JP2006097343A - 浚渫搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 軟らかい堆砂から圧密された固い堆砂まで、効率良くかつ高い混砂比率で浚渫でき、回収した堆砂を離れた処理場まで直接搬送することができ、動力源が少なく、構造がシンプルで信頼性が高く、巨礫・流木も処理できる浚渫搬送装置を提供する。
【解決手段】 多関節アーム１０ｃ，１０ｄとその先端に取り付けられたバケット１１とを有し、台船９上に移動可能に載置されたバックフォー１０と、多関節アームの先端アームに取り付けられた排砂ポンプ１２と、排砂ポンプの吸引口とバケットに設けた吸入口とを連通する可撓性の吸引パイプ１４と、排砂ポンプの吐出口と離れた処理場とを連通する可撓性の搬送パイプ１６とを備える。排砂ポンプ１２は、エジェクタポンプであり、エジェクタポンプに噴射する高圧水１を供給する高圧水供給装置１８を台船上に備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ダム湖等の堆砂を浚渫し処理場まで搬送する浚渫搬送装置に関する。

ダム湖、港湾、河川など（以下、「ダム湖等」という）において、湖底に沈殿した堆砂の浚渫には、従来から主に、サンドポンプ又はバックホーが用いられている。

サンドポンプは、ポンプ吸入部にカッターファンと呼ぶ撹乱羽根を装備した水中ポンプであり、カッターファンを回転させ、湖底に沈殿した堆砂をカッターファンで撹乱浮遊させ、ポンプで水流とともに堆砂を吸い込み、フレキシブルパイプで所定の場所まで搬送するものである。
かかるサンドポンプは、撹乱羽根が湖底から離れた位置で回転し、発生した旋回流により堆砂を巻き上げて吸引するため吸引水に占める堆砂の混砂比率が低く、例えば１０〜１５％程度に過ぎない問題があった。
また堆砂が圧密されているときはカッターファンの代わりに掘削刃を用いるがこの場合でも掘削が困難であり、かつ混砂比率が低かった。

一方、バックホーは、多関節アームの先端にバケットを備えた土木建設機械であり、圧密された固い堆砂をバケットで切り崩しながら浚渫することができる。しかし、バックホーによる浚渫では、台船上等に堆砂を回収するため、多関節アームの昇降・旋回を繰返す必要があり、能率が悪い問題があった。また、台船上等に回収した堆砂は、土運船等の別の排送装置を用いて離れた処理場まで排送する必要があった。
さらに、湖底に沈殿した比較的軟らかい堆砂を対象とする場合には、バックホーによる浚渫では、堆砂の混砂比率が低すぎる問題があった。

そこで、堆砂の混砂比率を高めることを目的とした種々の浚渫装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３）。

特許文献１の「高濃度浚渫装置」は、ヘドロ等の水中に堆積している軟泥を汚濁の発生が少なくかつ高濃度で浚渫することを目的とし、図５に示すように、サンドポンプ５１、サンドポンプの吸入パイプ５２に連結され上部が開口している円筒パイプ５３、円板５４間に掻き上げ羽根５５を取り付けたロータ５６、ロータを回転駆動する油圧モータ５７、円筒パイプ５３の上半分を覆うフード５８、フード内に圧縮空気を供給する供給パイプ５９、等を備えたものである。

特許文献２の「浚渫装置」は、多量の水を要することなく固めの泥土や水深が浅い湖沼や水面上の泥土を効率良く吸引除去することを目的とし、図６に示すように、台船上に門形に立設された支柱６２と、支柱の基部に軸支された傾動可能なコ字形アーム６４と、アームの先端に回転可能に軸支された撹拌翼６１を有する回転軸６３と、回転軸を回転駆動する駆動機構と、支柱に昇降可能に吊下されアーム６４で囲われた内側に投入される水中サンドポンプ６６とを備えたものである。

特許文献３の「浚渫排送装置」は、水底に堆積した軟泥を高濃度で能率よく浚渫排送することを目的とし、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、浚渫船７０上に設備された浚渫装置８０と、浚渫装置を昇降旋回させる昇降旋回装置７２と、浚渫物を空気輸送する排送装置９０とを備え、浚渫装置８０は、バケット８１、バースクリーン８２、掘削ロータ８３、スクリューコンベア８４、等からなり、排送装置９０は、加圧ポンプ９１、エジェクタ９２、等からなり、さらにバケット内に高圧ジェット水を噴射する注水管（図示せず）を備えるものである。

特開平５−５１９４１号公報、「高濃度浚渫装置」 特開平７−３８３７号公報、「浚渫装置」 特開平９−２６４０３６号公報、「浚渫排送装置」

上述したように、従来のサンドポンプは、堆砂の混砂比率が低く、かつ堆砂が圧密されているときは堆砂の掘削（切崩し）が困難であった。また従来のバックホーによる浚渫は、多関節アームの昇降・旋回を繰返す必要があるため能率が悪く、回収した堆砂を別の排送装置で処理場まで搬送する必要があり、かつ軟らかい堆砂を対象とする場合、堆砂の混砂比率が低すぎる問題があった。

また、特許文献１の装置は、電力、油圧、圧縮空気を水中深く供給する必要があり、かつ構造が複雑なため、信頼性が低い問題があった。
また、特許文献２の装置は、水中サンドポンプ６で堆砂を吸い上げるため、従来のサンドポンプと同様に、堆砂の混砂比率が低い問題があった。
さらに、特許文献３の装置は、バケットの内部にバースクリーン、掘削ロータ等を内蔵しているため、通常のバックホーとして使用できない問題があった。すなわちバケット内の実効容積が小さく、かつバースクリーンの間隙が狭いので、堆砂の回収はポンプに限定され、より大きい流木や砕石を、バケットで直接回収できない問題があった。

本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、軟らかい堆砂から圧密された固い堆砂まで、効率良くかつ高い混砂比率で浚渫でき、回収した堆砂を離れた処理場まで直接搬送することができ、動力源が少なく、構造がシンプルで信頼性が高く、巨礫・流木も処理できる浚渫搬送装置を提供することにある。

本発明によれば、沈殿した堆砂を浚渫して処理場まで搬送する浚渫搬送装置において、堆砂を掘削するバケットと、該バケット内の堆砂を排出する排砂ポンプとを備えたことを特徴とする浚渫搬送装置が提供される。

また本発明によれば、多関節アームとその先端に取り付けられたバケットとを有し、台船上に移動可能に載置されたバックホーと、
前記多関節アームの先端アームに取り付けられた排砂ポンプと、
排砂ポンプの吸引口とバケットに設けた吸入口とを連通する可撓性の吸引パイプと、
排砂ポンプの吐出口と離れた処理場とを連通する可撓性の搬送パイプと、を備えたことを特徴とする浚渫搬送装置が提供される。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記排砂ポンプは、エジェクタポンプであり、
さらに該エジェクタポンプに噴射する高圧水を供給する高圧水供給装置を台船上に備える。

上記本発明の構成によれば、排砂ポンプの吸引口とバケットに設けた吸入口とを連通する可撓性の吸引パイプを備えたので、軟らかい堆砂ばかりでなく、堆砂が圧密により硬い場合や、巨礫・流木が堆積しているような湖底でも、バケットで掘削して取り込んだ堆砂を排砂ポンプで吸引することにより高い混砂率で排砂が行われる。
また排砂ポンプの吐出口と離れた処理場とを連通する可撓性の搬送パイプを備えたので、バケットを水上まで持ち上げなくても連続的な排砂がポンプによりでき、非常に効率の良い排砂が実現できる。
さらに、水中に埋没するのは、動力源としては排砂ポンプのみであり、構造がシンプルで信頼性が高い。
また、排砂ポンプで吸引できないような、巨礫・流木であっても、バケットを昇降させて直接回収することができる。

特に、排砂ポンプがエジェクタポンプであり、高圧水供給装置を台船上に備えることにより、排砂ポンプを高圧水の噴射のみで駆動することができ、構造がシンプルで信頼性を高めることができ、かつ混砂率を約５０％前後まで高めることができる。

以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図１は、本発明の浚渫搬送装置の第１実施形態図であり、図２は、図１の部分拡大図である。

図１及び図２に示すように、本発明の浚渫搬送装置は、バックホー１０、排砂ポンプ１２、吸引パイプ１４、搬送パイプ１６、及び高圧水供給装置１８を備える。

バックホー１０は、走行機構（クローラ等）１０ａ上で旋回する旋回台１０ｂ、旋回台１０ｂに軸支された多関節アーム１０ｃ，１０ｄ、その先端に取り付けられたバケット１１を有し、図示しないアクチュエータ（油圧シリンダ等）で、走行機構上で旋回し、各関節を中心に揺動し、バケット１１を自由に昇降・旋回できるようになっている。またこのバックホー１０は、台船９上に走行機構で移動可能に載置されている。
なお、バックホー１０は、多関節アームの先端にバケットを備えた周知の土木建設機械を一部改造して用いてもよく、或いは、本発明の構成を満たすかぎりで、新規に設計・製造してもよい。

排砂ポンプ１２は、多関節アーム１０ｃ，１０ｄの先端アーム１０ｄに取り付けられ、先端アーム１０ｄと共に昇降・旋回する。なお、排砂ポンプ１２の取付位置は、この例に限定されず、別のアームまたはバケットに取り付けてもよい。
この例において、排砂ポンプ１２は、エジェクタポンプであり、高圧水１を噴射口１２ａから内部に噴射することにより、内部に発生する負圧により吸引口１２ｂから堆砂２を水とともに吸引し、吐出口１２ｃから吐出するようになっている。
なおエジェクタポンプは、図示しない空気吸入ラインを有し、後述する搬送パイプ１６に空気を含むプラグ流を形成するのが好ましい。この構成により、混砂率を約５０％前後まで高めることができることが実験により確認されている。

吸引パイプ１４は、排砂ポンプの吸引口１２ｂとバケット１１に設けた吸入口１１ａとを連通する可撓性のフレキシブルパイプである。吸入口１１ａは、この例では、バケット１１の図で頂部に設けられバケット内に集められた排砂２を周囲の水とともに吸引パイプ１４へ導くようになっている。
なお、必要に応じて、排砂ポンプが処理できない大きさの異物を吸引しないようにスクリーン等を内部に備えるのがよい。

搬送パイプ１６は、 排砂ポンプの吐出口１２ｃと離れた処理場とを連通する可撓性のフレキシブルパイプである。この搬送パイプ１６は、多関節アーム１０ｃ，１０ｄの作動を阻害しないように、これらに沿って台車上まで案内され、そのまま岸壁等に設けられた離れた処理場までつながっている。

高圧水供給装置１８は、台船上、好ましくは旋回台１０ｂに設けられ、高圧水用のフレキシブルパイプ１８ａを介して、エジェクタポンプ１２に高圧水を供給するようになっている。

図３は、本発明の浚渫搬送装置の第２実施形態図であり、図４は、図３の部分拡大図である。
この例において、バケット１１の吸入口１１ａは、バケット１１の側面に設けられバケット内に集められた堆砂２を周囲の水とともに吸引パイプ１４へ導くようになっている。その他の構成は第１実施形態図と同様である。

上述した本発明の構成によれば、排砂ポンプ１２の吸引口１２ｂとバケット１１に設けた吸入口１１ａとを連通する可撓性の吸引パイプ１４を備えたので、軟らかい堆砂ばかりでなく、堆砂が圧密により硬い場合や、巨礫・流木が堆積しているような湖底でも、バケット１１で掘削して取り込んだ堆砂２を排砂ポンプ１２で吸引することにより高い混砂率で排砂が行われる。
また排砂ポンプ１２の吐出口１２ｃと離れた処理場とを連通する可撓性の搬送パイプ１６を備えたので、いちいちバケット１１を持ち上げなくても連続的な排砂がポンプによりなされるので非常に効率の良い排砂が実現できる。
さらに、水中に埋没するのは、動力源としては排砂ポンプのみであり、構造がシンプルで信頼性が高い。
また、排砂ポンプで吸引できないような、巨礫・流木であっても、バケットを昇降させて直接回収することができる。

特に、排砂ポンプがエジェクタポンプであり、高圧水供給装置を台船上に備えることにより、排砂ポンプを高圧水の噴射のみで駆動することができ、構造がシンプルで信頼性を高めることができ、かつ混砂率を約５０％前後、場合によっては１００％近くまで高めることができる。

すなわち、本発明は、排砂ポンプの吸引パイプをバケットに取付けて、バケットで掘り起こした土砂を吸引することにより混砂率の高い水を吸引できるようにしたものである。
これにより湖底の堆砂状況がポンプによる吸引が困難な場合でも、バケット装置により強制的に掘り起こしポンプで容易に吸引できる状態を作り出して浚渫することができる。

なお、本発明は上述した実施例及び実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。例えば、バッケット内にジェット水を噴射させて利便性を向上させる等をしてもよい。

本発明の浚渫搬送装置の第１実施形態図である。 図１の部分拡大図である。 本発明の浚渫搬送装置の第２実施形態図である。 図３の部分拡大図である。 特許文献１の「高濃度浚渫装置」の構成図である。 特許文献２の「浚渫装置」の構成図である。 特許文献３の「浚渫排送装置」の構成図である。

符号の説明

１ 高圧水、２ 堆砂、９ 台船、
１０ バックホー、１０ａ 走行機構（クローラ等）、
１０ｂ 旋回台、１０ｃ，１０ｄ 多関節アーム、
１１ バケット、１１ａ 吸入口、
１２ 排砂ポンプ（エジェクタポンプ）、
１２ａ 噴射口、１２ｂ 吸引口、１２ｃ 吐出口、
１４ 吸引パイプ、１６ 搬送パイプ、
１８ 高圧水供給装置、１８ａ フレキシブルパイプ

Claims (3)

1. 沈殿した堆砂を浚渫して処理場まで搬送する浚渫搬送装置において、堆砂を掘削するバケットと、該バケット内の堆砂を排出する排砂ポンプとを備えたことを特徴とする浚渫搬送装置。
2. 多関節アームとその先端に取り付けられたバケットとを有し、台船上に移動可能に載置されたバックホーと、
   前記多関節アームの先端アームに取り付けられた排砂ポンプと、
   排砂ポンプの吸引口とバケットに設けた吸入口とを連通する可撓性の吸引パイプと、
   排砂ポンプの吐出口と離れた処理場とを連通する可撓性の搬送パイプと、を備えたことを特徴とする浚渫搬送装置。
3. 前記排砂ポンプは、エジェクタポンプであり、
   さらに該エジェクタポンプに噴射する高圧水を供給する高圧水供給装置を台船上に備える、ことを特徴とする請求項２に記載の浚渫搬送装置。
   

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