(57)【要約】【課題】高い精度で急結剤等の粉体を定量供給することができる粉体供給装置及びセメントコンクリート吹付装置を提供する。【解決手段】粉体供給装置Ｘを粉体Ｆを貯留する貯留槽１１と、この貯留槽１１の粉体Ｆを容量基準で切り出す切出し手段２０と、貯留槽１１の重量を量る重量計１３と、この重量計１３の計測値を基準に切出し手段の切出し速度を制御する制御手段５０とを有するものとする。また、セメントコンクリート吹付装置は、急結剤供給装置と、この急結剤供給装置からの急結剤Ｆをセメントに混入して吹き付ける吹付手段とを有するものとし、急結剤供給装置として粉体供給装置Ｘを利用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を貯留する貯留槽と、
この貯留槽の粉体を容量基準で切り出す切出し手段と、
前記貯留槽の重量を量る重量計と、
この重量計の計測値を基準に前記切出し手段の切出し速度を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする粉体供給装置。
【請求項２】
前記貯留槽が前記重量計に吊り下げられている、
請求項１に記載の粉体供給装置。
【請求項３】
前記粉体供給装置には上枠及び側枠を有する架台が備わり、
前記重量計が前記上枠に支持され、
前記貯留槽が前記側枠と緩衝具で連結されている、
請求項２に記載の粉体供給装置。
【請求項４】
前記切出し手段がテーブルフィーダである、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項５】
前記貯留槽の内部を貯留空間及び清浄空間に仕切るフィルタと、
前記貯留空間に臨む粉体の補給管と、
前記清浄空間に臨む放気口及びエアパルス供給口と、
が備わる請求項１〜４のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項６】
急結剤供給装置と、この急結剤供給装置からの急結剤をセメントに混入して吹き付ける吹付手段とを有し、
前記急結剤供給装置として請求項１〜５のいずれか１項に記載の粉体供給装置が備わる、
ことを特徴とするセメントコンクリート吹付装置。
【請求項７】
前記セメント量、吹付流量、吹付角度、及び前記重量計の計測値に基づいて、前記切出し装置の切出し速度が制御される、
請求項６に記載のセメントコンクリート吹付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、急結剤等の粉体の供給装置及びセメントコンクリートの吹付装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネル工事等においては、セメントコンクリートによるトンネル内壁面のライニングが行われている。その際、セメントコンクリートには急結剤が添加され、吹き付けられたセメントコンクリートは強アルカリ反応によって急結硬化させられる。
【０００３】
急結剤を添加するにあたっては、急結剤供給装置が使用される。この装置は、例えば、急結剤の収容タンクと、このタンク内の急結剤を切り出すロータリーフィーダと、切り出した急結剤を圧送する輸送管とを有する（例えば、特許文献１等参照。）。この装置のロータリーフィーダは、必要により、例えば、テーブルフィーダ、スクリューフィーダ等に換えることもできる。このような急結剤供給装置は、従来から汎用されている。
【０００４】
しかしながら、ロータリーフィーダ、テーブルフィーダ、スクリューフィーダ等による切り出しは、単位時間当たりの容量が基準になる。したがって、急結剤の状態、タンク内でのブリッジ、切り出し部での居付き等によって供給速度（量）が影響を受ける。この点、現在の急結剤供給装置は、供給速度が一定になるよう様々な工夫が凝らされている。しかしながら、その精度には限界があり、実施行の場では肌落ち（崩落）事故等を避けて安全性を確保するために、急結剤の添加量を多くする（必要以上にする）等の配慮がなされている。しかるに、高価である急結剤の高添加（高配合）は、施工コストの増加に直結する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１６３５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする主たる課題は、高い精度で急結剤等の粉体を定量供給することができる粉体供給装置及びセメントコンクリート吹付装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等も、当初は、急結剤のフリッジや居付き等を防止し、もって高い精度で定量供給することができる粉体供給装置の開発を進めていた。しかしながら、その過程で以下のことに気付いた。
すなわち、そもそも急結剤の性能は、セメントの重量に対する重量割合で設計されている。一方、ロータリーフィーダ、テーブルフィーダ、スクリューフィーダ等による切り出しは、単位時間当たりの容量が基準になる。したがって、従来の急結剤供給装置による場合は、如何に精度を高めようとも急結剤の品質設計に即していないため、完全なものにはならない。この点に思い至り、想到するに至ったのが以下に示す上記課題を解決するための手段である。
【０００８】
（請求項１に記載の手段）
粉体を貯留する貯留槽と、
この貯留槽の粉体を容量基準で切り出す切出し手段と、
前記貯留槽の重量を量る重量計と、
この重量計の計測値を基準に前記切出し手段の切出し速度を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする粉体供給装置。
【０００９】
（請求項２に記載の手段）
前記貯留槽が前記重量計に吊り下げられている、
請求項１に記載の粉体供給装置。
【００１０】
（請求項３に記載の手段）
前記粉体供給装置には上枠及び側枠を有する架台が備わり、
前記重量計が前記上枠に支持され、
前記貯留槽が前記側枠と緩衝具で連結されている、
請求項２に記載の粉体供給装置。
【００１１】
（請求項４に記載の手段）
前記切出し手段がテーブルフィーダである、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【００１２】
（請求項５に記載の手段）
前記貯留槽の内部を貯留空間及び清浄空間に仕切るフィルタと、
前記貯留空間に臨む粉体の補給管と、
前記清浄空間に臨む放気口及びエアパルス供給口と、
が備わる請求項１〜４のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【００１３】
（請求項６に記載の手段）
急結剤供給装置と、この急結剤供給装置からの急結剤をセメントに混入して吹き付ける吹付手段とを有し、
前記急結剤供給装置として請求項１〜５のいずれか１項に記載の粉体供給装置が備わる、
ことを特徴とするセメントコンクリート吹付装置。
【００１４】
（請求項７に記載の手段）
前記セメント量、吹付流量、吹付角度、及び前記重量計の計測値に基づいて、前記切出し装置の切出し速度が制御される、
請求項６に記載のセメントコンクリート吹付装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、高い精度で急結剤等の粉体を定量供給することができる粉体供給装置及びセメントコンクリート吹付装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】粉体供給装置の正面図である。
【図２】粉体供給装置の側面図である。
【図３】粉体供給装置の平面図である。
【図４】テーブルフィーダ部分の拡大図である。
【図５】回転盤部分の説明図である。
【図６】セメントコンクリート吹付装置の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、発明を実施するための形態を説明する。なお、本実施の形態は本発明の一例である。本発明の範囲は、本実施の形態の範囲に限定されない。
【００１８】
（粉体供給装置）
図１〜３に本形態の粉体供給装置Ｘを示した。本形態の粉体供給装置Ｘは、粉体Ｆを貯留し、かつホッパーとしての役割を有する貯留槽と、この貯留槽の中の粉体Ｆを切り出す切出し手段と、貯留槽の重量を量る重量計１３と、この重量計１３で得られた計量値を基準に切出し手段の切出し速度を制御する制御手段とを有する。特に本形態においては、貯留槽がタンク１１によって構成されており、切出し手段がテーブルフィーダ２０によって構成されている。
【００１９】
タンク１１は、上段部１１Ａ、中段部１１Ｂ、及び下段部１１Ｃに区分することができる。上段部１１Ａは円筒状とされ、中段部１１Ｂは下方に向かうに従って径が小さくなる円錐状とされ、下段部１１Ｃは上段部１１Ａよりも径の小さい円筒状とされている。
【００２０】
タンク１１は、必要により、上端から下端までの径が変化しない円筒状、角筒状等の任意の形状にすることができる。ただし、貯留する粉体Ｆの容量を可及的に多くするために、また、ブリッジを防止するために、タンク１１の下段部１１Ｃの断面は、できるだけ広くするのが好ましい。また、如何なる形状とする場合においても、タンク１１は、粉体Ｆを含む空気が外部に放出されない密閉構造とするのが好ましい。
【００２１】
タンク１１の容量は、例えば、２５０〜１０００Ｌとすることができる。本発明者等の試作機では、タンク１１の容量を５００Ｌ以上の大容量にすることができている。
【００２２】
タンク１１の上段部１１Ａには、タンク１１の内部空間を貯留空間と清浄空間とに仕切るフィルタ１４が備えられている。図１及び図２から理解することができるように、貯留空間は清浄空間に下方に位置し、清浄空間は貯留空間の上方に位置する。また、貯留空間の気中には粉体Ｆが含まれるが、清浄空間の気中には粉体Ｆが含まれない。
【００２３】
タンク１１の上段部１１Ａには、貯留空間を臨む粉体Ｆの補給管１５が備えられている。より詳細には、補給管１５は、ダンパー１５Ａを有しており、タンク１１の天面１１Ｄに接続されている。この補給管１５を通してタンク１１内に粉体Ｆが補給（供給）される。
【００２４】
タンク１１の上段部１１Ａには、清浄空間を臨む放気口（排気口）、及びこの放気口に繋がる放気管（排気管）１６、並びにエアパルス供給口、及びこのパルス供給口に繋がるパルス管１７が備えられている。また、放気管１６には、放気管１６内の気体（放気）Ｅの流れを制御する放気弁１６Ａが備えられている。さらに、パルス管１７には、タンク１１内の異常加圧を防止するための安全弁１７Ａが備えられている。
【００２５】
本形態の粉体供給装置Ｘにおいては、補給管１５を通して粉体Ｆをタンク１１内に自動供給することができる。自動供給によると作業員等がフレキシブルコンテナバックを担ぎ上げて粉体Ｆの供給を行う必要がなくなり、作業効率や安全性等が向上する。また、タンク１１の放気（排気）は放気管１６を通して行われるが、この放気に際してはフィルタ１４によって粉体Ｆが除塵（回収）される。したがって、粉体Ｆが大気中に拡散するおそれはなく、清浄空気Ｅが放気される。さらに、フィルタ１４に付着した粉体Ｆは、パルス管１７から圧縮空気Ａを噴出する（エアパルス）ことで取り除くことができる。この圧縮空気Ａの噴出は、噴出の強さ、量等を適宜調整することによってタンク１１内の粉体Ｆに衝撃を与えるのに利用することができ、粉体Ｆのブリッジ防止、崩壊等に役立たせることができる。
【００２６】
タンク１１の下方に位置するテーブルフィーダ２０は、図４及び図５に示すように、円形平板状の回転盤２１と、この回転盤２１を収容する収容器２２とから主になる。この収容器２２は、上面側に回転盤２１を収容する凹部を有する下側器２４と、この下側器２４の凹部を塞ぐ（覆う）上側器２３とで構成されている。これら下側器２４及び上側器２３の接触面は、気密構造とされており、粉体Ｆを含むタンク１１内の気体が当該接触面（部分）を通り抜けて外部に放出されないように構成されている。
【００２７】
以上のように、本形態においては、収容器２２が下側器２４と上側器２３とに分割可能に構成されており、回転盤２１を容易に取り外すことができる。したがって、回転盤２１のメンテナンス、異なる種類の回転盤への交換等を迅速に行うことができる。
【００２８】
収容器２２を構成する上側器２３には、粉体Ｆを収容器２２内へ受け入れるための受入口２３Ａが設けられている。この受入口２３Ａは、タンク１１の下端縁と接続されており、タンク１１内の粉体Ｆが受入口２３Ａを通して収容器２２内に流れ込む。粉体Ｆの目詰まり等を防止するために、受入口２３Ａはタンク１１の下端縁と同一形状にするのが好ましく、例えば、矩形状、多角形上、本形態のような円形状とされる。
【００２９】
受入口２３Ａは、上下方向に関して上側器２３を貫通している。また、受入口２３Ａの中心は、回転盤２１の中心からずれている。このずれは、本形態のテーブルフィーダ２０において重要な意味を有するが、詳細は後述する。
【００３０】
収容器２２を構成する下側器２４には、粉体Ｆを収容器２２内から排出するための排出口２４Ａが設けられている。排出口２４Ａは、下面側において後述する輸送管１８と接続されており、収容器２２内の粉体Ｆが排出口２４Ａを通して輸送管１８内に流れ込む構成とされている。排出口２４Ａの形状は、通常、輸送管１８の断面形状と同一とされ、例えば、矩形状、多角形上、本形態のような円形状とされる。
【００３１】
排出口２４Ａは、上下方向に関して下側器２４を貫通している。また、排出口２４Ａは受入口２３Ａとは異なる位置に配置されており、受入口２３Ａの下方に位置していない。この理由については、後述する。なお、排出口２４Ａは、図４に示す例のように、上面側が上側器２３によって塞がれて（覆われて）いても、図１や図６に示す例のように、上面側がタンク１１内に至る連通管３１と接続されていてもよい。
【００３２】
図示例の連通管３１は、タンク１１の中段部１１Ｂにおいてタンク１１内に入り込み、タンク１１の上段部１１Ａ及び中段部１１Ｂの境界付近まで到達している。タンク１１内において連通管３１内に流入した空気等の気体は、回転盤２１の後述するポケット２１Ｂに至り、ポケット２１Ｂ内の粉体Ｆを排出口２４Ａに向けて押し出す。これにより、ポケット２１Ｂに粉体Ｆが残存するのが防止される。ただし、連通管３１をタンク１１内に入り込ませず、別途、コンプレッサー等を利用してポケット２１Ｂに向けて気体を流通させること等もできる。
【００３３】
下側器２４の凹部に収められることで収容器２２内に収容されている回転盤２１は、歯車（ギアー）で構成されている。回転盤２１は、中心２１Ｃを中心（軸心）として回転する。回転盤２１の周縁部には、複数の歯２１Ａが適宜のピッチで設けられている。相互に隣接する歯２１Ａの間（ポケット２１Ｂ）には、受入口２３Ａを通してタンク１１内の粉体Ｆが流れ込む。
【００３４】
本形態においては、回転盤２１を歯車で構成したが、回転盤２１として円形の板（円盤）を採用し、この円盤の周縁部に適宜の間隔を置いて複数の貫通孔を形成し、この貫通孔を粉体Ｆが流れ込むポケットとすることもできる。ただし、加工（製造）容易であることから、回転盤２１は歯車で構成する方が好ましい。この点、回転盤２１を一種類とするのであれば、当該加工容易性に大きな差異がない可能性もある。しかしながら、前述したように本形態においては回転盤２１の取外しが容易であり、複数種類の回転盤を需要に応じて付け替えることができる点に大きな利点が存在する。そして、このように複数種類の回転盤を利用する場合においては、加工容易性が重要性を増し、したがって回転盤２１を歯車で構成するのが好ましいと言える。
【００３５】
図４及び図４中に示す模式図から明らかなように、本形態の回転盤２１は、その一区間が受入口２３Ａを通してタンク１１内を臨んでいる。図５には、受入口２３Ａが位置する部分（区間）を斜線で示している。また、回転盤２１の残りの区間（残区画）は、つまり、タンク１１内を臨んでいない部分は、上面側が上側器２３によって覆われている。さらに、回転盤２１の下面側は、全体が下側器２４によって覆われている。ただし、回転盤２１の残区間には、下面側が下側器２４によって覆われておらず、排出口２４Ａを臨む部分も存在する。
【００３６】
以上のようにしてなる収容器２２及び回転盤２１においては、タンク１１内の粉体Ｆが、まず、受入口２３Ａを通して収容器２２内に流れ込み、前述したポケット２１Ｂに収まる。このポケット２１Ｂ内の粉体Ｆは、回転盤２１が回転するのに伴って受入口２３Ａの下方から外れる（残区画への移動）。この状態において、ポケット２１Ｂは、上方が上側器２３によって閉じられ、下方が下側器２４によって閉じられた密閉状態になる。この状態において、ポケット２１Ｂは、回転盤２１の回転に伴って移動を続け、途中、排出口２４Ａの上方に至る。この際、ポケット２１Ｂ内の粉体Ｆは、排出口２４Ａを通して排出され、輸送管１８内に流れ込む。
【００３７】
粉体Ｆを排出し、空となったポケット２１Ｂは、回転盤２１の回転に伴って更に移動を続け、受入口２３Ａの下方に至る。そして、空になっていたポケット２１Ｂには、粉体Ｆが再度収容される。
【００３８】
以上の説明から明らかなように、本形態のテーブルフィーダ２０においては、回転盤２１が受入口２３Ａよりも大径であり、かつ回転盤２１の中心２１Ｃと受入口２３Ａの中心２３Ｃとがずれている。したがって、ポケット２１Ｂは受入口２３Ａのみと連通する状態、密閉空間となる状態、及び排出口２４Ａのみと連通する状態のいずれかの状態となり、受入口２３Ａ及び排出口２４Ａの両方に同時に連通する状態にはならない。したがって、本形態のテーブルフィーダ２０は、タンク１１内と輸送管１８内との連通を妨げるバルブ機能を有する。
【００３９】
本形態においては、切出し手段をテーブルフィーダ２０で構成したが、必要により、ロータリーフィーダ、スクリューフィーダ、公知のテーブルフィーダ等で構成することもできる。ただし、以上で説明した様々な利点を有する本形態のテーブルフィーダ２０を使用するのが最も好ましい。
【００４０】
次に、重量計１３について説明する。
本形態の重量計１３は、架台４０（詳細は後述する。）を構成する上枠４１に固定されている。また、この重量計１３には、ユニバーサルジョイント１３Ｘを介してタンク１１が吊り下げられている。したがって、重量計１３によってタンク１１の重量を計測することができ、タンク１１内に貯留されている粉体Ｆの重量の変化を知ることができる。この点、粉体Ｆの重量の変化は、テーブルフィーダ２０による粉体Ｆの切出し速度と一致する。したがって、重量計１３によってタンク１１の重量を計測することで、テーブルフィーダ２０の切出し速度を知ることができる。当然、このテーブルフィーダ２０の切出し速度は、容量を基準とする速度ではなく重量を基準とする速度である。
【００４１】
本形態の粉体供給装置Ｘには、重量計１３によって得られた計測値を基準にテーブルフィーダ２０の切出し速度を制御する制御手段が備えられている。制御手段によってテーブルフィーダ２０の切出し速度を制御することで、重量を基準とした定量供給（定量切出し）が可能になる。なお、ロータリーフィーダ、テーブルフィーダ、スクリューフィーダ等の切出し手段は、容量を基準とした定量供給手段である。
【００４２】
本形態においては、タンク１１にテーブルフィーダ２０が接続されているため、重量計１３によってテーブルフィーダ２０の重量を含めた重量が計測されることになる。しかしながら、重量計１３による計測において必要なのは重量の変化であり、計測値がテーブルフィーダ２０の重量を含むものであっても問題はない。
【００４３】
本形態の重量計１３は、油圧シリンダで構成されている。この油圧シリンダにタンク１１が吊り下げられ、計測値である圧力値は必要により重量値に変換される。
【００４４】
油圧シリンダは、２本以上の複数本とする（複数点支持）こともできるが、本形態のように１本であってもよい（１点支持）。この点、タンク１１の重量を計測するにあたっては、例えば、ロードセルの利用も考えられる。しかしながら、粉体供給装置Ｘは水平面に設置されるとは限らず、トンネル内等であればむしろ傾斜面に設置されるのが通常である。しかるに、ロードセルは、水平に設置する必要がある。また、例えば、トンネル内においては、爆破等によって重量計（計測器）に横方向の大きな圧力が加わる。しかるに、ロードセルは横方向の圧力に弱い。さらに、粉体供給装置Ｘにおいては、ロードセルを使用するほどの精密な計量精度は要求されない。加えて、ロードセルは過積載に弱いとの問題がある。さらに、ロードセルは微弱電流の変化を信号処理するという仕組みを有するため、テーブルフィーダ等に由来する高周波の影響や、発破による電磁ノイズの影響等を受けてしまう。以上を考慮すると、ロードセルよりも油圧シリンダ、空気シリンダ、水圧シリンダ等のシリンダを使用する方が好ましい。また、空気の漏れ、水の凍結などを考慮すると、過酷な環境下での使用が予想される粉体供給装置Ｘにおいては、油圧シリンダを使用するのがより好ましい。
【００４５】
本形態の粉体供給装置Ｘには、タンク１１、テーブルフィーダ２０等の各器具を支持するための架台４０が備わる。この架台４０は、各器具の周囲に備わる側枠４２や、この側枠４２の上端部に繋がる上枠４１等によって構成されている。上記した重量計１３は、この架台４０の上枠４１に固定されている。したがって、タンク１１やテーブルフィーダ２０等の各器具は上枠４１から吊り下がり、全体としては側枠４２によって粉体供給装置Ｘの設置面Ｇに支持された状態になっている。
【００４６】
より好ましい形態例として、本形態においては、架台４０の側枠４２とタンク１１とがダンパー等の緩衝具４３で連結されている。本形態においては、タンク１１やテーブルフィーダ２０等の各器具が重量計１３によって一点吊りされているため、テーブルフィーダ２０が稼働した際にタンク１１が大きく揺れてしまうおそれがある。しかしながら、側枠４２とタンク１１とが緩衝具４３で連結されている本形態においては、かかる揺れの発生が防止される。また、緩衝具４３が備えられている本形態においては、粉体供給装置Ｘをトラック等に積載して現場へ移動する際に、タンク１１等が大きく揺れて、装置が損壊してしまうおそれもない。
【００４７】
本形態の粉体供給装置Ｘには、タンク１１内の粉体Ｆを噴き上げるエアレーションシステムが備わる。このエアレーションシステムは、空気Ａが流通するエアレーション管１９と、このエアレーション管１９の先端部に備わり、タンク１１内を臨むエアレーションノズル１９Ａと、エアレーション管１９の途中に備わる自動ボール弁等からなる制御弁１９Ｂとで構成されている。
【００４８】
エアレーションノズル１９Ａは、タンク１１の下段部１１Ｃに備えられている。また、エアレーションノズル１９Ａは、テーブルフィーダ２０の受入口２３Ａが備わる側、つまり排出口２４Ａが備わる側とは反対側に備えられている。したがって、エアレーションノズル１９Ａから噴出された空気Ａは、タンク１１内の粉体Ｆを受入口２３Ａ側から排出口２４Ａ側へ向かって噴き上げることになる。エアレーションノズル１９Ａは、１つのみであっても、本形態のように複数であってもよい。
【００４９】
本形態の粉体供給装置Ｘには、粉体Ｆのブリッジ等を防止するために、以上のエアレーションシステムの他に、粉体Ｆの攪拌手段が備わる。この攪拌手段は、回転台３２と、攪拌羽３３とで主に構成される。
【００５０】
回転台３２は、上方に向かって径が狭まる円錐状とされている。回転台３２は、中心軸を中心に回転する。回転台３２の中心軸は、回転盤２１の回転軸と一致している。したがって、回転台３２の中心軸は、受入口２３Ａの中心から排出口２４Ａ側へずれた位置に存在することになる。結果、回転台３２の斜面（周面）上の粉体Ｆは、受入口２３Ａ側へ滑り落ちることになり、タンク１１内の粉体Ｆが受入口２３Ａに向かって円滑に移動することになる。なお、回転台３２の回転は、例えば、回転盤２１を回転するモーター２５によって行うことができる。
【００５１】
攪拌羽３３は、回転台３２の斜面（周面）から上方へ延びている。回転台３２が回転することで、攪拌羽３３も回転する。この回転によってタンク１１内の粉体Ｆが攪拌され、ブリッジ等が防止され、又は崩される。
【００５２】
（セメントコンクリート吹付装置）
次に、以上の粉体供給装置Ｘを使用し、トンネル内等においてセメントコンクリートを吹き付ける（打設する）場合を例に、粉体供給装置Ｘの使用例を説明する。なお、この例において粉体Ｆは急結剤であり、セメントコンクリートはセメントペースト、モルタル、コンクリート等のセメントを含む材料である。
【００５３】
図６に示すように、本形態のセメントコンクリート吹付装置Ｙにおいては、急結剤供給装置と、この急結剤供給装置からの急結剤をセメントに混入して吹き付ける吹付手段（図示せず。）とを有する。そして、急結剤供給装置としては、前述した粉体供給装置Ｘが備わる。なお、図６は模式的に示したものであり、例えば、粉体供給装置Ｘに備わる攪拌手段（３２，３３）の記載は省略している。
【００５４】
加えて、本形態のセメントコンクリート吹付装置Ｙには、セメント量、吹付流量、吹付角度、及び計測値に基づいて、テーブルフィーダ２０の切出し速度を制御する制御手段５０が備わる。この制御手段５０は、テーブルフィーダ２０の回転盤２１を回転するモーター２５に信号を送る。
【００５５】
ここでセメント量とは、吹き付けるセメントコンクリート中のセメントの量である。急結剤の添加量（重量）は、通常、セメント量（重量）に対する割合で決定され、例えば、セメント量の７〜１２％となるように急結剤が添加される。したがって、セメント量が多ければ急結剤（粉体Ｆ）の量を多くする（つまり、テーブルフィーダ２０の切出し速度を速くする）必要があり、セメント量が少なければ急結剤の量を少なくする（つまり、テーブルフィーダ２０の切出し速度を遅くする）必要がある。
【００５６】
吹付流量とは、吹き付けるセメントコンクリートの流量である。吹付流量が多ければ急結剤の量を多くする必要があり、吹付流量が少なければ急結剤の量を少なくする必要がある。
【００５７】
吹付角度とは、セメントコンクリートを吹き付ける角度である。例えば、トンネルの内壁にセメントコンクリートを吹き付ける場合は、吹き付ける場所が側壁部分の場合は急結剤の量を減らすことができ、一方、吹き付ける場所が天井部分の場合を急結剤の量を増やす必要がある。つまり、吹き付ける場所に応じて急結剤の量を変化させるというものである。この点、急結剤供給装置として従来の粉体供給装置を使用する場合は、急結剤の供給速度が容量に基づくものであり定量性に劣るため、吹き付ける場所によって急結剤の量を変化させるということはできなかった。しかしながら、本形態の急結剤供給装置は、前述した粉体供給装置Ｘからなるものであり、急結剤の供給速度が重量に基づくものである。したがって、定量供給性に優れ、吹付角度に応じて急結剤の量を変化させることができ、コスト削減に大きく寄与する。
【００５８】
計量値とは、重量計１３で計測された圧力、ないしはこれを変換した重量である。この圧力ないしは重量の変化に基づいてテーブルフィーダ２０の切出し速度を決定することができる。なお、図中の符号１３Ａは、重量計１３で計測された圧力を検知するための圧力計である。
【００５９】
制御手段５０は、以上で説明したセメント量、吹付流量、吹付角度、及び計量値に基づいて回転盤２１の回転速度を算出する。この算出値は、テーブルフィーダ２０の回転盤２１を回転するモーター２５に駆動信号として伝達する。なお、図中の符号５０Ａは、モーター２５の速度を制御するインバーターである。
【００６０】
本形態のセメントコンクリート吹付装置Ｙにおいては、エアレーションノズル１９Ａからタンク１１内にエアＡが吹き込まれるため、タンク１１内が加圧される。したがって、タンク１１内の気体は連通管３１内に流入し、回転盤２１のポケット２１Ｂから粉体Ｆを押し出すのに利用される。この押出し力を調整するために、本形態においては、輸送管１８に圧力センサ１８Ｂが備えられている。この圧力センサ１８Ｂで得られた圧力値は、圧力信号としてＰＩＤ調節計１９Ｃに送られる。このＰＩＤ調節計１９Ｃは、制御弁１９の開閉を調節し、タンク１１内に吹き込まれるエアＡの流量を制御する。タンク１１内の圧力は、例えば、０．３〜０．５ＭＰａとされる。また、輸送管１８内の圧力は、例えば０．３〜０．４ＭＰａとされる。
【００６１】
なお、輸送管１８から先は特に図示していないが、例えば、先端部に吹付ノズルが備わる吹付ホース等に接続されている。したがって、急結剤（粉体Ｆ）は、セメントコンクリートを構成するセメント等の他の材料に混入される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、急結剤等の粉体の供給装置及びセメントコンクリートの吹付装置として利用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１１  タンク
１１Ａ  タンク上段部
１１Ｂ  タンク中段部
１１Ｃ  タンク下段部
１１Ｄ  タンク天面
１３  重量計
１３Ｘ  ユニバーサルジョイント
１３Ａ  圧力計
１４  フィルタ
１５  補給管
１５Ａ  ダンパー
１６  放気管
１６Ａ  放気弁
１７  パルス管
１７Ａ  安全弁
１８  輸送管
１８Ａ  バタフライ弁
１８Ｂ  圧力センサ
１９  エアレーション管
１９Ａ  エアレーションノズル
１９Ｂ  制御弁
１９Ｃ  ＰＩＤ調整計
２０  テーブルフィーダ
２１  回転盤
２１Ａ  歯
２１Ｂ  ポケット
２１Ｃ  （回転盤）中心
２２  収容器
２３  上側器
２３Ａ  受入口
２３Ｃ  （受入口）中心
２４  下側器
２４Ａ  排出口
２５  モーター
３１  連通管
３２  回転台
３３  攪拌羽
４０  架台
４１  上枠
４２  側枠
４３  緩衝具
５０  制御手段
５０Ａ  インバーダー
Ｅ  放気
Ｆ  粉体
Ｘ  粉体供給装置
Ｙ  セメントコンクリート吹付装置
【図１】
2020011834.tif 000003
【図２】
2020011834.tif 000004
【図３】
2020011834.tif 000005
【図４】
2020011834.tif 000006
【図５】
2020011834.tif 000007
【図６】
2020011834.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月19日(2019.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、急結剤等の粉体の供給装置及びセメントコンクリートの吹付装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネル工事等においては、セメントコンクリートによるトンネル内壁面のライニングが行われている。その際、セメントコンクリートには急結剤が添加され、吹き付けられたセメントコンクリートは強アルカリ反応によって急結硬化させられる。
【０００３】
急結剤を添加するにあたっては、急結剤供給装置が使用される。この装置は、例えば、急結剤の収容タンクと、このタンク内の急結剤を切り出すロータリーフィーダと、切り出した急結剤を圧送する輸送管とを有する（例えば、特許文献１等参照。）。この装置のロータリーフィーダは、必要により、例えば、テーブルフィーダ、スクリューフィーダ等に換えることもできる。このような急結剤供給装置は、従来から汎用されている。
【０００４】
しかしながら、ロータリーフィーダ、テーブルフィーダ、スクリューフィーダ等による切り出しは、単位時間当たりの容量が基準になる。したがって、急結剤の状態、タンク内でのブリッジ、切り出し部での居付き等によって供給速度（量）が影響を受ける。この点、現在の急結剤供給装置は、供給速度が一定になるよう様々な工夫が凝らされている。しかしながら、その精度には限界があり、実施行の場では肌落ち（崩落）事故等を避けて安全性を確保するために、急結剤の添加量を多くする（必要以上にする）等の配慮がなされている。しかるに、高価である急結剤の高添加（高配合）は、施工コストの増加に直結する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１６３５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする主たる課題は、高い精度で急結剤等の粉体を定量供給することができる粉体供給装置及びセメントコンクリート吹付装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等も、当初は、急結剤のフリッジや居付き等を防止し、もって高い精度で定量供給することができる粉体供給装置の開発を進めていた。しかしながら、その過程で以下のことに気付いた。
すなわち、そもそも急結剤の性能は、セメントの重量に対する重量割合で設計されている。一方、ロータリーフィーダ、テーブルフィーダ、スクリューフィーダ等による切り出しは、単位時間当たりの容量が基準になる。したがって、従来の急結剤供給装置による場合は、如何に精度を高めようとも急結剤の品質設計に即していないため、完全なものにはならない。この点に思い至り、想到するに至ったのが以下に示す上記課題を解決するための手段である。
【０００８】
（請求項１に記載の手段）
粉体を貯留する貯留槽と、
この貯留槽の粉体を容量基準で切り出す切出し手段と、
前記貯留槽の重量の変化を量るための重量計と、
前記重量の変化を基準に前記切出し手段の切出し速度を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする粉体供給装置。
【０００９】
（請求項２に記載の手段）
前記貯留槽が前記重量計に吊り下げられている、
請求項１に記載の粉体供給装置。
【００１０】
（請求項３に記載の手段）
前記粉体供給装置には上枠及び側枠を有する架台が備わり、
前記重量計が前記上枠に支持され、
前記貯留槽が前記側枠と緩衝具で連結されている、
請求項２に記載の粉体供給装置。
【００１１】
（請求項４に記載の手段）
前記切出し手段がテーブルフィーダである、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【００１２】
（請求項５に記載の手段）
前記貯留槽の内部を貯留空間及び清浄空間に仕切るフィルタと、
前記貯留空間に臨む粉体の補給管と、
前記清浄空間に臨む放気口及びエアパルス供給口と、
が備わる請求項１〜４のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【００１３】
（請求項６に記載の手段）
急結剤供給装置と、この急結剤供給装置からの急結剤をセメントに混入して吹き付ける吹付手段とを有し、
前記急結剤供給装置として請求項１〜５のいずれか１項に記載の粉体供給装置が備わる、
ことを特徴とするセメントコンクリート吹付装置。
【００１４】
（請求項７に記載の手段）
吹き付けるセメントコンクリート中のセメント量、吹き付けるセメントコンクリートの吹付流量、吹き付けるセメントコンクリートの吹付角度、及び前記貯留槽の重量の変化に基づいて、前記切出し手段の切出し速度が制御される、
請求項６に記載のセメントコンクリート吹付装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、高い精度で急結剤等の粉体を定量供給することができる粉体供給装置及びセメントコンクリート吹付装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】粉体供給装置の正面図である。
【図２】粉体供給装置の側面図である。
【図３】粉体供給装置の平面図である。
【図４】テーブルフィーダ部分の拡大図である。
【図５】回転盤部分の説明図である。
【図６】セメントコンクリート吹付装置の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、発明を実施するための形態を説明する。なお、本実施の形態は本発明の一例である。本発明の範囲は、本実施の形態の範囲に限定されない。
【００１８】
（粉体供給装置）
図１〜３に本形態の粉体供給装置Ｘを示した。本形態の粉体供給装置Ｘは、粉体Ｆを貯留し、かつホッパーとしての役割を有する貯留槽と、この貯留槽の中の粉体Ｆを切り出す切出し手段と、貯留槽の重量を量る重量計１３と、この重量計１３で得られた計量値を基準に切出し手段の切出し速度を制御する制御手段とを有する。特に本形態においては、貯留槽がタンク１１によって構成されており、切出し手段がテーブルフィーダ２０によって構成されている。
【００１９】
タンク１１は、上段部１１Ａ、中段部１１Ｂ、及び下段部１１Ｃに区分することができる。上段部１１Ａは円筒状とされ、中段部１１Ｂは下方に向かうに従って径が小さくなる円錐状とされ、下段部１１Ｃは上段部１１Ａよりも径の小さい円筒状とされている。
【００２０】
タンク１１は、必要により、上端から下端までの径が変化しない円筒状、角筒状等の任意の形状にすることができる。ただし、貯留する粉体Ｆの容量を可及的に多くするために、また、ブリッジを防止するために、タンク１１の下段部１１Ｃの断面は、できるだけ広くするのが好ましい。また、如何なる形状とする場合においても、タンク１１は、粉体Ｆを含む空気が外部に放出されない密閉構造とするのが好ましい。
【００２１】
タンク１１の容量は、例えば、２５０〜１０００Ｌとすることができる。本発明者等の試作機では、タンク１１の容量を５００Ｌ以上の大容量にすることができている。
【００２２】
タンク１１の上段部１１Ａには、タンク１１の内部空間を貯留空間と清浄空間とに仕切るフィルタ１４が備えられている。図１及び図２から理解することができるように、貯留空間は清浄空間に下方に位置し、清浄空間は貯留空間の上方に位置する。また、貯留空間の気中には粉体Ｆが含まれるが、清浄空間の気中には粉体Ｆが含まれない。
【００２３】
タンク１１の上段部１１Ａには、貯留空間を臨む粉体Ｆの補給管１５が備えられている。より詳細には、補給管１５は、ダンパー１５Ａを有しており、タンク１１の天面１１Ｄに接続されている。この補給管１５を通してタンク１１内に粉体Ｆが補給（供給）される。
【００２４】
タンク１１の上段部１１Ａには、清浄空間を臨む放気口（排気口）、及びこの放気口に繋がる放気管（排気管）１６、並びにエアパルス供給口、及びこのパルス供給口に繋がるパルス管１７が備えられている。また、放気管１６には、放気管１６内の気体（放気）Ｅの流れを制御する放気弁１６Ａが備えられている。さらに、パルス管１７には、タンク１１内の異常加圧を防止するための安全弁１７Ａが備えられている。
【００２５】
本形態の粉体供給装置Ｘにおいては、補給管１５を通して粉体Ｆをタンク１１内に自動供給することができる。自動供給によると作業員等がフレキシブルコンテナバックを担ぎ上げて粉体Ｆの供給を行う必要がなくなり、作業効率や安全性等が向上する。また、タンク１１の放気（排気）は放気管１６を通して行われるが、この放気に際してはフィルタ１４によって粉体Ｆが除塵（回収）される。したがって、粉体Ｆが大気中に拡散するおそれはなく、清浄空気Ｅが放気される。さらに、フィルタ１４に付着した粉体Ｆは、パルス管１７から圧縮空気Ａを噴出する（エアパルス）ことで取り除くことができる。この圧縮空気Ａの噴出は、噴出の強さ、量等を適宜調整することによってタンク１１内の粉体Ｆに衝撃を与えるのに利用することができ、粉体Ｆのブリッジ防止、崩壊等に役立たせることができる。
【００２６】
タンク１１の下方に位置するテーブルフィーダ２０は、図４及び図５に示すように、円形平板状の回転盤２１と、この回転盤２１を収容する収容器２２とから主になる。この収容器２２は、上面側に回転盤２１を収容する凹部を有する下側器２４と、この下側器２４の凹部を塞ぐ（覆う）上側器２３とで構成されている。これら下側器２４及び上側器２３の接触面は、気密構造とされており、粉体Ｆを含むタンク１１内の気体が当該接触面（部分）を通り抜けて外部に放出されないように構成されている。
【００２７】
以上のように、本形態においては、収容器２２が下側器２４と上側器２３とに分割可能に構成されており、回転盤２１を容易に取り外すことができる。したがって、回転盤２１のメンテナンス、異なる種類の回転盤への交換等を迅速に行うことができる。
【００２８】
収容器２２を構成する上側器２３には、粉体Ｆを収容器２２内へ受け入れるための受入口２３Ａが設けられている。この受入口２３Ａは、タンク１１の下端縁と接続されており、タンク１１内の粉体Ｆが受入口２３Ａを通して収容器２２内に流れ込む。粉体Ｆの目詰まり等を防止するために、受入口２３Ａはタンク１１の下端縁と同一形状にするのが好ましく、例えば、矩形状、多角形上、本形態のような円形状とされる。
【００２９】
受入口２３Ａは、上下方向に関して上側器２３を貫通している。また、受入口２３Ａの中心は、回転盤２１の中心からずれている。このずれは、本形態のテーブルフィーダ２０において重要な意味を有するが、詳細は後述する。
【００３０】
収容器２２を構成する下側器２４には、粉体Ｆを収容器２２内から排出するための排出口２４Ａが設けられている。排出口２４Ａは、下面側において後述する輸送管１８と接続されており、収容器２２内の粉体Ｆが排出口２４Ａを通して輸送管１８内に流れ込む構成とされている。排出口２４Ａの形状は、通常、輸送管１８の断面形状と同一とされ、例えば、矩形状、多角形上、本形態のような円形状とされる。
【００３１】
排出口２４Ａは、上下方向に関して下側器２４を貫通している。また、排出口２４Ａは受入口２３Ａとは異なる位置に配置されており、受入口２３Ａの下方に位置していない。この理由については、後述する。なお、排出口２４Ａは、図４に示す例のように、上面側が上側器２３によって塞がれて（覆われて）いても、図１や図６に示す例のように、上面側がタンク１１内に至る連通管３１と接続されていてもよい。
【００３２】
図示例の連通管３１は、タンク１１の中段部１１Ｂにおいてタンク１１内に入り込み、タンク１１の上段部１１Ａ及び中段部１１Ｂの境界付近まで到達している。タンク１１内において連通管３１内に流入した空気等の気体は、回転盤２１の後述するポケット２１Ｂに至り、ポケット２１Ｂ内の粉体Ｆを排出口２４Ａに向けて押し出す。これにより、ポケット２１Ｂに粉体Ｆが残存するのが防止される。ただし、連通管３１をタンク１１内に入り込ませず、別途、コンプレッサー等を利用してポケット２１Ｂに向けて気体を流通させること等もできる。
【００３３】
下側器２４の凹部に収められることで収容器２２内に収容されている回転盤２１は、歯車（ギアー）で構成されている。回転盤２１は、中心２１Ｃを中心（軸心）として回転する。回転盤２１の周縁部には、複数の歯２１Ａが適宜のピッチで設けられている。相互に隣接する歯２１Ａの間（ポケット２１Ｂ）には、受入口２３Ａを通してタンク１１内の粉体Ｆが流れ込む。
【００３４】
本形態においては、回転盤２１を歯車で構成したが、回転盤２１として円形の板（円盤）を採用し、この円盤の周縁部に適宜の間隔を置いて複数の貫通孔を形成し、この貫通孔を粉体Ｆが流れ込むポケットとすることもできる。ただし、加工（製造）容易であることから、回転盤２１は歯車で構成する方が好ましい。この点、回転盤２１を一種類とするのであれば、当該加工容易性に大きな差異がない可能性もある。しかしながら、前述したように本形態においては回転盤２１の取外しが容易であり、複数種類の回転盤を需要に応じて付け替えることができる点に大きな利点が存在する。そして、このように複数種類の回転盤を利用する場合においては、加工容易性が重要性を増し、したがって回転盤２１を歯車で構成するのが好ましいと言える。
【００３５】
図４及び図４中に示す模式図から明らかなように、本形態の回転盤２１は、その一区間が受入口２３Ａを通してタンク１１内を臨んでいる。図５には、受入口２３Ａが位置する部分（区間）を斜線で示している。また、回転盤２１の残りの区間（残区画）は、つまり、タンク１１内を臨んでいない部分は、上面側が上側器２３によって覆われている。さらに、回転盤２１の下面側は、全体が下側器２４によって覆われている。ただし、回転盤２１の残区間には、下面側が下側器２４によって覆われておらず、排出口２４Ａを臨む部分も存在する。
【００３６】
以上のようにしてなる収容器２２及び回転盤２１においては、タンク１１内の粉体Ｆが、まず、受入口２３Ａを通して収容器２２内に流れ込み、前述したポケット２１Ｂに収まる。このポケット２１Ｂ内の粉体Ｆは、回転盤２１が回転するのに伴って受入口２３Ａの下方から外れる（残区画への移動）。この状態において、ポケット２１Ｂは、上方が上側器２３によって閉じられ、下方が下側器２４によって閉じられた密閉状態になる。この状態において、ポケット２１Ｂは、回転盤２１の回転に伴って移動を続け、途中、排出口２４Ａの上方に至る。この際、ポケット２１Ｂ内の粉体Ｆは、排出口２４Ａを通して排出され、輸送管１８内に流れ込む。
【００３７】
粉体Ｆを排出し、空となったポケット２１Ｂは、回転盤２１の回転に伴って更に移動を続け、受入口２３Ａの下方に至る。そして、空になっていたポケット２１Ｂには、粉体Ｆが再度収容される。
【００３８】
以上の説明から明らかなように、本形態のテーブルフィーダ２０においては、回転盤２１が受入口２３Ａよりも大径であり、かつ回転盤２１の中心２１Ｃと受入口２３Ａの中心２３Ｃとがずれている。したがって、ポケット２１Ｂは受入口２３Ａのみと連通する状態、密閉空間となる状態、及び排出口２４Ａのみと連通する状態のいずれかの状態となり、受入口２３Ａ及び排出口２４Ａの両方に同時に連通する状態にはならない。したがって、本形態のテーブルフィーダ２０は、タンク１１内と輸送管１８内との連通を妨げるバルブ機能を有する。
【００３９】
本形態においては、切出し手段をテーブルフィーダ２０で構成したが、必要により、ロータリーフィーダ、スクリューフィーダ、公知のテーブルフィーダ等で構成することもできる。ただし、以上で説明した様々な利点を有する本形態のテーブルフィーダ２０を使用するのが最も好ましい。
【００４０】
次に、重量計１３について説明する。
本形態の重量計１３は、架台４０（詳細は後述する。）を構成する上枠４１に固定されている。また、この重量計１３には、ユニバーサルジョイント１３Ｘを介してタンク１１が吊り下げられている。したがって、重量計１３によってタンク１１の重量を計測することができ、タンク１１内に貯留されている粉体Ｆの重量の変化を知ることができる。この点、粉体Ｆの重量の変化は、テーブルフィーダ２０による粉体Ｆの切出し速度と一致する。したがって、重量計１３によってタンク１１の重量を計測することで、テーブルフィーダ２０の切出し速度を知ることができる。当然、このテーブルフィーダ２０の切出し速度は、容量を基準とする速度ではなく重量を基準とする速度である。
【００４１】
本形態の粉体供給装置Ｘには、重量計１３によって得られた計測値を基準にテーブルフィーダ２０の切出し速度を制御する制御手段が備えられている。制御手段によってテーブルフィーダ２０の切出し速度を制御することで、重量を基準とした定量供給（定量切出し）が可能になる。なお、ロータリーフィーダ、テーブルフィーダ、スクリューフィーダ等の切出し手段は、容量を基準とした定量供給手段である。
【００４２】
本形態においては、タンク１１にテーブルフィーダ２０が接続されているため、重量計１３によってテーブルフィーダ２０の重量を含めた重量が計測されることになる。しかしながら、重量計１３による計測において必要なのは重量の変化であり、計測値がテーブルフィーダ２０の重量を含むものであっても問題はない。
【００４３】
本形態の重量計１３は、油圧シリンダで構成されている。この油圧シリンダにタンク１１が吊り下げられ、計測値である圧力値は必要により重量値に変換される。
【００４４】
油圧シリンダは、２本以上の複数本とする（複数点支持）こともできるが、本形態のように１本であってもよい（１点支持）。この点、タンク１１の重量を計測するにあたっては、例えば、ロードセルの利用も考えられる。しかしながら、粉体供給装置Ｘは水平面に設置されるとは限らず、トンネル内等であればむしろ傾斜面に設置されるのが通常である。しかるに、ロードセルは、水平に設置する必要がある。また、例えば、トンネル内においては、爆破等によって重量計（計測器）に横方向の大きな圧力が加わる。しかるに、ロードセルは横方向の圧力に弱い。さらに、粉体供給装置Ｘにおいては、ロードセルを使用するほどの精密な計量精度は要求されない。加えて、ロードセルは過積載に弱いとの問題がある。さらに、ロードセルは微弱電流の変化を信号処理するという仕組みを有するため、テーブルフィーダ等に由来する高周波の影響や、発破による電磁ノイズの影響等を受けてしまう。以上を考慮すると、ロードセルよりも油圧シリンダ、空気シリンダ、水圧シリンダ等のシリンダを使用する方が好ましい。また、空気の漏れ、水の凍結などを考慮すると、過酷な環境下での使用が予想される粉体供給装置Ｘにおいては、油圧シリンダを使用するのがより好ましい。
【００４５】
本形態の粉体供給装置Ｘには、タンク１１、テーブルフィーダ２０等の各器具を支持するための架台４０が備わる。この架台４０は、各器具の周囲に備わる側枠４２や、この側枠４２の上端部に繋がる上枠４１等によって構成されている。上記した重量計１３は、この架台４０の上枠４１に固定されている。したがって、タンク１１やテーブルフィーダ２０等の各器具は上枠４１から吊り下がり、全体としては側枠４２によって粉体供給装置Ｘの設置面Ｇに支持された状態になっている。
【００４６】
より好ましい形態例として、本形態においては、架台４０の側枠４２とタンク１１とがダンパー等の緩衝具４３で連結されている。本形態においては、タンク１１やテーブルフィーダ２０等の各器具が重量計１３によって一点吊りされているため、テーブルフィーダ２０が稼働した際にタンク１１が大きく揺れてしまうおそれがある。しかしながら、側枠４２とタンク１１とが緩衝具４３で連結されている本形態においては、かかる揺れの発生が防止される。また、緩衝具４３が備えられている本形態においては、粉体供給装置Ｘをトラック等に積載して現場へ移動する際に、タンク１１等が大きく揺れて、装置が損壊してしまうおそれもない。
【００４７】
本形態の粉体供給装置Ｘには、タンク１１内の粉体Ｆを噴き上げるエアレーションシステムが備わる。このエアレーションシステムは、空気Ａが流通するエアレーション管１９と、このエアレーション管１９の先端部に備わり、タンク１１内を臨むエアレーションノズル１９Ａと、エアレーション管１９の途中に備わる自動ボール弁等からなる制御弁１９Ｂとで構成されている。
【００４８】
エアレーションノズル１９Ａは、タンク１１の下段部１１Ｃに備えられている。また、エアレーションノズル１９Ａは、テーブルフィーダ２０の受入口２３Ａが備わる側、つまり排出口２４Ａが備わる側とは反対側に備えられている。したがって、エアレーションノズル１９Ａから噴出された空気Ａは、タンク１１内の粉体Ｆを受入口２３Ａ側から排出口２４Ａ側へ向かって噴き上げることになる。エアレーションノズル１９Ａは、１つのみであっても、本形態のように複数であってもよい。
【００４９】
本形態の粉体供給装置Ｘには、粉体Ｆのブリッジ等を防止するために、以上のエアレーションシステムの他に、粉体Ｆの攪拌手段が備わる。この攪拌手段は、回転台３２と、攪拌羽３３とで主に構成される。
【００５０】
回転台３２は、上方に向かって径が狭まる円錐状とされている。回転台３２は、中心軸を中心に回転する。回転台３２の中心軸は、回転盤２１の回転軸と一致している。したがって、回転台３２の中心軸は、受入口２３Ａの中心から排出口２４Ａ側へずれた位置に存在することになる。結果、回転台３２の斜面（周面）上の粉体Ｆは、受入口２３Ａ側へ滑り落ちることになり、タンク１１内の粉体Ｆが受入口２３Ａに向かって円滑に移動することになる。なお、回転台３２の回転は、例えば、回転盤２１を回転するモーター２５によって行うことができる。
【００５１】
攪拌羽３３は、回転台３２の斜面（周面）から上方へ延びている。回転台３２が回転することで、攪拌羽３３も回転する。この回転によってタンク１１内の粉体Ｆが攪拌され、ブリッジ等が防止され、又は崩される。
【００５２】
（セメントコンクリート吹付装置）
次に、以上の粉体供給装置Ｘを使用し、トンネル内等においてセメントコンクリートを吹き付ける（打設する）場合を例に、粉体供給装置Ｘの使用例を説明する。なお、この例において粉体Ｆは急結剤であり、セメントコンクリートはセメントペースト、モルタル、コンクリート等のセメントを含む材料である。
【００５３】
図６に示すように、本形態のセメントコンクリート吹付装置Ｙにおいては、急結剤供給装置と、この急結剤供給装置からの急結剤をセメントに混入して吹き付ける吹付手段（図示せず。）とを有する。そして、急結剤供給装置としては、前述した粉体供給装置Ｘが備わる。なお、図６は模式的に示したものであり、例えば、粉体供給装置Ｘに備わる攪拌手段（３２，３３）の記載は省略している。
【００５４】
加えて、本形態のセメントコンクリート吹付装置Ｙには、セメント量、吹付流量、吹付角度、及び計測値に基づいて、テーブルフィーダ２０の切出し速度を制御する制御手段５０が備わる。この制御手段５０は、テーブルフィーダ２０の回転盤２１を回転するモーター２５に信号を送る。
【００５５】
ここでセメント量とは、吹き付けるセメントコンクリート中のセメントの量である。急結剤の添加量（重量）は、通常、セメント量（重量）に対する割合で決定され、例えば、セメント量の７〜１２％となるように急結剤が添加される。したがって、セメント量が多ければ急結剤（粉体Ｆ）の量を多くする（つまり、テーブルフィーダ２０の切出し速度を速くする）必要があり、セメント量が少なければ急結剤の量を少なくする（つまり、テーブルフィーダ２０の切出し速度を遅くする）必要がある。
【００５６】
吹付流量とは、吹き付けるセメントコンクリートの流量である。吹付流量が多ければ急結剤の量を多くする必要があり、吹付流量が少なければ急結剤の量を少なくする必要がある。
【００５７】
吹付角度とは、セメントコンクリートを吹き付ける角度である。例えば、トンネルの内壁にセメントコンクリートを吹き付ける場合は、吹き付ける場所が側壁部分の場合は急結剤の量を減らすことができ、一方、吹き付ける場所が天井部分の場合を急結剤の量を増やす必要がある。つまり、吹き付ける場所に応じて急結剤の量を変化させるというものである。この点、急結剤供給装置として従来の粉体供給装置を使用する場合は、急結剤の供給速度が容量に基づくものであり定量性に劣るため、吹き付ける場所によって急結剤の量を変化させるということはできなかった。しかしながら、本形態の急結剤供給装置は、前述した粉体供給装置Ｘからなるものであり、急結剤の供給速度が重量に基づくものである。したがって、定量供給性に優れ、吹付角度に応じて急結剤の量を変化させることができ、コスト削減に大きく寄与する。
【００５８】
計量値とは、重量計１３で計測された圧力、ないしはこれを変換した重量である。この圧力ないしは重量の変化に基づいてテーブルフィーダ２０の切出し速度を決定することができる。なお、図中の符号１３Ａは、重量計１３で計測された圧力を検知するための圧力計である。
【００５９】
制御手段５０は、以上で説明したセメント量、吹付流量、吹付角度、及び計量値に基づいて回転盤２１の回転速度を算出する。この算出値は、テーブルフィーダ２０の回転盤２１を回転するモーター２５に駆動信号として伝達する。なお、図中の符号５０Ａは、モーター２５の速度を制御するインバーターである。
【００６０】
本形態のセメントコンクリート吹付装置Ｙにおいては、エアレーションノズル１９Ａからタンク１１内にエアＡが吹き込まれるため、タンク１１内が加圧される。したがって、タンク１１内の気体は連通管３１内に流入し、回転盤２１のポケット２１Ｂから粉体Ｆを押し出すのに利用される。この押出し力を調整するために、本形態においては、輸送管１８に圧力センサ１８Ｂが備えられている。この圧力センサ１８Ｂで得られた圧力値は、圧力信号としてＰＩＤ調節計１９Ｃに送られる。このＰＩＤ調節計１９Ｃは、制御弁１９の開閉を調節し、タンク１１内に吹き込まれるエアＡの流量を制御する。タンク１１内の圧力は、例えば、０．３〜０．５ＭＰａとされる。また、輸送管１８内の圧力は、例えば０．３〜０．４ＭＰａとされる。
【００６１】
なお、輸送管１８から先は特に図示していないが、例えば、先端部に吹付ノズルが備わる吹付ホース等に接続されている。したがって、急結剤（粉体Ｆ）は、セメントコンクリートを構成するセメント等の他の材料に混入される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、急結剤等の粉体の供給装置及びセメントコンクリートの吹付装置として利用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１１  タンク
１１Ａ  タンク上段部
１１Ｂ  タンク中段部
１１Ｃ  タンク下段部
１１Ｄ  タンク天面
１３  重量計
１３Ｘ  ユニバーサルジョイント
１３Ａ  圧力計
１４  フィルタ
１５  補給管
１５Ａ  ダンパー
１６  放気管
１６Ａ  放気弁
１７  パルス管
１７Ａ  安全弁
１８  輸送管
１８Ａ  バタフライ弁
１８Ｂ  圧力センサ
１９  エアレーション管
１９Ａ  エアレーションノズル
１９Ｂ  制御弁
１９Ｃ  ＰＩＤ調整計
２０  テーブルフィーダ
２１  回転盤
２１Ａ  歯
２１Ｂ  ポケット
２１Ｃ  （回転盤）中心
２２  収容器
２３  上側器
２３Ａ  受入口
２３Ｃ  （受入口）中心
２４  下側器
２４Ａ  排出口
２５  モーター
３１  連通管
３２  回転台
３３  攪拌羽
４０  架台
４１  上枠
４２  側枠
４３  緩衝具
５０  制御手段
５０Ａ  インバーダー
Ｅ  放気
Ｆ  粉体
Ｘ  粉体供給装置
Ｙ  セメントコンクリート吹付装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を貯留する貯留槽と、
この貯留槽の粉体を容量基準で切り出す切出し手段と、
前記貯留槽の重量の変化を量るための重量計と、
前記重量の変化を基準に前記切出し手段の切出し速度を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする粉体供給装置。
【請求項２】
前記貯留槽が前記重量計に吊り下げられている、
請求項１に記載の粉体供給装置。
【請求項３】
前記粉体供給装置には上枠及び側枠を有する架台が備わり、
前記重量計が前記上枠に支持され、
前記貯留槽が前記側枠と緩衝具で連結されている、
請求項２に記載の粉体供給装置。
【請求項４】
前記切出し手段がテーブルフィーダである、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項５】
前記貯留槽の内部を貯留空間及び清浄空間に仕切るフィルタと、
前記貯留空間に臨む粉体の補給管と、
前記清浄空間に臨む放気口及びエアパルス供給口と、
が備わる請求項１〜４のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項６】
急結剤供給装置と、この急結剤供給装置からの急結剤をセメントに混入して吹き付ける吹付手段とを有し、
前記急結剤供給装置として請求項１〜５のいずれか１項に記載の粉体供給装置が備わる、
ことを特徴とするセメントコンクリート吹付装置。
【請求項７】
吹き付けるセメントコンクリート中のセメント量、吹き付けるセメントコンクリートの吹付流量、吹き付けるセメントコンクリートの吹付角度、及び前記貯留槽の重量の変化に基づいて、前記切出し手段の切出し速度が制御される、
請求項６に記載のセメントコンクリート吹付装置。