JPH0242790Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 考案の目的 産業上の利用分野 本考案は、貫入体、特に砂杭等の造成用中空管
（ケーシング）を地盤に貫入する作業において、
貫入作用を促進させるための流体のジエツト装置
に関する。

従来技術 改良地盤に対して砂ドレーン杭などを施工する
際にケーシングを地盤中に貫入する工程が含まれ
ているが、一般にケーシングの貫入は、同管の上
端に起振機、振動機などを載せ、上下方向の吊下
したケーシングに振動を加え、管と振動機等の重
量と振動とにより遂行される。ところで貫入地盤
中の一部に硬い層が介在してケーシングの貫入作
用が緩やかに過ぎるとか、工程の都合で貫入施工
を短時間で終了したいとか、能率的貫入作業を進
めたいなどの希望から、ケーシングの貫入作用を
補助する操作を付加することが行われる。その一
つに、第３図に示すようにケーシング下端外周付
近に複数個のエアジエツトを取付け、管の貫入作
業に伴ない圧搾空気を地盤中に噴射して貫入地盤
の締り工合を緩めて貫入抵抗を弱め、ケーシング
の貫入作用を補助する手段がある。その際、噴出
したエアは地盤土壌中に放散し、その多くはケー
シングの外周を通つて上部へ放出される。ただ
し、噴射流体が比重の軽いエアであるところから
地盤・土壌に対するジエツト効果は比較的緩かで
ある。他の一つの手段は水による噴射ノズルを施
すことである。水の場合はエアに比べて比重が大
きいのでより効果的である。前記図は、その全体
装置の概略側面図を示し、図中、１はケーシン
グ、２は、ケーシングの貫入端、３はケーシング
１の上端部に設置した振動機で、同機３に連結し
てワイヤー４を設け、さらに緩衝機を介して貫入
装置全体をワイヤー４′によつて吊下するように
している。５はケーシング１内に砂、骨材等を投
入するためのホツパーでケーシング１の上端に設
備する。６はエア供給管でケーシング内に投入し
た砂等を管から排出するときに、その作用を補助
してケーシング内圧力を高めるもの、７はケーシ
ング貫入端周辺に取付けた砂排出兼締固め部材８
作動用のシリンダ・ピストン機構、９は先端ジエ
ツト装置１０に流体を供給するパイプである。先
端ジエツト装置１０はケーシング１貫入端２周辺
付近に複数個取付けられ、そのジエツト噴射方向
はケーシングの貫入方向と一致する。

先端ジエツト装置１０の詳細構造は第４図に、
その断面図を示したように、ノズル本体１１の中
心孔１２の開口端縁に外に開いた円錐面弁座１３
を形成し、他端外周面には、流体供給パイプ９と
螺合するためのねじ１４が切られている。１５は
前記弁座１３に接触する円錐面を備えた茸弁、１
６はその弁杆で、前記杆１６はノズルの中心孔１
２と同心に配置され、その他端は支持板１８を貫
通し、端部１７と支持板１８との間に、つる巻き
ばね１９を介在させ、弁１５を常に弁座１３に圧
着させるよう弁体を付勢し逆止弁を形成してい
る。上記構造のジエツト装置はエア、水のいずれ
の流体でも使用でき、ケーシングの貫入作業中、
必要に応じて圧力流体を供給パイプ９から供給す
ることによつて、つる巻きばね１９の付勢に抗し
て逆止弁を開き、弁１５および弁座１３の間を通
して地盤・土壌中に矢印方向のジエツト流を噴射
するようにしている。

以上述べたように、ジエツト装置におけるノズ
ルの向きはケーシング１の貫入方向と一致してい
るから流体をノズルから噴射させる事なくケーシ
ングを地盤中に貫入するときとか、流体の噴射を
必要としないケーシングの貫入作業の場合、ノズ
ル孔１２に対して、まともに地盤・土壌が圧入し
てノズルを詰まらせてしまうおそれがある。その
ため、従来構造のジエツト装置には、ノズル孔開
口端に上述したような逆止弁を設けて、土壌の逆
流を防止する対策としていたものと解される。と
ころで第４図示構造のノズルは理論上、完全に地
盤・土壌の逆流を防止できる筈であるが、ノズル
と弁座とが構造上余りにも近接しているために、
(1)逆流物が弁座に詰まり易く、地盤・土壌に対す
る逆流阻止能力が劣る。

ノズル開口端が外拡がりの円錐体構造になつて
いるために、(2)ジエツト噴流が分散し易く、ジエ
ツト流が収束する場合に比べて噴射力が弱い。

ノズル、逆止弁が一体的構造になつているた
め、(3)部品の一つが消耗すると全体的な取換えが
必要になり不経済である。

等々の欠点がある。

当該考案が解決しようとする問題点 そこで本考案の目的は、(1)逆止弁座に異物が詰
り難いノズル装置を開発すること、(2)噴射ジエツ
トの形を、できる限り収束形として噴射ジエツト
の貫入補助効果を高めること、(3)ノズルが損耗し
たときには、ノズル部材のみの交換で新規なもの
に補修できること、(4)必要に応じ噴射ジエツトの
形を変えるようノズル部材の交換が可能であるこ
と、(5)ノズル部材のみの熱処理が可能で摩耗に耐
えるものが得易いこと等の特徴を備えた流体のジ
エツト装置を提供することにある。

(ロ) 考案の構成 問題点を解決するための手段 本考案ジエツト装置は、 (1) 砂杭等造成用中空管の先端周縁付近に、中空
管の貫入方向に向けて取付けられた流体噴射ノ
ズルにおいて、ノズルを通る流体の上流で、弁
本体内側壁が下流側に拡がる円錐面弁座を形成
し、前記弁座に接触する円錐弁は常時上流側に
付勢されて逆止弁を構成する一方、前記逆止弁
本体はその下流側に隣接するノズル本体と、上
流側の流体供給パイプとの間に挟まれて同心的
に組付けられ、ノズル本体の着脱に伴なつて取
外し可能に設けたことを特徴とする流体のジエ
ツト装置。

にかかり、なお、以下に述べる構成より成る装置
も、前述本考案ジエツト装置の変形であつて、同
様の目的を達成し得るものである。

(2) 逆止弁の下流側に組付けられるノズル本体
は、熱処理されており、ねじによつて流体供給
パイプの端部に螺着し、逆止弁の弁体は、つる
捲きばねを介して付勢されていることより成る
上記第(1)項記載の流体のジエツト装置。

(3) ノズル本体は、流体噴射口まわりが外側に向
つて球面を形成していることより成る上記第
(1)，(2)項記載の流体のジエツト装置。

(4) ノズル本体は、流体噴射口まわりに同口に連
続して外側に向つて円錐面状に拡がる面を備え
ることより成る上記第(1)，(2)項記載の流体のジ
エツト装置。

(5) 噴射用流体には、圧搾空気または圧力水を用
いることより成る上記第(1)ないし(4)項記載の流
体のジエツト装置。

上述構造よりなるジエツト装置の奏する作用
は、次のとおりである。

作 用 ケーシング貫入作業中、貫入作用を促進させる
ため流体供給パイプから圧力水を送給すると、ば
ね圧ならびに貫入圧に抗して逆止弁を開き、弁、
弁座の隙間を通つて射出される圧力水は、一旦そ
の下流のノズル本体基部に設けたシリンダ室に溢
れてからノズル孔を通つて流路を絞られて圧力を
流速に変えると共に噴射方向を揃えて、ノズルか
ら地盤中に射出されるので、流量に対比して大き
な噴射力が得られる。

ノズル開口縁は外側に対して開いた球面、放物
線面または円錐面を形成しているので、噴射流体
がノズルから離れ易く噴射方向が分散することが
少ない上に、流体噴射を止めて地盤・土壌からの
外圧がノズルに加わつたときには、同面がアーチ
アクシヨン効果を生じて土圧による逆流に対して
一次の阻止作用を奏し、一まず、ノズルの詰りを
防止する。

逆止弁構造は、さらにノズルを通る流体の上流
側に組付けられているから、圧力水の噴射を止め
た後も土圧による逆流作用を、まともに受けるこ
とが少なく、従来のノズル構造のように弁、弁座
の間に異物が挟まつて逆止弁の効果を損うおそれ
がない。また、それだけ耐用時間を延ばすことが
できる。前記逆止弁は、流体供給パイプ端部とノ
ズル本体との間を螺着することにより両者の間で
水密に締付け固定されていて、しかも全体的に分
解可能になつているから、故障修理および装置の
保守点検の際は、対象部材のみを個々に交換すれ
ば足り経済的である。

ノズル本体は必要に応じて別の形のノズル、た
とえば流量が小で噴射力を大にしたものとか、流
量が大で噴射力を小にしたものとか所望の特性を
備えた別のノズルに簡単に交換することが可能で
ある。また、ノズル本体が流体供給パイプの端面
中心部に、ねじ止めされている為、地盤・土壌と
の摺合いが比較的に小さく、摩耗に対して有利で
ある。

さらにノズル本体だけを取外して熱処理を施す
ことによつて使用中のノズルの摩耗を軽減するこ
とができる。

実施例 １ 第１図は、本考案ジエツト装置の一部を切欠い
て示す縦断面図であつて、図中、９は流体供給パ
イプ、２０は、その端部に溶着した連結筒で、そ
の開口端内側壁にはノズル本体２１を螺合するね
じ溝１４と、逆止弁本体２７に形成した円錐面部
に接触・支持するテーパー面とを設けている。２
７は逆止弁本体で、外周には前記連結筒２０のテ
ーパー面に着座する流れ方向下流側に開いた円錐
面を備えると共に、その中心には弁杆１６を同心
軸的に嵌合する孔および流体を弁座１３方向に導
く中空部１２ならびに連結筒２０内部と前記中空
部１２とを連通する複数個の孔２６が上流側に設
けてある。また、さきの中空部１２に隣接して、
その下流側には下流方向に開いた円錐面より成る
弁座１３が形成される。１５は前述、弁座１３に
接触・着座する円錐面を備えた茸弁で、上流側に
向つて弁杆１６が、弁本体２７を貫いて伸びてお
り、その端部１７と弁本体２７との間に、つる捲
きばね１９を介在させて、茸弁１５を弁座１３に
圧着させるよう弁杆を付勢し、逆止弁を形成して
いる点は、従来装置のそれと変りがない。ただ
し、この実施例においては逆止弁は、それ自体で
ユニツトになつており逆止弁単独で連結筒２０か
ら取外すことが可能に組付けられている。

２１は、ノズル本体で、その外周には連結筒２
０に螺着するためのねじ溝１４が施され、さらに
その先端部は、六角ナツト形に形成され、スパナ
を用いて連結筒２０に螺合、締付け、振動に対し
ても、みだりに緩みが生じないよう固着されてい
る。その中心には、前述、逆止弁の下流側に連通
する中空部２２を穿設すると共に、これに続いて
ノズル部２３を、その開口部周縁には外に開いた
球面または放物線面２４を連続させている。ノズ
ル本体２１には熱処理を施して、ノズル孔および
外周面に耐摩耗性を与えている。

ノズル本体２１を連結筒２０に螺着するときに
は、予め前述構造の逆止弁を連結筒２０の中空部
所定位置に組付け、その後にノズル本体２１を螺
着すると、その上流側端面で逆止弁本体２７を連
結筒２０側に押圧、圧着して両者の間を水密にシ
ールし、かつ固定する。したがつて、ノズル本体
２１を装置から取外すときには逆止弁ユニツト全
体が連結筒２０から取外すことができ、全部品の
分解・組立が可能になる。さらに、ノズル本体２
１は、ノズル径が大・小、長さを長・短と種々組
合わせてた型式のものを用意することにより、施
工地盤に応じ適宜の特性値を備えたノズルを交換
することも簡単にできる。本実施例によればノズ
ル開口部が外に開いた球面または放物線面を形成
しているので、流体噴射を止めたままでケーシン
グを貫入したときにも、ここで土圧に対するアー
チアクシヨン効果を生じ、異物がノズル内に圧入
することを一次的に阻止する上に、逆止弁がノズ
ル内奥の上流側に配置されているため二次的に異
物の逆流を防ぎ、逆止弁の弁座にまで異物が遡つ
て詰まるようなことは殆んど生じない。

実施例 ２ 第２図は、本考案ジエツト装置のノズル本体２
１のみの他の実施例を一部切欠いて示したもの
で、図中、２１はノズル本体で、その外周には連
結筒に螺着するためのねじ溝１４が施され、さら
にその先端部は六角ナツト形に形成し、スパナま
たはレンチを用いて連結筒に螺着して振動に対し
ても、みだりに緩みが生じないよう固着する。そ
の中心には、逆止弁の下流側に連通する中空部２
２を穿設すると共に、これに隣接してノズル部２
３を連結し、さらに、その開口縁には外側に拡が
る円錐面２５を形成する。前記円錐面の頂角は
30゜〜120゜の範囲のいずれかを採用し、また、そ
れに伴なつて円錐台側面の母線の長さも長、短さ
まざまに形成できるから、ノズル開口縁の形は
種々の形式があり得る。のみならずノズル径およ
びその長さも、また地盤の特性にあわせて各種の
タイプを採用できるのは実施例１と同様で、ま
た、その作用、効果も実施例１で述べたものと同
効である。

なお、本実施例においても、逆止弁その他の構
成は実施例１と同様なものを使用するからその部
分については再説しない。

(ハ) 効果 本考案ジエツト装置は、以上に述べたように構
成されているから、従来、実施されてきたジエツ
ト装置に比べ、 (1) 逆止弁がノズル上流側の奥に組付けられてい
るので、流体噴射を行わず、または止めたとき
の貫入操作の際も、土圧による異物の逆流が逆
止弁迄届かず、弁座に異物が詰ることがない。

(2) 逆止弁の下流側に独立した着脱可能なノズル
を設けたので、ノズルの形が自由に選択でき、
ノズル本体の交換だけで噴射ジエツト流をでき
るだけ収束してジエツト効果を高める事も、必
要に応じて拡散させることも可能になる。

(3) 装置は、そのままにしてノズル本体をジエツ
ト装置から取外し、交換すること、それに伴な
つて逆止弁ユニツトも分解することができ、部
品交換のみでジエツト装置の修理、保守が可能
になるから経済的である。

(4) ノズル開口縁を外に開いた球面、放物線面ま
たは円錐面に形成することにより、ジエツト流
の形を整えると共に、噴射を止めたままでジエ
ツト装置を地盤に貫入するときの土圧によるノ
ズル内への逆流を、前記面によるアーチアクシ
ヨン効果によつて阻止し、異物がノズル内また
は逆止弁に詰まることを防ぐ。

(5) ノズル本体が突出しており、そこから流体の
噴射が行われるから装置全体の摩耗を小さくす
ることができ、またノズル本体が装置に固定さ
れ、かつ材質的にも熱処理できるから、ノズル
本体それ自体の摩耗も少なくすることができ
る。

等々の、格別の効果を奏するものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案ジエツト装置の一実施例の一
部を切欠いて示した縦断面図、第２図は、同じ
く、ノズル本体のみの他の実施例の断面図、第３
図は、ジエツト装置を施した公知のケーシング貫
入装置の概略側面図、第４図は、従来実施されて
いるジエツト装置の縦断面図を示すものである。 １２……中空部、１３……円錐面弁座、１４…
…ねじ、１５……弁体（茸弁）、１６……弁杆、
１７……弁杆端部、１９……つる捲きばね、２０
……連結筒、２１……ノズル本体、２２……中空
部、２３……ノズル孔、２４……ノズル開口部、
２６……連通孔、２７……逆止弁本体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 砂杭等造成用中空管の先端周縁付近に、中空管
   の貫入方向に向けて取付けられた流体噴射ノズル
   において、ノズルを通る流体の上流で、弁本体内
   側壁が下流側に拡がる円錐面弁座を形成し、前記
   弁座に接触する円錐弁は常時上流側に付勢されて
   逆止弁を構成する一方、前記逆止弁本体はその下
   流側に隣接するノズル本体と、上流側の流体供給
   パイプとの間に挟まれて同心的に組付けられ、ノ
   ズル本体の着脱に伴なつて取外し可能に設けたこ
   とを特徴とする流体のジエツト装置。