JP4297245B2 - 気泡製造方法およびその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、均一な大きさの気泡を造成することのできる気泡製造方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、起泡装置をシールド機内に設置し、掘削土砂に混合させる気泡を発生させる気泡装置に関する（例えば特許文献１参照）ものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特公平３−４２４６号公報
【０００４】
近年、港湾や空港等の建設工事では、地盤材料として大量の土砂が必要とされる一方、浚渫土や建設発生土の処分が大きな問題となっている。
【０００５】
そこで、浚渫した土にセメント等の固化材や気泡・発泡ビーズ等の軽量化材を添加混練することで、一般的な土質材料に比べ密度の小さい軽量地盤材料を製造し、安定した軽量地盤を作り出し、地震時の土圧を低減する等の目的に使用されている。
【０００６】
浚渫した土にセメント等の固化材と気泡を添加して混練し、軽量地盤として使用する場合は、ある程度均一な強度が要求されるため、ほぼ均一な大きさの気泡が必要となる。起泡剤の希釈液と圧縮空気を、ビーズ等が充填された気泡製造部に直接供給する従来の気泡製造装置で、ほぼ均一な大きさの気泡が得られる気泡製造部の内径は、５０mm程度が限度であった。これ以上気泡製造部の内径を大きくすると、起泡剤の希釈液および圧縮空気は、気泡製造部のビーズ等の隙間のうち、通過しやすいビーズ等の隙間に多く供給されることになり、ほぼ均一な気泡を製造するのは、困難であった。
【０００７】
また、切羽あるいはチャンバ内に特殊起泡剤で作られた気泡を注入しながら掘進する気泡シールド工法と称される掘削時の土の中に気泡を混入させ、流動化させ、掘削土の流動性と止水性を向上させ、掘進を容易にする工法も行なわれている。
【０００８】
気泡を注入しながら掘進する気泡シールド工法に使用する気泡は、均一な大きさである必要はなく、特許文献１の装置では大量に気泡を製造することはできるが、ほぼ均一な大きさの気泡は得られなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ほぼ均一な大きさの気泡を造成することができ、しかもほぼ均一な大きさの気泡を大量に造成することのできる気泡製造方法およびその装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、起泡剤の希釈液と圧縮空気とのそれぞれをパイプ内に供給し、そのパイプに続く管路内に、内径断面を半分程度塞ぐ攪拌翼を回転軸に９０度ずつ位相差をつけて設け、攪拌翼の回転により、上記希釈液と圧縮空気とを予め混合した後、ビーズ等を充填した気泡造成部内を通過させて、ほぼ均一な大きさの気泡を造成する気泡製造方法からなり、さらに起泡剤の希釈液供給口と圧縮空気供給口とを接続したパイプの端部に続いた管路内に、内径断面を半分程度塞ぐ複数の攪拌翼を管路内の回転軸に９０度ずつ位相差をつけて設け、回転可能に配置するとともに、その攪拌翼を配置した管路に続いて、ビーズ等を充填した気泡造成部を配置した気泡製造装置からなる。
【００１１】
そしてその装置においては、管路の内径断面を半分程度塞ぐ攪拌翼を使用したり、またその攪拌翼にそれぞれ９０度ずつ位相差を設けるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の気泡製造方法を適用する装置の実施の形態につき説明する。
【００１３】
図１はその装置を部分破断で示す概要側面図であり、図１においてＡ−Ａ断面図を図２に、Ｂ−Ｂ断面図を図３に、Ｃ−Ｃ断面図を図４に、そしてＤ−Ｄ断面図を図５に示している。
【００１４】
まず、この実施形態の装置は、下部のパイプ３に起泡剤の希釈液供給口１と、圧縮空気供給口２とを接続し、そのパイプ３の端部に続いて上方に設けた管路９内に、その管路９の内径断面を半分程度塞ぐ複数の攪拌翼４を図２、図３、図４及び図５に示すごとく、それぞれ９０度ずつ位相差を設けて回転軸１０に固設し、管路９内の断面中心である回転軸１０により回転するように、図１に示す攪拌翼回転用のモータ５を下方に設けている。
【００１５】
次に、上記のごとく複数の攪拌翼４を設けた管路９に続いて、ガラス等の硬い材質のビーズ７や絶縁碍子等を充填した気泡造成部６を配設して、この気泡製造装置を構成している。なお、本実施形態の気泡造成部６の内径は１００mmとした。
【００１６】
上記の構成からなる本発明の気泡製造装置においては、パイプ３内に供給された起泡剤の希釈液と圧縮空気が管路９内で、その管路９の断面を半分程度塞ぐ複数の攪拌翼４で急激に攪拌されながら移動するので、その管路９内で希釈液と圧縮空気が均一に混合し、管路９に続く気泡造成部６には、希釈液と圧縮空気との両者がほぼ均一に混合された状態で供給されるので、ほぼ均一な大きさの気泡を造成し、気泡造成部６の気泡吐出口８から、造成された気泡が吐出される。
【００１７】
なお、図１のごとくこの気泡製造装置を縦型に設置して、その下方から起泡剤の希釈液と圧縮空気を供給すると、圧縮空気は管路９内を均一に上昇して希釈液との均一な混合を促進できる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、気泡造成部には起泡剤の希釈液と圧縮空気とがほぼ均一に混合された状態で供給されるので、気泡造成部内のいかなる経路を通過しようが常にほぼ均一な大きさの気泡を造成することができる。
【００１９】
また、気泡造成部の径を大きくすることにより、ほぼ均一な大きさの気泡を大量に造成することができ、本発明者等が行なった実施結果では、従来の装置の７倍程度まで気泡造成部の径を大きくすることが可能であることを確認している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における装置の部分破断で示す概要側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図１のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
１ 希釈液供給口
２ 圧縮空気供給口
３ パイプ
４ 攪拌翼
６ 気泡造成部
７ ビーズ
９ 管路
１０ 回転軸

Claims (2)

1. 起泡剤の希釈液と圧縮空気とのそれぞれをパイプ内に供給し、そのパイプに続く管路内に、内径断面を半分程度塞ぐ複数の攪拌翼を回転軸に９０度ずつ位相差をつけて設け、攪拌翼の回転により、上記希釈液と圧縮空気とを予め混合した後、ビーズ等を充填した気泡造成部内を通過させて、ほぼ均一な大きさの気泡を造成する気泡製造方法。
2. 起泡剤の希釈液供給口と圧縮空気供給口とを接続したパイプの端部に続いた管路内に、内径断面を半分程度塞ぐ複数の攪拌翼を管路内の回転軸に９０度ずつ位相差をつけて設け、回転可能に配置するとともに、その攪拌翼を配置した管路に続いて、ビーズ等を充填した気泡造成部を配置した気泡製造装置。

Images