JP2021188374A - 浚渫用グラブバケット及び浚渫方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シェルカバーによって掴み対象物を密閉して巻上する浚渫用グラブバケットにおいて、シェルカバーに起因する余水を、水中からの離脱時に排水可能とする。【解決手段】左右一対のシェル１００を開閉可能に軸支するとともに、シェルの開放上端部に所定容量のシェルカバー５０を密接配置することによって、掴み対象物を密閉する浚渫用グラブバケット８０において、シェルの開口方向のシェルカバーの端部近傍に、開状態又は閉状態に保持可能な余水抜機構１０を装備した浚渫用グラブバケットを提供する。【選択図】図２６

Description

本発明は、シェルカバーによって掴み対象物を密閉して巻上する浚渫用グラブバケットにおいて、シェルカバーの有する容量に起因して掴み対象物とともに浚渫用グラブバケット内に密閉して収納される余水（以下、単に「シェルカバーに起因する余水」という）を、浚渫用グラブバケットの巻上時における水中からの離脱時にシェルカバーから排水可能とする浚渫用グラブバケット及び浚渫方法に関する。

港湾，河川，湖沼等の水底の土砂やヘドロ等の浚渫作業は、汚濁防止枠を浚渫水域の水面に設置した上で、作業船のクレーンから吊支した浚渫用グラブバケットの「（水底での）掴み」→「（水底からの）巻上」→「（空中での土運船への）旋回」→「（土運船への）掴み降ろし」→「（土運船での）開口」→「（土運船からの）巻上」→「（空中での浚渫箇所への）旋回」→「（水底への）巻下」の各動作を１サイクルとして行う。

浚渫作業においては、浚渫精度の向上とともに、前記したサイクルタイムを短縮することにより、単位時間内における浚渫回数を増加させるとともに、浚渫作業完了までのサイクル回数を１回でも減らして、作業効率を向上させることが要求される。併せて、昨今では、環境への負荷軽減に資すること、より地球環境に優しい作業であることが強く求められている。この環境への負荷軽減の観点から、浚渫海域の水面には汚濁防止枠を設置しているものの、「掴み」や「巻上」動作時における掴み対象物の水中への流出に起因する濁りの発生や、その撹拌・移流の問題が浚渫作業固有の問題として従来より指摘されている。そこで、出願人はシェルの上部にシェルカバーを密接配置することによって、掴み対象物を密閉して「掴み」動作や「巻上」動作を行うことができる浚渫用グラブバケットを提供し、既に後者の問題を解決しており、現在では広く採用されている（特許文献１）。

また、浚渫作業も多様化しており、従来の一般的な浚渫作業に加えて、近時は土厚（切り取り深さ）が２０ｃｍ〜１メートル程度に規制されている薄層浚渫のように特定の仕様に特化するとともに、より正確な作業が要求される浚渫作業の需要が高まっている。そこで、出願人は薄層浚渫において、作業効率を向上させるために「シェルの口幅寸法を広くした、いわゆる幅広構造」（以下、単に「幅広構造」という）の浚渫用グラブバケットを提供しており、現在では広く採用されている（特許文献１）。

また、浚渫作業の固有の問題として、浚渫時の余水軽減の問題が提起されている。浚渫作業は水中での作業であり、掴み対象物である浚渫対象としての土砂やヘドロで浚渫用グラブバケットの容量が満杯とならない限り、残部は余水となってしまう。この余水を掴み対象物とともに土運船に浚渫すると、土運船の積載容量を本来の浚渫対象である掴み対象物以外の余水が占めることとなり、もとより土運船積載後に土運船からの余水の排水は許されないため、土運船にて掴み対象物とともに陸揚し、その後別途に余水の処理を行う必要がある。

この余水の問題に関して、水底における「掴み」動作時におけるシェル内の余水を対象として、密閉構造を採用することなく、開閉蓋付の水抜き口をシェル内に装備した浚渫用グラブバケットが提供されている（特許文献２）。

特許第３８８４０２８号公報 特許第６２６０９０４号公報

本発明の解決課題であるシェルカバーに起因する余水の問題について、浚渫用グラブバケットの基本的仕様とともに検証する。浚渫作業は、浚渫用グラブバケットが次の条件を満たしていることが前提となる。
［バケットの容量×掴み対象物の比重＋バケットの自重≦クレーンの直巻能力］
例えば、直巻能力１００トンのクレーンを使用して、ヘドロの浚渫作業を行うとすると、掴み対象物としてのヘドロの比重は１．６程度であるため、バケットの容量としては２０ｍ^３，バケット自重６０トン程度のバケットが使用可能である。
［２０ｍ^３×１．６＋６０トン＝９２トン≦１００トン］
一方、土砂の浚渫作業を行うとすると、掴み対象物としての土砂の比重は２．０程度であるため、前記した仕様の浚渫用グラブバケットが使用できる上限となる。
［２０ｍ^３×２．０＋６０トン＝１００トン≦１００トン］

これは、「バケットの容量×掴み対象物の比重＋バケットの自重」の値が「クレーンの直巻能力」を超えてしまうと、クレーンがオーバーロードとなり、浚渫用グラブバケットを巻上ることができなくなってしまったり、クレーン本体の損傷を引き起こすおそれがあるからである。掴み対象物の比重とクレーンの直巻能力は、浚渫用グラブバケットの設計において変更することができない事項である。そのため、作業効率を向上させるためには、前記した浚渫作業完了までのサイクル回数を１回でも減らすために、バケットの容量とバケットの自重に関する構成を工夫する必要があり、必要な強度を維持することを前提として、容量がより大きく、かつ、より自重の軽い浚渫用グラブバケットの開発が歴史的に行われてきた。

しかしながら、近時要求されることが多い薄層浚渫では、土厚が、２０ｃｍ〜１メートル程度の範囲で一定に規制されているため、単にバケットの容量を多くしても浚渫作業完了までのサイクル回数を減らすことはできない。即ち、浚渫すべき土厚が一定である以上、その範囲を超える土厚の掴み対象物は浚渫対象外であって、浚渫不要であるばかりか、誤って浚渫した場合には、逆に埋め戻し作業を行う必要があり、結果的に作業効率を著しく悪化させることとなる。即ち、薄層浚渫では、シェルが水底を掘削する範囲である［シェルの開幅寸法×シェルの口幅寸法の範囲の面積］（以下、「切取面積」という）が一定であれば、バケットの容量の大小に関わらず、掴み量（切取面積×土厚）は実質的に変わらない。換言すれば、薄層浚渫では、切取面積が同じであれば、設定される土厚が少ないほど、バケットの容量に占める掴み対象物の量は少なくなって、残部は余水が占めることとなる。その結果、全体として含水比の高い収納物（掴み対象物＋余水）を、水底から巻上て、そのまま土運船へ掴み降ろしている。その結果、浚渫用グラブバケット内の余水がそのまま土運船の容量を占めることとなる。

土運船に積載された余水が多くなると、浚渫作業完了までに必要とする土運船の総隻数の増加をきたし、更には掴み対象物とともに余水の陸揚や、その後の処理が必要となり、特に一定の含水比を超えると産業廃棄物としての処理が要求され、そのための設備，燃料，人員，時間，費用等が必要となり、作業効率を悪化させることとなる。土運船内の余水の処理としては、掴み対象物と余水を一体として、即ち含水比の高い状態のまま陸揚して、乾燥させる手段や、陸揚に際して余水のみを水中ポンプで吸い上げて分離し、含水比を下げる手段が知られている。しかしながら、前者の手段は、そのための場所や時間が必要となり、後者の手段は、分離手段や分離した余水を処理するための場所や時間が必要となる。加えて、いずれの手段も法律に準拠した近隣環境に負荷を与えない処理が要求される。

シェルの口幅寸法を広くして、幅広構造を採用するとともに、シェルカバーを密接配置して掴み対象物を密閉する特許文献１にかかる浚渫用グラブバケット（以下、「文献１バケット」という）は薄層浚渫であっても、幅広構造を採用していない同一容量の浚渫用グラブバケットに比較して、切取面積が広いため、１回当たりの掴み量が多く、その分、浚渫用グラブバケット内の収納物に占める余水は少なくなり、その点では余水軽減に資することができる。

文献１バケットにおいては、掴み対象物を密閉するために、シェルの上部に密接配置したシェルカバーは、水底への巻下時の空気抜孔を形成するとともに、幅広構造を採用することによる強度不足を補うために、更には薄層浚渫以外の浚渫作業において、より多くの掴み対象物を掴む汎用性を付与するため、一定の容量を有する立体構造を採用している。このシェルカバーの容量はシェルの容量に付加されて、文献１バケット全体の容量を増加させるとともに、掴み対象物がシェルカバーの容量内に届かない場合は、付加されたシェルカバーの容量分だけ余水を掴んで密閉することとなる。即ち、文献１バケットは、掴み対象物を密閉し、幅広構造を採用するために不可欠なシェルカバーに起因して、余水が増加することがある問題点を有している。このことは、薄層浚渫において顕著である。

特許文献２にかかる浚渫用グラブバケット（以下、「文献２バケット」という）は、シェル自体に開閉蓋付の水抜き口を装備するものの、シェルカバーによる密閉構造を採用しないことを前提とするものであり、対象とする余水は水底における掴み作業時に掴んでしまう余水に限定されている。よって、本発明が解決課題とする巻上による水中からの離脱時にシェルカバーに起因する余水を排水することは不可能であり、そもそもシェルカバーに起因する余水は発生しようがない。また、文献２バケットは、最も強度の要求されるシェル自体に孔をあけるという根本的な問題を内包している。よって、文献２バケットは、本発明の解決課題を形式的に上位概念化・抽象化すると、両者は余水排水という点において共通するものの、文献２バケットはシェルカバーに起因する余水を排水するという本発明の解決課題を開示も示唆もしておらず、両者は解決課題を異にしている。

文献１バケットを使用して、次の仕様の薄層浚渫（以下、「試験浚渫」という）を行う場合を仮定して、本発明の解決課題を敷衍する。
浚渫面積 ：６００００ｍ^２
土厚（切り取り深さ） ：０．５ｍ
掴み対象物の総量 ：３００００ｍ^３
バケットの容量 ：３０ｍ^３
（シェル内の容量：２０ｍ^３＋シェルカバー内の容量：１０ｍ^３）
切取面積 ：３０ｍ^２
シェルの口幅寸法 ：１０ｍ
シェルの開幅寸法 ：３ｍ
土運船の積載容量 ：３０００ｍ^３

上記試験浚渫の場合、バケットが１サイクル当りに掴む掴み対象物の量は、１５ｍ^３（切取面積３０ｍ^２×土厚０．５ｍ）で、バケットの容量の残部（１５ｍ^３）は余水となり、掴み対象物と余水を併せて３０ｍ^３をバケット内に密閉して、土運船に積載している。１００サイクル（３０００ｍ^３／３０ｍ^３）浚渫作業を行うと土運船の積載容量３０００ｍ^３に達し、土運船に積載された掴み対象物は、積載容量の半分の１５００ｍ^３であって、残り１５００ｍ^３は余水となる。よって、土運船は積載容量の半分の掴み対象物を積載すると余水によって満杯となってしまう。土運船から汚濁防止枠外への余水の排水は近隣海域の汚染を招くため許されておらず、１５００ｍ^３の余水は陸揚して処理せざるを得ない。その結果、土運船による陸揚の運行回数が増加し、そのための設備，燃料，人員，時間，費用等あらゆる面において悪影響を受けて、浚渫作業全体の作業効率が悪化する。

そこで、本発明はシェルカバーによって掴み対象物を密閉して巻上する浚渫用グラブバケット、特にはシェルの口幅寸法を広くした、幅広構造の浚渫用グラブバケットを使用した浚渫作業において、シェルカバーに起因する余水を、浚渫用グラブバケットの巻上時における水中からの離脱時にシェルカバーから汚濁防止枠内に排水可能とすることによって、土運船に積載する余水の量を減らし、土運船の積載容量における掴み対象物の比率を上げるとともに、陸揚する余水の量を減らす浚渫用グラブバケット及び浚渫方法を提供することを目的としている。

本発明の課題を解決するために、請求項１により、左右一対のシェルを開閉可能に軸支するとともに、シェルの開放上端部に所定容量のシェルカバーを密接配置することによって、掴み対象物を密閉する浚渫用グラブバケットにおいて、シェルの開口方向のシェルカバーの端部近傍に、開状態又は閉状態に保持可能な余水抜機構を装備した浚渫用グラブバケットを基本として提供する。請求項２により、掴み対象物とともに、シェルカバー内に収納される余水が併存する構成を提供する。

また、請求項３により、余水抜機構は、シェルカバーに形成された第１余水抜口と、第１余水抜口と連通するとともに第１余水抜口を覆蓋して配置された第２余水抜口を有する構成を有し、請求項４により、第１余水抜口は常時開口しているとともに、第２余水抜口は開閉扉によって、開状態又は閉状態に保持可能な構成と、請求項５により、第１余水抜口を覆蓋するように、取付台座をシェルカバーに固定し、取付台座に開閉扉を装備した第２余水抜口を開口形成し、開閉扉を操作して第２余水抜口を閉塞して第１余水抜口と第２余水抜口の連通を遮断するとともに、開閉扉を操作して第１余水抜口と第２余水抜口を連通させる構成を提供する。

さらに、請求項６により、第２余水抜口を開口形成した前枠を後枠と対面させて配置し、後枠と前枠の両端を側枠で連結するとともに、開閉扉の操作窓を開口形成した上枠を上面に連結した取付台座を、第１余水抜口を覆蓋してシェルカバーに固定し、前枠の両端に装備した軸受に、支持軸を介して第１開閉扉と第２開閉扉を連結してなる開閉扉を軸支し、開閉扉を回動操作して第１開閉扉を操作窓に固定することによって、第２開閉扉で第２余水抜口を閉塞して第１余水抜口と第２余水抜口の連通を遮断するとともに、開閉扉を回動操作して第２開閉扉を第２余水抜口から開放して操作窓に固定することによって、第１余水抜口と第２余水抜口を連通させる構成を提供し、請求項７により、第１開閉扉又は第２開閉扉を操作窓に固定する固定具を装備した構成と、請求項８により、第２余水抜口に鉛直方向に開口した排水フードを装備した構成と、請求項９により、余水抜機構をシェルカバーに複数装備した構成を提供する。

また、請求項１０により、シェルカバーの一部に圧力抜孔を形成し、該圧力抜孔に、浚渫用グラブバケットの内側から外側に収納物が流出することを可能とし、収納物が外側から内側に流入することはできない逆止蓋を装備した構成を提供し、請求項１１により、左右一対のシェルを下部フレームに開閉可能に軸支し、左右一対のタイロッドの下端部をシェルに、上端部を上部フレームに回動自在に軸支するとともに、シェルの口幅方向の両端をタイロッドを超えて延長し、シェルの開幅基準寸法に対して、口幅寸法を０．６倍以上の幅広とした構成と、請求項１２により、同一掴み容量の浚渫用グラブバケットに対して、シェルの切取面積を拡大した構成を提供する。

さらに、請求項１３により、前記した構成の浚渫用グラブバケットを使用して、余水抜機構を開状態としてシェルの開閉動作により水底の掴み対象物を掴んで水上に巻き上げることにより、掴み対象物とともに巻き上げられるシェルカバー内の余水を大気中に排水する浚渫方法を提供し、請求項１４により、掴み対象物を密閉状態で浚渫するとともに、シェルカバーによる密閉に起因して、掴み対象物とともに巻き上げられる余水を軽減する方法を提供する。

以上記載した本発明によれば、シェルカバーによって掴み対象物を密閉できるため、水底での掘削時や水中移動時、或いは土運船への積載時等の浚渫作業の各場面において、掴み対象物の汚濁防止枠外への飛散や濁り等を効果的に防ぐことができ、浚渫作業の質を高めることができる。この点は、文献１バケットと同様である。

薄層浚渫等の土厚の制限や土質等の条件によって、シェルカバー内の容量を余水が占める浚渫作業においては、余水抜機構を開状態としておくことにより、巻上時に浚渫用グラブバケットが水面から離脱して大気中に吊支された状態に至ると、シェルカバー内の余水が余水抜機構を介して、大気中に排水される。具体的には、開状態に保持した余水抜機構では、第２開閉扉で操作窓を閉塞し、第１開閉扉を開放することにより、第２余水抜口が外部に対して開口しているとともに、第１余水抜口と第２余水抜口が連通した状態となる。よって、第２余水抜口より上方のシェルカバー内に収納されている余水は、第１余水抜口を経由して第２余水抜口から大気中に排水される。第２余水抜口から排出される余水は、排水フードによってガイドされて鉛直方向の大気中に排水されることとなる。そのため、余水は過度の飛散を伴うことなく、浚渫水域内に設置された汚濁防止枠内の水面に排水される。

このようにシェルカバーに起因する余水を、土運船への積載前段階の浚渫用グラブバケットが水中から離脱する際に排水することにより、土運船に積載する余水の量を減少させ、土運船の積載容量における掴み対象物の比率を上げるとともに、陸揚げする余水の量を減らすことができる。その結果、土運船による陸揚の運行回数を減少させることができ、浚渫作業全体の作業効率を向上させることができる。これらの効果は土厚の規制があるため、掴み対象物でシェルやシェルカバーの容量が満杯となることが少ない薄層浚渫において、特にはシェルカバーをシェルに密接配置するとともに、切取面積を拡大するために幅広構造を採用した浚渫用グラブバケットを使用する薄層浚渫において顕著である。

一方、土厚の規制がなく、シェルカバーの容量内にも掴み対象物を掴むことが許される浚渫作業では、余水抜機構を閉状態としておくことにより、巻上時に浚渫用グラブバケットが水面から離脱して大気中に吊支された状態に至っても、シェルカバーは密閉された状態を保持している。具体的には、閉状態に保持した余水抜機構では、第２開閉扉で第２余水抜口を閉塞し、第１開閉扉で操作窓を閉塞して固定することにより、第２余水抜口が外部に対して閉じられている。よって、シェルカバー内に収納されている掴み対象物や余水は、巻上に伴って、浚渫用グラブバケットが水中から離脱したとしても、第２余水抜口から、即ちシェルカバーから外部に排出されることはない。

そのため、シェルの容量に加算してシェルカバーの容量を、掴み対象物を収納するために利用することができ、１回のサイクル当たりの掴み量を増加させることができ、その結果、土運船への掴み対象物の積載量を増加させて土運船による陸揚の運行回数を減少させることができ、浚渫作業全体の作業効率を向上させることができる。これらの効果は土厚の規制がなく、掴み対象物でシェルやシェルカバーの容量を満杯とすることが許容される浚渫作業において顕著である。

更に、本発明にかかる余水抜機構１０は、開状態と閉状態を切替て、それぞれの状態に保持することができるため、１つの浚渫用グラブバケットを多用途に利用することが可能である。しかも、その切替作業は、クレーン等の作業機械を使用したり、バケットを本体ごと交換したり、シェルカバーの容量調整等が不要であり、作業員が手動で簡単に作業できるため、浚渫対象に応じて掴み対象物の土厚を変える浚渫作業における作業効率が飛躍的に向上する。

本発明にかかる浚渫用グラブバケットの第１実施形態を示す全体斜視図。 図１の正面図。 図１の側面図。 図1の要部斜視図 余水抜機構を除いた図１に示すシェルカバーの全体斜視図。 本発明にかかる浚渫用グラブバケットの第２実施形態を示す全体斜視図。 図６の正面図。 図６の側面図。 図６に示すシェルカバーの全体斜視図。 閉状態の余水抜機構の全体斜視図。 図１０の要部断面図。 図１１の要部拡大図。 開状態の余水抜機構の全体斜視図。 図１３の要部断面図。 図１４の要部拡大図。 開閉扉の全体斜視図。 余水抜機構の組付説明図。 余水抜機構の組付説明図。 余水抜機構の組付説明図。 余水抜機構の組付説明図。 余水抜機構の組付説明図。 固定具の全体斜視図。 逆止蓋の組付説明図。 作用説明図。 作用説明図。 作用説明図。 作用説明図。

以下、本発明にかかる浚渫用グラブバケット及び浚渫方法の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態を示す浚渫用グラブバケット８０の全体斜視図、図２は正面図、図３は側面図、図４は要部斜視図、図５は余水抜機構１０を除いたシェルカバー５０の全体斜視図であって、口幅寸法Ｂを広くした、幅広構造を採用している。

１００は左右対称構成にかかる左右一対のシェル、８５は下部フレーム、９０は上部フレーム、９５は左右一対のタイロッドである。シェル１００は図３に示す側面視において、両側２ケ所で下部フレーム８５に軸８７を介し回動自在に軸支され、タイロッド９５は、その下端部が軸９７によってシェル１００に、上端部が軸９９によって上部フレーム９０に回動自在に軸支されている。下部フレーム８５と上部フレーム９０の内部には、それぞれ所定数のシーブ（図示略）が回転自在に軸支されており、作業船のクレーンから吊支した２本の開閉ロープ（図示略）を上部フレーム９０の上面に配置されたガイドローラ９２を介して、上部フレーム９０のシーブから下部フレーム８５のシーブへと順番に掛け回し、先端を所定の位置に固定している。また、上部フレーム９０の上面には浚渫用グラブバケット８０全体をクレーンから昇降自在に吊支するための２本の吊支ロープ（図示略）を吊環９４を介して連結している。よって、浚渫用グラブバケット８０は、開閉ロープの巻取，繰出動作によって、下部フレーム８５が上下動するとともに、シェル１００を軸８７を中心として開閉操作することができる。

シェル１００の全閉時における開放上端部には、所定容量を有する立体的形状のシェルカバー５０をシェル１００と一体となるように強固に固定して密接配置している。そのため、シェル１００の全閉時において、掴み対象物と余水からなる収納物は、シェル１００とシェルカバー５０によって形成される空間に密閉されて巻上られる。第１実施形態では、シェル１００の口幅方向の両端をタイロッド９５を超えて延長し、シェル１００の全閉時におけるシェル１００の開幅基準寸法Ａ（シェル１００とタイロッド９５を軸支する軸９７の軸心間の距離）に対して、シェル１００の口幅寸法Ｂを０．６倍以上とする幅広構造を採用して切取面積を拡大するものであり、図示例では１．４倍としており、更により幅広に、例えば１．８倍以上に拡大することも可能である。なお、幅広構造を採用しない第２実施形態では、後述するように開幅基準寸法Ａに対して口幅寸法Ｂを０．５倍としている。よって、土厚が一定に制限される薄層浚渫でもヘドロ等の掴み対象物の１回当たりの掴み量を多くすることができる。なお、シェル１００の実際の開口寸法は、シェル１００が開く分だけ、前記した開幅基準寸法Ａより広くなるが、シェル１００の開口度によって異なるため、本発明では寸法を特定可能なシェルの全閉時におけるシェルの開口方向の幅寸法である前記した開幅基準寸法Ａを基準として説明する。

第１実施形態では、口幅寸法Ｂを大きくすることによって生じる下部フレーム８５の重量増加やモーメントの発生を抑えるために、下部フレーム８５を口幅寸法Ｂより短く形成している（図３参照）。具体的には、シェル１００の両端部がシェルカバー５０及び下部フレーム８５並びに下部フレーム８５とシェル１００を軸支する軸８７の外方に張り出すようにしている。併せて、口幅寸法Ｂの拡大によるシェル１００のねじれや刃先の変形等については、下部フレーム８５とともに、シェル１００の開放上端部に密接配置したシェルカバー５０によって、シェル１００に必要な強度を付与している。即ち、シェルカバー５０は、口幅寸法Ｂを長くしたシェル１００の強度を維持するための強度部材としても機能する。

図６は、本発明の第２実施形態を示す浚渫用グラブバケット８０の全体斜視図、図７は正面図、図８は側面図、図９はシェルカバー５０の全体斜視図である。第２実施形態では、第１実施形態に比較して、シェル１００の口幅寸法Ｂを広くする幅広構造は採用していない。即ち、第２実施形態では、シェル１００の口幅方向の両端をシェルカバー５０を下部フレーム８５の範囲内に収めており、浚渫用グラブバケット８０の容量に対する切取面積の占める割合が少ない。第２実施形態では、シェル１００の口幅寸法Ｂを、シェル１００の全閉時におけるシェル１００の開幅基準寸法Ａ（シェル１００とタイロッド９５を軸支する軸９７の軸心間の距離）に対して、シェル１００の口幅寸法Ｂを０．５倍程度に短くしており、第１実施形態のように切取面積の拡大を図っていない。その他の構成については、第１実施形態と同一であり、同一の符号を付してその説明を省略する。

本発明の特徴は、掴み対象物と余水からなる収納物を密閉状態で巻上るとともに、シェルカバー５０の有する容量に起因して掴み対象物とともに浚渫用グラブバケット８０内に密閉して収納される余水（以下、単に「シェルカバー５０に起因する余水」という）を、浚渫用グラブバケット８０の巻上時における水中からの離脱時にシェルカバー５０から排水して軽減することにあり、そのために、シェルカバー５０には、余水抜機構１０を装備している。そこで、シェルカバー５０の構成について説明した上で、余水抜機構１０の構成について説明する。

左右一対のシェルカバー５０は、第１実施形態では図４，図５に示すように、水平面５１と水平面５１から一定角度で下方に斜設した第１斜面５２からなり、第２実施形態では図９に示すように、水平面５１と第１斜面５２に加えて、第１斜面５２から更に一定角度で下方に斜設した第２斜面５３からなり、シェル１００の全閉時において、左右一対のシェルカバー５０内に所定容量を有する立体的形状である。このシェルカバー５０の構成は、両実施形態共に掴み対象物をより多く掴む必要性のある浚渫作業にも対応できるように浚渫用グラブバケット８０に汎用性を持たせるとともに、シェル１００に強度を付与するためのものである。そのため、シェルカバー５０の適宜の箇所には強度を保持するための補強部材５４を複数付設している。

よって、シェル１００の全閉時において、シェル１００とシェルカバー５０によって、所定容量の密閉空間が形成され、シェルカバー５０の容量分だけ、浚渫用グラブバケット８０の容量は、シェルカバー５０を装備していないシェル１００のみの容量から増量される。即ち、浚渫用グラブバケット８０はシェル１００内の容量とシェルカバー５０内の容量が合計された容量の掴み対象物と余水からなる収納物をサイクルタイム毎に巻き上げることとなる。そして、この巻上る収納物の内、掴み対象物以外は余水となり、シェルカバー５０によって、密閉構造を実現できるものの、反面において余水の増加を来すこととなる。この傾向は薄層浚渫において、より顕著であり、シェルカバー５０内の容量は殆どの場合、余水となり、土運船の積載容量を占めることとなる。

図２３に示すように、シェルカバー５０の第１斜面５２又は第２斜面５３の所定の位置に、１又は複数の矩形状の圧力抜孔５５を穿設する。図示例では、第１実施形態，第２実施形態ともに第１斜面５２に圧力抜孔５５を穿設しているが、第２実施形態では第２斜面５３に穿設してもよく、又第１実施形態においても第１斜面５２に連接して第２斜面５３を形成してもよい。この圧力抜孔５５に、浚渫用グラブバケット８０の内側から外側に掴み対象物と余水からなる収納物が流出することを可能とするとともに、外側から内側に流入することを阻止する逆止弁として機能する逆止蓋７０を装備している。逆止蓋７０は、平面視がコ字状の上フレーム７１と下フレーム７２との間に特殊ゴム蓋７３の３方向の開放端部を挟持して一体に固定するとともに、残る１端部を上下から一対の固定フレーム７４ａ，７４ｂで固定してなる。

そして、圧力抜孔５５を囲繞するように所定高さの中空角筒状の枠体５６を立設し、枠体５６の上端開口面には、圧力抜孔５５と連通し、シェルカバー５０の水平面５１と同様にシェル１００の全閉時において水平状態となるように固定した支持フレーム５７に、前記構成の逆止蓋７０の固定フレーム７４ａ，７４ｂを固定する。よって、逆止蓋７０は上下一対の固定フレーム７４ａ，７４ｂのみが支持フレーム５７に固定されているため、シェルカバー５０上において、固定フレーム７４ａ，７４ｂを支点として上方向において開閉可能である。なお、逆止蓋７０の固定手段等は、図２３において例示したボルト，ワッシャ，ナット等の公知の治具を適宜用いればよい。以下、本発明における余水抜機構１０の構築においても同様である。

次に本発明の特徴的構成である開状態又は閉状態に保持可能な余水抜機構１０の構成を図１０〜図２１に基づいて明らかとする。なお、余水抜機構１０の構成は、第１実施形態及び第２実施形態において共通である。図１７に示すように、シェル１００の開口方向のシェルカバー５０の端部近傍に１又は複数の第１余水抜口５を形成する。本実施形態では、シェル１００の口幅方向においてシェル１００と固定されるシェルカバー５０の端部をコ字状に切り欠くとともに、隔壁４５を介して圧力抜孔５５と隣接するように第１余水抜口５を形成する。第１余水抜口５を形成する箇所や個数，形状に特に限定はない。そして、圧力抜孔５５を囲繞する枠体５６の第１余水抜口５方向の壁面に開口部５８を形成し、この開口部５８に連接してコ字状の後支持枠２６を枠体５６に固定するとともに、第１余水抜口５の両側端部のシェルカバー５０に、後支持枠２６に連接して左右一対の矩形状の側支持枠２５を固定する。

この第１余水抜口５を覆蓋するように、図１８に示すように取付台座２０をシェルカバー５０に固定する。取付台座２０は、第２余水抜口１５を開口形成した前枠２１を後枠２２と対面させて配置し、後枠２２と前枠２１の両端を側枠２３で連結するとともに、開閉扉３０の操作窓４０を開口形成した上枠２４を上面に連結してなる。詳細には、第２余水抜口１５を開口形成した前枠２１の両端を左右一対の側支持枠２５の第１余水抜口５方向の端部に固定するとともに、後枠２２を後支持枠２６と側支持枠２５の圧力抜孔５５方向の端部に固定することによって両者を対面させ、側枠２３で後枠２２と前枠２１の両端を連結するとともに、側枠２３を側支持枠２５上に固定する。その上で、操作窓４０を開口形成した上枠２４を側枠２３の上面に固定する。よって、第２余水抜口１５は、第１余水抜口５を覆蓋して配置されている。

図１６は開閉扉３０の全体斜視図であり、所定厚さの矩形状の第１開閉扉３1と第２開閉扉３3を長手方向において、１又は複数の補強リブ３６を介在させて略直角状に連結するとともに、連結部の長手方向全長に渡って軸孔3４を穿設して、貫通させている。また、第１開閉扉３1の外面には、操作員が握持して操作するための１又は複数の把手３５を突設している。第１開閉扉３1及び第２開閉扉３3は略同一寸法であり、図１１に示すように、第１開閉扉３1で操作窓４０を、第２開閉扉３３で第２余水抜口１５をそれぞれ閉塞することにより第１余水抜口５と第２余水抜口１５の連通を遮断し、余水抜機構１０を閉状態として、余水をシェルカバー５０内に密閉することができる。また、図１４に示すように、第２開閉扉３3で操作窓４０を閉塞し、第１開閉扉３1を開放することによって、第１余水抜口５と第２余水抜口１５を連通させて、余水抜機構１０を開状態として、シェルカバー５０内の余水を第１余水抜口５から第２余水抜口１５を経て、又圧力抜孔５５から第２余水抜口１５を経て外部に排水することができる。

なお、開閉扉３０は操作窓４０及び第２余水抜口１５を覆蓋して閉止することが可能な寸法とシェルカバー５０に付設される部材として必要な強度を有している。また、第１開閉扉３1と第２開閉扉３3の連結角度は、略直角状に限ることなく、操作窓４０と第２余水抜口１５を閉塞することによって、余水抜機構１０を閉状態に保持し、又は操作窓４０を閉塞するとともに、第２余水抜口１５を開放することができれば、適宜の連結角度や連結構造を選択すればよい。

上記構成の開閉扉３０の軸孔３４を、取付台座２０の前枠２１の両端に装備した軸受２７間に嵌合させ、支持軸２８を軸受２７と軸孔３４間に挿入して軸支する。これにより第１開閉扉３1と第２開閉扉３3は軸受２７を中心として回動可能であり、第１開閉扉３1又は第２開閉扉３3のどちらか一方により操作窓４０を閉塞して固定することが可能である。

上枠２４の操作窓４０の外周には、図１９に示すように、上面にシールパッキン４３を敷設した所定幅のコ字状のストッパ４１を押板４２で圧接して固定する。ストッパ４１は、上枠２４の開放端より、操作窓４０側に一定幅だけ庇状に張り出す張出部４１ａを有して固定され、図１１、図１２に示すように張出部４１ａの上面に第１開閉扉３1の下面が衝接して停止し、又図１４、図１５に示すように張出部４１ａの下面に第２開閉扉３3の上面が衝接して停止する。

シールパッキン４３は、第１開閉扉３１で操作窓４０を閉塞して余水抜機構１０を閉状態に保持する場合（図１１，図１２参照）に、操作窓４０からの余水の漏出を防ぐためのものであり、ストッパ４１と同一平面形状であり、ストッパ４１上面に配置され、押板４２によってストッパ４１との間に挟持されている。なお、押板４２は上枠２４の域内に位置しており、ストッパ４１の張出部４１ａ及び張出部４１ａ上のシールパッキン４３は押板４２の開放端より突出している。

上枠２４には操作窓４０に臨んで、第１開閉扉３1又は第２開閉扉３3を操作窓４０に固定するために、図２２に示す固定具６０を装備する。固定具６０は、上枠２４の上面に固定した中空筒状のボス６８を介して作動軸６１を上枠２４に回動自在に貫通させ、上枠２４の上面側に位置する作動軸６１に上枠２４と一定距離離間させて第１固定板６２を固定するとともに、上枠２４の下面側に位置する作動軸６１に上枠２４の下面と摺接させて第２固定板６４を固定し、第１固定板６２と第２固定板６４は上枠２４を挟んで対面させている。また、作動軸６１の上端を跨いで門形のブラケット６９を第１固定板６２の上面に立設して固定し、棒状の操作杆６５を第１固定板６２と平行となるようにブラケット６９を貫通させて作動軸６１の上端に固定する。よって、操作杆６５を握持して作動軸６１を中心として回動させることにより、第１固定板６２及び第２固定板６４は一体として、上枠２４の上下両面において操作窓４０の領域内に侵入・離脱自在に回動する（図１１，図１４参照）。

そして、第１固定板６２及び第２固定板６４によって余水抜機構１０を閉状態に保持するときは、図１１、図１２に示すように操作窓４０の領域内に第１開閉扉３1を固定し、一方、余水抜機構１０を開状態に保持するときは、図１４、図１５に示すように第２開閉扉３３を操作窓４０の領域内に固定する。固定具６０は第１固定板６２及び第２固定板６４で第１開閉扉３1又は第２開閉扉３3を挟持し、かつ、いずれの部材も重量物であるため、固定具６０が外れることはないと思われる。しかしながら、浚渫作業は目視が不可能な水中での作業であるため、フェイルセイフの観点から、固定具６０による第１固定板６２又は第２固定板６４の固定状態を確実に保持するため、第１固定板６２に穿設した貫通孔６３に連通するように緊締受具６７を固定し、緊締具６６を緊締受具６７から貫通孔６３に挿通することによって、第１固定板６２を押板４２に対して押圧して第１固定板６２の回動を阻止する。本実施形態では、緊締受具６７として内周面に雌螺子を刻設したナットを固定し、緊締具６６として雄螺子を刻設した蝶螺子をナットに螺合させることによって、第１固定板６２を押板４２に押圧した。なお、緊締具６６としては、第１固定板６２の回動を阻止することができれば、特に限定はない。

また、図２０に示すように、前枠２１の前面には第２余水抜口１５と連通して、第２余水抜口１５から排水される余水を鉛直方向にガイドするための排水フード２９を装備することによって、図１０に示す余水抜機構１０の組み付けが完了する。そこで、余水抜機構１０を閉状態に保持する場合について、閉状態の余水抜機構１０の全体斜視図である図１０、及びその要部断面図である図１１並びにその要部拡大図である図１２に基づいて説明する。

余水抜機構１０を閉状態とするためには、先ず、緊締具６６を緩めた後、固定具６０の操作杆６５を操作して第１固定板６２及び第２固定板６４を回動させて、図２０に示すように操作窓４０（図１８参照）の領域外に位置させる。この状態で、操作員が第１開閉扉３1の把手３５を把持して、支持軸２８を中心としてシェル１００の内方に向けて回動させて、先端の下面をシールパッキン４３を介してストッパ４１の張出部４１ａの上面に衝接させて支持させる。そして、固定具６０の操作杆６５を操作して第１固定板６２及び第２固定板６４を一体として回動させて、張出部４１ａの上面と第１固定板６２の下面で第１開閉扉３1を挟持して操作窓４０を閉塞するとともに、緊締具６６によって第１固定板６２を押板４２に押圧して、固定具６０を回動不能に固定する。この動作により第２開閉扉３3は第１開閉扉３1に連動して回動し、その先端の下面がシェル１００の内面に衝接して、図１１に示すように第２余水抜口１５を閉塞して保持する。

このように余水抜機構１０を閉状態に保持して浚渫作業を行うため、図２４に示すように、シェルカバー５０内の余水は圧力抜孔５５や第１余水抜口５を通過可能ではあるが、第２余水抜口１５が閉塞されているため、外部に排水されることなく、シェルカバー５０内に密閉される。そのため、シェル１００の上端部である吃水線Ｗを超えて、シェルカバー５０の容積内に収納されている収納物Ｙ（余水）は全て密閉されたままの状態で浚渫され、土運船に収納される。よって、土厚が限定されることなく、１回のサイクル回数における掴み対象物の量を、より多く掴むことが望ましい浚渫作業に対応することができる。

次に、余水抜機構１０を開状態に保持する場合について、開状態の余水抜機構１０の全体斜視図である図１３，その要部断面図である図１４，その要部拡大図である図１５及びその作用説明図である図２５〜図２７に基づいて説明する。余水抜機構１０を開状態とするためには、図１０，図１１に示す閉状態から、先ず緊締具６６を緩め、固定具６０の操作杆６５を操作して第１固定板６２及び第２固定板６４を回動させて、図２０に示すように操作窓４０の領域外に位置させる。この状態で、操作員が第１開閉扉３1の把手３５を把持して、第１開閉扉３1を支持軸２８を中心としてシェル１００の外方に向けて回動させて開放することにより、第２開閉扉３3が連動して回動し、先端の上面をストッパ４１の張出部４１ａの下面に衝接させて支持させる。そして、固定具６０の操作杆６５を操作して第１固定板６２及び第２固定板６４を一体として回動させて、張出部４１ａの下面と第２固定板６４の上面で第２開閉扉３3を挟持して操作窓４０を閉塞するとともに、緊締具６６によって第１固定板６２を押板４２に押圧して、固定具６０を回動不能に固定する。

この操作により、第２余水抜口１５は外部に向けて開口し、その状態が保持される。巻上時における浚渫用グラブバケット８０が水面１１０より下の水中にあるときは、図２５に示すように第２余水抜口１５が開口していたとしてもシェルカバー５０内の収納物Ｙ（余水）が第２余水抜口１５から水中に排水されることはない。この状態から浚渫用グラブバケット８０が水中から離脱すると、第２余水抜口１５が水面１１０から大気に開放されるため、第２余水抜口１５より上方のシェルカバー５０内に収納された収納物Ｙ（余水）、即ち、シェル１００の吃水線Ｗより上方のシェルカバー５０内の収納物Ｙ（余水）は、図２６の矢印に示すように、圧力抜孔５５及び第１余水抜口５を経由して第２余水抜口１５から排水フード２９によってガイドされて鉛直方向の大気中に排水される。そのため、収納物Ｙ（余水）は過度の飛散を伴うことなく、浚渫水域内に設置された汚濁防止枠内の水面に排水される。その結果、図２７に示すようにシェルカバー５０内の収納物Ｙ（余水）を軽減することができ、土運船に積載する余水の量を軽減することができる。

本発明にかかる余水抜機構１０は、シェル１００の開口方向のシェルカバー５０の端部近傍に装備するものであって、シェル１００には装備しない。余水抜機構１０をシェル１００の開口方向のシェルカバー５０の端部近傍に装備するのは、シェルカバー５０に起因する余水を排水するという課題を解決でき、かつ、設置するスペースを確保し易く、メンテナンスが容易に行えるためである。また、シェル１００に装備しないのは、シェル１００は浚渫用グラブバケットの構造上、強度に影響の大きい部材であるため、余水抜機構１０のために開口部を設けると、浚渫用グラブバケット全体の強度が低下してしまい、浚渫用グラブバケットとして合理性を欠く。特に幅広構造を採用した浚渫用グラブバケットでは強度保持に留意する必要があるからである。

上記したシェルカバー５０に余水抜機構１０を装備した浚渫用グラブバケット８０を使用して港湾，河川，湖沼等の水底の土砂やヘドロ等の各種の浚渫作業を次の要領で行う。汚濁防止枠を浚渫水域の水面に設置した上で、作業船のクレーンから浚渫用グラブバケットを吊支する。このとき浚渫作業の目的に応じて余水抜機構１０を開状態又は閉状態に保持しておく。本発明の課題であるシェルカバー５０に起因する余水を排水するためには、余水抜機構１０を開状態に保持しておき、シェルを全開させて、「（水底への）巻下」を行う。このとき、逆止蓋７０が水圧により上方に開いて、シェル１００内の空気や水が上方に抜けて水中での抵抗が減少するので、降下時間を短縮することができる。

浚渫用グラブバケット８０が水底に着底すると、シェル１００を閉じて掴み対象物を掴んでシェル１００とシェルカバー５０によって形成される空間に余水とともに収納する「（水底での）掴み」を行う。この動作において、シェル１００が掴み対象物を所定容量以上に掴んだ場合には、内圧が上昇するが、内圧の上昇に伴って逆止蓋７０が上方に開いて、内圧を降下させることができるので、切取面積を拡大した幅広構造の浚渫用グラブバケット８０であっても、シェル１００の変形及び破損が引き起こされる惧れがない。なお、余水抜機構１０が開状態に保持されている場合は、余水抜機構１０も内圧の降下に寄与し得る。

次に、浚渫用グラブバケット８０の「（水底からの）巻上」を行う。この動作によって、浚渫用グラブバケット８０が水中から離脱することにより、開状態に保持した余水抜機構１０の第２余水抜口１５が大気に開放されると、シェルカバー５０の余水が第２余水抜口１５から汚濁防止枠内の水面に排水される。これにより、シェルカバー５０に起因する余水が排水されて減少する。余水抜機構１０が閉状態のときは、第２余水抜口１５及び操作窓４０は、それぞれ第２開閉扉３3と第１開閉扉３1で閉塞されているため、シェルカバー５０の余水が排水されたり、粘度の低い掴み対象物が流出することはない。

前記した「（水底からの）巻上」における水中移動時には、外圧によって逆止蓋７０は閉じられており、又余水抜機構１０が開状態のときはシェルカバー５０内は水中と同じ余水で満たされているため、掴み対象物の散乱とか水中移動は発生することがない。

シェルカバー５０内の余水を排水した余水抜機構１０は、「（空中での土運船への）旋回」を行い、「（土運船への）掴み降ろし」をして、「（土運船での）開口」により土運船に収納物を積載し、「（土運船からの）巻上」から「（空中での浚渫箇所への）旋回」により、再び「（水底への）巻下」られて、新たなサイクル動作を行う。

文献１バケットを使用して行った試験浚渫を、文献１バケットに代えて余水抜機構１０を開状態とした本発明にかかる浚渫用グラブバケット８０を用いて行うとすると、１サイクル当りに掴む掴み対象物の量は、１５ｍ^３（切取面積３０ｍ^２×土厚０．５ｍ）で、浚渫用グラブバケット８０の容量の残部（１５ｍ^３）は余水となり、掴み対象物と余水を併せて３０ｍ^３をシェル１００とシェルカバー５０によって形成される空間に密閉する。ここまでは文献１バケットを用いた場合と同様である。

次に、浚渫用グラブバケット８０の「（水底からの）巻上」動作によって、浚渫用グラブバケット８０が水中から離脱することにより、開状態に保持した余水抜機構１０の第２余水抜口１５が大気に開放されると、シェルカバー５０内の余水１０ｍ^３が第２余水抜口１５から汚濁防止枠内の水面に排水される。これにより、浚渫用グラブバケット８０内に収納されているのは、シェル１００に収納された１５ｍ^３の掴み対象物と５ｍ^３の余水となり、合計２０ｍ^３を土運船に積載することとなる。よって、土運船に積載する余水の量を１サイクル当たり、１０ｍ^３減少させることができる。

そのため、１５０サイクル（３０００ｍ^３／２０ｍ^３）浚渫作業を行うと土運船の積載容量３０００ｍ^３に達し、土運船に積載された掴み対象物は、２２５０ｍ^３であって、残り７５０ｍ^３は余水となる。よって、シェルカバー５０内の余水を排水することによって、文献１バケットに比較して、土運船１艘に積載される掴み対象物の量は７５０ｍ^３（２２５０ｍ^３−１５００ｍ^３）増加し、陸揚げ後に処理する余水の量は７５０ｍ^３（１５００ｍ^３−７５０ｍ^３）減少する。

以上記載した本発明によれば、シェルカバーによって掴み対象物を密閉できるため、水底での掘削時や水中移動時、或いは土運船への積載時等の浚渫作業の各場面において、掴み対象物の汚濁防止枠外への飛散や濁り等を効果的に防ぐことができ、浚渫作業の質を高めることができる。この点は、文献１バケットと同様である。

薄層浚渫等の土厚の制限や土質等の条件によって、シェルカバー内の容量を余水が占める浚渫作業においては、余水抜機構を開状態としておくことにより、巻上時に浚渫用グラブバケットが水面から離脱して大気中に吊支された状態に至ると、シェルカバー内の余水が余水抜機構を介して、大気中に排水される。具体的には、開状態に保持した余水抜機構では、第２開閉扉で操作窓を閉塞し、第１開閉扉を開放することにより、第２余水抜口が外部に対して開口しているとともに、第１余水抜口と第２余水抜口が連通した状態となる。よって、第２余水抜口より上方のシェルカバー内に収納されている余水は、第１余水抜口を経由して第２余水抜口から大気中に排水される。第２余水抜口から排出される余水は、排水フードによってガイドされて鉛直方向の大気中に排水されることとなる。そのため、余水は過度の飛散を伴うことなく、浚渫水域内に設置された汚濁防止枠内の水面に排水される。

このようにシェルカバーに起因する余水を、土運船への積載前段階の浚渫用グラブバケットが水中から離脱する際に排水することにより、土運船に積載する余水の量を減らし、土運船の積載容量における掴み対象物の比率を上げるとともに、陸揚げする余水の量を減らすことができる。その結果、土運船による陸揚の運行回数を減少させることができ、浚渫作業全体の作業効率を向上させることができる。これらの効果は土厚の規制があるため、掴み対象物でシェルやシェルカバーの容量が満杯となることが少ない薄層浚渫において、特にはシェルカバーをシェルに密接配置するとともに、切取面積を拡大するために幅広構造を採用した浚渫用グラブバケットを使用する薄層浚渫において顕著である。

一方、土厚の規制がなく、シェルカバーの容量内にも掴み対象物を掴むことが許される浚渫作業では、余水抜機構を閉状態としておくことにより、巻上時に浚渫用グラブバケットが水面から離脱して大気中に吊支された状態に至っても、シェルカバーは密閉された状態を保持している。具体的には、閉状態に保持した余水抜機構では、第２開閉扉で第２余水抜口を閉塞し、第１開閉扉で操作窓を閉塞して固定することにより、第２余水抜口が外部に対して閉じられている。よって、シェルカバー内に収納されている掴み対象物や余水は、巻上に伴って、浚渫用グラブバケットが水中から離脱したとしても、第２余水抜口から、即ちシェルカバーから外部に排出されることはない。

そのため、シェルの容量に加算してシェルカバーの容量を、掴み対象物を収納するために利用することができ、１回のサイクル当たりの掴み量を増加させることができ、その結果、土運船への掴み対象物の積載量を増加させて土運船による陸揚の運行回数を減少させることができ、浚渫作業全体の作業効率を向上させることができる。これらの効果は土厚の規制がなく、掴み対象物でシェルやシェルカバーの容量を満杯とすることが許容される浚渫作業において顕著である。

更に、本発明にかかる余水抜機構１０は、開状態と閉状態を切替て、それぞれの状態に保持することができるため、１つの浚渫用グラブバケットを多用途に利用することが可能である。しかも、その切替作業は、クレーン等の作業機械を使用したり、バケットを本体ごと交換したり、シェルカバーの容量調整等が不要であり、作業員が手動で簡単に作業できるため、浚渫対象に応じて掴み対象物の土厚を変える浚渫作業における作業効率が飛躍的に向上する。

１０…余水抜機構
５…第１余水抜口
１５…第２余水抜口
２０…取付台座
２１…前枠
２２…後枠
２３…側枠
２４…上枠
２５…側支持枠
２６…後支持枠
２７…軸受
２８…支持軸
２９…排水フード
３０…開閉扉
３１…第１開閉扉
３３…第２開閉扉
３４…軸孔
３５…把手
３６…補強リブ
４０…操作窓
４１…ストッパ
４１ａ…張出部
４２…押板
４３…シールパッキン
４５…隔壁
５０…シェルカバー
５１…水平面
５２…第１斜面
５３…第２斜面
５４…補強部材
５５…圧力抜孔
５６…枠体
５７…支持フレーム
５８…開口部
６０…固定具
６１…作動軸
６２…第１固定板
６３…貫通孔
６４…第２固定板
６５…操作杆
６６…緊締具
６７…緊締受具
６８…ボス
６９…ブラケット
７０…逆止蓋
７１…上フレーム
７２…下フレーム
７３…特殊ゴム蓋
７４ａ，７４ｂ…固定フレーム
８０…浚渫用グラブバケット
８７，９７，９９…軸
８５…下部フレーム
９０…上部フレーム
９２…ガイドローラ
９４…吊環
９５…タイロッド
１００…シェル
１１０…水面
Ａ…開幅基準寸法
Ｂ…口幅寸法
Ｗ…吃水線
Ｘ…収納物（掴み対象物，余水）
Ｙ…収納物（余水）

本発明の課題を解決するために、請求項１により、左右一対のシェルを開閉可能に軸支するとともに、シェルの開放上端部に所定容量のシェルカバーを密接配置することによって、掴み対象物を余水とともに密閉して巻上する浚渫用グラブバケットにおいて、シェルの開口方向におけるシェルカバーの端部近傍に、開状態又は閉状態に保持可能な余水抜機構を装備し、余水抜機構を開状態に保持することにより、シェルカバーの有する容量に起因してシェルカバー内に収納されている余水を、浚渫用グラブバケットの巻上時における水中からの離脱時に余水抜機構から外部に排水するとともに、余水抜機構を閉状態に保持することにより、シェルカバーの有する容量に起因してシェルカバー内に収納されている掴み対象物や余水を、浚渫用グラブバケットの巻上時における水中からの離脱時にシェルカバー内に密閉する浚渫用グラブバケットを基本として提供する。

また、請求項２により、余水抜機構は、シェルカバーに形成された第１余水抜口と、第１余水抜口と連通するとともに第１余水抜口を覆蓋して配置された第２余水抜口を有し、第１余水抜口は常時開口しているとともに、第２余水抜口は開閉扉によって、開状態又は閉状態に保持可能な構成と、請求項３により、第１余水抜口を覆蓋するように、取付台座をシェルカバーに固定し、取付台座に開閉扉を装備した第２余水抜口を開口形成し、開閉扉を操作して第２余水抜口を閉塞して第１余水抜口と第２余水抜口の連通を遮断するとともに、開閉扉を操作して第１余水抜口と第２余水抜口を連通させる構成を提供する。

さらに、請求項４により、第２余水抜口を開口形成した前枠を後枠と対面させて配置し、後枠と前枠の両端を側枠で連結するとともに、開閉扉の操作窓を開口形成した上枠を上面に連結した取付台座を、第１余水抜口を覆蓋してシェルカバーに固定し、前枠の両端に装備した軸受に、支持軸を介して第１開閉扉と第２開閉扉を連結してなる開閉扉を軸支し、開閉扉を回動操作して第１開閉扉を操作窓に固定することによって、第２開閉扉で第２余水抜口を閉塞して第１余水抜口と第２余水抜口の連通を遮断するとともに、開閉扉を回動操作して第２開閉扉を第２余水抜口から開放して操作窓に固定することによって、第１余水抜口と第２余水抜口を連通させる構成を提供し、請求項５により、第１開閉扉又は第２開閉扉を操作窓に固定する固定具を装備した構成と、請求項６により、第２余水抜口に鉛直方向に開口した排水フードを装備した構成と、請求項７により、余水抜機構をシェルカバーに複数装備した構成を提供する。

また、請求項８により、シェルカバーの一部に圧力抜孔を形成し、該圧力抜孔に、浚渫用グラブバケットの内側から外側に収納物が流出することを可能とし、収納物が外側から内側に流入することはできない逆止蓋を装備した構成を提供し、請求項９により、左右一対のシェルを下部フレームに開閉可能に軸支し、左右一対のタイロッドの下端部をシェルに、上端部を上部フレームに回動自在に軸支するとともに、シェルの口幅方向の両端をタイロッドを超えて延長し、シェルの開幅基準寸法に対して、口幅寸法を０．６倍以上の幅広とした構成と、請求項１０により、同一掴み容量の浚渫用グラブバケットに対して、シェルの切取面積を拡大した構成を提供する。

さらに、請求項１１により、前記した構成の浚渫用グラブバケットを使用して、余水抜機構を開状態としてシェルの開閉動作により水底の掴み対象物を掴んで水上に巻き上げることにより、掴み対象物とともに巻き上げられるシェルカバー内の余水を大気中に排水する浚渫方法を提供し、請求項１２により、掴み対象物を密閉状態で浚渫するとともに、シェルカバーによる密閉に起因して、掴み対象物とともに巻き上げられる余水を軽減する方法を提供する。

更に、本発明にかかる余水抜機構は、開状態と閉状態を切替て、それぞれの状態に保持することができるため、１つの浚渫用グラブバケットを多用途に利用することが可能である。しかも、その切替作業は、クレーン等の作業機械を使用したり、バケットを本体ごと交換したり、シェルカバーの容量調整等が不要であり、作業員が手動で簡単に作業できるため、浚渫対象に応じて掴み対象物の土厚を変える浚渫作業における作業効率が飛躍的に向上する。

次に本発明の特徴的構成である開状態又は閉状態に保持可能な余水抜機構１０の構成を図１０〜図２１に基づいて明らかとする。なお、余水抜機構１０の構成は、第１実施形態及び第２実施形態において共通である。図１７に示すように、シェル１００の開口方向におけるシェルカバー５０の端部近傍に１又は複数の第１余水抜口５を形成する。本実施形態では、シェル１００の口幅方向においてシェル１００と固定されるシェルカバー５０の端部をコ字状に切り欠くとともに、隔壁４５を介して圧力抜孔５５と隣接するように第１余水抜口５を形成する。第１余水抜口５を形成する箇所や個数，形状に特に限定はない。そして、圧力抜孔５５を囲繞する枠体５６の第１余水抜口５方向の壁面に開口部５８を形成し、この開口部５８に連接してコ字状の後支持枠２６を枠体５６に固定するとともに、第１余水抜口５の両側端部のシェルカバー５０に、後支持枠２６に連接して左右一対の矩形状の側支持枠２５を固定する。

図１６は開閉扉３０の全体斜視図であり、所定厚さの矩形状の第１開閉扉３１と第２開閉扉３３を長手方向において、１又は複数の補強リブ３６を介在させて略直角状に連結するとともに、連結部の長手方向全長に渡って軸孔３４を穿設して、貫通させている。また、第１開閉扉３１の外面には、操作員が握持して操作するための１又は複数の把手３５を突設している。第１開閉扉３１及び第２開閉扉３３は略同一寸法であり、図１１に示すように、第１開閉扉３１で操作窓４０を、第２開閉扉３３で第２余水抜口１５をそれぞれ閉塞することにより第１余水抜口５と第２余水抜口１５の連通を遮断し、余水抜機構１０を閉状態として、掴み対象物や余水をシェルカバー５０内に密閉することができる。また、図１４に示すように、第２開閉扉３３で操作窓４０を閉塞し、第１開閉扉３１を開放することによって、第１余水抜口５と第２余水抜口１５を連通させて、余水抜機構１０を開状態として、シェルカバー５０内の余水を第１余水抜口５から第２余水抜口１５を経て、又圧力抜孔５５から第２余水抜口１５を経て外部に排水することができる。

本発明にかかる余水抜機構１０は、シェル１００の開口方向におけるシェルカバー５０の端部近傍に装備するものであって、シェル１００には装備しない。余水抜機構１０をシェル１００の開口方向のシェルカバー５０の端部近傍に装備するのは、シェルカバー５０に起因する余水を排水するという課題を解決でき、かつ、設置するスペースを確保し易く、メンテナンスが容易に行えるためである。また、シェル１００に装備しないのは、シェル１００は浚渫用グラブバケットの構造上、強度に影響の大きい部材であるため、余水抜機構１０のために開口部を設けると、浚渫用グラブバケット全体の強度が低下してしまい、浚渫用グラブバケットとして合理性を欠く。特に幅広構造を採用した浚渫用グラブバケットでは強度保持に留意する必要があるからである。

更に、本発明にかかる余水抜機構は、開状態と閉状態を切替て、それぞれの状態に保持することができるため、１つの浚渫用グラブバケットを多用途に利用することが可能である。しかも、その切替作業は、クレーン等の作業機械を使用したり、バケットを本体ごと交換したり、シェルカバーの容量調整等が不要であり、作業員が手動で簡単に作業できるため、浚渫対象に応じて掴み対象物の土厚を変える浚渫作業における作業効率が飛躍的に向上する。

Claims (14)

1. 左右一対のシェルを開閉可能に軸支するとともに、シェルの開放上端部に所定容量のシェルカバーを密接配置することによって、掴み対象物を密閉する浚渫用グラブバケットにおいて、
   シェルの開口方向のシェルカバーの端部近傍に、開状態又は閉状態に保持可能な余水抜機構を装備したことを特徴とする浚渫用グラブバケット。
2. 掴み対象物とともに、シェルカバー内に収納される余水が併存する請求項１記載の浚渫用グラブバケット。
3. 余水抜機構は、シェルカバーに形成された第１余水抜口と、第１余水抜口と連通するとともに第１余水抜口を覆蓋して配置された第２余水抜口を有する請求項１又は２記載の浚渫用グラブバケット。
4. 第１余水抜口は常時開口しているとともに、第２余水抜口は開閉扉によって、開状態又は閉状態に保持可能な請求項３記載の浚渫用グラブバケット。
5. 第１余水抜口を覆蓋するように、取付台座をシェルカバーに固定し、
   取付台座に開閉扉を装備した第２余水抜口を開口形成し、
   開閉扉を操作して第２余水抜口を閉塞して第１余水抜口と第２余水抜口の連通を遮断するとともに、
   開閉扉を操作して第１余水抜口と第２余水抜口を連通させる請求項４記載の浚渫用グラブバケット。
6. 第２余水抜口を開口形成した前枠を後枠と対面させて配置し、後枠と前枠の両端を側枠で連結するとともに、開閉扉の操作窓を開口形成した上枠を上面に連結した取付台座を、第１余水抜口を覆蓋してシェルカバーに固定し、
   前枠の両端に装備した軸受に、支持軸を介して第１開閉扉と第２開閉扉を連結してなる開閉扉を軸支し、
   開閉扉を回動操作して第１開閉扉を操作窓に固定することによって、第２開閉扉で第２余水抜口を閉塞して第１余水抜口と第２余水抜口の連通を遮断するとともに、
   開閉扉を回動操作して第２開閉扉を第２余水抜口から開放して操作窓に固定することによって、第１余水抜口と第２余水抜口を連通させる請求項４又は５記載の浚渫用グラブバケット。
7. 第１開閉扉又は第２開閉扉を操作窓に固定する固定具を装備した請求項６記載の浚渫用グラブバケット。
8. 第２余水抜口に鉛直方向に開口した排水フードを装備した請求項４，５，６又は７記載の浚渫用グラブバケット。
9. 余水抜機構をシェルカバーに複数装備した請求項１，２，３，４，５，６，７又は８記載の浚渫用グラブバケット。
10. シェルカバーの一部に圧力抜孔を形成し、該圧力抜孔に、浚渫用グラブバケットの内側から外側に収納物が流出することを可能とし、収納物が外側から内側に流入することはできない逆止蓋を装備した請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９記載の浚渫用グラブバケット。
11. 左右一対のシェルを下部フレームに開閉可能に軸支し、左右一対のタイロッドの下端部をシェルに、上端部を上部フレームに回動自在に軸支するとともに、
    シェルの口幅方向の両端をタイロッドを超えて延長し、
    シェルの開幅基準寸法に対して、口幅寸法を０．６倍以上の幅広とした請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９又は１０記載の浚渫用グラブバケット。
12. 同一掴み容量の浚渫用グラブバケットに対して、シェルの切取面積を拡大した請求項１１記載の浚渫用グラブバケット。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の浚渫用グラブバケットを使用して、余水抜機構を開状態としてシェルの開閉動作により水底の掴み対象物を掴んで水上に巻き上げることにより、
    掴み対象物とともに巻き上げられるシェルカバー内の余水を大気中に排水することを特徴とする浚渫方法。
14. 掴み対象物を密閉状態で浚渫するとともに、シェルカバーによる密閉に起因して、掴み対象物とともに巻き上げられる余水を軽減する請求項１３記載の浚渫方法。

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