(57)【要約】【課題】  従来の掘削土混合装置の１つとして、混合すべき土壌の移送方向と直角に位置する回転軸を複数有するものがある。しかし、混合効率をよりよくしたいという要望があった。【解決手段】  掘削土の強度又は粒度分布を改善するための混合装置であって、混合すべき物質を導入する導入口、混合物が混合される本体部、該本体部に設けられ、該混合物の移送方向とほぼ直角の回転軸を有し、且つ該回転軸に多数の回転刃が取付けられた複数の撹拌ロータ、及び本体部から該混合物を排出する排出口とから構成され、該複数の撹拌ロータはそれぞれ異なった回転軸に設けられているものにおいて、該回転刃には攪拌効率向上のための邪魔板を取りつけたもの。【選択図】  図１
2005342593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削土の強度又は粒度分布を改善するための混合装置であって、混合すべき物質を導入する導入口、混合物が混合される本体部、該本体部に設けられ、該混合物の移送方向とほぼ直角の回転軸を有し、且つ該回転軸に多数の回転刃が取付けられた複数の撹拌ロータ、及び本体部から該混合物を排出する排出口とから構成され、該複数の撹拌ロータはそれぞれ異なった回転軸に設けられているものにおいて、該回転刃には攪拌効率向上のための邪魔板を取りつけたことを特徴とする掘削土再生装置。
【請求項２】
該邪魔板は、回転刃の側面に突出して設けたものである請求項１記載の掘削土再生装置。
【請求項３】
該邪魔板は、回転刃の先端面に設けたものである請求項１記載の掘削土再生装置。
【請求項４】
該本体部の内部天井部に、紐状体を設けたものである請求項１記載の掘削土再生装置。
【請求項５】
該本体部の空間に補助攪拌ロータを設けたものである請求項１又は４記載の掘削土再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削土の強度又は粒度分布を改善するための混合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ここでいう掘削土は、掘削された土壌だけでなく、浚渫された土壌や、他の用途で使用されていた土壌等どのようなものでもよく、その起源は問題ではない。また後述する不良土と異なり、単独で使用可能な良質土でもよい。
【０００３】
従来から、軟弱地盤上に建造物を構築したり道路にする場合、その軟弱な土壌を除去し、それを廃棄、即ち埋立て用に使用し、除去した部分に強度のある土壌を入れることが行なわれている。しかしながら埋立て地の減少によって土壌の廃棄が困難となりつつあること、及び、環境問題や運送コスト等の問題から強度のある優れた土壌が減少しつつあること等の理由から、できる限り廃棄する土壌の量を減少させることが望まれてきている。また、資源の有効利用の面からも、使用できるものはできる限り使用するという要望もある。
【０００４】
よって、軟弱な土壌は改良して、その場所で、又は必要な他の場所で再度地盤として使用できるようにすることが好ましい。
また、掘削土を盛土として使用したい場合もある。盛土とは、低地を埋め立てたり、斜面地で造成するためや、堤防等を造成するため、その上に新たに盛った土をいう。このような場合も種々の規制があり、強度ばかりでなく所定の粒度分布を有することが必要であったりする。要するに、どのような掘削土であっても改良したり、混合して有効利用しようというものである。
このような改良は、その土壌に固化材や良質土を混合することによって行なわれている。
この混合に使用されるのが、掘削土混合装置である。
【０００５】
掘削土混合装置は、掘削した土壌を容器に入れ、そこに固化材を添加して混合し（固化材によって土質が改良される）、それを取り出せばよいのである。よって、容器と撹拌器があればよい。しかし、これでは連続作業ができず、バッチ式であり能率が悪い。よって、最近では連続式のものが大多数である。
【０００６】
このような掘削土混合装置として出願人が開発し、特許出願もしている特許文献１の装置がある。これは掘削土に固化材を混合し土壌改良する装置であって、掘削土と固化材を導入する導入口、該混合物が混合され移送される本体部、該本体部に設けられ、該混合物の移送方向とほぼ直角の回転軸を有し、且つ該回転軸に多数の回転刃が取付けられた複数の撹拌ロータ、及び本体部から該混合物を排出する排出口とから構成され、該複数の撹拌ロータはそれぞれ異なった回転軸に設けられているものである。
【特許文献１】特開平９−１９５３１１号
【０００７】
この混合装置では、石等がかみ込んで回転刃が破損したり、装置が停止すること、及び本体部に詰まったりすることが非常に少ないというそれまでにない効果を発揮するものであった。
【０００８】
しかし、この掘削土混合装置であっても、回転する回転刃が回転方向に対して面積が小さいため、どうしても混合（攪拌）効率が悪かった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
よって、本業界では、回転刃による攪拌効率のよい掘削土混合装置が待望されていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の現状に鑑み本発明者は鋭意研究の結果、本発明掘削土壌混合装置を完成したものであり、その特徴とするところは、掘削土の強度又は粒度分布を改善するための混合装置であって、混合すべき物質を導入する導入口、混合物が混合される本体部、該本体部に設けられ、該混合物の移送方向とほぼ直角の回転軸を有し、且つ該回転軸に多数の回転刃が取付けられた複数の撹拌ロータ、及び本体部から該混合物を排出する排出口とから構成され、該複数の撹拌ロータはそれぞれ異なった回転軸に設けられているものにおいて、該回転刃には攪拌効率向上のための邪魔板を取りつけた点にある。
【００１１】
掘削土の強度の改善とは、軟弱土壌の強度を固化材や良質土を混合することによって改善することで、従来は地盤土壌の改善といえばこの方法しかなかった。掘削土の粒度分布の改善とは、例えば、粘土質で粒度が細かい方に偏っているもの、逆に礫質で大きい方に偏っているものを、適度な粒度分布を有する粒体（勿論、単独で使用できる粒度分布を有するという意味ではない）を混合することによって適切な（その場所で使用できる）粒度分布にすることをいう。
【００１２】
従って、本発明でいう混合すべき物質とは、掘削土、上記した固化材、適度な粒度分布を有する粒体をいう。下記に説明する良質土、不良土も含む。
【００１３】
適度な粒度分布を有する粒体とは、砂利、岩石、コンクリート、セメント、アスファルトガラ、セラミック、ガラス、スラグ、焼却灰の焼結物、金属塊、プラスチック、またそれらを適当なサイズに粉砕、破砕したもの等である。これらは、適当なサイズで適当な粒度分布を持ったもので、前記した掘削土と混合することによって土壌全体の粒度分布が改良されるのである。これらの粒度は、混合すべき掘削土の粒度や種類によって異なるものである。しかし、事前試験で混合しながらチェックして確かめる方法がよい。通常、粒や破砕物等のサイズは、１〜５０ｍｍ程度のものを適当に含んだものであるが、これ以上のものも用途や場所によっては使用できる場合もある。この粒体のサイズは最終混合した時の大きさであり、後述する混合機への投入サイズではない。投入サイズはより大きい場合がある。これは、混合機内で破砕されるためである。また、掘削土もこの粒体も複数種混合してもよい。
【００１４】
前記した掘削土がそれ単独で使用できない所謂不良土の場合では、従来は固化材や良質土と混合しなければ改良はできないと信じられていた。しかし、単に粒度分布が悪い（礫質が規定より少なすぎる等）だけであれば、そのようなコストの掛かる材料でなくとも所定の粒度分布を有する粒体であれば改良が可能であることを見出したのである。
【００１５】
不良土とは、使用すべき場所で、その土単独では強度等の問題から使用できない土壌をいう。不良か良質かは、その土自身で決まるものではなく、用途によって決まるものである。よって、ある場所では使用できても他の場所では不良土とされる場合もある。この不良土と不良土の混合も、同様の不良土を何でも混合してもよいというものではなく、不良である性質（粒度分布）を補う（その性質と逆の不良性を有しているものを使用）ように混合することが大切である。簡単に言うと、大きい石（礫）の成分が少なすぎる土と、大きい石（礫）の成分が多すぎる土とを混合すると、適度な粒度分布となるということである。
【００１６】
この不良土と不良土の場合も複数混合してもよい。更に、この不良土と不良土に前記粒体を混合しても、逆に掘削土と粒体にこの不良土を混合してもよい。要するに、不良土、掘削土、粒体をすべて、１又は複数混合してもよいと言うことである。不良性は、強度的なもの、粒度的なもの、色その他どのようなものでもよい。
【００１７】
本発明は、掘削土の強度又は粒度分布を改善する装置であるが、そのこと自体を目的としないものであっても、結果としてそうなるものは含まれるものであることはいうまでもない。
【００１８】
導入口とは、土壌や粒体を本体に導入する開口部であり、混合したものを１ヶ所から導入するタイプでも、土と粒体を別々に導入するタイプでもよい。これは、単なる開口であり特別なものである必要はない。導入口の位置は、後述する撹拌手段の上流側が好ましいが、撹拌手段の上部でもよい。
【００１９】
本体部とは、土壌を混合する部分であり、且つ連続操業するため混合物を移送もする部分である。本質的には、単なる容器と撹拌手段とからなるものである。容器自体の形状は筒状、直方体状、その他でよい。
【００２０】
撹拌ロータとは、回転軸に多数の幅を持った回転刃が取付けられたものである。ここでいう回転刃は、扇風機の羽根のように湾曲しているものだけでなく、ほぼ平面状のものでもよい。この点が従来の回転翼とまったく異なる点である。この回転刃はある程度の厚み（数ミリ〜数センチ程度）を有するもので、その厚みによって後方に土壌を蹴り出す方式である。よって、回転刃の回転軸は、土壌の移送方向とは直角に設けられている。
回転刃は、ある程度の厚みがあれば単なる鋼板でもよいが、強度を持たせるため先端部分には硬度のあるものを別途取りつけてもよい。また、その形状も三角状、長方形等が考えられる。根本は折れないように補強したり、厚くすることも好適である。回転刃の取付け角度は、回転の放射方向でも、放射方向と少し角度を持たせてもよい。
回転刃は、回転軸に多数、その位置を変えて取付けられている。すべてが同じ位置にあれば、１枚の板のようになり混合効率が悪くなるためである。その位置自体は、まったくのランダムでもある程度規則的に変化させてもよい。
【００２１】
この撹拌ロータは少なくとも２つ必要である。勿論、異なる軸で複数という意味である。例えば、軸が１本しかなく、その軸に複数の撹拌ロータが設けられていても本発明には含まれない。
２つ以上であれば、理論的にはいくつでもよい。しかし、４つの場合（軸も４本）が最も効率的であった。また、発明者の実験では、それぞれの撹拌ロータの回転方向はどちらの方向でもよかった。即ち、撹拌ロータを逆回転にしても同じ回転方向にしてもよいということである。ただし、上流側の撹拌ロータは、ロータ下方で土壌を後方に送る方向で、下流側ロータはその逆回転するのが、わずかであるが移送効率、混合効率とも優れていた。
【００２２】
回転軸は複数設けるが、すべてが同一平面になければならないわけではない。少々上下していてもよい。
【００２３】
この回転刃には攪拌効率向上のための邪魔板を取りつけている。ここでいう邪魔板とは、単なる板でもよい。形状も矩形、円板状等自由である。また、棒、パイプその他の細長い形状のものでもよい。また、破損を軽減するため、半球状のものや、短い突起等でもよい。
【００２４】
この邪魔板の取付け位置は、回転刃の側面、回転刃の先端面、その他どこでもよい。取付け方法は、溶接、ボルト止め等どのような方法でもよい。邪魔板の材質は、回転刃と同じでも異なっていてもよい。通常の鋼材でも。いわゆる超合金でも何でもよい。
【００２５】
排出口は、導入口とは反対に単なる排出用の開口である。位置も、最後尾の撹拌ロータの下流側、ロータの下方等でよい。
【００２６】
また、本体部の内部天井部に、紐状体を設けることもできる。ここでいう紐状体とは、チェーン、ワイヤー等で上部から吊り下げられるものである程度の重量があり、土壌の混合や攪拌に寄与するものである。
吊り下げる位置は回転刃に当たらないような位置である。攪拌ロータの軸に平行に複数本並べてもよい。攪拌ロータ間の隙間すべてに設ける必要はない。また、この紐状体に錘や他のものを固着してもよい。
【００２７】
攪拌ロータと攪拌ロータの間の上下の隙間部分や入口付近と出口付近等に、小さな回転半径を有する補助攪拌ロータを設けてもよい。この部分は土壌等が堆積しやすく、攪拌効率にも影響する。この補助攪拌ロータは、上記した攪拌ロータと同様のものでも、スクリューのようなものでもよい。
この補助攪拌ロータを設けると、攪拌ロータ間の下部に土壌等が堆積するのを防止し、攪拌効率が大きく向上する。
【００２８】
更に、上記した複数の撹拌ロータを含む平面はすべて水平か若しくは、水平から４５°以内としている。且つ、この平面は混合物の移送方向にほぼ平行になるように配置されている。これは、土壌の混合物を水平ないし水平から４５°以内の角度で、移送混合するためである。
【００２９】
本発明装置では、土壌の粒度、粘性によって回転速度や回転方向を適度に調整すればよいが、それ以外にも土壌排出速度の問題から、本体部全体を傾斜させてもよい。例えば、粘性が高く移送の難しいものであれば、排出口側を低くして移送効率を高め、逆に砂状のものの場合排出口側を少し高くして混合効率を上げることが好適である。傾斜を持たせるには、通常の油圧ジャッキ等で簡単に行なうことができる。しかし傾斜角度としては、水平面から３０°以内が好適である。なぜならばそれ以上傾斜させると混合物の混合効率が悪くなるためである。しかし、４５°以内ならば効率は落ちるが可能ではある。４５°を越えると、混合物が落下のように進むため、混合率が極端に低下する。
【００３０】
また、本発明装置は掘削する場所で使用することが最も効率がよい。そのためトレーラー等で搬送することも可能であるが、自走式、即ちトラック等の上部に設ける等でもよい。
【発明の効果】
【００３１】
上記した本発明装置には次のような利点がある。
（１）  回転刃に邪魔板が設けられているため、攪拌効率が非常に大きい。
（２）  邪魔板が存在するため、回転刃自体の損傷がすくなく、邪魔板のみを交換することができる。
（３）  紐状体を設けたものでは、攪拌効率が大きくなる。
（４）  補助攪拌ロータを設けると土壌の堆積が減少しトータルとして混合が良くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下図面に示す実施例に従って本発明をより詳細に説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１は。本発明掘削土混合装置１の概略を示す断面図である。本体部２は箱型である。この例では、撹拌ロータ３は４基設けられておりそれぞれ多数の回転刃４（図示せず）が設けられている。２点鎖線の円はこの回転刃が描く仮想の円である。この図の例では、最も左にある撹拌ロータは半時計回転する。その他の撹拌ロータは交互に逆回転する。導入口５は左のロータの上部に設けられ、排出口６は右のロータの下方に設けられている。この例では、撹拌ロータの回転容積と本体容積がほぼ同様になるように本体を設計している。この例では、複数の撹拌ロータを含む平面は本体底面に平行であり、本体がほぼ水平であるため共に水平である。
【００３４】
この例では、導入口５から掘削土と粒体の混合物を導入すると、最初の撹拌ロータで混合物は下方へ、そして後方へと移送される。そして、次の撹拌ロータ付近に来ると上方に掻き上げられ、そこで一部が前方に戻りながら混合される。この時、混合物は完全に撹拌ロータの回転に従うものではなく、一部は壁面に衝突し、また一部は落下する等ランダムな動きとなるため混合が起こるのである。この例では、本体部は水平に載置しているが、混合を良くするには少し出側を上げ、逆に移送速度を増すには出側を下げる。全体としての混合物の移送方向は、３つの撹拌ロータを含む平面と平行となっている。
【００３５】
図２は、本発明再生装置１の撹拌ロータ３の１例を示す概念的な斜視図である。回転軸７の回転刃４がランダムに取付けられていることが分かる。ただし、この図では回転刃４の厚みは無視し、且つ各回転刃間の距離も大きく誇張されている。この回転刃４の取付け箇所、即ち相互の位置関係は、前記した如く、このようなランダムでなく、スパイラル状でも、部分的に規則的であってもよい。また、この図では、同一平面には１つの回転刃が存在するが複数であってもよい。
【００３６】
図３は、本発明再生装置１の回転刃４の１例を示すもので、（ａ）は右側面図で、（ｂ）は正面図である。この回転刃４の正面上部には、先端部８、前方邪魔板９が回転の方向前方に設けられている。この例では、非常に硬い超合金製の板材である。
【００３７】
図４は、本発明再生装置１の回転刃４の他の例を示すもので、図３と同様（ａ）は右側面図で、（ｂ）は正面図である。この回転刃４は、先端部８は図３と同様であるが、側方邪魔板１０が回転刃４の側方の両側に設けられている。
【００３８】
図５は、図１と同様の図である。攪拌ロータ３間の上部隙間にチェーン１１が多数吊り下げられている。１列に３本、３列で計９本である。
更に、攪拌ロータ３間の下部隙間に補助攪拌ロータ１２が設けられている。これは攪拌ロータ３を小さくしたものである。駆動源は同じでも別でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明掘削土混合装置１の１例を示す概略断面図である。
【図２】本発明装置の撹拌ロータ３の１例を示す概念的な斜視図である。
【図３】本発明回転刃４の１例を示すもので、（ａ）は右側面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】本発明回転刃４の他の例を示すもので、（ａ）は右側面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】本発明掘削土混合装置１の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  本発明掘削土混合装置
２  本体部
３  撹拌ロータ
４  回転刃
５  導入口
６  排出口
７  回転軸
８  先端部
９  前方邪魔板
１０  側方邪魔板
１１  チェーン
１２  補助攪拌ロータ
【図１】
2005342593.tif 000003
【図２】
2005342593.tif 000004
【図３】
2005342593.tif 000005
【図４】
2005342593.tif 000006
【図５】
2005342593.tif 000007