JP2675275B2 - 湿潤粘着性材料を空気搬送し噴射するための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湿潤粘着性材料を空気
搬送し噴射するための装置に係る。特に本発明は、岩盤
及び地盤工事における支持ライニングの吹き付け用建設
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ショットクリートアンカーボルト支持シ
ステム（ＮＡＴＭ）は、岩盤及び地盤工事に関する進歩
した建設技術の一つの方法として、採鉱業、鉄道及び道
路のトンネル、水力発電所の工事、深基礎建設、地下
鉄、地下工事、都市の建設工事に広く用いられている。
現在、内外において一般的に用いられているものは、ロ
ータ型吹き付け装置であって、この装置はＵ型材料室ロ
ータと貫通型材料室ロータの２つの種類に分けることが
できる。これらの装置には、構造が簡単であり、操作及
び維持が容易であり、廉価であり、適用範囲が広い等の
利点がある。しかし、これらの装置は、大部分乾燥混合
物とか、水分含有量の少ない湿潤材料を搬送するために
用いられている。これらの装置を水分含有量の多い混合
物を搬送するために用いた場合、材料が粘着性になるた
めに、ロータの材料室及び出口エルボにおいて付着及び
閉塞が生じるとか、搬送ホースにおいて付着、閉塞、脈
動、分離が生じるなどの障害及び問題がしばしば発生
し、従って乾式噴射のために、コンクリート混合物はノ
ズルに到達するまで水と混合されず、そのため多量の粉
塵が装置及びノズルの周辺に飛び、作業環境を著しく汚
染する。また、多量の跳ね返りは原材料のむだを生じ、
吹き付け層の強度を不安定にする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の乾式及び湿式において存在する問題を解消する、ロー
タ型空気圧式吹き付け装置を提供することである。本発
明は、湿式、準湿式、乾式にて実施することができる。
ロータの材料室、出口エルボ及び搬送ホースにおける湿
潤コンクリートの粘着、閉塞、脈動及び分離の問題は根
本的に解決され、搬送及び噴射状態が改善され、停止状
態がなくなり、粉塵が減少し、跳ね返りが減少し、コン
クリート打設層の質が向上する。同時に、本発明は鉱
山、港、プラント及び土木工事におけるモルタル、コン
クリート混合物、砂、グリ石、石炭、穀類、飼料及び化
学材料などの長距離搬送用のような、粉末及び粒状粘着
性材料の空気搬送のために用いてもよい。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は下記のと
おりである。

【０００５】１．本装置はモータ、減速装置、材料ホッ
パー、撹拌パドル、ロータ集合体、浮動式単点弾性クラ
ンプ機構、出口エルボ、渦流発生装置、空気導入パイプ
システム、材料搬送ホース及びノズル等から組み合わせ
てある。上記ロータが貫通非粘着性ロータであり、基板
の上側、ホッパーと撹拌パドルの下側に取り付けられ、
浮動式単点弾性クランプ機構が基板上に配置したホッパ
ー底部までのロータ集合体全体を自動的にクランプして
いる。上記出口エルボが自己清浄性且つ非粘着性エルボ
であり、このエルボに渦巻空気流を発生する渦流発生装
置が組み合わせてあり、搬送ホースが渦流発生装置の端
部に結合されている。

【０００６】２．貫通型非粘着性ロータは、その各材料
室に筒形の非粘着性ブッシュが取り付けてあり、このブ
ッシュはエンジニアリングプラスチックス又は特殊なゴ
ムで製作されており、このブッシュの両端部をシールす
るためにＯリングが使用されており、更にこのブッシュ
が上側及び下側ロータディスクによってクランプされ且
つ固定されている。

【０００７】３．浮動式単点弾性クランプ機構は、張力
ねじボルト及び転動フレーム支持体によって、基板上に
支持されており、転動フレームの一端がゴムばねによっ
て張力ねじボルトに結合され、一端がユニバーサルジョ
イントによって転動フレーム支持体に結合され、また２
つのピンを介してホッパー底部の両側と接続されてい
る。弾性張力ねじボルトの調節によって、転動フレーム
を通して、ホッパー底部に圧力を伝えており、従ってゴ
ム製シーリングプレートを含むロータ集合体全体を両端
でクランプしており、ゴム製シーリングプレートとロー
タディスクに作用する圧力が、ロータが回転している
際、最大応力箇所が移動するにつれて自動的に調節さ
れ、このことはシーリングプレート上の各位置の圧力を
適当にし、摩耗したときに、ゴムばねの変形及び液圧シ
リンダーの伸縮により自動的に補償され一定のクランプ
力を維持する。

【０００８】４．渦流発生装置は、空気導入室と、パイ
プの軸線に対して軸線方向及び接線方向に傾斜した一定
の角度を有する多数の渦流発生空気用導通溝を外周壁に
有するリングと、円錐形スリーブ継手などから構成され
ており、圧縮空気が渦流発生空気用導通溝と円錐形スリ
ーブ継手との間の傾斜通路を通ってパイプ内へ進入した
とき、渦流発生装置が、進行するに従って旋回する（多
重旋回空気流）渦流空気流の場を形成し、上記円錐形ス
リーブ継手が非吸水性、非粘着性、耐摩耗性の高分子物
質であり、それによって湿潤粘着材料の空気搬送が実現
し、同時に渦流発生装置と、耐摩耗性、非粘着性のプラ
スチック製又はゴム製軟質エルボを内部に有する出口エ
ルボとを組み合わせ、少量の空気流を軟質エルボの裏側
へ導く。これにより振動と払い落しが行われ、材料の堆
積及び付着が防止される。

【０００９】従来技術に対し、本発明は下記の利点を有
する。

【００１０】１．本発明は、吹き付け装置の主要部分、
即ちロータの材料室、出口エルボ及び搬送ホースにおけ
る粘着と閉塞の問題が解決される。本発明は水含有量の
多い（最大Ｗ／Ｃ＝０．４５）湿潤コンクリート用とし
て使用可能であり、その際装置作動の信頼性は保証さ
れ、故障は少なく、保守作業及び保全費は少ない。

【００１１】２．本発明によれば、緩い流れの浮遊搬送
が実現され、材料堆積がなくなり、湿式作業におれる脈
動分離がなくなり、吹き付けが均一に且つ安定して行わ
れ、粉塵及び跳ね返りが減少し、原材料が節約され、吹
き付けコンクリートの質が高められると共に建設速度が
早められる。

【００１２】３．本発明によれば、装置のシール効果が
改善され、摩耗し易い部分の耐用寿命が延びる。作動及
び保守は容易且つ便利であり、装置付近の粉塵は減少
し、作業環境が改善される。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示しており、モー
タ１は減速装置２を介して材料非粘着性ロータ９を回転
駆動し、撹拌パドル４を回転して材料ホッパ５内の混合
物を撹拌し、撹拌された混合物を材料非粘着性ブッシュ
１６を有するロータ材料室１５内へ供給する。ロータ９
に設けられた複数の筒状ロータ材料室１５は、ロータ軸
線の周りに環状に並列配列され、しかも軸線方向へ延び
且つ同軸線方向へ貫通している。ロータ９の上下の面に
はロータ材料室１５と同配列の複数の穴を有するロータ
ディスク１０が固定されている。上側ロータディスク１
０の上面及び下側ロータディスク１０の下面には、それ
ぞれ上側シーリングプレート（図示せず）及び下側シー
リングプレート１１が接触している。上側シーリングプ
レートは上側ガスケット（図示せず）を介してホッパー
底部６の扁平な底面に当接しており、下側シーリングプ
レート１１は下側ガスケット（図示せず）を介して基板
２９上に配置されている。この基板は減速装置２のハウ
ジングの頂面に一体的に設けてあるが、当該ハウジング
の頂面を基板として使用してもよく、或は基板を基台の
他の部分に設けてもよい。上記のロータ９、上下のロー
タディスク１０、上下のシーリングプレート１１、上下
のガスケット及びホッパー底部６は一体となってロータ
集合体を構成している。モータ１による回転は減速装置
２を介してロータ９に伝達され、更にホッパー底部６内
の撹拌パドル４に伝達される。その場合、ロータ９と共
に回転する上下のロータディスク１０は、それぞれ上下
のシーリングプレート１１に対して摺動する。

【００１４】ホッパー５内で撹拌混合された材料は、ホ
ッパー底部に設けたセクター状の穴及び上側ガスケット
及び上側シーリングプレートに相応して設けた同形状の
セクター状の穴を通してロータ９の各材料室１５内に次
々に入り込む。各材料室１５内の混合物は、下側シーリ
ングプレート１１及び下側ガスケットにそれぞれ１個づ
つ設けられ相互に連通している排出口に各材料室１５が
整合したときに、この排出口へ送り込まれる。このよう
に、混合物はロータが回転するにつれて排出口へ移動す
る。圧縮空気が空気導入パイプシステム３の上側空気パ
イプ７から導入され、ロータ材料室１５内の混合物を出
口エルボ１２へ吹き込む。同時に圧縮空気が下側空気パ
イプ１３から導入され、渦流発生装置１４によって渦巻
空気流が発生せしめられ、この渦巻空気流が混合物を輸
送管へ搬送する。混合物は輸送管先端に設けたノズルま
で搬送され、このノズルから噴射される。

【００１５】図１及び図２に示すように、材料非粘着性
ブッシュ１６は、材料非粘着性ロータ９の材料室１５に
取り付けてある。このブッシュは、エンジニアリングプ
ラスチックス又は自己潤滑材料などの高分子化合物材料
または粉末冶金にて製作される。このブッシュは、高耐
摩耗性、低摩擦係数を有し、しかもコンクリートに対し
て非接着性であり、非吸水性であり、自己潤滑性であ
り、親和力が小さい。同時に、貫通タイプで円滑な内壁
を有するシリンダー形状であることにより、空気流の活
動的噴射作用を完全に利用することができ、ロータの材
料室における粘着及び閉塞の可能性が大幅に軽減され
る。材料非粘着性ブッシュ１６の両端はロータディスク
１０によって締め付けられ且つ固定されており、またＯ
リング１７によってシールされている。

【００１６】図１、３及び４に示すように、浮動式単点
弾性クランプ機構８は転動フレーム支持体２２と、転動
フレーム２０と、張力ねじボルト１８又は液圧シリンダ
ー等から成っており、転動フレーム支持体２２と張力ね
じボルト１８は減速装置２のハウジング頂部等にて形成
された基板２９に固定されており、転動フレームはユニ
バーサルジョイント２３によって転動フレーム支持体２
２に結合され、且つ２個のピン２１によってホッパー底
部６から出ている２個のジョイントと結合されている。
ホッパー底部６の下方にはゴム製シーリングプレート１
１が取り付けてある。ゴム製ばね１９を圧縮している張
力ねじボルト１８は転動フレーム２０に対してホッパー
底部６を引き寄せており、且つ減速装置２の頂部に取り
付けられているロータ集合体全体を弾性的にクランプし
ている。ホッパー底部６はＡ軸及びＢ軸に沿って自由に
浮動しており、上側及び下側ゴム製シール板１１をロー
タディスク１０に密接させる。この密接は、ロータが回
転する際に、前後に移動する最大圧力ポイントと均衡を
とりながら自動的に調節される。このことは、シーリン
グジョイント面上の各箇所の圧力を適度にし、装置のシ
ール効果を改善するとともに、摩耗し易い部分の摩耗を
減少する。ゴム製シーリングプレート１１が摩耗した場
合、ゴム製ばね１９の変形及び液圧シリンダーの伸縮に
より自動的に補償され、一定のクランプが維持される。

【００１７】図１及び５に示すように、出口エルボ１２
はロータの排出口の下部に取り付けられており、その内
部に軟質エルボ２４を有している。軟質エルボは耐摩耗
性ゴム製であり、或いは非粘着性、自己潤滑性で一定の
弾性を有しているエンジニアリングプラスチックス製で
ある。出口エルボ１２と軟質エルボ２４との間には組み
立て時に若干の間隙が設けられ、清浄用空気ノズル２６
から導入される圧縮空気の作用によって軟質エルボが僅
かに振動し、自己清浄を行うようになっている。この圧
縮空気は軟質エルボ２４の下流側の付着混合物にも吹き
付けられる。

【００１８】図５及び図６に示すように、渦流発生装置
１４は出口エルボ１２の尾部に固定されている。この渦
流発生装置は空気導入室２５と、軸線方向及び接線方向
に一定の角度傾斜している複数の渦流発生空気用導通溝
２８を外壁上に有しているリングと、円錐形スリーブ継
手２７等から成っている。圧縮空気は、渦流発生空気用
導通溝２８と円錐形スリーブ継手２７の間を通過すると
き、渦巻空気流（多量の螺旋状空気流）の場を形成し、
混練コンクリートを旋回させ、浮遊させ、加速し、前進
させ、且つ大きな材料群をばらばらにし、分断し、空気
と材料とを均一に混合する。尚、渦巻の中心部の圧力を
低くすることにより、材料を輸送管中央部に移動させ、
このことによって材料と輸送管壁との間に薄い空気クッ
ションを形成することになり、その結果粘着と分離が防
止され、搬送抵抗が減少せしめられる。渦流作用の強さ
は、傾斜角度、渦流発生空気用導通溝２８の断面積、及
び空気圧によって決定される。円錐形スリーブ継手２７
は、非粘着性、非吸水性、耐摩耗性の超高分子物質製で
あって、材料の加速搬送に有利である。この円錐形スリ
ーブの尾部はファストカプリング又はフランジによって
搬送ホースに結合されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明によるロータ型の吹き付けコン
クリート用装置の側面図である。

【図２】図２は、非粘着材料製の室を有する貫通ロータ
の一部断面側面図である。

【図３】図３は、浮動式単点弾性クランプ機構の側面図
である。

【図４】図４は、転動フレーム及びその支持体の平面図
である。

【図５】図５は、出口エルボと渦流発生装置の一部断面
側面図である。

【図６】図６は、渦流発生空気用導通溝を有する部材の
一部断面側面図である。

【符号の説明】

１‥‥モータ ２‥‥減速装置 ３‥‥空気導入パイプシステム ４‥‥撹拌パドル ５‥‥材料ホッパー ６‥‥ホッパー底部 ７‥‥上側空気パイプ ８‥‥弾性クランプ機構 ９‥‥材料非粘着性ロータ １０‥‥ロータディスク １１‥‥ゴム製シーリングプレート １２‥‥出口エルボ １３‥‥下側空気パイプ １４‥‥渦流発生装置 １５‥‥ロータの材料室 １６‥‥材料非粘着性ブッシュ １７‥‥Ｏリング １８‥‥弾性引張ねじ １９‥‥ゴム製ばね ２０‥‥転動フレーム ２１‥‥ピン ２２‥‥転動フレーム支持体 ２３‥‥ユニバーサルジョイント ２４‥‥軟質エルボ ２５‥‥空気導入室 ２６‥‥清浄用空気ノズル ２７‥‥円錐形スリーブ継手 ２８‥‥渦流発生空気用導通溝 ２９‥‥基板

フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−194999（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−112999（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ、減速装置、ホッパー、ホッパー
   底部及び貫通非粘着性ロータ（９）を有するロータ集合
   体、出口エルボ、及び搬送ホースを有し、上記ロータ集
   合体が同集合体を支持する基板（２９）とホッパー底部
   （６）との間に配置されており、浮動式単点弾性クラン
   プ機構（８）が上記ロータ集合体を基板（２９）とホッ
   パー（６）の底部との間で全体的に且つ自動的にクラン
   プしており、上記出口エルボが自己清浄性且つ非粘着性
   エルボ（１２）であって、ロータ集合体下側の材料出口
   と接続されており、このエルボに渦巻空気流を発生する
   渦流発生装置（１４）が組み合わせてあり、上記搬送ホ
   ースが渦流発生装置の端部に結合されていることを特徴
   とする、湿潤粘着性材料を空気搬送し噴射するための装
   置。
2. 【請求項２】 ロータ集合体（９）の各材料室内に非粘
   着性ブッシュ（１６）が設けてあり、このブッシュが、
   エンジニアリングプラスチックス、プラスチック−ゴム
   合成物又は粉末冶金などの、非粘着性、非吸水性、自己
   潤滑性及び低摩擦係数の耐摩耗性材料にて製作されてお
   り、またこのブッシュの両端部をシールするためにＯリ
   ング（１７）が使用されており、更にこのブッシュが上
   側及び下側ロータディスク（１０）によつてクランブさ
   れ且つ固定されている、請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 浮動式単点弾性クランプ機構（８）が、
   張力ねじボルト（１８）と、転動フレーム（２０）と、
   転動フレーム支持体（２２）等とから成り、基板（２
   ９）に取り付けられた上記張力ねじボルト（１８）が、
   転動フレーム（２０）を押し下げるための付力機構とし
   てねじ及びゴムばね（１９）又は液圧シリンダーを有し
   ており、上記転動フレーム（２０）の一端がゴムばね
   （１９）によって張力ねじボルト（１８）に結合され、
   一端がユニバーサルジョイント（２３）によって転動フ
   レーム支持体（２２）に結合され、また２つのピン（２
   １）を介してホッパー底部の両側に接続されており、張
   力ねじボルト（１８）の調節によって、転動フレーム
   （２０）を通して、ホッパー底部（６）に圧力を伝えて
   おり、ゴム製シーリングプレート（１１）を含むロータ
   集合体全体を両端でクランプする。請求項１に記載の装
   置。
4. 【請求項４】 出口エルボ（１２）の内側にライナーと
   してゴム又はプラスチック製の軟質エルボ（２４）が設
   けてあり、この軟質エルボが耐摩耗性ゴム又はエンジニ
   アリングプラスチックスであり且つ一定の弾性と組み立
   て間隙を有しており、清浄用空気ノズル（２６）によっ
   て導入される微少圧縮空気流の作用により、上記軟質エ
   ルボが振動し、その内壁上の粘着材料を自動的に取り除
   く、請求項１に記載の装置。
5. 【請求項５】 渦流発生装置（１４）が、空気導入室
   （２５）と、パイプの軸線に対して軸線方向及び接線方
   向に傾斜した一定の角度を有する多数の渦流発生空気用
   導通溝（２８）を外周壁に有するリングと、円錐形スリ
   ーブ継手（２７）などから構成されており、圧縮空気が
   渦流発生空気用導通溝（２８）と円錐形スリーブ継手
   （２７）との間の傾斜通路を通ってパイプ内へ進入した
   とき、渦流発生装置が、進行するに従って旋回する（多
   重旋回空気流）渦流空気流の場を形成し、上記円錐形ス
   リーブ継手が非吸水性、非粘着性、耐摩耗性の超高分子
   物質であり、それによって材料流の抵抗が減少せしめら
   れる、請求項１に記載の装置。