JPH03129085A - 空気圧式掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、埋設ガス管路の補修等に使用する空気圧式掘
削装置に係り、高圧空気流でもって土壌の掘削と土砂等
の吸引排出とを同時に、しかも連続的に行なえる様にし
た空気圧式掘削装置に関するものである。

（従来の技術） 埋設ガス管路等の補修工事、例えばガス漏洩の検査や確
認、漏洩箇所の修繕、管路支持の強化等の工事に於いて
は、第２図に示す如く、先ず水圧式掘削具Ａを用いて所
定の深さの掘削孔Ｐを穿設し、次に同掘削具Ａによって
管ＮＢの周囲を掘削して空間部Ｃを形成し、その後ファ
イバースコープの挿入によるガス漏洩の確認、空間部Ｃ
へのシール材注入による漏洩箇所の修繕若しくは空間部
Ｃへのコンクリート注入による管路支持の強化等の作業
が行なわれて行く。

ところで、従前の水圧式掘削装置Ａに於いては、水圧ポ
ンプによって掘削用の圧力水を供給すると共に、真空ポ
ンプ等の減圧装置によって掘削した土砂及び水を掘削孔
Ｐ外へ吸引排出するように構成されているため、水圧ポ
ンプと真空ポンプの両方が必要となり、必然的に掘削装
置が大形となる。

その結果、掘削装置の据付に広い場所を必要として交通
障害を引き起したり、或いは機器の搬入や準備に手数が
かかって掘削費が嵩むことになる。

また、従前のこの種水圧式掘削装置に於いては、大量の
水を消費するため水の供給や運搬に費用が嵩むと共に、
掘削孔から流出した泥水等によって作業現場が汚損され
易く、作業環境の保全に手数がかかると云う問題がある
。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は従前の水圧式掘削装置に於ける上述の如き問題
、即ち■土砂や水の排出に真空ポンプ装置を別途に必要
とし、掘削装置が大形化すること、■消費水量が大きく
なり、省資源が困難なこと、■作業現場が汚損され易い
こと等の問題を解決せんとするものであり、−基のコン
プレッサー装置でもって、高圧空気の噴射による掘削作
業と土砂類の吸引排出作業の両方を同時に高能率で行な
えるようにした空気圧式掘削装置を提供するものである
。

（課題を解決するための手段） 本発明は、コンプレッサー駆動装置により駆動されるコ
ンプレッサーと；コンプレッサーの吐出口へ掘削弁を介
設して接続した空気圧式掘削具と前記コンプレッサーの
吐出口側へ排出弁を介設して接続した土砂等の吸引用エ
ジェクターと；エジェクターの吸引口と掘削孔Ｐとを接
続する吸引管内に介設した土砂分離器とを、発明の基本
構成とするものである。

（作用） コンプレッサーからの高圧空気が掘削弁を通してエアー
式掘削具へ供給され、掘削具から高圧空気が掘削孔の底
部へ向けて噴射されることにより、空気の衝突エネルギ
ーによって固結した土壌が分離され、掘削孔内に掘削さ
れた土砂が飛散する。

一方、コンプレッサーからの高圧空気の一部が、エジェ
クタのエジェクターノズルより前方へ向けて噴射される
ことにより、エジェクター本体の後方部に所謂エジェク
ター作用による真空が発生し、当該真空により前記掘削
孔内で飛散する土砂が５、掘削孔から外部へ吸引排出さ
れる。

吸引排出された土砂と空気の混合体は、土砂分離装置に
於いて分離され、空気流はエジェクターを通して大気へ
開放される。

前記エジェクターノズルへ供給される空気量と空気圧式
掘削具へ供給される空気量の比は約１１５〜１／１０程
度であり、高能率でもって土砂類の吸引排出が行なわれ
る。

前記高圧空気の噴射による掘削作業とエジェクターによ
る土砂類の排出作業とは、同時に並行して行なわれるか
、若しくは排出弁及び掘削弁の切換によって所望の時間
間隔で連続的に行なわれ。

これによって高能率で土壌の掘削が行なわれて行く。

（実施例） 以下、第１図に基づいて本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明に係る空気圧式掘削装置の全体系統図で
あり、第２ｗＩはエジェクターの特性の一例を示すもの
である。

第１図に於いて、１はコンプレッサー駆動装置、２はコ
ンプレッサー、３は掘削弁、４は排出弁、５はエジェク
ター、５ａはエジェクター本体、５ｂはエジェクターノ
ズル、６は空気圧式掘削具、６ａは掘削管、６ｂはエア
ーノズル、７は土砂分離装置、８は土砂排出口、９は吸
引管、Ｐは掘削孔である。

前記コンプレッサー駆動装置１にはガソリンエンジンや
ディゼルエンジンが使用されており、電源が容易に得ら
れる箇所では電動機が使用される。

また前記コンプレッサー２には、圧力１００〜２００ｋ
ｇ／ｃｄ吸込風量１００〜３００　ｒｒｌ’／ｗｉｎの
防音型往復圧ＩＩＩ機が使用されており１作業用車輌に
塔載した状態で使用に供される。

前記エジェクター５は筒状のエジェクター本体５ａと、
その内部に前方へ向けて配設したエジェクターノズル５
ｂとから構成されており、ノズル５ｂから排出弁４を通
して高圧空気を噴射することにより、エジェクター本体
５ａの後方内部に真空が発生し、これにより、掘削孔Ｐ
内の土砂及び空気が吸引管９ａを通して掘削孔外へ吸引
排出される。

前記空気圧式掘削具６は、掘削管６ａとその先端に設け
たエアーノズル６ｂとから形成されてぃる、また、前記
掘削管６ａは、管６ａ’、６ａ’を自在継手６Ｃを介し
て伸縮自在に連結することにより形成されている。尚、
本実施例ではエアーノズル６ｂから下向きに高圧空気を
噴出するようにしているが、掘削孔を水平に形成する場
合には、高圧空気を横方向に向は噴出する。

前記土砂分離器７は、吸引管９ａを通して吸引された土
砂と空気との混合体から土砂を分離するためのものであ
り、本実施例では密閉型のタンク本体７ａ内に隔壁７ｂ
とスクリーン７Ｃを配設した所謂重力式土砂分離器が使
用されている。尚。

当該土砂分離器７の構造は如何なるものであっても良い
。

尚、第１図に於いて、１０はパツキンシート、１１は道
路のアスファルト又はコンクリート層、１２は蓋体であ
る。

次に１本発明に係る空気圧式掘削装置の作動について説
明する。

道路等の下方に埋設したガス管路等の補修に際しては、
先ず、各機器を第１図に示す如き状態に接続する０次に
、コンクリートキリ等により道路のコンクリート層若し
くはアスファルト／［１１に所望の外径（例えば３０〜
６０ａ＋＋φ）の掘削孔Ｐを貫穿し、掘削孔Ｐの上方を
適宜にパツキンシート１０及び蓋体１２によって覆う。

前記パツキンシート１０は掘削孔Ｐ内と外気とを遮断す
るためのものであり、弾力性を有するゴム若しくは合成
樹脂製のシートである。当該パツキンシート１０は、掘
削孔Ｐの周囲のアスファルト層１１上にパテ状のシール
材を塗布した後、その上方に敷設され、シール材によっ
て掘削孔Ｐ内の気密性が保持される。

パツキンシートＩＯ及び蓋体１２が敷設されると、予か
しめ形成した挿通孔１２を通して空気圧式掘削具６と吸
引管９ａの先端が掘削孔Ｐ内へ挿入され、更に再挿通孔
１２ａ、１２ａが適宜にシールされる。

その後、コンプレッサー２を作動し、調圧器２ｂによっ
て空気圧を調整した後、掘削弁３及び排水弁４を開放す
る。

前記掘削弁３の開放により、高圧空気（例えば圧力５０
〜１２０ｋｇ／ａＪ、流量１０−３０４２　／ｍ１ｎ）
がエアーノズル６ｂから下向きに噴出され、固結した土
壌の掘削が行なわれる。前記掘削は、特に堅固に固結し
た土壌でない限り通常５００〜８００ｍｕ／ｗｉｎの速
度で行なわれ、掘削具６を順次下降させることにより、
外径４０〜６０ｍφの掘削孔Ｐが垂直状に穿設されて行
く、また、噴射空気によって掘削された土や砂は、空気
と混合され、両者の混合体は、噴射空気の運動エネルギ
ーによって掘削孔Ｐ内に於いて飛散運動とする。

一方、排出弁４を開放するとエジェクター５のノズル５
ｂより高圧空気が噴射され、所謂エジェクター作用によ
ってエジェクター本体５ａ内の後方部に真空が起生ずる
。この真空により土砂分離器７内が排気され、吸引管９
ａを通して、掘削孔Ｐ内の土砂と空気との混合体が順次
外部へ吸引排出されて行く。

吸引管９ａの先端より吸引された前記混合体は、外径の
比較的大きな土砂分離器７内に於いて減速されることに
より、土砂等の固形物と空気とに分離される０分離され
た空気は、吸引管９ｂを通してエジェクター５内へ吸引
され、排気口を経て大気中へ放散される。また１分離さ
れた土砂は、排出口８から適宜に外部へ取り出される。

掘削試験の結果によれば、コンプレッサー２の圧力１０
０〜１２０ｋｇ／ａ！、吸込風量工５０〜２００　ｒｒ
ｌ’／ｗｉｎのとき、直径４０ｍφの掘削孔Ｐを平均７
００　ａｍ／ｍｉｎの速さで土中へ垂直状に穿設するこ
とが出来る。また、直径１０〜２０１ｍφの石塊等を含
む土砂と水との混合体は、エジェクターノズル５ｂから
前記エアーノズル６ｂから噴出する空気量の約１１５〜
１／１０の空気量を噴出することにより、掘削孔Ｐから
土砂分離器７内へ連続的に吸引排出されて行く。

尚、本実施例に於いては、本発明の掘削装置により直径
３０〜５０ｍｍφの細孔を土中へ垂直状に穿設する場合
について述べたが、本装置を用いて大口径の孔を掘削す
ることも勿論可能である。

また、本件空気圧式掘削装置は土中へ孔の掘削のみなら
ず、化学装置等のタンク類の洗浄やプール等の洗浄にも
適用することが可能である。

（発明の効果） 本発明では、−基のコンプレッサーでもって土壌の掘削
と掘削した土砂の吸引排出を行なう構成としているため
、従前の真空ポンプ等を別に設けた空気圧式掘削装置等
に比較して、装置の大幅な小型化が可能となる。その結
果、装置の製造コストの大幅な引下げが図れると共に、
掘削現場の所要作業域をより小さくでき、掘削工事に伴
う交通障害が著しく少なくなる。

また本発明では、土壌の掘削と土砂の吸引排出とを空気
流でもって同時に行なうことが出来るため、従前の水圧
式掘削装置を使用する場合のように掘削孔Ｐ内から土砂
や水が外部へ溢れ出て掘削地点を汚損する様なことが皆
無になり、清掃作業が殆んど不要になると共に、作業環
境を常に清潔な状態に保持できる。

更に、エジェクター５の駆動に要する空気量は、掘削用
空気量の１０〜２０％程度であって比較的少なく、しか
も従前の水圧式掘削装置の様に大量の水を消費しないた
め、大幅な節水が可能となって掘削作業費の削減を図り
得る６ 本発明は上述の通り、優れた実用的効用を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る空気圧式掘削装置の全体系統図
である。 第２図は埋設ガス管路の補修工事の一例を示す説明図で
ある。 １はポンプ駆動装置、２はコンプレッサー　３は掘削弁
、４は排出弁、５はエジェクター、６は空気圧式掘削具
、７は土砂分離器、８は土砂排出口、９は吸引管、１０
はパツキンシート、Ｐは掘削孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンプレッサー駆動装置（１）により駆動される
   コンプレッサー（２）と；コンプレッサー（２）の吐出
   口へ掘削弁（３）を介設して接続した空気式掘削具（６
   ）と；前記コンプレッサー（２）の吐出口側へ排出弁（
   ４）を介設して接続した土砂等の吸引用エジェクター（
   ５）と；エジェクター（５）の吸引口と掘削孔（Ｐ）と
   を接続する吸引管（９）内に介設した土砂分離器（７）
   とより構成した空気圧式掘削装置。