(57)【要約】【課題】本発明は、掘削土あるいは汚泥等の被処理土と該被処理土に添加する土質改良剤または汚染物質の浄化剤等の添加剤の配合比を厳密に管理し、更にマクロ的に見て均一に混合することで高品位な改良土を製造及び確実な汚染土壌の浄化を達成するための移動式の土質改良または汚染土壌の浄化を行う装置を提供する。【解決手段】被処理土と添加剤を順次投入し混合するミキサを備え、該ミキサに投入された被処理土の重量を計量するロードセルを有し、該ロードセルで計量された被処理土の重量に基づいて前記添加剤の添加量を演算する演算部と、該演算部で演算した量の添加剤を前記ロードセルで計量しながらミキサへ投入する制御部を設けて、ミキサに投入される材料の配合比を１バッチ毎に管理する装置。【選択図】        図４
2004308116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削土あるいは汚泥等の被処理土と土質改良剤または汚染物質の浄化剤等の添加剤を順次投入し混合するミキサを備え、該ミキサに投入された被処理土の重量を計量するロードセルを有し、該ロードセルで計量された被処理土の重量に基づいて前記添加剤の添加量を演算する演算部と、該演算部で演算した量の添加剤を前記ロードセルで計量しながらミキサへ投入する制御部を設けて、ミキサに投入される材料の配合比を１バッチ毎に管理することを特徴とする移動式の土質改良または汚染土壌浄化用装置。
【請求項２】
前記ミキサが、被処理土を内部に貯えるドラムと、該ドラム内を公転しながら自転し、且つ可変速可能な複数のロータを備え、前記ロータがロータ回転軸に対し直角方向に配設された複数の回転羽根を具備することを特徴とする請求項１記載の移動式の土質改良または汚染土壌浄化用装置。
【請求項３】
前記回転羽根において、ロータ回転軸の最下部に配置された回転羽根が少なくとも片側の先端部をドラム底部側に曲げた形状になされていることを特徴とする請求項２記載の移動式の土質改良または汚染土壌浄化用装置。
【請求項４】
前記回転羽根が、自転円周上の接線に対し垂直方向の面を具備することを特徴とする請求項２記載及び請求項３記載の移動式の土質改良または汚染土壌浄化用装置。
【請求項５】
ミキサを支える支持具がロードセルを備えるフレームとミキサとの間に設けられ、計量時にはミキサ重量をロードセルへ負荷し、計量時以外には支持具がミキサを支えることを特徴とする請求項１乃至４記載の移動式の土質改良または汚染土壌浄化用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、工事現場その他で発生する掘削土、汚泥等の土質改良、または汚染土壌の現地浄化を行う移動式の土質改良または汚染土壌浄化に用いる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来使用されている改良土の製造装置をその使用形態で分類すると、自走形態または車載形態による移動式の土質改良装置と固定式の土質改良装置とに分けられる。固定式の土質改良装置は、製造設備として扱うケースが一般的で、製品をつくるという性格を持っているため、ミキサへ投入される材料の配合比は、計量機を用い厳密に管理される。
一方、現在使用されている自走形態または車載形態による移動式の土質改良装置は、製品をつくるというより処理するという性格が強く、現場での機動性、作業性が重要視されるため、掘削土あるいは汚泥等の被処理土及び土質改良剤を精度よく計量することはなく、土質改良剤の添加量の決定は感覚的に行なわれている場合が多い。
更に、処理量を稼ぐために被処理土とこれに添加する土質改良剤とのマクロ的に見て均一な混合についても重要視されず、装置への投入から排出を短時間に連続的に行う傾向にあり、従って、固定式の土質改良装置に比べ改良土の品質は不均一となっている。
これを改善する手段として、土質改良剤を定量供給することにより、現場において一定の配合比の改良土を安定的に製造する自走形態の移動式の土質改良装置が示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、近年問題になっている工場の敷地あるいは跡地土壌に見られる重金属あるいは揮発性有機塩素化合物等の有害物質による汚染では、汚染土壌にセメント系固化材を混合し溶出防止を図ったり、各種浄化剤を混合し有害物質を気散あるいは分解除去するなどの対策が採られる。このような汚染土壌の浄化では、汚染された土壌をトラック等で郊外の処理施設に運び出した後に前記の浄化対策が行われる場合と、工場の敷地あるいは跡地に装置を持ち込み現場で浄化対策が行われる場合とがある。
前者の場合、管理された設備装置で十分な浄化対策が行い易い一方、汚染現場と処理施設の間の一般道を汚染土壌が積載されたトラックが頻繁に往来することになり、現在では処理コストの問題も含め現場で浄化対策を行う後者のニーズが高くなっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１０４２４３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１に開示された手段は、パドル式の連続ミキサによる土壌の搬送速度に合わせ土質改良剤を定量供給フィーダで切り出し添加して行くもので、掘削土及び土質改良材とも厳密に重量管理されたものではなく、配合比については依然として十分な信頼性を確保したものではない。
特に、現場で掘削される土または汚泥の性状は一定ではなく、密度や水分率が作業の間でも変化するものであり、基本的に連続ミキサをベースにした配合管理では、前記変化に追従することは困難である。また、近年では、改良土はハンドリングの良さから一定粒形を持った造粒物が好まれるが、前記パドル式の連続ミキサではマクロ的に見て均一に混合された造粒物を得ることは困難で、現場においても固定式の土質改良装置と同様に製品として扱えるレベルの高品位な改良土を製造する手段が求められている。
一方、汚染土壌の浄化においては汚染現場に持ち込める専用の自走形態または車載形態の移動式の浄化装置は殆どなく、実際の汚染現場で使われる装置は、従来の移動式の土質改良装置を転用している場合が多い。そのため、人の健康に係わる汚染土壌の浄化対策では浄化の確実性から、汚染土壌とそれに添加する浄化剤の厳密な配合、更にはマクロ的に見て均一な混合が求められているにも係わらず、十分に対応出来ていないのが現状である。
【０００６】
また、汚染土壌の浄化の場合、汚染場所がスポット的に分散し、また、汚染土壌が少量の場合もあり、工場敷地内を自由に移動できる浄化用の装置が求められている。
すなわち本発明の目的は、掘削土または汚泥等の発生現場あるいは土壌の汚染現場において、掘削土あるいは汚泥等の被処理土と該被処理土に添加する土質改良剤または汚染物質の浄化剤等の添加剤の配合比を厳密に管理し、更にマクロ的に見て均一に混合することで高品位な改良土を製造及び確実な汚染土壌の浄化を達成するための移動式の土質改良または汚染土壌の浄化を行う装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の手段を考案するに至った。
（１）掘削土あるいは汚泥等の被処理土と土質改良剤または汚染物質の浄化剤等の添加剤を順次投入し混合するミキサを備え、該ミキサに投入された被処理土の重量を計量するロードセルを有し、該ロードセルで計量された被処理土の重量に基づいて前記添加剤の添加量を演算する演算部と、該演算部で演算した量の添加剤を前記ロードセルで計量しながらミキサへ投入する制御部を設けて、ミキサに投入される材料の配合比を１バッチ毎に管理することを特徴とする移動式の土質改良または汚染土壌浄化用装置。
（２）前記ミキサが、被処理土を内部に貯えるドラムと、該ドラム内を公転しながら自転し、且つ可変速可能な複数のロータを備え、前記ロータがロータ回転軸に対し直角方向に配設された複数の回転羽根を具備することを特徴とする請求項１記載の移動式の土質改良または汚染土壌浄化用装置。
（３）前記回転羽根において、ロータ回転軸の最下部に配置された回転羽根が少なくとも片側の先端部をドラム底部側に曲げた形状になされていることを特徴とする請求項２記載の移動式の土質改良または汚染土壌浄化用装置。
（４）前記回転羽根が、自転円周上の接線に対し垂直方向の面を具備することを特徴とする請求項２記載及び請求項３記載の移動式の土質改良または汚染土壌浄化用装置。
（５）ミキサを支える支持具がロードセルを備えるフレームとミキサとの間に設けられ、計量時にはミキサ重量をロードセルへ負荷し、計量時以外には支持具がミキサを支えることを特徴とする請求項１乃至４記載の移動式の土質改良または汚染土壌浄化用装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。
図１は、本発明の自走形態での移動式の土質改良または汚染土壌の浄化用の装置の側面図を示し、図２は同様に車載形態での移動式の土質改良または汚染土壌の浄化用の装置の側面図を示している。
図１、図２においてミキサ２１には、掘削土あるいは汚泥（以下被処理土とする）等を投入するためのフィーダ付ホッパ２２と、土質改良剤あるいは汚染物質の浄化剤（以下添加剤とする）を貯蔵するホッパ２３が備えられ、また、混合あるいは造粒した製品を排出するコンベア２４が備えられている。本発明では１台のミキサ２１が解砕、混合及び造粒を行えるため、図からも明らかなように、別途解砕装置等を配置する必要がなく、コンパクトで機動性に富んだ装置が提供される。
【０００９】
本発明で使用する土質改良剤は、セメント系固化剤、高分子吸水剤等が挙げられ、土質改良機能があれば、その種類に制限はなく、また、それらを単独で用いてもよく、２種以上を添加することもできる。
また、本発明で使用する汚染物質の浄化剤は、重金属キレート剤、生石灰、活性炭等の吸着剤あるいは鉄粉等の還元剤の他、微生物、酵素、更には汚染物質を洗浄するための水を含めた溶剤も利用することが可能で、汚染物質を含む掘削土に添加される。
【００１０】
次に、本発明におけるミキサ１の具体的な実施の一例について図を用いて説明する。
図３はミキサ１の平面図、図４は図３のＺ−Ｚ部の断面図である。
図３において、ミキサ２１には被処理土を内部へ貯えるミキサドラム１と公転しながら自転するロータ３が備えられている。また、公転する撹拌翼２が付設されている第１回転軸４は、ドラム１の外部に設けられる変速機構Ａ１３を介するモータＡ５を備え、変速機構Ａ１３の操作によって公転する回転方向・回転速度が自由に変更できる。
また、公転しながら自転するロータ３は、第１回転軸４の上部に該回転軸４と一体的に設けられるアーム６に付設され、第１回転軸４の回転によって公転されると共にアーム６に備える変速機構Ｂ１４を介するモータＢ７によって、ロータ３の備える回転羽根１５の自転の回転方向・回転速度が自由に変更できる構造になされている。また、図４に示すように、回転羽根１５はロータ３の回転軸に対し直角方向に配置される。
本発明に係るミキサは、ロータ３の公転と自転の回転方向を各々切り替え、正転及び逆転させること、及び回転速度を可変することが可能で、これらの動きを組み合せることで、多種多様な性状を持つ被処理土に対応でき、更には、１台のミキサで解砕、混合及び造粒を達成するものである。
【００１１】
図５はロータ３の備える回転羽根１５の配置を示した断面の概要図である。パン型ドラムタイプのミキサ２１は、ミキサドラム底部９に掻きとれない材料が付着し積層した部分が出来やすいが、本発明では、図に示すように最下部の回転羽根１５ａは、その先端部をドラム底部９側に曲げ、ミキサドラム底部と接近させた配置となして対策する。
この場合、回転羽根１５ａが回転移動することで、ミキサドラム底部９と接近した先端部が図６に示す軌跡を描き、ミキサドラム底部９のほぼ全面を掻き取るように動くため、付着積層した材料を効率的に除去するものである。
尚、本発明では、最下部の回転羽根１５ａの形状は、図７に示すようなものでもよく、この他に回転羽根１５ａの先端部底面に突起を設けてもよい。また、先端部の形状は片側だけ変えることでも同様の効果が得られる。更に、回転羽根１５ａの底面とミキサドラム底部の間隔が広い部分が多くなり、投入された材料の解砕混合時等に生じる回転羽根１５ａの底面とミキサドラム底部との摩擦抵抗を低減させる機能も持っている。
【００１２】
図８はロータ３の自転方向及び公転方向を正回転させた場合、図９はロータ３の自転方向を正回転、公転方向を逆回転させた場合に、回転羽根１５によって飛ばされた投入された材料の動きを示している。
ところで、本発明では、ロータ３の自転方向を正転させた際に、材料を解砕する回転羽根１５が、自転円周上の接線に対し垂直方向の面を具備する形状とすることが好ましい。これにより、回転羽根１５が正回転した際に、該回転羽根１５の衝撃力を無駄なく、被処理土に対し作用させることが可能となる。また、図８に示す投入された材料の動きから分かるように、混合あるいは造粒終了後の材料を排出する際において、回転羽根１５の作用で飛ばされる材料の移動方向が、ドラム底部９に設けた排出口１６側に向けられるため、排出がスムーズになるものである。一方、回転羽根１５が、自転円周上の接線に対し９０°より大きいか、あるいは小さい角度の面を具備した場合、回転羽根１５の衝撃力が分散し、材料の解砕及び混合が不十分になる。
また、ロータの自転方向を常に正回転とし、公転方向を正回転させた場合（図８）と逆回転させた場合（図９）では、投入された材料が飛ばされる際の移動方向が変るという特徴があり、例えば、造粒物を製造する際の整粒及び排出はロータ３の自転方向と公転方向を共に正回転とし、解砕あるいは混合する際は自転方向を正回転、公転方向を逆回転とする等、目的に適した動きを設定することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の装置はミキサに投入された被処理土の重量を計量するロードセル１７をミキサドラム下部９に設け、ロードセル１７で計量された被処理土の重量に基づいて前記添加剤の添加量を演算する演算部１９と、該演算部で演算した量の添加剤を前記ロードセルで計量しながらミキサへ投入する制御部２０を設ける。
ミキサ２１へ投入された被処理土の重量はロードセル１７で計量され被処理土の重量値データが演算部１９へ送られる。演算部１９ではロードセル１７で計量された被処理土の重量値データに基づき所望の配合比に合わせて前記添加剤の添加量を演算し、添加量データを制御部２０へ送る。制御部２０は送られた添加量データに基づいた重量の添加物を前記ロードセルで計量しながらミキサへ投入する。これにより、ミキサに投入される材料の配合比を１バッチ毎に管理することが可能となり、１バッチ毎に投入材料の重量管理が厳密に行われる。
【００１４】
また、本発明に係る移動式の土質改良または汚染土壌の浄化用装置は、その目的上、一般道の他、工場敷地または跡地等、場合によっては整地が不十分な場所での頻繁な移動が求められるが、その結果として、計量時以外にもロードセル１７に振動や負荷が係ることになる。そこで、本発明では、図１０に示すような支持具１８をフレームに設け、計量時以外は、支持具１８でミキサドラム１を支えることでロードセル１７に係る負担をなくしている。図１０では、支持具１８がシリンダ状のジャッキとなっており、これを伸長させる事でミキサドラム１を支えるものである。尚、支持具１８の作動は、油圧式、エア式または手動でもよく、特に制限はない。また、図１０の例はシリンダ状のジャッキとなっているが、本発明はミキサドラム１を支えることに意味があり、従って同様の効果が得られれば如何なる手段も利用できるもので、例えば、フレームとミキサ２１の間に取外し可能な支持具をはめ込む手段も利用できることは言うまでもない。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１記載及び２記載の発明によれば、工事現場その他で発生する被処理土の土質改良または汚染土壌の現地浄化に際して、従来の移動式装置では達成できなかった高レベルの攪拌混合、更には造粒機能を現地で利用することが可能となる。特に、水分率や密度等のように作業の間でも変化しやすい現場の被処理土に対し、１バッチ毎に重量を測定し、配合管理ができるようになるため、高品位な改良土または効率的な汚染土壌の浄化が達成でき、発生する被処理土の現場での再利用が行い易く、結果として、現場から持ち出す残土等の量を減らすことが出来る。
また、粘性土等の被処理土では、別途設けた計量機で計量しミキサに搬送投入した場合、前記材料がホッパやベルトコンベアに付着し、計量値の信頼性が低下する原因となるが、本発明ではミキサ自体が計量器になっているため、ホッパやベルトコンベアへの付着に起因する問題がない。
また、汚染土壌の浄化のように、汚染場所がスポット的に分散し、汚染土壌が少量の場合においても、工場敷地内を自由に移動できる高レベルの攪拌混合、更には造粒機能を有する装置が提供される。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、別途ミキサドラム底部に付着する材料をかきとるための手段を設けずとも回転羽根の先端部が回転移動することでミキサドラム底部に付着する材料を効率的に除去するだけでなく、ロータ回転軸の最下部に配置された回転羽根の底面とミキサドラム底部との間隔が広くなる部分が出来、回転羽根の底面とミキサドラム底部との摩擦抵抗が減少する効果を併せ持っている。特に、石あるいは瓦礫等の混入が多い現場では、回転羽根の底面とミキサドラム底部との隙間にそれらが噛み込むことが減り、装置を連続して稼動させる上で有効となる。
請求項４記載の発明によれば、回転羽根の力をミキサ内の材料に無駄なく作用させることが出来、被処理土の解砕、また、精度よく配合された添加剤を短時間でマクロ的に見て均一に混合し、練り込むことが可能となる。また、ミキサからの排出時に、ロータの自転及び公転方向を共に正回転にすることで、回転羽根によって押し出される材料の移動方向を排出口側に向けられるため排出がスムーズになり、作業効率を高める。
請求項５記載の発明によれば、ミキサドラムを簡単な支持具で支えるだけで計量時以外にロードセルにかかる振動、負荷を防止できるため、路面状態の悪い現場への装置の持ち込み、及び現場内での移動が行い易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自走形態での装置の側面図。
【図２】本発明の車載形態での装置の側面図。
【図３】本発明の装置を一部破断した平面図。
【図４】図３のＺ−Ｚ部における断面図。
【図５】ドラム内の回転羽根の配置を示した側面図。
【図６】ドラム底部における回転羽根の先端部の軌跡図。
【図７】最下部の回転羽根の部分側面図。
【図８】公転方向を正回転させた場合の材料に対する作用図。
【図９】公転方向を逆回転させた場合の材料に対する作用図。
【図１０】支持具の設置状態を示す部分側面図。
【符号の説明】
１    ミキサドラム
９    ドラム底部
１５  回転羽根
１７  ロードセル
１８  支持具
２１  ミキサ
【図１】
2004308116.tif 000003
【図２】
2004308116.tif 000004
【図３】
2004308116.tif 000005
【図４】
2004308116.tif 000006
【図５】
2004308116.tif 000007
【図６】
2004308116.tif 000008
【図７】
2004308116.tif 000009
【図８】
2004308116.tif 000010
【図９】
2004308116.tif 000011
【図１０】
2004308116.tif 000012