(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリーポンプの吸引ポートに対してスラリーを供給するホッパであって、
上端及び下端が開口し、漏斗状に形成された投入容器と、
前記投入容器の下端に連通して設けられた、前記スラリーポンプの吸引ポートが接続される、複数の吸引排出管と、
前記投入容器の下部に配設され、前記各吸引排出管の其々に対して前記投入容器の下部の内部空間を区画する分流壁と、を備え、
前記各吸引排出管は、前記投入容器の中心軸に対し軸対称となるように配設され、且つ前記投入容器の中心軸に対し垂直な方向に向けて配設されており、
前記分流壁により区画された前記投入容器の下部の各内部区画空間は、その下端側が当該内部区画空間に対応する一の前記吸引排出管とのみ連通していることを特徴とするスラリー供給ホッパ。
【請求項２】
前記各吸引排出管は、前記投入容器の中心から外側に向かって湾曲した湾曲管であることを特徴とする請求項１記載のスラリー供給ホッパ。
【請求項３】
前記投入容器の下部を加振する加振装置を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のスラリー供給ホッパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モルタル等のスラリー状の材料を圧送するためのスラリーポンプに対して、スラリーを投入するために用いられるスラリー供給ホッパに関する。
【背景技術】
【０００２】
法面の補強工事、石垣擁壁の補強工事、建築耐震補強用のグラウト注入工事、橋梁の断面修復工事（補修工事）などにおいて、モルタル等のスラリー状の材料を斜面や石垣間隙内などへ吹き付け又は注入するために、スラリーポンプが使用される。スラリーポンプは、吸引ポートと吐出ポートを備え、吸引ポートからモルタル等のスラリーを吸引して吐出ポートから圧送・吐出する。通常、吸引ポートには、スラリーを投入ためのスラリー供給ホッパが接続される。作業者は、セメント、水、細骨材等を調合したスラリー状のモルタルをスラリー供給ホッパからスラリーポンプへ投入して、吹き付け又は注入を行う。
【０００３】
斯かる用途で用いられるスラリー供給ホッパとしては、非特許文献１−２，特許文献１−４に記載のものが公知である。
【０００４】
図１０は、非特許文献１に記載のスラリー供給ホッパである。スラリー供給ホッパ１００は、上下に開口した漏斗状の投入容器１０１と、投入容器１０１の外側面を床面に支持するフレーム１０２と、投入容器１０１の下端の開口部に接続された吸引排出管１０３と、吸引排出管１０３の先端部に配設された管継手１０４とを備えている。投入容器１０１は上部１０１ａが円筒状、下部１０１ｂが下方に向かって縮径する円錐筒状に形成されている。吸引排出管１０３は床面に対し水平に配設されており、吸引排出管１０３の基端側と投入容器１０１の下端が連通している。
【０００５】
図１１は、非特許文献２に記載のスラリー供給ホッパを用いたモルタル吹付装置の全体構成図である。モルタル吹付装置は、スラリー供給ホッパ１００、スラリーポンプ１０５（モルタルポンプ）、吸引管１０６（サクションホース）、高圧放出管１０７（高圧デリバリーホース）、吹付ノズル１０８を備えている。スラリー供給ホッパ１００の吸引排出管１０３は、吸引管１０６によってスラリーポンプ１０５の吸引ポート１０５ａに接続されている。また、スラリーポンプ１０５の吐出ポート１０５ｂには、高圧放出管１０７が接続されており、高圧放出管１０７の先端に吹付ノズル１０８が接続されている。高圧放出管１０７は樹脂やゴムで形成された可撓性のホースである。スラリー供給ホッパ１００にモルタルが投入され貯留される。スラリー供給ホッパ１００に貯留されたモルタルは、スラリーポンプ１０５により吸引管１０６から高圧放出管１０７を通して吹付ノズル１０８に圧送され、エアホースを介してコンプレッサから圧送されるエアと混合されて吹付ノズル１０８より噴射される。
【０００６】
特許文献１には、非特許文献１，２と同様のスラリー供給ホッパが記載されている。特許文献２には、スラリー供給ホッパの他の用途例として、生コンクリートの流動性検査装置に用いた例が記載されている。特許文献３には、スラリー供給ホッパのフレームに車輪を付けて移動を容易としたものが記載されている。特許文献４には、スラリー供給ホッパの下部の円錐筒状部分の側壁を、内側に向けて反り返った形状に形成し、下端の吐出口の詰まりを防止した例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２３８４７９号公報（図１）
【特許文献２】特開平１０−３１８９０３号公報（図１，図４）
【特許文献３】米国特許出願公開第２００９／０１２９９０３号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００４／００５２５９０号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】岡三機工株式会社，「丸ホッパー」カタログ，［online］，平成２６年１０月１７日検索，岡三機工株式会社ＨＰ，インターネット＜URL：http://www.okasankikou.co.jp/products_hopp_circ.html＞
【非特許文献２】岡三機工株式会社，「ニューロータリーポンプ OKG-35E」カタログ，［online］，平成２６年１０月１７日検索，岡三機工株式会社ＨＰ，インターネット＜URL：http://www.okasankikou.co.jp/data/okg35e.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
実際に工事現場に於いてモルタルの吹付作業を行う場合、１人の作業員が吹付ノズル１０８を持って施工箇所への吹付作業を行うとともに、もう一人の作業員がスラリー供給ホッパ１００に混練したモルタルを逐次投入する必要がある。従って、実際の吹き付け作業では、１台のモルタル吹付装置につき２人の作業員が必要となる。２カ所の施工現場で同時に並行して吹付作業を実施しようとすれば、２台のモルタル吹付装置を使用して作業を行い、合計４人の作業員が必要とされ、人員効率が悪い。
【００１０】
そこで、本発明者は、必要な作業人員を減らすため、スラリー供給ホッパ１００の吸引排出管１０３を左右に分岐させ、分岐したそれぞれの吸引排出管１０３のそれぞれにスラリーポンプ１０５を接続し、２台のスラリーポンプ１０５で１台のスラリー供給ホッパ１００を共用することを考えた。しかしながら、１台のスラリー供給ホッパ１００に２台のスラリーポンプ１０５を接続した場合、スラリー供給ホッパ１００の下端出口においてモルタルが詰まるという問題が生じることが明らかとなった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、１台のスラリー供給ホッパに複数台のスラリーポンプを接続して使用する場合に、下端出口にスラリーが詰まることを防止することが可能なスラリー供給ホッパを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るスラリー供給ホッパの第１の構成は、スラリーポンプの吸引ポートに対してスラリーを供給するホッパにおいて、
上端及び下端が開口し、漏斗状に形成された投入容器と、
前記投入容器の下端に連通して設けられた、前記スラリーポンプの吸引ポートが接続される、複数の吸引排出管と、
前記投入容器の下部に配設され、前記各吸引排出管の其々に対して前記投入容器の下部の内部空間を区画する分流壁と、を備え、
前記分流壁により区画された前記投入容器の下部の各内部区画空間は、その下端側が当該内部区画空間に対応する一の前記吸引排出管とのみ連通していることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、投入容器の下部の内部空間は分流壁により区画されているため、各スラリーポンプからの吸引圧が打ち消し合うことなくなり、投入容器内のスラリーが吸引排出管からスムーズに吸引搬出され、投入容器の下端部に於いてスラリーが詰まることを防止することができることが実験的に確かめられた。
【００１４】
すなわち、上記従来のスラリー供給ホッパの場合、吸引排出管を左右に分岐させて分岐した各吸引管からスラリーポンプで吸引すると、それぞれの吸引排出管からの吸引力は、投入容器の下端出口において逆向きとなって打ち消し合う。そのため、投入容器の下端出口の吸引力は弱まり投入容器から吸引排出管へのスラリーの移動速度が遅くなると考えられる。一方、各吸引排出管の出口側にはスラリーポンプの吸引力がそのまま加わるため、移動しやすいスラリー中の液体成分のみが先に吸引排出され、移動の遅い固体成分が投入容器の下端出口に溜まって詰まると考えられる。そこで、この投入容器の下端出口を分流壁で区画して各スラリーポンプの吸引力が打ち消し合うことを防止することにより、投入容器の下端出口での詰まりが防止されると考えられる。
【００１５】
本発明に係るスラリー供給ホッパの第２の構成は、前記第１の構成に於いて、前記各吸引排出管は、前記投入容器の中心から外側に向かって湾曲した湾曲管であり、前記各吸引排出管は、前記投入容器の中心軸に対し軸対称となるように配設されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、各吸引排出管を投入容器の中心から外側に向かって湾曲した湾曲管に形成することによって、各吸引排出管内におけるスラリーの流れがスムーズとなり、吸引圧の圧損が減少するため、より効果的に詰まりを防止することができる。
【００１７】
本発明に係るスラリー供給ホッパの第３の構成は、前記第１又は２の構成に於いて、前記各吸引排出管は、前記投入容器の中心軸に対し軸対称となるように配設されていることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、各吸引排出管を対称に配置したことで、投入容器の下部の各区画空間のスラリーの流れが均等化され、より効果的に詰まりを防止することができる。
【００１９】
本発明に係るスラリー供給ホッパの第４の構成は、前記第１乃至３の何れか一構成に於いて、前記投入容器の下部を加振する加振装置を備えていることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、投入容器の下部を加振することで、摩擦によって投入容器の内壁に付着したスラリー中の固体成分が振動によって分離されるため、より効果的に詰まりを防止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、投入容器の下部の内部空間を分流壁により区画したことによって、１台のスラリー供給ホッパに複数台のスラリーポンプを接続して使用する場合にも、投入容器内のスラリーが吸引排出管からスムーズに吸引搬出され、投入容器の下端部に於いてスラリーが詰まることを防止することができる。
【００２２】
これにより、１台のスラリー供給ホッパに複数台のスラリーポンプを接続して使用することが可能となるため、例えば、実際の工事現場に於いてモルタルの吹付作業を行う場合、モルタルを逐次投入する作業員の数を減らすことができ、人員効率が改善される。例えば、１台のスラリー供給ホッパに２台のスラリーポンプを接続し２台のスラリーポンプで１台のスラリー供給ホッパを共用する場合、従来はモルタルを投入する作業員２名と吹付作業を行う作業員２名の計４名必要であったところが、モルタルを投入する作業員１名と吹付作業を行う作業員２名の計３名に減らすことができる。
【００２３】
尚、本発明のスラリー供給ホッパは、上述した法面補強工事、石垣擁壁補強工事、建築耐震補強用のグラウト注入工事、橋梁の断面修復工事（補修工事）などにおけるモルタルの吹き付けや注入以外の用途にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１に係るスラリー供給ホッパの斜視図である。（ａ）右斜め前から視た斜視図、（ｂ）斜め前上方から視た斜視図。
【図２】図１のスラリー供給ホッパの（ａ）平面図及び（ｂ）底面図である。
【図３】図１のスラリー供給ホッパの断面図である。（ａ）図２のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】スラリー供給ホッパにおけるスラリーの吸引排出時のスラリーの流れを表す説明図である。
【図５】実施例１のスラリー供給ホッパの効果実証試験の実施の様子を示す写真である。
【図６】本発明の実施例２に係るスラリー供給ホッパの断面図である。
【図７】本発明の実施例３に係るスラリー供給ホッパの斜視図である。
【図８】図７のスラリー供給ホッパの（ａ）平面図及び（ｂ）底面図である。
【図９】本発明の実施例４に係るスラリー供給ホッパの断面図である。
【図１０】非特許文献１に記載のスラリー供給ホッパである。
【図１１】非特許文献２に記載のスラリー供給ホッパを用いたモルタル吹き付け装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の実施例１に係るスラリー供給ホッパの斜視図である。図１（ａ）は右斜め前から視た斜視図、図１（ｂ）は斜め前上方から視た斜視図である。図２は、図１のスラリー供給ホッパの（ａ）平面図及び（ｂ）底面図である。図３は、図１のスラリー供給ホッパの断面図である。図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２７】
本実施例に係るスラリー供給ホッパ１は、金属製であり、投入容器２、フレーム３、吸引排出管４、管継手５、及び分流壁６を備えている。本実施例に係るスラリー供給ホッパ１は、前後が対称でかつ左右が対称な形状を有している。
【００２８】
投入容器２は、漏斗状に形成され、上端及び下端が開口した形状を有している。投入容器２の上部は円筒形状で、下部は下に向かって縮径した円錐台筒状である。フレーム３は、投入容器２を床面状に保持する枠台である。フレーム３は、垂直に立設された倒コの字状の２つの枠体を平行に前後に配設し、前後の枠体の左右の垂直辺同士の中央部付近を、水平の円柱状の棒状体で連結した構成を有する。４本の垂直辺の上端が、投入容器２の上部の円筒形状部分の外壁に溶接されている。
【００２９】
吸引排出管４は、中央部が大径で左右端部が小径の左右対称の段差円筒状の管であり、中央部が投入容器２下端の下部排出口２ａに接続され、吸引排出管４内と投入容器２内とは連通している。管継手５は、吸引排出管４の左右両端に取り付けられている。管継手５は、スラリーポンプに接続するためのサクションホースを接続するための継手である。
【００３０】
分流壁６は、投入容器２内下部から吸引排出管４内中央部にかけて配設されており、投入容器２内及び吸引排出管４内の内部空間を左右に区画する。分流壁６により区画された投入容器２の下部の内部区画空間のうち、左側の内部区画空間はその下端側（下部排出口２ａの側）が吸引排出管４の左側管部４ａの内部空間とのみ連通しており、右側の内部区画空間はその下端側（下部排出口２ａの側）が吸引排出管４の右側管部４ｂの内部空間とのみ連通している。
【００３１】
以上のように構成された本実施例に係るスラリー供給ホッパ１について、以下その作用を説明する。図４は、スラリー供給ホッパにおけるスラリーの吸引排出時のスラリーの流れを表す説明図である。図４（ａ）は本実施例のスラリー供給ホッパ、図４（ｂ）は分流壁６がない場合のスラリー供給ホッパを表している。図４において、矢印はスラリーの流れ方向及び流れの速さを示す。
【００３２】
分流壁６がない場合（図４（ｂ））、投入容器２の下部排出口２ａ付近の領域Ｂでは、吸引排出管４の左右から吸引されるため、吸引排出管４の中央付近で流れの停滞が生じる。水のような通常の低粘性流体であれば、吸引圧がほぼそのまま吸引力として働くためこのような停滞は生じないが、モルタルのような固体粒子と低粘性の流体が混合したスラリーの場合、流体成分は吸引圧によって移動する一方、固体粒子は粒子間の接触や管壁との接触によって吸引力が減殺されて移動度が低くなる。従って、吸引排出管４の中央部（投入容器２の下部排出口２ａ）では、２台のスラリーポンプによって両側から強く吸引される結果、移動度の高い流体成分のみが速く吸引され、固液分離が生じて固体成分が吸引排出管４の中央部に取り残されて蓄積し詰まりが生じると考えられる。
【００３３】
一方、分流壁６を設けた場合（図４（ａ））、投入容器２の下部排出口２ａ付近の領域Ｂは左右に区画されており、両側から吸引されることがない。また、分流壁６の上端付近の領域Ａで左右の領域は合体するが、領域Ａでは、左右共に下方に向かって吸引されており、流れの方向が同じであるため、上述したような固液分離は生じない。従って、投入容器２の下部排出口２ａ付近でのスラリーの詰まり現象は発生せず、投入容器２からスラリーがスムーズに排出されると考えられる。
【００３４】
（試験例）
本発明の作用効果を実証するため、本実施例１のスラリー供給ホッパ１の実機を製作して、効果実証試験を行った。図５は、実施例１のスラリー供給ホッパ１の効果実証試験の実施の様子を示す写真である。図５に示すように、吸引吐出管４の左側管部４ａと右側管部４ｂのそれぞれにスラリーポンプを１台ずつ接続し、各スラリーポンプの吐出ポートに高圧デリバリーホース及び注入ノズルを接続して、２人の作業員が並行してモルタル注入試験を行った。実施の結果、投入容器２の下部排出口２ａにモルタルスラリーが詰まることなくスムーズに作業を行うことができた。また、２人の作業員がモルタル注入作業を行い、１人の作業員がスラリー供給ホッパ１へのモルタルの補充作業を行うことによって、３人の作業員で並行して２カ所でモルタル注入作業を行うことが可能であることが実証された。
【実施例２】
【００３５】
図６は、本発明の実施例２に係るスラリー供給ホッパの断面図である。本実施例のスラリー供給ホッパ１は、投入容器２の下部排出口２ａと左側管部４ａ，右側管部４ｂとの接続部８，８を、投入容器の中心から外側に向かって湾曲した（角をとって丸くした（アールをつけた））湾曲管としたことを特徴としている。このように、接続部８，８にアールをつけたことにより、接続部８，８におけるスラリーの流路抵抗の増加を抑えることができ、接続部８，８におけるスラリーの詰まりをより効果的に防止することができる。
【実施例３】
【００３６】
図７は、本発明の実施例３に係るスラリー供給ホッパの斜視図である。図８は、図７のスラリー供給ホッパの（ａ）平面図及び（ｂ）底面図である。本実施例に係るスラリー供給ホッパ１は、前後が対称でかつ左右が対称な形状を有している。本実施例のスラリー供給ホッパ１は、吸引排出管４が４方に分岐しており、投入容器２の下端から左右前後に向かって左側管部４ａ、右側管部４ｂ、前側管部４ｃ、後側管部４ｄの４つの分岐管を備え、これに対応して分流壁６を十字状に形成したことを特徴としている。分流壁６は、投入容器２の下部に配設され、吸引排出管４の各分岐管（左側管部４ａ、右側管部４ｂ、前側管部４ｃ、後側管部４ｄ）の其々に対して投入容器２の下部の内部空間を区画している。分流壁６により区画された投入容器２の下部の各内部区画空間は、その下端側（下部排出口２ａの側）が当該内部区画空間に対応する一の分岐管とのみ連通している。これにより、１台のスラリー供給ホッパ１に４台のスラリーポンプを接続して使用することができ、分流壁６により投入容器２の下端の下部排出口２ａにスラリーが詰まることを防止できる。
【００３７】
また、４つの分岐管（左側管部４ａ、右側管部４ｂ、前側管部４ｃ、後側管部４ｄ）は、投入容器２下端の下部排出口２ａの中心に対して回転対称に放射状に配設されている。それに対応して、分流壁６も下部排出口２ａの中心に対して回転対称に放射状に形成されている。これにより、投入容器の下部の各区画空間のスラリーの流れが均等化され、より効果的に詰まりを防止することができる。
【００３８】
尚、本実施例では、吸引排出管４を４つの分岐管（左側管部４ａ、右側管部４ｂ、前側管部４ｃ、後側管部４ｄ）に分岐させた例を示したが、吸引排出管４を３つ又は５つ以上に分岐した構成とすることもできる。
【実施例４】
【００３９】
図９は、本発明の実施例４に係るスラリー供給ホッパの断面図である。本実施例に係るスラリー供給ホッパ１は、投入容器２の下部外側面に加振装置９，９を備えていることを特徴とする。それ以外の構成は、実施例２と同様である。加振装置９，９は、投入容器２の下部を加振する装置である。加振装置９，９もより投入容器２の下部を加振することで、摩擦によって投入容器２の内壁に付着したスラリー中の固体成分が振動によって分離されるため、より効果的に詰まりを防止することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  スラリー供給ホッパ
２  投入容器
２ａ  下部排出口
３  フレーム
４  吸引排出管
４ａ  左側管部
４ｂ  右側管部
４ｃ  前側管部
４ｄ  後側管部
５  管継手
６  分流壁
７  スラリー
８  接続部
９  加振装置
【図４】
0006045042.tif 000002
【図６】
0006045042.tif 000003
【図９】
0006045042.tif 000004
【図１０】
0006045042.tif 000005
【図１１】
0006045042.tif 000006
【図１】
0006045042.tif 000007
【図２】
0006045042.tif 000008
【図３】
0006045042.tif 000009
【図５】
0006045042.tif 000010
【図７】
0006045042.tif 000011
【図８】
0006045042.tif 000012