JP2001090104A - 土質改良機 - Google Patents

土質改良機

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JP2001090104A JP27296099A JP27296099A JP2001090104A JP 2001090104 A JP2001090104 A JP 2001090104A JP 27296099 A JP27296099 A JP 27296099A JP 27296099 A JP27296099 A JP 27296099A JP 2001090104 A JP2001090104 A JP 2001090104A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粘土状の土と土質改良材を十分に混合して埋
め戻し材や路盤材として再利用できる改良土が得られる
土質改良機とする。 【解決手段】 ハウジング31内にソイルカッタ32と
インパクトハンマ33を備え、原料土と土質改良材を解
砕混合して改良土とする混合機22と、その改良土を搬
送する改良土搬送装置30を有する土質改良機におい
て、前記ソイルカッタ32をドラム45にカッタ46を
取り付けた形状とし、このカッタ46を原料土搬送装置
27の無端帯状体36に接近させ、その無端帯状体36
とドラム45との間の間隔を小さくして原料土中の粒径
の大きな塊がドラム45と無端帯状体36との間を通過
しないようにする。これによって、粒径の大きな塊がイ
ンパクトハンマ33に落下供給されないので、インパク
トハンマ33によって粒径の小さな塊となるように解砕
混合して原料土に土質改良材が十分に浸透し、埋め戻し
材や路盤材として再利用できる改良土が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、砕石現場、シール
ド式トンネル掘削現場などで生じた泥水を濃縮した後に
脱水した粘土状の土を土質改良して埋め戻し材や路盤材
等として再利用可能とする土質改良機に関する。
【0002】
【従来の技術】土質改良機としては、機体に、土質を改
良する原料土と土質改良材を混合して改良土とする混合
機と、この混合機から排出される改良土を機体外部に排
出する排出コンベア装置を設置したものが種々提案され
ている。
【0003】例えば、特願平9−341347号(特開
平11−169739号公報)に示す土質改良機が提案
されている。この土質改良機は図33に示すように、図
示しない機体に混合機1と、改良土搬送装置2と、原料
土搬送装置3と、改良材供給装置4と、原料土ホッパ5
を設けてある。原料土ホッパ5内の原料土6を原料土搬
送装置3で混合機1に向けて搬送し、その搬送途中の原
料土6の上に改良材供給装置4で土質改良材を供給し、
その後に原料土6と土質改良材を混合機1に投入して解
砕混合し、改良土7を改良土搬送装置2で機体外部に排
出する。
【0004】前述の混合機1は、ケース10内に第1次
混合機としてのソイルカッタ11と第2次混合機として
の複数のインパクトハンマ(回転子付ロータ)12を設
けた形状で、原料土搬送装置3で搬送された原料土6を
ソイルカッタ11で切り落としてインパクトハンマ12
に向けて落下し、インパクトハンマ12で原料土6と土
質改良材を解砕混合して土質改良する。改良土7は排出
口8から改良土搬送装置2に落下される。
【0005】一方、砕石作業現場においては、山から原
石を採取し、その原石を破砕機で破砕し、その破砕した
砕石に付着している泥分などを洗浄除去し骨材としてい
る。前述の除去された泥分は泥水状態で集められ、濃縮
した後脱水プレスにより脱水して脱水ケーキと呼ばれて
いる粘土状の土として処分している。
【0006】前述の脱水ケーキは乾燥すると表面から細
粒分が飛散する。雨水等によって柔らかい泥水状に戻
る。このために、脱水ケーキは強度が低く埋め戻し材や
路盤材として再利用すると、好天が続くと細粒分が飛散
し、降雨が続くと流れ出す等の不都合が発生する。した
がって、脱水ケーキを埋め戻し材や路盤材として再利用
することはできず、原石を採取した山等に放置している
のが実情である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、前述の
脱水ケーキを埋め戻し材や路盤材として再利用するため
に従来の土質改良機で土質改良したが強度が低く、細粒
粉が多い土質のため脱水ケーキを十分細かく解砕し固化
材と混合しないと埋め戻し材や路盤材として再利用でき
る程度の改良土が得られなかった。本発明者等は前述の
原因について鋭意研究・実験した結果、次のことが判明
した。
【0008】前述のソイルカッタ11は図34に示すよ
うに、回転軸13に長尺なカッタ14を放射状に複数取
付け、回転方向に隣接した2つのカッタ14と回転軸1
3との間に略V字状の大きな空間15を有する形状で、
回転軸13とともにカッタ14を回転することで原料土
搬送装置3で搬送された原料土6を切り落としする。こ
のために、図34(a)に示すように原料土6中にカッ
タで切れない粘土の塊16があると、その粘土の塊16
にカッタ14が当り、粘土の塊16を原料土6の中に押
し込みながらカッタ14が図34(b),(c)に示す
ように粘土の塊16を通過する。図34(d)に示すよ
うに、次のカッタ14が粘土の塊16を掘り起こして先
のカッタ14に向けて矢印で示すように飛ばし、その粘
土の塊16が先のカッタ14と次のカッタ14との間
(前述の略V字状の大きな空間15)に入り込む。カッ
タ14が更に回転すると先のカッタ14と次のカッタ1
4との間に入り込んだ粘土の塊16がインパクトハンマ
12に向けて落下する。
【0009】このように、従来のソイルカッタ11であ
ると、カッタで切れない粘土の塊がそのままインパクト
ハンマ12に向けて落下するので、粒径の大きな塊の混
入割合が多くなる。粒径の大きな塊は土質改良材の浸透
性が悪い、つまり周囲に土質改良材がついても中まで改
良が進みにくいので、塊の中心部は粘土状のままとなる
ので、粒径の大きな塊の混入割合が多いと、原料土と土
質改良材を充分に混合できず、埋め戻し材や路盤材とし
て再利用できる程度の改良土が得られない。
【0010】また、従来の混合機1のインパクトハンマ
12は回転軸17に4つのハンマ18を放射状に取付け
た形状で、そのハンマ18は表面が滑らかに湾曲した略
こぶし形状の鍛造品である。このために、ハンマ18の
被混合物(原料土と土質改良材)とぶつかるたたき面が
狭く、かつ湾曲しているために、衝撃による解砕性が悪
く、原料土(脱水ケーキ)を細粒化できず、粒径の大き
な塊の混入割合が多い。したがって、前述と同様に原料
土と土質改良材を十分に混合できず、埋め戻し材や路盤
材として再利用できる程度の改良土が得られない。
【0011】そこで、本発明は前述の課題を解決し、脱
水ケーキなどの粘土状の土と土質改良材を混合して埋め
戻し材や路盤材として再利用できる改良土が得られるよ
うにした土質改良機を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段及び作用効果】本発明者等
は前述のことに鑑み、鋭意研究・実験した結果、混合機
のソイルカッタの形状をドラム式とすることで土がより
細かく細粒化でき埋め戻し材や路盤材として再利用でき
る改良土が得られることを見出した。
【0013】また、混合機のインパクトハンマの形状を
改良することで土がより細かく細粒化でき埋め戻し材や
路盤材として再利用できる改良土が得られることを見出
した。
【0014】また、改良土を後混合機で再混合すること
で土がより細かく細粒化でき埋め戻し材や路盤材として
再利用できる改良土が得られることを見出した。
【0015】第1の発明は、機体20に、原料土ホッパ
28と、の原料土ホッパ28内の原料土を搬送する原料
土搬送装置27と、改良材供給装置29と、搬送された
原料土と供給された土質改良材を解砕混合攪拌して土質
改良土とする混合機22を取付けた土質改良機におい
て、前記混合機22は、ソイルカッタ32とインパクト
ハンマ33を備え、そのソイルカッタ32は、ドラム4
5にカッタ46を取付けた形状であることを特徴とする
土質改良機である。
【0016】第1の発明によれば、ドラム45を回転し
てカッタ46で、原料土搬送装置27で搬送される原料
土を切り落としてインパクトハンマ33に供給する際
に、そのドラム45の外表面と原料土搬送装置17の搬
送面との間隙よりも大きな粒度の塊はインパクトハンマ
33に向けて供給されない。これにより、原料土中に粒
度の大きな塊が混入している場合でも改良土の粒径が小
さく、原料土に土質改良材が十分に浸透して改良効果が
大である。したがって、粘土状の土を埋め戻しや路盤材
等として再利用可能な改良土とすることができる。
【0017】第2の発明は、第1の発明において前記カ
ッタ46のドラム表面からの突出高さは改良土目標粒径
と略同一かそれ以下で、かつドラム表面と原料土搬送装
置27の搬送面の最小隙間は改良土目標粒径と略同一で
ある土質改良機である。
【0018】第2の発明によれば、改良土の目標とする
粒径と略同一な粒径の塊がインパクトハンマ33に供給
されるので、改良土の粒径は略目標とする粒径となる。
したがって、意図通りの改良効果が得られる。
【0019】第3の発明は、第1又は第2の発明におい
て前記カッタ46は、ドラム45の軸方向と平行に対し
て斜めである土質改良機である。
【0020】第3の発明によれば、ドラム45を回転し
てカッタ46で原料土を切り落とす際、その切り落とし
された原料土がカッタ46に沿って移動する。したがっ
て、原料土がカッタ46に付着して詰まることがない。
【0021】第4の発明は、機体20に、原料土ホッパ
28と、この原料土ホッパ28内の原料土を搬送する原
料土搬送装置27と、改良材供給装置29と、搬送され
た原料土と供給された土質改良材を解砕混合攪拌して土
質改良土とする混合機22を取付けた土質改良機におい
て、前記混合機22は、ソイルカッタ32と複数のイン
パクトハンマ33を備え、その各インパクトハンマ33
は、回転軸33aに板状のハンマ33bを放射状に複数
取付けた形状であることを特徴とする土質改良機であ
る。
【0022】第4の発明によれば、インパクトハンマ3
3のハンマ33bは板状であるから、そのハンマ33b
のたたき面33cは平坦面で面積が大きいので、ソイル
カッタ32で切り落とし落下で供給された原料土との衝
突効率が良く、原料土の粒径を小さくできる。このよう
であるから、原料土中に粒径の大きな塊が混入している
場合でも、原料土の粒径が小さくなって原料土に土質改
良材が十分浸透して改良効果が大である。したがって、
粘土状の土を埋め戻しや路盤材として再利用できる改良
土とすることができる。
【0023】第5の発明は、第4の発明において前記各
ハンマ33bの先端面は略波形状である土質改良機であ
る。
【0024】第5の発明によれば、各ハンマ33bの先
端面が略波形状であるので、このハンマ33bの先端部
分に大きな粒径の原料土が当たった時に、頂部が原料に
当たり底部は当たらないから、当たる面積が少なく、そ
こにぶつかる面圧が高い。したがって、原料土がせん断
破壊し易く、原料土が解砕されずに周囲に跳ね飛ばされ
ることがなく、効率良く解砕できる。
【0025】また、隣接したインパクトハンマ33のハ
ンマ33b相互は、波形状の空間部を形成して対向する
ので、そのハンマ相互の間隔を小さくすることができ
る。したがって、ハンマ相互間を素通りする原料土の量
が減少し解砕性及び混合性が向上する。
【0026】以上のことが相俟って原料土の粒径が確実
に小さくなるので、土質改良効果がより大となる。
【0027】第6の発明は、機体20に、原料土ホッパ
28と、この原料土ホッパ28内の原料土を搬送する原
料土搬送装置27と、改良材供給装置29と、搬送され
た原料土と供給された土質改良材を解砕混合攪拌して土
質改良土とする混合機22と、この土質改良土を搬送す
る改良土搬送装置30を取付けた土質改良機において、
前記改良土搬送装置30から排出される改良土を解砕混
合攪拌する後混合機60を備えていることを特徴とする
土質改良機である。
【0028】第6の発明によれば、原料土と土質改良材
が混合機22で解砕混合攪拌されて改良土となる。この
改良土は後混合機60で再び解砕混合攪拌されて粘度の
小さな改良土となる。
【0029】このようであるから、原料土中に粒度の大
きな塊が混入しており、混合機22で土質改良された改
良土の粒径が大きい場合でも、粒度の小さな改良土が得
られ、原料土に土質改良材が十分に浸透して改良効果が
大である。したがって、粘土状の土を埋め戻し材や路盤
材として再利用できる改良土とすることができる。
【0030】また、混合機22から排出された改良土は
改良土搬送装置30で搬送される際に小さな粒径の塊が
複数付着して大きな粒径の塊となることがあるが、その
大きな粒径の塊は後混合機60で解砕されて再び小さな
粒径の塊となる。したがって、後混合機60から排出さ
れる改良土は小さな粒径の塊であり、目で見た時に十分
に土質改良された改良土であることを確認できる。
【0031】第7の発明は、第6の発明において前記後
混合機60を、改良土搬送装置30の排出部分に取付け
た土質改良機である。
【0032】第7の発明によれば、機体20とともに後
混合機60を移動できる。
【0033】第8の発明は、第6の発明において前記後
混合機60は、機体20と別体で改良土搬送装置30の
排出部分と対向して配設した土質改良機である。
【0034】第8の発明によれば、改良土に応じて後混
合機60を設置したり、取り除いたりできる。
【0035】
【発明の実施の形態】(土質改良機の全体構成)図1に
示すように、機体20に左右の走行体21,21が取付
けられて自走式車両としてある。機体20の前後中間部
に混合機22が取付けてある。機体20の前部寄りにエ
ンジン、油圧ポンプ等の駆動装置23が取付けてあり、
この駆動装置23はカバー24で覆われている。前記走
行体21は履帯式としてあるが、車輪式としても良い。
また機体20に搭乗床25が設けてある。
【0036】前記機体20の後部寄りに取付用フレーム
26が機体20よりも後方に突出して取付けてあり、こ
の取付用フレーム26に原料土搬送装置27が前後方向
に向けて取付けてある。前記取付用フレーム26に原料
土ホッパ28が前記原料土搬送装置27の後部寄り部分
上方に位置して取付けてある。前記原料土ホッパ28と
前記混合機22との間に土質改良材供給装置29が取付
けてあり、この土質改良材供給装置29で原料土搬送装
置27の前部寄り部分の上方を覆っている。
【0037】前記機体20の下部には改良土搬送装置3
0が前後方向に向けて取付けてある。この改良土搬送装
置30の搬送方向一側部(後部寄り)は前記混合機22
の下方に位置し、改良土搬送装置30の搬送方向他側部
(前部寄り)は機体20よりも前方に突出している。
【0038】前述のように、機体20に走行体21を取
付けて自走式の土質改良機としてあるが、機体20に走
行体21を取付けずに定置式の土質改良機としても良
い。
【0039】(本発明の第1の実施の形態を示す土質改
良機の概略構造)前記混合機22は図2に示すように、
ケース31内に第1次混合機としてのソイルカッタ32
と第2次混合機としての複数のインパクトハンマ(回転
子付ロータ)33が設けてある。前記原料土搬送装置2
7は駆動輪34と従動輪35に無端帯状体36を巻掛け
たコンベヤとしてある。この原料土搬送装置27の排出
端部は混合機22のケース31の側壁31aに形成して
投入口37からケース31内に突出している。前記無端
帯状体36は鉄製履板を多数無端状に連結した履帯で、
剛性で大である。
【0040】前記原料土ホッパ28の排出口寄りには掻
出しロータ38が設けてあり、原料土aの切り出し高さ
bを一定とする。前記切り出し高さbとは原料土搬送装
置27で混合機22に向けて搬送する原料土aの高さで
ある。前記原料土搬送装置27の上方には土の高さを検
出する原料土センサ39が設けてあり、原料土の高さが
設定以上(切り出し高さbの約70%)になるとONに
なって原料土が流れていることを検出する。前記土質改
良材供給装置29はホッパ40の出口に定量供給機構4
1を設けた形状である。前記改良土搬送装置30の搬送
方向一側部は混合機22のケース31の排出口42の下
方に位置している。
【0041】(土質改良動作の説明)図2に示すよう
に、原料土ホッパ28に投入された脱水ケーキ等の粘土
状の原料土aは原料土搬送装置27と掻出ロータ38で
一定の切り出し高さとして混合機22に向けて搬送され
る。原料土が搬送されると原料土センサ39がONにな
り、定量供給機構41が作動し、その原料土aの上に定
量供給機構41でホッパ40内の土質改良材が落下供給
される。
【0042】混合機22のケース31内まで搬送された
原料土aと土質改良材はソイルカッタ32で切り落とし
され、インパクトハンマ33で解砕混合攪拌されて原料
土aの土質を改良し、その改良土cはケース31の排出
口42から改良土搬送装置30上に落下供給され、その
改良土搬送装置30で機体前方に搬送される。
【0043】次にソイルカッタ32の具体形状を説明す
る。図3と図4に示すように、円筒体43の軸方向両端
部に端板44をそれぞれ固着したドラム45と、この円
筒体43の外周面43a(ドラム45の外周面)に固着
した複数のカッタ46でドラム式のソイルカッタ32と
してある。前記各端板44間に亘って軸47が横架固着
してある。この軸47の両端部分47aは混合機22の
ケース31の左右の側壁31b,31bに軸受48で回
転自在にそれぞれ支承してある。軸47の一端部分47
aは一方の側壁31bに取付けたモータ49の回転部分
に連結してあり、モータ49を駆動することでソイルカ
ッタ32は矢印d方向に回転する。
【0044】前記カッタ46は矩形板状で、そのカッタ
46の円筒体43の外周面43aからの突出寸法(突出
高さ)は改良土の目標とする粒径と略同一か、又は小さ
い。例えば15mmである。そのカッタ46は原料土搬
送装置27の無端帯状体36表面36aと若干の隙間S
を置いて相対向している。この隙間Sは例えば5mmと
してある。これにより、円筒体43の外周面43aと原
料土搬送装置27の無端帯状体36表面36a(つま
り、原料土搬送面)との最小間隙tは前述の改良土の目
標とする粒径と略同一か、又は小さい。例えば20mm
である。
【0045】前述のようであるから、図3に示すように
原料土搬送装置27で搬送される原料土aは、ソイルカ
ッタ32の回転によりカッタ46で所定厚さに切り落と
しされる。この切り落としされる厚さは、前述のカッタ
46の突出高さと略同一か、又は小さい値である。例え
ば15mm以下である。
【0046】また、図3に示すように原料土a中にカッ
タ46で切削できない粘土の塊eがある場合には、その
粘土の塊eはカッタ46で順次移動され、円筒体43の
外周面43aと無端帯状体36の表面36aとの最小間
隙部分を通過して落下する。前記落下する粘土の塊eの
大きさ(粒径)は円筒体43の外周面43aと無端帯状
体36の表面36aとの略最小間隙か、それ以下で、大
きな粘土の塊eは落下しない。この実施の形態では略2
0mmの大きさの粘土の塊eが落下する。前述のカッタ
46の突出高さ、隙間Sは小さい方が解砕混合性は良く
なるが、作業量が少なくなる。したがって、目標の粒径
よりも若干大きい突出高さ、例えば目標粒径20mmに
対し、突出高さを30mmに設定することもある。
【0047】前記無端帯状体36は鉄製履板を多数無端
状に連結した履帯で、剛性が大であるから、粘土の塊e
が最小間隔部分を通過する際に無端帯状体36が粘土の
塊eで押されて湾曲変形しない。したがって、最小隙間
よりも大きな粘土の塊eが通過して落下することがな
い。
【0048】前述のソイルカッタ32で切り落としされ
た原料土と土質改良材は複数のインパクトハンマ33で
解砕混合され、改良土cとして改良土搬送装置30上に
落下する。そして、改良土cは改良土搬送装置30で機
体20の外部に搬送される。
【0049】前述のドラム式のソイルカッタ32と、従
来と同様なインパクトハンマ33を備えた混合機22を
用いて脱水ケーキに土質改良材としてセメントを混合し
た改良土は、埋め戻し材や路盤材として再利用できる土
質である。例えば、粒径20mm以上の大きな塊の混合
割合が5〜10%の改良土で、埋め戻し材や路盤改良材
として再利用できる。
【0050】前記カッタ46は図5に示すように、円筒
体43の軸方向一側部分43bに周方向に間隔を置いて
複数固着した一側カッタ列50と、円筒体43の軸方向
他側部分43cに周方向に間隔を置いて複数固着した他
側カッタ列51を形成するように固着してある。前記相
対向した一側カッタ列50と他側カッタ列51は回転方
向に向けて略V字状となるように斜めである。
【0051】このようであるから、原料土をカッタ46
で切り落としする時に、その切り落としされた原料土は
円筒体43の軸方向中央部に向けて移動し、切り落とし
された原料土は円筒体43の軸方向中央部分から落下す
るので、切り落としされた原料土が円筒体43の軸方向
両端部から落下することがない。したがって、切り落と
しされた原料土はインパクトハンマ33の軸方向中央部
分に集中的に落下するので、インパクトハンマ33で効
率良く解砕混合できる。
【0052】前記一側カッタ列50を形成する各カッタ
46は円筒体43の周方向(回転方向)には間隔を置い
て隣接し、かつ円筒体43の軸方向にはオーバーラップ
して隣接する。前記一側カッタ列50を形成する各カッ
タ46は軸方向に平行に対して所定の角度αだけ斜め
で、軸方向一端部46aが軸方向他端部46bよりも回
転方向前方寄りとなっている。前記角度αは15度〜4
0度の範囲で、図5では30度である。
【0053】前記他側カッタ列51を形成する各カッタ
46は円筒体43の周方向(回転方向)には間隔を置い
て隣接し、かつ円筒体43の軸方向にはオーバーラップ
して隣接する。前記他側カッタ列50を形成する各カッ
タ46は軸方向に平行に対して所定の角度αだけ斜め
で、軸方向他端部46bが軸方向一端部46aよりも回
転方向前方寄りとなっている。前記角度αは15度〜4
0度の範囲で、図5では30度である。
【0054】このようであるから、カッタ46で原料土
を切り落とす時に、その切り落とされた原料土はカッタ
46に沿って移動するので、切り落とされた原料土がカ
ッタ46に付着して詰まることがない。このことは、原
料土が脱水ケーキなどの粘土状の土の場合でも同様であ
る。
【0055】前記カッタ46の数は図5に示す数よりも
多くても少なくても良い。また、カッタ46に原料土が
付着することを考慮せずに、原料土の細粒化の目的を達
成するだけであれば、カッタ46の配列は図6に示すよ
うに、カッタ46の角度αを90度としても良いし、図
7に示すようにカッタ46の角度αを0度としても良
い。また、図8に示すように一側カッタ列50、他側カ
ッタ列51を連続した1本の長尺なカッタ46で形成し
ても良い。また、図9に示すように長尺なカッタ46を
円筒体40の軸方向に連続して周方向に間隔を置いて相
互に平行に固着しても良い。また、カッタ46はボルト
で固着しても良い。
【0056】(本発明の第2の実施の形態を示す土質改
良機の概略構造)図10に示すように、原料土搬送装置
27、原料土ホッパ28、土質改良材供給装置29、改
良土搬送装置30は第1の実施の形態と同様である。混
合機22のソイルカッタ32は従来と同一で、混合機2
2のインパクトハンマ33は回転軸33aに4つの板状
のハンマ33bを放射状に取付けたプレート式の形状で
ある。
【0057】次にインパクトハンマ33の具体形状を説
明する。図11に示すように、原料土搬送装置27と略
同一高さに設けた第1のインパクトハンマ33−1と、
原料土搬送装置27の下方に設けた第2のインパクトハ
ンマ33−2と、第1のインパクトハンマ33−1と第
2のインパクトハンマ33−2と対向し、かつそれらよ
りも下方に設けた第3のインパクトハンマ33−3を備
えている。
【0058】第1のインパクトハンマ33−1は矢印f
方向に回転し、第2のインパクトハンマ33−2は矢印
g方向に回転し、第3のインパクトハンマ33−3は矢
印h方向に回転する。第1のインパクトハンマ33−1
のハンマ33bと第2のインパクトハンマ33−2のハ
ンマ33bの最小間隔H−1は大きい。例えば50mm
である。第1のインパクトハンマ33−1のハンマ33
bと第3のインパクトハンマ33−3のハンマ33bの
最小間隔H−2は小さい。例えば−5mmである。つま
り、5mmだけ重なっている。第2のインパクトハンマ
33−2のハンマ33bと第3のインパクトハンマ33
−3のハンマ33bの最小間隔H−3は中位である。例
えば15mmである。
【0059】図11と図12と図13と図14に示すよ
うに、回転軸33aはケース31の左右の側壁31b,
31b間に亘って回転自在に支承される。各回転軸33
aはモータMでそれぞれ回転駆動される。前記回転軸3
3aには第1・第2・第3ブラケット対52,53,5
4が軸方向に間隔を置いて固着され、その第1ブラケッ
ト対52に4つの第1ハンマ55の基部がピン56で揺
動自在に取付けてある。第2ブラケット対53に4つの
第2ハンマ57の基部がピン58で揺動自在に取付けて
ある。第3ブラケット54に4つの第3ハンマ59の基
部がピン60で揺動自在に取付けてある。
【0060】前記第1ハンマ55と第3ハンマ59は幅
狭い基部55a,59aと幅広い先部55b,59bを
有する板状で、その先端面55c,59cは波形状であ
る。前記第2ハンマ57は第1・第3ハンマ55,59
よりも幅狭い板状である。第1インパクトハンマ33−
1の第2ハンマ57は基部57aと先部57bが同一幅
で、先端面57cはほぼV字形状で、第1ハンマ55、
第2ハンマ57、第3ハンマ59の先端面55c,57
c,59cがほぼ波形状に連続する。前記第2インパク
トハンマ33−2の第2ハンマ57と第3インパクトハ
ンマ33−3の第2ハンマ57は、基部57aよりも先
部57bが若干狭く、先端面57cはほぼ山形状で、第
1ハンマ55、第2ハンマ57、第3ハンマ59の先端
面55a,57a,59aがほぼ波形状に連続する。
【0061】前記第1ハンマ55、第2ハンマ57、第
3ハンマ59の回転方向前方側の面(つまり、ハンマ3
3bのたたき面33c)は平坦面で、回転中心から先端
面までの距離が従来のハンマよりも長いと共に、幅が従
来のハンマよりも大きく面積が従来のハンマよりも大き
い。
【0062】前記第1インパクトハンマ33−1の第1
・第2・第3ハンマ55,57,59と第2インパクト
ハンマ33−2の第1・第2・第3ハンマ55,57,
59は、図12に示すように波形状の頂部と底部が相対
向している。つまり、波形状が1/2ピッチずれて相対
向している。また、波形状の頂部間の距離が前述の最小
間隔H−1に相当する。
【0063】前記第2インパクトハンマ33−2の第1
・第2・第3ハンマ55,57,59と第3インパクト
ハンマ33−3の第1・第2・第3ハンマ55,57,
59は、図13に示すように波形状の頂部が相対向して
いる。この波形状の頂部間の距離が前述の最小間隔H−
3に相当する。
【0064】前記第1インパクトハンマ33−1の第1
・第2・第3ハンマ55,57,59と第3インパクト
ハンマ33−3の第1・第2・第3ハンマ55,57,
59は、図14に示すように、波形状の頂部と底部が相
対向し、かつ頂部が底部に若干入り込み、この波形状の
頂部間の距離はマイナス、つまり重なり合っている。こ
れによって、前述の最小間隔H−2はマイナスで、第1
インパクトハンマ33−1の各ハンマと第3インパクト
ハンマ33−3の各ハンマ相互間の空間部の面積が小さ
く、素通りする原料土の量が少ない。
【0065】前記ソイルカッタ32で切り落としされた
原料土は、インパクトハンマ33の各ハンマで打撃され
て原料土を土質改良材を混合して改良土とする。前記ハ
ンマのたたき面が平坦面であるあること、及びそのたた
き面の面積が大であることで、原料土と衝突した際の衝
突効率が向上し衝撃による解砕性が良く、原料土が細粒
化される。したがって、原料土への土質改良材浸透性が
向上する。
【0066】このようであるから、原料土中にソイルカ
ッタ32で切断できない粘土の塊がある場合に、その粘
土の塊がインパクトハンマ33で小さな塊に解砕され
る。したがって、前述のインパクトハンマ33と、従来
と同様なソイルカッタ32を備えた混合機22を用い
て、脱水ケーキに土質改良材としてセメントを混合した
改良土は、埋め戻し材や路盤材として再利用できる土質
である。例えば、粒径20mm以上の大きな粒子の混入
割合が5〜10%の改良土で、埋め戻し材や路盤改良材
として再利用できる。
【0067】また、各ハンマは板状であるので、板材を
切断することでハンマを製作できるので、安価に容易に
製作できる。なお、ハンマは鍛造品でも良い。
【0068】また、各ハンマの先端面が波形状であるの
で、このハンマの先端部分に大きな粒径の原料土が当た
った時に、頂部が原料土に当たり底部は当たらないので
当たる面積が少なく、そこにぶつかる面圧が高い。この
ために、原料土がせん断破壊し易く、原料土が解砕され
ずに周囲に跳ね飛ばされることがないので、効率良く解
砕できる。つまり、原料土が解砕されずに周囲に跳ね飛
ばされると、その跳ね飛ばされた原料土がハンマに向け
て移動してくる原料土とぶつかり、その原料土がハンマ
まで移動しなくなってしまう。
【0069】また、隣接した2つのインパクトハンマの
ハンマ相互は、波形状の空間部を形成して対向するの
で、そのハンマ相互の間隔を小さくすることができる。
したがって、ハンマ相互間を素通りする原料土の量が減
少し解砕性及び混合性が向上する。
【0070】図15に示すように、第1インパクトハン
マ33−1の各ハンマ33bと第2インパクトハンマ3
3−2の各ハンマ33b及び、第1インパクトハンマ3
3−1の各ハンマ33bと第3インパクトハンマ33−
3の各ハンマ33b並びに、第2インパクトハンマ33
−2の各ハンマ33bと第3インパクトハンマ33−3
の各ハンマ33bが、その先端部分が相互に重なり合う
ようにしても良い。
【0071】このようにすれば、回転中心からハンマ3
3b先端面までの距離が長くなり、その分だけハンマ3
3bのたたき面33cの面積が大きくなるので、解砕性
がより一層良くなる。したがって、原料土がより一層小
粒度となるので、土質改良材の浸透性がより一層向上す
る。
【0072】また、各ハンマ33bの先端面を直線形状
としても良いし、各ハンマ33bを回転軸33aに揺動
しないように取付けても良い。
【0073】(本発明の第3の実施の形態を示す土質改
良機の概略構造)図16に示すように、混合機22、原
料土搬送装置27、原料土ホッパ28、土質改良材供給
装置29、改良土搬送装置30は従来と同一である。前
記改良土搬送装置30の搬出部分に後混合機60を取付
ける。混合機22で土質改良されて改良土搬送装置30
で搬送され排出される改良土を前述の後混合機60で再
度解砕混合する。
【0074】このようにすることで、混合機22で十分
に土質改良されずに粒径の大きな塊の混入割合が多い、
例えば混入割合が20%以上の改良土が、後混合機60
で再度解砕混合されて粒径の大きな塊の混入割合が少な
い、例えば5〜10%の改良土となる。したがって、土
質改良材の原料土への浸透性が向上し十分に土質改良さ
れ、埋め戻し材や路盤材として再利用できる改良土が得
られる。
【0075】次に後混合機60の具体形状を説明する。
前記改良土搬送装置30は図16に示すように、駆動プ
ーリ61と従動プーリ62にベルト63を巻掛けたベル
トコンベアである。
【0076】図17と図18に示すように、前記駆動プ
ーリ61は一対のコンベアフレーム64の長手方向一端
部分間に回転自在に取付けてあり、この駆動プーリ61
は一方のコンベアフレーム64に取付けたコンベア用モ
ータ65で回転される。一対のコンベアフレーム64間
に跨って断面略下向コ字形状のコンベア用カバー体66
が取付けてある。
【0077】前記一対のコンベアフレーム64の長手方
向一端部分に後混合機取付用ブラケット67がそれぞれ
ボルト68で取付けてある。この後混合機取付用ブラケ
ット67は縦板状で、駆動プーリ61よりも下方に突出
した部分を取付部69としてある。この取付部69に後
混合機60のフレーム本体70が取付けてある。このフ
レーム本体70は一対の長尺な横部材71と、この横部
材71の長手方向一端部間に固着した連結部材72で平
面形状略コ字形で、その一対の横部材71が前記一対の
後混合機取付用ブラケット67の取付部69にそれぞれ
固着してある。
【0078】前記フレーム本体70の一対の横部材71
の長手方向他端部間に図19に示すように回転軸73が
回転自在に横架支承してある。この回転軸73は一方の
横部材71に取付けたモータ74で回転される。前記回
転軸73には図19と図20に示すように複数のブラケ
ット75が軸方向に間隔を置いて固着してある。この各
ブラケット75は取付け部75aを放射状に複数備えて
いる。前記各ブラケット75の各取付部75aには複数
のカッタ76がカラー77を介して軸方向に間隔を置い
て取付けてある。
【0079】このカッタ76と回転軸73で、複数のカ
ッタ76を軸方向に間隔を置いて、かつ放射状に備えた
回転カッタ78を形成している。前記カッタ76は厚さ
4.5mmのプレートで、軸方向に隣接したカッタ76
の間隔は22mmである。
【0080】前記フレーム本体70に回転カッタ78を
囲むカバー体80が取付けてある。このカバー体80は
前面板81と後面板82と一対の側面板83で上部と下
部が開口した箱形状で、その一対の側板83がフレーム
本体70の一対の横部材71における回転軸支承部分の
周囲に、略リング形状のスペーサ84を介して取付けて
ある。
【0081】前記カバー体80の上部開口80aはコン
ベア用カバー体66と連続し、下部開口80bは下方に
向けて開口している。前記回転カッタ78の回転軸73
(回転中心)は駆動プーリ61(つまり改良土搬送装置
30の排出部)よりも搬送方向側に位置がずれ、コンベ
ア63で搬送された改良土は回転カッタ78の回転軸7
3よりも駆動プーリ61寄り部分に落下する。
【0082】混合機22で解砕混合された改良土は改良
土搬送装置30のベルト63で搬送され、その改良土は
後混合機60の回転カッタ78における回転軸73より
も駆動プーリ61寄りに落下し、矢印方向に回転してい
るカッタ76に衝突する。改良土がカッタ76に衝突す
ることで解砕混合される。この時、隣接したカッタ76
の間隔よりも小さい粒径の塊は、隣接したカッタ76間
を通過して落下する。前述のようにしてカッタ76に衝
突した改良土は、カッタ76の回転によって跳ね飛ばさ
れカバー体80の後面板82に衝突し、再度解砕混合さ
れる。前述のようにカバー体80の後面板82に衝突し
た改良土は再びカッタ76上に衝突し、さらに解砕混合
され、カバー体80の下部開口80bから落下排出され
る。なお、カバー体80の後面板82とカッタ76との
最小間隔は粒径の大きな塊が通過しない値、例えば20
mm以下で、粒径の大きな塊がカッタ76に衝突せずに
落下しないようにしてある。
【0083】このように、改良土は後混合機60で再び
解砕混合されるので、その改良土中の粒径が大きい塊が
解砕されて粒径の大きな塊の混入割合が少なくなる。こ
れによって原料土と土質改良材が十分に混合して埋め戻
し材や路盤材として利用できる改良土が得られる。
【0084】したがって、脱水ケーキと土質改良材を混
合機22で解砕混合して土質改良した改良土が、粒径の
大きい塊の混入割合が多く、埋め戻し材や路盤材として
再利用できない改良土であっても、その改良土を後混合
機60で再度解砕混合することによって粒径の大きな塊
の混入割合が少ない、例えば20mm以上の塊の混入割
合が5%以下の改良土となる。この改良土は埋め戻し材
や路盤材として再利用できる。
【0085】前述の実施の形態では後混合機60の回転
カッタ78をモータ74で回転したが、改良土搬送装置
30のコンベア用モータ65で回転するようにしても良
い。例えば図21と図22に示すように、駆動プーリ6
1の軸61aにプーリ85を固着し、回転カッタ68の
回転軸73にプーリ86を固着し、両プーリ85,86
にベルト87を巻掛け、コンベア用モータ65で回転カ
ッタ78を回転する。
【0086】前記後混合機60は、その回転カッタ78
の代わりに混合機22に設けられているインパクトハン
マ33を用いても良い。
【0087】前記後混合機60は改良土が落下衝突する
だけの形状でも良い。例えば、図23に示すようにコン
ベアフレーム64に取付けブラケット88を固着し、こ
の取付けブラケット88にプレート89を水平に対して
斜めの姿勢で固着する。ベルト63から落下する改良土
cがプレート89に落下衝突し、その衝突で改良土Cが
解砕混合されてプレート89に沿って落下する。
【0088】この場合には、前述のカバー体80内に回
転カッタ78を設けた後混合機60の場合よりも解砕混
合性が低下するが、粒径の大きな塊、例えば20mm以
上の塊の混入割合が10%程度の改良土を得ることが可
能である。
【0089】前記プレート89は、図24に示すように
台形状の底板89aの両側縁に立上がり片89bを設け
た形状としても良い。このようにすれば、落下衝突した
改良土が周囲に飛散せずに底板89aに沿って落下す
る。
【0090】以上の説明では後混合機60を改良土搬送
装置30に取付けたが、改良土搬送装置30とは別体と
して設置しても良い。例えば、図25に示すように2次
ベルトコンベア90のコンベアフレーム91にハウジン
グ92をブラケット93で取付け、そのハウジング92
内に前述の回転カッタ78を取付けて後混合機60とす
る。
【0091】原料土搬送装置30で搬送された改良土C
はハウジング92内に落下し、回転軸73よりも原料土
搬送装置30寄りのカッタ76と衝突する。カッタ76
で跳ね飛ばされた改良土はハウジング92の後壁92a
に衝突し、再びカッタ76に衝突して排出される。
【0092】図26に示すように、架台94にハウジン
グ92をブラケット95で取付け、その架台24に車輪
96を取付けて可搬式とする。このようにすれば、架台
94を移動して改良土搬送装置30の排出部の下方に後
混合機60を設置し、排出される改良土を再び解砕混合
することができる。
【0093】なお、図25、図26においてハウジング
92内に、回転カッタ78の代わりに混合機22に用い
るインパクトハンマ33を回転自在に取付けて後混合機
60としても良い。
【0094】本発明の第4の実施の形態を説明する。図
27に示すように、混合機22のソイルカッタ32を前
述のドラム式のソイルカッタとし、インパクトハンマ3
3を前述のプレート式のインパクトハンマ33とする。
このようにすれば、混合機22内で原料土と土質改良材
が十分に解砕混合されるので、改良土中の粒径の大きな
塊(20mm以上の塊)の混入割合が5%以下となる。
したがって、埋め戻し材や路盤材として十分に再利用で
きる改良土が得られる。
【0095】本発明の第5の実施の形態を説明する。図
28に示すように、混合機22のソイルカッタ32をド
ラム式のソイルカッタ32とし、改良土搬送装置30の
排出部分に後混合機60を取付ける。このようにすれ
ば、後混合機60から排出される改良土中の粒径の大き
な塊(20mm以上の塊)の混入割合が5%以下とな
る。したがって、埋め戻し材や路盤材として十分に再利
用できる改良土が得られる。
【0096】本発明の第6の実施の形態を説明する。図
29に示すように、混合機22のインパクトハンマ33
をプレート式のインパクトハンマ33とし、改良土搬送
装置30の排出部分に後混合機60を取付ける。このよ
うにすれば、後混合機60から排出される改良土中の粒
径の大きな塊(20mm以上の塊)の混入割合が5%以
下となる。したがって、埋め戻し材や路盤材として十分
に再利用できる改良土が得られる。
【0097】本発明の第7の実施の形態を説明する。図
30に示すように、混合機22のソイルカッタ32をド
ラム式のソイルカッタ32とすると共に、インパクトハ
ンマ33をプレート式のインパクトハンマ33とする。
改良土搬送装置30の排出部分に後混合機60を取付け
る。このようにすれば、後混合機60から排出される改
良土中に粒径の大きな塊(20mm以上の塊)がほとん
ど混入しなくなる。したがって、埋め戻し材や路盤材と
して十分に再利用できる改良土が得られる。
【0098】本発明の第8の実施の形態を説明する。図
31に示すように、混合機22の投入口37の近くにノ
ズル100を取付け、このノズル100から液体の土質
改良材を噴出するようにして土質改良材供給装置29と
する。なお、ノズル100を混合機22のハウジング3
1内に仮想線で示すように取付けても良い。この土質改
良材供給装置29は前述の各実施の形態に適用できる。
【0099】本発明の第9の実施の形態を説明する。図
32に示すように、原料土搬送装置27をプレートとし
て原料土が自重で滑り落ちるようにする。この原料土搬
送装置27は前述の第1〜第7の実施の形態に適用でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】自走式の土質改良機の全体側面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態を示す土質改良機の
概略説明図である。
【図3】混合機のソイルカッタ部分の縦断面図である。
【図4】混合機のソイルカッタ部分の横断面図である。
【図5】カッタの配列の第1の実施の形態を示すドラム
の展開図である。
【図6】カッタの配列の第2の実施の形態を示すドラム
の展開図である。
【図7】カッタの配列の第3の実施の形態を示すドラム
の展開図である。
【図8】カッタの配列の第4の実施の形態を示すドラム
の展開図である。
【図9】カッタの配列の第5の実施の形態を示すドラム
の展開図である。
【図10】本発明の第2の実施の形態を示す土質改良機
の概略説明図である。
【図11】混合機のインパクトハンマ部分の縦断面図で
ある。
【図12】図11のA−A断面図である。
【図13】図11のB−B断面図である。
【図14】図11のC−C断面図である。
【図15】ソイルカッタの第2の実施の形態を示す縦断
面図である。
【図16】本発明の第3の実施の形態を示す土質改良機
の概略説明図である。
【図17】後混合機部分の側面図である。
【図18】図17の平面図である。
【図19】図11のD−D断面図である。
【図20】回転カッタの側面図である。
【図21】後混合機の第2の実施の形態を示す側面図で
ある。
【図22】図21の平面図である。
【図23】後混合機の第3の実施の形態を示す側面図で
ある。
【図24】プレートの斜視図である。
【図25】後混合機の第4の実施の形態を示す側面図で
ある。
【図26】後混合機の第5の実施の形態を示す側面図で
ある。
【図27】本発明の第4の実施の形態を示す土質改良機
の概略説明図である。
【図28】本発明の第5の実施の形態を示す土質改良機
の概略説明図である。
【図29】本発明の第6の実施の形態を示す土質改良機
の概略説明図である。
【図30】本発明の第7の実施の形態を示す土質改良機
の概略説明図である。
【図31】土質改良材供給装置の第2の実施の形態を示
す土質改良機の概略説明図である。
【図32】原料土搬送装置の第2の実施の形態を示す混
合機部分の断面図である。
【図33】従来の土質改良機の概略説明図である。
【図34】ソイルカッタの動作説明図である。
【符号の説明】
1…混合機 2…改良土搬送装置 3…原料土搬送装置 4…土質改良材供給装置 5…原料土ホッパ 6…原料土 11…ソイルカッタ 12…インパクトハンマ 14…カッタ 16…粘土の塊 17…回転軸 18…ハンマ 20…機体 22…混合機 27…原料土搬送装置 28…原料土ホッパ 29…土質改良材供給装置 30…改良土搬送装置 31…ハウジング 32…ソイルカッタ 33…インパクトハンマ 33a…回転軸 33b…ハンマ 33c…たたき面 34…駆動プーリ 36…無端帯状体 43…円筒体 44…端板 45…ドラム 46…カッタ 47…回転軸 49…モータ 50…一側カッタ列 51…他側カッタ列 55…第1ハンマ 57…第2ハンマ 59…第3ハンマ 60…後混合機 61…駆動プーリ 64…コンベアフレーム 65…コンベア用モータ 67…後混合機取付用ブラケット 70…フレーム本体 73…回転軸 76…カッタ 78…回転カッタ 80…カバー体 82…後壁 85…プーリ 86…プーリ 87…ベルト 89…プレート 89a…底板 89b…立上がり板 90…2次ベルトコンベア 92…ハウジング 94…架台 100…ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2D040 AB07 CA01 EB04 4D067 DD04 DD06 GA03 GB07 4G078 AA03 AB01 BA01 CA12 CA17 DA26 DB01 DB10 DC10 EA10

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機体(20)に、原料土ホッパ(28)
    と、この原料土ホッパ(28)内の原料土を搬送する原
    料土搬送装置(27)と、改良材供給装置(29)と、
    搬送された原料土と供給された土質改良材を解砕混合攪
    拌して土質改良土とする混合機(22)を取付けた土質
    改良機において、 前記混合機(22)は、ソイルカッタ(32)とインパ
    クトハンマ(33)を備え、そのソイルカッタ(32)
    は、ドラム(45)にカッタ(46)を取付けた形状で
    あることを特徴とする土質改良機。
  2. 【請求項2】 前記カッタ(46)のドラム表面からの
    突出高さは改良土目標粒径と略同一かそれ以下で、かつ
    ドラム表面と原料土搬送装置(27)の搬送面の最小隙
    間は改良土目標粒径と略同一である請求項1記載の土質
    改良機。
  3. 【請求項3】 前記カッタ(46)は、ドラム(45)
    の軸方向と平行に対して斜めである請求項1又は2記載
    の土質改良機。
  4. 【請求項4】 機体(20)に、原料土ホッパ(28)
    と、この原料土ホッパ(28)内の原料土を搬送する原
    料土搬送装置(27)と、改良材供給装置(29)と、
    搬送された原料土と供給された土質改良材を解砕混合攪
    拌して土質改良土とする混合機(22)を取付けた土質
    改良機において、 前記混合機(22)は、ソイルカッタ(32)と複数の
    インパクトハンマ(33)を備え、その各インパクトハ
    ンマ(33)は、回転軸33aに板状のハンマ(33
    b)を放射状に複数取付けた形状であることを特徴とす
    る土質改良機。
  5. 【請求項5】 前記各ハンマ(33b)の先端面は略波
    形状である請求項4記載の土質改良機。
  6. 【請求項6】 機体(20)に、原料土ホッパ(28)
    と、この原料土ホッパ(28)内の原料土を搬送する原
    料土搬送装置(27)と、改良材供給装置(29)と、
    搬送された原料土と供給された土質改良材を解砕混合攪
    拌して土質改良土とする混合機(22)と、この土質改
    良土を搬送する改良土搬送装置(30)を取付けた土質
    改良機において、 前記改良土搬送装置(30)から排出される改良土を解
    砕混合攪拌する後混合機(60)を備えていることを特
    徴とする土質改良機。
  7. 【請求項7】 前記後混合機(60)を、改良土搬送装
    置(30)の排出部分に取付けた請求項6記載の土質改
    良機。
  8. 【請求項8】 前記後混合機(60)は、機体(20)
    と別体で改良土搬送装置(30)の排出部分と対向して
    配設した請求項6記載の土質改良機。
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