JP3752606B2 - 掘削土再生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削土再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
掘削土再生装置とは、掘削した土を基礎又は地盤として使用する場合、その土壌改良を行なう装置である。一般的には、セメント系固化材を添加して、撹拌混合して行なわれている。
【０００３】
従来から、軟弱地盤上に建造物を構築したり道路にする場合、その軟弱な土壌を除去し、それを廃棄、即ち埋立て用に使用し、除去した部分に強度のある土壌を入れることが行なわれている。しかしながら埋立て地の減少によって土壌の廃棄が困難となりつつあること、及び、環境問題や運送コスト等の問題から強度のある優れた土壌が減少しつつあること等の理由から、できる限り廃棄する土壌の量を減少させることが望まれてきている。また、資源の有効利用の面からも、使用できるものはできる限り使用するという要望もある。
【０００４】
よって、軟弱な土壌は改良して、その場所で、又は必要な他の場所で再度地盤として使用できるようにすることが好ましい。このような場合に使用されるのが、掘削土再生装置である。
【０００５】
掘削土再生装置は、掘削した土壌を容器に入れ、そこに固化材を添加して混合し（固化材によって土質が改良される）、それを取り出せばよいのである。よって、容器と撹拌器があればよい。しかし、これでは連続作業ができず、バッチ式であり能率が悪い。よって、最近では連続式のものが大多数である。
【０００６】
従来のこの種の装置は、筒状又は筒の半割り状の本体に撹拌混合装置が設けられ、一方端又は上部から掘削土と固化材を導入し、撹拌混合装置で混合して他方から排出するものである。用いられる撹拌混合装置は、土の進行方向と同方向の軸を有する回転翼であった。即ち、扇風機のような羽根が同軸上に多数設けられたものを２軸用いて、土壌を後方に移動させながら混合するか、スクリューコンベアのように連続したスパイラルの羽根を持ったものを２軸近接させて行なうものであった。これは、混合撹拌しながら土を送れるため、連続作業が可能となるためである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した如く、従来の連続混合機は、すべて回転翼又はスクリューの回転軸は土壌の送り方向と平行であった。これは、スクリューコンベアや扇風機と同様であり常識でもあった。勿論、これだけでは後方に移動はできても、固化材と土壌の混合はできないため、同様のものを近接して平行に載置し、そこで撹拌効果を出させている。この方式は、所謂ニーダー（混練機）等についても同様の理論である。
【０００８】
この方式では、混合するものが適度な粒度で適度な粘性を有する場合には問題はない。しかし、土壌には様々なサイズの石が含まれており、それが平行な２軸の翼の間に噛み込む場合がある。混合効率を上げるためには、２軸の翼は接近させるため（そうしないと、単になるスクリューコンベアのようになり、混合されなくなる）、より噛み込む頻度が高くなる。
【０００９】
また、この種の装置では、石や固く凝固した土壌等を破砕する機能はなく、精々、その翼の端部で切る程度である。よって、石等であれば無論のこと、凝固している土壌には固化材はほとんど混入しないこととなる。
【００１０】
よって、本業界では、以上のような欠点がなく、且つ様々な現場で簡単に掘削土の改良ができる装置が待望されていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上のような現状に鑑み、本発明者等は鋭意研究の結果本発明方法を完成したものであり、その特徴とするところは、掘削土に固化材（又は良質土）を混合し土壌改良する装置であって、掘削土と固化材（又は良質土）を導入する導入口、該混合物が混合され移動する本体部、該本体部に設けられ、該混合物の移動方向とほぼ直角の回転軸を有し、該回転軸に多数の回転刃が取付けられた複数の攪拌ロータ、及び本体部から該混合物を排出する排出口とから構成され、該複数の攪拌ロータはそれぞれ異なった回転軸に設けられているものにおいて、異なる回転軸の回転刃の回転円は互いに重ならないものであり、回転軸は４本であり、且つすべての回転軸は交互に逆方向に回転し、該回転軸間の下方に盛り上がり部３を設けた点にある。
【００１２】
ここでいう掘削土とは、土質を改良すべき土壌であり、掘削された土壌だけでなく、浚渫された土壌や、他の用途で使用されていた土壌等どのようなものでもよく、その起源は問題ではない。
【００１３】
固化材とは、通常の土壌改良に用いられるものでよく、特別なものである必要はない。要するに土壌を改良するものであればどのようなものでもよいのである。勿論、改良すべき性質によって変わるものである。しかし、通常は強度を改良するものであるため、セメント系のものが多い。
【００１４】
導入口とは、掘削土と固化材を本体に導入する開口部であり、混合したものを１ヶ所から導入するタイプでも、土と固化材を別々に導入するタイプでもよい。これは、単なる開口であり特別なものである必要はない。導入口の位置は、後述する撹拌ロータの上流側が好ましいが、撹拌ロータの上部でもよい。
【００１５】
本体部とは、固化材と土壌を混合する部分であり、且つ連続操業するため混合物を移送もする部分である。本質的には、単なる容器と撹拌ロータとからなるものである。容器自体の形状は筒状、直方体状、その他でよい。
【００１６】
撹拌ロータは、本発明の本質部分である。これは、回転軸に多数の幅を持った回転刃が取付けられたものである。ここでいう回転刃は、扇風機の羽根のように湾曲しているものでなく、ほぼ平面状のものでもよい。この点が従来の回転翼とまったく異なる点である。この回転刃はある程度の厚み（数ミリ〜数センチ程度）を有するもので、その厚みによって後方に土壌を蹴り出す方式である。よって、回転刃の回転軸は、土壌の移送方向とは直角に設けられている。
【００１７】
回転刃は、回転軸に多数、その位置を変えて取付けられている。すべてが同じ位置にあれば、１枚の板のようになり混合効率が悪くなるためである。その位置自体は、まったくのランダムでもある程度規則的に変化させてもよい。
【００１８】
回転刃は、ある程度の厚みがあれば単なる鋼板でもよいが、強度を持たせるため先端部分には硬度のあるものを別途取りつけてもよい。また、その形状も三角状、長方形等が考えられる。根本は折れないように補強したり、厚くすることも好適である。回転刃の取付け角度は、回転の放射方向でも、放射方向と少し角度を持たせてもよい。
【００１９】
この攪拌ロータ、即ち回転軸は４本である。また、回転軸の回転方向は、すべて交互に逆方向に回転する。
【００２０】
排出口は、導入口とは反対に単なる排出用の開口である。位置も、最後尾の撹拌ロータの下流側、ロータの下方等でよい。
【００２１】
本発明では、土壌改良を行なうため、固化材を混合するのであるが、固化材ではなく、良質の土壌と混合することによって、全体として所定の性質（強度等）を有する土壌としてもよい。勿論、掘削土に良質土及び固化材の両方を混合してもよいことは言うまでもない。
【００２２】
本発明装置では、土壌の粒度、粘性によって回転速度を適度に調整すればよいが、それ以外にも土壌排出速度の問題から、本体部全体を傾斜させてもよい。例えば、粘性が高く移送の難しいものであれば、排出口側を低くして移送効率を高め、逆に砂状のものの場合排出口側を少し高くして混合効率を上げることが好適である。傾斜を持たせるには、通常の油圧ジャッキ等で簡単に行なうことができる。
【００２３】
また、本発明装置は掘削する場所で使用することが最も効率がよい。そのためトレーラー等で搬送することも可能であるが、自走式、即ちトラック等の上部に設ける等でもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明掘削土再生装置１の概略を示す断面図である。本体部２は円筒状であるが、内部に盛り上がり部３を設けている。この例では、撹拌ロータ４は３基設けられておりそれぞれ多数の回転刃５（ここでは１つのみ示した）が設けられている。この図の例では、最も左にある撹拌ロータは半時計回転する。その他の撹拌ロータは交互に逆回転する。導入口６は左のロータの上部に設けられ、排出口７は右のロータの下方に設けられている。この例では、撹拌ロータの回転容積と本体容積がほぼ同様になるように本体を設計している。
【００２５】
この例では、導入口６から土壌と固化材の混合物を導入すると、最初の撹拌ロータで混合物は下方へ、そして後方へと移送される。そして、次の撹拌ロータ付近に来ると上方に掻き上げられ、そこで一部が前方に戻りながら混合される。この時、混合物は完全に撹拌ロータの回転に従うものではなく、一部は壁面に衝突し、また一部は落下する等ランダムな動きとなるため混合が起こるのである。この例では、本体部は水平に載置しているが、混合を良くするには少し出側を上げ、逆に移送速度を増すには出側を下げる。
【００２６】
図２は、本発明再生装置の撹拌ロータの１例を示す概念的な斜視図である。回転軸８に回転刃５がランダムに取付けられていることが分かる。ただし、この図では回転刃５の厚みは無視し、且つ各回転刃間の距離も大きく誇張されている。この回転刃５の取付け箇所、即ち相互の位置関係は、前記した如く、このようなランダムでなく、スパイラル状でも、部分的に規則的であってもよい。また、この図では、同一平面には１つの回転刃が存在するが、複数であってもよい。
【００２７】
図３は、本発明装置を組み込んだ再生装置全体を示す概略側面図である。掘削土を導入するホッパー９、その掘削土を本発明再生装置に移送するコンベア１０、及び固化材の貯蔵、導入を行なう固化材タンク１１、本発明再生装置１２、及び本発明装置から排出された再生土壌を移送するコンベア１３からなる。コンベア１０は、再生速度に従って速度をコントロールする。また、ホッパー９には、スクリーンを設けて、大きな石等を除去してもよい。
【００２８】
【効果】
（１） 本発明装置では、回転翼（又は類似の回転体）が、近接して同方向に回転しないため、石等が噛み込んで回転翼が破損したり、装置が停止したり、本体部が詰まったりしない。
（２） 回転翼が直接土壌や石や固く凝固した土等を打撃するため、回転翼の硬度を増せば破砕効果が非常に高くなる。
（３） 混合効率や移送量の調整が簡単である。
（４） 装置が簡単であるため、移動や、組立等が簡単でどのような現場にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の１例を示す概略断面図である。
【図２】本発明装置の撹拌ロータの１例を示す概念的な斜視図である。
【図３】本発明装置を組み込んだ装置全体の１例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１ 本発明掘削土再生装置
２ 本体部
３ 盛り上がり部
４ 撹拌ロータ
５ 回転刃
６ 導入口
７ 排出口
８ 回転軸
９ ホッパー
１０ コンベア
１１ 固化材タンク
１２ 再生装置
１３ コンベア

Claims (2)

1. 掘削土に固化材を混合し土壌改良する装置であって、掘削土と固化材を導入する導入口、該混合物が混合され移動する本体部、該本体部に設けられ、該混合物の移動方向とほぼ直角の回転軸を有し、該回転軸に多数の回転刃が取付けられた複数の攪拌ロータ、及び本体部から該混合物を排出する排出口とから構成され、該複数の攪拌ロータはそれぞれ異なった回転軸に設けられているものにおいて、異なる回転軸の回転刃の回転円は互いに重ならないものであり、回転軸は４本であり、且つすべての回転軸は交互に逆方向に回転し、該回転軸間の下方に盛り上がり部３を設けたことを特徴とする掘削土再生装置。
2. 掘削土に良質土を混合し土壌改良する装置であって、掘削土と良質土を導入する導入口、該混合物が混合され移動する本体部、該本体部に設けられ、該混合物の移動方向とほぼ直角の回転軸を有し、該回転軸に多数の回転刃が取付けられた複数の攪拌ロータ、及び本体部から該混合物を排出する排出口とから構成され、該複数の攪拌ロータはそれぞれ異なった回転軸に設けられているものにおいて、異なる回転軸の回転刃の回転円は互いに重ならないものであり、回転軸は４本であり、且つすべての回転軸は交互に逆方向に回転し、該回転軸間の下方に盛り上がり部３を設けたことを特徴とする掘削土再生装置。

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