WO2021261217A1 - 回転式処理装置 - Google Patents

Abstract

ドラムの内部で処理対象を処理する回転式処理装置における粒子の飛散を抑制するため、回転式処理装置は、一方に処理対象の投入部を備えるとともに、他方に前記処理対象の排出部を備えたドラムと、回転軸部材に連結され、当該回転軸部材の回転軸回りに回転し、前記処理対象を前記ドラム内で処理する処理部材と、前記ドラム内で前記他方から前記一方へ向かう気体流れを抑制する抑制部と、備えている。

Description

回転式処理装置

　本発明は、回転式処理装置に関する。

　従来、解砕部において混錬された原料土及び土質改良剤を排出する排出コンベア上に集塵装置を配置した土質改良機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４－７４３２１号公報

　ところで、建設発生土などの原料土の処理は、筒状のドラムを備えた回転式処理装置で行われることがある。ドラムは、一方に処理対象の投入部を備え、他方に処理対象の排出部を備えるとともに、内部に回転軸部材と連結された処理部材を備えることがある。回転式処理装置は、ドラム内で処理部材を回転させることで処理対象を破砕したり、混錬したりする。このようなドラムを用いて処理対象を処理する際、ドラム内において処理対象に由来する粒子が舞い上がることがある。ドラム内で舞い上がった粒子は外部へ飛散することがないように処理されることが望ましい。特許文献１に開示された土質改良機は、このようなドラムを備えておらず、ドラム内で舞い上がり、飛散する粒子の処理は想定していない。このため、特許文献１に開示された土質改良機が備える集塵装置は、ドラムを用いた回転式処理装置に適用できない場合が想定される。

　そこで、本発明は、ドラムの内部で処理対象を処理する回転式処理装置における粒子の飛散を抑制することを目的とする。

　本明細書に開示された回転式処理は、一方に処理対象の投入部を備えるとともに、他方に前記処理対象の排出部を備えたドラムと、回転軸部材に連結され、当該回転軸部材の回転軸回りに回転し、前記処理対象を前記ドラム内で処理する処理部材と、前記ドラム内で前記他方から前記一方へ向かう気体流れを抑制する抑制部と、を備えている。

　本発明によれば、ドラムの内部で処理対象を処理する回転式処理装置における粒子の飛散を抑制することができる。

図１は第１実施形態の回転式処理装置を含む混合装置の一部を示す説明図である。 図２は第１実施形態の回転式処理装置の断面図である。 図３は第１実施形態の回転式処理装置が備えるドラムにおける処理対象の投入部の寸法と排出部の寸法を示す説明図である。 図４は第１実施形態の回転式処理装置の図２におけるＸ１－Ｘ１断面図である。 図５は第１実施形態の回転式処理装置の図２におけるＸ２－Ｘ２断面図である。 図６は第１実施形態の回転式処理装置が備えるドラム内の気体流れのシミュレーション結果の一例を示す説明図である。 図７は比較例の回転式処理装置が備えるドラム内の気体流れのシミュレーション結果の一例を示す説明図である。 図８（Ａ）は第２実施形態の回転式処理装置の回転軸方向に沿った断面図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）におけるＸ３－Ｘ３線断面図である。 図９（Ａ）は第３実施形態の回転式処理装置の回転軸方向に沿った断面図であり、図９（Ｂ）は図９（Ａ）におけるＸ４－Ｘ４線断面図である。 図１０は第４実施形態の回転式処理装置のドラムの内部と、ドラムに接続された排気ダクトを示す断面図である。 図１１は変形例１に係る回転式処理装置の断面図である。 図１２は変形例２に係る回転式処理装置の断面図である。

　以下、図面に基づいて、実施形態について説明する。なお、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。以下の説明では、図１やその他の図面に示すように鉛直方向と一致する方向をＺ方向とする。

（第１実施形態）
　まず、図１を参照して、第１実施形態の回転式処理装置（以下、単に「処理装置」という）１を備えた混合装置１００について説明する。図１は、混合装置１００の一部を示している。

　混合装置１００は、建設発生土などの原料土を改良して有効利用するため、原料土の処理を行う処理装置１を備えている。処理装置１は、原料土の破砕、細粒化を行い、原料土を細かく均質に分散させる処理を行う。また、処理装置１は、必要に応じて、原料土と添加材との混合、混錬を行い、改良土を得る。添加材は、生石灰、消石灰などの石灰系固化材や、普通セメント、高炉セメントなどのセメント系固化材、あるいは高分子材料からなる土質改良材、天然繊維、樹脂からなる化学繊維などであり、原料土に対して、所望の割合で投入される。これにより、改質土の性状や強度などの調整が行われる。本実施形態では、処理装置１において原料土と添加材との混合を行うことから、原料土と添加材とが、処理対象となる。ただし、添加材が投入されない場合もあり、この場合は、原料土が処理対象となる。

　混合装置１００は、投入コンベア１０１及び排出コンベア１０２を備える。投入コンベア１０１は、混合される前の原料土及び添加材を矢示８ａのように処理装置１へ投入する。排出コンベア１０２は、処理装置１において処理対象が処理されることで生成され、処理装置１から排出された改質土を矢示８ｂのように搬送する。なお、混合装置１００は、投入コンベア１０１や排出コンベア１０２の他に種々の構成要素を含む。例えば、原料土を投入コンベア１０１上へ投入する原料土ホッパや、添加材を投入コンベア１０１上へ投入する添加材ホッパ等を備えるが、これらは、図１では省略されている。

　つぎに、処理装置１について説明する。処理装置１の断面を示す図２を参照すると、処理装置１は、ドラム２、回転軸部材４、処理部材としてのインパクト部材５、及び、羽根部７を備えている。

　ドラム２は、筒状部２ａを備えている。筒状部２ａは、その中心軸線ＡＸ１がＺ方向に沿うように配置されている。ただし、筒状部２ａは、必ずしもその中心軸線ＡＸ１をＺ方向に沿わせて配置されていなければならないものではなく、Ｚ方向（鉛直方向）に対して傾斜させた状態で配置されてもよい。筒状部２ａの一方の端部、本実施形態にあっては、上方の端部には、天板部３が設けられている。天板部３には、処理対象の原料土と添加材とを筒状部２ａ内へ投入するための投入部３ａが設けられている。また、筒状部２ａの他方の端部、本実施形態にあっては、下方の端部は開口端とされ、筒状部２ａ内で処理されて生成された改良土が排出される排出部２ｂとされている。なお、筒状部２ａがＺ方向に対して傾斜させて設けられている場合であっても、筒状部２ａの一方に投入部３ａが設けられ、筒状部２ａの他方に排出部２ｂが設けられた態様とされる。

　ここで、図３を参照して、投入部３ａの寸法と、排出部２ｂの寸法について説明する。本実施形態における投入部３ａは、矩形であり、縦寸法Ｌと横寸法Ｗは、それぞれ、概ね５５０ｍｍ～８００ｍｍの範囲で適宜設定することができる。一方、排出部２ｂは、円形の開口部であり、その直径Ｒは、概ね１５００ｍｍ～２２５０ｍｍの範囲内で適宜設定することができる。このため、投入部３ａの面積と排出部２ｂの面積とを比較すると、排出部２ｂの面積の方が、投入部３ａの面積よりも大きい。例えば、投入部３ａの縦寸法Ｌと横寸法Ｗをともに最大の８００ｍｍとし、一方、排出部２ｂの直径Ｒを最小の１５００ｍｍとした場合であっても、排出部２ｂの面積の方が、投入部３ａの面積よりも大きくなる。このような投入部３ａの面積と排出部２ｂの面積との関係は、処理装置１が稼働しているときのドラム２内における気体の流れに影響を与えていると考えられる。この、ドラム２内における気体の流れの影響については、後に詳述する。なお、排出部２ｂの直径Ｒは、筒状部２ａの下端部を漏斗状に狭めることによって、所望の寸法まで狭めることができる。

　再び図２を参照すると、回転軸部材４は、天板部３を貫通し、上方（一方）が天板部３の上方に位置し、下方（他方）が筒状部２ａ内に位置するように設けられている。回転軸部材４の回転軸ＡＸ２は、筒状部２ａの中心軸線ＡＸ１と同様に、Ｚ方向に沿って延びている。なお、本実施形態においては、筒状部２ａの中心軸線ＡＸ１と回転軸部材４の回転軸ＡＸ２とは一致しているが、両者は必ずしも一致していなくてもよい。また、回転軸ＡＸ２は、必ずしもＺ方向に沿わせて配置されていなければならないものではなく、Ｚ方向（鉛直方向）に対して傾斜させた状態で配置されてもよい。

　回転軸部材４は、天板部３に設けられた軸受け部材４ａによって回転軸ＡＸ２周りに回転可能に支持されている。回転軸部材４の下端部は、ドラム２の内部に位置しており、自由端となっている。すなわち、回転軸部材４は、片持ち支持されている。回転軸部材４の上方（一方）の端部には、駆動プーリー４ｂが設けられている。駆動プーリー４ｂには、図示しない駆動ベルトが張設されている。駆動ベルトは、図示しない駆動モータの回転を駆動プーリー４ｂに伝達し、回転軸部材４を回転させる。

　本願出願人は、２０２０年１月１５日に出願した特願２０２０－００４１８３号にも片持ちのボールベアリングを有した回転式破砕装置を提案している。本実
施形態においても、軸受け部材４ａは、ボールベアリングを採用することができ、回転軸部材４の回転精度の向上や剛性の向上を図るため、アンギュラ玉軸受を採用することができる。このように、回転軸部材４を回転軸部材４の上方側で片持ち支持し、回転軸部材４の下方側（他端側）を自由端とすることにより、回転軸部材４の下方側において軸受け部材を配置する分のスペースが空くことになる。このため本実施形態においては、ドラム２の全高、すなわち処理装置１の全高を低くできる。また、混合装置１００における処理装置１の搭載位置を下げることができる。これに伴い、周辺の装置も低い位置に設置することができ、混合装置１００全体としても全高を低くすることができる。混合装置１００は、例えば走行装置上に設置することができるが、走行装置に設置した状態でその全高を３．８ｍ以下とすることができ、運搬時の高さの目安である運搬高３．８ｍとクリアでき、トラックやトレーラーによる混合装置１００の搬送の自由度を確保することができる。

　回転軸部材４には、処理部材としてのインパクト部材５が設けられている。インパクト部材５は、回転軸部材４に接続された金属製のチェーン５ａと、その先端側に設けられた鋼製の厚板５ｂを備えている。インパクト部材５は、ドラム２内で原料土の破砕、細粒化を行い、原料土を細かく均質に分散させる。また、インパクト部材５は、原料土と添加材との混合を行う。図４を参照すると、ドラム２の筒状部２ａ内には、４つのインパクト部材５が９０°ずつ隔てられて設けられている。回転軸ＡＸ２から各インパクト部材５の先端部までの長さはは、ｒｂｌであり、インパクト部材５の先端部が描く軌跡の直径は、２×ｒｂｌである。

　筒状部２ａ内において、Ｚ方向に沿うインパクト部材５の段数は、図２に示すように二段であるが、その段数は、これに限定されず、例えば、一段であってもよいし、三段以上であってもよい。また、チェーン５ａと厚板５ｂとを組み合わせたインパクト部材５に代えて、例えば、刃状の部材を用いてもよい。

　回転軸部材４には、図２、図４及び図５に示すように、ドラム２内で下方（他方）から上方（一方）へ向かう気体流れ、すなわち、上昇流ＡＦｕｐを抑制する抑制部として機能する４枚の羽根部７が設けられている。羽根部７は、湾曲形状を有し、回転軸部材４が回転することで、所望の方向の気体流れを作り出すファンとして機能する。なお、羽根部７の枚数は、４枚に限定されるものではなく、適宜選定することができる。また、羽根部７の形状も適宜設定することができる。羽根部７には、インパクト部材５により粉砕された原料土などが当たるため、鉄（例えば鋳鉄）やステンレスなどの金属材料を用いることが好ましい。

　図５を参照すると、ドラム２の内周壁２ａ１内には、４枚の羽根部７が９０°ずつ隔てられて設けられている。図２を参照すると、羽根部７は、インパクト部材５よりも下方で回転軸部材４に連結されている。羽根部７がインパクト部材５よりも下方で回転軸部材４に連結されているのは、上方から投入される原料土や添加材等がインパクト部材５に衝突し易くするためである。すなわち、仮に羽根部７がインパクト部材５よりも上方で回転軸部材４に連結されていると、原料土等がインパクト部材５よりも先に羽根部７に衝突し、インパクト部材５の機能が発揮しにくくなるため、これを回避するためである。

　羽根部７の回転軸ＡＸ２から、半径方向外側の端部までの長さは、ｒｆａｎであり、羽根部７の先端部が描く軌跡の直径は、２×ｒｆａｎである。ここで、図２を参照すると、羽根部７の先端部が描く軌跡の直径２×ｒｆａｎは、インパクト部材５の先端部が描く軌跡の直径２×ｒｂｌよりも小さい。これは、羽根部７が、インパクト部材５によって処理された原料土等のスムーズな落下をできるだけ妨げることがないようにするためである。

　羽根部７は、回転軸部材４が回転することによって、図２に示す下方へ向けた気体流れ、すなわち下降流ＡＦｄｏｗｎを生成する。下降流ＡＦｄｏｗｎは、上昇流ＡＦｕｐと対向する流れであることから、上昇流ＡＦｕｐを抑制することができる。また、回転軸部材４の下方側（他端側）が自由端となっているので、回転軸部材４の下方側（他端側）に軸受け部材が設けられている場合に比べて、羽根部７の大きさを大きくすることができ、その形状にも制限が少なくなり、効率的に粒子の飛散を抑制することができる。また、羽根部７のＺ方向の設置位置の自由度も大きくなるので、最適な位置に羽根部７を設けることができる。

　ここで、実施形態の処理装置１が備えるドラム２内の気体流れの様子について、図６及び図７を参照して説明する。図６は本実施形態の処理装置１が備えるドラム２内の気体流れのシミュレーション結果の一例であり、図７は比較例の処理装置５０が備えるドラム２内の気体流れのシミュレーション結果の一例を示す説明図である。ただし、いずれのシミュレーションも、インパクト部材５に代えて複数のブレード６を備えたモデルを用いて行った。複数のブレード６は、各インパクト部材５を置き換えたものであり、回転軸部材４に設けられたハブ部６ａを介して回転軸部材４に連結されている。また、実施形態におけるインパクト部材５は、二段とされているのに対し、このモデルにおけるブレード６は、一段とされている。

　まず、比較例の処理装置５０について説明する。比較例の処理装置５０は、羽根部７を備えていない点で、本実施形態の処理装置１と異なっている。比較例のその他の点は、本実施形態の処理装置１と異なるところがないため、共通する構成要素については、図面中、本実施形態と同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。

　図７を参照すると、図中、参照符号Ｃで囲った領域によく表れているように、処理装置５０を稼働させ、ブレード６が連結された回転軸部材４を回転させると、回転軸部材４に沿って上昇する気体流れ（上昇流）が観察された。このような上昇流は、添加材などの細かい粒子を巻き上げ、これらの飛散を生じさせる。

　気体の上昇流は、ドラム２の構造に起因して発生すると考えられる。ドラム２内には、回転軸部材４に連結されたブレード６を備えている。このブレード６を回転させると、ドラム２内に旋回流が生じる。旋回流は、ドラム２の筒状部２ａの内周壁２ａ１に沿うように広がる。ここで、ドラム２は、上方に原料土及び添加材の投入部３ａを備え、下方に排出部２ｂを備えており、上述したように、これらの面積を比較すると、排出部２ｂの面積の方が大きい。このようなドラム２内で旋回流が生じると、その一部が投入部３ａから外部へ流れ出る。旋回流の一部が投入部３ａからドラム２の外部へ流れ出ると、流れ出た分の気体の量を補うように排出部２ｂからドラム２内へ流れ込む。旋回流は、面積の小さい箇所から流れ出ると、その方向付けがされ易いと考えられる。このため、一旦、このような気体流れが生じると、連続的に排出部２ｂからドラム２内へ向かって気体が流れ込み、投入部３ａへ向かう継続的な上昇流が発生すると考えられる。

　このようにして生成された上昇流は、ドラム２内に投入された原料土と添加材のうち、主として添加材の巻き上げを生じると考えられる。添加材は、原料土と比較して、一粒一粒が微細であり、軽量だからである。巻き上げられた添加材は、気体の流れに乗って、投入部３ａからドラム２の外部へ放出され、飛散すると考えられる。添加材が飛散すると、作業者や周囲の環境へ影響を与えると考えられる。また、添加材は、ドラム２に投入される原料土の性質や量等を考慮し、所望の性状、強度の改質土が得られるように、原料土に対して、所望の割合で投入されるが、添加材の飛散が生じると、その分だけ、添加材が不足する。この結果、改良土において、所望の性状、強度が得られない可能性がある。

　つぎに、図６に示す本実施形態の処理装置１におけるドラム２内の気体流れのシミュレーション結果について説明する。本実施形態の処理装置１では、回転軸部材４に連結された羽根部７が回転軸部材４の回転に伴って回転することで、ドラム内で下方に向かう気体流れ（下降流）が生じる。この下降流は、上昇流を相殺し、ドラム２内での気体の移動を抑制する。ドラム２内で気体の移動が抑制されている様子は、図６に示すシミュレーション結果からも確認された。ドラム２内での気体の移動が抑制されれば、添加材などの細かい粒子の巻き上げ、飛散が抑制される。添加材などの細かい粒子の飛散が抑制されると、作業者や周辺環境への影響を緩和することができる。また、処理対象である原料土の性質や量等を考慮して投入された所定量の添加材がドラム２内に留まり、原料土と混合される。この結果、所望の性状、強度を備えた改良土を得ることができる。

　このように、本実施形態の処理装置１によれば、処理装置１における粒子（添加材）の飛散を抑制することができる。羽根部７はインパクト部材５の下方に位置し、排出部２ｂに近いところに設けられることで、排出部２ｂからドラム２内へ流れ込もうとする気体流れを相殺する気体流れを生成し、効果的に添加材の飛散を抑制することができる。

（第２実施形態）
　つぎに、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を参照して、第２実施形態の処理装置１０について説明する。図８（Ａ）は処理装置１０の回転軸方向に沿った断面図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）におけるＸ３－Ｘ３線断面図である。第２実施形態の処理装置１０は、第１実施形態の処理装置１が備える羽根部７に代えて、抑制部として機能する板状部１１を備えている。その他の構成は、第１実施形態の処理装置１と異なるところがないため、共通する構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。

　板状部１１は、インパクト部材５の他方側、すなわち、インパクト部材５の下方に設けられている。板状部１１は、円板状の部材であり、中心部に回転軸部材４が挿通される挿通孔１１ａが設けられている。板状部１１は、支持部１２によってドラム２の筒状部２ａの内周壁２ａ１に支持されている。支持部１２は、その一端が内周壁２ａ１に固定され、筒状部２ａの中心に向かって延びており、他端が板状部１１に固定されている。これにより、板状部１１は、ドラム２内に設置されている。このため、回転軸部材４が回転しても、板状部１１自体は、回転することがない。なお、本実施形態では、９０°ずつ隔てて設置された４つの支持部１２が板状部１１を支持しているが、支持部１２の数はこれに限定されず、適宜選択することができる。板状部１１および支持部１２には、インパクト部材５により粉砕された原料土などが当たるため、鉄（例えば鋳鉄）やステンレスなどの金属材料を用いることが好ましい。

　このような板状部１１には、図８（Ａ）において、矢示８ｃで示すように、排出部２ｂからドラム２の筒状部２ａ内へ流れ込み、上昇しようとする気体流れが衝突する。そして、気体流れは、板状部１１に跳ね返され、筒状部２ａ内へ進むことが阻止される。この結果、ドラム２の筒状部２ａ内での気体の移動が抑制され、添加材などの細かい粒子の巻き上げ、飛散が抑制される。そして、作業者や周辺環境への添加材飛散の影響が緩和され、所望の性状、強度を備えた改良土を得ることができる。なお、図８（Ｂ）に示すように、支持部１２は９０°ずつ隔てて設置されており、支持部１２同士の間にそれぞれ概ね扇型の隙間が形成されている。処理対象は、この隙間を通過して落下することができるため、支持部１２が処理対象の落下の妨げとなることはない。また、回転軸部材４の下方側（他端側）が自由端となっているので、回転軸部材４の下方側（他端側）に軸受け部材が設けられている場合に比べて、板状部１１の大きさを大きくすることができ、その形状にも制限が少なくなり、効率的に粒子の飛散を抑制することができる。また、板状部１１のＺ方向の設置位置の自由度も大きくなるので、最適な位置に板状部１１を設けることができる。

　なお、図８（Ａ）、図８（Ｂ）の板状部１１が、円板状の部材である場合について説明したが、これに限らず、板状部１１は、中央部から周縁部にかけて斜面となっている傘状の部材（又は円錐状や山状の部材）であっても良い。これにより、板状部１１の斜面に載った処理対象を下方に落下させやすくすることができる。

（第３実施形態）
　つぎに、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）を参照して、第３実施形態の処理装置２０について説明する。図９（Ａ）は処理装置２０の回転軸方向に沿った断面図であり、図９（Ｂ）は図９（Ａ）におけるＸ４－Ｘ４線断面図である。第３実施形態の処理装置２０は、第１実施形態の処理装置１が備える羽根部７に代えて、抑制部として機能する板状部２１を備えている。その他の構成は、第１実施形態の処理装置１と異なるところがないため、共通する構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。

　板状部２１は、インパクト部材５の他方側、すなわち、インパクト部材５の下方に設けられている。板状部２１は、回転軸部材４に連結されている。すなわち、第２実施形態の板状部１１が筒状部２ａの内周壁２ａ１に固定されており、回転軸部材４が回転しても板状部１１自体は回転しない態様であったのに対し、本実施形態の板状部２１は、回転軸部材４とともに回転する。

　このような板状部２１には、図９（Ａ）において矢示８ｄで示すように、排出部２ｂからドラム２の筒状部２ａ内へ流れ込み、上昇しようとする気体流れが衝突する。そして、気体流れは、板状部２１に跳ね返され、筒状部２ａ内へ進むことが阻止される。この結果、ドラム２の筒状部２ａ内での気体の移動が抑制され、添加材などの細かい粒子の巻き上げ、飛散が抑制される。そして、作業者や周辺環境への添加材飛散の影響が緩和され、所望の性状、強度を備えた改良土を得ることができる。なお、図９（Ｂ）に示すように、板状部２１とドラム２の筒状部２ａとの間に構造部が存在しないため、処理対象は、インパクト部材５より下方において、スムーズにドラム２内を落下することができる。また、回転軸部材４の下方側（他端側）が自由端となっているので、回転軸部材４の下方側（他端側）に軸受け部材が設けられている場合に比べて、板状部２１の大きさを大きくすることができ、その形状にも制限が少なくなり、効率的に粒子の飛散を抑制することができる。また、板状部２１のＺ方向の設置位置の自由度も大きくなるので、最適な位置に板状部２１を設けることができる。板状部２１には、インパクト部材５により粉砕された原料土などが当たるため、鉄（例えば鋳鉄）やステンレスなどの金属材料を用いることが好ましい。

　なお、本第３実施形態においても、板状部２１は、中央部から周縁部にかけて斜面となっている傘状の部材（又は円錐状や山状の部材）であっても良い。

（第４実施形態）
　つぎに、図１０を参照して、第４実施形態の処理装置３０について説明する。第４実施形態の処理装置３０は、第１実施形態の処理装置１が備える羽根部７に代えて、抑制部として機能する排気ダクト３１と、この排気ダクト３１に組み込まれた排気ファン３２を備えている。その他の構成は、第１実施形態の処理装置１と異なるところがないため、共通する構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。

　排気ダクト３１は、ドラム２の筒状部２ａに接続されているが、その位置は、インパクト部材５よりも下方とされており、具体的には、筒状部２ａの排出部２ｂの近傍とされている。排気ファン３２は、排気ダクト３１を通じてドラム２内の気体を吸い出すように設置されている。回転軸部材４に連結されたインパクト部材５を回転させているときに、排気ファン３２を稼働させることで、ドラム２内での気体の移動を抑制することができる。インパクト部材５が回転しているときに、排気ファンを稼働させると、図１０において矢示８ｅで示すように、回転軸部材４に沿って上昇しようとする気体流れがその方向を変化させ、排気ダクト３１に吸い込まれる。すなわち、インパクト部材５が回転することに起因して発生した上方に向かう気体流れが、排気ファン３２の作動による下方に向かう気体流れと相殺されることで、気体の移動が抑制される。この結果、ドラム２の筒状部２ａ内での気体の移動が抑制され、添加材の巻き上げ、飛散が抑制される。そして、作業者や周辺環境への添加材飛散の影響が緩和され、所望の性状、強度を備えた改良土を得ることができる。

　本明細書開示の処理装置によれば、ドラム２内で他方から一方へ向かう気体流れを抑制する抑制部を備えているので、粒子の飛散を抑制することができる。この結果、作業者や周辺環境への添加材飛散の影響が緩和され、所望の性状、強度を備えた改良土を得ることができる。

　処理部材に相当するインパクト部材５の下側に、抑制部として機能する板状部や排気ダクトを設けているので、これらの部材がインパクト部材５による処理対象の処理の邪魔にならない。また、抑制部として機能する羽根部７や板状部１１、２１、排気ダクト３１は、インパクト部材５の下方に位置し、排出部２ｂに近いところに設けられることで、排出部２ｂからドラム２内へ流れ込もうとする気体流れを相殺する気体流れを生成する。これにより、効果的に添加材の飛散を抑制することができる。

　上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。なお、上述したいずれの実施形態においても、回転軸部材４は、上端部で回転軸ＡＸ２周りに回転可能に支持され、下端部は、自由端とされているが、下端部で回転可能に支持されるようにしてもよい。例えば、第２実施形態のように、中心部に設けられた挿通孔１１ａに回転軸部材４が挿通され、支持部１２によってドラム２の筒状部２ａの内周壁２ａ１に支持された態様を採用する場合、挿通孔１１ａを軸受構造としてもよい。これにより、回転軸部材４は、ドラム２に対して回転可能に支持される。また、回転軸部材４は、その上端部と下端部の双方で回転可能に支持される態様としてもよい。

　板状部１１、２１の断面形状は、矩形に限らず、楕円形、三角形、逆三角形など任意の形状としてもよく、効率的に粒子の飛散を抑制する断面形状にすればよい。また、回転軸部材４と羽根部７との間に歯車などの機械部品を介在させて回転軸部材４と羽根部７とを連結し、回転軸部材４の回転方向と、羽根部７の回転方向とを異ならせるようにしてもよい。同様に、回転軸部材４と板状部２１との間に歯車などの機械部品を介在させて回転軸部材４と板状部２１とを連結し、回転軸部材４の回転方向と、板状部２１との回転方向とを異ならせるようにしてもよい。

（変形例１）
　図１１は、変形例１に係る処理装置４０の概略断面図である。図１１に示すように、処理装置４０は、ドラム２、第１回転軸部材１０４ｂ、第２回転軸部材１０６ｂ、インパクト部材１０５、１０７を備える。なお、ドラム２は、軸受部材１０４ｃ，１０６ｃを保持する関係上、複雑な形状（略３段形状）を有しているが、ドラム２の形状は図１１の形状に限られるものではない。

　第１回転軸部材１０４ｂは、上下方向に延びる棒状の部材であり、ドラム２に設けられた軸受け部材１０４ｃによって回転可能に支持されている。第１回転軸部材１０４ｂの上端部には駆動プーリー１０４ａが設けられている。駆動プーリー１０４ａには、駆動ベルト１０４ｄが張設されており、駆動ベルト１０４ｄは、第１駆動モータ（第１回転駆動装置）１０４ｅの回転を駆動プーリー１０４ａに伝達し、第１回転軸部材１０４ｂを回転させる。第１回転軸部材１０４ｂの下端部側には、インパクト部材１０７が設けられている。インパクト部材１０７の構成は、第１実施形態のインパクト部材５と同様である。

　本変形例１においては、第１駆動モータ１０４ｅが矢印α方向に回転することで、駆動プーリー１０４ａ、第１回転軸部材１０４ｂ及びインパクト部材１０７が矢印α方向に回転するようになっている。

　第２回転軸部材１０６ｂは、上下方向に延びる円筒状の部材であり、第１回転軸部材１０４ｂの外側に設けられている。第２回転軸部材１０６ｂは、ドラム２に設けられた軸受け部材１０６ｃによって回転可能に支持されている。第２回転軸部材１０６ｂには駆動プーリー１０６ａが設けられている。駆動プーリー１０６ａには、駆動ベルト１０６ｄが張設されており、駆動ベルト１０６ｄは、第２駆動モータ（第２回転駆動装置）１０６ｅの回転を駆動プーリー１０６ａに伝達し、第２回転軸部材１０６ｂを回転させる。第２回転軸部材１０６ｂの下端部側には、インパクト部材１０５が設けられている。インパクト部材１０５の構成は、第１実施形態のインパクト部材５と同様である。

　本変形例１においては、第２駆動モータ１０６ｅが矢印β方向（矢印α方向とは逆方向）に回転することで、駆動プーリー１０６ａ、第２回転軸部材１０６ｂ及びインパクト部材１０５が矢印β方向に回転するようになっている。なお、本変形例１では、インパクト部材１０５とインパクト部材１０７の回転速度を同一速度としている。

　本変形例１においては、インパクト部材１０５とインパクト部材１０７の回転方向を逆方向とし、回転速度を同一速度としているので、インパクト部材１０５の回転によって生じる風の流れが、インパクト部材１０７の回転により相殺されるようになっている。すなわち、インパクト部材１０５を回転することによって生じる上昇流（図７参照）、及びこの上昇流によって生じる添加材などの細かい粒子の巻き上げや飛散を、インパクト部材１０７を回転することによって生じる下降流によって相殺することができる。これにより、ドラム２内での添加材などの細かい粒子の巻き上げ、飛散が抑制されるので、作業者や周辺環境への影響を緩和することができる。また、処理対象である原料土の性質や量等を考慮して投入された所定量の添加材がドラム２内に留まり、原料土と混合されるので、所望の性状、強度を備えた改良土を得ることができる。

　このように、本変形例１では、第１回転軸部材１０４ｂに連結され、インパクト部材１０５とは反対方向に回転して原料土の破砕等を行うインパクト部材１０７が、ドラム２内における上昇流の発生を抑制する抑制部として機能している。

　また、本変形例１では、インパクト部材１０５とインパクト部材１０７の回転方向を逆方向とすることで、インパクト部材１０５からβ方向の力を受けた処理対象に対して、インパクト部材１０７がα方向の力を加えることになる。これにより、インパクト部材１０７が処理対象に与える衝撃力が大きくなるため、処理対象の破砕効率を向上させることができる。

　なお、本変形例１では、インパクト部材１０５とインパクト部材１０７の回転速度を同一にする場合について説明したが、これに限らず、インパクト部材１０５とインパクト部材１０７の回転速度を異ならせても良い。例えば、実験やシミュレーション結果等に基づいて、上昇流の発生がより効果的に抑制されるようなインパクト部材１０５とインパクト部材１０７の回転速度を決定しても良い。

（変形例２）
　図１２は、変形例２に係る処理装置５０の概略断面図である。図１２に示すように、処理装置５０は、ドラム２、第１回転軸部材１０４ｂ、第２回転軸部材１０６ｂ、伝達機構１１０、インパクト部材１０５、１０７を備える。

　第１回転軸部材１０４ｂは、上下方向に延びる棒状の部材であり、ドラム２に設けられた軸受け部材１０４ｃによって回転可能に支持されている。第１回転軸部材１０４ｂの上端部には駆動プーリー１０４ａが設けられている。駆動プーリー１０４ａには、駆動ベルト１０４ｄ（第１伝達部）が張設されており、駆動ベルト１０４ｄは、駆動モータ（回転駆動装置）１０４ｅの回転を駆動プーリー１０４ａに伝達し、第１回転軸部材１０４ｂを回転させる。第１回転軸部材１０４ｂの下端部側には、インパクト部材１０７が設けられている。インパクト部材１０７の構成は、第１実施形態のインパクト部材５と同様である。

　本変形例２においては、駆動モータ１０４ｅが矢印α方向に回転することで、駆動プーリー１０４ａ、第１回転軸部材１０４ｂ及びインパクト部材１０７が矢印α方向に回転するようになっている。

　第２回転軸部材１０６ｂは、上下方向に延びる円筒状の部材であり、第１回転軸部材１０４ｂの外側に設けられている。第２回転軸部材１０６ｂは、ドラム２に設けられた軸受け部材１０６ｃによって回転可能に支持されている。第２回転軸部材１０６ｂの下端部側には、インパクト部材１０５が設けられている。インパクト部材１０５の構成は、第１実施形態のインパクト部材５と同様である。

　伝達機構１１０は、第１回転軸部材１０４ｂの回転を受けて、第１回転軸部材１０４ｂとは逆方向の回転駆動力を第２回転軸部材１０６ｂに伝達する第２伝達部として機能する。伝達機構１１０は、第１回転軸部材１０４ｂに固定され、第１回転軸部材１０４ｂとともに回転する第１歯車１０８ａと、第２回転軸部材１０６ｂの上端部に固定され、第２回転軸部材１０６ｂとともに回転する第２歯車１０８ｂと、第１歯車１０８ａと第２歯車１０８ｂの間に設けられた複数（図１２では２つ）の第３歯車１０８ｃと、を備える。

　第１歯車１０８ａは、傘歯車（ベベルギア）であり、第３歯車１０８ｃと噛み合っている。第２歯車１０８ｂは、第１歯車１０８ａと上下対称に設けられた傘歯車であり、第３歯車１０８ｃと噛み合っている。なお、第２歯車１０８ｂには、第１回転軸部材１０４ｂと接触しないようにするため、中央部に上下方向に貫通する貫通孔が設けられている。第３歯車１０８ｃも傘歯車であり、軸１０９を介して、ドラム２によって軸支されている。第３歯車１０８ｃの回転軸は、水平方向に延び、第１、第２歯車１０８ａ，１０８ｂの回転軸に直交している。

　伝達機構１１０においては、第１回転軸部材１０４ｂがα方向に回転すると、第１歯車１０８ａもα方向に回転し、その回転力が第３歯車１０８ｃに伝達する。これにより、第３歯車１０８ｃは軸１０９回りに回転する。そして、第３歯車１０８ｃの回転力が第２歯車１０８ｂに伝達されることで、第２歯車１０８ｂは、第１歯車１０８ｃとは逆向き（β方向）に回転するようになっている。なお、本変形例２では、第１歯車１０８ａと第２歯車１０８ｂの歯数を同数とし、第１回転軸部材１０４ｂ（インパクト部材１０７）と第２回転軸部材１０６ｂ（インパクト部材１０５）の回転速度を同一速度としている。

　本変形例２においては、上記変形例１と同様、インパクト部材１０５とインパクト部材１０７の回転方向が逆になっているため、インパクト部材１０５の回転によって生じる風の流れがインパクト部材１０７の回転により相殺されるようになっている。これにより、変形例１と同様、ドラム２内での添加材などの細かい粒子の巻き上げ、飛散を抑制することができる。このように、本変形例２では、第１回転軸部材１０４ｂに連結され、インパクト部材１０５とは反対方向に回転して原料土の破砕等を行うインパクト部材１０７が、ドラム２内における上昇流の発生を抑制する抑制部として機能している。

　また、本変形例２では、インパクト部材１０５とインパクト部材１０７の回転方向を逆方向とすることで、インパクト部材１０５からβ方向の力を受けた処理対象に対して、インパクト部材１０７がα方向の力を加えることになる。これにより、インパクト部材１０７が処理対象に与える衝撃力が大きくなるため、処理対象の破砕効率を向上させることができる。

　なお、本変形例２では、インパクト部材１０５とインパクト部材１０７の回転速度を同一にする場合について説明したが、これに限らず、インパクト部材１０５とインパクト部材１０７の回転速度を異ならせても良い。回転速度を異ならせる場合には、第１歯車１０８ａと第２歯車１０８ｂの歯数を異ならせればよい。

　なお、上記変形例１では、回転モータ１０４ｅが、第１回転軸部材１０４ｂを回転させる場合について説明したが、これに限らず、第２回転軸部材１０６ｂを回転させても良い。この場合、第２回転軸部材１０６ｂの回転力が伝達機構１１０を介して第１回転軸部材１０４ｂに伝達するため、第１回転軸部材１０４ｂが第２回転軸部材１０６ｂとは逆方向に回転することになる。

　なお、上記変形例１，２のドラム２内には、必要に応じて、第１実施形態と同様の羽根部７や、第２、第３実施形態の板状部１１、２１、第４実施形態の排気ダクト３１を設けてもよい。

　１、１０、２０、３０　回転式処理装置
　２　ドラム
　２ａ　筒状部
　２ａ１　内周壁
　２ｂ　排出部
　３　天板部
　３ａ　投入部
　４　回転軸部材
　４ａ　軸受け部材
　５　インパクト部材
　７　羽根部
　１１、２１　板状部
　１１ａ　挿通孔
　１２　支持部
　３１　排気ダクト
　３２　排気ファン
　１００　混合装置
　１０１　投入コンベア
　１０２　排出コンベア
　１０４ｂ　第１回転軸部材
　１０４ｄ　駆動ベルト
　１０４ｅ　第１駆動モータ、駆動モータ
　１０６ｂ　第２回転軸部材
　１０６ｅ　第２駆動モータ
　１０５，１０７　インパクト部材
　１１０　伝達機構
　ＡＸ２　回転軸
　

Claims (13)

1. 　一方に処理対象の投入部を備えるとともに、他方に前記処理対象の排出部を備えたドラムと、
   　回転軸部材に連結され、当該回転軸部材の回転軸回りに回転し、前記処理対象を前記ドラム内で処理する処理部材と、
   　前記ドラム内で前記他方から前記一方へ向かう気体流れを抑制する抑制部と、
   を備えた回転式処理装置。
2. 　前記抑制部は、前記処理部材よりも前記他方の側で前記回転軸部材に連結され、当該回転軸部材の回転によって前記他方へ向けた気体流れを生成する請求項１に記載の回転式処理装置。
3. 　前記抑制部は、前記処理部材よりも前記他方の側に配置され、前記ドラム内の前記他方から前記一方へ向かう気体流れが衝突する板状部を有する請求項１に記載の回転式処理装置。
4. 　前記板状部は、前記回転軸部材の周囲に広がるとともに、前記ドラムの内周壁から延びる支持部によって支持された請求項３に記載の回転式処理装置。
5. 　前記板状部は、前記処理部材よりも前記他方の側で前記回転軸部材に連結された請求項３に記載の回転式処理装置。
6. 　前記抑制部は、前記処理部材よりも前記他方の側で前記ドラムに接続された排気ダクトから前記ドラム内の空気を吸い出す排気ファンを有する請求項１に記載の回転式処理装置。
7. 　前記回転軸部材は、前記ドラムが備える天板部を貫通した状態、かつ、前記天板部の近傍に設けられた軸受け部材を介して回転自在な状態で、前記ドラムに保持され、前記ドラムの内部に位置する前記回転軸部材の端部は自由端である請求項１から６のいずれか１項に記載の回転式処理装置。
8. 　前記回転軸部材の回転方向と、前記抑制部の回転方向とは異なっている請求項１から３、５及び６のいずれか１項に記載の回転式処理装置。
9. 　前記抑制部は、前記回転軸部材に連結され、前記処理部材とは反対方向に回転し、前記処理対象を前記ドラム内で処理する、請求項１に記載の回転式処理装置。
10. 　前記回転軸部材は、前記抑制部が連結された第１回転軸部材と、前記第１回転軸部材の外側に設けられた略筒状の第２回転軸部材とを有し、
    　前記第１回転軸部材と前記第２回転軸部材を回転駆動させる駆動機構を備える請求項９に記載の回転式処理装置。
11. 　前記駆動機構は、
    　前記第１回転軸部材を回転駆動させる第１回転駆動装置と、
    　前記第２回転軸部材を回転駆動させる第２回転駆動装置と、を有する請求項１０に記載の回転式処理装置。
12. 　前記駆動機構は、
    　回転駆動装置と、
    　前記回転駆動装置の回転駆動力を前記第１回転軸部材に伝達する第１伝達部と、
    　前記第１回転軸部材の回転を受けて、前記第１回転軸部材とは逆方向の回転駆動力を前記第２回転軸部材に伝達する第２伝達部と、を有する請求項１０に記載の回転式処理装置。
13. 　前記第２伝達部は、
    　前記第１回転軸部材とともに回転する第１歯車と、
    　前記第２回転軸部材とともに回転する第２歯車と、
    　前記第１歯車と前記第２歯車の回転軸に対して垂直に交差する回転軸を有し、前記第１歯車の回転によって回転し、前記第２歯車を前記第１歯車とは逆方向に回転させる第３歯車と、
    を有する請求項１２に記載の回転式処理装置。

Images