JP2684162B2 - 混合装置又は破砕兼混合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、混合装置に関する。ま
た、建設土木工事で排出される残土の処理は、大きな社
会問題である。現在、残土の流動化処理工法（土木建設
現場で発生した土に、水及び固化剤を適当な割合で混合
し、細粒化し、流動化し、泥状にし、打設場所にポンプ
圧送等の方法で流し込み、埋め戻し、裏込め等を行う工
法。）による埋め戻し技術が開発されつつある。残土に
固化剤等を添加し、土質の改良を行い、埋め戻し裏込め
等に利用する工夫がなされている。本発明は、土を、細
粒化しながら、水、セメント、ベントナイトなどの固化
剤を加え、効率よく混合する混合機械に関する。また、
本発明は、残土に新たに水を加えることをせず、セメン
ト等の固化剤を混合する、乾式土質改良法にも適用す
る、混合装置に関する。また、本発明は、土の軽量化や
せん断力、引張力などの機械的強度を増加するように、
土にセメント等の固化剤に限らず発砲ビーズや繊維等も
混合する土質改良土の製造に適用する、混合装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来は、回転するドラム内に被破砕混合
材料を入れ、いわゆる天地返しで混合するか、固定した
容器内で混合（かくはん）羽根を回転して混合するか、
していた。残土には粘土が含まれている場合が多く、水
分を含んだ土塊が分解せず、そのままでは残土に固化剤
を均一に混合することがきわめて困難であった。それ
で、破砕する工程と混合する工程とを分け、それぞれ別
の機械で処理するようにしていた。従って、それらの装
置全体としては大がかりで広い場所を必要とした。残土
に流動化処理工法や乾式土質改良法を施し、埋め戻しや
裏込め等を行うためには、土木建設現場より遠く離れた
ところに破砕と混合のための装置を設置することが必要
となり、人的、時間的、場所的に効率化が阻害されてい
た。又、ドラムを回転していわゆる天地返しで混合する
場合に、ドラムの内周面に土が偏って付着し、偏荷重を
生じるために、振動や騒音などの問題もあった。この付
着した土は固まりやすく、この付着土塊の除去を人が行
わねばならず、清掃が面倒であるという問題もあった。
混合羽根による混合では、混合羽根と容器との間に土塊
等をかみ込み易く、機械に過剰な荷重がかかり故障しや
すくなるというような問題もあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、天地返し混合と混合羽根による混合を一体化し、残
土の破砕と混合を１つの機械で行うようにし、偏加重や
土塊のかみ込みという様な問題を解決し、装置全体を小
型化し、町中のような比較的狭い場所であっても、土木
建設工事現場の近くに処理装置を設置できるようにし、
時間的にも場所的にも効率化を図るようにすることであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第１の本発明の混合装置
又は破砕兼混合装置は、回転ドラムと、該回転ドラムの
両開口部に該開口部をシールするシール部及び該シール
部に隣接した該回転ドラムを回転可能に保持する保持部
を有する蓋体と、該回転ドラム内の偏芯位置に該蓋体に
支持された回転軸を有する羽根組立体と、該回転ドラム
を角度可変に保持する傾斜装置を設けたものであり、第
２の本発明の混合装置又は破砕兼混合装置は、さらに、
一方の蓋体の上方部分に投入口を設け、他方の蓋体の下
方部分に排出口を設けたものであり、 第３の本発明の混
合装置又は破砕兼混合装置は、さらに、羽根組立体が、
回転軸に直交する鋭角部を設けた羽根本体と、傾斜羽根
と、すくい羽根とを一体にした混合羽根を複数有するも
のであり、 第４の本発明の混合装置又は破砕兼混合装置
は、さらに、回転ドラムの開口部の周面に肉厚の支持部
を設けたものであり、

【０００５】第５の本発明の混合装置又は破砕兼混合装
置は、さらに、回転軸に関する傾斜角が互いに反対であ
る傾斜羽根を設けたものであり、 第６の本発明の混合装
置又は破砕兼混合装置は、さらに、排出側の蓋体に設け
た羽根組立体の軸受体がクランク状に形成されたもので
あり、 第７の本発明の混合装置又は破砕兼混合装置は、
さらに、回転ドラムと羽根組立体の回転は各々独立して
可変であり、 第８の本発明の混合装置又は破砕兼混合装
置は、さらに、羽根組立体の移送方向が排出方向と反対
であるものである。

【０００６】

【実施例】図１は、本発明の混合装置の一例を断面図で
示す。１は、投入口で、１ａは、投入ホッパーである。
２−１、２−２は、それぞれ軸受とシール部材を有する
投入側の支持枠体と排出側の支持枠体である。３−１
は、投入側の蓋部材である。３−２は、排出側の蓋部材
である。蓋部材３−１は、支持枠体２−１に取り外し可
能に固定され、軸受体５−１を保持している。蓋部材３
−２は、支持枠体２−２に取り外し可能に固定されてお
り、クランク状の軸受体５−２を有し、前記蓋部材３−
２に取り付けられた回動軸４ｂを介して、排出口４を閉
じるための開閉蓋４ａを設けている。開閉蓋４ａを開閉
する開閉蓋用油圧シリンダー４ｃは、蓋部材３−２の上
方部分に回動可能に取り付けられている。

【０００７】回転軸６に取り付けられて回転する混合羽
根組立体７は、混合や移送のために用いられるリボンス
クリュウなどの様な従来より知られているものでもよ
い。７−１乃至７−６は、取付角度を異ならせた混合羽
根を示す。具体的な例は、図４〜図６に示す。８−１、
８−２は、シール部材で、例えば、Ｏリングやフローテ
ィング・シールである。９−１、９−２は、軸受で、実
施例としてはローラベアリングを示す。これらのシール
や軸受の部分に関する具体的な例は、図３に示す。１１
−１と１１−２は、投入側と排出側のシールカバーで、
シール１０−１、１０−２と軸受８−１、８−２を押さ
えている（図４参照）。１２−１、１２−２は、回転ド
ラム体１２に固定した支持部で、支持枠体２−１、２−
２とで軸受９−１、９−２及びシール８−１、８−２の
ハウジングを構成する。１３は、排出樋である。

【０００８】図２（Ａ）は、排出口側から見た本発明の
装置の一例の一部断面図である。１は、投入口で、１ａ
は、投入ホッパーである。２−１は、投入口側の支持枠
体である。３−２は、排出側の蓋部材で、４は、排出
口、４ｄは、排出口枠、１３は、排出樋である。１１−
１は、図２（Ｂ）のイ−イ断面から見たシールカバー
で、シール１０−１と軸受８−１を押さえている（図
１、図４参照）。７は、混合羽根組立体の外形を２点鎖
線で示している。１２は、回転ドラム体の断面である。
１４ａは、スプロケットホイール大で、ドラム用モータ
ー２９で駆動されるスプロケットホイール小１４ｂとロ
ーラーチェーンで駆動連結される（図７参照）。架台３
１は、一部断面で示す。尚、この例では、開閉蓋を設け
ないものを示す。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の左側面図
である。２−１は、投入口側の支持枠体で、２−２は、
排出口側の支持枠体である。３−１は、投入口側の蓋部
材で、３−２は、排出口側の蓋部材である。５−２は、
クランク状の軸受体である。６は、回転軸で、混合羽根
用モータ２８（図７参照）が、変速機を介して連結され
ることになる。３１は、架台である。

【０００９】図３（Ａ）、（Ｂ）は、軸受としてローラ
・ベアリングを、シールとしてフローティング・シール
を用いた一例を、排出口側の軸受及びシールのハウジン
グ部分を拡大して、断面図で示す。２−２は、排出口側
の支持枠体、３−２は、排出口側の蓋部材、４は、排出
口、４ａは、開閉蓋、９−２は、ローラベアリング、１
０−２は、シール、１１−２はシールカバーで、ベアリ
ングの押さえも兼用している。１２は、回転ドラム体、
１２−２は、回転ドラム体に取り付けた支持部である。
１５は、油注入孔である。１６ａ、１６ｂは、Ｏリン
グ、１７ａ、１７ｂは、フローティング・シールの部材
としての固定環状座部を構成している。１８ａ、１８ｂ
は、浮遊環状座部材である。固定環状座部１７ａ、１７
ｂと浮遊環状座部材１８ａ、１８ｂは、中心方向に約１
０度位傾斜したＯリングの座部を設け、それらの間にそ
れぞれＯリング１６ａ、１６ｂを装着している。Ｏリン
グは、図のように偏平に弾性変形されて挿入され、水密
性が保持される。浮遊環状座部材１８ａと１８ｂとは、
相互に摺動する摺動面２１ａと２１ｂを設けている。

【００１０】スキ間２０ａは、泥水中に含まれる粗大粒
子の進入を防ぐ大きさ（３〜４ｍｍ程度）としている。
２０ｂは、潤滑油溜まりである。浮遊環状部材の摺動面
２１ａ、２１ｂより微量に漏れる潤滑油によって、スキ
間２０ａに溜まる泥水は固化しない。１９−２は、スト
ップリングである。軸受とシールのハウジングを分離し
ても良い。また、ローラベアリングに替えて、公知のド
ラムタイヤーとドラムローラで回転ドラム体１２を支持
するようにしても良い。図４、図５、図６及び図９は、
混合羽根及びその取付方の一例を示す。図４は、平面
図、図５（Ａ）は、混合羽根の正面図、図５（Ｂ）は、
その右側面図、図９（Ａ）は、混合羽根の他の一例の正
面図、図９（Ｂ）は、その右側面図、図６は、羽根を取
り外した場合の正面図に相当する。６は、回転軸、２２
ａ、ｂ、ｃ、ｄは、羽根本体、２３ａ、ｂ、ｃ、ｄは、
傾斜羽根、２４ａ、ｂ、ｃ、ｄは、すくい羽根、２５
ａ、ｂ、ｃ、ｄは、ボルト穴である。２６は、回転軸６
に設けた羽根取付部材、２７は、ボルト穴である。２２
−１は、羽根本体に設けた片刃形状の鋭角部、２４−１
は、すくい羽根に設けた両刃形状の鋭角部である。

【００１１】例えば、これら４種類の混合羽根は、それ
らの組み合わせ方、羽根取付部材２６に対する取付側、
取付角度、を変えることによって、回転ドラム体１２内
の被混合材料を一方向に順又は逆に送るだけでなく、部
分的に逆方向に送るようにすることによって混合や細粒
化を効率的に行うようにする。図７は、混合装置を傾斜
させる機能を有するようにした一例を示す。１２は、回
転ドラム体、１２ａは、回転ドラム体の軸芯、１４ａ
は、スプロケット・ホイール大、１４ｂは、スプロケッ
ト・ホイール小で、前記両者はチェーンで駆動連結され
ている。１４ｂは、変速機を有する回転ドラム用モータ
ー２９に駆動連結されている。混合羽根組立体７の回転
軸６は、接ぎ手を介して変速機を有する混合羽根用モー
ター２８に連結されている。３１は、架台で、油圧シリ
ンダー３２によって、ブラケット３３ｂの軸を中心とし
て、揺動乃至傾斜させられる。３３ａは、油圧シリンダ
ー３２を回動自在に支持するブラケットである。

【００１２】排出口４側を高くし、混合羽根組立体７の
送り量を加減すると、被混合材料は繰り返し回転ドラム
体１２内で混合細粒化される。この場合、開閉蓋４ａを
不要とすることができる。排出口４側を低くすると、混
合羽根組立体７の送り方向を投入口１側になるようにし
ても、排出するようにできる。投入ホッパー１ａへの被
混合材料の投入を継続すると、連続的に混合排出でき
る。架台３１の揺動に伴う混合も加味できる。図８は、
図１に示すクランク状の軸受体５−２の拡大図を示す。
図８（Ａ）は、平面図、図８（Ｂ）は、正面図である。
軸受体５−２は、排出口４を大きく取るようにするため
に、混合羽根の回転軸６から偏芯した位置で、蓋部材３
−２に取り付けるようにしている。３４は、回転軸６の
ための軸受部材、３５は、位置をずらすための偏芯部
材、３８は、組立用のピン、３６は、蓋部材３−２の壁
面から離隔させるための離隔部材、３７は、蓋部材３−
２へ取り付けるための取付部材である。各部材は、公知
の技術で取り付け取り外し自在となるようにしている。

【００１３】偏芯部材３５を離隔部材３６にピン３８で
固定、取り外し自在とするようにした例を示す。３９
は、取付部材３７を蓋部材３−２に取り付けるためのボ
ルト穴である。

【作用】混合装置の投入ホッパー１ａから水を入れ、残
土を入れ、回転ドラム体１２を回転させ、混合羽根組立
体７を回転させ、残土中の堅い土塊を砕き、細粒化し、
水と均一に混合させ、泥水をつくる。この泥水中に投入
ホッパー１ａからセメント粉、ベントナイト粉等の固化
剤を加え、必要があれば発砲ビーズやポリエステル繊維
等も加え、均一になるように混合し、混合装置から排出
し、打設場所にポンプ圧送等の方法で流し込み、埋め戻
し、裏込め等の工法を施す。投入ホッパー１ａには、被
混合材料である残土、水、セメント粉、ベントナイト粉
等が、スクリュウコンベアー、水ポンプ等（図示せず）
で、一定量の割合で供給される。

【００１４】回転ドラム体１２は、比較的ゆっくりした
回転速度で、いわゆる天地返し混合をすると同時に、混
合羽根組立体７は、比較的速い速度で回転させ、スクリ
ュウコンベアのような公知のものでも良いが、図４乃至
図６に示すような混合羽根を使う場合には、例えば、羽
根取付部材２６への取付角度を変えると共に、傾斜羽根
が図４及び図５に示すものとは反対側に突出するように
したものをも含め、全部で４種類の混合羽根７−１乃至
７−６の組み合わせとし、被混合材の回転ドラム体１２
内での軸方向の移送方向を複雑にし、残土の破砕混合の
能率を高めるようにする。流動化処理した残土、水、固
化剤等よりなる調整泥水をすぐに埋め戻し等に使う場合
には、まず、水とセメント粉、ベントナイト粉を混合
し、次ぎに、これに残土を加えて混合し、混合装置より
排出し、短時間の中にポンプ等で圧送し、埋め戻し等の
作業をする。

【００１５】埋め戻し等の作業までに時間が掛かるよう
な場合には、水と残土を混合して泥水を作り置き、作業
の前にセメント粉、ベントナイト粉等を加えて混合し、
混合装置より排出するようにする。

【効果】本発明は、回転ドラムの開口端の部分にシール
部に隣接して該ドラムを回転可能に保持する保持部、例
えば、軸受け、ドラムタイヤーとドラムローラ、を設け
ているので、回転ドラムとそれをシールし支持する蓋体
相互の位置を正確に保持できシール部材によるシール機
能を確保できる。又、回転ドラム内に偏芯位置で回転す
る羽根組立体を設け、回転ドラムの内周面に近接した位
置に混合羽根組立体の回転周面が来るようにし、あるい
は、すくい羽根により、回転ドラムの回転によって生じ
る天地返し混合で問題となっている該ドラム内周面に付
着する土塊を軟らかい内に掻き取るようにでき、偏荷重
による振動や騒音などを防止できる。混合羽根とドラム
周面との間にかみ込まれる土塊の欠片や小石等は、ドラ
ムの回転と相まって、除去されるようになる。排出口を
有する蓋体に取り付けた軸受体をクランク状とすること
により、排出口を大きく取ることができるようになる。
回転ドラムの両端部に肉厚の支持部を設けることによっ
て構造的な強化と製作の容易性を図っている。混合装置
の傾斜度や揺動運動と相まち、羽根組立体や混合羽根の
被混合物の移送方向を変えることによって、種々の材料
の混合にも対応できる。破砕と混合を１つの機械で行え
るので、町中のような比較的狭い場所であっても、土木
建設工事現場の近くで流動化処理工法による作業ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の混合装置の１例を断面図で示す。

【図２】本発明の混合装置の１例を、正面図とその１部
断面図、及び側面図で示す。

【図３】本発明の混合装置の１例の軸受及びシール部分
を、断面図で示す。

【図４】本発明の混合装置の混合羽根の１例を平面図で
示す。

【図５】本発明の混合装置の混合羽根の１例を正面図と
側面図で示す。

【図６】本発明の混合装置の混合羽根の取付部分の１例
を正面図で示す。

【図７】本発明の混合装置の１例を側面図で示す。

【図８】本発明の混合装置の軸受部材の１例を平面図と
正面図で示す。

【図９】本発明の混合装置の混合羽根のの１例を正面図
と側面図で示す。

【符号の説明】

１ 投入口 １ａ 投入ホッパー ２−１ 支持枠体 ２−２ 支持枠体 ３−１ 蓋部材 ３−２ 蓋部材 ４ 排出口 ４ａ 開閉蓋 ４ｂ 回動軸 ４ｃ 開閉蓋用油圧シリンダー ４ｄ 排出口枠 ５−１ 軸受体 ５−２ 軸受体 ６ 回転軸 ６ａ 軸芯 ７ 混合羽根組立体 ７−１ 混合羽根 ７−６ 混合羽根 ８−１ シール ８−２ シール ９−１ 軸受 ９−２ 軸受 １０−１ シール １０−２ シール １１−１ シールカバー １１−２ シールカバー １２ 回転ドラム体 １２−１ 支持部 １２−２ 支持部 １３ 排出樋 １４ａ スプロケットホイール大 １４ｂ スプロケットホイール小 １５ 注油孔 １６ａ Ｏリング １６ｂ Ｏリング １７ａ 固定環状座部 １７ｂ 固定環状座部 １８ａ 浮遊環状座部材 １８ｂ 浮遊環状座部材 １９−１ ストップリング １９−２ ストップリング ２０ａ スキ間 ２０ｂ 潤滑油溜まり ２１ａ 摺動面 ２１ｂ 摺動面 ２２ａ 羽根本体 ２３ａ 傾斜羽根 ２４ａ すくい羽根 ２５ａ ボルト穴 ２６ 羽根取付部材 ２７ ボルト用穴 ２８ 混合羽根用モーター ２９ ドラム用モーター ３０ 接ぎ手 ３１ 架台 ３２ 傾斜用油圧シリンダー ３３ａ ブラケット ３３ｂ ブラケット ３４ 軸受部材 ３５ 偏芯部材 ３６ 離隔部材 ３７ 取付部材 ３８ ピン ３９ ボルト用穴

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転ドラムと、該回転ドラムの両開口部に
   該開口部をシールするシール部及び該シール部に隣接し
   た該回転ドラムを回転可能に保持する保持部を有する蓋
   体と、該回転ドラム内の偏芯位置に該蓋体に支持された
   回転軸を有する羽根組立体と、該回転ドラムを角度可変
   に保持する傾斜装置を設けた混合装置又は破砕兼混合装
   置。
2. 【請求項２】一方の蓋体の上方部分に投入口を設け、他
   方の蓋体の下方部分に排出口を設けた請求項１の装置。
3. 【請求項３】羽根組立体が、回転軸に直交する鋭角部を
   設けた羽根本体と、傾斜羽根と、すくい羽根とを一体に
   した混合羽根を複数有する請求項１又は２の装置。
4. 【請求項４】回転ドラムの開口部の周面に肉厚の支持部
   を設けた請求項１乃至３の中の１の装置。
5. 【請求項５】回転軸に関する傾斜角が互いに反対である
   傾斜羽根を設けた請求項１乃至４の中の１の装置。
6. 【請求項６】排出側の蓋体に設けた羽根組立体の軸受体
   がクランク状に形成された請求項１乃至５の中の１の装
   置。
7. 【請求項７】回転ドラムと羽根組立体の回転は各々独立
   して可変である請求項１乃至６の中の１の装置。
8. 【請求項８】羽根組立体の移送方向が排出方向と反対で
   ある請求項１乃至７の中の１の装置。