JP2000027233A - 土砂空気輸送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 土砂空気輸送装置の作業効率を向上する。 【解決手段】 吸引した土砂を一時的に貯留し排出する
複数個のホッパ１０ａ，１０ｂと、外部から吸引した土
砂を各ホッパ１０ａ，１０ｂにそれぞれ輸送する複数本
のホッパ吸引ホース２２ａ，２２ｂと、各ホッパ１０
ａ，１０ｂにそれぞれ接続された複数本の吸気用のホッ
パ吸気管２２ａ，２２ｂと、真空ポンプ５により空気を
引かれてホッパ１０ａ，１０ｂ内を吸気する１本の吸気
用のポンプ吸気管２１と、１本のポンプ吸気管２１の接
続相手を複数本のホッパ吸気管２０ａ，２０ｂの内のい
ずれか１本に切り換える通路切換手段３０とを備える。
また、土砂吸引部２４に接続された１本の吸引部吸引ホ
ース２３の接続相手を複数本のホッパ吸引ホース２２
ａ，２２ｂの内のいずれか１本に切り換える通路切換手
段３０を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空により土砂を
輸送する装置に関し、特には小口径の推進工法に適した
土砂空気輸送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空ポンプにより通路内に真空を発生さ
せて、土砂を空気輸送する土砂空気輸送装置が従来から
用いられており、例えば特開昭５２−２０４１号公報に
開示された土砂排出装置（本願の土砂空気輸送装置に相
当し、以後土砂空気輸送装置と言う）が知られている。
図１２は同公報に記載された土砂空気輸送装置を示す概
略図である。以下、同図に基づいて従来技術を説明す
る。坑内６０と坑外６１とを区画するシールド壁６２が
設けられており、坑内６０側に設置された土砂空気輸送
装置７０と、坑外６１に設置された真空槽８０とは管路
６３により接続されている。真空槽８０は真空ポンプ７
１に吸気管６４により接続されている。真空槽８０は回
転可能なドラムで構成され、内部に回転自在なスパイラ
ル羽根８１を有している。また、後端部には土砂排出用
のシュート８２を有している。

【０００３】上記構成により坑内６０の土砂を排出する
場合には、真空ポンプ７１を駆動して真空槽８０内の空
気を吸引して真空槽８０内の圧力を低下させる。土砂空
気輸送装置７０内に投入された土砂は坑内６０内の圧力
空気による空気流との混流状態で管路６３内を流れ、真
空槽８０内に貯留する。貯留土砂が所定量に達すると、
真空ポンプ７１の運転を停止する。次に、真空槽８０に
接続された管路６３及び吸気管６４を取り外し、真空槽
８０のスパイラル羽根８１を回動させて土砂をシュート
８２に送り、外部に排出する。排出後は管路６３及び吸
気管６４を再び取り付け、以上の吸引及び排出作業を繰
り返す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の土砂排出装置（本願の土砂空気輸送装置に
相当）においては、作業中に真空槽８０の配管類（管路
６３及び吸気管６４）の取り付け、取り外しを行う必要
がある。このため、作業が面倒で、多大の工数を要する
ので、作業能率が悪いという問題がある。

【０００５】本発明は上記の問題点に着目し、作業が容
易で、作業能率を向上できる土砂空気輸送装置を提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、原動機
で駆動される真空ポンプにより輸送路内に真空を発生さ
せ、土砂を吸引して輸送する土砂空気輸送装置におい
て、吸引した土砂を一時的に貯留して排出する複数個の
ホッパ１０ａ，１０ｂと、土砂吸引部２４から吸引した
外部の土砂を前記各ホッパ１０ａ，１０ｂにそれぞれ輸
送する複数本のホッパ吸引ホース２２ａ，２２ｂと、前
記各ホッパ１０ａ，１０ｂにそれぞれ接続された複数本
の吸気用のホッパ吸気管２２ａ，２２ｂと、前記真空ポ
ンプ５により空気を引かれて、前記ホッパ１０ａ，１０
ｂ内を吸気する１本の吸気用のポンプ吸気管２１と、１
本のポンプ吸気管２１の接続相手を、複数本のホッパ吸
気管２０ａ，２０ｂの内のいずれか１本に切り換える通
路切換手段３０とを備えた構成としている。

【０００７】請求項１に記載の発明によると、複数個の
ホッパにそれぞれ接続される各ホッパ吸気管と真空ポン
プにより空気を引かれる吸気用の１本のポンプ吸気管と
の接続を切り換える通路切換手段を設けたため、いずれ
か１本のホッパ吸気管とポンプ吸気管との接続が多数の
工数を要せずに容易に選択可能となる。したがって、土
砂貯留対象を各ホッパ毎に順次切り換えることにより、
一つのホッパへの土砂貯留作業と、他のホッパからの土
砂排出作業とを同時に行うことが可能となり、作業能率
を大幅に向上することができる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
土砂空気輸送装置において、前記土砂吸引部２４に接続
された１本の吸引部吸引ホース２３の接続相手を、前記
各ホッパ１０ａ，１０ｂにそれぞれ接続された複数本の
ホッパ吸引ホース２２ａ，２２ｂの内のいずれか１本に
切り換える通路切換手段３０を備えた構成としている。

【０００９】請求項２に記載の発明によると、前記吸気
管に加えてさらに、外部から土砂を吸引する土砂吸引ホ
ース部にも、複数個のホッパにそれぞれ接続された各ホ
ッパ吸引ホースと、土砂吸引部に接続される１本の吸引
部吸引ホースとの接続を切り換える通路切換手段を設け
たので、複数個のホッパの内いずれかの貯留すべきホッ
パを多くの工数を要せずに容易に選択可能となる。この
結果、各ホッパを順次切り換えて貯留できるので、土砂
の吸引能力が向上し、作業効率が向上する。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
記載の土砂空気輸送装置において、通路切換手段３０
は、前記１本のポンプ吸気管２１又は前記１本の吸引部
吸引ホース２３に接続される１個の吸引口４４を有する
切換プレート４１と、切換プレート４１に当接し、か
つ、前記複数本のホッパ吸気管２０ａ，２０ｂ又は前記
複数本のホッパ吸引ホース２２ａ，２２ｂにそれぞれ連
結される複数の吸引孔５４ａ，５４ｂを有するカッタ相
対プレート５０と、切換プレート４１及びカッタ相対プ
レート５０間を相対的に摺動させるシリンダ４３とを配
設した吸引口開閉手段４０を備えた構成としている。

【００１１】請求項３に記載の発明によると、貯留すべ
きホッパに対応して複数本の吸引ホース又は複数本の吸
気管の接続の切り換えすなわち選択が、シリンダを伸縮
することにより可能となる。したがって、容易に貯留す
べきホッパの選択及び切り換えができ、連続的に土砂輸
送ができるので、能率的に輸送作業ができる。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項３記載の
土砂空気輸送装置において、前記吸引口開閉手段４０
は、吸引口４４の外周部に土砂破砕用のカッタ４５及び
真空保持用のシール４６を有する構成としている。

【００１３】請求項４に記載の発明によると、切換プレ
ートの吸引口の外周部にカッタ及びシールを設けたの
で、吸引口開閉手段による接続切り換えに際して、切換
プレートとカッタ相対プレートとの間で、かつ吸引口の
周囲に土砂がかみこむことはなくなり、よって、真空度
を高く維持することができる。これにより、能率的な土
砂輸送作業が可能な土砂空気輸送装置が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る土砂空気輸
送装置の実施形態について、図１〜図１１を参照して詳
述する。

【００１５】図１は、土砂空気輸送装置１の全体構成図
である。土砂空気輸送装置１は、真空及び風力を発生さ
せるパワーユニット２と、フィルタの役目を果たす粉塵
キャッチャ３と、土砂を一時的に貯留して適宜排出する
ホッパ１０とを備えている。パワーユニット２は、真空
及び風力を発生させる真空ポンプ５を作動させるエンジ
ン４を有している。架台６上に２個の第１ホッパ１０ａ
と第２ホッパ１０ｂとが並列に搭載されており、また架
台６の下方にダンプトラック７が進入可能となってい
る。第１ホッパ１０ａ及び第２ホッパ１０ｂの上面には
それぞれ第１ホッパ吸気管２０ａ及び第２ホッパ吸気管
２０ｂが取着され、また真空ポンプ５には粉塵キャッチ
ャ３を介して可撓管よりなる１本のポンプ吸気管２１が
取着されている。第１ホッパ吸気管２０ａ及び第２ホッ
パ吸気管２０ｂと、ポンプ吸気管２１との接続部には、
通路切換手段３０が配設されている。また、第１ホッパ
１０ａ及び第２ホッパ１０ｂの上部にはそれぞれ第１ホ
ッパ吸引ホース２２ａ及び第２ホッパ吸引ホース２２ｂ
が取着されており、この第１ホッパ吸引ホース２２ａ及
び第２ホッパ吸引ホース２２ｂと、外部から土砂を吸引
するための土砂吸引部２４に接続する１本の吸引部吸引
ホース２３との接続部にも上記同様の通路切換手段３０
が配設されている。

【００１６】図２及び図３は、それぞれ第１実施形態に
係わるホッパ１０の側面断面図及び平面図である。ホッ
パ本体１１は下部に漏斗状の円錐部１２を有し、また下
面にハンドル１３により開閉自在な蓋１４を備えてお
り、この蓋１４は細い２点鎖線に示すように開閉され
る。ホッパ本体１１の上部には前述のホッパ吸気管２０
及びホッパ吸引ホース２２が取着されており、また略中
央部には木材、鋼材又はプラスチックよりなる攪拌棒１
５が鎖１６により吊り下げられて取り付けてある。攪拌
棒１５は鎖１６により自由に揺動するようになっている
ので、ホッパ本体１１の円錐部１２の内壁面に土砂が付
着し堆積してホッパ本体１１の底部に土砂が貯留されな
い空間ができる現象（アーチアクション）を防止する。

【００１７】ホッパ吸引ホース２２の先端部はホッパ本
体１１の内部に突出しており、土砂のホッパ本体１１内
壁への付着を防止している。また、ホッパ吸引ホース２
２の先端部の前方には前後方向に並べられた２重ダン
パ、すなわちゴム製の第１ダンパ１７及び第２ダンパ１
８が吊り下げられている。図４はこの第１ダンパ１７及
び第２ダンパ１８の側面図を表し、図５は図４のＡ矢視
図を表している。図５に示すように、第１ダンパ１７に
は複数のスリット１９が設けられている。このスリット
１９は第２ダンパ１８にも設けてもよい。ここで、第１
ダンパ１７と第２ダンパ１８のゴム硬度は等しくても、
あるいは異なっていてもよい。ホッパ吸引ホース２２か
ら高速で噴出した土砂は第１ダンパ１７に衝突し、速度
を減衰させて下方に落ちる。このとき、第１ダンパ１７
は揺動して第２ダンパ１８に衝突し、この衝突の衝撃で
土砂を振り落とすので、第１ダンパ１７に土砂が付着し
て堆積することは少なく、また、堆積成長してもその土
砂は下方に垂れ下がり、その根本に土砂が当たるので剥
離脱落する。

【００１８】図６及び図７は、それぞれ第１，第２ホッ
パ吸引ホース２２ａ，２２ｂと吸引部吸引ホース２３と
の接続部に配設された通路切換手段３０の側面図及び平
面図であり、図８は図６のＢ矢視図である。図６におい
てベース３１に固設された第１ブラケット３２の垂直面
の上下には、上溝３３ａを有する上ガイド３３と下溝３
４ａを有する下ガイド３４とが上溝３３ａと下溝３４ａ
とを対向させて取着されている。上溝３３ａ及び下溝３
４ａには、上突起４１ａと下突起４１ｂを有する切換プ
レート４１が摺動自在に係合して配設されている。図８
に示すように、切換プレート４１の一端部にはアーム４
２が取着されており、このアーム４２と、上ガイド３３
に固設された支持部材３５との間に油圧又は空圧式のシ
リンダ４３が取着されている。そして、これらの第１ブ
ラケット３２、上ガイド３３、下ガイド３４、切換プレ
ート４１及びシリンダ４３等により吸引口開閉手段４０
が構成されている。すなわち、シリンダ４３を伸縮する
ことにより切換プレート４１は上ガイド３３及び下ガイ
ド３４に沿って摺動し、細い２点鎖線に示すように移動
するようになっている。

【００１９】図６において、切換プレート４１の一面に
は耐磨耗材よりなるカッタ相対プレート５０が摺動自在
に当接しており、このカッタ相対プレート５０はベース
３１に固設された第２ブラケット５１に取着されてい
る。図７及び図８に示すように、第２ブラケット５１に
は第１ホッパ吸引ホース２２ａ及び第２ホッパ吸引ホー
ス２２ｂの一端部が取着されている。また、図６及び図
７に示すように、切換プレート４１のカッタ相対プレー
ト５０との当接面の反対側には吸引部吸引ホース２３の
一端部が取着され、吸引部吸引ホース２３の中間部はベ
ース３１の端部に設けられた第３ブラケット５２にクラ
ンプ５３により係止されている。

【００２０】図９及び図１０はそれぞれ切換プレート４
１及びカッタ相対プレート５０部の分解斜視図、及び図
８のＣ−Ｃ矢視図を示しており、同図に基づいて切換プ
レート４１及びカッタ相対プレート５０部に設けられた
カッタを詳細に説明する。図９に示すように切換プレー
ト４１の中央部には吸引口４４が設けられている。カッ
タ相対プレート５０には第１ホッパ吸引ホース２２ａ用
及び第２ホッパ吸引ホース２２ｂ用の吸引孔５４ａ，５
４ｂが設けられている。また、切換プレート４１のカッ
タ相対プレート５０に対向する面には、環状のカッタ４
５及びシール４６が取り付けられている。図１０におい
て、カッタ４５及びシール４６は、切換プレート４１の
摺動面で、かつ吸引口４４の外周部に設けられた溝４７
に挿入され、ボルト４８により取り付けられている。カ
ッタ４５の先端部及びシール４６の先端面はカッタ相対
プレート５０に当接しており、切換プレート４１はカッ
タ相対プレート５０の面を摺動しながら移動するように
なっている。これにより、カッタ４５は切換プレート４
１とカッタ相対プレート５０との間にはさまって付着さ
れている硬質の土砂等を破砕しながら除去し、またシー
ル４６は第１ホッパ吸引ホース２２ａ又は第２ホッパ吸
引ホース２２ｂに接続された吸引部吸引ホース２３内の
真空を保持する。

【００２１】次に、通路切換手段３０の作動について説
明する。図７の実線に示す状態においては切換プレート
４１の吸引口４４はカッタ相対プレート５０の吸引孔５
４ａの位置にある。したがって、吸引部吸引ホース２３
は第１ホッパ吸引ホース２２ａと接続しており、第２ホ
ッパ吸引ホース２２ｂは切換プレート４１により閉鎖さ
れている。シリンダ４３を伸長して切換プレート４１を
細い２点鎖線に示すように移動させると吸引部吸引ホー
ス２３は可撓性があるため、細い２点鎖線に示すように
変形、移動し、吸引口４４の位置はカッタ相対プレート
５０の吸引孔５４ａから吸引孔５４ｂの方に移動する。
よって、吸引部吸引ホース２３の接続は第１ホッパ吸引
ホース２２ａから第２ホッパ吸引ホース２２ｂに切り換
わり、第１ホッパ吸引ホース２２ａは切換プレート４１
により閉鎖される。

【００２２】なお、第１，第２ホッパ吸気管２０ａ，２
０ｂとポンプ吸気管２１との接続部に設けた通路切換手
段３０も上記と同一構造であり、したがって、この通路
切換手段３０も上記と同様に作動してポンプ吸気管２１
の接続を第１ホッパ吸気管２０ａ又は第２ホッパ吸気管
２０ｂに切り換えることができる。

【００２３】以上の構成による、本発明に係わる土砂空
気輸送装置１の作動について図１に基づいて説明する。
両通路切換手段３０，３０を切り換えて第１ホッパ吸気
管２０ａとポンプ吸気管２１とを接続させ、同時に第１
ホッパ吸引ホース２２ａと吸引部吸引ホース２３とを接
続させる。次に、パワーユニット２内のエンジン４で真
空ポンプ５を駆動して真空及び風力を発生させる。これ
により、第１ホッパ１０ａ内の圧力は低下し、土砂吸引
部２４から吸引された土砂は空気流との混流状態で吸引
部吸引ホース２３から通路切換手段３０を通り、第１ホ
ッパ吸引ホース２２ａを経て第１ホッパ１０ａ内にに流
入し、貯留される。そして、土砂が所定量貯留された
後、両通路切換手段３０，３０を切り換え、第２ホッパ
吸気管２０ｂとポンプ吸気管２１とを接続させ、同時に
第２ホッパ吸引ホース２２ｂと吸引部吸引ホース２３と
を接続させる。よって、土砂吸引部２４から吸引される
土砂は第２ホッパ１０ｂ内にに流入する。その間に、第
１ホッパ１０ａの下面にある蓋１４をハンドル１３（図
２参照）により開き、内部に貯留している土砂をダンプ
トラック７に積載する。第１ホッパ１０ａが空になり、
第２ホッパ１０ｂ内に土砂が所定量貯留されると、通路
切換手段３０，３０を切り換えて、第１ホッパ吸気管２
０ａとポンプ吸気管２１とを接続させ、同時に第１ホッ
パ吸引ホース２２ａと吸引部吸引ホース２３とを接続さ
せる。上記のような作業を繰り返すことにより、連続的
に土砂をダンプトラック７に積載して搬出することが可
能となり、作業能率が向上する。また、本作業は通路切
換装置３０，３０の切換と、第１ホッパ１０ａ及び第２
ホッパ１０ｂの各蓋１４の開閉のみなので、非常に容易
となり、連続的な空気搬送作業ができる。

【００２４】なお、上記実施形態ではホッパ１０を２個
備えた例を示したが、本発明はこの個数に限定されず、
これ以上の個数であってもよい。

【００２５】次に、図１１に基づいて、第２実施形態に
係わるホッパ１０ｃを説明する。同図は、本実施形態に
係わるホッパ１０ｃの側面図である。ホッパ本体１１は
円筒形であり、底部には油圧又は空圧式の一対の開閉シ
リンダ５５，５５の伸縮によって左右に水平移動して排
出口の開閉を行うスライドゲート５６、５６が設けられ
ている。また、ホッパ本体１１は円筒形であるので側壁
面が上下方向に平行となっており、よって前記アーチア
クションが発生しにくく、攪拌棒が不要となると共に、
土砂は排出し易い。さらに、スライドゲート５６，５６
が水平移動することにより、スライドゲート５６裏面に
付着し、あるいは堆積した土砂が除去されるので、スラ
イドゲート５６，５６の裏面に土砂が堆積することはな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる土砂空気輸送装置の全体構成図
である。

【図２】本発明の第１実施形態のホッパの側面断面図で
ある。

【図３】本発明の第１実施形態のホッパの平面図であ
る。

【図４】本発明の２重ダンパの側面図である。

【図５】図４のＡ矢視図である。

【図６】本発明の通路切換手段の側面図である。

【図７】本発明の通路切換手段の平面図である。

【図８】図６のＢ矢視図である。

【図９】本発明の通路切換手段の一部構成を表す分解斜
視図である。

【図１０】図８のＣ−Ｃ矢視図である。

【図１１】本発明の第２実施形態のホッパの側面図であ
る。

【図１２】従来技術に係わる土砂空気輸送装置の全体構
成図である。

【符号の説明】

１…土砂空気輸送装置、５…真空ポンプ、１０…ホッ
パ、１０ａ…第１ホッパ、１０ｂ…第２ホッパ、１１…
ホッパ本体、１２…円錐部、１４…蓋、２０ａ…第１ホ
ッパ吸気管、２０ｂ…第２ホッパ吸気管、２１…ポンプ
吸気管、２２ａ…第１ホッパ吸引ホース、２２ｂ…第２
ホッパ吸引ホース、２３…吸引部吸引ホース、２４…土
砂吸引部、３０…通路切換手段、３３…上ガイド、３３
ａ…上溝、３４…下ガイド、３４ａ…下溝、４０…吸引
口開閉手段、４１…切換プレート、４１ａ…上突起、４
１ｂ…下突起、４３…シリンダ、４４…吸引口、４５…
カッタ、４６…シール、５０…カッタ相対プレート、５
４ａ，５４ｂ…吸引孔、５５…開閉シリンダ、５６…ス
ライドゲート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米本 清二 神奈川県川崎市川崎区中瀬３−20−１ コ マツエンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2D054 AC18 CA05 DA13 DA39

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機で駆動される真空ポンプにより輸
   送路内に真空を発生させ、土砂を吸引して輸送する土砂
   空気輸送装置において、 吸引した土砂を一時的に貯留して排出する複数個のホッ
   パ(10a,10b) と、 土砂吸引部(24)から吸引した外部の土砂を前記各ホッパ
   (10a,10b) にそれぞれ輸送する複数本のホッパ吸引ホー
   ス(22a,22b) と、 前記各ホッパ(10a,10b) にそれぞれ接続された複数本の
   吸気用のホッパ吸気管(20a,20b) と、 前記真空ポンプ(5) により空気を引かれて、前記ホッパ
   (10a,10b) 内を吸気する１本の吸気用のポンプ吸気管(2
   1)と、 １本のポンプ吸気管(21)の接続相手を、複数本のホッパ
   吸気管(20a,20b) の内のいずれか１本に切り換える通路
   切換手段(30)とを備えたことを特徴とする土砂空気輸送
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の土砂空気輸送装置におい
   て、 前記土砂吸引部(24)に接続された１本の吸引部吸引ホー
   ス(23)の接続相手を、前記各ホッパ(10a,10b) にそれぞ
   れ接続された複数本のホッパ吸引ホース(22a,22b) の内
   のいずれか１本に切り換える通路切換手段(30)を備えた
   ことを特徴とする土砂空気輸送装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の土砂空気輸送装置
   において、 通路切換手段(30)は、前記１本のポンプ吸気管(21)又は
   前記１本の吸引部吸引ホース(23)に接続される１個の吸
   引口(44)を有する切換プレート(41)と、切換プレート(4
   1)に当接し、かつ、前記複数本のホッパ吸気管(20a,20
   b) 又は前記複数本のホッパ吸引ホース(22a,22b) にそ
   れぞれ連結される複数の吸引孔(54a,54b)を有するカッ
   タ相対プレート(50)と、切換プレート(41)及びカッタ相
   対プレート(50)間を相対的に摺動させるシリンダ(43)と
   を配設した吸引口開閉手段(40)を備えたことを特徴とす
   る土砂空気輸送装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の土砂空気輸送装置におい
   て、 前記吸引口開閉手段(40)は、吸引口(44)の外周部に土砂
   破砕用のカッタ(45)及び真空保持用のシール(46)を有す
   ることを特徴とする土砂空気輸送装置。