JPH08192065A - 遠心破砕整粒機及び遠心破砕整粒方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】少ない水の使用で破砕粒積上層の成長膨出を防
ぎ用いる水を循環使用して水処理問題を解決する。 【構成】被破砕粒を放出するためのロータ１１を囲む破
砕室１９と、破砕された破砕粒を床面上に貯留する貯留
床１２と、貯留床１２の床面上に破砕粒が積み上げられ
外周壁２１の内面に位置する頂部から内側縁２３に向か
う安息角θを持つ逆円錐面状の斜面Ｓを備えて形成され
る破砕粒積上層Ｍの中で水供給口３３が位置づけられた
水供給管３２とからなり、破砕粒積上層Ｍの膨張と成長
を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遠心破砕整粒機及び遠
心破砕整粒方法に関する。更に詳しくは、ロータから放
出され破砕室の床面上に形成される破砕粒積上層の一定
以上の膨張を回避するために水を破砕粒積上層に流すタ
イプの遠心破砕整粒機及び遠心破砕整粒方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築用コンクリートの骨材、鉄道の枕木
を安定させるための敷石、砂を生産するための中間品な
どが各方面で必要であるため、花崗岩など各種岩石を破
砕した岩石細粒が粒度別に作られている。粒度調整のた
めに１次破砕された破砕粒をさらに細かく砕くために遠
心破砕整粒機が用いられている。

【０００３】遠心破砕整粒機は、ロータから遠心力作用
でロータに投入された被破砕粒をロータの周囲の壁にぶ
つけて破砕する機械である。破砕室の底部に床が設けら
れている。この床の床面上に破砕された破砕粒が積み上
げられ破砕粒積上層が形成される。この破砕粒積上層の
内周面にロータから放出される被破砕粒がぶつかり、互
いに破砕される。

【０００４】このような破砕粒積上層は段々に成長し内
側に膨出する。膨出しすぎ膨出部の内側がロータにぶつ
かり破砕作用が行われなくなり、破砕室を破壊する不測
の事態を招来する。

【０００５】このような問題点を解決した遠心破砕整粒
機が知られている。たとえば、実公平２−３６５９４号
公報に記載されている遠心破砕整粒機は、破砕粒積上層
の内側に形成されるテーパー状斜面（デッドベッド面）
に水を流下させ水の流れで斜面の破砕粒を洗い落とすた
めの水供給手段を設けている。

【０００６】洗い流すために多くの水を用いるこのよう
な遠心破砕整粒機は、破砕された破砕粒が水びたしにな
って後処理がやっかいである。また作業現場が水びたし
になるのを回避するために排水処理が必要であるが、排
水を処理する手だてがなく垂れ流しになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
技術的背景に基づいてなされたものであり、下記するよ
うな目的を達成する。

【０００８】本発明は、少ない水の使用で破砕粒積上層
の成長膨出を防ぐを提供することを目的とする。

【０００９】本発明は、用いる水を循環使用することに
より水処理問題を解決することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に次のような手段を採る。

【００１１】この発明１の遠心破砕整粒機は、投入され
た被破砕粒を外周縁より放出するためのロータ（１１）
と、前記ロータ（１１）を囲む破砕室と（１９）、前記
破砕室（１９）を構成し前記ロータを囲む外周壁（２
１）と、前記破砕室（１９）を構成し前記外周壁（２
１）の内側で下方に設けられ前記ロータ（１１）から放
出され破砕された破砕粒を床面上に貯留する貯留床（１
２）と、前記貯留床（１２）の内側縁（２３）から破砕
粒を落下させるための落下孔（２４）と、前記貯留床
（１２）の床面上に破砕粒が積み上げられ前記外周壁
（２１）の内面に位置する頂部から前記内側縁（２３）
に向かう安息角（θ）を持つ逆円錐面状の斜面（Ｓ）を
備えて形成される破砕粒積上層（Ｍ）の中で水供給口
（３３）が位置づけられた水供給管（３２）とからな
る。

【００１２】この発明２の遠心破砕整粒機は、前記発明
１において、水供給量を調整するための水供給量調整手
段（３４）とからなることを特徴としている。

【００１３】この発明３の遠心破砕整粒機は、前記発明
１において、前記水供給口（３３）は、前記破砕粒積上
層（Ｍ）の頂上付近の内部に位置づけられていることを
特徴としている。

【００１４】この発明４の遠心破砕整粒機は、前記発明
１，２，３から選択される１つの発明において、前記水
供給口（３３）から流出し前記破砕粒積上層（Ｍ）に浸
透し下層部に流下する水を集めて吸収する水吸収口（４
７）を備える水吸収管（４８）と、前記水供給管（３
３）と前記水吸収管（４８）との間で水を環流させるた
めの環流手段（４２，４３）とからなることを特徴とし
ている。

【００１５】この発明５の遠心破砕整粒方法は、ロータ
（１１）から放出する被破砕粒を前記ロータ（１１）を
囲む周壁（２１）にぶつけて破砕し、前記破砕により破
砕された破砕粒を前記周壁（２１）の下部の床（１２）
の床面に積み上げて重力作用により斜面（Ｓ）を備える
破砕粒積上層（Ｍ）を形成し、前記破砕粒積上層（Ｍ）
の前記斜面（Ｓ）に前記ロータ（１１）から放出される
被破砕粒をぶつけて破砕し、破砕粒積上層（Ｍ）の前記
斜面（Ｓ）上に流下する水流に水流層を形成することが
ない割合の水分含有率で前記破砕粒積上層（Ｍ）に水を
含有させる。

【００１６】なお、上記構成の記載中構成要素に以下に
説明する実施例の構成要素の参照番号に対応して同一番
号を括弧付きで付したのは、本発明と実施例の対応関係
を明確にするためであり、本発明を実施例に限定するた
めではない。

【００１７】

【作用】本発明の遠心破砕整粒機及び遠心破砕整粒方法
は、床面上に破砕粒が積み上げられ破砕粒積上層が形成
される。破砕粒積上層は、滑り面を内側に形成する。滑
り面の傾斜角度すなわち安息角は、粒度分布、水分含有
率に応じた破砕粒積層体の粘度、重力加速度、積み上げ
高さ、破砕粒の比重等の諸要因により決定される。水分
含有率が安息角が小さくなる。これは流動性が増して斜
面に沿う最外層の破砕粒が斜面に沿って滑りやすくなる
からであり、破砕粒積上層の内側への成長膨出が停止す
る。水分含有率が高くなりすぎると、安息角が小さくな
りすぎ斜面が形成されなくなる。粒度、岩石の種類に応
じて適当な含水率になるような水の供給量が調整され
る。使用水は、循環される。

【００１８】

【実施例】

（実施例１）次に、本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明の実施例１を示す正面断面図である。破
砕整粒機１の破砕構造の詳細は実開平１−１３７７４０
号公報の詳細な説明に譲るが、以下に簡単に説明する。
破砕整粒機本体２の天井部に、第１次、第２次破砕を受
けた砕石粒が投入される投入口３，３が設けられてい
る。

【００１９】破砕整粒機本体２の床構造板４上に、回転
駆動軸５が投入口３と同軸に回転自在に支持されてい
る。回転駆動軸５の頂部に第１次破砕整粒用の第１ロー
タ６がボス７により強固に取り付けられている。

【００２０】図２に示すように、第１ロータ６は円板状
の構造盤８を備えている。構造盤８は、外側輪状帯域に
砕石を放出するための複数の砕石放出腕９，９，９，９
が等角度間隔で取り付けられている。図１に示すよう
に、第１ロータ６の下方部で回転駆動軸５に第２次破砕
整粒用の第２ロータ１１が取り付けられている。

【００２１】図３に示すように、第２ロータ１１は円板
状の構造盤１２を備えている。構造盤１２は、外側輪状
帯域に砕石を放出するための複数の砕石放出腕１３，１
３，１３，１３が等角度間隔で取り付けられている。

【００２２】図１に示すように、第１ロータ６を中央に
囲むように第１破砕室１４が設けられている。第１破砕
室１４は、外周壁を形成する円筒状ケーシングである外
周壁１５と輪板状の床板で形成される貯留床１６により
構成されている。貯留床１６の内側縁１７は円形であ
る。内側縁１７は第１ロータ６を囲んでおり、貯留床１
６と第１ロータ６との間に輪状の穴が形成され、この穴
が砕石粒の下方への落下を許容するための落下孔１８と
して形成されている。この落下孔１８の下方に構造盤１
２が位置している。

【００２３】第２ロータ１１を中央に囲むように第２破
砕室１９が設けられている。第２破砕室１９は、円筒状
ケーシングである外周壁２１と輪板状の床板で形成され
る貯留床２２により構成されている。破砕整粒機本体２
の内側縁２３は円形である。内側縁２３は第２ロータ１
１を囲んでおり、内側縁２３と第２ロータ１１との間に
輪状の穴が形成され、この穴が砕石粒の下方への落下を
許容するための落下孔２４として形成されている。

【００２４】第２ロータ１１と落下孔１８との間に、第
１破砕室１４で第１次破砕整粒を受けた砕粒を構造盤１
２へ案内誘導するための第２投入口２５が設けられてい
る。第２投入口２５の技術的意義は作用の説明の際に説
明する。

【００２５】外周壁１５の設計により定められる設計高
さ位置の１箇所または複数箇所に第１水供給管２６の第
１供給口２７が設けられている。第１供給口２７は外周
壁１５の内面側で開放されている。第１水供給管２６の
他端は、水供給用タンク２８の底部に接続されている。
第１水供給管２６には流量調整用の流量調整弁２９が介
設されている。流量調整弁２９には、流量調整用の手動
ハンドル３１が設けられている。

【００２６】外周壁２１の設計により定められる設計高
さ位置の１箇所または複数箇所に第２水供給管３２の第
２供給口３３が設けられている。第２供給口３３は外周
壁２１の内面側で開放されている。第２供給口３３の他
端は、水供給用タンク２８の底部に接続されている。第
２供給口３３には流量調整用の流量調整弁３４が介設さ
れている。流量調整弁３４には、流量調整用の手動ハン
ドル３５が設けられている。

【００２７】水供給用タンク２８の中の水は、自動調整
水面３６を備えている。自動調整水面３６を自動的に形
成するように、オーバーフロー用排水管３７が設けられ
ている。オーバーフロー用排水管３７の水供給用タンク
２８の壁における開口位置で水供給用タンク２８の水面
の高さ位置が定められている。オーバーフロー用排水管
３７の他端は濾過器３８に接続されている。

【００２８】濾過器３８の下部に水を回収するための水
回収タンク３９が設けられている。濾過器３８により濾
過された水が水回収タンク３９に回収される。水供給用
タンク２８の上部に電動機４１が設けられている。電動
機４１により水ポンプ４２が駆動される。水ポンプ４２
の吸入側と水回収タンク３９の中の底部位との間に汲上
用管４３が設けられている。水ポンプ４２の吐出側と水
供給用タンク２８の上部との間に給水管４４が設けられ
ている。

【００２９】貯留床１６の内側面で水吸収用開口４５
（図４参照）が開口し水を吸収する水吸収管４６が設け
られている。水吸収管４６の他端は、オーバーフロー用
排水管３７に接続されている。貯留床２２の内側面で水
吸収用開口４７（図５参照）が開口し水を吸収する水吸
収管４８が設けられている。水吸収管４８の他端は、オ
ーバーフロー用排水管３７に接続されている。

【００３０】次に、上記実施例１の動作・作用及び砕石
整粒方法を説明する。図示しない駆動手段で回転駆動軸
５を高速に回転させる。高速回転する第１ロータ６の構
造盤８上に被破砕石を投入口３から投入する。構造盤８
に上方から投入された多数個の被破砕石は、第１ロータ
６の複数の砕石放出腕９により回転流を形成する。

【００３１】高速流の被破砕石は、遠心力を受けながら
接線方向に対してある角度の向きに第１ロータ６より放
出される。このように放出された砕石は、初めの内は外
周壁１５の内周面に激突し破砕され、平均粒径が小さく
なる。図４に示すように、砕石が山のように貯留床１６
面上に積み上げられる。時間が経過すると、破砕粒積上
層Ｍが形成される。

【００３２】破砕粒積上層Ｍの形態は、砕石の粒度分
布、砕石の比重、重力加速度などの要因により決定され
る斜面Ｓを備えるようになる。斜面Ｓは一般的には、逆
円錐面状である。この斜面Ｓの断面上の直線と水平面と
の角度は、滑り角θ又は安息角θと称されている。

【００３３】球形でない砕石の粒度分布如何では、この
ようなきれいな滑り角は得られない。たとえば、破砕粒
積上層Ｍは、中央部がロータ６側に膨らみ張り出して、
膨出部が形成され、このような膨出部が成長してロータ
に接近する。高速で第１ロータ６から放出される被破砕
石が、膨出部の砕石を散乱させて破砕室１４を破壊する
不測の事故を招来する。

【００３４】本発明は、このような事故を未然に回避す
るために膨出部の成長を止める。図４に示すように、破
砕粒積上層Ｍの頂部に第１水供給管２６の第１供給口２
７を位置付ける。砕石の粒度分布、砕石の比重などから
第１供給口２７の位置を計算する理論が鉱山学の分野で
知られているが、このような位置は実機で確定するのが
好ましい。砕石の粒度分布に適合させて機種ごとに第１
供給口２７の位置を変更する。第１供給口２７の位置を
可変にする設計を行うこともできる。

【００３５】第１供給口２７から一定流量の水を破砕粒
積上層Ｍ中に供給する。破砕粒積上層Ｍの上方から供給
してもよいが、破砕粒積上層Ｍに対する供給開始位置
は、破砕粒積上層Ｍの上層部である。このような供給の
量は、水供給用タンク２８の中の水面の高さ（第１供給
口２７に対する高さ）と流量調整弁２９の手動ハンドル
３１による弁開放度により定まる。流量調整弁２９によ
り一定流量を定める。

【００３６】破砕粒積上層Ｍ中に上層から下層に向けて
頂部に供給される水が、重力作用と浸透作用により下層
へ浸透し、砕石は水中に半ば浮いた状態になる。浮力、
浸透圧の作用が加わった一定含水率の破砕粒積上層Ｍの
斜面Ｓの形状は、粒度分布、砕石の比重、浮力、浸透圧
により定まる。斜面Ｓは、理論計算による斜面形状に近
づき、滑り角θを持った逆円錐面に近づく。一定の含水
率の破砕粒積上層Ｍには膨出部はほとんど形成されな
い。

【００３７】このような斜面Ｓにぶつかって第１ロータ
６から放出される被破砕石は、１次破砕される。１次破
砕された砕石は、斜面Ｓを流下して第２投入口２５に一
旦貯留される。第２投入口２５で同様に形成される斜面
を滑って、１次破砕された砕石が第２投入口２５に投入
される。

【００３８】第２投入口２５に上方から投入された多数
個の砕石は、第２ロータ１１の複数の砕石放出腕１３に
より回転流を形成する。高速流の被破砕石は、遠心力を
受けながら接線方向に対してある角度の向きに第２ロー
タ１１より放出される。

【００３９】このように放出された砕石は、初めの内は
外周壁２１の内周面に激突し破砕され、平均粒径が小さ
くなる。図５に示すように、砕石が山のように貯留床２
２の面上に積み上げられる。時間が経過すると、破砕粒
積上層Ｍが形成される。破砕粒積上層Ｍの形態は、砕石
の粒度分布、砕石の比重、重力加速度などの要因により
決定される斜面Ｓを備えるようになる。

【００４０】図５に示すように、破砕粒積上層Ｍの頂部
に第２水供給管３２の第２供給口３３を位置付ける。こ
のような位置は実機で確定するのが好ましい。砕石の粒
度分布に適合させて機種ごとに第２供給口３３の位置を
変更する。第２供給口３３の位置を可変にする設計を行
うこともできる。

【００４１】第２供給口３３から一定流量の水を破砕粒
積上層Ｍ中に供給する。破砕粒積上層Ｍの上方から供給
してもよいが、破砕粒積上層Ｍに対する供給開始位置
は、破砕粒積上層Ｍの上層部である。このような供給の
供給量は、水供給用タンク２８の中の水面の高さ（第２
供給口３３に対する高さ）と、流量調整弁３４の手動ハ
ンドル３５による弁開放度により定まる。流量調整弁３
４により一定流量を定める。

【００４２】破砕粒積上層Ｍ中に上層から下層に向けて
頂部に供給される水が、重力作用と浸透作用により下層
へ浸透し、砕石は水中に半ば浮いた状態になる。浮力、
浸透圧の作用が加わった一定含水率の破砕粒積上層Ｍの
斜面Ｓの形状は、粒度分布、砕石の比重、浮力、浸透圧
により定まる。

【００４３】一定の含水率の破砕粒積上層Ｍには膨出部
はほとんど形成されない。斜面Ｓは、既述のように逆円
錐面状である。斜面Ｓを滑って、落下孔２４から落下し
た２次破砕整粒砕石は、図示しない下方のコンベアによ
り機外に排出され、次の破砕整粒機の投入口あるいは同
機の投入口３に環流される。

【００４４】破砕粒積上層Ｍ中に浸透し下方に流下した
水は、図４，５に示すように、水吸収用開口４５及び水
吸収用開口４７にそれぞれ吸収される。水吸収用開口４
５及び水吸収用開口４７から吸収される水は、破砕粒積
上層Ｍで不完全ながら濾過されている。

【００４５】水吸収用開口４５及び水吸収用開口４７か
ら吸収される濾過水は、それぞれに水吸収管４６及び水
吸収管４８に案内されてオーバーフロー用排水管３７に
合流し、濾過器３８に入る。濾過器３８で濾過された濾
過水は、水回収タンク３９に滴下する。水回収タンク３
９内の濾過水は、水ポンプ４２により汲み上げられ水供
給用タンク２８に環流する。

【００４６】（実施例２）図６は、実施例２を示す。環
状の第２水供給管３２（及び第１水供給管２６）の複数
箇所から中心方向に技管を出し、各技管の開口を外周壁
２１に設ける。外周壁２１の円筒面上等角度間隔で水を
破砕粒積上層Ｍ中に供給するための複数の供給穴５２が
前記技管の開放端として開けられている。供給穴５２の
個数を適当個数にすることにより、破砕粒積上層Ｍ内の
含水率を一定に維持する。

【００４７】貯留床２２（及び貯留床１６）には多数の
水吸収用開口４７（及び水吸収用開口４５）が開けられ
ている。貯留床２２の下面に吸収容器５３が設けられて
いる。水吸収用開口４７は吸収容器５３内で開口してい
る。吸収容器５３内に水吸収用繊維５４が挿入されてい
る。水吸収管４８（及び水吸収管４６）の開放端は水吸
収用繊維５４に接している。このような水吸収用繊維５
４を用いると、破砕粒積上層Ｍ内の含水率を一定に維持
しやすい。

【００４８】（その他の実施例）この発明の遠心破砕整
粒機及び遠心破砕整粒方法の実施例は、上記実施例に限
られない。例えば、実施例１の環流手段は破砕粒積上層
Ｍ、水ポンプ４２、汲上用管４３、水吸収用開口４７、
水吸収管４８、オーバーフロー用排水管３７で構成され
ているが、用いる水の量が少ない場合は、水ポンプ４
２、汲上用管４３を用いずにバケツで水回収タンク３９
の水を運搬することができる。

【００４９】供給水量は、流量調整弁２９、流量調整弁
３４によらずに水供給用タンク２８の高さまたは自動調
整水面３６の高さを調整することにより調整することが
できる。ロータは２段式でなく１段式のものでよく、こ
の場合に２機の整粒破砕機を直列使用することがある。

【００５０】

【発明の効果】この発明の遠心破砕整粒機及び遠心破砕
整粒方法は、水の使用が少ないので水処理が楽であり、
場合によっては水処理は不要である。水含有率が小さい
製品砕石粒は商品価値が高い。破砕効率が高い。岩石の
種類、粒度に従って水の供給量を最適にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の遠心破砕整粒機の実施例１を
示す正面断面図である。

【図２】図２は、図１の平面断面図である。

【図３】図３は、図１の異なる位置での平面断面図であ
る。

【図４】図４は、作用解説用断面図である。

【図５】図５は、作用解説用断面図である。

【図６】図６は、実施例２を示す正面断面図である。

【符号の説明】

１…破砕整粒機 ２…破砕整粒機本体 ３…投入口 ５…回転駆動軸 ６…第１ロータ １１…第２ロータ １４…第１破砕室 １５…外周壁 １６…貯留床 １７…内側縁 １９…第２破砕室 ２１…外周壁 ２２…貯留床 ２３…内側縁 ２４…落下孔 ２５…第２投入口 ２６…第１水供給管 ２７…第１供給口 ２８…水供給用タンク ２９…流量調整弁 ３１…手動ハンドル ３２…第２水供給管 ３３…第２供給口 ３４…流量調整弁 ３５…手動ハンドル ４２…水ポンプ ４３…汲上用管 ４７…水吸収口 ４８…水吸収管 θ…安息角 Ｓ…斜面 Ｍ…破砕粒積上層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】投入された被破砕粒を外周縁より放出する
   ためのロータ（１１）と、 前記ロータ（１１）を囲む破砕室と（１９）、 前記破砕室（１９）を構成し前記ロータを囲む外周壁
   （２１）と、 前記破砕室（１９）を構成し前記外周壁（２１）の内側
   で下方に設けられ前記ロータ（１１）から放出され破砕
   された破砕粒を床面上に貯留する貯留床（２２）と、 前記貯留床（２２）の内側縁（２３）から破砕粒を落下
   させるための落下孔（２４）と、 前記貯留床（２２）の床面上に破砕粒が積み上げられ前
   記外周壁（２１）の内面に位置する頂部から前記内側縁
   （２３）に向かう安息角（θ）を持つ逆円錐面状の斜面
   （Ｓ）を備えて形成される破砕粒積上層（Ｍ）の中で水
   供給口（３３）が位置づけられた水供給管（３２）とか
   らなる遠心破砕整粒機。
2. 【請求項２】請求項１において、 水供給量を調整するための水供給量調整手段（３４）と
   からなることを特徴とする遠心破砕整粒機。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記水供給口（３３）は、前記破砕粒積上層（Ｍ）の頂
   上付近の内部に位置づけられていることを特徴とする遠
   心破砕整粒機。
4. 【請求項４】請求項１、請求項２、請求項３から選択さ
   れる１つの請求項において、 前記水供給口（３３）から流出し前記破砕粒積上層
   （Ｍ）に浸透し下層部に流下する水を集めて吸収する水
   吸収口（４７）を備える水吸収管（４８）と、 前記水供給管（３３）と前記水吸収管（４８）との間で
   水を環流させるための環流手段（４２，４３）とからな
   ることを特徴とする遠心破砕整粒機。
5. 【請求項５】ロータ（１１）から放出する被破砕粒を前
   記ロータ（１１）を囲む周壁（２１）にぶつけて破砕
   し、 前記破砕により破砕された破砕粒を前記周壁（２１）の
   下部の床（２２）の床面に積み上げて重力作用により斜
   面（Ｓ）を備える破砕粒積上層（Ｍ）を形成し、 前記破砕粒積上層（Ｍ）の前記斜面（Ｓ）に前記ロータ
   （１１）から放出される被破砕粒をぶつけて破砕し、破
   砕粒積上層（Ｍ）の前記斜面（Ｓ）上に流下する水流に
   水流層を形成することがない割合の水分含有率で前記破
   砕粒積上層（Ｍ）に水を含有させる遠心破砕整粒方法。