(57)【要約】【課題】  小型化と軽量化及びコスト低減が可能で、運転中におけるライニング材の目詰まりや、休止又は停止時におけるライニング材の残留をなくして作業能率の向上を可能にし、広い作業空間や足場を確保できない作業環境にも適合させる遠心投射式ライニング装置。【解決手段】  ライニング装置本体４に粉体状のライニング材ａと高圧の水溶液ｂを個別に供給する材料供給手段５，６と、ライニング材ａ及び水溶液ｂを攪拌混合室１４の入口側へ導入する材料導入部４Ｂと、水溶液ｂを攪拌混合室１４の内壁面に噴射させて内部にウォーターカーテンを造って入口側でライニング材ａとの攪拌混合を行うと共に、攪拌混合された投射ライニング材ｃを高速回転する攪拌棒２２で更に混練りして出口側へ移送する攪拌混合部４Ｃと、攪拌混合室１４から移送された投射ライニング材ｃを高速回転するインペラ１５の遠心力でライニング対象壁面に投射する回転投射部４Ｄを備えている。【選択図】        図２
2005273305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライニング装置本体に対して粉体状のライニング材及び、水を主成分とした高圧の水溶液を個別に供給する材料供給手段と、供給されたライニング材を攪拌混合室の入口側へ導入すると共に、ライニング材の導入位置に隣接した下流側に水溶液を導入する材料導入部と、水溶液を攪拌混合室の内壁面に噴射させて内部にウォーターカーテンを造り、このウォーターカーテンで仕切られた攪拌混合室の入口側で粉体状のライニング材との攪拌混合を行う第１の攪拌混合部と、攪拌混合された投射ライニング材を攪拌混合室の下流側に設けた高速回転する攪拌棒で更に混練りして攪拌混合室の出口側へ移送する第２の攪拌混合部と、攪拌混合室の出口側に配置して移送された投射ライニング材を高速回転するインペラの遠心力でライニング対象壁面に投射する回転投射部を備えていることを特徴とした遠心投射式ライニング装置。
【請求項２】
前記攪拌棒はインペラの軸心に連結して高速回転する攪拌回転軸の外周に突設され、この攪拌回転軸を中空にしてインペラの軸心から供給した前記水溶液が攪拌回転軸を介して攪拌混合室の入口側へ導入され、内端側に設けた回転羽根によって水溶液を攪拌混合室の内壁面に噴射させると共に、前記攪拌混合室を次第に拡径する円錐台筒で形成し、この円錐台筒を攪拌回転軸と攪拌棒及びインペラと同一方向へ低速回転させる請求項１に記載した遠心投射式ライニング装置。
【請求項３】
前記粉体状のライニング材の材料供給手段は、可撓性をした移送管に内蔵したヘリカルコイルを回転させるヘリカルコイル式搬送手段で構成する請求項１又は２に記載した遠心投射式ライニング装置。
【請求項４】
前記ライニング材には、超速硬モルタルを主成分とした粉体状を用いる請求項１〜３のいずれかに記載した遠心投射式ライニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルや立坑の掘削壁面その他のライニング対象壁面に対し、コンクリート等のセメント系のライニング材を回転投射手段の高速回転による遠心力で投射して覆工を行う遠心投射式ライニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の遠心投射式ライニング装置として、例えば特許文献１〜５などを含む各種の提案がなされており、これらの提案による遠心投射式ライニング方式では、圧縮空気を用いた在来の吹付けコンクリート方式に比べると、粉塵の発生を抑制して作業環境を改善できると共に、リバウンドを軽減して付着効率の良いライニングを行うことができる。
【０００３】
これらの遠心投射式ライニング装置には、回転投射手段に対して混練りした投射ライニング材を順次供給するために、コンクリート等のセメント類に水分などを加えて予めスラリー状にしたライニング材と、セメント類に対して凝結促進作用を行う液状又は粉体状の急結剤を供給するライニング材供給手段が設けられている。
【０００４】
また、ライニング材供給手段を介して攪拌混合室の入口側に導入されたライニング材に急結剤を添加し、攪拌混合によって混練りして投射ライニング材を造ると共に、この投射ライニング材を攪拌混合室の出口側へ順次移送して回転投射手段に送り込む攪拌混合手段が設けられている。
【０００５】
これらの攪拌混合手段は、例えば特許文献３，４などの場合には、静止状態で配置した円筒状の材料供給管で攪拌混合室を形成すると共に、この材料供給管内には攪拌混合手段としてスクリューコンベアを内蔵させ、材料供給管の入口側に導入したライニング材と急結剤をスクリューコンベアで攪拌混合しながら、混練りした投射ライニング材を出口側に内蔵した排出用羽根板で回転投射手段側に送り込む構成である。
【０００６】
また、特許文献１，２などの攪拌混合手段の場合には、回転可能に配置した次第に拡径する円錐台筒で攪拌混合室を形成すると共に、この円錐台筒内には攪拌混合手段として回転軸の外周から複数の攪拌棒を突出形成させ、円錐台筒の入口側に導入したライニング材と急結剤を、自重落下及び円錐台筒の低速回転で出口側に移送しながら高速回転する攪拌棒で攪拌混合し、混練りした投射ライニング材を出口側から回転投射手段に送り込む構成であり、回転投射手段となるインペラは回転軸及び攪拌棒と同速で回転される。
【０００７】
さらに、特許文献５の攪拌混合手段の場合には、回転投射手段となるインペラの軸心部両側にコンクリート類供給管と急結剤供給管を対向状に配置させ、コンクリート類供給管の出口側は第２の回転羽根を内蔵したインペラの軸心部側に連通させると共に、急結剤供給管の出口側は第１の回転羽根を内蔵したインペラの軸心部より外側に連通させ、ポンプ圧送したスラリー状のライニング材をコンクリート類供給管の入口側から導入して、第２の回転羽根で攪拌混合した後に第１の回転羽根側へ移送させ、負圧によって急結剤供給管から第１の回転羽根側へ導入した急結剤と混練りし、インペラ内で投射ライニング材を造る構造である。
【０００８】
【特許文献１】特許第３２１０８９９号公報
【特許文献２】特許第３２８５５４８号公報
【特許文献３】特許第３０２０３３１号公報
【特許文献４】特許第２８４７４５１号公報
【特許文献５】特開２０００−３５６０９７号公報
【０００９】
これら攪拌混合手段のうちで、特許文献３，４などのようにスラリー状のライニング材と急結剤をスクリューコンベアで移送させながら攪拌混合する場合には、運転を中断したり停止した際にライニング材が攪拌混合室である材料供給管内に残留し、そのまま放置すると固結して目詰まりや運転不能になる恐れもあるので、運転を再開する前に残留するライニング材を除去する清掃作業が必要であり、そのために作業能率を低下させる恐れがあった。
【００１０】
また、特許文献１，２などのように自重落下及び円錐台筒の低速回転によってライニング材を移送する場合には、円錐台筒の内面に付着したライニング材は高速回転する攪拌棒で欠き落すと共に、運転を中断したり停止させる際に暫く空運転させると、攪拌混合室である円錐台筒内のライニング材は回転投射手段で遠心投射され、円錐台筒内に残留することが無くて清掃作業が不要であるから、作業能率を向上させることが可能である。
【００１１】
また、特許文献５などのようにライニング材を圧送して回転投射手段であるインペラ内で攪拌混合する場合には、特許文献１，２などと同様に運転を中断したり停止させる際に暫く空運転させると、コンクリート類供給管内のライニング材はインペラ内に圧送された後に回転投射手段で遠心投射され、残留することが無くて清掃作業が不要であるから、作業能率を向上させることが可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、特許文献１，２及び特許文献５などの攪拌混合手段によると、特許文献３，４などにおける上記した攪拌混合手段の課題を解決することができるが、これら攪拌混合手段や材料供給手段を含む遠心投射式ライニング装置をより小型化及び軽量化させ、使い勝手を良くして且つ比較的安価な汎用性のあるものにするためには、解決を必要とする新たな課題が内包されている。
【００１３】
例えば、特許文献１〜５のいずれの場合にもスラリー状にしたコンクリート等のセメント系のライニング材を用いているが、このライニング材は予めコンクリートミキサで造ると共に、移送管を介してコンクリートポンプで遠心投射式ライニング装置の本体側へ圧送し、攪拌混合室の入口側へ導入する必要がある。
【００１４】
そのために、遠心投射式ライニング装置本体側の近傍には吐出容量に見合った大型で重量も嵩むコンクリートミキサ及びコンクリートポンプなどの付属設備を設置する必要があると共に、スラリー状のライニング材を圧送する移送管はライニング材の重量及び管内摩擦抵抗に耐え且つ目詰まりなどを生じないように、強度が高くて口径の大きなものを用いる必要があり、装置の小型化と軽量化及びコストダウンを阻害していた。
【００１５】
また、遠心投射式ライニング装置の本体側も導入されたスラリー状のライニング材によって重量が嵩むので、遠心投射式ライニング装置本体を支持する構造体も強固なものにする必要があり、装置の小型化と軽量化及びコストダウンを阻害すると共に、運転を中断したり停止させる際には、移送管を含む供給流路に対して空運転や清掃溶液の流動などによる清掃作業を比較的長時間に亘って行う必要があるので、作業能率を低下させていた。
【００１６】
特に、上記した理由によって装置の小型化と軽量化を図ることができないと、ライニング対象壁面が小口径断面のトンネルや立坑などの場合及び、例えば橋梁に対する修復工事に伴う覆工作業などのように、広い作業空間や足場を確保できない作業環境の場合には、遠心投射式ライニング装置を使用することができず、手吹きによる覆工作業となるので、作業能率を向上して工期の短縮と工費の節減を図ることができない。
【００１７】
そこで本発明では、これら従来技術の課題を解決し得る遠心投射式ライニング装置を提供するものであって、特に投射式ライニング装置本体及び付属設備の小型化と軽量化及びコスト低減を可能にすると共に、運転中におけるライニング材の目詰まりや、休止又は停止時におけるライニング材の残留をなくして作業能率の向上を可能にし、広い作業空間や足場を確保できない作業環境にも適合させることを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明による遠心投射式ライニング装置は、ライニング装置本体に対して粉体状のライニング材及び、水を主成分とした高圧の水溶液を個別に供給する材料供給手段と、供給されたライニング材を攪拌混合室の入口側へ導入すると共に、ライニング材の導入位置に隣接した下流側に水溶液を導入する材料導入部と、水溶液を攪拌混合室の内壁面に噴射させて内部にウォーターカーテンを造り、このウォーターカーテンで仕切られた攪拌混合室の入口側で粉体状のライニング材との攪拌混合を行う第１の攪拌混合部と、攪拌混合された投射ライニング材を攪拌混合室の下流側に設けた高速回転する攪拌棒で更に混練りして攪拌混合室の出口側へ移送する第２の攪拌混合部と、攪拌混合室の出口側に配置して移送された投射ライニング材を高速回転するインペラの遠心力でライニング対象壁面に投射する回転投射部を備えていることを特徴としている。（請求項１）
【００１９】
請求項１の遠心投射式ライニング装置において、前記攪拌棒はインペラの軸心に連結して高速回転する攪拌回転軸の外周に突設され、この攪拌回転軸を中空にしてインペラの軸心から供給した前記水溶液が攪拌回転軸を介して攪拌混合室の入口側へ導入され、内端側に設けた回転羽根によって水溶液を攪拌混合室の内壁面に噴射させると共に、前記攪拌混合室を次第に拡径する円錐台筒で形成し、この円錐台筒を攪拌回転軸と攪拌棒及びインペラと同一方向へ低速回転させる形態を採ることができる。
【００２０】
請求項１又は２の遠心投射式ライニング装置において、前記した粉体状のライニング材の材料供給手段は、可撓性をした移送管に内蔵したヘリカルコイルを回転させるヘリカルコイル式搬送手段で構成する形態を採ることができ（請求項３）ると共に、請求項１〜３の遠心投射式ライニング装置におけるライニング材には、超速硬モルタルを主成分とした粉体状を用いる形態を採ることができる（請求項４）。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の遠心投射式ライニング装置によると、攪拌混合部で造った投射ライニング材を回転投射部から遠心力で対象壁面に対して投射して覆工を行うことができるので、特許文献１〜５の場合と同様に圧縮空気を用いた在来の吹付けコンクリート方式に比べると、粉塵の発生を抑制して作業環境を改善できると共に、リバウンドを軽減して付着効率の良いライニングを行うことができる。
【００２２】
また、運転の中断や停止時にはライニング材の供給を停止してライニング装置本体を空運転させると、ライニング装置本体内に残留する投射ライニング材を回転投射部から投射し内部に残留することが無いので、清掃作業がきわめて容易であると共に、移送管９内にある未使用のライニング材は粉体状であるから、作業を中断しても固結することがなく、直ちに作業を再開することができるので、作業能率を向上させることが可能である。
【００２３】
また、ライニング装置本体内で粉状体のライニング材に水溶液を添加して投射ライニング材を造ようにしたので、予め造ったスラリー状のライニング材をライニング装置本体に供給し、急結材と混練りして投射ライニング材を造る特許文献１〜５の場合と比べ、大型で重量も嵩むコンクリートミキサ及びコンクリートポンプなどの付属設備を設置する必要がなく、付属設備の小型化と軽量化及びコストダウンを図ることことができる。
【００２４】
また、粉状体のライニング材をそのままライニング装置本体４に供給しているので、ライニング材を移送する移送管及びライニング装置本体は、スラリー状のライニング材をライニング装置本体に供給する従来技術のように、必要とする吐出容量を得るためのライニング材の重量及び管内摩擦抵抗に耐え且つ目詰まりなどを生じないように強度が高くて口径の大きなものを用いることなどの必要がないので、付属設備及び装置本体の小型化と軽量化及びコストダウンを図ることができる。
【００２５】
また、第１の攪拌混合手段の水溶液によるウォーターカーテンは、粉状体のライニング材がそのまま下流側へ流動するの阻止して粉塵の発生を軽減すると共に、ウォーターカーテン内では水溶液がライニング材の粒子を捕捉し、攪拌混合室の内壁面に叩き付けるようにして攪拌混合が行われ、攪拌混合した投射ライニング材は下流側に設けた高速回転する攪拌棒による第２の攪拌混合手段で更に混練りされるので、良質な投射ライニング材を造ることができる。
【００２６】
請求項２の遠心投射式ライニング装置では、攪拌混合室を円錐台筒で形成して低速回転させると、投射ライニング材は自重で下降しても一定個所には滞留することがなく、円錐台筒の内壁面に付着した投射ライニング材は遠心力によってテーパ面に生ずる水平方向分力の作用で引き延ばされると共に、内壁面に付着しただま状のものは攪拌棒の先端で掻き取られて混練りされるので、良質な投射ライニング材を造ることができる。
【００２７】
また、中空の攪拌回転軸を介してインペラの軸心側から攪拌混合室である円錐台筒の入口側に水溶液を導入し、内端側に設けた回転羽根によって水溶液を攪拌混合室の内壁面に噴射させ構成によって、攪拌混合部の構成が簡単になってライニング装置本端を小型化化することができる。
【００２８】
請求項３の遠心投射式ライニング装置では、粉体状のライニング材の材料供給手段としてヘリカルコイル式搬送手段を用いることによって、ライニング材を適量ずつ均一に移送することができると共に、例えば空気圧送などの場合に比べて粉塵の発生を軽減し且つ、質量差によってファイバーなどの骨材がセメント類と分離することがなく、均質なライニング材をライニング装置本体に供給することができる。
【００２９】
請求項４の遠心投射式ライニング装置では、ライニング材として超速硬モルタルを主成分とした粉体状を用いることによって、攪拌混合室の機長を短くして小型軽量化を図ったり、攪拌混合室におけるライニング材の滞留時間を短縮して作業能率の向上を図ったり、水以外の急結剤その他の添加剤を成る可く添加しないで水溶液の管理を容易にすることなどが可能である。
【実施例】
【００３０】
本発明の遠心投射式ライニング装置について、本発明を適用した好適な実施形態を示す図１〜６の添付図面に基づいて詳細に説明するが、図１は遠心投射式ライニング装置の使用状態図、図２は同装置におけるライニング装置本体側の縦断面図、図３はライニング装置本体側の正面図、図４は同装置本体の要部断面図、図５は図４の部分拡大断面図、図６は遠心投射式ライニング装置の他の使用状態図である。
【００３１】
図１で示す遠心投射式ライニング装置１は、自走式車両によるベースマシン２と、ベースマシン２に装着されて伸縮及び旋回可能な支持アーム３と、支持アーム３の先端側に装着されたライニング装置本体４と、ライニング装置本体４に粉状体のライニング材ａを供給する第１の材料供給手段５と、ライニング装置本体４に水溶液ｂを供給する第２の材料供給手段６とで構成されている。
【００３２】
第１の材料供給手段５は、投入されたセメントとファイバーその他の骨材及び混和剤をホッパー８に収納し、攪拌用モータ７の回転駆動で攪拌混合して粉状体のライニング材ａを造る攪拌混合部５Ａと、ライニング装置本体４とホッパー８を接続する可撓性の移送管９内にヘリカルコイル１０を収容し、移送用モータ１１の回転駆動でヘリカルコイル１０を移送方向に回転して粉状体のライニング材ａをライニング装置本体４に移送する材料移送部５Ｂとで構成されている。
【００３３】
第２の材料供給手段６は、水を主成分として必要に応じて急結剤その他を添加した水溶液ｂを収容する水溶液タンク及び、水溶液ｂを圧送する水ポンプ（図示を省略）と、ライニング装置本体４との間を接続する給水ホース１２によって構成されており、この水溶液ｂはライニング装置本体４の先端側から導入されると共に、粉状体のライニング材ａはライニング装置本体４の後端側から導入されるように、各配管がなされている。
【００３４】
ライニング装置本体４は、ベースマシン２の支持アーム３にハウジング１３を連結して装置本体４を支持する取付機構部４Ａと、粉状体のライニング材ａと水溶液ｂとを攪拌混合室１４の入口側に導入する材料導入部４Ｂと、攪拌混合室１４内でライニング材ａに水溶液ｂを加えて混練し、攪拌混合室１４の出口側に設けたインペラ１５に移送する攪拌混合部４Ｃと、混練りした投射ライニング材ｃを対象壁面に対し、インペラ１５と無端ベルト１６の高速回転による遠心力で投射する回転投射部４Ｄと、関連各部を回転駆動する回転駆動部４Ｅとで構成されている。
【００３５】
取付機構部４Ａは、ハウジング１３に設けた取付け片１７，１７を支持アーム３に連結してベースマシン２に支持されており、材料導入部４Ｂはハウジング１３の内筒１８内に移送管９の先端側を挿入し、移送管９の先端が攪拌混合室１４の入口側で開口する態様で材料移送部５Ｂに接続すると共に、給水ホース１２の先端をスイベル（自在回転継ぎ手）１９でインペラ１５に連結し、中空の撹拌回転軸２０を介して攪拌混合室１４の入口側（ライニング材ａの導入位置に隣接した下流側）に開口する態様で第２の材料供給手段６に接続している。
【００３６】
攪拌混合部４Ｃは、先端側へ次第に拡径する円錐台筒２１で攪拌混合室１４を形成すると共に、攪拌混合室１４内には軸心に配置した撹拌回転軸２０の外周から複数の攪拌棒２２を突出させており、撹拌回転軸２０は先端側をインペラ１５に連結して第２の回転駆動部に接続し、撹拌回転軸２０と攪拌棒２２及びインペラ１５を同速で高速回転させ、円錐台筒２１は基端側に設けた第１の回転筒２３を第１の回転駆動部に接続し、撹拌回転軸２０などと同方向へ低速回転させるように構成されている。
【００３７】
また、中空で内部に水溶液ｂの導入流路が形成された撹拌回転軸２０の他方端部には、移送管９を介してヘリカルコイル１０で導入した粉状体のライニング材ａに対し、円錐台筒２１の内周面側へ飛散させる誘導回転板２４を設けると共に、一方から導入した水溶液ｂを円錐台筒２１の内周面側へ飛散させる回転羽根２５を、誘導回転板２４に設け、攪拌棒２２は円錐台筒２１の内面に付着する投射ライニング材ｃを掻き取るように、先端側を円錐台筒２１の内面に近接させている。
【００３８】
回転投射部４Ｄは、複数の羽根板２６を装着したインペラ１５と、投射口２７側を解放する態様でインペラ１５の外周に巻き掛けられる無端ベルト１６と、無端ベルト１６を案内する複数の案内用プーリ２８とを備え、インペラ１５と無端ベルト１６を高速回転させることによって、投射口２７から投射ライニング材ｃを遠心力で投射すると共に、各案内用プーリ２８を枢着した揺動回転板２９を第３の回転駆動部に接続し、揺動回転板２９を揺動回転させてインペラ１５に対する投射口２７の位置を可変可能な構成にしている。
【００３９】
インペラ１５は、内外の円筒片３０，３１間の複数個所（図示では６個所）を局部的に羽根板２６で連結し、外側の円筒片３１に円板状の側壁板３２を取り付けて軸心に撹拌回転軸２０を連結すると共に、内側の円筒片３０には第１の回転筒２３の外側へ同心状に配置する第２の回転筒３３を連結し、揺動回転板２９には第３の回転駆動部に接続する第３の回転筒３４を、第２の回転筒３３の外側へ配置する態様で連結させている。
【００４０】
回転駆動部４Ｅは、取付機構部４Ａのハウジング１３に第１のモータ３５を取り付け、モータ３５の回転駆動力を第１の回転筒２３に伝達する第１の回転駆動部と、取付機構部４Ａのハウジング１３に第２のモータ３６を取り付け、モータ３６の回転駆動力を第２の回転筒３３に伝達する第２の回転駆動部と、取付機構部４Ａのハウジング１３に第３のモータ３７を取り付け、モータ３７の回転駆動力を第３の回転筒３４に伝達する第３の回転駆動部とで構成されている。
【００４１】
第１〜３の回転駆動部は、第１及び第２の回転駆動部の動力伝達手段はモータ３５，３６の回転軸に取り付けた伝導用プーリ３８，３９のＶ溝と、第１及び第２の回転筒２３，３３に設けたＶ溝との間にＶベルト又は歯付きベルトなど連動帯４０，４１を架設して構成され、第３の回転駆動部の動力伝達手段は第３のモータ３７の回転軸に取り付けたギヤ４２と、第３の回転軸３４に設けたギヤとの間にチェーン４３を架設して構成されているが、これらの動力伝達手段には同様に機能する公知の各種形態を採ることができる。
【００４２】
なお、第１の回転筒２３と第２の回転筒３３の間には軸受け部材４４を、第２の回転筒３３とハウジング１３の外筒４５の間には軸受け部材４６を、ハウジング１３の外筒４５と第３の回転筒３４の間には軸受け部材４７が装着されており、これらの構成による第１〜３の回転駆動部によって、例えば円錐台筒２１は１００〜２００ｒｐｍ程度の低速で、インペラ１５と攪拌回転軸２０及び攪拌棒２２は９００〜１５００ｒｐｍ程度の高速で、同一方向へ回転駆動される。
【００４３】
この遠心投射式ライニング装置１では、攪拌混合部５Ａのホッパー８に投入した粉状体のライニング材ａを、モータ１１で回転駆動されたヘリカルコイル１０によって材料移送部５Ｂの移送管９で、ライニング装置本体４の材料導入部４Ｂに移送すると共に、水溶液タンクの水溶液ｂを水ポンプの圧送によって、給水ホース１２でライニング装置本体４の材料導入部４Ｂに移送に移送するが、このライニング材ａに使用するモルタル類は超速硬モルタル類が望ましい。
【００４４】
これらの材料は、ライニング材ａは後方側から水溶液ｂは前方側からそれぞれ遠心投射式ライニング装置本体４内に導入され、攪拌混合室１４を形成する攪拌混合部４Ｃの円錐台筒２１の入口側に供給されるが、ヘリカルコイル１０で適量ずつ送り込まれた粉状体のライニング材ａは、攪拌混合室１４の中央に設けた案内板２４に遮られて円錐台筒２１の内壁面側へ飛散されると共に、圧送された水溶液ｂは回転羽根２５によってスプリンクラーのように円錐台筒２１の内壁面側へ拡散状態で噴射されるので、これによってライニング材ａに水溶液ｂが添加される。
【００４５】
攪拌混合室１４内では、高圧噴射された水溶液ｂによって攪拌混合室１４内には水による遮壁（ウォーターカーテン）が形成されるので、ライニング材ａが粉状体のままで下流側へ移送されるのを阻止し、粉塵の発生を軽減した状態で両者の攪拌混合が行われるが、ウォーターカーテンで仕切られた拌混合室１４の上流側では、水溶液ｂによる噴流が浮遊するライニング材ａの微粒子を捕捉すると共に、攪拌混合室１４の内壁面上に叩き付けるようにして攪拌混合が行われる。
【００４６】
また、円錐台筒２２による拌混合室１４の内壁面が次第に拡径するテーパ面であり、而も円錐台筒２１は低速で攪拌棒２２は高速で回転しているので、攪拌混合で混練りされたスラリー状の投射ライニング材ｃは、攪拌混合室１４の内壁面に付着した後に遠心力によってテーパ面に生ずる水平方向分力の作用で引き延ばされ、下流側へ順次流動しながら攪拌棒２２によってさらに攪拌混合されると共に、内壁面に付着しただま状のものは攪拌棒２２の先端で掻き取られて混練りされる。
【００４７】
このように、ライニング材ａに水溶液ｂを加えて混練した投射ライニング材ｃが、攪拌混合室１４の出口側から回転投射部４Ｄに適量ずつ順次移送されると、高速回転するインペラ１５の遠心力によって投射ライニング材ｃは、無端ベルト１６に囲繞された外周囲に集められて羽根板２６によって押し出されながら、無端ベルト１６が解放する投射口２７から遠心力によって、投射ライニング材ｃを対象壁面に対して投射し、この投射方向は第３の回転駆動部で揺動回転板２９を回転駆動して所望に設定することができる。
【００４８】
以上のように、図１の実施形態による遠心投射式ライニング装置１では、投射ライニング材ｃを遠心力で対象壁面に対して覆工を行うことができるので、特許文献１〜５の場合と同様に圧縮空気を用いた在来の吹付けコンクリート方式に比べると、粉塵の発生を抑制して作業環境を改善できると共に、リバウンドを軽減して付着効率の良いライニングを行うことができる。
【００４９】
また、運転の中断や停止時にはライニング材ａの供給を停止してライニング装置本体４を空運転させると、円錐台筒２１及びインペラ１５内に残留する投射ライニング材ｃは、回転投射手段４Ｄから投射されて内部に残留することが無いので、清掃作業がきわめて容易であると共に、移送管９内にある未使用のライニング材ａは粉体状であるから、作業を中断しても固結することがなく、直ちに作業を再開することができるので、作業能率を向上させることが可能である。
【００５０】
特に、ライニング装置本体４内で粉状体のライニング材ａと水溶液ｂから投射ライニング材ｃを造って、インペラの遠心力で対象壁面に対して覆工を行うようにしたので、予め造ったスラリー状のライニング材をライニング装置本体に供給し、急結材と混練りして投射ライニング材を造る特許文献１〜５の場合と比べ、大型で重量も嵩むコンクリートミキサ及びコンクリートポンプなどの付属設備を設置する必要がなく、付属設備の小型化と軽量化及びコストダウンを図ることことができる。
【００５１】
また、粉状体のライニング材ａをそのままライニング装置本体４に供給しているので、ライニング材ａを移送する移送管９及びライニング装置本体４は、スラリー状のライニング材をライニング装置本体に供給する従来技術のように、ライニング材ａの重量及び管内摩擦抵抗に耐え且つ目詰まりなどを生じないように強度が高くて口径の大きなものを用いることなどの必要がないので、付属設備及び装置本体の小型化と軽量化及びコストダウンを図ることができる。
【００５２】
このように、付属設備及び装置本体の小型化と軽量化を図ることができると、ライニング対象壁面が小口径断面のトンネルや立坑などの場合及び、例えば橋梁に対する修復工事に伴う覆工作業などのように、広い作業空間や足場を確保できない作業環境の場合にも適用することができ、図１の実施形態のように小型な自走式車両のベースマシン２に搭載して使用することが容易である。
【００５３】
また、別の実施形態として例えば図６のように、トンネル４８内に敷設した走行レール４９上を移動する走行台車５０の架台５１に旋回用の案内フレーム５２を設け、この案内フレーム５２に沿って旋回可能な旋回移動体５３にライニング装置本体４を取り付けると共に、材料供給手段５，６を含むその他の補助設備を架台５１に搭載し、トンネル４８内を自由に走行移動させながらトンネル掘削面に対する覆工を行うことができる。
【００５４】
なお、以上の実施形態ではライニング材ａの主材として超速硬モルタルを用い、これによって攪拌混合室の機長を短くして小型軽量化を図ったり、攪拌混合室内におけるライニング材ａの滞留時間を短縮して作業能率の向上を図ったり、水以外の急結剤その他の添加剤を成る可く添加しないで水溶液ｂの管理を容易にしているが、これらのいずれかを許容できる場合には、超速硬モルタル以外のモルタル類を使用することも可能である。
【００５５】
また、以上の実施形態では移送管９内にヘリカルコイルを内蔵させ、移送用モータの回転駆動でライニング材ａをライニング装置本体４に移送させるようにし、これによってライニング材ａを適量ずつ均一に移送することができると共に、例えば空気圧送などの場合に比べて粉塵の発生を軽減し且つ、質量差によってファイバーなどの骨材がセメント類と分離することがなく、均質なライニング材ａをライニング装置本体４に供給できるようにしているが、ヘリカルコイル以外の公知の移送手段で同様に機能するものに置換させることも可能である。
【００５６】
また、以上の実施形態では圧送された水溶液ｂは中空の攪拌回転軸２０を介して攪拌混合室１４の入口側へ導入し、攪拌回転軸２０の高速回転と連動した回転羽根２５で攪拌混合室１４の内壁面へスプリンクラー状に噴射させるようにし、これによって攪拌混合室１４内にウォータカーテンを造って粉状体のライニング材ａとの攪拌混合を行っているが、ライニング材ａを導入する後端側の軸心から先端を閉塞させた水溶液ｂの導入管を攪拌混合室１４内に突出させ、この導入管の外周に多数の噴射口を穿設して水溶液ｂを放射方向へシャワー状に噴射させる形態を採り、ほぼ同様の攪拌混合作用を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明を適用した実施形態による遠心投射式ライニング装置の使用状態図。
【図２】図１におけるライニング装置本体の縦断面図。
【図３】図１におけるライニング装置本体の正面図。
【図４】図２におけるライニング装置本体の要部断面図。
【図５】図４の部分拡大断面図である。
【図６】本発明を適用した実施形態による遠心投射式ライニング装置の他の使用状態図。
【符号の説明】
【００５８】
ａ  粉体状のライニング材
ｂ  水溶液
ｃ  投射ライニング材
１  遠心投射式ライニング装置
２  ベースマシン（自走式車両）
３  支持アーム
４  ライニング装置本体
４Ａ  取付機構部
４Ｂ  材料導入部
４Ｃ  攪拌混合部
４Ｄ  回転投射部
４Ｅ  回転駆動部
５  第１の材料供給手段
５Ａ  攪拌混合部
５Ｂ  材料移送部
６  第２の材料供給手段
７  攪拌用モータ
８  ホッパー
９  移送管
１０  ヘリカルコイル
１１  移送用モータ
１２  給水ホース
１３  ハウジング
１４  攪拌混合室
１５  インペラ
１６  無端ベルト
１７  取付け片
１８  内筒
１９  スイベル
２０  攪拌回転軸
２１  円錐台筒
２２  攪拌棒
２３  第１の回転筒
２４  誘導回転板
２５  回転羽根
２６  羽根板
２７  投射口
２８  案内用プーリ
２９  揺動回転板
３０，３１  円筒片
３２  側壁板
３３  第２の回転筒
３４  第３の回転筒
３５  第１のモータ
３６  第２のモータ
３７  第３のモータ
３８，３９  伝導用プーリ
４０，４１  連動帯（Ｖベルト）
４２  ギヤ
４３  チェーン
４４，４６，４７  軸受け部材
４５  外筒
４８  トンネル
４９  走行レール
５０  走行台車
５１  架台
５２  案内フレーム
５３  旋回移動体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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