JP4169654B2 - 現地複合材料混合装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現地複合材料混合装置に関し、特に、現地で発生した砂礫、土砂等の現地発生材料もしくは現地発生材料に他の複数の異粒径材を混合した材料にセメント等の硬化剤や地盤改良用の固化剤を添加して現地複合材料を生成する際に、混合を効率化して良質の現地複合材料を製造する現地複合材料混合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のダム工事における堤体構築等では、硬化後の築堤材料の圧縮強度が１．０〜３．０Ｎ／ｍｍ2程度しか必要としない場合に骨材の粒度を調整する製造工程を省いて、河床砂礫等の現地発生材料にセメントを混合した材料を用いる工法（以下、ＣＳＧ工法という）が採用されつつある。このＣＳＧ工法は、砂礫、土砂等の現地発生材料にセメント等の硬化剤を混合してからブルドーザ等で敷き均し、振動ローラ等で転圧して構造物を築造することから、残土となる現地発生材料の活用によって経済性や施工性、環境保全性に優れ、セメントを混合することで材料強度の増加が図れているので、法勾配が急な構造物の施工が可能である等の利点があることから注目されている。
【０００３】
又、軟弱地盤上に建造物を構築したり道路を形成する場合、その軟弱な土壌を掘削除去し、除去した部分に強度のある土壌を入れることが行われているが、その際に環境問題や運送コスト等の問題から、掘削した現地発生土壌に固化剤を混合して土壌改良を行い、該改良土壌を掘削除去した部分に入れ替えて再度地盤として使用する地盤改良工法が行われている。
【０００４】
しかるに、前者ＣＳＧ工法は、上記のように現地発生材料をそのまま使用することで粒度調整がなされていないために、硬化後の築堤材料の圧縮強度に安定性がなく、大規模工事等では広範囲のヤードの確保や多くの施工機械等を要してコスト上の問題等を生じていたが、その改善策として河床砂礫等の含水砂礫を骨材にするに際して、骨材の最大粒径を１５０ｍｍ、細骨材率１６％以上にする分粒手段を施しながら、水セメント比を３５〜１００％の範囲に配合するようにセメント量を調整しながら混合するＣＳＧ工法も提案されている。（たとえば、特許文献１、２を参照）
【０００５】
ところが、これらの提案も分粒手段やセメント調整装置等の設備類を必要とすることで嵩高のコストを要しながら、混合手段としては、通常のものを採用しているためにセメントと骨材との混合等が十分でなく築堤材料としては、その品質において安定性を欠いているのではとの危惧を抱かせていた。
【０００６】
一方、硬化後の築堤材料の圧縮強度を１．０〜３．０Ｎ／ｍｍ2程度しか必要としない場合には、上記のように河床砂礫等の現地発生材を用いるばかりでなく、骨材の粒度を調整する製造工程を省いて、複数の異粒径材を用いながらセメントと混合させるＣＳＧ工法を採用するものであり、コスト削減を図りながら効率よく混合でき築堤材料としての品質を確保できる混合手段が嘱望されていた。
【０００７】
又、後者の地盤改良工法は、掘削した土壌を容器に入れ、そこに固化剤を添加して混合して、それを再度取り出して掘削除去した部分に埋め戻せばよいので、容器と攪拌機さえあれば事足りるが、これではバッチ式となり連続作業ができないために作業効率が悪いので、掘削土壌を移動させながら添加した固化剤と連続して混合できる混合手段が嘱望されていた。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−３０５７９５号公報（段落符号「００２０」〜「００２８」末行、図１、２）
【特許文献２】
特許第３２０２０９９号公報（段落符号「００２１」〜「００２３」末行、図１、２）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の現状に鑑みてその改善策を提案するものであり、砂礫、土砂等の現地発生材料もしくは該現地発生材料に複数の異粒径材を混合した材料にセメント等の硬化剤や地盤改良用の固化剤を混合して現地複合材料を生成する際に、コスト削減を図れるとともに、該現地発生材料を移動させながら添加した硬化剤或いは固化剤と連続して効率よく混合して、硬化或いは固化後には高品質の確保された現地複合材料混合装置の提供を目的にしている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明である現地複合材料混合装置は、上端の搬入口と下端の搬出口とを備えて傾斜状に設置される流下搬送体、流下搬送体に直交させて並行に複数個配置し、回転軸の周辺にパドルを軸方向と周辺方向に所定の間隔で放射状に植設して成る攪拌翼、攪拌翼に対応させて、下端の搬出口に向かう傾斜方向の当該撹拌翼後方位置に設置される流下堰板及び複数の攪拌翼を連結しながら、下端の搬出口に向かう傾斜方向と反対の、上端の搬入口に向かって掻き揚げる方向に回転させる攪拌翼駆動機から構成されており、上端の搬入口から投入した現地発生材料もしくはこれに複数の異粒径材を混合した材料にセメント等の硬化剤或いは固化剤を添加して、材料の混合を確実かつ効率よく行って良質の現地複合材料を製造している。
【００１１】
請求項２に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１に記載の現地複合材料混合装置において、流下堰板をパドル先端の回転円弧との間に所定の間隔を確保して配置することを特徴としており、上記機能に加えて、攪拌翼の下流側に形成する平坦な合流部で的確かつ効率よく合流・混合させることで現地複合材料の混合性を増長している。
【００１２】
請求項３に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１又は２に記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体を、単一の攪拌翼と攪拌翼の後方位置に設置される流下堰板とから構成される部分ブロックを形成し、部分ブロックを適宜に組み立てて構成することを特徴としており、上記機能に加えて、部分ブロックを取り付けもしくは取り外すだけで撹拌翼を取り付けた適切な長さの流下搬送体を形成して材料の混合性を調整できると共にブロック単位に分割して清掃も容易にできるよう構成している。
【００１３】
請求項４に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、部分ブロックに、流下堰板の上端に連続させる平坦な流下案内板を底板部に設置して構成される所定長の混合調整ブロックを、適宜に付属させることを特徴としており、上記機能に加えて、混合調整ブロックを入れ替えて平坦部の長さを現地発生材料に合わせた適切な長さに設定して流下案内板における現地複合材料の混合性を増長させている。
【００１４】
請求項５に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、攪拌翼のパドルを、隣接する攪拌翼との関連で軸方向の間隔を相互に変更することを特徴としており、上記機能に加えて、材料の流下方向に並列配置される攪拌翼間のパドル配置を多様化することで、効率よく掻き混ぜられるようにして現地複合材料の混合性をさらに増長させている。
【００１５】
請求項６に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、攪拌翼を相互間の回転速度を適宜に変更させながら設定できることを特徴としており、上記機能に加えて、攪拌翼間に亘る混合状態を多様化することで現地複合材料の混合性をさらに増長させている。
【００１６】
請求項７に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体が攪拌翼の上方で、下端の搬出口に向かう傾斜方向の当該撹拌翼よりも後方位置に飛散防止堰板を具備していることを特徴としており、上記機能に加えて、攪拌翼のパドルで掻き揚げた材料の移動方向を飛散防止堰板で制御して、流下搬送体内を流下してきた材料と的確且つ効果的に再合流混合させることで現地複合材料の混合性をさらに増長させている。
【００１７】
請求項８に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１乃至７のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体に具備した飛散防止堰板を流下搬送体の傾斜角度もしくは攪拌翼の回転速度に対応させて、流下搬送体に対する設置角度を調整可能に設置することを特徴としており、上記機能に加えて、掻き揚げた分を飛散防止堰板で再び流下する材料に戻す状態を傾斜角度もしくは攪拌翼の回転速度に対応させて適宜に調整することで、現地複合材料の混合性をさらに増長させている。
【００１８】
請求項９に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１乃至８のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体に具備した飛散防止堰板を複数の短冊板から構成し、各短絡板の回動角度を適宜に調整可能に設置させることを特徴としており、上記機能に加えて、攪拌翼のパドルで掻き揚げた材料の分散形態を飛散防止堰板の複数の短冊板でさらに緻密に制御して流下搬送体内を流下してきた材料と的確かつ効果的に再合流させることで、現地複合材料の混合性をさらに増長させている。
【００１９】
請求項１０に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１乃至９のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体を長さの調整可能な支持部材で適宜の傾斜形態に支持することを特徴としており、上記機能に加えて、様々な粒径から成る現地発生材料等或いはこれに複数の異粒径材を混合した材料に合わせて流下搬送体を傾斜させ、流下速度を調整しながらの混合性を変化させている。
【００２０】
請求項１１に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体を弾性体で揺動可能に支持することを特徴としており、上記機能に加えて、流下搬送体が、材料の移動や攪拌翼の回転等の動作によって振動し、流下しながら混合している現地複合材料に振動を加えることで現地複合材料の混合性をさらに増長させている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明による現地複合材料混合装置は、上端の搬入口と下端の搬出口とを備えて傾斜状に設置される流下搬送体、該流下搬送体に直交させて並行に複数個配置し、回転軸の周辺にパドルを軸方向と周辺方向に所定の間隔で放射状に植設して成る攪拌翼、該攪拌翼に対応させて、下端の搬出口に向かう傾斜方向の当該撹拌翼後方位置に設置される流下堰板及び複数の攪拌翼を連結しながら、下端の搬出口に向かう傾斜方向と反対の、上端の搬入口に向かって掻き揚げる方向に回転させる攪拌翼駆動機から成る構成を基本にしている。以下に、本発明による現地複合材料混合装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１に示す実施の形態は、本発明の現地複合材料混合装置に関する基本形を示しており、図１（ａ）は、側断面図であり、図１（ｂ）は、正面図である。本実施の形態における現地複合材料混合装置１は、図１（ａ）のように上部を開放している樋状の流下搬送体２を傾斜状に設置させて、上端に装備している搬入口３から投入される現地発生材料もしくはこれに複数の異粒径材を混合した材料とセメント等の硬化剤又は固化剤等の材料を自重で流下させながら、複数の攪拌翼４を連結して、下端の搬出口６に向かう傾斜方向と反対の、上端の搬入口３に向かって掻き揚げる方向に回転させる攪拌翼駆動機９によって、材料の流下方向と反対の方向に回転する攪拌翼４で掻き揚げながら混合しており、十分な混合を経て搬送体２の下端に装備している搬出口６から所望の現地複合材料として排出している。
【００２３】
本実施の形態における流下搬送体２は、複数の部分ブロック２−１、２−２を組み立てて一体物として構成しており、ハンドル１６−１の操作で長さを調整できる支持部材１６で任意の傾斜角度に設置している。又、流下搬送体２は、支持部材１６の先端及び基礎７に対してばね等の弾性体８、８’を介在させながら支持されており、これによって、上記の流下速度を調整しながら混合の度合いを適宜に設定すると共に、弾性体８、８’による揺動によって混合状態を加速させて、排出される現地複合材料の品質を確立させている。
【００２４】
しかして、部分ブロック２−１、２−２は、樋状の流下搬送体ブロック２−３とこれに単体で配置されている攪拌翼４と流下堰板５とから構成されており、部分ブロック２−１と部分ブロック２−２との相違は、流下搬送体ブロック２−３に対する攪拌翼４の軸支位置を一方端側に偏らせた形態と中央部にする形態の相違と、これに対峙している流下堰板５の対応形態のみである。
【００２５】
攪拌翼４は、流下搬送体２の側面に軸支されて傾斜方向、つまり流下方向に直交させて配置されており、その回転軸４−１の周辺には、所定の間隔の下に複数のパドル４−２を放射状に植設している。パドル４−２は、流下してくる材料の中に潜り込んで部分的な掻き揚げを可能にするように短冊形状の薄板に構成されているものであり、放射状に植設された複数のパドル４−２は回転軸４−１の軸方向に所定の間隔で配列されている。
【００２６】
又、短冊形状の薄板に構成されたパドル４−２は、回転軸４−１に回転可能に植設されており、短冊状の薄板面の向きを適宜の方向に変化させて、流下する材料を効率よく混合できるようにしている。本実施の形態では、パドル４−２を短冊形状の薄板に構成しているが、材料を掻き揚げ攪拌することができる限り、これを断面多角形或いは半月形の棒状体としてもよい。
【００２７】
しかして、攪拌翼４の相互間における放射状に植設された複数のパドル４−２に関する軸方向の配列関連については、図２において詳細に説明する。図１（ｂ）に示すように、攪拌翼４の回転軸４−１には、一方の軸端にスプロケット４−３が装備されており、各攪拌翼４は、下端の搬出口６に向かう傾斜方向と反対の方向に回転させる攪拌翼駆動機９によって回転しているチェーンによって一斉に駆動されているが、各スプロケット４−３の歯数を適宜に変更させることによって、各攪拌翼４の回転速度は夫々に異ならしめたり同一にしたり設定することを可能にしている。
【００２８】
図２は、図１（ａ）に示す流下搬送体２の各攪拌翼４を矢視（ａ）〜（ｃ）する断面図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）であり、攪拌翼４における各パドル４−２の配列関連を明らかにしている。
即ち、本実施の形態における攪拌翼４は、相互間において放射状に植設された複数のパドル４−２の軸方向の配列数を異にしており、流下搬送体２の下方と上方とに配置されている図２（ａ）と図２（ｃ）に示されている攪拌翼４は、パドル４−２の配列数を３とし、図２（ｂ）に示されている攪拌翼４のパドル配列数は４にしている。パドル配列数の変更は、流下してくる材料に対してパドル４−２を潜り込ませる位置を交互に変えることで、材料の流下する形態を混練状態に攪拌することになって、上流の攪拌翼４に在って軸方向に所定間隔で配列されたパドル４−２の隙間を流下してくる材料が後続の攪拌翼のパドル４−２に当って効率よく掻き混ぜられ、現地複合材料に対する混合率を向上させるように機能している。
【００２９】
尚、以上の配列数は、流下搬送体２の傾斜角や攪拌翼４のパドル本数と回転速度との兼ね合いによっても異なってくるものであり、配列数の具体的な決定に当たっては、与えられた情況に応じて上記の各要素の条件を勘案しながら総合的な視点からの選択と決定をしている。
【００３０】
又、流下堰板５は、流下してくる材料を減速させながら攪拌翼４によって攪拌混合を加えると共に、攪拌翼４のパドル４−２が材料に円滑に潜り込めるように、攪拌翼４に対峙させてパドル４−２の先端の回転円弧との間に所定の間隔５−１を確保している。
【００３１】
この間隔５−１は、攪拌翼４の上流側又は下流側のいずれの側にも設けられるものであり、上流側、下流側における間隔５−１の長さを同じもしくは異にすることも可能であるが、本実施の形態では、間隔５−１を上流、下流の両側にほぼ同じ長さを確保している。
【００３２】
本間隔５−１は、現地複合材料の製造過程において述べるように、下端の搬出口６に向かう傾斜方向の撹拌翼４後方位置に設置される流下堰板５によって堰き止められた材料１４と攪拌翼４とで、流下する材料１４に形成される円弧状の凹部と、この凹部の端から流下堰板５までの区間に所定長さの略平坦な合流部５−２を形成することになる（図４も参照）。
【００３３】
この円弧状の凹部は、その形成によって、材料が平滑面を流下する場合に比べて混合距離を長くすることを確立するものであり、現地複合材料の混合性をさらに増長させている。又、この円弧状の凹部は、堰き止められた材料１４で形成されるが、製造過程にあることで未硬化或いは硬化していても比較的強度の弱い段階にあることから、パドル４−２が円弧状の凹部との間に粒径の大きな材料を噛み込んだとしても材料１４は容易に崩れることによって、攪拌翼４の回転には何らの支障を来さないものである（図４も参照）。さらに、間隔５−１と流下堰板５の高さを適切に設定することによって、円弧状の凹部の円弧の長さを隣接するパドル４−２、４−２の先端間に形成される開脚円弧長より大きく形成することが可能である。
【００３４】
従って、攪拌翼を回転させた時にも、回転軸４−１のパドル４−２の一つが円弧状の凹部から離れる際には、それに後続するパドル４−２は常に円弧状の凹部の円弧長内に位置するように設定されており、先に凹部から離れたパドルの隙間を通過する材料があっても、パドル４−２と円弧状の凹部との間に砂礫、土砂等の種々様々な粒径から成る現地発生材料が噛み込まれることを極力少なくするように構成している。
【００３５】
さらに、間隔５−１において堰き止められた材料14の表面には、図４で後述するように、現地複合材料を製造する過程で略平坦な合流部が５−２が形成されて、円弧状の凹部を流下してきた材料１４とパドル４−２で掻き揚げられた一部の材料１５とを、合流部５−２において確実かつ効果的に再合流させることができるので、現地複合材料の混合をさらに促進している。
【００３６】
従って、流下してくる材料１４は、パドル４−２が潜り込んで掻き揚げた一部を、回転される時間差を経過させた後に、流下して堰き止められている材料と自然落下力を加味しながら再び衝撃的に合体させており、これによって現地複合材料における混合力を強化している。
【００３７】
上述した支持部材１６は、ハンドル１６−１の操作で長さを調整できる伸縮部１６−２と基礎７に固定されている脚部１６−３とから構成されており、脚部１６−３の上に配置されている伸縮部１６−２は、これを構成している雌ねじ部１６−４、１６−４と雌ねじ部に螺合している雄ねじ部１６−５とによる相互回動によって自由に伸縮できるものである。
【００３８】
尚、支持部材１６は、流下搬送体2に傾斜を付加することのみを目的にしているものであるので、本実施の形態のように構成する必要は無く、流下搬送体2を傾斜させるという目的を達成できる機構であれば十分であることから、勾配を調整できる法面を持った構造体や櫓等であっても採用できるものである。
【００３９】
図３に示す他の実施の形態は、本発明の現地複合材料混合装置において流下する材料の一部を掻き揚げながら流下する材料と再び合体させる形態を変えることで、その混合性をさらに向上させたものである。
【００４０】
本実施の形態における現地複合材料混合装置１０は、図３に示す側断面図のように、図１（ａ）の樋状の流下搬送体２に代えて筒状に形成した流下搬送体１１とし、流下搬送体１１において、部分ブロック２−１、２−２に所定長の混合調整ブロック１２を付属させることで構成することを一つの特徴にしており、その他の特徴としては、筒状の流下搬送体１１に対して、飛散防止堰板１３を攪拌翼４の上方で、下端の搬出口６に向かう傾斜方向の当該撹拌翼４よりも後方位置に配置する点にある。そして、流下搬送体１１を傾斜状に設置させて、上端に装備している搬入口３から投入される現地発生材料もしくはこれに複数の異粒径材を混合した材料とセメント等の硬化剤又は固化剤等の材料を自重で流下させながら、複数の攪拌翼４を連結して、下端の搬出口６に向かう傾斜方向と反対の、上端の搬入口３に向かって掻き揚げる方向に回転させる攪拌翼駆動機９によって、材料の流下方向と反対の方向に回転させる構成は、上記実施の形態と同様である。
【００４１】
混合調整ブロック１２は、流下搬送体ブロック１２−１と、部分ブロック２−１、２−２の流下堰板５の上端に連続させる形態に、流下案内板である平坦な混合板１２−３を流下搬送体ブロック１２−１の底板部１２−２上に設置することで構成されている。
【００４２】
この混合調整ブロック１２は、種々な長さの混合調整ブロック１２を予め準備しておけば、様々な粒径から成る現地発生材料等或いはこれに複数の異粒径材を混合した材料等とセメント等の硬化剤又は固化剤とを、平坦な混合部１２−３において確実かつ効果的に合流混合できるように、平坦な混合板１２−３の長さを混合調整ブロック１２の入れ替えで調整できる。
【００４３】
従って、平坦な混合板１２−３の長さを現地発生材料に合わせた適切な長さに設定することが容易であり、これによって現地複合材料の混合性が増長することができる。
【００４４】
しかして、本実施の形態では、混合板１２−３を流下搬送体ブロック１２−１と平行な平坦にしているが、このような限定は特別なものでなく、図３中に一点鎖線で記載しているように傾斜させた混合板１２−３’を流下搬送体ブロック１２−１に配置することも可能であり、これによって、材料14の流下速度を効率よい混合速度に調整し、現地複合材料の混合性を増長させることもできるものである。
【００４５】
又、図１に示した上記実施の形態では、流下してくる材料に対してパドル４−２を潜り込ませて掻き揚げた一部の材料１５を、回転される時間差を経た後に、攪拌翼４の下を流下している材料１４と再び衝撃的に合体させて混合力を強化していたが、本実施の形態における攪拌翼４は、一部の材料１５をパドル４−２で掻き揚げると同時に、パドル４−２上に掻き揚げられた後に回転力で放出される一部の材料１５を飛散防止堰板１３に衝突させさせると共に材料１５の移動方向を制御して平坦な混合板１２−３に確実に案内しており、攪拌翼４の下を経由しながら流下して来る材料１４と時間差を経て再び衝撃的に合体させることで、飛散防止堰板１３による落下力によって混合力を更に強化すると共に、混合調整ブロック１２の平坦な混合板１２−３において、一部の材料１５と合体した材料１４の混合を継続させることで、現地複合材料の混合性を高揚させている。
【００４６】
そして、飛散防止堰板１３を流下搬送体１１に装備する形態は任意であるが、流下搬送体１１に対する設置角度は、流下搬送体１１の傾斜角度もしくは攪拌翼４の回転速度に対応させて適宜に調整しており、掻き揚げた一部の材料１５を流下する材料１４に再び戻す状態を選択することで現地複合材料の混合性をさらに増長できる。
【００４７】
さらに、飛散防止堰板１３の他の実施の形態としては、飛散防止堰板１３を複数の短冊板から構成して、設置する各短冊板の回動角度を適宜に調整することで、掻き揚げた一部の材料１５の分散形態を飛散防止堰板１３の複数の短冊板によってさらに緻密に制御しながら流下する材料１４に戻す状態を適宜に調整して、その混合性を増長させることも可能である。
【００４８】
以上のように、本実施の形態では、部分ブロックに所定長の混合調整ブロックを付属させ、攪拌翼と流下堰板との関連において流下搬送体に飛散防止堰板を設けたことで、材料の混合性を更に向上させているものであるが、流下搬送体と混合調整ブロックの形態や飛散防止堰板の取り付け方等については上記実施の形態に何ら限定されるものでない。
【００４９】
次に、本発明による現地複合材料混合装置の働きについて説明する。
図４は、材料を混合する状態を示す概要図であって、側断面図（ａ）と平面図（ｂ）とによって表している。
【００５０】
搬入口３から投入される複数の材料１４は、自重で流下しながら攪拌翼４のパドル４−２の隙間と間隔５−１を経て流下堰板５に到達しており、流下堰板５の手前では材料１４の一部が堰き止められて滞留するが、大半は流下堰板５を乗り越えてさらに流下して行く。即ち、材料１４は、流下方向と反対方向に回転する攪拌翼４で一部の材料１５が掻き揚げられると共に、流下堰板５によって堰き止められることによって流下速度を抑制されながら、流下搬送体１１の底板部１２−２上に材料１４から成る円弧状の凹部を攪拌翼４に対峙させて形成すると同時に、流下堰板５とパドル４−２の先端の回転円弧との間に所定の間隔５−１が確保されていることから、円弧状の凹部の端から流下堰板５までの区間に所定長さの略平坦な合流部５−２が攪拌翼４の下流側に形成されている。
【００５１】
しかして、円弧状の凹部は、堰き止められた材料１４の一部で形成され、しかも、製造過程にあることから未硬化或いは硬化していても比較的強度も弱い段階にあるので、円弧状の凹部とパドル４−２との間に粒径の大きな材料が噛み込んだとしても容易に除去されることになり、攪拌翼４の回転に支障をきたすことが少ない。
【００５２】
又、間隔５−１と流下堰板５の高さとを適切に設定することによって、材料１４から成る円弧状の凹部における円弧の長さを、隣接するパドル４−２、４−２の先端間に形成される開脚円弧長より大きくなる関係に形成することを可能にしていることから、攪拌翼を回転させた時に、回転軸４−１の周方向に放射状に植設したパドル４−２の一つが円弧状の凹部から離れる際には、それに後続するパドル４−２は、常に円弧状の凹部の円弧長内に位置するようにしている。
【００５３】
従って、先に凹部から離れたパドルの隙間を通過する材料もあるが、円弧状の凹部や合流部５−２とパドル４−２との間に砂礫、土砂等の種々様々な粒径から成る現地発生材料を噛み込むことを極力少なくしている。
【００５４】
さらに、略平坦な合流部５−２では、円弧状の凹部を流下してきた材料１４とパドル４−２で掻き揚げられてきた一部の材料１５とを再び合流させて確実かつ効果的に混合させることを可能にしており、現地複合材料の混合を促進している。即ち、パドル４−２に掻き揚げられた一部の材料１５は、パドル４−２から円弧状に放出されながら自重落下すると同時に、飛散防止堰板１３によって平坦部５−２側に仕向けられており、間隙５−１を経て流下してくる材料１４と合体しているものであるから、材料１４は、合流部５−２もしくは混合調整ブロック１２の平坦な混合板１２−３において攪拌混合を継続させながら、次段階の攪拌翼４と流下堰板５とに流下して行くものであり、同様の攪拌混合を反復させている。
【００５５】
従って、材料１４に対する攪拌混合は、攪拌翼４と流下堰板５とから構成される単位ブロックにおいて所定の混合性を確立すると共に、混合性が不足の場合には攪拌翼４と流下堰板５とを上記実施の形態のように複数段に亘って配置することで所望の混合性を確立できるものである。
【００５６】
以上のように、本発明による現地複合材料混合装置は、各実施の形態で説明したように構成されているので、上端の搬入口から投入される現地発生材料もしくはこれに複数の異粒径材を混合した材料とセメント等の硬化剤又は固化剤等を加えた複数の材料は、その混合を効率化しながら確実にすることで良質の現地複合材料として製造されている。
【００５７】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による 現地複合材料混合装置は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、流下搬送体、攪拌翼、流下堰板及び飛散防止堰板に関する具体的な構造や材質については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは当然のことである。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１に記載の現地複合材料混合装置は、上端の搬入口と下端の搬出口とを備えて傾斜状に設置される流下搬送体、流下搬送体に直交させて並行に複数個配置し、回転軸の周辺にパドルを軸方向と周辺方向に所定の間隔で放射状に植設して成る攪拌翼、攪拌翼に対応させて、下端の搬出口に向かう傾斜方向の当該撹拌翼後方位置に設置される流下堰板及び複数の攪拌翼を連結しながら、下端の搬出口に向かう傾斜方向と反対の、上端の搬入口に向かって掻き揚げる方向に回転させる攪拌翼駆動機から構成されているので、上端の搬入口から投入した現地発生材料もしくはこれに複数の異粒径材を混合した材料にセメント等の硬化剤或いは固化剤を添加した材料の混合を確実かつ効率よく行って良質の現地複合材料を製造できる効果を発揮している。
【００５９】
請求項２に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１に記載の現地複合材料混合装置において、流下堰板をパドル先端の回転円弧との間に所定の間隔を確保して配置することを特徴としているので、上記効果に加えて、攪拌翼の下流側に形成する平坦な合流部で的確かつ効率よく合流・混合させることで現地複合材料の混合性を増長できる効果を発揮している。
【００６０】
請求項３に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１又は２に記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体を、単一の攪拌翼と該攪拌翼の後方位置に設置される流下堰板とから構成される部分ブロックを形成し、部分ブロックを適宜に組み立てて構成することを特徴としているので、上記効果に加えて、部分ブロックを取り付けもしくは取り外すだけで撹拌翼を取り付けた適切な長さの流下搬送体を形成して材料の混合性を調整できると共にブロック単位に分割して清掃も容易にできる効果を発揮している。
【００６１】
請求項４に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、部分ブロックに流下堰板に連続させる平坦な流下堰案内板を底板部上に設置して構成される所定長の混合調整ブロックを適宜に付属させることを特徴としているので、上記効果に加えて、混合調整ブロックを入れ替えて平坦部の長さを現地発生材料に合わせた適切な長さに設定して流下案内板における現地複合材料の混合性を増長できる効果を発揮している。
【００６２】
請求項５に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、攪拌翼のパドルを、隣接する攪拌翼との関連で軸方向の間隔を相互に変更することを特徴としているので、上記効果に加えて、材料の流下方向に並列配置される攪拌翼間のパドル配置を多様化することで、効率よく掻き混ぜられるようにして現地複合材料の混合性をさらに増長できる効果を発揮している。
【００６３】
請求項６に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、攪拌翼を相互間の回転速度を適宜に変更させながら設定できることを特徴としているので、上記効果に加えて、攪拌翼間に亘る混合状態を多様化することで現地複合材料の混合性をさらに増長できる効果を発揮している。
【００６４】
請求項７に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体が、攪拌翼の上方で、下端の搬出口に向かう傾斜方向の当該撹拌翼よりも後方位置に飛散防止堰板を具備していることを特徴としているので、上記効果に加えて、攪拌翼のパドルで掻き揚げた材料の移動方向を飛散防止堰板で制御して、流下搬送体内を流下してきた材料と的確且つ効果的に再合流混合させることで現地複合材料の混合性をさらに増長できる効果を発揮している。
【００６５】
請求項８に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１乃至７のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、飛散防止堰板を流下搬送体の傾斜角度もしくは攪拌翼の回転速度に対応させて、流下搬送体に対する設置角度を調整可能に設置されることを特徴としているので、上記効果に加えて、掻き揚げた分を飛散防止堰板で再び流下する材料に戻す状態を傾斜角度もしくは攪拌翼の回転速度に対応させて適宜に調整することで、現地複合材料の混合性をさらに増長できる効果を発揮している。
【００６６】
請求項９に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１乃至８のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、飛散防止堰板を複数の短冊板から構成し、各短絡板の回動角度を適宜に調整可能に設置されることを特徴としているので、上記効果に加えて、攪拌翼のパドルで掻き揚げた材料の分散形態を飛散防止堰板の複数の短冊板でさらに緻密に制御して流下搬送体内を流下してきた材料と的確かつ効果的に再合流させることで、現地複合材料の混合性をさらに増長できる効果を発揮している。
【００６７】
請求項１０に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１乃至９のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体を長さの調整可能な支持部材で適宜の傾斜形態に支持することを特徴としているので、上記効果に加えて、様々な粒径から成る現地発生材料等或いはこれに複数の異粒径材を混合した材料に合わせて流下搬送体を傾斜させ、流下速度を調整しながらの混合性を変化できる効果を発揮している。
【００６８】
請求項１１に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体を弾性体で揺動可能に支持することを特徴としているので、上記効果に加えて、流下搬送体が、材料の移動や攪拌翼の回転等の動作によって振動し、流下しながら混合している現地複合材料に振動を加えることで現地複合材料の混合性をさらに増長できる効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【 図１】本発明による現地複合材料混合装置の実施の形態図
【 図２】図１の各攪拌翼と流下堰板を矢視した断面図
【 図３】本発明による現地複合材料混合装置の他の実施形態図
【 図４】本発明による現地複合材料混合装置の混合形態図
【符号の説明】
１、１０ 現地複合材料混合装置、 ２、１１ 流下搬送体、
３ 搬入口、 ４ 攪拌翼、 ５ 流下堰板、 ６ 搬出口、 ７ 基礎、
８、８’ 弾性体、 ９ 攪拌翼駆動機、 １２ 混合調整ブロック、
１３ 飛散防止堰板、 １４ 材料、 １５ 一部の材料、
１６ 支持部材、 ２−１、２−２ 部分ブロック、
２−３ 流下搬送体ブロック、 ４−１ 回転軸、 ４−２ パドル、
４−３ スプロケット、 ５−１ 間隙、 ５−２ 合流部、
１２−１ 流下搬送体ブロック、 １２−２ 底板部、
１２−３ 平坦な混合板、 １２−３’ 傾斜した混合板、
１６−１ ハンドル、 １６−２ 伸縮部、 １６−３ 脚部、
１６−４ 雌ねじ部、 １６−５ 雄ねじ部、
【発明の属する技術分野】
本発明は、現地複合材料混合装置に関し、特に、現地で発生した砂礫、土砂等の現地発生材料もしくは現地発生材料に他の複数の異粒径材を混合した材料にセメント等の硬化剤や地盤改良用の固化剤を添加して現地複合材料を生成する際に、混合を効率化して良質の現地複合材料を製造する現地複合材料混合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のダム工事における堤体構築等では、硬化後の築堤材料の圧縮強度が１．０〜３．０Ｎ／ｍｍ2程度しか必要としない場合に骨材の粒度を調整する製造工程を省いて、河床砂礫等の現地発生材料にセメントを混合した材料を用いる工法（以下、ＣＳＧ工法という）が採用されつつある。このＣＳＧ工法は、砂礫、土砂等の現地発生材料にセメント等の硬化剤を混合してからブルドーザ等で敷き均し、振動ローラ等で転圧して構造物を築造することから、残土となる現地発生材料の活用によって経済性や施工性、環境保全性に優れ、セメントを混合することで材料強度の増加が図れているので、法勾配が急な構造物の施工が可能である等の利点があることから注目されている。
【０００３】
又、軟弱地盤上に建造物を構築したり道路を形成する場合、その軟弱な土壌を掘削除去し、除去した部分に強度のある土壌を入れることが行われているが、その際に環境問題や運送コスト等の問題から、掘削した現地発生土壌に固化剤を混合して土壌改良を行い、該改良土壌を掘削除去した部分に入れ替えて再度地盤として使用する地盤改良工法が行われている。
【０００４】
しかるに、前者ＣＳＧ工法は、上記のように現地発生材料をそのまま使用することで粒度調整がなされていないために、硬化後の築堤材料の圧縮強度に安定性がなく、大規模工事等では広範囲のヤードの確保や多くの施工機械等を要してコスト上の問題等を生じていたが、その改善策として河床砂礫等の含水砂礫を骨材にするに際して、骨材の最大粒径を１５０ｍｍ、細骨材率１６％以上にする分粒手段を施しながら、水セメント比を３５〜１００％の範囲に配合するようにセメント量を調整しながら混合するＣＳＧ工法も提案されている。（たとえば、特許文献１、２を参照）
【０００５】
ところが、これらの提案も分粒手段やセメント調整装置等の設備類を必要とすることで嵩高のコストを要しながら、混合手段としては、通常のものを採用しているためにセメントと骨材との混合等が十分でなく築堤材料としては、その品質において安定性を欠いているのではとの危惧を抱かせていた。
【０００６】
一方、硬化後の築堤材料の圧縮強度を１．０〜３．０Ｎ／ｍｍ2程度しか必要としない場合には、上記のように河床砂礫等の現地発生材を用いるばかりでなく、骨材の粒度を調整する製造工程を省いて、複数の異粒径材を用いながらセメントと混合させるＣＳＧ工法を採用するものであり、コスト削減を図りながら効率よく混合でき築堤材料としての品質を確保できる混合手段が嘱望されていた。
【０００７】
又、後者の地盤改良工法は、掘削した土壌を容器に入れ、そこに固化剤を添加して混合して、それを再度取り出して掘削除去した部分に埋め戻せばよいので、容器と攪拌機さえあれば事足りるが、これではバッチ式となり連続作業ができないために作業効率が悪いので、掘削土壌を移動させながら添加した固化剤と連続して混合できる混合手段が嘱望されていた。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−３０５７９５号公報（段落符号「００２０」〜「００２８」末行、図１、２）
【特許文献２】
特許第３２０２０９９号公報（段落符号「００２１」〜「００２３」末行、図１、２）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の現状に鑑みてその改善策を提案するものであり、砂礫、土砂等の現地発生材料もしくは該現地発生材料に複数の異粒径材を混合した材料にセメント等の硬化剤や地盤改良用の固化剤を混合して現地複合材料を生成する際に、コスト削減を図れるとともに、該現地発生材料を移動させながら添加した硬化剤或いは固化剤と連続して効率よく混合して、硬化或いは固化後には高品質の確保された現地複合材料混合装置の提供を目的にしている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明である現地複合材料混合装置は、上端の搬入口と下端の搬出口とを備えて傾斜状に設置される流下搬送体、流下搬送体に直交させて並行に複数個配置し、回転軸の周辺にパドルを軸方向と周辺方向に所定の間隔で放射状に植設して成る攪拌翼、攪拌翼に対応させて、下端の搬出口に向かう傾斜方向の当該撹拌翼後方位置に設置される流下堰板及び複数の攪拌翼を連結しながら、下端の搬出口に向かう傾斜方向と反対の、上端の搬入口に向かって掻き揚げる方向に回転させる攪拌翼駆動機から構成されており、上端の搬入口から投入した現地発生材料もしくはこれに複数の異粒径材を混合した材料にセメント等の硬化剤或いは固化剤を添加して、材料の混合を確実かつ効率よく行って良質の現地複合材料を製造している。
【００１１】
請求項２に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１に記載の現地複合材料混合装置において、流下堰板をパドル先端の回転円弧との間に所定の間隔を確保して配置することを特徴としており、上記機能に加えて、攪拌翼の下流側に形成する平坦な合流部で的確かつ効率よく合流・混合させることで現地複合材料の混合性を増長している。
【００１２】
請求項３に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１又は２に記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体を、単一の攪拌翼と攪拌翼の後方位置に設置される流下堰板とから構成される部分ブロックを形成し、部分ブロックを適宜に組み立てて構成することを特徴としており、上記機能に加えて、部分ブロックを取り付けもしくは取り外すだけで撹拌翼を取り付けた適切な長さの流下搬送体を形成して材料の混合性を調整できると共にブロック単位に分割して清掃も容易にできるよう構成している。
【００１３】
請求項４に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、部分ブロックに、流下堰板の上端に連続させる平坦な流下案内板を底板部に設置して構成される所定長の混合調整ブロックを、適宜に付属させることを特徴としており、上記機能に加えて、混合調整ブロックを入れ替えて平坦部の長さを現地発生材料に合わせた適切な長さに設定して流下案内板における現地複合材料の混合性を増長させている。
【００１４】
請求項５に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、攪拌翼のパドルを、隣接する攪拌翼との関連で軸方向の間隔を相互に変更することを特徴としており、上記機能に加えて、材料の流下方向に並列配置される攪拌翼間のパドル配置を多様化することで、効率よく掻き混ぜられるようにして現地複合材料の混合性をさらに増長させている。
【００１５】
請求項６に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、攪拌翼を相互間の回転速度を適宜に変更させながら設定できることを特徴としており、上記機能に加えて、攪拌翼間に亘る混合状態を多様化することで現地複合材料の混合性をさらに増長させている。
【００１６】
請求項７に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体が攪拌翼の上方で、下端の搬出口に向かう傾斜方向の当該撹拌翼よりも後方位置に飛散防止堰板を具備していることを特徴としており、上記機能に加えて、攪拌翼のパドルで掻き揚げた材料の移動方向を飛散防止堰板で制御して、流下搬送体内を流下してきた材料と的確且つ効果的に再合流混合させることで現地複合材料の混合性をさらに増長させている。
【００１７】
請求項８に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１乃至７のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体に具備した飛散防止堰板を流下搬送体の傾斜角度もしくは攪拌翼の回転速度に対応させて、流下搬送体に対する設置角度を調整可能に設置することを特徴としており、上記機能に加えて、掻き揚げた分を飛散防止堰板で再び流下する材料に戻す状態を傾斜角度もしくは攪拌翼の回転速度に対応させて適宜に調整することで、現地複合材料の混合性をさらに増長させている。
【００１８】
請求項９に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１乃至８のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体に具備した飛散防止堰板を複数の短冊板から構成し、各短絡板の回動角度を適宜に調整可能に設置させることを特徴としており、上記機能に加えて、攪拌翼のパドルで掻き揚げた材料の分散形態を飛散防止堰板の複数の短冊板でさらに緻密に制御して流下搬送体内を流下してきた材料と的確かつ効果的に再合流させることで、現地複合材料の混合性をさらに増長させている。
【００１９】
請求項１０に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１乃至９のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体を長さの調整可能な支持部材で適宜の傾斜形態に支持することを特徴としており、上記機能に加えて、様々な粒径から成る現地発生材料等或いはこれに複数の異粒径材を混合した材料に合わせて流下搬送体を傾斜させ、流下速度を調整しながらの混合性を変化させている。
【００２０】
請求項１１に記載の発明である現地複合材料混合装置は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体を弾性体で揺動可能に支持することを特徴としており、上記機能に加えて、流下搬送体が、材料の移動や攪拌翼の回転等の動作によって振動し、流下しながら混合している現地複合材料に振動を加えることで現地複合材料の混合性をさらに増長させている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明による現地複合材料混合装置は、上端の搬入口と下端の搬出口とを備えて傾斜状に設置される流下搬送体、該流下搬送体に直交させて並行に複数個配置し、回転軸の周辺にパドルを軸方向と周辺方向に所定の間隔で放射状に植設して成る攪拌翼、該攪拌翼に対応させて、下端の搬出口に向かう傾斜方向の当該撹拌翼後方位置に設置される流下堰板及び複数の攪拌翼を連結しながら、下端の搬出口に向かう傾斜方向と反対の、上端の搬入口に向かって掻き揚げる方向に回転させる攪拌翼駆動機から成る構成を基本にしている。以下に、本発明による現地複合材料混合装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１に示す実施の形態は、本発明の現地複合材料混合装置に関する基本形を示しており、図１（ａ）は、側断面図であり、図１（ｂ）は、正面図である。本実施の形態における現地複合材料混合装置１は、図１（ａ）のように上部を開放している樋状の流下搬送体２を傾斜状に設置させて、上端に装備している搬入口３から投入される現地発生材料もしくはこれに複数の異粒径材を混合した材料とセメント等の硬化剤又は固化剤等の材料を自重で流下させながら、複数の攪拌翼４を連結して、下端の搬出口６に向かう傾斜方向と反対の、上端の搬入口３に向かって掻き揚げる方向に回転させる攪拌翼駆動機９によって、材料の流下方向と反対の方向に回転する攪拌翼４で掻き揚げながら混合しており、十分な混合を経て搬送体２の下端に装備している搬出口６から所望の現地複合材料として排出している。
【００２３】
本実施の形態における流下搬送体２は、複数の部分ブロック２−１、２−２を組み立てて一体物として構成しており、ハンドル１６−１の操作で長さを調整できる支持部材１６で任意の傾斜角度に設置している。又、流下搬送体２は、支持部材１６の先端及び基礎７に対してばね等の弾性体８、８’を介在させながら支持されており、これによって、上記の流下速度を調整しながら混合の度合いを適宜に設定すると共に、弾性体８、８’による揺動によって混合状態を加速させて、排出される現地複合材料の品質を確立させている。
【００２４】
しかして、部分ブロック２−１、２−２は、樋状の流下搬送体ブロック２−３とこれに単体で配置されている攪拌翼４と流下堰板５とから構成されており、部分ブロック２−１と部分ブロック２−２との相違は、流下搬送体ブロック２−３に対する攪拌翼４の軸支位置を一方端側に偏らせた形態と中央部にする形態の相違と、これに対峙している流下堰板５の対応形態のみである。
【００２５】
攪拌翼４は、流下搬送体２の側面に軸支されて傾斜方向、つまり流下方向に直交させて配置されており、その回転軸４−１の周辺には、所定の間隔の下に複数のパドル４−２を放射状に植設している。パドル４−２は、流下してくる材料の中に潜り込んで部分的な掻き揚げを可能にするように短冊形状の薄板に構成されているものであり、放射状に植設された複数のパドル４−２は回転軸４−１の軸方向に所定の間隔で配列されている。
【００２６】
又、短冊形状の薄板に構成されたパドル４−２は、回転軸４−１に回転可能に植設されており、短冊状の薄板面の向きを適宜の方向に変化させて、流下する材料を効率よく混合できるようにしている。本実施の形態では、パドル４−２を短冊形状の薄板に構成しているが、材料を掻き揚げ攪拌することができる限り、これを断面多角形或いは半月形の棒状体としてもよい。
【００２７】
しかして、攪拌翼４の相互間における放射状に植設された複数のパドル４−２に関する軸方向の配列関連については、図２において詳細に説明する。図１（ｂ）に示すように、攪拌翼４の回転軸４−１には、一方の軸端にスプロケット４−３が装備されており、各攪拌翼４は、下端の搬出口６に向かう傾斜方向と反対の方向に回転させる攪拌翼駆動機９によって回転しているチェーンによって一斉に駆動されているが、各スプロケット４−３の歯数を適宜に変更させることによって、各攪拌翼４の回転速度は夫々に異ならしめたり同一にしたり設定することを可能にしている。
【００２８】
図２は、図１（ａ）に示す流下搬送体２の各攪拌翼４を矢視（ａ）〜（ｃ）する断面図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）であり、攪拌翼４における各パドル４−２の配列関連を明らかにしている。
即ち、本実施の形態における攪拌翼４は、相互間において放射状に植設された複数のパドル４−２の軸方向の配列数を異にしており、流下搬送体２の下方と上方とに配置されている図２（ａ）と図２（ｃ）に示されている攪拌翼４は、パドル４−２の配列数を３とし、図２（ｂ）に示されている攪拌翼４のパドル配列数は４にしている。パドル配列数の変更は、流下してくる材料に対してパドル４−２を潜り込ませる位置を交互に変えることで、材料の流下する形態を混練状態に攪拌することになって、上流の攪拌翼４に在って軸方向に所定間隔で配列されたパドル４−２の隙間を流下してくる材料が後続の攪拌翼のパドル４−２に当って効率よく掻き混ぜられ、現地複合材料に対する混合率を向上させるように機能している。
【００２９】
尚、以上の配列数は、流下搬送体２の傾斜角や攪拌翼４のパドル本数と回転速度との兼ね合いによっても異なってくるものであり、配列数の具体的な決定に当たっては、与えられた情況に応じて上記の各要素の条件を勘案しながら総合的な視点からの選択と決定をしている。
【００３０】
又、流下堰板５は、流下してくる材料を減速させながら攪拌翼４によって攪拌混合を加えると共に、攪拌翼４のパドル４−２が材料に円滑に潜り込めるように、攪拌翼４に対峙させてパドル４−２の先端の回転円弧との間に所定の間隔５−１を確保している。
【００３１】
この間隔５−１は、攪拌翼４の上流側又は下流側のいずれの側にも設けられるものであり、上流側、下流側における間隔５−１の長さを同じもしくは異にすることも可能であるが、本実施の形態では、間隔５−１を上流、下流の両側にほぼ同じ長さを確保している。
【００３２】
本間隔５−１は、現地複合材料の製造過程において述べるように、下端の搬出口６に向かう傾斜方向の撹拌翼４後方位置に設置される流下堰板５によって堰き止められた材料１４と攪拌翼４とで、流下する材料１４に形成される円弧状の凹部と、この凹部の端から流下堰板５までの区間に所定長さの略平坦な合流部５−２を形成することになる（図４も参照）。
【００３３】
この円弧状の凹部は、その形成によって、材料が平滑面を流下する場合に比べて混合距離を長くすることを確立するものであり、現地複合材料の混合性をさらに増長させている。又、この円弧状の凹部は、堰き止められた材料１４で形成されるが、製造過程にあることで未硬化或いは硬化していても比較的強度の弱い段階にあることから、パドル４−２が円弧状の凹部との間に粒径の大きな材料を噛み込んだとしても材料１４は容易に崩れることによって、攪拌翼４の回転には何らの支障を来さないものである（図４も参照）。さらに、間隔５−１と流下堰板５の高さを適切に設定することによって、円弧状の凹部の円弧の長さを隣接するパドル４−２、４−２の先端間に形成される開脚円弧長より大きく形成することが可能である。
【００３４】
従って、攪拌翼を回転させた時にも、回転軸４−１のパドル４−２の一つが円弧状の凹部から離れる際には、それに後続するパドル４−２は常に円弧状の凹部の円弧長内に位置するように設定されており、先に凹部から離れたパドルの隙間を通過する材料があっても、パドル４−２と円弧状の凹部との間に砂礫、土砂等の種々様々な粒径から成る現地発生材料が噛み込まれることを極力少なくするように構成している。
【００３５】
さらに、間隔５−１において堰き止められた材料14の表面には、図４で後述するように、現地複合材料を製造する過程で略平坦な合流部が５−２が形成されて、円弧状の凹部を流下してきた材料１４とパドル４−２で掻き揚げられた一部の材料１５とを、合流部５−２において確実かつ効果的に再合流させることができるので、現地複合材料の混合をさらに促進している。
【００３６】
従って、流下してくる材料１４は、パドル４−２が潜り込んで掻き揚げた一部を、回転される時間差を経過させた後に、流下して堰き止められている材料と自然落下力を加味しながら再び衝撃的に合体させており、これによって現地複合材料における混合力を強化している。
【００３７】
上述した支持部材１６は、ハンドル１６−１の操作で長さを調整できる伸縮部１６−２と基礎７に固定されている脚部１６−３とから構成されており、脚部１６−３の上に配置されている伸縮部１６−２は、これを構成している雌ねじ部１６−４、１６−４と雌ねじ部に螺合している雄ねじ部１６−５とによる相互回動によって自由に伸縮できるものである。
【００３８】
尚、支持部材１６は、流下搬送体2に傾斜を付加することのみを目的にしているものであるので、本実施の形態のように構成する必要は無く、流下搬送体2を傾斜させるという目的を達成できる機構であれば十分であることから、勾配を調整できる法面を持った構造体や櫓等であっても採用できるものである。
【００３９】
図３に示す他の実施の形態は、本発明の現地複合材料混合装置において流下する材料の一部を掻き揚げながら流下する材料と再び合体させる形態を変えることで、その混合性をさらに向上させたものである。
【００４０】
本実施の形態における現地複合材料混合装置１０は、図３に示す側断面図のように、図１（ａ）の樋状の流下搬送体２に代えて筒状に形成した流下搬送体１１とし、流下搬送体１１において、部分ブロック２−１、２−２に所定長の混合調整ブロック１２を付属させることで構成することを一つの特徴にしており、その他の特徴としては、筒状の流下搬送体１１に対して、飛散防止堰板１３を攪拌翼４の上方で、下端の搬出口６に向かう傾斜方向の当該撹拌翼４よりも後方位置に配置する点にある。そして、流下搬送体１１を傾斜状に設置させて、上端に装備している搬入口３から投入される現地発生材料もしくはこれに複数の異粒径材を混合した材料とセメント等の硬化剤又は固化剤等の材料を自重で流下させながら、複数の攪拌翼４を連結して、下端の搬出口６に向かう傾斜方向と反対の、上端の搬入口３に向かって掻き揚げる方向に回転させる攪拌翼駆動機９によって、材料の流下方向と反対の方向に回転させる構成は、上記実施の形態と同様である。
【００４１】
混合調整ブロック１２は、流下搬送体ブロック１２−１と、部分ブロック２−１、２−２の流下堰板５の上端に連続させる形態に、流下案内板である平坦な混合板１２−３を流下搬送体ブロック１２−１の底板部１２−２上に設置することで構成されている。
【００４２】
この混合調整ブロック１２は、種々な長さの混合調整ブロック１２を予め準備しておけば、様々な粒径から成る現地発生材料等或いはこれに複数の異粒径材を混合した材料等とセメント等の硬化剤又は固化剤とを、平坦な混合部１２−３において確実かつ効果的に合流混合できるように、平坦な混合板１２−３の長さを混合調整ブロック１２の入れ替えで調整できる。
【００４３】
従って、平坦な混合板１２−３の長さを現地発生材料に合わせた適切な長さに設定することが容易であり、これによって現地複合材料の混合性が増長することができる。
【００４４】
しかして、本実施の形態では、混合板１２−３を流下搬送体ブロック１２−１と平行な平坦にしているが、このような限定は特別なものでなく、図３中に一点鎖線で記載しているように傾斜させた混合板１２−３’を流下搬送体ブロック１２−１に配置することも可能であり、これによって、材料14の流下速度を効率よい混合速度に調整し、現地複合材料の混合性を増長させることもできるものである。
【００４５】
又、図１に示した上記実施の形態では、流下してくる材料に対してパドル４−２を潜り込ませて掻き揚げた一部の材料１５を、回転される時間差を経た後に、攪拌翼４の下を流下している材料１４と再び衝撃的に合体させて混合力を強化していたが、本実施の形態における攪拌翼４は、一部の材料１５をパドル４−２で掻き揚げると同時に、パドル４−２上に掻き揚げられた後に回転力で放出される一部の材料１５を飛散防止堰板１３に衝突させさせると共に材料１５の移動方向を制御して平坦な混合板１２−３に確実に案内しており、攪拌翼４の下を経由しながら流下して来る材料１４と時間差を経て再び衝撃的に合体させることで、飛散防止堰板１３による落下力によって混合力を更に強化すると共に、混合調整ブロック１２の平坦な混合板１２−３において、一部の材料１５と合体した材料１４の混合を継続させることで、現地複合材料の混合性を高揚させている。
【００４６】
そして、飛散防止堰板１３を流下搬送体１１に装備する形態は任意であるが、流下搬送体１１に対する設置角度は、流下搬送体１１の傾斜角度もしくは攪拌翼４の回転速度に対応させて適宜に調整しており、掻き揚げた一部の材料１５を流下する材料１４に再び戻す状態を選択することで現地複合材料の混合性をさらに増長できる。
【００４７】
さらに、飛散防止堰板１３の他の実施の形態としては、飛散防止堰板１３を複数の短冊板から構成して、設置する各短冊板の回動角度を適宜に調整することで、掻き揚げた一部の材料１５の分散形態を飛散防止堰板１３の複数の短冊板によってさらに緻密に制御しながら流下する材料１４に戻す状態を適宜に調整して、その混合性を増長させることも可能である。
【００４８】
以上のように、本実施の形態では、部分ブロックに所定長の混合調整ブロックを付属させ、攪拌翼と流下堰板との関連において流下搬送体に飛散防止堰板を設けたことで、材料の混合性を更に向上させているものであるが、流下搬送体と混合調整ブロックの形態や飛散防止堰板の取り付け方等については上記実施の形態に何ら限定されるものでない。
【００４９】
次に、本発明による現地複合材料混合装置の働きについて説明する。
図４は、材料を混合する状態を示す概要図であって、側断面図（ａ）と平面図（ｂ）とによって表している。
【００５０】
搬入口３から投入される複数の材料１４は、自重で流下しながら攪拌翼４のパドル４−２の隙間と間隔５−１を経て流下堰板５に到達しており、流下堰板５の手前では材料１４の一部が堰き止められて滞留するが、大半は流下堰板５を乗り越えてさらに流下して行く。即ち、材料１４は、流下方向と反対方向に回転する攪拌翼４で一部の材料１５が掻き揚げられると共に、流下堰板５によって堰き止められることによって流下速度を抑制されながら、流下搬送体１１の底板部１２−２上に材料１４から成る円弧状の凹部を攪拌翼４に対峙させて形成すると同時に、流下堰板５とパドル４−２の先端の回転円弧との間に所定の間隔５−１が確保されていることから、円弧状の凹部の端から流下堰板５までの区間に所定長さの略平坦な合流部５−２が攪拌翼４の下流側に形成されている。
【００５１】
しかして、円弧状の凹部は、堰き止められた材料１４の一部で形成され、しかも、製造過程にあることから未硬化或いは硬化していても比較的強度も弱い段階にあるので、円弧状の凹部とパドル４−２との間に粒径の大きな材料が噛み込んだとしても容易に除去されることになり、攪拌翼４の回転に支障をきたすことが少ない。
【００５２】
又、間隔５−１と流下堰板５の高さとを適切に設定することによって、材料１４から成る円弧状の凹部における円弧の長さを、隣接するパドル４−２、４−２の先端間に形成される開脚円弧長より大きくなる関係に形成することを可能にしていることから、攪拌翼を回転させた時に、回転軸４−１の周方向に放射状に植設したパドル４−２の一つが円弧状の凹部から離れる際には、それに後続するパドル４−２は、常に円弧状の凹部の円弧長内に位置するようにしている。
【００５３】
従って、先に凹部から離れたパドルの隙間を通過する材料もあるが、円弧状の凹部や合流部５−２とパドル４−２との間に砂礫、土砂等の種々様々な粒径から成る現地発生材料を噛み込むことを極力少なくしている。
【００５４】
さらに、略平坦な合流部５−２では、円弧状の凹部を流下してきた材料１４とパドル４−２で掻き揚げられてきた一部の材料１５とを再び合流させて確実かつ効果的に混合させることを可能にしており、現地複合材料の混合を促進している。即ち、パドル４−２に掻き揚げられた一部の材料１５は、パドル４−２から円弧状に放出されながら自重落下すると同時に、飛散防止堰板１３によって平坦部５−２側に仕向けられており、間隙５−１を経て流下してくる材料１４と合体しているものであるから、材料１４は、合流部５−２もしくは混合調整ブロック１２の平坦な混合板１２−３において攪拌混合を継続させながら、次段階の攪拌翼４と流下堰板５とに流下して行くものであり、同様の攪拌混合を反復させている。
【００５５】
従って、材料１４に対する攪拌混合は、攪拌翼４と流下堰板５とから構成される単位ブロックにおいて所定の混合性を確立すると共に、混合性が不足の場合には攪拌翼４と流下堰板５とを上記実施の形態のように複数段に亘って配置することで所望の混合性を確立できるものである。
【００５６】
以上のように、本発明による現地複合材料混合装置は、各実施の形態で説明したように構成されているので、上端の搬入口から投入される現地発生材料もしくはこれに複数の異粒径材を混合した材料とセメント等の硬化剤又は固化剤等を加えた複数の材料は、その混合を効率化しながら確実にすることで良質の現地複合材料として製造されている。
【００５７】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による 現地複合材料混合装置は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、流下搬送体、攪拌翼、流下堰板及び飛散防止堰板に関する具体的な構造や材質については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは当然のことである。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１に記載の現地複合材料混合装置は、上端の搬入口と下端の搬出口とを備えて傾斜状に設置される流下搬送体、流下搬送体に直交させて並行に複数個配置し、回転軸の周辺にパドルを軸方向と周辺方向に所定の間隔で放射状に植設して成る攪拌翼、攪拌翼に対応させて、下端の搬出口に向かう傾斜方向の当該撹拌翼後方位置に設置される流下堰板及び複数の攪拌翼を連結しながら、下端の搬出口に向かう傾斜方向と反対の、上端の搬入口に向かって掻き揚げる方向に回転させる攪拌翼駆動機から構成されているので、上端の搬入口から投入した現地発生材料もしくはこれに複数の異粒径材を混合した材料にセメント等の硬化剤或いは固化剤を添加した材料の混合を確実かつ効率よく行って良質の現地複合材料を製造できる効果を発揮している。
【００５９】
請求項２に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１に記載の現地複合材料混合装置において、流下堰板をパドル先端の回転円弧との間に所定の間隔を確保して配置することを特徴としているので、上記効果に加えて、攪拌翼の下流側に形成する平坦な合流部で的確かつ効率よく合流・混合させることで現地複合材料の混合性を増長できる効果を発揮している。
【００６０】
請求項３に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１又は２に記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体を、単一の攪拌翼と該攪拌翼の後方位置に設置される流下堰板とから構成される部分ブロックを形成し、部分ブロックを適宜に組み立てて構成することを特徴としているので、上記効果に加えて、部分ブロックを取り付けもしくは取り外すだけで撹拌翼を取り付けた適切な長さの流下搬送体を形成して材料の混合性を調整できると共にブロック単位に分割して清掃も容易にできる効果を発揮している。
【００６１】
請求項４に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、部分ブロックに流下堰板に連続させる平坦な流下堰案内板を底板部上に設置して構成される所定長の混合調整ブロックを適宜に付属させることを特徴としているので、上記効果に加えて、混合調整ブロックを入れ替えて平坦部の長さを現地発生材料に合わせた適切な長さに設定して流下案内板における現地複合材料の混合性を増長できる効果を発揮している。
【００６２】
請求項５に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、攪拌翼のパドルを、隣接する攪拌翼との関連で軸方向の間隔を相互に変更することを特徴としているので、上記効果に加えて、材料の流下方向に並列配置される攪拌翼間のパドル配置を多様化することで、効率よく掻き混ぜられるようにして現地複合材料の混合性をさらに増長できる効果を発揮している。
【００６３】
請求項６に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、攪拌翼を相互間の回転速度を適宜に変更させながら設定できることを特徴としているので、上記効果に加えて、攪拌翼間に亘る混合状態を多様化することで現地複合材料の混合性をさらに増長できる効果を発揮している。
【００６４】
請求項７に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体が、攪拌翼の上方で、下端の搬出口に向かう傾斜方向の当該撹拌翼よりも後方位置に飛散防止堰板を具備していることを特徴としているので、上記効果に加えて、攪拌翼のパドルで掻き揚げた材料の移動方向を飛散防止堰板で制御して、流下搬送体内を流下してきた材料と的確且つ効果的に再合流混合させることで現地複合材料の混合性をさらに増長できる効果を発揮している。
【００６５】
請求項８に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１乃至７のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、飛散防止堰板を流下搬送体の傾斜角度もしくは攪拌翼の回転速度に対応させて、流下搬送体に対する設置角度を調整可能に設置されることを特徴としているので、上記効果に加えて、掻き揚げた分を飛散防止堰板で再び流下する材料に戻す状態を傾斜角度もしくは攪拌翼の回転速度に対応させて適宜に調整することで、現地複合材料の混合性をさらに増長できる効果を発揮している。
【００６６】
請求項９に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１乃至８のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、飛散防止堰板を複数の短冊板から構成し、各短絡板の回動角度を適宜に調整可能に設置されることを特徴としているので、上記効果に加えて、攪拌翼のパドルで掻き揚げた材料の分散形態を飛散防止堰板の複数の短冊板でさらに緻密に制御して流下搬送体内を流下してきた材料と的確かつ効果的に再合流させることで、現地複合材料の混合性をさらに増長できる効果を発揮している。
【００６７】
請求項１０に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１乃至９のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体を長さの調整可能な支持部材で適宜の傾斜形態に支持することを特徴としているので、上記効果に加えて、様々な粒径から成る現地発生材料等或いはこれに複数の異粒径材を混合した材料に合わせて流下搬送体を傾斜させ、流下速度を調整しながらの混合性を変化できる効果を発揮している。
【００６８】
請求項１１に記載の現地複合材料混合装置は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の現地複合材料混合装置において、流下搬送体を弾性体で揺動可能に支持することを特徴としているので、上記効果に加えて、流下搬送体が、材料の移動や攪拌翼の回転等の動作によって振動し、流下しながら混合している現地複合材料に振動を加えることで現地複合材料の混合性をさらに増長できる効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【 図１】本発明による現地複合材料混合装置の実施の形態図
【 図２】図１の各攪拌翼と流下堰板を矢視した断面図
【 図３】本発明による現地複合材料混合装置の他の実施形態図
【 図４】本発明による現地複合材料混合装置の混合形態図
【符号の説明】
１、１０ 現地複合材料混合装置、 ２、１１ 流下搬送体、
３ 搬入口、 ４ 攪拌翼、 ５ 流下堰板、 ６ 搬出口、 ７ 基礎、
８、８’ 弾性体、 ９ 攪拌翼駆動機、 １２ 混合調整ブロック、
１３ 飛散防止堰板、 １４ 材料、 １５ 一部の材料、
１６ 支持部材、 ２−１、２−２ 部分ブロック、
２−３ 流下搬送体ブロック、 ４−１ 回転軸、 ４−２ パドル、
４−３ スプロケット、 ５−１ 間隙、 ５−２ 合流部、
１２−１ 流下搬送体ブロック、 １２−２ 底板部、
１２−３ 平坦な混合板、 １２−３’ 傾斜した混合板、
１６−１ ハンドル、 １６−２ 伸縮部、 １６−３ 脚部、
１６−４ 雌ねじ部、 １６−５ 雄ねじ部、
Claims (11)
- 上端の搬入口と下端の搬出口とを備えて傾斜状に設置される流下搬送体、
該流下搬送体に直交させて並行に複数個配置し、回転軸の周辺にパドルを軸方向と周辺方向に所定の間隔で放射状に植設して成る攪拌翼、
該攪拌翼に対応させて、下端の該搬出口に向かう傾斜方向の当該撹拌翼後方位置に設置される流下堰板及び
複数の攪拌翼を連結しながら、下端の該搬出口に向かう傾斜方向と反対の、上端の該搬入口に向かって掻き揚げる方向に回転させる攪拌翼駆動機から構成される現地複合材料混合装置。 - 流下堰板が、パドル先端の回転円弧との間に所定の間隔を確保して配置されることを特徴とする請求項１に記載の現地複合材料混合装置。
- 流下搬送体が、単一の攪拌翼と該攪拌翼の後方位置に設置される流下堰板とから構成される部分ブロックを形成し、該部分ブロックを適宜に組み立てて構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の現地複合材料混合装置。
- 部分ブロックが、流下堰板の上端に連続させる平坦な流下案内板を底板部に設置して構成される所定長の混合調整ブロックを、適宜に付属させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現地複合材料混合装置。
- 攪拌翼のパドルが、隣接する攪拌翼との関連で軸方向の間隔を相互に変更されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現地複合材料混合装置。
- 攪拌が、相互間の回転速度を適宜に変更させながら設定できることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の現地複合材料混合装置。
- 流下搬送体が、攪拌翼の上方で、下端の該搬出口に向かう傾斜方向の当該撹拌翼よりも後方位置に飛散防止堰板を具備していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の現地複合材料混合装置。
- 飛散防止堰板が、流下搬送体の傾斜角度もしくは攪拌翼の回転速度に対応させて流下搬送体に対する設置角度を調整可能に設置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の現地複合材料混合装置。
- 飛散防止堰板が、複数の短冊板から構成され、各短冊板の回動角度を適宜に調整可能に設置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の現地複合材料混合装置。
- 流下搬送体が、長さの調整可能な支持部材で適宜の傾斜形態に支持されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の現地複合材料混合装置。
- 流下搬送体が、弾性体で揺動可能に支持されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の現地複合材料混合装置。
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