(57)【要約】【課題】環境への配慮がなされており、効率的かつ効果的である低コスト、短期間の土壌改質を実現する土壌改質装置を提供する。【解決手段】本発明の土壌改質装置１は、燃焼熱を受けて温度を上昇させる燃焼室１００と、燃焼室１００に設置され、投入された改質対象の土壌を運搬する第１運搬管路２と、燃焼室１００内に設置され、第１運搬路２を通過した土壌を運搬する第２運搬管路３と、バイオマス燃料を燃焼させて、燃焼室に燃焼熱を送り込む燃焼装置５と、第１運搬路２で発生するガスを燃焼装置５に送出するガス送出路４と、を備え、第１運搬管路２および第２運搬管路３のそれぞれは、土壌を運搬する回転可能なスクリュー２１、３１を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼熱を受けて温度を上昇させる燃焼室と、
前記燃焼室内に設置され、投入された改質対象の土壌を運搬する第１運搬管路と、
前記燃焼室内に設置され、前記第１運搬路を通過した前記土壌を運搬する第２運搬管路と、
バイオマス燃料を燃焼させて、前記燃焼室に燃焼熱を送り込む燃焼装置と、
前記第１運搬路で発生するガスを前記燃焼装置に送出するガス送出路と、を備え、
前記第１運搬管路および前記第２運搬管路のそれぞれは、前記土壌を運搬する回転可能なスクリューを有している、土壌改質装置。
【請求項２】
前記第１運搬管路および前記第２運搬管路のそれぞれは、前記スクリューを収容可能な内部空間を有し、
前記燃焼室は、前記燃焼熱により、前記第１運搬管路および前記第２運搬管路のそれぞれの内部空間を加熱する、請求項１記載の土壌改質装置。
【請求項３】
前記第１運搬管路は、前記燃焼熱により運搬する前記土壌から生じるガスを、前記ガス送出路に送り込む、請求項１又は２記載の土壌改質装置。
【請求項４】
前記スクリューは、前記第１運搬管路および前記第２運搬管路の延伸方向に沿って延伸する、請求項１から３のいずれか記載の土壌改質装置。
【請求項５】
前記ガス送出路は、前記第１運搬管路で発生する排気ガス、水蒸気および燃焼ガスを送出する、請求項１から４のいずれか記載の土壌改質装置。
【請求項６】
前記燃焼装置は、バイオマス燃料に加えて前記排気ガス送出路からのガスを用いて、燃焼熱を発生させる、請求項１から５のいずれか記載の土壌改質装置。
【請求項７】
前記第１運搬管路に改質対象の土壌を投入する投入器を更に備える、請求項１から６のいずれか記載の土壌改質装置。
【請求項８】
前記第２運搬管路で運搬された土壌を排出する排出器を更に備える、請求項１から７のいずれか記載の土壌改質装置。
【請求項９】
前記バイオマス燃料は、木質チップ、竹質チップ、バイオエタノール燃料およびバイオディーゼル燃料の少なくとも一つを含む、請求項１から８のいずれか記載の土壌改質装置。
【請求項１０】
前記燃焼装置は、
同軸で回転可能な外筒と内筒との二重構造を有する本体筒と、
前記筒体の先端に接続して、前記燃焼剤を燃焼させる燃焼筒と、
前記外筒と内筒との隙間を利用して、前記内筒および前記燃焼筒の内部空間に、空気を供給する通風路と、を有し、
前記本体筒および前記燃焼筒は、水平面に対して上向きの傾斜を有し、
前記通風路は、供給可能な全空気量の３０％〜５０％を、前記内筒の内部空間に供給し、供給可能な全空気量の５０％〜７０％を、前記燃焼筒の内部空間に供給する、請求項１から９の土壌改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水分や油分を多く含んだり、ヘドロなどの不純物を含んだりしている土壌を、改質して一般用途に使用可能な土壌を得る土壌改質装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
農地や耕作地を形成する場合はもちろん、建造物を建設するためには、用地を必要とする。これらの用地は、様々な環境にさらされていることが多く、水分や油分を多く含んでいたり、ヘドロや有機物などの不純物を含んでいたりすることがある。これらの土壌は、そのままでは建造物を建設したり、農地や耕作地のような特定用途に用いたりすることが困難である。あるいは、工場や下水からの汚水や汚泥によって、土壌が不純物を多く含むようになってしまうこともある。
【０００３】
これらの汚泥や汚水によって不純物を含む土壌は、放置されると、悪臭や公害になることもある。もちろん、上述の通り、特定用途に用いたり、建設用地として利用したりすることが困難である。これらのような不純物や水分などを多く含む土壌は、一般的な場所においても存在し、これら一般土壌の改質を行うことが求められている。
【０００４】
また、様々な土地に存在する土壌は、水分、油分、ヘドロなどの不純物だけでなく、種々の汚染を受けていることもある。例えば、土壌は、工場廃液や鉱山からの廃液などによる汚染を受けることもある。あるいは、自然災害によって、汚染物質が土壌に入り込んでしまうこともある。例えば、津波や大波によって、海水が陸地に深く到達してしまうと、土壌が塩分や無機成分によって汚染されてしまうこともある。例えば、昨今の我が国の地震で生じた大津波によって、広い範囲に渡って陸地が塩害汚染されてしまうこともある。
【０００５】
あるいは、原子力発電装置の故障や事故により、土壌が放射線による汚染を受けることもありうる。放射線汚染とまでは行かないまでも、工場からの排水や廃液処理に不十分さがあると、有害物質、有害有機物、有害無機物などによる土壌の汚染を受ける可能性もある。
【０００６】
このような改質を必要とする不純物を含む一般土壌を、効果的かつ効率的に改質することが求められている。この一般土壌が改質されないままであると、上述の通り、公害問題が発生したり、土地の有効活用が図られなかったりするからである。一方で、一般土壌の改質が行われれば、土地の有効活用が図られる上に、種々の問題を解決することもできるようになる。
【０００７】
不純物を含む一般土壌の改質においては、石灰やベントナイトなどの改質材を用いて土壌改質する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１９７０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１は、不純物や汚染物質を含む汚泥土壌に、粘土鉱物と中和が可能となる量の石灰を混合させることで、土壌を改質する技術を開示する。
【００１０】
特許文献１に開示される技術は、一般的に土壌が酸性となったりアルカリ性となったりしている状態に、これらを中和する特定物質を混合させることで、土壌を改質することを目的としている。これら石灰などの特定物質を用いることは一般的に行われており、特許文献１の技術は、これらの特定物質を用いる際のより具体的な工夫を提案している。
【００１１】
このように、従来技術においては、改質を行う特性を有する固体素材を、土壌に混合させることが一般的であった。このような改質用固体素材の混合は、土壌改質を必要とする現場で行う事もあるし、改質が必要な土壌を回収して工場などの拠点で改質してから、現場に戻すこともある。
【００１２】
しかしながら、特許文献１に代表される従来技術では、石灰やベントナイトなどの改質材を多く使用する必要がある。これらの改質材を多く使用することで、土壌改質に必要なコストが大きくなる問題もある。また、改質材としてセメント系固化材が添加されることがあるが、六価クロムなどの溶出、高アルカリへの土質の変化などの問題が生じることもある。これらは、近年の環境問題への意識の高まりの中で、配慮が非常に必要となっている要素でもある。
【００１３】
また、改質材を用いることでは、土壌改質に養生期間を必要とするため、工期が長くなる問題もある。工期が長くなれば施工コストも高くなってしまう。一方で、土壌改質を必要とすることは多くあり、効率的かつ低コストの土壌改質が求められている。特に、土壌改質を希望するのは、行政区であることが多く、行政区の依頼によって事業者が土壌改質を行うので、工期や材料コストが明瞭かつ低いことが、依頼者にとっても実行者にとっても好適である。
【００１４】
以上のような状況において、環境への配慮が高く、コストや工期の少ない効率的かつ効果的な土壌改質装置が求められている。
【００１５】
加えて、現在の土壌改質では、改質を必要とする土地で土壌が掘り起こされて回収され、土壌改質装置が設置されている工場や作業場に運搬されて改質される。改質された土壌が再び運搬されて、改質を必要とする土地に設置される。この場合には、土壌の運搬を必要とするので、運搬における炭酸ガスの発生など、環境にとって好ましくない。
【００１６】
あるいは、土壌改質装置が土壌改質を必要とする土地に設置されても、土壌改質装置はバッチ方式で処理する。このため、必要な土壌を、土壌改質装置にその都度投入したり回収したりする必要がある。非常に効率が悪い処理である。
【００１７】
本発明は、上記課題に鑑み、環境への配慮がなされており、効率的かつ効果的である低コスト、短期間の土壌改質を実現する土壌改質装置を提供することを目的とする。加えて、処理能力が高く、運搬などによる環境負荷を発生させない土壌改質装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の土壌改質装置は、燃焼熱を受けて温度を上昇させる燃焼室と、燃焼室内に設置され、投入された改質対象の土壌を運搬する第１運搬管路と、燃焼室内に設置され、第１運搬路を通過した土壌を運搬する第２運搬管路と、バイオマス燃料を燃焼させて、燃焼室に燃焼熱を送り込む燃焼装置と、第１運搬路で発生するガスを燃焼装置に送出するガス送出路と、を備え、第１運搬管路および第２運搬管路のそれぞれは、土壌を運搬する回転可能なスクリューを有している。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の土壌改質装置は、水分の脱水を中心とした改質を行うので、石灰、セメント、ベントナイトといった改質材を多く必要としない。この結果、改質に要するコストや工期を低減できる。加えて、これらの改質材を多く必要としないので、不純物や環境負荷物質が土壌に残留するといった問題も解決できる。
【００２０】
また、本発明の土壌改質装置は、脱水に必要となる燃焼熱の燃料として、バイオマス燃料を使用する。バイオマス燃料の燃焼の際に、燃焼熱と共にバイオマス燃料の燃えかすである灰が生じ、この灰も燃焼熱と共に改質対象の土壌に送られるので、土壌改質を更に促進できる。特に、燃焼熱と合わせて灰が土壌に送り込まれるので、土壌は、脱水による水分や油分の減少を受けつつ、燃焼灰による化学的な改質をうけて、より十分な土壌の改質が行われる。
【００２１】
また、本発明の土壌改質装置は、土壌改質を必要とする場所に設置されて順次処理にて次々と土壌を改質できる。このため、土壌の運搬などによる環境負荷も生じさせない。更に、加熱の過程で発生するガスを燃焼用燃料とできるので、燃焼効率が高くなり、燃料の削減とこれに基づく環境負荷削減が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１における土壌改質装置のブロック図である。
【図２】土壌の特性を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態２における燃焼装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の第１の発明に係る土壌改質装置は、燃焼熱を受けて温度を上昇させる燃焼室と、燃焼室内に設置され、投入された改質対象の土壌を運搬する第１運搬管路と、燃焼室内に設置され、第１運搬路を通過した土壌を運搬する第２運搬管路と、バイオマス燃料を燃焼させて、燃焼室に燃焼熱を送り込む燃焼装置と、第１運搬路で発生するガスを燃焼装置に送出するガス送出路と、を備え、第１運搬管路および第２運搬管路のそれぞれは、土壌を運搬する回転可能なスクリューを有している。
【００２４】
この構成により、土壌改質装置は、１次乾燥と２次乾燥とを実現でき、土壌の改質を効果的に行える。
【００２５】
本発明の第２の発明に係る土壌改質装置では、第１の発明に加えて、第１運搬管路および第２運搬管路のそれぞれは、スクリューを収容可能な内部空間を有し、燃焼室は、燃焼熱により、第１運搬管路および第２運搬管路のそれぞれの内部空間を加熱する。
【００２６】
この構成により、土壌改質装置は、第１運搬管路での１次乾燥と、第２運搬管路での２次乾燥とを行える。
【００２７】
本発明の第３の発明に係る土壌改質装置では、第１又は第２の発明に加えて、第１運搬管路は、燃焼熱により運搬する土壌から生じるガスを、ガス送出路に送り込む。
【００２８】
この構成により、土壌改質装置は、改質対象の土壌から発生するガスを、燃焼用に有効活用できる。
【００２９】
本発明の第４の発明に係る土壌改質装置では、第１から第３のいずれかの発明に加えて、スクリューは、第１運搬管路および第２運搬管路の延伸方向に沿って延伸する。
【００３０】
この構成により、第１運搬管路および第２運搬管路のそれぞれは、土壌を確実に所定方向に運搬できる。
【００３１】
本発明の第５の発明に係る土壌改質装置では、第３の発明に加えて、ガス送出路は、第１運搬管路で発生する排気ガス、水蒸気および燃焼ガスを送出する。
【００３２】
この構成により、土壌改質装置は、土壌からのガスも用いて、燃焼を行える。
【００３３】
本発明の第６の発明に係る土壌改質装置では、第１から第５のいずれかの発明に加えて、燃焼装置は、バイオマス燃料に加えて排気ガス送出路からのガスを用いて、燃焼熱を発生させる。
【００３４】
この構成により、燃焼装置は、より少ない燃料で燃焼を行える。
【００３５】
本発明の第７の発明に係る土壌改質装置では、第１から第６のいずれかの発明に加えて、第１運搬管路に改質対象の土壌を投入する投入器を更に備える。
【００３６】
この構成により、土壌改質装置は、土壌改質を必要とする場所で作業を実行できる。
【００３７】
本発明の第８の発明に係る土壌改質装置では、第１から第７のいずれかの発明に加えて、第２運搬管路で運搬された土壌を排出する排出器を更に備える。
【００３８】
この構成により、土壌改質装置は、改質した土壌をその土地に供給できる。
【００３９】
本発明の第９の発明に係る土壌改質装置では、第１から第８のいずれかの発明に加えて、バイオマス燃料は、木質チップ、竹質チップ、バイオエタノール燃料およびバイオディーゼル燃料の少なくとも一つを含む。
【００４０】
この構成により、燃焼装置は、環境負荷を低減できる。
【００４１】
本発明の第１０の発明に係る土壌改質装置では、第１から第９のいずれかの発明に加えて、燃焼装置は、同軸で回転可能な外筒と内筒との二重構造を有する本体筒と、筒体の先端に接続して、燃焼剤を燃焼させる燃焼筒と、外筒と内筒との隙間を利用して、内筒および燃焼筒の内部空間に、空気を供給する通風路と、を有し、本体筒および燃焼筒は、水平面に対して上向きの傾斜を有し、通風路は、供給可能な全空気量の３０％〜５０％を、内筒の内部空間に供給し、供給可能な全空気量の５０％〜７０％を、燃焼筒の内部空間に供給する。
【００４２】
この構成により、燃焼装置は、効率的に燃焼熱を発生できる。
【００４３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００４４】
（実施の形態１）
【００４５】
まず、土壌改質装置の全体概要について説明する。
【００４６】
（全体概要）
図１は、本発明の実施の形態１における土壌改質装置のブロック図である。土壌改質装置１は、燃焼室１００、第１運搬管路２、第２運搬管路３、燃焼装置５、ガス送出路４と、を備える。
【００４７】
燃焼室１００は、燃焼熱を受けて温度を上昇させる。燃焼室１００は、図１に示されるように、第１運搬管路２や第２運搬管路３を内部に含んでおり、土壌改質装置１の全体的な外形を形成する。第１運搬管路２は、この燃焼室１００内部に設置され、投入された改質対象の土壌を運搬する。また、第１運搬管路２は、燃焼室１００内部に設置されるので、燃焼室１００が受ける燃焼熱による熱を受ける。第１運搬管路２は、改質対象の土壌を長さ方向に運搬しながら、受ける熱によって、運搬するこの土壌を乾燥させる。
【００４８】
第２運搬管路３は、第１運搬管路２を通過した土壌を運搬する。このため、第１運搬管路２と第２運搬管路とは、接続管路１１で接続されている。接続管路１１は、第１運搬管路２を運搬されて、第１運搬管路２の端部（接続管路１１側）に到達した土壌を、第２運搬管路３に送る。
【００４９】
第２運搬管路３は、第１運搬管路２と同様に、燃焼室１００内部に設置されている。このため、燃焼室１００内部の燃焼熱によって第２運搬管路３は外部から加熱される。第２運搬管路３は、その長さ方向において土壌を運搬しながら、乾燥を促進する。
【００５０】
ここで、第１運搬管路２はスクリュー２１を有し、第２運搬管路３はスクリュー３１を有する。スクリュー２１、３１のそれぞれは、回転可能であって、この回転によって、スクリュー２１、３１のそれぞれが備える羽根に乗せた土壌を運搬できる。
【００５１】
燃焼装置５は、燃焼室１００へ燃焼熱を付与する。燃焼装置５は、種々の燃料を用いて燃焼を生じさせて燃焼熱を発生させる。特に、燃焼装置５は、バイオマス燃料を燃焼させることで、燃焼熱を発生させる。燃焼装置５は、燃焼室１００内部にその一部を設置しているので、燃焼によって発生させる燃焼熱を、そのまま燃焼室１００に送り込むことができる。
【００５２】
ガス送出路４は、第１運搬管路２の土壌への加熱によって生じるガスを、燃焼装置１００に送出する。ガス送出路４は、第１運搬管路２と燃焼装置５との間を結ぶ。燃焼装置５の内部に直接到達しなくとも、燃焼装置５が生じさせる燃焼空間に到達すればよい。このガス送出路４が送出するガスによって、燃焼装置５は、燃焼エネルギーを更に得ることができる。
【００５３】
このように、燃焼室１００を基本外形として、当該燃焼室１００に他の要素の一部が備わることで、土壌改質装置１が構成される。この燃焼室１００内部に取り込まれる燃焼熱が、第１運搬管路２および第２運搬管路３を加熱し、それぞれでの加熱が組み合わされることで、土壌の改質が実現される。特に、排出ガスが生じる程度までの加熱・乾燥が第１管路２で行われ、最終的な加熱・乾燥が第２管路３で行われるように役割分担されることで、燃焼の効率化と土壌の改質とがバランスよく両立できる。
【００５４】
（土壌の問題）
ここで、改質が必要な土壌の問題について説明する。発明者は、固化材などを用いて土壌を改質する従来技術の問題点を検討・分析する中で、改質が必要な土壌の問題点を分析した。発明者は、土壌は土粒子だけでなく、土粒子、水分・油分、空気の３つの要素から成り立っていることに想到した。図２は、土壌の特性を示す模式図である。図２に示されるように、土壌は、土粒子だけでなく、土粒子、水分・油分、空気の３つの要素から成り立っている。この水分・油分の増減によって、土壌はその特性を変化させる。すなわち、水分・油分が増加すれば、ゆるい土壌となり、水分・油分が減少すれば硬い土壌となる。土壌の改質は、土壌の使用目的に合わせて、土壌の硬さに起因する特性の調整を行うことが中心である。
【００５５】
このような分析結果に基づいて、発明者は、土壌の改質においては土壌そのものの化学的特性を固化材などを用いて変化させることを主とするよりも、土壌に含まれる水分・油分を減少させることを主とすることが好適であるとの考えに至った。すなわち発明者は、土壌に含まれる水分・油分を減少させて土壌の物理的特性を改質し、その上で、必要に応じて固化材などを用いて化学的特性の改質を行うことが、適当であるとの発明に至ったものである。このように、まず水分・油分の減少による物理的特性の改質を行うことで、最終的な改質を完了させる化学物質の使用量が大きく減少し、コストの低減、環境負荷の低減が実現されるようになる。
【００５６】
実施の形態１における土壌改質装置１は、燃焼熱および排気熱を効率的に活用して、改質対象の土壌に含まれる水分・油分を減少させる。水分・油分が減少した土壌は、工場、耕作地、宅地などの様々な用途に用いられるに際して、十分な硬さや強度を有することができる。すなわち、使用可能な状態に土壌１０は、改質されることになる。また必要に応じて、石灰やベントナイトなどの固化材を追加的に付与することで、土壌の改質が完了するようになる。もちろん、上述の通り、この場合でも使用される固化材の量は少なくて済む。
【００５７】
（動作概要）
実施の形態１における土壌改質装置１の動作概要を説明する。
【００５８】
土壌改質装置１は、土壌の改質を必要とする場所に運搬されて設置される。例えば、水害や災害が生じて海水や不純物が大量に含まれた土地に設置される。土壌改質装置１が、土壌の改質が必要な土地に運搬されて設置されることで、土壌を複数回にわたって運搬する必要がなくなり、環境負荷やコストの低い土壌改質が実現できる。
【００５９】
土壌改質措置１は、箱態様を有する燃焼室１００を有しているので、この燃焼室１００が、地面の上に設置される。もちろん、設置される際には、足場や骨組みの上（あるいは足場や骨組みと合わせて）に設置されても良い。また、燃焼室１００には、燃焼装置５が設置される。燃焼装置５は、燃焼熱を燃焼室１００内部に放出する必要があるので、燃焼装置５の先端は、燃焼室１００内部に挿入される。このため、燃焼装置５の後方が燃焼室１００の外に露出する。
【００６０】
燃焼室１００の外部には改質対象の土壌を投入する投入器７が備わり、この投入器７が燃焼室１００に取り付けられる。また、燃焼室１００には、改質処理後の土壌を排出する排出器８が取り付けられる。
【００６１】
また、燃焼室１００は、金属製であることが適当である。内部は高い熱を生じさせることになるので、耐久性や強度に加えて、安全性の面からも金属製であることが適当である。
【００６２】
以上のように、土壌改質装置１の組み立てと設置が実施される。
【００６３】
（改質対象の土壌の投入）
投入器７は、改質対象の土壌を、第１運搬管路２に投入する。例えば、重機によってその土地の土壌が掘り起こされて投入器７に投入される。あるいは、ベルトコンベアで運搬された土壌が投入器７に投入される。投入器７は、第１運搬管路２と接続されているので、投入器７は、第１運搬管路２に、改質対象の土壌をそのまま投入する。
【００６４】
このとき、投入器７の第１運搬管路２への投入速度は、第１運搬管路２の運搬速度にあわせられれば良い。もちろん、重機やベルトコンベアで投入器７に土壌を運び入れる速度も、第１運搬管路２の運搬速度に合わせられれば良い。投入器７への土壌の投入速度と投入器７から第１運搬管路２への投入速度が、このように第１運搬管路２の運搬速度にあわせられることで、投入器７から土壌があふれたり、足りなくなったりすることがなくなるからである。
【００６５】
（第１運搬管路での運搬と乾燥）
第１運搬管路２は、投入器７から投入された土壌を運搬する。ここで、第１運搬管路２は、筒状であって内部空間を有する管路であり、内部空間が、土壌を運搬する。ここで、内部空間は、スクリュー２１を収容可能な空間を有する。スクリュー２１は、連続的ならせん状の羽根を有しており、このらせん状の羽根によって、土壌を右方向（図１において）に運搬する。スクリュー２１の回転速度、羽根の角度、羽根の枚数によって、第１運搬管路２は、土壌の運搬速度を決定できる。第１運搬管路２は、内部空間にこのスクリュー２１を備える。スクリュー２１は、第１運搬管路２の延伸方向に沿って延伸する。
【００６６】
第１運搬管路２に投入された土壌は、水分や油分などの不純物を多く含む。すなわち体積や粘性が大きい。このため、第１管路２内部やスクリュー２１の表面は、粘性に強い表面処理が施されていることも好適である。
【００６７】
加熱装置５は、バイオマス燃料を用いて燃焼することで、燃焼室１００に燃焼熱を放出する。第１運搬管路２は、燃焼室１００内部に設置されているので、第１運搬管路２の外側は、この燃焼室１００内部に充満する燃焼熱を受ける。第１管路２内部を運搬される土壌は、この燃焼熱による加熱を受けて乾燥する。このため、第１運搬管路２を運搬されるのに従って、土壌の乾燥が徐々に進む。
【００６８】
また、燃焼装置５は、燃焼室１００の下方に設置されるので、燃焼装置５が放出する燃焼熱は、燃焼室１００の下方から上方に向けて拡散していく。このため、燃焼室１００の上方の温度は、下方の温度よりも高くなる。すなわち、第１運搬管路２には、より高い熱が加えられる。第１運搬管路２を移動する土壌は、改質対象の土壌であって、最初の段階であるので、上述の通り多くの水分や油分を含む。このため、この土壌の乾燥には高い熱を必要とするところ、第１運搬管路２は、燃焼室１００の上方に設置されることで、より高い熱を受けることができる。
【００６９】
多くの水分や油分を含む土壌が、第１運搬管路２で加熱されるにつれて、土壌からはガスが発生する。ガスは、水蒸気や油分等が蒸発して得られる排気ガスを含む。第１運搬管路２は、ガス送出路４と接続している。特に、ガス送出路４は、第１運搬管路２の運搬後半において接続している。第１運搬管路２で加熱される土壌から発生するガスは、このガス送出路４に入り込む。
【００７０】
ガス排出路４は、所定のルートを有する管路であり、受け取ったガスをこのルートに沿って運搬する。ガス排出路４は、燃焼空間６に繋がっている。燃焼空間６は、燃焼室１００の一部であって、燃焼装置５の燃焼部分に繋がる空間である。ガス排出路４は、運搬したガスをこの燃焼空間６に排出する。
【００７１】
（燃焼装置での燃焼の加速）
燃焼装置５は、バイオマス燃料を燃料として燃焼する。バイオマス燃料は、木質チップ、竹質チップ、バイオエタノール燃料およびバイオディーゼル燃料の少なくとも一つを含む。燃焼装置５には、これらのバイオマス燃料が供給されて、燃焼装置５は燃焼熱を発生させる。
【００７２】
燃焼装置５は、このようにバイオマス燃料を燃料として燃焼するので、これだけでも環境負荷を低減できる。とはいえ、バイオマス燃料が環境負荷の低い燃料であっても、バイオマス燃料の製造段階で環境負荷をゼロにすることはできない。
【００７３】
ここで、燃焼装置５は、燃焼空間６において燃焼を行う。ガス排出路４は、この燃焼空間６に土壌から発生したガスを供給する。このガスは、上述の通り水蒸気や排気ガスを含んでいる。土壌中の油分が蒸発して生じる排気ガスは、燃焼成分を含んでいることが多い。また、水蒸気であっても燃焼空間６内部で燃焼装置５からの燃焼熱で加熱されると加熱水蒸気となる。加熱水蒸気は、排気ガスと同様に、加熱装置５の加熱を促進する。
【００７４】
このように、燃焼装置５は、供給されるバイオマス燃料のみでなく、ガス排出路４から供給されるガスも用いて、燃焼を行うことができる。このガスを用いることで、燃焼装置５の燃焼効率が向上し、土壌改質の精度を上げることができる。当然ながら、同程度の燃焼を生じさせる場合に、必要とするバイオマス燃料の量が少なくて済む。この結果、環境負荷を更に低減できる。
【００７５】
燃焼装置５は、例えば筒状の外形を有しており、この筒状は、先端に向けて燃焼熱を放出しやすい構造を有している。例えば、先端は燃焼空間６に向いていればよい。この構造によって、燃焼装置５は、燃焼熱を先端に放出しやすくなる。また、燃焼装置５は、燃焼熱を放出しやすいように、送風ファンを備えていることも好適である。
【００７６】
また、ガス排出路４が第１運搬管路２で発生するガスを燃焼空間６に排出して、燃焼装置５に供給することで、土壌が乾燥されやすくなる。第１運搬管路２は、運搬する土壌に燃焼熱を付与して土壌を乾燥させるが、発生するガスがそのまま第１運搬管路２に残留すると、土壌の乾燥が進みにくくなる。この点で、ガス排出路４が土壌の加熱で発生するガスを排出することで、土壌の乾燥が進みやすくなるメリットが生じる。もちろん、排出されるガスは、上述の通り、燃焼装置５での燃焼用燃料となって燃焼効率を向上させるメリットも生じさせる。
【００７７】
以上のように、第１運搬管路２での運搬は、土壌の乾燥（１次乾燥）とガス排出とを実現できる。
【００７８】
（第２運搬管路）
第１運搬管路２での加熱を受けて乾燥しながら運搬された土壌は、第１運搬管路２の終端に到達する（図１では、右側）。第１運搬管路２の終端は、接続管路１１を備える。接続管路１は、内部空間を有して、第１運搬管路２と第２運搬管路３の内部空間同士を接続する。すなわち、接続管路１１は、第１運搬管路２と第２運搬管路３との間での土壌の移動を可能にする。
【００７９】
第１運搬管路２での加熱を受けて接続管路１１まで到達した土壌は、接続管路１１を落下して第２運搬管路３に到達する。図１に示されるように、接続管路１１は、上下方向に設置されているので、第１運搬管路２を移動した土壌は、接続管路１１で落下して、第２運搬管路３に到達する。
【００８０】
第２運搬管路３は、第１運搬管路２と同様にスクリュー３１を収容可能な内部空間を有する。スクリュー３１は、スクリュー２１と同じくらせん状の羽根を有しており、回転することで、この羽根に乗せた土壌を所定方向に運搬する。図１では、第２運搬管路３は、右から左に土壌を運搬する。すなわち、第２運搬管路３は、第１運搬管路２と逆方向に土壌を運搬する。第２運搬管路３が第１運搬管路２と逆方向に土壌を運搬することで、第１運搬管路２および第２運搬管路３を収容する燃焼室１００を小型にできる。
【００８１】
第２運搬管路３も、第１運搬管路２と同様に燃焼装置５が発生させる燃焼熱を受ける。この燃焼熱で加熱されることで、第２運搬管路３の内部を運搬される土壌が乾燥される。特に、第２運搬管路３を運搬される土壌は、第１運搬管路２での乾燥（１次乾燥）が終わった後の土壌を乾燥させる（２次乾燥）。２次乾燥では、水分や油分が減少している土壌を更に乾燥させるので、土壌の乾燥が更に進む。
【００８２】
加えて、第１運搬管路２での１次乾燥が終わった土壌は、水分や油分が減少しており、体積も小さくなっている。このため、第２運搬管路３を運搬される土壌は、単位体積に対して大きな表面積を有することになり、燃焼熱による加熱が効率的になる。このため、乾燥が更に進みやすい。もちろん、１次乾燥で一定の熱を有しているので、２次乾燥では熱が加算されて、乾燥が進みやすい。
【００８３】
このように、第２運搬管路３での２次乾燥は、土壌の乾燥を更に強く進める。
【００８４】
２次乾燥で更に乾燥が進むことで、土壌の改質が完了する。第２運搬管路３は、乾燥させた土壌を終端に向かって運搬する。図１では、終端は左側である。
【００８５】
なお、第１運搬管路２および第２運搬管路３のそれぞれに設けられるスクリュー２１、３１は、土壌を運搬するだけでなく、土壌を攪拌する機能を有している。第１運搬管路２および第２運搬管路３のそれぞれは、燃焼熱によって土壌を乾燥させる機能を発揮する。このため、スクリュー２１、３１が、土壌を攪拌することで、乾燥がされやすくなるメリットが生じる。
【００８６】
（改質土壌の排出）
第２運搬管路３の終端には、排出器８が備わっており、排出器８は、乾燥の終了した（改質の終了した）土壌を、外部に排出する。ここで、排出器８は、土壌改質装置１が設置されている地面に直接的に改質後の土壌を排出しても良い。土壌改質の求められている土地の土壌を改質することが目的であるので、その土地に改質後の土壌が排出されることで、そのまま土地の改質が完了する。
【００８７】
あるいは、重機や運搬機などに、一端排出されても良い。改質後の土壌を、その土地や他の土地に所定の手順で散布する場合に好適だからである。図１は、排出器８から排出される改質後土壌２０を示している。
【００８８】
排出器８は、図１に示されるように、排出動作を確実にするために、スクリューを備えていても良い。
【００８９】
このように、土壌改質装置１は、相互に逆方向の運搬方向を有する第１運搬管路２と第２運搬管路３とを備えることで、始点と終点とを同じ側として、土壌の改質を行える。このような往復とすることで、土壌改質装置１全体の大きさを小さくできる。もちろん、第１運搬管路２による１次乾燥と、第２運搬管路３による２次乾燥とが組み合わされることで、効率的な土壌の改質が行える。当然ながら、主な油分や水分が乾燥される１次乾燥に次いで、最終的な乾燥を実現できる２次乾燥が行われることで、十分な乾燥が行われる。十分な乾燥によって、水分や油分を始めとする不純物によって汚染された土壌が改質されて使用可能となる。
【００９０】
（余分なガスの排出）
また、第１運搬管路２で発生するガスは、燃焼空間６に供給されるが、余分な排気ガスは、排出管路９を介して外部に排出されても良い。排出管路９は、第１運搬管路２に接続されており、余分な排気ガスを外部に排出する。
【００９１】
（排出後）
土壌改質装置１で改質された土壌は、改質後の土壌を必要とする土地であって土壌改質装置１が設置された土地にそのまま使用される。土壌改質装置１は、改質を必要とする土地に設置されることが多いので、改質された土壌は、そのままその土地に散布されて使用される。もちろん、一定の化学物質による改質が追加されてから、使用されても良い。
【００９２】
あるいは、改質された土壌に化学物質による改質などの追加的処理が行われた後で、別の場所に運搬されて使用されることでも良い。
【００９３】
いずれにしても、土壌改質装置１による物理的改質が終了していることで、化学的改質を行うために必要となる化学物質の添加量が少なくて済む。化学物質の添加量が少なくて済めば、コストも低減でき、環境負荷を低減できる。化学物質の添加には、例えば、石灰やベントナイトなどの改質材を用いられればよい。
【００９４】
以上のように、実施の形態１の土壌改質装置１は、燃焼効率を高めて環境負荷とコストを低減しつつ、土壌改質を必要とする場所で土壌改質を実現できる。
【００９５】
（実施の形態２）
【００９６】
次に、実施の形態２について説明する。
【００９７】
実施の形態２では、燃焼装置５に特殊な装置を用いる場合について説明する。図３は、本発明の実施の形態２における燃焼装置の側面図である。図３は、燃焼装置５の一例である燃焼装置３０の内部構造が分かるように示している。
【００９８】
燃焼装置３０は、前方が開口しており、後方が閉塞している。開口している前方において燃焼した熱量が放散され、閉塞している後方において、バイオマス燃料や空気が取り込まれる。
【００９９】
本体筒２９は、同軸で回動可能な外筒３２と内筒３３とを備え、内筒３３の周囲を一定の隙間を保って外筒３２が覆う二重構造となっている。本体筒２９は、回動可能であるので、内筒３３は、回動する。この回動によって、内筒３３の内部空間も回動できる。回動によって、内筒３３の内部空間に収納されるバイオマス燃料が、燃えながら回転できるので、バイオマス燃料に満遍なく空気や炎が接触でき、内筒３３での一次燃焼が促進される。
【０１００】
本体筒２９の開口部には、同じ筒体である燃焼筒３５が接続する。燃焼筒３５は、外筒３２と接続する状態で接続するので、内筒３３と外筒３２との間に生じる隙間の一端が、そのまま燃焼筒３５の内部空間に接続する。燃焼筒３５は、一次燃焼の終わった燃焼剤が、質量低下と温度上昇によって物理的に上昇するのを捕捉して、バイオマス燃料を更なる高温で燃焼させる。
【０１０１】
ここで、本体筒２９と燃焼筒３５とは水平面に対して上向きの傾斜を有する。ここで、上向きとは、燃焼筒３５の開口部が上向きとなる状態を言う。
【０１０２】
このような傾斜を有することで、内筒３３の内部空間で所定の温度で燃焼したバイオマス燃料は、その質量が減じるので、上方に移動しやすくなる。上方においては、燃焼筒３５が位置するので、燃焼筒３５は、この移動してきたバイオマス燃料を燃焼させる。すなわち、二次燃焼させる。
【０１０３】
ここで、外筒３２と内筒３３との間の隙間は、通風路３７となる。通風路３７は、空気の供給口４５から取り込まれた空気を、内筒３３の内部空間と燃焼筒３５の内部空間に供給する。ここで、供給口４５は、外界とつながっており、外界から空気を取り込んで、通風口３８を介して空気を通風路３７に送る。通風路３７は、この供給された空気を移動させて、その一部を内筒３３の内部空間に供給し、残りを燃焼筒３５の内部空間に供給する。
【０１０４】
内筒３３は、その外周に吹き出し口４０を備える。吹き出し口４０は通風路３７と連通するので、通風路３７を通る空気は、吹き出し口４０から漏れて、内筒３３の内部空間に送り込まれる。すなわち、通風路３７は、吹き出し口４０を介して、内筒３３の内部空間に空気を供給する。
【０１０５】
一方、通風路３７の先端は、燃焼筒３５に直接的に接続している。このため、通風路３７は、先端から燃焼筒３５の内部空間に空気を供給する。通風路３７は、外界から取り込める（すなわち燃焼装置６に供給できる）全空気量の３０％〜５０％を内筒３３の内部空間に供給する。一方通風路３７は、全空気量の５０〜７０％を燃焼筒３５の内部空間に供給する。すなわち、燃焼筒３５に供給される空気量が、内筒３３に供給される空気量よりも多い。結果として、より高温で燃焼する必要のある二次燃焼を行う燃焼筒３５に供給される空気量が多くなり、二次燃焼が最適に行われる。
【０１０６】
なお、吹き出し口４０の位置、数、開口面積、形状、角度などを調整することで、通風路３７による内筒３３への供給量と燃焼筒３５への供給量との割合を、適宜調節できる。たとえば、吹き出し口４０の総開口面積と通風路３７と燃焼筒３５との接続する総開口面積との比較において、前者よりも後者を大きくすれば、内筒３３の内部空間に供給される空気量よりも、燃焼筒３５の内部空間に供給される空気量が多くなるように調整できる。
【０１０７】
燃焼装置３０は、全空気量の３０〜５０％が供給されると共に物理的に下方に位置する内筒３３における一次燃焼と、この一次燃焼に続き、全空気量の５０％〜７０％が供給されると共に内筒３３よりも物理的に上方に位置する燃焼筒３５の二次燃焼との連続性によって、バイオマス燃料を確実に燃焼させる。この確実な燃焼によって、有機廃棄物は完全に灰化して、無機廃棄物へと変化する。もちろん、高い燃焼熱を発生させて、燃焼筒３５の先端開口部から燃焼熱を外に放出できる。加えて、無機廃棄物となった燃焼灰も放出できる。
【０１０８】
土壌改質装置１が必要とする燃焼装置５として、実施の形態２で説明される燃焼装置３０が使用されることで、効率的な燃焼が可能となる。
【０１０９】
以上、実施の形態１〜２で説明された土壌改質装置は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。
【符号の説明】
【０１１０】
１    土壌改質装置
２    第１運搬管路
２１    スクリュー
３    第２運搬管路
３１    スクリュー
４    ガス送出路
５    燃焼装置
６    燃焼空間
７    投入器
８    排出器
１００    燃焼室
２９    本体筒
３２    外筒
３３    内筒
３４    管路
３５    燃焼筒
３７    通風路
３８    通風口
３９    フレーム部材
４０    吹き出し口
４１    支持体
４２    軸受け
４５    供給口
【図１】
2013248596.tif 000003
【図２】
2013248596.tif 000004
【図３】
2013248596.tif 000005