JP2865909B2 - 高濃度浚渫装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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しかも高濃度で浚渫
できる高濃度浚渫装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より実施されているヘドロ等の水中
に堆積している軟泥の浚渫方法には、グラブ浚渫方法と
ポンプ浚渫方法とがあった。しかしながら、前者のグラ
ブ浚渫方法は、グラブで軟泥を掘削した後において水中
及び大気中で大量の汚濁水を撒き散らすことになるため
汚濁発生が著しくて周囲の環境を汚染するばかりでな
く、掘跡が凸凹になるという欠点があった。また後者の
ポンプ浚渫方法は、軟泥を水と共に浚渫する方法である
ため、含泥率は通常１０〜２０％程度で残部は水である
から非常に多量の余分な水を送ることになってエネルギ
ー的に損失が大きいばかりでなく広大な埋立地を必要と
し、しかも浚渫余水の処理に莫大な費用を必要とすると
いう欠点があった。

【０００３】よって最近、このような欠点を無くすこと
を目標として高濃度で軟泥を浚渫することができる装置
が、特開平２−２９６９３３号公報や、「作業船」第１
８７号（平成２年１月３０日，社団法人日本作業船協会
発行）などで提案されている。前者の特開平２−２９６
９３３号公報で提案されている「浚渫装置」は、半径方
向外方に突出可能なスライド掘削刃を備えた回転胴部と
この回転胴部の外周に所望の間隙を介して取り付けられ
た板状底面切削刃とにより地盤から切り取られた泥土を
揚泥する浚渫装置であるが、水中でスクリューコンベア
を回転させて軟泥を吸泥するものであって水中の余分な
水の侵入を排除できないという欠点があると共に、スラ
イド掘削刃が納まるように回転胴部の内径を大きくする
必要があり更にこの回転胴部の外周にスクリューコンベ
アが取り付けられていることから装置が大掛かりとな
り、浚渫能力に比べて浚渫装置及びそれを取り付けた浚
渫船が大きくなるため不経済であるという欠点があっ
た。

【０００４】後者の「作業船」第１８７号で提案されて
いる「高濃度軟泥浚渫船」は、水底に没した半円筒状で
気密にしたフードの中で掘削用のバケットホイルを非常
にゆっくりと回転させ、バケットホイルで掘削した軟泥
をスクリューコンベアにより助勢装置まで移送すること
により底泥を浚渫する浚渫船であり、軟泥の高濃度を確
保するためにバケットホイルの上部はフードにより気密
されている。しかしながらこのような構造の浚渫船は、
バケットホイルの中心部に軟泥溜りを、またバケットホ
イルで掘削した軟泥を移送するスクリューコンベアを備
えているものであるから、前記した特開平２−２９６９
３３号公報に記載の装置と同様に構造が大掛かりとなっ
て不経済であり、またバケットホイルの機構上から１ス
イング・１前進当りの掘削幅を大きくとれないため、２
条目のスイング時のラップ幅を一定にするのが難しく、
施工能率が悪いという欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した如
き従来の装置の欠点を解消し、水底に堆積している軟泥
を高濃度のまま高能率で浚渫できる比較的簡単な構造の
装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決すべく鋭意研究の結果、浚渫船や水陸両用掘削機のア
ームあるいはラダーに取り付けられる本体フレームに一
端が閉じられ他端が最も低い位置で開口しており上部が
開口している円筒パイプを懸垂固定し、前記本体フレー
ムの進行方向に平行に設けられた２枚以上の円輪板間に
それぞれ掻き上げ羽根が同間隔で複数枚取り付けられて
いるロータを前記円筒パイプに回転自在に装着すると共
にこのロータを本体フレームに取り付けられている油圧
モータで進行速度と同じ回転速度又はそれ以上の回転速
度で回転できるようにし、前記ロータ及び円筒パイプの
少なくとも上半分を覆うように本体フレームにフードを
固定してこのフード内では軟泥を空気中で掘削している
状況となるように圧縮空気を供給する供給パイプとフー
ド内の余分な空気を大気中へ排出させる排気パイプとを
接続し、前記円筒パイプの最も低い位置の開口部には本
体フレームに固定されているサンドポンプの吸入パイプ
を連結し、且つフード内の上部にはロータの掻き上げ羽
根で掻き上げられてきた軟泥の状態を監視する水中カメ
ラが取り付ければ、構造上コンパクトで、中小河川の軟
泥浚渫においては水陸両用掘削機に搭載が可能であり、
港湾においても大きな船体を必要とせず経済的で、しか
も高濃度の状態で軟泥を浚渫ができることを究明して本
発明を完成したのである。

【０００７】

【実施例】以下、図面により本発明に係る高濃度浚渫装
置の１実施例について詳細に説明する。図１は本発明に
係る高濃度浚渫装置の１実施例のフードの進行方向前部
を切欠して示す側面図、図２は正面側のフードを除去し
て示す同正面図、図３はロータの側面図、図４は同正面
図、図５は円筒パイプの側面図、図６は同正面図、図７
は本発明装置を浚渫船や水陸両用掘削機のアームあるい
はラダーに搭載した状態を示す正面図である。図面中、
１は浚渫船や水陸両用掘削機のアームあるいはラダー２
０に取り付けられる本体フレームＦに懸垂固定されてお
り一端が閉じられ他端が最も低い位置にフランジ１ａを
取り付けられて開口しており上部が開口している円筒パ
イプであり、後述するロータ４がその周囲を回転できる
ように支持する固定軸の役目をなすものである。

【０００８】４は本発明に係る高濃度浚渫装置の進行
（スイング）方向（図１においては矢印の方向、図２に
おいては紙面の手前側）に平行に設けられた２枚以上
（図示した実施例においては４枚）の円輪板２間にそれ
ぞれ短管で形成されている補強材１８により掻き上げ羽
根３が同間隔で複数枚（図示した実施例においては６
枚）取り付けられているロータであって、この補強材１
８により前記円筒パイプ１に円滑に回転できるように装
着されている。このロータ４の進行方向の後ろ側の３分
の２程度は、掻き上げ羽根３により掻き上げられた軟泥
８が落下しないようにするために後述するフード９に固
定されている落下防止カバー１９で覆われていることが
好ましい。６はロータ４に補強材１８により固定されて
いる大スプロケットであって、本体フレームＦに取り付
けられている油圧モータ７の駆動軸に固定されている小
スプロケット５とローラーチエン１７を介して連結され
ており、ロータ４を本発明に係る高濃度浚渫装置の進行
速度（浚渫船や水陸両用掘削機のアームあるいはラダー
２０のスイングスピード）と同じ回転速度（通常、３ｍ
／min〜６ｍ／min）又はそれ以上の回転速度で回転でき
るようになっている。また、１５は浚渫対象場所にゴミ
等の夾雑物が多数存在する場合などに必要に応じてロー
タ４の外周全面に取り付けられる格子状の網である。

【０００９】９はロータ４及び円筒パイプ１の少なくと
も上半分を覆うように本体フレームＦに固定されている
フードであり、その内部にコンプレッサー（図示せず）
からの圧縮空気を供給する供給パイプ１０がフード９の
上部にまたフード９内の余分な空気がフード９の側面よ
り水中に吹き出し汚濁発生の要因とならないようにフー
ド９の最下端に大気中へ排出させる排気パイプ１１とが
接続されている。このようにロータ４及び円筒パイプ１
の少なくとも上半分がフード９によりその内部が気密に
保持されていることにより、軟泥８が水中より気中に移
動したところで余分な水は下方へ落下し、空中で掘削す
るのと同じ状況となる。

【００１０】１３は本体フレームＦに固定されているサ
ンドポンプ１２と連結されている吸入パイプであって、
ロータ４の掻き上げ羽根３により掻き上げられて最上部
に運ばれた軟泥８は円筒パイプ１の上部開放部より円筒
パイプ１内へ連続して落下し、円筒パイプ１の最も低い
位置の開口部のフランジ１ａに連結されている吸入パイ
プ１３を経てサンドポンプ１２に吸泥される。

【００１１】１４はロータ４の掻き上げ羽根３で掻き上
げられてきた軟泥８の状態を監視するためにフード９内
の上部に取り付けられているモニター用の水中カメラで
あり、必要に応じてフード９内を照射する光源を備えて
いる。また、１６は軟泥８の粘性が強くロータ４から軟
泥８が落下しない場合に軟泥８を強制的に円筒パイプ１
に押し込むためにフード９内の上部に必要に応じて取り
付けられる油圧アクチエータである。

【００１２】２０は図７に示すように本発明装置をトラ
ニオン２１を介して取り付ける浚渫船や水陸両用掘削機
のアームあるいはラダーであり、水深が変化しても常に
本発明装置が水平となるように本体フレームＦに固定さ
れていて傾斜を計測する傾斜計２２よりの指令により、
本発明装置を水平に調整する油圧シリンダー２３を備え
ている。

【００１３】２４は本発明装置のサンドポンプ１２と水
陸両用泥上車のアームあるいは浚渫船ラダー２０に取り
付けられた吐出管２７とを連結するためのゴムホース、
２５は逆流防止用の逆上弁、２６は浚渫された軟泥８を
長距離排送する時に圧縮空気を供給するための空気供給
口である。

【００１４】

【作用】かかる構成より成る本発明に係る高濃度浚渫装
置により、水底に堆積しているヘドロ等の軟泥８を汚濁
の発生がなく且つ余分な水分を取り込むことなく高濃度
で浚渫する操作について次に説明する。

【００１５】先ず、本発明に係る高濃度浚渫装置の本体
フレームＦを例えば図７に示すようにトラニオン２１を
介して浚渫船や水陸両用掘削機のアームあるいはラダー
２０に取り付け、傾斜計２２よりの指令により油圧シリ
ンダー２３を作動させて本発明装置が常に水平になるよ
うに調整して浚渫すべき水中に降下させる。

【００１６】かくして本体フレームＦに懸垂固定されて
いる円筒パイプ１の下端が水底に堆積している軟泥８の
表面とほぼ同一高さに位置したら、ロータ４及び円筒パ
イプ１の少なくとも上半分を覆うように本体フレームＦ
に固定されているフード９の内部に供給パイプ１０から
圧縮空気を供給すると共に余分な空気はフード９の最下
端に接続されている排気パイプ１１から大気中へ排出さ
せてフード９の内部を気密に保持する。

【００１７】この状態で、本体フレームＦに取り付けら
れている油圧モータ７を浚渫船や水陸両用掘削機のアー
ムあるいはラダー２０のスイングスピードと同じ回転速
度又はそれ以上の回転速度で回転するよう駆動して、小
スプロケット５からローラーチエン１７を介してロータ
４に補強材１８により固定されている大スプロケット６
を回転させることにより、円筒パイプ１の周囲に回転自
在に支持されているロータ４を回転させるのである。こ
のロータ４の回転速度は、浚渫するものが水分の多い軟
泥８である場合には余分な水分を取り込まないように浚
渫船や水陸両用掘削機のアームあるいはラダー２０のス
イングスピードと同じ回転速度であることが好ましい
が、硬い粘性土の場合には送泥が円滑になるように加水
の必要からロータ回転数を浚渫船や水陸両用掘削機のア
ームあるいはラダー２０のスイングスピードより速くし
て粘性土と水とを取り込むようにすれば良い。前者のよ
うに浚渫船や水陸両用掘削機のアームあるいはラダー２
０のスイングスピードと同じ回転速度でロータ４を回転
させるには、浚渫船や水陸両用掘削機のアームあるいは
ラダー２０に搭載されているジャイロコンパス（図示せ
ず）より信号を取り込んで自動又は手動にて油圧モータ
７の回転数を制御すれば良い。

【００１８】このように回転せしめられるロータ４には
進行方向に平行に設けられた２枚以上の円輪板２間にそ
れぞれ短管で形成されている補強材１８により掻き上げ
羽根３が同間隔で複数枚取り付けられているので、この
ロータ４の掻き上げ羽根３により掻き上げられた軟泥８
はロータ４のスイング方向の後ろ側の３分の２程度を覆
っている落下防止カバー１９で落下しない状態でフード
９の内部に掻き上げられて余分な水は下方へ落下し、最
上部に至った軟泥８は空中で掘削するのと同じ状況とな
って円筒パイプ１の上部開放部より円筒パイプ１内へ連
続して落下する。この際、ロータ４の外周全面に格子状
の網１５が取り付けられていると、浚渫対象場所の軟泥
８がゴミ等の夾雑物を多数含んでいてもこれら夾雑物は
格子状の網１５によりロータ４内には入り込まないの
で、サンドポンプ１２を痛めることもなければ、送泥さ
れた軟泥８の処理も容易になる。

【００１９】この円筒パイプ１にはその最も低い位置の
開口部のフランジ１ａにサンドポンプ１２に連結されて
いる吸入パイプ１３が連結されているので、円筒パイプ
１内へ落下した軟泥８は、サンドポンプ１２に吸泥され
た後にゴムホース２４及び逆流防止用の逆上弁２５を介
して浚渫船や水陸両用掘削機のアームあるいはラダー２
０に取り付けられた吐出管２７から所定の場所へ排泥さ
れるのであり、この際軟泥８を長距離排送する時には空
気供給口２６から圧縮空気が吐出管２７内に供給され
る。

【００２０】この際、フード９内の上部に取り付けられ
ているモニター用の水中カメラ１４でロータ４の掻き上
げ羽根３で掻き上げられてきた軟泥８の状態を監視し
て、可及的に水分が少なくなるように浚渫船や水陸両用
掘削機のアームあるいはラダーのスイングスピード及び
／又はロータの回転速度を制御し、軟泥８の粘性が強く
ロータ４から軟泥８が落下しない場合にはフード９内の
上部に取り付けられる油圧アクチエータ１６を作動させ
れば良いのである。

【００２１】

【発明の効果】以上に詳述した如き本発明に係る高濃度
浚渫装置は、従来の装置と比べてロータを回転自在に支
持している軸である円筒パイプの上部が軟泥を吸入する
吸入口となっているため、バケットホイールやスクリュ
ーコンベア等の複雑な機械を必要としないため、小型軽
量でしかもロータ幅を大きくすることによって浚渫能力
を大きくできるので、本発明装置を搭載する作業機械，
浚渫船が小型のもので良く経済性が極めて良い。

【００２２】そして、気密に保たれたフード内で上部よ
り軟泥を取り込むため、水分の含有量が多い軟泥であっ
ても、気密に保たれたフード内にロータの掻き上げ羽根
で掻き上げる過程で余分な水分が落下するので高含泥率
で浚渫が可能となり、埋立地の確保が困難になってきた
現在においては埋立地の容量からも経済性が良いという
効果がある。

【００２３】更に浚渫船や水陸両用掘削機のアームある
いはラダーのスインクスピードとロータの回転を３ｍ／
min〜６ｍ／min程度の非常ゆっくりとした速度とするこ
とにより、軟泥を撹拌することもなく、また内汚濁の発
生がほとんどないという利点がある。

【００２４】また本発明装置にはロータの掻き上げ羽根
で掻き上げられてきた軟泥の状態を監視するためにフー
ド内の上部にモニター用の水中カメラが取り付けられて
いるので、この水中カメラでロータの掻き上げ羽根で掻
き上げられてきた軟泥の状態を監視して、可及的に水分
が少なくなるように浚渫船や水陸両用掘削機のアームあ
るいはラダーのスイングスピード及び／又はロータの回
転速度を制御することができるので、常に安定した状態
でしかも高濃度な軟泥を浚渫できるのである。

【００２５】そして、ロータの外周全面に格子状の網が
取り付けられている場合には、浚渫対象場所の軟泥がゴ
ミ等の夾雑物を多数含んでいても、この夾雑物が軟泥と
一緒に吸引されることがないので、サンドポンプを痛め
ることもなければ、送泥された軟泥の処理も容易である
利点が有る。

【００２６】また、フード内の上部に軟泥を強制的に円
筒パイプに押し込めるように油圧アクチエータが取り付
けられている場合には、浚渫される軟泥の粘性が強くロ
ータから軟泥が落下しない場合でもこの油圧アクチエー
タを作動させることによって浚渫された軟泥を確実にサ
ンドポンプを経て送泥することができ、この効果はフー
ド内に設けた水中カメラでロータの掻き上げ羽根で掻き
上げられてきた軟泥の状態を監視できる効果をより有効
に発揮させることができるのである。

【００２７】以上に列挙したような種々の効果を有する
本発明装置の工業的価値は非常に大きなものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高濃度浚渫装置の１実施例のフー
ドの進行方向前部を切欠して示す側面図、である。

【図２】図２は図１の正面側のフードを除去して示す正
面図である。

【図３】ロータの側面図である。

【図４】図３の正面図である。

【図５】円筒パイプの側面図である。

【図６】図５の正面図である。

【図７】本発明装置を浚渫船や水陸両用掘削機のアーム
あるいはラダーに搭載した状態を示す正面図である。

【符号の説明】

Ｆ 本体フレーム １ 円筒パイプ １ａ フランジ ２ 円輪板 ３ 掻き上げ羽根 ４ ロータ ５ 小スプロケット ６ 大スプロケット ７ 油圧モータ ８ 軟泥 ９ フード １０ 供給パイプ １１ 排気パイプ １２ サンドポンプ １３ 吸入パイプ １４ 水中カメラ １５ 格子状の網 １６ 油圧アクチエータ １７ ローラーチエン １８ 補強材 １９ 落下防止カバー ２０ 浚渫船や水陸両用掘削機のアームあるいはラダー ２１ トラニオン ２２ 傾斜計 ２３ 油圧シリンダー ２４ ゴムホース ２５ 逆上弁 ２６ 空気供給口 ２７ 吐出管

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体フレーム(Ｆ)に懸垂固定されており
   一端が閉じられ他端が最も低い位置で開口しており上部
   が開口している円筒パイプ(１)に、本体フレーム(Ｆ)の
   進行方向に平行に設けられた２枚以上の円輪板(２)間に
   それぞれ掻き上げ羽根(３)が同間隔で複数枚取り付けら
   れているロータ(４)が回転自在に装着されていると共に
   このロータ(４)に固定されている大スプロケット(６)が
   本体フレーム(Ｆ)に取り付けられている油圧モータ(７)
   の駆動軸に固定されている小スプロケット(５)とローラ
   ーチエン(１７)を介して連結されており、ロータ(４)及
   び円筒パイプ(１)の少なくとも上半分を覆うように本体
   フレーム(Ｆ)に固定されているフード(９)にはその内部
   に圧縮空気を供給する供給パイプ(１０)が上部にまた余
   分な空気を大気中へ排出させる排気パイプ(１１)が最下
   端に接続されており、前記円筒パイプ(１)の最も低い位
   置の開口部には本体フレーム(Ｆ)に固定されているサン
   ドポンプ(１２)の吸入パイプ(１３)が連結されており、
   フード(９)内の上部にはロータ(４)の掻き上げ羽根(３)
   で掻き上げられてきた軟泥(８)の状態を監視する水中カ
   メラ(１４)が取り付けられていることを特徴とする高濃
   度浚渫装置。
2. 【請求項２】 ロータ(４)の外周部に格子状の網(１５)
   が取り付けられている請求項１に記載の高濃度浚渫装
   置。
3. 【請求項３】 フード(９)内の上部に軟泥(８)を強制的
   に円筒パイプ(１)に押し込めるようにアクチエータ(１
   ６)が取り付けられている請求項１又は２に記載の高濃
   度浚渫装置。