JP2005096001A - Nozzle device for water jet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウォータジェット用ノズル装置、特に、コンクリート建造物の削孔に使用されかつコンクリート建造物内の鉄筋等の障害物を回避しながら連続的に削孔できるウォータジェット用ノズル装置に関する。 The present invention relates to a water jet nozzle device, and more particularly to a water jet nozzle device that is used for drilling concrete buildings and that can continuously drill holes while avoiding obstacles such as reinforcing bars in the concrete buildings.
例えば、下記特許文献１に示されるように、陸橋の壁式ＲＣ（鉄筋コンクリート）橋脚の耐震補強工事に使用されるウォータジェットは公知である。図５に示すように、このウォータジェット(10)は、高圧水を吐出するノズル装置(50)を給水管(13)の先端に装着し、コンクリート建造物(11)の表面に高圧水を噴出して表面を破砕しながらコンクリート構造物(11)に削孔を形成することができる。
For example, as shown in
図６に示すように、給水管(13)の端部は、片持ち状態に支持され、中間部は支持台(31)により支持されて前方に延び、モータ(14)及びギア(15)により構成される回転機構(16)によって自身の軸線を中心に給水管(13)を回転することにより先端に装着したノズル装置(50)を回転させる。図５に示すように、高圧ポンプ(17a)を内蔵する高圧ポンプユニット(17)から高圧水が回転自在継手(18)を介して給水管(13)の端部に供給され、供給された高圧水は、給水管(13)の内部を通してノズル装置(50)からジェット噴出され、コンクリート建造物(11)の表面に衝突し削孔される。図５に示すように、削孔作業では、給水車(19)と、給水車(19)から高圧ポンプユニット(17)に対して水を供給する車載型の給水ポンプ(20)が使用される。削孔作業に使用される高圧ポンプユニット(17)は、例えば１０００kgf/cm2（約９８００N/cm2）程度の水圧でかつ毎分２００リットル程度の水量をウォータジェット(10)に供給する。 As shown in FIG. 6, the end portion of the water supply pipe (13) is supported in a cantilever state, and the intermediate portion is supported by the support base (31) and extends forward, and is driven by the motor (14) and the gear (15). The nozzle device (50) attached to the tip is rotated by rotating the water supply pipe (13) around its own axis by the rotating mechanism (16) configured. As shown in FIG. 5, high-pressure water is supplied from the high-pressure pump unit (17) containing the high-pressure pump (17a) to the end of the water supply pipe (13) via the rotatable joint (18). Water is jetted from the nozzle device (50) through the inside of the water supply pipe (13), collides with the surface of the concrete building (11), and is drilled. As shown in FIG. 5, in the drilling operation, a water supply vehicle (19) and a vehicle-mounted water supply pump (20) for supplying water to the high-pressure pump unit (17) from the water supply vehicle (19) are used. . The high-pressure pump unit (17) used for the drilling work supplies the water jet (10) with a water pressure of, for example, about 1000 kgf / cm 2 (about 9800 N / cm 2 ) and about 200 liters per minute.
図６に示すように、給水管(13)は、同一形状、同一寸法の単位給水管(13a)を軸方向に連結して所望の長さに形成され、各単位給水管(13a)には相互に連結するネジ込み継手等の継手が設けられる。図６は、３本の単位給水管(13a)を連結する状態を示す。また、給水管(13)及び給水管(13)の回転機構(16)は、スライドベース(21)上に設けられ、スライドベース(21)に接続された油圧又は電動式のモータ(23)及び伝達機構(24)により、スライドベース(21)は一対のガイドベース(22)に沿って前後に滑動される。スライドベース(21)、ガイドベース(22)、モータ(23)及び伝達機構(24)は、給水管(13)を前後方向に移動する送り機構(25)を構成し、削孔作業の際に、送り機構(25)により給水管(13)を前進させて給水管(13)の先端をコンクリート建造物(11)に形成される孔内に挿入し、ノズル装置(50)を孔内に前進させる。 As shown in FIG. 6, the water supply pipe (13) is formed in a desired length by connecting unit water supply pipes (13a) having the same shape and the same dimensions in the axial direction, and each unit water supply pipe (13a) has a desired length. Joints such as threaded joints that are connected to each other are provided. FIG. 6 shows a state in which three unit water supply pipes (13a) are connected. Further, the water supply pipe (13) and the rotation mechanism (16) of the water supply pipe (13) are provided on the slide base (21), and are connected to the slide base (21) by a hydraulic or electric motor (23) and The slide base (21) is slid back and forth along the pair of guide bases (22) by the transmission mechanism (24). The slide base (21), the guide base (22), the motor (23) and the transmission mechanism (24) constitute a feed mechanism (25) that moves the water supply pipe (13) in the front-rear direction. The water supply pipe (13) is advanced by the feed mechanism (25), and the tip of the water supply pipe (13) is inserted into the hole formed in the concrete building (11), and the nozzle device (50) is advanced into the hole. Let
また、送り機構(25)全体は、架台(26)上に搭載され、手動ハンドル(27)を操作してネジ送り機構(28)により架台(26)上で送り機構(25)全体を左右方向に移動できる。架台(26)は、ラック装置(29)により昇降する昇降架台(30)に搭載され、架台(26)上の送り機構(25)と共に給水管(13)を左右方向に移動させ、昇降架台(30)を昇降させて、給水管(13)を水平方向及び垂直方向の双方に自由に移動して所望の削孔位置に導く。 The entire feed mechanism (25) is mounted on the gantry (26), and the manual handle (27) is operated to move the entire feed mechanism (25) on the gantry (26) by the screw feed mechanism (28). Can be moved to. The gantry (26) is mounted on an elevating gantry (30) that is moved up and down by the rack device (29), and the feed mechanism (25) on the gantry (26) and the water supply pipe (13) are moved in the left-right direction, 30) is raised and lowered, and the water supply pipe (13) is freely moved both in the horizontal direction and in the vertical direction, and is guided to a desired drilling position.
図７に示すように、給水管(13)の先端に装着されるノズル装置(50)は、給水管(13)を接続した入口(53)、２個の出口(54a,54b)及び入口(53)と出口(54a,54b)との間に形成された内部通路とを有するフレーム(51)と、フレーム(51)の出口(54a,54b)に固定されたノズルユニット(52a,52b)とを備える。図示しないが、出口(54a,54b)の中心軸は、フレーム(51)の中心軸に対して傾斜し、フレーム(51)を回転しながら、入口(53)から供給する水をノズルユニット(52a,52b)から高速で噴出する。ノズルユニット(52a,52b)は、ノズル装置(50)の中心軸(L)に整合して設けられた一方のノズルチップ(52a)と、中心軸(L)より外側に偏位する位置に設けられた他方のノズルチップ(52b)とを有する。 As shown in FIG. 7, the nozzle device (50) attached to the tip of the water supply pipe (13) has an inlet (53) connected to the water supply pipe (13), two outlets (54a, 54b) and an inlet ( 53) and an outlet (54a, 54b) and an inner passage formed between the frame (51), and a nozzle unit (52a, 52b) fixed to the outlet (54a, 54b) of the frame (51) Is provided. Although not shown, the central axis of the outlets (54a, 54b) is inclined with respect to the central axis of the frame (51), and the nozzle unit (52a) supplies water supplied from the inlet (53) while rotating the frame (51). , 52b). The nozzle unit (52a, 52b) is provided at one nozzle tip (52a) provided in alignment with the central axis (L) of the nozzle device (50) and at a position offset outward from the central axis (L). And the other nozzle tip (52b).
一方のノズルチップ(52a)からの高圧水の吐出方向θ1は、中心軸(L)に対して他方のノズルチップ(52b)と逆側に例えば１０〜１５゜程度の角度で傾斜する。これに対し、他方のノズルチップ(52b)からの高圧水の吐出方向θ2は、中心軸(L)に対して一方のノズルチップ(52a)と逆側に２５〜３０゜程度の角度で傾斜する。他方のノズルチップ(52b)の傾斜角度θ2は、一方のノズルチップ(52a)の傾斜角度θ1よりも大きく、一方のノズルチップ(52a)及び他方のノズルチップ(52b)からそれぞれ吐出される高圧水は、ノズル装置(50)が中心軸(L)を中心に回転するので２重の円錐状の軌跡を描き、２重の円錐状の高圧水流により効率的にコンクリート建造物(11)の削孔作業を行うことができる。 The discharge direction θ 1 of the high-pressure water from one nozzle tip (52a) is inclined at an angle of about 10 to 15 °, for example, on the opposite side to the other nozzle tip (52b) with respect to the central axis (L). On the other hand, the discharge direction θ 2 of high-pressure water from the other nozzle tip (52b) is inclined at an angle of about 25 to 30 ° on the opposite side to the one nozzle tip (52a) with respect to the central axis (L). To do. The inclination angle θ 2 of the other nozzle tip (52b) is larger than the inclination angle θ 1 of one nozzle tip (52a), and the nozzle tip (52a) and the other nozzle tip (52b) are respectively discharged. The high-pressure water draws a double-conical trajectory because the nozzle device (50) rotates around the central axis (L), and the double-conical high-pressure water stream efficiently draws the concrete building (11). Drilling work can be performed.
ノズル装置(50)の寸法は、形成する孔の大きさ等の条件により適宜設定されるが、図５に示す橋脚の耐震補強を目的とする貫通孔を形成する場合では、直径２６mmのＰＣ（プレストレストコンクリート）鋼棒を通す貫通孔の径は、６０〜７０mm程度とされ、ノズル装置(50)の幅寸法Ｗ1を５５mm程度、中心軸(L)から他方のノズルチップ(52b)の側部までの幅寸法Ｗ2を４０mm程度、厚みｔを２６mm程度とする。また、一方及び他方のノズルチップ(52a,52b)のオリフィス径は、１.５mm程度に設定される。 The dimensions of the nozzle device (50) are appropriately set according to conditions such as the size of the hole to be formed, but in the case of forming a through hole for the purpose of seismic reinforcement of the pier shown in FIG. Prestressed concrete) The diameter of the through hole through which the steel rod passes is about 60 to 70 mm, the width W 1 of the nozzle device (50) is about 55 mm, and the side of the other nozzle tip (52b) from the center axis (L) The width dimension W 2 is about 40 mm, and the thickness t is about 26 mm. The orifice diameter of one and the other nozzle tips (52a, 52b) is set to about 1.5 mm.
次に、ウォータジェット(10)によるコンクリート建造物(11)に対する削孔する際に、橋脚中の鉄筋(12)のピッチは、主筋及び帯筋が共に１００mm程度であり、６０〜７０mm径の貫通孔を鉄筋(12)により形成される１００mm×１００mmの桝目内に形成する。また、コンクリート中の骨材の最大直径は、２５mm程度であり、直径６０〜７０mmの貫通孔を支障なく形成できる。橋脚の厚さは、３m程度であり、必要な本数の単位給水管(13a)を連結することにより給水管(13)を壁厚以上の長さに形成できる。単位給水管(13a)は、予め必要本数を連結してもよいが、作業スペースが十分に確保できない場合では順次継ぎ足しながら削孔作業を行うことも可能である。 Next, when drilling holes in the concrete structure (11) by the water jet (10), the pitch of the reinforcing bars (12) in the pier is about 100 mm for both the main bars and the band bars, and the penetration of 60 to 70 mm diameter. A hole is formed in a grid of 100 mm × 100 mm formed by the reinforcing bar (12). Further, the maximum diameter of the aggregate in the concrete is about 25 mm, and a through hole having a diameter of 60 to 70 mm can be formed without hindrance. The thickness of the pier is about 3 m, and the water supply pipe (13) can be formed longer than the wall thickness by connecting the necessary number of unit water supply pipes (13a). The required number of unit water supply pipes (13a) may be connected in advance. However, when a sufficient work space cannot be secured, it is possible to perform the drilling work while sequentially adding.
ウォータジェット(10)によりコンクリート建造物(11)に貫通孔を削孔するには、まず、削孔位置付近のコンクリート建造物(11)の表層部を破砕し、内部に埋設されている鉄筋(12)を露出させて鉄筋(12)の位置を確認し、削孔位置を決定する予備斫り（よびはつり）を行う。橋脚の耐震補強工事では、複数の貫通孔を上下に並べて形成するので、図５に示すように、コンクリート建造物(11)の表層部を上下方向に溝状に破砕する。しかしながら、予備斫りの範囲は、削孔位置付近の鉄筋(12)の位置を確認できれば適宜の範囲でよい。また、従来のようにハンマーやコンクリートブレーカ等のウォータジェット以外の破砕道具を用いて予備斫りを行えるが、振動又は騒音及びコンクリート材の粉塵が周囲に飛散せずに、ウォータジェット(10)を使用して予備斫りを行うことが好ましい。ウォータジェット(10)を用いて予備斫りを行うとき、ノズル装置(50)を斫りに適する形態のノズルに交換すると共に、水圧や水量を斫りに適するように調節する。しかしながら、予備斫りと削孔作業とを異なるウォータジェットにより行ってもよい。 In order to drill a through hole in a concrete building (11) with a water jet (10), first, the surface layer part of the concrete building (11) near the drilling position is crushed, and the reinforcing bars ( Expose 12), confirm the position of the rebar (12), and perform preliminary drilling (and hanging) to determine the drilling position. In the seismic reinforcement work for bridge piers, a plurality of through holes are formed side by side, so that the surface layer portion of the concrete building (11) is crushed into a groove shape in the vertical direction as shown in FIG. However, the range of the preliminary cutting may be an appropriate range as long as the position of the reinforcing bar (12) near the drilling position can be confirmed. In addition, as in the past, preliminary crushing can be carried out using a crushing tool other than a water jet such as a hammer or a concrete breaker, but the water jet (10) can be used without vibration or noise and dust of concrete material being scattered around. It is preferred to use and pre-brush. When the preliminary jetting is performed using the water jet (10), the nozzle device (50) is replaced with a nozzle having a form suitable for turning, and the water pressure and the amount of water are adjusted so as to be suitable for turning. However, the preliminary drilling and the drilling operation may be performed by different water jets.
予備斫りの前又は後にウォータジェット(10)を削孔位置の近傍に配置し、昇降架台(30)を昇降させる。また、送り機構(25)を左右に移動して、給水管(13)の先端のノズル装置(50)をコンクリート建造物(11)の削孔位置に導き、給水管(13)の中心軸(L)方向を貫通方向に整合させる。次に、回転機構(15)により給水管(13)とノズル装置(50)とを共に中心軸(L)を中心として回転させながら、高圧ポンプユニット(17)から高圧水を給水管(13)に供給し、ノズル装置(50)から高圧水をコンクリート建造物(11)にジェット噴出して、削孔作業を行い、適宜送り機構(25)により給水管(13)を前進させる。 The water jet (10) is arranged in the vicinity of the drilling position before or after the preliminary drilling, and the lifting platform (30) is moved up and down. Further, the feed mechanism (25) is moved left and right, the nozzle device (50) at the tip of the water supply pipe (13) is guided to the drilling position of the concrete building (11), and the central axis of the water supply pipe (13) ( L) Align the direction with the penetration direction. Next, while rotating both the water supply pipe (13) and the nozzle device (50) around the central axis (L) by the rotation mechanism (15), high-pressure water is supplied from the high-pressure pump unit (17) to the water supply pipe (13). Then, high-pressure water is jetted from the nozzle device (50) to the concrete building (11), drilling work is performed, and the feed pipe (13) is advanced by the feed mechanism (25) as appropriate.
高圧水の水圧及び水量並びにノズル装置(50)の回転速度及び前進速度は、適宜設定される。例えば、水圧は８００〜１０００kgf/cm2（約７８４０〜９８００N/cm2）程度、水量は毎分６０〜８０リットル程度、ノズル装置(50)の回転速度は毎分５０回転程度、ノズル装置(50)の前進速度は毎分８０mm程度である。ウォータジェットによりコンクリートを切断する場合の水圧は、１０００〜２４００kgf/cm2（約９８００〜２３５２０N/cm2）程度、水量は毎分１０〜３０リットル程度であるのに対し、削孔作業では、水圧は低圧、水量は２倍以上に設定される。従って、ウォータジェットによりコンクリートを切断する場合は、高水圧で小水量とするのに対し、削孔を行う場合は、切断の場合に比較して低水圧で大水量とされる。 The water pressure and amount of high-pressure water, and the rotation speed and forward speed of the nozzle device (50) are set as appropriate. For example, the water pressure is about 800 to 1000 kgf / cm 2 (about 7840 to 9800 N / cm 2 ), the amount of water is about 60 to 80 liters per minute, the rotation speed of the nozzle device (50) is about 50 rotations per minute, the nozzle device (50 ) Forward speed is about 80mm per minute. The water pressure when cutting concrete with a water jet is about 1000 to 2400 kgf / cm 2 (about 9800 to 23520 N / cm 2 ), and the water volume is about 10 to 30 liters per minute. Is set to low pressure and water volume more than double. Therefore, when cutting concrete with a water jet, a small amount of water is obtained at a high water pressure, whereas when drilling is performed, a large amount of water is obtained at a lower water pressure than in the case of cutting.
ウォータジェットを使用することにより、鉄筋(12)を損傷せずにコンクリート建造物(11)に削孔作業を行うことができる。コンクリート中の骨材は、高圧水により削られないが、周囲のコンクリートが削り取られるとき、コンクリートから剥離し脱落する。削孔によって発生する削りガラは、ノズル装置(40)から吐出される水により孔の入口側に向かい押し流され、水と共に排出される。毎分６０〜８０リットル程度の吐出水量でノズル装置(50)から水を噴出すれば、骨材を含む削りガラを十分に排出させることができる。削りガラと共に排出される水を回収し、削りガラを分離除去した水を高圧ポンプユニット(17)に送り、再利用してもよい。 By using the water jet, it is possible to drill a hole in the concrete structure (11) without damaging the reinforcing bars (12). Aggregate in concrete is not scraped by high-pressure water, but when the surrounding concrete is scraped off, it peels off from the concrete and falls off. The shaving generated by the drilling hole is pushed away toward the inlet side of the hole by the water discharged from the nozzle device (40) and discharged together with the water. If water is ejected from the nozzle device (50) at a discharge water amount of about 60 to 80 liters per minute, the shavings including aggregate can be sufficiently discharged. The water discharged together with the shaving glass may be collected, and the water from which the shaving glass has been separated and removed may be sent to the high-pressure pump unit (17) for reuse.
以上のように、ノズル装置(50)を回転及び前進させてコンクリート建造物(11)を削孔し、ノズル装置(50)がコンクリート建造物(11)の裏面側に到達すれば貫通孔が形成される。コンクリート建造物(11)の裏面側まで貫通孔が形成される際に、高圧水が貫通孔の出口から周囲に激しく飛散するので、貫通孔の出口部を鋼板等の防護材により覆って周囲への飛散を防止してもよい。この後、給水管(13)及びノズル装置(50)をコンクリート建造物(11)の他の削孔位置に移動させ、同様の手順により他の貫通孔を形成する。 As described above, the nozzle device (50) is rotated and advanced to drill the concrete building (11), and if the nozzle device (50) reaches the back side of the concrete building (11), a through hole is formed. Is done. When the through-hole is formed to the back side of the concrete building (11), high-pressure water violently scatters from the through-hole outlet to the surroundings, so cover the outlet of the through-hole with a protective material such as a steel plate. May be prevented from scattering. Thereafter, the water supply pipe (13) and the nozzle device (50) are moved to other drilling positions of the concrete building (11), and other through holes are formed by the same procedure.
ウォータジェット(10)によってコンクリート建造物(11)に削孔作業を行えば、従来のコアボーリングによる削孔作業とは異なり、鉄筋(12)を切断又は損傷せず、残りのコンクリート建造物(11)にマイクロクラックが生じない。ウォータジェット(10)による削孔作業では、ノズル装置(50)の前進速度を毎分８０mm程度とすれば、壁厚１m当たり約１３分程度の削孔速度となり、３m壁厚を有する橋脚では、約４０分程度で１つの貫通孔を形成できる。削孔による削りガラは、水と共に孔内から排出されるので、従来の削孔作業のように削りガラを孔内から掻き出す手間がなく、高い作業効率が得られる。ウォータジェット(10)では、コンクリート建造物(11)の片側からのみの削孔作業が可能であるが、コンクリート建造物(11)の両側から削孔作業を行って貫通孔を形成してもよい。 When drilling the concrete building (11) with the water jet (10), unlike the conventional drilling by core boring, the reinforcing bar (12) is not cut or damaged, and the remaining concrete building (11 ) No microcracks. In drilling work with the water jet (10), if the forward speed of the nozzle device (50) is about 80 mm per minute, the drilling speed will be about 13 minutes per 1 m of wall thickness. One through hole can be formed in about 40 minutes. Since the shaving due to the drilling is discharged from the hole together with water, there is no need to scrape the shaving from the hole as in the conventional drilling operation, and high working efficiency can be obtained. In the water jet (10), drilling work is possible only from one side of the concrete building (11), but through holes may be formed by drilling work from both sides of the concrete building (11). .
給水管(13)を送り機構(25)により前進させかつ回転機構(16)によりウォータジェット(10)を回転させて、給水管(13)の先端に接続したノズル装置(50)を前進かつ回転させることができ、簡便な機構により安価に製作できる。また、同一形状かつ同一寸法の単位給水管(13a)を連結する給水管(13)は、延長が容易であり、コンクリート建造物(11)の壁厚が厚い場合又は作業スペースを十分に確保できない場合でも、容易に施行できる。更に、架台(26)及び昇降架台(30)によって、給水管(13)及びノズル装置(50)を水平方向及び垂直方向に移動できるので、多数の孔を連続的に形成することが容易となる。 The water supply pipe (13) is advanced by the feed mechanism (25) and the water jet (10) is rotated by the rotation mechanism (16), and the nozzle device (50) connected to the tip of the water supply pipe (13) is advanced and rotated. And can be manufactured inexpensively with a simple mechanism. In addition, the water supply pipe (13) connecting the unit water supply pipes (13a) of the same shape and the same dimensions is easy to extend, and when the wall thickness of the concrete building (11) is thick or sufficient work space cannot be secured. Even in cases, it can be easily enforced. Furthermore, since the water supply pipe (13) and the nozzle device (50) can be moved in the horizontal direction and the vertical direction by the gantry (26) and the lifting gantry (30), it is easy to form a large number of holes continuously. .
その後、橋脚の全周にわたって鋼板を巻立て、橋脚の中間部に形成した貫通孔にＰＣ鋼棒等の連結材を通し、連結材により橋脚の両面側の鋼板を連結すると、ＰＣ鋼棒は、中間帯鉄筋として機能する。鋼板と橋脚の外周面との間にグラウト材を充填し、鋼板により橋脚の変形を抑制する橋脚の耐震補強工事が完成する。 After that, the steel plate is wound around the entire circumference of the pier, a connecting material such as a PC steel rod is passed through the through hole formed in the middle portion of the pier, and the steel plates on both sides of the pier are connected by the connecting material, Functions as an intermediate rebar. A grouting material is filled between the steel plate and the outer peripheral surface of the pier, and the seismic reinforcement work for the pier is completed.
前記のように、従来の削孔作業では、削孔開始に先立ち、予めコンクリート建造物(11)の表層部を破砕する予備斫りを行って鉄筋(12)を露出させて鉄筋位置を確認し、鉄筋位置を避けて削孔位置を決定していた。しかしながら、補強工事を行う橋脚等のコンクリート建造物(11)では、老朽化と陸橋の橋脚への加重によりコンクリート建造物(11)内の鉄筋(12)が変形し、表層部の予備斫りだけでは、鉄筋(12)の正確な位置を確認することができない。このため、削孔開始後に、変形して削孔位置に突出した鉄筋(12)にノズル装置(50)が当たり削孔が阻止されることがあった。従って、特許文献１に記載されるように、従来のノズル装置(50)では、ノズル装置(50)が削孔に際して鉄筋(12)又は大径の骨材等の障害物に当接する場合に、ノズル装置(50)の姿勢及び向きを調節して障害物を回避するほかなく、コンクリート建造物の構造によっては、作業時間を延長する必要があった。
As described above, in the conventional drilling work, prior to the start of drilling, pre-grinding is performed in advance to crush the surface layer portion of the concrete building (11) to expose the reinforcing bar (12) and confirm the position of the reinforcing bar. The drilling position was determined avoiding the reinforcing bar position. However, in concrete structures (11) such as bridge piers that are reinforced, the reinforcing bars (12) in the concrete structure (11) are deformed due to aging and the load on the piers of the overpass, so that only preliminary surfacing of the surface layer Then, the exact position of the reinforcing bar (12) cannot be confirmed. For this reason, after the start of drilling, the nozzle device (50) may hit the reinforcing bar (12) which is deformed and protrudes to the drilling position, thereby preventing the drilling. Therefore, as described in
また、図８（ａ）に示すように、従来のノズル装置(50)では、フレーム(51)は凹凸の少ない偏平形状を有するが、ノズルユニット(52a,52b)がフレーム(51)から外部に突出するため、削孔作業の際に、ノズルユニット(52a,52b)が鉄筋(12)又はコンクリートに係止又は固着してフレーム(51)を円滑に孔内に押圧できなかった。更に、フレーム(51)又はノズルユニット(52a,52b)が鉄筋(12)又はコンクリートにより損傷し、図８（ｂ）に示すように、ノズルユニット(52a,52b)が変形して高圧水を正常に吐出できなくなる等の問題が起き、ノズルユニット(52a,52b)は短寿命であった。ノズルユニット(52a,52b)の損傷を抑制するために、図９（ａ）に示すように、凸部(55)をフレーム(51)の２個のノズルユニット(52a,52b)の間に形成するノズル装置(50)が提案されたが、図９（ｂ）に示すように、ノズルユニット(52a,52b)の損傷を十分に抑制することはできなかった。 Further, as shown in FIG. 8 (a), in the conventional nozzle device (50), the frame (51) has a flat shape with little unevenness, but the nozzle unit (52a, 52b) is external to the frame (51). Due to the protrusion, the nozzle unit (52a, 52b) was locked or fixed to the reinforcing bar (12) or concrete during the drilling operation, and the frame (51) could not be smoothly pushed into the hole. Further, the frame (51) or the nozzle unit (52a, 52b) is damaged by the reinforcing bar (12) or concrete, and the nozzle unit (52a, 52b) is deformed as shown in FIG. The nozzle unit (52a, 52b) has a short life. In order to suppress damage to the nozzle units (52a, 52b), as shown in FIG. 9 (a), a convex portion (55) is formed between the two nozzle units (52a, 52b) of the frame (51). Nozzle device (50) was proposed, but as shown in FIG. 9B, damage to the nozzle units (52a, 52b) could not be sufficiently suppressed.
更に、コンクリート建造物(11)内の鉄筋(12)を回避できない従来のノズル装置(50)では、特許文献１に記載されるように、予備斫りを省略できるが、コンクリートが無筋又は削孔位置が鉄筋位置に当たる懸念が全くない場合、コンクリート建造物(11)の表面上から内部に埋設された鉄筋(12)の位置を非破壊的に検知できる場合に限られていた。
Further, in the conventional nozzle device (50) that cannot avoid the reinforcing bar (12) in the concrete building (11), as described in
そこで、本発明は、ノズルユニットが鉄筋又はコンクリートによって係止又は固着せずにフレームを円滑に孔内に押圧できるウォータジェット用ノズル装置を提供することを目的とする。本発明は、鉄筋又はコンクリートによるノズルユニットの損傷を防止し、ノズルユニットの寿命を延長することができるウォータジェット用ノズル装置を提供することを目的とする。本発明は、連続的に削孔作業を行って作業時間の短縮できるウォータジェット用ノズル装置を提供することを目的とする。また、本発明は、予備斫りを省略できるウォータジェット用ノズル装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the nozzle apparatus for water jets which can press a flame | frame smoothly in a hole, without a nozzle unit being locked or fixed by a reinforcing bar or concrete. An object of this invention is to provide the nozzle apparatus for water jets which can prevent damage to the nozzle unit by a reinforcing bar or concrete, and can extend the lifetime of a nozzle unit. It is an object of the present invention to provide a water jet nozzle device capable of shortening the working time by continuously drilling. It is another object of the present invention to provide a water jet nozzle device that can eliminate preliminary turning.
本発明によるウォータジェット用ノズル装置は、フレーム(1)と、フレーム(1)に固定されたノズルユニット(2a,2b)とを備えている。フレーム(1)は、入口(3)と、フレーム(1)の中心軸(L0)に対して傾斜する中心軸(L1,L2)を有する少なくとも１個の出口(4a,4b)と、入口(3)と出口(4a,4b)との間に形成された内部通路(5)とを有する。フレーム(1)を回転しながら、内部通路(5)を通じてフレーム(1)の出口(4a,4b)に固定されたノズルユニット(2a,2b)から入口(3)から供給する水を高速で噴出する。フレーム(1)は、先端部(6)と、先端部(6)に対し円滑に接続されかつ先端部(6)から後方に向かい徐々に断面積が拡大する錐体部(7a,7b)と、錐体部(7a,7b)から後方に向かって形成されたフレーム本体(1a)とを備えている。錐体部(7a,7b)に形成された凹部(8a,8b)内に固定されたノズルユニット(2a,2b)は、凹部(8a,8b)を覆う錐体部(7a,7b)の仮想延長面(8c)より外部に突出しない。 The water jet nozzle device according to the present invention includes a frame (1) and nozzle units (2a, 2b) fixed to the frame (1). The frame (1) has an inlet (3) and at least one outlet (4a, 4b) having a central axis (L 1 , L 2 ) inclined with respect to the central axis (L 0 ) of the frame (1) And an internal passage (5) formed between the inlet (3) and the outlet (4a, 4b). While rotating the frame (1), the water supplied from the inlet (3) is ejected at high speed from the nozzle unit (2a, 2b) fixed to the outlet (4a, 4b) of the frame (1) through the internal passage (5). To do. The frame (1) includes a tip portion (6), and a cone portion (7a, 7b) that is smoothly connected to the tip portion (6) and gradually increases in cross-sectional area from the tip portion (6) to the rear. And a frame body (1a) formed rearward from the cone portions (7a, 7b). The nozzle unit (2a, 2b) fixed in the recess (8a, 8b) formed in the cone (7a, 7b) is an imaginary part of the cone (7a, 7b) covering the recess (8a, 8b). It does not protrude outward from the extension surface (8c).
先端部(6)から錐体部(7a,7b)にかけて円滑に接続されるので、ウォータジェットにより劣化したコンクリート、破砕されたコンクリート片又はコンクリート内に埋設された鉄筋等の障害物に先端部(6)が当接しても、先端部(6)及び錐体部(7a,7b)は障害物上を摺動し、フレーム(1)をコンクリートの内部に円滑に押圧することができる。また、ノズルユニット(2a,2b)は、錐体部(7a,7b)の仮想延長面(8c)より外側に突出しないので、フレーム(1)をコンクリートの内部に押圧するとき、ノズルユニット(2a,2b)が鉄筋又はコンクリートに対し係止したり、固着せずに、フレーム(1)を円滑に前方に押圧できると同時に、鉄筋又はコンクリートとの接触によるノズルユニット(2a,2b)の損傷を防止し、ノズルユニット(2a,2b)の寿命を延長することができる。従って、削孔装置の進行の妨げとなる障害物を回避するために、ノズル装置(40)を抜き出して別途削孔をやり直し又は削孔の向きを変える必要がなく、連続的に削孔作業を行うことができ、作業時間の短縮化を図ることができる。また、予めコンクリート建造物の表層面を破砕して、コンクリート建造物内の鉄筋の位置を確認する予備斫りを省略することも可能である。
Since it is smoothly connected from the tip (6) to the cone (7a, 7b), the tip (on the obstacles such as concrete deteriorated by water jet, crushed concrete pieces or reinforcing bars embedded in the concrete) Even if 6) abuts, the tip portion (6) and the cone portions (7a, 7b) slide on the obstacle, and the frame (1) can be smoothly pressed into the concrete. Further, since the nozzle unit (2a, 2b) does not protrude outward from the virtual extension surface (8c) of the cone part (7a, 7b), when the frame (1) is pressed into the concrete, the nozzle unit (
本発明のウォータジェット用ノズル装置は、削孔中にフレーム(1)がコンクリート建造物内の障害物を回避して、ノズルユニット(2a,2b)の寿命を延長することができると共に、連続的に削孔作業を行って作業時間の短縮化を図ることができる。 In the water jet nozzle device of the present invention, the frame (1) avoids obstacles in the concrete building during drilling, and the life of the nozzle unit (2a, 2b) can be extended. It is possible to reduce the working time by performing the drilling work.
以下、本発明によるウォータジェット用ノズル装置の一実施の形態を図１〜図４について説明する。これらの図面では図５〜図９と実質的に同一の箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、本発明によるウォータジェット用ノズル装置が適用されるウォータジェットの構造及びウォータジェットによる削孔作業の工程は、従来技術と略同一であるので、その説明を省略する。 An embodiment of a water jet nozzle device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In these drawings, parts that are substantially the same as those in FIGS. 5 to 9 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. The structure of the water jet to which the water jet nozzle device according to the present invention is applied and the hole drilling process by the water jet are substantially the same as those in the prior art, and thus the description thereof is omitted.
図１に示すように、本実施の形態によるウォータジェット用ノズル装置は、フレーム(1)と、フレーム(1)に固定された２個のノズルユニット(2a,2b)とを備えている。フレーム(1)は、湾曲した先端部(6)と、先端部(6)に円滑に接続されかつ先端部(6)から後方に向かい徐々に断面積が拡大する錐体部(7a,7b)と、錐体部(7a,7b)から後方に向かって形成されたフレーム本体(1a)とを備える。フレーム本体(1a)の外面には、偏平面(1b)が形成される。錐体部(7a,7b)は、凹部(8a,8b)を備え、凹部(8a,8b)は、錐体部(7a,7b)に対する相関として出口(4a,4b)の中心軸(L1,L2)に沿う円柱状に形成され、底壁(36)と、底壁(36)から外側に延伸する側壁(34)とを有する。 As shown in FIG. 1, the water jet nozzle device according to the present embodiment includes a frame (1) and two nozzle units (2a, 2b) fixed to the frame (1). The frame (1) has a curved tip portion (6), and a cone portion (7a, 7b) that is smoothly connected to the tip portion (6) and gradually increases in cross-sectional area from the tip portion (6) to the rear. And a frame body (1a) formed rearward from the cone portions (7a, 7b). A flat surface (1b) is formed on the outer surface of the frame body (1a). The cone part (7a, 7b) is provided with a recess (8a, 8b), and the recess (8a, 8b) is a central axis (L 1 ) of the outlet (4a, 4b) as a correlation with the cone part (7a, 7b). , L 2 ) and has a bottom wall (36) and a side wall (34) extending outward from the bottom wall (36).
フレーム(1)は、入口(3)と、フレーム(1)の中心軸(L0)に対して傾斜する中心軸(L1,L2)をそれぞれ有する２個の出口(4a,4b)と、入口(3)と各出口(4a,4b)との間に形成された内部通路(5)とを有する。出口(4a,4b)は、錐体部(7a,7b)に形成された凹部(8a,8b)内に開口する。フレーム(1)内には、２個の内部通路(5)が個別に形成され、各内部通路(5)の出口(4a,4b)にノズルユニット(2a,2b)が固定され、各内部通路(5)は、大きな断面積を有する入口(3)に個別に接続される。大きな断面積を有する入口(3)から個別に複数の内部通路(5)が接続されるので、流路抵抗による圧力損失が小さく、十分な流量の水を各内部通路(5)に分配することができ、内部通路(5)内での水の圧力損失を低減することができる。２個の出口(4a,4b)に固定された各ノズルユニット(2a,2b)の中心軸(L1,L2)は、フレーム(1)の中心軸(L0)に対し異なる角度で傾斜する。よって、２個のノズルユニット(2a,2b)により２重の円錐状の軌跡を描き高圧水を吐出するので、効率的に削孔を行うことができる。 The frame (1) has an inlet (3) and two outlets (4a, 4b) each having a central axis (L 1 , L 2 ) inclined with respect to the central axis (L 0 ) of the frame (1) And an internal passage (5) formed between the inlet (3) and the outlets (4a, 4b). The outlets (4a, 4b) open into recesses (8a, 8b) formed in the cone portions (7a, 7b). Two internal passages (5) are individually formed in the frame (1), and the nozzle unit (2a, 2b) is fixed to the outlet (4a, 4b) of each internal passage (5). (5) is individually connected to an inlet (3) having a large cross-sectional area. Since multiple internal passages (5) are individually connected from the inlet (3) having a large cross-sectional area, pressure loss due to flow path resistance is small, and a sufficient flow rate of water is distributed to each internal passage (5). The pressure loss of water in the internal passage (5) can be reduced. The central axes (L 1 , L 2 ) of the nozzle units (2a, 2b) fixed to the two outlets (4a, 4b) are inclined at different angles with respect to the central axis (L 0 ) of the frame (1). To do. Therefore, a double conical trajectory is drawn by the two nozzle units (2a, 2b) and high-pressure water is discharged, so that drilling can be performed efficiently.
図１に示すように、一方の出口(4a)は他方の出口(4b)よりも内側に配置されると共に、フレーム(1)の中心軸(L0)に対する他方の出口(4b)の傾斜角度が一方の出口(4a)の傾斜角度よりも大きい。一方の出口(4a)と他方の出口(4b)とによる高圧水の吐出方向の中心軸は、図２に示すように、全く異なる方向又は立体交差する方向であり、一方の出口(4a)と他方の出口(4b)とによる高圧水は、コンクリートに衝突する位置及び角度が相違する異なる３次元形状で噴出される。従って、一方の出口(4a)及び他方の出口(4b)によりそれぞれ吐出される高圧水は、２重の円錐状軌跡を描きかつ異なる角度と位置でコンクリートに衝突するため、効率的な削孔を行うことができる。図１及び図３に示すように、入口(3)は、フレーム本体(1a)の後部に形成され、フレーム(1)の中心軸(L0)に対して一定距離(R)だけ偏心する中心軸(L3)を有する。ノズル装置(40)の回転軸となる入口(3)の中心軸(L3)は、フレーム(1)の先端部(6)を通る中心軸(L0)に対し一定距離(R)だけ偏心するため、内側に位置する一方の錐体部(7a)と、外側に位置する他方の錐体部(7b)とが形成される。傾斜角度が小さく設定された一方の出口(4a)は、一方の錐体部(7a)の凹部(8a)内に固定され、傾斜角度が大きく設定された他方の出口(4b)は、他方の錐体部(7b)の凹部(8b)内に固定される。 As shown in FIG. 1, the one outlet (4a) is disposed on the inner side of the other outlet (4b), and the inclination angle of the other outlet (4b) with respect to the central axis (L 0 ) of the frame (1) Is larger than the inclination angle of one outlet (4a). As shown in FIG. 2, the central axis of the discharge direction of the high-pressure water by one outlet (4a) and the other outlet (4b) is a completely different direction or a three-dimensional crossing direction. The high-pressure water from the other outlet (4b) is ejected in different three-dimensional shapes with different positions and angles that collide with the concrete. Therefore, high-pressure water discharged from one outlet (4a) and the other outlet (4b) draws a double conical trajectory and collides with concrete at different angles and positions. It can be carried out. As shown in FIGS. 1 and 3, the inlet (3) is formed at the rear part of the frame main body (1a) and is decentered by a fixed distance (R) with respect to the central axis (L 0 ) of the frame (1). It has an axis (L 3 ). The central axis (L 3 ) of the inlet (3), which is the rotation axis of the nozzle device (40), is eccentric by a fixed distance (R) with respect to the central axis (L 0 ) passing through the tip (6) of the frame (1). Therefore, one cone part (7a) located inside is formed, and the other cone part (7b) located outside is formed. One outlet (4a) with a small inclination angle is fixed in the recess (8a) of one cone part (7a), and the other outlet (4b) with a large inclination angle is It is fixed in the recess (8b) of the cone part (7b).
フレーム(1)は、例えば鉄等の金属又はセラミック等の非金属により形成され、フレーム(1)の先端部(6)は、削孔すべきコンクリート面に当接しても変形しない十分な機械的強度を有する。フレーム(1)の寸法は、コンクリート建造物(11)に形成する開口部(11a)の大きさ等の条件により適宜設定される。例えば、従来と同様に、形成される貫通孔の直径を６０〜７０mmとすると、フレーム(1)の外径を４０〜５５mm程度に設定する。この際の一定距離(R)は、例えば、３〜５mm程度に設定される。しかしながら、一定距離(R)は、フレーム(1)の寸法により適宜設定してよい。フレーム(1)の錐体部(7a,7b)の錐面の角度θは、フレーム(1)の中心軸(L0)に対して１０〜４５゜、好ましくは２０〜３５゜に形成される。 The frame (1) is made of, for example, a metal such as iron or a non-metal such as ceramic, and the front end (6) of the frame (1) is sufficiently mechanical so that it does not deform even if it contacts the concrete surface to be drilled. Has strength. The dimensions of the frame (1) are appropriately set according to conditions such as the size of the opening (11a) formed in the concrete building (11). For example, as in the conventional case, if the diameter of the formed through hole is 60 to 70 mm, the outer diameter of the frame (1) is set to about 40 to 55 mm. The constant distance (R) at this time is set to about 3 to 5 mm, for example. However, the constant distance (R) may be set as appropriate depending on the dimensions of the frame (1). The angle θ of the conical surface of the cone portions (7a, 7b) of the frame (1) is formed to be 10 to 45 °, preferably 20 to 35 ° with respect to the central axis (L 0 ) of the frame (1). .
ノズルユニット(2a,2b)は、錐体部(7a,7b)に形成された凹部(8a,8b)内に固定され、フレーム(1)の出口(4a,4b)と同軸に保持されたノズルチップ(32)と、フレーム(1)の出口(4a,4b)に固定されかつノズルチップ(32)を出口(4a,4b)内に保持するスリーブ(33)とを有する。図１に示すように、ノズルチップ(32)は、内部にオリフィスを有し、外部にフランジ部を有する。出口(4a,4b)は、内部通路(5)に対して大きい径を有し、ノズルチップ(32)は、出口(4a,4b)と内部通路(5)との間に形成された段部にフランジ部が当接して配置される。出口(4a,4b)内に入れられるスリーブ(33)の挿入部及びフレーム(1)の出口(4a,4b)内は、それぞれ雄ねじと雌ねじとにねじ切り加工され、スリーブ(33)を出口(4a,4b)に固定することができる。
The nozzle unit (2a, 2b) is fixed in the recess (8a, 8b) formed in the cone part (7a, 7b) and is held coaxially with the outlet (4a, 4b) of the frame (1) The tip (32) has a sleeve (33) fixed to the outlet (4a, 4b) of the frame (1) and holding the nozzle tip (32) in the outlet (4a, 4b). As shown in FIG. 1, the nozzle tip (32) has an orifice inside and a flange portion on the outside. The outlet (4a, 4b) has a larger diameter than the internal passage (5), and the nozzle tip (32) is a step formed between the outlet (4a, 4b) and the internal passage (5). The flange portion is disposed in contact with the flange. The insertion portion of the sleeve (33) to be placed in the outlet (4a, 4b) and the inside of the outlet (4a, 4b) of the frame (1) are threaded into male and female threads, respectively, and the sleeve (33) is passed through the outlet (
図２に示すように、スリーブ(33)の外面(37)は、図示しない工具を装着する六角形断面を有し、フレーム(1)の凹部(8a,8b)を形成する側壁(34)とスリーブ(33)との間に間隙(35)が形成される。図示の例では、スリーブ(33)の外面(37)は、図示しない工具が装着される六角形断面で形成されるが、六角形断面に限定されず、多角形断面又は円形断面の一部に切欠部を形成した非円形断面に形成することができる。また、スリーブ(33)の外面(37)を円形断面に形成し、スリーブ(33)の内面(38)を六角形断面、多角形断面又は円形断面の一部に切欠部を形成した非円形断面に形成することができる。 As shown in FIG. 2, the outer surface (37) of the sleeve (33) has a hexagonal cross section for mounting a tool (not shown), and a side wall (34) that forms the recesses (8a, 8b) of the frame (1). A gap (35) is formed between the sleeve (33). In the illustrated example, the outer surface (37) of the sleeve (33) is formed with a hexagonal cross section to which a tool (not shown) is attached, but is not limited to a hexagonal cross section, and is formed on a polygonal cross section or a part of a circular cross section. It can be formed in a non-circular cross section in which a notch is formed. Further, the outer surface (37) of the sleeve (33) is formed in a circular cross section, and the inner surface (38) of the sleeve (33) is formed in a hexagonal cross section, a polygonal cross section, or a non-circular cross section in which a notch is formed in a part of the circular cross section. Can be formed.
ノズルチップ(32)は、例えばステンレスにより形成され、スリーブ(33)は、例えばフレーム(1)と同様に鉄又はセラッミック等の材料により形成される。一方のノズルユニット(2a)による高圧水の吐出方向は、中心軸(L0)に対して他方のノズルユニット(2b)と逆側に例えば１０〜１５゜程度の角度で傾斜する。これに対し、他方のノズルユニット(2b)による高圧水の吐出方向は、中心軸(L0)に対して一方のノズルユニット(2a)と逆側に２５〜３０゜程度の角度で傾斜する。ノズルチップ(32)のオリフィス径は、１.４〜１.７mm程度に設定される。 The nozzle tip (32) is made of, for example, stainless steel, and the sleeve (33) is made of, for example, a material such as iron or ceramic like the frame (1). The discharge direction of the high-pressure water from one nozzle unit (2a) is inclined at an angle of about 10 to 15 °, for example, on the opposite side to the other nozzle unit (2b) with respect to the central axis (L 0 ). On the other hand, the discharge direction of the high-pressure water by the other nozzle unit (2b) is inclined at an angle of about 25-30 ° to the opposite side of the one nozzle unit (2a) with respect to the central axis (L 0 ). The orifice diameter of the nozzle tip (32) is set to about 1.4 to 1.7 mm.
図１〜図３に例示するノズル装置(40)を組み立てる際に、まず、フレーム(1)を用意し次に、フレーム(1)の凹部(8a,8b)内に開口した出口(4a,4b)にノズルユニット(2a,2b)を固定する。図２に示すように、外面(37)が六角形状のスリーブ(33)を、例えばボックスレンチ等の工具により強固に固定する。図示しないが、六角穴付ボルト形状のスリーブを例えば六角レンチ等の工具により着脱させてもよい。スリーブ(33)の内面(38)又は外面(37)に装着した工具を回転することにより、ノズルユニット(2a,2b)をフレーム(1)に対し容易に着脱することができる。スリーブ(33)は、底壁(36)に着座される。図１〜図３に示すように、本実施の形態のノズル装置(40)では、凹部(8a,8b)の側壁(34)とスリーブ(33)又は出口(4a,4b)との間に工具を使用できる間隙(35)を有するので、フレーム(1)の凹部(8a,8b)内にノズルユニット(2a,2b)を固定することができる。間隙を有する凹部を備えない図７〜図９に示す従来のノズル装置(50)では、工具を使用するためにノズルユニット(52a,52b)のスリーブ(33)をフレーム(51)の外部に突出させなければならない。 When assembling the nozzle device (40) illustrated in FIGS. 1 to 3, first, the frame (1) is prepared, and then the outlets (4a, 4b) opened in the recesses (8a, 8b) of the frame (1). ) To fix the nozzle unit (2a, 2b). As shown in FIG. 2, a sleeve (33) having an outer surface (37) having a hexagonal shape is firmly fixed by a tool such as a box wrench. Although not shown, the hexagon socket head bolt-shaped sleeve may be attached and detached with a tool such as a hexagon wrench. The nozzle unit (2a, 2b) can be easily attached to and detached from the frame (1) by rotating the tool attached to the inner surface (38) or the outer surface (37) of the sleeve (33). The sleeve (33) is seated on the bottom wall (36). As shown in FIGS. 1 to 3, in the nozzle device (40) of the present embodiment, a tool is provided between the side wall (34) of the recess (8a, 8b) and the sleeve (33) or the outlet (4a, 4b). Therefore, the nozzle unit (2a, 2b) can be fixed in the recess (8a, 8b) of the frame (1). In the conventional nozzle device (50) shown in FIG. 7 to FIG. 9 that does not include a recess having a gap, the sleeve (33) of the nozzle unit (52a, 52b) protrudes outside the frame (51) in order to use a tool. I have to let it.
組み立てられたノズル装置(40)は、高圧水を供給するウォータジェット(10)の給水管(13)の先端に装着される。給水管(13)は、フレーム(1)の入口(3)に接続される。スリーブ(33)とフレーム(1)の出口(4a,4b)と同様に、フレーム(1)に接続される給水管(13)の挿入部及びフレーム(1)の入口(3)内は、それぞれ雄ねじと雌ねじとにねじ切り加工され、給水管(13)をフレーム(1)の入口(3)に固定することができる。フレーム(1)の出口(4a,4b)に固定されたノズルユニット(2a,2b)は、凹部(8a,8b)を覆う錐体部(7a,7b)の仮想延長面(8c)より外部に突出しない。 The assembled nozzle device (40) is attached to the tip of the water supply pipe (13) of the water jet (10) for supplying high-pressure water. The water supply pipe (13) is connected to the inlet (3) of the frame (1). Like the sleeve (33) and the outlet (4a, 4b) of the frame (1), the insertion part of the water supply pipe (13) connected to the frame (1) and the inside of the inlet (3) of the frame (1) are respectively The water pipe (13) can be fixed to the inlet (3) of the frame (1) by being threaded into male and female threads. The nozzle unit (2a, 2b) fixed to the outlet (4a, 4b) of the frame (1) is outside the virtual extension surface (8c) of the cone part (7a, 7b) covering the recess (8a, 8b). Does not protrude.
従来と同様に給水管(13)に装着されたノズル装置(40)は、コンクリート建造物(11)に面する位置に配置され、削孔作業が行われる。ウォータジェット(10)は、フレーム(1)を回転しながら、入口(3)から供給する水を内部通路(5)を通じてノズルユニット(2a,2b)から高速で噴出する。図４に示すように、フレーム(1)は、先端部(6)から錐体部(7a,7b)にかけて円滑に接続されるので、ウォータジェット(10)により劣化したコンクリート、破砕されたコンクリート片又はコンクリート内に埋設された鉄筋(12)等の障害物に先端部(6)が当接しても、先端部(6)及び錐体部(7a,7b)は障害物上を摺動し、フレーム(1)をコンクリートの内部に円滑に押圧することができる。また、フレーム(1)の錐体部(7a,7b)の錐面の角度θは、１０゜〜４５゜の範囲に設定されるので、フレーム(1)をコンクリートの内部に良好に押圧することができる。錐体部(7a,7b)の錐面の角度θは、１０゜より小さい角度ではフレーム(1)の先端部(6)の機械的強度を十分に得ることができず、４５゜より大きい角度ではフレーム(1)の錐体部(7a,7b)の錐面とコンクリート建造物(11)内の障害物との摩擦が大きくなり、良好に障害物を回避できない。 The nozzle device (40) attached to the water supply pipe (13) is arranged at a position facing the concrete building (11) as in the conventional case, and drilling work is performed. The water jet (10) jets water supplied from the inlet (3) at high speed from the nozzle unit (2a, 2b) through the internal passage (5) while rotating the frame (1). As shown in FIG. 4, since the frame (1) is smoothly connected from the tip (6) to the cones (7a, 7b), the concrete deteriorated by the water jet (10), the crushed concrete pieces Or even if the tip (6) abuts against an obstacle such as a reinforcing bar (12) embedded in concrete, the tip (6) and the cone (7a, 7b) slide on the obstacle, The frame (1) can be smoothly pressed into the concrete. Also, since the angle θ of the cone surface of the cone part (7a, 7b) of the frame (1) is set in the range of 10 ° to 45 °, the frame (1) should be pressed well into the concrete. Can do. If the angle θ of the cone surface of the cone portions (7a, 7b) is smaller than 10 °, the mechanical strength of the tip portion (6) of the frame (1) cannot be sufficiently obtained, and the angle θ is larger than 45 °. Then, the friction between the conical surface of the cone portions (7a, 7b) of the frame (1) and the obstacle in the concrete structure (11) increases, and the obstacle cannot be avoided well.
ノズルユニット(2a,2b)は、錐体部(7a,7b)の仮想延長面(8c)より外側に突出しないので、フレーム(1)をコンクリートの内部に押圧するとき、ノズルユニット(2a,2b)が鉄筋又はコンクリートに対し係止したり、固着せずに、フレーム(1)を円滑に前方に押圧できると同時に、鉄筋(12)又はコンクリートとの接触によるノズルユニット(2a,2b)の損傷を防止し、ノズルユニット(2a,2b)の寿命を延長することができる。従って、ウォータジェット(10)の進行の妨げとなる障害物を回避するために、ノズル装置(40)を抜き出して別途削孔をやり直し又は削孔の向きを変える必要がなく、連続的に削孔作業を行うことができ、作業時間の短縮化を図ることができる。 Since the nozzle unit (2a, 2b) does not protrude outward from the virtual extension surface (8c) of the cone part (7a, 7b), when pressing the frame (1) into the concrete, the nozzle unit (2a, 2b) ) Does not lock or stick to the reinforcing bar or concrete, and can smoothly press the frame (1) forward, and at the same time damage the nozzle unit (2a, 2b) due to contact with the reinforcing bar (12) or concrete. And the life of the nozzle unit (2a, 2b) can be extended. Therefore, in order to avoid obstacles that hinder the progress of the water jet (10), there is no need to remove the nozzle device (40) and perform another drilling or change the direction of the drilling, and continuously drilling holes. Work can be performed and work time can be shortened.
入口(3)の中心軸(L3)がフレーム(1)の中心軸(L0)に対して一定距離(R)だけ偏心するため、入口(3)の中心軸(L3)を回転軸として給水管(13)が回転したとき、フレーム(1)の先端部(6)は、回転軸から一定距離(R)だけ離間して回転する。このため、図４に示すように、先端部(6)の前方に鉄筋(12)等の障害物が存在しても、先端部(6)が他の位置に回転されたとき、障害物から逸れるので、先端部(6)が障害物に当接してフレーム(1)の前進が阻止されず、円滑にフレーム(1)をコンクリート内で前進させることができる。入口(3)の中心軸(L3)とフレーム(1)の中心軸(L0)とを同心に形成すると、削孔作業中にフレーム(1)の先端部(6)が障害物に当接した状態でノズル装置(40)が回転し続ける場合がある。 The central axis of the inlet (3) (L 3) for eccentrically by a predetermined distance (R) relative to the central axis (L 0) of the frame (1), the central axis of the inlet (3) (L 3) rotation axis When the water supply pipe (13) rotates, the tip (6) of the frame (1) rotates away from the rotation axis by a fixed distance (R). Therefore, as shown in FIG. 4, even if an obstacle such as a reinforcing bar (12) is present in front of the tip (6), when the tip (6) is rotated to another position, Since it deviates, the front-end | tip part (6) contact | abuts an obstruction and advancing of a flame | frame (1) is not prevented, but a flame | frame (1) can be advanced smoothly in concrete. When the center axis of the inlet (3) (L 3) and the central axis of the frame (1) and (L 0) is formed concentrically, the distal end portion (6) of the obstacle of the frame (1) during drilling operations those The nozzle device (40) may continue to rotate while in contact.
他方の出口(4b)は、ノズル装置(40)の回転軸に対してより外側に出る構造となり、他方の出口(4b)に固定されたノズルユニット(2b)は、コンクリート建造物(11)により大きな開口部(11a)を形成できる。従って、大きな開口部(11a)により削孔作業時にフレーム(1)が障害物との衝突を良好に回避することができる。コンクリート建造物(11)内の障害物を回避できる本実施の形態のノズル装置(40)を使用すれば、予めコンクリート建造物の表層面を破砕して、コンクリート建造物内の鉄筋の位置を確認する予備斫りを省略することも可能である。 The other outlet (4b) has a structure that protrudes more outward with respect to the rotation axis of the nozzle device (40), and the nozzle unit (2b) fixed to the other outlet (4b) is formed by the concrete building (11). A large opening (11a) can be formed. Therefore, the large opening (11a) can favorably avoid the frame (1) from colliding with an obstacle during the drilling operation. If the nozzle device (40) of this embodiment that can avoid obstacles in the concrete building (11) is used, the surface layer of the concrete building is crushed in advance and the position of the reinforcing bar in the concrete building is confirmed. It is also possible to omit the preliminary punching.
本発明は、図１〜図６に示す本実施の形態に限定されず、他の形態により実施可能であり、特許請求の範囲に該当する全ての変更を包含する。例えば、給水管(13)を回転させることでノズル装置(40)を回転させる構造ではなく、給水管(13)を固定してノズル装置(40)を給水管(13)に対して回転させる構造でもよい。錐体部(7a,7b)は、円錐形、角錐形、偏平円錐形、偏平角錐形、バレルフェイス型錐体形、テーパフェイス型錐体形、さら錐型錐体形から選択できる。本実施の形態では、２個の内部通路(5)、出口(4a,4b)及びノズルユニット(2a,2b)を示したが、１個の内部通路、出口及びノズルユニット又は３個若しくは４個等の更に多くの内部通路、出口及びノズルユニットを設けてもよい。一方のノズルユニット(2a)のノズルチップ径を他方のノズルユニット(2b)のノズルチップ径よりも大きく設定し、孔の中心部分に対する削孔量をより多くしてもよい。本発明によるノズル装置(40)を搭載したウォータジェット(10)は、壁式ＲＣ橋脚に対する耐震補強工事のみならず、道路橋又は鉄道橋等の陸橋以外のビルディング、競技場、ダム、堰、倉庫、護岸、渠壁等の一般の又は特殊のコンクリート建造物にも適用することができる。 The present invention is not limited to the present embodiment shown in FIGS. 1 to 6, and can be implemented in other forms and includes all modifications that fall within the scope of the claims. For example, instead of a structure in which the nozzle device (40) is rotated by rotating the water supply pipe (13), a structure in which the water supply pipe (13) is fixed and the nozzle device (40) is rotated with respect to the water supply pipe (13). But you can. The cone portion (7a, 7b) can be selected from a cone shape, a pyramid shape, a flat cone shape, a flat cone shape, a barrel face cone shape, a tapered face cone shape, and a countersink cone shape. In the present embodiment, two internal passages (5), outlets (4a, 4b) and nozzle units (2a, 2b) are shown, but one internal passage, outlet and nozzle unit, or three or four. More internal passages, outlets and nozzle units may be provided. The nozzle tip diameter of one nozzle unit (2a) may be set larger than the nozzle tip diameter of the other nozzle unit (2b) to increase the amount of drilling with respect to the center portion of the hole. The water jet (10) equipped with the nozzle device (40) according to the present invention is not only a seismic reinforcement work for a wall-type RC pier, but also a building, a stadium, a dam, a weir, a warehouse other than an overpass such as a road bridge or a railway bridge. It can also be applied to general or special concrete structures such as revetments, anchor walls.
本発明によるウォータジェット用ノズル装置の実施の形態では、下記の作用効果が得られる。
［１］ ノズルユニット(2a,2b)は、錐体部(7a,7b)の仮想延長面(8c)より外側に突出しないので、フレーム(1)をコンクリートの内部に円滑に押圧することができる。
［２］ よって、予備斫りを省略できる。
［３］ 鉄筋又はコンクリートによるノズルユニット(2a,2b)の損傷を防止し、ノズルユニット(2a,2b)の寿命を延長することができる。
［４］ コンクリート建造物(11)内の障害物を回避するためにノズル装置(40)を抜き出して別途削孔をやり直し又は削孔の向きを変える必要がないので、連続的に削孔作業を行うことができ、作業時間の短縮化を図ることができる。
［５］ 入口(3)の中心軸(L3)がフレーム(1)の中心軸(L0)に対して一定距離(R)だけ偏心するので、先端部(6)が障害物に当接してフレーム(1)の前進が阻止されず、円滑にフレーム(1)をコンクリート内で前進させることができる。
［６］ フレーム(1)の凹部(8a,8b)を形成する側壁(34)とスリーブ(33)との間に間隙(35)が形成されるので、スリーブ(33)の内面(38)又は外面(37)に装着した工具を回転することにより、ノズルユニット(2a,2b)をフレーム(1)に対し容易に着脱することができる。
In the embodiment of the nozzle device for a water jet according to the present invention, the following effects can be obtained.
[1] Since the nozzle unit (2a, 2b) does not protrude outward from the virtual extension surface (8c) of the cone portion (7a, 7b), the frame (1) can be smoothly pressed into the concrete. .
[2] Thus, preliminary turning can be omitted.
[3] The nozzle unit (2a, 2b) can be prevented from being damaged by reinforcing bars or concrete, and the life of the nozzle unit (2a, 2b) can be extended.
[4] There is no need to pull out the nozzle device (40) to avoid obstacles in the concrete building (11) and re-drill the hole or change the direction of the hole. This can be done and the working time can be shortened.
[5] Since the center axis (L 3 ) of the inlet (3) is eccentric by a fixed distance (R) with respect to the center axis (L 0 ) of the frame (1), the tip (6) abuts against the obstacle. Thus, the advance of the frame (1) is not prevented, and the frame (1) can be smoothly advanced in the concrete.
[6] Since a gap (35) is formed between the side wall (34) forming the recess (8a, 8b) of the frame (1) and the sleeve (33), the inner surface (38) of the sleeve (33) or The nozzle unit (2a, 2b) can be easily attached to and detached from the frame (1) by rotating the tool attached to the outer surface (37).
本発明のウォータジェット用ノズル装置は、ウォータジェットに搭載して、陸橋等のコンクリート建造物に良好に開口部を形成することができる。 The water jet nozzle device of the present invention can be mounted on a water jet to form an opening well in a concrete structure such as an overpass.
(1)・・フレーム、 (1a)・・フレーム本体、 (1b)・・偏平面、 (2a,2b)・・ノズルユニット、 (3)・・入口、 (4a,4b)・・出口、 (5)・・内部通路、 (6)・・先端部、 (7a,7b)・・錐体部、 (8a,8b)・・凹部、 (8c)・・仮想延長面、 (13)・・給水管、 (32)・・ノズルチップ、 (33)・・スリーブ、 (34)・・側壁、 (35)・・間隙、 (36)・・底壁、 (40)・・ノズル装置、 (L0,L1,L2,L3)・・中心軸、 (R)・・一定距離、 (1) ・ ・ Frame, (1a) ・ ・ Frame body, (1b) ・ ・ Uneven plane, (2a, 2b) ・ ・ Nozzle unit, (3) ・ ・ Inlet, (4a, 4b) ・ ・ Outlet, ( 5) ・ ・ Internal passage, (6) ・ ・ Tip, (7a, 7b) ・ ・ Cone, (8a, 8b) ・ ・ Recess, (8c) ・ ・ Virtual extension surface, (13) ・ ・ Water supply Pipe, (32) ・ ・ Nozzle tip, (33) ・ Sleeve, (34) ・ ・ Sidewall, (35) ・ ・ Gap, (36) ・ ・ Bottom wall, (40) ・ ・ Nozzle device, (L 0 , L 1 , L 2 , L 3 ) ・ ・ center axis, (R) ・ ・ constant distance,
Claims (10)
フレームは、入口と、フレームの中心軸に対して傾斜する中心軸を有する少なくとも１個の出口と、入口と出口との間に形成された内部通路とを有し、
フレームを回転しながら、内部通路を通じてフレームの出口に固定されたノズルユニットから入口から供給する水を高速で噴出するウォータジェット用ノズル装置において、
フレームは、先端部と、先端部に円滑に接続されかつ先端部から後方に向かい徐々に断面積が拡大する錐体部と、錐体部から後方に向かって形成されたフレーム本体とを備え、
錐体部に形成された凹部内に固定されたノズルユニットは、凹部を覆う錐体部の仮想延長面より外部に突出しないことを特徴とするウォータジェット用ノズル装置。 A frame and a nozzle unit fixed to the frame;
The frame has an inlet, at least one outlet having a central axis inclined with respect to the central axis of the frame, and an internal passage formed between the inlet and the outlet;
In a water jet nozzle device that spouts water supplied from an inlet from a nozzle unit fixed to an outlet of a frame through an internal passage while rotating the frame,
The frame includes a tip portion, a cone portion that is smoothly connected to the tip portion and whose cross-sectional area gradually increases from the tip portion toward the rear, and a frame main body formed from the cone portion toward the rear,
The nozzle unit for water jets, wherein the nozzle unit fixed in the recess formed in the cone portion does not protrude outside from a virtual extension surface of the cone portion covering the recess.
スリーブの内面又は外面は、工具を装着する非円形断面を有し、
フレームの凹部を形成する側壁とスリーブとの間に間隙を形成した請求項１〜７の何れか１項に記載のウォータジェット用ノズル装置。 The nozzle unit has a nozzle tip held coaxially with the outlet of the frame, and a sleeve fixed to the outlet of the frame and holding the nozzle tip in the outlet,
The inner or outer surface of the sleeve has a non-circular cross section for mounting the tool;
The water jet nozzle device according to any one of claims 1 to 7, wherein a gap is formed between the side wall forming the concave portion of the frame and the sleeve.
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