JP2014114570A - 穿孔用フラッシング媒体供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮空気に水を混入してなるミストをフラッシング媒体供給管路からドリフタに供給する場合に、水量の調整が容易であり、また、複数のドリフタで使用した場合であっても、水量の変化を抑制でき、さらに、圧縮空気に水を混入するための高圧水も不要とし得る穿孔用フラッシング媒体供給装置を提供する。
【解決手段】このフラッシング媒体供給装置１０は、フラッシング媒体供給管路１１に、上流から供給された圧縮空気に水を混入するルブリケータ２０が接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドリルジャンボ等の穿孔機械に装備されるフラッシング媒体供給装置に係り、フラッシング媒体供給管路からフラッシング媒体をドリフタに供給して穿孔した孔内をフラッシングし、穿孔作業中に発生する粉塵の飛散を防止するフラッシング媒体供給装置に関する。

ドリフタ（さく岩機）で岩盤を穿孔する場合、破砕した岩石（くり粉）を穿孔した孔内から排出する方法として、以下のフラッシング方法が行われている。
第一の方法はエアーフラッシング（エア穿孔）であり、エア穿孔では、圧縮空気をビット先端から出して孔内をフラッシングして穿孔する（例えば特許文献１参照）。エア穿孔は、主に坑外で使用することが多い。坑外は粉塵の影響が少なく、また、坑外の場合、水を供給する設備がなく（または不要であり）、垂直下向き穿孔の場合のくり粉の排出性が良いなどの理由からエア穿孔が行われている。穿孔機械としては、クローラドリルに適用される。

第二の方法はウォータフラッシング（水穿孔）であり、水穿孔では、増圧水をビット先端から出して孔内をフラッシングして穿孔する（例えば特許文献２参照）。水穿孔は、主に坑内で使用することが多い。理由は、エア穿孔と比べ、より粉塵を抑制することができるためである。穿孔機械としては、ドリルジャンボや、ファンカットドリルに適用される。

第三の方法は泡穿孔であり、泡穿孔では、圧縮空気に泡を混入したフラッシング媒体をビット先端から出して孔内をフラッシングして穿孔する（例えば特許文献３参照）。また、第四の方法はデタージェント穿孔（ベーパーミスト穿孔）であり、デタージェント穿孔は、圧縮空気に増圧水を混入したミストをビット先端から出して孔内をフラッシングして穿孔する穿孔方法である。

ところで、坑内の温度が低く、水が凍結してしまう場合や、坑内に水供給設備が無い場合にあっては、エア穿孔であると粉塵が問題となる。また、水穿孔であると大容量の水タンクが必要となるという問題がある。また、穿孔する対象が軟弱な地山（粘土層や泥を含む）であると、水穿孔を行った場合には、孔内を洗い流してしまい、孔壁が自立しないことがある。

このようなときには、上記泡穿孔やデタージェント穿孔が用いられる。
しかし、泡穿孔は、高価な機械と薬剤を準備してこれを使用しなければならないという問題がある。これに対し、デタージェント穿孔であれば、穿孔機械にエアコンプレッサと必要量の水タンクを搭載して穿孔することが可能である。また、デタージェント穿孔においては、ニードルバルブや絞り弁を使用することで、圧縮空気に水を混入してミストを供給することができるので、上記泡穿孔に比べて、高価な機械や薬剤も不要であるという利点がある。

特開２００６−３２８７５６号公報 特開平９−２５０２８７号公報 特公平６−６０５５３号公報

ここで、図５に一般的なドリルジャンボにおけるフラッシング媒体供給装置のフラッシング媒体供給管路の構成例を示す。
同図に示すように、このフラッシング媒体供給装置１００のフラッシング媒体供給管路１１０は、圧縮空気を供給する側は、上流から順に、エアコンプレッサ２と、開閉弁３０と、異物の混入を防止するためのストレーナ３とを有する。ストレーナ３の二次側は、３つのドリフタ１に対応して３分岐されている。３分岐されたストレーナ３の二次側それぞれは、チェック弁４を介して、３つのドリフタ１に対応する３方弁１０１の二つの一次側のうちの一方のポートにそれぞれ接続されるとともに、各３方弁１０１の二次側が、開閉弁３２、圧力計３４を順に介して各ドリフタ１に接続されている。

一方、水を供給する側は、上流から順に、開閉弁３２と、ストレーナ３３と、ウオータポンプユニット７とを有し、ウオータポンプユニット７の二次側が６つに分岐されている。分岐されたウオータポンプユニット７の二次側管路のうち３本は、上記３つのドリフタ１に対応する３方弁１０１の一次側の他方のポートにそれぞれ接続され、他の３本は、ニードルバルブ１０２を介して各３方弁１０１の二次側に且つ開閉弁３２よりも３方弁１０１寄りの位置にそれぞれ合流して接続されている。

このフラッシング媒体供給管路１１０によれば、３方弁１０１の切換えにより、水穿孔とエア穿孔とを切換え可能であり、さらに、３方弁１０１をエア穿孔側に切換えるとともに、ニードルバルブ１０２を開いて、圧縮空気に水を混入することによってデタージェント穿孔をも可能となっている。
しかしながら、図５に示した例のように、フラッシング媒体供給管路からミストを供給する構成として、ニードルバルブや絞りを使用したデタージェント穿孔の場合、混入する水量の調整が難しいという問題がある。また、複数のドリフタでデタージェント穿孔をそれぞれ行う場合には、水量が大きく変化してしまうという問題がある。また、ミストを供給する構成としてニードルバルブや絞りを使用した場合、圧縮空気に水を混入するためには、圧縮空気よりも高い水圧が必要であり、そのため、ウオータポンプユニット等の設備（増圧水ポンプ）がデタージェント穿孔用として必要になるという問題がある。

そこで、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、穿孔した孔内をフラッシングするフラッシング媒体として、圧縮空気に水を混入してなるミストをフラッシング媒体供給管路からドリフタに供給する場合に、水量の調整が容易であり、また、複数のドリフタで使用した場合であっても、水量の変化を抑制でき、さらに、圧縮空気に水を混入するための高圧水も不要とし得る穿孔用フラッシング媒体供給装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る穿孔用フラッシング媒体供給装置は、地山を穿孔するためのドリフタを備える穿孔機械に用いられ、穿孔した孔内をフラッシングするために、前記ドリフタにフラッシング媒体を供給するフラッシング媒体供給管路を備え、前記フラッシング媒体として、前記フラッシング媒体供給管路から、圧縮空気に水を混入してなるミストを供給可能な穿孔用フラッシング媒体供給装置であって、前記フラッシング媒体供給管路には、上流から供給された圧縮空気に水を混入するルブリケータが接続されていることを特徴とする。

本発明の一態様に係る穿孔用フラッシング媒体供給装置によれば、圧縮空気に水を混入するために、穿孔時のフラッシングエアに少量の水を定量的に混入する機器として、ニードルバルブや絞り弁等ではなく、フラッシング媒体供給管路にルブリケータを接続しているので、ルブリケータによる水量調整は、ニードルバルブや絞り弁に比べて容易であり、また、混入される水量の変動も比較的に少ない。そのため、上流から供給された圧縮空気に少量の水を定量的に混入することができる。

この効果は、ドリフタを複数台使用した場合により顕著である。つまり、混入される水量の変動も比較的に少ないため、他のドリフタの使用による水量の変動を受けにくいからである。また、ルブリケータは、ベンチュリー効果によって水を吸い上げるものなので、上流から供給された圧縮空気の作用だけで水を混入することができる。そのため、圧縮空気に水を混入するための高圧水も不要である。なお、水タンクに給水するための水圧は必要であるが、これには大気圧よりも水圧が高ければよいので、例えば水道水圧程度で十分であり、増圧水ポンプ等を別途に必要とするものではない。

ここで、本発明の一態様に係る穿孔用フラッシング媒体供給装置において、自身への給水部に定水位弁が装着された定水位弁付きの水タンクが、前記ルブリケータに水を供給可能に設けられていることは好ましい。このような構成であれば、一般的にルブリケータに付属するボウルが小さいことから、専用の大容量タンクを設ける構造として給水の頻度を減らす上で好適である。また、水タンクに、定水位弁を装着しているので、満水時に水タンクへの給水を自動停止させることができる。

また、本発明の一態様に係る穿孔用フラッシング媒体供給装置において、前記穿孔機械は前記ドリフタを複数台備え、前記フラッシング媒体供給管路が前記複数台のドリフタそれぞれに接続されるとともに、前記ルブリケータが、各ドリフタのフラッシング媒体供給管路それぞれに対して接続されていることは好ましい。
また、本発明の一態様に係る穿孔用フラッシング媒体供給装置において、前記ルブリケータが、前記フラッシング媒体供給管路に、複数並列して接続されていることは好ましい。このような構成であれば、岩質によって適正な水量が変化するところ、これに対し、ルブリケータで混入可能な水量が限られるため、水量が足りない場合に、複数台並列接続されたルブリケータによって、一台のルブリケータでは不足した水量を補うことができる。

上述のように、本発明によれば、穿孔した孔内をフラッシングするフラッシング媒体として、圧縮空気に水を混入してなるミストを供給する場合に、フラッシング媒体供給管路にルブリケータを接続しているので、水量の調整が容易であり、また、複数のドリフタで使用した場合であっても、水量の変化を抑制でき、さらに、圧縮空気に水を混入するための高圧水も不要とすることができる。

本発明の一態様に係る穿孔用フラッシング媒体供給装置における、フラッシング媒体供給管路の一実施形態を説明する図である。 図１のルブリケータおよび水タンクの一構成例を説明する平面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図１の変形例を説明する図である。 従来の穿孔用フラッシング媒体供給装置における、フラッシング媒体供給管路の一例を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、本実施形態は、穿孔用フラッシング媒体供給装置を備える穿孔機械の例であり、この穿孔機械は、ドリルジャンボ等のように、地山を穿孔するためのドリフタを複数台備える例である。
この穿孔機械は、図１に示すように、ドリフタ１を複数台（この例では３台）備え、複数台のドリフタ１それぞれにフラッシング媒体供給管路１１が接続されたフラッシング媒体供給装置１０を備えている。フラッシング媒体供給管路１１は、穿孔した孔内をフラッシングするために、フラッシング媒体をドリフタ１に供給するものであり、フラッシング媒体供給管路１１から、フラッシング媒体として、圧縮空気、水および圧縮空気に水を混入してなるミストを選択的に供給可能になっている。

詳しくは、図１に示すように、このフラッシング媒体供給管路１１は、圧縮空気を供給する側には、上流から順に、圧縮空気を供給するエアコンプレッサ２と、圧縮空気の供給と停止を切替えるための開閉弁３０と、異物の混入を防止するためのストレーナ３と、逆流を防止するチェック弁４とを有する。チェック弁４の二次側は３つのドリフタ１に対応して３分岐されている。

３分岐された二次側それぞれは、３つのドリフタ１に対応する第一の３方弁５の一次側ポートにそれぞれ接続されている。第一の３方弁５は、二つの二次側ポートを有し、二つの二次側ポートに接続された管路１２，１３のうち、一方の管路１３は、ルブリケータ２０を介して第二の３方弁６の二つの一次側ポート１６，１７のうちの一方のポート１６にそれぞれ接続されている。そして、各ルブリケータ２０に対し、各ルブリケータ２０の給水部２１に水を供給可能に水タンク２４が設けられ、これにより、管路１３にエアコンプレッサ２からの圧縮空気が上流側から供給されると、ルブリケータ２０がベンチュリー効果によって給水部２１から水タンク２４の水を吸い上げて、管路１３の下流側にミスト状の水を混入可能となっている。

また、各第二の３方弁６の二次側ポートは、フラッシング媒体供給管路１１の主管路とされており、フラッシング媒体の供給と停止を切替えるための開閉弁３２と、フラッシング圧力をモニタするための圧力計３４とを順に介して上記各ドリフタ１に接続されている。さらに、第一の３方弁５の二つの二次側ポートに接続された管路１２，１３のうち、他方の管路１２は、上記ルブリケータ２０を介さないで配管されたバイパス管路１２とされており、バイパス管路１２は、第二の３方弁６の二つの一次側ポート１６，１７のうち、上記一方のポート１６にそれぞれ接続されている。

図２および図３に示すように、上記水タンク２４には、自身内部の水位を一定に保持可能な定水位弁２２が自身への給水部に装着されている。各ルブリケータ２０は、水タンク２４の上部に配置され、各ルブリケータ２０の給水部２１が水タンク内の水を吸い上げることができるようにタンク内に垂下されている。なお、水タンク２４には、側面に水位計２５が付設され、底面部には排水バルブ２６が設けられている。

ルブリケータ２０には、ルブリケータ２０への圧縮空気導入側に、上述したように、上記第一の３方弁５の二次側の一方の管路１３が接続され、第一の３方弁５の一次側に、上記エアコンプレッサ２の圧縮空気が導入されている。本実施形態の構成例では、図２に示すように、第一の３方弁５の二次側の他方が、ルブリケータ２０を迂回するバイパス管路１２の上流側に接続されるとともに、このバイパス管路１２の下流側がルブリケータ２０の圧縮空気排出側に接続されることで、図１に示した回路が構成されている。なお、ルブリケータ２０の上部には、圧縮空気に混入する水の量を調整することができる水量調整ねじ２０ａが設けられている。

そして、フラッシング媒体供給管路１１に対して水を供給する側は、図１に示すように、水源（例えば水道）に対して上流から順に、水の供給と停止を切替えるための開閉弁３１と、異物の混入を防止するためのストレーナ３３とを有し、ストレーナ３３の二次側が２つに分岐されている。分岐されたストレーナ３３の二次側の管路のうちの一方は、上記水タンク２４の定水位弁２２に接続されている。また、ストレーナの二次側のうち分岐された他方の管路は、ウオータポンプユニット７に接続され、ウオータポンプユニット７の二次側管路１４が３つに分岐されている。分岐されたウオータポンプユニット７の二次側管路１４は、上記第二の３方弁６の二つの一次側ポート１６，１７のうち、他方のポート１７にそれぞれ接続されている。

次に、本実施形態のフラッシング媒体供給装置１０の作用効果について説明する。
このフラッシング媒体供給装置１０は、上述したフラッシング媒体供給管路１１の、第一の３方弁５をバイパス管路１２側に切換えるとともに、第二の３方弁６も圧縮空気の供給側ポート１６に切り換えることにより、フラッシング媒体として圧縮空気をドリフタ１に供給することができるので、これにより、エア穿孔を行うことができる。

また、このフラッシング媒体供給装置１０は、第二の３方弁６を水供給側ポート１７に切換えれば、ウオータポンプユニット７からの水をフラッシング媒体としてドリフタ１に供給することにより水穿孔を行うことができる。
さらに、第一の３方弁６をルブリケータ２０側の管路１３に切換えるとともに、第二の３方弁６も圧縮空気の供給側ポート１６に切り換えることにより、デタージェント穿孔を行うことができる。このように、このフラッシング媒体供給装置１０のフラッシング媒体供給管路１１によれば、水穿孔、エア穿孔およびデタージェント穿孔を選択的に使用して穿孔した孔内をフラッシングすることができる。

特に、本実施形態のフラッシング媒体供給装置１０によれば、圧縮空気に水を混入するために、穿孔時のフラッシングエアに少量の水を定量的に混入する機器として、ニードルバルブや絞り弁等ではなく、フラッシング媒体供給管路１１にルブリケータ２０を接続しているので、ルブリケータ２０による水量調整が、ニードルバルブや絞り弁に比べて容易であり、また、混入される水量の変動も比較的に少ない。そのため、上流から供給された圧縮空気に少量の水を定量的に混入することができる。

この効果は、本実施形態のように、ドリフタ１を複数台使用した場合により顕著である。つまり、混入される水量の変動も比較的に少ないため、他のドリフタ１の使用による水量の変動を受けにくいからである。また、ルブリケータ２０は、ベンチュリー効果によって水を吸い上げるものなので、上流から供給された圧縮空気だけで水を混入することができる。そのため、圧縮空気に水を混入するための高圧水も不要である。ここで、水タンク２４に給水するための水圧は必要であるものの、これには大気圧よりも水圧が高ければよいので、例えば水道水圧程度で十分であり、増圧水ポンプ等を別途に必要とするものではない。なお、本実施形態では、ウオータポンプユニット７を装備する例であるが、これは水穿孔を行う場合に使用するものであり、デタージェント穿孔を行う上では不要である。

また、このフラッシング媒体供給装置１０によれば、定水位弁２２が装着された定水位弁付き水タンク２４が、ルブリケータ２０に水を供給可能に設けられているので、一般的にルブリケータに付属するボウルが小さいことから、専用の大容量タンクを設ける構造として給水の頻度を減らす上で好適である。また、水タンク２４に、自身への給水部に定水位弁２２を装着しているので、満水時に水タンク２４への給水を自動停止させることができる。

以上説明したように、この穿孔用フラッシング媒体供給装置１０によれば、穿孔した孔内をフラッシングするフラッシング媒体として、圧縮空気に水を混入してなるミストを供給する場合に、フラッシング媒体供給管路１１にルブリケータ２０を接続しているので、水量の調整が容易であり、また、複数のドリフタ１で使用した場合であっても、水量の変化を抑制でき、さらに、圧縮空気に水を混入するための高圧水も不要とすることができる。
なお、本発明に係る穿孔用フラッシング媒体供給装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、穿孔機械がドリルジャンボの例で説明したが、これに限らず、地山を穿孔するためのドリフタを備える穿孔機械であれば、クローラドリルやファンカットドリル等、種々の穿孔機械に適用可能であり、また、ドリフタの数についても、一または複数を対象として適用することができる。しかし、本発明は、複数のドリフタで使用した場合であっても、水量の変化を抑制でき、さらに、圧縮空気に水を混入するための高圧水も不要とし得るものであることから、穿孔機械がドリフタを複数台備え、フラッシング媒体供給管路が、複数台のドリフタそれぞれに接続されるとともに、ルブリケータが、各ドリフタのフラッシング媒体供給管路それぞれに対して接続されていることは好ましい。

また、例えば上記実施形態では、各フラッシング媒体供給管路１１それぞれに、一つずつルブリケータ２０が接続されている例で説明したが、これに限らず、例えば図４に変形例を示すように、ルブリケータ２０を、各フラッシング媒体供給管路１１に対して、複数並列して接続することもできる。同図の例は、二台のルブリケータ２０を各フラッシング媒体供給管路１１の上記管路１３に対して並列接続したものである。このような構成であれば、岩質によって適正な水量が変化するところ、これに対し、一台のルブリケータで混入可能な水量が限られるため、水量が足りない場合に、複数台並列接続されたルブリケータによって、一台のルブリケータでは不足した水量を補うことができる。

１ ドリフタ
２ エアコンプレッサ
４ チェック弁
５ 第一の３方弁
６ 第二の３方弁
７ ウオータポンプユニット
１０ フラッシング媒体供給装置
１１ フラッシング媒体供給管路
１２ バイパス管路
１４ ウオータポンプユニットの二次側管路
２０ ルブリケータ
２１ 給水部
２２ 定水位弁
２４ 水タンク
２５ 水位計
２６ 排水バルブ
３０、３１、３２ 開閉弁
３、３３ ストレーナ
３４ 圧力計

Claims (4)

1. 地山を穿孔するためのドリフタを備える穿孔機械に用いられ、穿孔した孔内をフラッシングするために、前記ドリフタにフラッシング媒体を供給するフラッシング媒体供給管路を備え、前記フラッシング媒体として、前記フラッシング媒体供給管路から、圧縮空気に水を混入してなるミストを供給可能な穿孔用フラッシング媒体供給装置であって、
   前記フラッシング媒体供給管路には、上流から供給された圧縮空気に水を混入するルブリケータが接続されていることを特徴とする穿孔用フラッシング媒体供給装置。
2. 自身への給水部に定水位弁が装着された定水位弁付きの水タンクが、前記ルブリケータに水を供給可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔用フラッシング媒体供給装置。
3. 前記穿孔機械は前記ドリフタを複数台備え、前記フラッシング媒体供給管路が前記複数台のドリフタそれぞれに接続されるとともに、前記ルブリケータが、各ドリフタのフラッシング媒体供給管路それぞれに対して接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の穿孔用フラッシング媒体供給装置。
4. 前記ルブリケータが、前記フラッシング媒体供給管路に、複数並列して接続されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の穿孔用フラッシング媒体供給装置。

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