(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌を振動篩い分けするバイブレーティンググリッドと、
このバイブレーティンググリッドにより篩われた前記土壌を搬送するコンベアと、
このコンベアの搬送中に前記土壌を攪拌する攪拌装置と、
前記コンベアの搬送方向前方に配置され攪拌された前記土壌を移載して搬送する分級コンベアと、
この分級コンベアの搬送終端側にコンベア幅にわたって設けられ所定粒度以上の土壌の搬送を遮断して分級するゲートと
からなる土壌分級機。
【請求項２】
請求項１に記載の土壌分級機において、
前記分級コンベアには、前記土壌を捕捉して搬送するための掻き板が固定配置されていることを特徴とする土壌分級機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の土壌分級機において、
前記分級コンベアの搬送方向前方に他の分級コンベア及び他のゲートを設け、多段階に前記土壌を分級する構成にしたことを特徴とする土壌分級機。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の土壌分級機において、
前記分級コンベアの下方に、前記所定粒度以上の前記土壌を破砕する破砕装置と、破砕された前記土壌を分級する第２分級コンベア及び第２ゲートとを設けたことを特徴とする土壌分級機。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の土壌分級機において、
前記コンベアと前記分級コンベアとの間に前記コンベアから排出された前記土壌を受けて移載搬送する中間コンベアを設け、この中間コンベアで搬送される前記土壌を破砕する破砕装置を搬送終端側に設け、破砕された前記土壌を前記分級コンベアで受けて搬送し分級するように構成したことを特徴とする土壌分級機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土壌を分級するための土壌改良等を行うための土壌分級機に関する。更に詳しくは、主として、建設、土木残土として発生する土壌等の選別を粒度により粗い土壌と細かい土壌に分級し、とくに細かい土壌をエアーレーションして再利用するための土壌分級機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から土木、建築工事に伴い発生する残土等は、可能な限りリサイクルで再使用されることが望まれている。元の農業用地や沼地等の土壌は軟弱で、その掘削残土をそのまま再利用して埋め立てると地盤が軟弱化して問題である。このような土地に対しては地盤改良が施され、生石灰、セメント等の固化剤が混合されて土壌を硬質化している。
【０００３】
一方、塊状の土壌や石等を含む土壌は、細かく砕くかあるいは振動篩い等で選別している。このような土壌は、水分が多いものは予め天日等で乾燥されることが多い。これらの土、粘土等を再利用することになるが、このために加熱処理、あるいは改良材等を添加して発生土の改良を行っている。土壌を細かくして均一化することが必要であり、又、後処理を行い易くするため石、瓦礫等の異物も取り除かねばならない。
【０００４】
又、汚染物質が多く含まれている土壌は、篩いと加振機等で分級された後、加水して洗浄機に投入して汚染物質を取り除くことも行われている（特許文献１及び２を参照）。従来の土壌分級機は、汚染物質等を取り除く前の工程では、振動ふるい装置が中心で、網などを利用して一定の大きさの土壌が通過するか、しないかで分級していた。最終工程で攪拌あるいは攪拌混合後に破砕されて排出されるが、その段階では分級せずにそのまま排出されることが多い。
【０００５】
土壌の分級は、土壌改良機から排出されてから、例えば検査用であるとか、又は破砕を兼ねた分級機等、別置された装置で行われている。しかし、従来の土壌改良機のみでの分級は、石等を取り除くのが主であるが、土壌として再使用できる大きな塊状の土をも除かれていて、エアレーションも十分でなく歩留まりがよくなかった。又、土壌改良機に独立して設けられる分級装置を含めたこの従来の構成は、複雑で設置面積を多く要し、土壌搬送の手間もかかりコスト高になっていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２００１−２１９１５５号公報
【特許文献２】
特開平２００２−２５４０６３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
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。本発明の目的は、現場設置が容易で多段階に分級することができ、能率向上の図られた土壌分級機を提供することにある。本発明の他の目的は、構成が簡素で低コストの土壌分級機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明１の土壌分級機は、土壌を振動篩い分けするバイブレーティンググリッドと、このバイブレーティンググリッドにより篩われた前記土壌を搬送するコンベアと、このコンベアの搬送中に前記土壌を攪拌する攪拌装置と、前記コンベアの搬送方向前方に配置され攪拌された前記土壌を移載して搬送する分級コンベアと、この分級コンベアの搬送終端側にコンベア幅にわたって設けられ所定粒度以上の土壌の搬送を遮断して分級するゲートとからなっている。本発明１の土壌分級機は、構成はシンプルで現場設置が容易であり、また既存の土壌改良機に付随させ設置することも可能である。
【０００９】
本発明２の土壌分級機は、本発明１において、前記分級コンベアには、前記土壌を捕捉して搬送する掻き板付が固定配置されていることを特徴としている。掻き板の高さ範囲に応じた粒度の前記土壌を捕捉することができる。
本発明３の土壌分級機は、本発明１又は２において、前記分級コンベアの搬送方向前方に他の分級コンベア及び他のゲートを設け、多段階に前記土壌を分級する構成にしたことを特徴としている。土壌分級機能が向上し土壌改良の能率を高める。
【００１０】
本発明４の土壌分級機は、本発明１又は２において、前記分級コンベアの下方に、前記所定粒度以上の土壌を破砕する破砕装置と、破砕された前記土壌を分級する第２分級コンベア及び第２ゲートとを設けたことを特徴としている。ゲートで遮断された粗い前記土壌を破砕することでさらに所定粒度以下の前記土壌を得ることができ、土壌分級の歩留まりをよくするのに効果的である。
【００１１】
本発明５の土壌分級機は、本発明１又は２において、前記コンベアと前記分級コンベアとの間に前記コンベアから排出された前記土壌を受けて移載搬送する中間コンベアを設け、この中間コンベアで搬送される前記土壌を破砕する破砕装置を搬送終端側に設け、破砕された前記土壌を前記分級コンベアで受けて搬送し分級するように構成したことを特徴としている。前述の本発明４と同様に土壌分級の歩留まりをよくするのに効果的である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は本発明による土壌分級機１の全体構成を示す正面図である。図２は、その側面図である。図１及び図２の構成は、タイヤ付きの土壌分級機１で、牽引移動が可能な比較的簡素な構成のものである。タイヤ付き土壌分級機は、現場への移動、設置が容易で、グリッドの振動をタイヤで吸収できる利点がある。
【００１３】
この土壌分級機１は、定置式のものであってもよい。定置式とは、土壌分級機を地面等に直接的に固定設置するタイプのものである。構成が簡素なので、車両で運搬して現場に設置するのは容易である。土壌分級機１は、上部に改良対象の土壌をホッパーを介して受け、振動篩い分けするバイブレーティンググリッド３が設けられている。バイブレーティンググリッド３は、上部のホッパーから投入された粘質土、石等を含む土壌を選別するための振動ふるいである。バイブレーティンググリッド３は、粘土質で水分の多いものでも振動篩なので篩い分けが可能である。
【００１４】
このバイブレーティンググリッド３には網板等が設けられていて、選別された土壌は、振動動作を行うことにより篩われ、石、木材等の異物あるいは硬質の粗い土壌等が取り除かれ、しかもある程度ほぐされるようになっている。篩われた土壌は異物の取り除かれた土壌として、バイブレーティンググリッド３の下部に排出される。土壌はその下部に配置されたコンベア４に落下したものが搬送され、その過程で攪拌装置５により土壌はきめ細かくほぐし攪拌される。
【００１５】
攪拌装置５は回転する攪拌羽根５ａを有していて、搬送されてきた土壌をこの攪拌羽根５ａにより連続して攪拌する。この攪拌過程で、図示はしていないが、必要があれば固化剤供給装置を設け固化剤を混合することもある。攪拌された土壌は、コンベア４の端部６から排出され、シュレッダー部２に移載される。
【００１６】
図３は、シュレッダー部２を模式的に示した断面図である。このシュレッダー部２は、土壌分級機１の排出側、即ちコンベア４の端部６側に設置される。シュレッダー部２は、基本的に分級コンベア７と土壌を分級するゲート８とから構成されている。分級コンベア７は所定角度に傾斜して設置され、一端がコンベア４の端部６下方に差し込まれ、他端は上方に位置している。
【００１７】
この分級コンベア７は、コンベア面に沿って搬送方向を横切る方向に、複数の掻き板７ａが設けられた掻き板７ａ付きのコンベアであって、図示しないモーターにより無端で高速に回動している。掻き板７ａは、断面形状がＬ字状の部材をベルトの幅方向に向けてこの分級コンベア７のベルト面に固定したものである。コンベア４で搬送された土壌は端部６から落下し、分級コンベア７上に移載される。移載された土壌は、分級コンベア７の搬送方向に従って上方向にもたらされる。この分級コンベア７の上部にはゲート８が分級コンベア７のコンベア面に近接して設けられている。
【００１８】
このゲート８は揺動軸８ａを中心に矢印のように揺動が可能な仕切り板である。この揺動軸８ａはシュレッダー部２のフレーム９の一端に支持されている。このゲート８は、通常分級コンベア７の搬送面を横切る方向に設置されていて、何らかの異常でこのゲート８に大きな負荷が生じたとき、安全を考慮して搬送方向に揺動できるようになっている。
【００１９】
又、このゲート８は、分級コンベア７のコンベア面に対し出入りの位置調整が可能で、コンベア面との隙間を任意に設定することができる。このゲート８の調整により分級コンベア７からゲート８を通過し外部へ放出される土壌の粒度が設定される。このゲート８は通過するかしないかで土壌の分級を行っている。このゲート８の位置調整は、現場の土壌の状況に合わせ適宜の位置に設定すればよい。このゲート８は、分級コンベア７で搬送される土壌の内、所定粒度以上の大きさの土壌の排出を遮断している。
【００２０】
従って、この分級コンベア７では、前述のように設定された所定粒度以下の土壌のみを複数の掻き板７ａに挟んだ状態で高速に搬送し、分級コンベア７のコンベア端からゲート８を通過したこの土壌は分級され分級コンベア７外に矢印Ａで示すように遠方に放出される。この掻き板７ａは、高さの低いが分級コンベア７上に複数配置された構成のもので細土壌を搬送する。この細土壌は高速で空中に放出されるので、空中で空気を含むものとなる。
【００２１】
掻き板７ａは、例えば先端が尖っているスパイク状のもの、短い板状の部材を一定間隔に配置したものである。従って、本発明でいう掻き板７ａは、板材のみを意味しない。これらの掻き板７ａの隙間に粒径が小さい細土壌のみを挟んで搬送する。細土壌の放出に際しては、空気に放散状態で触れエアレーションとなって、放出された土壌は多くの空気を含むことになる。放出された土壌はアンダーサイズの土壌Ｘとして分級され、製品扱いで所定位置に貯留される。
【００２２】
一方、所定粒度以上の土壌は、ゲート８に遮断され分級コンベア７下方向に戻され、分級コンベア７の端部からＢのように落下する。落下した土壌は、下部に設置されたオーバーサイズ用コンベア１０で機外に排出され、オーバーサイズの土壌Ｙとしてストックされる。このように、バイブレーティンググリッドにより篩われる状態で一度分級された土壌を、更にコンベア４から排出させて簡素な構成のシュレッダー部２に送り込み、二度目の分級を行いアンダーサイズの土壌Ｘとオーバーサイズの土壌Ｙに分級することができ、土壌の後処理を容易にさせることができる。
【００２３】
図４は、第２の実施の形態を示したものである。この形態においては、シュレッダー部２の構成を次のようにしている。即ち、前記の分級コンベア７の先に、第２の分級コンベア３０及び第２のゲート３１を、更に第３の分級コンベア４０及び第３のゲート４１を前記の分級コンベア７の分級排出方向に沿って設けた構成である。この構成により搬送された土壌は多段階に分級され、段階的に細かくされ、同時に土壌に空気を充分に含ませることができる。
【００２４】
この構成においては、前記の分級コンベア７の分級排出端には第１の遮蔽板３２が設けられ、又、第２の分級コンベア３０の分級排出端には第２の遮蔽板４２が設けられている。これら第２の分級コンベア３０、第３の分級コンベア４０、第２のゲート３１、及び第３のゲート４１の構成は前述した分級コンベア７及びゲート８と同様である。前述した分級コンベア７から放出された土壌は、第１の遮蔽板３２に遮蔽され下方向に即ちＣに示す方向に落下し第２の分級コンベア３０に移載される。
【００２５】
移載された土壌は高速で回動される第２の分級コンベア３０の上方にもたらされ、第２のゲート３１を介して分級され、この第２のゲート３１を通過した土壌が排出端から放出される。又、第２のゲート３１を通過しない土壌は第２の分級コンベア３０から下方向に設置された外部排出コンベア１１に落下し機外に排出される。第２のゲート３１を通過して放出された土壌は、第２の遮蔽板４２に遮蔽され、前述同様な処理がなされる。下方向に即ちＤ方向に落下した土壌は第３の分級コンベア４０に移載される。
【００２６】
移載された土壌は高速で回動する第３の分級コンベア４０の上方にもたらされ、第３のゲート４１を介して分級され、この第３のゲート４１を通過した土壌が排出端から放出される。又、第３のゲート４１を通過しない土壌は第３の分級コンベア４０から下方向に設置された外部排出コンベア１２に落下し機外に排出される。このように本実施例においては３段階の土壌分級を行っている。又、各コンベアの傾きは相互に異なっている。第２の分級コンベア３０は前記の分級コンベア７に対し立てた角度に、更に第３の分級コンベア４０は第２の分級コンベア３０に対し立てた角度に設置している。
【００２７】
土壌が細かくなるに従いコンベアの角度を変えて落下しやすくしている。なお、各コンベアの角度は、角度調整機構（図示せず）により任意に調整可能である。土壌は、粗ふるい、中ふるい、細ふるいの３段階に分級されだんだん粒度の小さい土壌となり、それぞれ外部へ排出するコンベアで回収することができる。又、最終工程の土壌は第３のゲート４１を通過した後第３の分級コンベア４０端からエアレーションを伴って放出される。各分級された土壌はそれぞれ区分され所定位置に貯留される。
【００２８】
図５は、第３の実施の形態を示したものである。この実施の形態も前述の形態と同様に形状は異なるが、２連の第２のコンベア１３を分級コンベア７下方向に設置した構成である。この第２のコンベア１３の上側コンベア１３ａの搬送端側のフレーム１４に、破砕板１５を設けている。又、この上側コンベア１３ａの下部には下側コンベア１３ｂが設置されていて、上側コンベア１３ａから搬送された土壌を受けて搬送する。
【００２９】
この下側コンベア１３ｂは分級コンベアの形態をなし、掻き板１３ｃが設けられている。上側コンベア１３ａの搬送端下方向にあって下側コンベア１３ｂの搬送面上部には第２のゲート１６が設けられている。この第２のゲート１６も揺動軸１６ａを中心に揺動する。形状は異なるが、構成は前述のゲート８と同様である。
【００３０】
分級コンベア７から落下した土壌は、上側コンベア１３ａで受けて搬送される。土壌は比較的早い速度で搬送される。搬送された土壌は、搬送端で破砕板１５にＥのように衝突する。衝突された土壌は破砕されて細かくなる。破砕された土壌は落下し下側コンベア１３ｂに移載され搬送される。この搬送過程で、所定粒度以上の土壌は第２のゲート１６により遮断され下側コンベア１３ｂの端部からＦのように落下し排出される。排出された土壌は、下部に設けられたオーバーサイズ用コンベア１０で機外に排出される。
【００３１】
一方、第２のゲート１６を通過した土壌は、下側コンベア１３ｂの搬送端からＧのように落下し排出される。排出された土壌は、アンダーサイズの土壌Ｘとして前述同様に再利用される。下側コンベア１３ｂの下部にはアンダーサイズ用コンベア１７が設置されていて、アンダーサイズの土壌Ｘを回収し所定の場所に貯留する。この形態は、コンベア４から排出される土壌を破砕し外部に排出するまでに三度分級している。分級を多くしたことで、アンダーサイズの土壌を多く採取でき、土壌の再利用の点で効果的である。
【００３２】
図６は、第４の実施の形態を示したものである。この形態は、コンベア４と分級コンベア１８との間に第２のコンベア１９を設置したものである。この第２のコンベア１９は、コンベア４の下方向に水平状態で設置されている。第２のコンベア１９の搬送端側には、フレーム２０に取り付けられた破砕板２１が設けられている。この第２のコンベア１９の下方向に差し込まれる状態で、分級コンベア１８が傾斜状態で設けられている。
【００３３】
更に、第２のコンベア１９の搬送端下にあって、分級コンベア１８の搬送面上にゲート２２が設けられている。このゲート２２及び分級コンベア１８の構成は、前述のゲート８及び分級コンベア７と同様構成である。ゲート２２には揺動軸２２ａが、又分級コンベア１８には掻き板１８ａが設けられている。コンベア４から搬送された土壌は、第２のコンベア１９上に落下し搬送される。この第２のコンベア１９の搬送速度は比較的早く設定されていて、土壌は高速で搬送される。搬送端から土壌は破砕板２１にＨのように衝突し破砕される。
【００３４】
破砕された土壌は分級コンベア１８上に落下し、傾斜上方向、即ち矢印の方向に搬送される。この搬送過程で、所定粒度以上の土壌は、ゲート２２を通過せず遮断される。遮断され滞留する土壌は、分級コンベア１８下端に導かれコンベア端からＩのように下方向に落下する。分級コンベア１８のコンベア端下部には、オーバーサイズ用コンベア１０が設置されていて、分級されたオーバーサイズの土壌Ｙを回収し、この土壌は所定場所にストックされ廃棄土壌として処分される。
【００３５】
一方、ゲート２２を通過した土壌は、分級コンベア１８の搬送端からＪのように落下する。搬送端下部にはアンダーサイズ用コンベア１７が設置されていて、排出された土壌をアンダーサイズの土壌Ｘとして回収し、所定の場所に貯留する。この第４の実施の形態は、前述の形態の同様に、コンベア４から排出される土壌を破砕してから分級することが特徴で、この形態においては篩いを合わせ2段階の分級を行っている。破砕工程を付加したことで、アンダーサイズの土壌Ｘを多く採取でき、土壌の再利用の点で効果的である。
【００３６】
図７は、図５及び図６の形態の土壌分級機の側面図を示したもので、土壌分級機の両サイドに分岐して、オーバーサイズ用コンベアとアンダーサイズ用コンベアを配置した例を示している。本発明の土壌分級機は、既存の土壌改良機に適用することも可能であり、機体そのものがコンパクトに構成されている。
【００３７】
従って、図示はしていないが、自走式の土壌改良機に適用すると、運搬で公道を通ることが容易であり、又、起伏の激しい土地に対しても移動して設置ができるので、容易に現場での土壌処理が可能である。又、分級された土壌の処理については、排出用のコンベアの設置に制限を加えるものではなく、現場の設置条件に合わせてどのような位置にもコンベア設置は可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の土壌分級機は、構成を簡素にし、容易に現場に設置することができる。又、投入された土壌は複数の段階を経て分級することができ、又エアレーションのなされる構成であり、効率のよい土壌分級機となった。更に既存の土壌改良機に付随させ利用することも可能であり、低コストで分級でき、均一な土壌を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の土壌分級機の正面図であり、タイヤ付きの場合を示した図である。
【図２】図２は、図１の側面図である。
【図３】図３は、土壌分級機のシュレッダー部を示す断面図である。
【図４】図４は、土壌分級機のシュレッダー部の第２の実施の形態の図で、分級コンベアを多段に設けた構成を示す断面図である。
【図５】図５は、土壌分級機のシュレッダー部の第３の実施の形態の図で、第２のコンベアと第２のゲートと破砕板を設けた状態を示す断面図である。
【図６】図６は、土壌分級機のシュレッダー部の第４の実施の形態の図で、第２のコンベアと破砕板を設けた状態を示す断面図である。
【図７】図７は、分級された土壌の排出形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１…土壌分級機
２…シュレッダー部
３…バイブレーティンググリッド
４…コンベア
５…撹拌装置
７…分級コンベア
８…ゲート
１１、１３、１９…第２のコンベア
１５，２１…破砕板
３０…第２の分級コンベア
４０…第３の分級コンベア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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