JP2013151845A - 浚渫ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】河川、海岸の流砂、汚泥等の浚渫を行うにおいて高濃度の浚渫物の吸引を効率よく執り行うことが出来、且つ該浚渫物を直接遠方に移送せしめることが出来る高推力の浚渫ポンプを提供するとともに、移送時における管壁の摩擦抵抗を低減することが出来る浚渫ポンプを提供する。
【解決手段】高圧水を用いて真空発生室の圧力を減じ真空に近い圧力環境を発生せしめ、該真空発生室に真空状態が生じて堆積している浚渫物を浚渫するにおいて、推進方向に発生する背圧力に抗して大きな推力を保持するため、真空発生室を高圧噴射ジェット水が下部に逆流しないよう密閉に構成し、推力を高く保持せしめるとともに、該真空発生室に外部より空気を導入せしめて、移送物の中で該空気が潤滑剤としての効果を発揮し流路の移送抵抗を減少せしめるよう構成する。
【選択図】図２

Description

発明の詳細な説明

本発明は各種浚渫における浚渫ポンプ装置に関する物である。

従来の浚渫は一例として図５に示す海岸部に堆積した砂の堆砂部６０の堆砂を、侵食部５２に浚渫し移送する浚渫概要図によれば、堆砂部６０の砂を浚渫ポンプ３１によって吸引し、吸引パイプ３２を介して支柱５０により固定された桟橋５１上に設けられた樋４５に放出し、該樋４５を傾斜して設置しこの傾斜を利用してスラリーピット４６に流し込み、一時溜滞せしめ圧送ポンプ４７によって所望する侵食部５２に再送する方式が主流であった。他の方法としてスラリーピット４６よりバケット等で掻き出して運搬車両にて搬送する方法等もあった。

従来のこれらの方法による浚渫手段は図４に示すごとくのエジェクター方式によるポンプ浚渫は以下のような問題点があった。従来のエジェクター方式ポンプ３１は吸引管３２の下端部に、下部がラッパ状に開口した吸引部３３を設け、その吸引部３３の下部に吸引口３４を設けて、此の近傍に別途高圧噴射管３７を前記吸引パイプ３２に並設し、該噴射管３７の下部をＵ字型に湾曲させてその先端部３８に出口に向けて細くなるように形成した高圧ジェット水噴射ノズルを設けている。

又吸引パイプ３２と並設した高圧水噴射管３７の反対側には吸引パイプ３２に同じく並設して高圧水供給管４１を設ける。該高圧水供給管４１の下部は複数のゼットノズル４２を設けた堆積物流動化装置として構成されている。

又吸引パイプ３２、高圧噴射管３７高圧水供給管４１はともに複数の連結材４０によって互いに固定されている。

一方高圧水噴射管３７、高圧水供給管４１はそれぞれ高圧水給水管４３によって高圧水圧送ポンプ４４に連結されている。又吸引パイプ３２の出口はスラリーピット４６に連通されている樋４５に向けて吸引した浚渫物が吐出出来るよう構成されている。

一方浚渫により吸引しスラリーピット４６に溜められた堆積砂は圧送ポンプ４７によって所望する侵食部５２に移送されるように構成されている。

しかし一例として取り上げる以上の構成による従来のエジェクター式浚渫ポンプ３１では、吸引部３３の下部に設けた吸引口３４と高圧ジェット水噴射ノズル３９により構成される吸引口入口３６近傍に、該吸引口３６の隙間より大きい異物が狭窄状況により挟まれた場合、次第に狭窄状況が助長され浚渫物の吸引状況が悪くなり浚渫作業に支障をきたす状況となる。

又高圧ジェット水噴射ノズル３９と、吸引パイプ３２の吸引部３３トのよって構成される吸引口３４近傍は下部に向けて開口しているため、吸引パイプ３２の流路管中において管と流路を流れる浚渫物との摩擦により生じる背圧力が大きくなると、高圧ジェット水噴射ノズル３９からの噴射圧力水のみでは背圧力に抗しきれなくなり、流れが止まりやがて吸引口３４より吸引していた浚渫物が逆流するという現象が発生し、吸引パイプ３４による遠距離の浚渫物の移送が出来なくなるということになるため、従来の浚渫ポンプによる方法では前記したごとく浚渫ポンプ３１の近くにスラリーピット４６を設け、該スラリーピット４６に浚渫ポンプ装置３１により吸引した堆積物を、流入させるための樋４５を設けていた。該スラリーピット４６で一旦取り集め再度所望する侵食部に圧送ポンプ４７によって送る方式をとっているため、この方式を実施するための手段として、樋４５やスラリーピット４６や圧送ポンプ４７が必要となっていたと共に、これらの機器や装置を設置する場所も確保する必要があった。

これらの問題は単に浚渫作業におけるスラリーピット４６や樋４５、圧送ポンプ４７の機器や装置を必要とするという問題のみならず浚渫箇所の移動に伴い再度それらの機器や装置等を移設しなければならないというもんだいも生じていた。子もため時間と費用を要していた。以上が従来の浚渫ポンプの問題点であった。

本発明の浚渫ポンプ装置は高圧水エジェクターを用いた浚渫ポンプ装置であるが、従来の浚渫ポンプと異なり浚渫時異物を狭窄部に挟みこむという現象が起こらないよう真空発生部の側面に吸引用の管を連結せしめ、吸引口より排砂管まで狭窄部分のない構造の浚渫ポンプ装置で且つ、堆積している浚渫物を吸引し遠方へ移送する場合に、移送用の管内壁と移送物とにより発生する摩擦抵抗による移送抵抗を少なくする機構を有し、且つ又従来の浚渫ポンプ装置に比してその移送する圧力を格段に高めた浚渫ポンプ装置を提供することによって、従来の浚渫ポンプの問題点である浚渫現場から所望する侵食部まで浚渫物を移送するにおける手段として、機器や装置を設けなければならなかったという問題点を解決するものである。

その手段として本発明の浚渫ポンプ装置は高圧水エジェクターにより発生する真空発生部の真空室を密閉に構成することによって、背圧力が大きくなっても高圧水エジェクターのジェットポンプによる吐出流体の逃げ道をなくすことによって、ジェットポンプの流体の吐出圧の圧力が背圧力に対して十分大きく保持できるとともに、流体と共に浚渫物を移送する管路内に空気を混入せしめて、空気と液体と浚渫物の混合物として移送することによって、管路内において空気が潤滑剤としての効果を得ることを知り得たため、この現象を用いて管路内の接触抵抗を極力低減し、より遠方へ浚渫物を移送せしめるようにしたものである。

本発明の高圧水エジェクターを用いた浚渫ポンプ装置において、閉鎖した真空発生室と該真空発生室に外部より空気を導入することが出来る空気導入管を設け、且つ真空室側面に浚渫用の吸引管を設けることによって、吐出圧力の高いポンプであって且つ管内を少ない接触抵抗で移送出来る手段を有するため、浚渫現場より所望する侵食現場まで一本の管路で移送できることが出来るものである。

さらに詳細に述べると高圧水エジェクターによって形成される吸引用の真空室を、図２に示すごとく噴射口９を設けた真空室８の底部を密閉することによって、排砂管３の管路の圧送方向に排砂管３と浚渫物との接触抵抗によって管路内に発生する背圧力に抗して、推力を増加せしめるように高圧水の反推進方向への逃げを防止し、背圧力に対して抗力を発揮して排砂管３内の推力を強めることが出来るため浚渫物をより遠方に移送することが出来る。

又真空発生室８に外部より空気を導入することによって該空気は浚渫物と共に排砂管３に流れ込み、流体と浚渫物と空気が混在して管路内を流れ移送される。この時空気が潤滑剤的な役目を果たし移送物と排砂管３の内面とによって生じる摩擦抵抗が減じられ、移送抵抗が少なくなりより長距離の移送が可能となる。該二つの条件によって移送圧力が高まるとともに、移送抵抗が減じられるため、浚渫ポンプ装置１に連結された排砂管３と所望する侵食部２０との間に樋やスラリーピットやピットからの圧送ポンプ等の機器や装置が不要となる。

樋やスラリーピットや圧送ポンプ等が不要となるため該手段の費用や時間、又設置場所などが不要となり時間や費用の削減となる。又圧送するための圧力が上がるため浚渫物の含砂率、又施工工事場所内容によっては含泥率が向上し、同じ浚渫物を浚渫移送する場合従来の方法に比して時間短縮が図れる。

以下本発明の浚渫ポンプ装置１の実施形態を図面に基ずいて説明する。図１は本発明の浚渫ポンプ装置１を用いて浚渫する場合の装置と、浚渫した浚渫物を所望する侵食部２０へ移送する間において使用される各機器の概要と、該機器の配置概要を表示した浚渫システムの系統図である。

図中１は浚渫ポンプ装置で、該浚渫ポンプ装置１にエジェクター用高圧ジェット水管５と堆積物液状化用高圧水供給管４トが流量調整バルブ１５と流量調整バルブ１６を介して高圧水圧送ポンプ１４と連結されている。

又浚渫ポンプ装置１の下部に位置する真空発生部７と直結する排砂管３は途中に排砂管３用の流量調整バルブ１７を介して侵食部２０まで施工されている。又真空発生部７には外部より空気を混入させるための空気導入管６が設けられている。以上が本発明の浚渫ポンプ１を用いてより構成される浚渫システムの系統図の概要である。

次に本発明の浚渫ポンプ装置１について説明する。

図２に示すように本発明の浚渫ポンプ装置１は、Ｕ字型に形成された先端部に噴射口９を有するエジェクター用高圧ジェット水供給管５を排砂管３の下部に設けた真空室８に連通し、該真空室８ニは外部より空気を取り入れるための空気導入管６を設け、噴射口９の近傍には下部に吸引部１１を有する吸引管１０を図示のごとく開口部を真空室８の側面に連通するように接合する。該真空室８は噴射口９より噴射される高圧ジェット水によって負圧となり真空に近くなることによって吸引力を発生させる。他方高圧ジェット水によって圧力が下がった真空室８には空気導入管６に導かれ空気が吸引され浚渫物と共に排砂管３に導かれ圧送される。

又吸引部１１の近傍には先端部を複数本に分岐した堆積物液状化用高圧水供給管４が配置され、該管４の下端部及び下端近傍の側面部には下部に向かって高圧水を噴射するための高圧水噴射ノズル１２と、斜めに向かって高圧水を噴射することが出来る高圧水噴射ノズル１３が設けられている。

これら複数個の堆積物流動化用高圧水供給管４は前記したごとく図３に示すように吸引部１１を取り巻くように等間隔に設けられている。以上が本発明の浚渫ポンプ装置１の構造である。

高圧水圧送用ポンプ１４により供給された高圧ジェット水は、エジェクター用高圧ジェット水供給管５を通じて真空発生室８内に噴射口９を通じて噴射され、此の過程の中において真空室８内は負圧となり真空に近ずく。この現象につれて吸引部１１より吸引管１０を通じて液状化された堆積物を吸引し浚渫作業を行う。同時に前記した堆積物液状化用高圧水供給管４の先端より高圧ジェット水が浚渫近傍に噴射され、堆積物を液状化することによって浚渫作業をより効率的に執り行うことが出来る。

本発明における浚渫ポンプ装置１は、その真空発生用の真空室底部が密閉されているため移送方向より背圧力が掛かっても高圧水の逃げ道がなく、より強い推力が得られることが特徴である。また吸引した浚渫物と流体は真空室８に外部より供給された空気と共に混合され移送物となる。これらの混合された移送物は従来の浚渫移送物に比して相当高濃度であっても、前記したごとく空気が潤滑剤の役目を果たし管路内における流れ抵抗を少なくすることが出来るため遥か遠方に移送することが出来る。

又排砂管３と吸引部１１とにおいてその連通する道程には狭窄部分がなく浚渫物の詰まりがない。又仮に詰まりが発生しても排砂管３に高圧ジェット水を逆方向より噴射することによって詰まった異物を排除出来うる。

本発明は以上の構成及び機能を有する浚渫ポンプ装置１であるため、浚渫現場より侵食部まで一系統のパイプラインで構成することが出来ることによって、従来の浚渫における問題点を解決することが出来ると共に、より低コストで効率のよい浚渫作業を行いうるポンプを提供することが出来る。

浚渫ポンプ装置の系統図 浚渫ポンプ装置の一部断面正面図 図２のＡ−Ａ′の断面図 従来のエジェクター式浚渫ポンプの一部断面正面図と系統図 浚渫の概要説明図

１浚渫ポンプ装置
２連結材
３排砂管
４堆積物液状化用高圧水供給管
５エジェクター用高圧ジェット水供給管
６空気導入管
７真空発生部
８真空室
９噴射口
１０吸引管
１１吸引部
１２高圧水噴射ノズル
１３高圧水噴射ノズル
１４高圧水圧送用ポンプ
１５流量調整バルブ
１６堆積物液状化用流量調整バルブ
１７排砂管用バルブ
２０侵食部
３１従来のエジェクター式浚渫ポンプ
３２吸引管
３３吸引部
３４吸引口
３６吸引口入口
３７高圧水噴射管
３８先端部
３９高圧ジェット水噴射ノズル
４０連結材
４１高圧水管
４２ジェットノズル
４３高圧水供給管
４４高圧水圧送ポンプ
４５樋
４６スラリーピット
４７高圧水圧送ポンプ
５０支柱
５１桟橋
５２侵食部
６０堆砂部

Claims (5)

1. 排砂管の底部に真空発生室を設け、該真空発生室の底部より先端に噴射口を有するエジェクター用高圧ジェット水供給管を突出させ、該エジェクター用高圧ジェット水供給管は下部をＵ字計に形成し排砂管と並設し、該排砂管の底部に設けた真空発生室には外部空気導入管を連通させ、且つ該真空発生室の側壁に真空発生室と連通するように浚渫物の吸引管を設け、又排砂管に併設して堆積物液状化用高圧水供給管を設け、該堆積物液状化用高圧水供給管はその先端を複数の管に分岐し、且つ各々分岐された管の先端下部に高圧水噴射ノズルと先端近傍の側壁に斜めに噴射出来るよう噴射ノズルを設けたことにより構成されることを特徴とする浚渫ポンプ装置。
2. 請求項１に記載した真空室に連通させて設けた空気導入管に、流量調整弁を取り付けたことを特徴とする浚渫ポンプ装置。
3. 請求項１に記載した吸引部の入り口に異物混入防止のための、簾の子より構成される異物混入防止装置を設けたことを特徴とする浚渫ポンプ装置。
4. 請求項１に記載した堆積物液状化用高圧水噴射ノズルは、鉛直下部に向かうものとその近傍より斜め４５度、又は６０度等適宜に構成することが出来るように構成したことを特徴とする浚渫ポンプ装置。
5. 請求項１に記載する排砂管、及びエジェクター用高圧水供給管５、堆積物液状化用高圧水供給管に、それぞれ流量調整バルブを設けたことを特徴とする浚渫ポンプ装置。

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