特許 5832822 洗浄装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5832822

(24)【登録日】2015年11月6日

(45)【発行日】2015年12月16日

(54)【発明の名称】洗浄装置

(51)【国際特許分類】

   B08B 3/02 20060101AFI20151126BHJP

   B09B 3/00 20060101ALI20151126BHJP

【ＦＩ】

   B08B3/02 C

   B09B3/00 304Z

   B09B3/00ZAB

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2011-180111(P2011-180111)

(22)【出願日】2011年8月22日

(65)【公開番号】特開2013-43101(P2013-43101A)

(43)【公開日】2013年3月4日

【審査請求日】2014年5月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】390036515

【氏名又は名称】株式会社鴻池組

(73)【特許権者】

【識別番号】591004478

【氏名又は名称】株式会社グラベル・クリーン

(74)【代理人】

【識別番号】100102211

【弁理士】

【氏名又は名称】森 治

(72)【発明者】

【氏名】西村 良平

(72)【発明者】

【氏名】井澤 武史

(72)【発明者】

【氏名】赤江 一平

(72)【発明者】

【氏名】大桑 宗一郎

(72)【発明者】

【氏名】大山 将

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 由郎

(72)【発明者】

【氏名】田口 光義

(72)【発明者】

【氏名】水谷 国一

(72)【発明者】

【氏名】田尻 猛

【審査官】 青木 良憲

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２３３９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６４−００２５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−１００３９７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５３−０２９１７３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０８Ｂ ３／０２

Ｂ０９Ｂ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

土砂及び塩分を含んだ２〜４ｍの長さの廃木材を含む瓦礫の洗浄装置であって、周面をスクリーンで構成し、一端側の開口を瓦礫投入口とし、他端側の開口を瓦礫排出口とした筒状の回転筒体を、回転駆動手段によって回転可能に、かつ、回転筒体の一端側から他端側に向けて下り傾斜となるように設置し、回転筒体の他端側の内部に洗浄水供給源から供給される洗浄水を供給する第１洗浄水供給手段と、回転筒体の他端側の下方に回転筒体から排出された洗浄水を回収する第１排水槽と、回転筒体の一端側の内部に第１排水槽から供給される洗浄水を供給する第２洗浄水供給手段と、回転筒体の一端側の下方に回転筒体から排出された洗浄水を回収する第２排水槽とを配設し、回転筒体の瓦礫投入口の位置に瓦礫を回転筒体に直接投入するベルトフィーダからなる瓦礫投入手段を設置し、回転筒体の回転数Ｒ（ｒｐｍ）と、瓦礫投入手段による瓦礫投入速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）と、瓦礫の最大長さＬ（ｍ）とが、下記の式（１）の関係となるように設定するようにしたことを特徴とする洗浄装置。
（Ｒ×３６０°）×（０．５Ｌ／Ｖ）＜９０° ・・・（１）

【請求項2】

回転筒体の周面を、回転筒体の軸方向に角鋼を配設してなるバースクリーンで構成したことを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。

【請求項3】

洗浄水供給源から供給される洗浄水の供給量を、投入される瓦礫に対して、重量比で１〜２倍に設定してなることを特徴とする請求項１又は２記載の洗浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、洗浄装置に関し、特に、土砂及び塩分が表面に付着した瓦礫を洗浄する洗浄装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、震災等の災害時に大量に発生する瓦礫のうち廃木材は、例えば、チップ化してボード材料やバイオマス燃料等に再利用されている。
また、瓦礫のうち廃プラスチック類等は、破砕してセメント原燃料に利用されている。
ところで、これらの瓦礫のうち、津波等によって海水に浸かった瓦礫を再利用しようとするときは、瓦礫の表面に付着した土砂や塩分を除去（瓦礫の洗浄）する必要がある。

【0003】

しかし、連続して海水に浸かった大量の瓦礫を機械的に洗浄することができる実用的な洗浄装置が存在しないという問題があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、上記従来の海水に浸った瓦礫の再利用ニーズに対応することができる適切な洗浄装置が存在しないという問題点に鑑み、海水に浸かった瓦礫を浸かった再利用可能な品質まで洗浄することができる洗浄装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するため、本発明の洗浄装置は、土砂及び塩分を含んだ２〜４ｍの長さの廃木材を含む瓦礫の洗浄装置であって、周面をスクリーンで構成し、一端側の開口を瓦礫投入口とし、他端側の開口を瓦礫排出口とした筒状の回転筒体を、回転駆動手段によって回転可能に、かつ、回転筒体の一端側から他端側に向けて下り傾斜となるように設置し、回転筒体の他端側の内部に洗浄水供給源から供給される洗浄水を供給する第１洗浄水供給手段と、回転筒体の他端側の下方に回転筒体から排出された洗浄水を回収する第１排水槽と、回転筒体の一端側の内部に第１排水槽から供給される洗浄水を供給する第２洗浄水供給手段と、回転筒体の一端側の下方に回転筒体から排出された洗浄水を回収する第２排水槽とを配設し、回転筒体の瓦礫投入口の位置に瓦礫を回転筒体に直接投入するベルトフィーダからなる瓦礫投入手段を設置し、回転筒体の回転数Ｒ（ｒｐｍ）と、瓦礫投入手段による瓦礫投入速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）と、瓦礫の最大長さＬ（ｍ）とが、下記の式（１）の関係となるように設定するようにしたことを特徴とする。
（Ｒ×３６０°）×（０．５Ｌ／Ｖ）＜９０° ・・・（１）

【0006】

この場合において、回転筒体の周面を、回転筒体の軸方向に角鋼を配設してなるバースクリーンで構成することができる。

【0008】

また、洗浄水供給源から供給される洗浄水の供給量を、投入される瓦礫に対して、重量比で１〜２倍に設定することができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明の洗浄装置によれば、周面をスクリーンで構成し、一端側の開口を瓦礫投入口とし、他端側の開口を瓦礫排出口とした筒状の回転筒体を、回転駆動手段によって回転可能に、かつ、回転筒体の一端側から他端側に向けて下り傾斜となるように設置し、回転筒体の他端側の内部に洗浄水供給源から供給される洗浄水を供給する第１洗浄水供給手段と、回転筒体の他端側の下方に回転筒体から排出された洗浄水を回収する第１排水槽と、回転筒体の一端側の内部に第１排水槽から供給される洗浄水を供給する第２洗浄水供給手段と、回転筒体の一端側の下方に回転筒体から排出された洗浄水を回収する第２排水槽とを配設し、回転筒体の瓦礫投入口の位置にベルトフィーダからなる瓦礫投入手段を設置することにより、瓦礫投入手段によって投入された瓦礫を、回転筒体内で自転させながら瓦礫排出口に向かって移動させつつ洗浄水で洗浄し、特に、排出口の近傍では清浄な洗浄水で仕上げ洗浄がなされるとともに、投入口近傍では、清浄な洗浄水を回収する第１排水槽から供給される再使用水で初期洗浄することができ洗浄水を有効に活用することができる。

【0010】

また、回転筒体の周面を、回転筒体の軸方向に角鋼を配設してなるバースクリーンで構成することにより、瓦礫投入手段から投入される瓦礫が投入中に回転筒体を構成するバースクリーンに引っかからず、瓦礫を回転筒体内に円滑に投入することができるとともに、回転筒体内に投入された瓦礫は、バースクリーンを構成する角鋼との接触抵抗によって回転筒体内で自転して瓦礫のすべての面が確実に洗浄され、かつ、バースクリーンに引っかかることなく、瓦礫排出口に向けて自動的に移送され、瓦礫排出口から排出することができる。

【0011】

また、回転筒体の回転数Ｒ（ｒｐｍ）と、瓦礫投入手段による瓦礫投入速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）と、瓦礫の最大長さＬ（ｍ）とが、（Ｒ×３６０°）×（０．５Ｌ／Ｖ）＜９０°の関係となるように設定することにより、瓦礫がスクリーンの内周面に接触してから投入され終わるまで（瓦礫の後端がスクリーンの内周面に接触するまで）の間に、回転筒体が回転する角度が９０°未満（９０°を越えると、スクリーンに先に接触した瓦礫の先端側が、回転筒体内で下方に向かって落下することとなり、前後に回転筒内に投入される瓦礫と交錯することとなる。）となり、回転筒体に投入中の瓦礫同士が回転筒体内で交錯し合うことを防止し、瓦礫を回転筒体３に円滑に投入することができる。

【0012】

また、洗浄水供給源から供給される洗浄水の供給量を、投入される瓦礫に対して、重量比で１〜２倍に設定することにより、表面に付着する土砂及び塩分の除去を少量の洗浄水で洗浄処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の洗浄装置の一実施例を示す一部断面の正面図である。

【図2】同洗浄装置の回転筒体を示し、投入口側から見た側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の洗浄装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

【実施例1】

【0015】

図１〜図２に、本発明の洗浄装置の一実施例を示す。
この洗浄装置は、土砂及び塩分を含んだ瓦礫の洗浄装置であって、周面３０をスクリーンで構成し、一端側３１の開口を瓦礫投入口３Ａとし、他端側３２の開口を瓦礫排出口３Ｂとした筒状の回転筒体３を、回転駆動手段３５によって回転可能に、かつ、回転筒体３の一端側３１から他端側３２に向けて下り傾斜となるように設置し、回転筒体３の他端側３２の内部に洗浄水供給源Ｐから供給される洗浄水を供給する第１洗浄水供給手段３３と、回転筒体の他端側の下方に回転筒体３から排出された洗浄水を回収する第１排水槽Ｔ１と、回転筒体の一端側の内部に第１排水槽Ｔ１から供給される洗浄水を供給する第２洗浄水供給手段３４と、回転筒体３の一端側３１の下方に回転筒体３から排出された洗浄水を回収する第２排水槽Ｔ２とを配設し、回転筒体３の瓦礫投入口３Ａの位置にベルトフィーダ２０からなる瓦礫投入手段２を設置するようにしている。

【0016】

周面３０を構成するスクリーンは、回転筒体３内に供給される洗浄水を、一端側３１及び他端側３２の下方に配設される第１排水槽Ｔ１及び第２排水槽Ｔ２に排出することができるように構成するものであれば、特に限定されるものではないが、本実施例においては、図１〜図２に示すように、回転筒体３の軸方向に角鋼Ｂを配設してなるバースクリーンＳで構成するようにしている。
なお、バースクリーンＳの外側には金網等の網材を付設してもよく、また、角鋼Ｂに代えて、丸鋼等の棒鋼を用いてバースクリーンＳを構成したり、回転筒体３の周面３０を構成するバースクリーンＳに代えて、金網やパンチングメタル等の表面に多数の穿孔を有する板材を巻回したスクリーンを用いることもできる。

【0017】

ここで、回転筒体３の周面３０を、回転筒体３の軸方向に角鋼Ｂを配設してなるバースクリーンＳで構成することにより、角鋼Ｂと平行に投入される瓦礫Ｗは、角鋼Ｂに引っかかることなくスムーズに投入されるとともに、投入後は角鋼Ｂとの接触抵抗によって回転筒体３内で自転し、洗浄水によって瓦礫Ｗの全面が確実に洗浄される。

【0018】

回転筒体３を回転駆動させる回転駆動手段３５は、図１〜図２に示すように、モータ３５Ａをインバータ制御にて使用し、回転筒体３の下方を受けローラ３５Ｂ、側面をスラストローラ３５Ｃで保持するようにしている。
また、回転筒体３は、投入される瓦礫Ｗを自転させつつ、瓦礫排出口３Ｂ側に移動させるために、一端側３１から他端側３２に向けて５〜１０°の下り傾斜となるように設置している。

【0019】

瓦礫投入手段２は、所定長さ（特に限定されるものではないが、本実施例においては、２〜４ｍ）に切断した瓦礫Ｗを投入する上方を開放したホッパＨの下方に配設され、本実施例においては、ベルトフィーダ２０を使用するようにしている。
なお、ベルトフィーダ２０は、瓦礫投入口３Ａ側に向かって上り傾斜となるように１〜５°の傾斜角をもって配設することが好ましい。
また、瓦礫投入手段２はベルトフィーダ２０に限られるものではなく、例えば、ホッパＨの下方で整列した瓦礫Ｗの端部を押圧するシリンダによって、回転筒体３の瓦礫投入口３Ａに瓦礫Ｗを押し込むようにして投入することもできる。

【0020】

また、瓦礫Ｗは、瓦礫投入口３Ａの位置に配置されるベルトフィーダ２０からなる瓦礫投入手段２によって、回転筒体３の回転数Ｒ（ｒｐｍ）と、瓦礫投入手段２による瓦礫投入速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）と、瓦礫Ｗの最大長さＬ（ｍ）とが、（Ｒ×３６０°）×（０．５Ｌ／Ｖ）＜９０°の関係となるように設定して投入するようにしている。
これにより、回転筒体３に投入中の瓦礫Ｗがスクリーンの内周面に接触してから投入され終わるまで（瓦礫Ｗの後端がスクリーンの内周面に接触するまで）の間に、回転筒体３が回転する角度が９０°未満（９０°を越えると、スクリーンに先に接触した瓦礫Ｗの先端側が、回転筒体３内で下方に向かって落下することとなり、前後に回転筒体３内に投入される瓦礫Ｗと交錯することとなる。）となり、回転筒体３に投入中の瓦礫Ｗ同士が回転筒体３内で交錯し合うことを防止し、瓦礫Ｗを回転筒体３内に円滑に投入することができる。
本実施例（特に限定されるものではないが、Ｒ＝１０ｒｐｍ、Ｌ＝２ｍ、Ｖ＝６０ｍ／ｍｉｎ）においては、２〜４ｍの大きさに切断した瓦礫Ｗを、瓦礫投入速度Ｖを６０〜９０ｍ／ｍｉｎとして、回転数Ｒが１０〜１５ｒｐｍで回転する回転筒体３内に投入するようにしており、投入される瓦礫Ｗの先端がスクリーンの内周面に接触してから瓦礫Ｗの後端が投入され終わるまでの間に回転筒体３は約６０°回転するように設定されている。

【0021】

第１洗浄水供給手段３３及び第２洗浄水供給手段３４は、回転筒体３の内部の上方位置に回転筒体３の内周面と干渉しないように配設される。
そして、第１洗浄水供給手段３３及び第２洗浄水供給手段３４は、洗浄水の供給源と給水管を介して接続される供給管３３Ａ、３４Ａにスプレーノズル３３Ｂ、３４Ｂを複数配備し、洗浄水を回転筒体３内に噴射するようにして供給する。
スプレーノズル３３Ｂ、３４Ｂは、図１〜図２に示すように、長手方向の複数箇所（本実施例においては約３０箇所）に、噴射方向の角度を変えて（回転筒体３の回転方向の上流側から、角度θ１（鉛直方向に対する角度）：約−１０°、角度θ２（θ１に対する角度）：３０〜４５°、角度θ３（θ２に対する角度）：３０〜４５°）順に千鳥状に配設し、瓦礫Ｗを確実に洗浄することができるようにしている。
瓦礫Ｗを洗浄した洗浄水は、洗浄排水として、一端側３１及び他端側３２の下方に配設される第１排水槽Ｔ１及び第２排水槽Ｔ２に回収される。
洗浄水の供給源は、第１洗浄水供給手段３３に対しては、洗浄水供給源Ｐを、第２洗浄水供給手段３４に対しては、第１洗浄水供給手段３３から供給された洗浄水が回収される第１排水槽のものを使用するようにしている。
このため、スプレーノズル３４Ｂには、目詰まりを起こしにくい口径の大きなノズルを使用する。
このように、洗浄水供給源Ｐの洗浄水（清浄な洗浄水）を瓦礫排出口３Ｂの近傍で使用することで仕上げ洗浄がなされるとともに、瓦礫投入口３Ａの近傍では、清浄な洗浄水を回収する第１排水槽Ｔ１から供給される再使用水で初期洗浄することができ、洗浄水を有効に活用することができる。
第２排水槽Ｔ２に貯まった洗浄排水は、排水ポンプによって排水処理工程に送水され、排水基準以下まで処理した後に放流する。

【0022】

この場合、洗浄水供給源Ｐから供給される洗浄水の供給量は、処理する瓦礫Ｗの性状（土砂や塩分の付着量）に応じて調整、設定するようにするが、通常、投入される瓦礫Ｗに対して、重量比（洗浄水量／瓦礫重量）で、０．５〜５倍程度、好ましくは、１〜２倍に設定して瓦礫Ｗの洗浄を行うようにする。
洗浄水の供給量は、洗浄後の廃液処理の観点からも可能な限り少量で行うことが望まれるが、この洗浄装置１は、投入される瓦礫Ｗを軸方向に配設した角鋼ＢからなるバースクリーンＳによって回転筒体３内で自転させながら洗浄するようにしたから、効果的に瓦礫Ｗの全面を洗浄することを可能にしており、少量の洗浄水であっても十分な洗浄を行うことができる。

【0023】

この洗浄装置１を用いて洗浄した瓦礫の洗浄前後の塩素濃度を表１に示す。
ここで、表１（ａ）は廃木材を洗浄したときの洗浄前後の塩素濃度を、表１（ｂ）は廃プラスチック類を洗浄したときの洗浄前後の塩素濃度を示す。

【0024】

【表1】

【0025】

表１（ａ）に示すように、瓦礫Ｗのうち廃木材を洗浄した場合では、洗浄前７９３３ｍｇ／ｋｇの塩素濃度が、洗浄水の供給量が重量比１．００（ケース３）の洗浄水量で９２３ｍｇ／ｋｇに、洗浄水の供給量が重量比１．２０（ケース４）の洗浄水量で７８７ｍｇ／ｋｇに、洗浄水の供給量が重量比２．００（ケース５）の洗浄水量で塩素濃度が５９０ｍｇ／ｋｇになるまで洗浄することができた。ちなみに、塩素濃度に関し、再利用可能な品質基準は、約１０００ｍｇ／ｋｇとされている。
また、表１（ｂ）に示すように、瓦礫Ｗのうち廃プラスチック類を洗浄した場合では、洗浄前５６３３ｍｇ／ｋｇの塩素濃度が、洗浄水の供給量が重量比１．１２（ケース３）の洗浄水量で２８３３ｍｇ／ｋｇに、洗浄水の供給量が重量比１．８３（ケース４）の洗浄水量で２４３３ｍｇ／ｋｇになるまで洗浄することができた。

【0026】

次に、この洗浄装置１を使って、瓦礫Ｗを洗浄する手順を説明する。
まず、瓦礫Ｗを所定長さ（２〜４ｍ）になるように、切断機（カッター付油圧ショベル等）で切断する。
このとき、瓦礫Ｗをチップ化するまで切断する必要はない。瓦礫Ｗをチップ化した後に洗浄すると、表面積が大きくなり、洗浄水量が多く必要となるからである。
そして、切断した瓦礫ＷをホッパＨに投入し、瓦礫投入速度（ベルト速度）を６０〜９０ｍ／ｍｉｎで運転するベルトフィーダ２０からなる瓦礫投入手段２のベルト面上に落とし、瓦礫Ｗを、回転筒体３の一端側３１の開口である瓦礫投入口３Ａから回転筒体３内に投入する。
このとき、例えば、回転筒体３の回転数Ｒを１０〜１５ｒｐｍとした場合、回転筒体３の回転数Ｒ（ｒｐｍ）と、瓦礫投入手段２による瓦礫投入速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）と、瓦礫Ｗの最大長さＬ（ｍ）とが、（Ｒ×３６０°）×（０．５Ｌ／Ｖ）＜９０°の関係となるように設定して投入することにより、瓦礫Ｗ同士が回転筒体３内で交錯し合うことを防止し、瓦礫Ｗは円滑に投入することができる。

【0027】

投入された瓦礫Ｗは、回転筒体３の周面を形成する角鋼ＢからなるバースクリーンＳとの接触抵抗によって、回転筒体３内で自転し、瓦礫投入口３Ａ側（回転筒体３の一端側３１）で、第２洗浄水供給手段３４のスプレーノズル３４Ｂから噴射される、第１排水槽Ｔ１から供給される再使用水（洗浄水）によって全面が初期洗浄される。
そして、瓦礫Ｗは、５〜１０°の下り傾斜となっている回転筒体３内で、自転しながら瓦礫排出口３Ｂ側（回転筒体３の他端側３２）に向かって移動し、瓦礫排出口３Ｂ側で、第１洗浄水供給手段３３のスプレーノズル３３Ｂから噴射される、洗浄水供給源Ｐから供給される清浄な洗浄水によって全面が仕上げ洗浄され、表面に付着する土砂及び塩分が確実に除去され、瓦礫排出口３Ｂから排出される。
排出された瓦礫Ｗは、その後、乾燥させ、チップ化してボード材料やバイオマス燃料等に再利用される。

【0028】

以上、本発明の洗浄装置について、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

【産業上の利用可能性】

【0029】

本発明の洗浄装置は、海水に浸かった瓦礫を再利用可能な品質まで洗浄することができるという特性を有していることから、地震等の災害によって発生した津波等によって海水に浸された大量の瓦礫をリサイクルできる品質まで洗浄する用途に好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0030】

１ 洗浄装置
２ 瓦礫投入手段
２０ ベルトフィーダ
３ 回転筒体
３Ａ 瓦礫投入口
３Ｂ 瓦礫排出口
３０ 周面
３１ 一端側
３２ 他端側
３３ 第１洗浄水供給手段
３４ 第２洗浄水供給手段
３５ 回転駆動手段
Ｓ バースクリーン
Ｂ 角鋼
Ｔ１ 第１排水槽
Ｔ２ 第２排水槽
Ｐ 洗浄水供給源
Ｒ 回転数
Ｖ 瓦礫投入速度
Ｌ 瓦礫の最大長さ

【図1】

【図2】