(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦置き円筒状の上部側と漏斗状の下部側を連設したケーシングを備え、前記ケーシング内には軸心に沿った回転軸の外周から多数の攪拌棒を突設させた撹拌混合手段を設け、前記ケーシングの上部側外周にライニング材料を低圧導入する第１導入口と、紛状の急結剤を高圧導入する第２導入口を設け、導入してケーシング内を自由流下するライニング材料を前記攪拌棒で撹拌させながら導入した急結剤を撹拌混合させ、前記ケーシングの下部側外周には漏斗状内面に沿って搬送用圧縮空気を高圧導入する第３導入口を設けると共に、前記ケーシングの下端側軸心に吐出口を設け、撹拌混合したライニング材料と急結剤を導入した搬送用圧縮空気で加速させながら、前記吐出口から高圧輸送することを特徴としたライニング装置用の撹拌混合器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートやモルタル等のセメント系ライニング材料を、圧縮空気で高圧輸送して噴射ノズルで吹き付け、トンネルや立坑等の掘削壁面をライニングするライニング装置に使用する撹拌混合器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のライニング装置は、例えば図１で示すトンネル用ライニング装置のように、走行台車１にコンクリートポンプ２やコンプレッサー３及び急結剤供給機４などの吹き付けに必要な各種機材を搭載し、起伏及び伸縮可能なブーム５の先端に、スライド及び旋回可能なアタッチメント６を介して噴射ノズル７を装着させ、コンクリートポンプ２と噴射ノズル７を圧送パイプ８で連結すると共に、圧送パイプ８の途中に設けた急結剤供給口９を急結剤供給機４に連結している。
【０００３】
前記ライニング装置では、コンクリートミキサー車でコンクリートポンプ２に供給されたライニング材料を、コンプレッサー３からの圧縮空気を利用して圧送パイプ８で噴射ノズル７に高圧輸送すると共に、急結剤供給機４から圧送した紛状の急結剤を急結剤供給口９から圧送パイプ８に注入し、混合状態にしたライニング材料と急結剤を噴射ノズル７から掘削壁面に吹き付けする。
【０００４】
この空気圧送方式による吹き付けの場合には、施工能率が高いことや設備が比較的安価であることなどの利点がある反面、狭い圧送パイプ８中でライニング材料と急結剤の混合が行われるので、混合が不完全な一部の急結剤は紛状のまま噴射ノズル７から放出されたり、リバウンドした際に分離して浮遊粉塵となって周囲に飛散して粉塵公害の要因になる恐れがあると共に、良質なライニングができないなどの欠点もあった。
【０００５】
これらの欠点を解消する各種の検討が行われており、例えば液状の急結剤を使用することも試みられているが、急結性能に難点があること、また圧送パイプの途中に吸引によって粉塵を除去する粉塵除去管を設ける提案もなされているが、ライニング材料の詰まりを生じたり、供給を中段又は停止した際にライニング材料が残留する恐れがあるなど、必ずしも十分な解決手段ではなかった。
【０００６】
一方、これらの欠点を解消するために本件出願人らは、特開平１０−２１９８号公報などに開示されているような、吹き付けによらないで高速回転するインペラを用いてライニング材料を遠心投射すると共に、軸心に沿った回転軸の外周から多数の攪拌棒を突設させた撹拌混合手段を用いて、ライニング材料と急結剤を混合するライニング装置について一連の提案を行った。
【０００７】
これらのライニング装置によると、ライニング材料と急結剤を混合が良好なライニング材料が得られると共に、粉塵やリバウンドが少ない良好なライニングを得ることができるなど、従来の空気圧送方式による吹き付けでは得られない優れた性能を期待できるが、難点としては空気圧送方式による吹き付けの場合に比べて施工能率の点で若干劣ること、一般に普及している空気圧送方式による吹き付け設備が使用できないので、新たに購入するための設備費が必要となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明では、前記した従来技術によるライニング装置の課題を解消し得るライニング装置用の撹拌混合器であって、特に一般に普及している空気圧送方式による吹き付け設備をそのまま使用して安価に実施することが可能であると共に、ライニング材料と急結剤を良好に撹拌混合して粉塵やリバウンドが少ない良好なライニングを得ることを期待できる撹拌混合器を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によるライニング装置用の撹拌混合器は、縦置き円筒状の上部側と漏斗状の下部側を連設したケーシングを備え、前記ケーシング内には軸心に沿った回転軸の外周から多数の攪拌棒を突設させた撹拌混合手段を設け、前記ケーシングの上部側外周にライニング材料を低圧導入する第１導入口と、紛状の急結剤を高圧導入する第２導入口を設け、導入してケーシング内を自由流下するライニング材料を前記攪拌棒で撹拌させながら導入した急結剤を撹拌混合させている。
【００１０】
また、前記ケーシングの下部側外周には漏斗状内面に沿って搬送用圧縮空気を高圧導入する第３導入口を設けると共に、前記ケーシングの下端側軸心に吐出口を設け、撹拌混合したライニング材料と急結剤を導入した搬送用圧縮空気で加速させながら、前記吐出口から高圧輸送するように構成されている。
【００１１】
本発明によるライニング装置用の撹拌混合器は、ケーシングが縦型の筒状体で形成され、作業が休止又は停止した場合でも内部にライニング材料が残留することが無く、ケーシングの内面に付着するライニング材料は攪拌棒の先端で掻き落とされるので、ライニング材料の滞留や閉塞のない良好な状態で再開後の作業を行うことが可能であり、内部洗浄などのメンテナンスの頻度も少なくて済む。
【００１２】
また、従来技術のように狭い圧送パイプ内ではライニング材料に急結剤を十分に撹拌混合できないが、この撹拌混合器では広いケーシング内で十分な撹拌混合を行うことが可能であると共に、充満状態ではなく広い空間を粗密度の状態で撹拌すると、ライニング材料に対する急結剤の混合が活発に行われて、短い流下距離でも均一な混合状態が得られる。
【００１３】
特に、広い空間から再度狭い圧送パイプに移行させるために、下部側ケーシングを漏斗状に形成しているが、この場合に通常はライニング材料が団子状態になって閉塞する恐れがあるところを、漏斗状内面に搬送用圧縮空気をジェット噴射させることで団子状態になることを解消すると共に、間欠状態で導入したライニング材料でも定量状態にして圧送パイプに高圧輸送できる。
【００１４】
而も、従来技術によるトンネル用ライニング装置に対し、コンクリートポンプと噴射ノズル間に設けたライニング材料の圧送パイプの途中に第１導入口と吐出口を連結すると共に、急結剤供給機に第２導入口をコンプレッサーに第３導入口をそれぞれ連結することによって、本発明による撹拌混合器を容易に付加でき、粉塵が少なくて且つ良質なライニングが可能な新たなトンネル用ライニング装置として安価に提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明によるライニング装置用の撹拌混合器について、トンネル用ライニング装置に適用した望ましい実施形態を示す図２及び図３に基づいて詳細に示すが、図２はトンネル用ライニング装置の要部を示し、図３は撹拌混合器１０の縦断面図を示すものであり、図１の従来技術と同様の部材に付いては、同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００１６】
撹拌混合器１０は、ライニング装置の適所に装着して使用することが可能であり、図示の実施形態ではブーム５の起伏又は伸縮に連動するように、撹拌混合器１０の上部側に支持金具１１，１１を設け、ブーム５に設けた取付け金具１２との間を吊り具１３で連結して懸吊しているが、走行台車１上に固定した状態で装着しても良い。
【００１７】
撹拌混合器１０には、圧送パイプ８Ａを介してコンクリートポンプ２からライニング材料を低圧導入する第１導入口１４と、圧送パイプ（図示を省略）を介して急結剤供給機４から圧送した紛状の急結剤を高圧導入する第２導入口１５と、圧送パイプ（図示を省略）を介してコンプレッサー３から搬送用圧縮空気を高圧導入する第３導入口１６が設けられている。
【００１８】
撹拌混合器１０には、撹拌混合したライニング材料と急結剤を搬送用圧縮空気によって、圧送パイプ８Ｂを介して噴射ノズル７に高圧輸送する吐出口１７が設けられており、コンプレッサー３から圧送パイプ（図示を省略）を介して加速用圧縮空気を導入する圧縮空気供給口１８を、必要に応じて圧送パイプ８Ｂの途中に設ける形態を採ることも可能である。
【００１９】
これら第１〜３導入口１４，１５，１６や吐出口１７及び圧縮空気供給口１８は、着脱可能な接続具を介して各圧送パイプと連結できるようにしており、図１で示す従来技術によるトンネル用ライニング装置に、本発明を適用した撹拌混合器１０を容易に付加できるので、粉塵が少なくて且つ良質なライニングが可能な新たなトンネル用ライニング装置を安価に提供することができる。
【００２０】
次に、撹拌混合器１０の内部構造の詳細について図３で説明するが、大別すると上部に位置する回転駆動部１０Ａと、中間部に位置する撹拌混合部１０Ｂと、下部に位置する空気輸送部１０Ｃとで構成されており、撹拌混合部１０Ｂの大半を収容した縦置き円筒状の上部側ケーシング１９ａと、漏斗状で撹拌混合部１０Ｂの一部を収容した下部側ケーシング１９ｂとを、オーバーラップさせて連設してケーシング１９が形成されている。
【００２１】
回転駆動部１０Ａは、ケーシング１９の軸心に沿った上端にモータ２０が装着され、モータ軸に取付けた連結軸２１の外周には軸受機構２２を設け、この軸受機構２２と支持金具１１，１１に連結したフランジ２３は、上部側ケーシング１９ａの上端に設けたフランジ２４とねじ手段２５で着脱可能に連結され、ねじ手段２５を取り外すとケーシング１９から回転駆動部１０Ａ及び撹拌混合部１０Ｂの内部機構が取り外し可能で、清掃や交換ができるように構成されている。
【００２２】
撹拌混合部１０Ｂには、連結軸２１の下端に取り付けた円盤状の仕切り板２６から軸心に沿った回転軸２７を連結させており、回転軸２７は上部側ケーシング１９ａ内に収容される部分は同径の円柱状に形成され、下部側ケーシング１９ｂ内に突出する部分は次第に縮径する円錐台状に形成されている。
【００２３】
回転軸２７には、周方向及び軸方向の一定間隔毎に外周から多数の攪拌棒２８を突設し、攪拌棒２８の先端は上部側ケーシング１９ａ及び下部側ケーシング１９ｂの内壁面に近接した位置まで延在させ、内壁面に付着するライニング材料を掻き取ることが可能な構成であり、回転軸２７と攪拌棒２８によって撹拌混合手段が形成されている。
【００２４】
なお、攪拌棒２８の取付け間隔や延在方向は所望に応じて任意に設定することが可能であるが、図示の実施形態では攪拌棒２８を周方向に対して９０度間隔で水平方向に突設させており、また第１導入口１４は上部側ケーシング１９ａの上部側外周に設けて、導入したライニング材料が自由流下するようにし、紛状の急結剤が自由流下するライニング材料に吹き付けられるように、第２導入口１５は第１導入口１４の下方に設けている。
【００２５】
空気輸送部１０Ｃは、下部側ケーシング１９ｂの上部側開口部が、上部側ケーシング１９ａの下部側外周とオーバーラップする態様で配置し、上端に設けたフランジ２９が上部側ケーシング１９ａの中間に設けたフランジ３０ねじ手段３１で着脱可能に連結され、ねじ手段３１を取り外すと上部側ケーシング１９ａから取り外し可能で、清掃や交換ができるように構成されている。
【００２６】
第３導入口１６は、上部側ケーシング１９ａとオーバーラップした下部側ケーシング１９ｂの上端側外周に設け、両者の間に円周に沿って形成した細隙状の噴出流路３２を介して、導入した搬送用圧縮空気を漏斗状内周面３３に沿って噴射させ、下部側ケーシング１９ｂの下端側軸心に設けた吐出口１７から流出させるようにしている。
【００２７】
以上の構成による撹拌混合器１０では、第１導入口１４から低圧導入されたライニング材料が、少なくとも上部側ケーシング１９ａ内を自由流下する間に、モータ２０で回転駆動された回転軸２７外周の攪拌棒２８によって、粗密度の状態で撹拌して流下させると共に、第２導入口１５から高圧導入された紛状の急結剤と混合された後、第３導入口１６から高圧導入された搬送用圧縮空気で加速されて、吐出口１７から高圧輸送される。
【００２８】
この撹拌混合器１０によると、ケーシング１９が縦型の筒状体で形成され、作業が休止又は停止した場合でも内部にライニング材料が残留することが無く、ケーシング１９の内面に付着するライニング材料は攪拌棒２８の先端で掻き落とされるので、ライニング材料の滞留や閉塞のない良好な状態で再開後の作業を行うことが可能であり、内部洗浄などのメンテナンスの頻度も少なくて済む。
【００２９】
また、従来技術のように狭い圧送パイプ内ではライニング材料に急結剤を十分に撹拌混合できないが、撹拌混合器１０では広いケーシング１９内で十分な撹拌混合を行うことが可能であると共に、充満状態ではなく広い空間を粗密度の状態で撹拌すると、ライニング材料に対する急結剤の混合が活発に行われて、短い流下距離でも均一な混合状態が得られる。
【００３０】
特に、広い空間から再度狭い圧送パイプ８Ｂに移行させるために、下部側ケーシング１９ｂを漏斗状に形成しているが、この場合に通常はライニング材料が団子状態になって閉塞する恐れがあるところを、漏斗状内面に搬送用圧縮空気をジェット噴射させることで団子状態になることを解消すると共に、間欠状態で導入したライニング材料でも定量状態にして圧送パイプ８Ｂに高圧輸送できる。
【００３１】
本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、要旨の範囲内で各種の変形を採り得るものであって、実施形態ではトンネル用のライニング装置に適用したが、立坑用のライニング装置にも適用することが可能であり、立坑用の場合には、地上や立坑内のスカフォード或いはスカフォードと同様に立坑内を昇降移動し且つ、所望の位置に係止保持することが可能な昇降台に撹拌混合器１０を装着することができる。
【００３２】
この場合には、例えば前記したいずれかの場所にコンクリートタンク２とコンプレッサー３及び急結剤供給機４などの吹き付けに必要な各種機材を搭載し、昇降台には前記ブーム５やアタッチメント６に相当する位置決め機構を介して噴射ノズル７を装着させると共に、コンクリートポンプ２と噴射ノズル７を連結する圧送パイプ８の途中に、前記撹拌混合器１０を装着させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるトンネル用ライニング装置を示す。
【図２】図１に示したトンネル用ライニング装置に本発明の撹拌混合器を適用した要部説明図である。
【図３】本発明によ撹拌混合器全体の縦断面図である。
【符号の説明】
１  走行台車
２  コンクリートポンプ
３  コンプレッサー
４  急結剤供給機
５  ブーム
６  アタッチメント
７  噴射ノズル
８，８Ａ，８Ｂ  圧送パイプ
９  急結剤供給口
１０  撹拌混合器
１０Ａ  回転駆動部
１０Ｂ  撹拌混合部
１０Ｃ  空気輸送部
１１  支持金具
１２  取付け金具
１３  吊り具
１４  第１導入口（ライニング材料の）
１５  第２導入口（紛状急結剤の）
１６  第３導入口（搬送用圧縮空気の）
１７  吐出口
１８  圧縮空気供給口
１９  ケーシング
１９ａ  上部側ケーシング
１９ｂ  下部側ケーシング
２０  モータ
２１  連結軸
２２  軸受機構
２３，２４，２９，３０  フランジ
２５，３１  ねじ手段
２６  仕切り板
２７  回転軸
２８  攪拌棒
３２  噴出流路
３３  漏斗状内周面
【図１】
0003906100.tif 000002
【図２】
0003906100.tif 000003
【図３】
0003906100.tif 000004