JP3664015B2

JP3664015B2 - 液の排出装置

Info

Publication number: JP3664015B2
Application number: JP35986499A
Authority: JP
Inventors: 武美伊藤
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2019-12-17
Also published as: JP2001173808A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は地盤に開けられた掘削孔内の滞留水の排出装置等として好適な液の排出装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
従来、採石場では削岩機で地盤（岩盤）に孔を開けてそこに爆薬を仕掛け、爆破させるといったことが行われている。
この場合、削孔を多数開けた上で爆薬による爆破を行うが、その間に雨が降ったりすると削孔内に雨水が溜まってしまう。
而して削孔内に雨水が溜まった状態で爆薬により爆破を行おうとすると特殊な爆薬が必要となり、高コストとなってしまう。
【０００３】
そのため削孔を設けた後、爆薬にて爆破を行うまでの間に削孔内に雨水が入らないように防水シートを敷いて削孔内への雨水の浸入を防止するといったことも行われている。
しかしながら削孔内への雨水の浸入防止のために防水シートを敷くとなると全体として作業が煩雑となり、採石のための効率が悪くなる。
【０００４】
一方削孔内に雨水が浸入するなどして孔内に滞留水が生じた場合、バキュームポンプを用いてこれを汲み出すことが行われる。
しかしながらこの場合、発電機を作業現場に設置して発電しポンプを作動させるといったことが必要であるとともに、削孔の深さが１０ｍ以上の深い孔であるような場合、削孔内の滞留水の汲上げに長い時間がかかってしまったり、或いは場合によって汲上げが困難になるといった問題がある。
以上採石場での作業に際して生ずる問題を述べたが、この種の問題は他の各種土木作業等においても同様に生じる問題である。
【０００５】
そこで本出願人は先の特許願（特願平１１−１８０７９５号）において、深い削孔でも容易に滞留水を汲み上げることができる新規な液の排出装置について提案を行っている。図７はその一例を示している。
同図において２００は液の排出装置２０２におけるシール本体で、ゴム膨張管２０４と軸方向両端の端部金具２０６，２０８とを有している。
【０００６】
ここでゴム膨張管２０４は、軸方向両端部がかしめリング２１０により各端部金具２０６，２０８にかしめ付固定されている。
またゴム膨張管２０４は、断面構造が内面ゴム層２１４と中間の補強層２１６と外面ゴム層２１８との積層構造をなしており、更にその補強層２１６は、補強糸を正逆両方向にスパイラル状に巻回して成る網目構造とされている。
【０００７】
この排出装置２０２においては、シール本体２００内部に流体（例えばエア。以下エアとして説明する）を導入するための導入管路２２０が一方の端部金具２０６に形成されており、更にまたシール本体２００を軸方向に貫通する形態で排液管路２２２が形成されている。
【０００８】
ここで排液管路２２２は、端部金具２０６，２０８を挿通する各部分が剛性のパイプ２３７，２３８にて構成されており、それらが端部金具２０６の貫通孔２３９内部に挿入された上、溶接接合によりその端部金具２０６に固定されている。
パイプ２３８はまた、他方の端部金具２０８に形成された貫通の挿通孔２４０内部にＯリング２４２を介して水密に且つ軸方向にスライド可能に嵌合されている。
【０００９】
端部金具２０８にはまた、シール本体２００内部に導かれたエアを所定圧力の下で外部に吐出するための吐出孔２２４が形成されており、更にその吐出孔２２４を開閉するための一方向性の逆止弁２２６が設けられている。
ここで逆止弁２２６は、ボール弁体２２８と、これを弁座２２９に向けて付勢するスプリング２３０と、ボルト２３２と、ロックナット２３４とを有しており、取付孔２３６において端部金具２０８に取り付けられている。
【００１０】
この排出装置２０２の場合、端部金具２０８側から削孔等の凹所内に全体を挿入し、その後導入管路２２０を通じてシール本体２００内部にエアを導入する。するとその圧力でゴム膨張管２０４が半径方向に膨張して凹所の内壁面に密着し、凹所を密栓する。
【００１１】
そしてゴム膨張管２０４内のエアの圧力が一定圧以上になったところで、そこで始めて逆止弁２２６が開いてゴム膨張管２０４内のエアを凹所の密閉空間内に吐出する。逆止弁２２６のスプリング２３０の付勢力がそのように予め設定されている。
【００１２】
而してこのようにして凹所の密閉空間内にエアが流出すると、そこで密閉空間内にエアの圧力が作用する状態となり、ここにおいて凹所内に滞留している水等の液が、その加圧力に基づいて排液管路２２２を通じ凹所外部へと押し上げられ、排出される。
【００１３】
この液の排出装置２０２の場合、負圧の作用に基づいて凹所内の液を排出するものでなく、凹所の密閉空間内にエアの圧力を作用させてその圧力（正の圧力）により液を強制的に押し上げ排出するものであるため、深い孔であっても短い時間で簡単にこれを外部に排出することができる特長を有する。
【００１４】
しかしながらこの液の排出装置２０２の場合、端部金具２０６に排液管路２２２に加えて導入管路２２０を設けなければならないことから、端部金具２０６に対する加工が複雑面倒であり、更に加えて導入管路２２０のためのスペースを確保しておかなければならないことから、排液管路２２２の設計の自由度が制限されるとともに、その排液管路２２２を構成するパイプ２３７，２３８の太さを一定以上に太くすることができず、このためパイプ２３７，２３８の強度が弱くなって曲り易いといった問題点が内在する。
【００１５】
更にまた、端部金具２０６側において導入管路２２０を設ける必要があることから、パイプ２３８と別にパイプ２３７を用い、これをパイプ２３８と心をずらせて端部金具２０６に取り付けることとなり、従って排液管路２２２を形成するために別のパイプ２３７が必要で尚且つ組付けも面倒になる等の問題が内在していた。
尚、ここでは主として削孔内の滞留水を外部に排出する場合を例として説明したが、この排出装置は凹所内の液を外部に排出するためのものとして各種用途に用いることが可能なものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の液の排出装置は上記課題を解決するために案出されたものである。
而して請求項１のものは、凹所内に滞留した液を該凹所の外に排出する液の排出装置であって、（イ）内部に導かれた流体の圧力で半径方向に膨張して前記凹所の内壁面に密着し、該凹所を密栓するゴム膨張管を備えたシール本体と、（ロ）該シール本体の軸方向一端側且つ前記凹所の開口側において外部の流体供給管と接続され、該シール本体内部に流体を導入する導入管路と、（ハ）前記シール本体にて密栓された前記凹所の密閉空間と該シール本体内部とを連通させる位置において該シール本体を内外に貫通する形態で設けられ、該シール本体内の流体を該密閉空間に吐出する吐出孔と、（ニ）前記シール本体を軸方向に貫通する状態で設けられ、前記密閉空間内の滞留液を該密閉空間に対する前記流体の加圧力で流通させて外部に排出する排液管路とを有しており、且つ前記導入管路は前記排液管路の内部に配設されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項２のものは、請求項１において、前記吐出孔は前記シール本体内に導入された流体によって前記ゴム膨張管を前記凹所内壁面に密着するまで十分に膨張させ得るような小孔径で且つ吐出経路上に弁を有しない形態で形成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項３のものは、請求項２において、前記吐出孔が前記ゴム膨張管を内外に貫通する形態で設けられていることを特徴とする。
【００１９】
請求項４のものは、凹所内に滞留した液を該凹所の外に排出する液の排出装置であって、（イ）内部に導かれた流体の圧力で半径方向に膨張して前記凹所の内壁面に密着し、該凹所を密栓するゴム膨張管を備えたシール本体と、（ロ）該シール本体の軸方向一端側且つ前記凹所の開口側において外部の流体供給管と接続され、該シール本体内部に流体を導入する導入管路と、（ハ）前記シール本体にて密栓された前記凹所の密閉空間と該シール本体内部とを連通させる位置において該シール本体を内外に貫通する形態で設けられ、該シール本体内の流体を該密閉空間に吐出する吐出孔と、（ニ）前記シール本体を軸方向に貫通する管体とを有しており、該管体の内部の管路が前記排液管路を成しているとともに、該管体は少なくとも軸方向の一部が二重管構造をなしていて、該二重管構造をなす部分の内管と外管との間の管路が前記導入管路を成していることを特徴とする。
【００２０】
【作用及び発明の効果】
上記のように請求項１のものは、導入管路を排液管路の内部に配設したもので、この液の排出装置の場合、深い凹所であってもその凹所内の滞留液を短い時間でしかも容易に外部に排出することができる利点を有する外、導入管路配設のためのスペースを排液管路周りの部分に設けておく必要がないため、シール本体が端部金具を有する場合においてその端部金具に対する加工が容易になるとともに、排液管路をシール本体の中心位置に且つ太く形成することができ、即ち排液管路を従来に増して太いパイプで構成することができ、これに伴ってそのパイプの剛性を高剛性となすことができる。
【００２１】
また導入管路を排液管路の周りの部分に形成する必要がなくなることから装置全体の構造が簡略化するとともに、装置組立てに先立って予め排液管路内部に導入管路を設けておくことが可能となって、装置組立ての手間も簡略化する利点が得られる。
【００２２】
本発明の装置は、各種土木工事等において凹所内に滞留している水等の液を外部に排出するための装置として適用できることは勿論、凹所内に溜めてある有用な液を外部に取り出すための装置として用いることも可能である。
或いは容器内の液を他の容器へと移し替えたり、容器内の液を他の液に入れ替えるための装置として、更には容器内の液を他の場所へと輸送するための装置として適用することも可能である。
勿論本発明の液の排出装置は、岩盤等の地盤に設けられた掘削孔内部の滞留水を外部に排出するための装置として好適なものである。
【００２３】
請求項２のものは、シール本体内に導入した流体を凹所の密閉空間内に吐出するための吐出孔を小孔径、即ちシール本体内に導入された流体がその圧力によってゴム膨張管を凹所内壁面に密着させることができるような小孔径となしたものである。
【００２４】
この排出装置によれば、先願に係る図７に示す排出装置のように、シール本体内の流体の圧力が一定圧以上となったところで始めてシール本体内の流体を密閉空間に向けて吐出するための逆止弁を設ける必要がなく、従ってその逆止弁に要していたコストを削減することができ、装置全体のコストを低廉化することができる。
またその逆止弁配設のためのスペースを特別に確保しておく必要がなくなり、これに伴って排液管路の大径化、即ち排液管路を構成するパイプの大径化を更に容易に実現できるようになる。
【００２５】
この場合において、ゴム膨張管を内外に貫通する貫通孔を設けて、その貫通孔をもって上記吐出孔となすことができる（請求項３）。
このようにした場合、極めて容易に吐出孔を設けることができる。
【００２６】
またこの場合には吐出孔を端部金具に設ける必要がないので、排液管路を構成すべく、端部金具を挿通する状態にパイプを設ける場合において、そのパイプ周りに吐出孔を形成する必要がなく、従って排液管路の配設に対する制限が更に緩和され、また排液管路の大径化を更に容易に実現できるようになる。
【００２７】
次に請求項４のものは、シール本体を軸方向に貫通する管体の内部の管路を上記排液管路となし、また少なくとも軸方向の一部を二重管構造となしてその二重管構造部分における内管と外管との間の管路を上記導入管路となしたもので、このようにした場合においても排液管路及び流体の導入管路を容易に形成することができるとともに、管体の管径を太くすることができ、その剛性を高剛性となすことができる。
【００２８】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は本例の排出装置１２におけるシール本体で、ゴム膨張管１４と、一対の端部金具１６，１８と、ゴム膨張管１４の軸方向両端部を端部金具１６，１８にかしめ付固定するかしめリング２０とを有している。
【００２９】
ここでゴム膨張管１４は、内面ゴム層１４Ａと、中間の補強層１４Ｂと、外面ゴム層１４Ｃとの積層構造をなしており、且つその補強層１４Ｂは、補強糸を正逆両方向にスパイラル状に巻回して構成したもので、全体として網目構造をなしている。
この補強層１４Ｂの網目構造に起因して、ゴム膨張管１４は半径方向に膨張したとき必然的に軸方向に収縮運動する。
【００３０】
一対の端部金具１６，１８のそれぞれには、軸方向に挿通孔２２，２４が形成されており、そこに剛性のパイプ（この例では金属パイプ）２６が挿通されている。
そしてそのパイプ２６の内部に排液管路２８が形成されている。
【００３１】
ここでパイプ２６はシール本体１０を軸方向に貫通する状態で設けられており、そして一方の端部金具１６に対しては挿通孔２２に挿通した状態でその端部金具１６に溶接接合され、また他方の端部金具１８に対しては、その挿通孔２４にＯリング２５を介して水密に且つ軸方向にスライド可能に嵌合されている。
【００３２】
端部金具１８にはまた、その中心から偏心した位置において吐出孔３０が形成されている。
この吐出孔３０は、シール本体１０内の流体（この例ではエア。以下エアとして説明する）を、後に詳述するようにゴム膨張管１４の膨張によって密栓された凹所４８の密閉空間内に吐出するためのものである。
【００３３】
この吐出孔３０上には、逆止弁３２が配設されている。逆止弁３２は、ボール弁体３４と、これを弁座３６に向けて付勢するスプリング３８と、筒状のボルト４０とを有している。
ボルト４０は吐出孔３０の雌ねじ部に螺合されており、そしてそのボルト４０の一端面に、上記スプリング３８の一端が当接させられている。
尚４２はロックナットである。
【００３４】
この逆止弁３２は、ゴム膨張管１４内部に導かれたエアの圧力が一定圧以上となったときにその圧力によって弁を開き、ゴム膨張管１４内部のエアを外部、即ち密閉空間内へと吐出させる働きをなす。
【００３５】
本例においてパイプ２６の内部、即ち排液管路２８の内部にはエア管４４が配管されており、そのエア管４４の内側に、シール本体１０内にエアを導入するための導入管路４６が形成されている。
この導入管路４６は、一端側がゴム膨張管１４の内部空間で開口しており、また他端側が外部に開口していてそこにエア供給管（流体供給管）５０が接続されるようになっている。
【００３６】
この例の排出装置１２は次のように作用する。
即ち、図２に示しているように排出装置１２全体を削孔等の凹所４８内に挿入した状態で、導入管路４６を通じてシール本体１０内部にエアを導入すると、導入されたエアの圧力によってゴム膨張管１４が半径方向に膨張し、凹所４８の内壁面に密着した状態、即ち凹所４８を密栓した状態となる。
尚このとき逆止弁３２は閉弁状態にあり、シール本体１０内部に導かれたエアは吐出孔３０から凹所４８の密閉空間内には吐出されない。
【００３７】
而してシール本体１０内のエア圧が一定圧以上に達すると、そこで始めて図２（Ｂ）に示しているように逆止弁３２が開弁し、シール本体１０内のエアが吐出孔３０を通じて密閉空間内に吐出される。
この結果密閉空間内にエアの圧力が作用せしめられる。
【００３８】
従ってこの例の排出装置１２の場合、図３（Ｉ）に示しているように凹所４８内にこれを挿入し、その状態でエア供給管５０を通じゴム膨張管１４内に所定の圧力でエアを導入すると、そのエアの圧力によってゴム膨張管１４が半径方向に膨張して凹所４８を密栓した上（図３(II)参照）、逆止弁３２の開弁を伴い吐出孔３０からエアを凹所４８の密閉空間内に吐出して密閉空間を加圧し（図４(III)参照）、その加圧力によって凹所４８内の滞留水（滞留液）５６がパイプ２６及びそのパイプ２６に接続された延長管５２，５４を通じて外部に排出される（図４(IV)参照）。
【００３９】
かかる本例の液の排出装置１２の場合、凹所４８が深いものであっても凹所４８内の滞留水５６を短い時間でしかも容易に外部に排出することができる利点を有する外、導入管路４６配設のためのスペースを排液管路２８周りの部分に設けておく必要がないため、端部金具１６に対する加工が容易になるとともに排液管路２８をシール本体１０の中心位置に且つ太く形成することができ、これに伴ってそのパイプ２６の剛性を高剛性となすことができる。
【００４０】
また導入管路４６を排液管路２８の周りの部分に形成する必要がなくなることから装置全体の構造が簡略化するとともに、装置組立てに先立って予め排液管路２８内部に導入管路４６を設けておくことが可能であり、装置組立ての手間も簡略化する。
【００４１】
図５は本発明の他の実施例を示したものである。
この例は、ゴム膨張管１４に肉厚方向の貫通孔を設けて、その貫通孔をもって吐出孔３０となしたものである。
ここで吐出孔３０は、ゴム膨張管１４内部に導かれたエアの圧力によってゴム膨張管１４が十分に半径方向に膨張して凹所４８の内壁面に密着できるようにその孔径が選ばれている。
即ちこの吐出孔３０はゴム膨張管１４が凹所４８を十分に密栓できるような小孔径とされている。
【００４２】
この場合、ゴム膨張管１４の膨張・収縮、即ちシール本体１０内に導入されたエアの圧力の大小に応じて吐出孔３０の孔径を変化させ得、エアをシール本体１０内に導入する当初においては孔径を小さくしておいて、場合によりゴム弾性により吐出孔３０を実質的に閉じた状態としておいて、ゴム膨張管１４を効果的に膨張させ得る一方、ゴム膨張管１４が膨張した後においては、即ち凹所４８を密栓した後においては、吐出孔３０の孔径を増大変化させてそこからシール本体１０内のエアを効果的に凹所４８の密閉空間内に流出させるようになすことができる。
【００４３】
この排出装置１２によれば、先願に係る図７に示す排出装置２０２のように、シール本体２００内のエアの圧力が一定圧以上となったところで始めてシール本体２００内のエアを密閉空間に向けて吐出するための逆止弁２２６を不要化していることから、逆止弁２２６に要していたコストを削減でき、装置全体のコストを低廉化することができる。
またその逆止弁２２６配設のためのスペースを特別に確保しておく必要がなくなり、これに伴って排液管路２８の大径化、即ち排液管路２８を構成するパイプ２６の大径化を更に容易に実現できる。
【００４４】
更に本例によれば、吐出孔３０を端部金具１８に設ける必要がないので、パイプ２６周りに吐出孔３０形成のためのスペースを確保しておかなくても良くなり、従って排液管路２８の配設に対する制限が更に緩和され、また排液管路２８の大径化を更に容易に実現できるようになる。
但し場合によって端部金具１８に軸方向の且つ小孔径の貫通孔を設けて、その貫通孔をもって吐出孔３０となすことも可能である。
【００４５】
図６は本発明の更に他の実施例を示している。
この図において、５８はシール本体１０を軸方向に貫通する管体で、シール本体１０全長に亘って外管６０と内管６２との二重管構造をなしており、その内管６２の内側管路が上記排液管路２８を成している。
【００４６】
また内管６２と外管６０との間の管路がエアの導入管路６４を成している。
外管６０には、ゴム膨張管１４より図中上方に突き出した部分に流入口６６が形成されていて、その流入口６６からエアが導入管路６４内に流入するようになっている。
外管６０にはまた、軸方向中間位置において流出口６８が形成されており、導入管路６４を通じて導かれたエアが、その流出口６８を通じてゴム膨張管１４内に流入し、これを半径方向に膨張させるようになっている。
即ち本例において、厳密には内管６２と外管６０との間の管路の内、流入口６６と流出口６８との間の部分が導入管路６４となっている。
【００４７】
尚この例では補強層１４Ｂが補強糸を管軸方向に、即ち縦方向に引き揃えて成る簾構造のものとされている。
補強層１４Ｂをこのようになした場合、ゴム膨張管１４は軸方向に収縮を伴うことなく半径方向に膨張可能であり、従ってこの例では管体５８がゴム膨張管１４に対し軸方向に固定状態とされており、ゴム膨張管１４に対し相対的にスライド運動しないものとされている。
【００４８】
本例の排出装置１２では管体５８として、具体的には外管６０として管径の太いものが用いられている。
詳しくは、外管６０としてその外径がゴム膨張管１４の内径とほぼ等しいものが用いられており、上記実施例のような端部金具１６，１８は用いられていない。
即ち外管６０がゴム膨張管１４の芯体として働いており、装置全体が曲げ剛性の強いものとなっている。
また端部金具１６，１８を用いていないことから、装置全体の構成も簡略なものとなっている。
【００４９】
但し本例において、補強層１４Ｂを上記実施例のような網目構造となし、且つゴム膨張管１４と管体５８とを軸方向にスライド可能なものとなしておくことも可能である。
尚他の点については上記実施例と同様である。
本例においても排液管路２８及びエアの導入管路６４を容易に形成することができる。
【００５０】
この実施例では、管体５８がシール本体１０の軸方向全長に亘って二重管構造をなしているが、場合によって流入口６６と流出口６８との間の部分のみ二重管構造となし、他の部分については単管構造となすといったことも可能である。
【００５１】
以上本発明の実施例を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば本発明においては、ゴム膨張管１４の外面が凹所の内壁面との接触により損傷するのを防止するため、ゴム膨張管１４の外面全体を可撓性ないし弾性を有する薄肉の保護筒で覆っておくといったことも可能であるし、また本発明の排出装置を地盤に形成した削孔内の滞留水の排出以外の種々目的で用いることも可能であるなど、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である液の排出装置を示す図である。
【図２】図１の排出装置の一作用状態を示す図である。
【図３】図１の排出装置を用いて凹所内の液を排出する際の作用説明図である。
【図４】図３に続く作用説明図である。
【図５】本発明の他の実施例の図である。
【図６】本発明の更に他の実施例の図である。
【図７】本願の先願に係る液の排出装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０シール本体
１２排出装置
１４ゴム膨張管
２８排液管路
３０吐出孔
４６，６４導入管路
４８凹所
５０エア供給管（流体供給管）
５６滞留水（滞留液）
５８管体
６０外管
６２内管

Claims

凹所内に滞留した液を該凹所の外に排出する液の排出装置であって
（イ）内部に導かれた流体の圧力で半径方向に膨張して前記凹所の内壁面に密着し、該凹所を密栓するゴム膨張管を備えたシール本体と
（ロ）該シール本体の軸方向一端側且つ前記凹所の開口側において外部の流体供給管と接続され、該シール本体内部に流体を導入する導入管路と
（ハ）前記シール本体にて密栓された前記凹所の密閉空間と該シール本体内部とを連通させる位置において該シール本体を内外に貫通する形態で設けられ、該シール本体内の流体を該密閉空間に吐出する吐出孔と
（ニ）前記シール本体を軸方向に貫通する状態で設けられ、前記密閉空間内の滞留液を該密閉空間に対する前記流体の加圧力で流通させて外部に排出する排液管路と
を有しており、且つ前記導入管路は前記排液管路の内部に配設されていることを特徴とする液の排出装置。
請求項１において、前記吐出孔は前記シール本体内に導入された流体によって前記ゴム膨張管を前記凹所内壁面に密着するまで十分に膨張させ得るような小孔径で且つ吐出経路上に弁を有しない形態で形成されていることを特徴とする液の排出装置。
請求項２において、前記吐出孔が前記ゴム膨張管を内外に貫通する形態で設けられていることを特徴とする液の排出装置。
凹所内に滞留した液を該凹所の外に排出する液の排出装置であって
（イ）内部に導かれた流体の圧力で半径方向に膨張して前記凹所の内壁面に密着し、該凹所を密栓するゴム膨張管を備えたシール本体と
（ロ）該シール本体の軸方向一端側且つ前記凹所の開口側において外部の流体供給管と接続され、該シール本体内部に流体を導入する導入管路と
（ハ）前記シール本体にて密栓された前記凹所の密閉空間と該シール本体内部とを連通させる位置において該シール本体を内外に貫通する形態で設けられ、該シール本体内の流体を該密閉空間に吐出する吐出孔と
（ニ）前記シール本体を軸方向に貫通する管体と
を有しており、該管体の内部の管路が前記排液管路を成しているとともに、該管体は少なくとも軸方向の一部が二重管構造をなしていて、該二重管構造をなす部分の内管と外管との間の管路が前記導入管路を成していることを特徴とする液の排出装置。