JPH07116840B2 - 吹付材料の輸送・吹付装置 - Google Patents

吹付材料の輸送・吹付装置

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JPH07116840B2
JPH07116840B2 JP62036029A JP3602987A JPH07116840B2 JP H07116840 B2 JPH07116840 B2 JP H07116840B2 JP 62036029 A JP62036029 A JP 62036029A JP 3602987 A JP3602987 A JP 3602987A JP H07116840 B2 JPH07116840 B2 JP H07116840B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) この発明は、コンクリート吹付材料の輸送・吹付装置に
関するものである。さらに詳しくは、この発明は、吹付
材料の均一混和と高速輸送を可能とする経済性および操
作性に優れたコンクリート吹付材料の輸送・吹付装置に
関するものである。
(背景技術) 従来より、トンネル、地下空洞等において地山の崩壊を
防止するために、コンクリートを地山の露出面に吹付け
ることが行われてきている。
このような場合、従来は、次のような方法によってコン
クリートの吹付を行ってきた。
(1)乾式法 水以外のコンクリート吹付材料を練りまぜ(ドライミッ
クス)、ベルトコンベアによる急結剤を混合しながら吹
付機に移送し、コンプレッサーからの圧縮空気によって
混合物をホース輸送し、ホース出口のノズル部において
水ポンプから供給した水と混和させて吹付を行う。
(2)湿式法 コンクリート吹付材料を前部練りまぜ(スランプ0
〜5cm)、ベルトコンベアにより、急結剤を混合しなが
ら吹付機に混合物を移送し、コンプレッサーからの圧縮
空気によって混合物をホース輸送し、ホース出口からこ
の混合物を吹付る。
同様に全部を練りまぜ(スランプ6〜12cm)、トラ
ックミキサーにより運搬し、吹付機コンクリートポンプ
によって混合物をホース輸送するとともに、コンプレッ
サーからの圧縮空気によって急結剤を別途ホース輸送
し、出口ノズル部において両者を混合して吹付を行う。
水、セメント、砂の一部を練りまぜ、モルタルポン
プに運搬し、モルタルポンプからホース輸送するととも
に、別途、細骨材の一部、粗骨材および場合によっては
急結剤をもベルトコンベアによって乾式吹付機に移送
し、コンプレッサーからの圧縮空気によってホース輸送
し、出口ノズル部において両者を混合して吹付を行う。
しかしながら、これらの従来の吹付法の場合には、早急
に改善すべきいくつかの問題があった。
たとえば、従来の吹付法は、上記の乾式および湿式法の
いずれのものにおいても、使用する吹付機はその構造が
特殊なもので、高価であり、しかもその操作にはかなり
の熟練を要するものであった。特に、この吹付機は、コ
ンクリート吹付材料の均一混和と、効率的ホース輸送は
難しく、熟練者であってもその操作はかなり難しいもの
であった。
また、上記の乾式法および湿式法においてはベルト
コンベア上で急結剤(場合によってはファイバー等の添
加もある)を添加しているが、この方法においては混練
の状態が良くないため、吹付材料として満足できるもの
でなく、しかも、輸送時にもトラブルが発生しやすかっ
た。
さらにまた、湿式法においては、急結剤をタンクに貯
蔵してコンプレッサーによりノズル付近にまで圧送して
いるため、設備が複雑で、機械のメインテナンス、コス
ト的に不利であり、しかも、管出口部だけの混合である
ため、吹付材料の混練の状態が悪い。
このようなことから、コンクリート吹付材料の均一混和
と、高効率での高速搬送、さらにはメインテナンスや操
作が容易で、しかも低コストであるコンクリート吹付装
置の実現が強き望まれていた。
(発明の目的) この発明は、以上の通りの事情を鑑みてなさてたもので
あり、従来の乾式および湿式のコンクリートの吹付装置
の持つ問題点を克服した、均一混和、高速搬送が可能
で、メインテナンス、および操作が容易で、しかも低コ
ストで経済性にも優れたコンクリート吹付材料の輸送・
吹付装置を提供するすることを目的としている。
(発明の開示) この発明の吹付材料の輸送・吹付装置は、上記の目的を
実現するために、圧縮空気を出口に向って流通させる吹
付管と、この吹付管に接続されて、コンクリート吹付材
料の全量または一部を吹付管内に送入して、これを吹付
管出口に向ってコアンダスパイラルフローにより輸送す
るコアンダスパイラルフロー生成装置とからなり、コア
ンダスパイラルフロー生成装置は、吹付管への接続部か
ら反対の方向に次第に径が大きくなる円筒管と、この円
筒管端部の湾曲した壁面に対向する直角または鋭角状折
り曲げ壁面との曲の環状スリットと、この折り曲げ壁面
の他方の端部のコンクリート吹付材料の導入口とを有
し、円筒管の傾斜角θは、tanθが1/4〜1/8であって、
環状スリットからは圧縮空気が吹出されるコアンダスパ
イラルフローが生成され、このコアンダスパイラルフロ
ーにより吹付管内へのコンクリート吹付材料の送入と、
その吹付管内での輸送がなされることを特徴としてい
る。
この発明の吹付管内に生成させるコアンダスパイラルフ
ローは、従来の流体の運動懸念として知られている層流
または乱流とは全く異なり、乱流領域に属する流体の運
動条件下にありながらも乱流とは相違するものとしてこ
の発明の発明者によって見出されたものである。その生
成についてはすでにこの発明者によって提案されてもい
る。
すなわち、この発明の発明者は、管方向の流体のベクト
ルに管半径方向のベクトルを加えると流体が旋回し、こ
の旋回流に基づいて管内壁近傍に動的境界層が形成さ
れ、流体はスパイラル(螺旋)を描きつつ管路方向に高
速で進行するという事実を見出した。このようなコアン
ダスパイラルフローにおいては、流体は高速で進行し、
しかも動的境界層の存在によって固体粒子が存在しても
乱流の場合のように管内壁と衝突することはない。この
ため、流体のスパイラルモーションの過程において流体
はその状態が均一に保持され、内壁との衝突、接触によ
る局所的変質が抑制される。
この発明は、このような優れた特質を有するコアンダス
パイラルフローを利用しているものである。
添付した図面に沿ってさらに詳しくこの発明について説
明する。
第1図はこの発明のコンクリート吹付材料の輸送・吹付
装置の一例を示したものである。この例においては、従
来の方法とは全く相違して、吹付機を利用していない。
また、コンクリート吹付材料の混和と移送のためのベル
トコンベアなども用いていない。
コアンダスパイラルフロー生成装置1には、定量供給フ
ィーダーなどから供給されるコンクリート吹付材料の全
材料を練りまぜた混合物2と、急結剤、粉塵低減剤、ス
チールまたはグラスファイバー、および蒸気など3を供
給する。また、このコアンダスパイラルフロー生成装置
1には、コンプレッサー4からの圧縮空気を供給する。
上記の混和物2と急結剤等の添加剤3は、圧縮空気の送
入によって生成させたコアンダスパイラルフローによっ
て吹付管5を輸送し、出口ノズル部6から吹付る。この
装置は、乾式および湿式のいずれの場合にも有利に用い
ることができるが、乾式の場合には、出口ノズル部6に
は、水ポンプ7から水を供給して吹付材料と混和させ
る。
この例において用いているコアンダスパイラルフロー生
成装置と吹付管とを断面図として示したものが第2図で
ある。
吹付管5には、空気導入口8から外部空気が導入され
る。空気導入口8は、吹付管5よりその径が大きくなっ
ている。この空気導入口8からは、圧縮空気が導入され
るようにしてもよい。また、その径は、この例のように
吹付管5より大きくすることは必ずしも必要ではない。
吹付管5には、コアンダスパイラルフロー生成装置1を
連結している。
このコアンダスパイラルフロー生成装置1は、たとえ
ば、次のような構成からなっている。
円筒管9は、吹付管5の分枝10に接続し、この接続面と
反対の方向に向って次第に径が大きくなっている。円筒
管9には、横方向から導入管11を通じて圧縮空気を供給
する。この際に、圧縮空気を吹付管5の出口方向に向け
て円筒管9内に送入するための環状スリット12を設けて
いる。また、この環状スリット12から吹付管5に向っ
て、滑らかに湾曲した壁面13を設けている。湾曲した壁
面13と反対の側には直角または鋭角状に折り曲げた折曲
壁面14を設け、湾曲壁面13と折曲壁面14との間の環状ス
リット12の間隔は自在に調整できるようにする。また、
環状スリット12に圧縮空気を均一に供給するための分配
室15を設けている。
コンクリート吹付材料、添加剤は定量供給フィーダー等
によって、導入口16に供給する。
このような構造のコアンダスパイラルフロー生成装置1
においては、環状スリット12からの圧縮空気の運動ベク
トルと導入口16からコンクリート吹付材料および添加剤
とともに導入される外部空気との運動ベクトルとが合成
されてスパイラルモーション17を生じる。その場合、環
状スリット12の出口で圧縮空気はコアンダ効果によっ
て、矢印αの流線を描いて移動し、管内壁近傍に動的境
界送を形成する。また環状スリット12の導入口16側に
は、大きな負圧域が生じ、導入口16からの流入を促進す
る。
第3図および第4図は、コアンダスパイラルフロー生成
装置の別の例を示したものである。
第3図の場合には、導入口16をコーン体18によって形成
している。また第4図の場合には、さらにこの導入口16
に導入管19を設けている。この導入管19は、コンクリー
ト吹付材料、添加剤の特定の成分を導入するために有効
に用いられるもので、特定の成分、たとえばスチールフ
ァイバーなどを、この導入管19を通じて圧送してもよい
し、あるいはスクリューフィーダーなどの手段によって
供給してもよい。
コアンダスパイラルフローの生成によるこの発明の吹付
材料の輸送・吹付装置は、たとえば第2図の装置の場合
には、圧縮空気の圧力2〜10kg/cm2、好ましくは、4〜
7kg/cm2、円筒管の傾斜角θは、tanθが1/4〜1/8程度と
することができる。たとえば、第2図の吹付管5の内径
L1を65φ、吹付管5の空気導入口8の内径L2を100φ、
分枝管10の内径l1を28φ、導入口16の内径l2を100φと
することにより、圧縮空気圧力4〜7kg/cm2を用いる装
置を構成することができる。コアンダスパイラルフロー
による輸送距離は、30〜120m程度まで適宜に可能であ
り、輸送速度も20〜150m/秒程度まで適宜に選択するこ
とができる。
従来のように吹付機を用いなくとも、吹付材料の均一混
和と、高速搬送が実現される。さらには、吹付管の管壁
への吹付材料の付着によるトラブルもない。
第5図は、この発明の装置の別の例を示したものであ
る。この例は、吹付機を用いた場合の例を示している。
添加剤3、たとえば、給結剤、粉塵低減剤、ファイバ
ー、蒸気などをコアンダスパイラルフロー生成装置1に
よって吹付管5に送入し、他のコンクリート吹付材料の
混和物2は、ベルトコンベアなどによって吹付機20に移
送し、吹付管5中を輸送する。この場合にも、吹付管5
にはコアンダスパイラルフローが生成する。このコアン
ダスパイラルフローによって、添加剤3は、コンクリー
ト吹付材料の混和物と均一に混合されながら輸送されて
吹付られる。
第6図は、この例の場合についてコアンダスパイラルフ
ロー生成装置1と吹付機との設置関係を示したものであ
る。吹付機20からは、圧縮空気と、コンクリート吹付材
料とが供給される。この場合の圧力は、2〜10kg/cm2
好ましくは4〜7kg/cm2で、混合比は、10〜30程度を目
途とすることができる。もちろん、この発明は、以上の
例に限定されるものではない。様々な態様が可能である
ことはいうまでもない。
(発明の効果) この発明により、以上の通り、従来の装置に比べてはる
かにその設備が、低コストで、しかも操作が容易な輸送
・吹付が可能となる。
圧送元で混練し、かつ、細い管内での連続定量混練とな
るので、吹付機のホッパー内での混練よりも均質で、効
率的な混練となる。しかも、コアンダスパイラルフロー
であるために、管内への吹付材料の付着によるトラブル
もなく、高速で安定した吹付が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の装置の一例を示した組立配置図で
ある。第2図は、コアンダスパイラルフロー生成装置と
吹付管との断面図である。 第3図および第4図は、各々、他のコアンダスパイラル
フロー生成装置の例を示した断面図である。 第5図は、この発明の装置の別の例を示した組立配置図
であり、第6図は、その部分断面図である。 図中の番号は次のものを示している。 1……コアンダスパイラルフロー生成装置、 2……コンクリート吹付材料混和物、3……添加剤、 4……コンプレッサー、5……吹付管、 6……出口ノズル部、7……水ポンプ、 8……空気導入口、9……円筒管、 10……分枝管、11……導入管、 12……環状スリット、13……湾曲壁面、 14……折曲壁面、15……分配室、 16……導入口、17……スパイラルモーション
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−124465(JP,A) 実願昭59−108681号(実開昭61−22561 号)の願書に添付した明細書及び図面の内 容を撮影したマイクロフィルム(JP, U) 実願昭60−21882号(実開昭61−139762 号)の願書に添付した明細書及び図面の内 容を撮影したマイクロフィルム(JP, U)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮空気を出口に向って流通させる吹付管
    と、この吹付管に接続されて、コンクリート吹付材料の
    全量または一部を吹付管内に送入して、これを吹付管出
    口に向ってコアンダスパイラルフローにより輸送するコ
    アンダスパイラルフロー生成装置とからなり、コアンダ
    スパイラルフロー生成装置は、吹付管への接続部から反
    対の方向に次第に径が大きくなる円筒管と、この円筒管
    端部の湾曲した壁面に対向する直角または鋭角状折り曲
    げ壁面との間の環状スリットと、この折り曲げ壁面の他
    方の端部のコンクリート吹付材料の導入口とを有し、円
    筒管の傾斜角θは、tanθが1/4〜1/8であって、環状ス
    リットからは圧縮空気が吹出されるコアンダスパイラル
    フローが生成され、このコアンダスパイラルフローによ
    り吹付管内へのコンクリート吹付材料の送入と、その吹
    付管内での輸送がなされることを特徴とする吹付材料の
    輸送・吹付装置。
  2. 【請求項2】吹付材料に添加剤としてファイバーを用い
    る特許請求の範囲第(1)項記載の吹付材料の輸送・吹
    付装置。
JP62036029A 1987-02-19 1987-02-19 吹付材料の輸送・吹付装置 Expired - Fee Related JPH07116840B2 (ja)

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