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JP3662403B2 - 骨材回収方法および装置 - Google Patents
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骨材回収方法および装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生コン廃水から砂利と砂とを分離して回収する骨材回収方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
生コン工場では、コンクリートミキサー車が生コンを運び終って帰還したら、そのタンクの中に残留している生コンを洗い流している。また、生コン工場の一日の操業が終了したら、施設内に残留した生コンを洗い流している。
このとき排出された生コン含有水が、生コン廃水である。この生コン廃水から、砂利と砂とが分離して回収され、骨材として再利用されている。
この骨材回収するため、従来、例えば図9に示すような装置が用いられている。 この骨材回収装置は、回転自在な分離ドラム101と、この分離ドラム101の下方に設けられた沈殿槽103と、分離ドラム101の外側に設けられた砂移送部材104および砂放出部材105と、分離ドラム101の一端側に設けられた砂利排出部106と、分離ドラム101の内面側に設けられた砂利移送部材107とを備えている。
分離ドラム101は、図示しない駆動機構により回転される。この分離ドラム101の回転と一体的に、砂移送部材104と砂放出部材105と砂利移送部材107とが回転する。
分離ドラム101は、生コン廃水が投入され、その生コン廃水から砂とセメント水とをドラム外に分離する一方、砂利をドラム中に残すようにする。沈殿槽103は、分離ドラム101から分離して落下した砂を受けて、沈降させる。つまり、水の中でセメント分と砂とは、比重の差により、沈降分離される。砂移送部材104は、沈殿槽103に堆積した砂を沈殿槽103の所定位置まで移送する。砂放出部材105は、沈殿槽103の所定位置に移送された砂を掬い上げ、沈殿槽103の外に放出する。砂利移送部材107は、分離ドラム101の中の砂利を砂利排出部106へ移送する。砂利は、砂利排出部106から出される。
こうして、生コン廃水が砂利と砂とセメント水とに分離され、砂利と砂とが骨材として別々に回収される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した図9に示した従来例にあっては、次ぎのような課題がある。 分離ドラム101の中の砂とセメント分が分離ドラム101の分離孔を自然に通るのを待つだけなので、分離ドラム101による分離性能に限界がある。そのため、分離性能を高めるには、装置自体を大型化せざるをえないと考えられていた。
また、砂放出部材105から放出されて回収された砂に異物が混じっているおそれがある。
【0004】
本発明は、このような従来例のもつ課題を解決するために創案されたものである。
本発明の第一の目的は、骨材回収性を良好なものにしつつ装置全体をコンパクトなものとした骨材回収方法および装置を提供することにある。
また、本発明の第二の目的は、回収された砂の中の異物を極力低減した骨材回収方法および装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、第一の本発明では、本発明の分離ドラムの内側から分離ドラム内の生コン廃水の固形分に向けて水を噴射し、その水圧により分離ドラムによる砂とセメント分の分離を強制的に促進する。
また、第二の本発明では、水抜き孔を設けた砂放出部材の中の砂に水を噴射し、砂放出部材の水抜き孔から水を抜いて砂を洗うようにする。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図1ないし図8を参照して説明する。
図1ないし図8には、本発明の骨材回収装置の一実施形態が示されている。
この骨材回収装置は、回転自在な分離ドラム1と、この分離ドラム1の駆動機構2と、分離ドラム1の下方に設けられた沈殿槽3と、分離ドラム1の外側に設けられた砂移送部材4と、同じく分離ドラム1の外側に設けられた砂放出部材5と、分離ドラム1の一端側に設けられた砂利排出部6と、分離ドラム1の内面側に設けられた砂利移送部材7と、サイクロン分離器8と、内側シャワー装置9と、砂洗いシャワー10と、目詰まり防止装置11とを備えている。
【0007】
ここで、分離ドラム1は、設置台12に設けられた支持ローラ13の上に回転自在に支持されている。分離ドラム1は、その周面の大部分に分離孔14が多数、設けられている。分離ドラムにおける分離孔14がある部分は、例えば網、金属板へ設けたパンチ孔などから構成される。個々の分離孔14の開口大きさは、生コン廃水の成分中、砂とセメント分と水を通すが、砂利を通さない程度に設定されている。
一方、分離ドラム1の周面のうち砂利排出部6側の部分については、分離孔14がない盲状の水切り部15となっている。
分離ドラム1は、本実施形態では、一端側が砂利排出部6、他端側が生コン廃水の投入部16となっている。分離ドラム1は、投入部16側に比べて砂利排出部6側が少し高くなるように傾斜して支持されている。分離ドラム1は、投入部16側が沈殿槽3内の水に浸漬しており、一方、砂利排出部6側が水面よりも上方に位置している。分離ドラム1の砂利排出部6側の一部の内周面は、上述したように水切り部15となっている。すなわち、分離ドラム1内を移送される砂利が水中から水面上に出たら、水切り部15の傾斜に沿って水分が流下して沈殿槽3内の水に戻ることにより、水切りされる。したがって、砂利排出部6から出された砂利の含水率が低いものとなる。なお、分離ドラム1を水平状態に設置したものであっても本発明に包含される。
本実施形態では、投入部16に差し込んだ廃水導入管17から、分離ドラム1の中に生コン廃水を投入するようなっている。この廃水導入管17は、放出口が投入部16寄りに位置している。分離ドラム1は、上述したように、投入部16側が沈殿槽3内の水に浸漬されている。分離ドラム1の水に浸漬されているところに生コン廃水が投入される。分離ドラム1の回転による撹拌と、生コン廃水の投入時の衝撃とにより、水中で生コン廃水が分解される。
本実施形態では、分離ドラム1における砂利排出部6とは反対側の端部に開口した投入部16から生コン廃水を分離ドラム1の中に投入するようにしたが、生コン廃水の投入する箇所はこれに限らず、任意に設定できる。例えば、廃水導入管17を砂利排出部6を通して分離ドラム1の中に差し込むようにしてもよい。砂利排出部6は、本実施形態では、分離ドラム1の一端側が大きく開口して設けられており、構造が簡素化が図られている。なお、砂利の排出部として、他の構造を採用することも可能である。
分離ドラム1の駆動機構2は、本実施形態では、減速機付きのモータ18と、このモータ18の回転軸に設けられた第一のスプロケット19と、このスプロケット19を掛けた無端状のチェーン20と、分離ドラム1に設けられ且つチェーン20を掛けた第二のスプロケット21とを備えている。すなわち、モータ18の回転がチェーン20を介して分離ドラム1に伝達されるようになっている。なお、分離ドラム1の駆動機構2の具体例としては、本実施形態のものに限定されず、例えばベルト方式、歯車方式など適宜設計可能である。
【0008】
砂移送部材4は、分離ドラム1の外側に設けられ、分離ドラム1と一体的に回転して沈殿槽3に堆積した砂を沈殿槽3の所定位置まで移送するものである。本実施形態の砂移送部材4は、分離ドラム1の両端付近からドラム長さ方向の略中央位置まで掻き寄せるようになっている。砂を移送すべき位置を砂掻き寄せ位置と称する。
砂移送部材4は、本実施形態では、羽根が螺旋状の線に沿って連続して形成されているが、これに限らず、例えば、傾斜した短い羽根を間隔をおいて配置するようにしてもよい。また、本実施形態では砂を掻き寄せる位置を、分離ドラム1の長さ方向の略中央に設定したが、これに限らず、例えば分離ドラム1の端部寄りに設定してもよい。
【0009】
砂放出部材5は、本実施形態では、分離ドラム1の外周面に沿って複数個設けられたバケットから構成されている。砂用シュート23は、沈殿槽3側に固定されており、砂放出部材5から放出された砂を導き出すために設けられている。本実施形態では、上述のように砂掻き寄せ位置が分離ドラム1の長さ方向中央に設定されていることに対応して、砂放出部材5が分離ドラム1の長さ方向中央に位置して設けられている。
沈殿槽3の長さ方向中央の砂掻き寄せ位置に掻き寄せられた砂は、分離ドラム1と一体的に回転する砂放出部材5により掬い上げられた後、砂放出部材5から放出され、砂用シュート23の傾斜に沿って排出される。
砂放出部材5は、本実施形態では、図8に示すように水抜き孔24が設けられているので、砂を掬った後、回転している間に砂放出部材5内の水が抜けて沈殿槽3に戻る。また、砂放出部材5は、砂放出部材5から放出した砂を、回転方向に先行している他の砂放出部材5の背面上を滑動させるようにして、シュート機能をもたせるようにすることが望ましい。
【0010】
砂利移送部材7は、分離ドラム1の内面側に設けられ、分離ドラム1と一体的に回転して分離ドラム1の中の砂利を砂利排出部6へ移送するように設けられている。砂利移送部材7は、本実施形態では、傾斜した短い羽根を間隔をおいて配置するようにしたが、これに限らず、例えば、螺旋状の線に沿って連続した羽根から構成するようにしてもよい。
サイクロン分離器8は、沈殿槽3から排出した細砂が混ったセメント水から細砂を分離して沈殿槽3に戻すために設けられている。
骨材として用いる砂は、粒度分布が大小適正に揃っていることが望ましい。生コン廃水中の砂は、粒度が大小あり、特に小さいものを細砂と称する。この細砂については、沈殿槽3の底に堆積する前にセメント水と一緒に沈殿槽3から溢流してしまうおそれがある。砂放出部材5により取り出される砂に細砂分が少ないと、砂の粒度分布が悪化する。そこで、本実施形態では、沈殿槽3から排出した細砂混じりセメント水からサイクロン分離器8により細砂を分離し、この分離した細砂を沈殿槽3における砂移送位置に戻すように構成した。
すなわち、本実施形態では、沈殿槽3の上側に接続された溢流樋25と、この溢流樋25の下流側に設けられた水槽26と、この水槽26内に設けられた排水用のポンプ27と、このポンプ27の下流側に設けられたサイクロン分離器8と、このサイクロン分離器8の細砂出口から沈殿槽3まで延びた細砂戻し路28と、サイクロン分離器8の水出口から延びた排水管29とを有している。
【0011】
溢流樋25は、沈殿槽3から溢流したセメント水を案内するように設けられている。ポンプ27は、細砂混じりセメント水をサイクロン分離器8に圧送するために設けられている。
サイクロン分離器8は、細砂混じりセメント水を細砂とセメント水とに分離するために設けられている。すなわち、細砂混じりセメント水は、サイクロン分離器8に流入されると、細砂混じりセメント水自身の運動エネルギーによりサイクロン分離器8の中で渦流となり、比重差により渦流の中心部に細砂、渦流の外周部にセメント水と分離する。
サイクロン分離器8で分離された細砂は、細砂戻し路28を通って、沈殿槽3の砂移送位置にある砂と合流され、上述したように砂放出部材5により装置外に放出される。回遊された砂は、細砂を含有するので、粒度分布が理想的なものとなる。
一方、サイクロン分離器8で分離されたセメント水は、排水管29を通って、例えば、図示しないシックナ(濃縮槽)に送られる。
【0012】
内側シャワー装置9は、分離ドラム1内の生コン廃水の固形分に向けて水を噴射して、分離ドラム1による砂およびセメント分の分離機能を促進するために設けられている。特に本実施形態の内側シャワー装置9にあっては、沈殿槽3の中のセメント水を汲みだして分離ドラム1に向けて噴射して沈殿槽3に戻すようにしている。これは、無駄な水の消費を避けるためである。なお、沈殿槽3内の水以外の水、例えば新水を用いるようにしたものも本発明に包含される。
本実施形態の内側シャワー装置9は、沈殿槽3の中のセメント水を汲み出す内部シャワー用のポンプ30と、セメント水を圧送するためのセメント水路31と、このセメント水路31の下流に接続され分離ドラム1の中に配置されたシャワー本体32とを備えている。
セメント水路31は、本実施形態では、シャワー本体32の一端を支持するブラケット33の中に設けられている。すなわち、本実施形態では、シャワー本体32を支持するブラケット33は、中空状、つまり管として設けられ、セメント水路31を兼ねている。シャワー本体32は、本実施形態では、分離ドラム1の全長にわたって延びるパイプからなっており、下方に水を噴射する噴射孔が多数個、長さ方向に沿って設けられている。シャワー本体32は、分離ドラム1における水切り部15を除いたほぼ全体的にわたって下方に向けて水を噴射する。分離ドラム1を通ったセメント水は、沈殿槽3内の水の中に戻る。
シャワー本体32は、分離ドラム1の長さ方向中心に対して、矢印Y方向に回転する分離ドラム1の内周面における回転方向に上昇していく側に偏って配置されている。これは、分離ドラム1の内周面における回転方向に上昇していく側に、砂やセメント分が偏在するので、そこに水を噴射すると、分離ドラム1による分離機能の効率が向上するからである。
【0013】
砂洗いシャワー10は、砂を掬って上昇してくる砂放出部材5の中に水を噴射するように設けられている。砂洗いシャワー10が噴射する水は、沈殿槽3内の水でもよく、新水でもよい。砂洗いシャワー10に水を圧送するポンプは、上述したポンプ27、30を兼用しても良よく、専用のポンプを設置してもよい。
【0014】
目詰まり防止装置11は、分離ドラム1の外周面に接触されたローラ34により、分離ドラム1の目詰まりを防止するように設けられている。本実施形態の目詰まり防止装置11は、本実施形態では、分離ドラム1の投入部16側と砂利排出部6側とに二つ設けられている。目詰まり防止装置11は、本実施形態では、分離ドラム1の外周面に回転可能なローラ34と、このローラ34を支持する揺動アーム35と、この揺動アーム35の基端を揺動可能に支持する支柱36とを備えている。ローラ34は、外周にゴム、軟質樹脂などからなる弾性体を設ければ、騒音対策となる。
【0015】
上述した本実施形態の骨材回収装置にあっては、次のように分離ドラム1による砂およびセメント分の分離機能を促進すると共に、砂洗いする。
モータ18の駆動がチェーン20により分離ドラム1に伝達され、分離ドラム1が回転する。この分離ドラム1の回転と一体的に、砂移送部材4と砂放出部材5と砂利移送部材7とが回転する。
投入部16に差し込んだ廃水導入管17から、分離ドラム1の中に生コン廃水を投入する。
分離ドラム1の回転に伴って沈殿槽3内の水が撹拌される。この撹拌と、生コン廃水の投入時の衝撃により、生コン廃水が砂利と砂とセメント分とに分解される。
砂とセメント分と水とは、分離ドラム1の分離孔14を通って、沈殿槽3内の水の中に入る。分離ドラム1の中には、砂利が残る。
沈殿槽3の水の中では、比重差により砂が沈降し、槽底に堆積する。この砂は、砂移送部材4により、移送位置まで掻き寄せられ、次いで砂放出部材5により掬い上げられてから放出され、砂用シュート23を滑動して排出される。
細砂混じりのセメント水は、沈殿槽3から溢流樋25に溢流した後、ポンプ27によりサイクロン分離器8に送られ、細砂とセメント水とに分離される。分離された細砂は、細砂戻し路28を通って、沈殿槽3の砂移送位置に放出され、砂移送位置にある砂と合流され、砂放出部材5により装置外に放出される。これにより、回収砂が細砂を含有した粒度分布が好ましいものとなる。
セメント水は、サイクロン分離器8から出て、例えばシックナに送られる。
分離ドラム1内の砂利は、砂利移送部材7により砂利排出部6側に移送されていき、沈殿槽3内の水面から出て、砂利排出部6から排出される。砂利に付いた水は、沈殿槽3内の水面から出たとき、水切り部15に沿って流下し、沈殿槽3内の水に戻る。これにより、回収砂利の含水率が低くなる。
分離ドラム1の回転に伴って、目詰まり防止装置11のローラ34が分離ドラム1に詰まった砂やセメント分を落として、目詰まりを防止する。
沈殿槽3内のセメント水を汲みだして、ブラケット33の中に設けられたセメント水路31を通して、分離ドラム1内のシャワー本体32にセメント水を供給する。そして、シャワー本体32から下方にセメント水を噴射する。噴射されたセメント水は、分離ドラム1内の砂やセメントを強制的に沈殿槽3に落とすので、分離ドラム1による砂やセメント分の分離が促進される。
上述のように砂を沈殿槽3から掬い上げた砂放出部材5が上昇してくるときに、砂洗いシャワー10から砂放出部材5の中に水を噴射する。この水は、砂放出部材5の中の砂を洗った後、水抜き孔24から抜けて、沈殿槽3に戻る。これにより、回収砂の中の異物が極力低減される。
【0016】
【発明の効果】
以上説明した本発明によると、次のような効果を奏する。
(1)請求項1の骨材回収方法によると、分離ドラムの内側から分離ドラム内の生コン廃水の固形分に向けて水を噴射し、分離ドラムによる砂およびセメント分の分離を強制的に促進できる。したがって、コンパクトな骨材回収装置にて、骨材の回収性能を向上させることができる。また、シャワーの水圧により、砂利や砂をよく洗うことができるので、回収した砂および砂利中の異物をできるだけ低減できる。
【0017】
(2)請求項2の骨材回収装置によると、分離ドラムの内側に設けたシャワー本体から分離ドラム内の生コン廃水の固形分に向けて水を噴射し、分離ドラムによる砂およびセメント分の分離を強制的に促進できる。したがって、コンパクトな骨材回収装置にて、骨材の回収性能を向上させることができる。また、シャワーの水圧により、砂利や砂をよく洗うことができるので、回収した砂および砂利中の異物をできるだけ低減できる。
【0018】
(3)請求項3の骨材回収装置によると、沈殿槽の中のセメント水をシャワーに用いて沈殿槽に戻すようにするので、無駄な水の消費をなくすことができる。
【0019】
(4)請求項4の骨材回収装置によると、分離ドラムのほぼ全長にわたって水を噴射するので、分離ドラム全域の目詰まりを防止できる。
【0020】
(5)請求項5の骨材回収装置によると、シャワー本体が分離ドラムの回転方向に上昇していく側に偏って配置されている。分離ドラムの回転方向に上昇していく側には砂やセメント分が偏在しているので、シャワーによる強制分離を一層効果的に達成できる。
【0021】
(6)請求項6の骨材回収装置によると、分離ドラムにおける水面より上方にある部分に向けて、シャワー本体の上流から強い水圧で水を噴射する。したがって、分離ドラムにおける水に浸漬された部分にシャワーの上流側を配置する場合に比べて、シャワーによる強制分離効率を高くできる。
【0022】
(7)請求項7の骨材回収装置によると、シャワー本体への水送路が、シャワー本体を支持するブラケットの中に設けられている。したがって、水路をブラケットとは別に設ける場合に比べて、部品点数の低減、工事費の低減を達成できる。
【0023】
(8)請求項8の骨材回収装置によると、水抜き孔を設けた砂放出部材の中の砂に水を噴射して砂を洗うものとする。したがって、回収した砂中の異物を極力低減できる。
【0024】
(9)請求項9の骨材回収装置によると、砂洗いシャワーから砂放出部材の中の砂に水を噴射して砂を洗うものとする。したがって、回収した砂中の異物を極力低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の骨材回収装置の一実施形態の縦断面図である。
【図2】図1の骨材回収装置の平面図である。
【図3】図1の骨材回収装置の正面図である。
【図4】図1の骨材回収装置の背面図である。
【図5】図1の骨材回収装置の一端面図である。
【図6】図1の骨材回収装置の他端面図である。
【図7】図1の骨材回収装置の概略平面図である。
【図8】図1の骨材回収装置の作用状態を示す概略断面図である。
【図9】従来の骨材回収装置の説明図である。
【符号の説明】
1 分離ドラム
3 沈殿槽
4 砂移送部材
5 砂放出部材
6 砂利排出部
7 砂利移送部材
9 内部シャワー装置
10 砂洗いシャワー
24 水抜き孔
30 ポンプ
31 セメント水路
32 シャワー本体
33 ブラケット

Claims (9)

  1. 分離孔を有しており回転している分離ドラムの中に生コン廃水を投入し、該分離ドラムの分離孔により生コン廃水から砂とセメント分を分離ドラムの外に分離して砂利を分離ドラムの中に残し、分離ドラムから分離された砂を沈殿槽の底に沈降させる骨材回収方法において、分離ドラムの内側から分離ドラム内の生コン廃水の固形分に向けて水を噴射することを特徴とする骨材回収方法。
  2. 分離孔を有しており生コン廃水が投入され分離孔により生コン廃水から砂とセメント分を外に分離し砂利を中に残す分離ドラムと、該分離ドラムから分離された砂を沈降させる沈殿槽と、分離ドラムと一体的に回転して沈殿槽に堆積した砂を沈殿槽の所定位置まで移送する砂移送部材と、分離ドラムと一体的に回転して沈殿槽の所定位置に移送された砂を沈殿槽から掬ってから沈殿槽の外に放出する砂放出部材と、分離ドラムの一端側に設けられた砂利排出部と、分離ドラムの内周面に設けられ分離ドラムと一体的に回転して分離ドラムの中の砂利を砂利排出部へ移送する砂利移送部材とを備えている骨材回収装置において、分離ドラムの内側から分離ドラム内の生コン廃水の固形分に向けて水を噴射する内側シャワー装置が設けられていることを特徴とする骨材回収装置。
  3. 内側シャワー装置は、沈殿槽の中のセメント水を汲み出すポンプと、分離ドラムの中に配置されポンプから圧送されてきた水を分離ドラム内の生コン廃水の固形分に向けて噴射して沈殿槽に戻すシャワー本体とを備えていることを特徴とする請求項2に記載の骨材回収装置。
  4. シャワー本体は、分離ドラムの中で分離ドラムのほぼ全長にわたって設けられていることを特徴とする請求項3に記載の骨材回収装置。
  5. シャワー本体は、分離ドラムの長さ方向中心軸に対して、回転する分離ドラムの内周面における回転方向に上昇していく側に偏って配置されていることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の骨材回収装置。
  6. 分離ドラムは長さ方向に傾斜しており一端側の砂利排出部側が沈殿槽内の水の上方に位置し他端側が沈殿槽の内の水に浸漬されるように設置されており、シャワー本体は上流側が該分離ドラムの砂利排出部側に位置するように設けられた請求項4に記載の骨材回収装置。
  7. ポンプからシャワー本体にセメント水を圧送するためのセメント水路は、シャワー本体を支持するブラケットの中に設けられていることを特徴とする請求項3ないし請求項6のいずれか一項に記載の骨材回収装置。
  8. 分離孔を有しており回転している分離ドラムの中に生コン廃水を投入し、該分離ドラムの分離孔により生コン廃水から砂とセメントを分離ドラムの外に分離して砂利を分離ドラムの中に残し、分離ドラムから分離された砂を沈殿槽の底に沈降させ、分離ドラムと一体的に回転する砂放出部材により砂を沈殿槽から掬ってから沈殿槽の外に放出する骨材回収方法において、水抜き孔を設けた砂放出部材の中の砂に水を噴射し、砂放出部材の水抜き孔から水を抜いて砂を洗うようにすることを特徴とする骨材回収方法。
  9. 分離孔を有しており生コン廃水が投入され分離孔により生コン廃水から砂とセメントを外に分離し砂利を中に残す分離ドラムと、該分離ドラムから分離された砂を沈降させる沈殿槽と、分離ドラムと一体的に回転して沈殿槽に堆積した砂を沈殿槽の所定位置まで移送する砂移送部材と、分離ドラムと一体的に回転して沈殿槽の所定位置に移送された砂を沈殿槽から掬ってから沈殿槽の外に放出する砂放出部材と、分離ドラムの一端側に設けられた砂利排出部と、分離ドラムの内周面に設けられ分離ドラムと一体的に回転して分離ドラムの中の砂利を砂利排出部へ移送する砂利移送部材とを備えている骨材回収装置において、砂放出部材が水抜き孔を設けられ、沈殿槽から砂を掬った後の砂放出部材の中に水を噴射する砂洗いシャワーが設けられていることを特徴とする骨材回収装置。
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