JPH06158996A

JPH06158996A - 材料吹付用ノズル

Info

Publication number: JPH06158996A
Application number: JP4310012A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Ishida; 義昭石田; Yasuo Meji; 康男目時; Tadayuki Kobayakawa; 忠行小早川; Toshiaki Sasaki; 俊明佐々木; Minoru Yamamoto; 稔山本; Tadanobu Kashiwa; 忠信柏
Original assignee: Sato Kogyo Co Ltd; Fuji Bussan KK
Current assignee: Sato Kogyo Co Ltd; Fuji Bussan KK
Priority date: 1992-11-19
Filing date: 1992-11-19
Publication date: 1994-06-07
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: JP3144444B2

Abstract

(57)【要約】【目的】コンクリート吹付等の際に発生する粉塵を確実
に防止する。【構成】吹付ノズル１先端の外周部分に、吹付方向に向
けて空気を噴射するスリットまたは小孔状の空気噴射孔
群を有し、吐出された吹付材料を囲んで回転するエアカ
ーテンを形成するための噴射装置２を備える。前記噴射
装置２は、吹付ノズル１を軸として回動自在に支持さ
れ、かつ前記圧縮空気噴射口までの空気導路２０ａ，２
２ａが回動方向に傾斜されて形成されることにより、圧
縮空気の通過によって噴射装置２の回転を助ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえばトンネルの壁
面等に直接的にコンクリートを吹付けて打設する際、発
生する粉塵を確実に防止した材料吹付用ノズルに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】トンネル掘削もＮＡＴＭ工法の発展によ
り、従来の鋼製支保工と厚肉コンクリートを主たる支保
部材とする工法から、ロックボルトと薄肉吹付コンクリ
ートを主たる支保部材とする工法へと変わりつつある。

【０００３】ＮＡＴＭ工法におけるコンクリートの吹付
方法は、大別すると乾式工法、セミ湿式工法、湿式工法
に分類される。ここで、前記乾式工法は、細・粗骨材と
セメントをドライミックスした水を加えないコンクリー
ト材料に粉状の急結剤を添加して圧送し、吹付ノズル部
で水を加えて混合し吹付けるものであり、前記セミ湿式
工法は、ホースの途中で水と空練り材料とを混合するも
のである。一方、湿式工法は水を加えた生コンクリート
に吹付ノズル部で液状の急結剤を加えて吹付けるもので
ある。

【０００４】前記乾式工法およびセミ湿式工法の場合に
は、吹付材料が空練りの状態であるため、吹付作業を一
時中断しても吹付材料が圧送管および吹付機械内で固化
することがない等の利点の他、長い圧送距離を確保する
ことができるなどの利点を有するため一般的に多く多用
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特に乾
式工法の場合には、水と空練りコンクリート材料との混
合が不十分となりがちであるため、吹付けた際に大量の
粉塵が発生し作業環境が悪化するという大きな問題があ
る。発生する粉塵は、作業員の健康を冒したり、また吹
付作業効率の低下を招くとともに、無視界のため作業の
安全が確保されないなど多くの問題を引き起こすため、
近年トンネル工法の近代化の要請に伴って次第に大きな
問題となっている。前記粉塵を抑制するための対策とし
て、粉塵抑制剤を添加したり、集塵機や換気設備などの
粉塵対策用設備を設けるなどの対策を講じているがその
対策として不十分なままである。また、セミ乾式工法の
場合には、前記乾式工法に比べると、粉塵が減少するも
のの以前として同じ問題が発生している。

【０００６】一方、近年粉塵抑制対策として、吹付ノズ
ルの周囲より圧力エアを噴射して粉塵を抑制しようとす
る試みがなされているが、エアカーテン自体にムラがで
き、カーテン効果の低い部分より粉塵が外部に逃げるた
め、遮蔽効果としては未だ不十分なものである。

【０００７】そこで、本発明の主たる課題は、コンクリ
ート吹付等に発生する粉塵を効果的に防止し、作業環境
の改善、作業効率の向上、視界の確保による安全性の向
上等を図ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めの本発明は、材料吹付用ノズル先端の外周部分に、吹
付用ノズルと同軸的に回転する、空気または液霧を噴射
し吐出された吹付材料を囲むエアカーテンを形成するた
めの噴射装置を備え、吹付材料回りに回転するエアカー
テンを形成するものである。

【０００９】この場合、前記噴射ノズルは、材料吹付用
ノズルを同心円状に囲む仕切り付きスリット状ノズルと
することでよい。また材料吹付用ノズルを中心として同
心円線上に一重（１段）または多重（多段）に配置され
た複数の小孔状ノズルで該噴射ノズルを形成する場合に
は、隣接する段部間では前記噴射ノズル孔は相互に千鳥
配置とすることが均等なエアカーテンの形成に有効であ
る。

【００１０】また、材料吹付用ノズル先端の外周部分
に、吹付ノズルと同軸的に回転させ、かつ空気または液
霧を噴射し吐出された吹付材料を囲むエアカーテンを形
成させるために、該噴射装置は前記材料吹付用ノズルを
回転軸として回動自在に支持され、かつ噴射ノズルは実
質的に材料吹付用ノズルの同心円線上に配置された複数
の小孔状ノズルとされ、各噴射口までの導路が回動方向
に傾斜して形成されたものである。またこれに加えて噴
射ノズルを材料吹付用ノズルの軸方向に複数段に渡って
形成することにより、吐出された吹付材料回りに複数層
の強力なエアカーテンを形成すると、より好適な装置に
することができる。

【００１１】

【作用】本発明においては、材料吹付用ノズルを回転中
心として回転する噴射ノズルを備えるため、吹付材料回
りにムラのない強固なエアカーテンを形成することがで
きる。また、特にエアカーテンを２層以上に形成すれ
ば、内側のエアカーテン部分を外側のエアカーテンがカ
バーし、全体として複層のエアカーテンによって強力な
遮蔽膜を形成することができるから、発生した粉塵をカ
ーテン外部に逃がすことなく確実に捕集して吹付面に対
して付着させる。

【００１２】また、噴射装置を吹付ノズルに対し回動自
在とし、かつ小孔状ノズルの噴射口までの導路を回動方
向に傾斜して形成することによって、噴射される空気ま
たは液霧の作用によって噴射装置の回動を助けることが
できるし、形成されるエアカーテンにはムラがなくなり
粉塵遮蔽効果が高くなる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳述する。図
１はコンクリート吹付用ノズル（以下、単に吹付ノズル
という）を用いた吹付状況図であり、トンネル壁面Ｓに
はラス金網１０が張られ、これを吹付面として吹付ノズ
ル１よりコンクリートなどの吹付材料Ｍが直接的に吹付
けられる。本発明例では、この吹付材料Ｍを円錐状に囲
む二層のエアカーテンＡ１，Ａ２を形成するための噴射
装置２を前記吹付ノズル１に具備するものである。

【００１４】図２に示されるように、吹付ノズル１先端
の外周部分に装着された前記噴射装置２は、吹付ノズル
１を軸として回動自在に支持されるとともに、主として
基部側の第１コーン２０と、中間部の第２コーン２１
と、先端部側の第３コーン２２とによって構成され、こ
れら三者がそれぞれの間に空間Ｐ１、Ｐ２を有する状態
で、かつ吹付ノズル軸方向に二段に渡って空気噴射用溝
（噴射孔）２０ａ…、２２ａ…を形成して組立られ、ボ
ルト３１…、３２…で相互に固定されたものである。

【００１５】以下、より詳細に説明すると、先ず、内部
に環状空間を有する二重管構造の固定リング２９が溶接
用により吹付ノズル１の外周に固着され、この固定リン
グ２９の外周部分にボールベアリング２８を介して噴射
装置２の主たる構成要素たる第１コーン２０が吹付ノズ
ル１を軸として回動自在に外嵌している。なお、３０は
前記ボールベアリング２８部における空気漏れ防止のた
めのオイルシールである。

【００１６】前記第１コーン２０は、図３に示すよう
に、上面側が開口した凹状体であって内壁面が外側に傾
斜して形成されるとともに、この内壁面に例えば空気を
噴射するノズルを形成するための噴射用溝２０ａ、２０
ａ…が回動方向にβの傾斜角をもって複数形成されてい
る。前記傾斜角βは吹付用ノズル径、噴射圧等によって
も異なるが概ね２０〜４０°程度の範囲とされる。ま
た、前記空気噴射用溝２０ａ、２０ａ…の数は特に限定
されないが、本実施例の例では、円周線を均等に８等分
するそれぞれの位置に合計８個の空気噴射用溝２０ａ、
２０ａ…が形成されている。これらの噴射孔から噴射す
る空気は、噴射ノズルの回転を助ける。噴射ノズルの回
転数を上げる必要のある場合には、図示しないが、噴射
ノズルの回転部分に外力のトルクを加えて行えばよい。
なお、前記空気噴射用溝２０ａ、２０ａ…に代えて、仕
切り壁によって区画された吹付用ノズルを同心円状に囲
むスリットとすることでもよい。

【００１７】次いで、前記第１コーン２０に一部が嵌合
する第２コーン２１は、上部側が開口し、かつ周壁がテ
ーパ状に外側に拡幅して形成された凹状体であって、前
記第１コーン２０に対して空間Ｐ１を形成させながら、
その外壁面底部が本体第１コーン２０の内壁面に密着し
て嵌合され、吹付ノズル１との間に空気の連通孔として
通孔２１ａが形成されている。また、この第２コーン２
１の嵌合によって、第１コーン２０に形成された空気噴
射用溝２０ａ、２０ａ…が空気の導路とされ、噴射装置
２の外周部分に空気噴射口が形成されることとなる。

【００１８】さらに、前記第２コーン２１に嵌合される
第３コーン２２は、周面が前記第２コーン２１の内壁面
のテーパに合った傾斜面とされ、かつその外周部分に空
気を噴射するノズルを形成するための空気噴射用溝２２
ａ、２２ａ…が回動方向にβの傾斜角をもって複数形成
されたリング体であって、前記第２コーン２１との間に
空間Ｐ２を形成しながら、かつ上面を第２コーン２１の
周壁上縁と面一として嵌合されている。前記空気噴射用
溝２２ａ、２２ａ…は、前記第１コーン２０の場合と同
様に円周を均等に８等分するそれぞれの位置に形成され
ている。

【００１９】また、第３コーン２２の配設位置に相当す
る吹付ノズル１位置には、吹付ノズル１の外周に添って
リング板２３が固着されるとともに、ボールベアリング
２４を間に介して回動リング２５が吹付ノズル１を軸と
して回動自在に装着され、この回動リング２５の突出片
２５ａがボルト３２、３２…によって前記第３コーン２
２に固定されている。なお、２６はオイルシールであ
る。

【００２０】以上のようにして噴射装置２が構成される
結果、固定リング２９に接続された空気供給口２７より
供給された空気は、先ず第１コーン２０と第２コーン２
１との間の空間Ｐ１に供給され、第１コーン２０の空気
噴射用溝２０ａ、２０ａ…（空気噴射孔）より所定の傾
斜角をもって吹付方向に向かって噴射される。また、第
２コーン２１の通孔２１ａを通過して空間Ｐ２に達した
空気は、第３コーン２２に形成された空気噴射用溝２２
ａ、２２ａ…（空気噴射孔）より吹付方向に所定の傾斜
角を以て噴射される。また、前記第１コーン２０の空気
噴射用溝２０ａ、２０ａ…と第３コーン２２の空気噴射
用溝２２ａ、２２ａ…は、それぞれ回動方向に傾斜して
形成されているため、空気の通過に伴う反作用によって
自動的に噴射装置２を回動させるのに利用できる。

【００２１】かくして、図１に示されるように、噴射装
置２の回転により遮蔽効果にムラのない強力な二層のエ
アカーテンＡ１，Ａ２が円錐状に形成され、コンクリー
ト吹付けに伴って発生する粉塵等を確実にエアカーテン
内に取り込んで、外部に逃がすことなく吹付面Ｓに付着
させるため、従来に比して格段に粉塵防止効果の高いも
のとなる。なお、この場合、噴射される空気中に霧状に
水分を混入させて噴射することによって、捕集および付
着効果を高めることもできる。

【００２２】ところで、前述した空気噴射装置２は、空
気噴射ノズルを複数段に渡って設けることにより多層の
エアカーテンを形成する構成、および空気噴射導路２０
ａ，２２ａを斜めに形成し噴射装置２を回動させる構成
とを共に有するものであるが、前記２つの構成のそれぞ
れ単独に有するものであっても、噴射装置２の回転が可
能な構成になっていれば従来に比べて高い遮蔽効果を発
揮する。

【００２３】以下、主にその具体例を示す。

【００２４】図５に示される空気噴射装置３の場合に
は、吹付ノズル１に対して固定的に装着された２つのコ
ーン３５、３６のそれぞれに小孔状の空気噴射ノズル３
５ａ、…と３６ａ、…を二段に渡って形成するととも
に、上段の空気噴射ノズル３５ａ、…と下段の空気噴射
ノズル３６ａ、…とは相互に千鳥配置としている。この
ように構成することで、上段の空気噴射ノズル３５ａ、
…の中間部分のエアの薄い所を下段の空気噴射ノズル３
６ａ、…からの空気がカバーするため、全体としてムラ
のエアカーテンを形成することができる。また、前記二
段に形成された空気噴射ノズル３５ａ、３６ａは、吹付
ノズル１を同心円状に囲むスリット状ノズルとすること
もできる。

【００２５】図６に示される空気噴射装置４は、前記図
５に示される空気噴射装置２に対して改良を加え、回動
型とした場合である。コーン３５の空気噴射孔３５ａに
連通する空気導路３５ｂと、コーン３６の空気噴射孔３
６ａに連通する空気導路３６ｂとを共に回動方向に傾斜
して形成するとともに、コーン基部に噴射ノズル１と間
にボールベアリング３７を介在して空気噴射装置４自体
を回動自在に支持したものである。本態様の場合には、
図２に示される空気噴射装置２と同様の粉塵遮蔽効果を
奏するものとなる。

【００２６】さらに、図７に示される空気噴射装置５の
場合は、空気噴射ノズルを１段とするが、空気噴射装置
５自体を回動自在とした場合を示したものである。図示
されないボールベアリングを介して吹付ノズル１に対し
て回動自在に支持された空気噴射装置５は、パイプ状の
空気噴射ノズル３８、３８…が回動方向に傾斜を有する
状態で配設され、かつその先端部が相互に連結支持材３
９、３９…によって支持されたもので、空気の噴射の伴
って空気噴射装置５が自動的に回動を始め、ムラのない
円錐状のエアカーテンが形成される。なお、連結支持材
３９、３９…と連結される吹付ノズル１との接触部は、
好ましくはボールベアリングまた滑りベアリング等の軸
受を介在し、極力摩擦を抑えるようにして、回動動作を
円滑してやるのが望ましい。

【００２７】

【発明の効果】以上詳説したように、本発明によれば、
空気噴射装置を吹付ノズルを軸として回転させながら回
転するエアカーテンを形成するため、従来に比してムラ
のない強力なエアカーテンが形成されるため、確実に粉
塵の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明吹付ノズルによるコンクリート吹付状況
図である。

【図２】本発明吹付ノズルの拡大縦断面図である。

【図３】図２のIII −III 線矢視図である。

【図４】本発明吹付ノズルの組立図である。

【図５】本発明に係る他の吹付ノズルの斜視図である。

【図６】本発明に係る他の吹付ノズルの斜視図である。

【図７】本発明に係る他の吹付ノズルの斜視図である。

【符号の説明】

１…吹付ノズル、２〜５…噴射装置、２０…第１コー
ン、２０ａ…空気噴射用溝、２１…第２コーン、２２…
第３コーン、２２ａ…空気噴射用溝、２４・２８…ボー
ルベアリング、２６・３０…オイルシール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者目時康男東京都中央区日本橋本町４ー12ー20 佐藤工業株式会社内 (72)発明者小早川忠行富山県富山市桜木町１番11号佐藤工業株式会社内 (72)発明者佐々木俊明富山県富山市桜木町１番11号佐藤工業株式会社内 (72)発明者山本稔東京都町田市玉川学園１ー15ー２ (72)発明者柏忠信東京都中央区銀座６丁目８番７号富士物産株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】材料吹付用ノズル先端の外周部分に、吹付
方向に向けて空気または液霧を噴射し、吐出された吹付
材料を囲むエアカーテンを形成するための噴射装置を備
えるとともに、該噴射装置には前記材料吹付用ノズルを
軸として回転可能な噴射ノズルが形成され、吹付材料回
りに回転するエアカーテンを形成するようにしたことを
特徴とする材料吹付用ノズル。
【請求項２】回転する噴射ノズルは、材料吹付用ノズル
を同心円状に囲む仕切り付きスリット状ノズルである請
求項１記載の材料吹付用ノズル。
【請求項３】回転する噴射ノズルは、実質的に材料吹付
用ノズルの同心円線上に配置された複数の小孔状ノズル
であり、材料吹付用ノズルの軸方向に複数段に渡って形
成され、隣接する段部間で前記噴射ノズルは相互に千鳥
配置とされた請求項１記載の材料吹付用ノズル。
【請求項４】材料吹付用ノズル先端の外周部分に、吹付
方向に向けて空気または液霧を噴射し、吐出された吹付
材料を囲むエアカーテンを形成するための噴射装置を備
えるとともに、該噴射装置は前記材料吹付用ノズルを回
転軸として回動自在に支持され、かつ噴射ノズルは実質
的に材料吹付用ノズルの同心円線上に配置された複数の
小孔状ノズルとされ、噴射口までの導路が回動方向に傾
斜して形成されたことを特徴とする材料吹付用ノズル。
【請求項５】噴射ノズルが材料吹付用ノズルの軸方向に
複数段に渡って形成され、吐出された材料回りに複数層
のエアカーテンを形成するようにした請求項４記載の材
料吹付用ノズル。