JP2001340777A - 土質材料製造装置 - Google Patents
土質材料製造装置Info
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Abstract
生産性の向上・品質の向上などを満足させることのでき
る土質材料製造装置を提供する。 【解決手段】内周面が下広がりの筒状傾斜面に形成され
ている混合容器21と、混合容器21の上部に設けられ
た材料投入口22と、混合容器21内の中心領域に配置
されて上下方向に沿う回転軸31と、回転軸31の外周
部に一段以上の放射配列で取り付けられた複数本の長い
フレキシブル剛体41と、回転軸31に連結された回転
駆動系36とで構成されている。
Description
ための技術分野に属するものであって、主に土木・建築
・農林・水産・水処理・小動物飼育・小動物養殖・微生
物培養などの分野で用いられる土質材料製造装置の改良
に関する。本発明は、また、廃物処理を兼ねる技術でも
ある。
土質材料としては玉石・砂利・砂・シルト・粘土やこれ
らの複合したものが広く知られている。土質材料の集合
体である土構造物は、通常、多くの間隙があってここに
水分・空気・その他を含んでいる。したがって土構造物
は、固体・液体・気体の混合物であるといえる。
ついては、本件出願人の先願に係る平成9年特許願第9
3001号(特開平10−263424号公報参照)に
詳述されている。廃棄物の再資源化や再利用がすでに行
われていることにも、この公知文献は触れている。この
公知文献は、また、建設工事において、経済性や周辺環
境保全の観点から現地発生土を改良して用いるケースが
多いということも述べている。この公知文献の発明(以
下先行技術という)は、さらに、現地発生土を土質材料
に改良するための既成の各手段についてつぎのような指
摘をしている。
来法の一つは、粉砕できない粘土塊や石礫を取り除くた
めにスケルトンバケット式バックホウ・回転翼付きバケ
ット式バックホウ・振動スクリーンなどで篩いにかけた
後の現地発生土をバックホウやパグミルミキサでさらに
混合するというものである。しかしこの方法にはつぎの
ような課題が残されている。その一つは、現地発生土が
篩いによって減量されるため歩留まりが悪くなることで
ある。他の一つは、事前の篩い作業と事後の混合作業と
が分離するために作業効率が悪くなったり作業工程が煩
雑になったりすることである。ゆえに大量の土質材料を
要する大規模工事に適さない。これら以外の一つは、粉
砕できない粘土塊が篩い処理後の現地発生土中に多く残
留しているため均質な粉砕混合物を得ることができず、
土質改良品(土質材料)の品質が低級になることであ
る。その打開策として多量の土質改良材を用いたりす
る。ちなみにセメント安定処理工法の場合は、セメント
配合率や強度上のバラツキをも含めて現場処理土の強さ
を決定しているが、その際、室内試験値をかなり上回る
量のセメントを用いるというのであるからセメント消費
量が多くなる。大量施工の際はかかる不経済も無視する
わけにいかない。
ーンクラッシャによって現地発生土を原位置で粉砕しつ
つ混合するというものである。この方法によるときは作
業工程が上記に比べて簡便になるかのごとくである。し
かしながらスタビライザやストーンクラッシャによると
きも粘土塊に対する粉砕混合効率が低く改良土の品質が
悪いために数回となく作業を繰り返さなければならい。
ということは、この方法も作業性や経済性の点で望まし
くないということである。
いては、上述のような土質(品質)・生産能力・作業性
・経済性などが解決すべき課題になる。しかも土木分野
では、既述の高能力機種を用いながらもこのような課題
を残しているのである。してみると、それを下回る機種
を用いて土質材料を製造している他分野の技術について
もこれと同様の課題が残されているといえる。
解決するため、処理容器内に投入した土質材料用の原材
料を高速回転中の各フレキシブル剛体により混合してい
た。それが土質材料の高品質性・高い生産能力・作業性
・経済性・汎用性などに通じるというのである。
技術も、その後の研究や実験結果によって改善の余地の
あることが判明した。以下これについて説明する。土木
分野における土質材料の多くは、含水比が高く粘性の強
い不良土を原材料にしてつくるのが一般である。このよ
うな原材料を処理容器内で加工処理するというとき、フ
レキシブル剛体により打撃されて遠心方向に飛散する原
材料は処理用器の垂直な内壁面に強力に付着し、次第に
堆積成長していく。これによって顕著にあらわれる弊害
の一つはフレキシブル剛体の摩滅である。すなわち高速
回転中のフレキシブル剛体が容器内壁面の堆積物と定常
的に接触(摩擦)するから、フレキシブル剛体が早期に
摩滅する。弊害の他の一つは回転動力の過負荷である。
すなわち、堆積物との接触でフレキシブル剛体に掛かる
大きな負荷が動力源(モータ)にも波及するというので
ある。もちろん過負荷防止装置が自動的に働くから、過
大な負荷が掛かる前にモータは停止するが、そのために
製造装置が稼働しなくなる。そしてモータが停止するご
とに処理容器内を清掃しなければならず、その頻度も高
いから土質材料の生産性が低下する。さらにいうと、装
置の運転時間に比例して堆積物が成長するのであるか
ら、フレキシブル剛体の摩滅量や回転動力の負荷増もそ
れに比例して進行する。これが処理能力や品質に影響を
与えるから、土質材料製造時の処理能力の低下や品質の
低下も免れない。
生機(起振機)を取り付け、これの打撃振動を処理容器
に与えて原材料の付着や堆積を阻止することが行われて
いる。しかし容器内壁面に対する原材料の密着力はかな
り大きい。しかもフレキシブル剛体が付着物の上に次々
と原材料を押し付けるので、より丈夫なリング形状へと
堆積成長する。したがって振動発生機の振動を与える程
度では、この付着堆積物を十分に剥落させることができ
ない。
的課題に鑑み、主要部品の損耗防止・処理能力とそれに
基づく生産性の向上・品質の向上などを満足させること
のできる土質材料製造装置を提供しようとするものであ
る。
された土質材料の製造装置は所期の目的を達成するため
に下記の課題解決手段を特徴とする。すなわち請求項1
記載の当該装置は、内周面が下広がりの筒状傾斜面に形
成されている混合容器と、混合容器の上部に設けられた
材料投入口と、混合容器内の中心領域に配置されて上下
方向に沿う回転軸と、回転軸の外周部に一段以上の放射
配列で取り付けられた複数本の長いフレキシブル剛体
と、回転軸に連結された回転駆動系とで構成されている
ことを特徴とする。
製造装置は所期の目的を達成するために下記の課題解決
手段を特徴とする。すなわち請求項2の記載の当該装置
は、内外に近接して同心状に重ね合わせることのできる
二つの筒であって相対的に径の大きい外筒と径の小さい
昇降筒とを組み合わせてなる混合容器と、混合容器の上
部に設けられた材料投入口と、混合容器内の中心領域に
配置されて上下方向に沿う回転軸と、回転軸の外周部に
一段以上の放射配列で取り付けられた複数本の長いフレ
キシブル剛体と、回転軸に連結された回転駆動系とで構
成されていること、および、混合容器の垂直軸線上にお
いて外筒が定位置に配置されているとともに昇降筒が外
筒の内周面沿いに上下動自在なるように配置されている
こと、および、各フレキシブル剛体が混合容器の外筒内
部と対応する部位にあることを特徴とする。
製造装置は所期の目的を達成するために下記の課題解決
手段を特徴とする。すなわち、請求項4記載の当該装置
は、内外に近接して同心状に重ね合わせることのできる
三つの筒であって径の大きさが1位の外筒と同2位の昇
降筒と同3位の内筒とを組み合わせてなる混合容器と、
混合容器の上部に設けられた材料投入口と、混合容器内
の中心領域に配置されて上下方向に沿う回転軸と、回転
軸の外周部に一段以上の放射配列で取り付けられた複数
本の長いフレキシブル剛体と、回転軸に連結された回転
駆動系とで構成されていること、および、混合容器の垂
直軸線上において外筒を下位かつ内筒を上位にしてこれ
ら両筒が定位置に配置されているとともに外筒と内筒と
の内外周面間に昇降筒が上下動自在なるように配置され
ていること、および、各フレキシブル剛体が混合容器の
外筒内部と対応する部位にあることを特徴とする。
製造装置は、請求項2または3記載の装置において、昇
降筒が昇降機に連結されて上下動自在に支持されている
ことを特徴とする。
製造装置は、請求項1〜3いずれかに記載の装置におい
て、当該装置が混合容器内に添加物を供給するための添
加物供給系を備えていることを特徴とする。
いて、フレキシブル剛体を高速回転させつつ土質材料用
の原材料を混合容器内に投入すると、原材料は高速回転
中の各フレキシブル剛体やその他の作用で攪拌混合され
て所定の土質材料になる。このときの作用はつぎのよう
なものである。高速回転中の各フレキシブル剛体で打撃
された原材料の多くは遠心方向に飛散して混合容器の内
周面に衝突する。衝突した原材料のうちの一部は、混合
容器の内周面が下広がり傾斜面であるため、その傾斜面
で反射して下方へ落下するが、他の一部は混合容器の内
周面が傾斜面であるにもかかわらず付着する。しかしこ
の付着物は傾斜面から垂れ下がるという不安定状態であ
ったり、傾斜面沿いに滑りや転がりを生じるという不安
定状態であったりする。加えて混合容器の傾斜面では、
後続の付着物が先行の付着物を下へ下へと押しやる。か
かる不安定状態の付着物は各フレキシブル剛体との再衝
突で簡単に落下する。もちろん振動発生機を介して混合
容器に打撃振動を与えた場合も、この種の付着物は混合
容器の内周面から簡単に剥落する。ゆえに混合容器の内
周面(傾斜面)では、原材料が一時的に付着するとして
もそれが堆積成長せず、これに起因した種々のトラブル
や不都合が発生しない。
装置も上記と同じく、混合容器内で高速回転するフレキ
シブル剛体で土質材料をつくる。この製造時でも、各フ
レキシブル剛体で打撃された原材料の一部が遠心方向に
飛散して混合容器の内周面(外筒の内周面)に衝突し、
そこに付着する。これを放置した場合は付着物が堆積成
長する。したがってこの製造開始後、連続的または一定
時間が経過するごとに混合容器の昇降筒を上下動させて
該付着物を削り落とす。すなわち外筒の内周面に近接な
いし密接して上下動する昇降筒の下端部により、外筒内
周面の付着物を削り落とす。付着物を削り落としてしま
えば、既述のトラブルや不都合が発生しない。また請求
項4のごとく、昇降筒が昇降機に連結されて上下動自在
に支持されている場合は上記付着物の削り落としが機械
的に行える。
キシブル剛体の回転数(フレキシブル剛体の先端周速)
を調整することで製品(土質材料)の粒度調整が可能に
なる。これは材料(材質)の種類に応じて適切な粒度の
土質材料が得られるということである。
添加物を供給するための添加物供給系を上記各装置が備
えている場合は、土質材料として各種の特性を有するも
のを製造することができる。
一実施形態を図1に基づいて説明する。
脚、13は枠体、21は混合容器、22は材料投入口、
23は集合容器、24は振動発生機、31は回転軸、回
転駆動系34、41はフレキシブル剛体、51は加熱
系、61は搬入機械、62は搬出機械をそれぞれ示す。
樹脂(FRPを含む)・その周知の材料でつくられたも
のであり、支持脚12や枠体13も同様の材料でつくら
れたものである。支持台11の上には複数本の支持脚1
2が組付組み付けられ、その上に枠体13が構築され
る。枠体13の周囲面がパネルその他で覆われることも
ある。
の筒状をした胴部を有する。混合容器21は上面が閉鎖
され、その下面が開放されている。混合容器21の胴部
は望ましくは截頭円錐形の筒状であるが、截頭角錐形の
筒状でもよい。角錐形の筒状としては六角錐以上のよう
な多角錐がよい。混合容器21の上部には材料投入口2
2が設けられる。材料投入口22を設けるときの一例は
図1のように、上部がホッパ形で下部が傾斜筒形のシュ
ート部材を混合容器上面の開口部に装着すればよい。図
1の集合容器23は上広がりの筒状であって上下両面が
開放されている。集合容器23の形状も混合容器21の
それを逆にしたものでよく、その代表的一例として逆截
頭円錐形が採用される。集合容器23の上部口径は混合
容器21の下部口径と同等かそれよりも一回り大きい。
集合容器23の上部には、図1のごとき傾斜のない筒部
が増設されてもよく、そのようなものが集合容器23の
下部にも増設されてよい。混合容器21は枠体13内に
配置された後、ボルト・ナット・ステー・その他、周知
の取付具を介してそこに取り付けられる。これで材料投
入口22が枠体13内からその上方へ突出している。集
合容器23は、混合容器21の下部と重なり合う態様で
混合容器21下に配置された後、混合容器21の場合と
同様の手段でそこに取り付けられる。この場合の集合容
器23の下部は枠体13内から支持脚12側にまで突出
している。そのほか混合容器21の胴部外周面には、起
振機とも称される小型の振動発生機24が複数個、周方
向に等間隔で取り付けられている。空気圧式または油圧
式のシリンダ25と棒状のノッカー26とを主体にして
構成されるこの振動発生機24は、シリンダ25によっ
て棒状ノッカー26を周期的に進退させ、そのノッカー
26で混合容器21の胴部を打撃するというものであ
る。図1での混合容器21と集合容器23は対をなすも
のであるから、当該両容器21・23を併せみて製造容
器ということもできる。混合容器21の場合は高度の機
械的強度や耐久性が要求されるため、主に金属製(鋼
製)のものが採用される。材料投入口22用の部材や集
合容器23は混合容器21ほどの高度の機械的強度が要
求されないため、金属製であっても合成樹脂製であって
もよい。
は、フレキシブル剛体取付用として差し込み間隙(空
間)のある取付部32が形成されている。取付部32は
一段だけでもよいが通常は複数段である。一段あたりの
取付部32の数は2以上たとえば4〜12の範囲内で設
定される。各段における取付部32の数が複数のとき、
これらは回転軸31の外周面において放射状に分布して
いる。このような回転軸31は、上下一対の軸受33・
34を介して回転自在に支持されるものである。これら
のうちで上方の軸受33は、枠体13の上部中央に取り
付けられている。下方の軸受34は集合容器23内に配
置されるものであるため、数本の支持腕35で支持され
る。具体的には図1の右側支持脚12・前側支持脚(図
示せず)・後側支持脚(図示せず)のそれぞれから集合
容器23の中心部に向けて伸びる複数本の支持腕35に
よって軸受34が支持される。この場合の各支持腕35
は集合容器23を貫通している。これらの軸受33・3
4で回転自在に支持された回転軸31の上端部は枠体1
3よりも上方へ突出している。その突出した回転軸31
の上端部には回転駆動系36が連結される。図1の回転
駆動系36については全てが示されているのでなく、従
動プーリ37や伝動ベルト38など伝動系の一部のみが
示されている。従動プーリ37は回転軸31の上端部に
取り付けられ、これと対応する原動プーリ(図示せず)
は図示しないモータの出力軸に取り付けられ、伝動ベル
ト38は原動プーリと従動プーリ37とにわたって掛け
回されている。この段落で述べた支持腕35はたとえば
金属製である。一対の軸受33・34は周知のものであ
る。回転駆動系36を構成するモータ・原動プーリ・従
動プーリ37・伝動ベルト38なども周知部品である。
れたものは、多数のリングを鎖のごとく屈伸自在に長く
連結してなる。フレキシブル剛体41においては各リン
グ一つひとつが剛体部分になり、各リング相互の連結部
が屈伸自在なフレキシブル部分になるというものであ
る。図1の例では、多数本のフレキシブル剛体41が放
射配列かつ上下多段の態様で回転軸31の周囲に取り付
けられる。具体的には、各フレキシブル剛体27の基端
部を回転軸31の各取付部32に差し込んだ後、それぞ
れの取付部32・フレキシブル剛体基端部を閂状に貫通
する各ロックピン(例:ボルト・二重ナット)で各フレ
キシブル剛体41を回転軸25の外周部に枢着するとい
うものである。こうして回転軸31に取り付けられた各
フレキシブル剛体41は回転軸31が回転していないと
き自重で垂れ下がるものであるが、回転軸31を高速回
転させたときは遠心力で水平浮揚する。この状態のとき
各フレキシブル剛体41の先端部は間隙を介在して混合
容器21の胴部内周面に近接する。この関係をさらにい
うと、混合容器21の胴部内周面は下広がりの筒状傾斜
面であるから、各段のフレキシブル剛体41は上段のも
のから下段のものになるにしたがい順次長くなってい
る。このような各フレキシブル剛体41は、これら全体
をみて、回転軸31の外周部に一段以上の放射配列で取
り付けられていることになる。なお、フレキシブル剛体
41としては、鎖または伝動用のチェンベルトに類した
ものがこれの代表例になるが、多数のリンク片を屈伸自
在に長く連結したもの・単数〜多数(複数)の打撃部材
(例:鉄板・ハンマヘッド・斧など)を可撓性のある金
属ワイヤに固着したものも有効である。
も加熱系51・材料の搬入機械61・製品の搬出機械6
2などが組み合わされている。加熱系51は混合容器2
1を加熱するためのものであり、これは図示しない熱源
と、温風ないし熱風を吹き付けるためのブロワー52
と、送風管53と、その他で構成されている。加熱系5
1の送風管53は混合容器21の外周面近くまで配管さ
れてその先端(温風や熱風の吹き出し端)が混合容器2
1に向けられている。搬入機械61や搬出機械62は周
知のベルトコンベアからなる。これらのうちで搬入機械
61は、材料投入口22から混合容器21内に原材料が
投入できるように所定の位置に配置されている。これに
対する搬出機械62は、集合容器23内から落下してく
る製品(土質材料)を受けるように所定の位置に配置さ
れている。搬入機械61についてはベルトコンベア以外
でもよく、たとえばスクリューコンベアなども用いるこ
とができる。混合容器21がたとえば崖下のような低い
位置にあって崖上のごとき高位置から混合容器21内に
材料を投入するというときも、搬入機械61として既述
の各種コンベアを用いてよいが、このようなケースで
は、コンベアに代わるブルドーザやパワーショベル等で
も材料を混合容器21内に投入することができる。搬出
機械62についても搬入機械61とほぼ同様のことがい
える。したがって搬出機械62がスクリューコンベアか
らなることもある。また混合容器21下にコンベアの類
がないときは、混合容器21下に堆積した土質材料をブ
ルドーザやパワーショベルで他の場所へ搬出することも
できる。
行技術文献に記載されたものと同じでよい。それは泥・
土・砂・礫・石・岩などのうちから選ばれた一以上のも
のであったり、また、泥を含む二種以上の混合物・土を
含む二種以上の混合物・砂を含む二種以上の混合物・礫
を含む二種以上の混合物・石を含む二種以上の混合物・
岩を含む二種以上の混合物などのうちから選択された一
以上のものであったりする。これらについては天然(自
然)のものであるか人造のものであるかを問わない。か
かる原材料の具体例としてはヘドロ・泥土・粘性土・砂
質土・礫質土・粘性土塊(ロームや浚渫土)・風化した
珊瑚礫混じり土・風化岩(泥岩・凝灰岩・花崗岩など)
・風化岩塊混じり土・玉石(河川・湖沼・海岸などでみ
られるもの)・砕石(市販品)・下水汚泥スラッジ・有
機質土・弱溶結堆積物・火砕流堆積土・崖錐土・建設発
生土などをあげることができる。弱溶結堆積物の一つと
して「しらす」と俗称されているものがある。これは主
として南九州に広く分布する火砕流堆積物・降下火砕堆
積物・それらの二次堆積物などであって軽石質ないし火
山灰質の白色を帯びたものである。「しらす」は降雨に
より斜面崩壊しやすい特殊土の一つでもある。
剤)も前記先行技術文献に記載されたものと同じでよ
い。それは固体・液体・気体などのうちから選択される
一以上のものである。このような添加物は無機物であっ
たり有機物であったりする。具体的な添加物として生石
灰(粉状・塊状)・消石灰(粉状・塊状)・セメント系
固化材(粉状・塊状・液状)・石灰系固化材(粉状・塊
状・液状)・高分子系安定剤(粉状・液状)・土質安定
用ポリマ(粉状・液状)・増粘剤(粉状・液状)・ピー
ト・藁・チップ状生木・農業用肥料(粉状・液状)・貝
殻類(牡蛎殻・帆立貝殻・アコヤ貝殻)・廃棄石炭灰
(粉状・液状)・ベントナイトその他の止水材(粉状・
液状)・廃棄コンクリート塊・短繊維(金属系のもの・
炭素系のもの・石油材料系のもの)・一般廃棄物焼却灰
スラグ・土工用軽量発砲ビーズ・土工用水砕スラグ・分
離防止剤(粉状・液状)・水・海水・空気・酸素・中和
剤・アルカリ性ガス・酸性ガスなどをあげることができ
る。
料をつくるときは一例として以下のようになる。
系51・振動発生機25・搬入機械61・搬出機械62
をそれぞれ運転状態にする。この運転状態についていう
と、回転軸31やこれに取り付けられた各フレキシブル
剛体41は回転駆動系36から動力伝達を受けて500
〜2000回転/分のような高速で回転し、この回転で
各フレキシブル剛体41が水平浮揚する。それで各フレ
キシブル剛体先端の周速が30〜100m/秒にもな
る。一方で混合容器21は、加熱系51の送風管53か
ら吹き付けられる50〜200℃程度の熱風で加熱され
るとともに振動発生機24のノッカー26により衝撃打
撃されて振動する。そのほか、搬入機械61は原材料ま
たは原材料と添加物を混合容器21内に投入するためエ
ンドレス回転し、搬出機械62も製造された土質材料を
受けて運ぶためエンドレス回転する。
れてくる原材料または原材料と添加物は材料投入口22
より混合容器21内に落下する。そして原材料等は、こ
れが混合容器21内を落下して集合容器23内に至るま
での間、多数本かつ多段の高速回転体(各フレキシブル
剛体41)により強打されて粉砕混合される。とくに各
フレキシブル剛体41については、これが500〜20
00回転/分のようなレベルで高速回転しているから、
原材料のみの場合は、これに対する粉砕能力と粉砕物相
互を均質に混ぜる効果が高く、原材料と添加物との場合
は粉砕能力のほか両者を均質に混ぜる効果も高い。この
際、使用する原材料や添加物の種類に応じて各フレキシ
ブル剛体41の回転数を調整したりもする。それによっ
て粉砕物が所望の粒度になる。かかる加工処理を施した
ものが土質材料になり、これが集合容器23で案内集合
されながら搬出機械62上に落下する。ここに落下した
土質材料は搬出機械62により所定のところまで運ばれ
る。こうして得られる土質材料は二回以上、製造装置に
かけて再処理してもよい。また、得られた土質材料と新
たな原材料および/または添加物とを混ぜ合わせてこれ
らを製造装置にかけてもよい。
記先行技術文献にも記載されているとおり、原材料の種
類・添加物の種類・これら配合比などを選択することで
多種多様のものに仕上がる。以下に例示する土質材料は
それらの一部である。風化岩塊を多く含む原材料でつく
られた土質材料は、ロックフィルダムの遮水材料・ゴミ
最終処分場の遮水材料・防水シート層の保護材料など土
木用や建築用のものになる。化学繊維(短繊維)を添加
物として含む原材料でつくられた抗張力性の土質材料
も、河川堤・切土・盛土法面などが流水や雨水で侵食さ
れるのを防止するために用いられるから土木用のものに
なる。チップ化された生木を添加物として含む原材料で
つくられた土質材料は、雑木処理や除根処理に適した植
生土になるから農林用の一つであるといえる。軟弱な高
含水比の粘性土塊とか石礫とかを含むものを原材料と
し、これに生石灰やセメントのような安定材(添加物)
が添加されてつくられた土質材料は、安定した土構造物
を築造する場合に有用なものとなる。貝殻類を含む原材
料をであってこれらを粉砕混合してなる土質材料は土工
用の埋め戻し材になる。ロームや浚渫土のような粘性土
塊を原材料とし、これに生石灰やセメントのような安定
材(添加物)に高分子系安定剤(添加物)が添加されて
つくられた土質材料の場合は、土工用埋め戻し材以外に
排水用のサンドマットとしても利用することができる。
石炭灰を添加物として含む原材料でつくられた土質材料
は土工用の盛り土材になる。廃棄コンクリート塊を粉砕
してなる土質材料は再生砂として有効に活用することが
できる。有機燐・有機質素化合物などを含んだ汚泥を原
材料としてつくられた土質材料は、微生物培養に適する
ほか、ミミズなどの土中小動物の養殖にも適する。昆虫
などの孵化に用いる土質材料は適当な水分を含むように
つくられる。砂礫質土を主体にしてつくられた土質材料
は養殖場(水底)の敷材や水処理用の濾床材として用い
られる。農業用の土質材料は肥料(添加物)を含んでつ
くられる。
るとき、高速回転中の各フレキシブル剛体41で打撃さ
れた原材料または原材料と添加物は、遠心方向(回転軸
31の中心から遠ざかる方向)に飛散して混合容器21
の内周面に衝突し、その衝突したうちの一部が混合容器
21の内周面に付着する。しかしこうした付着物は、混
合容器21の内周面が下広がり傾斜面であるため既述の
不安定状態を呈し、付着物相互の作用で下へ下へずり落
ちていく。そのために付着物の堆積成長が起こりがた
い。このときの混合容器21は、また、加熱系51によ
り加熱されて高温化しているから、ここに付着した付着
物は水分の蒸発で粘性を低下させる。これは付着物自身
の粘着性が低下するというのであるから、この種の付着
がさらに起こりがたい。加えて振動発生機24のノッカ
ー26が混合容器21を高速打撃し、これを振動させ
る。したがって、この機械的振動によって付着物が積極
的に振り落とされる。
他の一実施形態を図2に基づいて説明する。
添加物供給系61が増設されたものである。添加物供給
系61は、供給管62・スイベルジョイント63・下端
が閉鎖された中空の回転軸31・ノズル64などを主体
にして構成されるものである。具体的には以下のとおり
である。枠体13上の支持部材66で支持された供給管
62は、スイベルジョイント63を介して回転軸31の
上部に連結される。ノズル64は混合容器21内に位置
するように回転軸31の外周面に組み付けられている。
こうして組み付けられたノズル64は回転軸31の中空
部内と連通している。供給管62は図示しない添加物供
給源にホースなどで接続されている。そのほか、混合容
器21の上部には下広がりの集合筒21Dが増設されて
いる。この集合筒21D内には、フレキシブル剛体41
と同様にして回転軸31の上部外周面に放射状に取り付
けられた複数本の攪拌部材65が納まっている。この実
施形態では混合容器21の上部に集合筒21Dがあるか
ら、材料投入口22は集合筒21Dと通じるように設け
られる。
・搬出機械62などの図示が省略されているが、これら
は図1に示したものと実質的に同じかそれに準ずるもの
である。図2における装置の構成部品や構成部材も、図
1のものと共通するものは既述の材料からなる。供給管
62はたとえば金属製である。ノズル64は既製品でも
よく、パイプの先端に噴射口を設けたものでもよい。攪
拌部材65はたとえば金属製の柄の先端にワイヤ束を取
り付けたようなものである。スイベルジョイント63は
既製品でよい。
料をつくるときは一例として以下のようになる。
くる原材料を混合容器21内に投入するのと同期して、
添加物供給系61から送られてくる流動性添加物(液体
・低粘性体・粉体など)を混合容器21内に噴射する。
このとき原材料は、集合筒21D内の攪拌部材65で事
前に攪拌されてから、混合容器21内に落下する。添加
物の場合は、供給管62や回転軸31の中空部内を経て
ノズル64の先端から混合容器21内に噴射される。混
合容器21内において、これらの原材料や添加物から土
質材料がつくられる点は図1の場合と同じである。混合
容器21の内周面で付着物の堆積成長が起こりがたいこ
とも図1の場合と同じである。混合容器21内でつくら
れた土質材料は、集合容器23で案内集合されながら搬
出機械62の上に落下し、ここに落下したものが搬出機
械62で所定のところまで運ばれる。図2の装置でも土
質材料を二回以上製造装置にかけて再処理してよく、ま
た、得られた土質材料と新たな原材料および/または添
加物とを混ぜ合わせてこれらを製造装置にかけてもよ
い。
他の一実施形態を図3・図4に基づいて説明する。
21とこれに付帯する構成が図1のものと相違する。す
なわち図3・図4の混合容器21は、内外に近接して同
心状に重ね合わせることのできる外筒21Aと昇降筒2
1Bと内筒21Cなど三つの筒を主体にして構成され
る。これらを径の大きさ順でいうと、外筒21Aが1
位、昇降筒21Bが2位、内筒21Cが3位になるが、
各筒の相対的な径の差はわずかである。枠体13の下部
側には筒を支えるための基礎部分としてリング状の座板
14が設けられる。座板14には、周方向に等間隔で配
置されてその上面から立ち上がる複数本の取付脚15や
縦方向に長い複数本の昇降機16が設けられている。各
取付脚15と各昇降機16との相対関係では、取付脚1
5が外側にあって一方が昇降機16その内側に位置する
というものである。各取付脚15を介して支持される外
筒21Aには、取付脚15の数や配置間隔に対応する複
数の突出片A1がその外周面に取り付けられており、各
昇降機16を介して支持される昇降筒21Bにも、昇降
機16の数や配置間隔に対応する複数の突出片B1がそ
の外周面に取り付けられている。外筒21Aは、集合容
器23の直上でこれと連通するように配置された後、各
突出片A1を各取付脚15の上端に固定(連結)するこ
とにより所定の位置に支持される。こうして支持された
外筒21Aは、各フレキシブル剛体41が水平浮揚した
ときにこれの周囲を取り囲むというものである。昇降筒
21Bは、外筒21A内に配置された後、各突出片B1
を各昇降機16の上端に固定(連結)することにより昇
降自在に支持される。ちなみに図示例の各昇降機16は
油圧式または空気圧式のジャッキ(シリンダとラム)か
らなるが、これに代わるものとして、リードネジを有す
るネジ棒とこれにねじ込んだ雌ネジとからなるものでも
よい。後者の場合、昇降筒21Bの各突出片A1は、周
方向の動きが自由で軸方向の動きのみを拘束されるよう
に雌ネジに連結される。内筒21Cの場合は枠体13の
上部裏面に取り付けられてそこから下方へ突出してい
る。外筒21Aと昇降筒21Bと内筒21Cの関係を詳
しくいうと、外筒21Aの上端部と内筒21Cの下端部
は上下食い違い状に重なっており、昇降筒21Bは外筒
21Aの内周面と内筒21Cの内周面との間を上下動す
るようになっている。昇降筒21Bの下端部や内筒21
Cの下端部には、図3のごときナイフエッジすなわち内
周面側から外周面側に向けて傾斜したナイフエッジE1
・E2がそれぞれ形成される。そのほか外筒21Aの上
端部には、各突出片B1と重なり合うところに縦方向の
スリットSが形成されている。
4・支持腕35・搬入機械61・搬出機械62などの図
示が省略されているが、これらは図1に示したものと実
質的に同じかそれに準ずるものである。図3・図4にお
ける装置の構成部品や構成部材も、図1のものと共通す
るものは既述の材料からなる。取付脚15や昇降機16
は金属製で、突出片A1・B1も金属製である。そのほ
か外筒21Aに振動発生機24が取り付けられたり、加
熱系51が備え付けられたりすることもある。
土質材料をつくるときは一例として以下のようになる。
付けられた各フレキシブル剛体41は回転駆動系36を
介して高速回転するため水平浮揚する。そして搬入機械
61で運ばれてくる原材料または原材料と添加物が混合
容器21内に投入される。この運転状態のときの原材料
または原材料と添加物も各フレキシブル剛体41によっ
て既述同様に加工されて既述の土質材料になる。土質材
料は以下、集合容器23で案内集合されながら搬出機械
62の上に落下し、ここに落下したものが搬出機械62
で所定のところまで運ばれる。図3・図4の装置でも土
質材料を二回以上製造装置にかけて再処理してよく、ま
た、得られた土質材料と新たな原材料および/または添
加物とを混ぜ合わせてこれらを製造装置にかけてもよ
い。
しているときも、高速回転中の各フレキシブル剛体41
で打撃された原材料または原材料と添加物が混合容器2
1の内周面に付着する。図3・図4の装置では、このよ
うな付着物を下記のようにして削り落とす。まず、昇降
筒21Bが図3の下降位置にあるときは、原材料等は昇
降筒21Bの内面に付着するから、この付着物が堆積成
長する初期段階のときに各昇降機16を上に伸ばして昇
降筒21Bを内筒21Cの内周面沿いに上昇させる。昇
降筒21Bがこうして上昇するときの付着物は、昇降筒
21Bが内筒21Cの外周面と重なり合う過程で内筒2
1Cの下端部(ナイフエッジE2)により削り落とされ
る。一方、昇降筒21Bが図3の上昇位置にあるときは
原料等が外筒21Aの内周面に付着するから、この付着
物が堆積成長する初期段階のときに各昇降機16を下に
縮めて昇降筒21Bを外筒21Aの内周面沿いに下降さ
せる。このときも付着物は、昇降筒21Bが外筒21A
の内周面と重なり合う過程で昇降筒21Bの下端部(ナ
イフエッジE1)により削り落とされる。したがって図
3・図4の装置を用いて土質材料を製造するときは、昇
降筒21Bを定期的または連続的に上下動させればよ
い。
図3・図4の装置において内筒21Cを省略するという
ものである。この場合は外筒21Aを枠体13の上部裏
面まで延長し、スリットSも同様に延長する。外筒21
Aについては、図3・図4と同様の手段で支持してもよ
く、また、外筒21Aの上端部を枠体13の上部裏面に
固定してもよい。他は図3・図4で述べた事項と変わら
ないが、昇降筒21Bの上下方向の寸法を外筒21Aの
それの1/2とした場合、各フレキシブル剛体41は、
外筒21Aの下半部内に納まる。
記と同様の土質材料の製造に際して、外筒21Aの内周
面に付着した原材料等を昇降筒21Bの上下動で削り落
とす。
ル剛体を高速回転させながら所望粒度の土質材料を製造
するというものである。その際、混合容器内周面の付着
物を堆積成長させないから、つぎのような効果が得られ
る。
内周面の付着物と定常的に接触することがほとんどな
い。したがってフレキシブル剛体の早期摩滅を回避する
ことができる。
レキシブル剛体には大きな負荷が掛からず、それが動力
源にも悪影響を与えない。
いから装置をたびたび停止させるような事態も起きな
い。ゆえに土質材料の生産性が向上する。
いから、土質材料製造時の処理能力や品質も高位に保持
することができる。
れに要する労力が不要となり、省力化もはかることがで
きる。
である。
断正面図である。
断正面図である。
る。
添加物供給系61が増設されたものである。添加物供給
系61は、供給管62・スイベルジョイント63・下端
が閉鎖された中空の回転軸31・ノズル64などを主体
にして構成されるものである。具体的には以下のとおり
である。枠体13上の支持部材66で支持された供給管
62は、スイベルジョイント63を介して回転軸31の
上部に連結される。ノズル64は混合容器21内に位置
するように回転軸31の外周面に組み付けられている。
こうして組み付けられたノズル64は回転軸31の中空
部内と連通している。供給管62は図示しない添加物供
給源にホースなどで接続されている。そのほか、混合容
器21の上部には上広がりの集合筒21Dが増設されて
いる。この集合筒21D内には、フレキシブル剛体41
と同様にして回転軸31の上部外周面に放射状に取り付
けられた複数本の攪拌部材65が納まっている。この実
施形態では混合容器21の上部に集合筒21Dがあるか
ら、材料投入口22は集合筒21Dと通じるように設け
られる。
Claims (5)
- 【請求項1】内周面が下広がりの筒状傾斜面に形成され
ている混合容器と、混合容器の上部に設けられた材料投
入口と、混合容器内の中心領域に配置されて上下方向に
沿う回転軸と、回転軸の外周部に一段以上の放射配列で
取り付けられた複数本の長いフレキシブル剛体と、回転
軸に連結された回転駆動系とで構成されていることを特
徴とする土質材料製造装置。 - 【請求項2】内外に近接して同心状に重ね合わせること
のできる二つの筒であって相対的に径の大きい外筒と径
の小さい昇降筒とを組み合わせてなる混合容器と、混合
容器の上部に設けられた材料投入口と、混合容器内の中
心領域に配置されて上下方向に沿う回転軸と、回転軸の
外周部に一段以上の放射配列で取り付けられた複数本の
長いフレキシブル剛体と、回転軸に連結された回転駆動
系とで構成されていること、および、混合容器の垂直軸
線上において外筒が定位置に配置されているとともに昇
降筒が外筒の内周面沿いに上下動自在なるように配置さ
れていること、および、各フレキシブル剛体が混合容器
の外筒内部と対応する部位にあることを特徴とする土質
材料製造装置。 - 【請求項3】内外に近接して同心状に重ね合わせること
のできる三つの筒であって径の大きさが1位の外筒と同
2位の昇降筒と同3位の内筒とを組み合わせてなる混合
容器と、混合容器の上部に設けられた材料投入口と、混
合容器内の中心領域に配置されて上下方向に沿う回転軸
と、回転軸の外周部に一段以上の放射配列で取り付けら
れた複数本の長いフレキシブル剛体と、回転軸に連結さ
れた回転駆動系とで構成されていること、および、混合
容器の垂直軸線上において外筒を下位かつ内筒を上位に
してこれら両筒が定位置に配置されているとともに外筒
と内筒との内外周面間に昇降筒が上下動自在なるように
配置されていること、および、各フレキシブル剛体が混
合容器の外筒内部と対応する部位にあることを特徴とす
る土質材料製造装置。 - 【請求項4】昇降筒が昇降機に連結されて上下動自在に
支持されている請求項2または3記載の土質材料製造装
置。 - 【請求項5】混合容器内に添加物を供給するための添加
物供給系を備えている請求項請求項1〜3いずれかに記
載の土質材料製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000162670A JP3389202B2 (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | 土質材料製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000162670A JP3389202B2 (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | 土質材料製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001340777A true JP2001340777A (ja) | 2001-12-11 |
JP3389202B2 JP3389202B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=18666544
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---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2000
- 2000-05-31 JP JP2000162670A patent/JP3389202B2/ja not_active Expired - Lifetime
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KR20190020653A (ko) * | 2017-07-18 | 2019-03-04 | 니폰 고쿠도 가이하츠 가부시키가이샤 | 회전식 파쇄혼합장치를 이용한 개량토의 제조관리시스템 |
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