JPH079323A - 砂研磨処理装置及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特公昭５９−３５７４４号に係る砂研磨処理
装置の耐摩耗性を改善する。 【構成】 回転ドラム内面に設けた螺旋溝及び該螺旋溝
内に付設したＶ字形羽根板の内面に，適宜な間隔で棒鋼
を溶接したところ，装置内部の砂による摩耗が著しく減
少した。この装置は，山砂の精製によるコンクリ−ト用
骨材の製造のみならず，砂ろ過用の砂の調製及び再生処
理にも使用することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，砂粒子表面が粘土，風
化皮膜等によって覆われ，利用価値の低い山砂を研磨精
製して，良質のコンクリ−ト骨材を生産したり，或いは
水ろ過装置内の連用により，表面に異質の成分が沈積，
固化し，廃棄，交換すべき汚染砂を研磨し，再生，賦活
する際に使用する砂の表面研磨処理等に使用する装置及
び該装置の使用方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明は，特公昭５９−３５７４４号に
かかる「山砂研磨処理機」の改良に関する。該処理機
は，同号明細書冒頭に詳記する如く，殆ど無価値に近い
山砂の，表面に付着する粘土質，珪藻土質，有機質成分
を粒子相互間の摩擦，混合作用によって研磨処理し良質
の川砂に匹敵するコンクリ−ト用砂を得る装置であり，
昭和５７年以来好調に運転され，５〜６万トンの砂利や
砂を生産して来た。然し，該装置の稼働率が向上するに
つれ，又該装置の新しい用途の研究が進むにつれ，改良
を要する点が見出された。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】改良すべき点として
は，該装置の耐摩耗性の向上対策である。即ち，該装置
は，少量の水と共に，或いは単に湿潤した程度の砂を，
回転ドラムの中に内設した螺旋溝に沿って移動させ，そ
の間の砂粒子相互間の摩擦効果によって粒子表面の研磨
を行うものであるため，砂が研磨されると共に，装置自
体も摩耗が著しかった。摩耗が著しい部位としては，回
転ドラム内面（螺旋溝の底部及び壁部），螺旋溝に設け
たＶ字形羽根板の内面及び先端部付近であった。この摩
耗対策として，各要部にゴムライニングを施したり，鉄
板を肉厚にしたりして，使用して来たが，３〜６ケ月毎
の補修を要していた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記のように，装置の耐
摩耗性を向上させる為に，種々の試行の結果，螺旋溝の
側壁１及び底面２，溝内に取り付けたＶ字形羽根板３の
内面（側壁７及び底面４）に，金属性の棒を，螺旋溝を
横断する方向に適宜の間隔で溶接，設置することによっ
て解決された。

【０００５】

【作用】上記のように構成された装置による場合，砂の
流路を横断するように適宜の間隔に設けられた，金属製
の棒（一般的には鉄製が用いられる）の作用により，装
置内面のこれ等の棒の間隔内に泥や砂がたまり，恰も泥
や砂によるライニングが施された状態になり，これ等に
よって激しい砂の流れによる衝撃力及び摩耗力が直接装
置内面に至らず，著しく摩耗量が減殺されるものと解さ
れる。この摩耗量が減少する真の機構的説明は未だ解明
されていないが，本願発明は前記の構成によった装置が
著しく摩耗量が減少する事実に因ったものである。

【０００６】ここに上記構成を更に敷衍すると，金属棒
としては，各種金属棒が使用されるが，経済性から主と
して棒鋼（直径５〜１５ｍｍ）が使用され，これが３０
〜１００ｍｍの間隔に溶接される。この間隔は３０ｍｍ
以下でも良いが，溶接作業が繁雑であり，加工経費も嵩
む。又これが１００ｍｍ以上であると，砂や泥のライニ
ングが途切れ装置内面（鉄部）が露われ棒鋼設置の効果
が薄れる。試行の後１００ｍｍ以下を選んだ。この範囲
で，最も好ましい間隔として５０〜７０ｍｍとした。

【０００７】この棒鋼の溶着される部位としては，砂の
流れにさらされる部分，即ち，（イ）螺旋溝の底部２，
（ロ）同溝の側壁をなす部分（間仕切り板）１，（ハ）
同溝の中に取付けられるＶ字形羽根板３の内面，（底部
４及び側壁７）に設ける。これ等は溶接により付設され
る。

【０００８】次にＶ字形羽根板３は螺旋溝の中に設置さ
れて，ドラムの回転に伴って，砂が螺旋溝を走る際，こ
の砂をかき上げ，攪拌することにより，砂粒間の摩擦を
より激しくする効果を有するものである。

【０００９】その形状は図２，（ａ）〜（ｅ）に示す種
々のものが，砂の性状，粒径等に応じて適宜採択され
る。これ等のＶ字形羽根板は，螺旋溝の内巾に対して，
若干小さくし（ｍ），羽根板出口部分は，砂の流れを速
くし，攪拌を激しくするために，更に絞った巾（ｎ）又
は尖った形にしてある。螺旋溝に取付ける場合は，溶
接，又はボ−ルト・ナット８，８´によって固定され
る。

【００１０】このように，螺旋溝内及びＶ字形羽根板内
部に棒鋼を設置することによって，装置の摩耗は著しく
減少し，殆ど無補修のまま，約５年間の操業運転が可能
となった。このことは単に装置の寿命を長くし，補修経
費を低減せしめる効果の他に，得られた研磨処理後の砂
の品質をも向上させる副次的効果をも有する。

【００１１】本発明に係る砂研磨処理装置は，先願（特
公昭５９−３５７４４号）明細書冒頭にも詳記する如
く，先ず不純物の多い山砂から良質のコンクリ−ト用骨
材を生産する目的に使用することが出来る。得られた砂
は，微細粉や有機質成分を含まず，又酸化鉄等に起因す
る赤褐色も薄く，光沢のある，骨材用として好適の砂を
得ることが出来た。本願発明に係る装置の耐摩耗性改良
によって，稼働率の向上，品質の向上，装置補修費の低
減効果と相まって，本発明装置の効用を一層高めること
が出来た。

【００１２】尚本発明装置は先記の山砂の精製のみなら
ず，水道用源水，或いは工業用源水の精製用の砂ろ過装
置に充填する砂の生産及びろ過に連用して汚れた砂の再
生処理等にも使用することが出来る。

【００１３】近時，取水源の全国的な汚染によって，源
水の品質は年々低下する一方である。これ等は先ず化学
薬剤，例えば各種凝集剤及び，又は殺菌用薬剤を添加し
て沈降法又はフィルタ−プレス法等により一次処理した
後，砂ろ過装置にかけられ二次処理されるのが常であ
る。この場合，ろ過装置内の砂は徐々に若干残る有機質
（例えば藻類）や無機質（例えば微細粘土質コロイド）
によって汚れ，かつ目詰まりによりろ速が低下する。以
前は良質の川砂が豊富であったが，最近は清浄化して再
利用することが多くなった。本発明に係る装置は，この
ような砂ろ過用砂の初充填調製時又は再生処理の為に使
用することが出来る。特に固く付着して通常の方法では
除去し難い鉄分やマンガン成分等も，極めて効率良く除
去することが出来る。

【００１４】以下，本願発明に係る装置の具体的態様に
ついて，実施例により説明する。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）図３に示す，内径３ｍ，長さ８ｍの高張力
鋼製の回転ドラムの内側に，巾４５ｃｍの螺旋溝を１筋
設ける。砂は水によって湿潤した状態で，一端から入
り，螺旋溝内を図５のように流れながら，他端より排出
される。羽根板３〔本例の場合は図２，（ｃ）（Ｌ＝４
５ｃｍ，ｍ＝４０ｃｍ，ｎ＝１５ｃｍ）の型のもの〕１
４５個を付設した。螺旋溝内及びＶ字形羽根板内には，
図示する如く，鋼製棒状体（直径１２ｍｍ）を６ｃｍ間
隔で溶接により付設した。この回転ドラムを４５馬力の
モ−タ−によりチエン駆動させた。

【００１６】本願発明装置の場合，砂の流路の内壁に設
けた棒鋼付設の効果により，約５年間，装置の摩耗，孔
あき等による補修作業は皆無で，棒鋼付設のない従来装
置に比べて耐用性は約１０倍以上に向上したことは驚く
べき事実である。

【００１７】この装置により磨かれた砂は，別途，多量
の水を用いて，水洗，攪拌，浮游，沈降，傾斜，篩分け
等の操作により，微砕粉になった砂成分，研磨除去され
た泥分，有機質不純成分等を除去する。コンクリ−ト骨
材用としては砂及び砂利の規格に定める粒度範囲を，水
ろ過用としてはＪＷＷＡ（日本水道協会編）に定める粒
度範囲のものを選ぶのが常である。

【００１８】研磨処理装置にて得られた砂及び処理前の
原料として用いた砂を比較すると，処理によって粒度，
形状，光沢，不純物等の点で処理後が良好であることが
分析値及び拡大写真等から明らかであった。

【００１９】（実施例２）砂ろ過装置用の砂の精製処理
に本発明に係る装置を応用した。巾５ｍ，長さ１０ｍの
コンクリ−ト槽に，ろ過用砂を１ｍに敷きつめ，曝気，
酸化処理した地下水のろ過を行い，簡易工業用水の精製
に供した。緩速ろ過法により約２年間の連用によりろ速
が０．６ｍ／日に低下したので，該砂を本発明装置によ
って再生処理を行った。

【００２０】本発明装置に，上記砂を連続的に供給しな
がら研磨処理を行った。砂の平均滞留時間として，２０
〜２５分間処理を行った後，傾斜法により水洗，更に篩
目２．０ｍｍ（最大側）及び０．１５ｍｍ（最少側）の
篩を用いて，粒径選別した。処理後の砂を充填，水のろ
過を行った所，ろ速は８．３ｍ／日に回復していた。こ
の装置によって研磨処理を行うことによって，拡大写真
による形状及び色相の目視観察の結果，有機質，粘土
質，脆弱な砂等は除かれ，又アスペクト比（長径／短径
比）も良好であった。尚，砂の評価は，ＪＷＷＡ〔日本
水道協会編Ａ１０３−１９８８：２１頁，４７頁〕，
「砂ろ過用砂の基準」等を参考にした。

【００２１】

【発明の効果】本発明は螺旋溝及びＶ字形羽根板を内面
に有するドラムの回転による砂研磨処理装置の改良に関
し，砂の流れを横断する方向に多数付設した棒状体の付
設効果により，装置内面の砂による耐摩耗性は著しく向
上した。

【００２２】又，この砂研磨処理装置は，従来の用途で
ある山砂から良質のコンクリ−ト骨材用砂、砂利を得る
ことに用いて，好結果を得た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の螺旋溝及びＶ字形羽根板の内面
に，間隔をおいて設けた棒鋼の付設状態を示す。

【図２】（ａ）〜（ｅ）構造，形状の異なるＶ字形の羽
根板の例

【図３】本発明に係る砂研磨処理装置の全体概念図。

【図４】回転ドラム内面の展開図。

【図５】螺旋溝を流れる砂の動きを説明する模式図。

【符号の説明】

１ 螺旋溝側壁（間仕切り板） ２ 螺旋溝底板 ３ Ｖ字形羽根板側壁 ４ Ｖ字形羽根板底部 ５，５´ 螺旋溝内面に設けた棒鋼 ６，６´ 羽根板内面に設けた棒鋼 ７ Ｖ字形羽根板側壁 ８，８´ Ｖ字形羽根板取付け金具 11 回転ドラム駆動用チエ−ン 12 回転ドラム周壁（螺旋溝底板） Ｍ 駆動用モ−タ− Ｌ Ｖ字形羽根板の長さ ｍ Ｖ字形羽根板砂入口の巾 ｎ Ｖ字形羽根板砂出口の巾

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端面に砂，砂利及び水の投入口，他端
   面に排出口を有する円筒形回転ドラムの内周に，投入口
   より排出口に至る螺旋状間仕切り板を固着し，この間仕
   切り板により区切られた螺旋状流路溝にＶ字形の羽根板
   を設置することを特徴とする砂研磨処理装置において；
   各螺旋溝の底面（回転ドラムの内周面），螺旋溝の側壁
   をなす間仕切り板の壁面，及び各螺旋溝に設けられたＶ
   字形羽根板の内面に，各溝の流れ方向に対して横断（垂
   直）方向に適宜の間隔をおいて，棒状の金属体を溶接，
   設置した構造を加えた，砂研磨処理装置。
2. 【請求項２】 『一端面に砂，砂利及び水の投入口，他
   端面に排出口を有する円筒形回転ドラムの内周に，投入
   口より排出口に至る螺旋状間仕切り板を固着し，この間
   仕切り板により区切られた螺旋状流路溝にＶ字形の羽根
   板を設置することを特徴とする砂研磨処理装置におい
   て；各螺旋溝の底面（回転ドラムの内周面），螺旋溝の
   側壁をなす間仕切り板の壁面，及び各螺旋溝に設けられ
   たＶ字形羽根板の内面に，各溝の流れ方向に対して横断
   （垂直）方向に適宜の間隔をおいて，棒状の金属体を溶
   接，設置した構造を加えた砂研磨処理装置』を；水道用
   源水又は工業用源水の精製用砂ろ過装置に初期充填する
   砂の調製作業，又は該ろ過装置の連用によって汚染され
   た砂の再生賦活作業に使用する，砂研磨処理装置の使用
   方法。