(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘質の土石を石と土に分離するための分離手段（１）と、
前記分離手段（１）により前記石から前記土が分離された分離土に土壌改良剤を混合するための混合手段（２）と、
前記混合の後に前記分離土を解砕するための解砕手段（３）とを含む土石混合粘質土壌の改良機において、
前記分離手段（１）は、
前記土石を前記土と前記石を分離するための分離用格子（８）と、
前記分離用格子（８）を鉛直方向に振動させるための振動手段（９）とを備え、
前記分離格子（８）は、その上側に供給される前記石を移動させるための移動面（１２）を有し、
前記分離用格子（８）の１単位は内側に傾斜面（１７，１８）を有し、
前記分離格子（８）は、交叉する方向に延びる前記縦方向格子要素（１３）と横方向格子要素（１４）を備え、
前記傾斜面（１７，１８）は、前記振動の方向に対して傾斜し、
前記傾斜面（１７，１８）は、互いに対向する１組の複数の傾斜面要素（１９）を有し、
前記複数の傾斜面要素（１９）は、前記振動方向を含む面（２２）に直交する線上で、その鉛直方向の下側の対向間隔がその上側の対向間隔よりも狭くなるように対向面（１９）が形成され、
前記縦方向格子要素（１３）は、凸状の凸面（１５）を有し、
隣り合う２体の前記縦方向格子要素（１３）の前記凸面（１５）より前記傾斜面（１７，１８）が形成され、
前記移動面（１２）は、前記縦方向格子要素（１３）と直行する方向（ｃ）である
ことを特徴とする土石混合粘質土壌の改良機。
【請求項２】
請求項１において、
前記縦方向格子要素（１３）と横方向格子要素（１４）の前記２組の傾斜面（１７，１８）は、四角錐面（２４）である
ことを特徴とする土石混合粘質土壌の改良機。
【請求項３】
請求項１において、
前記解砕手段（３）は、前記分離土を解砕するための切断手段（５５）を備え、
前記切断手段（５５）は、複数の切断刃（７１，７２）を持ち、
前記切断刃（７１，７２）は、共通の回転軸心線（５４）を有する
ことを特徴とする土石混合粘質土壌の改良機。
【請求項４】
請求項３において、
前記切断刃（７１，７２）は、縦方向切断刃（７１）と横方向切断刃（７２）を含み、前記縦方向切断刃（７１）は、前記分離土を前記回転軸心線に直行する方向である縦方向に切断し、前記横方向切断刃（７２）は、前記分離土を前記回転軸心線に平行な方向である横方向に切断する
ことを特徴とする土石混合粘質土壌の改良機。
【請求項５】
請求項４において、
前記縦方向切断刃（７１）と前記横方向切断刃（７２）はともに複数であり、
前記複数の縦方向切断刃（７１）と前記複数の横方向切断刃（７２）はともに前記回転軸心線に対して線対称に配置されている
ことを特徴とする土石混合粘質土壌の改良機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土石混合粘質土壌の改良機に関する。特に、土石の分離、分離土壌と土壌改良剤の混合、分離土壌の解砕の順序不同の工程からなり分離工程の目詰まりを防止するようにした土石混合粘質土壌の改良機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地盤改良のためにボーリングが行われる。そのボーリングにより掘削され地上に排出される掘削残土は、その再利用が望まれている。ボーリングの際に用いられる大量の水又は雨を含むため、その掘削残土はそのまま再利用して埋め立てのために用いると、地盤が軟弱化する。このような粘質土は、これに地盤改良材が混合され、硬質化される。地盤改良材である生石灰と水分と空気の化学反応により、粘質土壌の硬化が可能である。このような土壌改良が、広く行われている。
【０００３】
掘削残土には、原石が含まれている。このような原石のうち一定粒径以上の石は、その残土から取り除かれ、分離された石も再利用される。土石を石と土に分離するために、分離装置が用いられている。そのような分離装置には、従来、分離用格子が用いられている。分離格子上の石はその格子の上面の傾斜面上を滑り落ち、土は格子目から下方に落下する。土が粘質である場合、その粘質土は格子目に粘着してその格子目を詰まらせて分離を阻害する。このような分離阻害を回避した土石分離が望まれている。
【０００４】
このような分離、分離後の土壌と改良剤の混合・攪拌、その混合攪拌による両者の硬化反応からなる工程が掘削現場で一連に行われることが、土壌改良のための施工工事として重要である。また、分離後の土壌改良剤と粘質土との硬化反応の有効な促進も重要である。硬化反応の促進は、粘質土と改良剤の混合・攪拌だけでなく、空気との反応に必要な空気の混入にも大きく依存する。高い分離効率が望まれると同時に、硬化反応の促進が望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような技術的背景に基づいてなされたものであり次のような目的を達成することができる。
【０００６】
本発明の目的は、分離効率が高い土石混合粘質土壌の改良機を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、慣用されている土石分離機を僅かに改良することにより既存の装置を用いながら分離効率を改善することができる土石混合粘質土壌の改良機を提供することにある。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、分離、攪拌・混合、硬化反応の一連の工程の全体的な生産効率を高めることができる土石混合粘質土壌の改良機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明１による土石混合粘質土壌の改良機は、粘質の土石を石と土に分離するための分離手段（１）と、前記分離手段（１）により前記石から前記土が分離された分離土に土壌改良剤を混合するための混合手段（２）と、前記混合の後に前記分離土を解砕するための解砕手段（３）とを含む土石混合粘質土壌の改良機において、
前記分離手段（１）は、
前記土石を前記土と前記石を分離するための分離用格子（８）と、前記分離用格子（８）を鉛直方向に振動させるための振動手段（９）とを備え、前記分離格子（８）は、その上側に供給される前記石を移動させるための移動面（１２）を有し、前記分離用格子（８）の１単位は内側に傾斜面（１７，１８）を有し、
前記分離格子（８）は、交叉する方向に延びる前記縦方向格子要素（１３）と横方向格子要素（１４）を備え、前記傾斜面（１７，１８）は、前記振動の方向に対して傾斜し、前記傾斜面（１７，１８）は、互いに対向する１組の複数の傾斜面要素（１９）を有し、前記複数の傾斜面要素（１９）は、前記振動方向を含む面（２２）に直交する線上で、その鉛直方向の下側の対向間隔がその上側の対向間隔よりも狭くなるように対向面（１９）が形成され、前記縦方向格子要素（１３）は、凸状の凸面（１５）を有し、隣り合う２体の前記縦方向格子要素（１３）の前記凸面（１５）より前記傾斜面（１７，１８）が形成され、前記移動面（１２）は、前記縦方向格子要素（１３）と直行する方向（ｃ）である。
【００１０】
但し、格子が形成するその移動面即ち格子の有効間隔よりも大きい径の単一粒子である石が滑動又は転動して移動しやすいように形成されている移動面は、通常、水平面に対して傾斜するように形成されており、振動方向がその移動面に直交する向きになるように設計されることがある。このような場合、傾斜面要素は鉛直方向に向くように設計されることが可能である。
【００１１】
本発明２による土石混合粘質土壌の改良機は、前記縦方向格子要素（１３）と横方向格子要素（１４）の前記２組の傾斜面（１７，１８）は、四角錐面（２４）であることを特徴とする。即ち、１組み傾斜面要素である１組の対向面を２組で形成することもできる。この場合、１組の複数の対向面のそれぞれは、他の１組の複数の対向面のそれぞれに対して直交するように形成することができる。この場合の典型的な例は、四角錐である。分離作用上は、そのような四角錐面は円錐面に置き換えることができる。設計上は、四角錐面は特に正方形四角錐面、正四面体面などとして設計されうるが、空間配置構成上、正方形四角錐面が好ましい。但し、製作上のコストを考慮に入れないならば、螺旋面も目詰まりを防止する点では好ましい。要するに、格子の内面は、振動方向に対して傾斜した面を有することが重要である。
【００１２】
振動方向に傾斜する面は、その面に付着する粘質体にその面上を滑動するような分力を与えることができる。振動は、加速度が急激に変化する性質を持ち、分離用格子の面と粘質体との剥がし作用にすぐれている。四角錐面に代表されるような下側がすぼんだ形態面は、上側から投入され下側に水力を受ける粒状体、粒状体化しやすい粘土のような粘質体に回転力を付与して、下方側に押しやるすぐれた性質を有している。このような性質は、サイロ、米櫃等の円錐面で流下するトウモロコシ、米粒の群の流下特性にみられるように、渦流を発生させて詰まることなく下方に流動する現象でよく知られている。このような現象は、安息角とも関係していると推定される。
【００１４】
前記分離手段（１）は、１種の解砕作用を含んでいる。格子間を流下する場合に大きい塊の１群の粘質体は、切断され、また切断時に回転的に流下し、即ち、螺旋運動しながら、その切断・螺旋回転時に解砕・混和が行われるので、この解砕・混和時に土壌改良剤を加えることは、特に有効である。前記解砕手段（３）は、積極的に別工程として、設けられている。
前記解砕手段（３）は、前記分離土を解砕するための切断手段（５５）を備え、前記切断手段（５５）は、複数の切断刃（７１，７２）を持ち、前記切断刃（７１，７２）は、共通の回転軸心線（５４）を有すると良い。
また、前記切断刃（７１，７２）は、縦方向切断刃（７１）と横方向切断刃（７２）を含み、前記縦方向切断刃（７１）は、前記分離土を前記回転軸心線に直行する方向である縦方向に切断し、前記横方向切断刃（７２）は、前記分離土を前記回転軸心線に平行な方向である横方向に切断すると良い。このことによって、解砕による混合を促進し、土壌と改良剤の混合だけでなく、空気と土壌と改良剤の３者の混合を促進する。
【００１５】
前記縦方向切断刃（７１）と前記横方向切断刃（７２）はともに複数であり、
前記複数の縦方向切断刃（７１）と前記複数の横方向切断刃（７２）はともに前記回転軸心線に対して線対称に配置されていることが好ましい。その縦方向切断刃は、その回転軸心線に平行な軸心線方向に延び、横方向切断刃はその回転軸心線に直交する方向に延びるように設計することができる。同軸の両切断刃は、それらの回転の安定性のために、それぞれに線対称に配置され、例えば、それぞれに１８０度の位相間隔を与えられている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図に一致させて、本発明による実施の形態を記述する。図１は、本発明による土石混合粘質土壌の改良機のシステムの構成を示している。このシステムは、土と石を分離するための分離工程に用いられる分離手段１、分離された分離土に土壌改良剤を混合・混和するための混合工程に用いられる混合手段２、分離土を解砕して空気の混入を促進するための解砕工程に用いられる解砕手段３とを含む。更に、分離工程と混合工程の間の分離土を搬送するための搬送手段４を含む。
【００１７】
分離手段１
分離手段１は、基台５から立ち上がる支柱５に支持される分離機本体６を備えている。分離機本体６には、格子支持枠７が支持されている。格子支持枠７の分離機本体６に対する傾斜角度は、調整自在である。格子支持枠７の一端部は、分離機本体６に回転自在に結合され、ある任意の傾斜角度で固定される。格子支持枠７の支点部分は、分離機本体６に回転自在に固定されている。
【００１８】
格子支持枠７上に、分離用格子８が固定され支持されている。分離用格子８と格子支持枠７との間に、振動発生手段９が介設されている。振動発生手段９としては、多種のものが知られ、たとえば、リンク機構１１、そのリンク機構１１のリンク要素に激しい往復運動を起こさせる回転運動体（図示せず）から構成されている。
【００１９】
分離用格子８は、その上面として移動面１２を形成している。移動面１２は、分離用格子８の複数の単位格子のそれぞれの上端を接続する面として定義される。格子が網状であれば、その移動面は、いわゆる網面に相当する。移動面１２は、その上に載置される石を滑動又は転動させて一方方向に移動させることができる面である。
【００２０】
一定粒径以上の石は、１格子の内側に嵌まらず移動面１２上を重力作用により一定方向に流下して、矢ａで示すように分離用格子８から落下することになる。このように流下せず格子間に吸い込まれる土は、矢ｂで示すように、分離用格子８の下方に落下することになる。
【００２１】
図３，４は、分離用格子８を示している。図３は、水平面上に置かれた分離用格子８の平面図として描かれている。分離用格子８は、交叉する方向に延びる縦方向格子要素１３と横方向格子要素１４とを備えている。縦方向格子要素１３と横方向格子要素１４とは、互いに交叉する方向に延びている。
【００２２】
「縦横」は、交叉する２方向を意味する。図示例のものでは、交叉方向は直交方向に一致している。移動面上の石の移動方向を仮に図中で矢ｃで示す。この場合、縦方向格子要素１３は傾斜し横方向格子要素１４は水平向きに配置されている。複数の縦方向格子要素１３と複数の横方向格子要素１４はそれぞれに同じ間隔で配置されていることが好ましい。縦方向格子要素１３は、横方向格子要素１４の上端面に溶接などの手段により固定されている。
【００２３】
縦方向格子要素１３として、市販のいわゆるアングル材が用いられている。縦方向格子要素１３は、両側に面を有し上向き凸面１５を形成している。凸面の両側面は、縦方向格子要素１３ととして市販のアングル材を使用しているので、直交している。凸面１５は、鉛直線１６に対して、移動面１２の格子支持枠７に対する角度に対応してそれに依存する角度で傾斜している。
【００２４】
隣り合う３本の縦方向格子要素１３で、２つの単位格子を形成している。１本の縦方向格子要素１３の片側の傾斜面１７とその隣の縦方向格子要素１３の他の側の傾斜面１８とで、１格子単位の対向面１９を形成する。対向面１９のいずれかは、単位格子の中間にある鉛直面２２又は格子の振動方向線を含む面２２（以下、基準面２２という）に対して、傾斜している。
【００２５】
この場合、対向面１９の両面はともにそれぞれに基準面２２に対して傾斜している。対向面１９の両面は、この場合特に、下方に進むにしたがって基準面２２に接近している。対向面１９の片側面は、基準面２２に平行になるように設計することもできる。図示する対向面１９は、四角錐面の１つの対向面に一致している。このような対向面は、円錐の対向部分面としても形成することができる。単位格子の内側面を切頭円錐面として形成することもできる。基準面に直交する面又は線上で、対向面間の間隔が下方で上方よりも狭くなるように設計されていることが特に好ましい。
【００２６】
横方向格子要素１４は、市販の開いた棒材が用いられている。横方向格子要素１４の上端面の幅は狭い。その上端面に直交する２平面である側面２３は鉛直面でよいが、鉛直面又は基準面２２に対して傾斜していてもよい。隣り合う２本の横方向格子要素１４の対向面が四角錐面の１つの対向面と同様に共に基準面に対して傾斜していてもよい。
【００２７】
この場合も、基準面に直交する面又は線上で、対向面間の間隔が下方で上方よりも狭くなるように設計されていることが特に好ましい。もっとも理想的な格子内面は、縦方向格子要素１３と横方向格子要素１４とで形成される四角錐面である。このような四角錐面は、図５，６に示されている。
【００２８】
図５に示されている分離用格子８は、縦横の縦方向格子要素１３と横方向格子要素１４が同一高さで交叉するように設計されている。縦方向格子要素１３に用いられている角材と横方向格子要素１４に用いられているアングル材は、それぞれの頂線が同一平面上に位置づけられている。この実施形態では、単位格子が内側に形成する面は、完全な四角錐面２４に一致している。
【００２９】
図７，８は、分離用格子８の更に他の実施形態を示している。図７に示される分離用格子８は、アングル材が用いられている縦方向格子要素１３と板状棒材が用いられている横方向格子要素１４とで形成されている。横方向格子要素１４は、その上端面がその側面より広くなるように使用されている。その上端面もその側面も、基準面に対して傾斜している。
【００３０】
この実施形態の分離用格子８は、分離用格子８の振動方向が鉛直面に対して大きく傾斜している場合に適している。縦方向格子要素１３と横方向格子要素１４の高さ位置関係は、図３と図５のもののそれらとは逆になっている。図８に示す横方向格子要素１４は、縦方向格子要素１３に固定されず引張部材２６により引張されて縦方向格子要素１３に対して相対的に固定されている鋼線で形成されている。
【００３１】
搬送手段４
搬送手段４は、図１に示すように、搬送用の無端ベルト３１を備えている。無端ベルト３１は、駆動側プーリ３２と従重側プーリ３３との間で周回する。無端ベルト３１の上側往路の一端部分の上方に、分離用格子８が位置づけられている。分離用格子８により篩い落とされた土は、無端ベルト３１の上側の一端部に載せられ次の工程の混合場所に移送される。
【００３２】
無端ベルト３１は、図２に示されるような案内ローラ３４により案内されその形状を整えられる。案内ローラ３４は、中央の水平向きの中央ローラ３５とその両側の傾斜ローラ３６とから構成されている。案内ローラ３４の上に置かれる無端ベルト３１は、左右両側が中央側より立ち上がり断面上で凹状にその形状が整えられる。
【００３３】
このような凹状形状を積極的に整えるように２段構えのローラで無端ベルト３１を挟むように形成することができる。駆動側プーリ３２は、駆動モータ３５により駆動される。駆動モータ３５としては、速度可変になるようにインバータが用いられることが好ましい。
【００３４】
混合手段２
混合手段２は、改良材タンク４１と射出手段４２とを備えている。改良材タンク４１の下方部に射出手段４２が設けられている。射出手段４２は、噴射部４３を有している。土壌改良材は、生石灰である。生石灰は、噴射部４３から無端ベルト３１の上側往路の他端部分に載せられている移送中の分離土に向かって噴射・供給される。この位置では、土壌改良材と分離土との積極的な混合は、行われない。
【００３５】
解砕手段３
解砕手段３は、解砕室ケーシング５１を備えている。解砕室ケーシング５１の中の解砕空間に、解砕機５２が設けられている。解砕機５２は、図９に示されているように、解砕用駆動モータ５３と回転駆動軸５４とから構成されている。回転駆動軸５４は、切削刃５５を備えている。
【００３６】
複数の切削刃５５は、回転駆動軸５４にそれぞれに同軸に結合されている。各切削刃５５の結合端部は、回転駆動軸５４に揺動自在に結合されている。抵抗を受けない各５５は、回転駆動軸５４に対して相対的に回転運動することはない。解砕用駆動モータ５３は、速度可変のインバータモータであり、逆転可能である。
【００３７】
解砕室ケーシング５１の解砕空間には、更に、２体の衝突板が設けられている。衝突板は、上方側衝突板５７と下方側衝突板５８とから構成されている。上方側衝突板５７も下方側衝突板５８も、その衝突面は、回転駆動軸５４の回転軸心線に直交する放射方向線に対して概ね直交している。各切削刃５５に付着しているが大きい遠心力により振り離される粘室土は、概ねその衝突面に直角でないある角度を持って衝突しそこから反射して散乱する。
【００３８】
図１０に示されているように、切削刃５５は、大きい遠心力エネルギーが、１カ所に集中するように、外端部分の質量が大きくなるように分銅形状に形成されている。上方側衝突板５７及び下方側衝突板５８は、それぞれに、基板５９と衝突緩和板６１とから形成されている。基板５９と衝突緩和板６１との間の閉じた空間の中には、それぞれに、衝突を緩和するためのエネルギー吸収材例えば水、空気、シリコンなどが封入されている。
【００３９】
切削刃５５は、図１１に示されているように、多数のセットから構成されている。その多数のセットは、単位切断要素６２から構成されている。単位切断要素６２は、同軸に軸方向に並んで配置されている。単位切断要素６２は、更に、単位板６３から形成されている。単位板６３の形状は、図１０に示されている分銅形状である。１セット中で隣り合う複数の単位板６３の間には、隙間が与えられている。
【００４０】
図１２は、切削刃５５の他の実施形態を示している。切断刃５５は、縦方向切断刃７１と横方向切断刃７２を含む。縦方向切断刃７１は、解砕空間中に投入される分離土を縦方向に切断する。横方向切断刃７２は、その分離土を横方向に切断する。縦方向切断による切断瞬間の切断面が鉛直面であれば、横方向切断による切断瞬間の切断面はその鉛直面に直交し、その直交面は回転駆動軸５４の回転軸心線を含む面に一致し、水平面であることも偶然にある。縦方向切断刃７１は回転軸心線に平行な軸心線方向に延び、横方向切断刃７２はその回転軸心線に直交する方向に延びている。
【００４１】
図１３に示されているように、回転駆動軸５４に等間隔同軸に輪板７３が固定されている。輪板７３に、縦切断揺動用軸７４が軸線方向に取りつけられている。輪板７３に、横切断揺動用軸７４が軸線方向に取りつけられている。横切断揺動用軸７４に第１切断刃７７が、揺動自在に結合されている。
【００４２】
第１切断刃７７は、図１０に示す切削刃５５と同形状であり、又それと取付方も同じである。各第１切断刃７７は、鉛直面に一致する第１切断刃面７８を両面として有している。したがって、第１切断刃７７により切断される分離土の切断瞬間の切断面は、回転駆動軸５４の回転軸心線に直交する直交面である鉛直面に一致する。
【００４３】
輪板７３に、横切断揺動用軸７５が軸線方向に取りつけられている。横切断揺動用軸７５に、揺動板７６が取りつけられている。揺動板７６は、回転軸心線に直交する直交面内で回転する。第２切断刃７９が、揺動板７６の外側端に結合されている。第２切断刃７９は、両面として第２切断刃面８１を有している。
【００４４】
第２切断刃面８１は、回転駆動軸５４の回転軸心線に直交する直交面又は回転駆動軸５４の回転軸心線を中心軸心線とする円筒面に一致している。したがって、抵抗なく回転する第１切断刃７７の第１切断刃面７８と第２切断刃７９の第２切断刃面８１とは、互いに直交していることになる。
【００４５】
次に、分離、混合、解砕の一連の工程とその作用を説明する。分離手段１に、自走式バックホーなどで土石が投入される。土石は水分含有率が高く、土石中の微粒子分である砂は、粘質であり粘土状であると仮定する。このように投入され分離用格子８上に載せられた土石のうちの石でありある程度に大きい粒径の石Ｋは、単位格子の間に嵌まりこむことができない。
【００４６】
縦方向格子要素１３には激しい振動が、図１４中に示される向きｄに発生している。基準面２２は、図中に示されている。振動方向の基準面に平行な成分をｆで示している。以下、振動が方向ｆに発生しているものと仮定する。振動エネルギーを受けて運動しようとする石Ｋは、移動面１２上で重力により、方向ｇに転動、摺動又は滑動する。やがて、石Ｋは、分離用格子８上の圏外に放出される。
【００４７】
石Ｋに付着する小粒径の粘土は、石の表面から篩い落とされて、単位格子の中の目を通って、下方に落下する。石から剥がされた小粒径塊状の粘土体Ｌは、目を通らず縦方向格子要素１３に付着することがある。そのような粘土体Ｌは、縦方向格子要素１３の隣り合う傾斜面１８により形成されている凸面の頂線８１から、瞬間的に大きい相対加速度又は相対速度で、分離用格子８の振動の１周期の間で突き上げられる。
【００４８】
このような突き上げにより、粘土体Ｌは分断される。分断された粘土体は、傾斜面１８から方向ｆの相対加速度力の分力Ｆ（図１４参照）を受けて、だるま落とし的に、下方に向かう傾斜面１８を滑り落ちる。このように滑り落ちて再び集合して大きい体積に成長した粘土体Ｍは、複雑な力を受ける。対向する両傾斜面１８に挟まれた粘土体Ｍは、両側で分力Ｆを受ける。
【００４９】
両側から均等な分力Ｆを受けて空間的に狭くなる単位格子内の下方空間に押し込まれようとする粘土体Ｍは、トコロテンのよに押し出されない限り、格子目から絞りだされにくくなる。両傾斜面が何らかの意味で対称性を有している場合は、押し出されないことが、理に叶っている。しかし、このような対向する傾斜面１８に挟まれた粒状、流動体は、サイロ、米櫃で知られているように、何らかの対称性の破れを引き起こし複雑な運動系を形成する。例えば、絞り出し作用に加えて、基準面２２に含まれ移動面１２に直交する格子の中心線のまわりの回転運動作用が働く。
【００５０】
分力Ｆとそのような回転力の合成力により、粘土体Ｍに螺旋状の渦運動がある方向に生じる。更に強力な振動力が働き、傾斜面と粘土体Ｍの引き剥がし力によりそれらの間の粘着力が極端に弱くなって、螺旋回転運動をともなった絞り出し作用が容易に生じる。このようにして、体積が大きい粘土体Ｍも細く解体されながら格子目からずり落ちる。
【００５１】
このようにずり落ちた粘土体は、無端ベルト３１により移送される。無端ベルト３１上での移送途中で、改良材タンク４１から生石灰の供給を受ける。生石灰の供給は、分離用格子８上で行われてもよいが、分離用格子８上での生石灰の供給は、分離手段１に供給される土石中の土分と生石灰の供給量の比が調整しにくい。無端ベルト３１上では、土砂の単位時間当たりの搬送量の調整が行われることが好ましい。その搬送量を検出して、生石灰の供給量を制御する。
【００５２】
このように生石灰を添加された土砂は、無端ベルト３１の端部から放出されて解砕手段３に投入される。解砕手段３は、土と生石灰の混和を促進する。土分は、解砕機５２により解砕される。特に、解砕機５２を構成する第１切断刃７７と第２切断刃７９とにより、縦横に切断されより細かく分断される。
【００５３】
水分含有率の高低により、切削刃５５の回転方向が切り換えられる。乾燥気味のものと湿潤気味のものとでは、上方側衝突板５７又は衝突緩和板６１に当たる確率が異なる。このような解砕により、土と生石灰の混和が促進される。混和後の混合体は、適切なコンベアで排出され、空気中に暴露される。
生石灰と粘質土との化学反応は、水と空気と粘土粒子と電子との複合反応としてよく知られているように、水和反応、炭酸化反応、イオン交換反応、ポラゾン反応の４反応であり、この一連の反応により、非常に硬い、砂状体、容易に解砕される塊状体に変わる。
【００５４】
既述の諸手段に土の流量を制御するための流量制御手段が付加されることが好ましい。流量制御手段は、開閉度が制御されるゲート９１として、図１に示されるように、分離手段１と混合手段２との間に介設されることが好ましい。ゲート９１は、図１５示されているように、無端ベルト３１の基準搬送面９２に直交する方向に上下動する開閉扉９３を備えている。ゲート９１を通過する土の流量は、開閉扉９３の凹状面と基準搬送面９２とのより囲まれるゲート形状の面積即ちゲート断面積と単位時間との積Ｓにより定義される。この断面積Ｓは、開閉扉９３に付属する昇降板９４の昇降位置により決定される。昇降板９４は、パワーシリンダ９５により昇降させられる。昇降板９４のその凹状面の好ましい形状が、図１６及び図１７に示されている。図１６に示される昇降板９４は、搬送方向について後方側に突出する整流用切断刃９６を有している。整流用切断刃９６がない場合には、図１７に示されているように、ゲート通過後に、粘質土の上面は、ギザギザ状面９７になる。図１８に示されているように、昇降板９４の下端面をジグザグ状の凹凸面９７にすることにより、粘質土の表面の面積を増大させることができる。ゲートを通過する流量は、無端状ベルトの速度とゲートの開き断面積の積により決定されるので、その速度又は開き度を調整することにより、制御される。ベルトの速度は、駆動モータ３５であるインバータモータにより制御される。その流量に対応して即ちその流量に比例させて生石灰の噴射供給量を可変する。
【００５５】
図１９に示されているように、ゲート９１の手前に、耕耘羽根９８が配置されている。耕耘羽根９８は、湿田の土壌の耕耘のために用いられる農業機械である耕耘機の耕耘羽根に類似した形状に形成されている。即ち、耕耘羽根９８は、粘質塊状体を解砕し混合する機能を有している。
【００５６】
図２０は、コンベアを支持する駆動プーリ３２などのプーリ９９の形状を示している。プーリ９９は、回転軸１０１とプーリ本体１０２とを備えている。プーリ本体１０２の両側に、同軸にリブ１０３が取りつけられている。上下のベルト３１とプーリ本体１０２との間の空隙に挟まれる粘質土は、リブ１０３の方に移動して、ベルト３１をプーリから持ち上げたり、プーリの緊張力を無用に増大することがない。
【００５７】
【発明の効果】
本発明による土石混合粘質土壌の改良機は、目詰まりを起こさない分離用格子よって粘質土石の分離性能がよく、改良土壌の生産効率が高く、全システムの生産効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による土石混合粘質土壌の改良機の実施の形態を示す正面図である。
【図２】図２は、図１の左側面図である。
【図３】図３は、分離用格子の実施の形態を示す平面図である。
【図４】図４は、図３の正面図である。
【図５】図５は、分離用格子の他の実施の形態を示す平面図である。
【図６】図６は、図５の正面図である。
【図７】図７は、分離用格子の更に他の実施の形態を示す平面図である。
【図８】図８は、図７の正面図である。
【図９】図９は、解砕機の実施の形態を示す正面図である。
【図１０】図１０は、図９の一部を更に詳細に示す正面図である。
【図１１】図１１は、図９の平面図である。
【図１２】図１２は、切断刃の他の実施の形態を示す断面図である。
【図１３】図１３は、図１２の側面図である。
【図１４】図１４は、作用を解説するための正面図である。
【図１５】図１５は、ゲートを示す断面図である。
【図１６】図１６は、ゲートの他の形態を示す断面図である。
【図１７】図１７は、ゲートの普通の形状を示す断面図である。
【図１８】図１８は、ゲートの他の形態を示す断面図である。
【図１９】図１９は、耕耘機を示す正面図である。
【図２０】図２０は、プーリの実施の形態を示す正面図である。
【符号の説明】
１…分離手段
２…混合手段
３…解砕手段
４…搬送手段
８…分離用格子
１２…移動面
１３…縦方向格子要素
１４…横方向格子要素
１８…傾斜面
１９…対向面
２２…基準面
３１…無端ベルト
３５…駆動モータ
４１…改良材タンク
５２…解砕機
５３…解砕用駆動モータ
５４…回転駆動軸
５５…切削刃
５７…上方側衝突板
５８…下方側衝突板
７２…横方向切断刃
７７…第１切断刃
７８…第１切断刃面
７９…第２切断刃
８１…第２切断刃面
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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