JP3743757B2 - 圧気ケーソンにおける消音機能付きマテリアルロック - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧気ケーソンにおける消音機能付きマテリアルロックに係り、特にマテリアルロックのエアロックに送気するときに発生する騒音を低減するために好適な消音機能付きマテリアルロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧気ケーソンの沈下掘削時において、掘削土砂を排出するときは、マテリアルロックの上部ハッチが閉じ、下部ハッチが開いた状態で土砂バケットが吊り下げられている。
【０００３】
この状態で、掘削土砂を積み込んだ排土バケットを圧気作業室よりマテリアルシャフトを経てマテリアルロックへ吊り上げる。
【０００４】
ついで、マテリアルロックの下部ハッチを閉じ、マテリアルロックのエアロックの内部空気を排出し、減圧する。
【０００５】
エアロックの内部が大気圧になったとき、上部ハッチを開け、排土バケットをマテリアルロックから吊り上げ、所定の場所に排土する。
【０００６】
つぎに、空の排土バケットを圧気作業室に吊り降ろすときは、下部ハッチを閉じ、上部ハッチを開けた状態で、マテリアルロックのエアロックに排土バケットを吊り下げ、上部ハッチを閉じる。
【０００７】
ついで、エアロックの外部から内部に高圧空気を供給し、エアロックの内部を加圧する。
【０００８】
前記エアロックの内部がマテリアルシャフトの内部の気圧と等圧になったとき、下部ハッチを開け、排土バケットをマテリアルロックからマテリアルシャフトを経て圧気作業室に降ろす。
【０００９】
そして、排土バケットに圧気作業室内の掘削土砂を再び積み込む。
【００１０】
以上の作業を繰り返して行い、圧気作業室の掘削土砂を排出する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のマテリアルロックでは、エアロック内の加圧作業時に能率を上げるため、エアロックの内部に短時間に大量の高圧空気を供給すると、大きな騒音が発生する。
【００１２】
この騒音は、主に送気管よりエアロック内に高圧空気が入ったときに、その高圧空気がエアロックの内壁に当たって発生する衝撃音や、エアロックが振動することによって発生する騒音、および送気管がエアロックと接続する位置で急激な断面変化により発生する騒音等である。
【００１３】
これらの原因によって発生する騒音により、特に市街地での圧気ケーソンの沈下掘削作業においては、夜間施工は大掛かりな防音ハウス等が必要であり、これにより工期遅れや大きなコストが生ずることもあった。
【００１４】
また、周辺住民の生活環境を阻害するおそれもあった。
【００１５】
このため、基礎工法として優良な工法である圧気ケーソン工法は、これまで市街地では騒音の点で大規模な対策が必要であった。
【００１６】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、マテリアルロックのエアロック内に高圧空気を供給するときに発生する騒音を大幅に低減し得る圧気ケーソンにおける消音機能付きマテリアルロックを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では上部ハッチ１５と下部ハッチ１６間にエアロック１７を設け、このエアロック１７に送気管１８と排気管２３とを取り付けたマテリアルロック９において、前記エアロック１７の内部に、送気管１８から供給される高圧空気によって発生する騒音を消去する消音装置を、前記エアロック１７の内側周囲に略環状に設けた構成としている。
【００１８】
また、前記目的を達成するため、本発明では前記消音装置を、送気管１８に直接または環状送気管１９を介して接続した複数の消音器２０により構成している。
【００１９】
また、上記において、前記消音装置の内側には、有孔材料により形成されかつ前記エアロック１７内を昇降する排土バケット６より飛散する掘削土砂から消音装置を防護する防護手段を設けたことを特徴としている。
【００２０】
さらに、前記目的を達成するため、本発明では前記消音装置を、送気管１８に直接または環状送気管１９を介して接続した複数の消音器２０により構成し、各消音器２０を、内側にバケットガイド２５を有しかつ両側面に通気孔を多数設けた土砂避け板２６を有する断面ほぼチャンネル型に形成された防護手段兼バケットガイド２４により囲繞している。
【００２１】
さらにまた、前記目的を達成するため、本発明では上部ハッチ１５と下部ハッチ１６間にエアロック１７を設け、このエアロック１７に送気管２７と排気管３１とを取り付けたマテリアルロック９において、前記エアロック１７の内部に、有孔水平管２９と有孔垂直管３０とを上下方向に多段に組み立てた送気管アッセンブリ２８を設置するとともに、この送気管アッセンブリ２８を前記送気管２７に接続し、前記エアロック１７のハウジングの内側に消音材３２を取り付け、前記エアロック１７に設置された送気管アッセンブリ２８の内側に、有孔材料で形成されかつ排土バケット６より飛散する掘削土砂から消音材３２を防護する防護筒３３を設置している。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２３】
（第１の実施例）
図１〜図３は本発明の第１の実施例を示すもので、図１はマテリアルロックを含む圧気ケーソンの縦断正面図、図２はマテリアルロックの拡大縦断正面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。
【００２４】
これら図１〜図３に示す第１の実施例では、圧気ケーソン１は、筒状側壁２と、作業室スラブ３と、刃口４と、圧気作業室５と、マテリアルシャフト８と、この上部に連結されたマテリアルロック９とを備えている。この圧気ケーソン１は、他にはマンシャフトと、これの上部に連結されたマンロックと、コンプレッサを含む圧気設備と、圧気作業室５の天井面に取り付けられた走行レールに沿って走行し地山Ｇを掘削する掘削機等を備えているが、前記マンシャフト、マンロック、圧気設備および掘削機は本発明の要旨とは関係ないので図面では省略されている。
【００２５】
なお、図１および図２において、符号６は排土バケット、符号７は排土バケット用のワイヤを示す。
【００２６】
ところで、前記マテリアルロック９は、上部ハウジング１０と、これにフランジ継手１３を介して接続された中間ハウジング１１と、この中間ハウジング１１にフランジ継手１４を介して接続された下部ハウジング１２とを有している。
【００２７】
前記上部ハウジング１０には、開閉自在な上部ハッチ１５が設けられている。前記下部ハウジング１２には、開閉自在な下部ハッチ１６が設けられている。また、前記上部ハッチ１５と下部ハッチ１６間には、エアロック１７が形成されている。
【００２８】
前記エアロック１７には、送気管１８と、排気管２３とが取り付けられている。また、エアロック１７の内部には環状送気管１９と、消音装置を構成している複数の消音器２０と、消音装置用の防護手段である防護筒２１と、複数のバケットガイド２２とが設置されている。
【００２９】
前記送気管１８は、この実施例では円周方向に等間隔をおいて２本設けられている。各送気管１８の入口側端部は、圧気設備のコンプレッサ（図示せず）に接続され、出口側端部は環状送気管１９に接続されている。
【００３０】
前記環状送気管１９は、エアロック１７の下部側に固定されている。
【００３１】
前記消音器２０には、公知のもの（例えば、商品名オートマフラ等）が使用されている。この消音器２０は、本実施例では前記環状送気管１９上に、円周方向に等間隔をおいて８箇設置されている。各消音器２０の入口側は、前記環状送気管１９に接続され、出口側はエアロック１７内に開放されている。
【００３２】
前記防護筒２１は、有孔鋼板等、多孔性でかつ衝撃に対して強力な材料で形成されている。この防護筒２１は、消音器２０の列の内側に配置され、かつ中間ハウジング１１の内壁に固定されている。
【００３３】
前記バケットガイド２２は、鋼材によりほぼ橇型に形成されている。このバケットガイド２２は、前記防護筒２１の内側に、本実施例では円周方向に等間隔をおいて８本配置されている。そして、各バケットガイド２２は中間ハウジング１１の内壁に固定されている。
【００３４】
前述のごとく構成されたマテリアルロック９は、次のように使用され、作用する。
【００３５】
まず、圧気作業室５内で排土バケット６に掘削土砂を積み込み、その排土バケット６を周知の吊り上げ、吊り下げ装置（図示せず）を介し吊り上げ、排土するときは、上部ハッチ１５を閉じ、下部ハッチ１６を開け、排土バケット６を圧気作業室５からマテリアルシャフト８、下部ハッチ１６を経てマテリアルロック９のエアロック１７内に吊り上げる。
【００３６】
ついで、下部ハッチ１６を閉じ、排気管２３を通じてエアロック１７内の空気を排出し、エアロック１７の内部を大気圧まで減圧する。
【００３７】
前記エアロック１７内が大気圧になったとき、上部ハッチ１５を開け、バケットガイド２２に沿って掘削土砂入り排土バケット６をエアロック１７から上部ハッチ１５を経てマテリアルロック９の外部へ吊り上げ、所定の位置に排土する。
【００３８】
かかる排土時に、エアロック１７内で排土バケット６から掘削土砂の一部が飛散することがあっても、防護筒２１により消音器２０を、飛散した掘削土砂の衝突から防護することができる。
【００３９】
つぎに、空の排土バケット６を圧気作業室５に持ち込むときは、下部ハッチ１６を閉じた状態で、上部ハッチ１５を開け、排土バケット６を上部ハッチ１５を通じてエアロック１７内に入れ、上部ハッチ１５を閉じる。
【００４０】
ついで、圧気設備のコンプレッサ（いずれも図示せず）から各送気管１８、環状送気管１９および各消音器２０を通じてエアロック１７内に高圧空気を供給し、防護筒２１を通過させてエアロック１７内に高圧空気を充満させ、エアロック１７内をマテリアルシャフト８側の気圧になるまで加圧する。
【００４１】
前記エアロック１７内がマテリアルシャフト８側の気圧とほぼ等圧になったとき、給気を停止し、下部ハッチ１６を開け、バケットガイド２２に沿って排土バケット６をエアロック１７から下部ハッチ１６、マテリアルシャフト８を経て圧気作業室５に入れ、ついで図１において破線で示すように、圧気作業室５の底部の地山Ｇ上に設置する。そして、この排土バケット６に再び掘削土砂を積み込む。
【００４２】
以上の作業を繰り返して行い、圧気作業室５内の掘削土砂を所定の排土位置まで運び込み、排出する。
【００４３】
前述のごとく、この実施例では、エアロック１７内に設置された環状送気管１９に送気管１８を接続するとともに、同環状送気管１９に消音装置として、複数の消音器２０を接続し、高圧空気を送気管１８→環状送気管１９→複数の消音器２０を通じてエアロック１７の内部に供給するようにしているので、短時間に大量の高圧空気を供給しても、高圧空気がエアロックの内壁に当たることによって発生する衝撃音や、エアロックの振動による騒音、送気管がエアロックと接続されている位置で急激に断面変化することによって発生する騒音を、複数の消音器２０により吸収し、大幅に低減することができる。
【００４４】
したがって、市街地での圧気ケーソンの沈下掘削作業を、昼夜兼行も可能であるため、工期を短縮することができるし、また周辺住民の生活環境を阻害することなく施工することができる。
【００４５】
また、この実施例では、消音装置の防護手段として、消音器２０の列の内側に防護筒２１を取り付けているので、掘削土砂入り排土バケット６の吊り上げ時に、掘削土砂が飛散しても、その掘削土砂の消音器２０への衝突を防護することができる。
【００４６】
さらに、この実施例では、エアロック１７の内部に、円周方向に等間隔をおいて複数本のバケットガイド２２を取り付けているので、排土バケット６がエアロック１７内を通過するとき、その排土バケット６をスムーズに移動させることができる。
【００４７】
さらにまた、この実施例では、中間ハウジング１１の内部に、環状送気管１９と、各消音器２０と、防護筒２１と、各バケットガイド２２とを組み込んでユニット化し、その中間ハウジング１１を上部ハウジング１０と下部ハウジング１２とにそれぞれフランジ継手１３，１４を介して着脱自在に連結しているので、前記環状送気管１９、各消音器２０、防護筒２１およびバケットガイド２２を改修するときに、前記フランジ継手１３，１４で前記ユニットを切り離して能率良く行うことができるし、既製のマテリアルロックにも簡単に組み込んで使用することができる。
【００４８】
なお、この実施例において、送気管１８は図示の２本設けるものに限らず、１本でも良く、あるいは３本以上でも良い。
【００４９】
また、消音装置を構成している消音器２０も図示の８箇設けるものに限らず、予測される発生騒音または実測された発生騒音の大きさに応じて適宜箇数設けても良いことは勿論である。
【００５０】
さらに、消音器用の防護筒２１を剛性の大きい材料で形成したときは、バケットガイド２２を省略しても良く、バケットガイド２２を設ける場合にはその本数を問わない。
【００５１】
前記排気管２３は、図示の上部ハウジング１０に設ける場合に限らず、中間ハウジング１１に設けても良く、要はエアロック１７内の空気を排出できる位置に設ければ良い。
【００５２】
（第２の実施例）
図４は本発明の第２の実施例を示すもので、エアロックの部分の横断平面図である。
【００５３】
この図４に示す第２の実施例では、環状送気管１９の上方に、消音装置として、円周方向に等間隔をおいて４箇の消音器２０が設置されている。
【００５４】
各消音器２０は、防護手段兼バケットガイド２４により囲繞されている。
【００５５】
各防護手段兼バケットガイド２４は、内側にバケットガイド２５を有し，両側面に通気孔（図示せず）を多数設けた土砂避け板２６を有するほぼチャンネル型に形成されている。また、この防護手段兼バケットガイド２４は当該消音器２０を囲む位置に配置され、かつ中間ハウジング１１の内部に固定されている。
【００５６】
しかして、この実施例では当該消音器２０を囲むように取り付けられた防護手段兼バケットガイド２４により、掘削土砂入り排土バケット６がエアロック１７を通過するときに、掘削土砂が飛散して消音器２０に衝突するトラブルを回避することができる。
【００５７】
また、複数箇取り付けられた防護手段兼バケットガイド２４の内側のバケットガイド２５により、排土バケット６のエアロック１７内の通過時に、その排土バケット６をスムーズに移動させることができる。
【００５８】
この第２の実施例の他の構成，作用については、前記第１の実施例と同様である。
【００５９】
（第３の実施例）
図５は本発明の第３の実施例を示すもので、マテリアルロックの縦断正面図、図６は図５のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【００６０】
これら図５および図６に示す第３の実施例では、エアロック１７の内部に送気管アッセンブリ２８と、消音装置としての消音材３２と、この消音材３２の防護手段である防護筒３３と、バケットガイド３４とが取り付けられている。
【００６１】
前記送気管アッセンブリ２８は、有孔水平管２９と、有孔垂直管３０とを上下方向に多段に組み立てて構成されている。この送気管アッセンブリ２８の上下方向のほぼ中央部の有孔水平管２９には、前記送気管２７の出口側端部が接続されている。この送気管２７の入口側端部は、圧気設備のコンプレッサ（いずれも図示せず）に接続されている。
【００６２】
前記エアロック１７の上方部には、排気管３１が設けられている。
【００６３】
前記消音材３２は、微細有孔鋼等、消音効果材で形成されており、エアロック１７の内周壁に取り付けられている。
【００６４】
前記防護筒３３は、有孔鋼板等で形成され、前記送気管アッセンブリ２８の内側に設置され、かつバケットガイド３４を介してエアロック１７のハウジング側に固定されている。
【００６５】
前記バケットガイド３４は、鋼材等でほぼ橇型に形成され、防護筒３３の内側において、円周方向に等間隔をおいてこの実施例では８本配置され、前記防護筒３３と一緒にエアロック１７のハウジング側に固定されている。
【００６６】
しかして、この実施例ではエアロック１７内に排土バケット６を入れ、エアロック１７内をマテリアルシャフト８側の気圧まで高めるときは、送気管２７から送気管アッセンブリ２８に高圧空気を供給すると、その高圧空気は送気管アッセンブリ２８を構成している複数の有孔水平管２９と複数の有孔垂直管３０の送気孔からエアロック１７内に一斉に吹き込まれ、充填される。
【００６７】
ついで、エアロック１７の内周壁に取り付けられた消音材３２により、エアロック１７内に高圧空気を供給することによって発生する騒音が吸収され、消音される。
【００６８】
以上説明したところからも分かるように、この実施例によれば、有孔水平管２９と有孔垂直管３０とを多段に組み立てた送気管アッセンブリ２８を通じてエアロック１７内に高圧空気を吹き込むようにしているので、エアロック１７内をマテリアルシャフト８側の気圧まですみやかに高めることができ、したがって加圧時間のロスを少なくすることができる。
【００６９】
また、エアロック１７内に高圧空気を供給することによって発生する騒音を、広い作用面積の消音材３２により効果的に吸収し、消音することができる。
【００７０】
この第３の実施例の他の構成，作用については、前記第１の実施例と実質的に同様である。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、マテリアルロック９の上部ハッチ１５と下部ハッチ１６間に設けられたエアロック１７の内部に、送気管１８から供給される高圧空気によって発生する騒音を消去する消音装置を設けているので、エアロック１７の内部に、短時間に大量の高圧空気を供給しても、高圧空気がエアロックの内壁に当たることによって発生する衝撃音や、エアロックの振動による騒音、送気管がエアロックと接続されている位置で急激に断面変化することによって発生する騒音を吸収し、大幅に低減し得る効果があり、ひいては圧気ケーソンの沈下掘削作業を市街地でも昼夜兼行が可能となり、工期を短縮できる効果があり、周辺住民の生活環境を阻害しないで施工できる効果もある。
【００７２】
また、本発明では有孔材料により形成されかつ排土バケット６より飛散する掘削土砂から消音装置を防護する防護手段を設けているので、エアロック１７内に設置された消音装置に、排土バケット６から飛散する掘削土砂が衝突することによって起きるトラブルを未然に防止し得る効果がある。
【００７３】
また、本発明ではエアロック１７内に、送気管１８に直接または環状送気管１９を介して接続した複数の消音器２０により構成した消音装置を設置しているので、この発明においてもエアロック１７内に高圧空気を供給することによって発生する騒音を大幅に低減し得る効果があり、さらに有孔材料で形成されかつ消音器２０の列の内側に、防護手段としての防護筒２１を固定しているので、各消音器２０を排土バケット６から飛散する掘削土砂から防護し得る効果がある。
【００７４】
さらに、本発明では各消音器２０を、内側にバケットガイド２５を有しかつ両側面に通気孔を多数設けた土砂避け板２６を有する断面ほぼチャンネル型の防護手段兼バケットガイド２４により囲繞しているので、各消音器２０を防護手段兼バケットガイド２４の土砂避け板２６により、排土バケット６から飛散する掘削土砂から防護し得る効果を有する外、エアロック１７内を排土バケット６が通過するとき、防護手段兼バケットガイド２４におけるバケットガイド２５により排土バケット６をスムーズにガイドし得る効果がある。
【００７５】
さらにまた、本発明ではエアロック１７の内部に、有孔水平管２９と有孔垂直管３０とを上下方向に多段に組み立てた送気管アッセンブリ２８を設置し、この送気管２８に送気管２７を接続しており、エアロック１７内に送気管アッセンブリ２８の多数の有孔水平管２９と多数の有孔垂直管３０から一斉に高圧空気を吹き込むようにしているので、エアロック１７内をマテリアルシャフト８側の気圧まですみやかに高めることができ、したがって加圧時間のロスを少なく抑え得る効果がある。また、本発明ではエアロック１７のハウジングの内側に消音材３２を取り付け、エアロック１７内に高圧空気を供給することによって発生する騒音を、広い作用面積の消音材３２により効果的に吸収し、消音し得る効果もある。さらに、本発明では前記送気管アッセンブリ２８の内側に、有孔材料で形成された防護筒３３を設置しているので、消音材３２を防護筒３３により、排土バケット６から飛散する掘削土砂から防護し得る効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すもので、マテリアルロックを含む圧気ケーソンの縦断正面図である。
【図２】同マテリアルロックの拡大縦断正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示すもので、エアロックの部分の横断平面図である。
【図５】本発明の第３の実施例を示すもので、マテリアルロックの縦断正面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１ 圧気ケーソン
５ 圧気作業室
６ 排土バケット
８ マテリアルシャフト
９ マテリアルロック
１５ 上部ハッチ
１６ 下部ハッチ
１７ エアロック
１８ 送気管
１９ 環状送気管
２０ 消音器
２１ 消音器の列の防護筒
２２ バケットガイド
２３ 排気管
２４ 防護手段兼バケットガイド
２５ バケットガイド
２６ 土砂避け板
２７ 送気管
２８ 送気管アッセンブリ
２９ 有孔水平管
３０ 有孔垂直管
３１ 排気管
３２ 消音材
３３ 消音材の防護筒
３４ バケットガイド

Claims (5)

1. 上部ハッチ（１５）と下部ハッチ（１６）間にエアロック（１７）を設け、このエアロック（１７）に送気管（１８）と排気管（２３）とを取り付けたマテリアルロック（９）において、
   前記エアロック（１７）の内部に、送気管（１８）から供給される高圧空気によって発生する騒音を消去する消音装置を、前記エアロック（１７）の内側周囲に略環状に設けた、
   ことを特徴とする圧気ケーソンにおける消音機能付きマテリアルロック。
2. 前記消音装置を、送気管（１８）に直接または環状送気管（１９）を介して接続した複数の消音器（２０）により構成した、
   ことを特徴とする請求項１記載の圧気ケーソンにおける消音機能付きマテリアルロック。
3. 前記消音装置の内側には、有孔材料により形成されかつ前記エアロック（１７）内を昇降する排土バケット（６）より飛散する掘削土砂から消音装置を防護する防護手段を設けた、
   ことを特徴とする請求項１記載の圧気ケーソンにおける消音機能付きマテリアルロック。
4. 前記消音装置を、送気管（１８）に直接または環状送気管（１９）を介して接続した複数の消音器（２０）により構成し、各消音器（２０）を、内側にバケットガイド（２５）を有しかつ両側面に通気孔を多数設けた土砂避け板（２６）を有する断面ほぼチャンネル型に形成された防護手段兼バケットガイド（２４）により囲繞した、
   ことを特徴とする請求項１記載の圧気ケーソンにおける消音機能付きマテリアルロック。
5. 上部ハッチ（１５）と下部ハッチ（１６）間にエアロック（１７）を設け、このエアロック（１７）に送気管（２７）と排気管（３１）とを取り付けたマテリアルロック（９）において、
   前記エアロック（１７）の内部に、有孔水平管（２９）と有孔垂直管（３０）とを上下方向に多段に組み立てた送気管アッセンブリ（２８）を設置するとともに、この送気管アッセンブリ（２８）を前記送気管（２７）に接続し、
   前記エアロック（１７）のハウジングの内側に消音材（３２）を取り付け、
   前記エアロック（１７）に設置された送気管アッセンブリ（２８）の内側に、有孔材料で形成されかつ排土バケット（６）より飛散する掘削土砂から消音材（３２）を防護する防護筒（３３）を設置した、
   ことを特徴とする圧気ケーソンにおける消音機能付きマテリアルロック。

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