コンクリートスラッジ微粉末回収用の破砕・乾燥装置
【課題】 塊状あるいは粒状の脱水ケーキが排出されるのを確実に防止して脱水ケーキを破砕・乾燥してコンクリートスラッジ微粉末を得る破砕・乾燥装置を提供する。
【解決手段】
破砕・乾燥装置（１）を、横型の回転ドラム（２）と、熱風炉（２７）と、前記回転ドラム（２）の排出側の端部に設けられているトロンメル（３１）とから構成する。回転ドラム（２）の内部に、所定の回転軸で駆動される破砕攪拌翼（１２）を設け、その内周壁に、脱水ケーキを所定高さまで掬い上げて落下させるリフター（１７）を設ける。その排出側の端部に、中心にくり抜きが明けられたトロンメル取付板（５０）を固定し、これにトロンメル（３１）を固着する。トロンメル（３１）は、軸方向に向かってテーパ状に縮径した網体であり、その小径部には、内側に向かって立ち上がった出口側堰（３８）を形成する。またトロンメル（３１）には、トロンメル振動機構（４２）を設ける。
【解決手段】
破砕・乾燥装置（１）を、横型の回転ドラム（２）と、熱風炉（２７）と、前記回転ドラム（２）の排出側の端部に設けられているトロンメル（３１）とから構成する。回転ドラム（２）の内部に、所定の回転軸で駆動される破砕攪拌翼（１２）を設け、その内周壁に、脱水ケーキを所定高さまで掬い上げて落下させるリフター（１７）を設ける。その排出側の端部に、中心にくり抜きが明けられたトロンメル取付板（５０）を固定し、これにトロンメル（３１）を固着する。トロンメル（３１）は、軸方向に向かってテーパ状に縮径した網体であり、その小径部には、内側に向かって立ち上がった出口側堰（３８）を形成する。またトロンメル（３１）には、トロンメル振動機構（４２）を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えて処理したスラリー、あるいはセメント分を含んだ洗浄廃水から砂利、砂、微砂分を除去して脱水し、脱水ケーキを得、得られた脱水ケーキを破砕しながら乾燥してコンクリートスラッジ微粉末を回収する方法において、脱水ケーキを破砕・乾燥するのに使用される破砕・乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セメント、砂、砂利等からなるコンクリート、セメントと砂とからなるモルタル等は、レディミクストコンクリート工場により製造され、ミキサ車によってコンクリートの打設現場まで輸送され、現場で使用される。しかしながら使用されなかったコンクリートはレディミクストコンクリート工場に戻される。これらの、いわゆる残コンクリートあるいは戻りコンクリートは、従来産業廃棄物として処理されており、材料が無駄になってしまうだけでなく環境への負担が大きく問題になっている。またミキサ車のドラムを洗浄したり、レディミクストコンクリート工場のコンクリート混練用のミキサを洗浄するとセメント分を含んだ洗浄廃水が発生するが、洗浄廃水も洗浄廃水処理施設に排出して処理する必要があり、コストが嵩んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４７２７７６号公報
【特許文献２】特開２００８−１０５００５号公報
【０００４】
本出願人は特許文献１において、残コンクリートまたは戻りコンクリート、あるいはセメント分を含んだ洗浄廃水から、コンクリートスラッジ微粉末を回収する回収方法を提案している。回収方法は次のようになっている。
（Ａ）残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えて得られるスラリー、あるいはセメント分を含んだ洗浄廃水から、含砂率が１０質量％以下になるように砂利と砂を分離してスラッジ水を得る。
（Ｂ）スラッジ水を湿式サイクロンで処理して微砂分を分離・除去して、濃縮スラッジ水を得る。
（Ｃ）濃縮スラッジ水をフィルタプレスにかけて含水率が２５〜４５質量％の脱水ケーキを得る。
（Ｄ）脱水ケーキを所定の破砕・乾燥装置によって破砕すると共に同時に乾燥して、他方の端部から連続的にコンクリートスラッジ微粉末を得る。
このようにして回収されたコンクリートスラッジ微粉末は品質が高いので、例えば土壌改良剤として利用することができる。
【０００５】
このような回収方法の（Ｄ）工程において使用される破砕・乾燥装置は次のように構成されている。すなわち破砕・乾燥装置は、軸方向に所定の長さの横型の回転ドラムと、この回転ドラムに熱風を吹き込む熱風炉とから構成されている。そしてこの回転ドラムの内部空間には、軸心方向の回転軸に取り付けられている複数個の破砕攪拌翼が設けられていると共に、その内周壁には供給される脱水ケーキを所定高さまで掬い上げ、そして落下させるリフターが設けられている。従って、回転ドラムと回転軸とを駆動して、回転ドラムの一方の端部から脱水ケーキを供給すると共に熱風炉からの熱風を吹き込むと、脱水ケーキは破砕・乾燥され他方の端部からコンクリートスラッジ微粉末が回収されるようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の破砕・乾燥装置によっても十分に高い品質のコンクリートスラッジ微粉末が得られる。従って土壌改良剤として利用する場合には格別に問題はない。しかしながら、この装置においては、コンクリートスラッジ微粉末と一緒に、破砕されていない塊状の脱水ケーキも回転ドラムから排出されて混入する可能性もある。この装置には塊状の脱水ケーキがドラム外に排出しないようにする機構が格別に設けられていないからである。回転ドラム内で確実に微粉末にされると乾燥が早いので、水和反応が進んでいないセメント分が多く残留することになるが、塊状の脱水ケーキが回転ドラムから排出されると水分を含んでいる可能性が高い。そうすると、それ自身の水和反応が進むだけでなく十分に乾燥されたコンクリートスラッジ微粉末も湿らせて劣化させてしまうことになる。つまりコンクリート材料として使用することができる水準の、高い品質を備えたコンクリートスラッジ微粉末を確実に得られる保証はない。実際にはＪＩＳの規定によって回収されたコンクリートスラッジ微粉末をコンクリート材料として利用することはできないが、均一な微粉末にされたコンクリートスラッジ微粉末は普通ポルトランドセメントと遜色のない品質を備えているので、土壌改良剤以外にも利用分野が広がる可能性が高い。そうするとコンクリートスラッジ微粉末の経済的価値は高まる。このように経済的価値を高めるために、回収されるコンクリートスラッジ微粉末には、塊状、あるいは粒状の脱水ケーキが混入しないようにする必要がある。
【０００７】
特許文献２には、コンクリートスラッジ微粉末の回収用の破砕・乾燥装置ではないが、被攪拌原料を持ち上げて落下させるリフターと、被攪拌原料を攪拌するスクリュー羽根を備えた横型の回転ドラムからなる、回転攪拌装置が記載されている。横型の回転ドラムにおいて、混合攪拌される原料が排出される一方の端部には、回転ドラムを延長するように篩円筒体、すなわち円筒状トロンメルが設けられている。この円筒状トロンメルは回転ドラムと実質的に同じ内径で、多数の孔が明けられて篩の作用を奏するようになっており、回転ドラムに延在するように設けられている。この円筒状トロンメルによって、微細な粒径の原料だけが回転ドラムから排出されるようになっている。従って特許文献１に記載の破砕・乾燥装置に、特許文献２に記載の篩円筒体を設けるようにすると、粒状の脱水ケーキが回転ドラムから排出されるのを防止できそうである。しかしながら、高品質のコンクリートスラッジ微粉末を得るには、篩の目の大きさを、例えば５ｍｍ、もしくはそれ以下にする必要があるが、このように目が細かい篩円筒体は目詰まりし易い。そして篩円筒体の内部にコンクリートスラッジ微粉末が厚く体積してしまうとさらに目詰まりのし易くなる。このような目詰まりに対して格別に対策が採られていないと円筒状トロンメルを採用することはできない。また、円筒状トロンメルにはコンクリートスラッジ微粉末だけでなく塊状、あるいは粒状の脱水ケーキが供給されることが予想されるが、このような脱水ケーキが妨げになってコンクリートスラッジ微粉末が篩の目を通過することができなくなることも予想される。従って単純に許文献２に記載の円筒状トロンメルを特許文献１に記載の破砕・乾燥装置に採用することはできない。
【０００８】
したがって本発明は、脱水ケーキを破砕・乾燥するとき、塊状あるいは粒状の脱水ケーキが排出されるのを確実に防止することができ、脱水ケーキを効率よく破砕すると共に素早く乾燥してコンクリートスラッジ微粉末だけを排出することができる破砕・乾燥装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、破砕・乾燥装置を、横型の回転ドラムと、該回転ドラムに熱風を吹き込む熱風炉と、前記回転ドラムの排出側の端部に設けられているトロンメルとから構成する。回転ドラムには、その内部に、軸心方向の回転軸に取り付けられている複数個の破砕攪拌翼を設け、その内周壁に、供給される脱水ケーキを所定高さまで掬い上げて落下させるリフターを設け、その排出側の端部に、中心にくり抜きが形成されているトロンメル取付板を固定する。トロンメルは、軸方向に向かってテーパ状に縮径した円錐台状を呈する網体として構成し、その大径部は回転ドラムの内径よりも小さくなるようにする。そしてその小径部には、内側に向かって立ち上がっている所定の高さの出口側堰を形成する。このトロンメルを、その大径部において、くり抜きに整合するようにトロンメル取付板に固着する。またトロンメルの小径部には、トロンメル振動機構を設ける。トロンメル振動機構は、トロンメルの小径部に互いに離間して固定されている一対の台座と、この一対の台座のそれぞれに両端が固定されているガイドバーと、このガイドバーにガイドされてスライドする錘体とから構成する。回転ドラムが回転すると錘体は重力によってガイドバーをスライドして、台座の一方に衝突し、それによってトロンメルに振動を与えることができる。
【００１０】
すなわち、請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えて処理したスラリー、あるいはセメント分を含んだ洗浄廃水から砂利、砂、微砂分を除去して脱水し、脱水ケーキを得、得られた脱水ケーキを破砕しながら乾燥してコンクリートスラッジ微粉末を回収する方法において、脱水ケーキを破砕・乾燥するのに使用される破砕・乾燥装置であって、前記破砕・乾燥装置は、一方の端部から脱水ケーキが連続的に供給されるようになっていると共に他方の端部からコンクリートスラッジ微粉末が排出されるようになっている横型の回転ドラムと、該回転ドラムに熱風を吹き込む熱風炉と、前記回転ドラムの排出側の端部に設けられているトロンメルとからなり、前記回転ドラムは、その内部に、軸心方向の回転軸に取り付けられている複数個の破砕攪拌翼が設けられ、その内周壁に、供給される脱水ケーキを所定高さまで掬い上げて落下させるリフターが設けられ、その排出側の端部に、中心にくり抜きが形成されているトロンメル取付板が固着され、前記トロンメルは、軸方向に向かってテーパ状に縮径した円錐台状を呈する網体からなり、その大径部は前記回転ドラムの内径よりも小さく、その小径部には、内側に向かって立ち上がっている所定の高さの出口側堰が形成されており、前記大径部において、前記くり抜きに整合するように前記トロンメル取付板に固着されていることを特徴とする破砕・乾燥装置として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の破砕・乾燥装置において、前記トロンメルの大径部には、内側に向かって立ち上がっている所定の高さの入口側堰が形成されるように構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の破砕・乾燥装置において、前記トロンメルの小径部には、互いに離間して前記小径部に固定されている一対の台座と、前記一対の台座のそれぞれに両端が固定されているガイドバーと、該ガイドバーにガイドされてスライドする錘体とからなる、トロンメル振動機構が設けられ、前記回転ドラムが回転すると前記錘体は重力によって前記ガイドバーをスライドして前記台座に衝突し、それによって前記トロンメルを振動させるように構成される。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの項に記載の破砕・乾燥装置において、前記回転ドラムの排出側の端部には、円筒状の網体からなる補助トロンメルが前記トロンメルを外側から覆うように設けられるように構成される。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明によると、残コンクリートまたは戻りコンクリート、あるいはセメント分を含んだ洗浄廃水から所定の工程によって得られた脱水ケーキを破砕しながら乾燥してコンクリートスラッジ微粉末を得る破砕・乾燥装置として構成される。そして破砕・乾燥装置は、横型の回転ドラムと、該回転ドラムに熱風を吹き込む熱風炉と、前記回転ドラムの排出側の端部に設けられているトロンメルとから構成される。従って塊状、あるいは粒状の脱水ケーキはトロンメルを通過して排出されず、コンクリートスラッジ微粉末だけが回収されることが保障される。そして本発明によると回転ドラムは、その内部に、軸心方向の回転軸に取り付けられている複数個の破砕攪拌翼が設けられ、その内周壁に、供給される脱水ケーキを所定高さまで掬い上げて落下させるリフターが設けられているので、脱水ケーキは回転ドラム内で効率よく破砕されることになり、このとき熱風によって短時間で乾燥することになる。本発明によるとトロンメルは、軸方向に向かってテーパ状に縮径した円錐台状を呈する網体からなる。従って破砕されていない塊状の脱水ケーキが網体に載ったとしても、トロンメルの回転に伴って脱水ケーキは落下して回転ドラム内に戻されることになる。そうすると脱水ケーキが、コンクリートスラッジ微粉末が篩い落とされるのを妨げることはない。また脱水ケーキは回転ドラムに戻されて破砕・乾燥されることが保障される。さらにテーパ状に縮径しているので、コンクリートスラッジ微粉末はトロンメルの上に適切な量だけ載せられて余剰分は落下するので、コンクリートスラッジ微粉末の厚さは薄くなってトロンメルの目詰まりは防止される。そして本発明によるとトロンメルは、その大径部が前記回転ドラムの内径よりも小さい。そしてトロンメルは、回転ドラムの排出側の端部に固着されている、中心にくり抜きが形成されたトロンメル取付板に、その大径部がくり抜きに整合するように固着されている。つまり回転ドラムの内周面とトロンメルの間には、トロンメル取付板からなる堰、あるいは段部が設けられることになる。回転ドラム内の脱水ケーキはこの段部を乗り越えなければならないので、十分に破砕され微粉末にされたコンクリートスラッジ微粉末が優先的にトロンメルに供給されることになる。すなわちコンクリートスラッジ微粉末を効率よく回収できることになる。このとき、塊状の脱水ケーキは回転ドラム内に留まり易いので、効率よく破砕されることになる。さらに本発明によると、トロンメルの小径部には内側に向かって立ち上がっている所定の高さの出口側堰が形成されている。従って、粒状の脱水ケーキが誤って小径部の開口部から落下して、製品としてのコンクリートスラッジ微粉末に混入することは確実に防止されている。
【００１２】
また他の発明によると、トロンメルの大径部には、内側に向かって立ち上がっている所定の高さの入口側堰が形成されている。トロンメルは前記したように円錐台状を呈した網体からなるので、トロンメルが回転すると塊状の脱水ケーキだけでなく所定量のコンクリートスラッジ微粉末も落下して回転ドラムに戻される。この発明によると入口側堰が設けられているので、適量のコンクリートスラッジ微粉末がトロンメル内に留まることになり、効率的に篩い落とすことができる。さらに他の発明によると、トロンメルの小径部には、互いに離間して小径部に固定されている一対の台座と、一対の台座のそれぞれに両端が固定されているガイドバーと、該ガイドバーにガイドされてスライドする錘体とからなる、トロンメル振動機構が設けられ、回転ドラムが回転すると錘体は重力によってガイドバーをスライドして、台座に衝突し、それによって前記トロンメルに振動を与えるように構成されている。従ってトロンメルの目詰まりは確実に防止され、万一目詰まりしてしまっても振動によって目詰まりは解消されることになる。そして他の発明によると、回転ドラムの排出側の端部には、円筒状の網体からなる補助トロンメルが前記トロンメルを外側から覆うように設けられている。つまりトロンメルは二重に設けられることになり、さらに確実に粒状の脱水ケーキが排出されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る、破砕・乾燥装置を示す図で、その（ア）は回転ドラム内を断面にして全体を示す側面図、その（イ）は（ア）において矢印Ａ−Ａ方向に見た断面図、その（ウ）は破砕攪拌翼の一部を拡大して示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る、破砕・乾燥装置の回転ドラムの一部とトロンメルを示す図で、その（ア）、（イ）、（ウ）はそれぞれ回転ドラムの一部とトロンメルを示す斜視図、側面図、および正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明の実施の形態に係る破砕・乾燥装置１は、図１の（ア）に示されているように、軸方向に所定の長さの横型の回転ドラム２からなる。この回転ドラム２は、図１の（ア）において左側が脱水ケーキの供給側、右側がコンクリートスラッジ微粉末の回収側、あるいは排出側になっており、後で詳しく説明するように回収側の端部に本発明に特有の装置、すなわちトロンメルが設けられている。回転ドラム２は２カ所で支持されて回転駆動されるようになっている。すなわち、回転ドラム２の一方の端部近傍の外周部にはリング状のレール４が設けられ、このレール４が複数個のローラ５により回転自在に支持されている。他方の端部よりの外周部には、リング状あるいはラック状の歯車７が取り付けられている。この歯車７には、モータ８で駆動されるピニオン１０が噛み合っている。したがって回転ドラム２はモータ８により所定方向に回転駆動されることになるが、本実施の形態においては回転ドラム２は、３〜３０秒で１回転するように駆動され、好ましくは１０〜２０秒で１回転する。
【００１５】
回転ドラム２の内部には、図１の（イ）に示されているように、軸心Ｇから片寄った位置に、比較的高速で駆動される回転軸１１が軸心方向に設けられている。そして、この回転軸１１に複数個の破砕攪拌翼１２、１２、…が取り付けられている。破砕攪拌翼１２は、図１の（ウ）に拡大して示されているように、回転軸１１から半径外方に延びているアーム１４と、このアーム１４に、半径方向に所定の間隔をおいて取り付けられている複数本の棒状の翼１５、１５、…とからなっている。このような破砕攪拌翼１２が回転軸１１の周り所定の角度、例えば１２０度の間隔をおいて、軸方向には所定の距離をおいて複数個取り付けられている。
【００１６】
また、回転ドラム２の内周面には、複数枚の掻き上げ翼すなわちリフター１７、１７、…が設けられている。これらのリフター１７、１７、…は、回転中心部を指向している垂直部１７ａと、この垂直部１７ａから回転ドラム２の回転方向に屈曲している傾斜部１７ｂとからなっている。したがって、回転ドラム２を図１の（イ）において矢印Ａ方向に駆動すると、脱水ケーキＫは掬い上げられ、そして途中で落とされることになる。このような垂直部１７ａと傾斜部１７ｂは板状部材から一体的に形成され、図１（ア）に示されているように、回転ドラム２の全長にわたって設けられている。
【００１７】
上記のように構成されている回転ドラム２の供給側には、ホッパ２０が設けられている。このホッパ２０の下部には機械式の定量供給機２１が設けられているので、ホッパ２０に運び込まれた脱水ケーキは、定量供給機２１により回転ドラム２に定量宛連続的に供給される。定量供給機２１は、従来周知のロータリーフィーダあるいはスクリュフィーダからなる。ロータリーフィーダは、複数枚の羽根が一定間隔で取り付けられている回転軸を有する。したがって、回転軸を所定の速度で回転駆動すると、羽根と羽根の間に挟み込まれる脱水ケーキは、回転軸の回転速度に比例して回転ドラム２に供給される。スクリュフィーダも、脱水ケーキはスクリュのフライト間に挟まれて送られるようになっているので、スクリュ軸を所定速度で駆動すると、脱水ケーキは定量宛回転ドラム２に供給される。これらの機械式の定量供給機２１により、塊状の脱水ケーキは、捻り潰されながら回転ドラム２内に供給されることになる。なお、定量供給機２１のシュート２２が、回転ドラム２の内部へ突き出る形で臨んでいる。シュート２２の先端部は、図１の（イ）に現れている。
【００１８】
回転ドラム２の供給側には、給油タンク２４から供給される重油を燃焼するバーナー２５も設けられている。このバーナー２５の燃焼熱により加熱される空気と燃焼排ガスは、熱風炉２７から回転ドラム２に連続的に供給されるようになっている。
【００１９】
コンクリートスラッジ微粉末を回収する回収側、すなわち回転ドラム２の回収側には次に説明するトロンメル３１と、回収側全体を覆っている排気フード２９が設けられている。排気フード２９の上方部分の断面積は充分広くなっている。したがって、回転ドラム２から排気フード２９に送られるガスの速度は、排気フード２９内で充分遅くなる。これにより、排気ガス中にコンクリートスラッジ微粉末が混入してもコンクリートスラッジ微粉末は重力によって沈降する。排気ガスは所定のバグフィルタを介して吸引され、その一部は熱風炉２７に戻されるようになっている。図１にはバグフィルタや、排気ガスを熱風炉２７に戻すダクトは示されていない。
【００２０】
本実施の形態に係る破砕・乾燥装置１には、図２に示されているように本発明に特有のトロンメル、すなわち本実施の形態に係るトロンメル３１が設けられている。トロンメル３１は、鋼鉄製の枠体３２と、この枠体に張られている鋼鉄製の網３３、３３、…とからなる網体であり、軸方向に向かってテーパ状に縮径した円錐台状を呈している。すなわち円錐を、その底面近傍を残して中央から頂点にかけての部分を切り落としたような形状を呈している。枠体３２は、トロンメル３１の大径部を構成している大リング３５と、小径部を構成している小リング３６と、これらを接続する複数本の梁３７、３７、…とから構成されている。大リング３５の径は、回転ドラム２の内径よりも小さく、後で説明するトロンメル取付板のくり抜きの内径と実質的に同じになっている。このような枠体３２に、網３３、３３、…が張られ、網３３、３３、…によってテーパ状に縮径した円錐台の側面部が形成されている。本実施の形態において網３３、３３、…は、５ｍｍの目の大きさのものが採用されているが、他の大きさでも同様に実施することができ、例えば目の大きさが３〜８ｍｍの網を採用することもできる。
【００２１】
ところで小リング３６は所定の幅の鋼材から形成されているので、網３３、３３、…から形成されているトロンメル３１の内周面よりも、小リング３６は所定の高さだけ内側に立ち上がっている。本実施の形態においてはこの高さは約５０ｍｍになっている。トロンメル３１の小径部は開口しているが、この内側に立ち上がっている小リング３６によって塊状の脱水ケーキが開口部から排出されることが防止されている。すなわちこの小リングの内側に立ち上がっている部分は、出口側堰３８になっており、脱水ケーキが乗り越えるのを防止する乗り越え防止板になっている。同様に大リング３５も、網３３、３３、…から形成されているトロンメル３１の内周面よりも、所定の高さだけ、例えば５０ｍｍだけ内側に立ち上がっている。これによって入口側堰４０が形成され、トロンメル３１内に適切な量のコンクリートスラッジ微粉末が留まることになり、コンクリートスラッジ微粉末は効率よく網３３、３３、…で篩い落とされることになる。
【００２２】
本実施の形態に係るトロンメル３１には、その小径部に２個のトロンメル振動機構４２、４２が設けられている。２個のトロンメル振動機構４２、４２は、それぞれ同じ構造からなり、小リング３６の内側に固定されている一対の台座４４、４４と、この台座４４、４４に両端が固着されている鉄棒すなわちガイドバー４５と、ガイド孔４６によって滑らかにこのガイドバー４５にガイドされる錘体４７とから構成されている。従って回転ドラム２と共にトロンメル３１が回転すると、錘体４７はガイドバー４５にガイドされながら重力によって落下し、一方の台座４４に衝撃的にぶつかる。そうするとトロンメル３１に振動を与えることができ、網３３、３３、…の目詰まりを防止することができる。
【００２３】
このようなトロンメル３１は、次のようにして回転ドラム２に設けられている。まず回転ドラム２の端面に、中心に円形のくり抜き４９が明けられているトロンメル取付板５０が回転ドラム２の端面を塞ぐように固定されている。このくり抜き４９は、トロンメル３１の大リング３５と略同径になっている。このくり抜き４９に大リング３５が整合するように、かつトロンメル３１の小径部が回転ドラム２より外方に突き出すように、トロンメル取付板５０にトロンメル３１が固着されている。従ってトロンメル３１は回転ドラム２と一体的に回転するようになっている。このようにトロンメル３１はトロンメル取付板５０を介して回転ドラム２に設けられているので、トロンメル取付板５０は段部、あるいは堰になっている。この段部によって回転ドラム２内の塊状の脱水ケーキはトロンメル３１内に送られ難くなっている。つまりトロンメル取付板５０は、塊状の脱水ケーキの移動を抑制しつつ破砕されたコンクリート微粉末を優先的に乗り越えさせる、乗り越え板ということもできる。
【００２４】
本実施の形態においては、トロンメル３１を外方から覆うように円筒状を呈する補助トロンメル５２が設けられている。補助トロンメル５２も所定の網５３から構成されているが、網５３の目の大きさは比較的大きく、例えば１０ｍｍ程度になっている。補助トロンメル５２は回転ドラム２を延長するように回転ドラム２に固定され、回転ドラム２と一体的に回転するようになっている。トロンメル３１から塊状の脱水ケーキが排出されたとしても、補助トロンメル５２によって捕捉されることが保障される。捕捉された脱水ケーキは、補助トロンメル５２の回転によって微粉末にされることになる。
【００２５】
排気フード２９の下端部、すなわちトロンメル３１、補助トロンメル５２の下方には、スクリュコンベヤ５５が設けられており、スクリュコンベヤ５５はコンクリートスラッジ微粉末貯蔵ビンに連なっている。図２にはコンクリートスラッジ微粉末貯蔵ビンは示されていない。
【００２６】
本実施の形態に係る破砕・乾燥装置１の作用を説明する。本実施の形態に係る破砕・乾燥装置１に供給される脱水ケーキは次のようにして生成される。戻りコンクリートあるいは残コンクリートに所定の水を加えてスラリーにする。このスラリー、あるいはセメント分を含んだ洗浄廃水を篩にかけて砂利と砂を分離して、スラッジ水を得る。このスラッジ水を湿式サイクロンで処理して微砂分を分離・除去して、濃縮スラッジ水を得る。得られた濃縮スラッジ水をフィルタプレスにかける。そうすると破砕・乾燥装置１に供給される脱水ケーキを得ることができる。
【００２７】
本実施の形態に係る破砕・乾燥装置１において、回転ドラム２を回転させ、そして回転軸１１を駆動して破砕攪拌翼１２、１２、…を回転させる。また燃焼炉２７から熱風を回転ドラム２内に供給する。熱風の温度は、８０〜１５０℃、より好ましくは１００〜１４０℃、さらに好ましくは１１０〜１４０℃である。上記のようにして得られた脱水ケーキＫをホッパ２０に供給する。脱水ケーキＫは、機械式の定量供給機２１により連続的に所定量宛回転ドラム２に供給される。そうすると、定量供給機２１により多捻り潰されて投入された脱水ケーキＫは、リフター１７、１７、…により持ち上げられ、そして落下する。脱水ケーキＫは、主として落下するとき高速で回転駆動されている破砕攪拌翼１２、１２、…により破砕され、そして熱風と接触する。このような作用が回転ドラム２の供給側から排出側まで続く。塊状の脱水ケーキＫは、供給側から排出側へ送られる過程で徐々に粉砕され、そして乾燥される。
【００２８】
回転ドラム２の排出端部において、破砕され乾燥されたコンクリートスラッジ微粉末はトロンメル取付板５０の段部を乗り越えてトロンメル３１内に供給される。トロンメル３１はテーパ状に縮径しているので、適量のコンクリートスラッジ微粉末が供給され、余剰分は入口側堰４０を越えて回転ドラム２内に戻る。また塊状の脱水ケーキがトロンメル３１内に入っても回転ドラム２内に戻る。コンクリートスラッジ微粉末は効率よく篩い落とされてスクリュコンベヤ５５によって送られ、コンクリートスラッジ微粉末貯蔵ビンに回収される。なお、塊状の脱水ケーキＫは出口側堰３８を越えられないので、トロンメル３１外には排出されない。万一排出されたとしても補助トロンメル５２によって捕捉され、やがて微粉末にされる。トロンメル３１が回転すると、前記したように錘体４７がスライドして台座４４にぶつかり、網３３、３３、…は振動する。そうすると網３３、３３、…の目詰まりを防止することができる。
【００２９】
本実施の形態は色々な変形が可能である。例えば本実施の形態においては補助トロンメル５２が設けられているが、補助トロンメル５２は必須ではない。また、本実施の形態においては大リング３５は網３３、３３、…よりも内側に立ち上がっており、それによって出口側堰３８が形成されているように説明したが、出口側堰３８が形成されていなくてもよい。そうするとトロンメル３１に塊状の脱水ケーキが供給されても、速やかに回転ドラム２内に戻されることになる。
【符号の説明】
【００３０】
１ 破砕・乾燥装置 ５ 回転ドラム
１１ 回転軸 １２ 破砕攪拌翼
１７ リフター ２１ 定量供給機
２５ バーナー ２７ 熱風炉
２９ 排気フード ３１ トロンメル
３２ 枠体 ３３ 網
３５ 大リング ３６ 小リング
３８ 出口側堰 ４０ 入口側堰４０
４２ トロンメル振動機構 ４４ 台座
４５ ガイドバー ４７ 錘体
４９ くり抜き ５０ トロンメル取付板５０
５２ 補助トロンメル ５３ 網
５５ スクリュコンベヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えて処理したスラリー、あるいはセメント分を含んだ洗浄廃水から砂利、砂、微砂分を除去して脱水し、脱水ケーキを得、得られた脱水ケーキを破砕しながら乾燥してコンクリートスラッジ微粉末を回収する方法において、脱水ケーキを破砕・乾燥するのに使用される破砕・乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セメント、砂、砂利等からなるコンクリート、セメントと砂とからなるモルタル等は、レディミクストコンクリート工場により製造され、ミキサ車によってコンクリートの打設現場まで輸送され、現場で使用される。しかしながら使用されなかったコンクリートはレディミクストコンクリート工場に戻される。これらの、いわゆる残コンクリートあるいは戻りコンクリートは、従来産業廃棄物として処理されており、材料が無駄になってしまうだけでなく環境への負担が大きく問題になっている。またミキサ車のドラムを洗浄したり、レディミクストコンクリート工場のコンクリート混練用のミキサを洗浄するとセメント分を含んだ洗浄廃水が発生するが、洗浄廃水も洗浄廃水処理施設に排出して処理する必要があり、コストが嵩んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４７２７７６号公報
【特許文献２】特開２００８−１０５００５号公報
【０００４】
本出願人は特許文献１において、残コンクリートまたは戻りコンクリート、あるいはセメント分を含んだ洗浄廃水から、コンクリートスラッジ微粉末を回収する回収方法を提案している。回収方法は次のようになっている。
（Ａ）残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えて得られるスラリー、あるいはセメント分を含んだ洗浄廃水から、含砂率が１０質量％以下になるように砂利と砂を分離してスラッジ水を得る。
（Ｂ）スラッジ水を湿式サイクロンで処理して微砂分を分離・除去して、濃縮スラッジ水を得る。
（Ｃ）濃縮スラッジ水をフィルタプレスにかけて含水率が２５〜４５質量％の脱水ケーキを得る。
（Ｄ）脱水ケーキを所定の破砕・乾燥装置によって破砕すると共に同時に乾燥して、他方の端部から連続的にコンクリートスラッジ微粉末を得る。
このようにして回収されたコンクリートスラッジ微粉末は品質が高いので、例えば土壌改良剤として利用することができる。
【０００５】
このような回収方法の（Ｄ）工程において使用される破砕・乾燥装置は次のように構成されている。すなわち破砕・乾燥装置は、軸方向に所定の長さの横型の回転ドラムと、この回転ドラムに熱風を吹き込む熱風炉とから構成されている。そしてこの回転ドラムの内部空間には、軸心方向の回転軸に取り付けられている複数個の破砕攪拌翼が設けられていると共に、その内周壁には供給される脱水ケーキを所定高さまで掬い上げ、そして落下させるリフターが設けられている。従って、回転ドラムと回転軸とを駆動して、回転ドラムの一方の端部から脱水ケーキを供給すると共に熱風炉からの熱風を吹き込むと、脱水ケーキは破砕・乾燥され他方の端部からコンクリートスラッジ微粉末が回収されるようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の破砕・乾燥装置によっても十分に高い品質のコンクリートスラッジ微粉末が得られる。従って土壌改良剤として利用する場合には格別に問題はない。しかしながら、この装置においては、コンクリートスラッジ微粉末と一緒に、破砕されていない塊状の脱水ケーキも回転ドラムから排出されて混入する可能性もある。この装置には塊状の脱水ケーキがドラム外に排出しないようにする機構が格別に設けられていないからである。回転ドラム内で確実に微粉末にされると乾燥が早いので、水和反応が進んでいないセメント分が多く残留することになるが、塊状の脱水ケーキが回転ドラムから排出されると水分を含んでいる可能性が高い。そうすると、それ自身の水和反応が進むだけでなく十分に乾燥されたコンクリートスラッジ微粉末も湿らせて劣化させてしまうことになる。つまりコンクリート材料として使用することができる水準の、高い品質を備えたコンクリートスラッジ微粉末を確実に得られる保証はない。実際にはＪＩＳの規定によって回収されたコンクリートスラッジ微粉末をコンクリート材料として利用することはできないが、均一な微粉末にされたコンクリートスラッジ微粉末は普通ポルトランドセメントと遜色のない品質を備えているので、土壌改良剤以外にも利用分野が広がる可能性が高い。そうするとコンクリートスラッジ微粉末の経済的価値は高まる。このように経済的価値を高めるために、回収されるコンクリートスラッジ微粉末には、塊状、あるいは粒状の脱水ケーキが混入しないようにする必要がある。
【０００７】
特許文献２には、コンクリートスラッジ微粉末の回収用の破砕・乾燥装置ではないが、被攪拌原料を持ち上げて落下させるリフターと、被攪拌原料を攪拌するスクリュー羽根を備えた横型の回転ドラムからなる、回転攪拌装置が記載されている。横型の回転ドラムにおいて、混合攪拌される原料が排出される一方の端部には、回転ドラムを延長するように篩円筒体、すなわち円筒状トロンメルが設けられている。この円筒状トロンメルは回転ドラムと実質的に同じ内径で、多数の孔が明けられて篩の作用を奏するようになっており、回転ドラムに延在するように設けられている。この円筒状トロンメルによって、微細な粒径の原料だけが回転ドラムから排出されるようになっている。従って特許文献１に記載の破砕・乾燥装置に、特許文献２に記載の篩円筒体を設けるようにすると、粒状の脱水ケーキが回転ドラムから排出されるのを防止できそうである。しかしながら、高品質のコンクリートスラッジ微粉末を得るには、篩の目の大きさを、例えば５ｍｍ、もしくはそれ以下にする必要があるが、このように目が細かい篩円筒体は目詰まりし易い。そして篩円筒体の内部にコンクリートスラッジ微粉末が厚く体積してしまうとさらに目詰まりのし易くなる。このような目詰まりに対して格別に対策が採られていないと円筒状トロンメルを採用することはできない。また、円筒状トロンメルにはコンクリートスラッジ微粉末だけでなく塊状、あるいは粒状の脱水ケーキが供給されることが予想されるが、このような脱水ケーキが妨げになってコンクリートスラッジ微粉末が篩の目を通過することができなくなることも予想される。従って単純に許文献２に記載の円筒状トロンメルを特許文献１に記載の破砕・乾燥装置に採用することはできない。
【０００８】
したがって本発明は、脱水ケーキを破砕・乾燥するとき、塊状あるいは粒状の脱水ケーキが排出されるのを確実に防止することができ、脱水ケーキを効率よく破砕すると共に素早く乾燥してコンクリートスラッジ微粉末だけを排出することができる破砕・乾燥装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、破砕・乾燥装置を、横型の回転ドラムと、該回転ドラムに熱風を吹き込む熱風炉と、前記回転ドラムの排出側の端部に設けられているトロンメルとから構成する。回転ドラムには、その内部に、軸心方向の回転軸に取り付けられている複数個の破砕攪拌翼を設け、その内周壁に、供給される脱水ケーキを所定高さまで掬い上げて落下させるリフターを設け、その排出側の端部に、中心にくり抜きが形成されているトロンメル取付板を固定する。トロンメルは、軸方向に向かってテーパ状に縮径した円錐台状を呈する網体として構成し、その大径部は回転ドラムの内径よりも小さくなるようにする。そしてその小径部には、内側に向かって立ち上がっている所定の高さの出口側堰を形成する。このトロンメルを、その大径部において、くり抜きに整合するようにトロンメル取付板に固着する。またトロンメルの小径部には、トロンメル振動機構を設ける。トロンメル振動機構は、トロンメルの小径部に互いに離間して固定されている一対の台座と、この一対の台座のそれぞれに両端が固定されているガイドバーと、このガイドバーにガイドされてスライドする錘体とから構成する。回転ドラムが回転すると錘体は重力によってガイドバーをスライドして、台座の一方に衝突し、それによってトロンメルに振動を与えることができる。
【００１０】
すなわち、請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えて処理したスラリー、あるいはセメント分を含んだ洗浄廃水から砂利、砂、微砂分を除去して脱水し、脱水ケーキを得、得られた脱水ケーキを破砕しながら乾燥してコンクリートスラッジ微粉末を回収する方法において、脱水ケーキを破砕・乾燥するのに使用される破砕・乾燥装置であって、前記破砕・乾燥装置は、一方の端部から脱水ケーキが連続的に供給されるようになっていると共に他方の端部からコンクリートスラッジ微粉末が排出されるようになっている横型の回転ドラムと、該回転ドラムに熱風を吹き込む熱風炉と、前記回転ドラムの排出側の端部に設けられているトロンメルとからなり、前記回転ドラムは、その内部に、軸心方向の回転軸に取り付けられている複数個の破砕攪拌翼が設けられ、その内周壁に、供給される脱水ケーキを所定高さまで掬い上げて落下させるリフターが設けられ、その排出側の端部に、中心にくり抜きが形成されているトロンメル取付板が固着され、前記トロンメルは、軸方向に向かってテーパ状に縮径した円錐台状を呈する網体からなり、その大径部は前記回転ドラムの内径よりも小さく、その小径部には、内側に向かって立ち上がっている所定の高さの出口側堰が形成されており、前記大径部において、前記くり抜きに整合するように前記トロンメル取付板に固着されていることを特徴とする破砕・乾燥装置として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の破砕・乾燥装置において、前記トロンメルの大径部には、内側に向かって立ち上がっている所定の高さの入口側堰が形成されるように構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の破砕・乾燥装置において、前記トロンメルの小径部には、互いに離間して前記小径部に固定されている一対の台座と、前記一対の台座のそれぞれに両端が固定されているガイドバーと、該ガイドバーにガイドされてスライドする錘体とからなる、トロンメル振動機構が設けられ、前記回転ドラムが回転すると前記錘体は重力によって前記ガイドバーをスライドして前記台座に衝突し、それによって前記トロンメルを振動させるように構成される。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの項に記載の破砕・乾燥装置において、前記回転ドラムの排出側の端部には、円筒状の網体からなる補助トロンメルが前記トロンメルを外側から覆うように設けられるように構成される。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明によると、残コンクリートまたは戻りコンクリート、あるいはセメント分を含んだ洗浄廃水から所定の工程によって得られた脱水ケーキを破砕しながら乾燥してコンクリートスラッジ微粉末を得る破砕・乾燥装置として構成される。そして破砕・乾燥装置は、横型の回転ドラムと、該回転ドラムに熱風を吹き込む熱風炉と、前記回転ドラムの排出側の端部に設けられているトロンメルとから構成される。従って塊状、あるいは粒状の脱水ケーキはトロンメルを通過して排出されず、コンクリートスラッジ微粉末だけが回収されることが保障される。そして本発明によると回転ドラムは、その内部に、軸心方向の回転軸に取り付けられている複数個の破砕攪拌翼が設けられ、その内周壁に、供給される脱水ケーキを所定高さまで掬い上げて落下させるリフターが設けられているので、脱水ケーキは回転ドラム内で効率よく破砕されることになり、このとき熱風によって短時間で乾燥することになる。本発明によるとトロンメルは、軸方向に向かってテーパ状に縮径した円錐台状を呈する網体からなる。従って破砕されていない塊状の脱水ケーキが網体に載ったとしても、トロンメルの回転に伴って脱水ケーキは落下して回転ドラム内に戻されることになる。そうすると脱水ケーキが、コンクリートスラッジ微粉末が篩い落とされるのを妨げることはない。また脱水ケーキは回転ドラムに戻されて破砕・乾燥されることが保障される。さらにテーパ状に縮径しているので、コンクリートスラッジ微粉末はトロンメルの上に適切な量だけ載せられて余剰分は落下するので、コンクリートスラッジ微粉末の厚さは薄くなってトロンメルの目詰まりは防止される。そして本発明によるとトロンメルは、その大径部が前記回転ドラムの内径よりも小さい。そしてトロンメルは、回転ドラムの排出側の端部に固着されている、中心にくり抜きが形成されたトロンメル取付板に、その大径部がくり抜きに整合するように固着されている。つまり回転ドラムの内周面とトロンメルの間には、トロンメル取付板からなる堰、あるいは段部が設けられることになる。回転ドラム内の脱水ケーキはこの段部を乗り越えなければならないので、十分に破砕され微粉末にされたコンクリートスラッジ微粉末が優先的にトロンメルに供給されることになる。すなわちコンクリートスラッジ微粉末を効率よく回収できることになる。このとき、塊状の脱水ケーキは回転ドラム内に留まり易いので、効率よく破砕されることになる。さらに本発明によると、トロンメルの小径部には内側に向かって立ち上がっている所定の高さの出口側堰が形成されている。従って、粒状の脱水ケーキが誤って小径部の開口部から落下して、製品としてのコンクリートスラッジ微粉末に混入することは確実に防止されている。
【００１２】
また他の発明によると、トロンメルの大径部には、内側に向かって立ち上がっている所定の高さの入口側堰が形成されている。トロンメルは前記したように円錐台状を呈した網体からなるので、トロンメルが回転すると塊状の脱水ケーキだけでなく所定量のコンクリートスラッジ微粉末も落下して回転ドラムに戻される。この発明によると入口側堰が設けられているので、適量のコンクリートスラッジ微粉末がトロンメル内に留まることになり、効率的に篩い落とすことができる。さらに他の発明によると、トロンメルの小径部には、互いに離間して小径部に固定されている一対の台座と、一対の台座のそれぞれに両端が固定されているガイドバーと、該ガイドバーにガイドされてスライドする錘体とからなる、トロンメル振動機構が設けられ、回転ドラムが回転すると錘体は重力によってガイドバーをスライドして、台座に衝突し、それによって前記トロンメルに振動を与えるように構成されている。従ってトロンメルの目詰まりは確実に防止され、万一目詰まりしてしまっても振動によって目詰まりは解消されることになる。そして他の発明によると、回転ドラムの排出側の端部には、円筒状の網体からなる補助トロンメルが前記トロンメルを外側から覆うように設けられている。つまりトロンメルは二重に設けられることになり、さらに確実に粒状の脱水ケーキが排出されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る、破砕・乾燥装置を示す図で、その（ア）は回転ドラム内を断面にして全体を示す側面図、その（イ）は（ア）において矢印Ａ−Ａ方向に見た断面図、その（ウ）は破砕攪拌翼の一部を拡大して示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る、破砕・乾燥装置の回転ドラムの一部とトロンメルを示す図で、その（ア）、（イ）、（ウ）はそれぞれ回転ドラムの一部とトロンメルを示す斜視図、側面図、および正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明の実施の形態に係る破砕・乾燥装置１は、図１の（ア）に示されているように、軸方向に所定の長さの横型の回転ドラム２からなる。この回転ドラム２は、図１の（ア）において左側が脱水ケーキの供給側、右側がコンクリートスラッジ微粉末の回収側、あるいは排出側になっており、後で詳しく説明するように回収側の端部に本発明に特有の装置、すなわちトロンメルが設けられている。回転ドラム２は２カ所で支持されて回転駆動されるようになっている。すなわち、回転ドラム２の一方の端部近傍の外周部にはリング状のレール４が設けられ、このレール４が複数個のローラ５により回転自在に支持されている。他方の端部よりの外周部には、リング状あるいはラック状の歯車７が取り付けられている。この歯車７には、モータ８で駆動されるピニオン１０が噛み合っている。したがって回転ドラム２はモータ８により所定方向に回転駆動されることになるが、本実施の形態においては回転ドラム２は、３〜３０秒で１回転するように駆動され、好ましくは１０〜２０秒で１回転する。
【００１５】
回転ドラム２の内部には、図１の（イ）に示されているように、軸心Ｇから片寄った位置に、比較的高速で駆動される回転軸１１が軸心方向に設けられている。そして、この回転軸１１に複数個の破砕攪拌翼１２、１２、…が取り付けられている。破砕攪拌翼１２は、図１の（ウ）に拡大して示されているように、回転軸１１から半径外方に延びているアーム１４と、このアーム１４に、半径方向に所定の間隔をおいて取り付けられている複数本の棒状の翼１５、１５、…とからなっている。このような破砕攪拌翼１２が回転軸１１の周り所定の角度、例えば１２０度の間隔をおいて、軸方向には所定の距離をおいて複数個取り付けられている。
【００１６】
また、回転ドラム２の内周面には、複数枚の掻き上げ翼すなわちリフター１７、１７、…が設けられている。これらのリフター１７、１７、…は、回転中心部を指向している垂直部１７ａと、この垂直部１７ａから回転ドラム２の回転方向に屈曲している傾斜部１７ｂとからなっている。したがって、回転ドラム２を図１の（イ）において矢印Ａ方向に駆動すると、脱水ケーキＫは掬い上げられ、そして途中で落とされることになる。このような垂直部１７ａと傾斜部１７ｂは板状部材から一体的に形成され、図１（ア）に示されているように、回転ドラム２の全長にわたって設けられている。
【００１７】
上記のように構成されている回転ドラム２の供給側には、ホッパ２０が設けられている。このホッパ２０の下部には機械式の定量供給機２１が設けられているので、ホッパ２０に運び込まれた脱水ケーキは、定量供給機２１により回転ドラム２に定量宛連続的に供給される。定量供給機２１は、従来周知のロータリーフィーダあるいはスクリュフィーダからなる。ロータリーフィーダは、複数枚の羽根が一定間隔で取り付けられている回転軸を有する。したがって、回転軸を所定の速度で回転駆動すると、羽根と羽根の間に挟み込まれる脱水ケーキは、回転軸の回転速度に比例して回転ドラム２に供給される。スクリュフィーダも、脱水ケーキはスクリュのフライト間に挟まれて送られるようになっているので、スクリュ軸を所定速度で駆動すると、脱水ケーキは定量宛回転ドラム２に供給される。これらの機械式の定量供給機２１により、塊状の脱水ケーキは、捻り潰されながら回転ドラム２内に供給されることになる。なお、定量供給機２１のシュート２２が、回転ドラム２の内部へ突き出る形で臨んでいる。シュート２２の先端部は、図１の（イ）に現れている。
【００１８】
回転ドラム２の供給側には、給油タンク２４から供給される重油を燃焼するバーナー２５も設けられている。このバーナー２５の燃焼熱により加熱される空気と燃焼排ガスは、熱風炉２７から回転ドラム２に連続的に供給されるようになっている。
【００１９】
コンクリートスラッジ微粉末を回収する回収側、すなわち回転ドラム２の回収側には次に説明するトロンメル３１と、回収側全体を覆っている排気フード２９が設けられている。排気フード２９の上方部分の断面積は充分広くなっている。したがって、回転ドラム２から排気フード２９に送られるガスの速度は、排気フード２９内で充分遅くなる。これにより、排気ガス中にコンクリートスラッジ微粉末が混入してもコンクリートスラッジ微粉末は重力によって沈降する。排気ガスは所定のバグフィルタを介して吸引され、その一部は熱風炉２７に戻されるようになっている。図１にはバグフィルタや、排気ガスを熱風炉２７に戻すダクトは示されていない。
【００２０】
本実施の形態に係る破砕・乾燥装置１には、図２に示されているように本発明に特有のトロンメル、すなわち本実施の形態に係るトロンメル３１が設けられている。トロンメル３１は、鋼鉄製の枠体３２と、この枠体に張られている鋼鉄製の網３３、３３、…とからなる網体であり、軸方向に向かってテーパ状に縮径した円錐台状を呈している。すなわち円錐を、その底面近傍を残して中央から頂点にかけての部分を切り落としたような形状を呈している。枠体３２は、トロンメル３１の大径部を構成している大リング３５と、小径部を構成している小リング３６と、これらを接続する複数本の梁３７、３７、…とから構成されている。大リング３５の径は、回転ドラム２の内径よりも小さく、後で説明するトロンメル取付板のくり抜きの内径と実質的に同じになっている。このような枠体３２に、網３３、３３、…が張られ、網３３、３３、…によってテーパ状に縮径した円錐台の側面部が形成されている。本実施の形態において網３３、３３、…は、５ｍｍの目の大きさのものが採用されているが、他の大きさでも同様に実施することができ、例えば目の大きさが３〜８ｍｍの網を採用することもできる。
【００２１】
ところで小リング３６は所定の幅の鋼材から形成されているので、網３３、３３、…から形成されているトロンメル３１の内周面よりも、小リング３６は所定の高さだけ内側に立ち上がっている。本実施の形態においてはこの高さは約５０ｍｍになっている。トロンメル３１の小径部は開口しているが、この内側に立ち上がっている小リング３６によって塊状の脱水ケーキが開口部から排出されることが防止されている。すなわちこの小リングの内側に立ち上がっている部分は、出口側堰３８になっており、脱水ケーキが乗り越えるのを防止する乗り越え防止板になっている。同様に大リング３５も、網３３、３３、…から形成されているトロンメル３１の内周面よりも、所定の高さだけ、例えば５０ｍｍだけ内側に立ち上がっている。これによって入口側堰４０が形成され、トロンメル３１内に適切な量のコンクリートスラッジ微粉末が留まることになり、コンクリートスラッジ微粉末は効率よく網３３、３３、…で篩い落とされることになる。
【００２２】
本実施の形態に係るトロンメル３１には、その小径部に２個のトロンメル振動機構４２、４２が設けられている。２個のトロンメル振動機構４２、４２は、それぞれ同じ構造からなり、小リング３６の内側に固定されている一対の台座４４、４４と、この台座４４、４４に両端が固着されている鉄棒すなわちガイドバー４５と、ガイド孔４６によって滑らかにこのガイドバー４５にガイドされる錘体４７とから構成されている。従って回転ドラム２と共にトロンメル３１が回転すると、錘体４７はガイドバー４５にガイドされながら重力によって落下し、一方の台座４４に衝撃的にぶつかる。そうするとトロンメル３１に振動を与えることができ、網３３、３３、…の目詰まりを防止することができる。
【００２３】
このようなトロンメル３１は、次のようにして回転ドラム２に設けられている。まず回転ドラム２の端面に、中心に円形のくり抜き４９が明けられているトロンメル取付板５０が回転ドラム２の端面を塞ぐように固定されている。このくり抜き４９は、トロンメル３１の大リング３５と略同径になっている。このくり抜き４９に大リング３５が整合するように、かつトロンメル３１の小径部が回転ドラム２より外方に突き出すように、トロンメル取付板５０にトロンメル３１が固着されている。従ってトロンメル３１は回転ドラム２と一体的に回転するようになっている。このようにトロンメル３１はトロンメル取付板５０を介して回転ドラム２に設けられているので、トロンメル取付板５０は段部、あるいは堰になっている。この段部によって回転ドラム２内の塊状の脱水ケーキはトロンメル３１内に送られ難くなっている。つまりトロンメル取付板５０は、塊状の脱水ケーキの移動を抑制しつつ破砕されたコンクリート微粉末を優先的に乗り越えさせる、乗り越え板ということもできる。
【００２４】
本実施の形態においては、トロンメル３１を外方から覆うように円筒状を呈する補助トロンメル５２が設けられている。補助トロンメル５２も所定の網５３から構成されているが、網５３の目の大きさは比較的大きく、例えば１０ｍｍ程度になっている。補助トロンメル５２は回転ドラム２を延長するように回転ドラム２に固定され、回転ドラム２と一体的に回転するようになっている。トロンメル３１から塊状の脱水ケーキが排出されたとしても、補助トロンメル５２によって捕捉されることが保障される。捕捉された脱水ケーキは、補助トロンメル５２の回転によって微粉末にされることになる。
【００２５】
排気フード２９の下端部、すなわちトロンメル３１、補助トロンメル５２の下方には、スクリュコンベヤ５５が設けられており、スクリュコンベヤ５５はコンクリートスラッジ微粉末貯蔵ビンに連なっている。図２にはコンクリートスラッジ微粉末貯蔵ビンは示されていない。
【００２６】
本実施の形態に係る破砕・乾燥装置１の作用を説明する。本実施の形態に係る破砕・乾燥装置１に供給される脱水ケーキは次のようにして生成される。戻りコンクリートあるいは残コンクリートに所定の水を加えてスラリーにする。このスラリー、あるいはセメント分を含んだ洗浄廃水を篩にかけて砂利と砂を分離して、スラッジ水を得る。このスラッジ水を湿式サイクロンで処理して微砂分を分離・除去して、濃縮スラッジ水を得る。得られた濃縮スラッジ水をフィルタプレスにかける。そうすると破砕・乾燥装置１に供給される脱水ケーキを得ることができる。
【００２７】
本実施の形態に係る破砕・乾燥装置１において、回転ドラム２を回転させ、そして回転軸１１を駆動して破砕攪拌翼１２、１２、…を回転させる。また燃焼炉２７から熱風を回転ドラム２内に供給する。熱風の温度は、８０〜１５０℃、より好ましくは１００〜１４０℃、さらに好ましくは１１０〜１４０℃である。上記のようにして得られた脱水ケーキＫをホッパ２０に供給する。脱水ケーキＫは、機械式の定量供給機２１により連続的に所定量宛回転ドラム２に供給される。そうすると、定量供給機２１により多捻り潰されて投入された脱水ケーキＫは、リフター１７、１７、…により持ち上げられ、そして落下する。脱水ケーキＫは、主として落下するとき高速で回転駆動されている破砕攪拌翼１２、１２、…により破砕され、そして熱風と接触する。このような作用が回転ドラム２の供給側から排出側まで続く。塊状の脱水ケーキＫは、供給側から排出側へ送られる過程で徐々に粉砕され、そして乾燥される。
【００２８】
回転ドラム２の排出端部において、破砕され乾燥されたコンクリートスラッジ微粉末はトロンメル取付板５０の段部を乗り越えてトロンメル３１内に供給される。トロンメル３１はテーパ状に縮径しているので、適量のコンクリートスラッジ微粉末が供給され、余剰分は入口側堰４０を越えて回転ドラム２内に戻る。また塊状の脱水ケーキがトロンメル３１内に入っても回転ドラム２内に戻る。コンクリートスラッジ微粉末は効率よく篩い落とされてスクリュコンベヤ５５によって送られ、コンクリートスラッジ微粉末貯蔵ビンに回収される。なお、塊状の脱水ケーキＫは出口側堰３８を越えられないので、トロンメル３１外には排出されない。万一排出されたとしても補助トロンメル５２によって捕捉され、やがて微粉末にされる。トロンメル３１が回転すると、前記したように錘体４７がスライドして台座４４にぶつかり、網３３、３３、…は振動する。そうすると網３３、３３、…の目詰まりを防止することができる。
【００２９】
本実施の形態は色々な変形が可能である。例えば本実施の形態においては補助トロンメル５２が設けられているが、補助トロンメル５２は必須ではない。また、本実施の形態においては大リング３５は網３３、３３、…よりも内側に立ち上がっており、それによって出口側堰３８が形成されているように説明したが、出口側堰３８が形成されていなくてもよい。そうするとトロンメル３１に塊状の脱水ケーキが供給されても、速やかに回転ドラム２内に戻されることになる。
【符号の説明】
【００３０】
１ 破砕・乾燥装置 ５ 回転ドラム
１１ 回転軸 １２ 破砕攪拌翼
１７ リフター ２１ 定量供給機
２５ バーナー ２７ 熱風炉
２９ 排気フード ３１ トロンメル
３２ 枠体 ３３ 網
３５ 大リング ３６ 小リング
３８ 出口側堰 ４０ 入口側堰４０
４２ トロンメル振動機構 ４４ 台座
４５ ガイドバー ４７ 錘体
４９ くり抜き ５０ トロンメル取付板５０
５２ 補助トロンメル ５３ 網
５５ スクリュコンベヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えて処理したスラリー、あるいはセメント分を含んだ洗浄廃水から砂利、砂、微砂分を除去して脱水し、脱水ケーキを得、得られた脱水ケーキを破砕しながら乾燥してコンクリートスラッジ微粉末を回収する方法において、脱水ケーキを破砕・乾燥するのに使用される破砕・乾燥装置であって、
前記破砕・乾燥装置は、一方の端部から脱水ケーキが連続的に供給されるようになっていると共に他方の端部からコンクリートスラッジ微粉末が排出されるようになっている横型の回転ドラムと、該回転ドラムに熱風を吹き込む熱風炉と、前記回転ドラムの排出側の端部に設けられているトロンメルとからなり、
前記回転ドラムは、その内部に、軸心方向の回転軸に取り付けられている複数個の破砕攪拌翼が設けられ、その内周壁に、供給される脱水ケーキを所定高さまで掬い上げて落下させるリフターが設けられ、その排出側の端部に、中心にくり抜きが形成されているトロンメル取付板が固着され、
前記トロンメルは、軸方向に向かってテーパ状に縮径した円錐台状を呈する網体からなり、その大径部は前記回転ドラムの内径よりも小さく、その小径部には、内側に向かって立ち上がっている所定の高さの出口側堰が形成されており、前記大径部において、前記くり抜きに整合するように前記トロンメル取付板に固着されていることを特徴とする破砕・乾燥装置。
【請求項２】
請求項１に記載の破砕・乾燥装置において、前記トロンメルの大径部には、内側に向かって立ち上がっている所定の高さの入口側堰が形成されていることを特徴とする破砕・乾燥装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の破砕・乾燥装置において、前記トロンメルの小径部には、互いに離間して前記小径部に固定されている一対の台座と、前記一対の台座のそれぞれに両端が固定されているガイドバーと、該ガイドバーにガイドされてスライドする錘体とからなる、トロンメル振動機構が設けられ、前記回転ドラムが回転すると前記錘体は重力によって前記ガイドバーをスライドして前記台座に衝突し、それによって前記トロンメルを振動させることを特徴とする破砕・乾燥装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの項に記載の破砕・乾燥装置において、前記回転ドラムの排出側の端部には、円筒状の網体からなる補助トロンメルが前記トロンメルを外側から覆うように設けられていることを特徴とする破砕・乾燥装置。
【請求項１】
残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えて処理したスラリー、あるいはセメント分を含んだ洗浄廃水から砂利、砂、微砂分を除去して脱水し、脱水ケーキを得、得られた脱水ケーキを破砕しながら乾燥してコンクリートスラッジ微粉末を回収する方法において、脱水ケーキを破砕・乾燥するのに使用される破砕・乾燥装置であって、
前記破砕・乾燥装置は、一方の端部から脱水ケーキが連続的に供給されるようになっていると共に他方の端部からコンクリートスラッジ微粉末が排出されるようになっている横型の回転ドラムと、該回転ドラムに熱風を吹き込む熱風炉と、前記回転ドラムの排出側の端部に設けられているトロンメルとからなり、
前記回転ドラムは、その内部に、軸心方向の回転軸に取り付けられている複数個の破砕攪拌翼が設けられ、その内周壁に、供給される脱水ケーキを所定高さまで掬い上げて落下させるリフターが設けられ、その排出側の端部に、中心にくり抜きが形成されているトロンメル取付板が固着され、
前記トロンメルは、軸方向に向かってテーパ状に縮径した円錐台状を呈する網体からなり、その大径部は前記回転ドラムの内径よりも小さく、その小径部には、内側に向かって立ち上がっている所定の高さの出口側堰が形成されており、前記大径部において、前記くり抜きに整合するように前記トロンメル取付板に固着されていることを特徴とする破砕・乾燥装置。
【請求項２】
請求項１に記載の破砕・乾燥装置において、前記トロンメルの大径部には、内側に向かって立ち上がっている所定の高さの入口側堰が形成されていることを特徴とする破砕・乾燥装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の破砕・乾燥装置において、前記トロンメルの小径部には、互いに離間して前記小径部に固定されている一対の台座と、前記一対の台座のそれぞれに両端が固定されているガイドバーと、該ガイドバーにガイドされてスライドする錘体とからなる、トロンメル振動機構が設けられ、前記回転ドラムが回転すると前記錘体は重力によって前記ガイドバーをスライドして前記台座に衝突し、それによって前記トロンメルを振動させることを特徴とする破砕・乾燥装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの項に記載の破砕・乾燥装置において、前記回転ドラムの排出側の端部には、円筒状の網体からなる補助トロンメルが前記トロンメルを外側から覆うように設けられていることを特徴とする破砕・乾燥装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−８６１８４（Ｐ２０１２−８６１８４Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３６４８４（Ｐ２０１０−２３６４８４）
【出願日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【特許番号】特許第４６５３２５７号（Ｐ４６５３２５７）
【特許公報発行日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（５０９０４２３８９）三和石産株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【特許番号】特許第４６５３２５７号（Ｐ４６５３２５７）
【特許公報発行日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（５０９０４２３８９）三和石産株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
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