JPH0735720B2 - 静止ミキサー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ロックボルト等の内
部に嵌挿され、その内部を通過する液を撹拌する静止ミ
キサーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トンネル工事等においては落盤防止のた
めに岩盤（地山）に形成した孔内に中空パイプ状のロッ
クボルト（パッカー）を挿入し、その中に２液型発泡ウ
レタン樹脂等からなる岩盤固結用薬液を圧入し、孔およ
びその周囲の地山に固結することが行われている。例え
ば、図９に示すように削岩機等のドリルによってトンネ
ル切羽先端の天盤部２９に天盤のアーチに沿って所定間
隔で斜め上向きに孔を穿設し、この孔内にパッカー３０
を挿入して根元部のパッキン３１で孔の開口を塞ぎ、そ
の状態でパッカー３０の先端から、接続ユニット３２を
備えたホース３３から供給される２液型発泡ウレタン樹
脂を吐出させることにより、ウレタン樹脂で孔を埋め、
さらにそのウレタン樹脂を地山内に図示のように浸透さ
せ硬化させることにより、岩盤の固結を行うようになっ
ている。図において、３４は支保工、３５はウレタン樹
脂の固結領域である。通常、上記２液型発泡ウレタン樹
脂の２液を混合撹拌するため、上記パッカー内には、図
１０に示すような静止ミキサーが軸方向に沿って取付ら
れている。この静止ミキサーには、図示のように、略ら
せん状のエレメント３０ａ，３０ｂ，３０ｃが軸回り方
向に角度を代えて連接され、この静止ミキサー内に導入
された２液ａ，ｂをエレメントの両面のそれぞれのうね
り面に沿って別々に進行させながら、それぞれのエレメ
ント境界で互いに衝突，干渉しあわせて混合撹拌し、均
一混合液にする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな静止ミキサーでは、各エレメントのそれぞれのうね
り面に沿って流れる液は、エレメントとエレメントとの
境界で一部が交差し、衝突するため流れの勢いが殺さ
れ、流速が遅くなってしまう。このため硬化時間の短い
岩盤固結用薬液を使用すると、場合によって薬液がロッ
クボルト（パッカー）内で硬化するという難点を生ず
る。

【０００４】この発明はこのような事情に鑑みなされた
もので、２液混合後の硬化時間が短い岩盤固結用薬液を
ロックボルト等の内部で硬化させることなく撹拌混合し
てロックボルト等から送出しうる静止ミキサーの提供を
その目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の静止ミキサーは、リング状取付座と、こ
のリング状取付座のリングの中心を通りリング状取付座
に対して垂直に延びる中心軸を挟んでその一方の側に設
けられる半円状の一重羽根と、上記中心軸の他方の側に
設けられる半円状の二重羽根を備え、上記半円状の一重
羽根が、半円状の一端から他端に向かって昇る昇り傾斜
に傾斜した状態で中心軸方向に沿って適宜間隔で複数個
設けられ、上記半円状の二重羽根が、２枚の羽根の半円
状の一端を接合し他端を離間させ、かつ離間側を上記一
重羽根の間に位置させた状態で上記一重羽根と逆向きに
傾斜し中心軸方向に沿って適宜間隔で複数個設けられて
いるという構成をとる。

【０００６】

【作用】すなわち、この静止ミキサーは、従来例のよう
に２液をエレメントの境界部で互いに交叉させ衝突させ
ながら混合撹拌するのではなく、静止ミキサーの中心軸
を挟んでその両側に配設された羽の配設態様を変え、そ
れぞれ２液を同方向に旋回させて流しながら、両液を、
中心軸の一方の側では初期流速で流し、他方の側では加
速して流すようにし、初期流速で流れる液を加速された
液が追い越すようにし、この過程で、上記両液を混合す
る。したがって、従来例のような両液の交叉衝突による
エネルギーロスを生じないため、両液の初期流速を落と
すことなく充分な混合を達成できる。このため、硬化時
間が極めて速い岩盤固結用薬液の使用が可能となる。

【０００７】つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳
しく説明する。

【０００８】

【実施例】図１ないし図３はこの発明の一実施例を示し
ている。これらの図において、図１は斜視図であり、図
２は図１の実施例を軸を中心に１８０度ねじり、矢印イ
方向から見た斜視図、図３は図１の側面図である。これ
らの図において、１はこの発明の静止ミキサーであっ
て、この静止ミキサー１には、リング状取付座５の中心
から前方（矢印Ｘ方向）に延びる線状の中心軸体２を中
心に左半分に複数のＶ字状二重羽根４が一定間隔で傾斜
配設され、右半分には複数の一重羽根３が一定間隔で傾
斜配設されている（図２では図示の都合上、羽根３と４
が上記と逆になっている）。より詳しく述べると、上記
複数の一重羽根３は半円板状体からなり、図３に示すよ
うに、一端３ａから他端３ｂに向かって昇る昇り斜面に
なるように傾斜した状態で中心軸体２の軸方向に沿って
所定間隔で配設されている。これらの一重羽根３は、図
２に示すように、その半円板状体の半円状の直辺部を中
心軸体２に連結することによって固定されている。ま
た、上記複数の二重羽根４は、図３に示すように、中心
軸体２を挟んで一重羽根３に対応する反対位置に一重羽
根３とは逆方向の傾斜状態で所定間隔を保って設けられ
ている。上記二重羽根４は一重羽根３と同一形状を有す
る羽根７、その羽根７と同形状であるが、やや長さの短
い羽根８とから構成され、一端７ａ，８ａ間が離間さ
れ、他端７ｂ，８ｂが接続されている。そしてその離間
側を上記一重羽根３と３の間に位置決めした状態で配設
されている。この場合、二重羽根４は、その離間側の羽
根端部７ａ，８ａのうち７ａを隣接する二重羽根４の離
間側の羽根端部８ａに連結するとともに、８ａを隣接す
る二重羽根４の離間側の羽根端部７ａに連結している。
そして、上記二重羽根４は、接続側の羽根端部７ｂ，８
ｂにおける接続部９を一重羽根３の端部に連結し、か
つ、一重羽根３と同様、半円状の直辺を中心軸体２に連
結一体化することにより固定されている。なお、二重羽
根４と一重羽根３とは、中心軸体２を挟んで設けられて
それぞれ中心軸体２に連結されているとともに、上記の
ように二重羽根４の接続部９と羽根端部８ａによって相
互に連結されており、それによって静止ミキサー１全体
が強固な構造に形成されている。

【０００９】取付座５は、リング状をしており、リング
状の相対峙する部分に、一重羽根３の取付座側端部およ
び二重羽根４の取付座側端部が連結されている。このリ
ング状取付座５の中心を通り、中心軸体２が垂直に延び
ている。この場合、上記中心軸体２はリング状取付座５
に直交する結果となる。そして、中心軸体２の根元部
は、途中で切れており、リング状取付座５と離れた状態
になっている。このように、この発明において、リング
状取付座のリングの中心を通り、垂直に延びる中心軸体
とは、中心軸体の仮想延長部がリングの中心を通ること
を含める趣旨である。

【００１０】このように構成された静止ミキサー１は、
例えば図４のように、自穿孔型のロックボルト内に嵌挿
される。すなわち、このロックボルトは、中空パイプ状
のパッカー部１０と、中空パイプからなるロックボルト
本体１１と両者を継合する継手１２とからなり、図５に
示すように、先端にドリル部１３が設けられている。１
４は中心孔、１５はドリル部１３の刃と刃の間に設けら
れた外周孔である。この発明の静止ミキサー１は、パッ
カー部１０の後端の段部に、それ自身の先端側をパッカ
ー部の先端に向けた状態で挿入固定されている。

【００１１】この発明の静止ミキサー１を内蔵した自穿
孔型ロックボルトの使用に際しては、図６に示すように
削岩機１６のドリルに代えて、このロックボルトを装着
して地山に孔をあけ、ロックボルトの根元まで孔があい
た段階で、ロックボルトを削岩機１６から切り離す。そ
して、図７に示すように、ロックボルトの後端に逆止弁
付継手１６ａを取付け、これに接続ユニット１７付ホー
ス１８をワンタッチで取付け、ウレタン樹脂圧入ポンプ
から２液型発泡ウレタン樹脂のＡ，Ｂ両液を圧入する。
これにより、ロックボルトの先端の孔１４，１５から
Ａ，Ｂ両液が混合状態で吐出され、図８に示すように孔
内が薬液で充満されると同時に地山内に薬液が浸透し、
固結領域３５が形成される。このようにしてロックボル
トを地山に残した状態で岩盤固結がなされる。

【００１２】ここで岩盤固結用薬液のＡ，Ｂ両液がロッ
クボルト内で静止ミキサー１によって混合撹拌される様
子を図１および図３を参照して詳しく説明する。

【００１３】これらの図において矢印Ａは薬液のＡ液、
矢印ＢはＢ液の流れを示す。そして、上記両液は、ロッ
クボルト内において、静止ミキサー１の手前までは層流
状態で流れ、静止ミキサー１で混合される。すなわち、
静止ミキサー１まで層流状態で到来した上記Ａ，Ｂ両液
は、図１および図３に示すように、そのＡ液が一重羽根
３側に、Ｂ液が二重羽根４側に導入され、それぞれ羽根
に沿って矢印のように同方向に（進行方向Ｘに対して反
時計方向に）旋回しながら流れる。より詳しく説明する
と、図３に示すように、Ａ液がリング状取付座５を通っ
て静止ミキサー１内に導入されると、Ａ液は図３に示す
ように、一重羽根３の上向き傾斜の羽根面に沿い、斜め
上方に流れ、上方に進んだところでロックボルト１４の
内壁の作用で、中心軸体２を挟んで反対側に位置する二
重羽根４の離間側（開放側）へ左旋回しながら流れ込
む。他方、Ｂ液は、二重羽根４の羽根７の傾斜面に沿っ
て矢印のように下降し、下部に進んだところで、ロック
ボルトの内壁の作用で中心軸体２を挟んで反対側に位置
する一重羽根３の間に導入される。この場合、一重羽根
３と３との間の間隔がどの部分も同じであるため、Ｂ液
は増速されず初期導入速度とほぼおなじ速度で流れる。
そして、二重羽根４の、離間側に流れ込んだＡ液は、二
重羽根４の離間側から接続部９側へ流れ、この過程で増
速され（流路が徐々に狭くなるため流速が早くなる）な
がら、一部が分岐し、Ｂ液が流れる一重羽根３の間に流
れ込む。この流れ込んだＡ液は増速されていることか
ら、Ａ液のＢ液に対する追越し現象を生じ、流速の差に
より２液混合がなされる。これを繰り返すことにより静
止ミキサー１の軸方向のおいて、Ａ，Ｂ両液の流速差に
もとづく混合がなされ、Ａ，Ｂ両液の流速を低下させる
ことなくミキシング移送がなされる。

【００１４】このように、この発明の静止ミキサーは、
Ａ，Ｂ両液の流速を低下させることなくミキシング移送
しうるため、２液混合後の硬化の速いウレタン樹脂を途
中で硬化させることなく円滑に移送しうる。

【００１５】なお、上記実施例では、二重羽根４の離間
側の端部７ａ，８ａを隣接する二重羽根４の離間側の端
部８ａ，７ａと連結させているが、必ずしも連結させる
必要はない。離間側を一重羽根３の間に位置決めさせ、
液が加速されるようにしてあればよい。

【００１６】

【発明の効果】この発明の静止ミキサーは、以上のよう
に一重羽根と二重羽根を組み合わせて構成されているた
め、岩盤固結用薬液のＡ，Ｂ両液を同方向に送りなが
ら、一方を他方に対して増速させ、流速差により混合し
うる。そのため、従来のようにＡ，Ｂ両液を相互に逆方
向に回転させ、その交叉部において両液を衝突させてミ
キシングさせるもののように液の流速の低下を生じな
い。したがって、２液混合後の硬化の著しく速い岩盤固
結用薬液であっても途中で硬化させるということなくミ
キシング移送しうるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】図１を矢印イ方向から見た斜視図である。

【図３】図１のものの側面図である。

【図４】図１のものを装着したロックボルトの断面図で
ある。

【図５】図４の要部拡大斜視図である。

【図６】図４のロックボルトを削岩機に装着して穿孔す
る説明図である。

【図７】穿孔後のロックボルトに樹脂を注入する説明図
である。

【図８】岩盤固結状態を示す説明図である。

【図９】従来の施工状態を示す縦断面図である。

【図１０】それに用いた従来の静止ミキサーの説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 静止ミキサー ２ 中心軸体 ３ 一重羽根 ４ 二重羽根 ５ リング状取付座 ９ 接続部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リング状取付座と、このリング状取付座
   のリングの中心を通りリング状取付座に対して垂直に延
   びる中心軸を挟んでその一方の側に設けられる半円状の
   一重羽根と、上記中心軸の他方の側に設けられる半円状
   の二重羽根を備え、上記半円状の一重羽根が、半円状の
   一端から他端に向かって昇る昇り傾斜に傾斜した状態で
   中心軸方向に沿って適宜間隔で複数個設けられ、上記半
   円状の二重羽根が、２枚の羽根の半円状の一端を接合し
   他端を離間させ、かつ離間側を上記一重羽根の間に位置
   させた状態で上記一重羽根と逆向きに傾斜し中心軸方向
   に沿って適宜間隔で複数個設けられていることを特徴と
   する静止ミキサー。