JPH0649862A

JPH0649862A - 土砂等の空気圧輸送用カプセルおよび搬送方法

Info

Publication number: JPH0649862A
Application number: JP20348292A
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、カプ
セルの使用により土砂の性状による影響、トラブルをな
くし、また搬出量の増大と搬送効率の向上を図れると共
に、簡単な構造で安価なカプセルで効率良く搬送できる
ようにする。【構成】後端が開放されたカプセル本体１０に、搬送
管１との間に空気が通過し得る間隙を形成するスペーサ
１１を突設したカプセル３を使用する。このカプセル３
に後端開口から土砂２を充填して搬送管１内に順次導入
し、これらカプセル３を間隔をおいて複数配置した状態
で圧縮空気あるいは吸引空気により搬送する。カプセル
３を複数同時に搬送管１内を走行させることができる。
カプセル３は簡単な構造とすることができると共に、土
砂の投入・排出を容易に行うことができる。

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
土砂等を積載し、搬送管内を空気圧により走行する空気
圧輸送カプセルおよびこのカプセルを使用した搬送方法
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】例えば、推進工法において土砂をそのまま
空気吸引により搬送する場合には、地上に設置した土砂
ホッパーに基端を接続した搬送管を切羽の手前まで延設
し、土砂ホッパーの上部に吸引ブロワーを接続してい
る。搬送管の先端から吸引された土砂は空気の流れによ
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に搬出される。また、ばら物の搬送
に使用されるカプセル輸送の場合には、カプセル本体に
搬送管内面を転動する走行車輪を設け、このカプセル本
体の胴部に投入・排出口を設け、この投入・排出口から
被搬送物の投入・排出を行うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来の空気吸引による土砂の搬送方法では、土砂
を直接搬送管の内面に接触させて搬送するため、土質に
より大きく変化する含水率や粘性等の土砂性状の影響を
受け、バンドリングが困難となったり、効率が低下する
などの問題がある。特に、土砂の粘性が大きい場合や硬
い場合など、搬送管内に取り込むことができない、搬送
管内で土砂が詰まるなどのトラブルが発生する。これを
防止するため、一般的には、水を加えて調泥しながら搬
出を行っているが、搬出された土砂は含水率が高く、一
般残土ではなく、産業廃棄物として扱わなければならな
いという問題がある。また、搬送管内に取り込まれる一
つの土砂塊も小さく、効率が悪く、大容量の土砂を搬送
できない。

【０００５】また、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。さ
らに、吸引方式、加圧方式のいずれでも、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。

【０００６】また、カプセルを使用して搬送する場合、
胴部に投入・排出口を有するため、被搬送物の投入・排
出に時間がかかると共に、カプセル自体が複雑な構造・
高価となるため、効率が悪い、設備費が嵩むなどの問題
点があり、土砂の搬出には適用しがたい。

【０００７】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、カプセルを使用することに
より土砂の性状に影響されること無く、管路の閉塞等の
トラブルを発生させること無く搬送を行うことができ、
また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
の向上を図ることができ、しかも簡単な構造で安価なカ
プセルにより効率良く搬送することのできる土砂等の空
気圧輸送用カプセルおよび搬送方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の空気圧輸送用
カプセルは、先端が密封され、後端が開放された円筒状
のカプセル本体と、このカプセル本体の外周に突設さ
れ、カプセル本体と搬送管との間に空気が通過し得る間
隙を形成するスペーサから構成する。この発明の搬送方
法は、先端が密封され、後端が開放された円筒状のカプ
セル本体に、搬送管との間に間隙を形成し得るスペーサ
を突設したカプセルを使用し、このカプセルに後端から
土砂を充填して搬送管内に順次搬入し、これらカプセル
を搬送管内に間隔をおいて複数配置した状態で圧縮空気
により圧送し、あるいは空気吸引により負圧搬送するよ
うにする。

【０００９】

【作用】土砂搬入端において、掘削された土砂をカプセ
ルの後端開口から充填し、このカプセルを搬送管内に挿
入し、圧縮空気による圧送方式あるいは空気吸引による
負圧搬送方式で搬送する。カプセルと搬送管の内面との
管には、スペーサにより間隙が形成されており、この間
隙が空気通路となって先行するカプセルあるいは後行す
るカプセルに空気圧が作用し、複数のカプセルを同時に
搬送することができる。

【００１０】

【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
た土砂を空気吸引により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システ
ムを示す全体概略図、図２は、このシステムで使用する
カプセルの断面図である。

【００１１】図１に示すように、搬送管１は切羽近傍か
ら地上まで２本一組で配設し、一方の搬送管を土砂２を
充填したカプセル３を搬出する搬出ラインＬ₁とし、他
方を空カプセル３’を返送する返送ラインＬ₂とする。
このような搬送管１の坑内の土砂搬入端Ａには、掘削さ
れた土砂２を収納する掘削土ホッパー４と、土砂２を充
填する土砂充填装置５を配置し、坑外の土砂搬出端Ｂに
は、カプセル３を回収するカプセル回収装置６と、吸気
装置８が接続され、搬出された土砂２を受けるレシーバ
ータンク７を配置する。

【００１２】カプセル３は、金属製あるいはプラスチッ
ク製とし、図２に示すように、先端１０ａを丸く成形し
て密閉し、後端１０ｂを土砂２の出し入れを容易にする
ため開放した円筒形のカプセル本体１０と、このカプセ
ル本体１０に突設され、搬送管１の内面との間に隙間１
２を形成し得るリブ状のスペーサ１１から構成する。こ
のスペーサ１１は、走行方向に平行に、かつ周方向に間
隔をおいて複数（この図では４つ）放射状に配設し、そ
の端面が搬送管１の内面を摺動するようにする。隙間１
２は、圧縮空気あるいは吸引空気が通過する部分であ
り、その大きさは、カプセル３に充分な受圧面積すなわ
ち推力を与えることができ、かつこのカプセル３を通過
して他のカプセル３へも空気圧を作用させることができ
るように設定する。

【００１３】土砂充填装置５は、返送ラインＬ₂からの
空カプセル３’を受け、後端１０ｂの開口を上にして移
送しつつ土砂２を投入し、次いで先端１０ａが前方に位
置する水平状態で搬出ラインＬ₁に挿入する装置であ
り、例えば図３に示すように、カプセル３にスライダ２
０を取り付け、このスライダ２０がスライドするガイド
レール２１をカプセルを挟むように一対で配設し、ガイ
ドレール２１により案内支持されたカプセル３をチェ−
ン搬送機構や油圧シリンダなどで移動させるように構成
する。返送されたカプセル３’は掘削土ホッパー４の下
方に鉛直状態で搬入され、排出口２２から土砂２が充填
された後、上下移動可能なシュート２３を介して搬出ラ
インＬ₁の搬入端に投入される。

【００１４】カプセル回収装置６は、搬出ラインＬ₁の
排出端からのカプセル３を受け止め、後端１０ｂを下に
して土砂を排出させつつ移動させ、水平状態で返送ライ
ンＬ ₂に挿入する装置であり、例えば図４に示すよう
に、カプセル３の先端１０ａを着脱自在に抱持する装着
具３０と、この装着具３０が回転駆動可能に取り付けら
れるスライダ３１と、このスライダ３１を移動自在に案
内支持し、レシーバータンク７内から外部へとエンドレ
スに配設されたガイドレール３２と、装着具３０を移動
させるチェ−ン搬送機構などから構成する。搬送されて
きたカプセル３に装着具３０を取り付けて引き出し、装
着具３０を９０°回転させることによりカプセル３を鉛
直状態として土砂２を排出する。空カプセル３’はタン
ク７内から出ると９０°回転させ、返送ラインＬ₂の搬
入端に挿入し、空カプセル３’から外した装着具３０を
タンク７内に戻す。

【００１５】レシーバータンク７は、下部に土砂２の排
出弁４０を有し、上部には吸気装置８による吸気を開閉
する開閉弁４１と、タンク内を大気開放する開放弁４２
を備えている。また、搬出ラインＬ₁との接続部には、
搬送管１とタンク７とを遮断する遮断弁４３が配設され
ている。なお、返送ラインＬ₂には、開閉弁４５を介し
て吸気装置８が接続され、また搬入端に遮断弁４６を備
え、圧縮空気により空カプセル３’を返送できるように
構成されている。

【００１６】以上のような構成において、次のように搬
送を行う。 (1) 図１に示すように、返送されてきた空カプセル３’
を、土砂充填装置５により掘削土ホッパー４の下部を移
送しつつ土砂２を上部から充填する。 (2) 土砂２が充填されたカプセル３を搬出ラインＬ₁の
搬入端部に順次挿入し、搬送管１内には複数のカプセル
３が間隔をおいて空気吸引により走行する。前方の負圧
によりカプセル本体１０の後端開口が受圧部となって走
行し、また間隙１２を通って空気が通過し、後方のカプ
セル３にも負圧が作用し、同様に走行する。これにより
複数のカプセル３が搬送管１内を同時に搬送される。

【００１７】(3) 搬出ラインＬ₁の搬出端部に到達した
カプセル３は、カプセル回収装置６により引き出され、
レシーバータンク７内を移動しつつ内部の土砂２が排出
される。 (4) 土砂２が排出された空カプセル３’は、返送ライン
Ｌ₂の搬入端部に挿入され、圧縮空気により圧送され
る。

【００１８】(5) レシーバータンク７内に土砂２が所定
量溜まると、開閉弁４１を閉じて吸気装置８による吸引
を停止し、開放弁４２により大気開放した後、排出弁４
０を開いて土砂２を外部に排出する。土砂の搬出を連続
して行う場合は、レシーバータンクを２基設置し、レシ
ーバータンク７−１内に土砂２が所定量溜まり、排出す
る場合、開閉弁４１−１を閉、開閉弁４１−２を開とし
てレシーバータンク７−２に切り替えてカプセル３の導
入・土砂の搬出を行う。以上の工程を繰り返すことにより、土砂が連続的に地上
に搬出される。

【００１９】以上のような構成であれば、カプセルに土
砂を充填して搬送するから、従来の土砂を直接空気吸引
する方式のように、土砂性状の影響を受けることがな
く、粘性の大きい土砂や硬い土砂を取り込むことができ
なかったり、搬送管が閉塞するなどのトラブルを解消で
きる。また、水を加えて調泥する必要がないので、一般
残土として扱うことができる。さらに、カプセル本体に
スペーサを取り付けて空気の通路を形成したため、複数
のカプセルを同時に搬送することができ、単位時間当た
りの土砂搬出量を大幅に増大することができ、搬送効率
およびエネルギー効率の向上を図れる。また、カプセル
の後端開口から土砂を充填する構造であり、土砂の投入
・排出を容易に行うことができ、搬出効率を大幅に向上
できると共に、カプセルを簡単な構造とすることがで
き、設備費の低減を図れる。

【００２０】なお、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、この発明は、後端が開放さ
れたカプセル本体に、空気通路を形成し得るスペーサを
取り付けたカプセルを使用し、掘削した土砂をカプセル
の後端から充填し、このカプセルを複数搬送管内に導入
して複数同時に搬送するようにしたため、次のような効
果を奏する。 (1) カプセルの使用により、土砂の性状に影響されるこ
となく、また搬送管の閉塞などのトラブルを生じること
なく、確実に土砂を搬出することができる。 (2) 複数のカプセルを同時に搬送することができ、土砂
搬出量を大幅に増大することができ、搬送効率およびエ
ネルギー効率の向上を図れる。 (3) カプセルへの土砂の投入・排出を容易に行うことが
でき、搬出効率を大幅に向上できると共に、カプセルを
簡単な構造とすることができ、設備費の低減を図れる。 (4) 水を加えて調泥する必要がなく、土砂を一般残土と
して捨てることができ、処理費を低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のカプセルを使用した搬送方法を実施
するための搬送システムの全体概略図である。

【図２】この発明のカプセルを示し、（ａ）は縦断面
図、（ｂ）は横断面図である。

【図３】図１の土砂充填装置を示す概略図である。

【図４】図１のカプセル回収装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１搬送管２土砂３カプセル４掘削土ホッパー５土砂充填装置６カプセル回収装置７レシーバータンク８吸気装置１０カプセル本体１１スペーサ１２隙間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】土砂等を積載し、搬送管内を空気圧によ
り走行する空気圧輸送用カプセルにおいて、先端が密封され、後端が開放された円筒状のカプセル本
体と、このカプセル本体の外周に突設され、カプセル本
体と搬送管との間に空気が通過し得る間隙を形成するス
ペーサとを備えていることを特徴とする空気圧輸送用カ
プセル。
【請求項２】土砂等をカプセルに積載し、このカプセ
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、先端が密封され、後端が開放された円筒状のカプセル本
体に、搬送管との間に間隙を形成し得るスペーサを突設
したカプセルを使用し、このカプセルに後端から土砂を
充填して搬送管内に順次搬入し、これらカプセルを搬送
管内に間隔をおいて複数配置した状態で圧縮空気により
圧送し、あるいは空気吸引により負圧搬送することを特
徴とする搬送方法。