JPH0735554U

JPH0735554U - 輸送用吸込みノズル装置

Info

Publication number: JPH0735554U
Application number: JP7153393U
Authority: JP
Inventors: 志郎鈴木; 光男伊神
Original assignee: 東洋マシナリー株式会社; 日本セメント株式会社
Priority date: 1993-12-09
Filing date: 1993-12-09
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】砂、砂利、土砂、黒土などで代表される各種難
搬送バラ物を、真空ポンプを要さず簡単な構造により円
滑に効率よく吸込み搬送することができる吸込みノズル
装置を提供することにある。【構成】下端に吸込み口２を有するノズル本体１に加圧
輸送媒体を送り込むエジェクタノズル３を設け、該エジ
ェクタノズル３よりも下方には噴射孔４１０をほぼ吸込
み口中心線上に向けた複数対の切込み用加圧輸送媒体吐
出ノズル４１を設けて該切込み用加圧輸送媒体吐出ノズ
ル４１で被搬送物中に圧縮エアを切り込ませ衝突により
上昇流を創成させるように構成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は輸送媒体を用いた形式の輸送用吸込みノズル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその技術的課題】

たとえば深礎基礎工事においては、縦坑の掘削で生ずるズリと称する残土を外部に搬出することが不可欠である。この残土の搬出方法として従来では縦坑の中心にゴム製のセンターチューブを垂下し、毎回の掘削のたびにこのセンターチューブを通してクレーンでバッグナーを降ろし、作業員がシャベル類で残土を集めバッグナーに装入し、クレーンでバッグナーを吊りあげるという方法が取られていた。このため多大な労力と時間を要して工事の進捗が損なわれ、またクレーンやセンタースチューブの使用が不可欠であるため工事費が高くなるという問題があった。また、最近ビルなどの屋上に庭園を作ることが多くなっているが、この屋上庭園の造成に必要な土砂類などの材料を地上から高層の屋上まで能率よく輸送できる手段がなく、このため、それら材料をいちいち分包状態としてエレベータ類を使用して持ち運ぶという煩雑で手間と時間のかかる作業を行うほかなかった。

【０００３】一般に穀類、砂糖、プラスチックなどの粉粒状物の輸送方法として空気輸送法が知られている。かかる輸送方法において最も重要な要素は粉粒状物と気流を混合させる先端供給機構であり、その先端供給機構として真空吸込みノズルがある。この真空吸込みノズルは大別すると二重円筒型と単筒型があり、前者は輸送管の外側にこれと同心状に外筒を取付け、外筒の先端を粉粒状物表面に接触させた状態で輸送管の管端と粉粒状物表面との間に所定の隙間が形成されるように輸送管を持ち上げ、輸送管の下流側(輸送先側)で真空ポンプにより吸引しながら外筒と輸送管のあいだから空気を流入させることで空気量を増加させるようにしたものである。後者は輸送管の先端部を粉粒状物層中に押し込みつつ、輸送管下流側で真空ポンプにより吸引して管端から粉粒状物を吸い上げるものであり、この時の粉粒状物の浮上を補助するためノズル部の中間外周にリングノズルを設け、これから二次空気を輸送管内に補給するようにしたものである。

【０００４】しかしながらこれら吸込みノズルはいずれも吸込み動力源として真空ポンプを必要とし、これを輸送管の下流側に接続しなければならないため輸送系が複雑で高価なものになるとともに、適用範囲が限定される問題があった。また、いずれも真空ポンプの能力が吸込み性能を左右するため、被搬送物が比較的流動性のよいものの場合はともかく、造園用材料として用いられる黒土や火山灰土のように含水率が高く粘土質を含むものや、掘削残土のように土、砂の混合物あるいはこれらと石の混合物といった比重や大きさがまちまちで流動性が悪いものの場合にはスムーズに効率よく吸込み移送することができず、閉塞を起こしやすい。このため、スクリューコンベアやロータリフィーダなどの圧送手段を併用しなければならないという問題があった。

【０００５】本考案は前記のような問題点を解消するために考案されたもので、その目的とするところは、穀類、砂糖、プラスチックなど各種粉粒状物は勿論、砂、砂利、土砂、黒土、赤土などで代表される各種難輸送バラ物を、真空ポンプを要さず簡単な構造により円滑に効率よく吸込み搬送することができる吸込みノズル装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本考案は、下端に吸込み口を有するノズル本体に加圧輸送媒体を吹き込むエジェクタノズルを設けるとともに、該エジェクタノズルよりも下方には噴射孔をほぼ吸込み口中心線上に向けた複数対の切込み用輸送媒体吐出ノズルを設け、該複数対の切込み用輸送媒体吐出ノズルで被搬送物中に加圧輸送媒体を切り込ませて上昇流を創成させるようにしたことにある。前記輸送媒体はエジェクタノズルと切込み用輸送媒体吐出ノズルとで同一種類でもよいし異種類でもよく、それら輸送媒体としては海水、真水などの液体、炭酸ガス、窒素ガス、人工的に配合された気体、空気などの気体から選択される。

【０００７】

【作用】

バラ物や粉粒状物を搬送するに当っては、吸込み口を被搬送物の表層に近接あるいは接触させ、この状態でエジェクタノズルに加圧た輸送媒体を供給するもので、こうすればエジェクタノズルからの加圧輸送媒体がノズル本体内に吹込まれることにより圧送用高速流が形成され、該エジェクタノズルよりも上流には真空域が発生する。しかしその真空域は強制力が乏しいため、吸込み口から被搬送物を多量に吸い込むことはできない。しかしながら本考案ではこうしたエジェクタノズルからの加圧輸送媒体の吐出と併行して複数対の切込み用輸送媒体吐出ノズルに前記輸送媒体と同一又は異種類の加圧輸送媒体を供給する。各切込み用輸送媒体吐出ノズルは吸込み口より下方のほぼ中心線上に噴射孔が向いており、このため各噴射孔から噴射された加圧輸送媒体は対になって被搬送物中にジェット状に切込み、被搬送物の密度や流通抵抗により自然形成される仮想的な床盤でぶつかりあい反射して上昇流となる。被搬送物は前記加圧輸送媒体の切込みによる衝撃で粒子間の結合が解かれて、続く上昇流の作用により分散するとともに浮上させられ、吸込み口から真空域に押し込まれる。前記上昇流は同時に真空域の媒体流速を増大させるため被搬送物は加速され、高速で輸送管中を媒体に載って搬送されられる。切込み用輸送媒体吐出ノズルによる切込みと上昇流化は連続して行われるため、被搬送物は多量にかつ良好な定量性をもって搬送される。

【０００８】

【実施例】

以下本考案の実施例を添付図面に基いて説明する。図１と図２は本考案による粉粒物輸送用吸込みノズル装置の第１実施例を示している。１はノズル本体であり下端に所要角度で広がったベルマウス状の吸込み口２が一体または一体的に設けられている。この実施例ではノズル本体１は吸込み方向操作自由度を高めるため剛製管部１ａと可撓管部１ｂで構成している。３は前記吸込み口２から所定距離隔たった部位に設けられたエジェクタノズルであり、その構造は任意であるが、この実施例では下流側中心向かって集束するように複数の斜状噴孔３００を配設した吐出リング３０と、斜状噴孔３００の入口側外周に環状通路３３を形成するように外囲する筒体３２とを有し、筒体３２の上下に連結管３４，３５が固定されている。連結管３４には剛性または可撓性の輸送管６が接続され、連結管３５にこの実施例では可撓管部１ｂを接続している。筒体３２には環状通路３３に通じる加圧輸送媒体供給管３６が接続され、加圧輸送媒体供給管３６は調節バルブ３７を介して加圧輸送媒体供給源５に導かれる。

【０００９】４は切込み用ノズル機構であり、前記エジェクタノズル３と吸込み口２間のノズル本体１にブラケット４４を介して同心状に取り付けられた環状管４０と、該環状管４０に基部が接続された複数本の切込み用輸送媒体吐出ノズル４１とを備えており、環状管４０の一部には調整バルブ４２を介して加圧輸送媒体供給管４３が接続されている。該加圧輸送媒体供給管４３は加圧輸送媒体がエジェクタノズル３の加圧輸送媒体と同一種類の場合には、図１の実線で示すように加圧輸送媒体供給管３６共通配管系とすることもできるし、別々の配管系とすることもできる。加圧輸送媒体がエジェクタノズル３の加圧輸送媒体と異種類の場合、加圧輸送媒体供給管４３は図１仮想線のように加圧輸送媒体供給源５’に導かれる。本考案で用いる輸送媒体は液体、気体のいずれも含まれるが、中でも真水、海水、炭酸ガス、窒素ガス、人工的に配合された気体及び空気などが好ましく、入手が容易な点などから一般に空気が好ましいと言えよう。各切込み用輸送媒体吐出ノズル４１は偶数本たとえば４〜１０本が用いられ、図２に示すように対角線上で２本が対をなし、同一垂直面上にあるように環状管４０に配置されている。各切込み用輸送媒体吐出ノズル４１は少なくとも中間から先が内方に屈曲し、吸込み口２よりも下位レベルにおいて各噴射孔４１０は図１のように吸込み口中心線ＣＬ上にほぼ集束する角度に向けられている。集束点Ｐは各対の切込みエアノズルがすべて同じであってもよいし、前後に多少ずれていてもよい。噴射孔４１０は断面が真円でもよいし長孔状などであってもよい。吸込み口２の下端から噴射孔４１０までの距離Ｌは被搬送物の物性、加圧輸送媒体の圧力、流量などによって異なるが一般的には１〜５０ｃｍの範囲から適宜選定すればよい。環状管４０の適所には取手４５が取り付けられている。

【００１０】図３は本考案の第２実施例を示しており、この実施例ではノズル本体１は可撓管部を有しない剛性管からなり、連結管３５に直接接続されている。図４は本考案の第３実施例を示しており、この実施例では吸込み能率をよくするため、ノズル本体１の吸込み口２を部分的に延長して斜めカット状のベルマウス形としている。現場の状況に対応できるように好ましくは吸込み口２はノズル本体１に対してねじ、バンド金具などにより着脱可能とする。なお、いずれの実施例においても、切込み用ノズル機構４はノズル本体１に位置固定とされてもよいし、ノズル本体１の長手方向に移動可能としてもよい。これはたとえばノズル本体１に複数段の孔(または長孔)を有する位置調整用ブラケットを固設し、この位置調整用ブラケットにブラケット４４を当接させ、任意の孔を選択してボルトナット類で緊締するような構造とすればよい。環状管４０は必要に応じてノズル本体１にジャケット状に設けられてもよい。あるいは場合によっては環状管４０に被搬送物上に載置可能なスタンドないし脚を設けてもよい。すなわち本考案は手持ち式、定置式のいずれでもよい。調整バルブ３７と調整バルブ４２は手動操作弁でもよいし電磁弁などの自動操作弁であってもよい。また、搬送距離が長い場合には輸送管６にも前記エジェクタノズル３を介在させてもよい。

【００１１】

【実施例の作用】

図５は本考案による吸い込みノズル装置Ａを深礎基礎工事の掘削残土の搬出に適用した例を示している。７は掘削中の縦穴で、周囲を支保工材としてのライナープレート７０で土止めされており、輸送本管６’はライナープレート７０に保持具を介して取り付けられ、吐出側がワークステージ８から地上に伸び図示しない排土ヤードに導かれており、輸送本管６’の下端にスイベルジョイント６０を介してホースなどからなる輸送管６が接続されこれにエジェクタノズル３が接続されている。一方、地上には加圧輸送媒体供給源としてたとえばコンプレッサ５が配され、吐出導管５０に加圧輸送媒体供給管３６と加圧輸送媒体供給管４３が接続されている。本考案による吸込みノズル装置Ａは掘削作業中は取手４５などにより適宜ライナープレート７０に留めておき、毎回の掘削作業の終わるたびに縦穴７の穴底７ ’に降ろして使用される。

【００１２】被搬送物としての残土を排出するに当っては、図５あるいは図６のように吸込み口２を残土表面に近接させ、調整バルブ３７と調整バルブ４２を開くもので、調整バルブ３７から供給された加圧輸送媒体この例では高圧(例えば5Kg/cm²以上 )の圧縮エアはエジェクタノズル３の環状通路３３から斜状噴孔３００により吐出リング３０の下流側中心線に向けて噴射され、それにより斜状噴孔３００より下流側に圧送域Ｃが、また斜状噴孔３００より下流側のノズル本体部分に真空域Ｄが創成され、それにより吸込み口２に吸込み力が生ずる。また、調整バルブ４２から供給された高圧の圧縮エアは環状管４０から各切込み用輸送媒体吐出ノズル４１に送入され、それぞれ吸込み口２よりも下位レベルの噴射孔４１０からジェット状に噴射されて残土層Ｂ内に切れ込む。複数本の切込み用輸送媒体吐出ノズル４１は対角線上で対をなしかつ噴射孔軸線が吸込み口軸線上に集束しているため、吸込み口２の直下の残土層Ｂは周囲から複数本の錐が同時に打ち込まれたように錐状に掘り込まれ、そのときの衝撃的な力で全噴射孔４１０で囲まれた領域の粒子がほぐされるとともに外側域の残土層Ｂ’と分離される。

【００１３】残土層Ｂは下層に向かうほど密度が高く通気抵抗が大きくなるため噴射孔４１０からの圧縮エアは貫入力が低減し、所定深さ位置に仮想床盤Ｂ”が生じる。複数個の各噴射孔４１０は対角線上で対となっているため切込み圧縮エアはほとんど分散することなく仮想床盤Ｂ”で反射し衝突しあって集合し、吸込み口２に向かう上昇流となる。このため残土層Ｂはさらにほぐされて分散し、土、砂、石が混合し湿り気を帯びた搬送性の悪い性状であるにもかかわらず上昇流により効果的に持ち上げられ、吸込み口２からノズル本体１内に押し込まれる。真空域Ｄの真空度はエジェクタノズル３から遠ざかるほど弱くなるが、前記のように残土層Ｂに切れ込んだ高圧圧縮エアが上昇流となって真空域Ｄに向かうため真空域Ｄの気流速度が増大する。したがって残土は真空域Ｄに強力に吸い込まれ、圧送域Ｃの気流に乗って円滑に気流搬送される。ノズル本体１に可撓性管１ｂを設けたり、輸送管６をホースとすることにより吸込み口２を希望する方向に容易に向けることができ、また図６のように斜めカット状の吸込み口２を用いることにより深礎基礎工事の掘削残土の搬出を労力を要さず、簡易、迅速に行うことができる。またクレーンやセンターケーシングも省略できるため設備が簡潔なものとなり、小径の縦穴の掘削も容易に行うことができる。なお、前記のように全噴射孔４１０で囲まれた領域が外側域と分離されて連続的に吸い込まれるため良好な定量性も確保され、従って残土以外のバラ物や粉粒状物の搬送も的確に行うことができる。

【００１４】

【具体例１】次に本考案装置Ａを実地に試験した結果を示す。本考案装置Ａは下端に径が２５０mmφの吸込み口を設けた長さ４００mm、内径１００mmφのノズル本体に長さ１００mmの耐圧ホースを接続し、耐圧ホースの上端に１６の噴孔数を持つエジェクタノズルを設けた。一方、吸込み口端から１５０mmの位置に環状管を同心状に固定し、これに内径８mmφ、噴孔径２mmφの６本の切込み用輸送媒体吐出ノズルを対角線上で対をなすように、かつ噴孔軸線が吸込み口端から約１０cmの中心線上に集束するように取付け、エジェクタノズルに内径１００mmφの輸送管(耐圧ホース)を接続した。対象粉粒状物として含水率が約４０%の土砂を地表に１５m³堆積させ、コン
プレッサから７kg/cm²の圧縮エアをエジェクタノズルと環状管にそれぞれ供給した。その結果、全量を約６０分で垂直距離１５mに連続輸送することができた。比較のため、環状管に対する圧縮エアの供給を止めて実施したところ、能力は１／３以下となった。この結果から、エジェクタノズルと切込みノズル機構の併用がきわめて有効であることがわかる。

【００１５】

【具体例２】次に具体例１の装置を用い、吸込み口から切込み用輸送媒体吐出ノズル噴孔までの垂直距離Ｌ(図1参照)を種々に変えて各種被輸送物の輸送を行ってみた。比較のため切込み用輸送媒体吐出ノズルを作動させない場合も検討した。輸送媒体としてはエジェクタノズルと切込み用輸送媒体吐出ノズルのいずれも圧縮エアを使用した。被輸送物としては、粗粒砂利、細粒砂利、土砂および黒土を用い、輸送状態のすぐれているものを◎、良好なものを○、良好ではないが輸送されているもの△、輸送状態の悪いものを×として評価した。その結果を表１に示す。表１から明らかなように切込み用輸送媒体吐出ノズルを使用した場合に輸送状態は良好であり、なかでも吸込み口から切込み用輸送媒体吐出ノズル噴孔までの垂直距離Ｌを5〜30cmとした場合に良好ないしすぐれて良好であることがわかる。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【具体例３】次に具体例１の装置を用い、加圧輸送媒体として空気、真水、海水を使用し、それらを種々組み合わせてエジェクタノズルと切込み用輸送媒体吐出ノズルに供給した場合の粗粒砂利および砂の輸送状態を調べた。この試験は地上と水中の双方で行い、吸込み口から切込み用輸送媒体吐出ノズル噴孔までの垂直距離Ｌを１０ｃｍとした。なお比較例のため、エジェクタノズルに加圧輸送媒体を供給せず、切込み用輸送媒体吐出ノズルのみに空気を供給して輸送してみた。その結果を表２に示す。評価の基準は前記具体例２に準じた。この表２から本考案装置はいずれの輸送媒体を使用しても効果的であることがわかる。

【００１８】

【表２】

【００１９】

【考案の効果】

以上説明した本考案によるときには、下端に吸込み口２を有するノズル本体１に加圧輸送媒体を送り込むエジェクタノズル３を設けるとともに、該エジェクタノズル３よりも下方には噴射孔４１０を吸込み口２より下方の中心線上に向けた複数対の切込み用輸送媒体吐出ノズル４１を設け、該切込み用輸送媒体吐出ノズル４１で被搬送物層内に加圧輸送媒体を切り込ませ衝突により上昇流を創成させるようにしたので、流動性の悪いバラ物や粉粒状物を大量連続的に吸込み搬送することができ、構造も簡単で真空ポンプを要しないため安価に実施できるとともに、取扱いも容易であるなどのすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による輸送用吸込みノズル装置の第１実
施例を示す縦断側面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

【図３】本考案の第２実施例を示す縦断側面図である。

【図４】本考案の第３実施例を示す部分切欠側面図であ
る。

【図５】実施例１を深礎基礎工事の掘削残土搬出に適用
した例を示す説明図である。

【図６】実施例３を深礎基礎工事の掘削残土搬出に適用
した例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ノズル本体１ａ剛性管部１ｂ可撓管部２吸込み口３エゼクタノズル４切込み用ノズル機構４０環状管４１切込み用輸送媒体吐出ノズル４１０噴射孔

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】下端に吸込み口２を有するノズル本体１に
加圧輸送媒体を送りこむエジェクタノズル３を設けると
ともに、該エジェクタノズル３よりも下方には噴射孔４
１０をほぼ吸込み口中心線上に向けた複数対の切込み用
輸送媒体吐出ノズル４１を設け、該複数対の切込み用輸
送媒体吐出ノズル４１で被搬送物中に加圧輸送媒体を切
り込ませて上昇流を創成させるように構成したことを特
徴とする輸送用吸込みノズル装置。
【請求項２】ノズル本体１が剛性管部１ａと可撓管部１
ｂとを有しているものを含む請求項１に記載の輸送用吸
込みノズル装置。
【請求項３】切込み用輸送媒体吐出ノズル４１が２対な
いし５対である請求項１ないし請求項２に記載の輸送用
吸込みノズル装置。
【請求項４】エジェクタノズル３と切込み用輸送媒体吐
出ノズル４１への輸送媒体が同一種類のものである請求
項１ないし請求項３のいずれかに記載の輸送用吸込みノ
ズル装置。
【請求項５】エジェクタノズル３と切込み用輸送媒体吐
出ノズル４１への輸送媒体が異なる種類のものである請
求項１ないし請求項３のいずれかに記載の輸送用吸込み
ノズル装置。
【請求項６】輸送媒体が海水、真水などの液体、炭酸ガ
ス、窒素ガス、人工的に配合された気体、空気などの気
体から選択されたものである請求項１ないし請求項５の
いずれかに記載の輸送用吸込みノズル装置。