JP2001152483A - 土壌混合改良機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベルトコンベアによって連続して搬送される
原料に対し、その原料搬送量に対応して簡単な制御で固
化材の添加量を調節できると共に、原料の乾燥状態等に
応じてその添加量を加減できるようにした土壌混合改良
機の提供。 【解決手段】 原料をふるい選別するための選別機１
と、この選別機でふるい選別した選別後原料を固化材混
合工程５に搬送するためのベルトコンベア２と、固化材
混合工程に設けられた固化材供給装置５０を備えている
土壌混合改良機である。ベルトコンベアによる原料搬送
量を連続的に検出する搬送量検出手段６０と、このこの
搬送量検出手段による検出値に応じて固化材供給装置に
よる固化材添加量を調節する固化材添加量制御手段６１
と、搬送量検出手段から固化材添加量制御手段への検出
値を手動で可変させるボリュウム調整手段６２を備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に建設や土木工
事により発生する掘削残土を改良土として再利用するた
めに用いられる土壌混合改良機に関し、特に、原料搬送
量に対する固化材添加量の制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】土壌混合改良機では、掘削残土（原料）
を選別機に通し、ここでふるい選別した選別後原料をベ
ルトコンベアによって、固化材混合工程、解砕工程、２
次選別工程等に順次に搬送していくようになっている。
尚、選別機では、掘削残土中の大きな石や木片等の異物
を除去すると共に、ふるい選別により原料をほぐして、
ふるい寸法以下のものは通過させ、ふるい寸法以上のも
のは排出させるようになっている。

【０００３】土壌混合改良機では、製品（改良土）の品
質を安定させるための条件として、原料と固化材（生石
灰、セメント等）の混合比を一定に安定させることがあ
げられる。従来、原料に対する固化材添加量の制御技術
としては、特開平９−１１７７９９号公報に記載された
ものが知られている。この従来技術では、まず、ベルト
コンベアにより搬送される原料の密度及び含水量を検出
し、この検出値を過去のデータに照らして、原料の密度
及び含水量に対応した量の固化材を固化材供給装置で添
加する。次に、固化材を添加した状態の原料搬送量を検
出するとともに、固化材タンク内の固化材減少量（固化
材使用量）を測定し、これを基に固化材添加量を演算し
て固化材添加量演算装置にフイードバックすることで、
固化材添加量を補正する制御方式になっている。

【０００４】又、選別機とベルトコンベアとの間には下
部シュートが設けられ、そして、選別機からの選別後原
料を下部シュートに受け入れてベルトコンベア上に供給
ガイドすると共に、ベルトコンベア上に供給された選別
後原料を下部シュートに形成した搬出口を通して、ベル
トコンベアの移行とともに固化材混合工程に搬送するよ
うになっている。このとき、選別機からは連続して選別
後原料が落下してくるため、下部シュートを介してベル
トコンベア上に供給された選別後原料は、先にベルトコ
ンベア上に供給された選別後原料の上に重なる状態で搬
送され、図６で示すように、下部シュート３の搬出口３
２部分では、搬出口３２の開口面積を超える断面積で選
別後原料Ｍ１の堆積が生じることになる。尚、図中２は
ベルトコンベアである。このように搬出口の手前部分に
選別後原料の堆積が生じると、特に、選別後原料の粘性
が高い場合や固い粘土質の場合には、選別後原料のせん
断応力が高いため、選別後原料が搬出口を無理やりに通
過する状態になり、この結果、ベルトコンベアの駆動に
過負荷が加わり、ベルトコンベアの停止、即ち搬送ライ
ンが停止し、土壌混合改良機全体が稼動停止になるとい
うトラブルが生じる。

【０００５】従来、原料を原料投入口から次工程へ搬送
する際の、特に、原料受け入れホッパ等の搬出口におい
て、原料の堆積を解消する技術として、例えば、特開平
１１−１６５８７８号公報、図４及び図５に示すよう
に、搬出口の手前側上方部分にロータを設けるようにし
たものが知られている。このロータは、その回転軸方向
がベルトコンベアの移行方向（原料の搬送方向）と直交
するように配置され、そのロータが回転することによ
り、搬送される原料の断面積を一定にし、かつ搬出口の
開口面積、又は次工程の機械の投入開口面積よりも搬送
物の断面積を小さくして送り出すことを目的としてい
る。しかしながら、実際には、投入された原料の量が多
い場合は、かえってそのロータが原料を押し固めてしま
うことがある。逆に、投入された原料が少ない場合は、
ロータと原料が接触せず、搬送される原料は押し固めら
れないまま排出され、原料の密度に差が生じてしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のようにした固化
材添加量の制御方式では、原料の密度及び含水量の検出
値を過去のデータに照らすため、そのデータテーブルが
必要になると共に、固化材を添加した状態の原料搬送量
と固化材タンク内の固化材減少量（固化材使用量）を測
定し、これを基に固化材添加量を演算して固化材手段に
フイードバックするなど、その制御が複雑になるし、原
料の密度及び含水量を検出するため、その検出手段が必
要になる分だけ、コスト負担が増大する。

【０００７】特に、ベルトコンベアによって連続して搬
送される原料に対し、固化材の混合比を安定させるに
は、固化材を添加する前に原料搬送量を検出し、この原
料搬送量に見合った量で固化材を添加するのが、直接的
な制御であり、原料搬送量の検出位置と固化材添加位置
とのタイムラグを考慮すれば足り、制御の簡素化につな
がる点で好ましい。これに対し、従来のように、原料搬
送量の検出を、固化材を添加した後に行い、これをフイ
ードバックする制御では、原料搬送量の検出が、固化材
添加量を補正するための間接的な手段であるため、制御
が複雑になってしまうという問題がある。

【０００８】又、従来のように、原料ホッパや下部シュ
ート等の搬出口部分に堆積しようとする原料をロータに
よって強制的に原料を押し固めるようにすると、ベルト
コンベア上に載置された原料の量によって押圧力が異な
り、この結果、場所によって原料の密度に差が生じて原
料搬送量に大きなバラツキが生じる。したがって、固化
材混合工程において、ベルトコンベアによる原料搬送量
に応じて固化材の添加量を調整するという制御に支障を
きたすという問題がある。また、ロータによる原料の押
圧力がベルトコンベアに対する制動力として作用するた
め、ベルトコンベアの駆動に負荷が加わるし、又、転圧
によって原料が押し固められてしまうため、固化材混合
工程の混合カッタや解砕工程の解砕カッタにかかる負荷
も大きくなり、それだけ各駆動力を大きくする必要が生
じ、駆動手段の大型化によるコスト負担の増大や装置の
大型化につながるという問題もある。

【０００９】本発明は上記のような従来の問題点を解決
するためになされたもので、ベルトコンベアによって連
続して搬送される原料に対し、その原料搬送量に対応し
て簡単な制御で固化材の添加量を調節できると共に、原
料の乾燥状態等に応じてその添加量を加減できるように
した土壌混合改良機を提供することを第１の課題として
いる。加えて、下部シュートの搬出口部分に堆積しよう
とする選別後原料を押し固めるのではなく、回転羽根に
よって拡散させることにより、選別後原料を選別機によ
ってほぐした状態に維持して固化材混合工程に搬送さ
せ、これにより、原料搬送量のバラツキを抑えて、固化
材添加量の制御が行い易くなるようにした土壌混合改良
機を提供することを第２の課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するす
るために、本発明の土壌混合改良機（請求項１）は、原
料をふるい選別するための選別機と、この選別機でふる
い選別した選別後原料を固化材混合工程に搬送するため
のベルトコンベアと、固化材混合工程に設けられた固化
材供給装置を備えている土壌混合改良機であって、ベル
トコンベアによる原料搬送量を連続的に検出する搬送量
検出手段と、この搬送量検出手段による検出値に応じて
固化材供給装置による固化材添加量を調節する固化材添
加量制御手段と、搬送量検出手段から固化材添加量制御
手段への検出値を手動で可変させるボリュウム調整手段
を備えている構成とした。

【００１１】この土壌混合改良機では、原料である掘削
残土は選別機に投入され、この選別機によって原料（掘
削残土）中の大きな石や木片等の異物が除去されると共
に、ふるい選別により原料がほぐされ、ふるい寸法以下
のものがこの選別機を通過し、ふるい寸法以上のものは
排出される。この選別機によってふるい選別された選別
後原料は、ベルトコンベア上に供給され、このベルトコ
ンベアの移行とともに固化材混合工程、解砕工程、２次
選別工程等に順次に搬送される。そして、固化材混合工
程では、固化材供給装置によって選別後原料に対して固
化材が添加混合される。この場合、固化材供給装置の手
前において、ベルトコンベアによる原料搬送量が搬送量
検出手段によって連続的に検出され、この搬送量検出手
段による検出値が固化材添加量制御手段に入力され、こ
の固化材添加量制御手段からの指令によって固化材供給
装置の駆動力が調節される。これにより、固化材供給装
置による固化材添加量をベルトコンベアによる原料搬送
量に対応して調節することができる。

【００１２】また、原料である掘削残土については、そ
の土質や降雨等によって密度や含水量が異なることがあ
る。このような場合、ベルトコンベアによって搬送され
る選別後原料の乾燥状態をオペレータが経験を活かして
判断（手触りや目視等）し、その判断に基づきボリュウ
ム調整手段を手動により調整できるようにしている。こ
れにより、搬送量検出手段から固化材添加量制御手段へ
の検出値が補正され、選別後原料の密度や乾燥状態に応
じて固化材添加量を加減することができる。

【００１３】また、本発明の土壌混合改良機において、
選別機とベルトコンベアの間に選別後原料を受け入れて
ベルトコンベア上に供給ガイドするための下部シュート
が設けられ、この下部シュートに選別後原料の搬出口が
形成され、この下部シュートの内部であって搬出口の手
前側上方部分に原料拡散用の回転羽根が設けられている
態様（請求項２）がある。

【００１４】この態様では、選別機によってふるい選別
された選別後原料は、下部シュートに受け入れられ、こ
の下部シュートによりガイドされてベルトコンベア上に
供給され、下部シュートに形成した搬出口を通して、ベ
ルトコンベアの移行とともに固化材混合工程に搬送され
る。そして、下部シュートの搬出口部分に選別後原料が
堆積しようとすると、搬出口の手前側上方部分に設けた
回転羽根が、その回転によって選別後原料を払い除ける
ように拡散させるため、その堆積を防止することができ
る。尚、回転羽根は下部シュート内に設けられているた
め、拡散によって飛び散った選別後原料は、下部シュー
トによりガイドされて再びベルトコンベア上に供給され
る。

【００１５】このように、回転羽根によって選別後原料
を拡散させるため、選別後原料を押し固めるといったこ
とがない。従って、押し固めに伴なう原料搬送量のバラ
ツキを抑えることができるし、ベルトコンベアの駆動に
加わる負荷を軽減することができる。即ち、選別機を通
すことによりほぐした状態の選別後原料をベルトコンベ
アで搬送することによって原料搬送量のバラツキが解消
されるもので、これにより固化材混合工程において、固
化材の添加量を原料搬送量に対応させるという制御が行
いやすくなり、安定した制御につながるものである。そ
こで、本態様のように、堆積しようとする選別後原料を
回転羽根によって拡散させると、ベルトコンベア上の選
別後原料をほぐした状態に維持でき（回転羽根によって
拡散した選別後原料については固化材混合工程、解砕工
程でさらに細かくほぐされやすく、良好な混練状態を維
持できる）、原料搬送量のバラツキを解消した状態で固
化材混合工程に搬送することができる。尚、従来のよう
に、搬送口にロータを設けたものでは、選別機を用いて
原料をほぐしたとしても、このロータによって原料が押
し固められ、選別機で原料をほぐすことの意味がなくな
るし、固化材の添加量を原料搬送量に対応させるという
制御が行いにくくなる。

【００１６】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づ
いて詳細に説明する。図１は本発明の実施の１形態にか
かる土壌混合改良機の要部を示す側面図、図２は土壌混
合改良機における固化材添加量の制御方式を説明するた
めのブロック図、図３は土壌混合改良機に設けた回転羽
根の取り付け部分を示す側面図、図４はその回転羽根の
取り付け部分を示す平面図、図５はその回転羽根の取り
付け部分を示す正面図である。

【００１７】図において、１は選別機で、加振機（図示
せず）を備えたグリッド本体１０内にふるい１１が取り
付けられたもので、このグリッド本体１０を振動させな
がらホッパー１２から投入した掘削残土Ｍをふるい１１
に通すことにより、掘削残土Ｍ中の大きな石や木片等の
異物が除去されると共に、ふるい選別により掘削残土Ｍ
がほぐされ、ふるい寸法以下のものがこの選別機１を通
過し、ふるい寸法以上のものは排出される。

【００１８】選別機１の下方にはベルトコンベア２が設
けられている。このベルトコンベア２は、電動モータ２
０に連結された駆動プーリ２０ａとテールプーリ２０ｂ
との間にベルト２１が掛け回されると共に、ベルト２１
の中間が多数の補助プーリ２２によって支持されたもの
で、前記選別機１でふるい選別した選別後原料Ｍ１を固
化材混合工程５に搬送する。

【００１９】選別機１とベルトコンベア２との間には下
部シュート３が設けられている。この下部シュート３
は、選別機１の下方に開口する受け入れ口３０が上端に
形成されると共に、ベルトコンベア２の上方に開口する
供給口３１が下端に形成され、又、正面下端には搬出口
３２が形成されている。従って、選別機１によってふる
い選別された選別後原料Ｍ１は、下部シュート３の受け
入れ口３０に受け入れられ、この下部シュート３により
ガイドされて供給口３１からベルトコンベア２上に供給
され、搬出口３２を通してベルトコンベア２の移行とと
もに固化材混合工程５に搬送される。

【００２０】前記下部シュート３の内部であって搬出口
３２の手前側上方部分に原料拡散用となる２個の回転羽
根４，４が左右に並設されている。この回転羽根４は、
駆動モータ４０に連結された回転軸４１に４枚の拡散羽
根４２が放射状に設けられたもので、回転軸４１は、そ
の軸方向がベルトコンベア２の移送方向と平面視同一方
向になるように下部シュート３の正面壁３３に軸支さ
れ、又、各拡散羽根４２は、その先端面４２ａが半径方
向に対して対向するように屈曲形成されている。尚、両
回転羽根４，４の回転方向は、対向側が上から下に向け
て回転するように設定され、又、両回転羽根４，４を図
４のように、前後に位置ずれさせることで、拡散羽根４
２，４２同士が図５のように、正面視で重なるように配
設され、また、拡散羽根４２，４２の先端が搬出口３２
の上端縁から搬出口３２内に若干入り込むように配設さ
れている。

【００２１】固化材混合工程５には、固化材供給装置５
０及び混合カッタ５９が設けられている。固化材供給装
置５０は、固化材タンク５１の底部にスクリューコンベ
アによる固化材フィーダ５２が設けられたもので、この
固化材フィーダ５２は、駆動手段としての電動モータ５
３に連結されている。混合カッタ５９は、固化材供給装
置５０の先方に配設され、固化材供給装置５０によって
固化材が添加された状態の選別後原料Ｍ１を攪拌混合す
る。従って、ベルトコンベア２上に供給された選別後原
料Ｍ１は、固化材混合工程５において固化材供給装置５
０により固化材（生石灰やセメント等）が添加されると
共に、混合カッタ５９によって再度ほぐし、攪拌され、
引き続き、解砕工程９に搬送され、ここで解砕、攪拌、
混練されることになる。

【００２２】次に、前記固化材フィーダ５２による固化
材添加量の制御方式を説明する。この制御方式は、図２
で示すように、ベルトコンベア２による原料搬送量を連
続的に検出する搬送量検出手段６０（重量検出部６０ａ
及びベルトスピード検出部６０ｂ）と、この搬送量検出
手段６０による検出値に応じて固化材供給装置５０によ
る固化材添加量を調節する固化材添加量制御手段６１
（インバータ）と、搬送量検出手段６０から固化材添加
量制御手段６１への検出値を手動で可変させるボリュウ
ム調整手段６２を備えている。即ち、固化材フィーダ５
２の電動モータ５３には、固化材フィーダ５２による固
化材添加量を制御する固化材添加量制御手段６１（イン
バータ）が設けられ、この固化材添加量制御手段６１
は、原料搬送量を検出する搬送量検出手段６０からの検
出値を受けて、固化材フィーダ５２の電動モータ５３を
制御するもので、固化材添加量制御手段６１からの出力
（電圧）に応じて、電動モータ５３の駆動力を調節し、
これにより、固化材添加量を調節するようになってい
る。また、ボリュウム調整手段６２は、搬送量検出手段
６０と固化材添加量制御手段６１との間に設けられ、搬
送量検出手段６０から固化材添加量制御手段６１への検
出値を手動で可変させるものである。尚、図において、
６３は通過センサで、ベルトコンベア２による選別後原
料Ｍ１の搬送の有無を確認するためのもので、原料Ｍ１
の搬送を検出している場合は固化材供給装置５０が作動
し、原料の搬送を検出しない場合は固化材供給装置５０
が停止するようになっている。また、６４は原料搬送量
表示部である。

【００２３】従って、この土壌混合改良機では、原料で
ある掘削残土Ｍが選別機１に投入されると、この選別機
１によって掘削残土Ｍ中の大きな石や木片等の異物が除
去されると共に、ふるい選別により掘削残土Ｍがほぐさ
れ、ふるい寸法以下のものがこの選別機１を通過し、ふ
るい寸法以上のものは排出される。このようにしてふる
い選別された選別後原料Ｍ１は、下部シュート３を介し
てベルトコンベア２上に供給され、搬出口３２を通して
ベルトコンベア２の移行とともに固化材混合工程５に搬
送される。そして、固化材混合工程５では、固化材供給
装置５０によって選別後原料Ｍ１に対して固化材が添加
混合される。この場合、固化材供給装置５０の手前にお
いて、ベルトコンベア２による原料搬送量が搬送量検出
手段６０によって連続的に検出され、この搬送量検出手
段６０による検出値が固化材添加量制御手段６１に入力
され、この固化材添加量制御手段６１からの指令によっ
て、固化材フィーダ５２に設けた電動モータ５３の駆動
力が調節される。これにより、固化材供給装置５０によ
る固化材添加量をベルトコンベア２による原料搬送量に
対応して調節することができる。

【００２４】また、原料である掘削残土Ｍについては、
その土質や降雨等によって密度や含水量が異なることが
ある。このような場合、ベルトコンベア２によって搬送
される選別後原料Ｍ１の乾燥状態をオペレータが経験を
活かして判断（手触りや目視等）し、その判断に基づき
ボリュウム調整手段６２を手動により調整できるように
している。これにより、固化材添加量制御手段６１への
検出値が補正され、選別後原料Ｍ１の密度や乾燥状態に
応じて固化材添加量を加減することができる。

【００２５】また、下部シュート３の搬出口３２部分に
選別後原料Ｍ１が堆積しようとすると、搬出口３２の手
前側上方部分に設けた回転羽根４，４が、その回転によ
って選別後原料Ｍ１を左右方向に払い除けるように拡散
させる。これにより、選別後原料Ｍ１が搬出口３２部分
に堆積することがなくなる。

【００２６】このように、回転羽根４，４によって選別
後原料Ｍ１を拡散させるため、選別後原料Ｍ１が押し固
められるといったことがない。従って、押し固めに伴な
う原料搬送量のバラツキを抑えることができるし、ベル
トコンベア２の駆動に加わる負荷を軽減することができ
る。特に、堆積しようとする選別後原料Ｍ１を回転羽根
４，４によって拡散させるため、選別機１によってほぐ
した選別後原料Ｍ１を、そのほぐした状態に維持でき
（回転羽根４，４によって拡散した選別後原料Ｍ１につ
いてはさらに細かくほぐすことができる）、原料搬送量
のバラツキを解消した状態で固化材混合工程５に搬送す
ることができる。このように、選別機１を通すことによ
りほぐした状態の選別後原料Ｍ１をベルトコンベア２で
搬送することによって原料搬送量のバラツキが解消され
るもので、これにより固化材混合工程５において、固化
材の添加量を原料搬送量に対応させるという制御が行い
やすくなり、安定した制御につながるものである。

【００２７】尚、実施の形態のように、２個の回転羽根
４，４を左右に並設して上から下に向けて対向回転させ
ると、拡散羽根４２、４２が選別後原料Ｍ１を掻き下ろ
すように拡散させるため、選別後原料Ｍ１を掻き上げる
場合に比べて選別後原料Ｍ１が下部シュート３内を飛び
跳ねるのを抑えることができる。又、両回転羽根４，４
を前後に位置ずれさせて、拡散羽根４２，４２同士を正
面視で重なるように配設すると、選別後原料Ｍ１の掻き
残しがなくなるし、また、拡散羽根４２，４２の先端を
搬出口３２の上端縁から搬出口３２内に若干入り込ませ
るようにすると、選別後原料Ｍ１を搬出口３２の開口高
さより低く均すことができ、選別後原料Ｍ１の堆積を確
実に防止することができる。

【００２８】以上、本発明の実施例を説明してきたが、
本発明の具体的な構成はこの実施例に限定されるもので
はない。

【００２９】

【発明の効果】以上、説明してきたように本発明の土壌
混合改良機（請求項１）にあっては、搬送量検出手段か
らの検出値を固化材添加量制御手段に直接的に入力させ
る制御方式であるため、ベルトコンベアによって連続し
て搬送される原料に対し、その原料搬送量に対応して簡
単な制御で固化材の添加量を調節できる。また、ボリュ
ウム調整手段を設けているため、原料の乾燥状態等に応
じてその添加量を加減することができる。

【００３０】また、下部シュートの搬出口部分に回転羽
根を設けると（請求項２）、ここに堆積しようとする選
別後原料を押し固めるのではなく、回転羽根によって拡
散させため、選別後原料を選別機によってほぐした状態
に維持して固化材混合工程に搬送させることができ、こ
れにより、原料搬送量のバラツキが抑えられ、固化材添
加量の制御が行い易くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の１形態にかかる土壌混合改良機
の要部を示す側面図である。

【図２】この土壌混合改良機における固化材添加量の制
御方式を説明する為のブロック図である。

【図３】この土壌混合改良機に設けた回転羽根の取り付
け部分を示す側面図である。

【図４】その回転羽根の取り付け部分を示す平面図であ
る。

【図５】その回転羽根の取り付け部分を示す正面図であ
る。

【図６】選別後原料の堆積状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 選別機 ２ ベルトコンベア ３ 下部シュート ４ 回転羽根 ５ 固化材混合工程 ４１ 回転軸 ４２ 拡散羽根 ５０ 固化材供給装置 ５２ 固化材フィーダ ５３ 電動モータ ６０ｂ ベルトスピード検出部 ６０ａ 重量検出部 ６０ 搬送量検出手段 ６１ 固化材添加量制御手段 ６２ ボリュウム調整手段 Ｍ 掘削残土 Ｍ１ 選別後原料

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料をふるい選別するための選別機と、
   この選別機でふるい選別した選別後原料を固化材混合工
   程に搬送するためのベルトコンベアと、固化材混合工程
   に設けられた固化材供給装置を備えている土壌混合改良
   機であって、 ベルトコンベアによる原料搬送量を連続的に検出する搬
   送量検出手段と、この搬送量検出手段による検出値に応
   じて固化材供給装置による固化材添加量を調節する固化
   材添加量制御手段と、搬送量検出手段から固化材添加量
   制御手段への検出値を手動で可変させるボリュウム調整
   手段を備えていることを特徴とした土壌混合改良機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の土壌混合改良機におい
   て、選別機とベルトコンベアの間に選別後原料を受け入
   れてベルトコンベア上に供給ガイドするための下部シュ
   ートが設けられ、この下部シュートに選別後原料の搬出
   口が形成され、この下部シュートの内部であって搬出口
   の手前側上方部分に原料拡散用の回転羽根が設けられて
   いる土壌混合改良機。