JPH04228718A - 汚染土壌の現場処理クレーン装着ドリルおよび方法 - Google Patents

汚染土壌の現場処理クレーン装着ドリルおよび方法

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JPH04228718A
JPH04228718A JP3121946A JP12194691A JPH04228718A JP H04228718 A JPH04228718 A JP H04228718A JP 3121946 A JP3121946 A JP 3121946A JP 12194691 A JP12194691 A JP 12194691A JP H04228718 A JPH04228718 A JP H04228718A
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drive shaft
drill
sleeve
soil
fluid
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JP3121946A
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English (en)
Inventor
V Dennis Millgard
ヴイ・デニス・ミルガード
Roger H Kappler
ロジヤー・エイチ・カプラー
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Millgard Environmental Corp
Original Assignee
Millgard Environmental Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、汚染された土壌の現場
流体処理のための、ドリル装置および方法の改良に関す
るものである。
【０００２】発明の背景と目的
【従来の技術】廃棄物の閉じ込めまたは池、埋めた廃棄
物の漏れ出し、または廃棄物の地上への直接投棄からく
る土壌の汚染は、これまで国内および国外ともに重大問
題として認められてきた。この問題を扱うため、再処理
または処理として汚染土壌の除去から広がって、汚染物
質を中和しようとする化学反応により、または汚染土壌
を固体コンクリートまたはその他同種のものに包むこと
による現場処理に到るまで、多くの技術が提案された。 これまで技術上提案された、汚染土壌の現場処理の一特
定方法は、１個または２個以上のオーガを地中へ駆動す
る一方、同時に上記オーガドリルビットの、またはこれ
に関連するノズルを通して処理流体を噴射することを包
含している。上記オーガは、連続するドリル位置の間を
移動するのに適当な装置によって支持されるので、多数
の穴がドリルで掘られて、土壌は全汚染領域を完全に包
むパターン内で処理される。この技術と理論は、経済的
および汚染土壌の除去を必要としない点で著しい利点が
あるが、ガス状汚染物質およびごみくずをまき散らすと
いう、結果として生じる危険性のために、これらの理論
的利点は、これまで実際に認識されていない。
【０００３】これまでに提案されたオーガ形装置の一つ
の欠点は、単一掘削操作で処理できる表面積と深さが小
さいことにある。適用範囲領域と処理効率を向上させよ
うとして、連動パターンで回転する多数の平行オーガを
備える提案もなされた。しかし、このような多重オーガ
装置でも、貫入ごとに約３０平方フィート（２．８ｍ２
　）　　までの表面積しかおおわれず、また通常約３５
フィート（１０．７ｍ）の最大貫入深さしか得られない
。さらに、岩または他の障害物が、オーガブレードの間
に押し込まれ、上記ドリル装置を動かなくし、そして除
去および修理のため重大な休止時間をうみ出す原因とな
った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の全体に通じる
目的は、これまで理論化されたが、当技術で実際に行な
われなかった、オーガ形技術の利点をとり入れ汚染土壌
処理用装置と方法を提供することにある。本発明のさら
に一特定目的は、これまでに提案された技術と比較して
、土中へ貫入の深さが増加し、各きりもみ操作時により
大きな表面積をおおい、従ってこれまでに提案された技
術以上に効率良く操作することができる、上記特性の装
置および方法を提供することにある。本発明の他のおよ
び関連する目的は、ドリルビットが従来形装置と比較し
て向上したパワーで駆動され、これによりより広い表面
積をおおい、かつ土中貫入のより深い深さが得られるよ
うになった、上記特性の単一ビット装置を提供すること
にある。本発明のさらに他の一目的は、大きくなったき
りもみ速度、増加した処理効率、および類似特性を有す
る従来形技術よりも一層有効な処理制御を得るため、土
壌処理用流体噴射の向上した制御に適した装置と方法を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による、汚染土壌
の現場処理用装置は、垂直方向に支持され、かつその垂
直軸線の周りに回転する細長い中空の駆動軸を含む。流
体ポンプが上記駆動軸の上端部に、適当なホースおよび
回り継手により連結され、加圧下で選択的に上記駆動軸
内に流体を噴射する。ドリルビットは、上記駆動軸の下
端部に付加され、土壌を貫いて下方に穴をあける。本発
明の好適実施例において、駆動軸はクローラクレーンの
ブームから垂直にぶら下がったケリーバーを含む。ドリ
リングすなわちきりもみ付属装置またはその他同種のも
のは、上記ケリーバーを駆動するブームによって支持さ
れる。
【０００６】本発明の最も重要な態様によると、上記ド
リルビットは、上記駆動軸の下端部に装着され、かつそ
こから同軸に伸び出す中空スリーブを含む。１対のドリ
ルブリードは、上記中空スリーブから片持式で、かつ相
互に正反対にそこから外方に伸び出る。これらのブレー
ドは同一の均一な断面と長さを有している。複数の半径
方向に一定間隔配置されたドリルティースは、各ブレー
ドの前縁に沿って上記中空スリーブの接線方向に向けら
れ、上記ドリルティースは上記スリーブ軸線に対して下
向きに角をなしている。中空管すなわち導管が各ブレー
ドの後縁に沿って伸び出し、上記駆動軸からそこへ供給
される圧力下の流体を受けるため、各管は上記ドリルス
リーブ内に開口している。各管上の複数のノズルが、上
記ドリルティースの反対側に、上記スリーブの接線方向
に開口している。本発明の好適実施例において、上記ノ
ズルは、上記スリーブの半径方向外側に向かって減少す
る不均一な間隔で、上記管の側壁内に配置される複数の
オリフィスを含む。上記複数のオリフィスは、上記ドリ
ルブレードの平面に対し後方かつ上方に角度をなして開
口している。各ブレードの上面には１枚のそらせ板が付
加され、上記ドリルビットの回転中、上記オリフィスに
土壌が入らないようにそらせる。
【０００７】本発明の次に重要な態様によると、上記流
体の供給機構は、上記駆動軸の速度の関数として、そし
て結果としては上記ドリルビットの速度の関数として電
気信号を供給するため、上記駆動軸に結合されたセンサ
を含む。電子制御装置は上記速度信号に応答し、上記駆
動軸内への流体の噴射を制御し、上記駆動軸の速度の予
め決められた関数として駆動軸内からドリルビットに至
る流体の噴射を制御するために、対応制御信号を流体制
御弁に供給する。こんな風に、掘った土壌の単位体積ご
とに、事実上均一な流体噴射を達成するために、ドリル
速度の関数として上記ドリルビットを通る流体噴射量が
制御される。上記センサは上記駆動軸の軸流速度または
角速度に応答、または軸流速度と角速度の両方に応答す
ることもできて、上記速度の結合関数（ｃｏｍｂｉｎｅ
ｄ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ）として流体噴射を制御する。好
適なことに、上記流体制御装置は、上記流体制御関数の
操作員による変更値に対する機構も含む。最も望ましい
こととして、上記流体制御装置は、流体噴射操作の制御
を強化するため、例えば温度、圧力および／または流体
流量など、予め選択された流体自体の特性に応答する１
個または２個以上のセンサをさらに含む。本発明は、そ
の他の目的、特徴および利点と共に、下記の説明、特許
請求の範囲および添付図面から良く理解されよう。
【０００８】
【実施例】図１は、１対の軌道１６で運搬される、運転
室１４のあるクレーン１２を含むものとして、本発明の
現在の好適実施例による装置１０を示す。中空のケリー
バー１８が、ブーム２２の上端部からケーブル２０でぶ
ら下げられ、上記ブームはその下端部を、上記クレーン
のフレームに枢軸回転できるように装着されている。ド
リリングすなわちきりもみ付属装置２４は、支持フレー
ム２６でクレーン１２上に取り付けられ、かつケリーバ
ー１８を取り囲む駆動装置２８を有する。ドリルビット
３０がケリーバー１８の下端部に付加される。シュラウ
ド３２はケリーバー１８を密閉包囲する回転可能なパッ
キン押え３３を有し、かつ上記ケリーバーおよびドリル
ビットが地面に対して軸線方向に移動するにつれて、地
面上に静止するようになっている開放下部縁を備えてい
る。シュラウド３２は、処理中の土壌のドリル貫入中に
、シュラウド３２内に吐出される揮発性物質を浄化また
は閉じ込める装置３６に適当なホース３４で連通される
。ホース３８は、上記ケリーバーの内部に加圧下の流体
を供給するため、ケーブル２０において、ケリーバー１
８の上端部に回り継手４０により連通される。バン４２
は上記装置１０の電子的制御操作のため、操作員ステー
ション４４を収容する。ボイラ４６はホース３８に結合
される。
【０００９】ドリルビット３０は、ケリーバー１８下端
部の対応フランジ５４に結合するため、その開放上端部
にフランジ５２を有する中空円筒スリーブ５０を含むも
のとして、図２−６に詳細に示されている。上記スリー
ブの開放上端部の通路５６（図４）は、ケリーバー１８
の内部から、スリーブ５０の内部へ流体を通過させる。 １対の角をなしているドリルティース５８が、スリーブ
５０の下端部を閉鎖するプラグ６０から軸線方向外側に
伸び出る。一対のドリルブレード６２が上記スリーブ５
０に付加され、そしてスリーブから相互に正反対に半径
方向外側に伸び出る。各ドリルブレード６２は、鋼また
は他の適当な金属ストックで作られ、その内端部をスリ
ーブ５０の外面に溶接され、かつその外端部はスリーブ
から片持式にされている中実長方形バーからなる。ブレ
ード６２の主中央面は、同一平面上にあり、かつスリー
ブ５０の軸線に対し直角をなす。各ブレードの一方の縁
−すなわち、上記ドリルビットのきりもみ回転の方向６
５（図３および図４）に対し前縁６４−は上向き後方へ
角度をなして傾斜すなわちテーパがつけられている。こ
のことは上記ブレードの土壌を通過する移動を容易にし
ている。均一に半径方向に一定間隔配置されたドリルテ
ィース６６の配列は、各ブレード６２の前縁６４に沿っ
て伸び出る。ドリルティース６６のおのおのは、各ブレ
ード６２の下方前縁に付加された適当なポケット６８内
に着脱できるように嵌合される。スリーブ５０の軸線に
対するドリルティース６６および前縁６４の面の角度は
、貫入される土壌のかたさの関数として選択される。 この角度は１０°と３０°の間で変更可能で、代表的な
土壌の密度と組成に対しては、図に示されるように、約
２０°の角に関して好適とされる。
【００１０】中空管７０が、各ブレード６２の後縁７２
に接線方向に面して付加される。各中空管７０は、その
外端部にプラグ７３を有し、そしてその内端部は、ケリ
ーバー１８を介してスリーブ５０に供給される流体を受
けるように、スリーブ５０の内部に開口している。多数
のノズル７４が、各中空管７０の後縁に沿い、半径方向
に一定間隔配列されて設けられる。図面に示された本発
明の好適実施例においては、上記ノズル７４は、中空管
７０の側壁を貫通して伸び出し、かつドリルブレード６
２の平面に対し上向き後方へ角度をなして開く、開口す
なわちオリフィスからなっている。ノズルオリフィス７
４は、図４および図５に示されるように、スリーブ５０
の半径方向に不均一な間隔に配置され、オリフィス相互
間の間隔は、上記スリーブへの隣接部で最大であり、そ
してスリーブの半径方向外側で減少している。細長い板
７６は各ブレード６２の上面に溶接されるかまたはその
他の方法で付加され、そして上記の関連する中空管７０
上方を接線方向後方に伸び出し、軸線方向からみて、中
空管７０およびノズルオリフィス７４を覆っている（図
４）。上記板７６は、オリフィスに土壌が侵入したりま
たは詰まらせたりしないように、オリフィス７４上方で
土壌をそらせる。ドリルティース６６、細長い板すなわ
ちそらせ板７６および中空管７０を含むドリルブレード
６２は、相互に同一である。オリフィス７４の寸法は、
ポンプで送る物質の密度に依存している。例えば、空気
または水蒸気に対しては、比較的に小さい３／８インチ
（０．９５ｃｍ）のオーダーに基づく直径が適当であろ
う。グラウトのような中間密度の物質に対しては、３／
４インチ（１．９１ｃｍ）の大きさのオリフィスが適当
であろう。砂またはセメントのスラリーのような比較的
に高密度の物質に対しては、１インチ（２．５４ｃｍ）
から１１／４インチ（３．１８ｃｍ）までのオーダーに
基づく大きなオリフィスが適当であろう。図４−６に示
され、かつドリルブレード先端間の直径が１０フィート
（３．０５ｍ）の本発明の作動実施例においては、オリ
フィス７４は、４５°の角度をなす３／４インチ（１．
９１ｃｍ）の穴からなっている。
【００１１】これまで記載された範囲の動作において、
シュラウド３２が、その内部に位置するドリルビット３
０と共に最初に地表面上に置かれる。装置３６が、きり
もみ中に土壌から逃散してくるどんなガスも、閉じ込め
および／または浄化するために作動される。ケリーバー
１８とドリルビット３０が次に駆動装置２８により方向
６５へ回転される。ドリルティース６６が地表面と接触
するようになった時には、継続したドリルの駆動とドリ
ルティース６６の迎え角と組み合わさり、地表面内へド
リルを内側すなわち下方へ推進させる。実際に、駆動装
置２８の出力と結合したドリルビットの設計は非常に有
効であるため、土壌の適正な練り混ぜと貫入を達成する
ため、多くの場合ケーブル２０に張力を加えることによ
り、地表内へのドリルの駆動が実際に遅延されねばなら
ないことが解った。回転中、そらせ板７６は、ブレード
６２の上面の上方を流れる汚物から、ノズルオリフィス
７４を遮蔽する役目をする。地表内へきりもみ作業中お
よび／または地中から取出し中、ビット３０が回転する
間は、圧力下の流体が、図７および図８に関連して説明
する流体制御装置８０によりケリーバー１８に供給され
る。流体処理媒質は、次のもので構成することもできる
：シュラウド３２で集められた後、装置３６に供給され
る揮発性有機化合物を蒸発させる熱空気または熱水蒸気
；クレオソート汚染土壌および炭化水素汚染土壌に対す
る生物土地改良のための微生物、過酸化水素またはリン
／窒素溶液；重金属を凝固および埋没させるためのセメ
ント、フライアッシュまたは珪酸質（Ｓｉｌｉｃａｃｅ
ｏｕｓ）材料；または池のスラッジを安定させるための
中和剤。
【００１２】流体制御装置８０は、対応する源とケリー
バー１８との間にそれぞれ、セメント／フライアッシュ
／水（グラウト）スラリーのようなスラリーを供給する
管路８２，給水管路８４，圧縮空気管路８６および水蒸
気管路８８の４本の制御管路を含んでいる。スラリー管
路８２は、スラリー源とケリーバー１８にそれぞれ結合
される１対の弁９０と９２を含む。弁９０と９２との間
には、直列にソレノイド弁のような電子動作比例流量制
御弁９４，流量センサ９６，温度センサ９８および圧力
センサ１００が接続される。流量制御弁９４は、スラリ
ー源からケリーバー１８へ流体を選択的に供給するため
、マイクロプロセッサ１０２からの電気制御信号に応答
する。流量センサ９６，温度センサ９８および圧力セン
サ１００は、それぞれ流体流量，流体温度，流体圧力の
関数として対応電気信号をマイクロプロセッサ１０２に
供給する。弁１０４は手動バイパスのため、弁９０，９
２を通って接続される。各上記流れ管路８４，８６，８
８は前記管路８０と同一であり、対応要素は対応的に同
一参照番号で示される。上記流れ管路８２，８４，８６
，８８は、ホース３８，次にケリーバー１８に、流れ管
路の個々の接続のため別々にマニホルド１３０に接続さ
れる。
【００１３】マイクロプロセッサ１０２は、上記ケリー
バーとドリルビットの角速度を感知し、かつ上記角速度
の関数として、上記マイクロプロセッサに対応電気信号
を供給するためケリーバー１８に結合された、センサ１
０４から第１の入力を受信する。同様にして、第２のセ
ンサ１０６は、上記ケリーバーとドリルビットの、地表
面内へのおよび地表面からの軸流速度を感知し、かつ上
記マイクロプロセッサに対応電気信号を供給するためケ
リーバーに結合されている。操作者キーボード１０８に
は、制御パラメータの操作者入力が与えられる。マイク
ロプロセッサ１０２は、またデジタル読出しのパネル１
１０（図８）に結合され、さらに前記４管路８２−８６
のおのおのに流れ、温度および圧力の変動値を記録する
だけでなく、チャートの縁に沿って時間も記録する１２
チャネルチャートレコーダ１１２にも結合される。
【００１４】図８は、操作者デジタル読出しパネル１１
０とチャートレコーダ１１２を示す。図７の前記４本の
流れ管路８２−８８は、パネル１１０に対応ディスプレ
イコラム８２ａ−８８ａを有する。各ディスプレイコラ
ムは、流体温度を°Ｆで，流体圧力をｐｓｉ（ポンド毎
平方インチ）で，スラリーと水に対する流体流量をＧＰ
Ｍ（ガロン毎分）で，圧縮空気に対してＳＣＦＭ（標準
状態立方フィート毎分）で，そして水蒸気に対してＰＰ
Ｈ（ポンド毎時）に対する対応デジタルディスプレイを
有する。例として、スラリーと水の流れは３００ｐｓｉ
（２１．０９ｋｇ毎平方ｃｍ），２１２°Ｆ（１００℃
）において１０００ガロン（３．７９立方ｍ）毎分まで
上記ケリーバーに選択的に供給することもできる。空気
は１５００立方フィート（４２．４８立方ｍ）毎分まで
２００ｐｓｉ（１４．０６ｋｇ毎平方ｃｍ），３００°
Ｆ（１４９℃）で上記ケリーバーに供給することもでき
、一方水蒸気は１０，３５０ポンド（４６９５ｋｇ）毎
時まで２５０ｐｓｉ（１７．５８ｋｇ毎平方ｃｍ）と４
００°Ｆ（２０４℃）で上記ケリーバーに供給すること
もできる。これらのパラメータはすべて、操作者により
選択的に変更することができる。
【００１５】動作において、そして前記要約における本
発明の第２の態様によると、マイクロプロセッサ１０２
は、各種制御弁９４の選択式操作により、上記ケリーバ
ーに供給された流体を制御するため、速度センサ１０４
，１０６の中のどちらかまたは両方に応答する。例えば
、操作者は、上記ケリーバーとドリルビットが回転し地
面から（ケーブル２０により）取り出される時に、土壌
の立方フィート毎にグラウトスラリーの１００ポンド（
４５．３６ｋｇ）を沈殿させるように、管路８２を通し
てグラウト（セメント／フライアッシュ／水）スラリー
を供給するため、キーボード１０８を介してマイクロプ
ロセッサ１０２をプログラムすることもできる。これに
関連して、前記のようにドリルビットブレードの半径方
向外側へ、ノズルオリフィス７４の不均一な間隔を設け
たことは、上記ブレードの外縁に向う行程の増加した距
離に対して自動的に補正する一方で、地球内部に事実上
均一に上記流体を噴射することに注意されたい。上記ド
リルビットが地面へ貫入するとき、１種または２種以上
の流体が地球内に噴射されることも一応理解されたい。 例えば、管路８６を通る空気の噴射は、極めて高密度の
地面または粘土内へのドリルの貫入を促進することがで
きる。
【００１６】図９は、本発明の装置の使用を実施できる
きりもみパターン１２０を示す。例えば、事実上円柱穴
１２２が、連続して平行に横方向に隣接列に掘られる。 ドリルビットは小直径のドリルと変更することもでき、
そして穴１２２間のばらのつぼみ１２４が、格子間型穴
１２６の連続によって覆われることができる。これに関
連して、本発明のドリルビット３０は、これまで提案さ
れたドリルまたはオーガの３フィート（９１．４ｃｍ）
直径と対照する時に、１２フィート（３．６５ｍ）まで
の直径の設けられることが理解されよう。従って、汚染
土壌の全領域は、本発明の装置を用いて、さらに一層有
効に、かつ完全に覆うことができる。
【００１７】図１０−１５は、本発明の各種態様を実施
する変型ドリルビットを示す。前記のものと同一の要素
は、対応的に同一参照番号で確認され、そして類似の要
素は後方に付ける文字で区別される。図１０および図１
４は、第２番目の対のブレード６２ａが、ドリルティー
ス５８に付加され、かつティース５８に隣接する中空円
筒スリーブ５０の下端部から、半径方向外側に伸び出す
、変型ドリルビット１３２を示す。ブレード６２ａがブ
レード６２の真下に半径方向寸法が小さく置かれ、かつ
ブレード６２ａの外端部はブレード６２の真下で垂直筋
かい１３４で支持される。ドリルビット１３２内のノズ
ルオリフィス７４は、スリーブ５０の半径方向に均一の
一定間隔にあり、かつブレード６２，６２ａの平面に対
して上向きでなく、下向きに角度をなしている。上記オ
リフィスのこのような下向き角をなすことは、そらせ板
７６の必要性を減らすものである（図４−６）。
【００１８】図１１および図１５は、他のドリルビット
形状１３６を示し、ここでブレード６２ｂはスリーブ５
０からスリーブ軸線に対して、ブレード３０，１３２に
おけるように軸線に直角でなく、上向きで片持式になっ
ている。図１１の実施例のオリフィス７４は、スリーブ
軸線の接線方向に開口し、これまでの実施例におけるよ
うに上向きにも下向きにも角をなしていない。図１２に
示された変型ドリルビット１３８は、ブレード６２ｃが
スリーブ５０からある角度をなして伸び出し、そして相
互にスリーブの遠端部に溶接され、周辺に一定間隔配置
された３対で配置される。ドリルティース６６は、各ブ
レード６２ｃから前方に伸び出し、各対の下方ブレード
上に下向きの角をなし、かつ各対の上方ブレード上に上
向きの角をなしている。ノズル１４２は、各ブレード６
２ｃ上１つ置きのドリルティース６６の後方に取付部品
の形式で置かれ、上記ブレードは中空でスリーブ５０の
内部と連通している。ノズル１４２は、各対の上方ブレ
ードと下方ブレードの異なるティースの後方に置かれ−
すなわち下方ブレードは第１，第３および第５ティース
の後方に、そして上方ブレードは第２，第４および第６
ティースの後方に置かれることに注意されたい。図１２
に示したドリルビット１３８は、川または池の底のスラ
ッジおよび汚物を貫いてきりもみに特に有用である。図
１３のドリルビット１４４は、図１−６のビット３０に
類似しているが、ただしブレード６２ｄの半径方向寸法
が小さく、かつスリーブ５０の軸線方向に、相互に一定
間隔離れ、周辺に互い違いの対に設けられたのを除外す
る。図面に示されるように、都合よく、上記対が９０°
間隔をおいている。管７０，オリフィス７４およびそら
せ板７６が設けられているが、明白にするため図１３に
は示されていない。
【図面の簡単な説明】
【図１】　　本発明の好適実施例による、汚染土壌の現
場処理用装置の斜視図。
【図２】　　図１の装置の一部分の拡大部分斜視図。
【図３】　　図１および図２の装置の一部の更に拡大し
た部分斜視図。
【図４】　　図１−３の装置のドリルビットの上面図。
【図５】　　図４に示したドリルビットの側面図。
【図６】　　図５の６−６線に沿う実質的部分断面図。
【図７】　　本発明の流体噴射制御装置の略示線図。
【図８】　　流体制御装置操作パネルの正面図。
【図９】　　本発明の一好適実施例による現場土壌処理
のためのきりもみパターンの略示線図。
【図１０】　　本発明の各種態様を実施するための変型
ドリルビットの図である。
【図１１】　　図１０に同じ。
【図１２】　　図１０に同じ。
【図１３】　　図１０に同じ。
【図１４】　　図１０および図１１のそれぞれ１４−１
４線および１５−１５線に沿う実質的断面図。
【図１５】　　図１４に同じ。
【符号の説明】
１０　　　　汚染土壌の現場処理用装置１２　　　　ク
レーン １４　　　　運転室 １６　　　　軌道 １８　　　　ケリーバー ２０　　　　ケーブル ２８　　　　駆動装置 ３０　　　　ドリルビット ４４　　　　操作員ステーション ５０　　　　中空円筒スリーブ ５８　　　　ドリルティース ６２　　　　ドリルブレード ６６　　　　ドリルティース ７０　　　　中空管 ７４　　　　ノズルすなわちノズルオリフィス７６　　
　　そらせ板すなわち細長い坂８０　　　　流体制御装
置 ９０，９２　　　　弁 ９４　　　　流量制御弁 ９６　　　　流量センサ ９８　　　　温度センサ １００　　　　圧力センサ １０２　　　　マイクロプロセッサ １０４　　　　角速度センサ １０６　　　　軸流速度センサ １０８　　　　キーボード １１０　　　　デジタル読出しパネル １１２　　　　チャートレコーダ

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　汚染土壌の現場処理装置で：１本の細
    長い中空駆動軸、該駆動軸を所望方向に向けて支持する
    と共にその軸線の周りに該駆動軸を回転させる装置、上
    記駆動軸に結合され圧力下の流体を選択的に該駆動軸内
    に噴射する装置、および上記駆動軸の下端部に付加され
    土壌を下向きに貫いて穴あけきりもみをするドリル装置
    ；を含み、該ドリル装置が：上記駆動軸の下端部に装着
    され、かつそこから上記駆動軸と同軸に伸び出す中空ス
    リーブ、該中空スリーブから片持式支持され、かつそこ
    から相互に正反対に半径方向外側に伸び出す１対のドリ
    ルブレードで、該ブレードが同一の均一な断面と長さに
    なっている１対のドリルブレード。該ドリルブレードの
    おのおのの一半径方向の縁に沿い上記スリーブの接線方
    向に向けられた、複数の半径方向に一定間隔配置された
    ドリルティースで、該ドリルティースが上記スリーブに
    対し下向きに角をなしたドリルティース、上記一半径方
    向の縁と反対側の上記ブレードの一半径方向の縁に沿っ
    て伸び出す、各上記ブレード上の中空管で、該中空管の
    おのおのが、上記スリーブおよび上記駆動軸からの流体
    を受けるため、上記スリーブ内に開口している中空管、
    および上記ドリルティースの反対側に、上記スリーブの
    接線方向に開口している、各上記中空管表面の複数のノ
    ズル装置、を含むことを特徴とする汚染土壌の現場処理
    装置。
  2. 【請求項２】　　上記複数のノズル装置が、各上記中空
    管の表面に同一方向に向けられ、かつ配置されている請
    求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】　　上記ノズル装置が、上記軸線の接線方
    向にある角度をなして向けられる請求項２に記載の装置
    。
  4. 【請求項４】　　上記ノズル装置が、上記軸線に４５°
    の角をなして向けられる請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】　　上記ノズル装置が、各上記中空管の表
    面に不均一に半径方向に間隔をあけて配置される請求項
    ２に記載の装置。
  6. 【請求項６】　　上記ノズル装置が、各上記中空管の半
    径方向外側に距離を減少することにより相互に間隔をあ
    けて置かれる請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】　　上記ドリルブレードが、上記スリーブ
    に対し反対側に直角をなして該スリーブに付加される請
    求項１に記載の装置。
  8. 【請求項８】　　上記ブレードが、相互に正反対に整列
    される請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】　　上記ブレードが、中実構造で作られた
    請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】　　上記ドリル装置が、さらに上記スリ
    ーブの下端部から伸び出す１対の軸線方向に角をなすテ
    ィースを含む請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】　　上記ドリルブレードが、上記スリー
    ブに対し上向きに角をなす請求項１に記載の装置。
  12. 【請求項１２】　　さらに、上記スリーブから片持式支
    持され、かつそこから相互に正反対に半径方向外側に伸
    び出す第２の対のドリルブレードで、該第２の対のブレ
    ードが、同一の均一な断面と長さを有し、かつ上記スリ
    ーブの軸線方向に、上記最初の対から一定間隔離れてい
    る請求項１に記載の装置。
  13. 【請求項１３】　　上記第２の対のブレードが、上記ス
    リーブの周辺に、上記最初の対から互い違いに設けられ
    ている請求項１２に記載の装置。
  14. 【請求項１４】　　上記第２の対のブレードが、上記最
    初の対と軸線方向に整列されている請求項１２に記載の
    装置。
  15. 【請求項１５】　　上記ブレードの全てが同一である請
    求項１２に記載の装置。
  16. 【請求項１６】　　上記ドリルティースが、各上記ブレ
    ードに沿って半径方向均一に一定間隔配置された請求項
    １に記載の装置。
  17. 【請求項１７】　　上記ドリル装置が、さらに該ドリル
    装置の回転中、上記ノズル装置から土壌をそらすため、
    上記反対側の縁に隣接する各上記ブレードにより支持さ
    れるそらせ板を含む請求項１に記載の装置。
  18. 【請求項１８】　　上記ノズル装置が、上記軸線の接線
    方向に上向き角をなして向けられ、そしてそこに上記そ
    らせ板が、上記ブレードに付加された１対の板からなり
    、かつ上記ノズル装置上方に、上向き角をなして上記反
    対側の縁に沿って伸び出る請求項１７に記載の装置。
  19. 【請求項１９】　　上記ノズル装置が、各上記中空管内
    の開口を含む請求項１８に記載の装置。
  20. 【請求項２０】　　圧力下の流体を選択的に噴射する上
    記装置が：上記ドリル装置の速度に応答する装置、およ
    び該ドリル装置の速度の関数として流体の噴射を制御す
    るため、上記速度応答装置に結合される装置を含むこと
    をさらに特徴とする請求項１に記載の装置。
  21. 【請求項２１】　　上記噴射制御装置が、上記駆動軸の
    軸流速度の関数として流体の噴射の量を制御するため、
    上記駆動軸の軸流速度に応答する装置を含む請求項２０
    に記載の装置。
  22. 【請求項２２】　　上記駆動軸および上記ドリル装置を
    土壌から取り出す装置をさらに含み、そしてそこに上記
    噴射制御装置が、上記取り出し中上記駆動軸の軸流速度
    の関数として流体の噴射の量を制御するため、上記駆動
    軸の軸流速度に応答する装置を含む請求項２１に記載の
    装置。
  23. 【請求項２３】　　上記噴射制御装置が、さらに上記ド
    リル装置の角速度の関数として流体の噴射の量を制御す
    るため、上記ドリル装置の角速度に応答する装置を含む
    請求項２０に記載の装置。
  24. 【請求項２４】　　汚染土壌の現場処理装置で：１本の
    細長い中空駆動軸、該駆動軸を所望方向に向けて支持す
    ると共にその軸線の周りに該駆動軸を回転させる装置、
    上記駆動軸に結合され圧力下の流体を選択的に該駆動軸
    内に噴射する装置、上記駆動軸の下端部に付加され土壌
    を下向きに貫いて穴あけきりもみをするドリル装置、お
    よび上記駆動軸に結合された上記ドリル装置上で、上記
    駆動軸から土壌内へ流体を噴射するノズル装置；を含み
    、該流体噴射装置が：上記駆動軸に結合され、該駆動軸
    の速度の関数として第１電気信号を供給する第１感知装
    置、電子制御信号に応答して上記駆動軸への流体の流れ
    を制御する弁装置、および上記第１電気信号に応答し、
    上記駆動軸の速度の予め決められた関数として該駆動軸
    内への流体の噴射を制御するように、上記制御信号を供
    給する電子制御装置、を含むことを特徴とする汚染土壌
    の現場処理装置。
  25. 【請求項２５】　　さらに、上記予め決められた関数を
    選択的に変える操作者に応答する装置を含む請求項２４
    に記載の装置。
  26. 【請求項２６】　　上記第１感知装置が、上記駆動軸の
    軸流速度に応答する装置を含む請求項２４に記載の装置
    。
  27. 【請求項２７】　　上記第１感知装置が、上記駆動軸の
    角速度に応答する装置を含む請求項２４に記載の装置。
  28. 【請求項２８】　　上記流体噴射装置に結合され、かつ
    第２の電気信号を供給するため、上記流体の予め決めら
    れた特性に応答する第２感知装置をさらに含み、そして
    そこに上記電子制御装置が、上記第１および第２電気信
    号の結合関数（ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　
    ）として上記制御信号を供給する装置を含む請求項２４
    に記載の装置。
  29. 【請求項２９】　　上記予め決められた特性が、上記流
    体の温度、圧力または流量を含む請求項２８に記載の装
    置。
  30. 【請求項３０】　　汚染土壌の現場処理方法で：（ａ）
    土壌内へドリルビットを回転させること、および（ｂ）
    該ドリルビットの回転につれて、該ドリルビットを通し
    て土壌内に土壌処理流体を噴射すること；のステップを
    含み、上記ステップ（ｂ）が： （ｃ）土壌内上記ドリルビットの速度を測定すること、
    および （ｄ）きりもみした土壌の単位体積毎に事実上均一な流
    体噴射を達成するように速度の関数として流体噴射の量
    を制御すること、のステップを含むことを特徴とする汚
    染土壌の現場処理方法。
  31. 【請求項３１】　　上記ステップ（ｃ）が、上記ドリル
    ビットの軸流速度を測定すること、のステップを含み、
    そして上記ステップ（ｄ）が、ドリルビット軸流速度の
    関数として流体噴射の量を制御すること、のステップを
    含む請求項３０に記載の方法。
  32. 【請求項３２】　　上記ステップ（ｃ）が、上記ドリル
    ビットの角速度を測定すること、の追加ステップを含み
    、そして上記ステップ（ｄ）が、角速度と軸流速度の結
    合関数として流体噴射の量を制御すること、のステップ
    を含む請求項３１に記載の方法。
  33. 【請求項３３】　　次の追加ステップすなわち：（ｅ）
    上記ドリルビットの回転を継続しながら、土壌から該ド
    リルビットを取り出すこと、および上記ステップ（ｄ）
    が、上記ステップ（ｅ）の期間中ドリルビット軸流速度
    の関数として流体の噴射を制御すること、のステップを
    含む請求項３１に記載の方法。
  34. 【請求項３４】（ａ）土壌内へドリルビットを回転させ
    ること、一方同時に （ｂ）上記ドリルビットが回転するにつれ、該ドリルビ
    ットを通して土壌内に圧縮空気を噴射すること、のステ
    ップを含む、粘土のような密度の高い土壌を通してきり
    もみする方法。
  35. 【請求項３５】　　汚染土壌の現場処理装置で：１本の
    細長い中空駆動軸、該駆動軸を所望方向に向けて支持す
    ると共にその軸線の周りに該駆動軸を回転させる装置、
    上記駆動軸に結合され圧力下の流体を選択的に該駆動軸
    内に噴射する装置、および上記駆動軸の下端部に付加さ
    れ土壌を下向きに貫いて穴あけきりもみをするドリル装
    置；を含み、該ドリル装置が：上記駆動軸の下端部に装
    着され、かつそこから上記駆動軸と同軸に伸び出す中空
    スリーブ、該中空スリーブに付加され、かつ該スリーブ
    から半径方向外側に伸び出す複数のドリルブレードで、
    該ブレードが軸線方向に整列し、周辺に一定間隔配置さ
    れ２つずつ組んで上記スリーブに装着され、各上記対の
    各ブレードが一端部で上記スリーブに付加され、かつ他
    端部で上記対の他のブレードに付加される複数のドリル
    ブレード、該ドリルブレードのおのおのの一半径方向の
    縁に沿い上記スリーブの接線方向に向けられた、複数の
    半径方向に一定間隔配置されたドリルティースで、該ド
    リルティースが各上記対の一方のブレード上の上記スリ
    ーブに対し下向きに角をなし、そして各上記対の他方の
    ブレード内の上記スリーブに対し上向きに角をなすドリ
    ルティース、各上記ブレード上で、上記スリーブ内に開
    口し、各上記スリーブおよび上記駆動軸からの流体を受
    ける装置、および各上記ブレード上の複数のノズル装置
    、を含むことを特徴とする汚染土壌の現場処理装置。
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