(57)【要約】   【課題】スクリューの加圧長を従来より短くすることで、加圧成形装置の小型化を可能とし、かつ、混練物（原料）の固さ等の品質を低下させない構成とする。  【解決手段】筒体３４に設けた原料投入口３５から供給口された建設汚泥等の混練物を、前記筒体３４に収納された加圧スクリュー３３により加圧成形し、筒体３４先端に設けた蓋板４６の生成物排出口４７から加圧生成物を押出す加圧成形装置において、混練物を必要な固さに加圧するための加圧部寸法として、筒体３４先端の蓋板４６から、筒体３４の原料投入口３５までの加圧長さ（Ｌ）を、加圧スクリュー３３の螺旋羽根３９の１ピッチ分の長さ（Ｌ１）以上、３ピッチ分の長さ以下に設けたことを特徴とする。  【選択図】図１
2007029957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒体３４に設けた原料投入口３５から供給口された建設汚泥等の混練物を、前記筒体３４に収納された加圧スクリュー３３により加圧成形し、筒体３４先端に設けた蓋板４６の生成物排出口４７から加圧生成物を押出す加圧成形装置において、混練物を必要な固さに加圧するための加圧部寸法として、筒体３４先端の生成物排出口４７を有する蓋板４６から、筒体３４の原料投入口３５までの加圧長さ（Ｌ）を、加圧スクリュー３３の螺旋羽根３９の１ピッチ分の長さ（Ｌ１）以上、３ピッチ分の長さ以下に設けたことを特徴とする建設汚泥等の加圧成形装置。
【請求項２】
螺旋羽根３９の１ピッチ分の長さ（Ｌ１）が、該螺旋羽根３９の直径の略２分の１に設けてあると共に、加圧長さ（Ｌ）の範囲において、加圧スクリュー３３の回転軸３８は直線部３６と先端円錐部３７とからなり、筒体３４も筒体直線部４４と筒体円錐部４５とからなり、加圧スクリュー３３の直線部３６に設けてある螺旋羽根３９の２ピッチ分の長さが、筒体３４の筒体直線部４４の長さと略均しいように設けてあることを特徴とする請求項１記載の建設汚泥等の加圧成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工事現場で発生する掘削汚泥や廃棄物焼却処理場で発生する焼却灰等（以下、建設汚泥等という）に所定の処理を加え、道路補修等に用いる建設資材として再生する技術に用いられる建設汚泥等の加圧成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、工事現場で発生する建設汚泥や廃棄物焼却処理場で発生する焼却灰等は多量に発生するにも拘わらず有効に再利用されておらず、地盤の埋立用に使用する程度であった。そこで、本出願人は、この問題を解決するため、先に掘削物の破砕装置（特許文献１）を提案した。この特許文献１に係る破砕装置を用いることで、建設汚泥に、高分子改良材、石灰またはフライアッシュ等を混合した公知の改良材からなる固化材を混入させて、これらの混練物を粒状に変え、建設資材等として再利用することが可能となった。本出願人は、特許文献１の装置の後工程にさらに所定の処理装置を組み合わせることで、前記の粒状体と、無機性の残渣と、不純物を含むＲＰＦ焼却灰とを、再度混練機にて混練した後、加圧成形することにより比較的太くて短い棒状のブロックを多数生成し、これを１日ないし数日養生したてさらに小石大に破砕し、これを道路補修その他の建設資材の骨材として使用できるようにした一連のシステムについて実用化している。
【０００３】
前記システムにおける加圧成形装置は、筒体内に加圧スクリューを収納して構成されており、筒体に設けられた原料投入口から注入された混練物（原料）をさらに圧密して所定の固さに押し固め、かつ前工程で混練物（原料）巻き込まれた空気を排出することで、混練物（原料）の品質の向上と均一化を図り、建設資材としての性能を向上させるものである。本発明の対象は、この加圧成形装置を改良することにある。
【特許文献１】特開平８−５２３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の建設汚泥等の加圧成形装置では、加圧スクリューが収められた筒体に設けられている原料投入口から筒体先端までの加圧長が長くて、このために加圧成形装置が大型化し、さらに清掃に手間取るという問題があった。しかし、従来は、加圧成形装置を小型化することについて特別の提案はなされておらず、さらに、加圧成形装置が大型化する原因の一つである、前記加圧長さについても検討されていない。
【０００５】
本発明者は、加圧成形装置の小型化について種々研究する中で、加圧スクリューによる加圧長について検討した。すなわち、従来、加圧スクリューによる加圧長の長さは、混練物（原料）を圧密する上で、どの程度の長さが必要なのか、特別の技術的な根拠に基づいて設計されておらず、加圧長が長い方がより効率的に混練物（原料）を加圧できるであろうという常識的判断と、装置全体の大きさとの兼ね合いから決められているのが現状である。そして、現在稼動している加圧成形装置において、加圧スクリューによる加圧長を形成する、筒体先端の蓋板から筒体の原料投入口までの長さは、加圧スクリューの螺旋羽根の６ピッチ分程度の長さに設けられているのが現状であり、加圧成形装置は、その分の長さが必要である。
【０００６】
本発明者は建設汚泥等の加圧成形装置の小型化について研究するなかで、加圧スクリューによる加圧長さに着目し、この長さをもっと短縮できないかについて検討した。そして、この加圧長を長短に種々に設定して混練物（原料）を押し出す試験を繰返し、それぞれにより押出される混練物（原料）の固さと、原料に残留する空気（気泡）の多さ等について分析した。その結果、加圧スクリューの加圧長を従来より短く設定しても混練物（原料）の固さ等の品質を低下させることなく、装置の小型化が可能であるとの知見を得た。本発明は、前記の知見に基づいて提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を有利に解決するために、本発明は次のように構成する。
【０００８】
第１の発明は、筒体３４に設けた原料投入口３５から供給口された建設汚泥等の混練物を、前記筒体３４に収納された加圧スクリュー３３により加圧成形し、筒体３４先端に設けた蓋板４６の生成物排出口４７から加圧生成物を押出す加圧成形装置において、混練物を必要な固さに加圧するための加圧部寸法として、筒体３４先端の蓋板４６から、筒体３４の原料投入口３５までの加圧長さ（Ｌ）を、加圧スクリュー３３の螺旋羽根３９の１ピッチ分の長さ（Ｌ１）以上、３ピッチ分の長さ以下に設けたことを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、螺旋羽根３９の１ピッチ分の長さ（Ｌ１）が、該螺旋羽根３９の直径の略２分の１に設けてあると共に、加圧長さ（Ｌ）の範囲において、加圧スクリュー３３の回転軸３８は直線部３６と先端円錐部３７とからなり、筒体３４も筒体直線部４４と筒体円錐部４５とからなり、加圧スクリュー３３の直線部３６に設けてある螺旋羽根３９の２ピッチ分の長さが、筒体３４の筒体直線部４４の長さと略均しいように設けてあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る建設汚泥等の加圧成形装置によると、筒体３４先端の蓋板４６から、筒体３４の原料供給口３５までの加圧長さ（Ｌ）を、加圧スクリュー３３の螺旋羽根３９の１ピッチ分の長さ（Ｌ１）以上、３ピッチ分の長さ以下とすることで、混練物（原料）を必要な固さに加圧するために必要且つ最小限の寸法に設けることができ、生成物の品質を低下させることなく、加圧成形装置の小型化が可能となった。さらに前記の構成としたことにより、筒体３４内に建設汚泥等が詰まるおそれを少なくでき、筒体内の清掃回数を少なくできるうえ、その清掃も容易且つ安全に行うことができたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、建設汚泥等の混練装置と加圧成形装置と連設して示す建設汚泥等の混練、加圧成形システムの縦断正面説明図、図２は、図３のＡ−Ａ線に沿う混練装置の縦断正面説明図、図３は、図２の平面図、図４は、図２のＢ−Ｂ断面図、図５は、図２のＣ−Ｃ断面図、図６は、加圧成形装置の縦断正面説明図である。
【００１３】
図１に示すように、建設汚泥等の混練、加圧成形システムは、建設汚泥等の混練装置１の下部に加圧成形装置２を連設して構成される。混練装置１には、図示省略する前工程で生成された建設汚泥の粒状体（原料）が投入され、この混練装置１にて水や固化助剤を加えて固さを調整しながら必要な粘性を付与するように混練される。混練された混練物（原料）は、続いて加圧成形装置２に供給される。混練物（原料）は、この加圧成形装置２にて圧密されて必要な固さに練り固められ、かつ、前工程で混練時に巻き込まれた気泡などの空気を排出したうえ太い棒状で連続して押し出す。こうして円柱形状で順次送り出される混練生成物は、下方で待ち受けるベルトコンベヤ３に落下する際に自重で折れ曲がって切離され、比較的短い太い棒状のブロックとなって前記ベルトコンベヤ３で堆積場に運ばれる。堆積場にて１日ない数日間乾燥養生したうえ、破砕機にて小石状に破砕して、道路補修等の建設資材の骨材などとして使用される。
【００１４】
混練装置１は、図１、図２に示すように、脚４上に下段混練装置５と上段混練装置６を上下２段に重ねて構成されている。下段混練装置５は、支持台６上に設けられた下段底板７に下段ケース８が支持されると共に、下段底板７の上面中心部に下段ロータ１０を設けて構成される。下段ロータ１０は、下段底板７に設置されたケース回転型のロータ回転用モータ１１によって駆動される。ロータ回転用モータ１１は軸受け部１２を介して軸部が下段底板７に固着され、回転ケース１３側が回転するようになっている。そして、この回転ケース１３に腕部材１４を介して下段ロータ１０を連結することにより、ロータ回転用モータ１１によって下段ロータ１０が回転する。下段ロータ１０の外面には回転側混練棒１５が上下複数段に設けてあり、これらで下段混練室１７が構成されている。
【００１５】
下段ケース８の内側には固定側混練棒１６が設けられている。すなわち、下段ケース８には開口部１８（図４に示す）が形成されていて、その一側にブラケット１９によって垂直軸２０が設けられ、この垂直軸２０によって混練棒取り付け用開閉扉２１が回動自在に支持されていて、この開閉扉２１の内側面に固定側混練棒１６が取り付けてある。したがって、混練棒取り付け用開閉扉２１を開閉するとき、開口部１８を介して固定側混練棒１６は下段ケース８の内外に移動でき、これにより下段ケース８内の清掃に便利である。なお、装置の稼動時においては、混練棒取り付け用開閉扉２１で開口部１８を閉じ、ロック部材２２でロックする。固定側混練棒１６は回転側混練棒１５と干渉しないように上下に位置をずらして複数設けてある。したがって、ロータ回転用モータ１１によって回転側混練棒１５が正回転または逆回転を繰り返すことで、固定側混練棒１６との間で、下段ケース８内に投入された粒状体（原料）は効率的に混練される。下段底板７には、混練された原料の排出口２３が形成されている。この排出口２３は、下段ケース８の外側に設けたゲート開閉用シリンダー２４で動作するゲート２５によって開閉される。
【００１６】
上段混練装置６の構成は、下段混練装置５と略同じ構成である。すなわち、上段混練装置６における上段底板２６にはロータ回転用モータ１１によって回転駆動する回転側混練棒１５が取り付けられた上段ロータ２７が配置され、上段ケース２８には固定側混練棒１６を設けて上段混練室４８が構成され、さらに、上段ケース２８に設けたゲート開閉用シリンダー２４で動作するゲート２５によって上段底板２６の排出口２９が開閉されるように設けられている。
【００１７】
したがって、上段ケース２８の上部の開口部３０から投入された粒状体（原料）は、加水ノズル３１より水等を加えながら上段ロータ２７の回転により所定時間混練された後、ゲート開閉用シリンダー２４で動作するゲート２５で開口された排出口２９から、下段混練装置５に落下される。そして、下段混練装置５にてさらに混練された後、下段底板７の排出口２３に接続された排出筒３２から、加圧成形装置２に供給される。
【００１８】
下段混練装置５の排出筒３２は、加圧成形装置２の加圧スクリュー３３が収容された筒体３４に形成された混練物（原料）の供給口３５に近接配置されている。図6に示すように加圧スクリュー３３は、直線部３６と先端円錐部３７を有する回転軸３８に螺旋羽根３９を固着して構成されている。回転軸３８の基端には駆動軸４０が連結されていて、該駆動軸４０は、カップリング４１を介して駆動モータ４２の出力軸４３に連結されている。筒体３４は、加圧スクリュー３３の直線部３６と先端円錐部３７に対応して筒体直線部４４と筒体円錐部４５を具備している。また、筒体３４の先端は、複数の生成物排出口４７を有する蓋板４６で閉鎖されている。また、筒体３４は、基台４９に設けられた脚部材５０にて支持されていると共に、駆動軸４０は脚部材５０に設けられた軸受け部材５２にて支持されており、駆動モータ４２も脚部材５０に支持されている。
【００１９】
したがって、混練装置１における下段混練装置５の排出筒３２から加圧成形装置２における投入口３５に供給された混練物（原料）は、筒体３４の内部において加圧スクリュー３３の回転により前方に強制的に押出されながら圧密され、蓋板４６に開設された複数の生成物排出口４７から連続的に押出される。この圧密過程において、前工程において混練された混練物（原料）は、さらに必要な固さに押しかためられると共に、混練物（原料）に含まれる気泡などの空気が追い出されて高品質でかつ均一な生成物となる。
【００２０】
本発明では、加圧成形装置２において、筒体３４の先端に設けた蓋板４６から、筒体３４に設けた供給口３５までの加圧長さ（Ｌ）寸法を、加圧スクリュー３３の螺旋羽根３９の１ピッチ分の長さ（Ｌ１）以上で、３ピッチ分の長さ以下の範囲に収めたことを特徴とするものである。この加圧長さ（Ｌ）寸法は、加圧スクリュー３３の長さを短縮することによる加圧成形装置２の小型化と、混練物（原料）を必要な固さに圧密するために螺旋羽根３９の必要なピッチ数との両方の条件を満たす最少の寸法であり、本発明者による繰返し試験の結果から導かれた寸法である。
【００２１】
本発明者は、螺旋羽根３９の１ピッチ分の長さ（Ｌ１）を、該螺旋羽根３９の直径の略２分の１の寸法に設けた加圧成形装置２を製作した。さらに、この加圧成形装置２において、筒体３４の先端に設けた蓋板４６から、筒体３４に設けた原料供給口３５までの加圧長さ（Ｌ）寸法を、［１］１ピッチ分の長さ（Ｌ１）以下とした場合、［２］１ピッチ分の長さ（Ｌ１）とした場合、［３］２ピッチ分の長さとした場合、［４］３ピッチ分の長さとした場合、［５］４ピッチ分の長さとした場合、［６］５ピッチ分の長さとした場合、［７］６ピッチ分の長さとした場合、［８］７ピッチ分以上の長さとした場合、のそれぞれについて、混練物（原料）を加圧スクリュー３３で加圧し、蓋板４６の生成物排出口４７から押出された生成物につき、その固さの度合、空気（気泡）の排出の度合を調べた。
【００２２】
その結果、加圧長さ（Ｌ）寸法が、１ピッチ分の長さ（Ｌ１）以下では、生成物排出口４７から押出される生成物には押し固めの加圧力が不足していて、所期の固さが得られなかった。さらに、加圧長さ（Ｌ）寸法を、１ピッチ分の長さ（Ｌ１）にしたところ、所期の固さに近い生成物が得られた。さらに、加圧長さ（Ｌ）寸法を２ピッチ分の長さとしたところ、１ピッチ分の長さ（Ｌ１）の場合よりも、一層所期の固さに近い生成物が得られた。またさらに、加圧長さ（Ｌ）寸法を、図６に示すように筒体直線部４４の長さと回転軸の直線部３６の螺旋羽根３９の２ピッチ分の長さが略均しいように設けて混練物（原料）を押出したところ、所期の固さに最も近い理想状態の生成物が得られた。その後、さらに３ピッチ分の長さ、４ピッチ分の長さ、５ピッチ分の長さと、６ピッチ分の長さと、加圧長さ（Ｌ）寸法を順次伸ばして混練物（原料）を押出した。その結果、このように加圧長さ（Ｌ）を伸ばしたことによっても加圧された生成物の固さは、２ピッチ分の加圧長さ（Ｌ）寸法で得られた生成物の固さと殆ど変化がなかった。前記から加圧長さ（Ｌ）寸法を回転軸の直線部３６の螺旋羽根３９の２ピッチ分の長さ寸法を超えて長く伸ばしても、所期の固さの生成物を得る点からは殆ど無用であることが分った。
【００２３】
前記の試験結果に基づいて、本発明では、筒体３４に設けた原料供給口３５までの加圧長さ（Ｌ）寸法を、図６のように筒体直線部４４の長さと螺旋羽根３９の２ピッチ分の長さが略均しいように設けたもので、さらに、回転軸３８の先端円錐部３７にも１ピッチの螺旋羽根３９が設けられることを含めて、加圧長さ（Ｌ）を最長３ピッチ分としている。
【００２４】
なお、図１、図６のように加圧スクリュー３３により加圧成形された混練物（原料）は、蓋板４６の生成物排出口４７に続くガイド筒体５２から連続して押出される。そして、下方で待ち受けるベルトコンベヤ３に落下する際に自重で折れ曲がって切離され、所定太さの比較的短い多数の太い棒状ブロックとなって堆積場に運ばれる。堆積場にて１日ない数日間乾燥養生したうえ、破砕機にて小石状に破砕して、道路補修等の建設資材に使用される。
【００２５】
本実施形態に係る建設汚泥等の加圧成形装置によると、筒体３４の先端に設けられた生成物排出口４７を有する蓋板４６から、筒体３４に設けられた原料供給口３５までの加圧長さ（Ｌ）を、加圧スクリュー３３の螺旋羽根３９の１ピッチ分の長さ（Ｌ１）以上、３ピッチ分の長さ以下とすることで、混練物（原料）を必要な固さに加圧するために必要且つ最小限に設けたので、混練物（原料）の固さ等の品質を低下させることなく、装置の小型化が可能であると共に、筒体内の清掃も容易且つ安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態を示し、建設汚泥等の混練装置と加圧成形装置と連設して示す建設汚泥等の混練、加圧成形システムの縦断正面説明図である。
【図２】図３のＡ−Ａ線に沿う混練装置の縦断正面説明図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】加圧成形装置の縦断正面説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  混練装置
２  加圧成形装置
３  ベルトコンベヤ
４  脚
５  下段混練装置
６  上段混練装置
７  下段底板
８  下段ケース
１０  下段ロータ
１１  ロータ回転用モータ
１２  軸受け部
１３  回転ケース
１４  腕部材
１５  回転側混練棒
１６  固定側混練棒
１７  下段混練室
１８  開口部
１９  ブラケット
２０  垂直軸
２１  混練棒取り付け用開閉扉
２２  ロック部材
２３  排出口
２４  ゲート開閉用シリンダー
２５  ゲート
２６  上段底板
２７  上段ロータ
２８  上段ケース
２９  排出口
３０  開口部
３１  加水ノズル
３２  排出筒
３３  加圧スクリュー
３４  筒体
３５  原料投入口（供給口）
３６  直線部
３７  先端円錐部
３８  回転軸
３９  螺旋羽根
４０  駆動軸
４１  カップリング
４２  駆動モータ
４３  出力軸
４４  筒体直線部
４５  筒体円錐部
４６  蓋板
４７  生成物排出口
４８  上段混練室
４９  基台
５０  脚部材
５１  ガイド筒体
５２  軸受け部材
【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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