JP3626876B2 - 解砕造粒装置及び発生土処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設土木工事で発生する建設発生土や掘削工事で発生する水分量の多い建設汚泥などの発生土を粒状化する解砕造粒装置及びこの解砕造粒装置を用いて発生土を処理する発生土処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９に従来の発生土処理の工程の概略を示す。
【０００３】
従来の発生土処理において、図９に示すように、一次処理系００１では、建設現場、例えば、シールド掘削機によるトンネル掘削作業現場で発生した発生土００２を分級機００３によって砂礫成分（粒径＞７４μｍ）００４を分別し、ポンプ００５によって二次処理系０１１に搬送する。この二次処理系０１１では、砂礫成分００４が分別された発生土００６に対して凝集剤添加装置０１２によって凝集剤０１３を添加し、脱水機０１４によって脱水処理することで、粘土シルト成分（粒径≦７４μｍ）の脱水ケーキ０１５が生成される。そして、一次処理系００１で分別された砂礫成分００４は埋め戻し材などとして再利用され、二次処理系０１１で生成された脱水ケーキ０１５は産業廃棄物として処理場に搬送し、廃棄処分される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の発生土処理装置では、一次処理系００１での砂礫成分００４は埋め戻し材などとして再利用されるものの、二次処理系０１１での脱水ケーキ０１５は産業廃棄物として処理される。これはシールド掘削機によるトンネル掘削作業現場では、泥水や泥土に流動性を与えて切羽の安定を確保するために、ベントナイト（粘土）を添加している。そのため、脱水ケーキ０１５はこのベントナイトを含有してスラリー状となっており、埋め戻し材などとして再利用することができない。この場合、脱水ケーキ０１５を産業廃棄物処理場まで輸送する運送費や、処分そのものの費用が多大なものとなり、施工コスト全体が上昇してしまうという問題が生じると共に、最終処分場の不足や不法投棄などの社会問題となっている。
【０００５】
そこで、本出願人は、特願平１０−３１０１５号の「建設汚泥処理装置」にて、脱水ケーキ０１５を産業廃棄物とはせずに粒状化処理することで、埋め戻し材などとして再利用することを提案している。この「建設汚泥処理装置」は、二次処理系０１１で処理された脱水ケーキ０１５にセメントを添加すると共に水ガラスを添加して攪拌混合機で攪拌混合し、その後、セメントと水ガラスが混合された脱水ケーキ０１５を解砕造粒機で内部物質を分断しながら粒子化させることで粒状体を生成するものである。
【０００６】
ところが、この「建設汚泥処理装置」では、セメントと水ガラスを添加した脱水ケーキ０１５を攪拌混合機で搬送しながら攪拌混合しているものの、その後の解砕造粒機では、所定量の脱水ケーキ０１５を内部に投入して所定時間処理することで粒子化して生成した粒状体を排出している。即ち、攪拌混合機では連続した攪拌混合が可能であるが、解砕造粒機では、脱水ケーキ０１５の投入、粒子化処理、粒状体の排出を順次行うバッチ処理であるため、処理効率が良くないという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するものであって、発生土を処理して再利用可能とすることで処理コストの低減を図ると共に、処理効率の向上を図った解砕造粒装置及び発生土処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の解砕造粒装置は、発生土の投入口及び生成された粒状体の排出口を有してほぼ水平な軸心をもって回転自在に支持された中空の回転ドラムと、前記投入口から該回転ドラム内に投入された発生土を前記排出口側に搬送する発生土搬送手段と、前記回転ドラム内に回転自在に支持されて吸水剤及び固化剤が添加混合された発生土の内部物質を分断して粒子化させる複数の回転翼と、前記投入口側に位置する回転翼の周速に対して、前記排出口側に位置する回転翼の周速を低下させる周速調節手段とを具え、前記投入口側では大きい周速の回転翼により前記発生土を撹拌混合し、前記排出口側では小さい周速の回転翼により前記発生土を解砕分散させたことを特徴とするものである。
又、請求項２の発明の解砕造粒装置では、前記吸水剤は、前記投入口側で前記発生土に添加され、前記固化剤は、前記排出口側で前記発生土に添加されたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項３の発明の解砕造粒装置では、前記周速調節手段を、前記投入口側に位置する回転翼の長さに対して、前記排出口側に位置する回転翼の長さを短くして構成したことを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４の発明の解砕造粒装置では、前記各回転翼の長さを前記投入口側から前記排出口側に向けて順次短くなるように設定し、前記回転ドラムの内周面を該各回転翼に対応して先細形状としたことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５の発明の解砕造粒装置では、前記回転ドラムの内側下面が水平となるように構成したことを特徴としている。
【００１２】
また、請求項６の発明の解砕造粒装置では、前記回転ドラムの内側下面が水平となるように設定する一方、前記各回転翼の長さを前記投入口側から前記排出口側に向けて順次短くなるように設定すると共に、前記回転ドラムの内側下面と前記各回転翼の先端との距離がほぼ同じになるように前記回転翼を支持する旋回軸を傾斜して配設したことを特徴としている。
【００１３】
また、請求項７の発明の解砕造粒装置では、前記回転ドラムを前記投入口側から前記排出口側に向けて先細形状とすると共に、外周部に外周面が水平となるガイドリングを固定し、回転自在な支持ローラ上に該ガイドリングが転動自在に載置することで、前記回転ドラムを回転自在に支持したことを特徴としている。
【００１４】
また、請求項８の発明の解砕造粒装置では、前記周速調節手段を、前記投入口側に位置する回転翼と、前記排出口側に位置する回転翼との回転速度を異ならせて構成したことを特徴としている。
【００１５】
また、請求項９の発明の解砕造粒装置では、前記回転ドラム内の上方部に、前記投入口から該回転ドラム内に投入された発生土に吸水剤を添加する吸水剤添加ノズルと、該発生土に固化剤を添加する固化剤添加ノズルを設け、前記回転翼が回転することで、該吸水剤及び該固化剤が添加された発生土を攪拌混合してから内部物質を分断して粒子化させることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項１０の発明の発生土処理装置は、発生土に吸水剤を添加する吸水剤添加装置と、前記発生土に固化剤を添加する固化剤添加装置と、前記吸水剤及び前記固化剤が添加された発生土を攪拌混合する攪拌混合機と、前記吸水剤及び固化剤が混合された発生土を回転自在な回転ドラム内で回転翼により内部物質を分断して粒子化させて粒状体を生成する解砕造粒機とを具え、前記回転ドラム内の投入口側に位置する回転翼の周速に対して、出口側に位置する回転翼の周速を低下させるようにして、前記投入口側では大きい周速の回転翼により前記発生土を撹拌混合し、前記出口側では小さい周速の回転翼により前記発生土を解砕分散させたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項１１の発明の発生土処理装置は、掘削工事によって発生した発生土から砂礫成分を除去する一次処理手段と、該一次処理手段で処理された発生土に凝集剤を添加して脱水処理する二次処理手段と、該二次処理手段で処理された発生土を粒状体とする三次処理手段とを具え、該三次処理手段は、前記発生土に吸水剤を添加する吸水剤添加装置と、前記発生土に固化剤を添加する固化剤添加装置と、前記吸水剤及び前記固化剤が添加された発生土を攪拌混合する攪拌混合機と、前記吸水剤及び固化剤が混合された発生土を回転自在な回転ドラム内で回転翼により内部物質を分断して粒子化させて粒状体を生成する解砕造粒機とを有し、前記回転ドラム内の投入口側に位置する回転翼の周速に対して、出口側に位置する回転翼の周速を低下させるようにして、前記投入口側では大きい周速の回転翼により前記発生土を撹拌混合し、前記出口側では小さい周速の回転翼により前記発生土を解砕分散させたことを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
なお、以下に複数の実施形態を説明するが、各実施形態で取扱う発生土は、建設発生土と建設汚泥からなるものである。この建設発生土は、建設工事に伴って発生する土砂であって、港湾、河川の浚渫に伴って生ずる土砂、その他に類する浚渫土と、この浚渫土以外のものからなる。また、建設汚泥は、浚渫以外の建設工事等に係る掘削工事に伴って排出されるもののうち、標準ダンプトラックに山積みができず、また、その上を人が歩けない状態のものである。
【００２０】
［第１実施形態］
図１に本発明の第１実施形態に係る発生土処理装置の処理工程を表す概略、図２に三次処理系の処理工程を表す概略、図３に本実施形態の解砕造粒機の断面、図４に図３のＩＶ−ＩＶ断面を示す。
【００２１】
本実施形態の発生土処理装置は、泥水式シールド掘削機によって排出された発生土（建設汚泥）を処理するものであって、図１に示すように、この発生土Ａから砂礫成分Ｂを除去する一次処理系１１と、この一次処理系１１で処理された発生土Ｃに凝集剤Ｄを添加して脱水処理することで脱水ケーキＥを生成する二次処理系２１と、この脱水ケーキＥを粒状体Ｆとする三次処理系３１とから構成されている。
【００２２】
一次処理系１１には、建設現場で発生した発生土Ａから砂礫成分（粒径＞７４μｍ）Ｂを分別する分級機１２と、この砂礫成分Ｂを分離除去した発生土Ｃを二次処理系２１に搬送するポンプ１３とが設けられている。また、二次処理系２１は、一次処理系１１から搬送された発生土Ｃにポンプ２２によって凝集剤Ｄを添加する凝集剤添加装置２３と、凝集剤Ｄが添加された発生土Ｃを脱水処理することで、粘土シルト成分（粒径≦７４μｍ）の脱水ケーキＥを生成する脱水機２４とが設けられている。
【００２３】
そして、三次処理系３１には、図１及び図２に示すように、二次処理系２１で処理された脱水ケーキＥを搬送するスクリューコンベヤ３２と、この脱水ケーキＥに吸水剤としての水ガラス（珪酸ソーダの粉末でもよい）Ｇを添加（数μｍ以下の粘土の微粒子成分の５〜１５％）する吸水剤添加装置３３と、固化剤としてのセメントＨを添加（珪酸ソーダの４〜１０倍）する固化剤添加装置３４と、水ガラスＧとセメントＨとが添加された脱水ケーキＥを攪拌混合すると共に、攪拌混合された脱水ケーキＥの内部物質を分断しながら粒子化させることで粒状体Ｆを生成する攪拌混合解砕造粒機３５と、この生成した粒状体Ｆを搬送する搬送コンベヤ３６とが設けられている。
【００２４】
この解砕造粒機３５において、図３及び図４に示すように、基台４１上には前後の壁部４２ａ，４２ｂが立設されており、この壁部４２ａ，４２ｂの下部には軸受４３ａ，４３ｂによって互いに平行をなす左右一対の回転軸４４が回転自在に支持され、各回転軸４４にはそれぞれ２つの支持ローラ４５が固結されている。この前後の壁部４２ａ，４２ｂの間には円筒形状をなす中空の回転ドラム４６が位置し、支持ローラ４５上に載置されることで回転自在に支持されている。そして、各回転軸４４の一端部には従動ギヤ４７が固結され、それぞれ減速ギヤ４８と噛み合っており、この減速ギヤ４８と同軸上に設けられた従動プーリ４９と駆動モータ５０の駆動プーリ５１との間には駆動伝達ベルト５２が掛け回されている。従って、駆動モータ５０を駆動すると、駆動力が駆動プーリ５１、駆動伝達ベルト５２、従動プーリ４９、減速ギヤ４８、従動ギヤ４７を介して各回転軸４４に伝達され、支持ローラ４５を回転駆動することで回転ドラム４６をＸ方向に回転することができる。
【００２５】
そして、壁部４２ａの上部には脱水ケーキＥを回転ドラム４６内に投入する投入口５３が形成されており、この投入口５３にホッパ５４が取付けられ、ホッパ５４の内部には脱水ケーキＥを所定量回転ドラム４６内に投入できるようにスクリューフィーダ５５が取付けられている。一方、壁部４２ｂの下部には粒子化した粒状体Ｆを排出する排出口５６が形成され、この排出口５６にはシュータ５７が取付けられている。
【００２６】
また、壁部４２ａ，４２ｂの下部には軸受５８ａ，５８ｂによって旋回軸５９が回転自在に支持され、この旋回軸５９は回転ドラム４６内の下部であって内部に投入された脱水ケーキＥの搬送方向右方に近傍を貫通している。この旋回軸５９には複数の回転翼６０が取付けられ、この各回転翼６０は脱水ケーキＥの搬送方向前方に傾いており、この傾斜によって回転ドラム４６内の脱水ケーキＥを排出口５６側に搬送する搬送手段の機能を有する。そして、旋回軸５９は外部に配設された駆動モータ６１によって回転駆動できるようになっている。従って、駆動モータ６１を駆動すると、旋回軸５９と共に各回転翼６０が回転ドラム４６の回転方向Ｘと同じＸ方向に回転することができる。
【００２７】
本実施形態では、周速調節手段によって、回転ドラム４６の投入口５３側に位置する回転翼６０の回転力に対して、排出口５６側に位置する回転翼６０の回転力が低下するようになっている。即ち、各回転翼６０の長さが、投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように設定されると共に、回転ドラム４６の内側に円錐筒６２が固定されることで、回転ドラム４６（円錐筒６２）の内周面が長さの異なる各回転翼６０に対応して、つまり、回転ドラム４６内の下部で回転翼６０の先端と円錐筒６２の内面との距離が同じになるように設定されている。そのため、回転ドラム４６の投入口５３側に位置する回転翼６０の先端部での周速に対して、排出口５６側に位置する回転翼６０の周速が遅くなる。
【００２８】
また、壁部４２ｂには、先端部が回転ドラム４６内の上部に延出して各回転翼６０と対向するように、スクレーパ６３の基端部が固定されており、このスクレーパ６３は回転ドラム４６の回転によって掻き上げられた脱水ケーキＥをスクレーパ６３に衝突させることで、各回転翼６０に導くことができる。
【００２９】
更に、壁部４２ｂの上部には、先端部が回転ドラム４６内の上部に延出する吸水剤供給管６４と固化剤供給管６５の基端部が固定されており、投入口５３付近まで延設された吸水剤供給管６４には水ガラスＧを噴出する複数の吸水剤添加ノズル６６が形成され、中央付近まで延設された固化剤供給管６５にはセメントＨを噴出する複数の固化剤添加ノズル６７が形成されている。そして、吸水剤供給管６４及び固化剤供給管６５の各基端部には、流量調整弁６８，６９を有する連結管７０，７１を介して吸水剤添加装置３３及び固化剤添加装置３４が連結され、固化剤供給管６５の連結管７１にはコンプレッサ７２が連結されている。
【００３０】
ここで、このように構成された本実施形態の発生土処理装置による発生土の処理方法について説明する。
【００３１】
図１に示すように、泥水式シールド掘削機によるトンネル掘削現場で発生した発生土Ａにはベントナイトなどの粘土質が含まれており、この発生土Ａは一次処理系１１に送られ、分級機１２によって砂礫成分（粒径＞７４μｍ）Ｂが分離除去され、発生土Ｃとして二次処理系２１に送られる。この二次処理系２１では、発生土Ｃに凝集剤添加装置２３から凝集剤Ｄが添加された後、脱水機２４によって機械的に脱水され、粘土シルト成分（粒径≦７４μｍ）よりなる脱水ケーキＥが生成され、三次処理系３１に送られる。なお、この脱水ケーキＥは比重が１．４〜１．６となっており、７４μｍ以下の微粒子成分１００％、含水率４０〜５５％程度のものである。
【００３２】
三次処理系３１では、図２に示すように、脱水ケーキＥをスクリューコンベヤ３２によって攪拌混合攪拌混合機３５内に搬送し、ここで、脱水ケーキＥに対して、まず、吸水剤添加装置３３によって水ガラスＧを添加し、次に、固化剤添加装置３４によってセメントＨを添加する。そして、水ガラスＧとセメントＨが添加された脱水ケーキＥを各添加物Ｇ，Ｈが均等に分布するまで攪拌混合するが、このとき、水ガラスＧとセメントＨとの反応により、脱水ケーキＥ中のベントナイトの微粒子同志が拘束し合うと共に水分を吸収してゲル化する。そして、ゲル化した脱水ケーキＥは内部の物質を分断、粒子化させることで粒状体Ｆを生成し、搬送コンベヤ３６上に排出して装置の外に搬出する。
【００３３】
即ち、脱水ケーキＥにセメントＨが添加されることで脱水ケーキＥ中水分のｐＨが変動し、これによって水ガラスＧは脱水ケーキＥ中の微粒子間に珪酸ポリマーを形成し、微粒子を拘束すると共に、脱水ケーキＥ中の自由水を取り込みゲル化させる。これにより、脱水ケーキＥの粘性が増加し、分散粒状化が可能となる。また、セメントＨは水硬性を保有しており、粒状体Ｆの内部に混合されており、内部に取り込まれた水分などと反応し、数時間から数日で水和物を生成して安定固化する。脱水ケーキＥ中の微粒子は、水ガラスＧによって拘束された状態で硬化するために大粒化しており、粒状体Ｆは微粒子成分が低減している。
【００３４】
ここで攪拌混合解砕造粒機３５内での脱水ケーキＥの処理を具体的に説明すると、図３及び図４に示すように、二次処理された脱水ケーキＥは、ホッパ５４からスクリューフィーダ５５により定量づつ投入口５３を通して回転ドラム４６内に連続して投入される。一方、吸水剤添加装置３３から連結管７０を通して流量調整弁６８によって調量された水ガラスＧが吸水剤供給管６４に送給され、各吸水剤添加ノズル６６から回転ドラム４６内の脱水ケーキＥに噴出される。続いて、固化剤添加装置３４から連結管７１を通して流量調整弁６９によって調量されたセメントＨが固化剤供給管６５に送給され、コンプレッサ７２によって各固化剤添加ノズル６７から回転ドラム４６内の脱水ケーキＥに噴出される。
【００３５】
そして、水ガラスＧとセメントＨが添加された脱水ケーキＥは、回転する回転ドラム４６及び各回転翼６０によって攪拌混合されてゲル化する。そして、ゲル化した脱水ケーキＥは更に回転ドラム４６内で掻き上げられてスクレーパ６３に衝突し、このスクレーパ６３によって回転する各回転翼６０に導かれ、この回転翼６０にて解砕されて分散され、排出口５６側へ搬送される。このように脱水ケーキＥが各回転翼６０にて解砕分散されながら移動することで次第に粒状体Ｆとなり、且つ、小径化していく。そして、ほぼ粒子化された粒状体Ｆは、排出口５６から搬送コンベヤ３６上に排出される。
【００３６】
ところで、回転ドラム４６内での回転翼６０による作用としては、前半部で水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの攪拌混合によるゲル化であり、後半部でゲル化した脱水ケーキＥの解砕分散による粒子化であるが、攪拌混合のための回転翼６０の回転力が大きい方が望ましく、解砕分散のための回転翼６０の回転速度はそれよりも小さい方が望ましい。これは、攪拌混合段階では、回転力を大きくして水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度を上げる方が微粒子の拘束や水和物の固化のための有益である一方、解砕分散段階では、回転力が大きすぎるとその衝撃力によって微粒子を拘束して生成された水和物が固化する前に水がしみ出てしまい、粒状体同志が再付着してしまうからである。
【００３７】
そこで、本実施形態では、回転ドラム４６の投入口５３側に位置する回転翼６０の回転力に対して、排出口５６側に位置する回転翼６０の回転力が低下するように、各回転翼６０の長さを投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように設定している。そのため、回転ドラム４６の投入口５３側に位置する回転翼６０の先端部での周速は大きく、つまり、回転翼６０の回転力が大きくなり、水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がり、微粒子の拘束や水和物の固化が早期に行われる。一方、回転ドラム４６の排出口５６側に位置する回転翼６０の先端部での周速は小さく、つまり、回転翼６０の回転力が小さくなり、粒状体からの水のしみ出しによる再付着が抑制されて適正に解砕分散され、確実に粒状体Ｆを生成できる。
【００３８】
なお、ここで粒状体Ｆとは、土の品質区分で第１種の発生土に相当するもので、埋戻しや盛り土などに適用できるものである。具体的には、以下を満たすものである。
▲１▼粒度：７４μｍ以下の微粒子分が１０％以下、最大粒径：１３ｍｍ以下
▲２▼締め固め地盤支持力：ＣＢＲ１２％以上（砕石路盤との相対比較基準）
▲３▼排水中に指定有害物質を基準濃度以上含まない。
▲４▼ｐＨ：５．８〜８．６（生活排水基準）
などであるが、いずれも適用箇所や自治体によって多少の相違がある。
【００３９】
このように本実施形態の発生土処理装置にあっては、無機系の材料を用いて生成された粒状体Ｆが強度と安全性を保有しているため、建設資材として埋戻し材や盛り土材など、良質土相当として再利用が可能となり、廃却処分などの費用を低減することが可能となる。この場合、粒状体Ｆからなる建設資材は、軽量で透水性が良好であるため、運動場や植木の土壌や造成地の盛土として最適であり、また、埋立地の排水ドレーン材として使用することもできる。また、水ガラスＧとセメントＨを粒子化剤とすることで処理費用が低減すると共に、処理作業が容易となる。
【００４０】
つまり、安全な無機材料である水ガラスＧ（珪酸ソーダ）と、セメントＨなど無機系の水硬性材料とを併用する装置とすることで、安全性を確保できる。また、水ガラスＧで吸水することにより、比較的高含水比の泥土に対しても、分散造粒に必要な粘性の増加を可能とすると共に、微粒子を拘束して大粒化することで粒状体中の微粒成分を低減できる。更に、従来、処理でコストや時間が必要であった乾燥や脱水などの処理が不要となり、低コストで高効率に粒状化することができる。そして、固化剤を、水ガラスＧのゲル化反応剤と水和反応による長期強度発現との２つの効果を１度に達成し、装置の簡素化と低コスト化が図れる。
【００４１】
また、本実施形態の攪拌混合解砕造粒機３６では、回転ドラム４６内にて、吸水剤（水ガラスＧ）及び固化剤（セメントＨ）の添加処理と、水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥとの攪拌混合処理と、粒状体Ｆ生成のための解砕造粒処理を連続して実施可能としている。そのため、脱水ケーキＥの粒子化処理を自動的に連続して効率的に行うことができる。また、添加、攪拌混合、解砕造粒処理を回転ドラム４６内で行うため、装置がコンパクトとなって小型化が図れると共に、メンテナンスが容易となる。更に、水ガラスＧやセメントＨの添加タイミングや添加量を調整することで最適な粒子化処理が可能となる。
【００４２】
更に、本実施形態では、各回転翼６０の長さを回転ドラム４６の投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように設定することで、投入口５３側に位置する回転翼６０の回転力に対して、排出口５６側に位置する回転翼６０の回転力が低下するようにしてある。従って、回転ドラム４６の投入口５３側での回転翼６０の先端部での周速が大きいために回転力が大きく、水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がり、微粒子の拘束や水和物の固化を早期に実行できる一方、回転ドラム４６の排出口５６側での回転翼６０の先端部での周速が小さいために回転力が小さく、粒状体からの水のしみ出しによる再付着を抑制して適正に解砕分散できる。
【００４３】
［第２実施形態］
図５に本発明の第２実施形態に係る発生土処理装置における三次処理系で適用する攪拌混合解砕造粒機の断面を示す。
【００４４】
なお、この第２実施形態以降で説明する各実施形態の発生土処理装置は、前述の第１実施形態とほぼ同様に、泥水式シールド掘削機によって排出された発生土（建設汚泥）を処理するものであって、脱水ケーキを処理する三次処理系にて使用する攪拌混合解砕造粒機の変形例である。従って、以下に説明する各実施形態では、第２実施形態で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４５】
図５に示すように、本実施形態の発生土処理装置の三次処理系にて使用する攪拌混合解砕造粒機７１において、基台４１上には前後の壁部４２ａ，４２ｂが傾いて立設されており、この壁部４２ａ，４２ｂの下部には左右一対の回転軸４４が水平面に対して所定角度傾斜して回転自在に支持され、各回転軸４４にはそれぞれ２つの支持ローラ４５が固結されている。この前後の壁部４２ａ，４２ｂの間には円筒形状をなす中空の回転ドラム４６が位置し、支持ローラ４５上に載置されることで、この回転ドラム４６は傾斜状態で回転自在に支持されている。そして、壁部４２ａに形成された投入口５３にホッパ５４が取付けられ、壁部４２ｂに形成された排出口５６にシュータ５７が取付けられている。
【００４６】
また、壁部４２ａ，４２ｂの下部には旋回軸５９が水平面に対して所定角度傾斜して、回転軸４４とほぼ平行をなすように回転自在に支持されている。この旋回軸５９は回転ドラム４６内の下部を貫通して複数の板形状をなす回転翼７２が取付けられ、外部に配設された駆動モータ６１によって回転駆動できるようになっている。
【００４７】
本実施形態では、各回転翼７２の長さを、回転ドラム４６の投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように設定することで、投入口５３側に位置する回転翼７２の先端部での周速に対して、排出口５６側に位置する回転翼７２の周速が遅くなるようにしている。また、回転ドラム４６の内側に円錐筒６２を固定することで、回転ドラム４６（円錐筒６２）の内周面が長さの異なる各回転翼７２に対応して、つまり、回転ドラム４６内の下部で回転翼７２の先端と円錐筒６２の内面との距離が同じになるように設定している。この場合、円錐筒６２の下面は回転ドラム４６の投入口５３側に対して排出口５６側が低くなるように傾斜しており、この傾斜によって脱水ケーキＥを搬送するための発生土搬送手段を構成している。
【００４８】
また、回転ドラム４６内の上部には、スクレーパ６３が配設されると共に、
複数の吸水剤添加ノズル６６を有する吸水剤供給管６４と、複数の固化剤添加ノズル６７を有する固化剤供給管６５が配設されている。
【００４９】
本実施形態の発生土処理装置によって発生土の処理する場合、脱水ケーキＥは、攪拌混合解砕造粒機７１のホッパ５４から回転ドラム４６（円錐筒６２）内に連続して投入され、吸水剤添加ノズル６６から水ガラスＧが添加されると共に、固化剤添加ノズル６７からセメントＨが添加される。そして、水ガラスＧとセメントＨが添加された脱水ケーキＥは、回転する回転ドラム４６及び各回転翼７２によって攪拌混合されてゲル化しながら、円錐筒６２の下面の傾斜によって排出口５６側に搬送されていく。そして、ゲル化した脱水ケーキＥは更に回転ドラム４６内で掻き上げられてスクレーパ６３に衝突し、このスクレーパ６３によって回転する各回転翼７２に導かれ、この回転翼７２にて解砕されて分散され、次第に粒状体Ｆとなって小径化し、ほぼ粒子化された粒状体Ｆが排出口５６から搬送コンベヤ３６上に排出される。
【００５０】
このとき、本実施形態では、回転ドラム４６の投入口５３側に位置する回転翼７２の回転力に対して、排出口５６側に位置する回転翼７２の回転力が低下するように、各回転翼７２の長さを投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように設定している。そのため、回転ドラム４６の投入口５３側に位置する回転翼７２の先端部での周速は大きく、水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がって微粒子の拘束や水和物の固化が早期に行われる一方、回転ドラム４６の排出口５６側に位置する回転翼７２の先端部での周速は小さく、粒状体からの水のしみ出しによる再付着が抑制されて適正に解砕分散されて確実に粒状体Ｆを生成できる。
【００５１】
このように本実施形態では、各回転翼７２の長さを回転ドラム４６の投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように設定することで、投入口５３側に位置する回転翼７２の回転力に対して、排出口５６側に位置する回転翼７２の回転力が低下するようにしてある。従って、回転ドラム４６の投入口５３側での回転翼７２の先端部での周速が大きいために回転力が大きく、水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がり、微粒子の拘束や水和物の固化を早期に実行できる一方、回転ドラム４６の排出口５６側での回転翼７２の先端部での周速が小さいために回転力が小さく、粒状体からの水のしみ出しによる再付着を抑制して適正に解砕分散できる。また、回転ドラム４６（円錐筒６２）を傾斜させて配設しているため、脱水ケーキＥは円錐筒６２の下面の傾斜によって排出口５６側に連続的に搬送されることとなり、脱水ケーキＥの搬送のために回転翼７２を傾斜させる必要はなく、構造が簡素化できる。
【００５２】
［第３実施形態］
図６に本発明の第３実施形態に係る発生土処理装置における三次処理系で適用する攪拌混合解砕造粒機の断面を示す。
【００５３】
図６に示すように、本実施形態の発生土処理装置の三次処理系にて使用する攪拌混合解砕造粒機８１において、駆動回転可能な回転軸４４に固結された２つの支持ローラ４５上に回転ドラム４６が載置されて回転自在に支持され、一方の投入口５３にホッパ５４が取付けられ、他方の排出口５６にシュータ５７が取付けられている。壁部４２ａ，４２ｂには旋回軸５９が水平面に対して所定角度傾斜して回転自在に支持され、外部に配設された駆動モータ６１によって回転駆動可能となっている。この旋回軸５９は回転ドラム４６内の下部を貫通し、脱水ケーキＥの搬送方向前方に傾いた複数の回転翼６０が取付けられている。そして、各回転翼６０の長さを、回転ドラム４６の投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように設定することで、投入口５３側に位置する回転翼６０の先端部での周速に対して、排出口５６側に位置する回転翼６０の周速が遅くなるようにしている。この場合、各回転翼６０の先端と回転ドラム４６の下面との距離が同じになるようにしている。
【００５４】
本実施形態の発生土処理装置によって発生土の処理する場合、脱水ケーキＥは、攪拌混合解砕造粒機８１の回転ドラム４６内に連続して投入され、水ガラスＧ及びセメントＨが添加され、回転ドラム４６及び各回転翼６０によって攪拌混合されてゲル化しながら、更に回転ドラム４６内で掻き上げられてスクレーパ６３に衝突し、このスクレーパ６３によって回転する各回転翼６０に導かれ、この回転翼６０にて解砕されて分散され、次第に粒状体Ｆとなって排出口５６から搬送コンベヤ３６上に排出される。
【００５５】
このとき、回転ドラム４６の投入口５３側の各回転翼６０の周速が大きいため、水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がって微粒子の拘束や水和物の固化が早期に行われる一方、排出口５６側の各回転翼６０の周速は小さいため、粒状体からの水のしみ出しによる再付着が抑制されて適正に解砕分散されて確実に粒状体Ｆを生成できる。
【００５６】
このように本実施形態では、旋回軸５９を傾斜し、各回転翼６０の長さを回転ドラム４６の投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように旋回軸５９に固定している。従って、回転ドラム４６の投入口５３側では水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がり、排出口５６側では粒状体からの水のしみ出しによる再付着を抑制できる。また、前述した実施形態のように、円錐筒が不要となり、装置の軽量化、低コスト化が可能となると共に、加工が容易となる。
【００５７】
［第４実施形態］
図７に本発明の第４実施形態に係る発生土処理装置における三次処理系で適用する攪拌混合解砕造粒機の断面を示す。
【００５８】
図７に示すように、本実施形態の発生土処理装置の三次処理系にて使用する攪拌混合解砕造粒機９１において、駆動回転可能な回転軸４４に固結された２つの支持ローラ４５上に回転ドラム９２が載置されて回転自在に支持され、一方の投入口５３にホッパ５４が取付けられ、他方の排出口５６にシュータ５７が取付けられている。この回転ドラム９２は円錐筒形状をなし、外周部に外周面が水平をなすと共に同径となる一対のガイドリング９３が固定され、支持ローラ４５上にこのガイドリング９３が転動自在に載置することで、回転ドラム４６が回転自在となっている。
【００５９】
そして、回転ドラム９２内を貫通して回転自在に支持された旋回軸５９に、脱水ケーキＥの搬送方向前方に傾いた複数の回転翼６０が取付けられている。そして、各回転翼６０の長さを、回転ドラム４６の投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように設定することで、投入口５３側に位置する回転翼６０の先端部での周速に対して、排出口５６側に位置する回転翼６０の周速が遅くなるようにしている。この場合、各回転翼６０の先端と回転ドラム９２の下面との距離が同じになるようにしている。
【００６０】
本実施形態の発生土処理装置によって発生土の処理する場合、脱水ケーキＥは、攪拌混合解砕造粒機９１の回転ドラム９２内に連続して投入され、水ガラスＧ及びセメントＨが添加され、回転ドラム９２及び各回転翼６０によって攪拌混合されてゲル化しながら、更に回転ドラム９２内で掻き上げられてスクレーパ６３に衝突し、このスクレーパ６３によって回転する各回転翼６０に導かれ、この回転翼６０にて解砕されて分散され、次第に粒状体Ｆとなって排出口５６から搬送コンベヤ３６上に排出される。
【００６１】
このとき、回転ドラム９２の投入口５３側の各回転翼６０の周速が大きいため、水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がって微粒子の拘束や水和物の固化が早期に行われる一方、排出口５６側の各回転翼６０の周速は小さいため、粒状体からの水のしみ出しによる再付着が抑制されて適正に解砕分散されて確実に粒状体Ｆを生成できる。
【００６２】
このように本実施形態では、回転ドラム９２を円錐筒形状とし、各回転翼６０の長さを回転ドラム４６の投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように旋回軸５９に固定している。従って、回転ドラム４６の投入口５３側では水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がり、排出口５６側では粒状体からの水のしみ出しによる再付着を抑制できる。また、前述した実施形態のように、円錐筒が不要となり、装置の軽量化、低コスト化が可能となると共に、加工が容易となる。
【００６３】
［第５実施形態］
図８に本発明の第５実施形態に係る発生土処理装置における三次処理系で適用する攪拌混合解砕造粒機の断面を示す。
【００６４】
図８に示すように、本実施形態の発生土処理装置の三次処理系にて使用する攪拌混合解砕造粒機１０１において、駆動回転可能な回転軸４４に固結された２つの支持ローラ４５上に回転ドラム４６が載置されて回転自在に支持され、一方の投入口５３にホッパ５４が取付けられ、他方の排出口５６にシュータ５７が取付けられている。また、一方の壁部４２ａの下部には第１旋回軸１０２の基端部が軸受５８ａによって回転自在に支持され、他方の壁部４２ｂの下部には第２旋回軸１０３の基端部が軸受５８ｂによって回転自在に支持され、各旋回軸１０２，１０３の中間部は連結部材１０４によって相対回転自在に連結されている。そして、この各旋回軸１０２，１０３には脱水ケーキＥの搬送方向前方に傾いた複数の回転翼６０ａ，６０ｂが取付けられている。また、各旋回軸１０２，１０３の基端部は回転ドラム４６の外部に配設された第１、第２駆動モータ１０５，１０６が連結されており、各駆動モータ１０５，１０６によって旋回軸１０２，１０３を異なる速度で回転駆動できるようになっている。
【００６５】
本実施形態の発生土処理装置によって発生土の処理する場合、脱水ケーキＥは、攪拌混合解砕造粒機１０１の回転ドラム４６内に連続して投入され、水ガラスＧ及びセメントＨが添加され、回転ドラム４６及び各回転翼６０ａ，６０ｂによって攪拌混合されてゲル化しながら、更に回転ドラム４６内で掻き上げられてスクレーパ６３に衝突し、このスクレーパ６３によって回転する各回転翼６０ａ，６０ｂに導かれ、この回転翼６０ａ，６０ｂにて解砕されて分散され、次第に粒状体Ｆとなって排出口５６から搬送コンベヤ３６上に排出される。
【００６６】
このとき、第１、第２駆動モータ１０５，１０６を制御し、第１旋回軸１０２を高速で、第２旋回軸１０３を低速で回転駆動する。従って、回転ドラム４６の投入口５３側の各回転翼６０ａが高速回転となって、水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がって微粒子の拘束や水和物の固化が早期に行われる。一方、排出口５６側の各回転翼６０ｂが低速回転となって、粒状体からの水のしみ出しによる再付着が抑制されて適正に解砕分散されて確実に粒状体Ｆを生成できる。
【００６７】
このように本実施形態では、回転ドラム４６内の投入口５３側の各回転翼６０ａと排出口５６側の各回転翼６０ｂとを異なる速度で回転駆動できるようし、回転翼６０ａを高速で、回転翼６０ｂを低速で回転している。従って、回転ドラム４６の投入口５３側では水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がり、排出口５６側では粒状体からの水のしみ出しによる再付着を抑制できる。また、前述した実施形態のように、回転ドラムの形状を変更したり、円錐筒を設けたりする必要もなくなり、構造が簡素化すると共に加工が容易となり、脱水ケーキＥに応じて回転翼６０ａ，６０ｂの速度を自由に設定できる。
【００６８】
なお、上述した各実施形態では、回転ドラム４６，９２を円筒形状としたが、多角形状であってもよい。更に、この回転ドラム４６，９２と回転翼６０ａ，６０ｂ，７２（旋回軸５９）の回転方向を同じとしたが、スクレーパ６３などとの取付位置に応じて逆方向としてもよい。そして、回転翼６０ａ，６０ｂ，７２の形状も回転ドラム４６，９２内に投入口５３から投入された脱水ケーキＥを排出口５６側に搬送する搬送手段として傾斜させたが、回転ドラム４６自体を傾斜させれば、回転翼は単なるロッドでもよく、その形状に限定されるものではない。
【００６９】
そして、回転ドラム４６，９２内の上部であってスクレーパ６３の下方に吸水剤供給管６４（吸水剤添加ノズル６６）と固化剤供給管６５（固化剤添加ノズル６７）を設けたが、各ノズル６６，６７の詰まりの防止を考慮するとスクレーパ６３の上方であってもよく、更に、スクレーパ６３内に埋設してもよい。そして、この吸水剤としては水ガラスＧの他に、例えば、珪酸塩としての珪酸ソーダ、ポリマーやモノマーなどの有機系吸水剤でもよく、固化剤としてはセメントＨの他に、石灰系、石膏系の固化剤でもよい。
【００７０】
更に、スクレーパ６３の形状も、回転ドラム４６，９２内に掻き上げられた脱水ケーキＥを回転翼６０ａ，６０ｂ，７２に導くことができれば、実施形態に限定されるものではなく、取付位置も必要に応じて決定すればよい。なお、脱水ケーキＥによってはスクレーパ６３がなくてもよい。
【００７１】
また、上述の各実施形態では、泥水式シールド掘削機によって排出された発生土Ａを処理するものとしたが、土圧式シールド掘削機によって排出された発生土を処理することもでき、この場合、一次処理系及び二次処理系を省いて、発生土を直接三次処理系に搬入すればよい。これは、土圧式シールド掘削機によって排出された発生土の比重が、脱水ケーキＥの比重１．４〜１．６とほぼ同様となっており、数ｃｍの石や砂を含む泥土で含水率２０〜５０％程度であるからである。更に、この発生土は前述した建設発生土や建設汚泥であってもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明の解砕造粒装置によれば、投入口及び排出口を有する中空の回転ドラムをほぼ水平な軸心をもって回転自在に支持し、発生土搬送手段によって回転ドラム内に投入された発生土を排出口側に搬送可能とし、この回転ドラム内に吸水剤及び固化剤が添加混合された発生土の内部物質を分断して粒子化させる回転翼を回転自在に支持すると共に、投入口側に位置する回転翼の周速に対して排出口側に位置する回転翼の周速を低下させる周速調節手段を設け、投入口側では大きい周速の回転翼により発生土を撹拌混合し、排出口側では小さい周速の回転翼により発生土を解砕分散させたので、更に、請求項２の発明の解砕造粒装置では、吸水剤は投入口側で発生土に添加され、固化剤は排出口側で発生土に添加されたので、回転ドラムの投入口側では回転翼の回転力が大きく、吸水剤及び固化剤と発生土との混合度が上がり、微粒子の拘束や水和物の固化を早期に実行することができる一方、回転ドラムの排出口側では回転翼の回転力が小さく、粒状体からの水のしみ出しによる再付着を抑制して適正に解砕分散することができ、処理効率の向上を図ることができる。
【００７３】
また、請求項３の発明の解砕造粒装置によれば、周速調節手段を投入口側に位置する回転翼の長さに対して排出口側に位置する回転翼の長さを短くして構成したので、簡単な構成で回転ドラムの投入口側と出口側での回転翼の回転力を相違させることができる。
【００７４】
また、請求項４の発明の解砕造粒装置によれば、各回転翼の長さを投入口側から排出口側に向けて順次短くなるように設定し、回転ドラムの内周面を各回転翼に対応して先細形状としたので、回転翼の先端部と回転ドラムの内周面との距離が均等となり、回転ドラムに投入された発生土の粒子化処理を均一に行うことができる。
【００７５】
また、請求項５の発明の解砕造粒装置によれば、回転ドラムの内側下面が水平となるように構成したので、回転ドラムに投入された発生土の粒子化処理を均一に行うことができる。
【００７６】
また、請求項６の発明の解砕造粒装置によれば、回転ドラムの内側下面が水平となるように設定する一方、各回転翼の長さを投入口側から排出口側に向けて順次短くなるように設定すると共に、回転ドラムの内側下面と各回転翼の先端との距離がほぼ同じになるように回転翼を支持する旋回軸を傾斜して配設したので、旋回軸を傾斜して配設するだけで回転翼の先端部と回転ドラムの内周面との距離が均等となり、回転ドラムに投入された発生土の粒子化処理を均一に行うことができる。
【００７７】
また、請求項７の発明の解砕造粒装置によれば、回転ドラムを投入口側から排出口側に向けて先細形状とすると共に、外周部に外周面が水平となるガイドリングを固定し、回転自在な支持ローラ上にガイドリングが転動自在に載置することで回転ドラムを回転自在に支持したので、簡単な構造で回転翼の先端部と回転ドラムの内周面との距離が均等となり、回転ドラムに投入された発生土の粒子化処理を均一に行うことができる。
【００７８】
また、請求項８の発明の解砕造粒装置によれば、周速調節手段を投入口側に位置する回転翼と排出口側に位置する回転翼との回転速度を異ならせて構成したので、構造を簡素化すると共に加工を容易とすることができ、発生土の種類に応じて回転翼の速度を自由に設定することができる。
【００７９】
また、請求項９の発明の解砕造粒装置によれば、回転ドラム内の上方部に投入口から回転ドラム内に投入された発生土に吸水剤を添加する吸水剤添加ノズルと、発生土に固化剤を添加する固化剤添加ノズルを設け、回転翼が回転することで吸水剤及び固化剤が添加された発生土を攪拌混合してから内部物質を分断して粒子化させるようにしたので、回転ドラム内で吸水剤及び固化剤の添加処理と、発生土の攪拌混合処理と、粒子化処理を行うこととなり、処理の効率化を図ることができると共に、装置の小型化を図ることができる。
【００８０】
また、請求項１０の発明の発生土処理装置によれば、吸水剤添加装置と固化剤添加装置とを設けると共に、吸水剤及び固化剤が添加された発生土を攪拌混合する攪拌混合機と、混合された発生土を回転自在な回転ドラム内で回転翼により内部物質を分断して粒子化させて粒状体を生成する解砕造粒機とを設け、回転ドラム内の投入口側に位置する回転翼の周速に対して、出口側に位置する回転翼の周速を低下させるようにして、投入口側では大きい周速の回転翼により発生土を撹拌混合し、出口側では小さい周速の回転翼により発生土を解砕分散させたので、発生土に吸水剤及び固化剤を添加することで、微粒子間にポリマーが形成されて微粒子を拘束すると共に、自由水を取り込みゲル化させることで発生土の粘性が増加して分散粒状化が容易となり、また、回転ドラムの投入口側では吸水剤及び固化剤と発生土との混合度が上がり、微粒子の拘束や水和物の固化を早期に実行することができる一方、回転ドラムの排出口側では粒状体からの水のしみ出しによる再付着を抑制して適正に解砕分散することができ、処理効率の向上を図ることができ、その結果、発生土を再利用することで処理コストの低減を図ることができる。
【００８１】
また、請求項１１の発明の発生土処理装置によれば、掘削工事によって発生した発生土から砂礫成分を除去する一次処理手段と、一次処理手段で処理された発生土に凝集剤を添加して脱水処理する二次処理手段と、二次処理手段で処理された発生土を粒状体とする三次処理手段とを具え、この三次処理手段を、吸水剤添加装置と、固化剤添加装置と、吸水剤及び固化剤が添加された発生土を攪拌混合する攪拌混合機と、混合された発生土を回転自在な回転ドラム内で回転翼により内部物質を分断して粒子化させて粒状体を生成する解砕造粒機とで構成し、回転ドラム内の投入口側に位置する回転翼の周速に対して、出口側に位置する回転翼の周速を低下させるようにして、投入口側では大きい周速の回転翼により発生土を撹拌混合し、出口側では小さい周速の回転翼により発生土を解砕分散させたので、発生土に吸水剤及び固化剤を添加することで、微粒子間にポリマーが形成されて微粒子を拘束すると共に、自由水を取り込みゲル化させることで発生土の粘性が増加して分散粒状化が容易となり、また、回転ドラムの投入口側では吸水剤及び固化剤と発生土との混合度が上がり、微粒子の拘束や水和物の固化を早期に実行することができる一方、回転ドラムの排出口側では粒状体からの水のしみ出しによる再付着を抑制して適正に解砕分散することができ、処理効率の向上を図ることができ、その結果、発生土を再利用することで処理コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発生土処理装置の処理工程を表す概略図である。
【図２】三次処理系の処理工程を表す概略図である。
【図３】本実施形態の解砕造粒機の断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る発生土処理装置における三次処理系で適用する攪拌混合解砕造粒機の断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る発生土処理装置における三次処理系で適用する攪拌混合解砕造粒機図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る発生土処理装置における三次処理系で適用する攪拌混合解砕造粒機の断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る発生土処理装置における三次処理系で適用する攪拌混合解砕造粒機の断面図である。
【図９】従来の発生土処理の工程の概略図である。
【符号の説明】
１１ 一次処理系
１２ 分級機
２１ 二次処理系
２３ 凝集剤添加装置
２４ 脱水機
３１ 三次処理系
３２ スクリューコンベヤ
３３ 吸水剤添加装置
３４ 固化剤添加装置
３５ 攪拌混合解砕造粒機
３６ 搬送コンベヤ
４５ 支持ローラ
４６ 回転ドラム
５０ 駆動モータ
５３ 投入口
５４ ホッパ
５６ 排出口
５７ シュータ
５９ 旋回軸
６０ 回転翼（発生土搬送手段）
６１ 駆動モータ
６２ 円錐筒
６３ スクレーパ
７１ 攪拌混合解砕造粒機
７２ 回転翼
８１ 攪拌混合解砕造粒機
９１ 攪拌混合解砕造粒機
９２ 回転ドラム
９３ ガイドリング
１０１ 攪拌混合解砕造粒機
１０２ 第１旋回軸
１０３ 第２旋回軸
１０５ 第１駆動モータ
１０６ 第２駆動モータ
Ａ，Ｃ 発生土
Ｂ 砂礫成分
Ｄ 凝集剤
Ｅ 脱水ケーキ
Ｆ 粒状体
Ｇ 水ガラス（吸水剤）
Ｈ セメント（固化剤）
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設土木工事で発生する建設発生土や掘削工事で発生する水分量の多い建設汚泥などの発生土を粒状化する解砕造粒装置及びこの解砕造粒装置を用いて発生土を処理する発生土処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９に従来の発生土処理の工程の概略を示す。
【０００３】
従来の発生土処理において、図９に示すように、一次処理系００１では、建設現場、例えば、シールド掘削機によるトンネル掘削作業現場で発生した発生土００２を分級機００３によって砂礫成分（粒径＞７４μｍ）００４を分別し、ポンプ００５によって二次処理系０１１に搬送する。この二次処理系０１１では、砂礫成分００４が分別された発生土００６に対して凝集剤添加装置０１２によって凝集剤０１３を添加し、脱水機０１４によって脱水処理することで、粘土シルト成分（粒径≦７４μｍ）の脱水ケーキ０１５が生成される。そして、一次処理系００１で分別された砂礫成分００４は埋め戻し材などとして再利用され、二次処理系０１１で生成された脱水ケーキ０１５は産業廃棄物として処理場に搬送し、廃棄処分される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の発生土処理装置では、一次処理系００１での砂礫成分００４は埋め戻し材などとして再利用されるものの、二次処理系０１１での脱水ケーキ０１５は産業廃棄物として処理される。これはシールド掘削機によるトンネル掘削作業現場では、泥水や泥土に流動性を与えて切羽の安定を確保するために、ベントナイト（粘土）を添加している。そのため、脱水ケーキ０１５はこのベントナイトを含有してスラリー状となっており、埋め戻し材などとして再利用することができない。この場合、脱水ケーキ０１５を産業廃棄物処理場まで輸送する運送費や、処分そのものの費用が多大なものとなり、施工コスト全体が上昇してしまうという問題が生じると共に、最終処分場の不足や不法投棄などの社会問題となっている。
【０００５】
そこで、本出願人は、特願平１０−３１０１５号の「建設汚泥処理装置」にて、脱水ケーキ０１５を産業廃棄物とはせずに粒状化処理することで、埋め戻し材などとして再利用することを提案している。この「建設汚泥処理装置」は、二次処理系０１１で処理された脱水ケーキ０１５にセメントを添加すると共に水ガラスを添加して攪拌混合機で攪拌混合し、その後、セメントと水ガラスが混合された脱水ケーキ０１５を解砕造粒機で内部物質を分断しながら粒子化させることで粒状体を生成するものである。
【０００６】
ところが、この「建設汚泥処理装置」では、セメントと水ガラスを添加した脱水ケーキ０１５を攪拌混合機で搬送しながら攪拌混合しているものの、その後の解砕造粒機では、所定量の脱水ケーキ０１５を内部に投入して所定時間処理することで粒子化して生成した粒状体を排出している。即ち、攪拌混合機では連続した攪拌混合が可能であるが、解砕造粒機では、脱水ケーキ０１５の投入、粒子化処理、粒状体の排出を順次行うバッチ処理であるため、処理効率が良くないという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するものであって、発生土を処理して再利用可能とすることで処理コストの低減を図ると共に、処理効率の向上を図った解砕造粒装置及び発生土処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の解砕造粒装置は、発生土の投入口及び生成された粒状体の排出口を有してほぼ水平な軸心をもって回転自在に支持された中空の回転ドラムと、前記投入口から該回転ドラム内に投入された発生土を前記排出口側に搬送する発生土搬送手段と、前記回転ドラム内に回転自在に支持されて吸水剤及び固化剤が添加混合された発生土の内部物質を分断して粒子化させる複数の回転翼と、前記投入口側に位置する回転翼の周速に対して、前記排出口側に位置する回転翼の周速を低下させる周速調節手段とを具え、前記投入口側では大きい周速の回転翼により前記発生土を撹拌混合し、前記排出口側では小さい周速の回転翼により前記発生土を解砕分散させたことを特徴とするものである。
又、請求項２の発明の解砕造粒装置では、前記吸水剤は、前記投入口側で前記発生土に添加され、前記固化剤は、前記排出口側で前記発生土に添加されたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項３の発明の解砕造粒装置では、前記周速調節手段を、前記投入口側に位置する回転翼の長さに対して、前記排出口側に位置する回転翼の長さを短くして構成したことを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４の発明の解砕造粒装置では、前記各回転翼の長さを前記投入口側から前記排出口側に向けて順次短くなるように設定し、前記回転ドラムの内周面を該各回転翼に対応して先細形状としたことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５の発明の解砕造粒装置では、前記回転ドラムの内側下面が水平となるように構成したことを特徴としている。
【００１２】
また、請求項６の発明の解砕造粒装置では、前記回転ドラムの内側下面が水平となるように設定する一方、前記各回転翼の長さを前記投入口側から前記排出口側に向けて順次短くなるように設定すると共に、前記回転ドラムの内側下面と前記各回転翼の先端との距離がほぼ同じになるように前記回転翼を支持する旋回軸を傾斜して配設したことを特徴としている。
【００１３】
また、請求項７の発明の解砕造粒装置では、前記回転ドラムを前記投入口側から前記排出口側に向けて先細形状とすると共に、外周部に外周面が水平となるガイドリングを固定し、回転自在な支持ローラ上に該ガイドリングが転動自在に載置することで、前記回転ドラムを回転自在に支持したことを特徴としている。
【００１４】
また、請求項８の発明の解砕造粒装置では、前記周速調節手段を、前記投入口側に位置する回転翼と、前記排出口側に位置する回転翼との回転速度を異ならせて構成したことを特徴としている。
【００１５】
また、請求項９の発明の解砕造粒装置では、前記回転ドラム内の上方部に、前記投入口から該回転ドラム内に投入された発生土に吸水剤を添加する吸水剤添加ノズルと、該発生土に固化剤を添加する固化剤添加ノズルを設け、前記回転翼が回転することで、該吸水剤及び該固化剤が添加された発生土を攪拌混合してから内部物質を分断して粒子化させることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項１０の発明の発生土処理装置は、発生土に吸水剤を添加する吸水剤添加装置と、前記発生土に固化剤を添加する固化剤添加装置と、前記吸水剤及び前記固化剤が添加された発生土を攪拌混合する攪拌混合機と、前記吸水剤及び固化剤が混合された発生土を回転自在な回転ドラム内で回転翼により内部物質を分断して粒子化させて粒状体を生成する解砕造粒機とを具え、前記回転ドラム内の投入口側に位置する回転翼の周速に対して、出口側に位置する回転翼の周速を低下させるようにして、前記投入口側では大きい周速の回転翼により前記発生土を撹拌混合し、前記出口側では小さい周速の回転翼により前記発生土を解砕分散させたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項１１の発明の発生土処理装置は、掘削工事によって発生した発生土から砂礫成分を除去する一次処理手段と、該一次処理手段で処理された発生土に凝集剤を添加して脱水処理する二次処理手段と、該二次処理手段で処理された発生土を粒状体とする三次処理手段とを具え、該三次処理手段は、前記発生土に吸水剤を添加する吸水剤添加装置と、前記発生土に固化剤を添加する固化剤添加装置と、前記吸水剤及び前記固化剤が添加された発生土を攪拌混合する攪拌混合機と、前記吸水剤及び固化剤が混合された発生土を回転自在な回転ドラム内で回転翼により内部物質を分断して粒子化させて粒状体を生成する解砕造粒機とを有し、前記回転ドラム内の投入口側に位置する回転翼の周速に対して、出口側に位置する回転翼の周速を低下させるようにして、前記投入口側では大きい周速の回転翼により前記発生土を撹拌混合し、前記出口側では小さい周速の回転翼により前記発生土を解砕分散させたことを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
なお、以下に複数の実施形態を説明するが、各実施形態で取扱う発生土は、建設発生土と建設汚泥からなるものである。この建設発生土は、建設工事に伴って発生する土砂であって、港湾、河川の浚渫に伴って生ずる土砂、その他に類する浚渫土と、この浚渫土以外のものからなる。また、建設汚泥は、浚渫以外の建設工事等に係る掘削工事に伴って排出されるもののうち、標準ダンプトラックに山積みができず、また、その上を人が歩けない状態のものである。
【００２０】
［第１実施形態］
図１に本発明の第１実施形態に係る発生土処理装置の処理工程を表す概略、図２に三次処理系の処理工程を表す概略、図３に本実施形態の解砕造粒機の断面、図４に図３のＩＶ−ＩＶ断面を示す。
【００２１】
本実施形態の発生土処理装置は、泥水式シールド掘削機によって排出された発生土（建設汚泥）を処理するものであって、図１に示すように、この発生土Ａから砂礫成分Ｂを除去する一次処理系１１と、この一次処理系１１で処理された発生土Ｃに凝集剤Ｄを添加して脱水処理することで脱水ケーキＥを生成する二次処理系２１と、この脱水ケーキＥを粒状体Ｆとする三次処理系３１とから構成されている。
【００２２】
一次処理系１１には、建設現場で発生した発生土Ａから砂礫成分（粒径＞７４μｍ）Ｂを分別する分級機１２と、この砂礫成分Ｂを分離除去した発生土Ｃを二次処理系２１に搬送するポンプ１３とが設けられている。また、二次処理系２１は、一次処理系１１から搬送された発生土Ｃにポンプ２２によって凝集剤Ｄを添加する凝集剤添加装置２３と、凝集剤Ｄが添加された発生土Ｃを脱水処理することで、粘土シルト成分（粒径≦７４μｍ）の脱水ケーキＥを生成する脱水機２４とが設けられている。
【００２３】
そして、三次処理系３１には、図１及び図２に示すように、二次処理系２１で処理された脱水ケーキＥを搬送するスクリューコンベヤ３２と、この脱水ケーキＥに吸水剤としての水ガラス（珪酸ソーダの粉末でもよい）Ｇを添加（数μｍ以下の粘土の微粒子成分の５〜１５％）する吸水剤添加装置３３と、固化剤としてのセメントＨを添加（珪酸ソーダの４〜１０倍）する固化剤添加装置３４と、水ガラスＧとセメントＨとが添加された脱水ケーキＥを攪拌混合すると共に、攪拌混合された脱水ケーキＥの内部物質を分断しながら粒子化させることで粒状体Ｆを生成する攪拌混合解砕造粒機３５と、この生成した粒状体Ｆを搬送する搬送コンベヤ３６とが設けられている。
【００２４】
この解砕造粒機３５において、図３及び図４に示すように、基台４１上には前後の壁部４２ａ，４２ｂが立設されており、この壁部４２ａ，４２ｂの下部には軸受４３ａ，４３ｂによって互いに平行をなす左右一対の回転軸４４が回転自在に支持され、各回転軸４４にはそれぞれ２つの支持ローラ４５が固結されている。この前後の壁部４２ａ，４２ｂの間には円筒形状をなす中空の回転ドラム４６が位置し、支持ローラ４５上に載置されることで回転自在に支持されている。そして、各回転軸４４の一端部には従動ギヤ４７が固結され、それぞれ減速ギヤ４８と噛み合っており、この減速ギヤ４８と同軸上に設けられた従動プーリ４９と駆動モータ５０の駆動プーリ５１との間には駆動伝達ベルト５２が掛け回されている。従って、駆動モータ５０を駆動すると、駆動力が駆動プーリ５１、駆動伝達ベルト５２、従動プーリ４９、減速ギヤ４８、従動ギヤ４７を介して各回転軸４４に伝達され、支持ローラ４５を回転駆動することで回転ドラム４６をＸ方向に回転することができる。
【００２５】
そして、壁部４２ａの上部には脱水ケーキＥを回転ドラム４６内に投入する投入口５３が形成されており、この投入口５３にホッパ５４が取付けられ、ホッパ５４の内部には脱水ケーキＥを所定量回転ドラム４６内に投入できるようにスクリューフィーダ５５が取付けられている。一方、壁部４２ｂの下部には粒子化した粒状体Ｆを排出する排出口５６が形成され、この排出口５６にはシュータ５７が取付けられている。
【００２６】
また、壁部４２ａ，４２ｂの下部には軸受５８ａ，５８ｂによって旋回軸５９が回転自在に支持され、この旋回軸５９は回転ドラム４６内の下部であって内部に投入された脱水ケーキＥの搬送方向右方に近傍を貫通している。この旋回軸５９には複数の回転翼６０が取付けられ、この各回転翼６０は脱水ケーキＥの搬送方向前方に傾いており、この傾斜によって回転ドラム４６内の脱水ケーキＥを排出口５６側に搬送する搬送手段の機能を有する。そして、旋回軸５９は外部に配設された駆動モータ６１によって回転駆動できるようになっている。従って、駆動モータ６１を駆動すると、旋回軸５９と共に各回転翼６０が回転ドラム４６の回転方向Ｘと同じＸ方向に回転することができる。
【００２７】
本実施形態では、周速調節手段によって、回転ドラム４６の投入口５３側に位置する回転翼６０の回転力に対して、排出口５６側に位置する回転翼６０の回転力が低下するようになっている。即ち、各回転翼６０の長さが、投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように設定されると共に、回転ドラム４６の内側に円錐筒６２が固定されることで、回転ドラム４６（円錐筒６２）の内周面が長さの異なる各回転翼６０に対応して、つまり、回転ドラム４６内の下部で回転翼６０の先端と円錐筒６２の内面との距離が同じになるように設定されている。そのため、回転ドラム４６の投入口５３側に位置する回転翼６０の先端部での周速に対して、排出口５６側に位置する回転翼６０の周速が遅くなる。
【００２８】
また、壁部４２ｂには、先端部が回転ドラム４６内の上部に延出して各回転翼６０と対向するように、スクレーパ６３の基端部が固定されており、このスクレーパ６３は回転ドラム４６の回転によって掻き上げられた脱水ケーキＥをスクレーパ６３に衝突させることで、各回転翼６０に導くことができる。
【００２９】
更に、壁部４２ｂの上部には、先端部が回転ドラム４６内の上部に延出する吸水剤供給管６４と固化剤供給管６５の基端部が固定されており、投入口５３付近まで延設された吸水剤供給管６４には水ガラスＧを噴出する複数の吸水剤添加ノズル６６が形成され、中央付近まで延設された固化剤供給管６５にはセメントＨを噴出する複数の固化剤添加ノズル６７が形成されている。そして、吸水剤供給管６４及び固化剤供給管６５の各基端部には、流量調整弁６８，６９を有する連結管７０，７１を介して吸水剤添加装置３３及び固化剤添加装置３４が連結され、固化剤供給管６５の連結管７１にはコンプレッサ７２が連結されている。
【００３０】
ここで、このように構成された本実施形態の発生土処理装置による発生土の処理方法について説明する。
【００３１】
図１に示すように、泥水式シールド掘削機によるトンネル掘削現場で発生した発生土Ａにはベントナイトなどの粘土質が含まれており、この発生土Ａは一次処理系１１に送られ、分級機１２によって砂礫成分（粒径＞７４μｍ）Ｂが分離除去され、発生土Ｃとして二次処理系２１に送られる。この二次処理系２１では、発生土Ｃに凝集剤添加装置２３から凝集剤Ｄが添加された後、脱水機２４によって機械的に脱水され、粘土シルト成分（粒径≦７４μｍ）よりなる脱水ケーキＥが生成され、三次処理系３１に送られる。なお、この脱水ケーキＥは比重が１．４〜１．６となっており、７４μｍ以下の微粒子成分１００％、含水率４０〜５５％程度のものである。
【００３２】
三次処理系３１では、図２に示すように、脱水ケーキＥをスクリューコンベヤ３２によって攪拌混合攪拌混合機３５内に搬送し、ここで、脱水ケーキＥに対して、まず、吸水剤添加装置３３によって水ガラスＧを添加し、次に、固化剤添加装置３４によってセメントＨを添加する。そして、水ガラスＧとセメントＨが添加された脱水ケーキＥを各添加物Ｇ，Ｈが均等に分布するまで攪拌混合するが、このとき、水ガラスＧとセメントＨとの反応により、脱水ケーキＥ中のベントナイトの微粒子同志が拘束し合うと共に水分を吸収してゲル化する。そして、ゲル化した脱水ケーキＥは内部の物質を分断、粒子化させることで粒状体Ｆを生成し、搬送コンベヤ３６上に排出して装置の外に搬出する。
【００３３】
即ち、脱水ケーキＥにセメントＨが添加されることで脱水ケーキＥ中水分のｐＨが変動し、これによって水ガラスＧは脱水ケーキＥ中の微粒子間に珪酸ポリマーを形成し、微粒子を拘束すると共に、脱水ケーキＥ中の自由水を取り込みゲル化させる。これにより、脱水ケーキＥの粘性が増加し、分散粒状化が可能となる。また、セメントＨは水硬性を保有しており、粒状体Ｆの内部に混合されており、内部に取り込まれた水分などと反応し、数時間から数日で水和物を生成して安定固化する。脱水ケーキＥ中の微粒子は、水ガラスＧによって拘束された状態で硬化するために大粒化しており、粒状体Ｆは微粒子成分が低減している。
【００３４】
ここで攪拌混合解砕造粒機３５内での脱水ケーキＥの処理を具体的に説明すると、図３及び図４に示すように、二次処理された脱水ケーキＥは、ホッパ５４からスクリューフィーダ５５により定量づつ投入口５３を通して回転ドラム４６内に連続して投入される。一方、吸水剤添加装置３３から連結管７０を通して流量調整弁６８によって調量された水ガラスＧが吸水剤供給管６４に送給され、各吸水剤添加ノズル６６から回転ドラム４６内の脱水ケーキＥに噴出される。続いて、固化剤添加装置３４から連結管７１を通して流量調整弁６９によって調量されたセメントＨが固化剤供給管６５に送給され、コンプレッサ７２によって各固化剤添加ノズル６７から回転ドラム４６内の脱水ケーキＥに噴出される。
【００３５】
そして、水ガラスＧとセメントＨが添加された脱水ケーキＥは、回転する回転ドラム４６及び各回転翼６０によって攪拌混合されてゲル化する。そして、ゲル化した脱水ケーキＥは更に回転ドラム４６内で掻き上げられてスクレーパ６３に衝突し、このスクレーパ６３によって回転する各回転翼６０に導かれ、この回転翼６０にて解砕されて分散され、排出口５６側へ搬送される。このように脱水ケーキＥが各回転翼６０にて解砕分散されながら移動することで次第に粒状体Ｆとなり、且つ、小径化していく。そして、ほぼ粒子化された粒状体Ｆは、排出口５６から搬送コンベヤ３６上に排出される。
【００３６】
ところで、回転ドラム４６内での回転翼６０による作用としては、前半部で水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの攪拌混合によるゲル化であり、後半部でゲル化した脱水ケーキＥの解砕分散による粒子化であるが、攪拌混合のための回転翼６０の回転力が大きい方が望ましく、解砕分散のための回転翼６０の回転速度はそれよりも小さい方が望ましい。これは、攪拌混合段階では、回転力を大きくして水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度を上げる方が微粒子の拘束や水和物の固化のための有益である一方、解砕分散段階では、回転力が大きすぎるとその衝撃力によって微粒子を拘束して生成された水和物が固化する前に水がしみ出てしまい、粒状体同志が再付着してしまうからである。
【００３７】
そこで、本実施形態では、回転ドラム４６の投入口５３側に位置する回転翼６０の回転力に対して、排出口５６側に位置する回転翼６０の回転力が低下するように、各回転翼６０の長さを投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように設定している。そのため、回転ドラム４６の投入口５３側に位置する回転翼６０の先端部での周速は大きく、つまり、回転翼６０の回転力が大きくなり、水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がり、微粒子の拘束や水和物の固化が早期に行われる。一方、回転ドラム４６の排出口５６側に位置する回転翼６０の先端部での周速は小さく、つまり、回転翼６０の回転力が小さくなり、粒状体からの水のしみ出しによる再付着が抑制されて適正に解砕分散され、確実に粒状体Ｆを生成できる。
【００３８】
なお、ここで粒状体Ｆとは、土の品質区分で第１種の発生土に相当するもので、埋戻しや盛り土などに適用できるものである。具体的には、以下を満たすものである。
▲１▼粒度：７４μｍ以下の微粒子分が１０％以下、最大粒径：１３ｍｍ以下
▲２▼締め固め地盤支持力：ＣＢＲ１２％以上（砕石路盤との相対比較基準）
▲３▼排水中に指定有害物質を基準濃度以上含まない。
▲４▼ｐＨ：５．８〜８．６（生活排水基準）
などであるが、いずれも適用箇所や自治体によって多少の相違がある。
【００３９】
このように本実施形態の発生土処理装置にあっては、無機系の材料を用いて生成された粒状体Ｆが強度と安全性を保有しているため、建設資材として埋戻し材や盛り土材など、良質土相当として再利用が可能となり、廃却処分などの費用を低減することが可能となる。この場合、粒状体Ｆからなる建設資材は、軽量で透水性が良好であるため、運動場や植木の土壌や造成地の盛土として最適であり、また、埋立地の排水ドレーン材として使用することもできる。また、水ガラスＧとセメントＨを粒子化剤とすることで処理費用が低減すると共に、処理作業が容易となる。
【００４０】
つまり、安全な無機材料である水ガラスＧ（珪酸ソーダ）と、セメントＨなど無機系の水硬性材料とを併用する装置とすることで、安全性を確保できる。また、水ガラスＧで吸水することにより、比較的高含水比の泥土に対しても、分散造粒に必要な粘性の増加を可能とすると共に、微粒子を拘束して大粒化することで粒状体中の微粒成分を低減できる。更に、従来、処理でコストや時間が必要であった乾燥や脱水などの処理が不要となり、低コストで高効率に粒状化することができる。そして、固化剤を、水ガラスＧのゲル化反応剤と水和反応による長期強度発現との２つの効果を１度に達成し、装置の簡素化と低コスト化が図れる。
【００４１】
また、本実施形態の攪拌混合解砕造粒機３６では、回転ドラム４６内にて、吸水剤（水ガラスＧ）及び固化剤（セメントＨ）の添加処理と、水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥとの攪拌混合処理と、粒状体Ｆ生成のための解砕造粒処理を連続して実施可能としている。そのため、脱水ケーキＥの粒子化処理を自動的に連続して効率的に行うことができる。また、添加、攪拌混合、解砕造粒処理を回転ドラム４６内で行うため、装置がコンパクトとなって小型化が図れると共に、メンテナンスが容易となる。更に、水ガラスＧやセメントＨの添加タイミングや添加量を調整することで最適な粒子化処理が可能となる。
【００４２】
更に、本実施形態では、各回転翼６０の長さを回転ドラム４６の投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように設定することで、投入口５３側に位置する回転翼６０の回転力に対して、排出口５６側に位置する回転翼６０の回転力が低下するようにしてある。従って、回転ドラム４６の投入口５３側での回転翼６０の先端部での周速が大きいために回転力が大きく、水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がり、微粒子の拘束や水和物の固化を早期に実行できる一方、回転ドラム４６の排出口５６側での回転翼６０の先端部での周速が小さいために回転力が小さく、粒状体からの水のしみ出しによる再付着を抑制して適正に解砕分散できる。
【００４３】
［第２実施形態］
図５に本発明の第２実施形態に係る発生土処理装置における三次処理系で適用する攪拌混合解砕造粒機の断面を示す。
【００４４】
なお、この第２実施形態以降で説明する各実施形態の発生土処理装置は、前述の第１実施形態とほぼ同様に、泥水式シールド掘削機によって排出された発生土（建設汚泥）を処理するものであって、脱水ケーキを処理する三次処理系にて使用する攪拌混合解砕造粒機の変形例である。従って、以下に説明する各実施形態では、第２実施形態で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４５】
図５に示すように、本実施形態の発生土処理装置の三次処理系にて使用する攪拌混合解砕造粒機７１において、基台４１上には前後の壁部４２ａ，４２ｂが傾いて立設されており、この壁部４２ａ，４２ｂの下部には左右一対の回転軸４４が水平面に対して所定角度傾斜して回転自在に支持され、各回転軸４４にはそれぞれ２つの支持ローラ４５が固結されている。この前後の壁部４２ａ，４２ｂの間には円筒形状をなす中空の回転ドラム４６が位置し、支持ローラ４５上に載置されることで、この回転ドラム４６は傾斜状態で回転自在に支持されている。そして、壁部４２ａに形成された投入口５３にホッパ５４が取付けられ、壁部４２ｂに形成された排出口５６にシュータ５７が取付けられている。
【００４６】
また、壁部４２ａ，４２ｂの下部には旋回軸５９が水平面に対して所定角度傾斜して、回転軸４４とほぼ平行をなすように回転自在に支持されている。この旋回軸５９は回転ドラム４６内の下部を貫通して複数の板形状をなす回転翼７２が取付けられ、外部に配設された駆動モータ６１によって回転駆動できるようになっている。
【００４７】
本実施形態では、各回転翼７２の長さを、回転ドラム４６の投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように設定することで、投入口５３側に位置する回転翼７２の先端部での周速に対して、排出口５６側に位置する回転翼７２の周速が遅くなるようにしている。また、回転ドラム４６の内側に円錐筒６２を固定することで、回転ドラム４６（円錐筒６２）の内周面が長さの異なる各回転翼７２に対応して、つまり、回転ドラム４６内の下部で回転翼７２の先端と円錐筒６２の内面との距離が同じになるように設定している。この場合、円錐筒６２の下面は回転ドラム４６の投入口５３側に対して排出口５６側が低くなるように傾斜しており、この傾斜によって脱水ケーキＥを搬送するための発生土搬送手段を構成している。
【００４８】
また、回転ドラム４６内の上部には、スクレーパ６３が配設されると共に、
複数の吸水剤添加ノズル６６を有する吸水剤供給管６４と、複数の固化剤添加ノズル６７を有する固化剤供給管６５が配設されている。
【００４９】
本実施形態の発生土処理装置によって発生土の処理する場合、脱水ケーキＥは、攪拌混合解砕造粒機７１のホッパ５４から回転ドラム４６（円錐筒６２）内に連続して投入され、吸水剤添加ノズル６６から水ガラスＧが添加されると共に、固化剤添加ノズル６７からセメントＨが添加される。そして、水ガラスＧとセメントＨが添加された脱水ケーキＥは、回転する回転ドラム４６及び各回転翼７２によって攪拌混合されてゲル化しながら、円錐筒６２の下面の傾斜によって排出口５６側に搬送されていく。そして、ゲル化した脱水ケーキＥは更に回転ドラム４６内で掻き上げられてスクレーパ６３に衝突し、このスクレーパ６３によって回転する各回転翼７２に導かれ、この回転翼７２にて解砕されて分散され、次第に粒状体Ｆとなって小径化し、ほぼ粒子化された粒状体Ｆが排出口５６から搬送コンベヤ３６上に排出される。
【００５０】
このとき、本実施形態では、回転ドラム４６の投入口５３側に位置する回転翼７２の回転力に対して、排出口５６側に位置する回転翼７２の回転力が低下するように、各回転翼７２の長さを投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように設定している。そのため、回転ドラム４６の投入口５３側に位置する回転翼７２の先端部での周速は大きく、水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がって微粒子の拘束や水和物の固化が早期に行われる一方、回転ドラム４６の排出口５６側に位置する回転翼７２の先端部での周速は小さく、粒状体からの水のしみ出しによる再付着が抑制されて適正に解砕分散されて確実に粒状体Ｆを生成できる。
【００５１】
このように本実施形態では、各回転翼７２の長さを回転ドラム４６の投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように設定することで、投入口５３側に位置する回転翼７２の回転力に対して、排出口５６側に位置する回転翼７２の回転力が低下するようにしてある。従って、回転ドラム４６の投入口５３側での回転翼７２の先端部での周速が大きいために回転力が大きく、水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がり、微粒子の拘束や水和物の固化を早期に実行できる一方、回転ドラム４６の排出口５６側での回転翼７２の先端部での周速が小さいために回転力が小さく、粒状体からの水のしみ出しによる再付着を抑制して適正に解砕分散できる。また、回転ドラム４６（円錐筒６２）を傾斜させて配設しているため、脱水ケーキＥは円錐筒６２の下面の傾斜によって排出口５６側に連続的に搬送されることとなり、脱水ケーキＥの搬送のために回転翼７２を傾斜させる必要はなく、構造が簡素化できる。
【００５２】
［第３実施形態］
図６に本発明の第３実施形態に係る発生土処理装置における三次処理系で適用する攪拌混合解砕造粒機の断面を示す。
【００５３】
図６に示すように、本実施形態の発生土処理装置の三次処理系にて使用する攪拌混合解砕造粒機８１において、駆動回転可能な回転軸４４に固結された２つの支持ローラ４５上に回転ドラム４６が載置されて回転自在に支持され、一方の投入口５３にホッパ５４が取付けられ、他方の排出口５６にシュータ５７が取付けられている。壁部４２ａ，４２ｂには旋回軸５９が水平面に対して所定角度傾斜して回転自在に支持され、外部に配設された駆動モータ６１によって回転駆動可能となっている。この旋回軸５９は回転ドラム４６内の下部を貫通し、脱水ケーキＥの搬送方向前方に傾いた複数の回転翼６０が取付けられている。そして、各回転翼６０の長さを、回転ドラム４６の投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように設定することで、投入口５３側に位置する回転翼６０の先端部での周速に対して、排出口５６側に位置する回転翼６０の周速が遅くなるようにしている。この場合、各回転翼６０の先端と回転ドラム４６の下面との距離が同じになるようにしている。
【００５４】
本実施形態の発生土処理装置によって発生土の処理する場合、脱水ケーキＥは、攪拌混合解砕造粒機８１の回転ドラム４６内に連続して投入され、水ガラスＧ及びセメントＨが添加され、回転ドラム４６及び各回転翼６０によって攪拌混合されてゲル化しながら、更に回転ドラム４６内で掻き上げられてスクレーパ６３に衝突し、このスクレーパ６３によって回転する各回転翼６０に導かれ、この回転翼６０にて解砕されて分散され、次第に粒状体Ｆとなって排出口５６から搬送コンベヤ３６上に排出される。
【００５５】
このとき、回転ドラム４６の投入口５３側の各回転翼６０の周速が大きいため、水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がって微粒子の拘束や水和物の固化が早期に行われる一方、排出口５６側の各回転翼６０の周速は小さいため、粒状体からの水のしみ出しによる再付着が抑制されて適正に解砕分散されて確実に粒状体Ｆを生成できる。
【００５６】
このように本実施形態では、旋回軸５９を傾斜し、各回転翼６０の長さを回転ドラム４６の投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように旋回軸５９に固定している。従って、回転ドラム４６の投入口５３側では水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がり、排出口５６側では粒状体からの水のしみ出しによる再付着を抑制できる。また、前述した実施形態のように、円錐筒が不要となり、装置の軽量化、低コスト化が可能となると共に、加工が容易となる。
【００５７】
［第４実施形態］
図７に本発明の第４実施形態に係る発生土処理装置における三次処理系で適用する攪拌混合解砕造粒機の断面を示す。
【００５８】
図７に示すように、本実施形態の発生土処理装置の三次処理系にて使用する攪拌混合解砕造粒機９１において、駆動回転可能な回転軸４４に固結された２つの支持ローラ４５上に回転ドラム９２が載置されて回転自在に支持され、一方の投入口５３にホッパ５４が取付けられ、他方の排出口５６にシュータ５７が取付けられている。この回転ドラム９２は円錐筒形状をなし、外周部に外周面が水平をなすと共に同径となる一対のガイドリング９３が固定され、支持ローラ４５上にこのガイドリング９３が転動自在に載置することで、回転ドラム４６が回転自在となっている。
【００５９】
そして、回転ドラム９２内を貫通して回転自在に支持された旋回軸５９に、脱水ケーキＥの搬送方向前方に傾いた複数の回転翼６０が取付けられている。そして、各回転翼６０の長さを、回転ドラム４６の投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように設定することで、投入口５３側に位置する回転翼６０の先端部での周速に対して、排出口５６側に位置する回転翼６０の周速が遅くなるようにしている。この場合、各回転翼６０の先端と回転ドラム９２の下面との距離が同じになるようにしている。
【００６０】
本実施形態の発生土処理装置によって発生土の処理する場合、脱水ケーキＥは、攪拌混合解砕造粒機９１の回転ドラム９２内に連続して投入され、水ガラスＧ及びセメントＨが添加され、回転ドラム９２及び各回転翼６０によって攪拌混合されてゲル化しながら、更に回転ドラム９２内で掻き上げられてスクレーパ６３に衝突し、このスクレーパ６３によって回転する各回転翼６０に導かれ、この回転翼６０にて解砕されて分散され、次第に粒状体Ｆとなって排出口５６から搬送コンベヤ３６上に排出される。
【００６１】
このとき、回転ドラム９２の投入口５３側の各回転翼６０の周速が大きいため、水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がって微粒子の拘束や水和物の固化が早期に行われる一方、排出口５６側の各回転翼６０の周速は小さいため、粒状体からの水のしみ出しによる再付着が抑制されて適正に解砕分散されて確実に粒状体Ｆを生成できる。
【００６２】
このように本実施形態では、回転ドラム９２を円錐筒形状とし、各回転翼６０の長さを回転ドラム４６の投入口５３側から排出口５６側に向けて順次短くなるように旋回軸５９に固定している。従って、回転ドラム４６の投入口５３側では水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がり、排出口５６側では粒状体からの水のしみ出しによる再付着を抑制できる。また、前述した実施形態のように、円錐筒が不要となり、装置の軽量化、低コスト化が可能となると共に、加工が容易となる。
【００６３】
［第５実施形態］
図８に本発明の第５実施形態に係る発生土処理装置における三次処理系で適用する攪拌混合解砕造粒機の断面を示す。
【００６４】
図８に示すように、本実施形態の発生土処理装置の三次処理系にて使用する攪拌混合解砕造粒機１０１において、駆動回転可能な回転軸４４に固結された２つの支持ローラ４５上に回転ドラム４６が載置されて回転自在に支持され、一方の投入口５３にホッパ５４が取付けられ、他方の排出口５６にシュータ５７が取付けられている。また、一方の壁部４２ａの下部には第１旋回軸１０２の基端部が軸受５８ａによって回転自在に支持され、他方の壁部４２ｂの下部には第２旋回軸１０３の基端部が軸受５８ｂによって回転自在に支持され、各旋回軸１０２，１０３の中間部は連結部材１０４によって相対回転自在に連結されている。そして、この各旋回軸１０２，１０３には脱水ケーキＥの搬送方向前方に傾いた複数の回転翼６０ａ，６０ｂが取付けられている。また、各旋回軸１０２，１０３の基端部は回転ドラム４６の外部に配設された第１、第２駆動モータ１０５，１０６が連結されており、各駆動モータ１０５，１０６によって旋回軸１０２，１０３を異なる速度で回転駆動できるようになっている。
【００６５】
本実施形態の発生土処理装置によって発生土の処理する場合、脱水ケーキＥは、攪拌混合解砕造粒機１０１の回転ドラム４６内に連続して投入され、水ガラスＧ及びセメントＨが添加され、回転ドラム４６及び各回転翼６０ａ，６０ｂによって攪拌混合されてゲル化しながら、更に回転ドラム４６内で掻き上げられてスクレーパ６３に衝突し、このスクレーパ６３によって回転する各回転翼６０ａ，６０ｂに導かれ、この回転翼６０ａ，６０ｂにて解砕されて分散され、次第に粒状体Ｆとなって排出口５６から搬送コンベヤ３６上に排出される。
【００６６】
このとき、第１、第２駆動モータ１０５，１０６を制御し、第１旋回軸１０２を高速で、第２旋回軸１０３を低速で回転駆動する。従って、回転ドラム４６の投入口５３側の各回転翼６０ａが高速回転となって、水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がって微粒子の拘束や水和物の固化が早期に行われる。一方、排出口５６側の各回転翼６０ｂが低速回転となって、粒状体からの水のしみ出しによる再付着が抑制されて適正に解砕分散されて確実に粒状体Ｆを生成できる。
【００６７】
このように本実施形態では、回転ドラム４６内の投入口５３側の各回転翼６０ａと排出口５６側の各回転翼６０ｂとを異なる速度で回転駆動できるようし、回転翼６０ａを高速で、回転翼６０ｂを低速で回転している。従って、回転ドラム４６の投入口５３側では水ガラスＧとセメントＨと脱水ケーキＥの混合度が上がり、排出口５６側では粒状体からの水のしみ出しによる再付着を抑制できる。また、前述した実施形態のように、回転ドラムの形状を変更したり、円錐筒を設けたりする必要もなくなり、構造が簡素化すると共に加工が容易となり、脱水ケーキＥに応じて回転翼６０ａ，６０ｂの速度を自由に設定できる。
【００６８】
なお、上述した各実施形態では、回転ドラム４６，９２を円筒形状としたが、多角形状であってもよい。更に、この回転ドラム４６，９２と回転翼６０ａ，６０ｂ，７２（旋回軸５９）の回転方向を同じとしたが、スクレーパ６３などとの取付位置に応じて逆方向としてもよい。そして、回転翼６０ａ，６０ｂ，７２の形状も回転ドラム４６，９２内に投入口５３から投入された脱水ケーキＥを排出口５６側に搬送する搬送手段として傾斜させたが、回転ドラム４６自体を傾斜させれば、回転翼は単なるロッドでもよく、その形状に限定されるものではない。
【００６９】
そして、回転ドラム４６，９２内の上部であってスクレーパ６３の下方に吸水剤供給管６４（吸水剤添加ノズル６６）と固化剤供給管６５（固化剤添加ノズル６７）を設けたが、各ノズル６６，６７の詰まりの防止を考慮するとスクレーパ６３の上方であってもよく、更に、スクレーパ６３内に埋設してもよい。そして、この吸水剤としては水ガラスＧの他に、例えば、珪酸塩としての珪酸ソーダ、ポリマーやモノマーなどの有機系吸水剤でもよく、固化剤としてはセメントＨの他に、石灰系、石膏系の固化剤でもよい。
【００７０】
更に、スクレーパ６３の形状も、回転ドラム４６，９２内に掻き上げられた脱水ケーキＥを回転翼６０ａ，６０ｂ，７２に導くことができれば、実施形態に限定されるものではなく、取付位置も必要に応じて決定すればよい。なお、脱水ケーキＥによってはスクレーパ６３がなくてもよい。
【００７１】
また、上述の各実施形態では、泥水式シールド掘削機によって排出された発生土Ａを処理するものとしたが、土圧式シールド掘削機によって排出された発生土を処理することもでき、この場合、一次処理系及び二次処理系を省いて、発生土を直接三次処理系に搬入すればよい。これは、土圧式シールド掘削機によって排出された発生土の比重が、脱水ケーキＥの比重１．４〜１．６とほぼ同様となっており、数ｃｍの石や砂を含む泥土で含水率２０〜５０％程度であるからである。更に、この発生土は前述した建設発生土や建設汚泥であってもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明の解砕造粒装置によれば、投入口及び排出口を有する中空の回転ドラムをほぼ水平な軸心をもって回転自在に支持し、発生土搬送手段によって回転ドラム内に投入された発生土を排出口側に搬送可能とし、この回転ドラム内に吸水剤及び固化剤が添加混合された発生土の内部物質を分断して粒子化させる回転翼を回転自在に支持すると共に、投入口側に位置する回転翼の周速に対して排出口側に位置する回転翼の周速を低下させる周速調節手段を設け、投入口側では大きい周速の回転翼により発生土を撹拌混合し、排出口側では小さい周速の回転翼により発生土を解砕分散させたので、更に、請求項２の発明の解砕造粒装置では、吸水剤は投入口側で発生土に添加され、固化剤は排出口側で発生土に添加されたので、回転ドラムの投入口側では回転翼の回転力が大きく、吸水剤及び固化剤と発生土との混合度が上がり、微粒子の拘束や水和物の固化を早期に実行することができる一方、回転ドラムの排出口側では回転翼の回転力が小さく、粒状体からの水のしみ出しによる再付着を抑制して適正に解砕分散することができ、処理効率の向上を図ることができる。
【００７３】
また、請求項３の発明の解砕造粒装置によれば、周速調節手段を投入口側に位置する回転翼の長さに対して排出口側に位置する回転翼の長さを短くして構成したので、簡単な構成で回転ドラムの投入口側と出口側での回転翼の回転力を相違させることができる。
【００７４】
また、請求項４の発明の解砕造粒装置によれば、各回転翼の長さを投入口側から排出口側に向けて順次短くなるように設定し、回転ドラムの内周面を各回転翼に対応して先細形状としたので、回転翼の先端部と回転ドラムの内周面との距離が均等となり、回転ドラムに投入された発生土の粒子化処理を均一に行うことができる。
【００７５】
また、請求項５の発明の解砕造粒装置によれば、回転ドラムの内側下面が水平となるように構成したので、回転ドラムに投入された発生土の粒子化処理を均一に行うことができる。
【００７６】
また、請求項６の発明の解砕造粒装置によれば、回転ドラムの内側下面が水平となるように設定する一方、各回転翼の長さを投入口側から排出口側に向けて順次短くなるように設定すると共に、回転ドラムの内側下面と各回転翼の先端との距離がほぼ同じになるように回転翼を支持する旋回軸を傾斜して配設したので、旋回軸を傾斜して配設するだけで回転翼の先端部と回転ドラムの内周面との距離が均等となり、回転ドラムに投入された発生土の粒子化処理を均一に行うことができる。
【００７７】
また、請求項７の発明の解砕造粒装置によれば、回転ドラムを投入口側から排出口側に向けて先細形状とすると共に、外周部に外周面が水平となるガイドリングを固定し、回転自在な支持ローラ上にガイドリングが転動自在に載置することで回転ドラムを回転自在に支持したので、簡単な構造で回転翼の先端部と回転ドラムの内周面との距離が均等となり、回転ドラムに投入された発生土の粒子化処理を均一に行うことができる。
【００７８】
また、請求項８の発明の解砕造粒装置によれば、周速調節手段を投入口側に位置する回転翼と排出口側に位置する回転翼との回転速度を異ならせて構成したので、構造を簡素化すると共に加工を容易とすることができ、発生土の種類に応じて回転翼の速度を自由に設定することができる。
【００７９】
また、請求項９の発明の解砕造粒装置によれば、回転ドラム内の上方部に投入口から回転ドラム内に投入された発生土に吸水剤を添加する吸水剤添加ノズルと、発生土に固化剤を添加する固化剤添加ノズルを設け、回転翼が回転することで吸水剤及び固化剤が添加された発生土を攪拌混合してから内部物質を分断して粒子化させるようにしたので、回転ドラム内で吸水剤及び固化剤の添加処理と、発生土の攪拌混合処理と、粒子化処理を行うこととなり、処理の効率化を図ることができると共に、装置の小型化を図ることができる。
【００８０】
また、請求項１０の発明の発生土処理装置によれば、吸水剤添加装置と固化剤添加装置とを設けると共に、吸水剤及び固化剤が添加された発生土を攪拌混合する攪拌混合機と、混合された発生土を回転自在な回転ドラム内で回転翼により内部物質を分断して粒子化させて粒状体を生成する解砕造粒機とを設け、回転ドラム内の投入口側に位置する回転翼の周速に対して、出口側に位置する回転翼の周速を低下させるようにして、投入口側では大きい周速の回転翼により発生土を撹拌混合し、出口側では小さい周速の回転翼により発生土を解砕分散させたので、発生土に吸水剤及び固化剤を添加することで、微粒子間にポリマーが形成されて微粒子を拘束すると共に、自由水を取り込みゲル化させることで発生土の粘性が増加して分散粒状化が容易となり、また、回転ドラムの投入口側では吸水剤及び固化剤と発生土との混合度が上がり、微粒子の拘束や水和物の固化を早期に実行することができる一方、回転ドラムの排出口側では粒状体からの水のしみ出しによる再付着を抑制して適正に解砕分散することができ、処理効率の向上を図ることができ、その結果、発生土を再利用することで処理コストの低減を図ることができる。
【００８１】
また、請求項１１の発明の発生土処理装置によれば、掘削工事によって発生した発生土から砂礫成分を除去する一次処理手段と、一次処理手段で処理された発生土に凝集剤を添加して脱水処理する二次処理手段と、二次処理手段で処理された発生土を粒状体とする三次処理手段とを具え、この三次処理手段を、吸水剤添加装置と、固化剤添加装置と、吸水剤及び固化剤が添加された発生土を攪拌混合する攪拌混合機と、混合された発生土を回転自在な回転ドラム内で回転翼により内部物質を分断して粒子化させて粒状体を生成する解砕造粒機とで構成し、回転ドラム内の投入口側に位置する回転翼の周速に対して、出口側に位置する回転翼の周速を低下させるようにして、投入口側では大きい周速の回転翼により発生土を撹拌混合し、出口側では小さい周速の回転翼により発生土を解砕分散させたので、発生土に吸水剤及び固化剤を添加することで、微粒子間にポリマーが形成されて微粒子を拘束すると共に、自由水を取り込みゲル化させることで発生土の粘性が増加して分散粒状化が容易となり、また、回転ドラムの投入口側では吸水剤及び固化剤と発生土との混合度が上がり、微粒子の拘束や水和物の固化を早期に実行することができる一方、回転ドラムの排出口側では粒状体からの水のしみ出しによる再付着を抑制して適正に解砕分散することができ、処理効率の向上を図ることができ、その結果、発生土を再利用することで処理コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発生土処理装置の処理工程を表す概略図である。
【図２】三次処理系の処理工程を表す概略図である。
【図３】本実施形態の解砕造粒機の断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る発生土処理装置における三次処理系で適用する攪拌混合解砕造粒機の断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る発生土処理装置における三次処理系で適用する攪拌混合解砕造粒機図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る発生土処理装置における三次処理系で適用する攪拌混合解砕造粒機の断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る発生土処理装置における三次処理系で適用する攪拌混合解砕造粒機の断面図である。
【図９】従来の発生土処理の工程の概略図である。
【符号の説明】
１１ 一次処理系
１２ 分級機
２１ 二次処理系
２３ 凝集剤添加装置
２４ 脱水機
３１ 三次処理系
３２ スクリューコンベヤ
３３ 吸水剤添加装置
３４ 固化剤添加装置
３５ 攪拌混合解砕造粒機
３６ 搬送コンベヤ
４５ 支持ローラ
４６ 回転ドラム
５０ 駆動モータ
５３ 投入口
５４ ホッパ
５６ 排出口
５７ シュータ
５９ 旋回軸
６０ 回転翼（発生土搬送手段）
６１ 駆動モータ
６２ 円錐筒
６３ スクレーパ
７１ 攪拌混合解砕造粒機
７２ 回転翼
８１ 攪拌混合解砕造粒機
９１ 攪拌混合解砕造粒機
９２ 回転ドラム
９３ ガイドリング
１０１ 攪拌混合解砕造粒機
１０２ 第１旋回軸
１０３ 第２旋回軸
１０５ 第１駆動モータ
１０６ 第２駆動モータ
Ａ，Ｃ 発生土
Ｂ 砂礫成分
Ｄ 凝集剤
Ｅ 脱水ケーキ
Ｆ 粒状体
Ｇ 水ガラス（吸水剤）
Ｈ セメント（固化剤）
Claims (11)
- 発生土の投入口及び生成された粒状体の排出口を有してほぼ水平な軸心をもって回転自在に支持された中空の回転ドラムと、
前記投入口から該回転ドラム内に投入された発生土を前記排出口側に搬送する発生土搬送手段と、
前記回転ドラム内に回転自在に支持されて吸水剤及び固化剤が添加混合された発生土の内部物質を分断して粒子化させる複数の回転翼と、
前記投入口側に位置する回転翼の周速に対して、前記排出口側に位置する回転翼の周速を低下させる周速調節手段とを具え、
前記投入口側では大きい周速の回転翼により前記発生土を撹拌混合し、前記排出口側では小さい周速の回転翼により前記発生土を解砕分散させたことを特徴とする解砕造粒装置。 - 請求項１記載の解砕造粒装置において、
前記吸水剤は、前記投入口側で前記発生土に添加され、
前記固化剤は、前記排出口側で前記発生土に添加されたことを特徴とする解砕造粒装置。 - 請求項１又は請求項２記載の解砕造粒装置において、
前記周速調節手段を、前記投入口側に位置する回転翼の長さに対して、前記排出口側に位置する回転翼の長さを短くして構成したことを特徴とする解砕造粒装置。 - 請求項３記載の解砕造粒装置において、
前記各回転翼の長さを前記投入口側から前記排出口側に向けて順次短くなるように設定し、前記回転ドラムの内周面を該各回転翼に対応して先細形状としたことを特徴とする解砕造粒装置。 - 請求項４記載の解砕造粒装置において、
前記回転ドラムの内側下面が水平となるように構成したことを特徴とする解砕造粒装置。 - 請求項３記載の解砕造粒装置において、
前記回転ドラムの内側下面が水平となるように設定する一方、
前記各回転翼の長さを前記投入口側から前記排出口側に向けて順次短くなるように設定すると共に、
前記回転ドラムの内側下面と前記各回転翼の先端との距離がほぼ同じになるように前記回転翼を支持する旋回軸を傾斜して配設したことを特徴とする解砕造粒装置。 - 請求項１又は請求項２記載の解砕造粒装置において、
前記回転ドラムを前記投入口側から前記排出口側に向けて先細形状とすると共に、外周部に外周面が水平となるガイドリングを固定し、回転自在な支持ローラ上に該ガイドリングが転動自在に載置することで、前記回転ドラムを回転自在に支持したことを特徴とする解砕造粒装置。 - 請求項１又は請求項２記載の解砕造粒装置において、
前記周速調節手段を、前記投入口側に位置する回転翼と、前記排出口側に位置する回転翼との回転速度を異ならせて構成したことを特徴とする解砕造粒装置。 - 請求項１又は請求項２記載の解砕造粒装置において、
前記回転ドラム内の上方部に、前記投入口から該回転ドラム内に投入された発生土に吸水剤を添加する吸水剤添加ノズルと、該発生土に固化剤を添加する固化剤添加ノズルを設け、前記回転翼が回転することで、該吸水剤及び該固化剤が添加された発生土を攪拌混合してから内部物質を分断して粒子化させることを特徴とする解砕造粒装置。 - 発生土に吸水剤を添加する吸水剤添加装置と、
前記発生土に固化剤を添加する固化剤添加装置と、
前記吸水剤及び前記固化剤が添加された発生土を攪拌混合する攪拌混合機と、
前記吸水剤及び固化剤が混合された発生土を回転自在な回転ドラム内で回転翼により内部物質を分断して粒子化させて粒状体を生成する解砕造粒機とを具え、
前記回転ドラム内の投入口側に位置する回転翼の周速に対して、出口側に位置する回転翼の周速を低下させるようにして、
前記投入口側では大きい周速の回転翼により前記発生土を撹拌混合し、前記出口側では小さい周速の回転翼により前記発生土を解砕分散させたことを特徴とする発生土処理装置。 - 掘削工事によって発生した発生土から砂礫成分を除去する一次処理手段と、
該一次処理手段で処理された発生土に凝集剤を添加して脱水処理する二次処理手段と、
該二次処理手段で処理された発生土を粒状体とする三次処理手段とを具え、
該三次処理手段は、前記発生土に吸水剤を添加する吸水剤添加装置と、
前記発生土に固化剤を添加する固化剤添加装置と、
前記吸水剤及び前記固化剤が添加された発生土を攪拌混合する攪拌混合機と、
前記吸水剤及び固化剤が混合された発生土を回転自在な回転ドラム内で回転翼により内部物質を分断して粒子化させて粒状体を生成する解砕造粒機とを有し、
前記回転ドラム内の投入口側に位置する回転翼の周速に対して、出口側に位置する回転翼の周速を低下させるようにして、
前記投入口側では大きい周速の回転翼により前記発生土を撹拌混合し、前記出口側では小さい周速の回転翼により前記発生土を解砕分散させたことを特徴とする発生土処理装置。
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