JP3728692B2

JP3728692B2 - 改良土製造ミキサー

Info

Publication number: JP3728692B2
Application number: JP2000331096A
Authority: JP
Inventors: 良秀中原
Original assignee: 株式会社ナカケン
Priority date: 2000-10-30
Filing date: 2000-10-30
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2020-10-30
Also published as: JP2002126486A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建設工事に伴って発生する建設発生土（または残土ともいう）に固化材を混入し攪拌することによって良質土としてサイクルできるように製造するための改良土製造ミキサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、建設工事に伴って発生する建設発生土のうち、良質のものはそのままリサイクル可能として利用することができるが、特に粘性の高い土や含水比の高い土は、そのままでは利用できないことから、強度を向上するために石灰やセメント等を混合して充分にかき混ぜ、改良された土（以下、改良土という）としてリサイクルされて使用されていた。
【０００３】
改良土を連続して製造するには、建設発生土に含まれている大粒（例えば、約１００ｍｍ以上のもの）の石を一次スクリーンによって分離し、生石灰サイロから生石灰を投入して、ミキサー内で混合して攪拌し、攪拌された混合土を振動スクリーンによって小粒（例えば、約４０〜１００ｍｍ）の石を遮断した後、製品として排出するようにして製造していた。
【０００４】
建設発生土と固化材とを投入して攪拌するミキサーは、一般的には、コンクリートミキサーやモルタルミキサー等が知られていた。コンクリートミキサーは、回転ドラム内に固定羽根を設けて残土と固化材とをを混合するように構成され、モルタルミキサー４５は、図１１に示すように、上方が開口されたお椀型のケース４６内にインペラー４７が回転可能に配置されて構成されていた。しかし、これらのミキサーはバッチ式で使用されることから、連続処理ができず処理能力が劣り、改良土としての連続的な製造には不向きであった。
【０００５】
従来から連続製造の過程で使用される従来のミキサーは、例えば、パドル型ミキサーやリボン型スクリューミキサー、又はロータリーハンマ型ミキサー等がよく知られていた。
【０００６】
パドル型ミキサー５０は、図１２に示すように、並設された２軸５１、５２に櫂状の羽根（パドル）５３を多数取り付けて、２軸５１、５２間に搬送された残土を練り合わせてスクリューコンベア５４に排出するように構成されていた。
【０００７】
リボン型スクリューミキサー６０は、図１３に示すように、スクリューコンベア６１のスパイラル部６２をリボン状に形成して、残土を送ると同時に混合させるように構成されていた。
【０００８】
ロータリーハンマ型ミキサー６５は、図１４に示すように、２軸又は３軸の回転軸６６に鋼製の羽根６７を取り付けたロータリー６８を高速で回転して残土をはね飛ばして解砕し、次のロータリーに順次送って混合するように構成されていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のミキサーのうち、パドル型ミキサー５０とリボン型ミキサー６０は、大粒の石が入ると、各パドル５３間やスクリュー５４、又はリボン状のスクリュー６２内で石を咬み込んでロックしてしまい、パドル５３やスクリュー５４、６２等を損傷しやすいことから、混合状態は向上できるものの石の多い残土には向かなかった。
【００１０】
また、ロータリーハンマ型ミキサー６５は、石を解砕することができて石の多い残土でも対処できるものの、高速回転のためにロータリーハンマー６８の損傷が激しくコストが高くついてしまっていた。
【００１１】
この発明は、上述の課題を解決するものであり、連続処理を行なえて、石の多い建設発生土でも部品を損傷することなく処理できる改良土製造ミキサー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】
この発明にかかわる改良土製造ミキサーでは、上記の課題を解決するために、以下のように構成するものである。すなわち、
建設発生土に固化材が混合された混合土を、攪拌室で攪拌して改良土として製造する改良土製造ミキサーであって、
前記攪拌室が、ケーシングに囲繞されるとともに回転可能な攪拌手段をそれぞれ有して多段式に形成され、
各攪拌室が、各攪拌室の上壁に配設されて前記攪拌手段に前記混合土を投入する投入口と、前記攪拌室の下壁に配設されて前記投入口に対して位相差を有した位置に形成される排出口とを有して構成されることを特徴とするものである。
【００１３】
また好ましくは、前記攪拌手段が、回転軸と、前記回転軸に対して左右一対に配設されて複数の攪拌棒からなる攪拌レーキを有していればよい。
【００１４】
さらに好ましくは、前記攪拌手段に、前記混合土を回転方向に沿って送り出すとともに前記混合土を切り返す内インペラー及び外インペラーとが配設されていればなおよい。
【００１５】
また、前記内インペラーが前記底壁に対して約６０度に傾斜して配置されて、前記外インペラーが前記底壁に対して約４５度に傾斜して配置されていればなおよい。
【００１６】
また、前記ケーシングが、縦方向に分割型に形成され、分割された一方のケーシングが着脱可能に配置されていればメンテナンスを向上するためにもよい。
【００１７】
さらに、前記回転軸が、前記底壁に対して着脱可能に配置されていてもメンテナンスを向上するためによい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の改良土製造ミキサーは上記のように構成されているため、建設発生土に固化材が混入された混合土は、上段の攪拌室の投入口から自然落下で投入されて攪拌された後、下段の攪拌室に移動されて順次攪拌されることになる。つまり、各段において繰り返して攪拌が行なわれることから、攪拌能力が向上して良質の改良土を製造することができる。しかも、投入された混合土が投入口と排出口との位相差分回転されるだけで下段に自然落下するため、大きな石が混入されていたり含水比の大きい粘性土を混合する際にも、回転駆動部位には負担をかけずに落下させ、簡易な構成で攪拌能力を向上することができる。
【００１９】
また、この改良土製造ミキサーでは、攪拌室に投入された混合土は、回転軸を中心に一対の櫛状の攪拌レーキによって攪拌されることから、石が混在していても、攪拌棒間に石を挿通させることができて攪拌レーキ自体を損傷することなく攪拌作業を行なうことができる。しかも、攪拌棒が回転軸を中心に左右一対配置されていることから、攪拌レーキの１回転で２回分の攪拌を行なえることになり、攪拌の連続処理を効率的に行なうことが可能となる。
【００２０】
さらに、混合土が各攪拌室で攪拌される際、混合土は内インペラー及び外インペラーで切り返されながら送り出されることから、攪拌棒と内インペラー、外インペラーとで練り込まれることとなり、これによって充分な攪拌ができて攪拌能力がさらに向上される。
【００２１】
また、前記ケーシングが、縦方向に分割型に形成され、分割された一方を取り外すことによって、内部を確認することができて、各攪拌室内でのメンテナンスを容易に行なうことができる。
【００２２】
さらに、回転軸が攪拌室の底壁に対して着脱可能に配置されていることから、回転軸を取り外すことによって、さらに細かい攪拌室内のメンテナンス作業を容易に行なうことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本形態の改良土製造ミキサー（以下、ミキサーという）１０は、図１に示すように、下部に配置される脚部１１と、上端に外部からの投入口２１ａを有し下端に外部への排出口２２ａを有して建設発生土（以下、発生土という）と固化材（実施形態では生石灰）とを混入して攪拌する攪拌部２０と、を有して構成されている。
【００２４】
攪拌部２０は、縦方向に分割された攪拌室２３を形成するために仕切られた分割壁２５と、攪拌部２０の軸方向に配置されて各分割壁２５を挿通する回転軸２６と、分割壁２５間に配置されるとともに回転軸２６に装着された攪拌レーキ３０と、各攪拌室２３を囲繞するように円筒状に形成されたケーシング４０と、を有して構成されている。
【００２５】
ケーシング４０の上端には、投入口２１ａが形成された天井壁２１が配置され、下端には、排出口２２ａが形成された底壁２２が配置され、天井壁２１と底壁２２との間には、複数の攪拌室２３を形成するために開口部２５ａを有する分割壁２５が配置されている。実施形態においては、分割壁２５は３段（上段から２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ）に配置されて攪拌室２３を縦方向に４室（上段から２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ）設けるようにしている。
【００２６】
各分割壁２５には開口部２５ａが形成され、天井壁２１に形成された投入口２１ａの位置に対して順次位相差を有してそれぞれ配置されている。実施形態では、分割壁２５の開口部２５ａが、上段から順に攪拌レーキ３０の回転方向に沿って２７０°間隔で配置されるように分割壁２５が回転軸２６に取り付けられている。そして、分割壁２５は開口部２５ａが投入口となるような上壁にもなり、また、開口部２５ａが排出口となるような下壁２２にもなって、混合土を上段から順に下段に送るように構成されている。もちろん、攪拌室２３の数、及び、開口部２５ａの位相角度は限定するものではない。
【００２７】
各攪拌室２３に配置される攪拌レーキ３０は、図２〜３に示すように、回転軸２６を挿通して回転軸２６を中心に水平方向に十字型に形成された支持部３１と、支持部３１を一体的に固着するリング部材３４と、支持部３１の一方の直径方向の支持部材に間隔を有して垂直方向に櫛状に配置される複数の攪拌棒３３と、攪拌棒３３と直交する方向に相対向するように配置される内インペラー３５及び外インペラー３７とを有して構成されている。
【００２８】
十字型の支持部３１は、縦支持部材３１ａと横支持部材３１ｂとに形成され、攪拌棒３３は、図４〜５に示すように、回転軸２６を中心にして縦支持部材３１ａの左右に対称的に複数個づつ上下方向に移動調整可能に取り付けられている。縦支持部材３１ａの攪拌棒取り付け部材３２は、丸棒状の攪拌棒３３を挿通する挿通孔３２ａを有し、挿通孔３２ａを挿通した攪拌棒３３を止めねじ３２ｂの先端部で押圧してロックできるように形成されている。
【００２９】
内インペラー３５と外インペラー３７とは、図６〜８に示すように、支持部３１の横支持部材３１ｂに、回転軸２６を中心にして左右に相対向するように、それぞれ取り付け部材３６、３８を介して装着されている。内インペラー３５はウレタン材で矩形板状に形成されて、垂直方向（分割壁２５）に対して約６０°、水平方向（横支持部材３１ｂ）に対して約１４５°傾いて取り付けられている。また、外インペラー３７はウレタン材で矩形板状に形成されて、垂直方向（底壁２２）に対して約４５°、水平方向（横支持部材３１ｂ）に対して約１２０°傾いて取り付けられている。
【００３０】
そして、内インペラー３５は、回転軸２６付近に配置されて、混合土を回転軸２６の中心に対して回転する方向に送り出すとともに、回転軸２６から外側に切り出すようにように横支持部３１ｂに対して広めの角度で配置され、外インペラー３７は、外側に切り出された土を回転方向に送り出すように内インペラー３５より横支持部３１ｂに対し内側にむけて配置されるとともに、内インペラー３５で外側に切り出された土を上下方向に切り返すように、リング部材３４の下方付近に配置されている。従って、内インペラー３５と外インペラー３７との配置によって、混合土を回転方向に送り出すとともに上下に切り返して練り合わせをよくし、そして、切り返された混合土は、攪拌棒３３によってさらにかき混ぜられる。これによって充分な攪拌を行なうことができる。
【００３１】
なお、各攪拌室２３に垂直方向に設けられた攪拌棒３３は、攪拌レーキ３０が摩耗して各攪拌棒３３の長さが短くなった場合には、攪拌棒３３を取り付け部材３２から緩めて下方に移動することによって、全ての攪拌棒３３の下端位置を合わせることができて、均一な混合を行なえるようにしている。また、攪拌室２３の大きさや投入される混合土の量によって、あるいは内インペラー３５と外インペラー３７との下端位置を合わせるために、その高さ位置を調整することができる。
【００３２】
ケーシング４０は、実施形態においては、図１〜２に示すように、縦方向に二分割され、分割された分割ケーシング４０はそれぞれ合わせ面においてフランジ部４０ａを形成してお互いに、複数のボルトとナットで取りつけできるように形成されるとともに、一方の分割ケーシング４０Ａは、脚部１１に固着され、他方の分割ケーシング４０Ｂは、一方の分割ケーシング４０Ａに着脱可能に配置される。これによって、各攪拌室２３内におけるメンテナンス作業を容易に行なうことが可能となる。
【００３３】
脚部１１には、底壁２２から延設される複数の脚１２が配置されて、プラントＰに装着できるように形成され、底壁２２の下方で回転軸２６を回転駆動する駆動モータ２７が取り付けられている。さらに、排出口２２ａに改良土を排出ガイドする排出ガイド１３が装着されている。また、回転軸２６は底壁２２から着脱できるように底壁２２に取り付けられている。そして、回転軸２６を取り外すことによって、さらにミキサー１０内の細かいメンテナンス作業を行なえる。
【００３４】
次に、上記のように構成されたミキサー１０の作用を、図９〜１０に示すように、建設発生土再生プラント（以下プラントという）Ｐ中に配置された状態で説明する。
【００３５】
図９に示すプラントＰの構成は、一実施形態を示すものであり、搬送された建設発生土を投入して大粒の石を遮断するロールスクリーン１と、ロールスクリーンから排出された発生土を搬送するコンベア３と、コンベア３上に搬送されている発生土に生石灰を混入するための生石灰サイロ５と、コンベア３の先端側で生石灰を混入した混合土を上部からホッパ７を介して受け入れるミキサー１０と、ミキサー１０を支持する機台８と、機台８上に配置されてミキサー１０から排出された改良土を搬送する振動篩機９を有して構成されている。
【００３６】
発生土が、ロールスクリーン１に投入されると、４０〜１００ｍｇの石が選別されて除かれ、細かい土や土砂がコンベア３上に供給されて、コンベア３で搬送される。大粒の石が除かれた発生土は、生石灰サイロ５からコンベア３上に供給された固化材としての生石灰が混入されて混合土としてさらに送られる。コンベア３は進行方向に沿って上昇するように配置され、搬送された混合土は、コンベア３の先端部からホッパ７を介して、ミキサー１０の上方の投入口２１ａ（図１参照）から内部に投入される。
【００３７】
なお、このプラントＰの構成は上記に限定するものではなく、ミキサー１０の配置位置やコンベア３の配置位置等を適宜変更することができる。
【００３８】
実施形態のミキサー１０においては、ミキサー１０に投入された混合土は、上段の攪拌室２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの順で攪拌されながら排出口２２ａから排出される。この際、各攪拌室２３内に配置された攪拌レーキ３０は、図１０に示すように、分割壁２５の開口部２５ａの位置が上段から２７０°の位相差を有して配置されている。そして、攪拌レーキ３０の位置は、外インペラー３７を開口部２５ａと一致するように配置されている。
【００３９】
つまり、図１０（ａ）においては、攪拌室２３Ａを示すものであり、分割壁２５Ａは開口部２５ａを、図中、下方（上方を０°とした場合の１８０°の位置）を中心にして配置されている。そして、攪拌レーキ３０Ａは、縦支持部材３１ａが横方向に配置されて複数の攪拌棒３３を装着し、横支持部材３１ｂが縦方向に配置されて、図中、上方に内インペラー３５、下方に外インペラー３７を配置させている。なお、天井壁２１の投入口２１ａは、図１０（ａ）中には示されていないが、開口部２５ａの中心線に対して、時計回りで２７０°回転した位置、つまり、右方向（９０°）の位置にある。
【００４０】
また、図１０（ｂ）は、２段目の攪拌室２３Ｂを示すものであり、分割壁２５Ｂの開口部２５ａは、左方向（２７０°の位置）を中心にして配置され、攪拌室２３Ａにおける攪拌レーキ３０Ａが図１０（ａ）の位置にあれば、攪拌レーキ３０Ｂは、図１０（ａ）に比べて反時計方向に２７０°回転した位置にある。
【００４１】
図１０（ｃ）は、３段目の攪拌室２３Ｃを示すものであり、分割壁２５Ｃの開口部２５ａは、上方位置（０°の位置）にあり、攪拌室２３Ｂにおける攪拌レーキ３０Ｂが図１０（ｂ）の位置にあれば、攪拌レーキ３０Ｃは、図１０（ｂ）に比べて反時計方向に２７０°回転した位置にある。
【００４２】
図１０（ｄ）は、４段目の攪拌室２３Ｄを示すものであり、底壁２２の排出口２２ａは、右方位置（９０°の位置）にあり、攪拌室２３Ｃにおける攪拌レーキ３０Ｃが図１０（ｃ）の位置にあれば、攪拌レーキ３０Ｄは、図１０（ｃ）に比べて反時計方向に２７０°回転した位置にある。
【００４３】
従って、図例においては、天井壁２１の投入口２１ａから上段の攪拌室２３Ａに投入された混合土は、攪拌室２３Ａ内の攪拌レーキ３０Ａの攪拌棒３０が装着されている縦支持部材３１ａの辺りに落下される。落下された混合土は、まず、攪拌レーキ３０Ａの回転（図中、反時計方向）により、外インペラー３７が、混合土を上下方向と内側に切り返しながら回転し、次に混合土を攪拌棒３３で攪拌して、その後、内インペラー３５で混合土を上下方向に切り返しながら、分割壁２５Ａの排出口（開口部２５ａ）にかって混合土を送り出して、下方の攪拌室２３Ｂに投入する。
【００４４】
同様に、２段目の攪拌室２３Ｂで混合土をさらに攪拌した後、３段目の攪拌室２３Ｃに落下させてさらに攪拌し、４段目の攪拌室２３Ｄに落下する。４段目の攪拌室２３Ｄで攪拌された混合土は、改良土となって、底壁２２の排出口２２ａから、振動篩機９に送られることになる。
【００４５】
なお、上記の説明中、攪拌レーキ３０は連続して回転され、また、混合土も連続して投入されるため、図１０の（ａ）〜（ｄ）は、攪拌レーキ３０の停止位置を示すものではなく、各段の攪拌レーキ３０位相ずれがわかるように、各攪拌室２３における攪拌レーキ３０の回転するタイミングを示したものである。
【００４６】
振動篩機９では、改良土に含まれている４０ｍｇ以下の子粒の石が篩落されて、細かい土が改良土として搬送される。
【００４７】
上述のように、建設発生土に固化材が混入された混合土は、ミキサー１０における上段の攪拌室２３Ａの投入口２１ａから自然落下で投入されて攪拌された後、下段の攪拌室２３Ｂに移動されて順次攪拌されることになる。つまり、各段の攪拌室２３において繰り返して攪拌が行なわれることから、攪拌能力が向上して良質の改良土を製造することができる。しかも、投入された混合土が各段における上壁（分割壁２５）の開口部２５ａと下壁（分割壁２５）の開口部２５ａとの位相差分回転されるだけで下段に自然落下するため、大きな石が混入されていたり含水比の大きい粘性土を混合する際にも、回転駆動部位には負担をかけずに落下させ、簡易な構成で攪拌能力を向上することができる。
【００４８】
また、この改良土製造ミキサー１０では、攪拌室２５に投入された混合土は、回転軸２６を中心に一対の櫛状の攪拌レーキ３０によって攪拌されることから、石が混在していても、攪拌棒３３間に石を挿通させることができて攪拌レーキ３０自体を損傷することなく攪拌作業を行なうことができる。しかも、攪拌棒３３が回転軸２６を中心に左右一対配置されていることから、攪拌レーキ３０の１回転で２回分の攪拌を行なえることになり、攪拌の連続処理を効率的に行なうことが可能となる。
【００４９】
さらに、混合土が各攪拌室２３で攪拌される際、混合土は内インペラー３５及び外インペラー３７で切り返されながら送り出されることから、攪拌棒３３と内インペラー３５、外インペラー３７とで練り込まれることとなり、これによって充分な攪拌ができて攪拌能力がさらに向上される。
【００５０】
また、ケーシング４０が、縦方向に分割型に形成され、分割された一方のケーシング４０Ｂを取り外すことによって、内部を確認することができて、各攪拌室２３内でのメンテナンスを容易に行なうことができる。
【００５１】
さらに、回転軸２６が攪拌室２３の分割壁２５に対して着脱可能に配置されていることから、回転軸２６を取り外すことによって、さらに細かい攪拌室２３内のメンテナンス作業を容易に行なうことができる。
【００５２】
なお、上記のミキサーは、縦形に形成されて投入口と排出口を有した複数段の攪拌室を有し、各攪拌室内に、投入された混合土を攪拌する攪拌手段を有していれば、攪拌手段の具体的な構成は上述の攪拌レーキ３０に限定するものではない。例えば、攪拌レーキ３０に代わってパドルやそれに類するもので形成してもよい。
【００５３】
さらに、投入された混合土を上下や内外に練り合わせることができれば、上記のように形成された内側インペラー３５や外側インペラー３７に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態のミキサーを示す斜視図である。
【図２】図１における攪拌レーキを示す平面図である。
【図３】同縦断面図である。
【図４】支持部材と攪拌棒との取り付け状態を示す平面図である。
【図５】同縦断面図である。
【図６】図２における内インペラーと外インペラーを示す平面図である。
【図７】図６における内インペラーを示す取り付け図である。
【図８】図６における外インペラーを示す取り付け図である。
【図９】ミキサーが設置されたプラントを示す全体間略図である。
【図１０】各攪拌室における攪拌レーキの動作を示す作用図である。
【図１１】従来のモルタルミキサーを示す図である。
【図１２】従来のパドル式ミキサーを示す図である。
【図１３】従来のスクリューミキサーを示す図である。
【図１４】従来のロータリーハンマー式ミキサーを示す図である。
【符号の説明】
１０…ミキサー
１１…脚部
２０…攪拌部
２１…天井壁
２１ａ…投入口
２２…底壁
２２ａ…排出口
２３…攪拌室
２５…分割壁
２５ａ…開口部
２６…回転軸
３０…攪拌レーキ
３１…支持部
３３…攪拌棒
３５…内インペラー
３７…外インペラー
４０…ケーシング

Claims

建設発生土に固化材が混合された混合土を、攪拌室で攪拌して改良土として製造する改良土製造ミキサーであって、
前記攪拌室が、ケーシングに囲繞されるとともに回転可能な攪拌手段をそれぞれ有して多段式に形成され、
各攪拌室が、各攪拌室の上壁に配設されて前記攪拌手段に前記混合土を投入する投入口と、前記攪拌室の下壁に配設されて前記投入口に対して位相差を有した位置に形成される排出口とを有して構成されることを特徴とする改良土製造ミキサー。
前記攪拌手段が、回転軸と、前記回転軸に対して左右一対に配設されて複数の攪拌棒からなる攪拌レーキを有していることを特徴とする請求項１記載の改良土製造ミキサー。
前記攪拌手段に、前記混合土を回転方向に沿って送り出すとともに前記混合土を切り返す内インペラー及び外インペラーとが配設されていることを特徴とする請求項１又は２記載の改良土製造ミキサー。
前記内インペラーが前記下壁に対して約６０度に傾斜して配置され、前記外インペラーが前記下壁に対して約４５度に傾斜して配置されていることを特徴とする請求項３記載の改良土製造ミキサー。
前記ケーシングが、縦方向に分割型に形成され、分割された一方のケーシングが着脱可能に配置されていることを特徴とする請求項１記載の改良土製造ミキサー。
前記回転軸が、前記底壁に対して着脱可能に配置されていることを特徴とする請求項１記載の改良土製造ミキサー。