JPH0649861A

JPH0649861A - 土砂等の空気圧による搬送方法

Info

Publication number: JPH0649861A
Application number: JP20348192A
Authority: JP
Inventors: Atsutoshi Arai; 井厚俊荒; Zenetsu Abe; 倍善悦安; Shunichi Matsumoto; 本俊一松
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1992-07-30
Publication date: 1994-02-22

Abstract

(57)【要約】【目的】土砂等を空気圧により搬送するに際し、搬送
管内に複数のカプセルを同時に配置し、土砂搬出量の増
大、搬送効率の向上等を図る。【構成】土砂を積載したカプセルＣあるいは土砂自体
を塊状化したカプセルＣを空気圧で搬送する搬送管１
を、仕切り弁２により複数のブロックＢに区分し、各ブ
ロックＢに供給配管３と給気弁４、排気配管５と排気弁
６、センサー７を設ける。単数あるいは複数のブロック
Ｂから走行ゾーンＺを形成し、各走行ゾーンＺにカプセ
ルＣを配置する。先行カプセルの走行位置に応じて仕切
り弁２を開閉することにより、後行カプセルの走行ゾー
ンＺを順次下流側へ移動させてカプセルＣを走行させ
る。搬送管１内に多数のカプセルＣを走行させることが
でき、搬送量の増大を図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、建設工事で発生する
土砂等をカプセルに積載し、あるいは土砂自体をカプセ
ル化して搬送管内を空気圧により搬送する搬送方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】建設工事で発生した土砂を搬出する場
合、土砂を空気圧で搬送する方法がある。このような空
気圧による搬送方法は、被搬送体の前後の圧力差による
推進力を利用するものであり、被搬送体の下流側を減圧
する負圧による吸引方式と、被搬送体の上流側を加圧す
る圧縮空気による圧送方法がある。また、土砂をそのま
ま搬送したり、土砂を積載したカプセルを搬送するなど
している。

【０００３】図７に示すのは、推進工法において土砂を
そのまま吸引方式で搬送する例であり、地上に設置した
土砂ホッパー５０に基端を接続した搬送管５１を切羽５
２の手前まで延設し、土砂ホッパー５０の上部に吸引ブ
ロワー５３を接続している。搬送管５１の先端から吸引
された土砂Ａは空気の流れによりまとめられ、一つの塊
となって管路を塞ぎ、前後の圧力差が一定以上になる
と、負圧により走り出し、一気に坑外の土砂ホッパー５
０に搬出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来の吸引搬送方法では、土砂の吸引は土砂塊の
前後の圧力差で行われるため、一つの塊が搬送管中を移
動している間は、次の土砂塊を吸引することができず、
単位時間当たりの搬出量が少なく、搬送効率が低いとい
う問題点がある。これは、カプセルを圧送する場合も同
様である。また、吸引方式、圧送方式のいずれでも、必
要動力に対して搬出量が少なく、極めてエネルギー効率
が悪い。これは、搬送する媒体である空気と、搬送され
る土砂の比重が非常に異なり、大量の空気の流れの中に
少量の土砂を載せて搬送するためである。

【０００５】この発明は、前述のような事情に鑑みてな
されたもので、その目的は、搬送管内における被搬送体
としてのカプセルの数を増やすことができ、搬出量を大
幅に増大させ、搬送効率の向上を図ることのできる土砂
等の空気圧による搬送方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、土砂を積載
したカプセルあるいは土砂自体を塊状化したカプセル
を、空気圧（圧縮空気による圧送方式あるいは負圧によ
る吸引方式など）により搬送管内を搬送する搬送方法に
おいて、前記搬送管を仕切り弁により複数のブロックに
区分し、各ブロックには、ブロック内の上流側に空気を
供給する供給配管および給気弁と、ブロックの下流側で
ブロック内の空気を排出する排気配管および排気弁と、
ブロック内のカプセルの走行位置を検出する近接スイッ
チ、光電スイッチ等のセンサーを設け、単数あるいは複
数のブロックから走行ゾーンを形成し、各走行ゾーンに
カプセルを配置し、先行カプセルの走行位置に応じて仕
切り弁を開閉することにより後行カプセルの走行ゾーン
を順次下流側へ移動させつつカプセルを走行させるよう
にしたものである。

【０００７】

【作用】前述のような構成において、例えば２つのブロ
ックの間の仕切り弁を「開」として走行ゾーンを形成
し、第１のブロックの供給配管および給気弁から圧縮空
気を供給し、第２のブロックの排気配管および排気弁か
ら空気を排出することにより、カプセルが前記走行ゾー
ン内を走行する。この走行ゾーンの下流側でカプセルを
検出し、この検出時点で先行カプセルが先行する走行ゾ
ーンの下流側に達していない場合には、停止させる。先
行カプセルが先行する先行ゾーンの下流側に達していれ
ば、前記第２のブロックの仕切り弁を開け、この上流お
よび下流の仕切り弁を閉じることにより、次の走行ゾー
ンを形成し、同様にカプセルを走行させる。各カプセル
について、順次走行ゾーンを１ブロックずつ移動させる
ことにより、各カプセルが下流側へ走行する。各走行ゾ
ーンにカプセルが走行することにより、搬送管内に多数
のカプセルを同時に走行させることができ、搬送量の増
大を図ることができる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明を図示する一実施例に基づい
て詳細に説明する。これは、推進工法において掘削され
た土砂を、圧縮空気により加圧して地上まで搬送する例
である。図１は、この発明の搬送方法を実施するための
搬送装置を示す概略図であり、搬送管１は切羽の近傍か
ら地上まで配設されている。このような搬送管１を仕切
り弁２により複数のブロックＢ₁〜Ｂ_nに区分し、各ブ
ロックＢに、ブロック内に圧縮空気を供給する供給配管
３、この供給配管３を開閉する給気弁４、ブロック内の
空気を排出する排気配管５、この排気配管５を開閉する
排気弁６、カプセルＣの走行位置を検出するセンサー７
をそれぞれ設置する。

【０００９】各ブロックＢは、図２に示すように、例え
ば両端に接続フランジ１１を有する鋼管ユニット１０か
ら構成し、切羽の進行に伴って継ぎ足して延長でき、あ
るいは短縮できるようにする。また、この鋼管ユニット
１０の上流側（切羽側）に仕切り弁２を設置しておく。
この仕切り弁２は、図２，図３に示すように、例えば円
板状の蓋体１２が上下に揺動開閉するスイング開閉式と
し、開状態で上方に退避してカプセルＣを支障なく通過
させ、かつ閉状態で管路を閉塞できるようにする。

【００１０】そのため、鋼管ユニット１０の上流側に
は、開閉する蓋体１２を収納できる大きさの例えば直方
体形状の収納部１３を設け、ここに蓋体１２を配置す
る。蓋体１２は、鋼管ユニット１０の鋼管内径より大き
い外径の円板とし、上流側の面における外周部にリング
状のシール部材１４を取り付け、垂直の閉状態で収納部
１３の上流側内壁面に当接して管路を閉塞できるように
する。また、蓋体１２の上部に回転軸１５を設け、この
回転軸１５を支持ブラケット１６により収納部１３の上
流側に取り付け、垂直の閉状態と水平の開状態との間を
９０°開閉揺動できるようにする。水平の開状態で蓋体
１２は、収納部１３の上部空間に収納されることにな
る。

【００１１】蓋体１２を開閉動作させる駆動装置は、例
えば減速機付き電動モータ１７とし、このモータにより
回転軸１５を直接正逆回転させて蓋体１２を９０°回転
させるようにする（図３参照）。また、これに限らず、
エアシリンダとラック・ピニオンによる方式とし、回転
軸に取り付けたピニオンをエアシリンダのピストンロッ
ドに取り付けたラックにより回転させるようにしてもよ
い。

【００１２】供給配管３は、各ブロックＢの上流側すな
わち鋼管ユニット１０の収納部１３に接続し、供給され
た圧縮空気によりカプセルＣを圧送できるようにする。
また、この供給配管３は、図１に示すように、搬送管１
に沿って配設した供給本管８に接続し、地上のブロワー
（図示省略）から圧縮空気が供給されるようにする。

【００１３】排気配管５は、鋼管ユニット１０の下流側
に接続し、カプセルＣの下流側の空気を排出するように
する。この排気配管５は、開放式として、空気を大気放
出してもよいし、排出本管９に接続するようにしてもよ
い。排出本管９を設ける場合には、排出本管９の先端を
前記加圧用のブロワーと別の吸引用のブロワーあるいは
前記加圧用のブロワーの吸引口に接続し、カプセルＣの
下流側の管路内圧力を積極的に低下させ、カプセル前後
の圧力差を大きくする。このようにすることにより、カ
プセルの推進力を増大させることができる。

【００１４】カプセルＣは、図４に示すように、土砂が
積載される容器としてのカプセル、あるいは土砂自体を
カプセル化したものを使用する。前者の場合には、図４
（Ａ）に示すように、容器に車輪２０を取り付けて走行
抵抗を減少させたり、シール部材２１を設けて空気の漏
れ率を減少させ、効率の良い搬送ができるようにする。
また、土砂の投入口・排出口はカプセルＣの前後や胴部
に設けるなどして土砂を投入、排出できるようにする。
後者の場合には、図４（Ｂ）に示すように、掘削した土
砂Ａを適当な型枠を用いて一定の大きさ・形状の塊にし
た後、減圧により土砂の水分を利用して表面を凍結し、
強度を持たせて取扱を容易化したものを使用する。

【００１５】センサー７は、近接スイッチあるいは光電
スイッチなどを使用し、ブロックＢの中間部分でカプセ
ルＣを検出できるようにする。図５に示すように、制御
装置３０には、プログラマブルシーケンサを使用し、各
ブロックＢのセンサー７からの検出信号に基づいて各ブ
ロックＢの仕切り弁２、給気弁４、排気弁６を開閉制御
する。制御は、ブロックＢを２つ一組として走行ゾーン
Ｚを形成し、次のように行う。

【００１６】カプセルＣは、搬送管１の先端から適宜の
エントリー装置により搬送管１内に挿入され、各走行ゾ
ーンＺにカプセルＣが位置する定常状態から次のように
動作する（図６、図１参照）。 (1) カプセルＣ₁が位置する走行ゾーンＺ₁は、仕切り
弁２−１、２−３を「閉」、仕切り弁２−２を「開」と
することにより構成される。 (2) 給気弁４−１、排気弁６−２を開け、給気弁４−
２、排気弁６−１を閉じると、圧縮空気がカプセルＣ₁
の上流側に供給され、カプセルＣ₁の下流側の空気が排
出され、前後の圧力差によりカプセルＣ₁がブロックＢ
₁からＢ₂へと走行する。

【００１７】(3) カプセルＣ₁がブロックＢ₂のセンサ
ー７−２を通過する時、先行するカプセルＣ₂がセンサ
ー７−４を通過していないと、給気弁４−１と排気弁６
−２を閉じ、カプセルＣ₁を仕切り弁２−３の手前で停
止させる。ここで、排気弁６−２を閉じることによりカ
プセルＣ₁と仕切り弁２−３との間の空気が圧縮され、
圧縮による制動によりカプセルＣ₁が仕切り弁２−３に
衝突することなく停止する。また、ここで排気弁６−２
により圧縮空気を積極的に制御することにより、所定の
位置に停止させることもできる。

【００１８】(4) (3) とは逆に、先行するカプセルＣ₂
がセンサー７−４を通過していれば、仕切り弁２−３を
「開」、仕切り弁２−２、２−４を「閉」とし、ブロッ
クＢ₂，Ｂ₃により、次の走行ゾーンＺ₁を形成する。 (5) 給気弁４−２、排気弁６−３を開け、給気弁４−
３、排気弁６−２を閉じると、圧縮空気がカプセルＣ₁
の上流側に供給され、カプセルＣ₁の下流側の空気が排
出され、前後の圧力差によりカプセルＣ₁がブロックＢ
₂からＢ₃へと走行する。 (6) 先行するカプセル、後行するカプセルの走行ゾーン
Ｚも同様に１ブロックずつ移動し、多数のカプセルが同
時に搬送される。

【００１９】以上のような搬送方法であれば、多くのカ
プセルを１つの搬送パイプラインに同時に載せることが
でき、従来の長い搬送管内に１つの土砂塊が走行する吸
引方式に比較して、単位時間当たりの土砂搬出量を大幅
に増大させることができ、また搬送効率を向上させるこ
とができる。また、走行ゾーン毎に圧縮空気等を供給す
るため、１つのカプセルを搬送するための空気量を従来
の吸引方式に比較して低減でき、従来の吸引方式のよう
に大量の空気を必要とせず、エネルギー効率を向上でき
る。さらに、１つずつカプセルを走行制御できるため、
土砂搬出作業の運転・停止・再開を自動化できる。ま
た、走行ゾーン毎にカプセルを配置し、この走行ゾーン
を移動させるため、搬送の安全性も向上する。

【００２０】なお、以上は２つのブロックで走行ゾーン
を形成する例を示したが、これに限らず、１つのブロッ
クで走行ゾーンを形成することも可能であり、また３つ
以上のブロックから走行ゾーンを形成することもでき
る。さらに、カプセルの混み具合に応じて、走行ゾーン
を形成するブロックの数を適宜に選択することも可能で
ある。また、搬送は圧送方式について説明したが、負圧
のみによる搬送方式を採用することもできる。また、以
上は推進工法に適用した例を示したが、これに限らず掘
削した土砂を搬出するその他の場合、さらには土砂以外
のばら物の搬送にも適用できることはいうまでもない。

【００２１】

【発明の効果】前述の通り、この発明の搬送方法は、空
気圧搬送管を仕切り弁により複数にブロック分けし、各
ブロックに供給配管・給気弁・排気配管・排気弁・セン
サーを設けてカプセルを走行制御するようにしたため、
次のような効果を奏する。 (1) 多くのカプセルを１つの搬送ラインに載せることが
でき、単位時間当たりの土砂搬出量を増大することがで
き、土砂のカプセル輸送の大容量化と搬送効率の向上を
図れる。 (2) カプセルを使用することにより、気密性を向上でき
ると共に、走行ゾーン毎に圧縮空気等を制御することに
よりカプセルの必要駆動力を低減でき、エネルギー効率
を向上させることができる。 (3) カプセルを１つずつ制御できるので、搬出作業の運
転・停止・再開が自動化でき、また安全性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の搬送方法を実施するための搬送ライ
ンを示す概略図である。

【図２】図１の搬送ラインにおける単位ブロックの一例
を示す縦断面図である。

【図３】図２のIII-III 線断面図である。

【図４】(A) ，(B) は、この発明で使用するカプセルの
例を示す概略側面図である。

【図５】この発明の制御装置を示すブロック図である。

【図６】この発明の搬送方法の作動状況を順に示す概略
図である。

【図７】従来の負圧による吸引方式で土砂を搬出する例
を示す概略図である。

【符号の説明】

ＣカプセルＢブロックＺ走行ゾ
ーン１搬送管１０鋼管ユ
ニット２仕切り弁１１接続フ
ランジ３供給配管１２蓋体４給気弁１３拡径部５排気配管１４シール
部材６排気弁１５回転軸７センサー１６支持部
材８供給本管１７減速機
付き電動モータ９排気本管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】土砂等を積載したカプセルあるいは土砂
自体を塊状化したカプセルを、空気圧により搬送管内を
搬送する搬送方法において、前記搬送管を仕切り弁により複数のブロックに区分し、
各ブロックには、ブロック内の上流側に空気を供給する
供給配管および給気弁と、ブロックの下流側でブロック
内の空気を排出する排気配管および排気弁と、ブロック
内のカプセルの走行位置を検出するセンサーを設け、単
数あるいは複数のブロックから走行ゾーンを形成し、各
走行ゾーンにカプセルを配置し、先行カプセルの走行位
置に応じて仕切り弁を開閉することにより、後行カプセ
ルの走行ゾーンを順次下流側へ移動させつつカプセルを
走行させることを特徴とする土砂等の空気圧による搬送
方法。