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図面 (20)

原料選別攪拌・混合、硬の一連の工程の全体的な生産効率を高め、作業環境を良くする。

構成

選別、混合、解砕の一連の工程で、粘質土石中の石を分離し、その分離土に硬化材混和して、硬質土壌に改良する。バイブレーティンググリッド2から排出されたベルトコンベヤ3上の原料の流量を一定にするための堰板からなる定流量装置を配置した。また、硬化材の飛散を防ぐために混合攪拌装置5の近傍を界面活性剤の泡によりカバーするための泡発生器7を配置した。

概要

背景

土木建築等の工事掘削され地上に排出される掘削残土は、その再利用が望まれている。特に、A層、B層農業では土壌と呼ぶ。)の掘削された残土は、大量の水又は雨を含むと泥状になるため、その掘削残土はそのまま再利用して埋め立てのために用いると、地盤が軟弱化する。このような粘土質の土壌(以下、粘質土、又は原料ともいう。)は、これに生石灰セメント等の固化材が混合され、硬質化される。地盤改良材である生石灰、セメント等と水分と空気の化学反応により、粘土質の硬化が可能である。このような土壌改良が、広く行われている。

このような粘質土壌のふるいによる選別選別後の土壌と固化材の混合・攪拌、その混合攪拌による両者の硬化反応からなる工程が掘削現場一連に行われることが、土壌(土質)改良のための施工工事として重要である。また、分離後の固化材と粘質土との硬化反応の有効な促進も重要である。硬化反応の促進は、粘質土と固化材の混合・攪拌だけでなく、空気との反応に必要な空気の混入にも大きく依存する。高い選別効率が望まれると同時に、硬化反応の促進が望まれている。

従来の土壌混合改良機は、固化材を混合するときに粉体である固化材が粉塵とし周囲に飛び散ることは避けられない。土壌改良は建設・土木現場で行うことが多く、特に風が強いときに周辺人家があるときは問題がある。また、従来の土壌改良機は、建設・土木残土の投入口と、改良後の土壌の排出口は離れているので作業性にも問題があった。

従来の土壌混合改良機は、粘質土を扱うことからこれらの粘質土が機械粘着し機械の劣化を早める。このために、使用後は可能な限り付着した粘質土を除去すべく清掃した方が良いが、機構入り組んでいるために清掃に時間を要する。特に、コンベヤテールプーリに付着した粘質土を除去するのは困難であるので、可能な限り付着しない構造が良い。

概要

原料の選別、攪拌・混合、硬の一連の工程の全体的な生産効率を高め、作業環境を良くする。

選別、混合、解砕の一連の工程で、粘質土石中の石を分離し、その分離土に硬化材混和して、硬質土壌に改良する。バイブレーティンググリッド2から排出されたベルトコンベヤ3上の原料の流量を一定にするための堰板からなる定流量装置を配置した。また、硬化材の飛散を防ぐために混合攪拌装置5の近傍を界面活性剤の泡によりカバーするための泡発生器7を配置した。

目的

本発明は、このような技術的背景に基づいてなされたものであり次のような目的を達成することができる。本発明の目的は、作業性が良い土壌混合改良機を提供することにある。

本発明の他の目的は、作業環境が良い土壌混合改良機を提供することにある。本発明の更に他の目的は、清掃が容易な土壌混合改良機を提供することにある。本発明の更に他の目的は、正確な固化材の配合割合が得られる壌混合改良機を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
8件

この技術が所属する分野

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請求項1

原料をふるいで選別し、異物を除去するためのふるいと、前記ふるい選別された原料に固化材を添加するための固化材供給装置と、前記固化材が添加された原料を回転する混合攪拌羽根攪拌混合するための混合攪拌装置と、前記混合攪拌された原料を解し解砕するための解砕機と、前記ふるいから排出された原料を前記固化材供給装置、前記混合攪拌装置及び前記解砕機に移送するためのベルトコンベヤとからなる土壌混合改良機において、前記ふるいから排出された前記ベルトコンベヤ上の原料の流量を一定にするための定流量装置とからなることを特徴とする土壌混合改良機。

請求項2

原料をふるいで選別し、異物を除去するためのふるいと、前記ふるい選別された原料に固化材を添加するための固化材供給装置と、前記固化材が添加された原料を回転する混合攪拌羽根で攪拌混合するための混合攪拌装置と、前記混合攪拌された原料を解し解砕するための解砕機と、前記ふるいから排出された原料を前記固化材供給装置、前記混合攪拌装置及び前記解砕機に移送するためのベルトコンベヤとからなる土壌混合改良機において、前記混合攪拌装置の近傍を界面活性剤の泡によりカバーするための泡発生器とを備えていることを特徴とする土壌混合改良機。

請求項3

請求項1又は2に記載の土壌混合改良機において、前記解砕機から排出された改良土を移送する排出コンベヤが配置されていることを特徴とする土壌混合改良機。

請求項4

請求項1又は2に記載の土壌混合改良機において、前記定流量装置は、前記ベルトコンベヤ上を流れる原料の流れを一定流量に制限する堰板であることを特徴とする土壌混合改良機。

請求項5

請求項1又は2に記載の土壌混合改良機において、前記定流量装置から出た原料が前記ベルトコンベヤに流れているか否かを検知するための原料通過センサーとからなり、前記原料通過センサーの信号により前記固化材供給装置による固化材の供給量を制御する制御装置を備えていることを特徴とする土壌混合改良機。

請求項6

請求項1又は2に記載の土壌混合改良機において、前記混合攪拌装置は、前記攪拌羽根過負荷が発生したときに前記ベルトコンベヤ上から遠ざかる方向に移動する退避機構を備えたものであることを特徴とする土壌混合改良機。

請求項7

請求項1又は2に記載の土壌混合改良機において、前記混合攪拌羽根は、回転方向湾曲する凸部を備え、前記混合攪拌羽根の先端に攪拌用の爪を備えていることを特徴とする土壌混合改良機。

請求項8

請求項1又は2に記載の土壌混合改良機において、前記ベルトコンベヤの下部に配置されゴムベルト掛け渡されたテールプーリは、前記ゴムベルトが接する前記テールプーリの周面の一部のみの部分円筒が形成されていることを特徴とする土壌混合改良機。

請求項9

請求項1又は2に記載の土壌混合改良機において、前記解砕機は、回転駆動される軸の外周に原料を切断するカッターを備えたロータリーカッタと、前記ロータリーカッタの解砕により飛ばされた原料を受け止め揺動自在に支持された反発板と、前記反発板の揺動を支持し、減衰機能を備えたスプリングとからなることを特徴とする土壌混合改良機。

請求項10

請求項1又は2に記載の土壌混合改良機において、前記反発板の原料が衝突する面をカバーする弾性部材と、前記弾性部材と前記反発板との間に封入された流体とからなることを特徴とする土壌混合改良機。

請求項11

請求項3に記載の土壌混合改良機において、前記固化材供給装置は、前記定流量装置により制御される原料の流量により固化材の添加量が制御されるものであることを特徴とする土壌混合改良機。

請求項12

請求項4に記載の土壌混合改良機において、前記堰板は、一定の流量以下に制限する固定堰板と、流量を制御する可動堰板とからなることを特徴とする土壌混合改良機。

請求項13

請求項8に記載の土壌混合改良機において、前記テールプーリは、軸線方向の略中心に円筒部が形成され、前記円筒部の両側に前記部分円筒が形成されたものであることを特徴とする土壌混合改良機。

技術分野

0001

本発明は、土質を改良する土壌(又は土質ともいう。)混合改良機に関する。特に、主として建設土木残土として発生する土壌の選別解砕、及び固化材との混合を連続的に行い、改良土として再利用するための土壌混合改良機に関する。

背景技術

0002

土木、建築等の工事掘削され地上に排出される掘削残土は、その再利用が望まれている。特に、A層、B層農業では土壌と呼ぶ。)の掘削された残土は、大量の水又は雨を含むと泥状になるため、その掘削残土はそのまま再利用して埋め立てのために用いると、地盤が軟弱化する。このような粘土質の土壌(以下、粘質土、又は原料ともいう。)は、これに生石灰セメント等の固化材が混合され、硬質化される。地盤改良材である生石灰、セメント等と水分と空気の化学反応により、粘土質の硬化が可能である。このような土壌改良が、広く行われている。

0003

このような粘質土壌のふるいによる選別、選別後の土壌と固化材の混合・攪拌、その混合攪拌による両者の硬化反応からなる工程が掘削現場一連に行われることが、土壌(土質)改良のための施工工事として重要である。また、分離後の固化材と粘質土との硬化反応の有効な促進も重要である。硬化反応の促進は、粘質土と固化材の混合・攪拌だけでなく、空気との反応に必要な空気の混入にも大きく依存する。高い選別効率が望まれると同時に、硬化反応の促進が望まれている。

0004

従来の土壌混合改良機は、固化材を混合するときに粉体である固化材が粉塵とし周囲に飛び散ることは避けられない。土壌改良は建設・土木現場で行うことが多く、特に風が強いときに周辺人家があるときは問題がある。また、従来の土壌改良機は、建設・土木残土の投入口と、改良後の土壌の排出口は離れているので作業性にも問題があった。

0005

従来の土壌混合改良機は、粘質土を扱うことからこれらの粘質土が機械粘着し機械の劣化を早める。このために、使用後は可能な限り付着した粘質土を除去すべく清掃した方が良いが、機構入り組んでいるために清掃に時間を要する。特に、コンベヤテールプーリに付着した粘質土を除去するのは困難であるので、可能な限り付着しない構造が良い。

発明が解決しようとする課題

0006

本発明は、このような技術的背景に基づいてなされたものであり次のような目的を達成することができる。本発明の目的は、作業性が良い土壌混合改良機を提供することにある。

0007

本発明の他の目的は、作業環境が良い土壌混合改良機を提供することにある。本発明の更に他の目的は、清掃が容易な土壌混合改良機を提供することにある。本発明の更に他の目的は、正確な固化材の配合割合が得られる壌混合改良機を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

以下、前項の目的を達成するために本発明、以下のような手段を採用する。本発明の土壌混合改良機は、原料をふるいで選別し、異物を除去するためのふるいと、前記ふるい選別された原料に固化材を添加するための固化材供給装置と、前記固化材が添加された原料を回転する混合攪拌羽根攪拌混合するための混合攪拌装置と、前記混合攪拌された原料を解し解砕するための解砕機と、前記ふるいから排出された原料を前記固化材供給装置、前記混合攪拌装置及び前記解砕機に移送するためのベルトコンベヤとからなる土壌混合改良機において、前記ふるいから排出された前記ベルトコンベヤ上の原料の流量を一定にするための定流量装置とからなる。

0009

又、他の本発明の土壌混合改良機は、原料をふるいで選別し、異物を除去するためのふるいと、前記ふるい選別された原料に固化材を添加するための固化材供給装置と、前記固化材が添加された原料を回転する混合攪拌羽根で攪拌混合するための混合攪拌装置と、前記混合攪拌された原料を解し解砕するための解砕機と、前記ふるいから排出された原料を前記固化材供給装置、前記混合攪拌装置及び前記解砕機に移送するためのベルトコンベヤとからなる土壌混合改良機において、前記混合攪拌装置の近傍を界面活性剤の泡によりカバーするための泡発生器とを備えている。

0010

作業性を良くするために前記解砕機から排出された改良土を移送する排出コンベヤを配置すると良い。前記ふるいは、振動ふるい等の公知のふるいを粘質土の場合に用いると効果的である。また、前記した硬化材とは、土木用の各種セメント農業用石灰土壌改良材等の地盤改良剤も含む概念である。

0011

前記定流量装置は、前記ベルトコンベヤ上を流れる原料の流れを一定流量に制限する堰板であると良い。簡易な構造で流量を制御できる利点がある。具体的に前記堰板は、一定の流量以下に制限する固定堰板と、流量を制御する可動堰板とからなると良い。この可動堰板の上下駆動は、位置が制御できる油圧シリンダ空気圧シリンダネジサーボモータによる駆動、電磁力による駆動等公知の駆動手段が望ましい。

0012

前記定流量装置から出た原料が前記ベルトコンベヤに流れているか否かを検知するための原料通過センサーを配置すると良い。原料通過センサーは、検知バーによるもの、超音波によるもの原料の通過を光でセンシングする光透過センサー等の公知のセンサーを用いる。前記原料通過センサーの信号により、前記固化材供給装置による固化材の供給量を制御する制御装置を備えている。制御装置は、プログラム可能シーケンサ汎用コンピュータリレー回路等公知の制御装置が適用可能である。

0013

前記混合攪拌装置は、前記攪拌羽根過負荷が発生したときに前記ベルトコンベヤ上から遠ざかる方向に移動する退避機構を備えたものである。この退避機構は、スプリングで支持するものであっても良い。スプリングの使用により振動を発生するときは、ダンパを併用すると良い。前記混合攪拌羽根は、回転方向湾曲する凸部を備え、前記混合攪拌羽根の先端に攪拌用の爪を備えている。凸部側から回転させると攪拌混合の抵抗が少ない。爪は、攪拌・混合を効率化する。

0014

前記ベルトコンベヤの下部に配置されゴムベルト掛け渡されたテールプーリは、前記ゴムベルトが接する前記テールプーリの周面の一部のみの部分円筒が形成されている。このために原料が挟まっても、自動的に排出される。また、清掃が容易となる。具体的には前記テールプーリは、軸線方向の略中心に円筒部が形成され、前記円筒部の両側に前記部分円筒が形成されたものであると良い。

0015

前記解砕機は、回転駆動される軸の外周に原料を切断するカッターを備えたロータリーカッタと、前記ロータリーカッタの解砕により飛ばされた原料を受け止め揺動自在に支持された反発板と、前記反発板の揺動を支持し、減衰機能を備えたスプリングとからなる。

0016

前記反発板の原料が衝突する面をカバーする弾性部材と、前記弾性部材と前記反発板との間に封入された流体とから構成すると良い。前記流体とは、水、シリコン、各種ゲルが衝突の緩衝として良い。前記固化材供給装置は、前記定流量装置により制御される原料の流量により固化材の添加量が制御されるものである。硬化材が適量添加できるので無駄が少なくなり改良土の品質も向上する。

発明を実施するための最良の形態

0017

以下、図に一致させて本発明による実施の形態を記述する。図1は、本発明による土壌混合改良機のシステムの全体構成を示す側面図である。図2は、図1の平面図である。図3は、土壌混合改良機内で粘質土から改良土になるまでの原料の流れを示す断面図である。土壌混合改良機は、基台1の一端にはバイブレーティンググリッド2が搭載されている。

0018

バイブレーティンググリッド2は、上部のホッパー22から投入された粘質土、石等を含む原料を選別するための振動ふるいである。選別された粘質土は、バイブレーティンググリッド2の下に排出されその下部に配置されたベルトコンベヤ3で移送される。移送中の粘質土の上に固化材供給装置4から固化材がその流量に応じて供給される。

0019

供給された固化材と粘質土は、攪拌翼を備えた混合攪拌機5により攪拌混合される。このとき、固化材により粉塵が飛散するのを防止するのが発泡器7である。発泡器7は、界面活性剤を発泡させて固化材供給装置4の排出位置と混合攪拌機5の攪拌翼の近傍を泡でカバーして固化材の飛散を防ぐ。

0020

固化材が混合された粘質土は、解砕機6に送られて固化した粘質土は解砕される。解砕機6は、空気の混入を促進し、粘質土を細かく解するためのものである。解砕された粘質土Cは、排出コンベヤ8に載せられて土壌混合改良機の外に改良土として排出される。以下、土壌混合改良機を構成する機器毎にその構造、機能を説明する。

0021

[バイブレーティンググリッド2]図4は、バイブレーティンググリッド2の左側面図である。バイブレーティンググリッド2は、グりッド支持台11に搭載されている。グリッド支持台11は、機台12の上に搭載されている。グリッド支持台11と機台12とは、前方(図1で左方)で揺動軸13で揺動自在に支持されている。従って、グリッド支持台11を揺動軸13を中心に揺動させることにより、前方に傾斜させることができる。

0022

グリッド支持台11は、機台12との間の両側面に配置された2本の油圧シリンダ14により駆動される。油圧シリンダ14の下端は、機台12に揺動自在に支持されている。油圧シリンダ14のピントロッドは、グリッド支持台11の側面に揺動自在に支持されている。結局、グリッド支持台11は、機台12上に揺動軸13で揺動自在に支持されている。この揺動軸13による揺動支持により、グリッド支持台11は機台12に対して予め決められた所望の傾斜角度位置に油圧シリンダ14により駆動され、その位置でロック機構によりロックされその傾斜位置で保持される。

0023

グリッド支持台11の上には、4個の鉛直方向から傾斜した台形状の弾性機構支持台15が配置されている。この上部に弾性支持機構16を介してバイブレーティンググリッド2が搭載されている。弾性支持機構16は、全体として圧縮弾性機構であり、バイブレーティンググリッド2をこの上に搭載し、上下動自在に支持する。バイブレーティンググリッド2のグリッド本体20は、上の天板底板がない箱状の形をしたものである。グリッド本体20の対向する側の側板には、公知の加振機21が搭載されており、これは内蔵するモータによりウェイトを回転させて振動を発生するものである。

0024

グリッド本体20の最上部には角錐状のホッパー22が構成されている。ホッパー22は、被ふるい物である原料を上部から受け入れ下部へ円滑に流下させるためのものである。ホッパー22の一辺は、形成されてなく上部排出口23を構成するために開放されている。上部排出口23は、後述するバーふるい()から除かれた大きな異物を除去するためのものである。

0025

機台12は、固定足24で基台1上にボルト(図示せず)で固定されている。従って、バイブレーティンググリッド2は、ボルトを外すことにより、90度単位で任意の方向に基台1上で向きを変えることができる。後述すような土壌混合改良機の配置のときにこの機能を仕様する(図20参照)。

0026

[ふるい25]図4は、グリッド本体の左側面図である。グリッド本体20の内部には、上下2段にふるいが配置されている。上部に配置された上段ふるい26は、比較的大きな異物を除去するためのふるいであり、下部に配置された下段ふるい27は比較的小さな異物を除去するためのふるいである。

0027

上段ふるい26は、前方側の下流バーふるい28、後方側の上流バーふるい27からなる(図2参照)。上流バーふるい27と下流バーふるい28とは段差を有して配置されている。上流バーふるい27が平行に複数個配置固定されている。単体の上流バーふるい27は、その頂部には頂板30が配置されている。頂板30は、細長い金属の板材で作られており、その先端はテーパー状に細く形成されている。

0028

頂板30の下面には、その長手方向に板材である支持板31の上面が一体に固定されている。支持板31の下端の後方位置と前方位置は、それぞれ固定板32に固定されている。固定板32は、後方位置と前方位置のクロス部材33の上面に固定されている。

0029

これと同一構造の下流バーふるい28が配置固定されている。上流バーふるい27と下流バーふるい28の上面は上下方向に段差を有している。この段差により、後方位置(被ふるい物の投入側)に投入された被ふるい物である原料はふるわれながら、下流側の下流バーふるい28上に落下するので、ふるい効率が良くなる。

0030

グリッド本体20の下部には、織網である下段ふるい27が配置されている。下段ふるい27は、上段ふるい26を通過した被ふるい物をさらにふるいにかけるものである。これを通過したものは落下し、通過しないものは下段排出口35から排出される。これを通過したものは、落下口36からベルトコンベヤ3上に落下する。

0031

[ベルトコンベヤ3]ベルトコンベヤ3は、バイブレーティンググリッド2の下部から落下した粘質土Cを受け止めて上方に移送するためのものである。ベルトコンベヤ3は、テールプーリ40、ゴムベルト41、ゴムベルト41を中間で支持する補助プーリ駆動プーリ、駆動プーリを回転駆動するモータ(図示せず)等から構成されている。モータは、インバータを介して回転速度、即ちゴムベルトや41の速度が制御される。

0032

テールプーリ40のプーリ軸42は、ベルトコンベヤ3の下部に位置し、ベルトコンベヤ3の本体に固定された軸受で回転自在に支持されている。図5(a)は、テールプーリ40の断面図である。図5(b)は、図5(a)の右側面図である。図5(c)は、部分円筒部分の側面図である。プーリ軸42の中心には、全体の長さ(W)の約1/3の円筒部43が配置固定されている。円筒部43の両側面にはフランジ44が配置され、円筒部43とプーリ軸42に溶接により固定されている。

0033

円筒部43は、通常のゴムベルト41のためのプーリとなる部分である。円筒部43とフランジ44に囲まれた内部の円筒空間45は、閉じられた空間である。円筒空間45には粘質土Cが侵入することはない。円筒空間45の両側でプーリ軸42の外周の等角度間隔位置の4ヶ所には、板状のリブ46が配置固定されている。

0034

リブ46は、プーリ軸42の軸線を含む面内に配置されている。リブ46の最外周には、部分円筒(実用上は平面でも良い。)47が固定されている。部分円筒47に囲まれているリブ空間48は、開放されている。図6(a)は、粘質土の噛み込み状況を示すテールプーリの断面図であり、図6(b)は図6(a)の右側面図である。

0035

図に示すように円筒部43に粘質土Cを噛み込んでもゴムベルト41の圧力によって、粘質土Cは円筒部43の外周に加圧されるので、粘質土Cはこの圧力によりリブ空間48に押し出される。リブ空間48に押し出された粘質土Cは、テールプーリ40の回転により転動して排出される。仮に、排出が充分でなくてもリブ空間48があるので清掃が容易である。

0036

[定流量装置50]図7は、粘質土Cの流量を一定にするための定流量装置50の正面図である。定流量装置50は、バイブレーティンググリッド2と固化材供給装置4との間に配置されている。バイブレーティンググリッド2に原料がバックホー等の重機バケットで投入されるが、必ずしも作業の都合により投入量が一定になるわけでもなく、原料の性質等によってもバイブレーティンググリッド2の処理量も変化する。

0037

このために、後処理工程処理能力一杯に維持し、その能力最大限発揮させるために定流量装置50を配置したものである。粘質土Cの流れを制限するものではあるが、結果として土壌混合改良機システム全体の稼働率を向上させる。ベルトコンベヤ3のゴムベルト41の上に、これを横断する方向に固定堰板51が基台1に固定配置されている。

0038

固定堰板51は、上部は半矩形の形をしており、下部は矩形の切欠き52が形成されている。固定堰板51の下端とゴムベルト41とで区画しているので、河川の水の流れ等に用いられと同様に、ベルトコンベヤ3の流れが既知であると切欠き52とゴムベルト41とで囲まれる面積が粘質土Cの流量となる。固定堰板51には、可動堰板53が上下動自在に案内されて配置されている。

0039

可動堰板53は、固定堰板51の切欠き52を塞ぐように配置されているので、可動堰板53の上下位置で実際の粘質土Cの流量は決定される。可動堰板53の上部には、シリンダ54のピストンロッド55の先端が連結されている。シリンダ54は、基台1に固定されている。シリンダ54に圧油を供給することにより、ピストンロッド55は上下動される。

0040

本例では、ステップ状に4段階に可動堰板53の位置を選択できる。なお、可動堰板53を周知の機構であるネジ機構とこれを回転駆動するサーボモータ機構により、無段階に上下位置を制御するものであっても良い。この制御は後述するように制御装置で行う。

0041

[原料通過センサー60]図8は、原料通過センサー60の側面図である。原料通過センサー60は、ベルトコンベヤ3のゴムベルト41上に搭載された原料があるか否かを検知するためのセンサーである。前述したように作業の都合等の理由で、常に粘質土Cが流れているとは限らない。粘質土Cがベルトコンベヤ3上にないのに固化材供給装置4から固化材が供給されるのを防ぐために、原料通過センサー60によりセンシングする。

0042

センサー揺動軸61は、ベルトコンベヤ3の上を横切る方向に配置されている。センサー揺動軸61の両端は、基台1に固定された軸受(図示せず)に揺動自在に支持されている。両軸受の中間のセンサー揺動軸61には、この軸線方向と直交する方向に複数の検知棒62の一端が固定されている。

0043

検知棒62の先端は、ベルトコンベヤ3のゴムベルト41上の粘質土Cに接触するように配置されている。ゴムベルト41上に粘質土Cがないときは、検知棒62の重力により下方に垂れ下がりセンサー揺動軸61もこれに伴って揺動する。このセンサー揺動軸61の揺動をリミットスイッチ、非接触センサー等で検知してゴムベルト41上に粘質土Cがあるか否かを検知する。

0044

なお、前述した原料通過センサー60に換えて、超音波で粘質土Cを検知するもの、ベルトコンベヤ3のゴムベルト41の裏面に重量計を配置し粘質土Cを検知するもの、光の透過で粘質土Cを検知するもの等のように他の方法で検知するものであっても良い。

0045

[固化材供給装置4]図9は、固化材供給装置4の正面図である。固化材供給装置4は、粘質土Cに固化材を上からその流量に応じて散布するためのものである。固化材タンク65は、円筒タンクでありその内部に固化材が充填されている。固化材タンク65の下部には、本例では3本の螺旋羽根66が平行に配置されている。螺旋羽根66は、固化材を一定流量づつ固化材タンク65から排出するためのものである。

0046

各螺旋羽根66の軸67の一端には、スプロケットが固定され、このスプロケット間にはチェーン68が掛け渡してある。従って、3本の螺旋羽根66は、連動して同時駆動される。一端に配置された螺旋羽根66には、更にスプロケット、チェーン69、スプロケット等の動力伝達機構を介して、これを駆動するモータ70に連結されている。

0047

結局、モータ70により、螺旋羽根66は、固化材タンク65の固化材を排出口63から落下させて粘質土Cの上に散布する。モータ70は、インバータを介してさの回転速度は制御されているので、螺旋羽根66の回転速度は制御可能である。固化材の散布量はモータ70の回転速度により変えることができるものである。本例では、単位時間当たり50kg/m3ないし200kg/m3の範囲でその流量を制御できる。

0048

[混合攪拌機5]図10は、混合攪拌機5の側面図である。混合攪拌機5は、固化材と粘質土Cを均一になるように混合攪拌するためのものある。ベルトコンベヤ3の上を横切る方向に混合攪拌羽根80が配置されている。混合攪拌羽根80の回転駆動軸77の両端は、可動フレーム75に固定された軸受(図示せず)により回転自在に支持されている。回転駆動軸77には、後述するように複数の羽根が配置されている。混合攪拌羽根80は、上部を半円筒状のカバー74で覆われている。

0049

可動フレーム75は、門形フレームでありベルトコンベヤ3の上を横切る方向に配置されている。可動フレーム75の両端の支柱は、ガイド71により上下動自在に設けられている。可動フレーム75は、スプリング76により基台1に支持されている。従って、混合攪拌羽根80に何らかの力が働いたら、可動フレーム75と共に上方に退避する。

0050

回転駆動軸77は、スプロケット、チェーン等の回転動力伝達機構78を介してモータ79により回転駆動される。図11は、混合攪拌羽根80の正面図である。図12は、図11のXII−XII線で切断したときの断面図である。図13は、図11のXIII−XIII線で切断したときの断面図である。

0051

回転駆動軸77には、その軸線方向に一定間隔に2枚1組で攪拌翼固定円板81が一定間隔で固定配置されている。2枚の攪拌翼固定円板81の間には、攪拌翼72の基端がボルト82により着脱固定自在に配置されている。2枚の攪拌翼固定円板81で挟んで攪拌翼72の基端を固定する。

0052

攪拌翼72は、概略円弧状の形をしたものであり、その凸部84側に回転される。この方向に回転させることにより、石等の異物があっても粘質土Cの抵抗が少なく、その回転軸線の直交する面で切断する。攪拌翼72の先端には、板状の爪83が固定されている。爪83は、粘質土Cを攪拌混合するためのものである。攪拌翼72の凸部84で粘質土Cを切断した後、爪83で粘質土Cを混合攪拌する。

0053

[発泡器7]図14は、発泡器7の断面図である。発泡器7は、主に混合攪拌機5の周囲を泡で包んで固化材の飛散を防ぐためのものである。発泡剤としては界面活性剤を使用する。界面活性剤は、セメントに混合して減水剤としても使用されているものであり、円滑な混合攪拌を助ける作用もあるので、より土壌混合改良機に使用すると効果的である。

0054

発泡器7の本体は、円筒状の円筒本体90を備えている。円筒本体90の後部端面は、空気を取り入れるために開口89が形成されている。円筒本体90の中心部には、電動モータ91が配置されている。電動モータ91の本体外周と円筒本体90の内周面との間には、板状の固定翼92が配置されている。

0055

固定翼92は、円筒本体90の中心から半径方向に複数配置されている。従って、固定翼92は、開口89からの空気を整流して取り入れる。電動モータ91の出力軸93には、回転ファン94が連結固定されている。円筒本体90の先端面には、金網95が配置されている。金網95は、液状の界面活性剤から泡を作るためのものである。

0056

回転ファン94と金網95との間には、ノズル96が配置されている。ノズル96には、配管88を介して加圧された界面活性剤が供給される。ノズル96は、金網95に噴霧により界面活性剤を供給する。配管88内の界面活性剤の圧力は、圧力計97により監視できる。また、ノズル96への界面活性剤のオンオフの制御は、電磁弁98で行う。従って、必要以上の泡を発生させなてために、電磁弁98、及び電動モータ91のオンオフを制御すれば良い。

0057

[解砕機6]図15は、解砕機6の側面図である。図16は、解砕機のロータリーカッタ102の正面図である。図17(a)は、ロータリーカッタ102の第1カッタ125の拡大図である。図17(b)は、ロータリーカッタ102の第2カッタ121の拡大図である。解砕機6は、解砕室ケーシング100を備えている。解砕室ケーシング100の中の解砕空間に、ロータリーカッタ102が設けられている。

0058

ロータリーカッタ102は、解砕用駆動モータ(図示せず)と回転駆動軸103とから構成されている。回転駆動軸103は、後述するように第1カッタ125、第2カッタ121を備えている。第1カッタ125、及び第2カッタ121は、大きい遠心エネルギーが、1カ所に集中するように、外端部分の質量が大きくなるように分銅形状に形成されている。回転駆動軸103には、その軸線方向にカッタ固定円板122が等間隔に配列固定されている。

0059

このカッタ固定円板122を貫通するように、円周方向等角度間隔、即ち90度間隔に4本のカッタ揺動軸123が配置されている。第1カッタ125と第2カッタ121の端部は、交互にカッタ揺動軸123に揺動自在に結合されている。第1カッタ125と第2カッタ121は、粘質土Cから抵抗を受けない限り、カッタ揺動軸123に対して相対的に回転運動することはない。解砕用駆動モータは、速度可変インバータモータであり、逆転可能である。

0060

図17(a)に示されるように第1カッタ125は、3枚一組で使用される。第1カッタは、主に回転駆動軸104の軸線と直交する面で粘質土Cを切断するものである。第1カッタには、貫通孔である孔126が開けられている。これは、第1カッタ表面に粘質土Cの付着を防止するためのものである。

0061

図に示されるように第2カッタ121は、2枚の板で作られその先端は連結部124で連結されている。連結部124は、回転駆動軸104の軸線を中心とする円筒面で切断するためのものである。

0062

[反発板110]図15に示すように解砕室ケーシング100の解砕空間101には、反発板110が設けられている。反発板110の一端は、揺動軸115を中心に揺動自在に設けられている。反発板110は、自然の状態ではロータリーカッタ102側に近づく方向に揺動する。反発板110の他端は、ロープ116の一端が連結され、ロープ116の他端は解砕室ケーシング100に連結されている。

0063

反発板110には、揺動バー117の一端が固定されている。揺動バー117の他端と解砕室ケーシング100との間にはスプリング118が介在されている。スプリング118は、内部にダンパ(図示せず)を内蔵している。すなわち、反発板110に粘質土Cが衝突してスプリング118が圧縮、又は伸ばされて振動する。これを防ぐために摩擦を与えて振動を減衰させるものである。

0064

反発板110の衝突面111にはゴム製の弾性ライニング材112が張られている。ゴム製であるから粘質土Cの衝突の衝撃を和らげることができる。弾性ライニング材112と反発板110の間には、液状のシリコン113が封入されている。粘質土Cの衝突の衝撃を和らげるには、弾性ライニング材112のみでも良いがシリコン113により、より衝突表面の弾性が良くなるので粘質土Cが付着ににくい。また、シリコン113に換えて、衝突を緩和するためのエネルギー吸収材、例えば水、空気、各種ゲル状物でも良い。

0065

反発板110の衝突面111は、回転駆動軸103の回転軸心線に直交する放射方向線に対して概ね直交するように配置されている。第1カッタ125と第2カッタ121に付着するが大きい遠心力により振り離されるので、粘質土Cは概ねその衝突面111に直角でないある角度を持って衝突しそこから反射して散乱する。

0066

[固化材供給制御装置140]図18は、固化材供給制御装置140の機能ブロック図である。固化材供給制御装置140は、バイブレーティンググリッド2で処理された粘質土Cの処理量に応じて最適な量の固化材の量を制御するためのものである。固化材供給制御装置140は、シーケンサと呼ばれるものでプログラムにより自由に論理組合わせを設定できるシーケンス制御専用のコントローラである。

0067

固化材供給制御装置140には、ベルトコンベヤ3のゴムベルト41を駆動するためのモータ143がインバータ142を介して接続されている。ゴムベルト41の速度は、インバータ142により任意の速度で変えることができる。原料通過センサー60は、ベルトコンベヤ3上に粘質土Cがあるか否かを検知するためのものであり、そのスイッチにより粘質土Cの存否を検知できる。

0068

定流量装置50の可動堰板53は、シリンダ54によって駆動されるが、この可動堰板53の上下位置によって粘質土Cの流量は定まる。多段階(本例では4位置)に位置選択できるシリンダ54を使用している。固化材供給制御装置140は、可動堰板53の位置情報をシリンダ54の作動位置を制御するシリンダ制御装置144から受け取る。固化材供給装置4のモータ70は、インバータ145を介して、起動、停止、及び回転速度が制御される。

0069

図19は、固化材供給制御装置140の機能の概要を示すフロー図である。固化材供給制御装置140の作動がスタートすると、可動堰板53の位置情報をシリンダ制御装置144から読み込む。可動堰板53の位置はオペレータが原料の状況により選択する。次に、ベルトコンベヤ3のゴムベルト41の現在の速度をインバータ142から読み込む。

0070

なお、ベルトコンベヤ3のゴムベルト41の速度は、オペレータが原料の状況等から任意の速度にする。ゴムベルト41の現在の速度を読み込んだら、ベルトコンベヤ3上に粘質土Cがあるか否かを検知する。ベルトコンベヤ3上に粘質土Cがなければ、元のステップに戻り、あれば予め設定された固化材の混合割合から計算される固化材供給装置4のモータ70の回転速度を計算し決定する。

0071

この計算が終了すれば、固化材供給装置4のモータ70を起動させて固化材をベルトコンベヤ3上の粘質土C上に散布する。更に、発泡器7の電磁弁98を開いて、界面活性剤を供給して発泡器7で泡を発生させる。

0072

[他の土壌混合改良機の配置例]図20は、他の土壌混合改良機の配置例である。前述したバイブレーティンググリッド2、ベルトコンベヤ3、固化材供給装置4、混合攪拌機5、解砕機6、及び排出コンベヤ8は、直線上に配置されたものであった。この場合、原料の野積み位置、この原料をバイブレーティンググリッド2へ投入する位置、バイブレーティンググリッド2によって選別されたオーバーサイズの原料の位置、及び排出コンベヤ8による改良された改良土の排出位置は、夫々異なる。

0073

図20に示す土壌混合改良機の配置は、前述した実施の形態のものをバイブレーティンググリッド2の方向を90度変え、更に排出コンベヤ8の向きも90度方向を変えたものである。この土壌混合改良機は、1台のバックホー130で原料をバイブレーティンググリッド2への積み込み、オーバーサイズの原料の処理、改良土の処理を走行距離が短いので1台で効率的に行うことがである。

0074

[他の解砕機の例]図21は、他の反発板の配置例である。前述した実施の形態のものは、反発板は1枚であった。しかしながら、ロータリーカッタ102は、粘質土が詰まったとき、又、第1カッタ125と第2カッタ121の磨耗を均等にするために逆回転で使用したほうが良い。2枚目の反発板135を1枚目の反発板110と対向する位置に配置したものである。2枚目の反発板135の構造、機能は、1枚目の反発板110と実質的に同一なのでその説明は省略する。

0075

[その他の実施の形態]前記実施の形態の土壌混合改良機は、何れも定置式のものであったが、自走又は牽引で移動可能なキャタピラ、タイヤを備えた台車に搭載されたものであっても良い。また、前述した実施の形態の説明から理解されるように、前述した排出コンベヤ8は、必ずしも配置する必要のないものである。即ち、解砕機6から直ちに改良土を取り出すものであっても良い。

発明の効果

0076

本発明による土壌混合改良機は、定流量装置を配置したので原料の投入量に応じて正確に固化材を投入でき、均一な改良土壌ができる。また、自動的に固化材を添加するので結果として生産効率が高く、全システムの生産効率を高めることができる。発泡器により固化材の飛散を防ぐので作業環境が良くなる。

図面の簡単な説明

0077

図1図1は、本発明による土壌混合改良機のシステムの構成を示す側面図である。
図2図2は、図1の平面図である。
図3図3は、土壌混合改良機内の粘質土から改良土になるまでの流れの概要を示す断面図である。
図4図4は、グリッド本体の左側面図である。
図5図5(a)は、テールプーリの断面図である。図5(b)は、図5(a)の右側面図である。図5(c)は、部分円筒部分の側面図である。
図6図6(a)は、粘質土の噛み込み状況を示すテールプーリの断面図である。図6(b)は図6(a)の右側面図である。
図7図7は、粘質土の流量を一定にするための定流量装置の正面図である。
図8図8は、原料通過センサーの側面図である。
図9図9は、固化材供給装置の正面図である。
図10図10は、混合攪拌機の側面図である。
図11図11は、混合攪拌羽根の正面図である。
図12図12は、図11のXII−XII線で切断したときの断面図である。
図13図13は、図11のXIII−XIII線で切断したときの断面図である。
図14図14は、発泡器の断面図である。
図15図15は、解砕機の側面図である。
図16図16は、解砕機のロータリーカッタの正面図である。
図17図17(a)は、ロータリーカッタの第1カッタの拡大図である。図17(b)は、ロータリーカッタの第2カッタの拡大図である。
図18図18は、固化材供給制御装置の機能ブロック図である。
図19図19は、固化材供給制御装置の機能の概要を示すフロー図である。
図20図20は、他の土壌混合改良機の配置例である。
図21図21は、他の反発板の配置例である。

--

0078

1…基台
2…バイブレーティンググリッド
3…ベルトコンベヤ
4…固化材供給装置
5…混合攪拌装置
6…解砕機
7…発泡器
8…排出コンベヤ
50…定流量装置
51…固定堰板
53…移動堰板
60…原料通過センサー
65…固化材タンク
66…螺旋羽根
72…攪拌翼
80…混合攪拌羽根
83…爪
102…ロータリーカッタ
110,135…反発板
130…バックホー
140…固化材供給制御装置

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