JP6240845B2 - Mud drainer - Google Patents
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Description
本発明は、杭や連続地中壁などを構築する際に水中掘削された孔などの底部において、沈殿しているスライムや土砂を孔外に排出するための排泥装置に関するものである。 The present invention relates to a mud discharge device for discharging sedimentary slime and earth and sand out of a hole at the bottom of a hole or the like excavated underwater when a pile or continuous underground wall is constructed.
水底に沈殿したスライム又は土砂を吸い上げる水中ポンプが知られている(特許文献1−3など参照)。特許文献1,2に開示された水中ポンプは、水底のスライムを撹拌部によって撹拌して、舞い上がったスライムを隣接させた水中ポンプによって吸い上げる構成となっている。 There is known a submersible pump that sucks up slime or earth sediment deposited on the bottom of the water (see Patent Documents 1-3). The submersible pumps disclosed in Patent Documents 1 and 2 have a configuration in which slime at the bottom of the water is agitated by an agitating unit, and the soaked slime is sucked up by an adjacent submersible pump.
一方特許文献3には、水中ポンプの下部に装着されたスクレーパーによって水底のスライムを中央に掻き寄せ、水中ポンプで吸い上げる構成のスライム処理方法が開示されている。 On the other hand, Patent Document 3 discloses a slime treatment method in which a slime at the bottom of a water is squeezed to the center by a scraper attached to the lower part of the submersible pump and sucked up by the submersible pump.
また、特許文献4には、掘削用のビットを水圧によって回転駆動させるダウンホールモータと、掘削によって発生した掘削土砂をエアリフトによって排出させる排出管とが組み合わされた掘削装置が開示されている。 Patent Document 4 discloses a drilling device in which a downhole motor that rotates a drilling bit by water pressure and a discharge pipe that discharges excavated sediment generated by excavation by an air lift are disclosed.
しかしながら、水中ポンプによってスライムを吸引する方式では、50m程度が揚程の限界となり、それ以上深い孔からスライムを排出するのは難しい。また、特許文献3の水中ポンプでは、スクレーパーで直接、堆積した土砂を掻き寄せるので、回転抵抗が大きく、スクレーパーを回転させる駆動手段が大型になる。 However, in the method of sucking slime with a submersible pump, about 50m is the limit of the head, and it is difficult to discharge slime from deeper holes. Moreover, in the submersible pump of patent document 3, since the accumulated earth and sand are scraped directly with a scraper, rotational resistance is large and the drive means to rotate a scraper becomes large.
一方、特許文献4に開示されているように、エアリフトを使用することで深い孔からも確実に排土を行うことができるようになることは知られている。しかしながら特許文献4に開示された掘削装置では、エアリフト用の圧縮空気を供給するためのコンプレッサーと、ダウンホールモータを回転させるための高圧水の送水ポンプという2種類の供給装置が必要となる。 On the other hand, as disclosed in Patent Document 4, it is known that the use of an air lift can surely discharge soil from a deep hole. However, the excavator disclosed in Patent Document 4 requires two types of supply devices: a compressor for supplying compressed air for airlift and a high-pressure water feed pump for rotating a downhole motor.
そこで、本発明は、簡単な構成であるうえに、孔が深くても底部に沈殿したスライム等を効率よく排出させることが可能な排泥装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has a simple configuration and an object of the present invention is to provide a mud discharger that can efficiently discharge slime or the like precipitated at the bottom even if the hole is deep.
前記目的を達成するために、本発明の排泥装置は、底部に沈殿したスライム又は土砂を排出するための排泥装置であって、吸込み口から取り込まれた前記スライム又は土砂を上方に向けて搬送させる搬送経路部と、エアモータの駆動力により回転して前記スライム又は土砂を撹拌させる撹拌部と、前記エアモータに給気管を介して圧縮空気を供給するコンプレッサー部と、一端が前記エアモータに接続されるとともに他端が前記搬送経路部に接続される排気管と、前記撹拌部の回転範囲及び前記搬送経路部の吸込み口の周囲を囲うスカート部とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the mud draining device of the present invention is a mud draining device for discharging slime or earth sediment settled at the bottom, with the slime or earth sand taken from the suction port facing upward. A conveying path section for conveying, an agitating section that rotates by the driving force of an air motor to stir the slime or earth and sand, a compressor section that supplies compressed air to the air motor via an air supply pipe, and one end connected to the air motor. And an exhaust pipe having the other end connected to the transport path portion, and a skirt portion surrounding the rotation range of the stirring portion and the suction port of the transport path portion.
ここで、前記エアモータの回転軸は、平面視で前記吸込み口の外側に配置させるのが好ましい。 Here, it is preferable that the rotating shaft of the air motor is disposed outside the suction port in a plan view.
また、前記コンプレッサー部から前記スカート部に向けて延伸される前記圧縮空気の給気管は、前記スカート部内で分岐されて、分岐した第1枝管は前記搬送経路部に接続されるとともに、第2枝管は前記エアモータに接続される構成とすることができる。 The compressed air supply pipe extending from the compressor section toward the skirt section is branched in the skirt section, and the branched first branch pipe is connected to the transport path section, and the second The branch pipe may be configured to be connected to the air motor.
このように構成された本発明の排泥装置では、コンプレッサー部に接続される給気管を介して供給される圧縮空気によって撹拌部を回転させるエアモータを駆動する。 In the mud discharge device of the present invention configured as described above, an air motor that rotates the agitation unit is driven by compressed air supplied through an air supply pipe connected to the compressor unit.
また、エアモータに排気管を接続してその端部を搬送経路部に接続しておくことで、エアモータの駆動に利用された圧縮空気をエアリフト方式の排泥用の空気として再利用する。 Further, by connecting an exhaust pipe to the air motor and connecting its end to the transport path, the compressed air used for driving the air motor is reused as air lift-type exhaust mud air.
このため、簡単な構成であるうえに、孔が深くても底部に沈殿したスライム等を効率よく排出させることができる。また、撹拌部で撹拌されたスライム等が舞い上がっても、スカート部によって上昇が妨げられるので、効率よくスライム等を排出させることができる。 For this reason, in addition to a simple configuration, slime and the like precipitated at the bottom can be efficiently discharged even if the hole is deep. Moreover, even if the slime etc. stirred by the stirring part rises, since a raise is prevented by a skirt part, slime etc. can be discharged | emitted efficiently.
さらに、エアモータの回転軸が、平面視で吸込み口の外側(投影範囲外)に配置されていれば、吸込み口から離れた位置の底部に沈殿したスライム等であっても、容易に撹拌して除去することができる。 Furthermore, if the rotating shaft of the air motor is arranged outside the suction port (outside the projection range) in plan view, even if it is slime that has settled at the bottom of the position away from the suction port, it can be easily stirred. Can be removed.
また、コンプレッサー部に接続される給気管を分岐させて、分岐した第1枝管を通して搬送経路部に圧縮空気を供給するとともに、第2枝管を通してエアモータに圧縮空気を供給する構成とすることで、搬送経路部への空気の供給量を増やして、搬送効率を向上させることができる。 In addition, the supply air pipe connected to the compressor section is branched, and the compressed air is supplied to the conveyance path section through the branched first branch pipe, and the compressed air is supplied to the air motor through the second branch pipe. Further, it is possible to increase the amount of air supplied to the conveyance path section and improve the conveyance efficiency.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態の排泥装置1の全体構成を説明する図である。本実施の形態の排泥装置1は、杭孔6の底部(孔底62)に沈殿したスライム又は土砂などの沈殿物63を杭孔6から取り除くための装置である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of the mud discharge device 1 of the present embodiment. The mud draining device 1 of the present embodiment is a device for removing sediment 63 such as slime or earth and sand that has settled on the bottom of the pile hole 6 (hole bottom 62).
まず、構成から説明すると、この排泥装置1は、沈殿物63を上方に向けて搬送させる搬送経路部としての排出管2と、沈殿物63を撹拌する撹拌部としての撹拌棒3と、圧縮空気を供給するコンプレッサー部5と、撹拌棒3の回転範囲及び排出管2の吸込み口21の周囲を囲うスカート部4とを主に備えている。 First, to explain from the configuration, the mud discharge device 1 includes a discharge pipe 2 as a conveyance path section that conveys the precipitate 63 upward, a stirring rod 3 as a stirring section that stirs the precipitate 63, and a compression. A compressor part 5 for supplying air and a skirt part 4 surrounding the rotation range of the stirring rod 3 and the suction port 21 of the discharge pipe 2 are mainly provided.
この排出管2は、孔底62から杭孔6の外部まで鉛直方向に向けて延伸される管材である。排出管2の底部には吸込み口21が設けられ、吸込み口21から取り込まれた沈殿物63は、排出管2の内部を上昇して地上で排出される。 The discharge pipe 2 is a pipe material that extends in the vertical direction from the hole bottom 62 to the outside of the pile hole 6. A suction port 21 is provided at the bottom of the discharge pipe 2, and the sediment 63 taken from the suction port 21 rises inside the discharge pipe 2 and is discharged on the ground.
排出管2内に沈殿物63が吸い込まれて上昇する原理は、エアリフト方式による。エアリフト方式とは、管内に空気を供給することによって内圧を外圧より低くし、その圧力差によって上昇流を形成して排出を行う方式である。 The principle that the precipitate 63 is sucked into the discharge pipe 2 and rises is based on an air lift system. The air lift system is a system in which the internal pressure is made lower than the external pressure by supplying air into the pipe, and an upward flow is formed by the pressure difference to discharge.
例えば、排出管2の内部と外部とが同じ比重の泥水で満たされており、底部の吸込み口21によって内外が連通している状態を使ってエアリフト方式を説明する。 For example, the air lift system will be described using a state in which the inside and outside of the discharge pipe 2 are filled with muddy water having the same specific gravity and the inside and outside communicate with each other through the suction port 21 at the bottom.
この状態で吸込み口21の少し上方の管内に空気を供給すると、空気を含んだ泥水の比重は外部の比重よりも小さくなる。すなわち空気を供給することによって内圧が下がって、相対的に圧力が上昇した管外から泥水が管内に流れ込むことになる。そこで、この流れに乗せて沈殿物63を孔底62から地上まで搬送させる。 When air is supplied into the pipe slightly above the suction port 21 in this state, the specific gravity of the muddy water containing air becomes smaller than the external specific gravity. That is, when the air is supplied, the internal pressure decreases, and muddy water flows into the pipe from the outside of the pipe where the pressure is relatively increased. Therefore, the sediment 63 is transported from the hole bottom 62 to the ground in this flow.
このようなエアリフト方式であれば、圧力差が形成できれば排泥が行えることになるため、100mを超える杭孔6であっても沈殿物63を孔底62から地上まで排出させることができる。 With such an air lift system, if a pressure difference can be formed, mud can be discharged. Therefore, even if the pile hole 6 exceeds 100 m, the sediment 63 can be discharged from the hole bottom 62 to the ground.
一方沈殿物63を撹拌する撹拌棒3は、エアモータ32の駆動力により回転する。エアモータ32は、圧縮空気を受けるブレードを有するロータを備えた回転駆動装置である。すなわち供給された圧縮空気をブレードが受けると、その力によって一方向にロータが回転し、ロータの回転につれて膨張した空気は外部に排気されることになる。 On the other hand, the stirring rod 3 for stirring the precipitate 63 is rotated by the driving force of the air motor 32. The air motor 32 is a rotary drive device that includes a rotor having a blade that receives compressed air. That is, when the blade receives the supplied compressed air, the rotor rotates in one direction by the force, and the expanded air is exhausted to the outside as the rotor rotates.
このようなエアモータ32は、インパクトレンチ31の内部に組み込まれており、回転軸33を回転させる駆動源となる。インパクトレンチ31は、抵抗が小さいときは低トルクで高速回転し、抵抗が大きくなるとトルクが大きくなって回転速度は低下する。 Such an air motor 32 is incorporated in the impact wrench 31 and serves as a drive source for rotating the rotary shaft 33. The impact wrench 31 rotates at a high speed with a low torque when the resistance is small, and the torque increases and the rotation speed decreases when the resistance increases.
このインパクトレンチ31は、図2に示すように吸込み口21が設けられる排出管2に隣接する位置に並ぶように配置されるので、平面視で見ると回転軸33は排出管2の外側(投影範囲外)に位置することになる。 As shown in FIG. 2, the impact wrench 31 is arranged so as to be aligned with a position adjacent to the discharge pipe 2 where the suction port 21 is provided. It will be located outside the range.
そして、インパクトレンチ31の回転軸33に撹拌棒3が取り付けられる。この撹拌棒3は、図2,3に詳細を示すように、回転軸33に固定する取付け管3aと、その両端に挿し込まれる挿込み棒3b,3bとによって主に構成される。 Then, the stirring rod 3 is attached to the rotating shaft 33 of the impact wrench 31. As shown in detail in FIGS. 2 and 3, the stirring bar 3 is mainly configured by an attachment tube 3 a that is fixed to the rotary shaft 33 and insertion rods 3 b and 3 b that are inserted at both ends thereof.
この撹拌棒3は、円柱状部材であって、回転時にスライム等から受ける抵抗が少ないので、インパクトレンチ31(エアモータ32)の駆動力(トルク)が大きくなくても容易に撹拌棒3を回転させることができる。例えば、挿込み棒3bには、直径50mm程度の円柱材又は円筒管が使用できる。 The stirring bar 3 is a cylindrical member, and since the resistance received from the slime or the like during the rotation is small, the stirring bar 3 can be easily rotated even if the driving force (torque) of the impact wrench 31 (air motor 32) is not large. be able to. For example, a cylindrical member or a cylindrical tube having a diameter of about 50 mm can be used for the insertion rod 3b.
この撹拌棒3の形状は、円柱状に限定されるものではなく、三角柱状など抵抗の少ない形状を任意に選択することができる。また、取付け管3aに挿し込む挿込み棒3b,3bの長さを調節することで、撹拌棒3の長さを変えて回転範囲を任意に調整することができる。 The shape of the stirring bar 3 is not limited to a cylindrical shape, and a shape with less resistance such as a triangular prism shape can be arbitrarily selected. Further, by adjusting the length of the insertion rods 3b and 3b inserted into the attachment tube 3a, the rotation range can be arbitrarily adjusted by changing the length of the stirring rod 3.
そして、エアモータ32には、図1に示すようにコンプレッサー部5に一端が接続された給気管51を介して圧縮空気が供給される。この給気管51は、コンプレッサー部5から排出管2に沿ってスカート部4に向けて延伸される。給気管51は、途中、排出管2に結束具53,・・・によって固定される。 The compressed air is supplied to the air motor 32 through an air supply pipe 51 having one end connected to the compressor unit 5 as shown in FIG. The air supply pipe 51 extends from the compressor section 5 along the discharge pipe 2 toward the skirt section 4. The air supply pipe 51 is fixed to the discharge pipe 2 by a binding tool 53.
この給気管51は、図2に示すようにスカート部4内で曲折してインパクトレンチ31に接続される。すなわち、給気管51を流れる圧縮空気は、インパクトレンチ31のエアモータ32に供給されて、エアモータ32を回転駆動させる。 The air supply pipe 51 is bent in the skirt portion 4 and connected to the impact wrench 31 as shown in FIG. That is, the compressed air flowing through the air supply pipe 51 is supplied to the air motor 32 of the impact wrench 31 to drive the air motor 32 to rotate.
そして、エアモータ32の回転駆動に使用された空気は、インパクトレンチ31に一端が接続された排気管52から排気される。この排気管52の他端は排出管2の管壁に接続されて、接続箇所から排出管2内に供給された空気は管内を上昇することになる。 The air used for rotationally driving the air motor 32 is exhausted from an exhaust pipe 52 having one end connected to the impact wrench 31. The other end of the exhaust pipe 52 is connected to the tube wall of the discharge pipe 2, and the air supplied into the discharge pipe 2 from the connection location rises in the pipe.
このようにして排出管2の吸込み口21近傍の管内に空気が供給されると、吸込み口21に外側から作用する圧力(外圧)よりも空気を含んだ管内の圧力(内圧)の方が低くなって、図2に白抜き矢印(破線)で示したような上昇流が形成されることになる。 When air is supplied into the pipe in the vicinity of the suction port 21 of the discharge pipe 2 in this manner, the pressure (internal pressure) in the pipe containing air is lower than the pressure (external pressure) acting on the suction port 21 from the outside. Thus, an upward flow as shown by the white arrow (broken line) in FIG. 2 is formed.
そして、この上昇流に乗って、吸込み口21から次々とスライム等が吸い込まれて、排出管2に沿って地上まで搬送されることになる。例えば直径が100mm程度の鋼管によって排出管2が形成されている場合、給気管51の直径を30mm、排気管52の直径を10mmとする。また、排気管52は、吸込み口21から約400mm上方の位置で排出管2に接続することができる。 Then, on this upward flow, slime and the like are sucked in one after another from the suction port 21 and are transported to the ground along the discharge pipe 2. For example, when the discharge pipe 2 is formed of a steel pipe having a diameter of about 100 mm, the diameter of the supply pipe 51 is 30 mm and the diameter of the exhaust pipe 52 is 10 mm. Further, the exhaust pipe 52 can be connected to the exhaust pipe 2 at a position approximately 400 mm above the suction port 21.
そして、撹拌棒3の回転範囲と排出管2の吸込み口21を覆うスカート部4は、図2に示すように、偏心した截頭円錐形状に形成される。すなわち、底面開口4bの中心と、上面の截頭部4aの中心がずれており、図2の断面図で見ると、排出管2はスカート部4の一方の端に配置され、スカート部4は排出管2とは反対方向に広がる形状となっている。 And the skirt part 4 which covers the rotation range of the stirring rod 3 and the suction inlet 21 of the discharge pipe 2 is formed in the eccentric truncated cone shape, as shown in FIG. That is, the center of the bottom surface opening 4b and the center of the top face 4a of the top surface are shifted, and when viewed in the cross-sectional view of FIG. 2, the discharge pipe 2 is disposed at one end of the skirt portion 4, and the skirt portion 4 The discharge pipe 2 has a shape that extends in the opposite direction.
このスカート部4は、図3に示すように、底部の骨組みとなる2段のリング材431,431と、その上縁から排出管2の外周に向けて斜め上方に架け渡される骨格材43,・・・と、そのリング材431,431及び骨格材43,・・・の外周を覆う外殻部44とから主に構成される。 As shown in FIG. 3, the skirt portion 4 includes two-stage ring members 431 and 431 that form a framework of the bottom portion, and a skeleton member 43 that is bridged obliquely upward from the upper edge toward the outer periphery of the discharge pipe 2. ... and the outer shell part 44 which covers the outer periphery of the ring materials 431, 431 and the skeleton members 43, ....
このリング材431、骨格材43及び外殻部44は、鉄骨や鋼板などの鋼材によって成形することができる。また、インパクトレンチ31は、支持材34を介して骨格材43に取り付けられる。 The ring material 431, the frame material 43, and the outer shell portion 44 can be formed of a steel material such as a steel frame or a steel plate. Further, the impact wrench 31 is attached to the skeleton member 43 via the support member 34.
さらに、このスカート部4の底面開口4bには、図2,3に示すように、下段のリング材431の内周に架け渡される横架材42aと、その横架材42aと直交してリング材431の内周に取り付けられる固定材42b,42bとによって、柵状に形成された保護部材42が設けられる。 Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the bottom opening 4b of the skirt portion 4 has a horizontal member 42a spanning the inner periphery of the lower ring member 431, and a ring orthogonal to the horizontal member 42a. The protective member 42 formed in the shape of a fence is provided by the fixing members 42b and 42b attached to the inner periphery of the member 431.
ここで、撹拌棒3は、図2に示すように、その底面がこの保護部材42の上面より離隔した位置に配置されており、保護部材42が撹拌棒3の回転の支障となることはない。 Here, as shown in FIG. 2, the bottom surface of the stirring bar 3 is disposed at a position separated from the top surface of the protection member 42, and the protection member 42 does not hinder the rotation of the stirring bar 3. .
また、撹拌棒3の両端は、保護部材42によって保護されることになるので、スライムや土砂が下方から撹拌棒3に衝突する前に保護部材42で阻止され、撹拌棒3の端部が反り上がるなどして変形してしまうことがない。 Further, since both ends of the stirring bar 3 are protected by the protection member 42, before the slime or earth and sand collides with the stirring bar 3 from below, the protection member 42 prevents the end of the stirring bar 3 from warping. It will not be deformed by going up.
さらに、スカート部4の截頭部4aにおいて、排出管2の外周と外殻部44の上縁との間には隙間41が設けられており、スカート部4の内外に自由に水が移動できるようになっている。 Further, a gap 41 is provided between the outer periphery of the discharge pipe 2 and the upper edge of the outer shell portion 44 in the heel portion 4 a of the skirt portion 4, so that water can freely move in and out of the skirt portion 4. It is like that.
次に、本実施の形態の排泥装置1の使用方法の一例について、図1を参照しながら説明する。 Next, an example of a method of using the mud discharge device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
この図1は、拡底杭を構築する工程を説明する図である。まず、拡底杭を構築するには、掘削孔にベントナイト泥水などの孔壁安定用の流体を満たしながら、円柱状の軸部60と、その軸部60の直径を下方に向けて徐々に広げた截頭円錐形状の拡幅部61とを備えた杭孔6を掘削する。 This FIG. 1 is a figure explaining the process of constructing an expanded pile. First, in order to construct an expanded pile, the cylindrical shaft portion 60 and the diameter of the shaft portion 60 were gradually expanded downward while filling the excavation hole with fluid for stabilizing the hole wall such as bentonite mud. The pile hole 6 provided with the widening portion 61 having a truncated cone shape is excavated.
この杭孔6の孔底62には、掘削によって発生した土砂やスライムなどが時間の経過とともに沈降して沈殿物63となっている。そして、このような沈殿物63を堆積させたままコンクリートを打設すると、コンクリートが孔底62まで充填できなかったり、コンクリートの品質が劣化したりして、所望する強度及び品質の拡底杭を構築できなくなるおそれがある。 At the hole bottom 62 of the pile hole 6, earth and sand, slime, and the like generated by excavation are settled as time passes to form a precipitate 63. And if concrete is placed with such a deposit 63 being deposited, the concrete cannot be filled up to the hole bottom 62, or the quality of the concrete deteriorates, and an expanded pile with the desired strength and quality is constructed. There is a risk that it will not be possible.
そこで、孔底62の沈殿物63を除去することになるが、沈殿物63の量が多い最初のうちは、底浚いバケットなどを杭孔6に投入して効率よく沈殿物63を除去することができる。 Therefore, the sediment 63 on the hole bottom 62 is removed, but at the beginning when the amount of the sediment 63 is large, the bottom scooping bucket or the like is put into the pile hole 6 to efficiently remove the sediment 63. Can do.
しかし、図1に二点鎖線で示すように、鉄筋籠7を杭孔6に投入した後は、鉄筋籠7が支障になるので底浚いバケットを投入することができない。他方、通常の水中ポンプを投入したのでは、軸部60の真下の孔底62の沈殿物63は除去できても、拡幅部61の孔底62の沈殿物63を除去することはできない。 However, as shown by a two-dot chain line in FIG. 1, after the reinforcing bar 7 is inserted into the pile hole 6, the reinforcing bar 7 becomes a hindrance, so that the bottomed bucket cannot be input. On the other hand, when a normal submersible pump is used, the sediment 63 on the hole bottom 62 just below the shaft portion 60 can be removed, but the sediment 63 on the hole bottom 62 of the widened portion 61 cannot be removed.
また、杭孔6が深くなると水中ポンプの吸込み効率が低下するうえに、50mを超えるような深さの孔底62からは水中ポンプで沈殿物63を吸い上げることができない。 Moreover, when the pile hole 6 becomes deep, the suction efficiency of the submersible pump is lowered, and the sediment 63 cannot be sucked up from the hole bottom 62 having a depth exceeding 50 m by the submersible pump.
そこで、本実施の形態の排泥装置1を使用することになる。すなわち、図1に示すように、杭孔6の鉄筋籠7の内側に排泥装置1を投入して、鉄筋籠7の端まで排泥装置1を寄せると、排出管2は鉄筋籠7の端の真下に配置されるが、そこからスカート部4が拡幅部61に向けて広がることになる。 Therefore, the mud discharge device 1 of the present embodiment is used. That is, as shown in FIG. 1, when the mud drain device 1 is put inside the reinforcing bar rod 7 of the pile hole 6 and the mud draining device 1 is brought to the end of the reinforcing bar rod 7, the discharge pipe 2 is connected to the reinforcing bar rod 7. Although it arrange | positions just under an edge, the skirt part 4 spreads toward the wide part 61 from there.
このため、軸部60の真上からは見えない拡幅部61の隠れた箇所にも、排泥装置1のスカート部4の広がっている部分を差し込むことができる。そして、コンプレッサー部5から供給された圧縮空気によってスカート部4の内側で撹拌棒3を回転させる。 For this reason, the part which the skirt part 4 of the mud discharging apparatus 1 has spread can be inserted also into the hidden part of the widening part 61 which cannot be seen from right above the shaft part 60. Then, the stirring rod 3 is rotated inside the skirt portion 4 by the compressed air supplied from the compressor portion 5.
この回転によって沈殿物63が舞い上がってスカート部4の内部にスライム等が充満すると、効率よく排出管2の吸込み口21からスライム等を吸い込ませることができる。 When the sediment 63 rises by this rotation and the inside of the skirt portion 4 is filled with slime or the like, the slime or the like can be efficiently sucked from the suction port 21 of the discharge pipe 2.
そして、吸込み口21から吸い込まれたスライム等は、排出管2の内部を上方に向けて搬送されて杭孔6の外部に排出される。なお、排泥に伴って杭孔6の水位が低下することになるため、適宜給水管22から給水を行う。 Then, the slime and the like sucked from the suction port 21 are conveyed upward in the discharge pipe 2 and discharged to the outside of the pile hole 6. In addition, since the water level of the pile hole 6 falls with drainage mud, water is supplied from the water supply pipe 22 as appropriate.
この排泥装置1によるスライム等の排出は、鉄筋籠7の有無に関わらずいつでもおこなうことができるので、コンクリートを打設する直前まで排泥装置1を稼働させることで、高品質の拡底杭を構築することができる。 Since the discharge of slime and the like by the mud drainage device 1 can be performed at any time regardless of the presence or absence of the reinforcing bar 7, the mud drainage device 1 is operated until just before placing concrete, so that a high-quality expanded bottom pile can be obtained. Can be built.
次に、本実施の形態の排泥装置1の作用について説明する。 Next, the effect | action of the mud discharging apparatus 1 of this Embodiment is demonstrated.
このように構成された本実施の形態の排泥装置1は、コンプレッサー部5に接続される給気管51を介して供給される圧縮空気によって撹拌棒3を回転させるエアモータ32を駆動する。 The thus configured sludge discharging apparatus 1 of the present embodiment drives the air motor 32 that rotates the stirring rod 3 by the compressed air supplied through the air supply pipe 51 connected to the compressor unit 5.
また、エアモータ32に排気管52を接続してその端部を排出管2に接続しておくことで、エアモータ32の駆動に利用された圧縮空気をエアリフト方式の排泥用の空気として再利用する。すなわち、エアモータ32の駆動に利用された圧縮空気をエアリフト用の空気として有効利用することができる。 Further, by connecting the exhaust pipe 52 to the air motor 32 and connecting the end of the exhaust pipe 52 to the discharge pipe 2, the compressed air used to drive the air motor 32 is reused as air lift-type exhaust mud air. . That is, the compressed air used for driving the air motor 32 can be effectively used as air for air lift.
このように1台のコンプレッサー部5から供給される圧縮空気を利用した簡単な構成で、撹拌棒3の回転とスライム等の排出の両方が行える。そのうえエアリフト方式であるため、深い杭孔6からも孔底62に沈殿したスライム等を効率よく排出させることができる。 Thus, both the rotation of the stirring rod 3 and the discharge of slime and the like can be performed with a simple configuration using the compressed air supplied from one compressor unit 5. In addition, because of the air lift system, slime and the like precipitated on the hole bottom 62 can be efficiently discharged from the deep pile hole 6.
また、この撹拌棒3と排出管2の吸込み口21は、スカート部4によって覆われている。このため、撹拌棒3で沈殿物63が撹拌されてスライム等が舞い上がっても、スカート部4によって上昇が妨げられるので、効率よくスライム等を吸引させて排出することができる。 The stirring rod 3 and the suction port 21 of the discharge pipe 2 are covered with the skirt portion 4. For this reason, even if the sediment 63 is stirred by the stirring rod 3 and the slime rises, the skirt portion 4 prevents the rise, so that the slime and the like can be efficiently sucked and discharged.
ここで、インパクトレンチ31は、沈殿物63が軟らかく抵抗が小さいときは低トルクで高速回転し、玉石などの硬いものに撹拌棒3が当たって抵抗が大きくなるとトルクが大きくなって回転速度は低下又は停止する。このようにインパクトレンチ31で撹拌棒3を回転させる構成であれば、沈殿物63の硬さに適した回転をさせることができるようになる。 Here, the impact wrench 31 rotates at a high speed with a low torque when the precipitate 63 is soft and has a low resistance, and when the stir bar 3 hits a hard object such as a cobblestone and the resistance increases, the torque increases and the rotation speed decreases. Or stop. Thus, if it is the structure which rotates the stirring rod 3 with the impact wrench 31, it will be able to be rotated according to the hardness of the deposit 63.
さらに、エアモータ32の回転軸33が、平面視で吸込み口21の外側に配置されていれば、吸込み口21から離れた位置の孔底62に沈殿したスライム等であっても、容易に撹拌して排出することができる。 Further, if the rotary shaft 33 of the air motor 32 is disposed outside the suction port 21 in a plan view, even if it is slime or the like that has settled on the hole bottom 62 at a position away from the suction port 21, it can be easily stirred. Can be discharged.
すなわち、撹拌棒3の回転中心は排出管2の吸込み口21より横にずれることになるので、排出管2を直接、降ろすことができない杭孔6の拡幅部61の孔底62に沈殿した沈殿物63を、撹拌棒3によって撹拌することができる。 That is, since the rotation center of the stirring rod 3 is shifted laterally from the suction port 21 of the discharge pipe 2, the sediment precipitated on the hole bottom 62 of the widened portion 61 of the pile hole 6 where the discharge pipe 2 cannot be lowered directly. The object 63 can be stirred by the stirring bar 3.
また、スカート部4を偏心した截頭円錐形状にすることで、撹拌棒3の回転に支障とならない剛性の高いスカート部4を、簡単な構成で成形することができる。 Further, by making the skirt portion 4 into an eccentric frustoconical shape, the highly rigid skirt portion 4 that does not hinder the rotation of the stirring rod 3 can be formed with a simple configuration.
さらに、スカート部4と排出管2との間に、スカート部4の内外を連通させる隙間41を形成することで、スカート部4を備えた排泥装置1を容易に水中に沈めることができる。すなわち、スカート部4の外殻部44の上部開口縁が排出管2の周面に密着して隙間がなければ、スカート部4の内部に空気が溜まって水中に沈めることが難しくなるが、隙間41を形成しておくことで空気が溜まらなくなるので、排泥装置1を容易に水中に沈めることができる。 Furthermore, by forming a gap 41 between the skirt portion 4 and the discharge pipe 2 so that the inside and outside of the skirt portion 4 communicate with each other, the mud discharge device 1 provided with the skirt portion 4 can be easily submerged in water. That is, if the upper opening edge of the outer shell portion 44 of the skirt portion 4 is in close contact with the peripheral surface of the discharge pipe 2 and there is no gap, it is difficult for air to accumulate inside the skirt portion 4 and sink into the water. Since air does not accumulate by forming 41, the mud discharging apparatus 1 can be easily submerged in water.
また、隙間41が排出管2の周囲に設けられるだけであれば、撹拌棒3で撹拌されて上昇するスライム等は、スカート部4の内側で漂っている間に大半が吸込み口21に吸い込まれることになる。 If the gap 41 is only provided around the discharge pipe 2, most of the slime that is stirred up by the stirring rod 3 and drifts inside the skirt portion 4 is sucked into the suction port 21. It will be.
さらに、撹拌棒3を円柱状部材とすることで、撹拌時にスライム等から受ける抵抗を小さくすることができるうえに、長さ調節が容易になる。すなわち、撹拌棒3が受ける抵抗が大きくなると、それを回転させるためにインパクトレンチ31のエアモータ32のトルクを上げなければならなくなるが、スクレーパーのように沈殿物63を掻き寄せることを目的にするのではなく、沈殿物63の撹拌を目的にするのであれば、撹拌棒3を抵抗の少ない形状にして回転機構の構成を簡素な構成にすることできる。 Furthermore, by making the stirring rod 3 a cylindrical member, the resistance received from the slime or the like during stirring can be reduced, and the length can be easily adjusted. That is, when the resistance received by the stirring bar 3 increases, the torque of the air motor 32 of the impact wrench 31 must be increased in order to rotate it, but the purpose is to scrape the deposit 63 like a scraper. If, however, the purpose is to stir the precipitate 63, the stirring rod 3 can be made into a shape with less resistance, and the structure of the rotating mechanism can be simplified.
また、インパクトレンチ31は、圧縮空気のみで駆動して電力を必要としないので、水中での使用に適している。さらに、インパクトレンチ31は、駆動装置としては水中ポンプなどに比べて軽量であるため、排泥装置1の軽量化が図れて取り扱いが容易になる。 The impact wrench 31 is suitable for use in water because it is driven only with compressed air and does not require power. Furthermore, since the impact wrench 31 is lighter than a submersible pump or the like as a driving device, the sludge discharging device 1 can be reduced in weight and easy to handle.
また、インパクトレンチ31を排出管2と並べて配置させれば、スカート部4や排泥装置1全体の高さを低く抑えることができるので、取り扱いが容易な簡素な構成で広い範囲の沈殿物63を除去することができる。 Further, if the impact wrench 31 is arranged side by side with the discharge pipe 2, the height of the skirt portion 4 and the entire mud discharge device 1 can be kept low, and therefore a wide range of sediment 63 with a simple configuration that is easy to handle. Can be removed.
さらに、撹拌棒3の底面をスカート部4の底面より上方に位置させることで、撹拌棒3を孔底62から離隔させて回転抵抗を小さくできるうえに、スカート部4の底面開口4bに保護部材42を掛け渡すことで、土砂等によって撹拌棒3に下方から作用する外力を低減して撹拌棒3の損傷を防ぐことができる。すなわち、排泥装置1を孔底62に着底させた際に、スカート部4の外縁底面及び保護部材42が先に沈殿物63に衝突するので、その後に沈殿物63が撹拌棒3に接触しても、撹拌棒3が変形したり、損傷したりすることがほとんど起きない。 Further, by positioning the bottom surface of the stirring rod 3 above the bottom surface of the skirt portion 4, the stirring rod 3 can be separated from the hole bottom 62 to reduce rotational resistance, and a protective member is provided in the bottom surface opening 4 b of the skirt portion 4. By passing 42, the external force which acts on the stirring rod 3 from below by earth or sand can be reduced and damage to the stirring rod 3 can be prevented. That is, when the mud draining device 1 is attached to the hole bottom 62, the bottom surface of the outer edge of the skirt portion 4 and the protective member 42 collide with the precipitate 63 first, so that the precipitate 63 contacts the stirring rod 3 thereafter. Even so, the stirring rod 3 hardly deforms or is damaged.
以下、前記した実施の形態の排泥装置1とは別の形態の実施例の排泥装置1Aについて、図4を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を付して説明する。 Hereinafter, a mud draining apparatus 1A according to an embodiment different from the mud draining apparatus 1 according to the above-described embodiment will be described with reference to FIG. The description of the same or equivalent parts as the contents described in the above embodiment will be described with the same terms or the same reference numerals.
この実施例で説明する排泥装置1Aでは、コンプレッサー部5に一端が接続された給気管51は、図4に示すようにスカート部4内で第1枝管511と第2枝管512に分岐される。 In the mud discharging apparatus 1A described in this embodiment, an air supply pipe 51 having one end connected to the compressor section 5 branches into a first branch pipe 511 and a second branch pipe 512 in the skirt section 4 as shown in FIG. Is done.
第1枝管511は、第2枝管512よりも上流側(コンプレッサー部5側)に位置し、端部は排出管2の管壁に接続される。この結果、第1枝管511に流れ込んだ圧縮空気は、接続箇所から排出管2内に供給されて、管内を上昇することになる。 The first branch pipe 511 is located upstream of the second branch pipe 512 (on the compressor unit 5 side), and the end is connected to the pipe wall of the discharge pipe 2. As a result, the compressed air that has flowed into the first branch pipe 511 is supplied into the discharge pipe 2 from the connection location and rises in the pipe.
一方、第1枝管511よりも下流側に位置する第2枝管512は、インパクトレンチ31に接続される。すなわち、第2枝管512を流れる圧縮空気は、インパクトレンチ31のエアモータ32に供給されて、エアモータ32を回転駆動させる。 On the other hand, the second branch pipe 512 located downstream of the first branch pipe 511 is connected to the impact wrench 31. That is, the compressed air flowing through the second branch pipe 512 is supplied to the air motor 32 of the impact wrench 31 to rotate the air motor 32.
そして、エアモータ32の回転駆動に使用された空気は、インパクトレンチ31に接続された排気管52から排気される。この排気管52の端部は排出管2の管壁に接続されて、接続箇所から排出管2内に供給された空気は管内を上昇することになる。 The air used for rotationally driving the air motor 32 is exhausted from the exhaust pipe 52 connected to the impact wrench 31. The end of the exhaust pipe 52 is connected to the pipe wall of the discharge pipe 2, and the air supplied into the discharge pipe 2 from the connection location rises in the pipe.
このようにして排出管2の吸込み口21近傍の管内に空気が供給されると、吸込み口21に外側から作用する圧力(外圧)よりも空気を含んだ管内の圧力(内圧)の方が低くなって、図4に白抜き矢印で示したような上昇流が形成されることになる。 When air is supplied into the pipe in the vicinity of the suction port 21 of the discharge pipe 2 in this manner, the pressure (internal pressure) in the pipe containing air is lower than the pressure (external pressure) acting on the suction port 21 from the outside. Thus, an upward flow as shown by the white arrow in FIG. 4 is formed.
そして、この上昇流に乗って、吸込み口21から次々とスライム等が吸い込まれて、排出管2に沿って地上まで搬送されることになる。例えば直径が100mm程度の鋼管によって排出管2が形成されている場合、給気管51の直径を30mm、第1枝管511及び第2枝管512の直径を10mm、排気管52の直径を10mmとする。また、第1枝管511は、吸込み口21から約400mm上方の位置で略直角に曲げて排出管2に接続し、第2枝管512の略直角となる曲部512aの位置は第1枝管511を分岐させた位置から50mm下方とすることができる。 Then, on this upward flow, slime and the like are sucked in one after another from the suction port 21 and are transported to the ground along the discharge pipe 2. For example, when the discharge pipe 2 is formed of a steel pipe having a diameter of about 100 mm, the diameter of the supply pipe 51 is 30 mm, the diameter of the first branch pipe 511 and the second branch pipe 512 is 10 mm, and the diameter of the exhaust pipe 52 is 10 mm. To do. In addition, the first branch pipe 511 is bent at a substantially right angle at a position approximately 400 mm above the suction port 21 and connected to the discharge pipe 2, and the position of the curved portion 512 a that is a substantially right angle of the second branch pipe 512 is the first branch. It can be 50 mm below from the position where the tube 511 is branched.
このように構成された本実施例の排泥装置1Aは、コンプレッサー部5に接続される給気管51の第1枝管511を通って排出管2に供給される圧縮空気によってエアリフト方式で排泥が行われる。また、撹拌棒3を回転させるエアモータ32も、コンプレッサー部5から第2枝管512を通ってエアモータ32に供給される圧縮空気によって駆動する。 The sludge discharging apparatus 1A according to the present embodiment configured as described above is configured to discharge mud by an air lift method using compressed air supplied to the discharge pipe 2 through the first branch pipe 511 of the supply pipe 51 connected to the compressor unit 5. Is done. The air motor 32 that rotates the stirring rod 3 is also driven by compressed air supplied from the compressor unit 5 to the air motor 32 through the second branch pipe 512.
さらに、エアモータ32に排気管52を接続してその端部を排出管2に接続しておくことで、エアモータ32の駆動に利用された圧縮空気をエアリフト用の空気として有効利用することができる。 Furthermore, by connecting the exhaust pipe 52 to the air motor 32 and connecting the end of the exhaust pipe 52 to the discharge pipe 2, the compressed air used for driving the air motor 32 can be effectively used as air for air lift.
また、排出管2に接続される第1枝管511よりもエアモータ32を駆動させる第2枝管512を下流側に配置しておくことで、圧縮空気を圧力の高いままエアモータ32に送り込むことができるようになる。さらに、沈殿物63の硬さによって撹拌棒3に対する抵抗が変化したときには、上流側に位置する第1枝管511を調整弁として機能させることができる。 Further, by arranging the second branch pipe 512 that drives the air motor 32 relative to the first branch pipe 511 connected to the discharge pipe 2 on the downstream side, the compressed air can be fed into the air motor 32 with high pressure. become able to. Furthermore, when the resistance to the stirring rod 3 changes due to the hardness of the precipitate 63, the first branch pipe 511 located on the upstream side can function as an adjustment valve.
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。 Other configurations and functions and effects are substantially the same as those in the above-described embodiment, and thus description thereof is omitted.
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the embodiment and the example, and the design change is within a range not departing from the gist of the present invention. Are included in the present invention.
例えば、前記実施の形態及び実施例では、撹拌部として棒状の撹拌棒3について説明したが、これに限定されるものではなく、撹拌板や複数の羽根を有する撹拌翼など沈殿物63を撹拌できるものであればいずれの形態であってもよい。 For example, in the embodiments and examples described above, the rod-shaped stirring bar 3 is described as the stirring unit. However, the present invention is not limited to this, and the precipitate 63 such as a stirring plate or a stirring blade having a plurality of blades can be stirred. Any form may be used.
また、前記実施の形態及び実施例では、截頭円錐形状のスカート部4について説明したが、これに限定されるものではなく、截頭四角錐や截頭六角錐や円筒形など、撹拌棒3の回転の支障にならない形状であれば任意の形状を選択することができる。 Moreover, in the said embodiment and Example, although the skirt part 4 of the truncated cone shape was demonstrated, it is not limited to this, The stirring rod 3 such as a truncated quadrangular pyramid, a truncated hexagonal pyramid, and a cylindrical shape Any shape can be selected as long as the shape does not hinder the rotation.
さらに、前記実施の形態及び実施例では、保護部材42として柵状部材を使用したが、これに限定されるものではなく、帯状や網状など、スカート部4内部への沈殿物63の侵入を妨げるものでなければ任意の形態にすることができる。 Furthermore, in the said embodiment and Example, although the fence-shaped member was used as the protection member 42, it is not limited to this, The penetration | invasion of the sediment 63 into the skirt part 4, such as a strip | belt shape and a net shape, is prevented. If not, it can be in any form.
また、前記実施の形態では、排泥装置1で拡底杭の杭孔6の孔底62に沈殿した沈殿物63を除去する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、流体が貯留された底部に沈殿したスライムや土砂を排出するあらゆる場面で本発明を適用することができる。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the sediment 63 settled on the hole bottom 62 of the pile hole 6 of an expanded pile was removed with the mud draining apparatus 1, it is not limited to this and fluid is stored. The present invention can be applied to any scene in which slime and earth and sand settled on the bottom portion are discharged.
1,1A 排泥装置
2 排出管(搬送経路部)
21 吸込み口
3 撹拌棒(撹拌部)
32 エアモータ
4 スカート部
5 コンプレッサー部
51 給気管
511 第1枝管
512 第2枝管
52 排気管
62 孔底(底部)
63 沈殿物(スライム又は土砂)
1,1A Mud discharger 2 Discharge pipe (conveyance path)
21 Suction port 3 Stir bar (stirring section)
32 Air motor 4 Skirt part 5 Compressor part 51 Air supply pipe 511 First branch pipe 512 Second branch pipe 52 Exhaust pipe 62 Hole bottom (bottom)
63 Sediment (slime or earth and sand)
Claims (2)
吸込み口から取り込まれた前記スライム又は土砂を上方に向けて搬送させる搬送経路部と、
エアモータの駆動力により回転して前記スライム又は土砂を撹拌させる撹拌部と、
前記エアモータに給気管を介して圧縮空気を供給するコンプレッサー部と、
一端が前記エアモータに接続されるとともに他端が前記搬送経路部に接続される排気管と、
前記撹拌部の回転範囲及び前記搬送経路部の吸込み口の周囲を囲うスカート部とを備え、
前記コンプレッサー部から前記スカート部に向けて延伸される前記圧縮空気の給気管は、前記スカート部内で分岐されて、分岐した第1枝管は前記搬送経路部に接続されるとともに、第2枝管は前記エアモータに接続されることを特徴とする排泥装置。 A mud discharge device for discharging slime or earth sediment deposited on the bottom,
A transport path section for transporting the slime or earth and sand taken in from the suction port upward;
An agitation unit that agitates the slime or earth and sand by rotating by a driving force of an air motor;
A compressor section for supplying compressed air to the air motor via an air supply pipe;
An exhaust pipe having one end connected to the air motor and the other end connected to the transport path;
A rotation range of the stirring unit and a skirt portion surrounding a suction port of the transport path unit ,
The compressed air supply pipe extending from the compressor section toward the skirt section is branched in the skirt section, and the branched first branch pipe is connected to the transport path section and the second branch pipe Is connected to the air motor .
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