JP3955417B2 - 泥土固化処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、推進工事、シールド工事、基礎工事、浚渫工事等の建設工事で発生する泥土を固化材と混合して固化する泥土固化処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
縦穴掘削機等による基礎工事、管推進機による推進工事、シールド工事、浚渫工事等の建設工事で発生する軟弱な泥土は、建設汚泥と呼ばれ、産業廃棄物として脱水処理した後、最終処分地に埋立て処分されている。この建設汚泥と呼ばれる泥土は、微粒子分を多く含む含水比の高い泥水状や塑性状の土砂であり、一般の建設残土とは異なり、有害物質の有無にかかわりなく産業廃棄物として取り扱われて、所定の最終処分地で処分するように定められている。しかしながら、最近は、産業廃棄物の最終処分地の立地難が深刻化し、こうしたことを背景にして建設副産物のリサイクルの促進が要請されている。こうした要請から、これまで利用価値のなかった泥土について、施工業者自らが泥土の発生現場やその近辺で固化材（脱水処理剤等）を混合して改質処理を施すことにより、これを強度の高い一般建設残土と同等の土砂に改質して利用価値を創出し、改質処理現場から再利用先へと直接搬送して、路盤材、埋め戻し土、宅地造成土、土手の盛土等の種々の用途に再利用する技術の開発が進められている。
【０００３】
泥土の発生現場やその近辺で改質処理を施す方法としては、泥土にセメント系や石灰系の固化材を混合する方法が知られている。こうした方法を具現する装置として、従来、例えば特開昭６４ー４３３９９号公報及び特開昭６４ー４３４００号公報に記載されているような装置が知られている。この出願の発明は、こうした従来の装置を改良しようとするものである。そこで、この種の従来の装置を本明細書で従来の技術として位置付け、その技術内容を図７及び図８に基づいて以下に説明する。図７は、従来の技術に係る泥土固化処理装置の縦断面図、図８は、図７の泥土固化処理装置の V−V 線断面図である。
【０００４】
これらの図において、１は建設工事で発生する泥土を固化材と混合して固化する泥土固化処理装置、２ａは泥土を投入するための泥土投入ホッパ、２ｂは固化材を投入するための固化材投入ホッパ、３ａは泥土投入ホッパ２ａに投入された泥土を回転ドラム１０内にその後端側から搬入するための泥土搬入用スクリュコンベア、３ｂは固化材投入ホッパ２ｂに投入された固化材を回転ドラム１０内にその後端側から搬入するための固化材搬入用スクリュコンベア、４は回転ドラム１０を回転自在に支持するためのローラ、５はこのローラ４を軸着して基台６に回転自在に取付けるためのブラケット、６は泥土固化処理装置１を設置するための基台である。泥土搬入用スクリュコンベア３ａ及び固化材搬入用スクリュコンベア３ｂは、それぞれ泥土投入ホッパ２ａ及び固化材投入ホッパ２ｂと共に基台６で支持されるようにして回転ドラム１０の後端側に設置されている。
【０００５】
７ａは長尺の矩形板状をなし回転ドラム１０の内周面後部から前方に長手方向に向けて取付けられた後方の掻き上げ翼、７ｂはその前方に取付けられ後方の掻き上げ翼７ａよりも短い同様の前方の掻き上げ翼、８は回転ドラム１０の内周面の後方の掻き上げ翼７ａ寄りに取付けられ前方に向かって下方に傾斜した矩形板状の搬送翼、９は泥土を固化材で固化して生成された固化泥土を回転ドラム１０の前端側から外部に搬出するための、土砂排出口９ｃを有する固化泥土搬出用スクリュコンベア、９ｂはこのスクリュコンベア９を回転駆動するための回転駆動装置、１０は回転駆動することにより泥土を固化材と混合して固化する回転ドラムであり、回転ドラム１０に設けたプーリと原動機と原動機の回転をプーリに伝達するベルトとからなる図示していない回転駆動装置により回転駆動されるようになっている。なお、図７には、回転ドラム１０内に搬入した泥土を符号ＭＤ、固化材を符号ＳＤで示している。
【０００６】
後方の掻き上げ翼７ａ及び前方の掻き上げ翼７ｂは、回転ドラム１０の周方向に等間隔で放射状に多数取付けられている。後方の掻き上げ翼７ａは、泥土搬入用スクリュコンベア３ａや固化材搬入用スクリュコンベア３ｂで回転ドラム１０内に搬入された泥土や固化材を、回転ドラム１０の回転に伴って掻き上げるがごとく上昇させ、回転ドラム１０の上半部に上昇させたときに自重により落下させる作用をする。回転ドラム１０を回転駆動して泥土や固化材をこの後方の掻き上げ翼７ａで上昇、落下させる動作を繰り返すことにより、泥土を固化材と撹拌混合して固化させることができる。前方の掻き上げ翼７ｂは、こうして生成された固化泥土を、後方の掻き上げ翼７ａと同様、掻き上げるがごとく上昇させ、回転ドラム１０の上半部に上昇させたときに自重により落下させて固化泥土搬出用スクリュコンベア９の土砂取り込み口９ａに送り込む作用をする。搬送翼８は、回転ドラム１０の内周面に前方に向かって下方に傾斜するようにその周方向に等間隔で取付けられているため、後方の掻き上げ翼７ａから落下する泥土や固化材をとらえて漸次前方に移動させることができる。
【０００７】
従来の泥土固化処理装置１は、こうした構造を備えているので、泥土及び固化材をそれぞれ泥土投入ホッパ２ａ及び固化材投入ホッパ２ｂに投入して、図示していない回転駆動装置により回転ドラム１０を回転駆動すると、泥土及び固化材がそれぞれ泥土搬入用スクリュコンベア３ａ及び固化材搬入用スクリュコンベア３ｂで回転ドラム１０内の後部に搬入される。次いで、こうして回転ドラム１０内に搬入された泥土や固化材は、回転ドラム１０の回転に伴って後方の掻き上げ翼７ａの働きにより上昇、落下し、落下時に回転ドラム１０の底面部や他の泥土の塊と衝突して破砕される。また、その過程で、搬送翼８にとらえられ漸次前方に移動する。泥土や固化材が前記のような上昇、落下、破砕の動作を繰り返すことにより、泥土は、均質化されて行きながら固化材と混合して固化する。こうして生成された固化泥土は、今度は、前方の掻き上げ翼７ｂの働きより上昇、落下の動作を繰り返し、落下時に固化泥土搬出用スクリュコンベア９の土砂取り込み口９ａに逐次取り込まれて行き、固化泥土搬出用スクリュコンベア９で搬出されて土砂排出口９ｃから排出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の技術は、泥土について、上昇及び落下の動作を繰り返すことにより、泥土を破砕して均質化しながら固化材と混合しようとするものであって、泥土の破砕と混合は、泥土の自由落下に依存している。そのため、泥土を十分に破砕して固化材と均一に混合し良質の性状に改質するには、泥土の落下開始地点から落下到達地点までの距離（図８における距離Ｈ）を十分に大きく取ること、換言すると回転ドラム１０の内径を十分大きくすることが必要になる。そして、もし、回転ドラム１０の内径を十分大きくすることができない場合には、泥土の破砕が不十分になり、ひいては、泥土と固化材とが十分に混合されないことになり、その結果、泥土の固化が不十分のまま固化泥土搬出用スクリュコンベア９から排出されることとなる。こうしたことから、従来の技術では、固化処理装置１が勢い大型化することとなる。固化処理装置は、建設工事の施工業者自らが泥土の発生現場やその近辺に設置して泥土に改質処理を施すことを主眼として製作されるものであるが、この固化処理装置を設置するための泥土の発生現場やその近辺では、比較的狭隘な場所しか確保できないことが多いため、固化処理装置は、可能な限り小型化してこうした狭隘な場所にでも無理なく設置できるようにすることが必要である。
【０００９】
本発明は、前記の従来の技術の問題点を解消してこうした要求に応え得るようにするために創作されたものであって、その技術課題は、回転ドラムの径を従来の技術より小さくしても泥土を十分に破砕して固化材と効果的に混合することができる固化処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の技術課題を達成するため、この出願の第１番目の発明では次の１）の手段を採用し、この出願の第２番目の発明では次の２）の手段を採用した。
【００１１】
１）建設工事で発生する泥土とこの泥土を固化する固化材を一端側から搬入するとともに固化材により固化した固化泥土を他端側から搬出し、回転駆動することにより泥土と固化材とを上昇、落下させ内部で混合して泥土を固化する回転ドラムを備えた泥土固化処理装置において、
回転駆動される回転軸に独立した多数の撹拌羽根を固着した撹拌機を、泥土と固化材を撹拌羽根で剪断破砕しながら撹拌混合し得るように複数個並列させて、多軸撹拌機を構成し、泥土や固化材及び固化泥土が撹拌羽根上に落下するように多軸撹拌機を設置してその端部を回転ドラムの他端部から突出させるとともに、落下した固化泥土を取り込む土砂取り込み部材を撹拌羽根の下側に沿わせて設けて、土砂取り込み部材で取り込んだ固化泥土を撹拌羽根で回転ドラムの他端側から外部に搬出し得るように構成した手段。
【００１２】
２）建設工事で発生する泥土とこの泥土を固化する固化材を一端側から搬入するとともに固化材により固化した固化泥土を他端側から搬出し、回転駆動することにより泥土と固化材とを上昇、落下させ内部で混合して泥土を固化する回転ドラムを備えた泥土固化処理装置において、
回転駆動される回転軸に独立した多数の撹拌羽根とスクリュー羽根を回転ドラムの一端側から他端側に向けて順次固着した撹拌機を、泥土と固化材を撹拌羽根で剪断破砕しながら撹拌混合し得るように複数個並列させて、多軸撹拌機を構成し、泥土や固化材が撹拌羽根上に、固化泥土がスクリュー羽根上に落下するように多軸撹拌機を設置してその端部を回転ドラムの他端部から突出させるとともに、落下した固化泥土を取り込む土砂取り込み部材をスクリュー羽根の下側に沿わせて設けて、土砂取り込み部材で取り込んだ固化泥土をスクリュー羽根で回転ドラムの他端側から外部に搬出し得るように構成したようにした手段。
【００１３】
この出願の第１番目の発明では、前記１）の手段を採用しているので、回転ドラムを回転駆動して泥土と固化材を回転ドラム内にその一端側から搬入すると、泥土と固化材とを上昇、落下させ、これらの落下時に特に泥土の塊が多軸撹拌機の撹拌羽根の縁部に衝突して一部破砕される。次いで、この段階で十分に破砕されなかった泥土の塊は、各撹拌機の撹拌羽根の間に固化材と共に巻き込まれて、撹拌羽根の回転に伴って、各撹拌羽根により剪断破砕されるようにして細かく砕かれながら固化材と撹拌混合される。泥土は、こうして回転ドラム内で固化材と混合されて固化するが、その結果生成された固化泥土は、土砂取り込み部材に落下して取り込まれ、土砂取り込み部材に載置されながら撹拌羽根で回転ドラムの他端側に搬送され、次いで、回転ドラムの他端側から撹拌羽根で外部に搬出される。
【００１４】
この出願の第２番目の発明では、前記２）の手段を採用しているので、回転ドラム内に搬入された泥土は、第１番目の発明と同様にして細かく破砕されながら固化材と撹拌混合される。こうして固化材と混合して固化した固化泥土は、第１番目の発明と同様、土砂取り込み部材に落下して取り込まれて搬送され、回転ドラムの他端側から外部に搬出されるが、第２番目の発明では、固化泥土を特にスクリュー羽根で搬出するため、固化泥土を外部に連続的に搬出でき、かつ、固化泥土の排出力を増加することができて、固化泥土を外部に効率よく搬出することができる。この出願の第１番目の発明及び第２番目の発明では、泥土の落下時にその塊を多軸撹拌機の撹拌羽根の縁部に衝突させて破砕するほか、特に撹拌羽根で剪断破砕して、泥土の自由落下に依存することなく細かく砕き、その細かく砕いた泥土を、撹拌羽根で同時に巻き込んだ固化材と撹拌羽根の回転により直ちに撹拌混合するようにしているので、回転ドラムの径を従来の技術のようには大きくしなくても、泥土を十分に破砕して固化材と効果的に混合することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が実際上どのように具体化されるのかを示す具体化例を図１乃至図６に基づいて説明することにより、本発明の実施の形態を明らかにする。図１は、本発明の第１の具体化例の固化処理装置を示す縦断面図、図２は、図１の泥土固化処理装置の I−I 線断面図、図３は、図１の泥土固化処理装置のII−II線断面図、図４は、図１の泥土固化処理装置の矢印 III−III 方向の矢視図、図５は、本発明の第２の具体化例の固化処理装置を示す縦断面図、図６は、図５の泥土固化処理装置のIV−IV線断面図である。これらの図において、図７及び図８と同一符号を付けた部分はこれら両図と同等の部分を表すので詳述しない。
【００１６】
本発明の各具体化例の泥土固化処理装置１１，２１は、従来の技術と同様、建設工事で発生する泥土とこの泥土を固化する固化材を一端側から搬入するとともに固化材により固化した固化泥土を他端側から搬出し、回転駆動することにより泥土と固化材とを上昇、落下させ内部で混合して泥土を固化する回転ドラム１０を備えたものである。この回転ドラム１０には、後方の掻き上げ翼７ａと前方の掻き上げ翼７ｂとが従来の技術と同様の態様で多数取付けられているとともに、搬送翼８が従来の技術と同様の態様で多数取付けられているが、その取付数は、従来の技術よりも少ない。また、回転ドラム１０は、基台６にブラケット５を介して回転自在に取付けられたローラ４により回転自在に支持されていて、図示していない回転駆動装置により回転駆動されるようになっており、この点でも、従来の技術と変わらない。
【００１７】
まず、図１乃至図４に基づき本発明の第１の具体化例の泥土固化処理装置１１について説明する。本泥土固化処理装置１１の最大の特徴は、回転ドラム１０の回転に伴って後方の掻き上げ翼７ａや前方の掻き上げ翼７ｂにより泥土及び固化材や固化泥土を上昇、落下させる回転ドラム１０に、泥土と固化材を撹拌羽根１９ｄで剪断破砕しながら撹拌混合し得る多軸撹拌機１８を設置した点に関する構造にあるので、最初に、その構造について述べる。
【００１８】
１８は泥土と固化材を撹拌羽根１９ｄで剪断破砕しながら撹拌混合し得るように撹拌機１９を複数個並列させて構成した多軸撹拌機、１９ａは回転駆動装置１９ｂにより回転駆動される撹拌機１９の回転軸、１９ｄはこの回転軸１９ａに非連続的に設けられて固着された撹拌羽根、１９ｅは多軸撹拌機１８に設けられて多軸撹拌機１８の固化泥土の搬出側を収容するケーシングであり、回転ドラム１０の外側の部位に土砂排出口１９ｃが設けられている。回転軸１９ａは、後端を、後部固定板１ａに設けられた軸受１２で支承するとともに、前端部を前部固定板１ｂから突出させるように配設している。
【００１９】
これら後部固定板１ａ及び前部固定板１ｂは、固定的に設置された円盤状の板体で、回転ドラム１０の後側壁及び前側壁に設けた円孔にその回転を妨げないように嵌入されおり、この円孔の内周面と固定板１ａ、１ｂの外周面との間は、相対回転が行えるようにシールされている。なお、図１に示す例では、図７の従来例とは異なり、固化材は、後部固定板１ａに取付けた固化材投入ホッパ２から回転ドラム１０内にスクリュコンベアを介さずに直接搬入するようにしている。また、建設工事現場で回収した泥土は、従来例のような泥土投入ホッパ２ａによらないで、後部固定板１ａに取付けた泥土導入管３により回転ドラム１０内に連続的に搬入できるようにしている。
【００２０】
撹拌羽根１９ｄは、所定間隔を置いて回転軸１９ａに多数固着されている。これらの撹拌羽根１９ｄは、パドル羽根と称するものであって、スクリュ羽根とは異なり、それぞれが独立している。各撹拌羽根１９ｄは、ここに示す例では、二つの扇形体を外周方向に向けて末広がり状をなすように背中合せに合体させたような形状を有している。多数の撹拌羽根１９ｄは、図１に示すように、何れも前方に向かって下方に傾斜するように設けられ、互いに平行になるように配列されている。多数の撹拌羽根１９ｄは、このように前方に向かって下方に傾斜させたことにより、後方の掻き上げ翼７ａから落下する泥土や固化材が各撹拌羽根１９ｄを通過する都度漸次前方に移動させることができて搬送翼８と同等の機能を果たすことができ、それゆえ、回転ドラム１０に搬送翼８を設けることは、従来の技術とは異なり、必須不可欠の要件ではない。
【００２１】
撹拌機１９は、このように回転軸１９ａに独立した多数の撹拌羽根１９ｄを固着して構成される。多軸撹拌機１８は、こうした撹拌機１９を回転軸１９ａが互いに平行になるように複数台並列させて構成し、ここに示す例では撹拌機１９を３台ほど並べて構成している。その場合、各撹拌機１９の多数の撹拌羽根１９ｄが隣接する撹拌機１９の撹拌羽根１９ｄの間に入り込むように配置する。すなわち、各撹拌機１９の撹拌羽根１９ｄが隣接するもの同士で半径方向においてラップするようにするとともに、各撹拌機１９の撹拌羽根１９ｄを隣接する撹拌機１９の撹拌羽根１９ｄと回転軸方向に位相をずらして両者が干渉しないように配列している。
【００２２】
各撹拌機１９の回転方向については、図２に示すように、隣接する左方の一対の撹拌機１９の撹拌羽根１９ｄは、落下した泥土を挾み込み得るように、それぞれＲ1 ，Ｒ2 の方向に回転させて反対方向に同一の回転数で回転させるようにしている。また、隣接する右方の一対の撹拌機１９の撹拌羽根１９ｄは、それぞれＲ2 ，Ｒ3 の方向に回転させて同じ方向に同一の回転数で回転させるようにしている。これら各一対の撹拌機１９は、各撹拌羽根１９ｄが傾斜するように設けられていて、その回転に伴って、隣接する左右の撹拌羽根１９ｄ間の間隔を変化させるので、同一方向及び反対方向の何れの方向に回転させるときでも、隣接する左右の撹拌羽根１９ｄにより泥土を巻き込み、剪断破砕することができる。多軸撹拌機１８を構成する場合、図には撹拌機１９を３台並べて構成した例を示しているが、２台以上所望の台数並べて構成することができ、その台数は、回転ドラム１０の内径や撹拌羽根１９ｄの大きさ等を考慮しながら設計上適宜選択すればよい。
【００２３】
多軸撹拌機１８は、その端部を前部固定板１ｂを貫通させて回転ドラム１０の前端部から突出させるようにして設置するとともに、各撹拌機１９の回転軸１９を同一水平面内に配置するようにして回転ドラム１０の略中央部に水平に設置する。こうして回転ドラム１０に設置した多軸撹拌機１８は、後方の掻き上げ翼７ａや搬送翼８を設けた区域にほぼ対応する図１のＬ１の区域において、泥土を破砕し固化材と撹拌混合する働きをする。また、前方の掻き上げ翼７ｂを設けた区域にほぼ対応する図１のＬ２の区域において、固化を済ませた固化泥土を取り込んで前方に搬送する働きをし、その搬送された固化泥土は、回転ドラム１０の前端側から搬出されて排出口１９ｃから排出される。
【００２４】
多軸撹拌機１８には、この多軸撹拌機１８における固化泥土の搬出側部分（多軸撹拌機１８中、固化泥土を取り込んで搬出するＬ２の個所及びその前方個所）を収容するケーシング１９ｅを設けて、その前端部を、回転軸１９ａと同様、回転ドラム１０の前部固定板１ｂから突出させるようにしている。なお、多軸撹拌機１８のＬ１の区域には、泥土の破砕等の妨げになるため、ケーシング１９ｅを設けない。このケーシング１９ｅは、落下した固化泥土を取り込む個所すなわちＬ２の区域において、図１及び図３に示すようにケーシング１９ｅの上方側を開放して土砂取り込み部１９ｆを形成し、掻き上げ翼７ｂで掻き上げられて落下した固化泥土をケーシング１９ｅ内に取り込めるようにしている。ここに示す例では、このように、ケーシング１９ｅの一部を、落下した固化泥土を取り込むための土砂取り込み部材に兼用している。また、Ｌ２の区域の前方個所においては、図１及び図４に示すように、ケーシング１９ｅを、多軸撹拌機１８を覆うように通常の態様で設けている。土砂取り込み部材は、落下した固化泥土を取り込めるような形状の部材であって撹拌羽根１９ｄの下端に沿わせるように設けたものであればよく、必ずしもケーシング１９ｅで兼用して構成する必要はない。
【００２５】
こうした構造を備えた泥土固化処理装置１１にあっては、泥土及び固化材をそれぞれ泥土導入管３及び固化材投入ホッパ２から回転ドラム１０内に後部固定板１ａ側から搬入し、回転ドラム１０を回転駆動装置１９ｂで回転駆動すると、回転ドラム１０の回転に伴って泥土と固化材を後方の掻き上げ翼７ａにより上昇、落下させ、その落下時に、泥土の塊が多軸撹拌機１８の撹拌羽根１９ｄの縁部に衝突して一部破砕される。次いで、この段階で十分に破砕されなかった泥土の塊は、隣接する各撹拌機１９の撹拌羽根１９ｄの間に固化材と共に巻き込まれ、撹拌羽根１９ｄの回転に伴って、各撹拌羽根１９ｄにより剪断破砕されるようにして細かく砕かれ、回転ドラム１０の底部に落下する。また、その過程で、細かく砕かれた泥土は、撹拌羽根１９ｄで固化材と撹拌混合される。こうした泥土と固化材の上昇、落下、破砕、混合の動作は、回転ドラム１０の回転に伴って繰り返され、その間、泥土は、搬送翼８や撹拌羽根１９ｄの傾斜により漸次前方に進められながら固化材と混合して固化する。
【００２６】
こうして生成された固化泥土は、今度は、前方の掻き上げ翼７ｂで押し上げられて上昇、落下し、この落下した固化泥土をケーシング１９ｅの土砂取り込み部１９ｆからケーシング１９ｅ内に取り込む。回転ドラム１０の回転によりこうした動作を繰り返して固化泥土をケーシング１９ｅ内に漸次取り込むが、ケーシング１９ｅ内に取り込まれた固化泥土は、ケーシング１９ｅに収容された状態で撹拌羽根１９ｄの傾斜により前方に搬送され、前部固定板１ｂ側から回転ドラム１０の外部に搬出されて排出口１９ｃから排出される。この泥土固化処理装置１１では、上昇させた泥土を落下させるときに泥土の塊を多軸撹拌機１８の撹拌羽根１９ｄの縁部に衝突させて破砕するほか、特に撹拌羽根１９ｄの回転により剪断するようにして細かく砕くようにしていて、泥土の自由落下に依存することなく破砕するようにしている。そして、こうして細かく砕いた泥土と、撹拌羽根１９ｄで同時に巻き込んだ固化材とを撹拌羽根１９ｄの回転により直ちに撹拌混合するようにしているので、回転ドラム１０の径を従来の技術のようには大きくしなくても、泥土を十分に破砕して固化材と効果的に混合することができる。
【００２７】
この泥土固化処理装置１１によれば、こうした従来の技術にはみられない優れた効果を発揮することに加え、多軸撹拌機１８に格別の変更を加えることなく、土砂取り込み部材を付設するだけで、固化泥土の搬出機能を付加することができて、泥土固化処理装置の構造及び組立工程を簡素化することができる。しかも、その土砂取り込み部材を多軸撹拌機１８のケーシング１９ｅで兼用して構成するようにしているので、泥土固化処理装置１１を製作する際に部品点数を少なくすることができるとともに組立工程を更に簡素化することができる。
【００２８】
最後に、図５及び図６に基づき本発明の第２の具体化例の泥土固化処理装置２１について説明する。この泥土固化処理装置２１は、前記の泥土固化処理装置１１に対し、多軸撹拌機２８における固化泥土の搬出側の構造に差があるだけで、基本的な構造は、前記の泥土固化処理装置１１と変わらない。
【００２９】
図５及び図６において、２８は泥土と固化材を撹拌羽根２９ｄで巻き込んで砕きながら撹拌混合し得るように撹拌機２９を複数個平行に並列させて構成した多軸撹拌機、２９は回転軸２９ａに独立した多数の撹拌羽根２９ｄと連続したスクリュー羽根２９ｇとを回転ドラム１０の後端側から前端側に向けて順次固着した撹拌機、２９ａは回転軸１９ａと同様の回転軸、２９ｂはこの回転軸２９ａを回転駆動する回転軸１９ａと同様の回転駆動装置、２９ｃはケーシング２９ｅに設けた土砂排出口１９ｃと同様の土砂排出口、２９ｄは回転軸２９ａに固着された撹拌羽根１９ｄと同様の撹拌羽根、２９ｅはスクリュー羽根２９ｇを収容するケーシング、２９ｇは多軸撹拌機２８における固化泥土の搬出側に設けられ掻き上げ翼７ｂから落下した固化泥土を搬出するスクリュー羽根である。
【００３０】
各撹拌機２９の撹拌羽根２９ｄと隣接する撹拌機２９の撹拌羽根２９ｄとは、多軸撹拌機１８と同様に配置して互いに干渉しないように配列し、各撹拌軸は、同一方向に同一回転数で回転駆動できるように構成されている。また、各撹拌機２９のスクリュー羽根２９ｇは、ケーシング２９ｅ内に取り込んだ固化泥土を前方に搬送し得るように形成され、図６に示すように、隣接するもの同士が互いに干渉しないようにオーバーラップして配置されている。多軸撹拌機２８は、多軸撹拌機１８と同様、Ｌ１の区域において、泥土を破砕し固化材と撹拌混合する働きをするとともに、Ｌ２の区域において、固化を済ませた固化泥土を取り込んで前方に搬送する働きをする。ケーシング２９ｅは、Ｌ２の区域において、図５及び図６に示すようにケーシング２９ｅの上方側を開放して土砂取り込み部２９ｆを形成することにより、ケーシング２９ｅで土砂取り込み部材を構成している。また、このＬ２の区域の前方個所においては、図５に示すように、ケーシング２９ｅが多軸撹拌機２８を覆うように通常の態様で設けられており、これらの点は、ケーシング１９ｅと変わらない。
【００３１】
この泥土固化処理装置２１では、前記の泥土固化処理装置１１と同様、回転ドラム１０内に搬入された泥土の落下時にその塊を多軸撹拌機２８の撹拌羽根２９ｄの縁部に衝突させて破砕するほか、特に撹拌羽根２９ｄの回転により剪断するようにして細かく砕いて、泥土の自由落下に依存することなく粉砕することができる。そして、その細かく砕いた泥土と、撹拌羽根２９ｄで同時に巻き込んだ固化材とを撹拌羽根２９ｄの回転により直ちに撹拌混合するようにしているので、前記の泥土固化処理装置１１と同様、回転ドラム１０の径を従来の技術のようには大きくしなくても、泥土を十分に破砕して固化材と効果的に混合することができる。こうして生成された固化泥土は、土砂取り込み部２９ｆからケーシング２９ｅに取り込まれて回転ドラム１０の前端側から外部に搬出されるが、この泥土固化処理装置２１では、固化泥土を特にスクリュー羽根２９ｇにより搬出するようにしているため、固化泥土を外部に連続的に搬出できるとともにその固化泥土の排出力を増加することができて、固化泥土を外部に効率よく搬出することができる。また、土砂取り込み部材を多軸撹拌機２８のケーシング２９ｅで兼用して構成するようにしているので、泥土固化処理装置２１を製作する際に部品点数を少なくすることができるとともに組立工程を簡素化することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この出願の第１番目の発明及び第２番目の発明は、それぞれ、「課題を解決する手段」の項の１）及び２）に示した手段を採用しているので、この出願の各発明によれば、回転ドラムの径を従来の技術より小さくしても泥土を十分に破砕して固化材と効果的に混合することができる固化処理装置が得られる。こうした従来の技術にはみられない優れた効果を発揮することに加え、この出願の第１番目の発明によれば、多軸撹拌機に格別の変更を加えることなく、土砂取り込み部材を付設するだけで、固化泥土の搬出機能を付加することができて、泥土固化処理装置の構造及び組立工程を簡素化することができる。また、この出願の第２番目の発明によれば、スクリュー羽根を設けたことにより、固化泥土を外部に連続的に搬出できるとともにその固化泥土の排出力を増加することができて、固化泥土を外部に効率よく搬出することができる。この出願の第１番目の発明及び第２番目の発明を具体化する場合に、特に、特許請求の範囲の請求項３に記載のように具体化すれば、土砂取り込み部材を多軸撹拌機のケーシングで兼用して構成することができて、泥土固化処理装置を製作する際に部品点数を少なくすることができるとともに、この点によっても組立工程を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の具体化例の固化処理装置を示す縦断面図である。
【図２】図１の泥土固化処理装置の I−I 線断面図である。
【図３】図１の泥土固化処理装置のII−II線断面図である。
【図４】図１の泥土固化処理装置の矢印 III−III 方向の矢視図である。
【図５】本発明の第２の具体化例の固化処理装置を示す縦断面図である。
【図６】図５の泥土固化処理装置のIV−IV線断面図である。
【図７】従来の技術に係る泥土固化処理装置の縦断面図である。
【図８】図７の泥土固化処理装置の V−V 線断面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 固定板
２ 固化材投入ホッパ
３ 泥土導入管
７ａ，７ｂ 掻き上げ翼
８ 搬送翼
１０ 回転ドラム
１１ （第１の）泥土固化処理装置
１２ 軸受
１８ 多軸撹拌機
１９ 撹拌機
１９ａ，２９ａ 回転軸
１９ｂ，２９ｂ 回転駆動装置
１９ｃ，２９ｃ 排出口
１９ｄ，２９ｄ 撹拌羽根
１９ｅ，２９ｅ ケーシング
１９ｆ，２９ｆ 土砂取り込み部
２１ （第２の）泥土固化処理装置
２８ 多軸撹拌機
２９ 撹拌機
２９ｇ スクリュ羽根
ＭＤ 泥土
ＳＤ 固化材
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、推進工事、シールド工事、基礎工事、浚渫工事等の建設工事で発生する泥土を固化材と混合して固化する泥土固化処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
縦穴掘削機等による基礎工事、管推進機による推進工事、シールド工事、浚渫工事等の建設工事で発生する軟弱な泥土は、建設汚泥と呼ばれ、産業廃棄物として脱水処理した後、最終処分地に埋立て処分されている。この建設汚泥と呼ばれる泥土は、微粒子分を多く含む含水比の高い泥水状や塑性状の土砂であり、一般の建設残土とは異なり、有害物質の有無にかかわりなく産業廃棄物として取り扱われて、所定の最終処分地で処分するように定められている。しかしながら、最近は、産業廃棄物の最終処分地の立地難が深刻化し、こうしたことを背景にして建設副産物のリサイクルの促進が要請されている。こうした要請から、これまで利用価値のなかった泥土について、施工業者自らが泥土の発生現場やその近辺で固化材（脱水処理剤等）を混合して改質処理を施すことにより、これを強度の高い一般建設残土と同等の土砂に改質して利用価値を創出し、改質処理現場から再利用先へと直接搬送して、路盤材、埋め戻し土、宅地造成土、土手の盛土等の種々の用途に再利用する技術の開発が進められている。
【０００３】
泥土の発生現場やその近辺で改質処理を施す方法としては、泥土にセメント系や石灰系の固化材を混合する方法が知られている。こうした方法を具現する装置として、従来、例えば特開昭６４ー４３３９９号公報及び特開昭６４ー４３４００号公報に記載されているような装置が知られている。この出願の発明は、こうした従来の装置を改良しようとするものである。そこで、この種の従来の装置を本明細書で従来の技術として位置付け、その技術内容を図７及び図８に基づいて以下に説明する。図７は、従来の技術に係る泥土固化処理装置の縦断面図、図８は、図７の泥土固化処理装置の V−V 線断面図である。
【０００４】
これらの図において、１は建設工事で発生する泥土を固化材と混合して固化する泥土固化処理装置、２ａは泥土を投入するための泥土投入ホッパ、２ｂは固化材を投入するための固化材投入ホッパ、３ａは泥土投入ホッパ２ａに投入された泥土を回転ドラム１０内にその後端側から搬入するための泥土搬入用スクリュコンベア、３ｂは固化材投入ホッパ２ｂに投入された固化材を回転ドラム１０内にその後端側から搬入するための固化材搬入用スクリュコンベア、４は回転ドラム１０を回転自在に支持するためのローラ、５はこのローラ４を軸着して基台６に回転自在に取付けるためのブラケット、６は泥土固化処理装置１を設置するための基台である。泥土搬入用スクリュコンベア３ａ及び固化材搬入用スクリュコンベア３ｂは、それぞれ泥土投入ホッパ２ａ及び固化材投入ホッパ２ｂと共に基台６で支持されるようにして回転ドラム１０の後端側に設置されている。
【０００５】
７ａは長尺の矩形板状をなし回転ドラム１０の内周面後部から前方に長手方向に向けて取付けられた後方の掻き上げ翼、７ｂはその前方に取付けられ後方の掻き上げ翼７ａよりも短い同様の前方の掻き上げ翼、８は回転ドラム１０の内周面の後方の掻き上げ翼７ａ寄りに取付けられ前方に向かって下方に傾斜した矩形板状の搬送翼、９は泥土を固化材で固化して生成された固化泥土を回転ドラム１０の前端側から外部に搬出するための、土砂排出口９ｃを有する固化泥土搬出用スクリュコンベア、９ｂはこのスクリュコンベア９を回転駆動するための回転駆動装置、１０は回転駆動することにより泥土を固化材と混合して固化する回転ドラムであり、回転ドラム１０に設けたプーリと原動機と原動機の回転をプーリに伝達するベルトとからなる図示していない回転駆動装置により回転駆動されるようになっている。なお、図７には、回転ドラム１０内に搬入した泥土を符号ＭＤ、固化材を符号ＳＤで示している。
【０００６】
後方の掻き上げ翼７ａ及び前方の掻き上げ翼７ｂは、回転ドラム１０の周方向に等間隔で放射状に多数取付けられている。後方の掻き上げ翼７ａは、泥土搬入用スクリュコンベア３ａや固化材搬入用スクリュコンベア３ｂで回転ドラム１０内に搬入された泥土や固化材を、回転ドラム１０の回転に伴って掻き上げるがごとく上昇させ、回転ドラム１０の上半部に上昇させたときに自重により落下させる作用をする。回転ドラム１０を回転駆動して泥土や固化材をこの後方の掻き上げ翼７ａで上昇、落下させる動作を繰り返すことにより、泥土を固化材と撹拌混合して固化させることができる。前方の掻き上げ翼７ｂは、こうして生成された固化泥土を、後方の掻き上げ翼７ａと同様、掻き上げるがごとく上昇させ、回転ドラム１０の上半部に上昇させたときに自重により落下させて固化泥土搬出用スクリュコンベア９の土砂取り込み口９ａに送り込む作用をする。搬送翼８は、回転ドラム１０の内周面に前方に向かって下方に傾斜するようにその周方向に等間隔で取付けられているため、後方の掻き上げ翼７ａから落下する泥土や固化材をとらえて漸次前方に移動させることができる。
【０００７】
従来の泥土固化処理装置１は、こうした構造を備えているので、泥土及び固化材をそれぞれ泥土投入ホッパ２ａ及び固化材投入ホッパ２ｂに投入して、図示していない回転駆動装置により回転ドラム１０を回転駆動すると、泥土及び固化材がそれぞれ泥土搬入用スクリュコンベア３ａ及び固化材搬入用スクリュコンベア３ｂで回転ドラム１０内の後部に搬入される。次いで、こうして回転ドラム１０内に搬入された泥土や固化材は、回転ドラム１０の回転に伴って後方の掻き上げ翼７ａの働きにより上昇、落下し、落下時に回転ドラム１０の底面部や他の泥土の塊と衝突して破砕される。また、その過程で、搬送翼８にとらえられ漸次前方に移動する。泥土や固化材が前記のような上昇、落下、破砕の動作を繰り返すことにより、泥土は、均質化されて行きながら固化材と混合して固化する。こうして生成された固化泥土は、今度は、前方の掻き上げ翼７ｂの働きより上昇、落下の動作を繰り返し、落下時に固化泥土搬出用スクリュコンベア９の土砂取り込み口９ａに逐次取り込まれて行き、固化泥土搬出用スクリュコンベア９で搬出されて土砂排出口９ｃから排出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の技術は、泥土について、上昇及び落下の動作を繰り返すことにより、泥土を破砕して均質化しながら固化材と混合しようとするものであって、泥土の破砕と混合は、泥土の自由落下に依存している。そのため、泥土を十分に破砕して固化材と均一に混合し良質の性状に改質するには、泥土の落下開始地点から落下到達地点までの距離（図８における距離Ｈ）を十分に大きく取ること、換言すると回転ドラム１０の内径を十分大きくすることが必要になる。そして、もし、回転ドラム１０の内径を十分大きくすることができない場合には、泥土の破砕が不十分になり、ひいては、泥土と固化材とが十分に混合されないことになり、その結果、泥土の固化が不十分のまま固化泥土搬出用スクリュコンベア９から排出されることとなる。こうしたことから、従来の技術では、固化処理装置１が勢い大型化することとなる。固化処理装置は、建設工事の施工業者自らが泥土の発生現場やその近辺に設置して泥土に改質処理を施すことを主眼として製作されるものであるが、この固化処理装置を設置するための泥土の発生現場やその近辺では、比較的狭隘な場所しか確保できないことが多いため、固化処理装置は、可能な限り小型化してこうした狭隘な場所にでも無理なく設置できるようにすることが必要である。
【０００９】
本発明は、前記の従来の技術の問題点を解消してこうした要求に応え得るようにするために創作されたものであって、その技術課題は、回転ドラムの径を従来の技術より小さくしても泥土を十分に破砕して固化材と効果的に混合することができる固化処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の技術課題を達成するため、この出願の第１番目の発明では次の１）の手段を採用し、この出願の第２番目の発明では次の２）の手段を採用した。
【００１１】
１）建設工事で発生する泥土とこの泥土を固化する固化材を一端側から搬入するとともに固化材により固化した固化泥土を他端側から搬出し、回転駆動することにより泥土と固化材とを上昇、落下させ内部で混合して泥土を固化する回転ドラムを備えた泥土固化処理装置において、
回転駆動される回転軸に独立した多数の撹拌羽根を固着した撹拌機を、泥土と固化材を撹拌羽根で剪断破砕しながら撹拌混合し得るように複数個並列させて、多軸撹拌機を構成し、泥土や固化材及び固化泥土が撹拌羽根上に落下するように多軸撹拌機を設置してその端部を回転ドラムの他端部から突出させるとともに、落下した固化泥土を取り込む土砂取り込み部材を撹拌羽根の下側に沿わせて設けて、土砂取り込み部材で取り込んだ固化泥土を撹拌羽根で回転ドラムの他端側から外部に搬出し得るように構成した手段。
【００１２】
２）建設工事で発生する泥土とこの泥土を固化する固化材を一端側から搬入するとともに固化材により固化した固化泥土を他端側から搬出し、回転駆動することにより泥土と固化材とを上昇、落下させ内部で混合して泥土を固化する回転ドラムを備えた泥土固化処理装置において、
回転駆動される回転軸に独立した多数の撹拌羽根とスクリュー羽根を回転ドラムの一端側から他端側に向けて順次固着した撹拌機を、泥土と固化材を撹拌羽根で剪断破砕しながら撹拌混合し得るように複数個並列させて、多軸撹拌機を構成し、泥土や固化材が撹拌羽根上に、固化泥土がスクリュー羽根上に落下するように多軸撹拌機を設置してその端部を回転ドラムの他端部から突出させるとともに、落下した固化泥土を取り込む土砂取り込み部材をスクリュー羽根の下側に沿わせて設けて、土砂取り込み部材で取り込んだ固化泥土をスクリュー羽根で回転ドラムの他端側から外部に搬出し得るように構成したようにした手段。
【００１３】
この出願の第１番目の発明では、前記１）の手段を採用しているので、回転ドラムを回転駆動して泥土と固化材を回転ドラム内にその一端側から搬入すると、泥土と固化材とを上昇、落下させ、これらの落下時に特に泥土の塊が多軸撹拌機の撹拌羽根の縁部に衝突して一部破砕される。次いで、この段階で十分に破砕されなかった泥土の塊は、各撹拌機の撹拌羽根の間に固化材と共に巻き込まれて、撹拌羽根の回転に伴って、各撹拌羽根により剪断破砕されるようにして細かく砕かれながら固化材と撹拌混合される。泥土は、こうして回転ドラム内で固化材と混合されて固化するが、その結果生成された固化泥土は、土砂取り込み部材に落下して取り込まれ、土砂取り込み部材に載置されながら撹拌羽根で回転ドラムの他端側に搬送され、次いで、回転ドラムの他端側から撹拌羽根で外部に搬出される。
【００１４】
この出願の第２番目の発明では、前記２）の手段を採用しているので、回転ドラム内に搬入された泥土は、第１番目の発明と同様にして細かく破砕されながら固化材と撹拌混合される。こうして固化材と混合して固化した固化泥土は、第１番目の発明と同様、土砂取り込み部材に落下して取り込まれて搬送され、回転ドラムの他端側から外部に搬出されるが、第２番目の発明では、固化泥土を特にスクリュー羽根で搬出するため、固化泥土を外部に連続的に搬出でき、かつ、固化泥土の排出力を増加することができて、固化泥土を外部に効率よく搬出することができる。この出願の第１番目の発明及び第２番目の発明では、泥土の落下時にその塊を多軸撹拌機の撹拌羽根の縁部に衝突させて破砕するほか、特に撹拌羽根で剪断破砕して、泥土の自由落下に依存することなく細かく砕き、その細かく砕いた泥土を、撹拌羽根で同時に巻き込んだ固化材と撹拌羽根の回転により直ちに撹拌混合するようにしているので、回転ドラムの径を従来の技術のようには大きくしなくても、泥土を十分に破砕して固化材と効果的に混合することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が実際上どのように具体化されるのかを示す具体化例を図１乃至図６に基づいて説明することにより、本発明の実施の形態を明らかにする。図１は、本発明の第１の具体化例の固化処理装置を示す縦断面図、図２は、図１の泥土固化処理装置の I−I 線断面図、図３は、図１の泥土固化処理装置のII−II線断面図、図４は、図１の泥土固化処理装置の矢印 III−III 方向の矢視図、図５は、本発明の第２の具体化例の固化処理装置を示す縦断面図、図６は、図５の泥土固化処理装置のIV−IV線断面図である。これらの図において、図７及び図８と同一符号を付けた部分はこれら両図と同等の部分を表すので詳述しない。
【００１６】
本発明の各具体化例の泥土固化処理装置１１，２１は、従来の技術と同様、建設工事で発生する泥土とこの泥土を固化する固化材を一端側から搬入するとともに固化材により固化した固化泥土を他端側から搬出し、回転駆動することにより泥土と固化材とを上昇、落下させ内部で混合して泥土を固化する回転ドラム１０を備えたものである。この回転ドラム１０には、後方の掻き上げ翼７ａと前方の掻き上げ翼７ｂとが従来の技術と同様の態様で多数取付けられているとともに、搬送翼８が従来の技術と同様の態様で多数取付けられているが、その取付数は、従来の技術よりも少ない。また、回転ドラム１０は、基台６にブラケット５を介して回転自在に取付けられたローラ４により回転自在に支持されていて、図示していない回転駆動装置により回転駆動されるようになっており、この点でも、従来の技術と変わらない。
【００１７】
まず、図１乃至図４に基づき本発明の第１の具体化例の泥土固化処理装置１１について説明する。本泥土固化処理装置１１の最大の特徴は、回転ドラム１０の回転に伴って後方の掻き上げ翼７ａや前方の掻き上げ翼７ｂにより泥土及び固化材や固化泥土を上昇、落下させる回転ドラム１０に、泥土と固化材を撹拌羽根１９ｄで剪断破砕しながら撹拌混合し得る多軸撹拌機１８を設置した点に関する構造にあるので、最初に、その構造について述べる。
【００１８】
１８は泥土と固化材を撹拌羽根１９ｄで剪断破砕しながら撹拌混合し得るように撹拌機１９を複数個並列させて構成した多軸撹拌機、１９ａは回転駆動装置１９ｂにより回転駆動される撹拌機１９の回転軸、１９ｄはこの回転軸１９ａに非連続的に設けられて固着された撹拌羽根、１９ｅは多軸撹拌機１８に設けられて多軸撹拌機１８の固化泥土の搬出側を収容するケーシングであり、回転ドラム１０の外側の部位に土砂排出口１９ｃが設けられている。回転軸１９ａは、後端を、後部固定板１ａに設けられた軸受１２で支承するとともに、前端部を前部固定板１ｂから突出させるように配設している。
【００１９】
これら後部固定板１ａ及び前部固定板１ｂは、固定的に設置された円盤状の板体で、回転ドラム１０の後側壁及び前側壁に設けた円孔にその回転を妨げないように嵌入されおり、この円孔の内周面と固定板１ａ、１ｂの外周面との間は、相対回転が行えるようにシールされている。なお、図１に示す例では、図７の従来例とは異なり、固化材は、後部固定板１ａに取付けた固化材投入ホッパ２から回転ドラム１０内にスクリュコンベアを介さずに直接搬入するようにしている。また、建設工事現場で回収した泥土は、従来例のような泥土投入ホッパ２ａによらないで、後部固定板１ａに取付けた泥土導入管３により回転ドラム１０内に連続的に搬入できるようにしている。
【００２０】
撹拌羽根１９ｄは、所定間隔を置いて回転軸１９ａに多数固着されている。これらの撹拌羽根１９ｄは、パドル羽根と称するものであって、スクリュ羽根とは異なり、それぞれが独立している。各撹拌羽根１９ｄは、ここに示す例では、二つの扇形体を外周方向に向けて末広がり状をなすように背中合せに合体させたような形状を有している。多数の撹拌羽根１９ｄは、図１に示すように、何れも前方に向かって下方に傾斜するように設けられ、互いに平行になるように配列されている。多数の撹拌羽根１９ｄは、このように前方に向かって下方に傾斜させたことにより、後方の掻き上げ翼７ａから落下する泥土や固化材が各撹拌羽根１９ｄを通過する都度漸次前方に移動させることができて搬送翼８と同等の機能を果たすことができ、それゆえ、回転ドラム１０に搬送翼８を設けることは、従来の技術とは異なり、必須不可欠の要件ではない。
【００２１】
撹拌機１９は、このように回転軸１９ａに独立した多数の撹拌羽根１９ｄを固着して構成される。多軸撹拌機１８は、こうした撹拌機１９を回転軸１９ａが互いに平行になるように複数台並列させて構成し、ここに示す例では撹拌機１９を３台ほど並べて構成している。その場合、各撹拌機１９の多数の撹拌羽根１９ｄが隣接する撹拌機１９の撹拌羽根１９ｄの間に入り込むように配置する。すなわち、各撹拌機１９の撹拌羽根１９ｄが隣接するもの同士で半径方向においてラップするようにするとともに、各撹拌機１９の撹拌羽根１９ｄを隣接する撹拌機１９の撹拌羽根１９ｄと回転軸方向に位相をずらして両者が干渉しないように配列している。
【００２２】
各撹拌機１９の回転方向については、図２に示すように、隣接する左方の一対の撹拌機１９の撹拌羽根１９ｄは、落下した泥土を挾み込み得るように、それぞれＲ1 ，Ｒ2 の方向に回転させて反対方向に同一の回転数で回転させるようにしている。また、隣接する右方の一対の撹拌機１９の撹拌羽根１９ｄは、それぞれＲ2 ，Ｒ3 の方向に回転させて同じ方向に同一の回転数で回転させるようにしている。これら各一対の撹拌機１９は、各撹拌羽根１９ｄが傾斜するように設けられていて、その回転に伴って、隣接する左右の撹拌羽根１９ｄ間の間隔を変化させるので、同一方向及び反対方向の何れの方向に回転させるときでも、隣接する左右の撹拌羽根１９ｄにより泥土を巻き込み、剪断破砕することができる。多軸撹拌機１８を構成する場合、図には撹拌機１９を３台並べて構成した例を示しているが、２台以上所望の台数並べて構成することができ、その台数は、回転ドラム１０の内径や撹拌羽根１９ｄの大きさ等を考慮しながら設計上適宜選択すればよい。
【００２３】
多軸撹拌機１８は、その端部を前部固定板１ｂを貫通させて回転ドラム１０の前端部から突出させるようにして設置するとともに、各撹拌機１９の回転軸１９を同一水平面内に配置するようにして回転ドラム１０の略中央部に水平に設置する。こうして回転ドラム１０に設置した多軸撹拌機１８は、後方の掻き上げ翼７ａや搬送翼８を設けた区域にほぼ対応する図１のＬ１の区域において、泥土を破砕し固化材と撹拌混合する働きをする。また、前方の掻き上げ翼７ｂを設けた区域にほぼ対応する図１のＬ２の区域において、固化を済ませた固化泥土を取り込んで前方に搬送する働きをし、その搬送された固化泥土は、回転ドラム１０の前端側から搬出されて排出口１９ｃから排出される。
【００２４】
多軸撹拌機１８には、この多軸撹拌機１８における固化泥土の搬出側部分（多軸撹拌機１８中、固化泥土を取り込んで搬出するＬ２の個所及びその前方個所）を収容するケーシング１９ｅを設けて、その前端部を、回転軸１９ａと同様、回転ドラム１０の前部固定板１ｂから突出させるようにしている。なお、多軸撹拌機１８のＬ１の区域には、泥土の破砕等の妨げになるため、ケーシング１９ｅを設けない。このケーシング１９ｅは、落下した固化泥土を取り込む個所すなわちＬ２の区域において、図１及び図３に示すようにケーシング１９ｅの上方側を開放して土砂取り込み部１９ｆを形成し、掻き上げ翼７ｂで掻き上げられて落下した固化泥土をケーシング１９ｅ内に取り込めるようにしている。ここに示す例では、このように、ケーシング１９ｅの一部を、落下した固化泥土を取り込むための土砂取り込み部材に兼用している。また、Ｌ２の区域の前方個所においては、図１及び図４に示すように、ケーシング１９ｅを、多軸撹拌機１８を覆うように通常の態様で設けている。土砂取り込み部材は、落下した固化泥土を取り込めるような形状の部材であって撹拌羽根１９ｄの下端に沿わせるように設けたものであればよく、必ずしもケーシング１９ｅで兼用して構成する必要はない。
【００２５】
こうした構造を備えた泥土固化処理装置１１にあっては、泥土及び固化材をそれぞれ泥土導入管３及び固化材投入ホッパ２から回転ドラム１０内に後部固定板１ａ側から搬入し、回転ドラム１０を回転駆動装置１９ｂで回転駆動すると、回転ドラム１０の回転に伴って泥土と固化材を後方の掻き上げ翼７ａにより上昇、落下させ、その落下時に、泥土の塊が多軸撹拌機１８の撹拌羽根１９ｄの縁部に衝突して一部破砕される。次いで、この段階で十分に破砕されなかった泥土の塊は、隣接する各撹拌機１９の撹拌羽根１９ｄの間に固化材と共に巻き込まれ、撹拌羽根１９ｄの回転に伴って、各撹拌羽根１９ｄにより剪断破砕されるようにして細かく砕かれ、回転ドラム１０の底部に落下する。また、その過程で、細かく砕かれた泥土は、撹拌羽根１９ｄで固化材と撹拌混合される。こうした泥土と固化材の上昇、落下、破砕、混合の動作は、回転ドラム１０の回転に伴って繰り返され、その間、泥土は、搬送翼８や撹拌羽根１９ｄの傾斜により漸次前方に進められながら固化材と混合して固化する。
【００２６】
こうして生成された固化泥土は、今度は、前方の掻き上げ翼７ｂで押し上げられて上昇、落下し、この落下した固化泥土をケーシング１９ｅの土砂取り込み部１９ｆからケーシング１９ｅ内に取り込む。回転ドラム１０の回転によりこうした動作を繰り返して固化泥土をケーシング１９ｅ内に漸次取り込むが、ケーシング１９ｅ内に取り込まれた固化泥土は、ケーシング１９ｅに収容された状態で撹拌羽根１９ｄの傾斜により前方に搬送され、前部固定板１ｂ側から回転ドラム１０の外部に搬出されて排出口１９ｃから排出される。この泥土固化処理装置１１では、上昇させた泥土を落下させるときに泥土の塊を多軸撹拌機１８の撹拌羽根１９ｄの縁部に衝突させて破砕するほか、特に撹拌羽根１９ｄの回転により剪断するようにして細かく砕くようにしていて、泥土の自由落下に依存することなく破砕するようにしている。そして、こうして細かく砕いた泥土と、撹拌羽根１９ｄで同時に巻き込んだ固化材とを撹拌羽根１９ｄの回転により直ちに撹拌混合するようにしているので、回転ドラム１０の径を従来の技術のようには大きくしなくても、泥土を十分に破砕して固化材と効果的に混合することができる。
【００２７】
この泥土固化処理装置１１によれば、こうした従来の技術にはみられない優れた効果を発揮することに加え、多軸撹拌機１８に格別の変更を加えることなく、土砂取り込み部材を付設するだけで、固化泥土の搬出機能を付加することができて、泥土固化処理装置の構造及び組立工程を簡素化することができる。しかも、その土砂取り込み部材を多軸撹拌機１８のケーシング１９ｅで兼用して構成するようにしているので、泥土固化処理装置１１を製作する際に部品点数を少なくすることができるとともに組立工程を更に簡素化することができる。
【００２８】
最後に、図５及び図６に基づき本発明の第２の具体化例の泥土固化処理装置２１について説明する。この泥土固化処理装置２１は、前記の泥土固化処理装置１１に対し、多軸撹拌機２８における固化泥土の搬出側の構造に差があるだけで、基本的な構造は、前記の泥土固化処理装置１１と変わらない。
【００２９】
図５及び図６において、２８は泥土と固化材を撹拌羽根２９ｄで巻き込んで砕きながら撹拌混合し得るように撹拌機２９を複数個平行に並列させて構成した多軸撹拌機、２９は回転軸２９ａに独立した多数の撹拌羽根２９ｄと連続したスクリュー羽根２９ｇとを回転ドラム１０の後端側から前端側に向けて順次固着した撹拌機、２９ａは回転軸１９ａと同様の回転軸、２９ｂはこの回転軸２９ａを回転駆動する回転軸１９ａと同様の回転駆動装置、２９ｃはケーシング２９ｅに設けた土砂排出口１９ｃと同様の土砂排出口、２９ｄは回転軸２９ａに固着された撹拌羽根１９ｄと同様の撹拌羽根、２９ｅはスクリュー羽根２９ｇを収容するケーシング、２９ｇは多軸撹拌機２８における固化泥土の搬出側に設けられ掻き上げ翼７ｂから落下した固化泥土を搬出するスクリュー羽根である。
【００３０】
各撹拌機２９の撹拌羽根２９ｄと隣接する撹拌機２９の撹拌羽根２９ｄとは、多軸撹拌機１８と同様に配置して互いに干渉しないように配列し、各撹拌軸は、同一方向に同一回転数で回転駆動できるように構成されている。また、各撹拌機２９のスクリュー羽根２９ｇは、ケーシング２９ｅ内に取り込んだ固化泥土を前方に搬送し得るように形成され、図６に示すように、隣接するもの同士が互いに干渉しないようにオーバーラップして配置されている。多軸撹拌機２８は、多軸撹拌機１８と同様、Ｌ１の区域において、泥土を破砕し固化材と撹拌混合する働きをするとともに、Ｌ２の区域において、固化を済ませた固化泥土を取り込んで前方に搬送する働きをする。ケーシング２９ｅは、Ｌ２の区域において、図５及び図６に示すようにケーシング２９ｅの上方側を開放して土砂取り込み部２９ｆを形成することにより、ケーシング２９ｅで土砂取り込み部材を構成している。また、このＬ２の区域の前方個所においては、図５に示すように、ケーシング２９ｅが多軸撹拌機２８を覆うように通常の態様で設けられており、これらの点は、ケーシング１９ｅと変わらない。
【００３１】
この泥土固化処理装置２１では、前記の泥土固化処理装置１１と同様、回転ドラム１０内に搬入された泥土の落下時にその塊を多軸撹拌機２８の撹拌羽根２９ｄの縁部に衝突させて破砕するほか、特に撹拌羽根２９ｄの回転により剪断するようにして細かく砕いて、泥土の自由落下に依存することなく粉砕することができる。そして、その細かく砕いた泥土と、撹拌羽根２９ｄで同時に巻き込んだ固化材とを撹拌羽根２９ｄの回転により直ちに撹拌混合するようにしているので、前記の泥土固化処理装置１１と同様、回転ドラム１０の径を従来の技術のようには大きくしなくても、泥土を十分に破砕して固化材と効果的に混合することができる。こうして生成された固化泥土は、土砂取り込み部２９ｆからケーシング２９ｅに取り込まれて回転ドラム１０の前端側から外部に搬出されるが、この泥土固化処理装置２１では、固化泥土を特にスクリュー羽根２９ｇにより搬出するようにしているため、固化泥土を外部に連続的に搬出できるとともにその固化泥土の排出力を増加することができて、固化泥土を外部に効率よく搬出することができる。また、土砂取り込み部材を多軸撹拌機２８のケーシング２９ｅで兼用して構成するようにしているので、泥土固化処理装置２１を製作する際に部品点数を少なくすることができるとともに組立工程を簡素化することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この出願の第１番目の発明及び第２番目の発明は、それぞれ、「課題を解決する手段」の項の１）及び２）に示した手段を採用しているので、この出願の各発明によれば、回転ドラムの径を従来の技術より小さくしても泥土を十分に破砕して固化材と効果的に混合することができる固化処理装置が得られる。こうした従来の技術にはみられない優れた効果を発揮することに加え、この出願の第１番目の発明によれば、多軸撹拌機に格別の変更を加えることなく、土砂取り込み部材を付設するだけで、固化泥土の搬出機能を付加することができて、泥土固化処理装置の構造及び組立工程を簡素化することができる。また、この出願の第２番目の発明によれば、スクリュー羽根を設けたことにより、固化泥土を外部に連続的に搬出できるとともにその固化泥土の排出力を増加することができて、固化泥土を外部に効率よく搬出することができる。この出願の第１番目の発明及び第２番目の発明を具体化する場合に、特に、特許請求の範囲の請求項３に記載のように具体化すれば、土砂取り込み部材を多軸撹拌機のケーシングで兼用して構成することができて、泥土固化処理装置を製作する際に部品点数を少なくすることができるとともに、この点によっても組立工程を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の具体化例の固化処理装置を示す縦断面図である。
【図２】図１の泥土固化処理装置の I−I 線断面図である。
【図３】図１の泥土固化処理装置のII−II線断面図である。
【図４】図１の泥土固化処理装置の矢印 III−III 方向の矢視図である。
【図５】本発明の第２の具体化例の固化処理装置を示す縦断面図である。
【図６】図５の泥土固化処理装置のIV−IV線断面図である。
【図７】従来の技術に係る泥土固化処理装置の縦断面図である。
【図８】図７の泥土固化処理装置の V−V 線断面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 固定板
２ 固化材投入ホッパ
３ 泥土導入管
７ａ，７ｂ 掻き上げ翼
８ 搬送翼
１０ 回転ドラム
１１ （第１の）泥土固化処理装置
１２ 軸受
１８ 多軸撹拌機
１９ 撹拌機
１９ａ，２９ａ 回転軸
１９ｂ，２９ｂ 回転駆動装置
１９ｃ，２９ｃ 排出口
１９ｄ，２９ｄ 撹拌羽根
１９ｅ，２９ｅ ケーシング
１９ｆ，２９ｆ 土砂取り込み部
２１ （第２の）泥土固化処理装置
２８ 多軸撹拌機
２９ 撹拌機
２９ｇ スクリュ羽根
ＭＤ 泥土
ＳＤ 固化材
Claims (3)
- 建設工事で発生する泥土とこの泥土を固化する固化材を一端側から搬入するとともに固化材により固化した固化泥土を他端側から搬出し、回転駆動することにより泥土と固化材とを上昇、落下させ内部で混合して泥土を固化する回転ドラムを備えた泥土固化処理装置において、回転駆動される回転軸に独立した多数の撹拌羽根を固着した撹拌機を、泥土と固化材を撹拌羽根で剪断破砕しながら撹拌混合し得るように複数個並列させて、多軸撹拌機を構成し、泥土や固化材及び固化泥土が撹拌羽根上に落下するように多軸撹拌機を設置してその端部を回転ドラムの他端部から突出させるとともに、落下した固化泥土を取り込む土砂取り込み部材を撹拌羽根の下側に沿わせて設けて、土砂取り込み部材で取り込んだ固化泥土を撹拌羽根で回転ドラムの他端側から外部に搬出し得るように構成したことを特徴とする泥土固化処理装置。
- 建設工事で発生する泥土とこの泥土を固化する固化材を一端側から搬入するとともに固化材により固化した固化泥土を他端側から搬出し、回転駆動することにより泥土と固化材とを上昇、落下させ内部で混合して泥土を固化する回転ドラムを備えた泥土固化処理装置において、回転駆動される回転軸に独立した多数の撹拌羽根とスクリュー羽根を回転ドラムの一端側から他端側に向けて順次固着した撹拌機を、泥土と固化材を撹拌羽根で剪断破砕しながら撹拌混合し得るように複数個並列させて、多軸撹拌機を構成し、泥土や固化材が撹拌羽根上に、固化泥土がスクリュー羽根上に落下するように多軸撹拌機を設置してその端部を回転ドラムの他端部から突出させるとともに、落下した固化泥土を取り込む土砂取り込み部材をスクリュー羽根の下側に沿わせて設けて、土砂取り込み部材で取り込んだ固化泥土をスクリュー羽根で回転ドラムの他端側から外部に搬出し得るように構成したことを特徴とする泥土固化処理装置。
- 多軸撹拌機に、この多軸撹拌機における固化泥土の搬出側部分を収容するケーシングを設けて、落下した固化泥土を取り込む個所においてケーシングの上方側を開放することにより、土砂取り込み部材を多軸撹拌機のケーシングで構成するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の泥土固化処理装置。
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