(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラウト用のパッカを作動させる圧縮エアのレシーバタンクに連設されている二重管パッカー用小型コンプレッサー装置において、上記コンプレッサーが３０ｋｇ／ｃｍ２  より大きな能力の小型のエアコンプレッサーであって複数段タンデムタイプに列設されていることを特徴とする建設用小型コンプレッサー装置。
【請求項２】
上記複数の小型コンプレッサーとレシーバタンクとの間にチェックバルブが介装されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の建設用小型コンプレッサー装置。
【請求項３】
上記レシーバタンクに設定圧検出計が設けられて各小型コンプレッサーに対して発停スイッチを介して電気的に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の建設用小型コンプレッサー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
開示技術は、軟弱地盤の改良工事等に用いる小型のコンプレッサーの構造の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く、山間部が多く、海岸線が複雑に入り組んで長い地勢的制約を受けている我が国にあっては、単に、農耕牧畜地帯ばかりでなく、住宅企業，施設等を可及的に有効に利用する平野部が著しく狭隘であるという悪条件を有しており、したがって、海岸，河川，湖沼等の流域等の軟弱地盤の改良を行って有効利用する建設技術は旧くから極めて重要であり、各種の技術が研究，開発，実用化され、未だに種々の改良が重ねられている。
【０００３】
而して、一般にかかる建設工事のうちの軟弱地盤の改良にあっては、地盤中に所定のゲルタイムの改良材を注入させて経時的に固化させる技術が用いられているが、注入管と地盤の削孔との間からのスライムアップ等を避けるべくケーシングパイプ等により所定の削孔を地盤に形成した後外管を挿入し、該外管と削孔間にモルタル等の適宜のシール材を充填し、該外管を介して該外管内に挿入された内管より所定の改良材を地盤中に注入する二重管ダブルパッカー方式の地盤改良技術が有用されている。
【０００４】
そして、かかる方式を更に略説すると、改良対象の軟弱地盤にケーシングパイプを介し所定の削孔を形成し、その内部に同心的に所定のスリットを有するスリーブを外装した外管を挿入し、該ケーシングパイプを引き上げて削孔と外管との間にモルタル等のシール材を充填させ、而して、改良材の噴出孔を間にしてパッカーを上下に有する内管を外管内に挿入し、噴出孔をスリーブに対応する位置にセットしてパッカーを膨出させて外管の内面に圧接させ、該噴出孔から所定の改良材を噴出し、地盤内に注入するようにしていた。
【０００５】
勿論、削孔が曲折している場合があり、そのような場合には曲折する削孔に倣って内管をフレキシブルに挿入し得るように、例えば、実公昭６３−４３２３５号公報発明等が開発されている。
【０００６】
そして、かかる技術については、例えば、旧くは実開昭５５−２１３３４号公報考案，実公昭６３−４３２３５号公報考案等に示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる二重管ダブルパッカーを用いる地盤改良工事にあっては上述した如く、内管、即ち、パッカーを外管内にて噴出孔をスリーブに対応して所定位置にセットして当該パッカーを膨径させて外管内面に当接させ、ステップごとにその動作を反復する必要があり、したがって、パッカーの膨縮させる動力には地上よりリンク等を介し最適に行う手段も初期にあっては考えられていたが、ジェットグラウト等の改良材の内外管を挿通供給する必要等の点から相互の干渉性をきたし、又、当該改良材がリンク機構等に経時的に固化作用を与えてスムーズな挙動が出来ないというネックがあるところから、これまでの技術としては通常水等の液体による圧力供給を介してのパッカーの膨縮作動を行うのが一般的であった。
【０００８】
しかしながら、該種パッカーは膨縮の作動性のために強化ゴム製や弾性プラスチック製のものが多く、作動流体としての水等の流体の使用にあっては当該水の温度によってパッカーの作動性が左右されることがあるために、温度管理が必要であり、したがって、その操作や管理制御が煩瑣となる難点があった。
【０００９】
又、水は慣性力を有しているところから、曲折する機構部を通過し難い不都合さがあり、それだけ、圧力伝達が単に初期工程においてはスムーズにいかないという欠点がある。
【００１０】
これに対処するに、上述実公昭６３−４３２３５号公報考案等にあっては該パッカーの作動流体として水以外にも空気等の気体も用いることが出来る提言もなされてはいる。
【００１１】
そして、応用技術としては空気に代えて炭酸ガスや窒素ガス等の使用も可能であるものではある。
【００１２】
しかしながら、該種炭酸ガス，窒素ガス等においてはその使用に際しては抵抗領域が変動する場合もあるために、可搬式にするべくガスボンベ等を使用する態様が考えられるが、当該ガスボンベに対する作動気体の炭酸ガスや窒素ガスを蓄圧的に充填する手間が煩瑣であり、又、当該炭酸ガスや窒素ガスは高価である点からコスト高につながるという不利点もあった。
【００１３】
そこで、パッカーの膨縮挙動に使用する流体として大気を用いることでは資源的には無尽蔵であるというメリットはあるものの、コンプレッサーを用いねばならず、かかるコンプレッサーを使用するには次のような問題があった。
【００１４】
即ち、建設現場において使用し得るコンプレッサーは圧力的に７ｋｇ／ｃｍ２  以下であることが法規制的に定められており、深度によっては１０ｋｇ／ｃｍ２  等の圧縮エアを用いる必要があるが、かかる高圧のコンプレッサーは２０ｋｇ／ｃｍ２  以下であって、上述の如く、深度によっては必要な５０ｋｇ／ｃｍ２  等の高圧圧縮エアを使用することは出来ないという不都合さがある。
【００１５】
しかしながら、近時１０ｋｇ／ｃｍ２  程度にまで耐圧を有することが可能である法規制の改正が行われて上述パッカーの膨縮作動に供せられる気体使用の可能性は出てきてはいるが、現実にはこれに応える技術が案出されていないものであってその現出が施工現場からのハンドリングの良さ等の点から熱望されているものである。
【００１６】
【発明の目的】
この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく軟弱地盤改良工事等に用いる二重管ダブルパッカーの膨縮挙動に用いる圧縮エアを製造する問題点を解決すべき技術的課題とし、小型でコンパクトでありながら、パッカーの必要段の膨縮が行えるように圧力調整がし易く、動力費も少くてすみ、設計通りにパッカー操作制御が行えるようにして建設産業における土木技術利用分野に益する優れた建設用小型コンプレッサー装置を提供せんとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段・作用】
上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は、前述課題を解決するために、二重管パッカーを用いての地盤改良等を行うに際し、小型のコンプレッサー装置により掘削エアを用いて各パッカーを膨縮させるに際し、ガスボンベ等を用いることなく、レシーバタンクに所定の圧縮エアを蓄圧状態にして当該レシーバタンクの蓄圧を、例えば、２００〜２５０ｋｇ／ｃｍ２  程度に設定し得るようにし、当該小型コンプレッサー装置については該次段のシリンダーにより、又、３０ｋｇ／ｃｍ２  程度の圧搾エアを形成し、次いで、第２、及び、第３のシリンダーにより約１／７の体積に圧縮させることにより、体積的には１／４９まで圧縮せしめ、圧力的には４９ｋｇ／ｃｍ２  にし、第３段のシリンダーにより蓄圧は３４３ｋｇ／ｃｍ２  程度の圧縮エアとなり、レシーバタンクにあっては所定の圧力計により所定圧の上下限値において各コンプレッサーに発停スイッチを介し電気的に接続されて発停をコントロールして当該コントロールには各パッカーに対する最適圧搾エアが常時送給可能であるようにし、タンデム的に縦設された各コンプレッサーによりパッカーに対し所望の任意の設定圧を維持することが出来るようにしたものであり、各コンプレッサー間にはチェックバルブが設けられて相互に所望の圧縮エアの形成が自在に出来るようにした技術的手段を講じたものである。
【００１８】
【実施例】
次に、この出願の発明の１実施例を図面に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００１９】
図１に於ける態様において１はこの出願の発明の要旨を成す小型コンプレッサー装置であり、二重管パッカー方式による地盤改良に供せられる内管に所定段数上下にツインを成して設けられている硬質ゴム製等によるパッカーの膨縮を行う圧縮エアを送給するタイプのものである。
【００２０】
而して、該コンプレッサー装置１は図２，図３に示す様に、１段目のシリンダー２，２´  はツインタイプに併設されて吸気清浄器１３から浄化されたエアを吸気するようにされ、モーター６によって供されるクランクホイール５により、そのレシプロタイプのピストンが進退自在にされて吸気バルブ１４から清浄エアを吸気して所定圧力、例えば、３０ｋｇ／ｃｍ２  程度の圧縮エアを排気バルブ１５を経て第１段の冷却器１６にて所定温度に冷却し、第２段のシリンダー３に吸気バルブ１４を介し当該第２段のシリンダー３に吸気され、排気バルブ１５を介し第２段の冷却器１６´  に供給されて所定温度に冷却され、第３段のシリンダー４に吸気バルブ１５を介し吸気され、更に、第３段の圧縮エアとされて排気バルブ１５から第３段の冷却器１６´´へ供給されて所定温度に冷却されアフターストレーナー１９へと送給されていくようにされている。
【００２１】
尚、各段の冷却器１６，１６´  ，１６´´にあってはドレンコック１９´  ，１９´´，１９´´´  （アウターストレーナー１９にもドレンコック１９´´´´が設けられている）が介装されて圧縮された水分を排出することが出来るようにされている。
【００２２】
各段の冷却器１６，１６´  ，１６´´にあっては所定圧力計１７，１７´  ，１７´´、及び、安全弁１８，１８´  ，１８´´が設けられており、各段の冷却器１６，１６´  ，１６´´に於ける圧力の自己保持を図ることが出来るようにされている。
【００２３】
尚、第３段目のシリンダー４にあってはチェックバルブ１１を介しレシーバタンク７に所定の圧力、例えば、１５〜５０ｋｇ／ｃｍ２  程度の圧縮エアを蓄圧するようにされており、該レシーバタンク７にあっては圧力検出計８が設けられ、その上下限値にあっては所定の発停スイッチ９を介し各シリンダーのクランクホイール５のモーター６を発停することが出来るようにされている。
【００２４】
尚、かかる小型コンプレッサー装置１にあっても電気計装はこの出願の発明の時点において当業者にとり何ら困難性なく設計することが出来るものである。
【００２５】
而して、この出願の発明の小型コンプレッサー装置１にあっては、第１段のシリンダー２，２´  にあっては圧搾エアを３０ｋｇ／ｃｍ２  程度に形成し、次いで、第２のシリンダー３にあっては１／７の体積に圧縮し、そして、体積は１／４９の圧縮エアとされ、更に、第３のシリンダー４により１／７に圧縮することにより、理論上は３４３ｋｇ／ｃｍ２  の圧縮エアとされ、実用上有効である２００〜２５０ｋｇ／ｃｍ２  程度の圧縮エアは容易に形成することが出来るものである。
【００２６】
そして、初段のシリンダー２，２´  をツインタイプにしたのは上記の圧縮エアの容量を大きくし、２段目、及び、３段目のシリンダー３，４の圧縮効率を良くするようにするためであり、したがって、第１段目のシリンダー２，２´  に比し、第２段目のシリンダー３、及び、第３段目のシリンダー４は適宜その容量は当然のことながら、小さくされており、図２，図３の図示状態においても模式的ではあるが、これらの容量が順次小さくなるように示されているものである。
【００２７】
尚、当該コンプレッサー装置１はその空冷式のものであり、その基本的構造は在来態様と同様のもである。
【００２８】
而して、当該コンプレッサー装置１はコンパクトであるために車載方式にしても良いことは勿論のことである。
【００２９】
上述構成において、二重管方式によるダブルパッカー２０による地盤改良を行うに際しては在来態様同様に所定の地盤にケーシングパイプを介して削孔を形成して該削孔内部に同心的に地盤改良材２１の注入管を挿入し、該ケーシングパイプを引き揚げ、該地盤改良材２１の注入管と削孔との間にモルタル等のシール材を充填し、そこで、内管を挿入し、設計プログラムに従う深度でパッカー２０を外管の内面に圧接するように膨径させて当該パッカー２０の間にて噴出孔より改良材２１を所定に噴出させ、所定の地盤改良を行っていく。
【００３０】
而して、この間のパッカー２０の外管に対する膨縮を行うに際しては、そして、各パッカー２０に対する圧縮エアの吸排はチェックバルブ１１のオン・オフによって行うようにする。
【００３１】
そして、当該各パッカー２０の拡縮によってレシーバタンク７の圧力は降下するが、圧力検出計８によりその降下圧は検出され、発停スイッチ９により各段のコンプレッサーのシリンダー２，２´  ，３，４に対するモーター６は発停コントロールされて稼動に有効な２００〜２５０ｋｇ／ｃｍ２  の圧力が常時蓄圧状態にされる。
【００３２】
その間、第１段のシリンダー２，２´  にあっては空気清浄器１３からの清浄なエアは吸気バルブ１４を介し、シリンダー２に吸引され、ピストンにより圧縮作用を受けて排気バルブ１５から第１段の冷却器１６により冷却されて３０ｋｇ／ｃｍ２  の圧縮エアを形成され、圧縮した水分は圧力計１７により排出され、第２段目のコンプレッサーのシリンダー３にその吸気バルブ１４を介して吸入されて空気は１／７の体積に圧縮されて結果的に容量は１／４９の圧縮空気となり、更に、第２段の冷却器１６´  を経て第３段のコンプレッサーのシリンダー４に吸気バルブ２４を介して吸引され、更に、圧縮作用を受けてその圧力は３４３ｋｇ／ｃｍ２  の圧縮エアとされ、第３段の冷却器１６´´を経てアフターストレーナー１９を介しレシーバタンク７へと蓄圧されていくことになる。
【００３３】
勿論、図２，図３に示す様に、各冷却器１６，１６´  ，１６´´にあっては安全弁１８，１８´  、及び、圧力計１７，１７´  が配設されてこれらの間に介装されている各段のコンプレッサーのシリンダーの安全を図ることが出来るようにされている。
【００３４】
このようにして二重管ダブルパッカー方式による地盤改良は設計通りに高精度に成されていく。
【００３５】
したがって、高圧力水によるパッカー操作等とは異なり、内管内に於ける圧縮エアの通過抵抗もほとんどなく、スムーズにパッカー２０に対する拡縮作用がスムーズに行われ、パッカー機能は充分に発揮することが出来るものである。  又、窒素ガスや炭酸ガス等のボンベ蓄圧方式によらないために、それだけ、コスト高にも安くつき、ボンベ内の蓄圧状態の減圧によるパッカーの作動不良等を生ずる虞もない。
【００３６】
尚、この出願の発明の実施態様は上述実施例に限るものでないことは勿論であり、例えば、コンプレッサー装置については自動固定式プラントのタイプにしたり、自在式のタイプにする等種々の態様が採用可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上、この出願の発明によれば、基本的に二重管によるダブルパッカー方式の地盤改良建設工事を行うに際し、外管に対し拡縮するパッカーの作動をガス式にし、従来態様の圧力水制御方式に比し、該圧力流体の流過部分に於ける流過抵抗等を付与せずにすみ、工学的な干渉性もなく、スムーズにパッカーの作動が行えるという優れた効果が奏される。
【００３８】
而して、該パッカー制御気体を圧縮エアとすることにより、窒素ガスや炭酸ガス方式等に比し、低コストで済み、ガズボンベに貯留する等の方式を採らずに済むために操作もし易く、作業の合理化が図れるという優れた効果が奏される。
【００３９】
しかも、二重管パッカー用のコンプレッサーが小型に出来るために、大小のシリンダーを３段等複数段のタンデムタイプに列設することにより実効上有効とされる２００〜２５０ｋｇ／ｃｍ２  の起高圧にすることが出来るメリットがあり、そのため、地上設置式の固定タイプであっても、車載式のタイプとしてもプラント的に小型化出来るために、施工現場に於ける取り扱い性や作業性が極めて良好であるという優れた効果が奏される。
【００４０】
しかも、レシーバタンクに圧力検出計を設けて各コンプレッサーのモーター発停用の制御装置に接続させることにより、当該レシーバタンクの蓄圧状態が常に実効上有効な２００〜２５０ｋｇ／ｃｍ２  の蓄圧状態に保持出来、常に各パッカーを安定した作動状態に保持出来るという優れた効果が奏される。
【００４１】
そのため、該地盤改良等の施工工事の信頼性が高くなり、精度も高く図るようにすることが出来るという優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明の１実施例の全体概略模式側面図である。
【図２】建設を用いての地盤改良の態様の部分半縦断面図である。
【図３】図１のフロー図である。
【符号の説明】
２０      パッカー
７        レシーバタンク
１        コンプレッサー装置
２，２´  ，３，４    シリンダー
１１      チェックバルブ
８        圧力検出計
９        発停スイッチ
【図１】
0003615585.tif 000002
【図２】
0003615585.tif 000003
【図３】
0003615585.tif 000004