JP4684664B2 - 気泡供給装置および気泡供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、気泡供給装置および気泡供給方法に関し、さらに詳しくは、気泡混合処理土を製造する混練機に気泡製造装置で製造された気泡を一度に大量に所定量供給することができる気泡供給装置および気泡供給方法に関するものである。

港湾や空港等の地盤工事においては、一般的な土質材料に比べて密度が小さく、軽量化を図りつつ、安定した地盤を作り出すことができる気泡混合処理土が用いられることがある。この気泡混合処理土は、浚渫土や建設発生土等の土と、セメント等の固化材と、起泡剤等によって発生させた気泡と、必要に応じて水を加えて混練して製造される。

従来、気泡混合処理土を製造する際は、気泡製造装置で気泡を製造し、この製造した気泡と、土と、固化材と、必要に応じて水をそれぞれ連続的に連続式混練機に供給して、混練することによって製造していた。ところが、このような連続式混練機では、気泡混合処理土の製造能力に限界があり、大量の気泡混合処理土が必要となる大規模工事には対応できなかった。

そこで、大規模工事に対応可能とするため、製造能力を容易に増大できるバッチ式混練機に、大量に気泡を製造できる気泡製造装置（特許文献１参照）で製造した気泡を一度に大量に所定量供給する気泡供給装置が求められていた。
特開２００４−１３０２０７号公報

本発明の目的は、気泡混合処理土を製造する混練機に気泡製造装置で製造された気泡を一度に大量に所定量供給することができる気泡供給装置および気泡供給方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の気泡供給装置は、少なくとも土と、固化材と、気泡とを混練して気泡混合処理土を製造する混練機に気泡製造装置で製造された気泡を所定量供給する気泡供給装置であって、底部に前記気泡製造装置からの気泡を受入れる受入れ口と下部に受入れた気泡を前記混練機に供給する供給口とを有する有底筒状の収容タンクと、該収容タンク内部に前記受入れ口の上方に離間して配置された気泡拡散板と、該気泡拡散板の上方で前記収容タンク内部をこの収容タンクの内周面とのすき間をシールしつつ上下移動可能な蓋部と、該蓋部を下方に移動させる蓋部可動装置とを備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の気泡供給方法は、少なくとも土と、固化材と、気泡とを混練して気泡混合処理土を製造する混練機に気泡製造装置で製造された気泡を所定量供給する気泡供給方法であって、請求項１〜３のいずれかに記載の気泡供給装置の受入れ口へ前記気泡製造装置から気泡を圧送し、該圧送した気泡を気泡拡散板で拡散させるとともに、この気泡の圧力で蓋部を上方移動させながら、収容タンク内部に気泡を所定量充填し、該充填した所定量の気泡を蓋部可動装置で前記蓋部を下方に移動させることによって供給口から前記混練機に供給することを特徴とするものである。

本発明の気泡供給装置によれば、少なくとも土と、固化材と、気泡とを混練して気泡混合処理土を製造する混練機に気泡製造装置で製造された気泡を所定量供給する気泡供給装置であって、底部に気泡製造装置からの気泡を受入れる受入れ口と下部に受入れた気泡を混練機に供給する供給口とを有する有底筒状の収容タンクと、この収容タンク内部に受入れ口の上方に離間して配置された気泡拡散板と、この気泡拡散板の上方で収容タンク内部をこの収容タンクの内周面とのすき間をシールしつつ上下移動可能な蓋部と、この蓋部を下方に移動させる蓋部可動装置とを備えたので、気泡製造装置から受入れ口へ圧送された気泡を気泡拡散板で収容タンク内部に拡散させることができ、気泡の圧力で蓋部を上方移動させて、収容タンク内部にすき間なく、大量の所定量の気泡を充填することが可能となる。

また、蓋部可動装置で蓋部を下方に移動させることによって、充填した大量の所定量の気泡を供給口から混練機に一度に円滑に供給することが可能となる。
本発明の気泡供給方法によれば、少なくとも土と、固化材と、気泡とを混練して気泡混合処理土を製造する混練機に気泡製造装置で製造された気泡を所定量供給する気泡供給方法であって、底部に気泡製造装置からの気泡を受入れる受入れ口と下部に受入れた気泡を混練機に供給する供給口とを有する有底筒状の収容タンクと、この収容タンク内部に受入れ口の上方に離間して配置された気泡拡散板と、この気泡拡散板の上方で収容タンク内部を収容タンクの内周面とのすき間をシールしつつ上下移動可能な蓋部と、この蓋部を下方に移動させる蓋部可動装置とを備えた気泡供給装置の受入れ口へ気泡製造装置から気泡を圧送し、この圧送した気泡を気泡拡散板で拡散させるとともに、この気泡の圧力で蓋部を上方移動させながら、収容タンク内部に気泡を所定量充填し、充填した所定量の気泡を蓋部可動装置で蓋部を下方に移動させることによって供給口から混練機に供給するので、上記した本発明の気泡供給装置と同様の効果を得ることが可能となる。

即ち、収容タンク内部にすき間なく、大量の所定量の気泡を充填することができ、この充填した大量の所定量の気泡を供給口から混練機に一度に円滑に供給することが可能となる。

以下、本発明の気泡供給装置および気泡供給方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。図１に気泡供給装置１の内部を透視した全体正面図を示す。この供給装置１は、気泡製造装置２２および混練機２４と接続している。

気泡製造装置２２は、発泡ノズル１８とこの発泡ノズル１８にエアを供給する仕切り弁２１付きのエア供給管１９と発泡ノズル１８に起泡剤を供給する仕切り弁２１付きの起泡剤供給管２０とから構成されている。気泡製造装置２２は、発泡ノズル１８と連結している収容タンク２の底部７の受入れ口８に接続する気泡受入れ管１７によって収容タンク２内部と連通可能となっている。気泡受入れ管１７には、図示しない仕切り弁が設けられている。

それぞれの管１９、２０の仕切り弁２１、２１が開弁されてエアと起泡剤とが発泡ノズル１８に供給され、この発泡ノズル１８から受入れ管１７を介して気泡Ｂが受入れ口８に圧送される。

気泡が供給される混練機２４は、バッチ式混練機であり、収容タンク下部の側面の供給口９に接続する気泡供給管２３によって、収容タンク２内部と連通可能となっている。気泡供給管２３の中途には、図示しない仕切り弁が設けられている。尚、供給口９は収容タンク２の下部に配置すればよく、収容タンク２の底部７に設けることもできる。

収容タンク２は、底部７を有する円筒状であり、底部７から下方に延びる支持脚１６に支持され、底部７の受入れ口８の上方に離間して円盤状の気泡拡散板４を配置している。気泡拡散板４の上方には、収容タンク２の内径よりも若干外径の小さい円盤状で蓋凹部３ａを有する蓋部３が収容タンク２内部を上下移動可能に設けられている。

収容タンク２内部に気泡Ｂがない状態において、蓋部３は蓋凹部３ａで気泡拡散板４を外形に沿って覆いつつ、底部７に当接する。

蓋部３には、蓋部３の下方を目視可能とする開閉式の確認窓５が備わり、外縁部全周に渡ってゴムや軟質樹脂等からなる弾性シール部６が設けられ、収容タンク２の内周面を摺動可能となっている。中心部には、上方に延びる作動軸１０が固定され、この作動軸１０は、収容タンク２上端に固定された上部支持バー２５の貫通孔１１を挿通し、軸ガイド１２にガイドされて、上端で連結部１３によってシリンダ１５のシリンダロッド１４と連結している。このシリンダ１５およびシリンダロッド１４が蓋部３を下方に移動させる蓋部可動装置を構成している。

収容タンク２は、この実施形態のような有底円筒状に限定されず、他の有底筒状体とすることができるが、気泡Ｂをすき間なく充填し、残すことなく供給口９から排出するには、円筒状が好ましい。

図２〜図５に基づいて、所定量の気泡を混練機２４に供給する方法を説明する。図２に示すように、受入れ管１７を介して気泡Ｂが受入れ口８に圧送されると収容タンク２の底部７の気泡拡散板４に気泡Ｂが衝突して外側に拡散する。

連続的に気泡Ｂが圧送されると、蓋部３の外縁部と、収容タンク２の内周面とのすき間は、弾性シール部６によってシールされているので、気泡Ｂの圧力で蓋部４が上方に移動し、徐々に収容タンク２内部に気泡Ｂが充填されてゆく。この際に、蓋部３の上方移動とともに、作動軸１０も上方に移動する。充填状況は、確認窓５を開けて確認することができる。

尚、蓋部３の外径と収容タンク２の内径とをほぼ同一として、気泡Ｂが外部に流出しない程度に、蓋部３の外縁部と、収容タンク２の内周面とのすき間をシールすることもできる。

所定量の気泡Ｂが収容タンク２に充填されると図３に示すように、蓋凹部３ａが上部バー支持バー２５に当接して、それ以上の上方移動が規制される。このように、蓋部３等の重量に抗して蓋部３を上方移動させて気泡Ｂを充填してゆくので、ある程度の粘性を有する気泡Ｂであっても、収容タンク２内部にすき間なく充填することができる。

即ち、気泡拡散板４と蓋部３の重量の効果とによって、気泡Ｂを収容タンク２内部にすき間なく充填でき、ストッパー部となる上部支持バー２５によって所定高さで蓋部３の上方移動を止めることによって、所定量の気泡Ｂを充填することが可能となる。

この実施形態では、軸ガイド１２を備えた上部支持バー２５を蓋部３のストッパー部として利用しているが、ストッパー部を独立別個に設けてもよい。必要とされる気泡Ｂの所定量に応じて、ストッパー部の高さ位置を変更することによって、自動的に所定量の気泡Ｂを収容タンク２内部に充填可能となる。また、蓋部３の重量は、気泡Ｂの粘度等を考慮して、収容タンク２内部に気泡Ｂをすき間なく充填可能とするとともに、圧縮力によって気泡Ｂの大きさや数を大きく変化させないように設定する。

充填された所定量の気泡Ｂは、図４に示すように、シリンダロッド１４を下方に作動させて蓋部３を下方に移動させる。この際、受入れ管１７の図示しない仕切り弁は閉弁され、供給管２３の図示しない仕切り弁は開弁されている。したがって、収容タンク２内部に充填された気泡Ｂは供給口９から供給管２３を介して混練機２４に供給されてゆく。

蓋部３を最下方まで移動させると図５に示すように、蓋凹部３ａで気泡拡散板４をその外形に沿って覆いつつ、蓋部３が収容タンク２の底部７に当接するので、収容タンク２内部の気泡Ｂを供給口９から残すことなく混練機２４へ供給することができる。その後、供給管２３の図示しない仕切り弁が閉弁し、受入れ管１７の図示しない仕切り弁が開弁して、図２に示した状態に戻る。

以上のように、本発明によれば、所定量の気泡Ｂを一度に円滑に混練機２４に供給することができる。また、収容タンク２の容量を増大すれば、容易に一度に供給できる気泡Ｂの量を増加することができる。これによって、例えば、１ｍ^３程度の大量の気泡Ｂを一度に供給することが可能となる。

図６に別の実施形態を示す。図６（ａ）示す収容タンク２は、底部７に底凹部７ａを有する円筒状であり、底凹部７ａの受入れ口８の上方に離間して円盤状の気泡拡散板４を配置している。気泡拡散板４の上方には、収容タンク２の内径よりも若干、外径の小さい円盤状の蓋部３が設けられている。収容タンク２の底部７および気泡拡散板４の上面とは同じ高さレベルにあり、収容タンク２内部に気泡Ｂがない状態において、蓋部３の下面が底部７および気泡拡散板４の上面に同時に当接する。

この実施形態によれば、気泡拡散板４によって拡散されて収容タンク２内部に充填した気泡Ｂを残らず、容易に供給口９から供給することができる。

図６（ｂ）に示す収容タンク２は、底部７が平面状であり、底部７の受入れ口８の上方に離間して円盤状の気泡拡散板４を配置している。気泡拡散板４の上方には、収容タンク２の内径よりも若干、外径の小さい円盤状の蓋部３が設けられている。

この実施形態では、収容タンク２および蓋部３の製造が容易で、コストダウンを図ることが容易となる。

本発明の気泡供給装置の全体概要を例示する一部透視正面図である。 本発明の気泡供給装置に気泡が供給されている状態を例示する一部透視正面図である。 本発明の気泡供給装置に気泡が充満している状態を例示する一部透視正面図である。 本発明の気泡供給装置が気泡を排出している状態を例示する一部透視正面図である。 本発明の気泡供給装置が気泡の排出を完了した状態を例示する一部透視正面図である。 本発明の気泡供給装置の別の実施形態を示す一部透視正面図である。

符号の説明

１ 気泡供給装置
２ 収容タンク
３ 蓋部 ３ａ 蓋凹部
４ 気泡拡散板
５ 確認窓
６ 弾性シール部
７ 底部 ７ａ 底凹部
８ 受入れ口
９ 供給口
１０ 作動軸
１１ 貫通孔
１２ 軸ガイド
１３ 連結部
１４ シリンダロッド
１５ シリンダ
１６ 支持脚
１７ 気泡受入れ管
１８ 発泡ノズル
１９ エア供給管
２０ 起泡剤供給管
２１ 仕切り弁
２２ 気泡製造機
２３ 気泡供給管
２４ 混練機
２５ 上部支持バー（ストッパー部）

Claims (4)

1. 少なくとも土と、固化材と、気泡とを混練して気泡混合処理土を製造する混練機に気泡製造装置で製造された気泡を所定量供給する気泡供給装置であって、底部に前記気泡製造装置からの気泡を受入れる受入れ口と下部に受入れた気泡を前記混練機に供給する供給口とを有する有底筒状の収容タンクと、該収容タンク内部に前記受入れ口の上方に離間して配置された気泡拡散板と、該気泡拡散板の上方で前記収容タンク内部をこの収容タンクの内周面とのすき間をシールしつつ上下移動可能な蓋部と、該蓋部を下方に移動させる蓋部可動装置とを備えた気泡供給装置。
2. 前記収容タンクに前記蓋部の上方移動を所定高さで規制するストッパー部を設けた請求項１に記載の気泡供給装置。
3. 前記蓋部の外縁部全周に前記収容タンクの内周面とのすき間をシールする弾性シール部を設けた請求項１または２に記載の気泡供給装置。
4. 少なくとも土と、固化材と、気泡とを混練して気泡混合処理土を製造する混練機に気泡製造装置で製造された気泡を所定量供給する気泡供給方法であって、請求項１〜３のいずれかに記載の気泡供給装置の受入れ口へ前記気泡製造装置から気泡を圧送し、該圧送した気泡を気泡拡散板で拡散させるとともに、この気泡の圧力で蓋部を上方移動させながら、収容タンク内部に気泡を所定量充填し、該充填した所定量の気泡を蓋部可動装置で前記蓋部を下方に移動させることによって供給口から前記混練機に供給する気泡供給方法。
   
   
   
   
   
   

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