(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
破砕混合機の内周面が円筒状の容器の内壁における付着土砂を除去する装置であって、
容器内壁に沿う縦部材を周方向に複数並べて一体とした円筒状スクレーパーと、この円筒状スクレーパーを、前記容器の中心軸を軸に回転させる回転機構とを備え、
前記円筒状スクレーパーが、前記縦部材と交叉し容器内壁に沿う横部材を更に備えることを特徴とする付着土砂除去装置。
【請求項２】
破砕混合機の内周面が円筒状の容器の内壁における付着土砂を除去する装置であって、
容器内壁に沿って周方向に並べられた複数の縦部材と、前記複数の縦部材の上下端をそれぞれ固定して一体化する上部側及び下部側の短筒状部材とを有する円筒状スクレーパーと、
この円筒状スクレーパーを、前記容器の中心軸を軸に回転させる回転機構とを備え、
前記回転機構は、前記容器の側部に設けられたスリットを介して、前記上部側又は下部側の短筒状部材の何れかの側面に当接して前記円筒状スクレーパーを回転させる回転伝達部を有することを特徴とする付着土砂除去装置。
【請求項３】
破砕混合機の内周面が円筒状の容器の内壁における付着土砂を除去する装置であって、
容器内壁に沿う螺旋状部材を備える円筒状スクレーパーと、この円筒状スクレーパーを、前記容器の中心軸を軸に回転させる回転機構とを備え、
前記回転機構は、前記円筒状スクレーパーを、前記螺旋状部材が前記容器に対して巻き上がる方向に回転させることを特徴とする付着土砂除去装置。
【請求項４】
破砕混合機の容器内壁における付着土砂を除去する方法であって、
容器内壁に沿う螺旋状部材を備える円筒状スクレーパーを、前記容器の中心軸を軸に、前記螺旋状部材が前記容器に対して巻き上がる方向に回転させ、容器内壁に付着した土砂を前記螺旋状部材により剥がし落とした土砂を前記容器内に落下させることを特徴とする付着土砂除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、付着土砂除去装置および付着土砂除去方法に関するものであり、具体的には、破砕混合機における付着土砂除去のための装置構成を効率的に行うことができる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒状容器の中でフレキシブル剛体を高速回転させることにより、上方より投入した土砂等の材料を破砕混合し、土砂の改質等を行う破砕混合機がある。この破砕混合機において湿った土砂等を破砕する場合、容器内壁に破砕片等が付着して成長し、処理物の排出経路を塞いだり、装置動作を妨げるなどの問題を生じることがある。こうした問題に対処する技術としては、例えば、容器内に傾斜したフィンを配置して土砂付着をしにくくする技術（例：特許文献１〜３など）が提案されている。
【０００３】
しかしこれらの技術では、土砂が付着してしまうと除去できず、付着土砂が成長してしまうおそれがある。そこで、容器内に付着した土砂らを掻き落とすべく、上下に伸びて容器内壁に配置したスクレーパーと容器とを相対回転させる技術（特許文献４）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６４３５８７号公報
【特許文献２】特許第３３８９２０２号公報
【特許文献３】特許第３５５４８２９号公報
【特許文献４】特許第３８４２０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、処理容器を固定した状態で、特許文献４に開示されるような縦長のスクレーパーを、付着土砂との摩擦や反発に抗して実際に回転させるのは困難であり、このため、現状ではスクレーパーを固定した状態で処理容器を回転させている。こうした状況では、容器底部付近、特に回転軸を下側で支えているステーに堆積する土砂の撤去が問題となっている。
【０００６】
そこで本発明では、破砕混合機における付着土砂除去のための装置構成を効率的に行うことができる技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の付着土砂除去装置は、破砕混合機の内周面が円筒状の容器の内壁における付着土砂を除去する装置であって、容器内壁に沿う縦部材を周方向に複数並べて一体とした円筒状スクレーパーと、この円筒状スクレーパーを、前記容器の中心軸を軸に回転させる回転機構とを備え、前記円筒状スクレーパーが、前記縦部材と交叉し容器内壁に沿う横部材を更に備えることを特徴とする。円筒状スクレーパーにおける、容器内壁に沿う複数の縦部材は、容器内壁を水平方向に巻回する、例えば環状部材にそれぞれ固定されて一体となっている。
【０００８】
これによれば、例えば、籠のように一体となっている円筒状スクレーパーを、固定された破砕混合機の容器に対して所定軸で回転させることになるため、従来技術のように移動時に大きな抵抗を受ける縦長のスクレーパーを採用する場合と比べ簡単な機構で装置構成が可能である。破砕混合機の容器を回転させる必要がないことから、従来技術の装置より構造が簡単なものとなり、メンテナンスや組立解体も容易となる。
【０００９】
また、前記円筒状スクレーパーが、前記縦部材と交叉し容器内壁に沿う横部材を更に備えるので、上述の装置構成等の容易さの効果に加えて、縦部材と横部材とで区画された領域で容器内壁の付着土砂掻き落としがなされることになり、掻き落とされる土砂が大きな土塊となってしまう状況が生じにくい。よって、適宜に破砕・混合された状態の土砂が容器底部から回収され、破砕混合効率を良好に維持できる。
【００１０】
また、本発明は、破砕混合機の内周面が円筒状の容器の内壁における付着土砂を除去する装置であって、容器内壁に沿って周方向に並べられた複数の縦部材と、前記複数の縦部材の上下端をそれぞれ固定して一体化する上部側及び下部側の短筒状部材とを有する円筒状スクレーパーと、この円筒状スクレーパーを、前記容器の中心軸を軸に回転させる回転機構とを備え、前記回転機構は、前記容器の側部に設けられたスリットを介して、前記上部側又は下部側の短筒状部材の何れかの側面に当接して前記円筒状スクレーパーを回転させる回転伝達部を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、破砕混合機の内周面が円筒状の容器の内壁における付着土砂を除去する装置であって、容器内壁に沿う螺旋状部材を備える円筒状スクレーパーと、この円筒状スクレーパーを、前記容器の中心軸を軸に回転させる回転機構とを備え、前記回転機構は、前記円筒状スクレーパーを、前記螺旋状部材が前記容器に対して巻き上がる方向に回転させることを特徴とする。
本発明によれば、容器内壁に付着した土砂には、従来とは異なり、螺旋状部材により容器の上下方向と左右方向の両方から掻き落としの力が加わり、容器内壁の全周にわたって同時に掻き落としがなされることになる。したがって、掻き落とされる土砂が１列の大きな塊となって容器内を落下するといった事態は生じない。そのため、適宜に破砕・混合された状態の土砂が容器底部から回収され、破砕混合効率を良好に維持できる。また、掻き落とされた土砂は大きな土塊ではないから、例えば風等により表面から水分を揮発させるような場合は、その効率も適宜なものとなり、土砂の含水比低下の目的を効率的に達成しやすくなる。
【００１２】
また、前記回転機構が、容器に対する円筒状スクレーパーの回転方向を、前記螺旋状部材が前記容器に対して巻き上がる方向とすることで、螺旋状部材で掻き落とされた土砂は、螺旋状部材に乗って容器上方に運ばれ、螺旋状部材終端から容器内空に落下することになる。したがって、掻き落とされた土砂が容器内空に再投入されることになり、破砕効果もより高まる。また、再破砕されることにより土砂の単位体積あたりの表面積が（破砕前より）増加し、風等による含水比低下効果の向上が期待できる。
【００１３】
また、本発明の付着土砂除去方法は、破砕混合機の容器内壁における付着土砂を除去する方法であって、
容器内壁に沿う螺旋状部材を備える円筒状スクレーパーを、前記容器の中心軸を軸に、前記螺旋状部材が前記容器に対して巻き上がる方向に回転させ、容器内壁に付着した土砂を前記螺旋状部材により剥がし落とした土砂を前記容器内に落下させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、破砕混合機における付着土砂除去のための装置構成を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態における付着土砂除去装置の適用例１を示す図である。
【図２】本実施形態における円筒状スクレーパーの他の構成例を示す図である。
【図３】本実施形態における付着土砂除去装置の適用例２を示す図である。
【図４】付着土砂除去の解説図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
−−−適用例１−−−
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態における付着土砂除去装置の適用例１を示す図である。土工を伴う工事現場では、大量の排土等が発生する。特に、工事対象となる地盤の土質が低品位であれば、排土の再利用を図ったり、そのまま搬出するにも問題がある。そこで、破砕混合機を用いて排土の改良、改質を図る場合がある。ここで破砕混合機１の構造について概説しておく。
【００１７】
破砕混合機１は、例えば、鋼製など適宜な強度を備える円筒状の容器１０、容器内空１１にてスピンしチェーン１２を高速回転させる回転軸１３、この回転軸１３を回転自在に支持する軸受け１４、回転軸１３を駆動する回転軸用モータ１５などから構成される。掘削現場等で生じた排土５は、例えばベルトコンベヤーなどの搬送手段６により搬送され、容器１０の上部に備わる投入口１６から破砕混合機１に供給されることになる。また、排土５の改質、改良を図るための添加材料も投入口１６から容器内に供給してよい。
【００１８】
投入口１６から供給された排土５は、容器内空１１に落下してチェーン１２による破砕・混合の処理を受けて、一部は容器内壁２０に飛散して付着し、その他は更に容器下方のドラム２７に落下する。ドラム２７は、例えばスリーブのあるロール面を備えたもので、落下してきた処理土をスリーブを介してドラム内空に通過させ、当該ドラム２７の回転に伴って混ぜ返す一方、送風機２８からの送気で処理土の含水率低減を図っている。ドラム内空で混ぜ返された処理土は再びスリーブを通過して適宜落下する。落下した処理土はベルトコンベアー２９により搬出される。また、送風機２８からの送気は排気口３０を介して破砕混合機内から排出される。
【００１９】
また、破砕混合機１の容器１０の少なくとも下部開口には、例えば適宜な剛性を備えたステー２４が備わっている。また容器１０はこのステー２４を介して容器１０の回転軸１３と固定されている。また容器１０の上下端面は上部構造１８や下部構造１７に固定されている。
【００２０】
なお、破砕混合機１が処理する排土５としては、掘削土砂のみならず、礫や岩塊、コンクリート塊、アスファルト塊、ガラス、浚渫土などであってもよい。また、添加材料としては、ベントナイト、セメント系の固化剤、石炭系の固化剤など必要に応じて各種適用してよい。
【００２１】
一方、こうした破砕混合機１に設置され、破砕混合機１における付着土砂除去のための装置構成が効率的に行えるのが本実施形態の付着土砂除去装置１００となる。この付着土砂除去装置１００は、破砕混合機１の容器内壁２０における付着土砂を除去する装置であり、容器内壁２０に沿う縦部材１０２を周方向に複数並べ一体とした円筒状スクレーパー１０１と、この円筒状スクレーパー１０１を、容器１０の中心軸を軸に回転させる回転機構１３０とから構成されている。
【００２２】
円筒状スクレーパー１０１は、その上部および下部に、例えば適宜な剛性を備えた短筒状部材１１１、１１２を備えている。この短筒状部材１１１、１１２は各縦部材１０２の上下端を固定し一体となすものとなる。本実施形態のごとく容器１０に対して、円筒状スクレーパー１０１を回転させる場合、短筒状部材１１２はその底面の外周を容器内壁２０に備わる受けローラ１０４に載置している。この受けローラ１０４は、容器内空１１における短筒状部材１１２の回転を可能とすべく、容器内壁２０から容器内空１１の断面中心に向かって突出した軸を中心に回転するローラとなる。なお、容器１０は、円筒状スクレーパー１０１と共連れを起こして回転することがない程度に固定されている。
【００２３】
また、短筒状部材１１１、１１２のいずれかの箇所の側面２６には、回転機構１３０たる駆動用モータ１５０が配置されている。図１の例では、短筒状部材１１１の側面２６に駆動用モータ１５０が配置された例となっている。但し、この駆動用モータ１５０は、ローラや歯車などの回転伝達部１５１を、容器１０の一部に設けられたスリット１９を介して短筒状部材の側面２６に当接させている。また回転伝達部１５１は、回転軸にて軸支されている。駆動用モータ１５０は、例えば一定時間毎に所定回転量だけ駆動するよう、駆動用モータ１５０への給電時間と給電量を制御する制御用コンピュータが接続され、その制御下におかれている。他方、短筒状部材１１１、１１２の側面２６は、当接される前記ローラと摩擦接触してその伝達力を確実に受け取る適宜な表面粗さを備えるか、或いは前記歯車（ピニオン）と噛み合うラックを巻回している。
【００２４】
また、円筒状スクレーパー１０１における縦部材１０２は、短筒状部材１１１、１１２の間の容器内壁２０を当接できるだけの延長と、掻き取り動作時の応力や衝撃に耐えうる所定の幅および厚みを備えた、例えば鋼製の板材を成形したものとなる。この板材の外周部を刃状として、容器内壁２０との密着度を向上させれば、付着土砂の掻き取り効率がより向上する。図１に示す縦部材１０２の例では、容器上下方向すなわち垂直方向に伸びる部材を示しているが、例えば図２に示すように、垂直方向から適宜傾いた斜め方向に伸びる部材や、斜め方向の部材を組み合わせた斜め格子部材などであってもよい。
【００２５】
或いは、前記円筒状スクレーパー１０１が、前記縦部材１０２と交叉し容器内壁２０に沿う横部材１０３を更に備えるとしてもよい。こうした構成としては、図２において、縦部材１０２と横部材１０３で格子を形成した円筒状スクレーパー１０１を例示している。この例において、縦部材１０２は容器上下方向すなわち垂直方向に伸びる部材であり、横部材１０３はこの縦部材１０２と略直交する部材となっており、横部材１０３を容器上方から見れば環状となっている。
【００２６】
いずれにしても、本実施形態の円筒状スクレーパー１０１は、複数の縦部材１０２（および横部材１０３と）が組み合わされて、短筒状部材１１１、１１２によってその上下端を固定され一体となった籠状の構造とも言える。
【００２７】
一方、本実施形態における円筒状スクレーパー１０１の下部には、その円筒外周から、破砕混合機１における回転軸１３に向け伸びる補助スクレーパー部材１２０が備わっている。破砕混合機１の回転軸１３と軸受け１４とが接続される周辺、特に、ステー２４には上方から落下した処理土が付着して堆積することがある。しかしながら、補助スクレーパー部材１２０が、円筒状スクレーパー１０１の回転に伴ってステー２４の上面に当接しながらスライドすることで、ステー上の付着土砂は除去されることになる。補助スクレーパー部材１２０としては、例えば、鋼製の棒材にワイヤブラシや金属突起等が取り付けられた構造のものなどが適用できる。勿論、その他のスクレーパー機能を備えるいかなる構造を採用しても良い。
【００２８】
こうした構成において、駆動用モータ１５０が稼働してローラや歯車などの回転伝達部１５１を回転させると、回転伝達部１５１が短筒状部材１１１の側面２６に対して回転力を付与する。この回転力を得た短筒状部材１１１すなわち円筒状スクレーパー１０１は、受けローラ１０４で回転支持されながら容器内空１１を回転する。容器内壁２０に当接されている円筒状スクレーパー１０１の縦部材１０２（および横部材１０３）は、上記の回転に応じて、容器内壁２０に付着している土砂を掻き落としていくことになる。
【００２９】
なお、上記適用例においては、付着土砂除去の観点にて説明を行ったが、本実施形態の技術にて付着土砂の除去を連続的に行うことで土砂の付着自体を効果的に抑制できるから、本実施形態の付着土砂除去装置および付着土砂除去方法は、土砂の付着防止装置および付着防止方法として適用できる。
【００３０】
−−−適用例２−−−
続いて、円筒状スクレーパー１０１を構成する縦部材１０２に代えて、螺旋状部材１１０とした場合の適用例について説明する。図３は、本実施形態における付着土砂除去装置の適用例２を示す図である。この例の場合、円筒状スクレーパー１０１における短筒状部材１１１、１１２の構成については同様である。一方、複数の縦部材１０２は螺旋状部材１１０に置き換わっている。この螺旋状部材１１０は、容器内壁２０を複数回周回するだけの延長と、掻き取り動作時の応力や衝撃に耐えうる所定の幅および厚みを備えた、例えば鋼製の板材を成形したものとなる。板材の幅および厚みとしては、例えば、幅１０ｃｍ、厚み４ｃｍなどとなる。勿論、こうした寸法は板材の強度等に応じて適宜設計すればよい。また、この板材の外周部すなわち螺旋状部材１１０の外周部１１４を刃状として、容器内壁２０との密着度を向上させれば、付着土砂の掻き取り効率がより向上する。
【００３１】
この螺旋状部材１１０の上部および下部は、上述した短筒状部材１１１、１１２に固定されている。また、上記適用例１と同様、短筒状部材１１１、１１２のうち例えば短筒状部材１１２は、その底面の外周を容器内壁２０に備わる受けローラ１０４に載置している。この受けローラ１０４は、容器内空１１における短筒状部材１１２の回転を可能とすべく、容器内壁２０から容器内空１１の断面中心に向かって突出した軸を中心に回転するローラとなる。
【００３２】
また、短筒状部材１１１、１１２のいずれかの箇所の側面２６には、回転機構１３０たる駆動用モータ１５０が配置されている。図３の例では、短筒状部材１１１の側面２６に駆動用モータ１５０が配置された例となっている。但し、この駆動用モータ１５０は、ローラや歯車などの回転伝達部１５１を、容器１０の一部に設けられたスリット１９を介して短筒状部材の側面２６に当接させている。また回転伝達部１５１は、回転軸にて軸支されている。駆動用モータ１５０は、例えば一定時間毎に所定回転量だけ駆動するよう、駆動用モータ１５０への給電時間と給電量を制御する制御用コンピュータが接続され、その制御下におかれている。他方、短筒状部材１１１、１１２の側面２６は、当接される前記ローラと摩擦接触してその伝達力を確実に受け取る適宜な表面粗さを備えるか、或いは前記歯車（ピニオン）と噛み合うラックを巻回している。また、円筒状スクレーパー１０１の下部に、補助スクレーパー部材１２０が備わっているのも上記適用例１と同様である。
【００３３】
こうした構成において、駆動用モータ１５０が稼働してローラや歯車などの回転伝達部１５１を回転させると、回転伝達部１５１が短筒状部材１１１の側面２６に対して回転力を付与する。この回転力を得た短筒状部材１１１すなわち螺旋状部材１１０は、受けローラ１０４で回転支持されて容器内空１１を回転する。一方、容器１０は固定されている。容器内壁２０に当接された螺旋状部材１１０の外周部１１４は、上記の回転に応じて、容器内壁２０に付着している土砂を掻き落としていくことになる。
【００３４】
なお、上述してきた回転機構１３０は、螺旋状部材１１０を備える円筒状スクレーパー１０１を回転させる場合において、容器１０に対する円筒状スクレーパー１０１すなわち螺旋状部材１１０の回転方向を、螺旋状部材１１０が前記容器１０に対して巻き上がる方向としている。本実施形態の螺旋状部材１１０において、螺旋の周回方向は、部材が容器底部から時計回りに上がっていく方向を例示している。こうした周回方向の螺旋状部材１１０が回転し、容器１０が固定されている場合、回転機構１３０たる駆動用モータ１５０等は、例えば螺旋状部材１１０（の短筒状部材１１１、１１２等）を、容器上方から見て反時計回りで、容器内空中心を軸に回転させる（図３の上断面図参照）。すると、容器内において螺旋が巻き上がっていく状態となる。つまり、容器１０に対する螺旋状部材１１０の回転方向は、螺旋状部材１１０が前記容器１０に対して巻き上がる方向となっているのである。巻き上がっていく螺旋状部材１１０の外周部１１４で掻き落とされた土砂は、螺旋状部材１１０における容器上方への傾斜に沿って上方に運ばれ、外周部１１４の終端１１５から容器内空１１に落下することになる（図３参照）。
【００３５】
なお、上記適用例においては、付着土砂除去の観点にて説明を行ったが、本実施形態の技術にて付着土砂の除去を連続的に行うことで土砂の付着自体を効果的に抑制できるから、本実施形態の付着土砂除去装置および付着土砂除去方法は、土砂の付着防止装置および付着防止方法として適用できる。
【００３６】
以上、本実施形態によれば、容器内壁に沿う縦部材を周方向に複数並べて一体とした円筒状スクレーパーと、この円筒状スクレーパーを、固定された破砕混合機の容器に対して所定軸で回転させることになるため、従来実現が難しかった内部のスクレーパー自体を移動させることができるようになり、簡単な機構で装置構成が可能である。破砕混合機の容器を回転させる必要がないことから、従来技術の装置より構造が簡単なものとなり、メンテナンスや組立解体も容易となる。
【００３７】
また、円筒状スクレーパーの回転に伴って、前記補助スクレーパー部材が、円筒状スクレーパー外周から前記回転軸の軸受け周辺との間の領域について土砂の掻き取り動作を行うことができる。つまり、破砕混合機において土砂がたまりやすいステー部（回転軸の軸受け周囲）に対する掻き落し動作を効率的に実現できる。
【００３８】
また、螺旋状部材を採用することで、容器内壁に付着した土砂には、従来とは異なり、容器の上下方向と左右方向の両方から掻き落としの力が加わり、容器内壁の全周にわたって同時に掻き落としがなされることになる。したがって、掻き落とされる土砂が１列の大きな塊となって容器内を落下するといった事態は生じない。そのため、適宜に破砕・混合された状態の土砂が容器底部から回収され、破砕混合効率を良好に維持できる。また、掻き落とされた土砂は大きな土塊ではないから、風等により表面から水分が揮発する効率も適宜なものとなり、土砂の含水比低下の目的を効率的に達成しやすくなる。
【００３９】
上記螺旋状部材で掻き落とされた土砂は、螺旋状部材に乗って容器上方に運ばれ、螺旋状部材終端から容器内空に落下することになる。したがって、掻き落とされた土砂が容器内空に再投入されることになり、破砕効果もより高まる。また、再破砕されることにより土砂の単位体積あたりの表面積が（破砕前より）増加し、風等による含水比低下効果の向上が期待できる。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  破砕混合機
５  排土
６  ベルトコンベヤー（搬送手段）
７  基底部
１０  容器
１１  容器内空
１２  チェーン
１３  回転軸
１４  軸受け
１５  回転軸用モータ
１６  投入口
１９  スリット
２０  容器内壁
２４  ステー
２６  側面
１００  付着土砂除去装置
１０１  円筒状スクレーパー
１０２  縦部材
１０３  横部材
１０４  受けローラ
１１０  螺旋状部材
１１１、１１２  短筒状部材
１１４  外周部
１１５  終端
１２０  補助スクレーパー部材
１３０  回転機構
１５０  駆動用モータ
１５１  回転伝達部
【図１】
0005807321.tif 000002
【図２】
0005807321.tif 000003
【図３】
0005807321.tif 000004
【図４】
0005807321.tif 000005