KR20000011955A

KR20000011955A - 자동차형토양처리기

Info

Publication number: KR20000011955A
Application number: KR1019990030181A
Authority: KR
Inventors: 하시모토히사요시; 사토후지오; 야마모토야스하루; 무라이도시카즈; 미우라데츠시로; 나카기리후미키; 구사키다카미; 세키노사토시; 히로세기요노부; 미즈노요시오; 이토노부오; 후쿠자와히데키
Original assignee: 세구치 류이치; 히다치 겡키 가부시키 가이샤
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1999-07-24
Publication date: 2000-02-25
Also published as: JP2000045327A; EP0974702A2; CN1112958C; EP0974702A3; KR100403753B1; CN1261550A; JP3387829B2

Abstract

자동차형 구동수단이 제공되어 토양 및 첨가 토양개선재를 공급하는 최소 하나의 토양호퍼 및 첨가호퍼를 포함하는 상기 토양 공급 스테이지를 지지하는 주 프레임을 구비하는 승용 자동차형 토양처리기에 있어서, 상기 토양 처리 스테이지는 토양처리용기의 일단으로부터 타단으로 전송되는 동안 토양 및 첨가재를 혼합하는 혼합수단이 내부에 제공된 토양처리용기를 포함하고, 토양 방출 스테이지는 소정 방향으로 개선된 성질의 처리된 토양을 전송하는 토양방출 콘베이어를 포함한다. 토양처리용기에는 토양 및 부가재를 수용하기 위해 그의 전단 부분 상부측에 위치하는 입구개구, 및 방출 콘베이어를 향해 개선된 성질의 처리된 토양을 방출하기 위해 그의 후단 부분 바닥측에 위치하는 출구개구가 제공된다.

Description

자동차형 토양처리기{AUTOMOTIVE SOIL TREATING MACHINE}

본 발명은 주로 특정 목적의 사용에 적합하도록 토양구조 또는 토질을 개선함으로써 연약지반의 기초 강화를 목적으로 하는 토양처리에 사용되는 토양처리기에 관련된 것으로서, 특히 토양처리중에 지반 또는 지표의 표면 위 내지 그 표면을 따라 이동할 수 있는 자동차형(automotive) 또는 승차형(vehicular) 토양처리기에 관한 것이다.

예를 들어, 가스관, 급수관 또는 하수관 등의 배관 또는 도로공사 내지는 기타의 기초작업과 같은 지반굴착시에, 제거된 토양에 처리를 가하지 않고 이를 굴착된 지반에 채우는 것이 가장 바람직하다. 하지만, 몇몇 경우에는 굴착된 토양이 채움재로 적합하지않을 수도 있다. 이러한 경우, 굴착된 토양을 버리고 더 좋은 성질 또는 특성을 갖는 토양으로 굴착된 지반을 채워야할 필요가 생기게된다. 굴착된 토양이 예를 들면 암, 벽돌조각 또는 콘크리트 및/또는 금속 혹은 기타 이물질 등을 대량으로 함유하는 경우, 이 토양은 채움목적에 사용될 수 없다. 또한, 예를 들면, 입자크기가 아주 작고 높은 점성질의 진흙 또는 강화가 곤란할 정도로 심하게 풍화된 토양 등과 같이 연약한 토양을 채우면, 채워진 지반의 기초 침하를 유발할 수 있다. 또한, 지반 굴착작업중에 생성되는 토양이 극히 조악한 품질인 경우, 이러한 종류의 폐기물에 관한 엄격한 제도적 규제에도 불구하고 이는 산업폐기물로써 폐기되어야 한다. 따라서, 표준적인 품질의 토양을 유용한 자원으로 전환할 수 있는 토양처리 수단에 대한 강력한 요구가 있어왔다.

이와 관련하여, 토양이 단순히 혼합된 상태로 이물질을 함유하는 경우, 이는 이물질을 걸러내고나서 굴착된 지반에 채워질 수 있다. 한편, 토양이 너무 무르고 약해서 채움재로 사용되면 기초 침하를 유발할 우려가 있는 경우, 이는 채움전에 토양개선 또는 강화제 또는 강화재와 더불어 처리되어야 한다. 이러한 종류의 토양처리에 있어서, 예를 들면, 석회와 시멘트를 굴착잔재 및 강화용 토양에 투입 혼합하여, 굴착된 지반 또는 기타 용도의 채움에 적합하게 사용될 수 있는 개선된 구조 또는 성질의 토양을 생성하는 통상적인 방법이 사용되었다.

토양개선제 또는 개선재를 굴착된 토양에 투입하는 토양강화처리에 현재까지 사용되어온 전형적인 혼합기는 회전 혼합수단이 구비된 믹서형 및 회전 분쇄드럼이 구비된 분쇄형이다. 특히, 믹서형 기계의 경우, 굴착된 토양은 토양개선재와 더불어 혼합수단이 구비된 탱크내에서 균일하게 혼합된다. 혼합수단은 혼합탱크의 내용물을 교반 및 혼합하는 기능을 갖는 배치형(batch type), 또는 연속적인 처리동작동안 참가 토양개선재와 함께 혼합하면서 토양을 연속적으로 전방으로 공급하는 기능을 갖는 스크루형(screw type)중 하나이다.

배치형 또는 연속형인 혼합수단의 형태와 관계없이, 토양처리기는 주로 고정된 위치에서 작동하는 고정된 토양처리설비로써 구성된다. 이러한 종류의 토양처리설비는 대개 토양처리 유닛 및 콘베이어와 같은 관련 부품에 부가하여 처리될 토양과 모래를 저장하는 미처리토양 보관소 및 토양개선재로 처리된 토양산물을 저장하는 처리토양 보관소를 포함한다. 처리를 요하는 모래 또는 토양은 대개 도로공사현장 및 빌딩현장의 기초지반작업에서 발생된다. 처리를 요하는 모래 또는 토양의 양은 지반작업 현장의 수 및 스케일에 상당히 의존하고, 또한 이러한 지반작업의 빈도에도 의존한다. 즉, 이들 요인에 따라, 토양처리설비를 오가는 토양의 양이 광범위하게 변화한다. 따라서, 설비의 토양처리 능력에 비해 종종 처리토양의 양이 너무 적거나 어떤 때는 미처리토양 보관소로부터 범람을 유발할 정도로 증가하기도 한다.

예상한 바로는, 토양처리설비를 오가는 토양의 큰 수량변동은 넓은 지역으로부터 모래와 토양을 집합시킴으로써 억제될 수 있다. 하지만, 이러한 경우 설비는, 토양처리기의 용량뿐 아니라 미처리 및 처리된 토양용인 보관소의 폭에 따라 더 큰 토양처리용량을 구비할 필요가 있다. 큰 공간을 요하는 대형 토양처리설비는 물론 위치 및 환경조건 상의 여러 규제를 받기쉽다.

모래와 토양의 굴착 및 처리된 토양의 채움은 대개 도로공사 현장 또는 기타 기초 지반작업 현장에서 발생한다. 즉, 모래와 토양의 굴착 및 처리된 토양의 채움이 높은 빈도로 상당히 많은 수량이 인구가 밀집된 도시지구 주위에서 발생하는 사실에도 불구하고, 큰 공간을 요하는 대형 토양처리설비의 위치는 인구밀도가 희박한 교외지구로 제한된다. 또한, 대형 토양처리설비를 그 용량에 대해 적정한 생산율로 일정하게 작동하기 위해, 모래와 토양은 넓은 지역으로부터 수집되어야 한다. 이는 모래와 토양이 아주 먼 위치를 오가야하는 것을 의미한다. 하지만, 덤프트럭에 의한 모래와 토양의 전송은 토양처리의 전체 비용중 극히 큰 부분을 차지하는 높은 수송비용에 부가하여 토양 이송 트럭의 교통경로를 따라 소위 "덤프트럭 오염" 문제를 야기한다. 토양처리의 고비용은 불법폐기 및 환경파괴를 유발할 수 있다.

다른 형태의 토양처리기, 즉 분쇄형 토양처리기가 예를 들면, 일본특허 H9-195265에 개시되어 있다. 이 선행기술의 토양처리기는 무한궤도형 베이스 이송기 상의 샤시를 갖는 승차형 또는 자동차형의 구조이다. 샤시 상에 장착되는 것은 일련의 회전 파쇄드럼을 갖는 토양 파쇄기이다. 이 경우, 굴착된 토양 및 첨가 토양개선재는 토양호퍼 및 첨가호퍼 내로 투척되고, 파쇄 드럼에 충전된 토양과 첨가재를 전송하는 공급 콘베이어에 의해, 파쇄 드럼을 향해 공급된다. 처리된 토양은 방출 콘베이어에 의해 파쇄기로부터 배출된다. 즉, 이 경우에, 토양처리에 필요한 모든 메카니즘은 차량기계의 본체에 통합되어 있어, 그 기계가 도로 공사장이나 지반작업 현장으로 이동하여 작업할 수 있다. 토양을 굴착, 처리 및 채우는 동안, 본 기계의 차량용 베이스 이송기는 처리중인 지표면 주위에서 이동하는 상태로 될 수 있다. 따라서, 이러한 승차형 및 자동차형 토양 처리 기계의 사용으로 인해 토양 처리비용이 현저히 감소하는 바, 특히 토양을 처리설비로 보내거나 작업장으로 가져올 필요가 없으며 덤프트럭에 의한 환경오염의 문제도 막을 수 있다.

전술한 파쇄형 혼합기의 경우에 있어서, 토양개선재와 함께 공급 콘베이어로부터 회전 파쇄 드럼 위로 떨어진 토양은 회전 파쇄 드럼의 비팅(beating) 작용으로 인해 작은 조각으로 부서지고, 상호 혼합된다. 따라서, 이 경우에, 토양을 토양개선재를 토양과 균일하게 혼합할 필요는 없으나 회전 비팅 드럼을 많이 사용하여 더 잘 혼합되게 할 수도 있다. 하지만, 토양 및 첨가 토양개선재가 중력으로 낙하하는 회수를 여러번 증가시켜 크러싱 충격(crushing impact)을 받도록 파쇄기는 상당히 높은 위치에서 충분한 낙하거리를 확보하여야만 한다. 파쇄기 위에서 호퍼의 정점단에 있는 이러한 수단은 상당히 높은 곳에 위치되고, 처리 토양과 첨가재는 공급 컨베이어를 사용하여 그 높이까지 전송되어야 한다.

주지한 바와 같이, 파쇄형 토양처리기는 기초 지반작업 현장으로 수송되어 그 곳에서 작동될 수 있다. 이동을 위해서, 본 기계는 일반적으로 차량의 높이가 제한된 도로를 트레일러 트럭 위에 실려서 작업장으로 보낸다. 따라서, 도로를 이동하기 위해서는 본 기계의 높이를 제한해야 한다. 다시 말해서, 파쇄 드럼의 수가 제한되고, 혼합 처리과정의 비팅 혹은 파쇄작동이 제한된다. 차량 높이를 제한하는 교통법규를 따르기 위해서는, 토양처리기의 파쇄 드럼을 세 개 정도로 제한해야하지만, 이는 굴착 토양 및 첨가 토양개선재를 만족할 정도로 혼합하고 파쇄하는 데는 충분하지 않다.

토양 및 첨가 토양개선재가 균일하지 않게 혼합되어 성토된 지반은 부등침하될 수도 있다. 이 경우에, 부등침하를 막고 지반을 안정시키기 위해서는 새로 채워지는 토양에는 지나칠 만큼 높은 혼합율로 토양개선재가 혼합되어야 하며, 이는 지반이 지나치게 견고해져서 다음 단계에서의 배관작업이나 여타목적에 따른 재 굴착작업을 어렵게 한다. 즉, 처리되거나 처리과정에 있는 토양의 열악한 성질을 고려한다면, 본 파쇄형 토양개선기는 제한된 경우에만 적용될 수 있다.

또한, 국제 특허출원 WO98/53148에 개시된 압력 셔블과 토양처리기의 조합인 경우, 특히 토양처리기는 무한궤도형 베이스 이송기 상에 회전 가능하게 장착된 상부 회전 본체와, 이 상부 회전 본체에 장착된 토양 굴착수단, 및 내부에 혼합 수단이 제공되고 상기 베이스 이송기의 두 벨트 사이에 위치하는 토양처리용기를 포함하여 이루어 진다. 굴착된 토양은 토양처리용기의 상단과 한쪽 단부에 제공된 토양 호퍼로부터 처리 용기로 공급되는 반면, 토양 개선재는 상부 로터리 본체로부터 토양처리용기로 공급된다. 토양은 처리용기 내에서 혼합 수단에 의해 첨가 토양개선재와 혼합되고, 토양처리용기의 타단에 제공된 토양 배출단면을 통해 배출된다.

이러한 종래 기술은 본 파쇄형 토양처리기에 비해 상당히 양질의 토양을 생산할 수 있으나, 파워셔블로서의 기능을 유지하기 위해서, 토양처리용기가 베이스 이송기의 측면 상의 상당히 제한된 공간에 위치되어야만 하는 문제점이 있다. 따라서, 이 기계는 기초 공사장에서 상대적으로 아주 적은 양의 토양을 처리하는 데 적합할 뿐이며 지금까지 설명해온 큰 규모의 토양처리설비에서 많은 양의 토양을 짧은 시간에 효과적으로 처리하기에는 적합하지 않다.

주지하는 바와 같이, 본 발명은 낮은 비용으로 대량의 토양 및 첨가 토양개선재를 혼합할 수 있는 토양처리기계를 발전시키고자 하는 노력에서 확장된 연구 분야를 다루는 것이며, 덤프 트럭에 의한 환경오염과 같은 교통문제에도 불구하고, 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻는다.

첫째 고정된 토양 처리 시스템이나 기계를 갖는 토양처리설비는 대규모로 양질의 토양을 생산할 수 있으나 수송 비용이 높고 그 용량에 비해 알맞는 작동 효율을 지속시키기 어렵다. 높은 토양 수송비용을 줄이기 위해서는, 생산되는 토양을 많이 소비하며 여러 기초공사를 하고 있는 교외 지역에서 가능하면 가까운 지역에 토양 처리 공장을 세우는 것이 바람직하다. 대형 토양처리장비를 설치하기 위해 적합한 지역을 확보해야하는 어려움은 제한된 공간을 효과적으로 사용하여 확장시킴으로서 극복될 수 있다.

토양을 굴착하거나 성토하는 등의 여타 목적으로 토양을 처리하는 기초작업 현장의 지리적 위치를 고려하면, 특정 지역으로 제한되는 한 토양 처리 공장은 처리 설비의 규모를 크게 할 필요가 없다. 또한, 굴착 토양을 모으고 처리하는 데 있어서, 적재된 처리토양의 저장 및 반출될 처리된 토양의 저장에 동일한 저장소가 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 토양처리설비 자체를 효과적으로 사용하여, 공간 문제를 상당히 개선시킬 수 있다. 따라서, 비용을 줄이고 덤프트럭에 의한 환경오염을 방지하는 견지에 있어서, 토양 처리의 필요성이 증가하는 지역이나 특정 서비스 지역의 근처에 비교적 작은 규모의 토양처리설비를 건설하는 것이 많은 이점을 갖는다.

그러나, 고정 형의 토양 처리 기계가 각각의 설비마다 설치되면, 이러한 소규모 설비의 운영은 기계적 효율성이 낮아지게 된다. 이것은 매번 적은 양의 토양을 굴착하여 적재하기 위한 작은 서비스 영역을 갖는 소규모 설비에 일반적이며, 각각의 공장에 있는 토양을 저장하는 지역이 완전히 채워질 때 까지 시간이 걸리기 때문이다. 따라서, 기계적 효율성에 의해, 소규모 설비마다 고정형 토양 처리 기를 설치하는 것보다는 다수의 토양 처리설비의 토양 저장소에 하나의 처리기를 수송하는 것이 더 유리하다.

결론적으로, 토양 처리 기계의 기계적 효율성을 현저히 개선시키는 것은, 비교적 단순한 설비를 갖춘 상태로, 서비스를 필요로 하는 여러 지역 근처에 있는 복수개의 소규모 토양 처리 지역을 총괄할 수 있는 토양 처리 네트워크 시스템과, 공간을 효율적으로 할당하기 위해 각각의 지역으로 배열시키고, 하나의 토양 저장 공간을 적재 및 반출을 위해 동시에 사용하며, 저장 지역이 비처리 토양으로 채워지면 곧 바로 다른 하나의 토양 처리 시스템으로 보낼 수 있는 자동화 토양처리기를 제공하기 때문이다. 복수개의 소규모 토양 처리 지역으로 구성된 이러한 토양 처리 시스템을 설립하여 양질로 처리된 토양을 대규모로 생산할 수 있고 덤프트럭으로 이송하는 거리를 줄여 현존하는 교통 문제를 격감할 수 있다.

이러한 목적에 사용되는 토양처리기는 바람직하게 소형 구조의 가동 토양처리시스템을 자체 내장해야 한다. 게다가, 본 기계는 안정된 방식으로 양질의 토양을 생산할 수 있어야 하며, 짧은 시간에 대량의 토양을 효과적으로 처리할 능력이 있어야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은, 여러 장소로 수송이 가능하고, 예를 들면 소규모 토양 처리야드에 적당한 토양처리 시스템의 설치에 기여하는 소형인 구조의 승차형 또는 자동차형 토양 처리기를 제공하는 것이며, 이는 신속한 방법으로 열악한 성질의 토양을 개선된 토양산물로 처리할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은, 열악한 성질의 토양이 생성되는 장소 또는 토양 저장소에서 토양을 개선된 토양산물로 처리하기 위해 견인차 또는 기타의 수송수단을 이용하여 용이하게 수송될 수 있는 자동차형 토양처리기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 토양 및 첨가 토양개선재 또는 개선제의 균일한 혼합물 구성되는 개선된 성질의 토양을 생산할 수 있는 자동차형 토양처리기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 토양을 처리하는 동안 첨가 토양개선재의 혼합율을 정확하게 조절할 수 있는 자동차형 토양처리기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기초 토양 구조를 강화하기위해, 굴착 지반 내로 토양을 다시 채우기 전에, 석회(lime), 시멘트 등과 같은 경화제로 연약 토양을 처리하는 데 사용하기 적합한 자동차형 토양처리기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라서, 상기의 목적은 다음과 같은 필수 구성요소를 포함하는 자동화 토양 처리 기계에 의해 달성될 수 있다:

자동차형 구동 수단 상에 장착되고 그 위에 적어도 하나의 토양 공급 스테이지, 토양 처리 스테이지, 및 토양 방출 스테이지를 제공하는 주 프레임;

토양 처리 스테이지로 토양 및 첨가 토양개선재를 공급하는 최소 하나의 토양호퍼 및 첨가호퍼를 포함하는 토양 공급 스테이지;

상기 주 프레임에 장착되고 처리용 토양 및 첨가 토양개선재를 받기 위해 전방단부의 상부측 상에서 입구개구 및 그의 후방단부 아래측 상의 출구개구를 갖는 주로 원통형인 토양처리용기, 토양처리용기 내에서 회전가능하게 지지되고 상호 균일하게 혼합되는 동안 상기 처리 용기를 통과하여 토양 및 첨가 토양개선재가 실질적으로 수평으로 전송되도록 적용되는 회전 혼합 수단등을 포함하는 토양 처리 스테이지; 및

토양처리용기의 출구개구를 통하여 처리된 토양을 수용하고 이를 소정 방향으로 전송하도록 적용되는 토양방출 콘베이어를 포함하는 토양 방출 스테이지를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 특별한 형태에 있어서, 상기 회전 혼합수단은 복수개의 회전 패들 조합 유닛을 갖는 회전 패들 혼합기로 구성되고, 각각의 유닛은 소정의 피치로 회전 샤프트 상에 부착된 복수개의 혼합 패들을 갖고 있다. 예로, 2개 혹은 3개의 회전 패들 조합 유닛은 토양처리용기를 통해 축으로 연장되고, 바람직하게는 각 회전 패들 조합 유닛과 관련하여 대향 방향으로 회전하도록 적용된다. 이 경우, 상기 회전 패들 조합 유닛중 하나의 회전 샤프트는 유압 모터로부터 구동되고 다른 회전 패들 조합 유닛(들)의 회전 샤프트(들)과 회전 가능하게 접속된다. 회전 패들 조합 유닛의 회전 샤프트는 그 전방 및 후방 단부에서 베어링으로 지지되고, 처리용기를 통하여 토양 및 첨가 토양개선재를 원활히 전송하기 위해, 토양 처리 용기의 입구 및 출구개구가 상기 회전 패들 유닛 베어링 사이에 위치된다.

바람직하게는, 최소의 크기의 용기 내에서 토양 및 첨가 토양개선재를 최상의 효과로 혼합하기 위해, 전술한 토양 처리 용기는 패들 혼합기의 회전 패들 조합 유닛의 회전 샤프트 상에서 패들의 축선 피치보다 대략 세 배정도인 전장을 갖도록 배열 된다. 마찬가지로, 패들은 토양 처리 용기의 전장의 1/3에 대응하는 직경이 되도록 배열된다.

토양 공급 스테이지는 토양 호퍼와 첨가 호퍼로부터 토양 및 첨가 토양개선재를 각각 수용하고, 수용된 토양 및 부가재를 토양처리용기의 입구 개구로 공급하도록 적용된다. 이 경우, 공급 콘베이어는 토양처리용기의 입구개구를 향해 비스듬하게 상향인 방향으로 수용된 토양 및 부가재를 전송하는 경사진 전송표면을 갖도록 배열되고, 토양호퍼는 공급 콘베이어 전송 표면의 상류 단에 위치하는 반면, 첨가호퍼는 토양호퍼의 하향측 상의 전송 표면 위에 위치하도록 배치된다. 또한, 배출 스테이지에서, 바람직하게 방출 콘베이어는 토양처리용기의 출구 개구부 아래의 위치로부터 상향으로 경사진 방향으로 처리된 토양을 전송하도록 적용되고, 그 상단에는 내부로 접혀질 수 있는 연장부가 제공된다. 게다가, 이 경우에, 기계실은 배출 개구를 갖는 토양 처리 용기의 후방 단부 위에 위치될 수 있다.

본 발명에 따른 자동화 토양 처리 기계는 토양 호퍼로부터 공급되는 처리용 토양의 양을 측정하기 위한 토양 공급 측정 수단을 더욱 포함할 수도 있다. 또한, 첨가호퍼는 처리용 토양에 대한 첨가 토양개선재의 혼합율을 일정하게 유지하기 위해 토양공급 측정수단에 의해 측정된 토양 전송율과 관련하여 첨가 토양개선재의 공급율을 조절할 수 있도록 적용된다.

또한, 토양 및 개선재를 토양 및 첨가 호퍼로부터 직접적으로 토양처리 용기에 공급하도록 구성될 수도 있다. 이 경우에, 토양 호퍼는 처리용 토양을 직접 공급하기 위해 토양처리용기의 일 단위에 위치하고, 첨가호퍼는 토양호퍼로부터의 소정 거리 및 후방 측상의 위치로부터 토양처리용기에 첨가 토양 개선재를 공급하도록 배열된다. 또한, 첨가 공급율 제어 수단은 토양처리용기에 공급되는 첨가 공급율을 제어하기 위해 첨가 호퍼에 제공될 수 있고, 패들 혼합기 샤프트의 회전속도 검출하는 회전속도 센서와 조합되거나, 첨가 공급율 제어수단이 패들 혼합기 회전 샤프트의 회전속도와 관련하여 첨가재의 공급율을 조정하도록 허용한다. 바람직하게, 토양처리용기에는 토양 공급율을 제어하는 게이트가 제공된다. 또한, 첨가 공급률을 제어하기 위해서, 첨가호퍼는 변속 전기 모터로부터 구동되어 첨가 공급율 제어 수단으로 작용하는 회전형 수량 공급기를 포함할 수도 있다. 이 경우에, 변속 전기 모터의 회전 속도는 제어 신호로서 패들 믹서 회전축의 회전 속도 센서로부터 신호를 사용하는 제어기로 조절할 수 있다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들, 특징 및 장점 등은, 몇몇 발명의 바람직한 실시예를 예로써 나타내는 첨부도면과 아울러 이후의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. 말할것도 없이, 본 발명은 단지 예시적인 목적으로 나타낸 도면의 특정 형태에 국한되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차형 토양처리기의 일실시예의 모식도이고,

도 2는 도 1의 토양처리기의 모식적 평면도이고,

도 3은 도 1의 토양처리기의 좌측면도이고,

도 4는 공급 콘베이어의 모식도이고,

도 5는 토양 호퍼의 모식적 단면도이고,

도 6은 부가적인 토양개선재용 호퍼의 모식적 단면도이고,

도 7은 도 6의 X-X선 상에서 취한 단면도이고,

도 8은 양적인 공급 메카니즘의 모식적 단면도이고,

도 9는 도8과 유사하지만 다른 작동 국면의 양적인 공급 메카니즘의 모식적 단면도이고,

도 10은 토양공급 측정수단의 모식적 예시도이고,

도 11은 토양공급양 또는 토양공급율의 측정원리를 설명하는 모식적 예시도이고,

도 12는 처리용기의 내부를 나타내기 위해 패들 혼합기가 빠진 토양처리용기의 모식적 외부도이고,

도 13은 토양처리용기의 횡단면도이고,

도 14는 도13의 Y-Y선 상에서 취한 단면도,

도 15는 도 13의 Z-Z선 상에서 취한 단면도,

도 16은 야드내에서 토양처리동작중인 토양처리기의 모식적 예시도이고,

도 17은 견인 트랙터에 의해 이송중인 토양처리기의 모식적 예시도이고,

도 18은 토양처리기에 채용되는 제어시스템의 블록도이고,

도 19는 패들 혼합기의 패들 피치(paddle pitch) 및 토양처리용기내의 부가적인 토양개선재와 토양에 미치는 혼합효과 사이의 관계를 설명하는 도식적 예시도이고,

도 20은 도 19의 토양처리용기의 길이방향에서 토양 및 첨가 토양개선재에 미치는 혼합효과를 나타내는 다이어그램이고,

도 21은 본 발명의 다른 실시예에서 토양처리기의 토양처리 스테이지에서 토양 및 부가적인 공급단면 및 혼합 메카니즘의 모식적 단면도이고,

도 22는 일정한 혼합비를 유지하는 도 21의 실시예에 채용되는 제어기의 블록도이다.

이후에 첨부되는 도면에 나타낸 바람직한 실시예에 기초하여 본 발명이 보다 상세히 설명될 것이다. 도 1 내지 도 3에 나타낸 것은 본 발명에 따른 자동차형(automotive) 또는 승차형(vehicular) 토양처리기이다. 도 1에서, 1로 지시된 것은 이 분야에서 잘 알려진 방법으로 무한궤도 벨트(1a)를 갖는 무한궤도형 승용기인 기계의 베이스 이송기(base carrier)이다. 베이스 이송기(1)가 무한궤도형 이므로, 이는 대체로 예들 들면, 굴착된 토양이 기계내로 투척될 때 하중의 충격으로 인해 기계가 불안정해지는 것을 방지한다. 하지만, 콘베이어 등과 같은 수단에 의해 굴착된 토양이 연속적으로 방출되는 구조의 경우, 베이스 이송기는 차륜형일 수도 있다.

베이스 이송기(1)의 프레임(2) 상에 장착된 것은 도 1의 좌측에서 그의 전면부 상에 위치하는 토양공급 스테이지(3)이고, 토양처리 스테이지(4)는 공급구역(3) 뒤에 위치한다. 또한, 토양배출 스테이지(5)가 토양처리 구역(4) 뒤에 제공된다. 토양처리 스테이지(4) 상부에 위치하는 것은 엔진, 유압펌프, 방향전환 밸브유닛 등과 같은 기계적 구성요소를 수용하는 머신 챔버(6)이다. 머신 챔버(6)는 주 트럭프레임(2)에 세워진 지주(6a) 상에 장착된다.

토양공급 스테이지(3)는 굴착된 토양 및 부가적인 토양개선재에 대한 공급메카니즘과 아울러 통양공급율를 측정하는 측정 메카니즘을 포함한다. 토양공급 스테이지(3)에는 토양 및 부가적인 토양개선재를 토양처리 스테이지(4)로 전송하는 공급 콘베이어(10)가 더 제공된다. 토양호퍼(20)는 공급 콘베이어(10)의 전송방향의 상류위치에 공급 콘베이어(10) 위로 위치하고, 첨가호퍼(30)는 토양호퍼(20)의 후방측에 위치한다. 토양공급율는 공급 콘베이어(10)에 의해 측정되고, 첨가호퍼(30)를 통과하는 부가적인 공급율는 측정된 토양공급율를 따라 조정된다.

공급 콘베이어(10)는 주 트럭 프레임(2)의 전방을 향해 돌출된 연장 프레임 (7) 상에서 지지된다. 연장 프레임(7)은 최저 레벨인 그의 전방단으로부터 주 트럭 프레임(2)에 접속된 그의 후방단까지 상부로 경사져 있다. 따라서, 연장 프레임(7) 상에서 지지되는 공급 콘베이어(10)는 그의 전방단으로부터 그의 후방단까지 상부로 경사져 있다. 토양호퍼(20)를 통과하는 토양배출을 손쉽게하기 위해, 공급 콘베이어(10)의 전방단은 최저 작동레벨에 위치하고, 이는 무한궤도 벨트(1a)의 접지면(treading surface)보다 높지만 주 트럭 프레임(2)보다는 낮다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 공급 콘베이어(10)는 고무 쉬트 또는 적용하중의 중량에 따라 그 자체로 어느 정도까지 신축적인 유사 물질로 형성된 (가상선으로 표시된) 순환 형상의 이송 벨트(11)를 구비한다. 또한, 12로 지시된 것은, 구동롤러(13) 및 추종롤러(14)에 대해 그의 대향 단을 횡단하여 회전샤프트(13a, 14a)를 순환적으로 각각 지지하는 콘베이어 프레임이다. 순환 이송벨트(11)는 구동롤러 (13) 및 추종롤러(14) 주위를 통과한다. 구동롤러(13)의 회전샤프트(13a)는 유압모터(15)와 접속된다. 따라서, 회전샤프트(13a)가 유압모터(15)에 의해 회전 구동됨에 따라 이송벨트(11)는 도 4에서 화살표로 지시된 방향으로 구동롤러(13)에 의해 회전한다.

이송벨트(11)의 하중전송표면의 대향측의 상부 및 이를 따라 안내플레이트 (16)가 제공되고, 이는 소정 길이로 이송벨트(11)는 하중전송표면 상부로 돌출된 각각의 상부단을 갖는다. 이들 안내플레이트(16)는 이송벨트(11) 상에 산적한 토양이 전송경로의 양측으로 범람하는 것을 방지하는 차단벽의 역할을 한다. 또한, 전송경로 내 및 이를 따라 소정 간격으로 다수의 안내롤러(17)가 이송벨트(11) 하부에 제공된다. 추종롤러(14)의 회전샤프트(14a)는 콘베이어 프레임(2)에 직접 접속되지 않고 이송벨트(11)의 장력을 일정하게 유지하는 역할을 하는 조정수단(18)에 의해 간접적으로 접속된다. 도면에 상세히 나타내지는 않았지만, 장력 조정수단(18)은 이송벨트(11)의 장력을 소정치로 조정하는 장력검출기를 포함한다.

토양호퍼(20)는 상부 및 하부가 개방된 상자형태의 프레임 구조로 구성된다. 도 5에 상세히 나타낸 바와 같이, 토양호퍼(20)은 상부로부터 토양을 받는 상부 프레임구역(20a), 및 공급 콘베이어(10)에 토양을 공급하는 하부 프레임구역 (20b)으로 구성된다. 토양호퍼(20)의 상부 프레임구역(20a)은 토양이 호퍼(20)내로 원활하게 투척될 수 있도록 그의 상부 개방단을 향해 분기된다. 한편, 하부 프레임구역(20b)은 그를 통과하여 토양이 공급 콘베이어(10)로 공급되는 그의 하부 개방 바닥단을 향해 수렴한다. 좀 더 상세하게는, 바닥단을 향해 하부 프레임구역(20b)이 공급 콘베이어(10)의 이송벨트(11) 폭 보다 약간 작거나 유사한 폭으로 수렴된다. 토양호퍼(20)는 프레임부재(8)를 통해 주 트럭 프레임(2) 상에서 고정적으로 유지된다.

예를 들어 거름 플레이트 또는 격자 플레이트와 같은 분류수단(21)이 토양호퍼(20)의 상부 프레임구역(20a)에 제공되어 이물질을 걸러낸다. 분류수단(21)은 토양호퍼(20)의 상부 프레임구역(20a)에 제공되어 이물질을 걸러낸다. 분류수단(21)은 토양호퍼(20)의 상부 프레임구역(20a)의 입구에 고정되어 제공될 수 있고, 또는 진동 구동수단을 이용하여 상부 프레임구역(20a)내에서 진동하도록 적용될 수도 있다. 분류수단(21)과 접합된 상부 프레임구역(20a)의 상부 개방단은 일측으로 경사진다. 따라서, 굴착된 토양이 예를 들면 유압셔블의 버킷을 이용하여 전면측으로부터 토양호퍼(20)내로 투하되는 경우, 분류수단(21)을 통과하지 못하는 견고한 이물질 덩어리가 경사진 분류수단(21)을 따라 아래로 떨어지는 반면, 토양은 선별적으로 분류수단(21)을 통과하게 된다.

토양호퍼(20) 내로 투입된 토양은 중력으로 인해 하부 프레임구역(20b)을 통과하여 공급 콘베이어(10)의 이송벨트(11) 위로 떨어지도록 허용되고, 이송벨트(11)에 의해 전방으로 공급된다. 반드시 필수적인 요건은 아니지만, 이송벨트(11)로 토양의 공급율을 조정하고, 가능한 한 토양공급율의 변화를 억제하는 것이 바람직하며, 토양공급율에 기초하는 일정한 혼합비로 부가적인 토양개선재를 혼합하는 목적에 대해 이후에 설명될 것이다.

이송벨트(11) 위 토양층의 상부 표면은 안내플레이트(16)의 도출된 상부 단의 레벨로 제한되어야 하고, 토양호퍼(20)의 바닥단 출구에 게이트(22)가 제공된다. 게이트(22)는, 안내플레이트(16)의 상부 돌출단을 넘지않는 레벨까지 호퍼(20)를 떠나는 토양의 높이를 제한하는 높이의 개방 게이트영역을 갖는다. 따라서, 이송벨트(11)가 작동함에 따라 게이트(22)에 의해 사전에 정해진 두께로 토양이 이송벨트(11) 위로 전송된다. 아울러, 갈퀴(23)가 있는 수평기롤러(24)는 게이트(22)의 외부측 상에서 순환 지지되고, 그로 인해 최상부측 레벨의 토양이 게이트(22) 통과하여 전방으로 공급된다. 결과적으로, 토양은 이송벨트(11)에 의해 소정의 높이 또는 두께로 일정하게 전방으로 전송된다.

토양개선재용 호퍼(30)는 포스트(9)에 의해 주 트럭 프레임(2) 상의 위치에서 고정 지지되고, 도 6 내지 도 9에 나타낸 바와 같이 구성된다. 본 예에서, 토양개선을 위해, 다양한 첨가재가 사용목적에 따라 토양 내로 혼합될 수 있다. 예를 들어, 굴착된 지반에 채위지거나 기초의 개량에 사용될 토양을 생성하기위해 필요시에 다른 첨가재와 함께 석회와 시멘트가 토양에 혼합된다. 다른 부가적인 토양개선재는 예를 들면, 크레이토양의 개선, 지반에 대한 완충특성(cushioning properties)의 부여 또는 경작지의 토양개선과 같은 목적에 따라 사용된다.

첨가호퍼(30)는 주로 부가적인 저장부(31) 및 수량 공급기(32)에 의해 구성된다. 저장부(31)는 직사각형 상자모양의 상부 부분(31b) 및 하부의 원통형 단면(31a)을 포함한다. 상부의 직사각형 상자모양의 단면(31b)에는 힌지연결된 한쌍의 뚜껑 플레이트(33a)로 구성된 뚜껑(33)이 제공된다. 뚜껑 플레이트(33a)로 외부 방향에서 상호 개방되어 스윙가능하고, 적절한 스토퍼에 의해 상부로 펼쳐진 위치에서 고정된다. 부가적인 토양개선재는, 상부로 펼쳐진 뚜껑 플레이트(33a)의 사이 및 저장용기(31) 상부의 직사각형 상자 단면(31b)에 위치하고 부가적인 토양개선재가 채워진 가요성 콘테이너백(34)으로부터 호퍼(30)로 공급된다. 상부로 돌출된 절단 블레이드(35)는 상부 상자 단면의 바닥에 제공된다. 따라서, 첨가호퍼(30) 내의 가요성 콘테이너백(34)을 세팅하면, 가요성 콘테이너백(34)의 바닥부가 절단 블레이드(35)에 의해 절단 개방되고, 가요성 콘테이너백(34) 내의 토양개선재는 저장부(31) 하부의 원통형 단면(31a) 내로 흘러들어 가도록 허용된다. 토양개선재가 호퍼(30) 내로 충전되면 이러한 방법으로 첨가재가 기계 주위에 분산되는 것을 방지하기 위해 뚜껑(33)이 폐쇄된다.

도 7로부터 명백한 바와 같이, 개구(36)를 통해 하부의 원통형 단면(31a)이 수량 공급기(32)와 연결된다. 따라서, 저장부(31) 하부의 원통형 단면(31a) 내의 부가적인 토양개선재는 개구(36)를 통하여 수량 공급기(32) 내부로의 유입이 허용된다. 본 실시예에서, 개구(36)는 하부 원통형 단면(31a)의 전단면적에 비해 비교적 작은 개방면적을 갖는 구조이다. 따라서, 부가적인 토양개선재가 중력적 유동에 의해서만 수량 공급기 단면(32)로 공급되는 경우, 브리징(bridging) 현상에 의해 수량 공급기 단면(32)로의 원활한 공급이 저해될 수 있다. 브리징(bridging) 현상을 피하기 위해, 저장부(31)의 하부 원통형 단면(31a)의 바닥부 또는 그 주변에 교차봉 회전게이트(cross-rod turning gate)(37)가 제공된다. 교차봉 회전게이트(37)는 하부 원통형 단면(31a)의 아래측 상에 제공된 유압모터(38)와 접속되고 그로 인해 회전 구동된다. 회전게이트(37)가 작동하면, 원통형 단면(31a) 바닥부의 토양이 교반되어 수량 공급기 단면(32) 내로 정체없이 원활하게 흘러들어 간다.

수량 공급기 단면(32)은 공급 콘베이어(10)의 이송벨트(11) 폭과 거의 동일한 폭을 갖는 케이싱(40)을 포함한다. 케이싱(40)의 하단에 제공된 것은 이송벨트(11)의 폭보다 약간 작거나 거의 대등한 길이를 갖는 슬롯(slot)의 형태를 취하는 부가적인 공급포트(41)이다. 저장부(31)로부터 수량 공급기 단면(32) 내로 보내진 첨가재는 부가적인 공급포트(41)를 거쳐 이송벨트(11)에 의해 전송중인 토양에 더해진다. 이송벨트(11)에 부가적인 토양개선재를 공급하는데 있어서, 이를 반드시 이송벨트(11)의 전체 폭에 걸쳐 분포시킬 필요는 없다. 원하는 경우, 공급 단면(32)은 이송벨트(11)의 중앙부로 첨가재를 공급하는 구조일 수도 있다.

수량 공급기 단면(32)로부터의 부가적인 토양개선재의 공급율은 조정될 수 있다. 특히, 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 전술한 부가적인 공급포트(41)로 이어지는 케이싱(40)의 하단부는 그의 전방 및 후방측 상에서 원호형 벽(40a)에 의해 폐쇄되고, 수량 공급기(42)는 원호형 벽(40a) 사이에 회전가능하게 장착된다. 수량 공급기(42)는 케이싱(40)의 하단부를 수평으로 통과하는 회전샤프트(43)로 구성되고, 회전샤프트(43)의 원주 주위에 소정 각도 간격(특정 실시예에서는 90도의 간격)으로 다수의 방사상 칸막이벽(44)이 제공되어, 인접 칸막이벽(44) 사이에서 V자 형상의 수량 계측 콘테이너(quantitative metering container)(45)가 형성된다. 본 예에서, 부가적인 공급포트(41)의 폭은 실질적으로 인접 칸막이벽(44)의 외부단 사이의 간격보다 약간 좁다. 원호형 벽(40a)은 적어도 90도 또는 그 이상의 원호를 형성한다.

회전샤프트(43)가 작동하면, 수량 계측 콘테이너(45)를 구성하는 4개의 칸막이벽(44)이 원호형 벽(40a)과 슬라이드 접촉하는 외부단에 대하여 회전샤프트 (43) 주위를 회전한다. 따라서, 원호형 벽(40a)은 각각의 수량 계측 콘테이너(45)로부터 잉여 토양을 제거하는 작용을 한다. 회전샤프트(43)의 각 1/4 주기에서, 예를 들면 도 8의 위치에 있는 수량 공급기(42)는 각 수량 계측 콘테이너(45)의 내부체적에 대응하는 소정 양의 토양을 공급하기 위해 도 8에 나타낸 공급 콘베이어(10)의 이송벨트(11) 위로 이동된다. 따라서, 수량 공급 단면(32)으로부터의 첨가 토양개선재의 공급율는 회전샤프트(43)의 작동속도를 변경함으로써 조정될 수 있다. 회전샤프트(43) 작동속도의 미세한 조정을 허용하기 위해, 전동 벨트(transmission belt)와 같은 전력 전동수단(47)을 통하여 회전샤프트(43)와 접속된 케이싱(40)의 외부측에서 케이싱(40) 상에 장착되는 전기모터(46)가 제공된다.

첨가 토양개선재의 공급율는 공급 콘베이어(10)의 이송벨트(11)에 의해 전송되는 토양의 공급율에 따라 변화한다. 이송벨트(11)에 의해 전송되는 토양의 양은, 이송벨트(11) 위의 토양층의 높이 또는 두께를 평평하게 하지만 일정한 토양 전송율을 정확히 유지하는 것은 불가능한 수평기롤러(24) 및 게이트(22)에 의해 어느정도 조정된다. 따라서, 이송벨트(11)에 의해 전송되는 토양의 양을 검출할 목적으로 공급 콘베이어(10) 상에 토양공급 측정수단(50)이 제공된다. 특히 토양공급 측정수단(50)은 이송벨트(11)에 의해 전송되는 토양의 중량을 검출하는데 적용되고, 도 10 및 도 11에 나타낸 구조와 같이 배열된다.

이들 도면에서, 51로 지시된 것은 콘베이어 프레임(12) 상의 이격된 위치에서 고정적으로 지지되고 움직이는 이송벨트(11)에 후방측과 맞대어 접촉하여 스스로 회전하게 되는 한쌍의 롤러이다. 이들 고정롤러(51) 사이에 토양공급 측정지대가 형성된다. 토양공급 측정지대는, 2개의 고정롤러(51) 사이의 거의 중간 위치에 위치하고 이송벨트(11)에 후방측과 맞대어 접촉하는 중량측정 롤러(52)를 포함한다. 본 예에서, 중량측정 롤러(52)는 가요성 물질로 제작되어 전술한 바와 같이 적재된 토양의 중량에 의해 스스로 하향으로 굴곡되는 이송벨트(11)의 굴곡도를 검출한다.

이러한 목적으로, 주 프레임(12) 상에서 베어링부재(53)를 통해 요동가능하게 지지되는 요동플레이트(54)의 일단부 상에 중량측정 롤러(52)가 장착된다. 요동플레이트(54)의 타단에 접속되는 것은 중량측정수단과 같은 하중셀(load cell)을 갖는 하중센서(55)이다. 따라서, 토양 더미가 적재된 가동중인 이송벨트(11)는 고정롤러(51) 사이의 토양공급 중량측정지대에 도달하면 산적된 토양 중량하의 굴곡으로 인해 아래로 침하하게 된다. 결과적으로, 중량측정 롤러(52)는 도 11의 화살표 D의 방향으로 밀려 내려가고, 중량측정 롤러(52)에 접속된 요동플레이트(54)의 타단은 화살표 U의 방향으로 변위되어 하중센서(55) 상에 증가된 하중을 가한다. 따라서, 이송벨트(11)에 의해 전송되는 토양의 양은 하중센서(55)에 의한 검출신호에 기초하여 측정될 수 있다.

공급 콘베이어(10)와 관련하여, 토양호퍼(20)와 첨가호퍼(30)가 가능한 한 서로 근접하여 위치한다면, 굴착된 토양 및 첨가 토양개선재를 공급하는 역할을 하는 이송벨트(11)의 전송거리는 단축될 수 있다. 하지만, 전술한 바와 같이 토양공급 측정수단(50)이 호퍼(20, 30) 사이에 위치하므로, 이송벨트(11) 길이의 증가가 요구된다. 이와 관련하여, 토양호퍼(20)와 첨가호퍼(30) 모두는 소정 체적을 가지므로 이송벨트(11)의 길이가 현저하게 증가될 필요는 없으며, 따라서 이송벨트(11)하에서 토양공급 측정수단(50)을 위한 공간의 생성을 허용한다. 그럼에도 불구하고, 이송벨트(11) 위의 토양층은 수평기롤러(24) 및 게이트(22)에 의해 소정의 높이 또는 두께로 편평하게 되고, 토양공급 측정수단(50)은 설치에 유용할만한 장소가 없는 경우 생략될 수 있다.

전술한 방법에 있어서, 토양 및 첨가 토양개선재는 이송벨트(11)에 의하여 처리스테이지(4)의 토양처리용기(60)에 접속된 공급 콘베이어(10)의 타단을 향해 전송된다. 토양처리용기(60)는 대개, 정점측 상에 소정범위에 걸쳐 개구가 제공된 본체(60a), 및 정점 개구에 인접하여 본체 상에 분리가능하게 고정된 뚜껑부재 (60b)로 구성된다. 본체(60a)는 주 트럭 프레임(2)의 정점 상에 고정적으로 장착된다. 뚜껑부재(60b) 상부에 위치하는 본체(60a)는 후자와 접촉하지 않는다. 따라서, 뚜껑부재(60b)는 주 트럭 프레임(2) 상의 작동위치에 장착되는 본체(60a)로부터 제거 또는 분리될 수 있다.

이송벨트(11)에 의하여 전송된 토양 및 첨가 토양개선재는 믹싱(mixing) 또는 블렌딩(blending) 공정을 거치기 위해 상부로부터 토양처리용기(60)로 공급된다. 이러한 목적으로, 공급 콘베이어(10)는 대개 토양처리용기(60) 위의 높은 지점에 위치할 필요가 있다. 공급 콘베이어(10)가 주 프레임(2) 상에서 수평으로 지지되는 경우, 토양호퍼(20)는 굴착된 토양을 투척하기에 적당한 더 높은 지점에 위치해야 한다. 이와 관련하여 본 발명에 의하면, 공급 콘베이어(10)가 주 트럭 프레임(2)으로부터 하향으로 비스듬하게 돌출된 경사진 연장프레임(7) 상에서 지지된다. 이러한 구조로써, 토양호퍼(20)와 더불어 공급 콘베이어(10)의 상류단 역시 굴착된 토양이 극히 용이하게 투척될 수 있는 낮은 지점에 위치한다.

도 12 내지 도 15를 참조하면, 토양처리 스테이지(4)의 토양처리용기(60)의 내부구조가 도시되어 있다. 도 12로부터 명백히 알수 있는 것과 같이, 토양처리용기(60)는 직사각형 상자와 같은 콘테이너의 형태이고, 이는 주 트럭 프레임(2) 상에서 후자의 길이방향으로 연장된다. 토양처리용기(60)는 그의 외부 측면에 스윙도어(61)가 제공되어 있다. 또한, 토양처리용기(60)에는 그의 전면단부의 상부측 상에서 입구개구를 에워싸는 입구프레임(62), 및 그의 후면단부의 바닥측 상에서 출구개구를 에워싸는 출구프레임(63)이 제공된다. 도 13 내지 도 15에 나타낸 바와 같이, 한쌍의 패들 혼합기(64)는 길이방향에 평행한 관계로 토양처리용기(60)를 통하여 연장된다. 각각의 패들 혼합기(64)는 회전 샤프트(65), 및 후자의 길이방향 축과 더불어 소정 각도롤 교반 또는 혼합부재를 따라 회전 샤프트(65) 상에간헐적으로 설치된 다수의 패들(66)로 구성된다. 도시된 특정 실시예에서, 각각의 의 패들부재(66)는 회전 샤프트(65)에 견고하게 고정된 지지봉(66a), 및 볼트(66c)에 의해 지지봉(66a)에 고정된 패들플레이트(66b)를 포함한다. 따라서, 각각의 패들(66)은 마모 또는 손상된 경우 쉽게 교체될 수 있다.

회전 샤프트(65)가 회전하게 되면, 각각의 패들(66)은 토양처리용기(60) 내에서 회전 샤프트(65) 주위를 회전하게 되고, 토양처리용기(60) 내로 유입된 토양 및 첨가 토양개선재는 섞이게 되어 용기(60) 후방단부의 출구개구를 향해 전송됨과 동시에 상호 균일하게 혼합된다. 도시된 특정 실시예에서, 처리용기(60)는 한싸의 패들 혼합기(64)가 내부에 제공된다. 하지만, 처리용기(60)에는 그의 폭 및 높이 치수에 따라 많거나 적은 수의 패들 혼합기 또는 혼합기가 제공될 수도 있음이 이해되어야 한다. 높이가 증가된 토양처리용기(60)의 경우, 예를 들면 큰 회전반경을 갖는 적은 수의 대형 패들 혼합기 또는 혼합기를 채용할 수 있다. 한편, 토양처리용기(60)가 폭이 넓고 높이가 낮은 형상인 경우, 횡단하는 방향에서 다수의 패들 혼합기를 채용하는 것이 바람직하다. 따라서, 가장 높은 혼합효율을 얻을수 있는 패들 혼합기(64)의 수는 토양처리용기(60)의 크기와 관련하여 결정되고, 이는 또한 주 트럭 프레임(2)의 폭 및 기계고에 의해 대체로 결정된다. 하지만, 효율적인 방법으로 토양처리용기(60) 내의 토양 및 첨가 토양개선재를 원활히 혼합하여 전송하기 위하여, 상호 관련하여 대향하는 방향으로 회전하는 구조로 된 짝수개의 패들 혼합기(64)가 제공되어야 한다.

각 패들 혼합기(64) 회전 샤프트(65)의 대향단은 도 13에 나타낸 바와 같이, 베어링(67) 내에서 회전가능하게 지지되고, 회전 샤프트(65)의 전방단은 토양처리용기(60)의 전면단에 인접하여 제공된 용기구동단면(68)의 하우징 내로 연장된다. 각 회전 샤프트(65)의 전면단부에 장착된 것은 상호 맞물려 있는 전동기어(69) 이다. 전동기어(69)중 하나는 유압모터(70)의 출력 샤프트 상에 장착된 구동기어(71)와 맞물린다. 따라서, 유압모터(70)가 회전하여 작동하게 되면, 패들(66)을 보유하는 각각의 회전 샤프트(65)는 대향 방향에서 동시에 회전한다. 또한, 토양처리용기(60)의 바닥에 부착된 것은 토양 및 첨가 토양개선재가 토양처리용기(60)의 하부 코너에서 정체되는 것을 방지하는 안내플레이트(72)이다. 안내플레이트(72)는 처리용기(60)의 출구프레임(63)을 수용하기 위해 그의 후방 단부에 천공이 제공된다.

패들 혼합기(64)의 회전 샤프트(65) 각각의 전장을 따라 패들(66)이 제공되고, 이는 토양처리용기(60)의 입구 및 출구 프레임(62 및 63) 사이의 혼합지대에 배치된다. 따라서, 회전 샤프트(65)의 대향단을 지지하는 베어링(67)은 입구프레임(62) 앞이지만 출구 프레임(63) 뒤의 위치에 장착된다. 결과적으로, 입구프레임 (62)을 통해 공급된 토양 및 첨가 토양개선재는 처리용기의 후방단에서 출구 프레임(63)을 향해 일정한 속도로 전송되는 한편, 안정적인 방법으로 원활하게 상호 혼합된다.

토양처리용기(60) 내에서 굴착된 토양 및 첨가 토양개선재를 균일하게 혼합하는 패들 혼합기(64)의 혼합작용의 결과로, 굴착된 토양 및 첨가 토양개선재의 균일한 혼합물로 구성된 개선된 토양이 생성되고, 용기(60)의 출구 프레임(63)을 통해 방출된다. 개선된 토양은 중력에 의해 출구 프레임(63) 아래에 위치하는 방출콘베이어(73) 위로 떨어진다. 본 실시예에서, 방출콘베이어(73)의 토양 유입단은 토양처리용기(60) 하부측 상에 제공된 출구 프레임(63)보다 낮은 지점에 위치한다. 방출콘베이어(73)는 다른 분기단을 향해 상향으로 경사지게 상승하는 경사진 위치에 설정된다. 이는 콘베이어가 수평위치로 설정되면 처리된 토양을 큰 더미로 쌓는 것이 곤란해지기 때문이다.

토양개선재로 석회가 사용되는 경우, 토양 및 첨가 토양개선재로 구성되는 토양 산물은 마디가 있는 형태로 된다. 방출콘베이어(73)를 이용해 상향으로 경사진 방향으로 개선된 토양 산물은 원활히 전송하기 위해서는, 콘베이어의 경사각이 일정 범위로 제한된다. 이는 개선된 토양 산물을 쌓기위해 토양 방출콘베이어(73)의 길이가 어느 정도 신장되어야 하는 것을 의미한다. 이와 관련하여, 토양처리기 의 전장은 방출콘베이어(73)의 후방 또는 외측 단부가 접혀질 수 있게 함으로써 축소될 수 있다. 이렇게 하여, 방출콘베이어(73)는 대체로 토양처리기의 최고점보다 낮은 위치, 특히 첨가호퍼(30)의 상부단보다 낮은 위치에서 접혀진 지점을 갖도록 구성될 수 있다. 따라서, 토양 방출콘베이어(73)는, 주 트럭 프레임 상에서 고정적으로 지지되고 토양처리용기(60) 하부로부터 상향으로 경사져서 연장되는 고정 콘베이어부(73a), 및 링크메카니즘(74)을 통해 고정 콘베이어부(73a)의 상부단과 피봇가능하게 접속되고 도 1에서 화살표방향으로 접혀질 수 있는 접힘가능 콘베이어부(73b)로 구성된다. 따라서, 접힘가능 콘베이어부(73)는 유압 실린더 또는 실선으로 표시된 작동위치 및 가상선으로 표시된 접힘위치를 오가는 기타 적당한 구동수단에 의해 구동된다.

도 16에 모식적으로 나타낸 것은 전술한 구조의 승차형 토양처리기를 이용하는 소규모 토양처리야드에서의 토양개선 작업이다. 야드에는, 사전에 수집된 미처리 토양의 더미가 있다. 우선, 토양처리 작업을 시작하기 위해, 미처리 토양이 기계의 토양호퍼(20) 내로 투척된다. 이러한 목적으로, 미처리 토양을 토양호퍼 내로 투척하는 수단으로써 유압셔블(PS)이 사용될 수 있다. 따라서, 야드상의 집합된 토양 더미는 승차형 토양처리기 및 유압셔블(PS)을 이용하여 개선된 성질의 산물로 가공될 수 있다.

야드의 일정 영역에 걸쳐 산적된 토양을 처리하기 위해, 유압셔블의 버킷에 의해 연속적으로 퍼올려져진 미처리 토양은 토양처리기의 토양호퍼(20) 내로 투척된다. 호퍼(20)로부터의 토양이 공급 콘베이어(10)에 의해 전송되는 반면, 첨가 토양개선재는 첨가호퍼(30)로부터 공급되고 공급 콘베이어(10)의 표면 상에 부어진다. 공급 콘베이어(10)의 내부 단에서, 토양 및 첨가 토양개선재는 처리용기의 입구프레임(62)을 통해 토양처리용기(20) 내로 떨어지고, 처리용기(20)의 출구프레임(63)을 향해 전송되는 동안 패들 혼합기(64)의 혼합작용에 의해 상호 균이하게 혼합된다. 결과적으로, 토양처리용기(60)의 출구에서 생성되는 것은, 예를 들면 굴착된 토양 및 첨가 토양개선재의 균일한 혼합물로 구성되고 성질이 개선된 마디가 있는 형태의 토양 산물이다. 출구프레임(63)을 통해 배출되는 개선된 토양 산물은 방출 콘베이어(73)에 의해 야드 상의 소정 위치에 적재된다.

토양처리 작업의 진행과 더불어, 야드 상의 미처리 토양 더미가 점진적으로 소비되어 개선된 토양 산물의 적재에 사용될 수 있다. 따라서, 토양처리야드의 대부분은 지반작업 현장으로부터 수집된 미처리 토양 및 토양처리 작업에 의해 연속적으로 생성된 개선된 토양용의 양자에 대해 저장고로서 사용될 수 있다. 이는 제한된 야드 공간의 이상적이고 유효한 사용으로서, 베이스 이송기(1)가 구비된 승차형 토양처리기의 사용에 의해 가능해 진다. 베이스 이송기(1)를 작동시킴으로써, 토양처리기는 미처리 토양의 저장면적이 축소됨에 따라 야드 상에서 이동이 가능하다.

처리된 토양을 야드 상에 적재함에 있어서, 개선된 토양산물 전부는 야드중 하나의 소정위치에 배치될 수 있는 방출콘베이어(73) 상에서 나온다. 하지만, 개선된 토양산물을 입자 크기에 따라 분류하는 것이 바람직한 경우도 있다. 이러한 목적으로, 도 16에 나타낸 분류 메카니즘(75)이 첨부된다. 이 경우, 분류 메카니즘(75)은 휴대형이고 대개 거름체(76) 및 콘베이어(77)로 구성된다. 거름체(76)는 소정의 망 크기로 이루어지고, 예를 들면 13 mm, 20 mm 또는 25 mm 보다 작은 소정 크기 이하의 입자가 통과하도록 진동된다. 거름체(76)를 통과할 수 있는 입자 크기의 개선된 토양은 콘베이어(77)에 의해 다시 전송되고 소정의 저장 영역에 적재된다. 거름체(76)를 통과할 수 없는 큰 입자의 개선된 토양 역시 응고 경화 공정에 의해 성질이 개선되고, 따라서 그 자체로 또는 재차 입자 크기를 분류한 후에 기초 채움재로 사용될 수 있다.

토양산물의 성질을 개선하기 위해서는, 준비단계에서 암, 벽돌조각 또는 콘크리트 및 금속 혹은 기타 이물질 등을 미처리 토양으로부터 제거하는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 이러한 목적으로 토양호퍼(20)의 거름수단(21)이 제공된다. 거름수단(21)의 거름작용에 의해, 거름수단(21)을 통과하지 못하는 이물질이 거름수단의 경사진 정점 표면을 따라 아래로 미끄러져 내려가는 반면, 실질적으로 토양만이 토양호퍼(20) 내로 공급되어, 토양 방출동작을 방해하는 이물질의 존재가능성을 배제한다.

다음에, 토양의 응결도를 정확히 유지하기 위한 첨가 토양개선재에 대한 토양의 혼합비가 소정범위에서 조정된다. 이와 관련하여 첨가 토양개선재의 응결 효과는 처리될 토양의 특성에 따라 변화한다. 따라서, 이전 경험에 의해 가장 바람직한 혼합비를 결정하는 것이 바람직하다. 첨가 토양개선재에 대한 토양의 혼합비는 중량비 또는 체적비일 수 있다. 하지만, 토양 밀도 및 점도와 같은 영향계수를 고려하여 중량비를 결정하는 것이 바람직하다.

토양공급 측정수단(50)은 토양호퍼(20)로부터 공급된 토양의 중량을 측정하기위해 적용될 수 있다. 이 토양공급 측정수단(50)은 중량측정롤러(52) 상에 가해지는 하중으로부터 공급 콘베이어(10) 상에 전송되는 토양의 중량을 직접 검측하는 구조이다. 첨가 토양개선재에 관하여, 이는 토양공급 측정수단(50)의 하류지점에서 첨가호퍼(30)로부터 공급 콘베이어(10)로 공급된다. 첨가 토양개선재의 공급율는 수량공급 단면(32)의 수량공급기(42)의 회전속도를 변경함으로써 조정될 수 있다. 따라서, 수량공급기(42)의 회전속도를 변경하고, 첨가 토양개선재의 공급율를 바꾸는 하중센서(55)로부터의 신호에 따라 전기모터(46)가 제어되는 것과 같은 방법으로, 공급 콘베이어(10)에 의한 토양 공급율의 변동이 있어도 소정 혼합비를 유지할 수 있다.

처리된 토양산물의 성질은 대개 토양처리용기(60) 내에서 어떠한 등급의 토양 및 첨가 토양개선재가 상호 혼합되었는가에 달려있다. 이와 관련하여, 패들 혼합기(64)가 내부에 제공된 토양처리용기(60)는 토양 및 첨가 토양개선재를 충분한 정도로 균일하게 혼합할 수 있다. 도시된 특정 실시예에서, 토양처리용기(60)에는 도 15의 화살표로 지시된 대향 방향으로 회전하도록 이루어진 한쌍의 패들 혼합기(64)가 제공된다. 따라서, 토양처리용기(60) 내에서, 충전된 토양 및 첨가 토양개선재는 용기의 전장 내에서 패들 혼합기(64)의 회전샤프트(65)에 고정된 회전패들(66)의 전단 및 혼합작용에 의해 계속적으로 상하로 뒤섞여서 실질적으로 전부분이 여러조각으로 분리되고, 그 결과 균일한 혼합물로 형성된다. 동시에, 각각의 패들(66)이 회전샤프트(65)의 축과 관련하여 비스듬하게 고정되어 있으므로, 패들(66)의 혼합작용하에 있는 토양 및 첨가 토양개선재의 혼합물은 용기(60)의 출구프레임(63)을 향해 거의 수평방향으로 전송된다. 아울러, 토양처리용기(60)의 입구프레임(62) 및 출구프레임(63) 사이에 베어링과 같은 장애물이 존재하지 않으므로 토양 및 첨가 토양개선재의 혼합물은 일정한 속도로 원활하게 전송된다. 결과적으로, 매우 불량한 성질의 토양이 의도한 목적에 적합한 성질의 토양으로 처리될 수 있다. 또한, 입구프레임 및 출구프레임(62 및 63)을 제외하고, 토양처리용기(60)가 거의 인접한 공간에서 토양을 처리하는 구조로 되어, 패들(66)의 교반 및 혼합작용을 거치는 동안 토양 및 첨가 토양개선재의 분산 가능성이 배제된다.

토양 및 첨가 토양개선재는 패들 혼합기(64)의 패들(66)이 토양 및 첨가 토양개선재를 효율적인 방법으로 적당한 정도까지 전단하는데 필요한 시간동안 토양처리용기(60)에 보유되어야 한다. 이와 관련하여, 토양 및 첨가 토양개선재가 토양처리용기(60)을 통과하여 실질적으로 수평방향으로 전송되므로, 예를 들어 토양처리용기(60)의 길이를 연장하거나 또는 처리용기(60)의 높이를 증가시키지 않고 혼합 패들(66) 경사각의 조정을 통해 적당한 전송속도를 설정함으로써, 적절한 체류시간이 확보될 수 있다.

패들 표면에 토양이 교착되는 경우 혼합 패들(66)의 전단 및 혼합작용의 효율이 저하될 수 있다. 이와 관련하여, 하나의 패들 혼합기(64)의 패들(66)이 패들 혼합기(64)의 패들(66) 사이에서 연장되고, 이러한 방법으로 회전축(65)의 회전방향에서 보는 경우 선택적으로 겹쳐지는 위치에서 두 패들 혼합기(64)의 패들(66)이 회전한다. 따라서, 작동중에 하나의 패들 혼합기(64)의 패들(66) 표면에 교착된 토양은 대향 방향으로 회전하는 다른 패들 혼합기(64)의 패들(66)에 의해 제거된다. 따라서, 이러한 자가정화 작용에 기인하여, 패들(66)은 교착 토양에 의한 혼합효율 저하의 영향을 받지않게 된다.

또한, 토양가공 또는 처리동작중에 따라 뚜껑(60b)이 용기본체(60a)의 정점측으로 제거될 수 있거나 또는 용기본체(60a) 측면의 측면도어(61)가 완전히 개방될 수 있어, 교착토양이 존재한다면 아주 손쉬운 방법으로 패들(66)로부터 제거될 수 있다. 즉, 적절한 빈도로 이러한 종류의 보수와 서비스를 수행함으로써, 원활하고 효율적인 작동조건으로 패들(66)이 유지될 수 있다. 장시간의 사용으로 토양과의 마찰접촉에 의해 패들(66)이 마모된 경우, 마모된 패들부(66b)는 볼트(66c)를 제거함으로써 쉽게 교체될 수 있다.

토양처리용기(60)에 공급될 미처리 토양의 점성도가 낮은 경우, 이는 토양 및 첨가 토양개선재 사이의 상호작용을 증진시킬 목적으로 통상의 교반조건에서 가능한 한 장시간동안 토양처리용기(60) 내에 저장되어야 한다. 따라서, 낮은 점성도의 토양을 처리하는 때에는 패들혼합기(64)가 저속으로 회전하는 것이 바람직하다. 반면, 점성도가 높은 토양 패들(66) 주위에 엉겨붙기 쉬우므로 패들혼합기 (64)의 회전을 방해하고, 최악의 경우 패들혼합기(64)가 움직이지 못하게 할 수도 있다. 따라서, 점성도가 높은 토양의 처리시에 패들혼합기(64)는 고속으로 회전하여야 한다.

전술한 바와 같이, 토양호퍼(20)를 통과하여 공급 콘베이어(10) 위로 떨어지는 토양은 실질적으로 게이트(23) 및 레벨링롤러(24)에 의해 균일한 두께 또는 높이로 평평하게 된다. 또한, 공급 콘베이어(10) 위의 공급토양의 중량은 토양공급 측정수단(50)에 의해 측정된다. 이는 토양공급 측정수단(50)으로부터의 중량신호로 알수 있는 용적밀도를 따른다. 따라서, 토양공급 측정수단(50)으로부터의 중량신호에 기초하여, 패들혼합기(64)를 구동하는 유압모터(70)가 공급토양의 점성도가 높은 경우 고속으로 회전하고 공급토양의 점성도가 낮은 경우 저속으로 회전하도록 제어될 수 있다.

토양처리기는 다수의 야드에서 공통적으로 사용가능한 구조이므로, 이는 토양이 비교적 적은 한 야드에 대해 토양처리작업이 완료한 후에는 하나의 토양처리야드에서 다른 처리야드로 이송된다. 이러한 목적으로, 도 17에 나타낸 바와 같이, 토양처리기는 견인트랙터(TT)에 의해 견인되는 견인차(TR) 상에서 이송된다. 견인트랙터(TT)에 의해 이송될 이러한 화물은 특히 길이, 폭 및 높이와 같은 치수의 제한을 받게 된다. 가장 중요한 것은, 견인기에 의해 이송될 기계의 높이가 낮지 않으면, 터널, 육교 또는 유사한 장애물이 없는 도로로 이송경로가 제한된다. 견인트랙터(TT)에 의한 이송에 앞서 기계의 부품이 분해될 수 있다. 하지만 이경우, 아주 번거롭고 시간이 소요되는 작업이지만, 하나의 토양처리야드에서 다른 처리야드로의 이송시에 기계가 분해 및 재조립되어야 한다.

대개의 경우 토양처리기의 높이는, 토양처리 메카니즘의 주요부를 이루는 토양처리용기(60)로 들어가는 토양 및 첨가 토양개선재가 통과하는 입구프레임(62)의 높이에서의 지점에 달려있다. 전술한 바와 같이, 상호 교반 및 혼합되는 중에, 충전된 토양 및 첨가 토양개선재는 실질적으로 수평방향에서 토양처리용기(60)을 통과하여 전송된다. 따라서, 효과적인 토양처리작업을 위해, 높이의 증가없이 용기의 체적이 확장될 수 있다. 물론, 토양 및 첨가 토양개선재를 전달하는 공급 콘베이어(10)는 그의 이송벨트(11) 표면이 토양처리용기(60)보다 높은 지점에 위치하게 하여야 한다. 또한, 토양 및 첨가재가 호퍼(20 및 30)를 통과하여 각각 떨어지거나 공급되므로, 이들은 대개 이송벨트(11)의 전송 표면 위로 돌출된다. 하지만, 이 경우 토양처리용기(60)의 높이가 제한되고 축소되어 있으므로, 호퍼(20 및 30)의 위치도 동일한 정도로 낮아진다. 또한, 공급 콘베이어(10)가 경사진 상태로 설정되므로, 토양호퍼(20)는 더 낮은 높이에 위치할 수 있다. 토양처리작업동안 소모되는 토양개선재가 호퍼(30)로 충전되는 빈도를 줄이기 위해, 호퍼는 가능한 한 큰 저장용량을 구비해야 한다. 호퍼(30)는 이러한 목적으로 충분한 체적을 가질 필요가 있지만 이는 도 1에서와 같이 가장 높은 지점에 위치한다. 하지만, 첨가재 공급포트(41)가 공급 콘베이어(10) 이송벨트(11)의 경사부 위로 개방되므로, 첨가호퍼(30)의 위치는 대응하는 각도로 낮아질 수 있다. 또한, 상부단에서 접힘가능한 방출 콘베이어(73)의 상부단은 첨가호퍼(30)의 상부단 보다 낮은 위치로 접혀질 수 있다.

더욱이, 첨가호퍼(30)의 뒤편 및 방출 콘베이어(73)를 향하는 토양처리용기(60) 위로 유용가능한 빈 공간에 기계챔버(6)가 위치한다. 또한, 토양호퍼(20) 및 부가호퍼(30)는 상호 인접하여 위치하고 기계챔버(6) 역시 부가호퍼(30) 인근에 위치한다. 따라서, 방출 콘베이어(73)는 대체로 토양처리기의 높이를 낮추기 위해 빈 공간을 향해 접혀질 수 있다.

따라서, 토양처리기는 작은 형태로 축소될 수 있고, 특히 다수의 조각으로 분해되지 않고 견인트랙터(TT)에 의해 야드에서 야드로 손쉽고 원활하게 이송가능하도록 높이가 축소될 수 있다. 이송시에, 승차형 토양처리기는 그 자체의 자동차형 구동기를 이용하여 원활하고 빠른 방법으로 견인기(TR)에 적재 및 적하될 수 있다. 또한, 단순한 구조임에도 불구하고, 기계는 토양 및 첨가 토양개선재를 처리용기(60) 내에서 충분히 혼합하여 양질의 토양산물을 높은 생산율로 대량 생산하게 된다.

도 18을 참조하면, 주로 토양처리기의 동작을 제어하기 위해 채용되는 제어기(80)가 모식적으로 나타나 있다. 이 제어기(80)는 기계를 구성하는 센서 및 검출기로부터의 신호에 기초하여 기계의 여러 작동 부품에 대한 제어신호를 생성한다. 더 자세하게, 제어기(80)는 여러 입력신호를 처리하는 데이터 입력단면(81), 신호증폭 및 A/D 변환을 처리하는 데이터 변환단면(82), 및 입력 데이터에 따른 소정의 산술작업 및 신호처리를 행하는 데이터 처리단면(83)을 포함한다. 데이터 처리단면(83)에서 처리된 신호를 기초로 하여, 제어기는 유압작동기 및 제어밸브와 같은 제어작용부품에 대한 제어신호를 생성한다. 제어신호는 데이터 변환단면 (82)에서 D/A 변환을 거친 후 데이터 출력단면(85)으로부터의 작용부품에 공급된다.

따라서, 토양공급 측정수단(50)을 구성하는 하중센서(55)로부터의 신호는, 수량공급단면(32)으로부터의 첨가 토양개선재의 공급율를 조정하기 위해 첨가호퍼 (30)의 수량공급 단면(32)의 수량공급기(42)를 구동하는 전기모터(46)에 대한 제어신호를 생성하기 위해 사전 설정된 혼합비에 따라 제어기(80)에서 제어된다. 동시에, 제어기(80)는 하중센서(55)로부터의 신호에 따라 패들 혼합기(64)의 회전속도를 제어하기 위해 토양처리용기(60)의 패들 혼합기(64)를 구동하는 유압모터(70)에 대한 제어신호를 생성한다.

토양처리기의 다양한 작동 데이터는 내부 메모리(86)에 저장되고, 그 내용은 예를 들면, I/O 처리기(87)를 통해 개인용컴퓨터(88)로 전송되고, 그리 하여 소정의 알고리즘에 의해 해석된다. 해석된 데이터는 개인용컴퓨터(88)에 접속된 외부 저장소(89)에 저장된다. 이러한 방법으로, 각 토양처리기의 다양한 데이터는 저장 및 관리 목적으로 개인용컴퓨터(88)로 공급된다.

이와 관련하여, 토양처리의 신뢰도를 증강하기 위해, 각 토양처리공정의 단계 순서대로 또는 특정 처리의 효과에 대한 이후의 평가에 있어서 분석가능한 기타 적절한 형식으로 작동 데이터를 저장하는 것이 바람직하다. 특히, 처리를 위한 토양 공정 전체의 양, 및 사용된 첨가 토양개선재에 대한 토양의 혼합비 등의 데이터를 저장하는 것이 필요하다. 혼합비의 데이터는 순차 데이터이어야 한다. 이러한 목적으로, 토양공급 측정수단(50)의 하중센서(55)의 출력신호 및 수량공급기 (42)의 전기모터(45)의 회전속도에 관한 데이터를 순차를 기준으로 하여 메모리(86)에 저장하는 구조이다. 이러한 구조는 토양에 대한 첨가 토양개선재의 혼합비에 대해 정확한 데이터를 제공한다. 실제로, 토양처리용기(60) 내에서 개선된 토양이 생성된다. 토양처리용기(60)에서, 토양 및 첨가 토양개선재는 상호 혼합되고 이와 동시에 패들 혼합기(64)의 혼합 및 공급작용에 의해 전송된다. 이와 관련하여, 제어기는 처리될 토양의 점성도와 관련하여 패들 혼합기(64)의 회전속도를 변경하도록 구성되어야 한다. 따라서, 제어기는 패들 혼합기(64)의 회전속도 데이터를 수취하는 것만이 아니라 각 토양처리의 이들 동작계수를 기록하도록 구성된다.

토양처리 동작을 종료하면, 이들 작동 데이터는 제어기의 I/O 처리단면 (87)을에 접속된 개인용컴퓨터(88)로 전송될 수 있다. 전술한 바와 같이, 처리 및 해석된 작동 데이터는, 처리된 토양의 성질과 관련한 작동조건을 이후에 분석 및 평가하는데 사용하기 위해 예를 들면, 가요성 자기디스크, 광자기 디스크, 메모리카드 등과 같은 비휘발성 데이터 기록수단인 개인용컴퓨터(88)에 접속된 외부 저장디바이스(89)에 저장될 수 있다.

토양처리용기(60)는 길이가 제한된다. 반면에, 토양 및 첨가 토양개선재는 입구(62)로부터 출구(63)까지 토양처리용기(60)의 길이를 통과하여 전송되는 동안 균일하게 혼합되어야 한다. 이와 관련하여, 소규모 토양처리 야드에서 사용하고자 하는 본 발명의 토양처리기는 야드 주위를 이동할 때 작은 진로변경(turn)이 가능해야 하고, 동시에 구조가 소형이어야 하고 한 야드에서 다른 야드로의 이송이 용이하게 크기가 작아야 한다. 토양처리용기의 크기, 특히 토양처리기의 큰 부분을 차지하는 토양처리용기의 길이는 대체로 기계의 크기에 지대한 영향을 끼친다. 물론, 토양처리용기(60)가 그의 토양처리 용량 또는 효율을 손상시키는 정도로 소형으로 축소되어서는 안된다.

전술한 관점을 고려하여, 가장 우선적인 것, 즉 토양 및 첨가 토양개선재의 만족할만한 정도의 혼합능력이 처리된 토양의 성질에 주어져야 한다. 허용가능한 범위내의 성질에 있어서, 토양처리기의 길이는 그의 토양처리 효율을 강화하는 방법으로 축소되어야 한다. 이와 관련하여, 패들 혼합기(64) 구조와 혼합 효율 사이의 관계에 대한 연구가 있어 왔다. 각각의 패들 혼합기(64)는 회전샤프트(65)의 원주 상에 부착된 다수의 패들(66)을 갖는다. 처리용기(60)의 내용물을 혼합하면서 공급하기 위해, 패들(66)은 회전샤프트(65)의 원주 주위에 나선형으로 변위된 지점에 위치한다.

도 19에 나타낸 특정 실시예에서, 패들 혼합기(PM)의 회전샤프트(RS) 주위의 나선형 배열된 패들(PD)은 상호 90도로 각 변위된다. 따라서, 나선형 배열에서 제 4의 지점에 위치하는 패들(PD) 사이의 간격은 축형상의 패들 피치(P)를 결정한다. 두 패들 혼합기(PM)의 회전샤프트(RS) 상의 패들(PD) 위치는 패들 피치(P)의 1/4 만큼 축상에서 상호 변위된다. 따라서, 인접하여 위치하는 2개의 회전샤프트 (RS)에 장착되는 패들(PD)은 작은 간격으로 상호 대면하고, 패들 피치(P)에 대응하여 축상에서 이격된다. 결과적으로, 회전샤프트(RS)의 축방향 또는 패들 혼합기(PM)의 전송방향에서 보면, 두 회전샤프트(RS) 상의 패들(PD)은 패들 피치(P) 위치에서 겹쳐진 상태가 되고, 중간 위치에서 상호 이격된다.

패들 혼합기(PM)가 작동하게 되면, 처리용기(60) 내에서 회전샤프트(RS) 외부측 상의 처리재는, 두 회전샤프트(RS)의 패들(PD)이 상호 떨어져서 이동하는 이들 영역에서 퍼올려져서 투척되고, 상기 처리재의 상향으로 투척된 부분은 패들(PD)이 상호 대향하여 이동함에 따라 아래로 밀려 내려가 두 회전샤프트(RS) 사이의 공간에서 합쳐지게 된다. 처리재가 하향으로 이동할 때, 이는 겹쳐진 부분을 향해 이동하고, 패들의 대향측으로부터의 처리재에 작용하는 패들(PD)의 작용에 의해 혼합된다. 즉, 혼합 효율의 관점에서, 처리중인 재료는 두 회전샤프트의 패들(PD)이 겹쳐지는 위치인 중앙지점에서 가장 효율적으로 혼합된다.

처리용기의 여러 부분에서의 혼합도는, 처리재를 처리용기 내로 충전하고, 초기 방출위치(ST)에서 시작하여 도 19의 화살표로 지시된 방향으로 소정 전송길이에 걸쳐 패들 혼합기(PM)에 의해 혼합한 후에 측정되었다. 충전재가 소정의 정지 위치에 도착하는 즉시, 패들 혼합기(PM)가 작동을 멈추고 여러 위치에서 혼합도를 측정하게 된다. 측정 목적으로, 처리용기의 단면적은, 전송방향으로 소정 폭의 간격(MB) 및 전송방향에 수직한 방향으로 소정 폭과 유사한 간격(ML)으로 분리된 바둑판 모양인 다수의 작은 샘플링영역(AR)으로 나뉜다. 첨가 토양개선재의 내용물의 차이를 측정하기 위해 간격(MB)으로 나누어진 횡단 배열에서 각각의 작은 샘플링영역(AR)으로부터 처리재가 채취되었다. 이러한 측정의 결과가 도 20에 도시되어 있고, 수직축은 혼합도를, 수평축은 처리용기의 길이를, 그리고 참조부호 P₁, P₂, P_2.5, P₃, P₄및 P₅는 패들 피치를 나타낸다.

도 20에서 보여지는 바와 같이, 패들 혼합기(PM)의 패들 피치가 2.5인 경우, 혼합도는 0.8 내지 1의 범위, 즉 용기의 횡단방향 배열의 모든 작은 샘플링영역(AR)이 첨가 토양개선재의 내용물이 거의 균일한 값인 것을 보여준다. 패들 피치가 더 증가한다 하더라도, 실질적으로 혼합도의 개선은 전혀 관측되지 않았다.

전술한 실험의 결과로부터, 패들 혼합기의 처리재 전송길이가 패들 피치의 2.5배 이상, 토양 특성의 편차를 고려하여 바람직하게는 3배 이상인 경우, 최소길이의 패들 혼합기에 의해 실용적으로 충분한 정도까지 토양 및 첨가 토양개선재가 균일하게 혼합될 수 있는 것이 확인 되었다. 따라서, 패들(66)은 패들 혼합기의 각 회전샤프트(65) 주위에서 3개의 주기로 배열된다. 즉, 처리용기(60)의 입구(62) 및 출구(63) 사이의 거리는 패들 피치(P)의 약 3배가 되도록 배열된다. 이러한 구조는 최소길이의 처리용기(60)로 토양 및 첨가 토양개선재를 균일하게 충분한 정도로 혼합할 수 있게 한다. 부가적으로, 용기(60)의 처리효율의 관점으로부터, 패들(66)의 외부 직경은 패들 피치(P)와 거의 동일한 것이 바람직하다. 개략적으로, 만족할만한 효율로 토양 및 첨가 토양개선재를 혼합할 수 있는 대부분의 소형 처리용기(60)에 있어서, 처리용기(60)의 전장은 패들 피치(P)의 3배이고, 동시에 패들(66) 외경의 3배이다. 이러한 구조로 인해, 처리용기(60)는 최소의 길이, 즉 전체적으로 소형으로 축소될 수 있다. 따라서, 이는 작은 방향전환을 쉽게 하고 이송을 편리하게 하는 것과 아울러 토양처리기 전장의 축소를 가능하게 한다.

처리용기(60) 내에서의 혼합효율과 관련하여, 이는 처리되는 토양의 특성에 따라 변화한다. 전술한 바와 같이 처리용기(60)의 길이가 축소된 경우 처리재의 균일한 혼합이 곤란해질 수 있다. 특히 처리될 토양의 함수율이 큰 경우, 대응하여 그의 점성도가 증가할 수 있어, 첨가재를 처리될 토양에 균일하게 혼합하는 것을 어렵게 한다. 반대로, 함수율이 극히 낮은 경우, 안정된 혼합작동을 유지하는 것 내지는 특히 첨가 토양개선재로서 석회가 사용되는 경우 마디가 있는 구조의 토양산물을 생성하기 위해 토양 및 첨가재 사이에서 충분한 반응을 얻는 것 등에서 어려움이 생길 수 있다. 따라서, 처리용기(60) 내에서 토양개선 공정을 안정적이고 정확하게 수행하기 위해서는 처리 토양의 함수율을 어느 정도 조정할 필요가 있다. 이와 관련하여, 처리 토양의 함수율은 바람직하게 40%를 넘지 않아야 하지만 30% 이상이어야 한다. 따라서, 처리 토양의 함수율은 처리용기(60) 내로 투입되기전에 조정된다. 특히, 처리 토양의 함수율이 40% 이상인 경우, 건조 토양 또는 석회를 그 안에 혼합함으로써 40% 이하로 조정된다. 한편, 처리 토양의 함수율이 30% 이하인 경우, 토양을 처리용기 내로 충전하기 전에 살수설비를 이용하여 증가시킨다.

전술한 실시예에서, 처리 토양에 대한 첨가재의 혼합비를 일정하게 유지하기 위해, 토양호퍼(20) 및 첨가호퍼(30)의 수량공급기(42)는 토양공급 측정수단(50)이 제공된 공급 콘베이어(50) 상부로 개방된다. 이와 관련하여, 도 21은 처리중에 처리용기(60) 내에서 처리 토양에 대한 첨가재의 혼합비를 정확하게 제어할 수 있는 대안적인 구조를 나타낸다.

특히 본 예에서, 처리용기(60)에는 그의 전면부 천정에 위치하여 토양 및 첨가 토양개선재 양자에 대한 입구개구의 역할을 하는 대형 개구(60a)가 제공된다. 토양호퍼(20)는 토양처리용기(60)의 전면에 위치하는 반면, 첨가호퍼(30)는 토양호퍼로부터 소정거리에서 그의 후방측 상에 위치하고 처리용기(60)를 향해 개방된 그의 수량 공급단면(32)을 갖는다.

토양처리용기(60)에서 패들 혼합기(64)의 주기당 변위 체적은 토양처리용기(60) 내의 패들 혼합기(64)의 갯수, 및 회전 샤프트(65)상에 부착된 패들(66)의 작업 표면적 및 갯수에 의해 결정된다. 따라서, 토양 공급율은 패들 혼합기(64)의 총 변위체적에 회전속도를 곱해서 결정된다. 한편, 첨가호퍼(30)에는 수량공급기(42)가 제공되고, 그의 공급율은 전기모터(46)로 제어된다. 따라서, 패들 혼합기(64)의 회전 샤프트(65)를 구동하는 유압모터(70)가 일정한 속도로 회전한다면, 토양이 토양처리용기(60)를 통하여 일정한 비율로 전송될 수 있다. 이러한 목적으로, 패들 혼합기(64)의 토양 전송율을 초과하여 투척된 잉여 토양의 보유 능력을 갖는 토양호퍼(20)로부터 일정한 비율로 토양이 처리용기(60) 내로 직접 공급된다. 또한, 처리용기(60)는 토양 전송율을 제한하는 게이트(75)를 구비한다. 이경우, 토양 공급율은 유압모터(70)의 회전속도에 기초하여 결정된다. 원활하고 효율적인 토양 혼합 및 전송을 위해, 대면하는 패들 표면의 약 20% 이상을 커버하는 위치에 게이트(75)를 배치하는 것이 바람직하다.

첨가호퍼(30)의 수량공급기(42)의 하부 개방단은 게이트(75)의 하류측 상에 위치한다. 즉, 도 21에 나타낸 바와 같이, 이 경우 처리용기는 3개의 지역, 즉 토양 공급지역(Za), 첨가재 공급지역(Zb), 및 토양 및 첨가재 혼합지역(Zc)을 포함한다. 이러한 구조의 처리용기로 인해, 유압모터(70) 및 전기모터(46)를 소정 속도로 일정하게 작동시킴으로써 처리 토양에 대한 첨가 토양개선재의 혼합율이 정확히 제어될 수 있다.

하중조건의 변화에 기인하여 유압모터(70)의 회전속도가 동요될 수 있다. 예로, 패들 혼합기(64)를 구동하는 유압모터(70)의 하중조건은 토양호퍼(20)에 저장되는 잉여 토양의 양에 따라 변화한다. 즉, 유압모터(70)의 회전속도는 간헐적으로 토양공급을 수용하는 토양호퍼(20)에 저장되는 토양의 수량 변화에 의해 동요된다. 게다가, 유압모터(70)의 하중조건의 동요는 저항력의 변화, 즉 처리용기 (60) 내에서 혼합재의 저항력에 의해 유발되기도 한다. 따라서, 수량공급기(42)로부터 처리용기(60)로의 첨가 공급율은 동요하는 하중조건하에서 유압모터(70)의 회전속도에 발생하는 변화를 추종하는 방식으로 변화되어야 한다. 토양 전송율과 관련하여 이러한 방식으로 첨가 공급율을 변화시킴으로써, 패들 혼합기(64)의 혼합 및 전송동작에 의해 토양이 처리용기(60)를 통과하여 연속적으로 전송되므로, 첨가 토양개선재는 항상 일정한 비율로 처리 토양내로 혼합된다. 이러한 목적으로, 전기모터(46)의 회전속도가 유압모터(70)의 회전속도에 발생하는 변위를 따르도록 하는 방식으로 조정된다.

도 22에 나타낸 혼합율 제어수단은 혼합율 설정단면(80a) 및 모터 제어단면(80b)을 포함하여, 이러한 효과를 유발하도록 배열된다. 혼합율 설정단면(80a)은 혼합될 처리토양에 대한 토양 첨가 토양개선재의 적정 혼합율을 기입하는 입력수단을 포함한다. 혼합율 설정단면(80a)에 기입된 혼합율에 따라, 유압모터(70)에 대한 전기모터(46)의 회전속도비가 제어기에 의해 계산된다. 회전속도 센서 (81)로부터, 유압모터(70)의 회전속도, 즉 패들 혼합기(64)의 신호를 모터 제어단면(80)이 수용한다. 처리용기(60)를 통과하는 토양 전송율이 패들 혼합기(64)의 회전속도에 의존하므로, 회전 신호는 첨가호퍼(30)의 수량공급기(42)의 첨가 공급율을 제어하는 전기모터(46)의 서보회로(82)에 대한 제어 서보회로로써 출력된다.

첨가호퍼(30)의 수량공급단면(32)에 의한 첨가 공급율은 회전 샤프트(43)를 구동하는 전기모터(46)의 회전속도에 의해 결정된다. 따라서, 유압모터(70)의 회전속도가 변화하는 경우, 제어기(80)는 회전속도 센서(81)로부터의 신호, 처리 토양에 대한 첨가 토양개선재의 소정 혼합율을 유지하는데 필요한 전기모터(46)의 회전속도, 및 유압모터(70)의 회전속도 변화를 따르도록 하는 방식으로 제어기로부터의 신호에 의해 변화된 전기모터(46)의 회전속도에 기초하여 계산을 행한다. 따라서, 유압모터(70)의 회전속도 변화에도 불구하고 처리 토양에 대한 첨가 토양개선재의 소정 혼합율은 일정하게 유지된다.

Claims

승차형 구동수단 상에 장착되고 그 위에 적어도 하나의 토양 공급 스테이지, 토양 처리 스테이지, 및 토양 방출 스테이지를 제공하는 주 프레임;

상기 토양 처리 스테이지로 토양 및 첨가 토양개선재를 공급하는 최소 하나의 토양호퍼 및 첨가호퍼를 포함하는 상기 토양 공급 스테이지;

상기 주 프레임에 장착되고 처리용 토양 및 첨가 토양개선재를 받기 위해 전방단부의 상부측 상에서 입구개구와 그의 후방단부 아래측 상의 출구개구를 갖는 주로 원통형인 토양처리용기, 상기 토양처리용기 내에서 회전가능하게 지지되고 상호 균일하게 혼합되는 동안 상기 처리용기를 통과하여 토양 및 첨가 토양개선재가 실질적으로 수평으로 전송되도록 적용되는 회전 혼합수단등을 포함하는 상기 토양 처리 스테이지; 및

상기 토양처리용기의 출구개구를 통하여 처리된 토양을 수용하고 이를 소정 방향으로 전송하도록 적용되는 토양방출 콘베이어를 포함하는 토양 방출 스테이지를 포함하는 자동차형 토양처리기.
제 1항에 있어서,

상기 회전 혼합수단은 상기 토양처리용기 내에서 축으로 연장되는 복수개의 회전 패들 조합 유닛으로 구성되고, 상기 회전 패들 조합 유닛의 각각은 소정의 피치로 회전 샤프트 상에 부착된 복수개의 혼합 패들을 구비하고, 상기 회전 패들 조합 유닛의 회전 샤프트는 인접하는 패들 조합 유닛과 관련한 대향 방향으로 회전하게 적용된 것을 특징으로 하는 자동차형 토양처리기.
제 2항에 있어서,

상기 회전 패들 조합 유닛의 회전 샤프트중 하나는 유압 모터로부터 구동되고 다른 회전 패들 조합 유닛(들)의 회전 샤프트(들)과 회전 가능하게 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차형 토양처리기.
제 2항에 있어서,

상기 패들 혼합기의 상기 회전 패들 조합 유닛의 상기 회전 샤프트는 그 전방 및 후방 단부에서 베어링으로 지지되고, 상기 토양처리용기의 상기 입구 및 출구 개구는 상기 베어링 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 자동차형 토양처리기.
제 2항에 있어서,

상기 토양처리용기는 상기 패들 혼합기의 상기 회전 패들 조합 유닛의 상기 회전 샤프트 상에서 패들의 축선 피치보다 대략 세 배정도의 전장을 갖는 구조인 것을 특징으로 하는 자동차형 토양처리기.
제 5항에 있어서,

상기 패들은 상기 토양처리용기의 상기 전장의 1/3에 대응하는 직경을 갖는 구조인 것을 특징으로 하는 자동차형 토양처리기.
제 1항에 있어서,

상기 토양호퍼 및 첨가호퍼로부터 처리 토양 및 첨가 토양개선재를 수용하고, 수용된 토양 및 부가재를 상기 토양처리용기의 상기 입구개구로 공급하도록 적용되는 공급 콘베이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차형 토양처리기.
제 7항에 있어서,

상기 공급 콘베이어는 상기 토양처리용기의 상기 입구개구를 향해 비스듬하게 상향인 방향으로 상기 수용된 토양 및 부가재를 전송하는 경사진 전송표면을 구비하고, 상기 토양호퍼는 상기 공급 콘베이어의 상기 전송 표면의 상류 단 위에 위치하는 반면, 상기 첨가호퍼는 상기 토양호퍼의 상기 하향측 상의 전송 표면 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 자동차형 토양처리기.
제 1항에 있어서,

상기 방출 콘베이어는 상기 토양처리용기의 상기 출구개구부 아래의 위치로부터 상향으로 경사진 방향으로 처리된 토양을 전송하도록 적용되고, 그 상단에는 내부로 접혀질 수 있는 연장부가 제공되는 것을 특징으로 하는 자동차형 토양처리기.
제 1항에 있어서,

상기 출구개구가 제공된 상기 토양처리용기의 후방 단부 위에 위치하는 기계 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차형 토양처리기.
제 1항에 있어서,

상기 토양호퍼로부터 공급되는 처리 토양의 양을 측정하는 토양공급 측정수단을 더 구비하고, 상기 첨가호퍼는 처리용 토양에 대한 첨가 토양개선재의 혼합율을 일정하게 유지하기 위해 토양공급 측정수단에 의해 측정된 토양 전송율과 관련하여 상기 첨가 토양개선재의 공급율을 조절할 수 있도록 적용되는 것을 특징으로 하는 자동차형 토양처리기.
제 2항에 있어서,

상기 토양호퍼는 처리용 토양을 직접 공급하기 위해 토양처리용기의 일단 위에 위치하고, 상기 첨가호퍼는 상기 토양호퍼로부터의 소정 거리 및 후방측으로부터 상기 토양처리용기에 상기 첨가 토양개선재를 공급하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 자동차형 토양처리기.
제 12항에 있어서,

상기 토양처리용기에 대한 첨가 공급율을 조정하기 위해 상기 첨가호퍼 상에 제공된 첨가 공급율 제어 수단을 더 포함하고, 첨가 공급율 제어수단이 상기 회전 샤프트의 회전속도와 관련하여 첨가재의 공급율을 조정하도록 허용하는 것을 특징으로 하는 자동차형 토양처리기.
제 13항에 있어서,

상기 토양처리용기는 그로부터의 토양 공급율을 제어하는 게이트부재를 구비한 것을 특징으로 하는 자동차형 토양처리기.
제 13항 및 제 14항에 있어서,

상기 첨가호퍼에는 회전 수량공급기가 제공되고, 상기 첨가 공급율 제어 수단은 상기 수량 공급기를 회전적으로 구동하는 변속 전기모터 및 상기 회전 샤프트과 연결된 상기 회전 속도센서로부터의 신호에 기초하여 상기 변속 전기모터의 회전 속도를 제어하도록 적용되는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차형 토양처리기.
제 1항에 있어서,

한쌍의 무한궤도형 벨트가 구비된 무한궤도형 구동수단인 것을 특징으로 하는 자동차형 토양처리기.