JPH10202139A - 砂利に混入する軽質物質の除去方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 骨材生産プラントにおいて選別される砂利
（粒径が主として５〜25mmのもの）中に混入する骨材と
しては不適な不純物である木片，草木の根，軽石等の砂
利より軽いが水に沈む軽質物質まで効率良く除去する。 【解決手段】 軽質物質15が混入する砂利13を分級槽１
内の水中に一定の層厚を持つカーテン状にして沈降さ
せ、この沈降方向に対して45〜135度の範囲内の所定角
度で砂利層を貫通するジェット気泡流を送って沈降中の
砂利13に混入している軽質物質15を気泡と共に砂利層の
外に追い出した後、この気泡の浮力及び分級槽内に生じ
ている水の上昇流により軽質物質15を上昇させて水と共
に溢流堰５から溢流させ、軽質物質15を追い出された比
重の大きい砂利粒子は分級槽１の下方に落下させて軽質
物質15を除去した骨材14となる砂利を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、骨材生産プラント
において水洗・選別される砂利（粒径が主として５〜25
mmのもの）中に混入する骨材としては不適な不純物であ
る木片，草木の根，軽石等の砂利より軽いが水に沈む軽
質物質までも効率良く除去することができる砂利に混入
する軽質物質の除去方法及びこの方法を実施するのに好
適な装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】土木，建築業界でコンクリート用に使用
される骨材のうち、その粒径が主として５〜25mmの砂利
は最も需要の多いものである。このような骨材の生産
は、山の岩石を破砕・選別して砕石を得る方法と、天然
の砂利・砂を採取して水洗・選別する方法とに大別され
る。このうち、天然の砂利・砂の原料は、従来ほとんど
河川から採取されてきたが、現在では河川保護の観点か
ら大半の河川で採取が禁止され、旧河川敷の堆積層から
採取される陸砂利と、旧河川や海底の隆起からできた山
の砂利層から採取される山砂利とが主流となっている。

【０００３】これらの天然砂利の採取に当って、その採
取地の属性から流木の砕片，草木の根，軽石，プラスチ
ックやシートの細片等、その性状から骨材としては不適
な様々な異物が混入するのを避けることはできない。こ
のような異物は、水より軽くて水に浮くものだけでな
く、砂利より軽いが水に沈む軽質物質も含まれている。
このような異物が混入したままの砂利を使用すると、コ
ンクリートの品質，強度の低下を招くことになる。そこ
で近年、天然砂利を原料とする骨材生産プラントでは、
砂利の品質向上を図るためにこれらの異物を除去する塵
芥除去機を設置するようになってきたが、それらは何れ
も水より軽くて水に浮く異物のみを水に対する浮力を利
用して分離除去する方法によるものであり、その除去効
率が限界的であると共に、砂利より軽いが水に沈む軽質
物質の除去はできないという欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点を解消し、天然砂利中に混入する異物である軽
質物質の除去効率を高めると共に、砂利より軽いが水に
沈む軽質物質まで除去できる機能を備えた砂利に混入す
る軽質物質の除去方法とこの方法を実施するのに好適な
装置とを提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意研究の結果、軽質物質が混入する砂利
を、上部に溢流堰が設けられておりこの溢流堰から常時
水が溢流せしめられている分級槽内の水中に一定の層厚
のカーテン状にして沈降させ、この沈降方向に対して45
〜135度の範囲内の所定角度で砂利層を貫通するジェッ
ト気泡流を送って沈降中の砂利に混入している軽質物質
を気泡と共に砂利層の外に追い出した後、該気泡の浮力
及び分級槽内に生じている水の上昇流により軽質物質を
上昇させて水と共に溢流堰から溢流させ、軽質物質を追
い出された比重の大きい砂利粒子を分級槽の下方に落下
させて軽質物質を除去した砂利を得る方法により砂利に
混入する軽質物質を効果的に除去することができること
を究明して完成したのである。

【０００６】そしてこの方法において、軽質物質を除去
した砂利を水中から搬出させる際に、分級槽の下方に落
下してくる砂利を砂利出口開口部に臨ませた砂利搬出用
コンベヤにより搬出させると、軽質物質を除去された砂
利を骨材として容易に分級槽外へ排出せしめることがで
き、また溢流堰から溢流させた水をその中に含まれる軽
質物質を除去した後に分級槽内に供給するための循環水
として使用すると、経済的に処理することができること
も合わせて究明したのである。

【０００７】またこの方法を実施する装置としては、カ
ーテン状に沈降せしめられる軽質物質が混入する砂利の
沈降路が形成されており、この沈降路の軽質物質の混入
する砂利がカーテン状に沈降せしめられる砂利層を挾ん
で一方の側に沈降せしめられる砂利の全幅に亘って沈降
路を沈降する砂利層の沈降方向に対して45〜135度の範
囲内の所定角度で砂利層を貫通するジェット気泡流を発
生せしめる気泡流発生装置が設置され、また沈降路を沈
降せしめられる砂利層を挾んで他方の側に前記ジェット
気泡流よりの気泡が浮上する気泡路が形成されていると
共に上部に常時水が溢流せしめられている溢流堰が設け
られ、沈降路の底部に砂利出口開口部が形成されている
分級槽と、この分級槽の沈降路の上方に一定の層厚を持
つカーテン状にして軽質物質の混入する砂利を分級槽内
に投入せしめる砂利投入装置と、前記分級槽の溢流堰よ
り溢流した水を排水せしめる溢流水樋と、該分級槽の砂
利出口開口部の直下位置に臨ませて設置されている砂利
搬出用コンベヤとを備えている装置が好適であることも
究明したのである。

【０００８】更に、分級槽内に沈降路が２路形成されて
おり、各沈降路にそれぞれ気泡流発生装置，気泡路及び
溢流堰が設けられていると、分級処理能力を高めること
ができ、この場合各沈降路の底部の砂利出口開口部が共
有されていると、簡単な構成により２路の沈降路を形成
することができ、気泡流発生装置が、その長手方向に所
定間隔で多数のオリフィスを形成されているオリフィス
管が沈降せしめられる砂利層と平行に且つ水平にして設
置されており、このオリフィス管に逆止弁が設けられて
いると共に少なくとも流量調整弁が設けられている構成
より成ると、種々の大きさの砂利に容易に対応して軽質
物質が混入する砂利から軽質物質を除去することがで
き、更に複数本のオリフィス管が沈降路を沈降する砂利
層の沈降方向に間隔を隔てて設置されていると、ジェッ
ト気泡流を沈降する砂利層に対して広い範囲に送って分
級処理能力を高めることができ、そして沈降路を沈降す
る砂利層に対してその長手方向に隣接するオリフィスが
異なる角度で気泡を噴出せしめる状態に形成されている
オリフィス管が設置されていると、隣接するオリフィス
から噴射されるジェット気泡流同士を干渉させること無
く細かい気泡を多量に送ることができて効率良く軽質物
質を除去することができることも究明したのである。

【０００９】更に、溢流水樋より排水される溢流水に含
まれている軽質物質を除去する異物除去篩が設けられて
いて、この異物除去篩により軽質物質を除去された溢流
水を分級槽内に供給せしめる溢流水循環機構が設置され
ていると、水の使用量を節約でき、また砂利投入装置か
ら投入された軽質物質の混入した砂利が気泡路上部から
直ちに溢流堰に流入するのを防止するための仕切板が分
級槽の上部で砂利層の厚さを規定する位置に設けられて
いると、砂利層を一定の層厚のカーテン状に確実に形成
することができて分級処理能力を高能率に維持すること
ができ、溢流水循環機構の循環水槽に水を補給するため
の補給水用弁が設けられていると、分級槽内の水位を所
望の水位に維持すると共に分級槽内の水の泥分濃度を低
濃度に維持する作業を容易に行うことができることも合
わせて究明したのである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明に係る砂
利に混入する軽質物質の除去方法及びこの方法を実施す
るのに好適な装置について詳細に説明する。図１は本発
明方法を実施するのに好適な本発明装置の１実施例を簡
略に示す縦断面説明図、図２は図１におけるＡ部拡大断
面図、図３は図２におけるＢ−Ｂ線断面図、図４は本発
明装置の他の実施例を示す図３に相当する断面図、図５
は本発明装置の更に他の実施例を示す図２に相当する断
面図、図６は気泡流発生装置に使用するオリフィス管の
一例を示す正面図、図７は図６におけるＣ−Ｃ線断面説
明図である。

【００１１】図面中、１は流木の砕片，草木の根，軽
石，プラスチックやシートの細片等の軽質物質15の混入
した採取地から採取した砂利13から軽質物質15を除去せ
しめる分級槽であり、軽質物質15の混入する砂利13がカ
ーテン状に沈降せしめられる沈降路２が形成されてい
る。

【００１２】３は沈降路２内において軽質物質15の混入
する砂利13がカーテン状に沈降せしめられる砂利層を挾
んで一方の側に設置されており沈降せしめられる砂利層
の全幅に亘ってこの砂利層の沈降方向に対して45〜135
度の範囲内の所定角度で砂利層を貫通するジェット気泡
流を送って沈降中の砂利に混入している軽質物質を気泡
と共に砂利層の外に追い出すためのジェット気泡流を発
生せしめるための気泡流発生装置であり、図示した実施
例の如くその長手方向に所定間隔で多数のオリフィス3a
aを形成されているオリフィス管3aが沈降せしめられる
砂利層と平行に且つ水平にして設置されている態様が示
される。

【００１３】この気泡流発生装置３により発生せしめら
れるジェット気泡流は、一つの気泡が大きいとそのエネ
ルギも大きくなり砂利層に送ったときに骨材14に適する
砂利も気泡の影響を大きく受ける結果、鉛直方向に沈降
する砂利層の軌道を変えるだけで軽質物質15を砂利層の
外へ追い出す作用が小さくなるので、その気泡は細かい
ことが好ましいから、オリフィス3aaとしては円形状，
角形状等の開口面積の小さい形状を採用すると共に長手
方向に所定間隔で多数形成されていることが好ましい。
また、オリフィス3aaから噴出せしめる気体が合体して
大きな気泡になることは前述した如く好ましくないの
で、オリフィス管3aの長手方向に隣接するオリフィス3a
aが異なる角度で気泡を噴出せしめる状態に形成されて
いるオリフィス管3aが設置されていれば隣接するオリフ
ィス3aaから噴射されるジェット気泡流同士を干渉させ
ること無く細かい気泡を多量に送ることができて効率良
く軽質物質を除去することができるので、図６及び７に
示す実施例の如く長手方向に平行な２列のオリフィス3a
a群が互いに他方の列のオリフィス3aa群の隣接するオリ
フィス3aa間にオリフィス3aaが位置するようにズレた状
態で千鳥状に形成されていることが好ましい。また、図
示した各実施例の如く複数本のオリフィス管3aが沈降路
２を沈降する砂利層の沈降方向に間隔を隔てて設置され
ていることが、沈降する砂利層に多くのジェット気泡流
を送ることができて好ましい。

【００１４】この気泡流発生装置３は、砂利13に混入し
ている軽質物質15を水と共に砂利層の外に追い出すこと
のできる所望のエネルギを有するジェット気泡流を発生
させるように、圧縮機3bの供給圧力が著しく高い場合に
はこの圧縮空気の圧力を調整する圧力調整弁3dを設ける
必要があるが、圧力調整弁3dの有無に拘らず少なくとも
圧縮機3bよりオリフィス管3aに供給される圧縮空気の流
量を調節する流量調整弁3cが設けられていると共に逆止
弁3eが設けられていることが好ましく、複数本のオリフ
ィス管3aが並設されている場合には図３に示す如く各オ
リフィス管3aに流量調整弁3cが設けられている。このよ
うに流量調整弁3cが設けられていると、分級槽１に設け
られたオリフィス管3aを交換することなく流量調整弁3c
の操作によって分級すべき粒子の大きさの変更に対応す
ることができるので、種々の大きさの砂利13に容易に対
応することができ、また逆止弁3eが設けられていると装
置全体の稼働を停止した際にオリフィス3aa内に異物が
入り込んでオリフィス3aaが閉塞されることを防止でき
るのである。

【００１５】４は軽質物質15の混入する砂利13がカーテ
ン状に沈降せしめられる沈降路２の砂利層を挾んで他方
の側に形成され、前記気泡流発生装置３よりのジェット
気泡流の砂利層を貫通した気泡が浮上する気泡路であ
る。この気泡路４を形成している沈降路１の砂利層を挾
んで気泡流発生装置３と反対側の内面は、上方に行くに
従って砂利層から離れる方向に傾斜せしめられた傾斜面
に形成されていると、砂利層から追い出された軽質物質
15を確実に気泡路４を上昇させて後述する溢流堰５から
水と共に溢流させることができて好ましい。

【００１６】５は沈降路２内の気泡路４の上部に設けら
れている溢流堰、６は後述する砂利投入装置８から投入
された軽質物質15の混入した砂利13が沈降路２を沈降せ
ず気泡路４の上部から直ちに溢流堰５に流入するのを防
止するための仕切板であり、図示した実施例の如く分級
槽１の上部で砂利層の層厚を規定する位置に設けられて
いる。

【００１７】８は軽質物質15が混入した砂利13を分級槽
１の沈降路２内に投入せしめるために分級槽１の上方に
設置されている砂利投入装置であり、この砂利投入装置
８より分級槽１内に投入された砂利13が一定の層厚を持
つカーテン状を成して沈降路２を沈降するように図１に
示す如く軽質物質15が混入した砂利13を分級槽１に幅方
向に均等に均した状態で投入せしめるフィーダ8aと、こ
のフィーダ8aに軽質物質15の混入した砂利13を供給せし
める砂利搬入用コンベヤ8bとを備えており、フィーダ8a
としてはバイブレータが設置されていて付与される振動
によって砂利搬入用コンベヤ8bより幅方向に不均一な状
態で供給された砂利13を均等に均すことができる構造の
ものを示すことができる。なお、軽質物質15の混入した
砂利13は砂利投入装置８より分級槽１の沈降路２に直接
投入しても良いが、図２に示す如く分級槽１の沈降路２
上部近傍に砂利13の保留部が形成されていて、この保留
部で投入された砂利13を一旦保留して落下の勢いを緩め
てから沈降路２に誘導することが好ましい。

【００１８】９は溢流堰５より溢流した水を排水せしめ
る溢流水樋、10は溢流水樋９によって排水せしめられた
水を分級槽１の循環水として繰返し循環使用せしめる溢
流水循環機構であり、溢流水樋９より排水された溢流水
に含まれている軽質物質15を除去せしめる異物除去篩10
aと、この異物除去篩10aにより軽質物質15を除去された
溢流水を貯留せしめる循環水槽10bと、更にこの循環水
槽10bの水を分級槽１に供給せしめる循環ポンプ10cとを
備えている。

【００１９】11は分級槽１の砂利出口開口部７の直下位
置に臨ませて設置されており上部が水面上に露出せしめ
られていて軽質物質15を除去された砂利を骨材14として
分級槽１外へ排出せしめる砂利搬出用コンベヤであり、
その下端が分級槽１の砂利出口開口部７の直下位置に臨
ませて設置されているので水中に存する部分における回
転軸は分級槽１に封水機構を介して装着されており、分
級槽１外へ軽質物質15を除去された骨材14となる砂利の
みを搬出できるものであれば、ベルトコンベヤ，スクリ
ューコンベヤ，バケットコンベヤ等種々のコンベヤを使
用することができる。なお、12は循環水槽10b内の水位
が所望の水位に満たないときや分級槽１内の水の泥分濃
度が高くなったときに水を補給する補給水用弁である。

【００２０】このように構成されている本発明装置にお
いて、前記した如き沈降路２が分級槽１内に２路形成さ
れていることが分級処理能力を高めることができるので
好ましく、この場合、砂利投入装置８のフィーダ8aから
分級槽１の幅方向中央に投入された軽質物質15が混入す
る砂利13を例えば図４に示す如く分級槽１の両側縁方向
にそれぞれ案内せしめる多数の仕切板から成る２分器8c
が形成されていて、分級槽１の幅方向両側にそれぞれ沈
降路２が形成されている態様や、図５に示す如く長手方
向の後端部から間隔を隔てた位置に沈降路２を区画する
区画板2aが設けられており、長手方向の後端部側と前記
区画板2a側とに軽質物質15の混入する砂利13をそれぞれ
案内せしめる多数の仕切板から成る２分器8cが形成され
ていて、長手方向後端部に間隔を隔てて沈降路２，２が
形成されている態様を示すことができる。この場合、各
沈降路２にはそれぞれ気泡流発生装置３，気泡路４及び
溢流堰５が設けられている。また、このように分級槽１
内に２路の沈降路２，２が形成されている場合には、沈
降路２，２の底部の砂利出口開口部７が共有されている
と、その構造を簡単にできて好ましい。

【００２１】以下に、上述した本発明装置を使用して本
発明方法を実施する操作について詳細に説明する。先
ず、流木の砕片，草木の根，軽石，プラスチックやシー
トの細片等の軽質物質15の混入した採取地から採取した
砂利13を、砂利投入装置８の砂利搬入用コンベヤ8bより
フィーダ8aに供給し、このフィーダ8aにより幅方向に均
等に均された状態で分級槽１の沈降路２内に投入し沈降
させる。このとき、分級槽１の沈降路２の上部近傍に保
留部が形成されていると、砂利投入装置８より投入され
た砂利13はこの保留部で一旦勢いを緩められてから沈降
路２を沈降するので、砂利13を略鉛直に且つ低速度で沈
降させることができるので、軽質物質15の混入した砂利
13を確実に一定の層厚を持つカーテン状で沈降させるこ
とができる。

【００２２】そして、この沈降路２をカーテン状の砂利
層を成して沈降する軽質物質15の混入した砂利13が気泡
流発生装置３に至ると、この気泡流発生装置３において
オリフィス管3aのオリフィス3aaからその位置での水圧
より高い所定の圧力の圧縮空気を砂利層の沈降方向に対
して45〜135度の範囲内の所定角度で砂利層を貫通する
所定の流量のジェット気泡流として送って沈降中の砂利
13に混入している軽質物質15を気泡と共に砂利層の外、
すなわち砂利層の気泡流発生装置３と反対側に形成され
ている気泡路４に追い出すのである。ここで、砂利層の
沈降方向に対するジェット気泡流の角度を45〜135度の
範囲内の所定角度としているのは、45度より小さいとジ
ェット気泡流のエネルギの鉛直下向き成分が大きいため
沈降する砂利の沈降速度を加速させる作用が大きく砂利
層を貫通するために必要な水平方向成分が小さいためジ
ェット気泡流を効率良く砂利層を貫通させることができ
ないばかりか気泡路４に追い出すべき軽質物質15を沈降
させてしまう現象が発生するからであり、また135度よ
り大きいとジェット気泡流のエネルギの鉛直上向きの成
分が大きいため沈降する砂利の沈降速度を減速させるよ
うな作用が大きく砂利層を貫通するために必要な水平方
向成分が小さいためジェット気泡流を効率良く砂利層を
貫通させることができないからである。

【００２３】すなわち、軽質物質15の混入した砂利13を
水中に一定の層厚を持つカーテン状にして沈降させ、カ
ーテン状となって沈降する過程の砂利層の沈降方向に対
して45〜135度の範囲内の所定角度で砂利層を貫通する
ジェット気泡流を送ると、比重の大きい骨材14となる砂
利は略鉛直方向に沈降し、また比重が骨材14となる砂利
より小さい軽質物質15はジェット気泡流のエネルギーに
より気泡流と共に沈降する過程の砂利層の外に追い出さ
れるのである。

【００２４】そして、沈降する砂利層の外に追い出され
た軽質物質15は、カーテン状の砂利層のジェット気泡流
の発生側と反対側に形成される気泡路４で気泡の浮力及
び分級槽１内に生じている水の上昇流により上昇せしめ
られて水と共に気泡路４の上部に設けられている溢流堰
９から水と共に溢流されるのである。

【００２５】この沈降路２の砂利層を挾んで気泡流発生
装置３と反対側の気泡路４の内面が上方に行くに従って
砂利層から離れる方向に傾斜せしめられた傾斜面状に形
成されていると、オリフィス管3aが複数本の場合気泡量
は最下段から上段に行くに従って増加するので、気泡量
による上昇流速が略一定になるように軽質物質15の沈降
速度より水と気泡との上昇速度を僅かに大きくすること
ができて、軽質物質15を確実に溢流堰５から溢流させる
ことができる。

【００２６】ここで、オリフィス管3aのオリフィス3aa
から噴出せしめる前記圧縮空気の流量は、骨材14となる
砂利の略鉛直方向への沈降を阻害せずに軽質物質15をジ
ェット気泡流と共に砂利層の外に追い出すことのできる
流量であって、オリフィス管3aの設置されている水深に
対応する圧縮空気の圧力，骨材14となる砂利の大きさ，
軽質物質15の比重や大きさ、オリフィス管3aに形成され
ているオリフィス3aaの大きさ等の条件によって適宜設
定される。

【００２７】この気泡流発生装置３として、複数本のオ
リフィス管3aが上下方向に間隔を隔てて設置されている
と、沈降する砂利層に対して広い範囲でジェット気泡流
を貫通させることができるので、軽質物質15を確実に且
つ効率良く砂利層の外に追い出すことができる。この場
合、各オリフィス管3aからのジェット気泡流のエネルギ
をどの深さでも一定とするために流量調整弁3cによっ
て、水深の浅い側に設置されているオリフィス管3aにお
いては少ない流量に設定し、水深の深い側に設置されて
いるオリフィス管3aにおいては多い流量に設定すること
によって、どの深さにおいても一定のエネルギを有する
ジェット気泡流を発生させることができるので、深さに
より分級される軽質物質15の大きさが異なることが無
く、所定の軽質物質15のみを除去することができて骨材
14として良質の砂利を得ることができる。

【００２８】そして、沈降路２を沈降する砂利層に対し
てその長手方向に隣接するオリフィス3aaが異なる角度
で気泡を噴出せしめる状態に形成されているオリフィス
管3aが設置されていると、隣接するオリフィス3aaから
噴射せしめられるジェット気泡流同士が干渉して大きな
気泡となることを防止できるので、細かい気泡のジェッ
ト気泡流を多量に発生させることができ、骨材14に適し
た砂利を略鉛直に沈降させ砂利層の軌道を変えること無
く軽質物質15のみを砂利層の外に追い出すことができ
る。

【００２９】例えば、分級槽１の沈降路２内の鉛直な面
上に外径34mmの３本のオリフィス管3aがそれぞれ水深30
0mm，425mm及び550mmの位置にその長手方向を水平にし
て並設されており、各オリフィス管3aには直径1.0mmの
オリフィス3aaが骨材14となる砂利の沈降方向に対して6
7.5度と112.5度との異なる噴出角度の２列に形成されて
おり、各列における長手方向に隣接するオリフィス3aa
が60mmの間隔であって上方から見て一方の列の各隣接す
るオリフィス3aa間の中央位置に他方の列のオリフィス3
aaがそれぞれ位置する千鳥状に形成されており、また分
級槽１の沈降路２の砂利層を挾んで反対側の内面が20度
の角度で上方に行くに従って砂利層から離れる方向に傾
斜せしめられており、オリフィス管3aからこの内面まで
の距離が水深の浅い方からそれぞれ270mm，225mm及び18
0mmとなるように構成された分級槽１の沈降路２に、そ
の粒径が５mm以上である骨材14となる砂利を得るために
軽質物質15が混入した砂利13を投入するときの各オリフ
ィス管3aから噴出せしめる圧縮空気の圧力は4.9×10⁴Pa
と一定で流量調整弁3cで流量を調整すると、気泡発生装
置３よりジェット気泡流として骨材14となる砂利を略鉛
直に沈降させると共に軽質物質15のみを砂利層の外に追
い出して気泡路４を気泡と共に上昇させることができ
る。

【００３０】ここで、気泡流と共に砂利層の外に追い出
されるものは軽質物質15だけでなく粒子の小さな砂利も
あるが、砂利層の外に追い出された物質はその沈降速度
と水の上昇流速及び気泡の浮力との関係で沈降するもの
と上昇するものとに分けられる。このようにして軽質物
質15を追い出された比重の大きい砂利粒子、すなわち砂
利層を形成したまま沈降した砂利粒子及び砂利層の外に
追い出されて後に沈降した砂利粒子は、分級槽１の下方
に落下して軽質物質15を除去され骨材14に適する砂利と
なるのである。また、水の上昇流速及び気泡の浮力の影
響を受けて気泡路を上昇する小さい粒子は水の上昇水流
と共に溢流堰５より溢流させ溢流水樋９により分級槽１
外へ排出される。

【００３１】また、２路の沈降路２が分級槽１内に形成
されていると、分級処理能力を２倍とすることができる
ので分級処理効率に非常に優れており、この場合分級槽
１の沈降路２の下部に設けられている砂利出口開口部７
を共有することが好ましい。

【００３２】砂利投入装置８から投入された軽質物質15
の混入した砂利13が沈降路２を沈降せずに気泡路４の上
部から直ちに溢流堰５に流入するのを防止するための仕
切板６が分級槽１の上部で砂利層の層厚を規定する位置
に設けられていると、砂利層を一定の層厚とすることが
できるので気泡流発生装置３で発生させたジェット気泡
流を砂利層に一定の状態で貫通させることができ、軽質
物質15を確実に砂利層の外に追い出すことができ、更に
骨材14となる砂利が沈降路２を沈降することなく溢流堰
５から排出されることを防止することができる。

【００３３】更に、溢流水樋９より排水される溢流水に
含まれる軽質物質15を除去する異物除去篩10aが設けら
れていて、この異物除去篩10aにより軽質物質15を除去
された溢流水を分級槽１に供給せしめる溢流水循環機構
10が設置されていると、異物除去篩10aで軽質物質15を
除去し循環水槽10bに貯留して後、循環ポンプ10cにより
分級槽１に供給して水を繰返し使用することができるの
で経済的である。

【００３４】また、軽質物質15と共に分級槽１の外に排
出される水と、砂利搬出用コンベヤ11及びこの砂利搬出
用コンベヤ11で搬出される骨材14としての砂利と共に分
級槽１の外に排出される水とにより、溢流水循環機構10
の循環水槽10b内の水位が下がったときには、補給水用
弁12を開いて循環水槽10b内に水を補給し、また軽質物
質15が混入した砂利13の泥分が多いときには循環水の泥
分濃度の上昇による製品骨材14の付着泥分増加を防止す
べく水を補給するのであるが、循環水槽10bに水を補給
するための補給水用弁12が設けられていると、容易に前
記操作を行うことができる。ここで、余剰になった循環
水は、循環水槽10bからオーバーフローして溢流水循環
機構10から外部へ排出される。

【００３５】かくして軽質物質15を除去され分級槽１内
の底部に沈降した砂利は、例えば分級槽１の沈降路２下
方の砂利出口開口部に臨ませた砂利搬出用コンベヤ11に
より分級槽１外に搬出させると、軽質物質15を除去され
た骨材14に適する砂利を得ることができるのである。

【００３６】

【発明の効果】以上に詳述した如く、本発明に係る砂利
に混入する軽質物質の除去方法は、軽質物質が混入する
砂利を上部に溢流堰が設けられており該溢流堰から常時
水が溢流せしめられている分級槽内の水中に一定の層厚
を持つカーテン状にして沈降させ、この沈降方向に対し
て45〜135度の範囲内の所定角度で砂利層を貫通するジ
ェット気泡流を送って沈降中の砂利に混入している軽質
物質を気泡と共に砂利層の外に追い出した後、該気泡の
浮力及び分級槽内に生じている水の上昇流により軽質物
質を上昇させて水と共に溢流堰から溢流させ、軽質物質
を追い出された比重の大きい砂利粒子を分級槽の下方に
落下させるので、水より軽い異物のみしか除去できなか
った従来方法に比べ、水より比重の小さな軽質物質だけ
でなく、骨材としては適さない例えば充分に水を含んだ
流木の細片，草木の根，軽石，プラスチックやシートの
細片等の水に沈む軽質物質も効率良く除去することがで
き、且つ水中に砂利を投入して軽質物質を除去するので
砂利は再洗いされているから、非常に品質に優れた砂利
を得ることができる。

【００３７】また上述した如き優れた効果を奏する本発
明方法を実施するのに好適な本発明装置として、溢流水
循環機構が設けられていると水を有効に利用することが
できて経済的である。また、軽質物質に付着して分級槽
の外に排出される水と砂利搬出用コンベヤ及びこのコン
ベヤで搬出される砂利に付着して分級槽の外に排出され
る水とにより溢流水循環機構の循環水槽内の水位が下が
るが、補給水用弁が設置されている場合にはこの補給水
用弁を操作して循環水槽内の水位が所望の水位となるま
で水を補給することができ、少ない水で効率的に砂利の
軽質物質を除去することができる。

【００３８】更に、分級槽内の泥分濃度が高くなったと
きもこの補給水用弁を操作して水を補給することができ
るから、泥分濃度が低いきれいな水で砂利を分級でき且
つ沈降路を沈降中の砂利層にジェット気泡流を貫通させ
るので気泡のエネルギによっても砂利が洗浄されるの
で、品質の高い砂利を得ることができる。

【００３９】このように優れた効果を奏する本発明に係
る砂利に混入する軽質物質の除去方法及び装置は、その
工業的価値の非常に大きなものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明方法を実施するのに好適な本発明
装置の１実施例を簡略に示す縦断面説明図である。

【図２】図１におけるＡ部拡大断面図である。

【図３】図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】本発明装置の他の実施例を示す図３に相当する
断面図である。

【図５】本発明装置の更に他の実施例を示す図２に相当
する断面図である。

【図６】気泡流発生装置としてオリフィス管を使用した
場合の該オリフィス管の一例を示す正面図である。

【図７】図６におけるＣ−Ｃ線断面説明図である。

【符号の説明】

１ 分級槽 ２ 沈降路 2a 区画板 ３ 気泡発生装置 3a オリフィス管 3aa オリフィス 3b 圧縮機 3c 流量調整弁 3d 圧力調整弁 3e 逆止め弁 ４ 気泡路 ５ 溢流堰 ６ 仕切板 ７ 砂利出口開口部 ８ 砂利投入装置 8a フィーダ 8b 砂利搬入用コンベヤ 8c ２分器 ９ 溢流水樋 10 溢流水循環機構 10a 異物除去篩 10b 循環水槽 10c 循環ポンプ 11 砂利搬出用コンベヤ 12 補給水用弁 13 砂利 14 骨材 15 軽質物質

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軽質物質が混入する砂利を、上部に溢流
   堰が設けられており該溢流堰から常時水が溢流せしめら
   れている分級槽内の水中に一定の層厚を持つカーテン状
   にして沈降させ、この沈降方向に対して45〜135度の範
   囲内の所定角度で砂利層を貫通するジェット気泡流を送
   って沈降中の砂利に混入している軽質物質を気泡と共に
   砂利層の外に追い出した後、該気泡の浮力及び分級槽内
   に生じている水の上昇流により軽質物質を上昇させて水
   と共に溢流堰から溢流させ、軽質物質を追い出された比
   重の大きい砂利粒子を分級槽の下方に落下させて軽質物
   質を除去した砂利を得ることを特徴とする砂利に混入す
   る軽質物質の除去方法。
2. 【請求項２】 軽質物質を除去した砂利を水中から搬出
   させる際に、分級槽の下方に落下してくる砂利を、砂利
   出口開口部に臨ませた砂利搬出用コンベヤにより搬出さ
   せる請求項１に記載の砂利に混入する軽質物質の除去方
   法。
3. 【請求項３】 溢流堰から溢流させた水を、その中に含
   まれる軽質物質を除去した後、分級槽内に供給するため
   の循環水として使用する請求項１又は２に記載の砂利に
   混入する軽質物質の除去方法。
4. 【請求項４】 カーテン状に沈降せしめられる軽質物質
   (15)が混入する砂利(13)の沈降路(２)が形成されてお
   り、該沈降路(２)の軽質物質(15)の混入する砂利(13)が
   カーテン状に沈降せしめられる砂利層を挾んで一方の側
   に沈降せしめられる砂利(13)の全幅に亘って沈降路(２)
   を沈降する砂利層の沈降方向に対して45〜135度の範囲
   内の所定角度で砂利層を貫通するジェット気泡流を発生
   せしめる気泡流発生装置(３)が設置され、また沈降路
   (２)を沈降せしめられる砂利層を挾んで他方の側に前記
   ジェット気泡流よりの気泡が浮上する気泡路(４)が形成
   されていると共に上部に常時水が溢流せしめられている
   溢流堰(５)が設けられ、沈降路(２)の底部に砂利出口開
   口部(７)が形成されている分級槽(１)と、この分級槽
   (１)の沈降路(２)の上方に一定の層厚を持つカーテン状
   にして軽質物質(15)の混入する砂利(13)を分級槽(１)内
   に投入せしめる砂利投入装置(８)と、前記分級槽(１)の
   溢流堰(５)より溢流した水を排水せしめる溢流水樋(９)
   と、該分級槽(１)の砂利出口開口部(７)の直下位置に臨
   ませて設置されている砂利搬出用コンベヤ(11)とを備え
   ていることを特徴とする砂利に混入する軽質物質の除去
   装置。
5. 【請求項５】 分級槽(１)内に沈降路(２)が２路形成さ
   れており、各沈降路(２)にそれぞれ気泡流発生装置
   (３)，気泡路(４)及び溢流堰(５)が設けられている請求
   項４に記載の砂利に混入する軽質物質の除去装置。
6. 【請求項６】 分級槽(１)内に２路形成されている沈降
   路(２，２)の底部の砂利出口開口部(７)が共有されてい
   る請求項５に記載の砂利に混入する軽質物質の除去装
   置。
7. 【請求項７】 気泡流発生装置(３)が、その長手方向に
   所定間隔で多数のオリフィス(3aa)を形成されているオ
   リフィス管(3a)が沈降せしめられる砂利層と平行に且つ
   水平にして設置されており、該オリフィス管(3a)には逆
   止弁(3e)が設けられていると共に少なくとも流量調整弁
   (3c)が設けられている構成より成る請求項４から６まで
   のいずれか１項に記載の砂利に混入する軽質物質の除去
   装置。
8. 【請求項８】 気泡流発生装置(３)として、複数本のオ
   リフィス管(3a)が沈降路(２)を沈降する砂利層の沈降方
   向に間隔を隔てて設置されている請求項７に記載の砂利
   に混入する軽質物質の除去装置。
9. 【請求項９】 気泡流発生装置(３)として、沈降路(２)
   を沈降する砂利層に対してその長手方向に隣接するオリ
   フィス(3aa)が異なる角度で気泡を噴出せしめる状態に
   形成されているオリフィス管(3a)が設置されている請求
   項７又は８に記載の砂利に混入する軽質物質の除去装
   置。
10. 【請求項１０】 溢流水樋(９)より排水される溢流水に
    含まれている軽質物質(15)を除去する異物除去篩(10a)
    が設けられていて、該異物除去篩(10a)により軽質物質
    (15)を除去された溢流水を、分級槽(１)に供給せしめる
    溢流水循環機構(10)が設置されている請求項４から９ま
    でのいずれか１項に記載の砂利に混入する軽質物質の除
    去装置。
11. 【請求項１１】 砂利投入装置(８)から投入された軽質
    物質(15)の混入した砂利(13)が気泡路(４)上部から直ち
    に溢流堰(５)に流入するのを防止するための仕切板(６)
    が、分級槽(１)の上部で砂利層の厚さを規定する位置に
    設けられている請求項４から１０までのいずれか１項に
    記載の砂利に混入する軽質物質の除去装置。
12. 【請求項１２】 溢流水循環機構(10)の循環水槽(10b)
    に水を補給するための補給水用弁(12)が設けられている
    請求項１０又は１１に記載の砂利に混入する軽質物質の
    除去装置。