KR20000035240A - 토질개량기의 혼합장치 - Google Patents

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KR20000035240A
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안자키 사토루
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Abstract

시간당 처리용적이 달라도, 처리하는 토질의 종류가 동등한 소형, 중형, 및 대형의 계열화에 적합한 해쇄혼합장치로, 운반가능한 소형의 토질개량기의 혼합장치를 제공한다.
프레임(2)에 배치되어 피개량토(71)와 토질개량제(72)를 혼합하여 소정 크기의 세립개량토에 파쇄혼합하는 회전타격자(26, 27, 28)를 적어도 보유하는 소형, 중형, 및 대형의 기종으로 계열화된 토질개량기의 혼합장치(1)에 있어서, 회전타격자(26, 27, 28)는, 회전축(30)에 요동이 자유롭게, 또한 원주방향으로 거의 균등하게 배치됨과 아울러, 이 회전타격자(26, 27, 28)는 거의 동일 외관형상으로 되어 있고, 소형기종으로 됨에 따라 회전타격자(26, 27, 28)의 수가 적은 것을 특징으로 한다.

Description

토질개량기의 혼합장치{MIXER FOR CONSTRUCTION VEHICLE}
본 발명은, 건설현장 등에서 나오는 잔토를 개량토로 개량하는 토질개량기의 혼합장치, 및 자주식 토질개량기의 혼합장치에 관한 것이다.
현재, 건설현장 등에서 나오는 지지력을 상실하고, 되묻기 등에 사용하지 않는 잔토를, 토질개량재를 더해서 양질의 흙으로 개량하여 재이용하는 것이 일반적으로 행해진다. 토질의 개량은 점토질 등의 연약한 남은 흙에 소정량의 토질개량제를 더하여, 혼합장치에 의해 혼합하는 것에 의해 행해진다. 또한, 점토질 등의 연약한 남은 흙에는, 잘은(최대 약200㎜이하)콘크리트찌꺼기, 아스콘찌꺼기암 등, 많은 혼합물을 포함하고 있는 것이다.
상기한 바와 같은 토질개량기의 혼합장치의 일예로서는, 상부공급구에서 대상물을 투입하여, 회전자와 반발판의 충격력에 의해 분산시키며 혼합하는 방식인 것, 예를 들면, 타격형 혼합기 등이 알려져 있다. 또한, 수평 또는 완만하게 경사진 경사방향으로 대상물을 혼합물 상자모양통 내로 보내고, 상자모양 통내에 설치한 복수의 교반우근에 의해 혼합하는 방식인 것, 예를 들면, 패들형 혼합기, 리본형 혼합기 등이 알려져 있다.
타격형 혼합기의 일예로서, 예를 들면, 일본 실개평 6 - 52928호에 개시된 것이다. 동 공보에 의하면, 도 5에 나타내듯이, 상부에 남은 흙과 토질개량재의 공급구(51), 하부에 개질혼합 잔토의 배출구(52)를 각각 설치한 케이싱(53) 내에, 원심력에 의해 흔들어 뽑아내는 요동이 자유로운 해머를 축외주부와 축방향에 분할해서 배열한 적어도 네 개의 구동회전자(54), (55), (56), (57)를, 상하단에 적어도 두 개 각각 배치하고, 상단의 구동회전자(54), (55)와 하단의 각 구동회전자(56), (57)를 지그제그형상으로 불일치하게 배치하여 잔토를 토질개량재와 혼합한다. 이 때, 각 회전자에는, 축(58)의 외주부에 날개에 의해서 고정된 네 개의 해머축을 끼워서, 각각 축방향으로 분할된 네 개의 해머(61), (62), (63), (64)가 회전운동이 자유롭게 부착되어 있다.
패들형 혼합기, 리본형 혼합기 등으로, 잘은 콘크리트찌꺼기, 아스콘찌꺼기암 등의 혼합물이 포함되어 있는 잔토를 처리하면, 통과 교반우근, 또는 교반우근 사이에 혼합물이 으깨 넣어져서 기계를 손상하는 원인이 된다.
이 때문에, 본 출원인은, 종래기술인 타격형 혼합기와 패들형 혼합기, 리본형 혼합기의 좋은 부분을 채용함과 동시에, 절삭ㆍ혼합기와 회전타격자를 구비한 흙의 절삭해쇄혼합장치를 특개평9-195266호에 제안하고 있다.
도 6, 동 공보에 제안된 중형기종의 해쇄혼합장치의 혼합장치(10A)의 측면단면도이다. 상자모양의 프레임(2)에는 반송장치(3)에 의해 반송되는 잔토인 피개량토(71) 및 토지개량제(72)를 받아 들이는 개구부(2e)가 설치되어 있다. 개구부(2e)의 근방에는 한 개의 회전커터(11)가 배치되어 있고, 그 밑방향에는 세 개의 회전타격자(30A)가 소정의 위치에 배치되어 있다. 회전커터(11)는 구동축(11a)와, 구동축(11a)에 부착된 복수개의 커터(11b)에 의해 구성되어 있다.
프레임(2)의 하부에는 배출구(73)이 설치되어 있다. 회전커터(11) 및 회전타격자(30A)는 도시되지 않은 구동장치에 의해 회전구동되어 진다. 각각의 회전타격자(30A)는, 일본 실개평6-52928호와 마찬가지로, 원심력에 의해서 흔들어 뽑혀지는 요동이 자유로운 칼날체부(실개평6-52928호의 해머에 상당함)를 축외주면과 축방향으로 분할하여, 세 개의 해머축에 해머가 회전운동이 자유롭게 복수개가 부착되어 있다. 이 해머는 세 개의 해머축에 원주방향으로 각각 네 개의 해머가 회전운동이 자유롭게 낱개로 부착되어 있다.
다음으로 작동에 관한 설명이다. 반송장치(3)에 의해 개구부(2e)에 반송된 소정량의 잔토인 피개량토(71) 및 토질개량제(72)는, 우선 회전구동되어 지는 회전커터(11)에 의해 소정 크기로 절삭, 혼합되어짐과 동시에, 피개량토(71) 및 토질개량제(72)를 일차 혼합한다. 그 다음으로 낙하해서 세 개의 회전타격자(30A)에 의해서 이차 혼합되어, 개량토가 되어서 배출구(73)에서 배출되어 진다.
상기 구성인 해쇄혼합장치에 있어서 양호하게 개량되어진 토질을 얻는 것이 가능하지만, 소형의 것, 중형의 것, 및 대형의 것이 요망되어 진다. 즉, 이 형식에 있어서 계열화가 객선에서 요구되고 있다. 특히, 운반가능한 소형의 해쇄혼합장치가 요구되고 있다. 이 때, 처리능력으로서, 시간당 처리 용적은 적게 되어도, 처리하는 토질의 종류, 크기가 동등인 것이 요망되고 있다. 즉, 상기한 바와 같이 중형기기로 처리가능한 토질의 종류가 소형기기로도 처리가 가능하기를 요망하고 있다. 소형기기로도 중형기기로 처리되는 남은 흙(피개량토라고 함)의 크기는 동일(약 한 변의 길이 최대 250㎜)인 잘은 콘크리트찌꺼기, 아스콘찌꺼기암 등의 혼합물이 포함되는 피개량토를 처리할 수 있는 것이 요망되고 있다. 시간당 처리용적이 적게 되기 때문에, 개량재호퍼, 흙호퍼, 반송장치, 동력장치, 및 배출 콘베이어는 처리용적에 맞게 서로 다른 비로 용이하게 소형화가 가능하다. 이것에 대해서, 혼합장치는 토질의 종류, 크기가 소형기기로도 중형기기와 동등의 처리를 요구되어지기 때문에, 해쇄혼합장치의 폭방향으로는 해머의 열수를 적게 하는 것으로서, 용이하게 소형화가 가능하지만, 도 6의 측면단면도의 기기몸체의 긴쪽방향으로는 소형화가 곤란하다는 문제가 있다. 즉, 상기한 바와 마찬가지로, 서로 다른 비로 소형으로하면 해머 사이가 좁게 되고, 패들형 혼합기, 리본형 혼합기와 마찬가지로, 해머 사이에 혼합물(한 변 길이 최대 약 250㎜)이 으깨 넣는 기계를 정지, 최악의 경우는 파손된다라는 문제가 있다. 또한, 서로 다른 비로 소형이 되면, 해머의 관성력이 작게 되고, 해머의 강하고 큰 타격력(impact)으로 잔토나, 잔토의 덩어리(피개량토)나, 잘은 혼합물이나, 결합 덩어리(이하, 피개량토를 말함)를 파괴 또는 붕괴하는 것이 가능하지 않다. 또한, 해머의 중량을 적게 하여 회전속도를 상승시키면 피개량토가 튀어 오르므로, 피개량토와 토질개량재가 양호하게 섞이지 않는다는 문제가 있다. 대형화한 경우에는, 서로 다른 비로 대형으로하면 해머의 관통력이 크게 되고, 해머의 강하고 큰 타격력으로 잔토의 덩어리나, 잘은 혼합물, 결합 덩어리를 파괴 또는 붕괴하는 것이 가능하지만, 해머 사이의 간격이 확대되고, 소정 크기(입도)의 토사가 얻어지지않음과 동시에, 토질개량재와 피개량토가 극히 양호하게 섞이지 않는다라고 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 착안하여, 시간당 처리용적이 달라도, 처리하는 토질의 종류, 크기가 동등한 소형, 중형, 및 대형의 계열화에 적합한 해쇄혼합장치로, 운반가능한 소형의 토질개량기의 혼합장치을 제공하는 것을 목적으로하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 토질개량기의 혼합장치의 제 1 발명은, 프레임에 배치되어 피개량토와 토질개량제를 혼합하여 소정 크기의 세립개량토에 파쇄혼합하는 회전타격자를 적어도 보유하는 소형, 중형, 및 대형의 기종으로 계열화된 토질개량기의 혼합장치에 있어서, 회전타격자는, 회전축에 요동이 자유롭게, 또한 원주방향으로 대략 균등하게 배치됨과 동시에, 이 회전타격자는 거의 동일 외관형상으로 되고, 소형기종으로 됨에 따라 회전타격자의 수가 적은 구성으로 되어 있다.
상기 구성에 의하면, 상부에서 투입된 피개량토와 토질개량제는, 회전타격자에 의해 타격력을 받고, 객선에서 요구되어지는 소정 크기의 세립으로 절삭, 파쇄됨과 동시에, 토질개량제가 혼합된다. 이 때, 투입되는 피개량토가 소형기종, 중형기종, 및 대형기종에 동일한 덩어리의 종류, 크기의 혼합물 등을 포함하는 피개량토가 투입되어도, 소형기종, 중형기종, 및 대형기종에 회전타격체의 회전타격자가 거의 동일 외관형상으로 되어 있기 때문에, 회전속도가 거의 동일하여, 거의 동일한 타격자가 얻어지므로, 거의 동일한 소정의 세립으로 절삭, 파쇄되어 진다.
따라서, 본 발명에는, 회전타격자는 거의 동일 외관형상으로하고 있기 때문에, 회전속도도 거의 동일하게 할 수 있음과 동시에, 소형기종으로 됨에 따라서 회전타격자의 수가 적어 지기 때문에, 회전타격자의 사이의 거리가 소형기종, 중형기종, 및 대형기종에 거의 동일 거리로 되기 때문에, 투입된 피개량토의 회전타격자의 사이에 들어가는 양도 동일하게 되어 동등하게 혼합된 품질이 얻어진다. 또한, 회전타격자의 수를 적게 하는 것에 의해, 서로 이웃하는 회전타격체의 중심사이 거리가 적게 할 수 있어 소형화될 수 있다. 이 계열화는, 정치식(定置式) 및 자주식의 타격형 혼합기, 또는, 정치식 및 자주식의 타격형 혼합기와 패들형 혼합기, 리본형 혼합기를 조합한 해쇄혼합장치에 적용할 수 있다.
또한, 회전타격자의 수는, 적어도 소형기종에 세 개로 하는 것이 좋다.
상기 구성에 의하면, 소형기종으로 될 때, 종래와 마찬가지로 회전타격자의 수는 네 개로 하여 서로 다른 비로 소형이면 회전타격자의 관성력이 적어 지기 때문에, 충격력을 높이기 위해 회전속도를 상승하게 해야 하지만, 본 발명에서는, 회전타격자의 수는 세 개로 하기 때문에 회전타격자의 외관형상(질량)이 거의 동일하게 할 수 있고, 회전속도는 거의 동일해도, 거의 동일한 타격력을 피개량토에 주는 것이 가능하고, 거의 동일한 소정 크기의 세립으로 절삭, 파쇄, 혼합된다. 또한, 거의 동일한 회전속도로 양호하기 때문에, 피개량토 및 토질개량재가 튀어 오르지 않게 되고, 양호하게 피개량토 및 토질개량재가 혼합된다. 또한, 회전타격자의 수는 세 개로 하고 있기 때문에, 회전타격자의 요동각도를 크게 할 수 있다.
따라서, 서로 이웃하는 회전타격체의 중심사이의 거리가 적게 할 수 있어 기종을 소형화할 수 있음과 동시에, 중형기종과 동일한 크기의 콘크리트찌꺼기, 아스콘찌꺼기암 등의 다수의 혼합물 등이 회전타격자 사이를 통과해도, 피개량토가 가득 차거나, 기계를 고장나게 되는 것이 없다.
또한, 차체의 긴 쪽방향 및 폭방향을 짧게 할 수 있고, 좁은 작업현장에서도 자주(自走)작업이 가능함과 동시에, 작업현장 사이에의 운반이 용이하게 된다.
또한, 회전축에 요동이 자유롭게 부착되어 있는 회전타격자는, 서로 이웃하는 회전타격체 사이의 회전타격자가 최대신장시에 회전타격자 선단의 이간거리가 120㎜이하로, 최적으로는, 93㎜에서 100㎜로 하는 것이 좋다.
상기 구성에 의하면, 투입된 피개량토가 회전타격자에 맞거나 확산되면서 다음으로 회전타격자에 의해 충격력을 받는다. 또한, 다음의 회전타격자와의 사이를 통과할 때, 회전타격자 선단의 이간거리가 120㎜이하이면, 회전타격자 사이에 막힘과 동시에, 다음의 상대쪽의 회전타격자의 이빨의 사이에 들어가기 좋게 뒤섞여져서 잘 혼합되어 진다. 실험결과에 의해, 협소하면 회전타격자 사이에 막히고, 지나치게 확대하면 세립이 크게 되는 개량토의 품질이 뒤떨어지기 때문에, 최적하게는, 93㎜에서 100㎜이면 좋다.
또한, 회전축에 요동이 자유롭게 부착되어 있는 회전타격자는, 서로 이웃하는 회전타격체 사이에 회전타격자가 최대로 넘어지는 때에 회전타격자 선단의 이간거리가 200㎜이상으로, 최적으로는, 213㎜이면 좋다.
상기 구성에 의하면, 투입된 피개량토 및 토질개량재가 회전타격자에 맞거나 확산되면서 차차 회전타격자에 의해 충격력을 받음과 동시에, 다음의 회전타격자와의 사이를 통과할 때, 피개량토의 흙덩어리에 혼합물 등이 포함되어 있으면, 혼합물 등이 회전타격자를 넘어뜨림과 동시에, 그 혼합물 등이 커지면 기계가 막히거나, 기계를 파손한다. 이 때문에, 회전타격자가 최대로 넘어질 때에 회전타격자 선단의 이간거리가 200㎜이상으로, 최적으로는, 213㎜이면 좋다. 또한, 상한치는 기계의 크기에 영향을 주기 때문에, 한 변 길이 최대 약 250㎜의 흙덩어리가 통과하는 간격이면 양호한 것으로 결정된다.
또한, 주행체를 보유하는 차체와, 차체의 전후방향의 일단측에 배치되어 피개량토를 투입하는 흙호퍼와, 흙호퍼에 인접해서 배치되어 토질개량재를 투입하는 토질개량재호퍼와, 흙호퍼에서의 피개량토 및 토질개량재호퍼에서의 토질개량재를 받은 혼합부프레임 내에 반입하는 반송부와, 프레임 내에 배치되어 반송부에 반입된 피개량토 및 토질개량재를 혼합하는 혼합부와, 혼합부에 혼합된 개량토를 반출하는 배출벨트콘베이어와, 주행체, 반송부, 혼합부, 및 배출벨트콘베이어를 구동하는 동력원으로 이루어진 자주식 토질개량기의 혼합장치에 있어서, 프레임 내에 배치되어 피개량토 및 토질개량재를 혼합하는 혼합부의 회전 타격체는, 회전타격자가 회전축에 요동이 자유롭게, 또한 원주방향에 대략 균등하게 배치되어 있음과 동시에, 이 회전타격자는 거의 동일 외관형상으로 이루어지고, 개량토의 시간당 처리용적이 적은 소형기종에 있어서는 회전타격자의 수가 세 개로 된다.
상기 구성에 의하면, 흙호퍼에서의 피개량토와 토질개량재호퍼에서의 토질개량재를 반송부로 받아서 반송됨과 동시에, 프레임 내의 입구로 소정이하의 크기의 피개량토가 프레임 내에 반입된다. 프레임 내에 반입된 피개량토와 토질개량재는 혼합부의 회전타격자로 절삭ㆍ혼합되어 소정 크기의 세립개량토로 개량된다. 이 때, 본 발명의 소형기종은, 중형기종과 회전타격자의 외관형상이 거의 동일하기 때문에, 회전타격자의 질량도 중형기종과 거의 동일하여, 회전속도를 동일하게 하면 중형기종와 동일한 충격력이 얻어짐과 동시에, 투입된 피개량토와 토질개량재의 이빨의 사이에 들어오는 양도 동일하게 되어 동등하게 혼합된 품질이 얻어진다.
게다가, 본 발명인 소형기종으로는, 회전타격자의 수가 세 개로 적게 되어 있기 때문에 회전타격자의 요동각도를 크게 할 수 있으므로, 최대 요동시의 회전타격자 선단의 회전반경을 작게 할 수 있고, 서로 이웃하는 회전타격체의 중심간 거리를 적게 할 수 있어 기종을 소형화할 수 있다.
따라서, 상기와 같이, 본 발명으로는, 회전타격자의 수는 세 개로 했기 때문에, 기종을 소형화할 수 있음과 동시에, 회전타격체의 충격력을 중형기종과 거의 동일한 크기로 할 수 있고, 또한, 서로 이웃하는 회전타격체의 중심간 거리를 적게 해도 최대 요동시의 회전타격자 선단간 거리도 중형기종과 거의 동일한 크기로 할 수 있고, 거칠고 아주 큰 요동시의 회전타격자 선단간 거리도 중형기종과 거의 동일한 크기로 할 수 있고, 또한, 서로 이웃하는 회전타격체의 중간거리가 적어도 최대 요동시의 회전타격자 선단간거리도 중형기종과 거의 동일한 크기로 할 수 있고, 피개량토의 혼합물 등이 회전타격자 사이를 통과해도, 막히거나, 기계를 고장내는 일이 없게 되고, 회전타격자 사이를 통과한다. 또한, 상기 청구항 2와 동일작용효과도 얻어진다.
도 1은 본 발명에 관한 혼합장치의 혼합부의 측면단면도이다.
도 2는 본 발명에 관한 혼합장치의 혼합부의 정면단면도(도 1의 A - A 화살표방향으로 보았을 때의 도면)이다.
도 3은 회전타격체의 확대도이고, 도 3(a)는 본 발명의 회전타격체의 측면도를, 도 3(b)는 비교를 위하여 종래의 회전타격체의 측면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 혼합장치를 보유하는 자주식(自走式) 토질개량기의 전체외관도이다.
도 5는 종래의 혼합장치의 제 1 실시예의 절삭ㆍ혼합부의 측면단면도이다.
도 6은 종래의 혼합장치의 제 2 실시예의 절삭ㆍ혼합부의 측면단면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 ㆍㆍㆍ 토질개량기의 혼합장치(해쇄혼합장치)
2 ㆍㆍㆍ 쇄체 3 ㆍㆍㆍ 반송부
10 ㆍㆍㆍ 혼합부 11 ㆍㆍㆍ 회전커터
12 ㆍㆍㆍ 커터부착부재 13 ㆍㆍㆍ 커터용축
21, 22, 23 ㆍㆍㆍ 회전타격체 26, 27, 28, 29 ㆍㆍㆍ 회전타격자
30 ㆍㆍㆍ 타격용 회전축 31 ㆍㆍㆍ 핀
32 ㆍㆍㆍ 배출벨트콘베이어 40 ㆍㆍㆍ 자주식 토질개량기
41 ㆍㆍㆍ 하부주행체 42 ㆍㆍㆍ 기기몸체
43 ㆍㆍㆍ 흙 호퍼(hopper) 44 ㆍㆍㆍ 토질개량재 호퍼
45 ㆍㆍㆍ 동력장치 46 ㆍㆍㆍ 배출콘베이어
71 ㆍㆍㆍ 피개량토 72 ㆍㆍㆍ 토질개량재
이하에 본 발명에 관한 토질개량기의 혼합장치의 실시예에 관해서, 도 1 내지 도 3을 참조로 상술한다.
우선, 혼합장치(1)에 관해서, 도 1 내지 도 3에 의해 설명한다. 도 1은, 피개량토 및 토질개량재를 해쇄혼합하는 혼합장치(1)의 혼합부(10)의 측면단면도를, 도 2는 정면단면도(도 1의 A - A 화살표방향으로 보았을 때의 도면)를 나타낸다. 도 3은 회전타격체의 확대도이고, 도 3(a)는 본 발명의 회전타격체를, 도 3(b)는 비교하기 위한 종래의 회전타격체를 나타내는 것이다.
도 1 및 도 2에 있어서, 혼합장치(1)는, 프레임(2)과, 혼합부(10)로부터 이루어진다. 또한, 혼합장치(1)은, 프레임(2)의 거의 중앙부에 배치되어 있다.
프레임(2)은, 전부프레임(2A), 후부프레임(2B), 및 흙밀봉체(2C)로 이루어져 있다. 이 전부프레임(2A) 및 후부프레임(2B)은, 거의 중앙부로 접속되어 있음과 동시에, 밑측으로 길이가 상측보다 크게 끝쪽으로 넓어지는 상자모양으로 되어 있다. 흙밀봉체(2C)는, 전부프레임(2A)에 부착되어, 반송부(3)로 반송된 피개량토(71) 및 토질개량재(72)를 혼합부(10)로 인도함과 함께, 도중에 측방향으로 넘쳐 흐르는 것을 방지하고 있다.
혼합부(10)는, 회전커터(11)와, 세 개의 회전타격체(21), (22), (23)로 이루어져 있다.
회전커터(11)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 전부프레임(2A)에 축받이(12)를 끼워 회전이 자유롭게 지지된 커터용축(13)에 착탈이 자유롭게 부착되어, 커터용 유압모타(14)에 의해, 도시에서 반시계방향으로 회전하고 있다. 이 회전커터(1 1)는, 반송부(3)의 종단부에, 또한, 반송부(3)의 상방향으로 배치되어 있다. 이 회전커터(11)는, 혼합부(10)의 폭방향에 열수로 여섯 개 모두 배치되어 있다.
또한, 회전커터(11)는, 스스로의 무게로 하방으로 강하하고, 하방에서 작용하는 힘에 대해서는 상방(화살표VA)으로 지지하여 올리며, 요동이 자유롭게 되어 있고, 단단함이 큰 덩어리가 들어가면 상방으로 회피하는 파손되지 않는 구성으로 되어 있다.
세 개의 회전타격체(21), (22), (23)는, 도 1에서 나타내는 바와 같이, 회전커터(11)의 우측경사진 하방에 제 1 회전타격체(21)가 후부프레임(2B)에 부착되어, 도시에 반시계방향으로 회전하도록 커터용유압모타(25)에 의해 구동되어 진다.
제 2 회전타격체(22)는, 회전커터(11)의 하방으로, 또한, 제 1 회전타격체(2 1)로 좌하측에 전부프레임(2A)에 부착되어, 도시에 반시계방향으로 회전하도록 커터용유압모타(25)에 의해 구동되어 진다.
제 3 회전타격체(23)는, 제 1 회전타격체(21)의 하방으로, 또한, 제 2 회전타격체(22)의 우하측으로 전부프레임(2A)에 부착되어, 도시에 시계방향으로 회전하도록 커터용유압모타(25)에 의해 구동되어 진다.
세 개의 회전타격체(21), (22), (23)에는, 각각의 회전타격체(21), (22), (23)에 세 개의 회전타격자(26), (27), (28)(도 3에 도시)가 타격용회전축(30)에 핀(31)을 끼워서 요동이 자유롭도록, 또한 원주방향으로 균등한 위치에 지면의 동일면상에 부착되어 있다. 이 세 개의 회전타격자(26), (27), (28)는 외관형상이 동일하게 구성되어 있다. 이 세 개의 회전타격체(21), (22), (23)는, 혼합부(10)의 폭방향으로 열수로 두 개 모두 배치되어 있다.
제 3 회전타격체(23)의 하방에는, 배출벨트콘베이어(32)가 배치되고, 프레임 내로 해쇄혼합된 개량토을 차체의 전후방향의 타단측으로 반출한다.
다음으로, 도 1 내지 도 2를 이용해서 작동에 관해서 설명한다.
본 발명의 자주식 토질개량기(40)에 의하면, 피개량토(71)를 유압셔블 등으로 후술하는 흙호퍼(43)에 투입하는 것과 동시에, 토질개량재호퍼(44)에 토질개량재(72)를 투입한다.
흙호퍼(43) 및 토질개량재호퍼(44)에서 낙하한 피개량토(71) 및 석회 등의 소정량의 토질개량재(72)는 벨트콘베이어 등의 반송부(3)에 받아져서 반송된다. 반송부(3)로 반송된 피개량토(71) 및 토질개량재(72)는, 혼합부(10)의 프레임(2) 내에 투입된다. 프레임(2) 내에는, 반송부(3)의 종단부에, 또한, 반송부(3)의 상방에 배치되어 있는 회전커터(11)에 의해, 피개량토(71) 및 토질개량재(72)는, 절삭됨과 동시에 혼합되어, 회전커터(11)의 우측경사진 하방에 배치된 제 1 회전타격체(21)로 향해서 회전커터(11)에 의해 날린다.
제 1회전타격체(21)는, 중형기종과 외관형상이 거의 동일한 세 개의 회전타격자(26), (27), (28)가 덧붙여 설치되어 있기 때문에, 상기한 바와 같이, 회전속도도 중형기종과 거의 동일하게 할 수 있고, 또한, 회전타격자(26), (27), (28)의 선단의 원주거리(Cm)도 넓어지는 것이므로, 회전타격자(26), (27), (28)의 사이에 피개량토(71) 및 토질개량재(72)가 잘 들어가고, 잘 뒤섞여져서 혼합되어 진다.
제 1 회전타격체(21)에 의해, 파쇄됨과 동시에 양호하게 혼합된 피개량토( 71) 및 토질개량재(72)는, 회전커터(11)의 하방으로, 또한, 제 1 회전타격체(21)의 좌하측에 배치된 제 2 회전타격체(22)로 향해서 제 1 회전타격체(21)에 의해 날려진다. 제 2 회전타격체(22)에는, 제 1 회전타격체(21)와 마찬가지로 구성되어 있기 때문에, 회전타격자(26), (27), (28)의 사이에 피개량토(71) 및 토질개량재(72)가 잘 들어가고, 잘 뒤섞여져서 혼합되어 진다.
제 3 회전타격체(23)에도, 제 1 회전타격체(21) 및 제 2 회전타격체(22)와 마찬가지로 작용해서, 잘 섞여 혼합되어서 혼합된 개량토로 된 후, 프레임(2) 내의 하방에 배치된 배출벨트콘베이어(32)에 낙하한다. 낙하한 개량토는, 배출벨트콘베이어(32)에서 프레임외의 배출콘베이어(46)에 의해 배출되어 진다.
도 3은, 종래에 이용되고 있는 중형기종의 네 개의 회전타격자(26), (27), (28), (29)가 덧붙여서 설치된 회전타격체(21), (22), (23)의 중심간 거리(Lb)에 대해서, 세 개의 회전타격자(26), (27), (28)가 덧붙여서 설치된 회전타격자(21), (22), (23)의 중심간 거리(La)를 동일하게 해 둠과 동시에, 동일한 외관형상의 회전타격자(26), (27) ,(28), (29)를 이용하고, 또한, 회전타격자의 수를 세 개로 할 때의 차이를 명확히하는 비교를 나타내는 도이다. 상기와 같이, 도 3(a)는 본 발명인 회전타격체를, 도 3(b)는 비교를 위해서 종래의 중형기종의 회전타격체를 나타낸다. 또한, 도 3에 있어서는, 알파벳의 대문자가 동일할 때에는 동일한 의미를 나타내고, 첨부문자a는 회전타격자 세 개인 경우를 나타내며, 첨부문자b는 회전타격자 네 개인 경우를 나타낸다. 회전타격자 및 타격회전체의 부호는, 부호를 중복해서 읽기 어렵기 때문에 덧붙여서 설명하는 것을 생략한다. 또한, 회전타격자의 세 개는 (26), (27), (28)로 하고, 회전타격자의 네 개는 (26), (27), (28), (29)로 하며, 회전타격자 및 타격회전체의 부호는, 부호를 중복해서 읽기 어렵기 때문에 덧붙여서 설명하는 것을 생략한다.
도 3(a)로는, 회전타격체의 회전타격자의 수를 세 개로 적게 한 것에 의해, 회전타격자가 최대로 넘어진 때, 즉, 회전타격자가 타격용 회전축(30)에 접한 때의 회전타격자의 최대 요동각도(θa)를 크게 할 수 있다. 이 때, 최대 요동각도로는, 타격용 회전축(30)의 중심과 핀(31)의 중심과 결합선(Na)에 대응하고, 회전타격자의 선단과 회전축(30)이 접한 각도의 요동각도(θa)이고, 이 최대 요동각도(θa)가 네 개의 회전타격자의 최대 요동각도(θb)에 대해서 세 개로 하는 것에 의해 크게 할 수 있다. 또한, 도 중에 있어서는, 핀(31)을 타격용 회전축(30)에 부착하는 핀 반경(Ra)도 적게 할 수 있고, 또한, 핀반경(Ra)를 적게 해도 최대 요동각도(θa)는 네 개의 회전타격자에 대해서 세 개의 회전타격자로 하는 것에서 크게 할 수 있다.
따라서, 서로 이웃하는 회전타격체 사이의 회전타격자가 최대 신장시에, 세 개의 회전타격자 선단의 이간거리(Ha)는, 네 개의 회전타격자 선단의 이간거리(Hb)보다도 넓게 된다. 마찬가지로, 서로 이웃하는 회전타격체 사이의 회전타격자가 최대 넘어질 때에, 세개의 회전타격자 선단의 이간거리(Ka)는, 네 개의 회전타격자 선단의 이간거리(Kb)보다도 넓어진다. 또한 상기와 같이, 핀(31)을 타격용 회전축( 30)에 부착하는 세 개의 경우의 핀 반경(Ra)은, 네 개의 경우의 핀반경(Rb)보다 적게 할 수 있다. 또한, 이것에 의해, 회전타격자가 최대 신장시에, 세 개의 회전타격자 선단 반경(Ja)은, 네 개의 회전타격자 선단 반경(Jb)보다도 적게 된다.
상기에 의해, 동일한 외관형상의 회전타격자를 이용함과 아울러, 서로 이웃하는 회전타격체 사이의 회전타격자가 최대 신장시의 회전타격자 선단의 이간거리( Hb)를 종래의 중형기종과 동일하게 하여도, 회전타격자의 수를 세 개로 하는 것에 의해, 중형기종의 네 개의 회전타격자의 중심간 거리(Lb)에 대해서, 세 개의 회전타격자가 최대신장시의 세 개의 회전타격자 선단 반경(Ja) 사이의 선단간 거리(Ta)도 적게 할 수 있다. 따라서, 회전타격자의 수가 세 개로 된 것에 의해, 전부프레임(2A) 및 후부프레임(2B)의 기기몸체의 신장방향의 치수를 대폭적으로 작게 할 수 있고, 혼합장치(1)의 혼합부(10)의 소형화가 도모된다. 이것에 의해, 중형기종과 동일한 크기로 된 덩어리인 혼합물 등을 포함한 피개량토(71)가 처리할 수 있는 소형화된 토질개량기가 얻어진다.
다음으로, 회전타격자의 수를 세 개로 하여, 회전타격체의 중심간 거리(La), 회전타격자가 최대신장시의 회전타격자 선단의 이간거리(Ha), 서로 이웃하는 회전타격체 사이의 회전타격자가 최대 넘어지는 때의 회전타격자 선단의 이간거리(Ka), 및, 지지부이간거리(Qa)를 변경한 것으로 수준테스트를 실시했다. 이 결과를 표 1에 나타낸다.
수준 1 수준2 수준3 수준4 테스트 결과
회전타격체의 사이거리(La) 540 545 613 650 540 ~ 613
회전타격체가 최대신장시의 회전타격자 선단의 이간거리(Ha) 93 100 134 100 93 ~ 100
회전타격자가 최대넘어진 때의 회전타격자 선단의 이간거리(Ka) 213 167 233 264 213 ~
지지부 이간거리(Qa) 284 245 338 270 270 ~
흙막힘 : 없음 O, 있음 X O X O O
혼합성 : 양호 O, 나쁨 X O O X O
소형화 : 양호 O, 나쁨 X O X
(단위 : 미리미터)
이 테스트 결과로는, 수준1은, 소형의 토질개량기에도 관계하지 않고, 회전타격자가 최대신장시의 회전타격자 선단의 이간거리(ha), 서로 이웃하는 회전타격체의 사이의 회전타격자가 최대넘어진 때의 회전타격자 선단의 이간거리(Ka), 및, 지지부이간거리(Qa)를 중형기종과 거의 동일하게 한 것에 의해, 시간당 처리용적을 제외하고, 중형기종에 상당하는 동일한 크기의 혼합물 등을 포함한 피개량토(71)이 처리될 수 있고, 또한, 피개량토(71)와 토질개량재(72)의 혼합성은 요망되는 값으로 얻어진다.
수준 2는, 회전타격체의 중심간 거리(La)를 수준 1과 거의 동일한 거리 545㎜로, 및, 회전타격자가 최대신장시의 회전타격자 선단의 이간거리(Ha)를 100㎜로 설정함과 동시에, 서로 이웃하는 회전타격체 사이의 회전타격자가 최대넘어진 때의 회전타격자 선단의 이간거리(Ka)를 167㎜로, 및, 지지부이간거리(Qa)를 245㎜로, 적게 설정했기 때문에, 피개량토(71)와 토질개량재(72)의 혼합성은 양호했지만, 회전타격자 사이 및 지지부사이에 흙막힘을 생성했다.
수준 3은, 회전타격체의 중심간 거리(La)를 613㎜로, 회전타격자가 최대신장시의 호전타격자 선단의 이간거리(Ha)를 134㎜로, 서로 이웃하는 회전타격체 사이의 회전타격자가 최대 넘어진때의 회전타격자 선단의 이간거리(Ka)를 233㎜로, 및, 지지부 이간거리(Qa)를 338㎜로, 크기를 설정했기 때문에, 회전타격자 사이 및 지지부 사이에 흙막힘은 보여지지 않았지만, 피개량토(71)와 토질개량재(72)의 혼합성은 요망되는 값으로 얻어지지 않았다.
수준 4는, 수준 1 및 수준 2 와 거의 동일하게, 회전타격자가 최대신장시의 회전타격자 선단의 이간거리(Ha)를 100㎜로, 및 수준 1 및 수준 2와의 중간에 지지부이간거리(Qa)를 270㎜로 하고, 회전타격체의 중심간 거리(La)를 650㎜로, 및 서로 이웃하는 회전타격체 사이의 회전타격자가 최대 넘어진 때의 회전타격자 선단의 이간거리(Ka)를 264㎜로 크기를 설정했기 때문에, 회전타격자 사이 및 지지부 사이에 흙막힘은 보여지지 않고, 또한, 피개량토(71)와 토질개량재(72)의 혼합성도 요망되는 값으로 얻어졌지만, 중심간 거리(La)가 크지 않은 소형화가 얻어지지 않았다.
이상의 결과에 의해, 회전타격자의 수가, 적어도 소형기종으로 세 개인 토질개량기의 혼합장치(1)에 있어서는,
①타격용 회전축(30)에 요동이 자유롭게 부착되어 있는 회전타격자는, 서로 이웃하는 회전타격체 사이의 회전타격자가 최대 신장시에 회전타격자 선단의 이간거리가 120㎜이하로, 최적으로는, 93㎜에서 100㎜로 하는 것이 좋다.
② 타격용 회전축(30)에 요동이 자유롭게 부착되어 있는 회전타격자는, 서로 이웃하는 회전타격체 사이의 회전타격자가 최대 넘어진 때에 회저타격자 선단의 이간 거리가 200㎜이상으로, 최적으로는, 213㎜이상인 것이 좋다.
③ 회전타격자를 요동이 자유롭게 지지하는 타격용 회전축(30)은, 서로 이웃하는 타격용 회전축(30)의 외주부간거리가 250㎜이상으로, 최적으로는, 270㎜이상으로 하는 것이 양호한 결과가 얻어지는 것이 판명되었다.
이상의 혼합부(10)의 회전타격체(21), (22), (23)를 이용한 자주식 토질개량기(40)의 일예는, 도 4에서 나타내는 바와 같은 구성으로 되어 있다. 도 4에 있어서, 자주식 토질개량기(40)은, 도시하지 않은 주행모타에 의해 주행이 자유로운 하부주행체(41)가 설치되어 있다. 이 하부주행체(41)의 상방에 차체(42)가 배치되어 있다. 차축(42)의 일단측의 전방에는 지지프레임(48)이 일체적으로 굳게 붙어 있다. 이 지지프레임(48)에 흙호퍼(43) 및, 흙호퍼(43)에 인접해서 토질개량재호퍼(4 4)가 얹어 놓여져 굳게 붙어 있다.
이 흙호퍼(43) 및 토질개량재호퍼(44)의 하방으로 배치하는 배출벨트콘베이어(32)를 차체(42)에 배치되어 있다.
도 4는, 본 발명의 혼합부(10)의 회전타격체(21), (22), (23), 즉, 회전타격자(26), (27), (28)는 거의 동일한 외관형상으로 되어 있고, 개량토의 시간당 처리용적이 다른 혼합부(10)를 탑재한 자주식 토질개량기(40)의 외관도이다. 자주식 토질개량기(40)는, 벨트식의 하부주행체(41)을 보유하는 차체(42)의 거의 중앙부에 혼합부(10)을 탑재하고, 혼합부(10)의 앞부분의 일단측에는, 흙호퍼(43) 및 개량재호퍼(44)를 배치함과 아울러, 그 하측에는 반송장치(3)을 탑재하고 있다. 후부에 다단측에는 동력장치(45), 배출콘베이어(46)를 탑재하고 있다. 자주식 토질개량기( 40)는, 도시하지 않은 주행모타에 의해 주행이 자유로운 벨트식 하부주행체(41)를 설치하고 있다. 이 벨트식 하부주행체(41)의 상방으로 차체(42)를 배치하고 있다. 차체(42)의 일단측의 전방에는 지지프레임(48)이 일체적으로 굳게 붙어 있다. 이 지지프레임(48)에 흙호퍼(43) 및, 흙호퍼(43)에 인접해서 토질개량재용 호퍼(44)가 얹어 놓여져서 굳게 붙어 있다. 이 자주식 토질개량기(40)에 의해, 소정의 작업현장으로 이동하여 토질개량작업을 행하는 것이 가능하다. 게다가, 회전타격자(26), (27), (28)는 거의 동일 외관형상으로 되어 있고, 수가 세 개로 적은 수의 회전타격자(26), (27), (28)를 채용하는 것에 의해, 서로 이웃하는 회전타격체(21), (22), (23)의 중심간 거리가 적게 할 수 있어 기종을 소형화할 수 있음과 동시에, 중형기종과 동일한 크기의 덩어리의 혼합물 등이 회전타격체(21), (22), (23) 사이를 통과하여도, 회전타격자(26), (27), (28)에 막히거나, 기계를 고장내는 것이 없이 통과한다. 또한, 차체의 긴쪽방향 및 폭방향을 짧게 할 수 있고, 좁은 작업장에서도 자주작업이 가능함과 동시에, 작업현장 사이에의 운반이 용이하게 된다.
또한, 상기 자주식 토질개량기(40)의 하부주행체(41)는 차륜식으로 하여도 좋다.
상기에 있어서, 대형의 토질개량기가 요구될 때에는, 원주방향으로 균등한 위치에 지면의 동일면상에 부착되어 있는 회전타격자의 갯수를 다섯 개 또는 여섯 개로 늘림과 함께, 이 기기몸체의 폭방향의 회전타격체의 열수, 즉, 혼합부(10)의폭방향에 나란히 되어 있는 회전타격체의 열수를 네 개 또는 다섯 개로 늘리는 것에 의해 얻어진다. 게다가, 이 때, 회전타격자는 외관형상이 동일하게 구성되어 있음과 함께, 회전타격자가 최대 신장시의 회전타격자 선단의 이간거리(Ha), 서로 이웃하는 회전타격체 사이의 회전타격자가 최대 넘어진 때의 회전타격자 선단의 이간거리(Ka), 및, 지지부이간거리(Qa)를 거의 동일하게 하고, 회전타격체의 중심간 거리(La)를 늘리는 것에 의해, 프레임 내에 투입된 피개량토(71)와 토질개량재(72)는 혼합부(10)의 회전타격체로 절삭ㆍ혼합되어 소정 크기의 세립개량토로 개량되어 진다. 또한, 중형기종과 동일한 크기의 덩어리인 혼합물 등이 회전타격체 사이를 통과해도 막히거나, 기계를 고장내지 않고 통과한다.
또한, 상기에 있어서, 자주식 토질개량기(40)을 이용해서 설명한 것이지만, 설치식의 토질개량기에도 적용할 수 있고, 게다가, 예컨데, 일본 실개평6-52928호에 개시된 타격형 혼합기에도 적용할 수 있다.
본 발명은 시간당 처리용적이 달라도, 처리하는 토질의 종류, 크기가 동등한 소형, 중형, 및 대형의 계열화에 적합한 해쇄혼합장치로, 운반가능한 소형의 토질개량기의 혼합장치을 제공할 수 있으며, 소형기종, 중형기종, 및 대형기종에 회전타격체의 회전타격자가 거의 동일 외관형상으로 되고 있기 때문에, 회전속도가 거의 동일하여, 거의 동일한 타격자가 얻어지므로, 거의 동일한 소정의 세립으로 절삭, 파쇄되어 진다. 회전타격자는 거의 동일 외관형상으로하고 있기 때문에, 회전속도도 거의 동일하게 할 수 있음과 동시에, 소형기종으로 됨에 따라서 회전타격자의 수가 적어지기 때문에, 회전타격자의 사이의 거리가 소형기종, 중형기종, 및 대형기종에 거의 동일 거리로 되기 때문에, 투입된 피개량토의 회전타격자의 사이에 들어가는 양도 동일하게 되어 동등하게 혼합된 품질이 얻어진다. 또한, 회전타격자의 수를 적게 하는 것에 의해, 서로 이웃하는 회전타격체의 중심사이 거리를 적게 할 수 있어 소형화될 수 있다. 또한 이 계열화는, 정치식 및 자주식의 타격형 혼합기, 또는, 정치식 및 자주식의 타격형 혼합기와 패들형 혼합기, 리본형 혼합기를 조합한 해쇄혼합장치에 적용할 수 있다. 또한, 거의 동일한 회전속도로 양호하기 때문에, 피개량토 및 토질개량재가 튀어 오르지 않게 되고, 양호하게 피개량토 및 토질개량재가 혼합된다. 또한, 회전타격자의 수는 세 개로 하고 있기 때문에, 회전타격자의 요동각도를 크게 할 수 있으며, 차체의 긴쪽방향 및 폭방향을 짧게 할 수 있고, 또한, 좁은 작업현장에서도 자주(自走)작업이 가능함과 동시에, 작업현장 사이에의 운반이 용이하다.

Claims (6)

  1. 프레임(2)에 배치되어 피개량토(71)와 토질개량제(72)를 혼합하여 소정 크기의 세립개량토에 파쇄혼합하는 회전타격자(26, 27, 28)를 적어도 보유하는 소형, 중형, 및 대형의 기종으로 계열화된 토질개량기의 혼합장치(1)에 있어서,
    회전타격자(26, 27, 28)는, 회전축(30)에 요동이 자유롭게, 또한 원주방향으로 대략 균등하게 배치됨과 동시에, 이 회전타격자(26, 27, 28)는 거의 동일 외관형상으로 되어 있고, 소형기종으로 됨에 따라 회전타격자(26, 27, 28)의 수가 적은 것을 특징으로 하는 토질개량기의 혼합장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 회전타격자(26, 27, 28)의 수는, 적어도 소형기종으로 세 개인 것을 특징으로 하는 토질개량기의 혼합장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 회전축(30)에 요동이 자유롭게 부착되어 있는 회전타격자 (26, 27, 28)는, 서로 이웃하는 회전타격체(21, 22, 23) 사이의 회전타격자(26, 27, 28)가 최대 신장시에 회전타격자 선단의 이간거리가 120㎜이하로, 최적으로는, 93㎜에서 100㎜인 것을 특징으로 하는 토질개량기의 혼합장치.
  4. 제 2항에 있어서, 회전축(30)에 요동이 자유롭게 부착되어 있는 회전타격자 (26, 27, 28)는, 서로 이웃하는 회전타격체(21, 22, 23) 사이의 회전타격자(26, 27, 28)가 최대 넘어진 때에 회전타격자 선단의 이간거리가 200㎜이상으로, 최적으로는, 213㎜이상인 것을 특징으로 하는 토질개량기의 혼합장치.
  5. 제 2항에 있어서, 회전타격자(26, 27, 28)를 요동이 자유롭게 지지하는 회전축(30)은, 서로 이웃하는 회전축(30)의 외주부사이 거리가 250㎜이상으로, 최적으로는, 270㎜이상인 것을 특징으로 하는 토질개량기의 혼합장치.
  6. 주행체(41)를 보유하는 차체(42)와, 차체(42)의 전후방향의 일단측에 배치되어 피개량토(71)를 투입하는 흙호퍼(43)과, 흙호퍼(43)에 인접하게 배치되어 토질개량재(72)를 투입하는 토질개량재호퍼(44)와, 흙호퍼(43)에서의 피개량토(71) 및 토질개량재호퍼(44)로부터 토질개량재(72)를 받는 혼합부프레임(2) 내에 반입하는 반송부(3)와, 프레임 내에 배치되어 반송부(3)에서 반입된 피개량토(71) 및 토질개량재(72)를 혼합하는 혼합부(10)와, 혼합부(10)에서 혼합된 개량토를 반출하는 배출벨트콘베이어(46)와, 주행체(41), 반송부(3), 혼합부(10), 및 배출벨트콘베이어( 46)를 구동하는 동력원(45)으로 이루어지는 자주식 토질개량기의 혼합장치(10)에 있어서,
    프레임(2) 내에 배치되어 피개량토(71) 및 토질개량재(72)를 혼합하는 혼합부(10)의 회전타격체(21, 22, 23)는, 회전타격자(26, 27, 28)가 회전축(30)에 요동이 자유롭게, 또한 원주방향으로 대략 균등하게 배치됨과 동시에, 이 회전타격자 (26, 27, 28)는 거의 동일한 외관형상으로 되어 있고, 개량토의 시간당 처리용적이 적은 소형기종에 있어서는 회전타격자(26, 27, 28)의 수가 세 개로 된 것을 특징으로하는 토질개량기의 혼합장치.
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