JP2001336493A - 土砂採取用サンドポンプ装置 - Google Patents

土砂採取用サンドポンプ装置

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JP2001336493A
JP2001336493A JP2000157742A JP2000157742A JP2001336493A JP 2001336493 A JP2001336493 A JP 2001336493A JP 2000157742 A JP2000157742 A JP 2000157742A JP 2000157742 A JP2000157742 A JP 2000157742A JP 2001336493 A JP2001336493 A JP 2001336493A
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JP
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sand
water
pump
pipe
injection nozzle
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JP2000157742A
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English (en)
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Atsushi Shukuin
淳 宿院
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Kurimoto Ltd
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Kurimoto Ltd
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  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ジェット噴水による掘削及び吸込負圧低減を
図り、かつ、その水配管を簡素化する。 【解決手段】 第1水中ポンプ12によって吸水口13
から水底の土砂を吸い上げる土砂採取用サンドポンプ装
置11において、水底の土砂を掘削するために水をノズ
ル14から噴射させる第2水中ポンプ15を付設する。
その配管17からはエゼクタ管30を分岐してポンプ1
2の吸込管に水供給可能として吸込負圧の低減を図る。
また、外部への連通管31も設ける。配管17等には電
動弁V 1 …を介設し、この弁を適宜に開閉する。例え
ば、通常は、V1 、V4 :開、V 2 、V3 :閉とし、吸
込管内の閉塞が生じれば、V1 、V2 、V4 :開、
3 :閉からV2 、V4 :開、V1 、V3 :閉の状態に
移行する。ポンプ19が故障すれば、V2 、V3 :開、
1 、V4 :閉とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、海、河川、湖
沼、ダム等の水底に堆積する土砂を採取するためのサン
ドポンプ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】海、河川、湖沼、ダム等の水底に堆積す
る土砂を採取する方法としては、例えば、海において
は、図3に示すように、船Sから先端に土砂採取用サン
ドポンプ装置Aを取り付けた吐出管(吸込管)Pをワイ
ヤWを介して海中に送り込み、土砂採取用サンドポンプ
装置Aを水深に対応させて海底Gに導き、吸引により土
砂を船上に吸い上げる方法が一般的にあげられる。この
方法においては、土砂採取用サンドポンプ装置Aから吸
い上げられた土砂等は、吸込管Pによって土砂選別装置
Mに送られて選別される。
【0003】このとき使用される土砂採取用サンドポン
プ装置Aとしては、特開平10−82271号公報に、
水の噴射ノズルを有するサンドポンプが開示されてい
る。この土砂採取用サンドポンプ装置Aは、図4に示す
ように、ポンプ1、吸水口2、ポンプ1を駆動させるモ
ータ3からなり、ポンプ1によって吸水口2から吸い上
げられた水底の土砂が、吸込管Pを経由して船Sの土砂
選別装置Mに送られて選別され、ピットBに送られる。
また、水底の土砂が固くなっている場合に、土砂を掘削
して土砂を吸い上げやすくするため、ジェット水を噴射
するための噴射ノズル4が取り付けられている。この噴
射ノズル4には、船S上に設けられたポンプ(図示せ
ず)によって、送水管aを経由して水が供給される。
【0004】この種のサンドポンプ装置Aにおいて、砂
礫を多く含むか泥が多いか等の土砂の性状によって、土
砂の吸い込み(吸い上げ)度合いが変化し、時には、吸
水口2(ポンプ1)内が土砂によって閉塞する場合があ
る。閉塞すると、ポンプ1の内部が減圧されて(負圧と
なって)キャビテーションが発生し、ポンプ1が欠損す
る等の恐れがある。このため、従来では、ポンプ1内に
別途に船上から水配管(吸込負圧低減配管)を設け、内
部減圧が生じた時にはその配管を介してポンプ1内に水
を供給したり、ポンプ1内に通じる外部開放の配管(詰
まり防止配管)を設け、内部減圧による負圧により、そ
の配管を介して外部からポンプ1内に水を供給して、ポ
ンプ1の損傷を防止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のサンドポンプ装
置Aにおいては、噴射ノズル4と吸込負圧低減配管のど
ちらかが採用されており、両者を有するものはなかっ
た。このため、前者のみの場合、詰り易い土質で操業す
ると、ポンプ1が詰まる恐れがあり、一方、後者のみの
場合、硬い土質で操業すると、ポンプ1が土砂を全く揚
げない場合が生じていた。なお、詰まり防止配管は、水
吸引が十分に行われず、効果が不十分である。
【0006】また、従来の土砂採取用サンドポンプ装置
Aは、噴射ノズル4のポンプを船S上に設け、送水管a
を通して噴射ノズル4から噴射している。このとき、送
水管a、すなわち、ポンプと噴射ノズル4の間の配管が
長くなるため、配管抵抗によって圧力損失が生じ、水の
噴射能力を十分発揮できなかった。
【0007】さらに、図3に示すように、送水管aを収
納する巻き取りリールR1 は、吐出管(吸込管)Pを収
納する巻き取りリールR2 と異なるため、各管の引出し
及び巻き取りの操作が煩雑となっていた。
【0008】なお、吸込負圧低減配管への水供給も同時
に船S上から行っており、同様の問題がある。
【0009】この発明は、ジェット水による掘削を行う
とともに、水供給による吸込負圧低減を図り、かつ、そ
の水供給配管構造を簡素化することを第1の課題とし、
噴射ノズルからの水噴射能力を十分に発揮させるととも
に、操作の容易な土砂採取用サンドポンプ装置とするこ
とを第2の課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記第1の課題を達成す
るために、一つの水配管から分岐して噴射ノズルと水中
ポンプ内に水を供給するようにしたのである。噴射ノズ
ルと水中ポンプにジェット水を供給すれば、ジェット水
による掘削が行われるとともに、ポンプ内の吸込負圧低
減が図られ、かつ、その供給配管が一つであることによ
り、配管構造も簡素となる。
【0011】上記第2の課題を達成するために、この発
明にあっては、上記のジェット水の供給を装置本体に付
設した別途の水中ポンプにより行うようにしたのであ
る。このようにすれば、ポンプとノズルとの配管を短く
することができるため、圧力損失を大幅に減少でき、噴
射ノズルからの水噴射能力を十分に発揮させることがで
きる。また、巻き取りリールは吐出管(吸込管)収納用
の1つとなり、管の引出し及び巻き取り操作が容易とな
る。
【0012】
【発明の実施の形態】上記第1の課題を達成するための
この発明の実施形態としては、水中ポンプの吸水口の周
りに水噴射ノズルを設け、その水噴射ノズルからジェッ
ト水を噴射して掘削しながら、前記吸水口から土砂を吸
い上げる土砂採取用サンドポンプ装置において、前記水
噴射ノズルへの配管から分岐して前記水中ポンプ内にそ
の吸込負圧低減用の水を供給するエゼクタ管を接続した
構成を採用し得る。
【0013】このとき、上記水噴射ノズルへのジェット
水は、船上からの配管で供給してもよいが、上記第2の
課題を達成すべく、上記水中ポンプとは別途に付設した
水中ポンプにより供給するようにするとよい。
【0014】この構成において、水噴射ノズルとエゼク
タ管への水供給量比は、それらの機能に基づき、管径な
どにより一定としてもよいが、弁等により両者へ切換え
可能とするとよい。選択的に供給可能であれば、エゼク
タ管への水供給が不要な場合には、水噴射ノズルへ全て
の水を供給でき、一方、エゼクタ管に全ての水を供給す
ることにより、スムースに吸込負圧の低減・解消を図る
ことができる。
【0015】また、上記エゼクタ管に開閉弁を介して外
部の水を連通可能とすれば、ジェット水の供給がその供
給ポンプの故障等により停止しても、負圧により、エゼ
クタ管を介して外部から海水などが入って、負圧の低減
を図り得る。
【0016】さらに、上記選択的水供給を電動弁を介し
て行う、又はその選択的水供給及びエゼクタ管の外部へ
の連通をそれぞれ電動弁を介して行えば、その電動弁を
船上等から遠隔操作することができる。このため、船上
において、採取状態に応じて、ジェット水等の制御を行
ない得る。このとき、その遠隔操作に代えて、又は併用
して、上記水中ポンプの吐出圧力センサーにより、前記
電動弁を制御するようにし得る。このセンサーによる制
御は、自動的に行ってもよいが、センサーの検出値を船
上で確認し、その値に基づき、オペレータが行ってもよ
い。圧力センサーは、吐出圧力を直接に測定してもよい
が、水中モータの駆動モータの電流値の変動によって間
接的に測定してもよい。
【0017】なお、電動弁をその開閉度を調整可能なも
のとすれば、船上等から、ジェット水のノズル及びポン
プ内への供給量を制御でき、例えば、吸込み量(土砂吐
出量)を変化させることができる。
【0018】
【実施例】この実施例の土砂採取用サンドポンプ装置1
1は、図1に示すように、第1水中ポンプ12によって
吸水口13から水底の土砂を吸い上げるものである。吸
い上げられた土砂は、吐出管(吸込管)Pを通して船S
の土砂選別装置M(図3参照)に送られる。
【0019】また、水を噴射させるための噴射ノズル1
4を有する。この噴射ノズル14は送水管17を通して
第2水中ポンプ15に連結されており、その開口部16
から吸水された水が噴射ノズル14に供給され、噴射さ
れる。
【0020】上記送水管17からはエゼクタ管30が分
岐されており、このエゼクタ管30は第1ポンプ12の
吸込管12aに接続されている。このため、送水管17
の水はその吸込管12a内に送り込まれて、その内部が
負圧になるのを低減する。また、送水管17には外部に
開放する管31が接続されており、この管31によって
送水管17が外部(海中)に連通される。
【0021】上記噴射ノズル14は、その先端が吸水口
13とほぼ同じ方向を向けば、土砂採取用サンドポンプ
装置11のいずれに設置してもよく、例えば、図1に示
すように、吸水口13を構成するラッパ管21の外面に
沿わせて設ける。このようにすると、噴射ノズル14が
外的要因で損傷するのを防止できる。この噴射ノズル1
4は、特に、水底の土砂が固くなっている場合に用いる
と、土砂を掘削して、土砂を吸い上げやすくするので好
ましい。
【0022】上記の第1水中ポンプ12を駆動するため
の電動モータ18と第2水中ポンプ15を駆動するため
の電動モータ19とは、図1に示すように、異なるもの
であってもよく、図示しないが、同じ1つのモータであ
ってもよい。電動モータ18と19とが異なるものであ
る場合、第1水中ポンプ12及び第2水中ポンプ15そ
れぞれの目的に合わせてその能力を設定することができ
る。すなわち、土砂の吸い上げの力より、水を噴射する
力の方を大きくする必要がある。このとき、2つの電動
モータ18、19は、異なるものなので、電動モータ1
9として電動モータ18より高い能力のものを使用する
ことが可能となる。
【0023】一方、電動モータ18と19とが同じ1つ
のものである場合、第2水中ポンプ15の駆動軸にギア
等を設けて高速度回転させることにより、第2水中ポン
プ15の能力をあげることができる。これにより、第1
水中ポンプ12と第2水中ポンプ15の能力を目的に合
わせた能力とすることができる。さらに、この場合、駆
動用動力ケーブルは1本ですむので、浚渫箇所への土砂
採取用サンドポンプ装置11の設置、及び回収の作業に
おいて、駆動用動力ケーブルの引出し、巻き取りがより
容易となる。
【0024】上記送水管17の両端、エゼクタ管30及
び外部管31にはそれぞれ電動弁V 1 、V2 、V3 、V
4 、が介設されており、この各弁は、船上の操作盤によ
って開閉される。例えば、ポンプ12の吐出部に付設し
たその吐出圧力センサーP.Tからの信号に基づき、下
記表1のごとく制御する。
【0025】
【表1】
【0026】上記各弁の開閉操作は、ボタン・スイッチ
等による手動によってもよいが、上記圧力センサーP.
Tの検出値により、自動で行うこともできる。例えば、
通常は表1のパターン1で運転し、ポンプ12の吐出圧
力の低下に従って、同パターン3、パターン2と切り換
える。パターン4はポンプ19が故障した場合とする。
なお、この実施例において、V1 とV2 、V3 とV4
それぞれ三方弁で両者を兼用したものとし得る。また、
上記各弁の開閉及びその度合は、操業前に選定し、その
操業中、一定としてもよいが、上述のように、操業中も
吐出圧力に基づき制御することが好ましい。
【0027】
【発明の効果】この発明は、以上のようにして、一つの
配管から掘削用噴射水及び負圧低減用水を供給するよう
にしたので、円滑な土砂吸い上げ効果を得ることができ
るとともに、キャビテーションによるモータの損傷を防
止でき、さらに、配管も簡素化する。
【0028】また、その水供給ポンプを、土砂採取用サ
ンドポンプ装置に取り付けたので、水の吸水部と噴射部
との間の水圧をなくすることができるため、圧力損失が
生じず、噴射ノズルからの水噴射能力を十分に発揮させ
ることができる。また、送水管が土砂採取用サンドポン
プ装置内に収められるので、ホース用巻き取りリールは
吐出管(吸込管)収納用の1つとなり、管の引出し及び
巻き取り操作が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる土砂採取用サンドポンプ装置
の一実施例の正面図
【図2】同実施例の配管図
【図3】浚渫船の一例を示す斜視図
【図4】従来の土砂採取用サンドポンプ装置の一例を示
す正面図
【符号の説明】
1 ポンプ 2 吸水口 3 モータ 4 噴射ノズル 11 土砂採取用サンドポンプ装置 12 第1水中ポンプ 13 吸水口 14 噴射ノズル 15 第2水中ポンプ 16 開口部 17 送水管 18 電動モータ 19 電動モータ 21 ラッパ管 30 エゼクタ管 31 外部連通管 A 土砂採取用サンドポンプ装置 G 海底 M 土砂選別装置 P 吐出管(吸込管) R1 巻き取りリール R2 巻き取りリール S 浚渫船 V1 、V2 、V3 、V4 電動弁 P.T 圧力センサー

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水中ポンプ12の吸水口13の周りに水
    噴射ノズル14を設け、その水噴射ノズル14からジェ
    ット水を噴射して掘削しながら、前記吸水口13から土
    砂を吸い上げる土砂採取用サンドポンプ装置において、 上記水噴射ノズル14への配管17から分岐して上記水
    中ポンプ12内にその吸込負圧低減用の水を供給するエ
    ゼクタ管30を接続したことを特徴とする土砂採取用サ
    ンドポンプ装置。
  2. 【請求項2】 上記水噴射ノズル14とエゼクタ管30
    へ選択的に水供給を可能としたことを特徴とする請求項
    1に記載の土砂採取用サンドポンプ装置。
  3. 【請求項3】 上記エゼクタ管30に開閉弁V3 を介し
    て外部の水を連通可能としたことを特徴とする請求項1
    又は2に記載の土砂採取用サンドポンプ装置。
  4. 【請求項4】 上記選択的水供給を電動弁V1 、V2
    介して行う請求項2に記載の土砂採取用サンドポンプ装
    置において、又は上記選択的水供給及びエゼクタ管30
    の外部への連通をそれぞれ電動弁V1 、V2 、V3 を介
    して行う請求項3に記載の土砂採取用サンドポンプ装置
    において、 上記電動弁を浚渫船上から遠隔操作するようにしたこと
    を特徴とする土砂採取用サンドポンプ装置。
  5. 【請求項5】 請求項4において、上記遠隔操作に代え
    て、又は併用して、上記水中ポンプ12の吐出圧力セン
    サーP.Tにより、上記電動弁を制御するようにしたこ
    とを特徴とする土砂採取用サンドポンプ。
  6. 【請求項6】 上記電動弁をその開閉度を調整可能なも
    のとしたことを特徴とする請求項4又は5に記載の土砂
    採取用サンドポンプ装置。
  7. 【請求項7】 上記水噴射ノズル14へのジェット水
    を、上記水中ポンプ12とは別途に付設した水中ポンプ
    15により供給するようにしたことを特徴とする請求項
    1乃至6のいずれかに記載の土砂採取用サンドポンプ装
    置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101308490B1 (ko) * 2013-04-18 2013-09-17 주식회사 영진 엔테크 수중모터펌프
CN103341474A (zh) * 2013-07-18 2013-10-09 西安建筑科技大学 一种水流冲击式管道清淤装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101308490B1 (ko) * 2013-04-18 2013-09-17 주식회사 영진 엔테크 수중모터펌프
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