掘削土砂の脱水装置
【課題】掘削土砂の搬送荷重を支持するとともに該掘削土砂による目詰まりを防止しながら、掘削土砂の脱水を効率よく行う。
【解決手段】本発明に係るベルトコンベヤ１は、脱水機構１ａと加圧機構１ｂとから構成してある。脱水機構１ａの透水性ベルト２及び透水性シート３は、両者の搬送速度が等しくなるように構成してあるとともに、透水性シート３の裏面を搬送区間Ａにおいて透水性ベルト２の表面に重ねてある。加圧機構１ｂの加圧ベルト３２は、循環経路が透水性ベルト２及び透水性シート３の循環経路と逆回りに配置してあり、加圧機構１ｂは、加圧ベルト３２が搬送区間Ａにおける透水性シート３の表面から所定距離だけ離間するように加圧ベルト３２の走行角度を調整する一対の走行角度調整ローラ３５，３５と、該一対の走行角度調整ローラの間に配置された加圧ローラ３６とを備える。
【解決手段】本発明に係るベルトコンベヤ１は、脱水機構１ａと加圧機構１ｂとから構成してある。脱水機構１ａの透水性ベルト２及び透水性シート３は、両者の搬送速度が等しくなるように構成してあるとともに、透水性シート３の裏面を搬送区間Ａにおいて透水性ベルト２の表面に重ねてある。加圧機構１ｂの加圧ベルト３２は、循環経路が透水性ベルト２及び透水性シート３の循環経路と逆回りに配置してあり、加圧機構１ｂは、加圧ベルト３２が搬送区間Ａにおける透水性シート３の表面から所定距離だけ離間するように加圧ベルト３２の走行角度を調整する一対の走行角度調整ローラ３５，３５と、該一対の走行角度調整ローラの間に配置された加圧ローラ３６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含水比の高い掘削土砂を脱水する掘削土砂の脱水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
泥土圧シールド工法において、シールドマシンのチャンバー内に取り込まれた掘削土砂は、排泥ポンプ、スクリューコンベヤ、ベルトコンベヤ等によって地上に搬出され、土砂ピットに貯留される。
【０００３】
ここで、泥土圧シールドは、泥土圧によって切羽の安定を図っている関係上、掘削土砂の含水比が高く、それゆえ産業廃棄物扱いとなって処分費用が高くなる。加えて、土粒子の間隙に多くの水を含むため、単位体積当たりの重量が大きく、運搬費用も高くなる。さらには、トンネル掘削であるため、掘削土砂の発生量は膨大である。
【０００４】
ここで、天日干し等の方法で掘削土砂を乾燥させれば、含水比が低下し、一般残土としての利用も可能ではあるが、天日干しのための広大な敷地を都市部に確保することは現実的ではない。また、石灰等のセメント系材料を添加することで含水比の低下と強度の改善とを図れば、建設資材としての再利用も可能であるが、発生土が膨大であるため、セメント系材料の材料コストや添加のための作業コストが高くなり、処理用地の確保とも相まって、やはり経済性の面で適用が困難となる。また、セメント系材料の添加によってpHが大きくなるため、一般残土としての処分が困難になる場合がある。
【０００５】
そのため、掘削土砂の減容化・軽量化を効率よく図ることができるさまざまな試みが従来からなされてきた。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２０６７５９号公報
【特許文献２】特開平７−２１４０９４号公報
【特許文献３】実開平６−６６８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、特許文献１には、メッシュベルトと該メッシュベルトの下側から強制的に真空吸引するバキュームユニットを備えた真空吸引式脱水コンベアが開示されており、かかる真空吸引式脱水コンベアによれば、脱水機のイニシャルコストを下げることができる旨、記載されている。
【０００８】
しかしながら、かかる構成においては、掘削土砂の脱水、目詰まり防止及び土砂の搬送荷重支持という３つの役割をメッシュベルトにすべて持たせる必要があるため、メッシュベルトを製作するにあたってはどうしても制約が多くなり、コストや機能あるいは設計自由度の面で十分ではないという問題を生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、掘削土砂の搬送荷重を支持するとともに該掘削土砂による目詰まりを防止しながら、掘削土砂の脱水を効率よく行うことが可能な掘削土砂の脱水装置を提供することを目的とする。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は請求項１に記載したように、第１のヘッドプーリと第１のテールプーリとに掛け渡された無端状をなす透水性ベルトと、搬送速度が前記透水性ベルトの搬送速度と等しくなるようにかつ裏面が所定の搬送区間において前記透水性ベルトの表面に重ねられるように第２のヘッドプーリと第２のテールプーリとに掛け渡された透水性と土粒子遮断性とを有する無端状をなす透水性シートと、前記搬送区間において前記透水性シートに載置された掘削土砂中の水分を前記透水性シート及び前記透水性ベルトを介して吸引除去する吸引機構とからなる脱水機構と、
前記脱水機構の上方に配置され循環経路が前記透水性ベルト及び前記透水性シートの循環経路と逆回りとなるようにかつ循環速度が前記透水性ベルト及び前記透水性シートの搬送速度と等しくなるように第３のヘッドプーリと第３のテールプーリとに掛け渡された無端状をなす加圧ベルトと、該加圧ベルトが前記搬送区間における前記透水性シートの表面から所定距離だけ離間するように前記加圧ベルトの走行角度を調整する一対の走行角度調整ローラと、該一対の走行角度調整ローラの間に配置された加圧ローラとからなる加圧機構とを備えたものである。
【００１１】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は請求項２に記載したように、第１のヘッドプーリと第１のテールプーリとに掛け渡された無端状をなす透水性ベルトと、搬送速度が前記透水性ベルトの搬送速度と等しくなるようにかつ裏面が所定の搬送区間において前記透水性ベルトの表面に重ねられるように第２のヘッドプーリと第２のテールプーリとに掛け渡された透水性と土粒子遮断性とを有する無端状をなす透水性シートと、前記搬送区間において前記透水性シートに載置された掘削土砂中の水分を前記透水性シート及び前記透水性ベルトを介して吸引除去する吸引機構とからなる脱水機構と、
【００１２】
前記脱水機構の上方に配置され循環経路が前記透水性ベルト及び前記透水性シートの循環経路と逆回りとなるようにかつ循環速度が前記透水性ベルト及び前記透水性シートの搬送速度と等しくなるように第３のヘッドプーリと第３のテールプーリとに掛け渡された無端状をなす加圧ベルトと、該加圧ベルトの裏側に設置され前記搬送区間における前記加圧ベルトと前記透水性シートとの離間距離を調整自在な加圧ローラとからなる加圧機構とからなる加圧機構とを備えたものである。
【００１３】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は、前記搬送区間の上流側から下流側にかけて前記離間距離が減少するように前記加圧ローラの設置高さを調整したものである。
【００１４】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は、前記吸引機構を、吸引ポンプと該吸引ポンプに接続された吸引管と該吸引管に連通接続され内部に減圧空間が形成された吸引部材とで構成するとともに、該吸引部材の開口縁部に沿って気密シールを取り付けて構成し、該気密シールが前記透水性ベルトの裏面と摺動自在になるように前記吸引部材を配置したものである。
【００１５】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は、前記透水性ベルトの表面に排水溝を形成するとともに該排水溝の溝底面に排水孔を形成し、該排水孔が前記吸引部材の減圧空間と連通するように該吸引部材を配置したものである。
【００１６】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は、前記第２のヘッドプーリを前記第１のヘッドプーリと兼用したものである。
【００１７】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は、前記透水性シートの裏側から気体又は液体を噴射する流体噴射機構を前記透水性シートの戻り側に配置したものである。
【００１８】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は、前記透水性ベルトの裏側に該透水性ベルトの裏面と摺動自在になるように反力部材を配置したものである。
【００１９】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は、前記掘削土砂に振動を付与する振動付与機構を前記透水性ベルトの裏側に配置したものである。
【００２０】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は、前記加圧ベルトの表面に吸水材を設けたものである。
【００２１】
第１の発明に係る掘削土砂の脱水装置においては、脱水機構を構成する透水性ベルト及び透水性シートで掘削土砂を搬送しつつ吸引機構を作動させるが、透水性シートは透水性と土粒子遮断性とを有し、その搬送速度は透水性ベルトの搬送速度と等しく、その裏面は、搬送区間において透水性ベルトの表面に重ねてある。
【００２２】
そのため、透水性ベルト及び透水性シートは、前者が脱水の対象となる掘削土砂の搬送荷重を支持し、後者が土粒子の通過を阻止するという役割分担を果たし、搬送中の掘削土砂に含まれる水分は、吸引機構によって外側に排出されるとともに、透水性シート及び透水性ベルトを介して吸引除去され、かくして掘削土砂の含水比は低下する。
【００２３】
一方、加圧機構を構成する加圧ベルトは、透水性ベルト及び透水性シートと同じ搬送速度で循環するとともに、搬送区間における透水性シートの表面から所定距離だけ離間するように一対の走行角度調整ローラによって走行角度を調整してある。
【００２４】
そのため、掘削土砂は、加圧ベルトと透水性ベルト及び透水性シートとの間に挟み込まれながら搬送されるとともに、搬送中、一対の走行角度調整ローラの間に配置された加圧ローラで加圧される。
【００２５】
そのため、脱水機構による掘削土砂の脱水作用は、加圧機構による加圧作用によって促進され、高い効率で脱水が行われる。
【００２６】
ここで、第１の発明に係る一対の走行角度調整ローラは、加圧ベルトが搬送区間における透水性シートの表面から所定距離だけ離間するように加圧ベルトの走行角度を調整できるのであれば、その構成は任意であり、各走行角度調整ローラは例えば、ローラ本体をローラ取付体に取り付け、該ローラ取付体を調整ネジを介して架台に取り付けるようにして構成することができる。
【００２７】
第２の発明に係る掘削土砂の脱水装置についても脱水機構に関する作用については第１の発明と同様である。すなわち、透水性ベルト及び透水性シートで掘削土砂を搬送しつつ吸引機構を作動させるが、透水性シートは透水性と土粒子遮断性とを有し、その搬送速度は透水性ベルトの搬送速度と等しく、その裏面は、搬送区間において透水性ベルトの表面に重ねてある。
【００２８】
そのため、透水性ベルト及び透水性シートは、前者が脱水の対象となる掘削土砂の搬送荷重を支持し、後者が土粒子の通過を阻止するという役割分担を果たし、搬送中の掘削土砂に含まれる水分は、吸引機構によって外側に排出されるとともに、透水性シート及び透水性ベルトを介して吸引除去され、かくして掘削土砂の含水比は低下する。
【００２９】
一方、加圧機構を構成する加圧ベルトは、透水性ベルト及び透水性シートと同じ搬送速度で循環するとともに、該加圧ベルトの裏側には、搬送区間における加圧ベルトと透水性シートとの離間距離を調整自在な加圧ローラを配置してある。
【００３０】
そのため、掘削土砂は、加圧ベルトと透水性ベルト及び透水性シートとの間に挟み込まれながら搬送されるとともに、搬送中、加圧ローラによって加圧される。
【００３１】
そのため、脱水機構による掘削土砂の脱水作用は、加圧機構による加圧作用によって促進され、高い効率で脱水が行われる。
【００３２】
上述した第１の発明及び第２の発明において、吸引機構は、透水性ベルト及び透水性シートを介して搬送中の掘削土砂から水分を吸引除去できる限り、その構成は任意であり、例えば、吸引ポンプと、該吸引ポンプに接続された吸引管と、該吸引管に連通接続され内部に減圧空間が形成された吸引部材とで構成するとともに、該吸引部材の開口縁部に沿って気密シールを取り付けて構成し、該気密シールが前記透水性ベルトの裏面と摺動自在になるように前記吸引部材を配置する構成が考えられる。
【００３３】
透水性ベルトは、脱水の対象となる掘削土砂の載荷荷重や搬送荷重を支持しつつ該掘削土砂から吸引された水分を通過させることができる限り、その構成は任意であり、例えば、表面に排水溝を形成するとともに該排水溝の溝底面に排水孔を形成し、かかる排水孔が吸引部材の減圧空間と連通するように該吸引部材を配置する構成が考えられる。
【００３４】
第１のヘッドプーリ及び第２のヘッドプーリは、個別に設けるようにしてもよいし、兼用させるようにしてもよいが、個別に設ける場合には、透水性シート及び透水性ベルトが同一の搬送速度となるように両ヘッドプーリを駆動制御する。
【００３５】
透水性シートは、透水性と土粒子遮断性とを有するシートである限り、その材質は任意であり、例えば不織布で形成することができる。ここで、透水性シートは、上述したように、水を通しながら掘削土砂を構成する土粒子の通過を阻止する役割を担うため、土粒子による目詰まりが生じないようにメンテナンスが必要となるが、前記透水性シートの裏側から気体又は液体を噴射する流体噴射機構を前記透水性シートの戻り側に配置したならば、透水性シートに付着した土粒子を気体又は液体で吹き飛ばすことができるので、土粒子による透水性シートの目詰まりを未然に防止することが可能となる。
【００３６】
加圧ベルトは、加圧ローラからの力を掘削土砂に伝達できる限り、どのように構成するかは任意であるが、加圧ベルトの表面に吸水材を設けた場合、該吸水材が掘削土砂から出た水を吸水するため、吸引機構の負荷を減らすことができるとともに、その結果として全体の脱水効率を向上させることが可能となる。
【００３７】
掘削土砂をどういう状態で脱水機構に供給するかは任意であるが、掘削土砂に振動を付与する振動付与機構を透水性ベルトの裏側に配置した場合、かかる振動付与機構を駆動することによって、掘削土砂の土粒子間隙に存在する水を土塊の外側に予め排出させることが可能となり、かかる構成によっても脱水効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明に係る掘削土砂の脱水装置をベルトコンベヤに適用した場合の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
（第１実施形態）
【００４０】
図１は、本実施形態に係るベルトコンベヤを示した側面図である。同図に示すように、本実施形態に係るベルトコンベヤ１は、脱水機構１ａと加圧機構１ｂとから構成してある。
【００４１】
脱水機構１ａは、無端状の透水性ベルト２と、無端状の透水性シート３とを備えており、透水性ベルト２は、第１のヘッドプーリであるヘッドプーリ４と第１のテールプーリであるテールプーリ５とに掛け渡し、駆動モータ３１によって両プーリの間を循環するようになっており、ヘッドプーリ４は第２のヘッドプーリを兼用する。
【００４２】
一方、透水性シート３は、ヘッドプーリ４、第２のテールプーリであるテールプーリ６及びリターンローラ７ａ，７ｂ，７ｃに掛け渡してあり、駆動モータ３１によって各プーリ間及び各リターンローラ間を循環するようになっている。
【００４３】
脱水機構１ａは図２に示すように、透水性ベルト２が内周側を破線矢印方向に循環し、透水性シート３が外周側を実線矢印方向に循環する二重ベルト構造となっている。
【００４４】
透水性ベルト２の表面には図３に示すように、搬送方向に平行なベルト中心線を対称軸として、深さ３ｍｍ程度の２つの排水溝２１，２１を搬送方向に直交するように形成してあるとともに、該排水溝の溝底面には、排水孔２２をそれぞれ形成してある。
【００４５】
かかる透水性ベルト２は、従来公知の材質で構成することができる。なお、透水性ベルト２の両縁には、搬送方向に沿って波桟２３，２３を立設してあり、脱水の対象となる掘削土砂が搬送中にこぼれ落ちるのを防止するサイドガードの役目を果たしている。
【００４６】
透水性シート３は、透水性と土粒子遮断性とを有するように不織布で形成してある。
【００４７】
ここで、透水性ベルト２及び透水性シート３は、駆動モータ３１でヘッドプーリ４を駆動することで、両者の搬送速度が等しくなるように構成してあるとともに、図２でよくわかるように透水性シート３の裏面が搬送区間Ａにおいて透水性ベルト２の表面に重ねられるように、透水性ベルト２をヘッドプーリ４及びテールプーリ５に掛け渡すとともに、透水性シート３をヘッドプーリ４、リターンローラ７ａ，７ｂ，７ｃ及びテールプーリ６に掛け渡してある。
【００４８】
脱水機構１ａは図１に示すように、上述した搬送区間Ａにおいて透水性シート３に載置された掘削土砂中の水分を該透水性シート及び透水性ベルト２を介して吸引除去する吸引機構１２を備えており、該吸引機構は、吸引ポンプ１０と、該吸引ポンプに接続された吸引管９と、該吸引管に連通接続され内部に減圧空間が形成されたボックス断面状の吸引部材８とで構成してある。
【００４９】
搬送区間Ａは、脱水に要求される長さを基本長さとし、ベルトコンベヤとして要求される必要搬送距離に応じて、その基本長さを適宜長くするようにすればよい。
【００５０】
吸引部材８は図３に示すように、その開口縁部に沿って気密シール２４を取り付けてあり、該気密シールが透水性ベルト２の裏面と摺動自在になるように、かつ透水性ベルト２に形成された排水孔２２が吸引部材８の減圧空間と連通するように、透水性ベルト２の搬送方向に沿って配置してある。
【００５１】
気密シール２４は例えば、摩擦係数の小さい超高分子ポリエチレンで形成すればよい。
【００５２】
脱水機構１ａは、空気を噴射する流体噴射機構１３を透水性シート３の戻り側に配置してあり、かかる空気を透水性シート３の裏側から噴射することによって、該透水性シートに付着した掘削土砂の土粒子を吹き飛ばし、土粒子による透水性シート３の目詰まりを防止することができるようになっている。
【００５３】
加圧機構１ｂは、図１に示したように脱水機構１ａの上方に配置してあり、第３のヘッドプーリであるヘッドプーリ３３と第３のテールプーリであるテールプーリ３４とに掛け渡された無端状をなす加圧ベルト３２を備える。
【００５４】
ここで、加圧ベルト３２は図２でよくわかるように、循環経路が透水性ベルト２及び透水性シート３の循環経路（同図では反時計回り）と逆回り、すなわち同図では時計回りとなるように、かつ循環速度が透水性ベルト２及び透水性シート３の搬送速度と等しくなるようにヘッドプーリ３３とテールプーリ３４とに掛け渡してある。
【００５５】
加圧機構１ｂは、加圧ベルト３２が搬送区間Ａにおける透水性シート３の表面から所定距離だけ離間するように加圧ベルト３２の走行角度を調整する一対の走行角度調整ローラ３５，３５と、該一対の走行角度調整ローラの間に配置された加圧ローラ３６とを備える。
【００５６】
ここで、各走行角度調整ローラ３５は図４に示すように、ローラ本体５１をローラ取付体５２に取り付け、該ローラ取付体を調整ネジ５３を介して架台５４に取り付けて構成してあり、かかる構成により、ローラ本体５１で加圧ベルト３２をその裏面から押さえて該加圧ベルトの走行角度を決定するようになっているとともに、調整ネジ５３でローラ本体５１の据付け高さを調整し、ひいては加圧ベルト３２の押さえ位置を調整できるようになっている。
【００５７】
加圧ローラ３６は、コの字状フレーム５５及び調整ネジ５６，５６を介して架台５４に取り付けてあり、かかる構成により、加圧ベルト３２にその裏面から圧力を載荷できるようになっているとともに、調整ネジ５６，５６でコの字状フレーム５５の据付け高さを調整し、ひいては加圧ベルト３２の圧力作用位置を調整できるようになっている。
【００５８】
なお、本実施形態に係るベルトコンベヤ１は、掘削土砂を投入するホッパー１４を備えるとともに、その下方に供給フィーダとして機能するベルトコンベヤ１５を配置してあり、ホッパー１４に投入された掘削土砂をベルトコンベヤ１５によって脱水機構１ａを構成する透水性ベルト２及び透水性シート３の搬送開始位置に供給できるようになっている。
【００５９】
本実施形態に係るベルトコンベヤ１を用いて掘削土砂を脱水するには、まず、脱水の対象となる掘削土砂をホッパー１４に投入する。掘削土砂は、土木建築工事において発生する含水比の高いすべての掘削土砂が対象となり、例えば泥土圧シールド工事で発生する掘削土砂が対象となる。かかる掘削土砂は、例えば上流側に設置されたベルトコンベヤから搬送されてきたものをホッパー１４に投入するようにすればよい。
【００６０】
次に、ホッパー１４に投入された掘削土砂をベルトコンベヤ１５で移送し、搬送開始位置（搬送区間Ａの始点）で透水性ベルト２及び透水性シート３に載せ替える。
【００６１】
ここで、透水性シート３は透水性と土粒子遮断性とを有し、該透水性シートが重ねられている透水性ベルト２には排水孔２２を形成してある。また、吸引部材８は、その開口縁部に取り付けられた気密シール２４が透水性ベルト２の裏面と摺動自在となるように、かつボックス断面状空間である減圧空間が透水性ベルト２に形成された排水孔２２と連通するように配置してある。
【００６２】
そのため、吸引ポンプ１０を駆動して吸引部材８に形成された減圧空間の空気を引き抜くことにより、掘削土砂中の水分は、土粒子から分離して外側に排出される。そして、かかる水分は、透水性シート３による濾過作用によって土粒子と分離されつつ、該透水性シートを通過し、さらに透水性ベルト２の排水溝２１に集められた後、排水孔２２を介して吸引管９内を流れて排水される。
【００６３】
一方、加圧機構１ｂを構成する加圧ベルト３２は、透水性ベルト２及び透水性シート３と同じ搬送速度で循環するとともに、搬送区間Ａにおける透水性シート３の表面から所定距離だけ離間するように、一対の走行角度調整ローラ３５，３５によって走行角度を調整してある。
【００６４】
そのため、図４に示すように掘削土砂５７は、加圧ベルト３２と透水性ベルト２及び透水性シート３との間に挟み込まれながら搬送されるとともに、搬送中、一対の走行角度調整ローラ３５，３５の間に配置された加圧ローラ３６で加圧される。
【００６５】
そのため、掘削土砂５７は、加圧機構１ｂによる加圧作用によって脱水が促進される。そして、水分が除去され含水比が低下した掘削土砂は、搬送区間Ａの終点において、図１で言えばその左側に搬出される。
【００６６】
加圧ベルト３２と透水性ベルト２及び透水性シート３との離間距離は、例えば脱水の程度と掘削土砂の処理効率の兼ね合いで適宜決定すればよく、十分な脱水を行いたい場合には、離間距離を小さくとり、処理効率を重視する場合には、離間距離を大きくとればよい。
【００６７】
一方、掘削土砂の搬送を終えた透水性ベルト２及び透水性シート３は、ヘッドプーリ４を回った後、透水性ベルト２はテールプーリ５に戻るが、透水性シート３は、透水性ベルト２から離れてリターンローラ７ａに向かう。
【００６８】
次いで、透水性シート３は、ヘッドプーリ４とリターンローラ７ａとの間に設置された流体噴射機構１３による空気の噴射によって土粒子が除去された後、リターンローラ７ａ，７ｂ，７ｃを経てテールプーリ６に戻り、テールプーリ５で透水性ベルト２に再び重ねられる。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態に係るベルトコンベヤ１によれば、脱水機構１ａのベルト構造を二重構造とし、掘削土砂の搬送荷重を透水性ベルト２に支持させる一方、土粒子の通過を阻止する役目を透水性シート３に負わせたので、それぞれの役割に応じて透水性ベルト２及び透水性シート３を製作することが可能となり、脱水効率を大幅に向上させることができる。
【００７０】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１によれば、脱水機構１ａを構成する透水性シート３の戻りルートを、透水性ベルト２の戻りルートとは別に設けて、透水性シート３の戻りルートに流体噴射機構１３を設置するようにしたので、土粒子除去を優先したルート、例えば流体噴射機構１３を設置しやすいルートで透水性シート３を循環させることが可能となり、透水性シート３の目詰まりを防止しやすくなる。
【００７１】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１によれば、脱水機構１ａのベルト構造を二重構造としたことによって、透水性シート３を適宜交換することが可能となり、透水性シート３の目詰まりによる脱水効率の低下を未然に防止することができる。
【００７２】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１によれば、脱水機構１ａを構成する吸引部材８の開口縁部に沿って気密シール２４を取り付け、該気密シールが透水性ベルト２の裏面と摺動自在になるように、かつ透水性ベルト２に形成された排水孔２２が吸引部材８の減圧空間と連通するように、透水性ベルト２の搬送方向に沿って吸引部材８を配置するようにしたので、吸引部材８と透水性ベルト２の裏面との気密性が高くなり、空気漏れによる圧力ロスを低減して脱水効率を高めることが可能となる。
【００７３】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１によれば、加圧機構１ｂを構成する加圧ベルト３２を、透水性ベルト２及び透水性シート３と同じ搬送速度で循環させるとともに、搬送区間における透水性シート３の表面から所定距離だけ離間するように一対の走行角度調整ローラ３５，３５によって走行角度を調整したので、掘削土砂は、加圧ベルト３２と透水性ベルト２及び透水性シート３との間に挟み込まれながら搬送されるとともに、搬送中、一対の走行角度調整ローラ３５，３５の間に配置された加圧ローラ３６で加圧される。
【００７４】
そのため、脱水機構１ａによる掘削土砂の脱水作用は、加圧機構１ｂによる加圧作用によって促進されることとなり、かくして掘削土砂をさらに高い効率で脱水することが可能となる。
【００７５】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１によれば、上述したように気密シール２４が透水性ベルト２の裏面と摺動自在になるように透水性ベルト２の搬送方向に沿って吸引部材８を配置するようにしたので、加圧機構１ｂによって載荷された圧力は吸引部材８で支持され、該吸引部材で反力が発生する。ちなみに、吸引部材８は、例えば架台５４に固定しておけばよい。
【００７６】
すなわち、吸引部材８は、透水性ベルト２に形成された排水孔２２の裏側で減圧空間を形成する役目を果たすのみならず、加圧機構１ｂからの圧力を透水性ベルト２の裏側で支持する反力部材としての役目をも果たす。
【００７７】
そのため、加圧機構１ｂによる圧力は逃げることなく掘削土砂に作用し、該掘削土砂は、加圧ベルト３２と透水性ベルト２及び透水性シート３との間で十分に脱水される。
【００７８】
本実施形態では、脱水機構１ａのヘッドプーリ４を第１のヘッドプーリ及び第２のヘッドプーリとし、透水性シート３の駆動プーリと透水性ベルト２の駆動プーリを兼用するようにしたが、これに代えて、それぞれ個別にヘッドプーリを設けるようにしてもかまわない。この場合には、透水性シート３の搬送速度と透水性ベルト２の搬送速度を同一にするための制御手段を必要に応じて設置する。
【００７９】
また、本実施形態では、気密シール２４によって吸引時の気密性を高めるようにしたが、圧力損失が問題とならないのであれば、かかる気密シール２４を省略してもかまわない。
【００８０】
また、本実施形態では、透水性シート３を不織布で構成したが、土粒子の通過を阻止できる限り、その材質は任意であり、不織布に代えて、メッシュ状に形成されたシートを適宜採用することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、本発明に係る掘削土砂の脱水装置をベルトコンベヤに適用した場合について説明したが、搬送機能は必ずしも必要ではなく、透水性ベルト及び透水性シートの搬送区間が短くて、実質的にベルトコンベヤとして用いることができなくてもかまわない。
【００８２】
これに関連して、本発明に係る掘削土砂の脱水装置の使用の形態としては、ベルトコンベヤとして、他のベルトコンベヤとともに連続ベルコンを構成する、掘削土砂の脱水装置として、ベルトコンベヤ間に適宜配置する、据置型の掘削土砂の脱水装置としてプラント内に設置するといった使用形態が考えられる。
【００８３】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、吸引部材８のみでは加圧機構１ｂによる圧力を支持できない場合、反力部材を別途設けるようにすればよい。
【００８４】
図５は、透水性ベルト２の裏面と摺動自在になるように該透水性ベルトの裏側に反力部材５２を複数本並設した変形例を示したものである。
【００８５】
同図でわかるように、反力部材５２は、吸引部材８が配置されている箇所を除いた位置に透水性ベルト２の搬送軸線と平行に配置してあり、キャリアローラ５１の動作に支障なきよう、その長さを、例えばキャリアローラ５１，５１のピッチよりも若干短く設定してある。かかる反力部材５２は、吸引部材８と同様、架台５４に適宜固定すればよい。
【００８６】
反力部材５２は、吸引部材８の開口縁部に取り付けた気密シール２４と同様、摩擦係数の小さい超高分子ポリエチレンで形成することができる。なお、反力部材５２の設置によって気密シール２４による吸引部材８と透水性ベルト２との気密性が損なわれないよう、反力部材５２を弾性材料で形成し、又はゴム等の弾性部材を介して反力部材５２を架台５４に取り付けるようにする。
【００８７】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、加圧ベルト３２の表面に吸水材である多孔質シート、例えばスポンジシートを貼着してもよい。
【００８８】
かかる構成によれば、掘削土砂から出た水をスポンジシートが吸水するため、吸引機構１２の負荷を減らすことができるとともに、その結果として脱水装置であるベルトコンベヤ１の脱水効率を向上させることが可能となる。
【００８９】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、図６に示すように、掘削土砂に振動を付与する振動付与機構としてのバイブレータ６１を透水性ベルト２の裏側に配置してもよい。
【００９０】
かかる構成においては、バイブレータ６１を駆動することによって、掘削土砂の土粒子間隙に存在する水を土塊の外側に予め排出させることが可能となり、かかる構成によっても脱水効率の向上を図ることができる。
【００９１】
また、本実施形態では、空気を噴射する流体噴射機構１３を透水性シート３の戻り側に配置することで、透水性シート３に付着した掘削土砂の土粒子を吹き飛ばして透水性シート３の目詰まりを防止するようにしたが、流体噴射機構１３に代えて又は流体噴射機構１３とともに、透水性シート３を洗浄する洗浄機構を設けるようにしてもよい。
【００９２】
（第２実施形態）
【００９３】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９４】
図７は、本実施形態に係るベルトコンベヤを示した側面図である。同図に示すように、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１は、脱水機構１ａと加圧機構１０１ｂとから構成してある。ここで、脱水機構１ａについては第１実施形態で既に説明したので、ここではその説明を省略する。
【００９５】
加圧機構１０１ｂは、図７に示したように脱水機構１ａの上方に配置してあり、ヘッドプーリ３３及びテールプーリ３４に掛け渡された無端状をなす加圧ベルト３２を備える。かかる加圧ベルト３２は図８でよくわかるように、循環経路が透水性ベルト２及び透水性シート３の循環経路（同図では反時計回り）と逆回り、すなわち同図では時計回りとなるよう、上述したヘッドプーリ３３からテールプーリ３４を経て、テンションプーリ１０３及びベンドプーリ１０５を通った後、反対側のベンドプーリ１０４およびテンションプーリ１０２を経てヘッドプーリ３３に戻るように架け渡してあるとともに、循環速度が透水性ベルト２及び透水性シート３の搬送速度と等しくなるように構成してある。
【００９６】
ベンドプーリ１０４，１０５の間には６本の加圧ローラ１３６を加圧ベルト３２の裏側に配置してあるとともに、該加圧ローラをそれらの設置高さが可変となるように構成してあり、かかる構成によって搬送区間Ａにおける加圧ベルト３２と透水性シート３との離間距離を任意に調整できるようになっている。
【００９７】
すなわち、加圧ローラ１３６は図９に示すように、二組のコの字状フレーム５５，５５の横材にそれぞれ３本ずつ取り付けてあるとともに、該横材の両端から立ち上がる一対の縦材の上端を高さ調整機構１４１，１４１を介して架台５４に取り付けてあり、該高さ調整機構によって、各コの字状フレーム５５は、その設置高さを調整できるようになっている。
【００９８】
高さ調整機構１４１は同図(b)に示すように、架台５４を上下に貫通するロッド１４２と、該ロッドの下端をコの字状フレーム５５の縦材に設けられたウェブ１４３に連結するナット１４４，１４４と、下端がロッド１４２の下方近傍に固定され上端が架台５４の下面に当接するようにロッド１４２と同心状に配置されたコイルバネ１４５とで構成してあり、ロッド１４２に対するナット１４４，１４４の螺合位置を調整することにより、架台５４に対するコの字状フレーム５５の設置高さ、ひいては加圧ローラ１３６の設置高さを所望の位置に調整できるようになっている。
【００９９】
なお、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１は、掘削土砂を投入するホッパー１４を備えるとともに、その下方に供給フィーダとして機能するベルトコンベヤ１５を配置してあり、ホッパー１４に投入された掘削土砂をベルトコンベヤ１５によって脱水機構１ａを構成する透水性ベルト２及び透水性シート３の搬送開始位置に供給できるようになっている。
【０１００】
本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１を用いて掘削土砂を脱水するには、まず、脱水の対象となる掘削土砂をホッパー１４に投入する。掘削土砂は、土木建築工事において発生する含水比の高いすべての掘削土砂が対象となり、例えば泥土圧シールド工事で発生する掘削土砂が対象となる。かかる掘削土砂は、例えば上流側に設置されたベルトコンベヤから搬送されてきたものをホッパー１４に投入するようにすればよい。
【０１０１】
次に、ホッパー１４に投入された掘削土砂をベルトコンベヤ１５で移送し、搬送開始位置（搬送区間Ａの始点）で透水性ベルト２及び透水性シート３に載せ替える。
【０１０２】
ここで、透水性シート３は透水性と土粒子遮断性とを有し、該透水性シートが重ねられている透水性ベルト２には排水孔２２を形成してある。また、吸引部材８は、その開口縁部に取り付けられた気密シール２４が透水性ベルト２の裏面と摺動自在となるように、かつボックス断面状空間である減圧空間が透水性ベルト２に形成された排水孔２２と連通するように配置してある。
【０１０３】
そのため、吸引ポンプ１０を駆動して吸引部材８に形成された減圧空間の空気を引き抜くことにより、掘削土砂中の水分は、土粒子から分離して外側に排出される。そして、かかる水分は、透水性シート３による濾過作用によって土粒子と分離されつつ、該透水性シートを通過し、さらに透水性ベルト２の排水溝２１に集められた後、排水孔２２を介して吸引管９内を流れて排水される。
【０１０４】
一方、加圧機構１０１ｂを構成する加圧ベルト３２は、透水性ベルト２及び透水性シート３と同じ搬送速度で循環するとともに、加圧ベルト３２が搬送区間Ａにおける透水性シート３の表面から所定距離だけ離間するように該加圧ベルトの裏側に加圧ローラ１３６を配置してある。
【０１０５】
このようにすると、図９に示すように掘削土砂５７は、加圧ベルト３２と透水性ベルト２及び透水性シート３との間に挟み込まれながら搬送されるとともに、搬送中、加圧ローラ１３６で加圧されるため、加圧機構１０１ｂによる加圧作用によって脱水が促進される。そして、水分が除去され含水比が低下した掘削土砂は、搬送区間Ａの終点において、図７で言えばその左側に搬出される。
【０１０６】
加えて、本実施形態に係る加圧機構１０１ｂは、透水性シート３からの加圧ベルト３２の離間距離を高さ調整機構１４１によって調整することが可能であり、以下の２パターン、すなわち、
(a)搬送区間Ａのうち、一部又は全部の区間において透水性ソート３と平行な関係を保持しつつ、該透水性シートからの離間距離を調整するパターン
【０１０７】
(b)搬送区間Ａのうち、一部又は全部の区間において透水性シート３との離間距離を搬送方向に沿って徐々に小さくなるように調整するパターン
【０１０８】
を適宜選択し、あるいは組み合わせることができる。
【０１０９】
例えば、掘削土砂５７の搬送量に応じてパターン(a)を適用する場合は、搬送量が多いときに離間距離を大きくし、少ないときには離間距離を小さくするように調整すればよい。このように調整すれば、掘削土砂５７の搬送量に関わらず、所定の加圧脱水を行うことができる。
【０１１０】
本実施形態では特に、土質性状に応じてパターン(b)を採用することができる。すなわち、掘削土砂５７が比較的硬い場合、搬送区間Ａの途中で生じた、又は当初から生じていた割れ目やひび割れから空気が抜けてしまい、脱水機構１ａによる減圧操作を行っても効率的な脱水を行うことができないという事態が生じる。また、脱水プロセスによる収縮に伴って割れ目やひび割れが進行し、搬送区間Ａの下流側では、減圧操作がますます困難になることも予想される。さらには、掘削土砂５７が硬いため、加圧ベルト３２による加圧力が例えばベルト中央付近の掘削土砂にのみ偏り、ベルト縁部付近の掘削土砂には加圧力が及ばないといった事態も予想される。
【０１１１】
このような場合には図９(a)に示したように、透水性シート３からの加圧ベルト３２の離間距離が搬送区間Ａの上流側ではｈ1、下流側ではｈ2（ｈ2＜ｈ1）となるように、各高さ調整機構１４１を操作する。
【０１１２】
このようにすると、掘削土砂５７は、搬送区間Ａに沿って層厚が薄くなり、より体積が収縮するように加圧されることとなり、割れ目やひび割れが生じることはないし、脱水に伴って割れ目やひび割れが生じたとしても、それらは速やかに塞がる。
【０１１３】
一方、掘削土砂の搬送を終えた透水性ベルト２及び透水性シート３は、ヘッドプーリ４を回った後、透水性ベルト２はテールプーリ５に戻るが、透水性シート３は、透水性ベルト２から離れてリターンローラ７ａに向かう。
【０１１４】
次いで、透水性シート３は、ヘッドプーリ４とリターンローラ７ａとの間に設置された流体噴射機構１３による空気の噴射によって土粒子が除去された後、リターンローラ７ａ，７ｂ，７ｃを経てテールプーリ６に戻り、テールプーリ５で透水性ベルト２に再び重ねられる。
【０１１５】
以上説明したように、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１によれば、脱水機構１ａのベルト構造を二重構造とし、掘削土砂の搬送荷重を透水性ベルト２に支持させる一方、土粒子の通過を阻止する役目を透水性シート３に負わせたので、それぞれの役割に応じて透水性ベルト２及び透水性シート３を製作することが可能となり、脱水効率を大幅に向上させることができる。
【０１１６】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１によれば、脱水機構１ａを構成する透水性シート３の戻りルートを、透水性ベルト２の戻りルートとは別に設けて、透水性シート３の戻りルートに流体噴射機構１３を設置するようにしたので、土粒子除去を優先したルート、例えば流体噴射機構１３を設置しやすいルートで透水性シート３を循環させることが可能となり、透水性シート３の目詰まりを防止しやすくなる。
【０１１７】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１によれば、脱水機構１ａのベルト構造を二重構造としたことによって、透水性シート３を適宜交換することが可能となり、透水性シート３の目詰まりによる脱水効率の低下を未然に防止することができる。
【０１１８】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１によれば、脱水機構１ａを構成する吸引部材８の開口縁部に沿って気密シール２４を取り付け、該気密シールが透水性ベルト２の裏面と摺動自在になるように、かつ透水性ベルト２に形成された排水孔２２が吸引部材８の減圧空間と連通するように、透水性ベルト２の搬送方向に沿って吸引部材８を配置するようにしたので、吸引部材８と透水性ベルト２の裏面との気密性が高くなり、空気漏れによる圧力ロスを低減して脱水効率を高めることが可能となる。
【０１１９】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１によれば、上述したように気密シール２４が透水性ベルト２の裏面と摺動自在になるように透水性ベルト２の搬送方向に沿って吸引部材８を配置するようにしたので、加圧機構１０１ｂによって載荷された圧力は吸引部材８で支持され、該吸引部材で反力が発生する。ちなみに、吸引部材８は、例えば架台５４に固定しておけばよい。
【０１２０】
すなわち、吸引部材８は、透水性ベルト２に形成された排水孔２２の裏側で減圧空間を形成する役目を果たすのみならず、加圧機構１０１ｂからの圧力を透水性ベルト２の裏側で支持する反力部材としての役目をも果たす。
【０１２１】
そのため、加圧機構１０１ｂによる圧力は逃げることなく掘削土砂に作用し、該掘削土砂は、加圧ベルト３２と透水性ベルト２及び透水性シート３との間で十分に脱水される。
【０１２２】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１によれば、加圧機構１０１ｂによって、掘削土砂５７が加圧ベルト３２と透水性ベルト２及び透水性シート３との間に挟み込まれながら搬送されるとともに、搬送中、加圧ローラ３６で加圧されるため、脱水機構１ａによる掘削土砂の脱水作用を促進することが可能となり、かくして掘削土砂をさらに高い効率で脱水することが可能となる。
【０１２３】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１によれば、透水性シート３からの加圧ベルト３２の離間距離を高さ調整機構１４１によって調整することができるように加圧機構１０１ｂを構成したので、掘削土砂の搬送量や土質性状に応じて最適に調整することが可能となる。
【０１２４】
特に、高さ調整機構１４１を、透水性シート３からの加圧ベルト３２の離間距離が搬送区間Ａの上流側ではｈ1、下流側ではｈ2（ｈ2＜ｈ1）となるように操作することにより、搬送区間Ａに沿ってより体積が縮小するように加圧される。
【０１２５】
そのため、脱水に伴う体積収縮が原因で、あるいは本来的に土が硬いことが原因で割れ目やひび割れが発生するのを未然に防止し、脱水機構１ａの減圧操作を実効あらしめるという顕著な作用効果を奏する。
【０１２６】
加えて、離間距離を搬送方向に沿って徐々に狭くすることにより、加圧ローラ１３６による加圧力は、ベルト中央部に偏ることなくベルト縁部にも均等に及ぶこととなり、脱水性能のさらなる向上を図ることも可能となる。
【０１２７】
なお、本実施形態に係る脱水装置を泥土圧シールド工事現場に設置し、透水性シート３からの加圧ベルト３２の離間距離が搬送区間Ａの上流側ではｈ1、下流側ではｈ2（ｈ2＜ｈ1）となるように調整したところ、離間距離が一定である場合に生じていた割れ目やひび割れは全く発生せず、プレス状態にまで脱水が可能であることが確認できた。
【０１２８】
本実施形態では特に言及しなかったが、第１実施形態で述べた変形例は、すべて本実施形態にも適用することが可能である。例えば、透水性シート３の駆動プーリと透水性ベルト２の駆動プーリとを個別に設けるようにしてもよいし、気密シール２４を省略することも可能である。また、透水性シート３は必ずしも不織布である必要はない。また、本発明に係る脱水装置が搬送機能を持つ必要もない。さらに、図５で述べた反力部材５２の変形例や、加圧ベルト３２の表面に吸水材である多孔質シートを設けた変形例、あるいは透水性シート３を洗浄する洗浄機構を別途設けた変形例も、第２実施形態で可能である。
【０１２９】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、高さ調整機構１４１と同様の機能を持つ高さ調整機構を介してベンドプーリ１０４，１０５を架台５４に取り付け、加圧ローラ１３６の高さ調整に合わせてベンドプーリ１０４，１０５の高さを調整するようにしてもよい。
【０１３０】
かかる構成においては、例えば、ベンドプーリ１０４，１０５及び加圧ローラ１３６のベルト接触部位が同一平面上にくるように調整することが可能となり、加圧ローラ１３６は加圧ベルト３２の張力を負担せずに済む。なお、かかる場合においては、ベンドプーリ１０４，１０５は、加圧ベルト３２の走行角度を調整する走行角度調整ローラとして機能する。
【０１３１】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、図１０に示すように、掘削土砂に振動を付与する振動付与機構としてのバイブレータ６１を透水性ベルト２の裏側に配置してもよい。
【０１３２】
かかる構成においては、バイブレータ６１を駆動することによって、掘削土砂の土粒子間隙に存在する水を土塊の外側に予め排出させることが可能となり、かかる構成によっても脱水効率の向上を図ることができる。
【０１３３】
また、本実施形態では、空気を噴射する流体噴射機構１３を透水性シート３の戻り側に配置することで、透水性シート３に付着した掘削土砂の土粒子を吹き飛ばして透水性シート３の目詰まりを防止するようにしたが、流体噴射機構１３に代えて又は流体噴射機構１３とともに、透水性シート３を洗浄する洗浄機構を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本実施形態に係るベルトコンベヤの全体図。
【図２】透水性ベルト２、透水性シート３及び加圧ベルト３２の配置状況を示した斜視図。
【図３】透水性ベルト２及び透水性シート３の図であり、(a)は平面図、(b)はＢ−Ｂ断面に沿った断面図。
【図４】走行角度調整ローラ３５及び加圧ローラ３６を示した詳細図。
【図５】反力部材５２の設置状況を示した図であり、(a)は平面図、(b)はＣ−Ｃ断面に沿った断面図。
【図６】バイブレータ６１の配置状況を示した図。
【図７】本実施形態に係るベルトコンベヤの全体図。
【図８】透水性ベルト２、透水性シート３及び加圧ベルト３２の配置状況を示した斜視図。
【図９】加圧ローラ１３６を示した詳細図。
【図１０】バイブレータ６１の配置状況を示した図。
【符号の説明】
【０１３５】
１，１０１ ベルトコンベヤ（掘削土砂の脱水装置）
１ａ 脱水機構
１ｂ，１０１ｂ 加圧機構
２ 透水性ベルト
３ 透水性シート
４ ヘッドプーリ（第１のヘッドプーリ）
５ テールプーリ（第１のテールプーリ）
６ テールプーリ（第２のテールプーリ）
８ 吸引部材
９ 吸引管
１０ 吸引ポンプ
１２ 吸引機構
１３ 流体噴射機構
２１ 排水溝
２２ 排水孔
２４ 気密シール
３２ 加圧ベルト
３３ ヘッドプーリ（第３のヘッドプーリ）
３４ テールプーリ（第３のテールプーリ）
３５ 走行角度調整ローラ
３６，１３６ 加圧ローラ
５２ 反力部材
６１ バイブレータ（振動付与機構）
１４１ 高さ調整機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含水比の高い掘削土砂を脱水する掘削土砂の脱水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
泥土圧シールド工法において、シールドマシンのチャンバー内に取り込まれた掘削土砂は、排泥ポンプ、スクリューコンベヤ、ベルトコンベヤ等によって地上に搬出され、土砂ピットに貯留される。
【０００３】
ここで、泥土圧シールドは、泥土圧によって切羽の安定を図っている関係上、掘削土砂の含水比が高く、それゆえ産業廃棄物扱いとなって処分費用が高くなる。加えて、土粒子の間隙に多くの水を含むため、単位体積当たりの重量が大きく、運搬費用も高くなる。さらには、トンネル掘削であるため、掘削土砂の発生量は膨大である。
【０００４】
ここで、天日干し等の方法で掘削土砂を乾燥させれば、含水比が低下し、一般残土としての利用も可能ではあるが、天日干しのための広大な敷地を都市部に確保することは現実的ではない。また、石灰等のセメント系材料を添加することで含水比の低下と強度の改善とを図れば、建設資材としての再利用も可能であるが、発生土が膨大であるため、セメント系材料の材料コストや添加のための作業コストが高くなり、処理用地の確保とも相まって、やはり経済性の面で適用が困難となる。また、セメント系材料の添加によってpHが大きくなるため、一般残土としての処分が困難になる場合がある。
【０００５】
そのため、掘削土砂の減容化・軽量化を効率よく図ることができるさまざまな試みが従来からなされてきた。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２０６７５９号公報
【特許文献２】特開平７−２１４０９４号公報
【特許文献３】実開平６−６６８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、特許文献１には、メッシュベルトと該メッシュベルトの下側から強制的に真空吸引するバキュームユニットを備えた真空吸引式脱水コンベアが開示されており、かかる真空吸引式脱水コンベアによれば、脱水機のイニシャルコストを下げることができる旨、記載されている。
【０００８】
しかしながら、かかる構成においては、掘削土砂の脱水、目詰まり防止及び土砂の搬送荷重支持という３つの役割をメッシュベルトにすべて持たせる必要があるため、メッシュベルトを製作するにあたってはどうしても制約が多くなり、コストや機能あるいは設計自由度の面で十分ではないという問題を生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、掘削土砂の搬送荷重を支持するとともに該掘削土砂による目詰まりを防止しながら、掘削土砂の脱水を効率よく行うことが可能な掘削土砂の脱水装置を提供することを目的とする。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は請求項１に記載したように、第１のヘッドプーリと第１のテールプーリとに掛け渡された無端状をなす透水性ベルトと、搬送速度が前記透水性ベルトの搬送速度と等しくなるようにかつ裏面が所定の搬送区間において前記透水性ベルトの表面に重ねられるように第２のヘッドプーリと第２のテールプーリとに掛け渡された透水性と土粒子遮断性とを有する無端状をなす透水性シートと、前記搬送区間において前記透水性シートに載置された掘削土砂中の水分を前記透水性シート及び前記透水性ベルトを介して吸引除去する吸引機構とからなる脱水機構と、
前記脱水機構の上方に配置され循環経路が前記透水性ベルト及び前記透水性シートの循環経路と逆回りとなるようにかつ循環速度が前記透水性ベルト及び前記透水性シートの搬送速度と等しくなるように第３のヘッドプーリと第３のテールプーリとに掛け渡された無端状をなす加圧ベルトと、該加圧ベルトが前記搬送区間における前記透水性シートの表面から所定距離だけ離間するように前記加圧ベルトの走行角度を調整する一対の走行角度調整ローラと、該一対の走行角度調整ローラの間に配置された加圧ローラとからなる加圧機構とを備えたものである。
【００１１】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は請求項２に記載したように、第１のヘッドプーリと第１のテールプーリとに掛け渡された無端状をなす透水性ベルトと、搬送速度が前記透水性ベルトの搬送速度と等しくなるようにかつ裏面が所定の搬送区間において前記透水性ベルトの表面に重ねられるように第２のヘッドプーリと第２のテールプーリとに掛け渡された透水性と土粒子遮断性とを有する無端状をなす透水性シートと、前記搬送区間において前記透水性シートに載置された掘削土砂中の水分を前記透水性シート及び前記透水性ベルトを介して吸引除去する吸引機構とからなる脱水機構と、
【００１２】
前記脱水機構の上方に配置され循環経路が前記透水性ベルト及び前記透水性シートの循環経路と逆回りとなるようにかつ循環速度が前記透水性ベルト及び前記透水性シートの搬送速度と等しくなるように第３のヘッドプーリと第３のテールプーリとに掛け渡された無端状をなす加圧ベルトと、該加圧ベルトの裏側に設置され前記搬送区間における前記加圧ベルトと前記透水性シートとの離間距離を調整自在な加圧ローラとからなる加圧機構とからなる加圧機構とを備えたものである。
【００１３】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は、前記搬送区間の上流側から下流側にかけて前記離間距離が減少するように前記加圧ローラの設置高さを調整したものである。
【００１４】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は、前記吸引機構を、吸引ポンプと該吸引ポンプに接続された吸引管と該吸引管に連通接続され内部に減圧空間が形成された吸引部材とで構成するとともに、該吸引部材の開口縁部に沿って気密シールを取り付けて構成し、該気密シールが前記透水性ベルトの裏面と摺動自在になるように前記吸引部材を配置したものである。
【００１５】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は、前記透水性ベルトの表面に排水溝を形成するとともに該排水溝の溝底面に排水孔を形成し、該排水孔が前記吸引部材の減圧空間と連通するように該吸引部材を配置したものである。
【００１６】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は、前記第２のヘッドプーリを前記第１のヘッドプーリと兼用したものである。
【００１７】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は、前記透水性シートの裏側から気体又は液体を噴射する流体噴射機構を前記透水性シートの戻り側に配置したものである。
【００１８】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は、前記透水性ベルトの裏側に該透水性ベルトの裏面と摺動自在になるように反力部材を配置したものである。
【００１９】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は、前記掘削土砂に振動を付与する振動付与機構を前記透水性ベルトの裏側に配置したものである。
【００２０】
また、本発明に係る掘削土砂の脱水装置は、前記加圧ベルトの表面に吸水材を設けたものである。
【００２１】
第１の発明に係る掘削土砂の脱水装置においては、脱水機構を構成する透水性ベルト及び透水性シートで掘削土砂を搬送しつつ吸引機構を作動させるが、透水性シートは透水性と土粒子遮断性とを有し、その搬送速度は透水性ベルトの搬送速度と等しく、その裏面は、搬送区間において透水性ベルトの表面に重ねてある。
【００２２】
そのため、透水性ベルト及び透水性シートは、前者が脱水の対象となる掘削土砂の搬送荷重を支持し、後者が土粒子の通過を阻止するという役割分担を果たし、搬送中の掘削土砂に含まれる水分は、吸引機構によって外側に排出されるとともに、透水性シート及び透水性ベルトを介して吸引除去され、かくして掘削土砂の含水比は低下する。
【００２３】
一方、加圧機構を構成する加圧ベルトは、透水性ベルト及び透水性シートと同じ搬送速度で循環するとともに、搬送区間における透水性シートの表面から所定距離だけ離間するように一対の走行角度調整ローラによって走行角度を調整してある。
【００２４】
そのため、掘削土砂は、加圧ベルトと透水性ベルト及び透水性シートとの間に挟み込まれながら搬送されるとともに、搬送中、一対の走行角度調整ローラの間に配置された加圧ローラで加圧される。
【００２５】
そのため、脱水機構による掘削土砂の脱水作用は、加圧機構による加圧作用によって促進され、高い効率で脱水が行われる。
【００２６】
ここで、第１の発明に係る一対の走行角度調整ローラは、加圧ベルトが搬送区間における透水性シートの表面から所定距離だけ離間するように加圧ベルトの走行角度を調整できるのであれば、その構成は任意であり、各走行角度調整ローラは例えば、ローラ本体をローラ取付体に取り付け、該ローラ取付体を調整ネジを介して架台に取り付けるようにして構成することができる。
【００２７】
第２の発明に係る掘削土砂の脱水装置についても脱水機構に関する作用については第１の発明と同様である。すなわち、透水性ベルト及び透水性シートで掘削土砂を搬送しつつ吸引機構を作動させるが、透水性シートは透水性と土粒子遮断性とを有し、その搬送速度は透水性ベルトの搬送速度と等しく、その裏面は、搬送区間において透水性ベルトの表面に重ねてある。
【００２８】
そのため、透水性ベルト及び透水性シートは、前者が脱水の対象となる掘削土砂の搬送荷重を支持し、後者が土粒子の通過を阻止するという役割分担を果たし、搬送中の掘削土砂に含まれる水分は、吸引機構によって外側に排出されるとともに、透水性シート及び透水性ベルトを介して吸引除去され、かくして掘削土砂の含水比は低下する。
【００２９】
一方、加圧機構を構成する加圧ベルトは、透水性ベルト及び透水性シートと同じ搬送速度で循環するとともに、該加圧ベルトの裏側には、搬送区間における加圧ベルトと透水性シートとの離間距離を調整自在な加圧ローラを配置してある。
【００３０】
そのため、掘削土砂は、加圧ベルトと透水性ベルト及び透水性シートとの間に挟み込まれながら搬送されるとともに、搬送中、加圧ローラによって加圧される。
【００３１】
そのため、脱水機構による掘削土砂の脱水作用は、加圧機構による加圧作用によって促進され、高い効率で脱水が行われる。
【００３２】
上述した第１の発明及び第２の発明において、吸引機構は、透水性ベルト及び透水性シートを介して搬送中の掘削土砂から水分を吸引除去できる限り、その構成は任意であり、例えば、吸引ポンプと、該吸引ポンプに接続された吸引管と、該吸引管に連通接続され内部に減圧空間が形成された吸引部材とで構成するとともに、該吸引部材の開口縁部に沿って気密シールを取り付けて構成し、該気密シールが前記透水性ベルトの裏面と摺動自在になるように前記吸引部材を配置する構成が考えられる。
【００３３】
透水性ベルトは、脱水の対象となる掘削土砂の載荷荷重や搬送荷重を支持しつつ該掘削土砂から吸引された水分を通過させることができる限り、その構成は任意であり、例えば、表面に排水溝を形成するとともに該排水溝の溝底面に排水孔を形成し、かかる排水孔が吸引部材の減圧空間と連通するように該吸引部材を配置する構成が考えられる。
【００３４】
第１のヘッドプーリ及び第２のヘッドプーリは、個別に設けるようにしてもよいし、兼用させるようにしてもよいが、個別に設ける場合には、透水性シート及び透水性ベルトが同一の搬送速度となるように両ヘッドプーリを駆動制御する。
【００３５】
透水性シートは、透水性と土粒子遮断性とを有するシートである限り、その材質は任意であり、例えば不織布で形成することができる。ここで、透水性シートは、上述したように、水を通しながら掘削土砂を構成する土粒子の通過を阻止する役割を担うため、土粒子による目詰まりが生じないようにメンテナンスが必要となるが、前記透水性シートの裏側から気体又は液体を噴射する流体噴射機構を前記透水性シートの戻り側に配置したならば、透水性シートに付着した土粒子を気体又は液体で吹き飛ばすことができるので、土粒子による透水性シートの目詰まりを未然に防止することが可能となる。
【００３６】
加圧ベルトは、加圧ローラからの力を掘削土砂に伝達できる限り、どのように構成するかは任意であるが、加圧ベルトの表面に吸水材を設けた場合、該吸水材が掘削土砂から出た水を吸水するため、吸引機構の負荷を減らすことができるとともに、その結果として全体の脱水効率を向上させることが可能となる。
【００３７】
掘削土砂をどういう状態で脱水機構に供給するかは任意であるが、掘削土砂に振動を付与する振動付与機構を透水性ベルトの裏側に配置した場合、かかる振動付与機構を駆動することによって、掘削土砂の土粒子間隙に存在する水を土塊の外側に予め排出させることが可能となり、かかる構成によっても脱水効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明に係る掘削土砂の脱水装置をベルトコンベヤに適用した場合の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
（第１実施形態）
【００４０】
図１は、本実施形態に係るベルトコンベヤを示した側面図である。同図に示すように、本実施形態に係るベルトコンベヤ１は、脱水機構１ａと加圧機構１ｂとから構成してある。
【００４１】
脱水機構１ａは、無端状の透水性ベルト２と、無端状の透水性シート３とを備えており、透水性ベルト２は、第１のヘッドプーリであるヘッドプーリ４と第１のテールプーリであるテールプーリ５とに掛け渡し、駆動モータ３１によって両プーリの間を循環するようになっており、ヘッドプーリ４は第２のヘッドプーリを兼用する。
【００４２】
一方、透水性シート３は、ヘッドプーリ４、第２のテールプーリであるテールプーリ６及びリターンローラ７ａ，７ｂ，７ｃに掛け渡してあり、駆動モータ３１によって各プーリ間及び各リターンローラ間を循環するようになっている。
【００４３】
脱水機構１ａは図２に示すように、透水性ベルト２が内周側を破線矢印方向に循環し、透水性シート３が外周側を実線矢印方向に循環する二重ベルト構造となっている。
【００４４】
透水性ベルト２の表面には図３に示すように、搬送方向に平行なベルト中心線を対称軸として、深さ３ｍｍ程度の２つの排水溝２１，２１を搬送方向に直交するように形成してあるとともに、該排水溝の溝底面には、排水孔２２をそれぞれ形成してある。
【００４５】
かかる透水性ベルト２は、従来公知の材質で構成することができる。なお、透水性ベルト２の両縁には、搬送方向に沿って波桟２３，２３を立設してあり、脱水の対象となる掘削土砂が搬送中にこぼれ落ちるのを防止するサイドガードの役目を果たしている。
【００４６】
透水性シート３は、透水性と土粒子遮断性とを有するように不織布で形成してある。
【００４７】
ここで、透水性ベルト２及び透水性シート３は、駆動モータ３１でヘッドプーリ４を駆動することで、両者の搬送速度が等しくなるように構成してあるとともに、図２でよくわかるように透水性シート３の裏面が搬送区間Ａにおいて透水性ベルト２の表面に重ねられるように、透水性ベルト２をヘッドプーリ４及びテールプーリ５に掛け渡すとともに、透水性シート３をヘッドプーリ４、リターンローラ７ａ，７ｂ，７ｃ及びテールプーリ６に掛け渡してある。
【００４８】
脱水機構１ａは図１に示すように、上述した搬送区間Ａにおいて透水性シート３に載置された掘削土砂中の水分を該透水性シート及び透水性ベルト２を介して吸引除去する吸引機構１２を備えており、該吸引機構は、吸引ポンプ１０と、該吸引ポンプに接続された吸引管９と、該吸引管に連通接続され内部に減圧空間が形成されたボックス断面状の吸引部材８とで構成してある。
【００４９】
搬送区間Ａは、脱水に要求される長さを基本長さとし、ベルトコンベヤとして要求される必要搬送距離に応じて、その基本長さを適宜長くするようにすればよい。
【００５０】
吸引部材８は図３に示すように、その開口縁部に沿って気密シール２４を取り付けてあり、該気密シールが透水性ベルト２の裏面と摺動自在になるように、かつ透水性ベルト２に形成された排水孔２２が吸引部材８の減圧空間と連通するように、透水性ベルト２の搬送方向に沿って配置してある。
【００５１】
気密シール２４は例えば、摩擦係数の小さい超高分子ポリエチレンで形成すればよい。
【００５２】
脱水機構１ａは、空気を噴射する流体噴射機構１３を透水性シート３の戻り側に配置してあり、かかる空気を透水性シート３の裏側から噴射することによって、該透水性シートに付着した掘削土砂の土粒子を吹き飛ばし、土粒子による透水性シート３の目詰まりを防止することができるようになっている。
【００５３】
加圧機構１ｂは、図１に示したように脱水機構１ａの上方に配置してあり、第３のヘッドプーリであるヘッドプーリ３３と第３のテールプーリであるテールプーリ３４とに掛け渡された無端状をなす加圧ベルト３２を備える。
【００５４】
ここで、加圧ベルト３２は図２でよくわかるように、循環経路が透水性ベルト２及び透水性シート３の循環経路（同図では反時計回り）と逆回り、すなわち同図では時計回りとなるように、かつ循環速度が透水性ベルト２及び透水性シート３の搬送速度と等しくなるようにヘッドプーリ３３とテールプーリ３４とに掛け渡してある。
【００５５】
加圧機構１ｂは、加圧ベルト３２が搬送区間Ａにおける透水性シート３の表面から所定距離だけ離間するように加圧ベルト３２の走行角度を調整する一対の走行角度調整ローラ３５，３５と、該一対の走行角度調整ローラの間に配置された加圧ローラ３６とを備える。
【００５６】
ここで、各走行角度調整ローラ３５は図４に示すように、ローラ本体５１をローラ取付体５２に取り付け、該ローラ取付体を調整ネジ５３を介して架台５４に取り付けて構成してあり、かかる構成により、ローラ本体５１で加圧ベルト３２をその裏面から押さえて該加圧ベルトの走行角度を決定するようになっているとともに、調整ネジ５３でローラ本体５１の据付け高さを調整し、ひいては加圧ベルト３２の押さえ位置を調整できるようになっている。
【００５７】
加圧ローラ３６は、コの字状フレーム５５及び調整ネジ５６，５６を介して架台５４に取り付けてあり、かかる構成により、加圧ベルト３２にその裏面から圧力を載荷できるようになっているとともに、調整ネジ５６，５６でコの字状フレーム５５の据付け高さを調整し、ひいては加圧ベルト３２の圧力作用位置を調整できるようになっている。
【００５８】
なお、本実施形態に係るベルトコンベヤ１は、掘削土砂を投入するホッパー１４を備えるとともに、その下方に供給フィーダとして機能するベルトコンベヤ１５を配置してあり、ホッパー１４に投入された掘削土砂をベルトコンベヤ１５によって脱水機構１ａを構成する透水性ベルト２及び透水性シート３の搬送開始位置に供給できるようになっている。
【００５９】
本実施形態に係るベルトコンベヤ１を用いて掘削土砂を脱水するには、まず、脱水の対象となる掘削土砂をホッパー１４に投入する。掘削土砂は、土木建築工事において発生する含水比の高いすべての掘削土砂が対象となり、例えば泥土圧シールド工事で発生する掘削土砂が対象となる。かかる掘削土砂は、例えば上流側に設置されたベルトコンベヤから搬送されてきたものをホッパー１４に投入するようにすればよい。
【００６０】
次に、ホッパー１４に投入された掘削土砂をベルトコンベヤ１５で移送し、搬送開始位置（搬送区間Ａの始点）で透水性ベルト２及び透水性シート３に載せ替える。
【００６１】
ここで、透水性シート３は透水性と土粒子遮断性とを有し、該透水性シートが重ねられている透水性ベルト２には排水孔２２を形成してある。また、吸引部材８は、その開口縁部に取り付けられた気密シール２４が透水性ベルト２の裏面と摺動自在となるように、かつボックス断面状空間である減圧空間が透水性ベルト２に形成された排水孔２２と連通するように配置してある。
【００６２】
そのため、吸引ポンプ１０を駆動して吸引部材８に形成された減圧空間の空気を引き抜くことにより、掘削土砂中の水分は、土粒子から分離して外側に排出される。そして、かかる水分は、透水性シート３による濾過作用によって土粒子と分離されつつ、該透水性シートを通過し、さらに透水性ベルト２の排水溝２１に集められた後、排水孔２２を介して吸引管９内を流れて排水される。
【００６３】
一方、加圧機構１ｂを構成する加圧ベルト３２は、透水性ベルト２及び透水性シート３と同じ搬送速度で循環するとともに、搬送区間Ａにおける透水性シート３の表面から所定距離だけ離間するように、一対の走行角度調整ローラ３５，３５によって走行角度を調整してある。
【００６４】
そのため、図４に示すように掘削土砂５７は、加圧ベルト３２と透水性ベルト２及び透水性シート３との間に挟み込まれながら搬送されるとともに、搬送中、一対の走行角度調整ローラ３５，３５の間に配置された加圧ローラ３６で加圧される。
【００６５】
そのため、掘削土砂５７は、加圧機構１ｂによる加圧作用によって脱水が促進される。そして、水分が除去され含水比が低下した掘削土砂は、搬送区間Ａの終点において、図１で言えばその左側に搬出される。
【００６６】
加圧ベルト３２と透水性ベルト２及び透水性シート３との離間距離は、例えば脱水の程度と掘削土砂の処理効率の兼ね合いで適宜決定すればよく、十分な脱水を行いたい場合には、離間距離を小さくとり、処理効率を重視する場合には、離間距離を大きくとればよい。
【００６７】
一方、掘削土砂の搬送を終えた透水性ベルト２及び透水性シート３は、ヘッドプーリ４を回った後、透水性ベルト２はテールプーリ５に戻るが、透水性シート３は、透水性ベルト２から離れてリターンローラ７ａに向かう。
【００６８】
次いで、透水性シート３は、ヘッドプーリ４とリターンローラ７ａとの間に設置された流体噴射機構１３による空気の噴射によって土粒子が除去された後、リターンローラ７ａ，７ｂ，７ｃを経てテールプーリ６に戻り、テールプーリ５で透水性ベルト２に再び重ねられる。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態に係るベルトコンベヤ１によれば、脱水機構１ａのベルト構造を二重構造とし、掘削土砂の搬送荷重を透水性ベルト２に支持させる一方、土粒子の通過を阻止する役目を透水性シート３に負わせたので、それぞれの役割に応じて透水性ベルト２及び透水性シート３を製作することが可能となり、脱水効率を大幅に向上させることができる。
【００７０】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１によれば、脱水機構１ａを構成する透水性シート３の戻りルートを、透水性ベルト２の戻りルートとは別に設けて、透水性シート３の戻りルートに流体噴射機構１３を設置するようにしたので、土粒子除去を優先したルート、例えば流体噴射機構１３を設置しやすいルートで透水性シート３を循環させることが可能となり、透水性シート３の目詰まりを防止しやすくなる。
【００７１】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１によれば、脱水機構１ａのベルト構造を二重構造としたことによって、透水性シート３を適宜交換することが可能となり、透水性シート３の目詰まりによる脱水効率の低下を未然に防止することができる。
【００７２】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１によれば、脱水機構１ａを構成する吸引部材８の開口縁部に沿って気密シール２４を取り付け、該気密シールが透水性ベルト２の裏面と摺動自在になるように、かつ透水性ベルト２に形成された排水孔２２が吸引部材８の減圧空間と連通するように、透水性ベルト２の搬送方向に沿って吸引部材８を配置するようにしたので、吸引部材８と透水性ベルト２の裏面との気密性が高くなり、空気漏れによる圧力ロスを低減して脱水効率を高めることが可能となる。
【００７３】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１によれば、加圧機構１ｂを構成する加圧ベルト３２を、透水性ベルト２及び透水性シート３と同じ搬送速度で循環させるとともに、搬送区間における透水性シート３の表面から所定距離だけ離間するように一対の走行角度調整ローラ３５，３５によって走行角度を調整したので、掘削土砂は、加圧ベルト３２と透水性ベルト２及び透水性シート３との間に挟み込まれながら搬送されるとともに、搬送中、一対の走行角度調整ローラ３５，３５の間に配置された加圧ローラ３６で加圧される。
【００７４】
そのため、脱水機構１ａによる掘削土砂の脱水作用は、加圧機構１ｂによる加圧作用によって促進されることとなり、かくして掘削土砂をさらに高い効率で脱水することが可能となる。
【００７５】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１によれば、上述したように気密シール２４が透水性ベルト２の裏面と摺動自在になるように透水性ベルト２の搬送方向に沿って吸引部材８を配置するようにしたので、加圧機構１ｂによって載荷された圧力は吸引部材８で支持され、該吸引部材で反力が発生する。ちなみに、吸引部材８は、例えば架台５４に固定しておけばよい。
【００７６】
すなわち、吸引部材８は、透水性ベルト２に形成された排水孔２２の裏側で減圧空間を形成する役目を果たすのみならず、加圧機構１ｂからの圧力を透水性ベルト２の裏側で支持する反力部材としての役目をも果たす。
【００７７】
そのため、加圧機構１ｂによる圧力は逃げることなく掘削土砂に作用し、該掘削土砂は、加圧ベルト３２と透水性ベルト２及び透水性シート３との間で十分に脱水される。
【００７８】
本実施形態では、脱水機構１ａのヘッドプーリ４を第１のヘッドプーリ及び第２のヘッドプーリとし、透水性シート３の駆動プーリと透水性ベルト２の駆動プーリを兼用するようにしたが、これに代えて、それぞれ個別にヘッドプーリを設けるようにしてもかまわない。この場合には、透水性シート３の搬送速度と透水性ベルト２の搬送速度を同一にするための制御手段を必要に応じて設置する。
【００７９】
また、本実施形態では、気密シール２４によって吸引時の気密性を高めるようにしたが、圧力損失が問題とならないのであれば、かかる気密シール２４を省略してもかまわない。
【００８０】
また、本実施形態では、透水性シート３を不織布で構成したが、土粒子の通過を阻止できる限り、その材質は任意であり、不織布に代えて、メッシュ状に形成されたシートを適宜採用することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、本発明に係る掘削土砂の脱水装置をベルトコンベヤに適用した場合について説明したが、搬送機能は必ずしも必要ではなく、透水性ベルト及び透水性シートの搬送区間が短くて、実質的にベルトコンベヤとして用いることができなくてもかまわない。
【００８２】
これに関連して、本発明に係る掘削土砂の脱水装置の使用の形態としては、ベルトコンベヤとして、他のベルトコンベヤとともに連続ベルコンを構成する、掘削土砂の脱水装置として、ベルトコンベヤ間に適宜配置する、据置型の掘削土砂の脱水装置としてプラント内に設置するといった使用形態が考えられる。
【００８３】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、吸引部材８のみでは加圧機構１ｂによる圧力を支持できない場合、反力部材を別途設けるようにすればよい。
【００８４】
図５は、透水性ベルト２の裏面と摺動自在になるように該透水性ベルトの裏側に反力部材５２を複数本並設した変形例を示したものである。
【００８５】
同図でわかるように、反力部材５２は、吸引部材８が配置されている箇所を除いた位置に透水性ベルト２の搬送軸線と平行に配置してあり、キャリアローラ５１の動作に支障なきよう、その長さを、例えばキャリアローラ５１，５１のピッチよりも若干短く設定してある。かかる反力部材５２は、吸引部材８と同様、架台５４に適宜固定すればよい。
【００８６】
反力部材５２は、吸引部材８の開口縁部に取り付けた気密シール２４と同様、摩擦係数の小さい超高分子ポリエチレンで形成することができる。なお、反力部材５２の設置によって気密シール２４による吸引部材８と透水性ベルト２との気密性が損なわれないよう、反力部材５２を弾性材料で形成し、又はゴム等の弾性部材を介して反力部材５２を架台５４に取り付けるようにする。
【００８７】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、加圧ベルト３２の表面に吸水材である多孔質シート、例えばスポンジシートを貼着してもよい。
【００８８】
かかる構成によれば、掘削土砂から出た水をスポンジシートが吸水するため、吸引機構１２の負荷を減らすことができるとともに、その結果として脱水装置であるベルトコンベヤ１の脱水効率を向上させることが可能となる。
【００８９】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、図６に示すように、掘削土砂に振動を付与する振動付与機構としてのバイブレータ６１を透水性ベルト２の裏側に配置してもよい。
【００９０】
かかる構成においては、バイブレータ６１を駆動することによって、掘削土砂の土粒子間隙に存在する水を土塊の外側に予め排出させることが可能となり、かかる構成によっても脱水効率の向上を図ることができる。
【００９１】
また、本実施形態では、空気を噴射する流体噴射機構１３を透水性シート３の戻り側に配置することで、透水性シート３に付着した掘削土砂の土粒子を吹き飛ばして透水性シート３の目詰まりを防止するようにしたが、流体噴射機構１３に代えて又は流体噴射機構１３とともに、透水性シート３を洗浄する洗浄機構を設けるようにしてもよい。
【００９２】
（第２実施形態）
【００９３】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９４】
図７は、本実施形態に係るベルトコンベヤを示した側面図である。同図に示すように、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１は、脱水機構１ａと加圧機構１０１ｂとから構成してある。ここで、脱水機構１ａについては第１実施形態で既に説明したので、ここではその説明を省略する。
【００９５】
加圧機構１０１ｂは、図７に示したように脱水機構１ａの上方に配置してあり、ヘッドプーリ３３及びテールプーリ３４に掛け渡された無端状をなす加圧ベルト３２を備える。かかる加圧ベルト３２は図８でよくわかるように、循環経路が透水性ベルト２及び透水性シート３の循環経路（同図では反時計回り）と逆回り、すなわち同図では時計回りとなるよう、上述したヘッドプーリ３３からテールプーリ３４を経て、テンションプーリ１０３及びベンドプーリ１０５を通った後、反対側のベンドプーリ１０４およびテンションプーリ１０２を経てヘッドプーリ３３に戻るように架け渡してあるとともに、循環速度が透水性ベルト２及び透水性シート３の搬送速度と等しくなるように構成してある。
【００９６】
ベンドプーリ１０４，１０５の間には６本の加圧ローラ１３６を加圧ベルト３２の裏側に配置してあるとともに、該加圧ローラをそれらの設置高さが可変となるように構成してあり、かかる構成によって搬送区間Ａにおける加圧ベルト３２と透水性シート３との離間距離を任意に調整できるようになっている。
【００９７】
すなわち、加圧ローラ１３６は図９に示すように、二組のコの字状フレーム５５，５５の横材にそれぞれ３本ずつ取り付けてあるとともに、該横材の両端から立ち上がる一対の縦材の上端を高さ調整機構１４１，１４１を介して架台５４に取り付けてあり、該高さ調整機構によって、各コの字状フレーム５５は、その設置高さを調整できるようになっている。
【００９８】
高さ調整機構１４１は同図(b)に示すように、架台５４を上下に貫通するロッド１４２と、該ロッドの下端をコの字状フレーム５５の縦材に設けられたウェブ１４３に連結するナット１４４，１４４と、下端がロッド１４２の下方近傍に固定され上端が架台５４の下面に当接するようにロッド１４２と同心状に配置されたコイルバネ１４５とで構成してあり、ロッド１４２に対するナット１４４，１４４の螺合位置を調整することにより、架台５４に対するコの字状フレーム５５の設置高さ、ひいては加圧ローラ１３６の設置高さを所望の位置に調整できるようになっている。
【００９９】
なお、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１は、掘削土砂を投入するホッパー１４を備えるとともに、その下方に供給フィーダとして機能するベルトコンベヤ１５を配置してあり、ホッパー１４に投入された掘削土砂をベルトコンベヤ１５によって脱水機構１ａを構成する透水性ベルト２及び透水性シート３の搬送開始位置に供給できるようになっている。
【０１００】
本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１を用いて掘削土砂を脱水するには、まず、脱水の対象となる掘削土砂をホッパー１４に投入する。掘削土砂は、土木建築工事において発生する含水比の高いすべての掘削土砂が対象となり、例えば泥土圧シールド工事で発生する掘削土砂が対象となる。かかる掘削土砂は、例えば上流側に設置されたベルトコンベヤから搬送されてきたものをホッパー１４に投入するようにすればよい。
【０１０１】
次に、ホッパー１４に投入された掘削土砂をベルトコンベヤ１５で移送し、搬送開始位置（搬送区間Ａの始点）で透水性ベルト２及び透水性シート３に載せ替える。
【０１０２】
ここで、透水性シート３は透水性と土粒子遮断性とを有し、該透水性シートが重ねられている透水性ベルト２には排水孔２２を形成してある。また、吸引部材８は、その開口縁部に取り付けられた気密シール２４が透水性ベルト２の裏面と摺動自在となるように、かつボックス断面状空間である減圧空間が透水性ベルト２に形成された排水孔２２と連通するように配置してある。
【０１０３】
そのため、吸引ポンプ１０を駆動して吸引部材８に形成された減圧空間の空気を引き抜くことにより、掘削土砂中の水分は、土粒子から分離して外側に排出される。そして、かかる水分は、透水性シート３による濾過作用によって土粒子と分離されつつ、該透水性シートを通過し、さらに透水性ベルト２の排水溝２１に集められた後、排水孔２２を介して吸引管９内を流れて排水される。
【０１０４】
一方、加圧機構１０１ｂを構成する加圧ベルト３２は、透水性ベルト２及び透水性シート３と同じ搬送速度で循環するとともに、加圧ベルト３２が搬送区間Ａにおける透水性シート３の表面から所定距離だけ離間するように該加圧ベルトの裏側に加圧ローラ１３６を配置してある。
【０１０５】
このようにすると、図９に示すように掘削土砂５７は、加圧ベルト３２と透水性ベルト２及び透水性シート３との間に挟み込まれながら搬送されるとともに、搬送中、加圧ローラ１３６で加圧されるため、加圧機構１０１ｂによる加圧作用によって脱水が促進される。そして、水分が除去され含水比が低下した掘削土砂は、搬送区間Ａの終点において、図７で言えばその左側に搬出される。
【０１０６】
加えて、本実施形態に係る加圧機構１０１ｂは、透水性シート３からの加圧ベルト３２の離間距離を高さ調整機構１４１によって調整することが可能であり、以下の２パターン、すなわち、
(a)搬送区間Ａのうち、一部又は全部の区間において透水性ソート３と平行な関係を保持しつつ、該透水性シートからの離間距離を調整するパターン
【０１０７】
(b)搬送区間Ａのうち、一部又は全部の区間において透水性シート３との離間距離を搬送方向に沿って徐々に小さくなるように調整するパターン
【０１０８】
を適宜選択し、あるいは組み合わせることができる。
【０１０９】
例えば、掘削土砂５７の搬送量に応じてパターン(a)を適用する場合は、搬送量が多いときに離間距離を大きくし、少ないときには離間距離を小さくするように調整すればよい。このように調整すれば、掘削土砂５７の搬送量に関わらず、所定の加圧脱水を行うことができる。
【０１１０】
本実施形態では特に、土質性状に応じてパターン(b)を採用することができる。すなわち、掘削土砂５７が比較的硬い場合、搬送区間Ａの途中で生じた、又は当初から生じていた割れ目やひび割れから空気が抜けてしまい、脱水機構１ａによる減圧操作を行っても効率的な脱水を行うことができないという事態が生じる。また、脱水プロセスによる収縮に伴って割れ目やひび割れが進行し、搬送区間Ａの下流側では、減圧操作がますます困難になることも予想される。さらには、掘削土砂５７が硬いため、加圧ベルト３２による加圧力が例えばベルト中央付近の掘削土砂にのみ偏り、ベルト縁部付近の掘削土砂には加圧力が及ばないといった事態も予想される。
【０１１１】
このような場合には図９(a)に示したように、透水性シート３からの加圧ベルト３２の離間距離が搬送区間Ａの上流側ではｈ1、下流側ではｈ2（ｈ2＜ｈ1）となるように、各高さ調整機構１４１を操作する。
【０１１２】
このようにすると、掘削土砂５７は、搬送区間Ａに沿って層厚が薄くなり、より体積が収縮するように加圧されることとなり、割れ目やひび割れが生じることはないし、脱水に伴って割れ目やひび割れが生じたとしても、それらは速やかに塞がる。
【０１１３】
一方、掘削土砂の搬送を終えた透水性ベルト２及び透水性シート３は、ヘッドプーリ４を回った後、透水性ベルト２はテールプーリ５に戻るが、透水性シート３は、透水性ベルト２から離れてリターンローラ７ａに向かう。
【０１１４】
次いで、透水性シート３は、ヘッドプーリ４とリターンローラ７ａとの間に設置された流体噴射機構１３による空気の噴射によって土粒子が除去された後、リターンローラ７ａ，７ｂ，７ｃを経てテールプーリ６に戻り、テールプーリ５で透水性ベルト２に再び重ねられる。
【０１１５】
以上説明したように、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１によれば、脱水機構１ａのベルト構造を二重構造とし、掘削土砂の搬送荷重を透水性ベルト２に支持させる一方、土粒子の通過を阻止する役目を透水性シート３に負わせたので、それぞれの役割に応じて透水性ベルト２及び透水性シート３を製作することが可能となり、脱水効率を大幅に向上させることができる。
【０１１６】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１によれば、脱水機構１ａを構成する透水性シート３の戻りルートを、透水性ベルト２の戻りルートとは別に設けて、透水性シート３の戻りルートに流体噴射機構１３を設置するようにしたので、土粒子除去を優先したルート、例えば流体噴射機構１３を設置しやすいルートで透水性シート３を循環させることが可能となり、透水性シート３の目詰まりを防止しやすくなる。
【０１１７】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１によれば、脱水機構１ａのベルト構造を二重構造としたことによって、透水性シート３を適宜交換することが可能となり、透水性シート３の目詰まりによる脱水効率の低下を未然に防止することができる。
【０１１８】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１によれば、脱水機構１ａを構成する吸引部材８の開口縁部に沿って気密シール２４を取り付け、該気密シールが透水性ベルト２の裏面と摺動自在になるように、かつ透水性ベルト２に形成された排水孔２２が吸引部材８の減圧空間と連通するように、透水性ベルト２の搬送方向に沿って吸引部材８を配置するようにしたので、吸引部材８と透水性ベルト２の裏面との気密性が高くなり、空気漏れによる圧力ロスを低減して脱水効率を高めることが可能となる。
【０１１９】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１によれば、上述したように気密シール２４が透水性ベルト２の裏面と摺動自在になるように透水性ベルト２の搬送方向に沿って吸引部材８を配置するようにしたので、加圧機構１０１ｂによって載荷された圧力は吸引部材８で支持され、該吸引部材で反力が発生する。ちなみに、吸引部材８は、例えば架台５４に固定しておけばよい。
【０１２０】
すなわち、吸引部材８は、透水性ベルト２に形成された排水孔２２の裏側で減圧空間を形成する役目を果たすのみならず、加圧機構１０１ｂからの圧力を透水性ベルト２の裏側で支持する反力部材としての役目をも果たす。
【０１２１】
そのため、加圧機構１０１ｂによる圧力は逃げることなく掘削土砂に作用し、該掘削土砂は、加圧ベルト３２と透水性ベルト２及び透水性シート３との間で十分に脱水される。
【０１２２】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１によれば、加圧機構１０１ｂによって、掘削土砂５７が加圧ベルト３２と透水性ベルト２及び透水性シート３との間に挟み込まれながら搬送されるとともに、搬送中、加圧ローラ３６で加圧されるため、脱水機構１ａによる掘削土砂の脱水作用を促進することが可能となり、かくして掘削土砂をさらに高い効率で脱水することが可能となる。
【０１２３】
また、本実施形態に係るベルトコンベヤ１０１によれば、透水性シート３からの加圧ベルト３２の離間距離を高さ調整機構１４１によって調整することができるように加圧機構１０１ｂを構成したので、掘削土砂の搬送量や土質性状に応じて最適に調整することが可能となる。
【０１２４】
特に、高さ調整機構１４１を、透水性シート３からの加圧ベルト３２の離間距離が搬送区間Ａの上流側ではｈ1、下流側ではｈ2（ｈ2＜ｈ1）となるように操作することにより、搬送区間Ａに沿ってより体積が縮小するように加圧される。
【０１２５】
そのため、脱水に伴う体積収縮が原因で、あるいは本来的に土が硬いことが原因で割れ目やひび割れが発生するのを未然に防止し、脱水機構１ａの減圧操作を実効あらしめるという顕著な作用効果を奏する。
【０１２６】
加えて、離間距離を搬送方向に沿って徐々に狭くすることにより、加圧ローラ１３６による加圧力は、ベルト中央部に偏ることなくベルト縁部にも均等に及ぶこととなり、脱水性能のさらなる向上を図ることも可能となる。
【０１２７】
なお、本実施形態に係る脱水装置を泥土圧シールド工事現場に設置し、透水性シート３からの加圧ベルト３２の離間距離が搬送区間Ａの上流側ではｈ1、下流側ではｈ2（ｈ2＜ｈ1）となるように調整したところ、離間距離が一定である場合に生じていた割れ目やひび割れは全く発生せず、プレス状態にまで脱水が可能であることが確認できた。
【０１２８】
本実施形態では特に言及しなかったが、第１実施形態で述べた変形例は、すべて本実施形態にも適用することが可能である。例えば、透水性シート３の駆動プーリと透水性ベルト２の駆動プーリとを個別に設けるようにしてもよいし、気密シール２４を省略することも可能である。また、透水性シート３は必ずしも不織布である必要はない。また、本発明に係る脱水装置が搬送機能を持つ必要もない。さらに、図５で述べた反力部材５２の変形例や、加圧ベルト３２の表面に吸水材である多孔質シートを設けた変形例、あるいは透水性シート３を洗浄する洗浄機構を別途設けた変形例も、第２実施形態で可能である。
【０１２９】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、高さ調整機構１４１と同様の機能を持つ高さ調整機構を介してベンドプーリ１０４，１０５を架台５４に取り付け、加圧ローラ１３６の高さ調整に合わせてベンドプーリ１０４，１０５の高さを調整するようにしてもよい。
【０１３０】
かかる構成においては、例えば、ベンドプーリ１０４，１０５及び加圧ローラ１３６のベルト接触部位が同一平面上にくるように調整することが可能となり、加圧ローラ１３６は加圧ベルト３２の張力を負担せずに済む。なお、かかる場合においては、ベンドプーリ１０４，１０５は、加圧ベルト３２の走行角度を調整する走行角度調整ローラとして機能する。
【０１３１】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、図１０に示すように、掘削土砂に振動を付与する振動付与機構としてのバイブレータ６１を透水性ベルト２の裏側に配置してもよい。
【０１３２】
かかる構成においては、バイブレータ６１を駆動することによって、掘削土砂の土粒子間隙に存在する水を土塊の外側に予め排出させることが可能となり、かかる構成によっても脱水効率の向上を図ることができる。
【０１３３】
また、本実施形態では、空気を噴射する流体噴射機構１３を透水性シート３の戻り側に配置することで、透水性シート３に付着した掘削土砂の土粒子を吹き飛ばして透水性シート３の目詰まりを防止するようにしたが、流体噴射機構１３に代えて又は流体噴射機構１３とともに、透水性シート３を洗浄する洗浄機構を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本実施形態に係るベルトコンベヤの全体図。
【図２】透水性ベルト２、透水性シート３及び加圧ベルト３２の配置状況を示した斜視図。
【図３】透水性ベルト２及び透水性シート３の図であり、(a)は平面図、(b)はＢ−Ｂ断面に沿った断面図。
【図４】走行角度調整ローラ３５及び加圧ローラ３６を示した詳細図。
【図５】反力部材５２の設置状況を示した図であり、(a)は平面図、(b)はＣ−Ｃ断面に沿った断面図。
【図６】バイブレータ６１の配置状況を示した図。
【図７】本実施形態に係るベルトコンベヤの全体図。
【図８】透水性ベルト２、透水性シート３及び加圧ベルト３２の配置状況を示した斜視図。
【図９】加圧ローラ１３６を示した詳細図。
【図１０】バイブレータ６１の配置状況を示した図。
【符号の説明】
【０１３５】
１，１０１ ベルトコンベヤ（掘削土砂の脱水装置）
１ａ 脱水機構
１ｂ，１０１ｂ 加圧機構
２ 透水性ベルト
３ 透水性シート
４ ヘッドプーリ（第１のヘッドプーリ）
５ テールプーリ（第１のテールプーリ）
６ テールプーリ（第２のテールプーリ）
８ 吸引部材
９ 吸引管
１０ 吸引ポンプ
１２ 吸引機構
１３ 流体噴射機構
２１ 排水溝
２２ 排水孔
２４ 気密シール
３２ 加圧ベルト
３３ ヘッドプーリ（第３のヘッドプーリ）
３４ テールプーリ（第３のテールプーリ）
３５ 走行角度調整ローラ
３６，１３６ 加圧ローラ
５２ 反力部材
６１ バイブレータ（振動付与機構）
１４１ 高さ調整機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のヘッドプーリと第１のテールプーリとに掛け渡された無端状をなす透水性ベルトと、搬送速度が前記透水性ベルトの搬送速度と等しくなるようにかつ裏面が所定の搬送区間において前記透水性ベルトの表面に重ねられるように第２のヘッドプーリと第２のテールプーリとに掛け渡された透水性と土粒子遮断性とを有する無端状をなす透水性シートと、前記搬送区間において前記透水性シートに載置された掘削土砂中の水分を前記透水性シート及び前記透水性ベルトを介して吸引除去する吸引機構とからなる脱水機構と、
前記脱水機構の上方に配置され循環経路が前記透水性ベルト及び前記透水性シートの循環経路と逆回りとなるようにかつ循環速度が前記透水性ベルト及び前記透水性シートの搬送速度と等しくなるように第３のヘッドプーリと第３のテールプーリとに掛け渡された無端状をなす加圧ベルトと、該加圧ベルトが前記搬送区間における前記透水性シートの表面から所定距離だけ離間するように前記加圧ベルトの走行角度を調整する一対の走行角度調整ローラと、該一対の走行角度調整ローラの間に配置された加圧ローラとからなる加圧機構とを備えたことを特徴とする掘削土砂の脱水装置。
【請求項２】
第１のヘッドプーリと第１のテールプーリとに掛け渡された無端状をなす透水性ベルトと、搬送速度が前記透水性ベルトの搬送速度と等しくなるようにかつ裏面が所定の搬送区間において前記透水性ベルトの表面に重ねられるように第２のヘッドプーリと第２のテールプーリとに掛け渡された透水性と土粒子遮断性とを有する無端状をなす透水性シートと、前記搬送区間において前記透水性シートに載置された掘削土砂中の水分を前記透水性シート及び前記透水性ベルトを介して吸引除去する吸引機構とからなる脱水機構と、
前記脱水機構の上方に配置され循環経路が前記透水性ベルト及び前記透水性シートの循環経路と逆回りとなるようにかつ循環速度が前記透水性ベルト及び前記透水性シートの搬送速度と等しくなるように第３のヘッドプーリと第３のテールプーリとに掛け渡された無端状をなす加圧ベルトと、該加圧ベルトの裏側に設置され前記搬送区間における前記加圧ベルトと前記透水性シートとの離間距離を調整自在な加圧ローラとからなる加圧機構とを備えたことを特徴とする掘削土砂の脱水装置。
【請求項３】
前記搬送区間の上流側から下流側にかけて前記離間距離が減少するように前記加圧ローラの設置高さを調整した請求項２記載の掘削土砂の脱水装置。
【請求項４】
前記吸引機構を、吸引ポンプと該吸引ポンプに接続された吸引管と該吸引管に連通接続され内部に減圧空間が形成された吸引部材とで構成するとともに、該吸引部材の開口縁部に沿って気密シールを取り付けて構成し、該気密シールが前記透水性ベルトの裏面と摺動自在になるように前記吸引部材を配置した請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の掘削土砂の脱水装置。
【請求項５】
前記透水性ベルトの表面に排水溝を形成するとともに該排水溝の溝底面に排水孔を形成し、該排水孔が前記吸引部材の減圧空間と連通するように該吸引部材を配置した請求項４記載の掘削土砂の脱水装置。
【請求項６】
前記第２のヘッドプーリを前記第１のヘッドプーリと兼用した請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の掘削土砂の脱水装置。
【請求項７】
前記透水性シートの裏側から気体又は液体を噴射する流体噴射機構を前記透水性シートの戻り側に配置した請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の掘削土砂の脱水装置。
【請求項８】
前記透水性ベルトの裏側に該透水性ベルトの裏面と摺動自在になるように反力部材を配置した請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の掘削土砂の脱水装置。
【請求項９】
前記掘削土砂に振動を付与する振動付与機構を前記透水性ベルトの裏側に配置した請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の掘削土砂の脱水装置。
【請求項１０】
前記加圧ベルトの表面に吸水材を設けた請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の掘削土砂の脱水装置。
【請求項１】
第１のヘッドプーリと第１のテールプーリとに掛け渡された無端状をなす透水性ベルトと、搬送速度が前記透水性ベルトの搬送速度と等しくなるようにかつ裏面が所定の搬送区間において前記透水性ベルトの表面に重ねられるように第２のヘッドプーリと第２のテールプーリとに掛け渡された透水性と土粒子遮断性とを有する無端状をなす透水性シートと、前記搬送区間において前記透水性シートに載置された掘削土砂中の水分を前記透水性シート及び前記透水性ベルトを介して吸引除去する吸引機構とからなる脱水機構と、
前記脱水機構の上方に配置され循環経路が前記透水性ベルト及び前記透水性シートの循環経路と逆回りとなるようにかつ循環速度が前記透水性ベルト及び前記透水性シートの搬送速度と等しくなるように第３のヘッドプーリと第３のテールプーリとに掛け渡された無端状をなす加圧ベルトと、該加圧ベルトが前記搬送区間における前記透水性シートの表面から所定距離だけ離間するように前記加圧ベルトの走行角度を調整する一対の走行角度調整ローラと、該一対の走行角度調整ローラの間に配置された加圧ローラとからなる加圧機構とを備えたことを特徴とする掘削土砂の脱水装置。
【請求項２】
第１のヘッドプーリと第１のテールプーリとに掛け渡された無端状をなす透水性ベルトと、搬送速度が前記透水性ベルトの搬送速度と等しくなるようにかつ裏面が所定の搬送区間において前記透水性ベルトの表面に重ねられるように第２のヘッドプーリと第２のテールプーリとに掛け渡された透水性と土粒子遮断性とを有する無端状をなす透水性シートと、前記搬送区間において前記透水性シートに載置された掘削土砂中の水分を前記透水性シート及び前記透水性ベルトを介して吸引除去する吸引機構とからなる脱水機構と、
前記脱水機構の上方に配置され循環経路が前記透水性ベルト及び前記透水性シートの循環経路と逆回りとなるようにかつ循環速度が前記透水性ベルト及び前記透水性シートの搬送速度と等しくなるように第３のヘッドプーリと第３のテールプーリとに掛け渡された無端状をなす加圧ベルトと、該加圧ベルトの裏側に設置され前記搬送区間における前記加圧ベルトと前記透水性シートとの離間距離を調整自在な加圧ローラとからなる加圧機構とを備えたことを特徴とする掘削土砂の脱水装置。
【請求項３】
前記搬送区間の上流側から下流側にかけて前記離間距離が減少するように前記加圧ローラの設置高さを調整した請求項２記載の掘削土砂の脱水装置。
【請求項４】
前記吸引機構を、吸引ポンプと該吸引ポンプに接続された吸引管と該吸引管に連通接続され内部に減圧空間が形成された吸引部材とで構成するとともに、該吸引部材の開口縁部に沿って気密シールを取り付けて構成し、該気密シールが前記透水性ベルトの裏面と摺動自在になるように前記吸引部材を配置した請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の掘削土砂の脱水装置。
【請求項５】
前記透水性ベルトの表面に排水溝を形成するとともに該排水溝の溝底面に排水孔を形成し、該排水孔が前記吸引部材の減圧空間と連通するように該吸引部材を配置した請求項４記載の掘削土砂の脱水装置。
【請求項６】
前記第２のヘッドプーリを前記第１のヘッドプーリと兼用した請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の掘削土砂の脱水装置。
【請求項７】
前記透水性シートの裏側から気体又は液体を噴射する流体噴射機構を前記透水性シートの戻り側に配置した請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の掘削土砂の脱水装置。
【請求項８】
前記透水性ベルトの裏側に該透水性ベルトの裏面と摺動自在になるように反力部材を配置した請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の掘削土砂の脱水装置。
【請求項９】
前記掘削土砂に振動を付与する振動付与機構を前記透水性ベルトの裏側に配置した請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の掘削土砂の脱水装置。
【請求項１０】
前記加圧ベルトの表面に吸水材を設けた請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の掘削土砂の脱水装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２２９６１１（Ｐ２００８−２２９６１１Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２４０９６（Ｐ２００７−３２４０９６）
【出願日】平成１９年１２月１５日（２００７．１２．１５）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１５日（２００７．１２．１５）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
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