JPH09220408A - 土砂分級機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転式スクリーンとした場合に、粘性土のス
クリーンへの付着を低減し、土砂の脱水効率を向上し含
水比を低下でき、分離処理能力を向上できる。 【解決手段】 透水性のスクリーン12を張設した６〜８
角程度の角筒形の回転ドラム13を斜設し、該回転ドラム
13の上端開口を土砂が混入した泥水の投入口18に形成
し、下端を土砂排出口20に形成し、回転ドラム13の下方
に取水タンク10を配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、泥水を水分と土砂
に分離する土砂分級機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、泥土加圧シールド掘進機による
泥水式シールド工法で、砂礫、シラスなどの掘削土砂を
切羽に送った作泥土材で泥土に変換した泥水や、リバー
ス工法で地下連続壁を施工するときに、掘削する孔内に
充填したベントナイト溶液などのリバース液などを処理
する場合、水分と土砂などの掘削固形分を分離するが、
土砂分離方式として、従来、例えば自然沈殿池方式と機
械的処理方式とがあり、自然沈殿池方式は回収した泥土
をそのまま沈殿池に放置し、土砂が池の底に自然に沈殿
するのをまって水分と分離するものである。

【０００３】機械的処理方式には、振動スクリーンによ
るもの、ロータリ分級機、サイクロンなどがあり、この
うち、振動スクリーンは例えばマッドスクリーンと呼ば
れる篩盤に泥土を通過させることで、水分と土砂を分離
するものであるが、リバース液の場合、ベントナイトそ
の他の増粘材を含む非ニュートン流体などであることか
ら、処理能力をアップするには分離促進のためマッドス
クリーンに１０００ｃｐｍ程度の加振が必要になってい
る。

【０００４】他方、地中連続壁などの施工は近年、大型
化、大深度化しており、処理量の増大はスクリーンであ
る篩盤の大面積化、振動動力の高出力化を招き、低周波
公害の発生につながるおそれがある。また、粘性土によ
るスクリーンの目詰まりによる機能低下も問題となる。

【０００５】そこで篩盤による振動スクリーンに替え
て、機械的振動を与えずに土砂から水分を効率よく脱水
できるできるものとして図４〜図６に示すような回転式
のスクリーンが提案されている。これは、一次処理スク
リーン１、二次処理スクリーン２ともに円筒形の回転式
に構成し、これら一次処理スクリーン１、二次処理スク
リーン２の下方にタンク３を配設する。

【０００６】一次処理スクリーン１は図５にも示すよう
に掘削戻り泥水の供給管４が開口する側を上方にして斜
設し、二次処理スクリーン２は図６にも示すように、供
給ポンプ５を介して前記タンク３に開口するサイクロン
供給液の供給管６と掘削用泥水の供給管７が開口する側
を下方にして斜設する。図中32はタンク３内に配設した
槽内の攪拌ポンプである。

【０００７】以上のようにして例えばシールド掘進機か
ら排出された掘削戻り泥水を供給管４から一次処理スク
リーン１内に投入すれば、泥水はスクリーンの荒目のス
リットを透過して下方のタンク３に落下する。

【０００８】一次処理スクリーン１は円筒状で回転状態
にあり、これにより、土砂等の固形分は回転移動角付近
を搖動しながら円筒軸下方向へ移動し、一次処理残土８
として円筒下端より排出される。

【０００９】一次処理された泥水をサイクロン処理し、
液内のシルト、微細砂を濃縮し、二次処理としてサイク
ロンアンダー液である濃縮液を二次処理スクリーン２に
送り、ここでシルト、微細砂分を残して液分をスクリー
ン２の細目のスリットを透過させて下方のタンク３に流
下させる。

【００１０】この間、二次処理スクリーン２は回転状態
にあり、これによりスラリーは円筒内壁の摩擦抵抗で円
筒上部に昇り円筒内壁に添う断面円弧状にまとまり、円
弧状の上頂点から剥がれ、下方に滑り落ちる。このとき
に、スラリーは造粒され、液分が抽出される。

【００１１】抽出され水分はスクリーン２のスリットか
ら下方のタンク３に排出され、造粒された固形分は再び
円筒内のスラリーに取り込まれて円筒内壁を上昇し、造
粒固形分は成長し、さらに脱水されて含水率が低下す
る。そして、最終的に造粒固形分は二次処理残土９とし
て円筒形のスクリーンの上端から排出される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】回転式スクリーンは円
筒形であり、このため、前記のようにスラリーは円筒内
壁にそってここを上昇することで断面円弧状にまとま
り、その頂点から剥がれ、下方に滑り落ちることで造粒
されるものであるため、動きが曲線状で滑らかなであ
り、造粒固形分が大きな角度で転がりにくく、スクリー
ンの内壁への粘性土の付着防止を十分に図ることが困難
である。また、スクリーンは設置角度が固定しているた
めに泥水の性状に適した角度を任意に設定できず、この
ことと相まって土砂の脱水効率が十分になされない。

【００１３】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、回転式スクリーンとした場合に、粘性土の付着を低
減し、土砂の脱水効率を向上し含水比を低下でき、分離
処理能力を向上できる土砂分級機を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、透水性のスクリーンを張設した６〜８角程度
の角筒形の回転ドラムを斜設し、該回転ドラムの上端開
口を土砂が混入した泥水の投入口に形成し、下端を土砂
排出口に形成し、回転ドラムの下方に取水タンクを配設
したこと、および、回転ドラムの内側にこれに沿って堰
板をスパイラル状に設けること、および、回転ドラムの
内外側に圧縮空気のノズルを設けること、また、回転ド
ラムに設置角度調整手段を取り付けることを要旨とする
ものである。

【００１５】請求項１記載の本発明によれば、回転ドラ
ムが角筒形であるため、この中に投入された泥水に含ま
れている粘性土塊が内部で転がりやすくなり、造粒作用
が増大し、回転ドラムに付着する量が減少する。

【００１６】そして、転がることで粘性土塊がさらに大
きくなると、土砂単位体積当たりの表面積が小さくな
り、その結果、表面付着水量が減少し、含水比が低下
し、水分は下方の取水タンクに流下し、粘性土塊は土砂
排出口から排出する。

【００１７】請求項２記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、回転ドラムの内側にこれに沿って堰板をスパ
イラル状に設けることで、回転ドラム内の土砂を効率よ
く排出口に送ることができる。

【００１８】請求項３記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、ノズルから噴出する圧縮空気が回転ドラム内
の粘性土塊に当たることで、表面付着水が吹き飛ばさ
れ、含水比が低下する。

【００１９】請求項４記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、回転ドラムに取り付けた角度調整手段により
回転ドラムの設置角度を調整することにより泥水の性状
に適した角度を設定でき、効率よく分離できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
形態を詳細に説明する。図１は本発明の土砂分級機の実
施形態を示す側面図、図２は同上正面図、図３は同上横
断平面図で、取水タンク10を設置した架台11の上に、透
水性のスクリーン12を張設した６〜８角程度（図示の例
では８角）の角筒形の回転ドラム13を支持台14を介して
設置する。

【００２１】支持台14は一方の下部を架台11にさらに設
置の支持台16にヒンジ部33で上下に回動自在に軸着し、
他方の下部を油圧シリンダー15等の昇降手段で上下の高
さ位置調整自在に架台11に取り付けたもので、これによ
り、回転ドラム13は支持台16で支承される側の端部が持
ち上げられた状態で、架台11に設置角度調節自在に斜設
されることになる。

【００２２】回転ドラム13は前記のように透水性のスク
リーン12を張設し、両端を開口に形成した８角筒状のも
ので、内壁にそって堰板17をスパイラル状に取り付け、
上方位置の開口を投入口18とし、ここに処理する泥水を
投入するためのダクト19を開口し、下方位置の開口は土
砂排出口20とする。

【００２３】回転ドラム13の投入口18側に位置させて支
持台14上に回転駆動源としてのモーター22を配設し、該
モーター22の回転軸と回転ドラム13とをスプロケット23
ａ，23ｂとベルト24を介して連結する。図中21は回転ド
ラム13を支持台14に保持する保持体を示す。

【００２４】回転ドラム13の外側と内側に洗浄水を供給
するパイプ25ａ，25ｂを配管し、そのノズル26ａ，26ｂ
を回転ドラム13のスクリーン12に添って配設し、同様に
して回転ドラム13の外側と内側に圧縮空気を供給するパ
イプ27ａ，27ｂを配管し、そのノズル28ａ，28ｂを回転
ドラム13のスクリーン12に添って配設する。

【００２５】図中10ａは、取水タンク10に設けた処理泥
水出口を示し、取水タンク10にはさらに攪拌水の入口10
ｂ、オーバーフロー出口10ｃを設けた。

【００２６】また、架台11の上部には回転ドラム13の両
側に位置させて手すり31を取り付けた歩廊29を設け、こ
の歩廊29への階段30を設けた。

【００２７】次に動作について説明する。処理する泥水
の特性などに適合させて回転ドラム13の傾斜角を油圧シ
リンダー15で調整し、さらにモーター22の回転数も調整
してモーター22に通電し、回転ドラム13を回転させる。
そして、例えばシールド掘進機から排出された土砂を含
んだ掘削戻り泥水をダクト19から回転ドラム13の投入口
18に投入すれば、土砂等の固形分は回転ドラム13内で転
がり、水分はスクリーン12の網目を透過して下方のタン
ク３に流入する。

【００２８】このとき、回転ドラム13が角筒形に形成し
てあるから、角筒の角部で固形分は大きな角度で転がり
方向を変換されて転がりやすくなり、その結果、粘性土
塊でも良好に転がって容易に造粒できる。

【００２９】そして、粘性土塊が転がることで成長し大
きくなると、土砂単位体積当たりの表面積が小さくなる
から、その表面付着水量が減少し、含水比が下がる。さ
らに、ノズル28ａ，28ｂから圧縮空気を粘性土塊に吹き
付けることで表面付着水を吹き飛ばし含水比が下がる。

【００３０】また、回転ドラム13内を転がる粘性土塊は
スパイラル状に配設した堰板17にそって移動し、排出口
20にスムーズに導かれてここから処理残土としてドラム
外に排出される。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように本発明の土砂分級機
は、回転式スクリーンとした場合に、粘性土のスクリー
ンへの付着を低減し、土塊の造粒効率をアップし土砂の
脱水効率を向上して含水比を低下でき、分離処理能力を
向上できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の土砂分級機の実施形態を示す側面図で
ある。

【図２】本発明の土砂分級機の実施形態を示す正面図で
ある。

【図３】本発明の土砂分級機の実施形態を示す縦断経平
面図である。

【図４】従来の土砂分級機の一例を示す説明図である。

【図５】従来の土砂分級機の一例を示す要部の一次処理
スクリーンの説明図である。

【図６】従来の土砂分級機の一例を示す要部の二次処理
スクリーンの説明図である。

【符号の説明】

１…一次処理スクリーン ２…二次処理スクリ
ーン ３…タンク ４…供給管 ５…供給ポンプ ６…供給管 ７…供給管 ８…一次処理残土 ９…二次処理残土 10…取水タンク 10ａ…処理泥水出口 10ｂ…攪拌水の入口 10ｃ…オーバーフロー出口 11…架台 12…スクリーン 13…回転ドラム 14…支持台 15…油圧シリンダー 16…支持台 17…堰板 18…投入口 19…ダクト 20…排出口 21…保持体 22…モーター 23ａ，23ｂ…スプロ
ケット 24…ベルト 25ａ，25ｂ…パイプ 26ａ，26ｂ…ノズル 27ａ，27ｂ…パイプ 28ａ，28ｂ…ノズル 29…歩廊 30…階段 31…手すり 32…攪拌ポンプ 33…ヒンジ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉村 宗男 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 氷澤 幸彦 大阪府大阪市西区阿波座一丁目３番15号 鹿島建設株式会社関西支店内 (72)発明者 颯田 敏和 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 上木 泰裕 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 真鍋 智 大阪府大阪市西区阿波座一丁目３番15号 鹿島建設株式会社関西支店内 (72)発明者 大友 充 大阪府大阪市西区阿波座一丁目３番15号 鹿島建設株式会社関西支店内 (72)発明者 浦矢 昭夫 東京都練馬区羽沢３丁目39番１号 サンエ ー工業株式会社内 (72)発明者 浅井 信義 愛知県常滑市大曽町３丁目１番地 株式会 社マキノ内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透水性のスクリーンを張設した６〜８角
   程度の角筒形の回転ドラムを斜設し、該回転ドラムの上
   端開口を土砂が混入した泥水の投入口に形成し、下端を
   土砂排出口に形成し、回転ドラムの下方に取水タンクを
   配設したことを特徴とする土砂分級機
2. 【請求項２】 回転ドラムの内側にこれに沿って堰板を
   スパイラル状に設ける請求項１記載の土砂分級機。
3. 【請求項３】 回転ドラムの内外側に圧縮空気のノズル
   を設ける請求項１または請求項２記載の土砂分級機。
4. 【請求項４】 回転ドラムに設置角度調整手段を取り付
   ける請求項１から請求項３のいずれかに記載の土砂分級
   機。