JPH0624422Y2 - デイ−ゼルパイルハンマ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は基礎杭等を打設するために使用するディーゼル
パイルハンマに関するものである。

［従来の技術］ ディーゼルパイルハンマは、リーダーに昇降自在に支持
させたシリンダの下端にアンビルを取付け、該アンビル
上にシリンダ内の上部位置よりラムを自由落下させて、
この落下打撃力によりアンビルの下部に配した杭を地盤
中に打込み、又、ラムを落下させた後、落下前にラムと
アンビルとの間の燃焼室に供給しておいた燃料を燃焼さ
せ、この燃焼による膨脹力（爆発圧力）によってラムを
上昇させ、再び自由落下させるような作動サイクルによ
り、連続して杭を打込むようにしてある。

しかして、上記アンビル上の燃焼室に供給した燃料を良
好に燃焼させるためには燃料を霧化させる必要があり、
従来は、ラムをアンビルに衝突させたときの打撃力によ
り燃料を霧化する打撃霧化方式と、供給時の燃料を霧化
ノズルにより霧化するノズル霧化方式のいずれかが採用
されていた。

［考案が解決しようとする問題点］ ところが、かかる従来の霧化方式においては、いずれも
次のような問題点を有していた。

すなわち、打撃霧化方式の場合には、燃料の霧化がラム
とアンビルの衝突速度に依存するため、地盤が軟弱で、
ラムがアンビルに衝突する前にアンビルが燃焼室の圧力
で下方へ逃げてしまうとき、あるいは、やはり地盤が軟
弱なためにラムの跳ね上りが少なくなったときに、燃料
が霧化しきれずに着火が困難となり、その結果、ハンマ
が連続運転できずに自然停止してしまったり、起動が不
可能になってしまう。又、ラムとアンビルの衝突により
霧化した燃料粒子はノズル霧化方式により霧化させた燃
料粒子に比べ、比較的大きいため、寒冷地や厳冬期等の
低温時の着火性が悪く、起動が困難である。そのため、
暖機が必要となる。

一方、ノズル霧化方式の場合には、燃料が100％霧化さ
れる方式であるため、ラムとアンビルの衝突前に燃料が
燃焼してしまう、いわゆる過早着火による先燃え現象が
発生することがあり、この場合、先燃えによる圧力のた
めにラムの落下速度が減少してしまうので、杭打力が小
さくなる問題があった。

そこで、本考案は、かかる従来方式のもつ問題点を解決
し、着火性が良好な打撃力の大きいディーゼルパイルハ
ンマを提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、上記目的を達成するために、ラムをアンビル
上に自由落下させた後、燃料ポンプから供給された燃料
をラムとアンビルの間で爆発させ、この爆発圧力でラム
を上昇させるような作動サイクルを行わせるディーゼル
パイルハンマにおいて、ノズル装置本体内に先端へ向け
円錐状に形成した燃料渦巻室と、該燃料渦巻室へ燃料を
周方向の複数位置より接線方向に導入する導入通路と、
上記ノズル装置本体の先端中心部に上記燃料渦巻室の円
錐頂部と連通するよう開口させて燃料を霧状で吐出させ
るようにした噴霧ノズルと、該噴霧ノズルの外周部の複
数個所から燃料を液状で吐出させるよう上記ノズル装置
本体に開口させた噴液ノズルとからなるノズル装置を、
上記燃料ポンプに組付けた構成とする。

［作用］ ラムの落下時に、予め霧化された燃料が最初に着火し、
次にこの着火が、液状（滴状）で供給されラムとアンビ
ルとの打撃によって霧化された燃料に伝播する。そのた
め、燃料は容易且つ確実に着火する。

［実施例］ 以下、図面に基づき本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案の一実施例を示すもので、1はリーダー2
に昇降自在に支持されたシリンダ、3は該シリンダ1の下
端に取付けたアンビル、4は該アンビル3に対して打撃力
を与えるラム、5は該ラム4及び上記シリンダ1の位置を
拘束、解除する起動装置、6はアンビル3上に形成した燃
焼室7の上方部のシリンダ1壁に開口した吸排気口、8は
上記燃焼室7に燃料を供給するようシリンダ1側壁部に装
備した燃料ポンプであり、該燃料ポンプ8以外は従来公
知のディーゼルパイルハンマと同様な構成である。

上記燃料ポンプ8は第２図に示す如き構成とする。すな
わち、軸心部に上端より下方へ向けて所要深さの穴9を
設けて中空部を形成した燃料ポンプ本体10の上記穴9内
に、内蔵したスプリング11によって常時上方へ押し上げ
られるような作用を受けているようにプッシュロッド13
を収納すると共に、該プッシュロッド13の上方への移動
を押えるストッパ12を穴9の頂部に設け、且つ上記燃料
ポンプ本体10の上端部に突設したブラケット14に、ラム
4と接触してたたかれるとき回動させられて上記プッシ
ュロッド13を押下げるようにカムレバー15をピンPにて
取付ける。又、上記穴9内の底部には、燃料ポンプ8外か
ら送給された燃料を、環状通路16及び放射状通路17を介
し中心部の上下方向に設けた燃料溜18に導くようにした
ブロック19を配設すると共に、上記ブロック19の燃料溜
18内に摺動自在に挿入したプランジャ20の上端を上記プ
ッシュロッド13の下端に連結し、プッシュロッド13が下
降した際にプランジャ20が上記放射状通路17を横切って
遮断するように燃料溜18内を下降して燃料溜18内の燃料
を下方へ押出すようにする。更に、上記燃料ポンプ本体
10の上記ブロック19より下部位置には、燃料溜18から押
出された燃料を、燃料ポンプ本体10の下側部に組付けた
ノズル装置21へ送るための通路22を有し、該通路22の途
中には、常時は該通路22を遮断し、プランジャ20の下降
により燃料押出し圧力が作用した時に通路22を連通させ
るようにしたバルブ23が設置してある。なお、24は上記
通路22を通ってノズル装置21に送られる燃料の量を調整
するための燃料調整装置である。

上記ノズル装置21は本考案の特徴をなすもので、その詳
細は第３図及び第４図に示す如くである。すなわち、上
記通路22からの燃料を受入れるためノズル装置本体25の
基端中心部に設けた燃料受入れ部26と、該燃料受入れ部
26に受入れられた燃料を放射状に振分けて下流へ送る複
数の振分け通路27と、各振分け通路27に分けられて送給
された燃料を合流させるリング状の合流通路28と、ノズ
ル装置本体25内の先端側位置に先端へ向け円錐状に形成
した燃料渦巻室29と、上記合流通路28内の燃料の一部を
該燃料渦巻室29へ周方向の複数位置より接線方向に導入
する導入通路30と、上記ノズル装置本体25の先端中心部
に上記燃料渦巻室29の円錐頂部と連通するよう開口させ
た噴霧ノズル31と、該噴霧ノズル31から適宜後退した円
周上の複数個所から燃料を液状で吐出させるよう上記ノ
ズル装置本体25に開口させた噴液ノズル32と、該噴液ノ
ズル32の開口断面より小さい通路断面に形成され上記合
流通路28内の残りの燃料を上記各噴液ノズル32に導くよ
うにした屈折形状の導入通路33とを備えてなる構成とし
てある。

なお、噴霧ノズル31から霧状で噴射され燃料と噴液ノズ
ル32から霧化されることなく液状で噴射され燃料との割
合は、それぞれのノズル開口面積を変更することによ
り、ハンマの目標性能に応じて決定する。

かかるノズル装置21が組付けてある燃料ポンプ8をシリ
ンダ1の側壁部に装備して使用する場合、第１図に示す
如く、上端のカムレバー15の一部を、シリンダ1内に出
張らせてラム4の移動軌跡中に介在させるようにする。

次に、上記構成としたディーゼルパイルハンマの作動を
説明する。

先ず、第１図に示す如く、地盤中に打ち込まれようとし
ているパイルの上端にアンビル3が載置されるようにシ
リンダ1全体をリーダー2に沿って吊下した状態におい
て、起動装置5を始動する。すなわち、ラム4及びシリン
ダ1の位置保持を解除する。これにより、ラム4はシリン
ダ1内を自由落下してアンビル3を打撃し、この打撃力が
パイルに伝達されてパイルが地盤中に打ち込まれること
になる。この際、アンビル3上の燃焼室7には燃料ポンプ
8の作動により霧状の燃料と液状の燃料が既に供給され
ているので、ラム4がアンビル3を打撃した直後に燃焼室
7で確実に燃焼が起り、その爆発圧力によりラム4は上昇
させられ、再び自由落下してアンビル3を打撃し、以後
この作動サイクルを繰返す。

上記燃料ポンプ8の作動を詳述すると、第５図に示す如
く、ラム4がシリンダ1内の上部位置より落下してきて燃
料ポンプ8の装備位置に差しかかると、ラム4の落下軌跡
に位置しているカムレバー15がラム4によりたたかれて
シリンダ1の外方側へ押されることになる。ラム4の落下
時に外方へ押されたカムレバー15は第２図においてピン
Pを支点として反時計方向に回動するので、この回動時
に該カムレバー15によりプッシュロッド13がスプリング
11力に抗して押下げられる。プッシュロッド13が押下げ
られると、プランジャ20も下降させられて、燃料溜18内
に溜っている燃料を下部の通路22側へ押出す。このと
き、プランジャ20は下降途中から燃料溜18に連通する各
放射状通路17を遮断し、次に上昇するまでは放射状通路
17を塞いでいるため、プランジャ20の下降によって一定
量の燃料が通路22側に押出される。燃料溜18から通路22
に燃料が押出されると、このときの押出し圧力によりバ
ルブ23が開き、上記一定量の燃料が通路22からノズル装
置21へ送られる。更に、ノズル装置21に送られた燃料
は、第３図に示す如く、燃料受入れ部26から各振分け通
路27を介して合流通路28に液量バランスされて送られ
る。合流通路28に送られた燃料の一部は各導入通路30を
通って渦巻室29内に接線方向から送給されて旋回流41と
なり、しかる後、噴霧ノズル31から薄い円錐状の霧42と
なって噴射される。一方、合流通路28内を通った燃料
は、導入通路33を通り、各噴液ノズル32から噴射され
る。なお、導入通路33内に送られた燃料は、旋回するこ
となく、且つ、流速が遅い故、霧状にならず、液（滴）
状（符号43で示す）で噴射される。

このように、ノズル装置21から噴射される燃料は、一部
は完全に霧化された状態であり、一部は液状のままであ
る。すなわち、ノズル装置21の噴霧ノズル31から噴射さ
れる燃料は噴射時に100％霧化されていることから、ア
ンビル3上方の燃焼室7に供給されるノズル霧化方式であ
り、一方、噴液ノズル32から噴射される燃料は液状であ
ることから、アンビル3上に直接供給された後、ラム4が
アンビル3を打撃したときに霧化される打撃霧化方式と
なる。このため、燃焼室7での燃焼は、先ず、噴霧ノズ
ル31から霧化噴射された燃料で始まり、次に、この燃焼
が噴液ノズル32から噴射され打撃霧化された燃料に伝播
することにより行われる。

したがって、地盤が軟弱で、ラム4がアンビル3に衝突す
る前にアンビル3が燃焼室7の圧力で下方へ逃げてしまう
ような場合、つまり、ラム4とアンビル3の衝突速度が低
下してしまうような場合でも、あるいは、やはり地盤が
軟弱なためにラム4の跳ね上りが少なくなった場合で
も、着火が確実に行われる。そのため、ハンマが連続運
転できずに自然停止してしまったり、起動が不可能にな
ったりすることがない。又、寒冷地や厳冬期等の低温時
の作業でも、暖機を必要とせずに容易に着火できる。更
に、噴射される燃料の一部を霧化することにより、燃焼
が良好になる結果、爆発力が高まるため、従来の100％
ノズル霧化方式に比べ、杭打力は大きい。

なお、本考案は上記実施例にのみ限定されるものではな
く、本考案の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え
得ることは勿論である。

［考案の効果］ 以上述べた如く、本考案のディーゼルパイルハンマによ
れば、燃料をノズル装置本体内の円錐状の燃料渦巻室に
接線方向から導入し強い旋回流を与えて霧状で噴出させ
る噴霧ノズルと、燃料を噴霧ノズルの外周部の複数個所
から液状で吐出させる噴液ノズルとを有するノズル装置
を燃料ポンプに組付け、燃料のノズル霧化方式と打撃霧
化方式を併用して着火伝播を行わせるようにし、燃料の
着火を容易且つ確実に行うことができるようにしたの
で、次の如き優れた効果を奏し得る。

(i)軟弱な地盤で、アンビルが下方へ逃げてラムが衝突
する速度が小さくなる現場でも、着火を継続させること
ができ、停止せずに運転できる杭の一打撃あたりの沈下
量を大きくできて作業効率を向上することができる。

(ii)打撃時のラムの跳ね上りが小さくなるような地盤の
軟弱な現場でも、着火を継続させることができ、自然停
止を起すことなく能率的に作業を行うことができる。

(iii)寒冷地や厳冬期等の低温時に使用する場合でも、
着火性が良好であることから、暖機の必要なく容易に起
動させることができる。

(iv)従来のノズル霧化方式機に比して爆発圧力が高くな
ることから、その分杭打力が大きくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のディーゼルパイルハンマの一実施例を
示す全体図、第２図は本考案で使用する燃料ポンプの断
面図、第３図は上記燃料ポンプに組付けるノズル装置の
切断側面図、第４図は第３図のIV−IV矢視図、第５図は
第１図とは違った状態を示す本考案の作動説明図であ
る。 １……シリンダ、３……アンビル、４……ラム、８……
燃料ポンプ、21……ノズル装置、25……ノズル装置本
体、29……燃料渦巻室、30……導入通路、31……噴霧ノ
ズル、32……噴液ノズル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ラムをアンビル上に自由落下させた後、燃
   料ポンプから供給された燃料をラムとアンビルの間で爆
   発させ、この爆発圧力でラムを上昇させるような作動サ
   イクルを行わせるディーゼルパイルハンマにおいて、ノ
   ズル装置本体内に先端へ向け円錐状に形成した燃料渦巻
   室と、該燃料渦巻室へ燃料を周方向の複数位置より接線
   方向に導入する導入通路と、上記ノズル装置本体の先端
   中心部に上記燃料渦巻室の円錐頂部と連通するよう開口
   させて燃料を霧状で吐出させるようにした噴霧ノズル
   と、該噴霧ノズルの外周部の複数個所から燃料を液状で
   吐出させるよう上記ノズル装置本体に開口させた噴液ノ
   ズルとからなるノズル装置を、上記燃料ポンプに組付け
   たことを特徴とするディーゼルパイルハンマ。