JP2013043148A - 分級装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品を共通化してコスト低減するとともに、保管や搬送に必要なスペースを小さくし、メンテナンスの際の取り扱い性を向上させた浚渫土等を処理する際に使用する分級装置を提供する。
【解決手段】上下に間隔をあけてスクリーン５ａ、５ｂが二段に設置されて前後方向に加振される振動ふるい３を備えたふるいユニット２と、遠心分離機１２を有する砂分分級ユニット１１と、遠心分離機１４を有するシルト分分級ユニット１３とを有し、砂分分級ユニット１１とシルト分分級ユニット１３の一方を選択的にふるいユニット２の上部に装着して、ふるいユニット２の上部に装着した一方のユニット１１の遠心分離機１２の流入口１２ａに、ふるいユニット２の下に設置された貯留槽６の中に配置された砂分分級用ポンプ７からの供給ライン７ａを接続する構成にした。
【選択図】図２

Description

本発明は、分級装置に関し、さらに詳しくは、部品を共通化してコスト低減するとともに、保管や搬送に必要なスペースを小さくでき、メンテナンスの際の取り扱い性を向上させることができる浚渫土等を処理する際に使用する分級装置に関するものである。

海底や河川、湖沼の水底を浚渫した際に、浚渫土を減容するための処理方法が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の発明では、浚渫土を振動ふるい及びサイクロンからなる土砂分離装置で脱水分級処理し、次いで、土砂分離装置のサイクロンオーバー分を排水原水槽にいったん貯留した後、遠心分離機であるスクリューデカンタで分級処理する。次いで、スクリューデカンタによる分級処理でオーバーフローした分を濃縮槽で沈降分離し、次いで、沈降分離で沈降した濃縮槽内の濃縮泥をスラリー槽にいったん貯留した後、脱水機であるフィルタープレスで脱水処理するようにしている。

このように浚渫土を処理する場合には、例えば、砂分の分級工程、シルト分の分級工程など複数の処理工程がある。そして、各処理工程においてそれぞれの処理工程に応じた仕様の異なる分級装置が必要であった。それ故、工程数に応じた数の分級装置が必要となり、装置の製造コストが増大するとともに、搬送や保管には相応の広いスペースが必要であった。また、分級装置が故障した場合などメンテナンスをする際には、メンテナンスが完了するまで分級装置として使用できなくなるという問題があった。

特開２００１−２１２６００号公報

本発明の目的は、部品を共通化してコスト低減するとともに、保管や搬送に必要なスペースを小さくでき、メンテナンスの際の取り扱い性を向上させることができる浚渫土等を処理する際に使用する分級装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の分級装置は、上下に間隔をあけてスクリーンが二段に設置されて前後方向に加振される振動ふるいを備えたふるいユニットと、遠心分離機を有する砂分分級ユニットと、遠心分離機を有するシルト分分級ユニットとを有し、前記ふるいユニットが貯留槽の上に設置される分級装置であって、前記砂分分級ユニットとシルト分分級ユニットの一方が選択的に前記ふるいユニットの上部に装着され、選択されてふるいユニットの上部に装着されたユニットの遠心分離機の流入口に、前記貯留槽の貯留物を供給するポンプの供給ラインが接続される構成にしたことを特徴とする。

ここで、前記ふるいユニットに、その振動ふるいの上方となる位置にホッパを設け、前記選択されてふるいユニットの上部に装着されたユニットの遠心分離機の排出口が、ホッパの上方に配置される構成にすることもできる。前記ホッパの下端開口が、その下方に位置する振動ふるいの前後方向で後側に偏るように配置される構成にすることもできる。前記ふるいユニット１基に対して、１基の砂分分級ユニット、２基のシルト分分級ユニットを備えた構成にすることもできる。

本発明によれば、上下に間隔をあけてスクリーンが二段に設置されて前後方向に加振される振動ふるいを備えたふるいユニットに対して、その上部に前記砂分分級ユニットとシルト分分級ユニットの一方が選択的に装着される構成にして、１基のふるいユニットを、砂分分級ユニットとシルト分分級ユニットの２つのユニットで共用できる構成にしたので、砂分分級工程とシルト分分級工程の各工程専用の分級装置を用いる場合に比して、コスト低減することができるとともに、保管や搬送に必要なスペースを小さくすることが可能になる。

また、砂分を分級する機構、シルト分を分級する機構をそれぞれ、砂分分級ユニット、シルト分分級ユニットとしてユニット化したので、故障した場合などはユニットごと交換すれば、直ぐに分級装置として使用することができる。故障したユニットは、分級装置から取外した別の場所で、分級装置の稼動を停止させることなくメンテナンスすることができる。それ故、メンテナンスの際の取り扱い性が向上する。

本発明の分級装置を使用する浚渫土の処理システムを例示する説明図である。 砂分分級ユニットを装着した本発明の分級装置を例示する側面図である。 図１の分級装置の平面図である。 シルト分分級ユニットを装着した本発明の分級装置を例示する側面図である。 図１の分級装置の平面図である。

以下、本発明の分級装置を実施形態に基づいて説明する。

本発明の分級装置は例えば図１に示すような、浚渫土Ｓから礫分Ａを主体とした成分を除去する第一処理工程Ｔ１、第一処理工程Ｔ１を経た処理土Ｓ１から砂分Ｂを主体とした成分（例えば、残存する礫分Ａ１および砂分Ｂ）を除去する第二処理工程Ｔ２、第二処理工程Ｔ２を経た処理土Ｓ２からシルト分Ｃを主体とした成分を除去する第三処理工程Ｔ３、第三処理工程Ｔ３を経た処理土Ｓ３を土質分Ｄと水Ｗとを分離させる第四処理工程Ｔ４とを有する浚渫土の処理システムの一部に用いられる。具体的には、この処理システムでは、第二処理工程Ｔ２と第三処理工程Ｔ３の少なくとも一方の工程に使用される。

図２、図３に例示するように本発明の分級装置１は、ふるいユニット２と、その上部に装着される砂分分級ユニット１１とを備えている。分級装置１は、砂分分級ユニット１１の他に、後述するように砂分分級ユニット１１と交換してふるいユニット２の上部に装着されるシルト分分級ユニット１３を有している。即ち、共通のふるいユニット２に対して、選択的に代替して装着される砂分分級ユニット１１とシルト分分級ユニット１３を有している。分級装置１は、貯留槽６の上に設置される。

ふるいユニット２は、前後方向に振動される振動ふるい３を備えている。振動ふるい３は、砂分分級ユニット１１を構成する遠心分離機１２の下方に配置されて、上下に間隔をあけて二段に設置される上側スクリーン５ａおよび下側スクリーン５ｂと、これらスクリーン５ａ、５ｂを加振させるインバータモータ４とを有している。上側スクリーン５ａおよび下側スクリーン５ｂは、所定の目開きを有していて、水平に対して所定の傾斜角度Ａｇで設置されている。傾斜角度Ａｇは例えば、−５°〜+５°の範囲に設定される。上側スクリーン５ａと下側スクリーン５ｂの傾斜角度Ａｇをそれぞれ異なる角度にすることも、同じ角度にすることもできる。

上側スクリーン５ａと下側スクリーン５ｂは、所望の目開きのものに交換可能になっていて、分級する対象に応じて適切な目開きのスクリーンが設置される。ふるいユニット２の上部に砂分分級ユニット１１が装着される場合は、上側スクリーン５ａの目開きは、例えば、０．５０ｍｍ〜０．７１ｍｍ程度であり、砂分Ｂが通過できない構造になっている。砂分Ｂは、直径相当で例えば０．０７５ｍｍ以上２ｍｍ未満程度の大きさである。

下側スクリーン５ｂの目開きは、例えば、５ｍｍ程度であり、残存する礫分Ａ１（中礫、小礫）が通過できない大きさになっている。礫分Ａは、直径相当で例えば５ｍｍ以上２５ｍｍ未満程度の大きさである。

平坦なスクリーン５ａ、５ｂは、インバータモータ４によって前後方向に往復加振される。その加振周波数は、例えば３０Ｈｚ〜６０Ｈｚ程度である。

また、ふるいユニット２には、振動ふるい３の上方位置に２つのホッパ９ａ、９ｂが設けられている。一方のホッパ９ａの上方には第１処理工程Ｔ１から延びるラインＬ１の先端が位置している。他方のホッパ９ｂの上方には、ふるいユニット２の上部に装着された砂分分級ユニット１１の遠心分離機１２の排出口１２ｂが配置される構成になっている。

上側スクリーン５ａは、下側スクリーン５ｂに対して前後にずらして配置されていて、上面視では、下側スクリーン５ｂは上側スクリーン５ａに遮断されずに直視できる配置になっている。そして、上側スクリーン５ａに遮断されない位置の下側スクリーン５ｂの上方に、一方のホッパ９ａが配置されている。上側のスクリーン５ａの上方には他方のホッパ９ｂが配置されている。

砂分分級ユニット１１は、砂分Ｂを分級する機構であり、この実施形態では１基の砂分分級ユニット１１に、３つの遠心分離機１２が設けられている。１基の砂分分級ユニット１１に設けられる遠心分離機１２の数は適宜設定される。それぞれの遠心分離機１２は、チャンバーによって接続されて一体化されている。

この実施形態では、ホッパ９ｂの下端開口が、下方に位置する振動ふるい３の前後方向で後側に偏るように配置されている。この構成により、上側スクリーン５ａおよび下側スクリーン５ｂの広範囲を有効に使用できるようになっている。

貯留槽６の中には攪拌機１０が設置されている。また、貯留槽６の貯留物（泥水）を供給する砂分分級用ポンプ７、シルト分分級用ポンプ８が取り付けられている。それぞれのポンプ７、８には供給ライン７ａ、８ａが接続される。この供給ライン７ａ、８ａがふるいユニット２の上部に装着された分級ユニット１１、１３を構成する遠心分離機１２、１４の流入口１２ａ、１４ａに接続されるように構成されている。図２、図３では、砂分分級用ポンプ７から延びる供給ライン７ａが砂分分級ユニット１１の遠心分離機１２の流入口１２ａにチャンバーを介して接続されている。遠心分離機１２の送出口１２ｃには、第三処理工程Ｔ３に向かって延びるラインＬ２が接続されている。

図４、図５は、ふるいユニット２の上部に、砂分分級ユニット１１に代替してシルト分分級ユニット１３を装着したものである。この実施形態では、それぞれのホッパ９ａ、９ｂの上方に、シルト分分級ユニット１３が１基ずつ配置されている。

シルト分分級ユニット１３は、シルト分Ｃを分級する機構であり、この実施形態では、１基のシルト分分級ユニット１３に、８つの遠心分離機１４が設けられている。１基のシルト分分級ユニット１３に設けられる遠心分離機１４の数は適宜設定される。１基のシルト分分級ユニット１３に設けられているそれぞれの遠心分離機１４はチャンバーによって接続されて一体化されている。

それぞれのシルト分分級ユニット１３に対して、その遠心分離機１４の流入口１４ａには、別々のシルト分分級用ポンプ８から延びる供給ライン８ａがチャンバーを介して接続されている。排出口１４ｂは、それぞれホッパ９ａ、９ｂの上方に位置している。

遠心分離機１４の送出口１４ｃには、第四処理工程Ｔ４に向かって延びるラインＬ３が接続されている。

スクリーン５ｃ、５ｄの目開きは、基本的に互いに同じ設定にして、例えば、０．０９０ｍｍ〜０．１０６ｍｍ程度として、シルト分Ｃの一部が通過できない構造になっている。シルト分Ｃは、直径相当で例えば０．０３０ｍｍ以上０．０７５ｍｍ未満程度の大きさである。

以下、この処理システムを用いた浚渫土の処理方法を説明する。

海底等から浚渫された浚渫土Ｓは、第一処理工程Ｔ１において粗礫Ａが除去され、その除去処理された処理土Ｓ１がスラリー状態で送泥ポンプによってラインＬ１を通じて第二処理工程Ｔ２に送られる。

第二処理工程Ｔ２に送られた処理土Ｓ１は、振動ふるい３によって分級される。処理土Ｓ１は、まず、一方のホッパ９ａを通じて加振されている下側スクリーン５ｂの上に載置されて、下側スクリーン５ｂの目を通過できない残存する礫分Ａ１は、排出コンテナの中に排出、除去される。下側スクリーン５ｂの目を通過した成分は貯留槽６に貯留される。

貯留槽６に貯留された成分は、砂分分級用ポンプ７によって供給ライン７ａを通じて砂分分級ユニット１１の遠心分離機１２の流入口１２ａに送られる。遠心分離機１２に送られた成分はサイクロン遠心分離によって分級される。ここでは、粒子の大きな成分が排出口１２ｂから排出されて振動ふるい３によって分級される。

排出口１２ｂから排出された成分は加振されている上側スクリーン５ａの上に載置される。そして、上側スクリーン５ａの目を通過できない砂分Ｂおよび礫分Ａ１（残留している中礫分や小礫分）は、排出コンテナの中に排出、除去される。上側スクリーン５ａの目を通過した成分は、下側スクリーン５ｂの目を通過して貯留槽６に貯留される。

貯留槽６に貯留された成分は砂分分級用ポンプ７によって再度、砂分分級ユニット１１に送られる。即ち、第二処理工程Ｔ２では、ふるいユニット２および砂分分級ユニット１１による分級が繰り返し実施される。

遠心分離機１２によって遠心分離された粒子の小さな成分（例えば、粒子が７５μｍｍ未満）は、処理土Ｓ２として、送出口１２ｃからラインＬ２を通じて第三処理工程Ｔ３に送られる。第二処理工程Ｔ２において、処理土Ｓ１を最初に下側スクリーン５ｂによって分級するのは、礫分Ａ１などの粒子が大きな成分が存在するとサイクロン式の遠心分離機１２が十分に機能しないためである。

第三処理工程Ｔ３に送られた処理土Ｓ２は、図４に例示するように貯留槽６に貯留される。その後、シルト分分級用ポンプ８によって供給ライン８ａを通じてシルト分分級ユニット１３の遠心分離機１４の流入口１４ａに送られる。遠心分離機１４に送られた成分はサイクロン遠心分離によって分級される。ここでは、粒子の大きな成分が排出口１４ｂから排出されて振動ふるい３によって分級される。

それぞれのシルト分分級ユニット１３の遠心分離機１４の排出口１４ｂから排出された成分は、それぞれのホッパ９ａ、９ｂを通じて、スクリーン５ｃ、５ｄの上に載置される。即ち、一方のシルト分分級ユニット１３から排出された成分は、一方のホッパ９ａを通じて下側のスクリーン５ｄの上に載置され、他方のシルト分分級ユニット１３から排出された成分は、他方のホッパ９ｂを通じて上側のスクリーン５ｃの上に載置される。

そして、加振されているスクリーン５ｃ、５ｄの目を通過できないシルト分Ｃは、排出コンテナの中に排出、除去される。スクリーン５ｃ、５ｄの目を通過した成分は貯留槽６に貯留される。

貯留槽６に貯留された成分はシルト分分級用ポンプ８によって再度、シルト分分級ユニット１３の遠心分離機１４に送られる。即ち、第三処理工程Ｔ３では、ふるいユニット２およびシルト分分級ユニット１３による分級が繰り返し実施される。

遠心分離機１４によって遠心分離された粒子の小さな成分（例えば、粒子が３０μｍｍ未満）は、処理土Ｓ３として、送出口１４ｃからラインＬ３を通じて第四処理工程Ｔ４に送られる。

第四処理工程Ｔ４に送られた処理土Ｓ３には、所定量の無機凝集剤Ｈ１、高分子凝集剤Ｈ２が供給、混合される。これにより土質分Ｄが凝集して水Ｗが分離する。

この実施形態では、第二処理工程Ｔ２および第三処理工程Ｔ３に、本発明の分級装置１を使用したが、いずれか一方の処理工程に分級装置１を用いることもできる。また、上記のような４つの処理工程を有する処理システムだけでなく、その他に、単純に、対象土から砂分Ｂを主体とする成分を除去する場合、或いは、対象土からシルト分Ｃを主体とする成分を除去する場合に使用することもできる。

単独の工程として、対象土から砂分Ｂを除去する場合は、ふるいユニット２の上部に砂分分級ユニット１１を装着して分級装置１を構成する。そして、この分級装置１を用いて砂分Ｂを分級する。単独の工程としてｄ、対象土からシルト分Ｃを除去する場合は、ふるいユニット２の上部にシルト分分級ユニット１３を装着して分級装置１を構成する。そして、この分級装置１を用いてシルト分Ｃを分級する。

本発明では上記したように、１基のふるいユニット２を、砂分分級ユニット１１とシルト分分級ユニット１３の２つのユニット１１、１３で共用する構成にして、ふるいユニット２を１種類にすることができる。そのため、砂分分級工程とシルト分分級工程の各工程専用の分級装置を用いる場合に比して、分級装置１の製造コスト低減することができる。また、各ユニット２、１１、１３に分離して保管、搬送することができるので、分級装置１の保管や搬送に必要なスペースを小さくすることが可能になる。

また、砂分Ｂを分級する機構を砂分分級ユニット１１とし、シルト分Ｃを分級する機構をシルト分分級ユニット１３としてユニット化したので、故障した場合などは、ユニットごと交換すれば、直ぐに分級装置１として使用することができる。従来の分級装置では、故障箇所の修理が完了しなければ、分級装置を稼働することができないため、待機時間（ロス時間）が長くなり、作業効率を低下させる要因になっていたが、本発明ではこのような問題が改善される。

故障したユニットは、分級装置１から取外した別の場所で、分級装置１の稼動を停止させることなく、確実にメンテナンスすることができる。それ故、メンテナンスの際の取り扱い性が向上する。

この実施形態のように、砂分分級工程をシルト分分級工程の２つの工程で分級装置１を使用する場合は、両工程での処理効率を考慮して、例えば、１基のふるいユニット２に装着される砂分分級ユニット１１の数を１基、シルト分分級ユニット１３の数を２基にする。

１ 分級装置
２ ふるいユニット
３ 振動ふるい
４ インバータモータ
５ａ 上側スクリーン
５ｂ 下側スクリーン
６ 貯留槽
７ 砂分分級用ポンプ
７ａ 供給ライン
８ シルト分分級用ポンプ
８ａ 供給ライン
９ａ、９ｂ ホッパ
１０ 撹拌機
１１ 砂分分級ユニット
１２ 遠心分離機
１２ａ 流入口
１２ｂ 排出口
１２ｃ 送出口
１３ シルト分分級ユニット
１４ 遠心分離機
１４ａ 流入口
１４ｂ 排出口
１４ｃ 送出口

Claims (4)

1. 上下に間隔をあけてスクリーンが二段に設置されて前後方向に加振される振動ふるいを備えたふるいユニットと、遠心分離機を有する砂分分級ユニットと、遠心分離機を有するシルト分分級ユニットとを有し、前記ふるいユニットが貯留槽の上に設置される分級装置であって、
   前記砂分分級ユニットとシルト分分級ユニットの一方が選択的に前記ふるいユニットの上部に装着され、選択されてふるいユニットの上部に装着されたユニットの遠心分離機の流入口に、前記貯留槽の貯留物を供給するポンプの供給ラインが接続される構成にしたことを特徴とする分級装置。
2. 前記ふるいユニットに、その振動ふるいの上方となる位置にホッパを設け、前記選択されてふるいユニットの上部に装着されたユニットの遠心分離機の排出口が、ホッパの上方に配置される構成にした請求項１に記載の分級装置。
3. 前記ホッパの下端開口が、その下方に位置する振動ふるいの前後方向で後側に偏るように配置される構成にした請求項１または２に記載の分級装置。
4. 前記ふるいユニット１基に対して、１基の砂分分級ユニット、２基のシルト分分級ユニットを備えた構成にした請求項１〜３のいずれかに記載の分級装置。

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