JP2009040582A - 鉛直移送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリート等の移送物の落下高さを小さくすることで、鉛直移送装置自体や混合装置等の付属物に損傷を与えるおそれがない鉛直移送装置を提供する。
【解決手段】移送物が鉛直に落下供給される中空の輸送管１ａ〜１ｅと、輸送管１ａ〜１ｅの鉛直部分の途中に設けられ、落下する移送物の全部が衝突する落下物貯溜部５と、を備える。輸送管１ａ〜１ｅを水平方向に互いにずらすと共に、鉛直方向に沿って一部をオーバーラップさせて互いに連通するように接続することを繰り返し、複数の輸送管１ａ〜１ｅを鉛直方向に連続させる。輸送管１ａ〜１ｅの下端部には、落下物貯溜部５を設け、落下してきた移送物Ｃが落下物貯溜部５に既に溜まっている先行した移送物Ｃに衝突して反発し、さらに鉛直方向に連続する輸送管内に移動し継続して落下する。
【選択図】図１

Description

この発明は、コンクリート、土砂、骨材等の鉛直移送装置に関し、特に、鉛直方向に落下供給されるコンクリート等の衝突による摩耗を抑制することができる鉛直移送装置に関する。

例えば、ダムや大型コンクリート建造物の建設では、コンクリートを高所から打設位置まで、鉛直方向に落下供給することが行われる。この場合、混練されたコンクリートを、移送管内でコンクリートを自由落下させると、落下距離が長ければ移送管やその他の移送装置の一部にコンクリートが高速で衝突し、その衝撃により移送装置に摩耗や損傷が発生することになる。
また、鉛直方向に落下するコンクリートの分離対策として、移送装置の下方にコンクリートの混合装置、混練装置等を接続した場合、これらの混合装置に高速で落下してきたコンクリートが衝突するので同様の問題が生じる。

このような問題を解決するため、例えば特許文献１に記載の発明では、コンクリートの鉛直移送経路の途中にバイパス路やバルブを設けて、自重による自由落下の速度を制御することが記載されている。

特許文献１には、上下接続管と、上下接続管間に連通接続されたバイパス管と、上接続管内に上下移動自在に設置され、上接続管とバイパス管との接続部に設けられた弁孔を開閉する弁体と、この弁体を上方に付勢するバネとを備え、弁体上に供給されたコンクリートの圧力が一定以上になると、弁体をバネの付勢力に抗して押し下げて、バイパス管からコンクリートを落下させるようにした装置が記載されている。このように作動する落下速度調整部が輸送管の鉛直部分の途中に設けられているので、コンクリートの落下高さが小さくなる。

一方、特許文献２に記載の発明では、管の内面に棚状突出部を設けたコンクリート搬送用シュートが開示されている。このシュートでは、落下するコンクリートが棚状突出部により落下が阻止され、また落下速度が低下して骨材の割れやシュートの破損を防止する。

特開２００６−２０５１１７号公報 特開２００１−１７３２３３号公報

しかしながら、このような従来の落下速度の制御手段には、次のような問題があった。
特許文献１の発明では、移送装置を構成している装置の一部分である弁体部分に落下する移送物が衝突するので、この部分を正常に機能させるためのメンテナンスがどうしても必要となる。第２に、バイパス路や弁体を設けると移送装置としての構造が複雑化するので、製造コストが高くなり、メンテナンス作業も複雑になる。

また特許文献２の発明では、棚状突出部に堆積したコンクリートに衝突しないコンクリート、すなわち棚状突出部に接しないでシュートの中央部を落下するコンクリートは落下距離が長くなり、いずれ移送装置や混合装置の一部に衝突する。したがって、特許文献２の発明では、全体としてコンクリートの衝突による破損等を抑制、低減することが可能でであるが、依然として高速落下するコンクリート等の移送物の衝突による破損等の問題は
残るので、前記装置の摩耗、破損が生じ得る。特に、高価なコンクリート等の混合装置を鉛直移送装置と共に用いる場合には、混合装置を摩耗や破損から保護する必要性が大きい。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてされたものであり、その目的とするところは、コンクリート等の移送物の落下高さを小さくすることで、移送装置や例えば混合装置等の付属物に損傷を与えるおそれがない鉛直移送装置を提供することにある。

上記課題を達成するために、本発明は次のような構成とした。すなわち、移送物が鉛直に落下供給される中空の輸送管内に、鉛直部分の途中に設けられ落下する移送物の全部が衝突する落下物貯溜部を設けた鉛直移送装置であって、
複数の前記輸送管を水平方向に互いにずらすと共に、鉛直方向に沿って一部をオーバーラップさせて互いに連通するように接続することを繰り返し、前記輸送管を鉛直方向に連続させ、かつ輸送管の下端部には前記落下物貯溜部を設け、落下してきた移送物が前記落下物貯溜部に既に溜まっている先行した移送物に衝突して反発し、さらに鉛直方向に連続する輸送管内に移動し継続して落下することを特徴とする。

本発明の鉛直移送装置は、複数の移送管の側面どうしが接して、移送管が互いにオーバーラップしながら鉛直方向に連続するようにして形成したものである。各移送管内では、先行する移送物の一部であり既に前記落下物貯溜部に溜まっている移送物に対して後続して落下する移送物が衝突し、移送物の位置エネルギーが減衰され、かつ前記貯溜部に貯溜されなかった移送物がさらに輸送管内を落下する。したがって、最初に落下、先行した移送物を除いて、移送物は落下物貯溜部に既に溜まっている移送物に衝突するが、直接に輸送管に衝突することはない。
なお、移送物としては、コンクリート、土砂、骨材、各種材料等が例示できる。

前記輸送管は、接続部分において移送物が水平移動しやすいように断面が四角の角柱が好適に用いられるが、これに限定されるものではない。例えば、円柱や四角形以外の多角形であってもよい。

このとき、落下してきた移送物の全てが落下物貯溜部に既に溜まっている移送物に衝突後、これに反発することで、さらに下方に連続する輸送管内に導入され落下を続ける。しかし、落下物貯溜部に既に溜まっている移送物に衝突するので、移送物の落下速度が大幅に抑制される。したがって、移送装置の一部や移送装置に接続した混合装置等に対して、移送物が激しく衝突して大きなダメージを与えることがなくなる。

また、落下する移送物が反発して連続する輸送管内に移動する箇所の輸送管内壁に沿って、移送物が内壁に衝突する衝撃を吸収するクッション材を配置することができる。このクッション材は、例えばゴム板、合成樹脂板等を用いることができる。

前記輸送管の下端には、移送物の混合用通路を形成する複数のエレメントを連続するように結合して構成される混合ボックス装置を接続することが可能である。このような混合ボックス装置によって、鉛直方向に落下している間に分離したコンクリート材料等について、セメントと骨材等を、再度混合して供給することができる。

混合ボックス装置としては、例えば、特開２０００−７０６９０号公報に記載された混練装置を使用することができる。これは、被混練材料を、断面形状の変化した変形通路内を通すことによって混練するための装置であって、装置本体内に並行配置された複数の変形通路を含むものである。しかし、混合装置としては、このようなものに限定されること
はない。

本発明によれば、コンクリート等の移送物の落下高さを小さくすることで、その落下速度が抑制される。したがって、移送物の高速落下によって移送装置及びこれに接続された混合装置等の付属物に損傷を与えるおそれがなくなる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１および図２は、本発明に係る鉛直移送装置を示し、図１はその全体構造を示す概略図、第２は要部の拡大図である。

図１に示す鉛直移送装置１は、コンクリート等の移送物Ｃが鉛直方向に落下供給される複数の輸送管１ａ、１ｂ・・１ｃ、１ｄ及び１ｅが設けられている。これらの輸送管１ａ、１ｂ・・は中空で、交互に水平方向にずれ、かつ長手方向に沿ってその一部が並列するように配置されている。これらは側面２ａ、２ｂ、２ｃ・・・が互いに接合した部分において連通している。そして、全体としては鉛直方向に連続するように接続されている。

すなわち、一の輸送管１ａの下端の左側面２ａに他の輸送管１ｂの上端の右側面２ｂが接し、輸送管１ｂの下端の右側面に次の輸送管１ｃの上端の左側面２ｃが接するように、輸送管１ａ、１ｂ・・・を左右交互に並設することが繰り返され、全体として屈曲部を有する輸送通路３が形成された鉛直移送装置１となっている。すなわち、一対の段違いのパイプ状の輸送管１ａ、１ｂ・・・を連続させたものである。

これらの輸送管１ａ〜１ｅは、鉛直方向に沿って水平方向にずれながら配置され、輸送管１ａ、１ｂどうしが接しているのはそれらの側面の一部である。図１では、上から１番目の輸送管１ａの下端に、さらに上から２番目の輸送管１ｂが水平方向にずれて輸送管１ａの左側面に接続され、同様に次の３番目の輸送管１ｃが反対の右側面に接続されている。このように、輸送管１ａ〜１ｃが、左右側面に交互に接続されながら、全体として鉛直方向に延び、その下方の輸送管も同様に配置されている。

また、輸送管１ｅの下端には、複数のエレメントを連結してなる混合装置１８が接続されている。このような混合装置１８の詳細な構造については後述する。

図２に示すように、輸送管１ａ〜１ｅは中空の四角柱であり、その内底部４の全面が落下物貯溜部５となっている。落下物貯溜部５は、落下してくる移送物Ｃが衝突するが、最初に落下した移送物Ｃの一部は落下物貯溜部５に溜まり、この溜まった移送物によりデッド８が形成される。その内底部４の側方に接続された次の輸送管との境界には、内底部４の端部からデッド形成用隔壁６が立ち上がるように設けられている。このデッド形成用隔壁６の上方は、連通口７となり、接続された輸送管１ａ、１ｂ・・が互いに連通している。

前記落下物貯溜部３には、後続の移送物Ｃが衝突するが、先に落下物貯溜部３に溜まっている移送物Ｃ（デッド８）に衝突して反発し、隣接する連通口７を通過して次の輸送管内に入り、さらに鉛直方向に落下する。このとき、移送物Ｃの落下速度は大幅に減衰する。このようにして、上方から落下供給される移送物Ｃに対する落下速度調整部１３が形成されている。

また、輸送管１ｅの上端には、開閉自在の蓋体９が設けられ、この蓋体９は、一端を軸に回動自在であり、輸送管１ｅの上面を開閉自在とすることで、点検口１１を形成してい
る。このような構成は、全て輸送管１ａ〜１ｅにおいて全て同様である。
この点検口１１から輸送管の内部の様子を確認でき、特に、クッション材の状態を確認して損傷程度が高ければ、それを交換することができる。

さらに、連通口７に対向する輸送管１の壁面には、前記点検口１１付近からクッション材１２が垂下している。このクッション材１２は長方形であり、軟性合成樹脂等の素材からなる柔軟性のある暖簾状のものである。このクッション材１２は縦方向（鉛直方向）に複数のスリットを形成したものであってもよい。このクッション材１２によって移送物Ｃが輸送管の内壁に衝突する際の衝撃が減衰される。

次に、移送物Ｃが各輸送管１ａ〜１ｅを通過して落下速度を減少させる作用を説明する。
最初に上方からベルトコンベア等の搬送装置１４やホッパ１５を経由して輸送管１ａ内に投入された移送物Ｃは、落下物貯溜部５に溜まり、デッド８を形成する。後続の移送物Ｃはこのデッド８に衝突して反発し、隣接する連通口７を通過して次の輸送管内に入る。このとき連通口７の奥い設けたクッション材１２に移送物が衝突し、輸送管１の内壁が損傷したり摩耗することがなくなる。

さらに引き続き移送物Ｃは、次の移送管１ｂ内を鉛直方向に落下する。また、次の移送管１ｂ内の落下物貯溜部５のデッド８に衝突し、移送物Ｃのほとんどは落下物貯溜部５に溜まることなく、デッド８への衝突を繰り返して減速されることを繰り返して、この鉛直移送装置１の下方に到達する。

このようにして移送物Ｃの落下速度が減速されるので、移送物Ｃの高速落下による鉛直移送装置１の内壁面等の損傷が回避される。また、上方から供給される全ての移送物Ｃがデッド８に衝突するので、従来装置のような一部の移送物Ｃの高速落下が防止される。
また、上記の鉛直移送装置１は、複数の輸送管１ａ、１ｂ・・にデッド形成用隔壁６と連通口７を設け、これらを接合するだけで簡単に設置することができる。

次に、この鉛直移送装置１の下方に接続した混合装置１８について説明する。
図３には、混合装置１８が概略的に示されている。この実施形態に係る混合装置１８は、二種類の箱状のエレメント１８ａ、１８ｂを交互に接続して構成されている。図４は、エレメント１８ａを示す斜視図である。

一方の種類のエレメント１８ａは、図に示されるように正方形をした両端部を備え、これら両端部には当該エレメントを相互に接続するためのフランジＦが形成されている。このフランジＦ、Ｆには、複数のボルト穴ｆ１が形成され、隣接するエレメント同士はこのボルト穴ｆ１を利用して端部同士がボルト止めされて接続される。このエレメント１８ａは、同じ方向に並んで配置された２つの変形通路１９、２０を備えている。図４に示されるように、このエレメント１８ａの一方の端部には、縦長の開口を左右に形成するように中央に仕切り壁２１が設けられている。この縦長の左右の開口が２つの変形通路１９、２０の各入口部１９ａ、２０ａとなる。

エレメント１８ａの他方の端部には、横長の開口を上下に形成するように中央に仕切り壁２２が設けられている。この横長の上下の開口が２つの変形通路１９、２０の各出口部１９ｂ、２０ｂとなる。すなわち、エレメント１８ａの入口側端部における仕切り壁２１と出口側端部における仕切り壁２２とは互いに９０度方向を異にして配置されている。したがって、変形通路１９、２０の２つの入口部１９ａ、２０ａの配列パターンは、長方形状の開口が左右に並んで形成され、また２つの出口部１９ｂ、２０ｂの配列パターンは、長方形状の開口が上下に並んで形成されている。

変形通路１９、２０の具体的形状について説明すると、各変形通路１９、２０は、その断面形状が入口部１９ａ、２０ａから出口部１９ｂ、２０ｂに向かって連続的に変化している。その変化の態様については、各変形通路１９、２０とも、任意の位置での断面積は入口部１９ａ、２０ａから出口部１９ｂ、２０ｂまで同じであり、断面の形状のみが連続的に変化している。

入口部１９ａ、２０ａはＸ方向に長い長方形であり、入口部１９ａ、２０ａと出口部１９ｂ、２０ｂの中間部においてはその断面形状が正方形となり、出口部１９ｂ、２０ｂにおいてはＸ方向に対して直交するＹ方向に長い長方形になるように形成されている。

そして、変形通路１９、２０の長さは同じである。従って、各変形通路１９、２０を通る被混合材料は、その断面形状がＸ方向に長い長方形から徐々に正方形に変化させられ、そこから更にＹ方向に長い長方形に徐々に変化させられることになる。

このエレメント１８ａでは、図４で見て左側に位置する入口部１９ａと上方に位置する出口部１９ｂとが変形通路１９で連通し、右側に位置する入口部２０ａと下方に位置する出口部２０ｂとが変形通路２０で連通している。

次に、もう１つの種類のエレメント１８ｂは、基本的には前述したエレメント１８ａと同じであるが、このエレメント１８ｂでは、左側に位置する入口部と下方に位置する出口部とが変形通路で連通し、右側に位置する入口部と上方に位置する出口部とが変形通路で連通している。すなわち、このエレメント１８ｂは、エレメント１８ａと各変形通路の各入口部と各出口部との連通態様を異にしている。

前述した２種類のエレメント１８ａ、１８ｂは、一方のエレメント１８ａの出口側端部に他方のエレメント１８ｂの入口側端部を、フランジＦ同士を密着させてボルトで接続されている。

前記２種類のエレメント１８ａ、１８ｂの接続部では、一方のエレメント１８ａにおける変形通路１９の出口部１９ｂが、他方のエレメント１８ｂにおける変形通路１９の入口部１９ａの半分と他の変形通路２０の入口部２０ａの半分とに連通し、また一方のエレメント１８ａにおける変形通路２０の出口部２０ｂは、他方のエレメント１８ｂにおける変形通路１９の入口部１９ａの残りの半分と他の変形通路２０の入口部２０ａの残りの半分とに連通することになる。そのため、一方のエレメント１８ａにおける各変形通路１９、２０を通過した被混合材料の半分づつが、他方のエレメント１８ｂのそれぞれの変形通路１９、２０内に入ることにより実質的に合流することになり、しかし１つの変形通路を通った被混合材料についてみると２つのエレメントの接続部で半分づつに分割されることになる。

したがって、２つのエレメント１８ａ、１８ｂの接続部である出口側端部と入口側端部とに形成されている各変形通路の各出口部と各入口部とが、被混合材料の合流分割手段を構成することになる。このようなエレメント１８ａ、１８ｂを図５に示されるように交互に直列に接続すれば、それぞれの接続部に被混合材料の合流分割手段が構成される。

次に、混合装置１８による混合方法について説明する。
混合装置１８に投入された、例えば小径砂礫Ｌとセメントについて、図５を参照しながら以下に説明する。なお、この工程図は、エレメント１８ａ、１８ｂを２個（２段）接続した場合における被混合材料即ち小径砂礫Ｌとセメントとの変化態様を、各エレメント１８ａ、１８ｂの入口側端部、中間部、出口側端部の領域についてモデル図的に示している
。

この図５から理解できるように、小径砂礫Ｌとセメントは、１段目のエレメント１８ａにおける入口側端部で２つの変形通路１９、２０に入り、その流れは結果的にＡ、Ｂの二つに分割される。この分割された被混合材料の各流状体断面形状は共にＸ方向に長い長方形である。次に、この１段目の中間部においては、被混合材料Ａ、Ｂの流状体断面形状は共に正方形に変化し、さらに、１段目の出口側端部においては、共に入口側の長手方向Ｘとは９０度異にするＹ方向に長い長方形に変化する。

上記のように、被混合材料Ａ、Ｂの各流状体断面形状は、Ｘ方向に長い長方形→正方形→Ｙ方向に長い長方形、と変化する。この変化する過程において、各変形通路１９、２０の内壁面によって連続的な圧縮作用を受けることになる。その結果、被混合材料の流状体自体に、特に断面の径方向についての連続的な対流現象が発生し、これにより第１次の混合作用が行われる。

次に、２段目のエレメント１８ｂの入口側端部における仕切り壁２２は、１段目のエレメントの出口側端部の仕切り壁２１と直角に交差しているため、１段目のエレメント１８ａの出口端部から出た被混合材料Ａ、Ｂは、図５に示されるようにそれぞれ左右に分割されてＡ／Ｂと、Ａ／Ｂとに分けられる。

そして、各変形通路１９、２０のそれぞれについて、被混合材料Ａ／Ｂが流れることになる。すなわち、２段目のエレメント１８ｂの入口側端部では、被混合材料Ａ、Ｂの一部がそれぞれ各変形通路１９、２０内で合流し、各通路内の被混合材料における流状体断面形状は共にＸ方向に長い長方形となる。

次に、２段目の中間部においては、被混合材料Ａ／Ｂの流状体断面形状が全体として正方形状に変化させられ、そして出口側端部においては共にＹ方向に長い長方形に変化させられる。この２段目においても、被混合材料Ａ／Ｂは、Ｘ方向に長い長方形→正方形→Ｙ方向に長い長方形、と変化する。

そして、その変化過程において、各変形通路１９、２０の内壁面によって連続的な圧縮作用を受けることになる。その結果、被混合材料の流状体自体に、特に断面の内外方向について連続的な対流現象が発生し、これにより第２次の混合作用が行われる。
３段目については、特に図示していないが、３段目以降は１段目、２段目と同様にして混合される。

以上、混合装置１８について説明したが、本実施の形態に係る鉛直移送装置１と混合装置１８を組み合わせることで、移送物の落下高さをきわめて小さくして装置の損傷を回避しつつ、鉛直方向の落下によって分離したセメントと骨材を混合し、コンクリートとして供給するという優れた効果を発揮する。すなわち、本実施の形態の装置によれば、鉛直移送装置の搬出端に独特な構成の混合装置を設置し、砂礫とこれに添加されたセメントとをこの混合装置によって混合するようにしたことから、コンクリートの混合時に生じる品質のばらつきが無くなり、しかも練り混ぜヤードなどを必要としないでコンクリートを製造することができる。

本発明の鉛直移送装置の基本構成を示す図である。 鉛直移送装置の要部の拡大図である。 混合装置を構成する二種のエレメントを接続した状態を示す斜視図である。 一のエレメントの構造を示す斜視図である。 混合装置による混合の工程を示す図である。

符号の説明

１ 鉛直移送装置
１ａ〜１ｅ 輸送管
２ａ、２ｂ 側面
３ 輸送通路
４ 内底面
５ 落下物貯溜部
６ デッド形成用隔壁
７ 連通口
８ デッド
９ 蓋体
１１ 点検口
１２ クッション材
１４ 搬送装置
１５ ホッパ
１８ 混合装置
１８ａ、１８ｂ エレメント
１９、２０ 変形通路
１９ａ、２０ａ 入口部
１９ｂ、２０ｂ 出口部
２１、２２ 仕切り壁

Claims (3)

1. 移送物が鉛直に落下供給される中空の輸送管内に、鉛直部分の途中に設けられ落下する移送物の全部が衝突する落下物貯溜部を設けた鉛直移送装置であって、
   複数の前記輸送管を水平方向に互いにずらすと共に、鉛直方向に沿って一部をオーバーラップさせて互いに連通するように接続することを繰り返し、前記輸送管を鉛直方向に連続させ、かつ輸送管の下端部には前記落下物貯溜部を設け、落下してきた移送物が前記落下物貯溜部に既に溜まっている先行した移送物に衝突して反発し、さらに鉛直方向に連続する輸送管内に移動し継続して落下することを特徴とする鉛直移送装置。
2. 落下する移送物が反発して連続する輸送管内に移動する箇所の輸送管内壁に沿って、移送物が内壁に衝突する衝撃を吸収するクッション材を配置したことを特徴とする請求項１に記載の鉛直移送装置。
3. 前記輸送管の下端に、移送物の混合用通路を形成する複数のエレメントを連続するように結合して構成される混合ボックス装置を接続したことを特徴とする請求項１又は２に記載の鉛直移送装置。

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