特許 7554451 再生骨材生成システム及び再生骨材生成方法

(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】

(24)【登録日】2024-09-11

(45)【発行日】2024-09-20

(54)【発明の名称】再生骨材生成システム及び再生骨材生成方法

(51)【国際特許分類】

   C04B 18/16 20230101AFI20240912BHJP

   B02C 1/02 20060101ALI20240912BHJP

   B02C 13/08 20060101ALI20240912BHJP

   B02C 2/00 20060101ALN20240912BHJP

【ＦＩ】

C04B18/16

B02C1/02 A ZAB

B02C13/08 A

B02C2/00

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020127623

(22)【出願日】2020-07-28

(65)【公開番号】P2022024818

(43)【公開日】2022-02-09

【審査請求日】2023-06-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000150291

【氏名又は名称】株式会社中山ホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100099634

【弁理士】

【氏名又は名称】平井 安雄

(72)【発明者】

【氏名】中山 弘志

(72)【発明者】

【氏名】橘川 智宏

(72)【発明者】

【氏名】島内 佳司

(72)【発明者】

【氏名】山崎 孝典

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 美信

【審査官】田中 永一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２６６１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２７５７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－３０９４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０９１１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０７６９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１８１３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０００４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０６３４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３４３７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１６７６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３２０８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０４９２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２３８２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０００６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０３７０６４５３（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開平０２－１４９３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０７４５４２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２０７７０９１３７（ＣＮ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０２１１８１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００３－１８１３１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０４Ｂ ２／００ － ３２／０２

Ｂ０２Ｃ １／０２

Ｂ０２Ｃ ２／００

Ｂ０２Ｃ １３／０８

Ｂ０２Ｃ １３／１４

Ｂ０２Ｃ １３／２８

Ｂ０２Ｃ １７／００

Ｂ０２Ｃ ２１／００

Ｂ０９Ｂ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

前処理により所定の第１サイズ以下に破砕された粗骨材及び細骨材を含むコンクリートの廃棄材料を供給する第１の供給装置と、
前記廃棄材料の磨砕を行って前記第１サイズ以下の廃棄材料を当該第１サイズ未満の廃棄材料にする第１の竪型破砕機と、
前記第１の竪型破砕機で整粒された前記廃棄材料を篩い分けする第１のスクリーン装置と、
前記第１のスクリーン装置で篩い分けされた前記廃棄材料のうち、前記第１サイズより更に小さい第２サイズ未満の粒径範囲にあり、当該廃棄材料の衝突による運動エネルギーが小さい前記廃棄材料が供給され、当該供給された廃棄材料の磨砕を行う第２の竪型破砕機とを備え、
前記第１の竪型破砕機及び前記第２の竪型破砕機が、
回転に伴う遠心力により上方から投入される前記廃棄材料を外側方向に放出するロータと、当該ロータから所定の破砕空間を隔てて当該ロータの外周を周回する側壁部とを有し、
前記第１の竪型破砕機は、前記廃棄材料が投入されるロータ回転軸を中心として当該廃棄材料が前記側壁部に滞留してすり鉢状に形成された原料側壁に前記ロータから放出された前記廃棄材料をぶつけて磨砕を行い、
前記第２の竪型破砕機は、前記側壁部に外側方向から中心方向に向かって複数のテーパ部が並列して形成され、当該テーパ部の先端部分に直線状のエッジ部が形成され、前記ロータから放出された前記廃棄材料を前記エッジ部にぶつけて磨砕を行うことを特徴とする再生骨材生成システム。

【請求項2】

請求項１に記載の再生骨材生成システムにおいて、
前記第１のスクリーン装置で篩い分けされた前記廃棄材料のうち所定の粒径以上の粗骨材が所定の割合以上含まれる場合に、篩い分けされた前記廃棄材料を運搬するベルトコンベアの乗り継ぎを切り替えて前記廃棄材料を前記第１の竪型破砕機に再供給する再生骨材生成システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の再生骨材生成システムにおいて、
前記第２の竪型破砕機で整粒された前記廃棄材料を篩い分けする第２のスクリーン装置を備え、
前記第２のスクリーン装置で篩い分けされた前記廃棄材料のうち前記第２サイズ未満で所定の粒径以上の粒径範囲の粗骨材が所定の割合以上含まれる場合に、篩い分けされた前記廃棄材料を運搬するベルトコンベアの乗り継ぎを切り替えて前記廃棄材料を前記第２の竪型破砕機に再供給する再生骨材生成システム。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれかに記載の再生骨材生成システムにおいて、
前記コンクリートの廃棄材料を前処理するジョークラッシャーを備え、
当該ジョークラッシャーが、破砕空間において、処理対象となる前記コンクリートの廃棄材料を圧密状態で粒子間破砕により前処理を行う再生骨材生成システム。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれかに記載の再生骨材生成システムにおいて、
前記第１の竪型破砕機の前記ロータの回転速度より前記第２の竪型破砕機の前記ロータの回転速度が速い再生骨材生成システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンクリートの廃棄材料から再生骨材を生成する再生骨材生成システム及びその方法に関する。

【背景技術】

【0002】

建物を解体した場合に大量に発生するコンクリート廃材などを再生骨材として利用する技術が知られている。例えば、特許文献１に示す技術は、土木、建造物廃材からなる原料を供給する供給機と、前記供給された原料を破砕する破砕機と、前記破砕機で破砕された原料を複数の供給経路の何れかを選択して切り替えるための切り替え装置と、前記切り替え装置により切り替えられ供給された前記原料を前記破砕機へ導く供給経路と、前記切り替え装置により切り替えられ供給された前記原料を粒径別に篩い分けするための篩い分け装置と、前記篩い分けされた原料を粒径別に回収するための回収装置とからなるものである。

【0003】

一方で、近年再生骨材に要求される品質が高くなっており、例えば図８に示すような品質規格が定められている。図８に示すように再生骨材はＨ、Ｍ、Ｌの３つの品質に区分され、Ｈランクの再生骨材は廃棄材料からほぼ原骨材のみを取り出した品質である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４４１３７４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図８に示したように、再生骨材Ｍ、Ｌは比較的簡易に生成することが可能であるが、再生骨材Ｈについては高度な処理と多くの手間やコストが必要となってくる。そのため、特許文献１に示す技術だけでは再生骨材Ｈを取り出すのが困難となる可能性がある。

【0006】

本発明は、複雑な処理を行うことなくコンクリート廃棄材料から高品質な再生骨材を生成する再生骨材生成システム及びその方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る再生骨材生成システムは、前処理により所定のサイズに破砕された粗骨材及び細骨材を含むコンクリートの廃棄材料を供給する第１の供給装置と、前記廃棄材料の磨砕を行う第１の竪型破砕機と、前記第１の竪型破砕機で整粒された前記廃棄材料を篩い分けする第１のスクリーン装置と、前記第１のスクリーン装置で篩い分けされた前記廃棄材料のうち所定の粒径範囲にある廃棄材料が供給され、当該供給された廃棄材料の磨砕を行う第２の竪型破砕機とを備えるものである。

【0008】

このように、本発明に係る再生骨材生成システムにおいては、前処理により所定のサイズに破砕された粗骨材及び細骨材を含むコンクリートの廃棄材料を第１の供給装置に供給し、第１の竪型破砕機で前記廃棄材料の磨砕を行い、前記第１の竪型破砕機で整粒された前記廃棄材料を第１のスクリーン装置で篩い分けし、篩い分けされた前記廃棄材料のうち所定の粒形範囲にある廃棄材料の磨砕を第２の竪型破砕機で行うため、第１の竪型破砕機で一度整粒された廃棄材料を第１の竪型破砕機とは異なる竪型破砕機で廃棄材料のサイズに応じた磨砕をすることで、それぞれの材料に適した効率的な磨砕を行って高品質な再生骨材を回収することができるという効果を奏する。

【0009】

本発明に係る再生骨材生成システムは必要に応じて、前記第１の竪型破砕機が整粒を行う磨砕空間に比べて前記第２の竪型破砕機が磨砕を行う磨砕空間が狭くなっているものである。

【0010】

このように、本発明に係る再生骨材生成システムにおいては、第１の竪型破砕機が整粒を行う磨砕空間に比べて第２の竪型破砕機が磨砕を行う磨砕空間が狭くなっているため、運動エネルギーが小さい骨材（例えば、細骨材）ほど狭い空間で短距離での衝突等が行われ、骨材に付着しているモルタル等を確実に剥がすことができるという効果を奏する。

【0011】

本発明に係る再生骨材生成システムは必要に応じて、前記第１の竪型破砕機が、原料が投入されるロータ回転軸を中心として当該原料によりすり鉢状に形成された原料側壁に前記ロータから放出された前記原料をぶつけて磨砕を行うものである。

【0012】

このように、本発明に係る再生骨材生成システムにおいては、第１の竪型破砕機が、原料が投入されるロータ回転軸を中心として当該原料によりすり鉢状に形成された原料側壁に前記ロータから放出された前記原料をぶつけて磨砕を行うため、原料と原料との衝突がメインとなり骨材自体の割れを防止しつつ、細かく粉砕しながら磨砕を行うことができるという効果を奏する。また、側壁がすり鉢状に形成されることで、放出された原料がすり鉢の内壁面を転がるように落下し、その摩擦等により周囲に付着したモルタル等を最適に剥がすことが可能になるという効果を奏する。

【0013】

本発明に係る再生骨材生成システムは必要に応じて、前記第２の竪型破砕機が、原料が投入されるロータ回転軸を中心とする円の円周部分に配設されたエッジを有する金属側壁に前記ロータから放出された前記原料をぶつけて磨砕を行うものである。

【0014】

このように、本発明に係る再生骨材生成システムにおいては、第２の竪型破砕機が、原料が投入されるロータ回転軸を中心とする円の円周部分に配設されたエッジを有する金属側壁に前記ロータから放出された前記原料をぶつけて磨砕を行うため、運動エネルギーが小さくなる細骨材に対して、金属側壁とエッジを使って確実に衝撃を与えて磨砕することが可能になるという効果を奏する。

【0015】

本発明に係る再生骨材生成システムは必要に応じて、前記第１のスクリーン装置で篩い分けされた前記廃棄材料のうち所定の粒形以上の粗骨材を前記第１の竪型破砕機に再供給するものである。

【0016】

このように、本発明に係る再生骨材生成システムにおいては、前記第１のスクリーン装置で篩い分けされた前記廃棄材料のうち所定の粒形以上の粗骨材を前記第１の竪型破砕機に再供給するため、第１の竪型破砕機で十分に磨砕されなかった原料について複数回繰り返して第１の竪型破砕機による磨砕作業を行い、比較的大きいサイズの骨材を十分に磨砕することができるという効果を奏する。

【0017】

本発明に係る再生骨材生成システムは必要に応じて、前記第２の竪型破砕機で整粒された前記廃棄材料を篩い分けする第２のスクリーン装置と、前記第２のスクリーン装置で篩い分けされた前記廃棄材料の一部を前記第２の竪型破砕機に再供給するものである。

【0018】

このように、本発明に係る再生骨材生成システムにおいては、前記第２の竪型破砕機で整粒された前記廃棄材料を篩い分けして得られた骨材の一部を前記第２の竪型破砕機に再供給するため、第２の竪型破砕機で十分に磨砕されなかった原料について複数回繰り返して第２の竪型破砕機による磨砕作業を行い、比較的小さいサイズの骨材を十分に磨砕することができるという効果を奏する。

【0019】

本発明に係る再生骨材生成システムは必要に応じて、前記コンクリートの廃棄材料を前処理する破砕装置を備え、当該破砕装置が、処理対象となる前記コンクリートの廃棄材料を滞留する滞留領域に前記コンクリートの廃棄材料を充填した状態で粒子間破砕により前処理を行うものである。

【0020】

このように、本発明に係る再生骨材生成システムにおいては、コンクリートの廃棄材料を前処理する破砕装置を備え、当該破砕装置が、処理対象となる前記コンクリートの廃棄材料を滞留する滞留領域に前記コンクリートの廃棄材料を充填した状態で粒子間破砕により前処理を行うため、骨材自体を破砕して割ることなく周囲に付着した付着物のみを剥がすことができ、得ようとしている最大サイズの骨材が前処理で割れてしまうような事態を避けることができるという効果を奏する。

【0021】

本発明に係る再生骨材生成システムは必要に応じて、前記第１の竪型破砕機及び前記第２の竪型破砕機が、原料が投入されるロータ回転軸を中心とする円の円周部分に配設されたエッジを有する金属側壁に前記ロータから放出された前記原料をぶつけて磨砕を行い、前記第１の竪型破砕機の前記ロータの回転速度より前記第２の竪型破砕機の前記ロータの回転速度が速いものである。

【0022】

このように、本発明に係る再生骨材生成システムにおいては、前記第１の竪型破砕機及び前記第２の竪型破砕機が、原料が投入されるロータ回転軸を中心とする円の円周部分に配設されたエッジを有する金属側壁に前記ロータから放出された前記原料をぶつけて磨砕を行い、前記第１の竪型破砕機の前記ロータの回転速度より前記第２の竪型破砕機の前記ロータの回転速度が速いため、比較的大きいサイズの原料は遅めの速度で側壁に衝突させることで骨材が割れてしまうことを防止し周囲の付着物のみを剥離すると共に、小さいサイズの原料は速めの速度で側壁に衝突させることで低い運動エネルギーを高くして周囲の付着物を確実に剥離することが可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】第１の実施形態に係る再生骨材生成システムにおける前処理の前段処理を示すフロー図である。

【図2】第１の実施形態に係る再生骨材生成システムにおける前処理の後段処理と磨砕処理を示すフロー図である。

【図3】第１の実施形態に係る再生骨材生成システムにおける第１の竪型破砕機の内部構造を示す斜視図である。

【図4】第１の実施形態に係る再生骨材生成システムにおける第１の竪型破砕機の内部構造を示す断面図である。

【図5】第１の実施形態に係る再生骨材生成システムにおける第２の竪型破砕機の内部構造を示す斜視図である。

【図6】第１の実施形態に係る再生骨材生成システムにおける第２の竪型破砕機の内部構造を示す断面図である。

【図7】第１の実施形態に係る再生骨材生成システムにおける前処理の後段処理と磨砕処理を示す第２のフロー図である。

【図8】再生骨材の品質規格表である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

（本発明の第１の実施形態）
本実施形態に係る再生骨材生成システムについて、図１ないし図７を用いて説明する。本実施形態に係る再生骨材生成システムは、コンクリートの廃棄材料を原料とし、複数の砕石工程を経て最終的に図８に示す最も高品質なＨの品質規格を満たす再生骨材を生成する。本実施形態においては、特に２０－５ｍｍの再生骨材（以下、粗骨材という）と５－０ｍｍの再生骨材（以下、細骨材という）を生成する場合のシステムについて説明するが、生成される骨材のサイズはこれに限るものではない。

【0025】

本実施形態に係る再生骨材生成システムにおいて、まずコンクリートの廃棄材料を所定のサイズにまで破砕する前処理が行われる。この前処理については原料となるコンクリート廃棄材料の状態等によって変動するが、例えば比較的処理能力が高いジョークラッシャーを用い、金属等の不純物を除去しながら１～２段階で破砕を行ってコンクリートの廃棄材料を７００－０ｍｍ程度のサイズに砕石する。これをさらにジョークラッシャー又はコーンクラッシャーで複数回の粒子間破砕を繰り返すことで前処理を行う。このとき、繰り返し回数を重ねるごとにＣＳＳ（排出口の幅）を狭く調整することが望ましい（例えば、１回目５０ｍｍ、２回目４０ｍｍ等）。前処理された廃棄材料は定量供給で第１の竪型破砕機に投入され、一部の材料についてはさらに第２の竪型破砕機に投入される。前処理を含むジョークラッシャーによる粒子間破砕と竪型破砕機による複数段の磨砕工程により高品質な再生骨材を生成することが可能となる。

【0026】

以下、一連の骨材生成工程について図を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る再生骨材生成システムにおける前処理の前段処理を示すフロー図、図２は、本実施形態に係る再生骨材生成システムにおける前処理の後段処理と磨砕処理を示すフロー図である。図１に示す工程では、原料となるコンクリート廃棄材料から不純物となる金属等を除去しつつ７００ｍｍ以下程度のサイズに砕石する。図１において、まずコンクリート廃棄材料が原料ホッパー装置１に投入される。原料ホッパー装置１の下部には供給装置であるプレートフィーダ１ｂが設けられ、ホッパー１ａから落下する原料を受けて破砕装置２に搬送する。

【0027】

破砕装置２は、例えば、原料が投入されるホッパー２ａ、篩い分けのためのグリズリフィーダ２ｂ、ジョークラッシャー２ｃ及びコンベア２ｄが一体となった破砕機である。ホッパー２ａから供給された原料はその大きさに応じてグリズリフィーダ２ｂで篩い分けされ、サイズが大きい原料がジョークラッシャー２ｃに供給される。ある程度サイズが小さい原料はジョークラッシャー２ｃに供給されずにそのままコンベア２ｄに送られる。ジョークラッシャー２ｃではサイズが大きい原料が砕石処理され、当該砕石された原料はコンベア２ｄに送られる。

【0028】

破砕装置２のコンベア２ｄで運ばれた原料は、破砕装置３に供給される。砕石装置３は砕石装置２とほぼ同様の構成となっているが、供給口のサイズや処理能力は砕石装置２よりも多少低くしてもよい。破砕装置３で処理された原料は、金属等の不純物がほぼ除去された状態で７００ｍｍ以下程度のサイズに砕石されたものとなる。

【0029】

なお、図１において破砕装置２及び破砕装置３をホッパー、フィーダ、クラッシャー及びコンベアが一体となった破砕機として説明したが、必ずしもこれらを一体的に構成する必要はない。また、各装置の種類については、あくまで一例として記載しているものであり、代替可能な装置であれば適用可能である。例えば、ジョークラッシャーの代わりに同じクラッシャーであるコーンクラッシャーを用いるようなことは当然可能である。

【0030】

図２において、７００ｍｍ以下に砕石された原料は、再度破砕装置４のジョークラッシャー４ｃでより細かいサイズに砕石される。ここでの処理も図１の場合とほぼ同様であり、より細かい破砕に適したクラッシャー（ジョークラッシャー又はロールクラッシャーを用いることができ、ここではジョークラッシャーとする）が用いられる。なお、ホッパー４ａに供給される全ての原料をジョークラッシャー４ｃに投入するようにしてもよいし、グリズリフィーダ４ｂで篩い分けをしてサイズが小さいものについてはジェークラッシャー４ｃに投入せずにコンベア４ｄに直接供給するようにしてもよい。

【0031】

ジョークラッシャー４ｃでは圧密状態で粒子間破砕が行われる。これは、骨材に強い衝撃を与えて割れてしまうことを防止するためであり、圧密状態で粒子間破砕を行うことで骨材同士が激しく衝突することなく接触した状態で擦れ合うこととなり、骨材自体の割れを防止しつつ原料であるコンクリートを細かくすることが可能となる。骨材自体の割れを防止しつつコンクリートのみを破砕することについて、さらに詳細に説明する。

【0032】

【表1】

【0033】

上記の表１は、比重が２．５以上の複数種類の骨材とコンクリートとの強度の差を示すものである。粘板岩のせん断強度を除いて全ての骨材がコンクリートよりも強度が高いことが示されている。すなわち、例えば上記表１のような骨材を含むコンクリートを当該骨材を割らずに細かくするためには、少なくとも２５０ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の力で圧縮し粒子間破砕を行うことでコンクリートのみを破壊して原料を細かくすることができる。

【0034】

図２に戻って、上記のジョークラッシャー４ｃによる破砕処理は複数回繰り返して行うようにしてもよく、その場合は上述したように回数を増すごとにＣＳＳを小さくすることで、より細かい砕石が可能となる。ジョークラッシャー４ｃで砕石された原料は、磨砕装置に原料を供給するためのホッパー装置５にコンベア４ｄで搬送される。ここまでの処理が前処理となる。前処理によりコンクリートの原料はある程度細かくなっているものの、骨材の周囲にはモルタルなどが付着しているため、これらを剥がす作業が必要となる。

【0035】

上記前処理が完了すると、ホッパー装置５から第１の竪型破砕機６に原料が供給される。ホッパー装置５から第１の竪型破砕機６への原料の供給はバッチで行われるようにしてもよいが、ここでは常時定量が供給されるものとする。なお、回収された骨材の量に応じて供給量を変動させてもよい。

【0036】

図３及び図４は、本実施形態に係る再生骨材生成システムにおける第１の竪型破砕機の内部構造を示す図である。図３が第１の竪型破砕機６の内部構造の斜視図、図４が第１の竪型破砕機６の内部構造の断面図である。

【0037】

第１の竪型破砕機６は、ロータ６１の上面部分から原料が投入される。初期状態では、投入された原料がロータ６１の回転に伴う遠心力で外側方向に放出され、破砕空間Ｓ１の側壁面に衝突して滞留される。破砕空間Ｓ１の側壁下面６２は側壁上面６３より広い面積、すなわち側壁下面６２の中心側端部６２ａが側壁上面６３の中心側端部６３ａよりもロータ６１に近くなっており、ロータ６１から放出される原料が増加するに連れて次第にこれらの原料がすり鉢状に滞留する状態となる。破砕空間Ｓ１の側壁部分が原料で埋められると、ロータ６１から放出された原料は側壁に滞留する同じ原料同士で衝突し、すり鉢に沿って円周上に転動しながら排出される。排出される際に側壁から落下している原料にロータ６１から放出された原料が再度ぶつかって、さらに表面を砕く作用も生じる。すなわち、第１の竪型破砕機６では、原料同士が衝突することで骨材自体の破砕が起こりにくく、転動の摩擦により骨材の表面に付着しているモルタル等の付着物が剥離されやすくなり、磨砕された状態で第１の竪型破砕機６から排出される。なお、図３においては図面手前の原料を省略して記載しているが、実際には側壁面の全周に亘って原料が滞留してすり鉢状を構成する。

【0038】

ここで、第１の竪型破砕機６から排出された原料は、そのまま全ての原料をスクリーン装置７に供給するようにしてもよいし、図２の点線領域で示すように一部の原料をベルトコンベアの乗り継ぎ等により切り替えを行うことで、再度第１の竪型破砕機６に投入されるようにしてもよい。このとき、第１の竪型破砕機６に再供給される原料は、予め設定された割合に基づいて行われるようにしてもよいし、サイズに応じて行われるようにしてもよい。サイズごとの区別は、例えばベルトコンベアから放出される際の原料の距離の差に応じて行うことが可能である。必要に応じてサイズが比較的大きいものを中心に第１の竪型破砕機６への再供給行ったり、比較的小さいものを中心に再供給を行うような選択的な処理が可能となる。なお、図２の点線領域で示す再供給を行う場合、後述するようなスクリーン装置７からの第１の竪型破砕機６への繰り返しの再供給は行わなくてもよい。

【0039】

第１の竪型破砕機６から排出された原料はスクリーン装置７に供給される。スクリーン装置７は、例えば振動スクリーンであり、供給された原料のサイズごとに篩い分けを行う。篩い分けされるサイズは、２０ｍｍ以上、１０－２０ｍｍ、５－１０ｍｍ、５ｍｍ以下等である。第１の竪型破砕機６で骨材表面がある程度整粒されるものの、１回の磨砕作業では整粒が十分ではない可能性がある。そこで、５ｍｍ以上のサイズがある粗骨材については、一部を再度第１の竪型破砕機６に繰り返して供給すると共に、それ以外の粗骨材については２０ｍｍ－５ｍｍの再生粗骨材Ｈ１として取り出す。このとき、ホッパー装置５から新たな原料が随時追加投入されており、追加された新たな原料と再供給された原料とに対して上記のような磨砕処理が行われる。

【0040】

つまり、２０ｍｍ－５ｍｍの再生粗骨材Ｈ１として取り出されたものの中には、第１の竪型破砕機６を１回だけ経由したものから複数回経由したものが含まれているが、最終的にはほぼモルタル等の付着物が除去されており、残っているとしても誤差の範囲となる。

【0041】

一方、５ｍｍ未満のサイズに整粒された細骨材について、上記同様に第１の竪型破砕機６に再供給してもよいが、サイズが小さいため運動エネルギーが小さくなり、原料同士の衝突では表面の付着物が十分に剥がれない場合がある。例えば、２０ｍｍの粗骨材の運動エネルギーと５ｍｍの細骨材の運動エネルギーを比較した場合、重量比が６４：１になるため運動エネルギーも１／６４となる。つまり、サイズが小さい細骨材については衝突による衝撃が弱くなるため、表面の付着物が十分に剥がれない状態となる。そこで、図２に示すように５ｍｍ未満の粗骨材について第２の竪型破砕機８による磨砕を行う。

【0042】

図５及び図６は、本実施形態に係る再生骨材生成システムにおける第２の竪型破砕機の内部構造を示す図である。図５が第２の竪型破砕機８の内部構造の斜視図、図６が第２の竪型破砕機８の内部構造の断面図である。

【0043】

第２の竪型破砕機８は、第１の竪型破砕機６と同様にロータ８１の上面部分から５ｍｍ未満のサイズの原料が投入される。投入された原料がロータ８１の回転に伴う遠心力で外側方向に放出され、破砕空間Ｓ２の側壁面に衝突して破砕される。破砕空間Ｓ２の側壁には第１の竪型破砕機６の場合と異なり内側（ロータ８１側）に向かってエッジが立った鋼材８２が配設されており、ロータ８１から放出された原料は側壁に配設された鋼材８２と衝突し破砕される。このとき、鋼材８２が中心に向かってエッジが立つように傾斜した衝突面を有することでロータ８１から放出した原料ができるだけ垂直に鋼材８２に衝突できるようになっている。

【0044】

第２の竪型破砕機８の破砕空間Ｓ２は、第１の竪型破砕機６の破砕空間Ｓ１よりも狭く、且つ、ロータ８１から側壁面の鋼材８２までの距離が、第１の竪型破砕機６におけるロータ６１から側壁面の滞留した原料までの距離よりも短くなっている。そのため、ロータ８１から放出された細骨材は、放出速度を出来るだけ維持した状態で鋼材８２に衝突することとなり、衝突性を高めて運動エネルギーの減少分を補った磨砕を行うことが可能となる。なお、仮に第１の竪型破砕機６と第２の竪型破砕機８との破砕空間の広さや衝突面までの距離が同一であったとしても、第２の竪型破砕機８のロータ８１の回転速度を上げることで運動エネルギーの減少分を補った磨砕を行うことが可能である。

【0045】

第２の竪型破砕機８で磨砕された細骨材はスクリーン装置９に供給される。スクリーン装置９を通過した細骨材は５ｍｍ－０ｍｍの再生粗骨材Ｈ２として回収されると共に、一部は第２の竪型破砕機８に再供給されて磨砕が繰り返して行われ、より高品質な再生細骨材Ｈ２として回収される。

【0046】

以上のような一連の処理を行うことでコンクリート廃棄材料から２０ｍｍ－５ｍｍの再生粗骨材Ｈ１及び５ｍｍ－０ｍｍの再生細骨材を生成することが可能となる。なお、図２において第１の竪型破砕機７から２０ｍｍ－５ｍｍの再生粗骨材Ｈ１を回収する割合（すなわち第１の竪型破砕機７に再供給する割合）や第２の竪型破砕機８から５ｍｍ－０ｍｍの再生細骨材Ｈ２を回収する割合（すなわち第２の竪型破砕機８に再供給する割合）は人の判断で行うようにしてもよいが、例えば画像認識によるＡＩを活用することで、演算部（図示しない）がその割合を決定し、切替制御部（図示しない）が回収する割合の切り替え制御を行うようにしてもよい。また、回収した再生粗骨材Ｈ１や再生細骨材Ｈ２が、想定される粒度曲線を満たすかどうかに応じて再供給の割合を調整してもよい。

【0047】

具体的には、表面の付着物が残っている骨材の割合が多いと判断される場合には、より多くの材料を竪型破砕機に再供給して磨砕処理を繰り返して行い、表面の付着物がある程度剥がれている骨材の割合が多いと判断される場合には、より多くの材料を再生骨材として回収するように制御する。

【0048】

また、このような判断をリアルタイムに行い、その時の状況に応じて竪型破砕機に再供給する量と回収する量との割合を調整するようにしてもよい。例えば、初期の方では竪型破砕機に再供給する割合を多くし、処理が進むに連れて次第に回収する割合を多くするようにしてもよい。

【0049】

さらに、ホッパー装置５から供給される量に応じて、竪型破砕機に再供給する量と回収する量との割合を調整するようにしてもよい。ホッパー装置５から供給される量が多い場合は、骨材表面の付着物が多く残っている材料も多くなるため竪型破砕機に再供給する割合を多くし、ホッパー装置５から供給される量が少ない場合は、既に竪型破砕機を通って磨砕されている材料が多くなるため回収する割合を多くするようにしてもよい。

【0050】

このように、本実施形態に係る再生骨材生成システムにおいては、前処理により所定のサイズに破砕された粗骨材及び細骨材を含むコンクリートの廃棄材料をホッパー装置５に供給し、第１の竪型破砕機６で廃棄材料の磨砕を行い、第１の竪型破砕機６で整粒された廃棄材料をスクリーン装置７で篩い分けし、篩い分けされた廃棄材料のうち所定の粒径以下の細骨材の磨砕を第２の竪型破砕機８で行うため、第１の竪型破砕機６で整粒された細かい細骨材を第１の竪型破砕機６とは異なる細骨材用の竪型破砕機で磨砕することで、それぞれの材料に適した効率的な磨砕を行うことができる。

【0051】

なお、本発明に係る再生骨材生成システムの処理フローは図２のフローに限定される必要はなく、例えば図７に示すようなフローで処理を行うようにしてもよい。図７において図２の場合と異なるのは第１の竪型破砕機６による処理以降の処理であり、具体的にはスクリーン装置７で２０ｍｍ以上となったものが第１の竪型破砕機６に再供給され、５ｍｍ未満となったものは０ｍｍ－５ｍｍの再生細骨材Ｈ２として回収される。そして、処理が難しい５ｍｍ－２０ｍｍとなったものを第２の竪型破砕機８に供給する。第２の竪型破砕機８ではロータ８１の回転速度などを微調整しながら５ｍｍ－２０ｍｍの骨材に付着したモルタル等を剥がす磨砕を行い、一部を５ｍｍ－２０ｍｍの再生粗骨材Ｈ１として回収しながら、残りを第２の竪型破砕機８に再供給してこの磨砕処理を繰り返す。

【0052】

このように、第２の竪型破砕機８は必ずしも細骨材用としての利用ではなく、粗骨材を磨砕するために利用することも可能である。

【0053】

さらに、図２のフローにおいて、第１の竪型破砕機６の内部構造を第２の竪型破砕機８と同様の構造にしてもよい。すなわち、破砕空間Ｓ１の側壁に内側に向かってエッジが立った鋼材を配設し、供給された原料を鋼材に衝突させることで磨砕を行うようにしてもよい。このとき、第１の竪型破砕機６には２０ｍｍ以上の大き目の原料が供給されることから、その運動エネルギーの大きさで骨材自体が割れてしまうのを防止するために、破砕空間Ｓ１を広くするか、ロータ６１の回転速度を低速にするか、又はその両方を行うことで骨材自体が割れないように磨砕する。

【0054】

このように、コンクリート廃棄材料の状態や作業を行う環境に応じて、第１の竪型破砕機６及び第２の竪型破砕機８を任意に組み合わせて磨砕作業を行うことで、図８の規格を満たす粗骨材及び細骨材を生成することが可能となる。

【符号の説明】

【0055】

１ 原料ホッパー装置
１ａ ホッパー
１ｂ プレートフィーダ
２，３，４ 破砕装置
２ａ，３ａ，４ａ ホッパー
２ｂ，３ｂ，４ｂ グリズリフィーダ
２ｃ，３ｃ，４ｃ ジョークラッシャー
２ｄ，３ｄ，４ｄ コンベア
５ ホッパー装置
６ 第１の竪型破砕機
６１ ロータ
６２ 側壁下面
６２ａ 中心側端部
６３ 側壁上面
６３ａ 中心側端部
７ スクリーン装置
８ 第２の竪型破砕機
８１ ロータ
８２ 鋼材
Ｈ１ 再生粗骨材
Ｈ２ 再生細骨材
Ｓ１，Ｓ２ 破砕空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】