(57)【要約】【課題】ニューマチックケーソンのエアロックの消費空気量を大幅に削減してケーソン作業中の全体消費空気量を削減することができると共に、比較的簡易で低コストのシステムにより上記の消費空気量の削減が可能なエアロック送排気循環システムを提供する。【解決手段】空気圧縮機１１と第１加圧弁３１を有する送気管１２と、第１排気弁４１と排気マフラー１５を有する排気管１４を備えたマテリアルロック５に圧力タンク２０を設け、この圧力タンク２０とマテリアルロック５とを、第２加圧弁３２を有する送気管１２ａにより接続し、圧力タンク２０とマテリアルロック５とを、第２排気弁４２を有する排気管１４ａを介して接続し、ロック５内の圧縮空気を圧力タンク２０に排気して回収し、圧力タンク２０内の圧縮空気をロック５内に送気して圧縮空気の循環再利用を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニューマチックケーソンのエアロックの送排気を行う送排気循環システムであり、
エアロックに送気管と排気管を介して圧力タンクが接続され、送気管には、空気圧縮機及び第１加圧弁と第２加圧弁が設けられ、排気管には、第１排気弁と第２排気弁が設けられ、エアロック内の圧縮空気を圧力タンク内に排気し、圧力タンク内の圧縮空気をエアロック内に送気し、圧縮空気の循環再利用を行うように構成されていることを特徴とするエアロックの送排気循環システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニューマチックケーソンにおけるマテリアルロック等のエアロックの送排気循環システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ニューマチックケーソン工法は、周知の通り浸水等を防止するために、ケーソン底部の作業室を高圧にして掘削機により掘削作業を行い、マテリアルロック及びマテリアルシャフトにより排土作業を行い、マンロック及びマンシャフトにより作業員が出入りできるように構成されている。
【０００３】
このようなニューマチックケーソン工事においては、商業電力で稼動する大型空気圧縮機(160/200ｋＷ)を用いて圧縮空気を製造し、この圧縮空気は、函内作業室、マテリアルロック等に供給され、（1）送気管継手からの漏出、(2)マテリアルロック、シャフトの継手からの漏出、(3)掘削作業中のケーソン刃先からの漏出、(4)マテリアルロックのドア開閉に伴う損失、(5)マテリアルロック上部のワイヤボックスからの漏出、(6)作業員の換気、などに消費される。
【０００４】
マテリアルロックにおいては、従来、空気圧縮機と加圧弁を有する送気管によりエアロック内を加圧し、排気弁と排気マフラーを有する排気管によりエアロック内を減圧するように構成されている。
【０００５】
マテリアルロックには、例えばスイング開閉する左右一対の上扉と下扉が設けられ、排土バケットを搬入する場合には、上扉を開けて排土バケットを挿入し、次いで上扉を閉じて上下扉間の空間を加圧し、下扉を開けて排土バケットを降下させる。排土バケットを搬出する場合には、上下扉間の空間に排土バケットが位置すると、下扉を閉じた後、上下扉間の空間を排気により減圧し、次いで上扉を開けて排土バケットを上方へ搬出する。
【０００６】
また、このようなマテリアルロックの送排気システムに関して、特許文献１には、マテリアルロックの排気を回収し再利用することにより、排気による騒音を発生させないようにした送排気システムが記載されている。
【０００７】
この送排気システムは、マテリアルロックにおけるメインの空気圧縮機を有する送排気用配管に、補助空気圧縮機と圧力容器を設け、ロック内を減圧する際は、ロック内の圧気を、補助空気圧縮機を用いて圧力容器に蓄積し、ロック内を加圧する際は、圧力容器に蓄えた圧気を、補助空気圧縮機を用いてロック内に送気し、圧気を再利用して大気中に排気しないことにより排気音の発生を防止するものである。
【０００８】
【特許文献１】特許第２８７７９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のような従来の送排気システムの場合、排気による騒音を発生させないようにすることを目的としており、ケーソン作業中の全体空気消費量の削減については、考慮されていなかった。また、メインの空気圧縮機のほかに補助空気圧縮機を設けているため、配管が複雑となり、送気弁・排気弁・方向切替弁など弁の数も多くなる。
【００１０】
本発明は、ニューマチックケーソンのエアロックの消費空気量を大幅に削減してケーソン作業中の全体消費空気量を削減することができると共に、比較的簡易で低コストのシステムにより上記の消費空気量の削減が可能なニューマチックケーソンのエアロック送排気循環システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１は、ニューマチックケーソンのエアロックの送排気を行う送排気循環システムであり、エアロックに送気管と排気管を介して圧力タンクが接続され、送気管には、空気圧縮機及び第１加圧弁と第２加圧弁が設けられ、排気管には、第１排気弁と第２排気弁が設けられ、エアロック内の圧縮空気を圧力タンク内に排気し、圧力タンク内の圧縮空気をエアロック内に送気し、圧縮空気の循環再利用を行うように構成されていることを特徴とするエアロックの送排気循環システムである。
【００１２】
本発明は、例えば図１に示すように、マテリアルロック等のエアロックに設けられている第１加圧弁の送気管及び第１排気弁の排気管に、第２加圧弁の送気管と第２排気弁の排気管を追加し、この送気管と排気管を介してエアロックと圧力タンクとを接続するだけで、圧縮空気の循環再利用のシステムを構成するものである。
【００１３】
エアロック内及び圧力タンク内には圧力センサーを設けておき、第２排気弁を開けることにより、エアロック内の圧縮空気を圧力タンク内に排気して回収し、［エアロック内圧力＝圧力タンク内圧力］になったら、第２排気弁を閉じ、次いで第１排気弁を開けて排気マフラーから大気に放出する。第２加圧弁を開けることにより、圧力タンク内に蓄積された圧縮空気をエアロック内に供給し、［エアロック内圧力＝圧力タンク内圧力］になったら、第２加圧弁を閉じ、次いで第１加圧弁を開き、空気圧縮機によりマテリアルロック内を加圧する。
【００１４】
ケーソン作業中の消費空気量のうち、マテリアルロック等のエアロックのドア開閉による消費量の割合は比較的多く、エアロック内の圧縮空気を圧力タンク内に回収し、エアロック内に返却することにより、エアロックのドア開閉による消費空気量を削減することができ、ケーソン作業中の全体消費空気量の削減が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果を奏することができる。
【００１６】
(1) ニューマチックケーソンのエアロック内の圧縮空気を圧力タンク内に回収し、エアロック内に返却することにより、エアロックのドア開閉による消費空気量を大幅に削減してケーソン作業中の全体消費空気量を削減することができ、空気圧縮機の消費電力の削減により、コストの低減が可能になる。
【００１７】
(2）エアロックに設けられている第１加圧弁の送気管及び第１排気弁の排気管に、第２加圧弁の送気管と第２排気弁の排気管を追加するだけで、送排気循環システムを構成することができ、比較的簡易で低コストのシステムにより消費空気量の削減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明のエアロック送排気循環システムの一例を示す概略断面図である。図２は、その作動状況を順に示す概略断面図である。
【００１９】
図１に示すように、ニューマチックケーソン１の作業室２の天井スラブ３の上部には、マテリアルシャフト４が立設され、このマテリアルシャフト４の上部にマテリアルロック５が設けられている。マテリアルロック５内には、上扉６と下扉７が設けられ、排土バケット８の搬入・搬出に際して、作業室２内（函内）が高圧に保持される。
【００２０】
ニューマチックケーソン１には、送排気循環システム１０が設けられ、空気圧縮機１１からの圧縮空気が、送気管１２により作業室２内とマテリアルロック５内の下部に供給される。作業室２への送気管１２の先端には逆止弁１３が設けられ、マテリアルロック５への送気管１２には第１加圧弁３１が設けられている。マテリアルロック５の上部には排気管１４が接続され、この排気管１４には第１排気弁４１と排気マフラー１５が設けられている。
【００２１】
本発明では、圧力タンク２０を設け、この圧力タンク２０とマテリアルロック５とを、第２加圧弁３２を有する送気管１２ａにより接続し、圧力タンク２０とマテリアルロック５とを、第２排気弁４２を有する排気管１４ａを介して接続することにより、マテリアルロック５内の圧縮空気を圧力タンク２０内に排気し、圧力タンク２０内の圧縮空気をマテリアルロック５内に送気できるようにし、圧縮空気の循環再利用を行う送排気循環システム１０を構成する。
【００２２】
また、マテリアルロック５及び圧力タンク２０の内部には、圧力センサー５０、５１を設け、マテリアルロック５内の圧力と圧力タンク２０内の圧力を比較するなどして、後述するように、加圧弁や排気弁を開閉制御する。
【００２３】
以上のような構成の送排気循環システム１０において、次のように排土バケットの搬入・搬出が行われる（図２参照）。
【００２４】
(1) マテリアルロック５内の排気が終わった状態において上扉６は開いており、排土バケット８をマテリアルロック５内に搬入する。下扉７及び４つの弁は閉じている。
(2) 上扉６を閉じ、第２加圧弁３２を開き、圧力タンク２０内の圧縮空気をマテリアルロック５内に供給する。［エアロック内圧力＝圧力タンク内圧力］になったら、第２加圧弁３２を閉じる。次に、第１加圧弁３１を開き、空気圧縮機１１によりマテリアルロック５内を加圧する。［エアロック内圧力＝函内圧力］になったら、第１加圧弁３１を閉じる。
(3) 下扉７を開け、排土バケット８を函内(作業室２内)へ搬入する。
【００２５】
(4) 函内の排土バケット８をマテリアルロック５内へ搬出する。
(5) 下扉７を閉じ、第２排気弁４２を開き、マテリアルロック５内の圧縮空気を圧力タンク２０内に排気する。［エアロック内圧力＝圧力タンク内圧力］になったら、第２排気弁４２を閉じる。次に、第１排気弁４１を開き、マテリアルロック５内を大気中に排気する。［エアロック内圧力＝大気圧］になったら、第１排気弁４１を閉じる。
(6) 上扉６を開け、排土バケット８を外部へ搬出する。
【００２６】
以上のような送排気循環システムにおいて、ケーソン作業中の消費空気量のうち、マテリアルロックのドア開閉による消費空気量の割合が例えば約33％とした場合、その消費空気量の約25％（空気リサイクル量＝ロック容積×圧力タンク回収率（1/2）×エアロック返却率（1/2））削減することが可能であり、ケーソン作業中の全体消費空気量を約8％（0.33×0.25）削減することが可能である。空気圧縮機の消費電力の削減により、コストの低減が可能になる。
【００２７】
なお、以上はマテリアルロックに適用した場合を例示したが、その他のエアロックにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のエアロック送排気循環システムの一例を示す概略断面図である。
【図２】図１のエアロック送排気循環システムの作動状況を順に示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…ニューマチックケーソン
２…作業室
３…天井スラブ
４…マテリアルシャフト
５…マテリアルロック
６…上扉
７…下扉
８…排土バケット
１０…送排気循環システム
１１…空気圧縮機
１２…送気管
１２ａ…送気管
１３…逆止弁
１４…排気管
１４ａ…排気管
１５…排気マフラー
２０…圧力タンク
３１…第１加圧弁
３２…第２加圧弁
４１…第１排気弁
４２…第２排気弁
５０…圧力センサー
５１…圧力センサー
【図１】
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【図２】
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