(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-28
(45)【発行日】2022-12-06
(54)【発明の名称】増圧感熱気化相変化固結法及びその熱間脱感作間欠型蒸発器
(51)【国際特許分類】
E02D 3/11 20060101AFI20221129BHJP
【ＦＩ】
E02D3/11
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2021507968
(86)(22)【出願日】2020-12-29
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-05-10
(86)【国際出願番号】 CN2020140472
(87)【国際公開番号】W WO2021164426
(87)【国際公開日】2021-08-26
【審査請求日】2021-02-10
(31)【優先権主張番号】202011033577.4
(32)【優先日】2020-09-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】521064222
【氏名又は名称】江蘇▲シン▼泰岩土科技有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＪＩＡＮＧＳＵ ＸＩＮＴＡＩ ＧＥＯＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．， ＬＴＤ
【住所又は居所原語表記】Ｚｈｏｕｚｈｏｕ， Ｄａｃｈｅｎｇ Ｖｉｌｌａｇｅ， Ｑｉｔｉｎｇ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｙｉｘｉｎｇ Ｃｉｔｙ， ｗｕｘｉ， Ｊｉａｎｇｓｕ， Ｃｈｉｎａ ２１４２００
(74)【代理人】
【識別番号】110001139
【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】100130328
【弁理士】
【氏名又は名称】奥野 彰彦
(74)【代理人】
【識別番号】100130672
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 寛之
(72)【発明者】
【氏名】金亜偉
【審査官】石川 信也
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１０７１９０７２９（ＣＮ，Ａ）
【文献】実開昭５３－０５５９０４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平０５－２６１３６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０８４５５９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｄ ３／１１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
増圧感熱気化相変化固結法であって、熱間脱感作間欠型蒸発器を汚泥強化領域の真空予圧排水板の底部領域に配置し、加熱を開始するステップＳ１と、
１００℃までに加熱し、６０ｍｉｎ維持し、続いて、１２０ｍｉｎ中止し、又は
１６０℃までに加熱し、１２０ｍｉｎ維持し、続いて、２４０ｍｉｎ中止し、又は
２００℃までに加熱し、６ｍｉｎ維持し、続いて、１２ｍｉｎ中止し、又は
３００℃までに加熱し、８ｍｉｎ維持し、続いて、１６ｍｉｎ中止し、又は
４００℃までに加熱し、３ｍｉｎ維持し、続いて、６ｍｉｎ中止し、真空引き圧力を９０ｋＰａ以上にし、上記プロセスを繰り返すステップＳ２と、
周辺の強化される土体の液性限界指数＜０．９８である場合、加熱を中止し、気化固結が完了するステップＳ３と、を含む、前記方法。
【請求項2】
加熱時、熱間脱感作間欠型蒸発器は、高圧蒸気を噴射することを特徴とする請求項１に記載の増圧感熱気化相変化固結法。
【請求項3】
請求項１に記載の増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器であって、前記熱間脱感作間欠型蒸発器は、筐体と、筐体内に配置される少なくとも１つの加熱体と、を備え、加熱体は、電気加熱体と、電気加熱体に接続されるリード線と、を含み、リード線は、筐体から引き出されて電源に接続され、電気加熱体は、加熱管基体と、加熱管基体の頂端に設けられる金属継手と、を含み、金属継手は、リード線に接続され、加熱管基体は、上下の両段の基体を含み、上段基体は、導電性低熱伝導性材料であり、下段基体は、導電性発熱材料であり、上段基体は、金属継手に接続される、前記増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器。
【請求項4】
筐体内に噴気孔が開設されるか又は筐体は微孔質セラミックススリーブであることを特徴とする請求項３に記載の増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器。
【請求項5】
導電性低熱伝導性材料は、低熱伝導性グラファイトであることを特徴とする請求項３に記載の増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器。
【請求項6】
導電性発熱材料は、石英又は炭化ケイ素であることを特徴とする請求項３に記載の増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器。
【請求項7】
導電性低熱伝導性材料及び導電性発熱材料は、プレス焼結により成形されたものであることを特徴とする請求項３に記載の増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器。
【請求項8】
加熱管基体の金属継手は、封止絶縁材料により包まれることを特徴とする請求項３に記載の増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器。
【請求項9】
封止絶縁材料は、高温シリカゲル又は樹脂であることを特徴とする請求項８に記載の増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器。
【請求項10】
加熱管基体の上段基体の四周に、難燃性保温材料が充填されていることを特徴とする請求項３に記載の増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器。
【請求項11】
難燃性保温材料は、石綿、軽質発泡レンガであることを特徴とする請求項１０に記載の増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器。
【請求項12】
加熱管基体の下段基体の四周に、高熱伝導性粒子状耐火材料が充填されていることを特徴とする請求項３に記載の増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器。
【請求項13】
高熱伝導性粒子状耐火材料は、石英砂、マグネシアであることを特徴とする請求項１２に記載の増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器。
【請求項14】
噴気孔は、加熱管基体の下段基体における筐体に開設されることを特徴とする請求項１３に記載の増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器。
【請求項15】
請求項１に記載の増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器であって、前記熱間脱感作間欠型蒸発器は、筐体と、筐体内に配置される少なくとも１つの加熱体と、を備え、筐体に噴気孔が開設される、前記増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器。
【請求項16】
発熱体は、電気加熱体と、電気加熱体に接続されるリード線と、を含み、リード線は、筐体から引き出されて電源に接続されることを特徴とする請求項１５に記載の増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器。
【請求項17】
電気加熱体は、加熱管基体と、加熱管基体の頂端に取り付けられる金属継手と、を含み、金属継手は、リード線に接続され、加熱管基体は、上下の両段の基体を含み、上段基体は、導電性非熱伝導性材料であり、下段基体は、導電性発熱材料であり、上段基体は、金属継手に接続され、導電性非熱伝導性材料は、グラファイトであり、導電性発熱材料は、石英又は炭化ケイ素であることを特徴とする請求項１６に記載の増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、岩石土壌工事における軟土地盤処理分野に関し、特に、真空予圧排水プロセスに関する。
【背景技術】
【0002】
岩石土壌及び環境保全工事分野において、大面積の軟土地盤強化処理及び環境保全のための原位置修復工事において、工期が差し迫って施工技術が限られたという問題が多い。従来技術における施工プロセスが多いが、加重能力が低く、工事費用が高く、工事周期が長く、工事品質が制御しにくい等の現象が多く存在する。従って、工事周期を短縮し、工事費用を大幅に低減させる必要がある場合、上記従来の施工工法に、克服しにくい技術的難題が多く存在する。出願番号ＣＮ１０７１９０７２９ Ａの中国出願に、地盤蒸発器及び該装置を利用して地盤加熱を行って真空予圧で軟土地盤を処理する施工方法が開示されている。地盤にプラスチック縦排水板が設けられ、プラスチック縦排水板の先端が横方向に配置された濾過管に接続される。全ての濾過管の出口端は、導圧分流装置の入口と連通する。地盤に、蒸発器が更に設けられ、地盤上に、サンドマットが敷設され、濾過管は、該サンドマットに埋設され、サンドマット上に保温層が敷設され、保温層上に封止膜が敷設される。これにより、密閉型真空予圧システムを構成する。作動時、まず、導圧分流装置を起動して、従来の真空予圧法による地盤強化処理を行う。従来の排水固結の後半に進行した場合、温度制御型加熱体を起動して地盤加熱を行うと共に、地盤に対して真空引きを行い、地盤加熱温度及び地盤の絶対圧力を制御することで、地盤における水分を液体から気体に変化させ、地盤における水含有量を更に低減させ、地盤の強度を向上させる。該技術的解決手段においても、真空予圧法を用い、また地盤加熱装置を設けて加熱を行うが、その加熱装置の構造によれば、間欠式加熱を実現させることができず、簡単な電気加熱を行うため、加熱効率が低く、更なる改良が望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記従来技術に存在する欠点について、本発明の目的は、間欠加熱、高圧蒸気噴射を実現させ、水分子の活性を向上させ、低温領域を迅速に流動させ、固結効率を向上させることができる増圧感熱気化相変化固結法及びその熱間脱感作間欠型蒸発器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の目的を実現させるために、下記技術的解決手段を提供する。増圧感熱気化相変化固結法であって、
熱間脱感作間欠型蒸発器を汚泥強化領域の真空予圧排水板の底部領域に配置し、加熱を開始するステップＳ１と、
１００－４００℃までに加熱し、３－１２０ｍｉｎ維持し、続いて、６－２４０ｍｉｎ中止し、真空引き圧力を８０ｋＰａ以上にし、上記間欠加熱プロセスを繰り返すステップＳ２と、
周辺の強化される土体の液性限界指数＜０．９８である場合、加熱を中止し、気化固結が完了するステップＳ３と、を含む。
熱間脱感作間欠型蒸発器を汚泥強化領域の真空予圧排水板の底部領域に配置し、加熱を開始するステップＳ１と、
１００－４００℃までに加熱し、３－１２０ｍｉｎ維持し、続いて、６－２４０ｍｉｎ中止し、真空引き圧力を８０ｋＰａ以上にし、上記間欠加熱プロセスを繰り返すステップＳ２と、
周辺の強化される土体の液性限界指数＜０．９８である場合、加熱を中止し、気化固結が完了するステップＳ３と、を含む。
【0005】
好ましくは、加熱時、熱間脱感作間欠型蒸発器は、高圧蒸気を噴射する。
【0006】
ステップＳ２において、間欠加熱操作の役割は、高圧蒸気を再噴射した後、水分子を筐体内に再び進入させ、続いて、再び加熱を行う時、高温高圧蒸気の形態で噴射し、熱の拡散半径を向上させ、固結効率を向上させることである。
【0007】
本発明の目的を実現させるために、増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器を提供する。前記熱間脱感作間欠型蒸発器は、筐体と、筐体内に配置される少なくとも１つの加熱体と、を備え、加熱体は、電気加熱体と、電気加熱体に接続されるリード線と、を含み、リード線は、筐体から引き出されて電源に接続され、電気加熱体は、加熱管基体と、加熱管基体の頂端に設けられる金属継手と、を含み、金属継手は、リード線に接続され、加熱管基体は、上下の両段の基体を含み、上段基体は、導電性低熱伝導性材料であり、下段基体は、導電性発熱材料であり、上段基体は、金属継手に接続される。
【0008】
加熱管基体は、導電性低熱伝導性材料及び導電性発熱材料からなるため、高すぎる温度によるリード線の焼損を効果的に防止し、短絡を防止することができる。
【0009】
好ましくは、筐体内に噴気孔が開設されるか又は筐体は微孔質セラミックススリーブである。
【0010】
好ましくは、導電性低熱伝導性材料は、グラファイトである。
【0011】
好ましくは、導電性発熱材料は、石英又は炭化ケイ素である。
【0012】
好ましくは、導電性低熱伝導性材料及び導電性発熱材料は、プレス焼結により成形されたものである。
【0013】
好ましくは、加熱管基体の金属継手は、封止絶縁材料により包まれる。
【0014】
好ましくは、封止絶縁材料は、高温シリカゲル又は樹脂である。水分の進入による漏電又は短絡を防止する。
【0015】
好ましくは、加熱管基体の上段基体の四周に、難燃性保温材料が充填されている。
【0016】
好ましくは、難燃性保温材料は、石綿、軽質発泡レンガである。
【0017】
好ましくは、加熱管基体の下段基体の四周に、高熱伝導性粒子状耐火材料が充填されている。高熱伝導性粒子状耐火材料を選択することにより、筐体内の粒子間に水分を充満させ、加熱時に、高圧蒸気を発生して噴射し、中止時に、次回の噴射のための十分な水分を吸入することを実現させることができる。
【0018】
好ましくは、高熱伝導性粒子状耐火材料は、石英砂、マグネシアである。
【0019】
好ましくは、噴気孔は、加熱管基体の下段基体における筐体に開設される。
【0020】
本発明の目的を実現させるために、もう１つの増圧感熱気化相変化固結法のための熱間脱感作間欠型蒸発器を提供する。前記熱間脱感作間欠型蒸発器は、筐体と、筐体内に配置される少なくとも１つの加熱体と、を備え、筐体に噴気孔が開設されることを特徴とする。
【0021】
好ましくは、発熱体は、電気加熱体と、電気加熱体に接続されるリード線と、を含み、リード線は、筐体から引き出されて電源に接続される。
【0022】
好ましくは、電気加熱体は、加熱管基体と、加熱管基体の頂端に取り付けられる金属継手と、を含み、金属継手は、リード線に接続され、加熱管基体は、上下の両段の基体を含み、上段基体は、導電性非熱伝導性材料であり、下段基体は、導電性発熱材料であり、上段基体は、金属継手に接続される。
【0023】
好ましくは、導電性非熱伝導性材料は、グラファイトである。
【0024】
好ましくは、導電性発熱材料は、石英又は炭化ケイ素である。
【0025】
好ましくは、導電性非熱伝導材料及び導電性発熱材料は、プレス焼結により成形されたものである。
【0026】
好ましくは、加熱管基体の金属継手は、封止絶縁材料により包まれる。
【0027】
好ましくは、封止絶縁材料は、高温シリカゲル又は樹脂である。
【0028】
好ましくは、加熱管基体の上段基体の四周に、難燃性保温材料が充填されている。
【0029】
好ましくは、難燃性保温材料は、石綿、軽質発泡レンガである。
【0030】
好ましくは、加熱管基体の下段基体の四周に、高熱伝導性粒子状耐火材料が充填されている。
【0031】
好ましくは、高熱伝導性粒子状耐火材料は、石英砂、マグネシアである。
【0032】
好ましくは、噴気孔は、加熱管基体の下段基体における筐体に開設される。
【発明の効果】
【0033】
本発明の有益な効果は以下のとおりである。本発明において、地表下孔隙中の水を加熱して気化し、泥体の相変化固結を加速し、地盤の荷重能力を向上させ、投資コストを大幅に低減させるという目的を達成するために、目詰まり防止排水板の下方に熱間脱感作間欠型蒸発器を埋め込む。従って、本発明は、該技術的解決手段を実施することで、「工期を短縮し、コストを低減させ、効率を向上させる」という目的を好適に実現させることができる。硬化時間は、従来の真空予圧法による硬化時間の１／２０－１／１０倍である。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【発明を実施するための形態】
【0035】
以下、本発明の実施例における図面を参照しながら、本発明の実施例における技術的解決手段を明確かつ完全に説明する。勿論、記述される実施例は、全ての実施例ではなく、ただ本発明の一部の実施例である。本発明における実施例に基づいて、当業者が創造的な労力なしに得られる他の実施例の全ては、本発明の保護範囲に含まれる。
【0036】
実施例１において、増圧感熱気化相変化固結法を提供する。該方法において、増圧真空予圧固結で軟土地盤を処理する方法（ＺＬ２００８１０１５６７８７．５）を利用し、また、汚泥固結用排水板、濾布及び排水板心材（ＺＬ２００９１０１８１７０２．３）を用いる。該方法は、下記ステップを含む。
【0037】
Ｓ１において、熱間脱感作間欠型蒸発器を汚泥強化領域の真空予圧排水板の底部領域に配置し、加熱を開始する。加熱時に、熱間脱感作間欠型蒸発器は、高圧蒸気を噴射する。
【0038】
Ｓ２において、２００℃までに加熱し、６ｍｉｎ維持し、続いて、１２ｍｉｎ中止し、
真空引き圧力を９０ｋＰａ以上にし、上記プロセスを繰り返す。
真空引き圧力を９０ｋＰａ以上にし、上記プロセスを繰り返す。
【0039】
Ｓ３において、周辺の強化される土体の液性限界指数＜０．９８である場合、加熱を中止し、気化固結が完了する。
【0040】
【0041】
実施例７において、図２に示すように、実施例６を参照すると、前記筐体１は、上下の両部分１．１、１．２に分けられる。中間に仕切りのための仕切板７が設けられる。仕切板７に、挿着孔７．１が開設され、加熱管基体２．１．１は、挿着孔７．１内に挿着されて固定される。金属継手２．１．２は、上部分筐体１．１内に位置する。筐体内の加熱管基体の変位による破断、耐火性材料の高い剛性による折れを効果的に防止する。
【0042】
実施例８において、図３に示すように、実施例７を参照すると、下部分筐体１．２は、微孔質セラミックススリーブであり、上部分筐体１．１は、炭素鋼であり、上部分筐体１．１の頂端の封止キャップが封止され、封止キャップに封止装置が設けられる。
【0043】
従来の固結理論は、百年前のテルツァーギ理論である。孔圧の消散により水分子が排出され、一定になった場合、排出できなくなる。本発明において、真空予圧排水板の底部に、熱間脱感作間欠型蒸発器が設けられる。これにより過熱蒸気を発生し、高温高圧で四周へ噴出し、水分子の活性を向上させ、低温領域へ迅速に流動させ、温度を摂氏１０度向上させて透過係数を１倍増加させる。また、工程の後半で、加熱蒸気を発生し、周辺の土体へ拡散させ、真空環境における摂氏４５度の水分子を気化し、土体の含水量を低減させる。流体から軟質まで真空予圧を利用する。高温高圧蒸気で、スラッジ（汚泥）を軟質状態から硬質状態にし、土体の強度を倍増させる。間欠式操作により、水分子を再びオブジェクトに進入させ、再加熱時に、高温高圧蒸気の形態で噴出し、熱の拡散半径を拡大し、固結効率を向上させる。
【図1】
【図2】
【図3】
