JP2002059890A - 強制排水装置付き海砂採取作業船 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サンドポンプによって海砂を採取する作業船
において、ポンプアップした砂と海水は船倉内で分離
し、分離した海水は喫水線との落差を利用して洋上に排
水される。多量に汚泥を含んだ排水が漁業及び自然環境
を、広域に海洋汚染しているがその防止対策を課題とす
る。 【解決手段】 船倉内の海水をオーバーフローさせて流
し込む排水室から、排水を排水ポンプにより船体の喫水
線より上方にポンプアップし、連通する長尺の排水ホー
スを介して汚濁排水を高深度の海底に向けて排水する。
船内に収容した排水ホースを能率的に海底に向けて繰り
出し、及び船内に繰り込む排水ホースの供給装置を備え
ることにより、上記課題を能率的に解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はサンドポンプを船舶
に装備して、海底の砂を海水とともにポンプアップし、
船倉内で海水を水切りし砂のみを船倉内へ積み込み採取
する、海砂採取作業船に関する。

【０００２】

【従来の技術】サンドポンプによる海砂採取は、採取作
業船舶（以下作業船）に装備されたサンドポンプの吸入
側に、長尺の可撓性ホースを連結し、その吸入口先端を
海中に投入海底に潜行させて、海底の土砂を海水ととも
に吸入し容器形状の船倉２に積み込みながら、船倉内の
砂は比重分離されて船倉底に沈降し、上部の海水は、海
洋海水面との落差により水面近傍の船外に排出する。又
採取する海底の水深が深く、数十メートル以上の場合は
水中ポンプ方式のサンドポンプを使用し、海中に潜没し
たサンドポンプから船上に砂を海水と共に押し上げて採
取する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】船倉２内で比重分離さ
れる海水は、多量のヘドロ状の微粒子を含んだ汚濁水で
あり、船底部に穿設された排水口７から海中に排水され
るが海面近傍であり、この微粒子は海底に沈降するまで
に相当な時間がかかり、その間に汚濁微粒子は潮流に流
されて極めて広範囲に海洋を汚染する。

【０００４】特に最近の海砂の採取には、水深１００メ
ートル以上もある高深度の海域が対象となっており、ま
すます広域な海洋汚染の可能性が出てきた。海底の土砂
は比較的粒子の粗い砂利・砂のほか、ヘドロ状の微粒子
を含んでおり、海底から海水とともに吸い上げた土砂の
うち比較的粒子の粗い砂利砂類は、前記のごとく船倉内
で直ちに沈降し比重分離されるが、容易に沈降しない微
粒子を含む汚濁水が広域に海水中に拡散すれば、海洋自
然のリサイクルや漁業生産にも悪影響を及ぼす可能性が
ある。

【０００５】本発明は、この広域な海洋汚染を防止し、
漁業等の他産業や海洋自然環境を守りながら、建設資材
調達産業の海砂採取業務との調和をはかることを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】サンドポンプによって海
底の海砂を採取する作業船において、ポンプアップした
海砂と海水は船倉２内で比重分離し、分離された海水を
海中に排水する排水装置が、以下のＡないしＣの構成を
備えた強制排水装置を備えた海砂採取作業船により課題
を解決する。Ａ、排水室５の海水を吸入して立ち上がり
管１３に圧入する排水ポンプ１７を備える。Ｂ、立ち上
がり管１３に連通して長尺の可撓性排水ホース８を備え
る。Ｃ、上記排水ホース８を船外下方に向けて繰り出
し、また船内に繰り込むホースの供給装置９を備える。
従って多量の微粒子を含んだ汚濁水は水面ではなく、長
尺の可撓性排水ホースを介して水深深く流されるので比
較的沈降時間も早く、潮流による広域な汚染が防止され
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の
技術思想を具体化するための一態様を例示するものであ
って、本発明は実施例のものに特定しない。さらに、こ
の明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施
例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲
の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示
される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示
される部材を、実施例の部材に特定するものでは決して
ない。

【０００８】

【実施例】図５ないし図８に在来の海砂採取作業船の実
施例を示す。図５は作業船の側断面図で図示しないが、
サンドポンプによって海水とともに吸い上げられた土砂
は、選別機によって大きな栗石や砂利などが選別されて
ヘドロ混じりの海砂が、樋１から船倉２に海水と共に供
給される状況を示す。

【０００９】船倉２に供給された砂は、比較的短時間に
船倉底に沈降し砂層３が形成され、微粒子を含むヘドロ
混じりの海水は直ちに沈降せず、図では右方向の船首方
向に流れて下部の堰板４の上をオーバーフローし排水室
５に流入する。作業船は、排水室５の水面が作業船の喫
水線１１より常に高くなるように設計されており、排水
室に流入した海水は排水バルブ６及び排水口７を介して
外洋に流出する。沈殿する砂層３が上昇すれば、上部の
堰板４を次々と下方の矢印方向に落下させ、砂層の砂が
直接排水室５に流入しないようにするとともに、上部の
海水のみが排水室５に流入し、落差Ｈにより排水口７か
ら外洋に排水する。

【００１０】図６は上記作業船の横断面図で、排水口７
は喫水下の両舷に開口されて汚濁水は水平方向に排出さ
れる。汚濁水の排水口は水中とはいえ作業船の水面近傍
であり、水深の深い海域部では潮流とともに流されて広
域に拡散する。

【００１１】船倉２底部には、上面に水は通すが砂は通
過しないフィルタ２７が張設されたフィルターボックス
２５が設けられており、フィルターボックスには排水ポ
ンプ２６の吸入側が連結され、船倉内の砂層底部から海
水を吸入して船外に排水するように構成されている。こ
の排水ポンプは船倉内に砂が満載され、サンドポンプに
よる採取を終了してから、砂に含まれる海水を排水する
ものであり、船倉内に沈殿した砂層３を濾過して排水さ
れるので、汚濁微粒子を含まない澄み切った海水とな
る。

【００１２】図７ないし図８は、排水口７が船底から鉛
直下方に海底方向に開口しており、前記実施例よりは拡
散は少ないが、やはり作業船喫水海面近傍に排水される
ので、水深が深い海域の場合は広域に拡散し前記と大同
小異である。

【００１３】図１は、本発明の海砂採取装置の重要な特
徴である排水装置を示す作業船の縦断面図である。排水
装置は以下のＡないしＥの構成を備えている。 Ａ、排水室５の海水を吸入して立ち上がり管１３に圧入
する排水ポンプ１７を備える。 Ｂ、立ち上がり管１３に連通して長尺の可撓性排水ホー
ス８を備える。 Ｃ、上記排水ホース８の供給装置９を備える。図では供
給装置がホースリール１０で、ホースリールをＲ方向に
駆動すればホースを繰り出し、Ｌ方向に駆動すればホー
スを繰り込む構造に構成する。 Ｄ、船底に船外に向けて開口し、水密に上方に向けて連
通し、上端部が船体の喫水線１１より高位置に開口する
連通筒１２を設ける。 Ｅ、前記供給装置の排水ホース８が、上記連通筒１２の
上部から内部を貫通して繰り出しおよび繰り込むように
構成されている。

【００１４】上記構成により、以下のごとく装置を運転
する。 ａ、排水ホース８の供給装置９であるホースリール１０
をＲ方向に駆動し、排水ホースを下方に繰り出すことに
より、連通筒１２内を貫通通過して海底近傍まで数十メ
ートルないし百数十メートル延長される。 ｂ、次にサンドポンプを運転し、排水室５に海水が流入
すれば排水ポンプ１７を運転する。 ｃ、排水室５の海水は、排水ポンプ１７により立ち上が
り管１３に圧入し、連通する排水ホース８を流下し、水
深深くまで延長された先端部の排水管１４から排水され
る。 ｄ、サンドポンプ運転中は、排水室５に船倉２上部の海
水が常にオーバーフローして排水室５に流入し、次に排
水ポンプにより排水ホースを介して海底近傍まで返戻さ
れる。従って多量の微粒子を含んだ汚濁水は水面ではな
く、水深深く流されるので比較的沈降時間も早く、潮流
による広域な汚染が防止される。

【００１５】図において、排水ホース８先端部に鋼鉄製
の排水管１４を連結している。これは錘の効果により、
排水ホースを効率よく海底に繰り出すためと、潮流によ
る排水ホース８の水平方向への流れを防止するためであ
る。

【００１６】図２は図１の連通筒１２を使用せず、排水
ホース８を舷側方向に直接繰り出すように配置した実施
例である。従ってホースリール１０の駆動軸は船体の長
さ方向と平行で、舷側部にガイドローラ８を図のように
配置して、ホースリールをＬ方向に駆動することにより
排水ホースを繰り出し、Ｒ方向では繰り込むように構成
されている。

【００１７】図３は排水ホース８が、土木排水などで使
用されている通称サニーホースと呼ばれる補強リングを
含まない、シートのみで構成されたホースを使用する実
施例である。図４は図３に示すホースリール１０の斜視
図であるが、ホースの断面を円形に保持するためのリン
グ状補強材が無く、非通水時にはホースの容積が小とな
り従ってホースリールの直径が小で装置として小型のも
のが使用できる。

【００１８】図３のごとく、船首部分にホースリールを
設けた場合に、装置の高さを比較的低く設計できるの
で、図において左側の操舵室からの視界が阻害されるこ
とが防止される。

【００１９】図９は、排水ホース８を前記と同様のサニ
ーホースを使用し、ホース供給装置９がロール駆動式で
ある実施例を示す。図１０ないし図１３は、図８の排水
装置部分を拡大しその作用を説明するものである。図１
０は排水ホース８にサニーホースを使用したロール駆動
式供給装置９の斜視図である。

【００２０】図１１は、排水装置が不使用時で、排水ホ
ース８は収縮状態でホースボックス１８に収納されると
ともに、その先端部の鋼鉄管にてなる配水管１４は船体
内部の連通筒１２内に収納されている。ホースボックス
１８の上部には、船体構造に枢着されたパワーシリンダ
１９と、その先端部に油圧または電動駆動される駆動ロ
ーラＡ２０が取り付けられている。また駆動ローラＡ２
０に対応して固定の駆動ローラＢ２１が設けられてお
り、パワーシリンダ１９の伸張により駆動ローラＡと駆
動ローラＢは排水ホース８を挟着する。

【００２１】図１１ではサンドポンプの運転のため、そ
の準備作業として排水ホースを繰り出し始めた状態を示
し、両駆動ローラ２０・２１は排水ホースを挟持して矢
印回転方向に駆動し、排水ホースは連通筒１２内を下方
へ繰り出し延長される。

【００２２】ホースボックス１８内の排水ホース８がす
べて繰り出され、その先端の排水管１４が海底近傍まで
延長されればサンドポンプを運転するとともに、排水ポ
ンプ１７も同時運転し排水室５の汚濁海水は海底近傍ま
で運ばれて排水される。従って汚濁海水が潮流に乗って
広域に拡散されることを防止する。

【００２３】図１２は上記の運転状態を示し、まず排水
ポンプ１７を運転する前にパワーシリンダ１９を矢印方
向に収縮し両駆動ローラの挟持を解放する。サンドポン
プの運転と共に、排水ポンプ１７を運転すれば排水ホー
ス内に海水が充満して膨張し、排水は勢い良く下方に流
下する。また複数のガイドローラ２２は排水ホース８の
緩やかな下方への曲がりを案内する。

【００２４】図１３はサンドポンプによる砂採取が終了
し、排水ホース８を収納する状況を示す。排水ポンプ１
７の運転を停止するとともに、パワーシリンダ１９を伸
張して両駆動ローラ２０・２１により排水ホース８を挟
着し、駆動ローラを回転矢印方向に駆動して排水ホース
８を引き上げる。引き上げられた排水ホースはホースボ
ックス１８に上部から繰り込まれ、収縮状態で上部から
順序よく収納される。排水ホース内の海水はホースの収
縮とともに鉛直下方に排水される。

【００２５】連通筒１２下端部のテーパー部２３は、排
水ホース８収納時に排水ホースと船底部の摺動による損
傷を防止する。また図示しないが特に排水ホース下端部
の排水管１４と、ホース接続部に段差があると、その部
分で衝突し排水管が抜け落ちることを防止する。

【００２６】図１４はサニーホースとロール駆動式供給
装置を備え、排水ホースを舷側方向に繰り出し及び繰り
込むように構成した実施例である。これは船底部に水密
加工を要する連通筒を使用せず、船体舷側部で排水ホー
スを操作するため施工構造が簡単であり、ロール駆動式
のためホースリール式より装置の容積が小さく設置施工
できる。図１４において、排水ホース８の点線部は排水
ポンプ運転時の、排水中の状況を示す。

【００２７】

【発明の効果】本発明の排水装置を備えた海砂採取作業
船は、船倉内で分離された汚濁海水を、船体部から離れ
た海底近傍まで排水ホースにより移送して排水されるた
め、在来作業船に比べて汚濁水微粒子の沈降が早く、広
域な海洋の汚染を防止する。また水面及び海中中層部の
魚類及び水中生物に影響を与えない。

【００２８】船倉２内で分離された排水を排水ポンプ１
７により加圧排水することにより、一旦船体の喫水線よ
り上方に押し上げられ、長尺の排水ホースを介して海中
を海底に向けて遠距離排水出来る。

【００２９】排水ホースのホースリール式供給装置を設
けた排水装置は、長尺の排水ホースを必要時に能率的に
海中に繰り出し及び繰り込み収納することが可能で、能
率的な海砂採取作業が出来る。

【００３０】排水ホースを円形の補強リングを含まない
サニーホースを使用し、供給装置がホースを挟着して駆
動する駆動ローラと、ホースを収容するホースボックス
にてなるものは、極めて小型に設計できて装置のほとん
どを船体内部に収容できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】海砂採取作業船の船首部側断面図。

【図２】上記船首部横断面図。

【図３】海砂採取作業船の船首部側断面図。

【図４】ホースリールの斜視図。

【図５】海砂採取作業船の船首部側断面図。

【図６】海砂採取作業船の船首部横断面図。

【図７】海砂採取作業船の船首部側断面図。

【図８】海砂採取作業船の船首部横断面図。

【図９】海砂採取作業船の船首部側断面図。

【図１０】排水ホースの供給装置斜視図。

【図１１】排水装置の側断面図。

【図１２】排水装置の側断面図。

【図１３】排水装置の側断面図。

【図１４】海砂採取作業船の船首部横断面図。

【符号の説明】

１…樋 ２…船倉 ３…砂層 ４…堰板 ５…排水室 ６…排水バルブ ７…排水口 ８…排水ホース ９…供給装置 １０…ホースリール １１…喫水線 １２…連通筒 １３…立ち上がり管 １４…排水管 １５…油圧モートル １６…ロータリージョイント １７…排水ポンプ １８…ホースボックス １９…パワーシリンダ ２０…駆動ローラＡ ２１…駆動ローラＢ ２２…ガイドローラ ２３…テーパ部 ２４…汚濁水 ２５…フィルターボックス ２６…排水ポンプ ２７…フィルタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サンドポンプによって海底の海砂を採取す
   る作業船において、ポンプアップした海砂と海水は船倉
   ２内で比重分離し、分離された海水を海中に排水する排
   水装置が、以下のＡないしＣの構成を備えたことを特徴
   とする強制排水装置付き海砂採取作業船。 Ａ、排水室５の海水を吸入して立ち上がり管１３に圧入
   する排水ポンプ１７を備える。 Ｂ、立ち上がり管１３に連通して長尺の可撓性排水ホー
   ス８を備える。 Ｃ、上記排水ホース８を船外下方に向けて繰り出し、ま
   た船内に繰り込むホースの供給装置９を備える。
2. 【請求項２】前記供給装置９がホースリール１０で、ホ
   ースリールに巻き付け収納した排水ホース８をホースリ
   ール駆動手段により船外に繰り出し、また船内に繰り込
   むように構成されたことを特徴とする前記第１項記載の
   強制排水装置付き海砂採取作業船。
3. 【請求項３】前記供給装置９が、ホースボックス１８と
   一対の駆動ローラよりなり、駆動ローラに排水ホースを
   挟着して駆動ローラを駆動し、排水ホース８を船外に繰
   り出し、また船内に繰り込むように構成されたことを特
   徴とする前記第１項記載の強制排水装置付き海砂採取作
   業船。