JP3332759B2 - 水中作業機用堆積物取込み装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地下空間やウォー
ターフロント等の開発のために、遠隔制御を受けながら
水底を走行して、堆積物の掘削を行なったり、ダムの湖
底を浚渫したりするのに用いられる水中作業機のための
堆積物取込み装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のバケットホイール式水中作業機の
側面図を図４に示す。この水中作業機が走行するための
走行装置53は、トラック54, アイドルホイール55および
駆動のための走行モータ付きスプロケット56によって構
成されている。走行装置53の上には、動力装置としての
油圧ポンプ装置58や掘削装置60, スラリー搬送部61など
が取り付けられている。

【０００３】本機により軟岩および土砂を掘削する手順
を説明すると、まずラダー48の先端にあるバケットホイ
ール46を回転させながらラダー上下シリンダ49およびラ
ダー前後シリンダ50を調整して、掘削しようとする軟
岩，土砂の所定位置にセットし、ついでラダー前後シリ
ンダ50の左右のシリンダ長を伸縮させることによりラダ
ー48を旋回させ、バケットホイール46を時計回りに回転
させながら掘削する。右旋回または左旋回して所定の掘
削作業を終えたならば、トラック54を前進させて再び旋
回しながら掘削を行なう。この旋回と前後進とを繰り返
すことによって、水中作業機前方の軟岩および土砂を掘
削する。

【０００４】掘削した軟岩および土砂は、クラッシャ47
にて破砕し、バケット内に取込まれた破砕物（ずり）
は、バケットが取付けられているバケットホイール46の
開口部から重力とスラリーポンプ59の吸引力との両作用
によりサクションマウス62内に水と共に流れ込み、配管
51，可撓管52内を通ってスラリーポンプ59によりホース
57を経由して上方に搬送される。そして、本機の移動
は、左右対称のトラックを有する走行装置53によって行
なわれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な水中作業機におけるバケットホイール式の堆積物取込
み装置では、次のような不具合がある。 （１）バケットホイールにより掘削された掘削物が小片
に破砕されていれば、サクションマウスで閉塞すること
なくスムーズに搬送可能であるが、軟岩の種類によって
は、掘削物に大塊が混入する場合があり、サクションマ
ウスから配管系および搬送ポンプ等を経由する途中で、
大塊による閉塞事故を起こす恐れがある。 （２）掘削用のバケットホイールがラダーを中心として
片側に装着されているため、円形状に掘削作業を行なう
場合はよいが、自由に方向を変えて掘削する場合は作業
能率が低下する。 （３）従来の作業装置ではシルト層に付着しているヘド
ロ等をバケットホイールの回転により浚渫・搬送する際
には、微粒子により掘削部周辺へ汚濁が拡散して水質を
悪化させるようになる。

【０００６】そこで本発明は、水底における堆積物の掘
削や破砕を効率よく行なえるようにするとともに、掘削
物の搬送中における配管の詰まりを防止できるように
し、かつ付近の水中への汚濁の拡散も的確に防止できる
ようにした、水中作業機用堆積物取込み装置を提供する
ことを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明の水中作業機用堆積物取込み装置は、水中作
業機に俯仰旋回可能に設けられたラダーの先端部に装着
される堆積物取込み装置において、上記ラダーの先端部
で水平軸線のまわりに回転しうるバケットホイールと、
同バケットホイールの下端部の露出を許容する下端開口
を有しながら同バケットホイールを上方から覆うように
して上記ラダー先端部に取付けられたカバーと、上記バ
ケットホイールの回転に伴う水底堆積物の掘削により掬
い上げられた掘削物を上記カバーの内部で破砕するクラ
ッシャと、同クラッシャによる破砕物を水と共に吸引す
べく上記ラダーに沿う搬送配管の先端に接続されるサク
ションマウスとをそなえ、上記バケットホイールが、上
記ラダーの先端部で水平軸線のまわりに回転駆動可能に
設けられた円筒部材と、同円筒部材の内部に連通するよ
うに同円筒部材の外周に沿い等間隔に固着された多数の
掘削用ティース付きバケットとで構成されるとともに、
上記クラッシャが、上記円筒部材の内周壁から上記水平
軸線へ向け突設されて同円筒部材と一体に旋回しうる並
列型の複数の旋回棒と、同旋回棒が微小隙間をあけて通
過しうるように上記カバーの内部で上記サクションマウ
スの外周壁に固着されたスリット部材とで構成され、上
記カバーの下端開口の周縁部に、同周縁部から下方へウ
ォーターカーテンを形成しうるノズル付き散水管が設け
られたことを特徴としている。

【０００８】上述の本発明の水中作業機用堆積物取込み
装置では、水底の堆積物に押し付けられたバケットホイ
ールの回転駆動に伴い、ティース付きバケットで掘削さ
れ掬い上げられた掘削物は、カバーの内部で次のように
してクラッシャにより破砕処理された後、サクションマ
ウスへ吸い込まれる。

【０００９】すなわち、バケットホイールの各バケット
内は同バケットを支持する円筒部材の内部へ連通してい
るので、バケットホイールの回転に伴いティース付きバ
ケットで掘削され掬い上げられた掘削物は、上記円筒部
材の内部へ落下し、同円筒部材と共に旋回する旋回棒と
固定されたスリット部材との間に挟み込まれて効率よく
破砕され、サクションマウスへ吸い込まれるようにな
る。

【００１０】また、上述のようなバケットからの掘削物
の落下作用や、落下した掘削物のクラッシャによる破砕
は、すべてカバー内で行なわれ、しかもカバーの下端開
口の周縁部から、ノズル付き散水管により下方へ向けて
ウォーターカーテンが形成されるので、外部への掘削微
粒子の漏洩を極力減少させた状態でサクションマウスに
よる吸引が行なわれるようになり、これにより付近の水
中の汚濁を抑制することができる。

【００１１】そして、上記カバー内に生じた微粒子が、
同カバー上部のポンプ接続口を通じて搬送されるように
なっていると、同微粒子の排出が上記サクションマウス
のみに頼らずに効率よく行なわれるようになる。

【００１２】さらに、本発明の装置では、上記カバーの
上部のポンプ接続口を通じて吸引され搬送される微粒子
を含んだ流れが、上記サクションマウスを通じて搬送さ
れる掘削物を含んだ本流と合流するようになっているの
で、配管の簡素化をもたらしながら効率よく搬送作用が
行なわれるようになる。

【００１３】また、本発明の水中作業機用堆積物取込み
装置は、上記ラダーの先端部を横方向に貫通する回転軸
が設けられて、同回転軸の左右へ突出した各端部に上記
バケットホイールが対をなして設けられるとともに、上
記のクラッシャおよびサクションマウスも左右に対をな
して設けられ、上記カバーが上記の対をなすバケットホ
イールを共通に覆う単一のカバーとして設けられたこと
を特徴としている。

【００１４】このようにラダー先端部の両側にバケット
ホイールやクラッシャおよびサクションマウスが対をな
して設けられると、ラダーの左右への旋回に伴う水中作
業が、ラダー先端部の片側にのみバケットホイールを有
する従来の装置の場合と比べて、きわめて能率よく行な
えるようになる。例えば、水底から立ち上がった堆積物
の側面を掘削する場合に、従来の装置ではラダー先端部
自体の幅のサイズ分だけ堆積物へのアクサスを妨げられ
ることがあるが、本発明の装置のようにバケットホイー
ルがラダー先端部の両側にそれぞれ設けられていると、
上述のような支障が全く無くなる。そして、上記の対を
なすバケットホイールを共通に覆う単一のカバーが設け
られるようになっていると、同カバーをバケットホイー
ルごとに個別に設ける場合と比べて、全体構造が大幅に
簡素化されるようになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の一実施
形態としての水中作業機用堆積物取込み装置について説
明すると、図１は本装置をそなえた水中作業機の側面
図、図２は本装置の側面図、図３は本装置の断面図であ
る。

【００１６】図１に示すように、本発明の一実施形態と
しての堆積物取込み装置を、ラダー13の先端機構として
装備された水中作業機１は、走行装置２の上部に、シー
ルシステム７付き旋回ベアリング８を介して、機体フレ
ーム６を旋回可能にそなえている。そして、機体フレー
ム６上における上部構造として、流量計26，土砂濃度計
27およびホースねじれ自在継手28を有するスラリー搬送
部29や搬送ポンプ25が設けられるほか、機体フレーム６
と一体のサポートフレーム６ａが設けられている。

【００１７】サポートフレーム６ａの上部にはアーム44
の基端部が枢着され、同アーム44の俯仰のため先端を同
アーム44に枢着されたたアームシリンダ16の基端は、サ
ポートフレーム６ａの下部に枢着されている。

【００１８】また、アーム44の先端部にはラダー13の基
端部が枢着され、同ラダー13の俯仰のため同ラダー13に
先端を枢着されたラダーシリンダ15の基端は、サポート
フレーム６ａの下部に枢着されている。

【００１９】このようにして、ラダー13はアーム44と共
に２リンク機構を構成しているので、ラダー13の先端部
の位置決めが容易となり、例えば図示のごとくアームシ
リンダ16でアーム44の俯仰角を設定してから、ラダーシ
リンダ15の伸縮作動により水底の堆積物表面に、掘削用
ティース36付きバケット11を外周部にそなえたバケット
ホイール９を押し付けながら前後移動させる操作が、き
わめて能率よく、しかも力強く行なわれるようになる。

【００２０】なお、図１における符号３は走行装置にお
けるトラックを示し、４はアイドルホイール，５はスプ
ロケット，43は掘削取込み装置部，45は粗大・大粒径土
砂を示している。

【００２１】ところで、ラダー13の先端部に装着される
本発明の一実施形態としての水中作業機用堆積物取込み
装置は、図２および図３に示すように、ラダー13の先端
部に、軸受24を介し横方向に貫通する回転軸37をそな
え、同回転軸37はラダー13の内部に設けられた回転駆動
機構により歯車38などを介して回転駆動されるようにな
っている。そして、回転軸37の両端部に、バケットホイ
ール９の本体としての円筒部材40が固着されている。

【００２２】また、円筒部材40の内部に連通するように
同円筒部材40の外周に沿い等間隔に固着された多数の掘
削用ティース36付きバケット11が設けられ、このように
して円筒部材40とティース36付きバケット11とで構成さ
れるバケットホイール９が、ラダー13の先端部の両側に
対をなして設けられている。

【００２３】このように対をなす左右のバケットホイー
ル９は、その下端部の下方への露出を許容する下端開口
をもった共通の単一カバー30で十分に覆われており、同
カバー30は回転軸37に軸受を介し設けられて、ラダー13
の先端部に固定されている。なお、カバー30は上部フラ
ンジ付きウェブ31, 32により構成されている。

【００２４】そして、カバー30の上部には、同カバー内
で生じる掘削物の微粒子を水と共に吸引し搬送するため
のポンプ接続口19ａが形成されて、同接続口19ａには微
粒子搬送ポンプ19が接続されている。

【００２５】このポンプ19に接続された微粒子搬送管18
に沿う流れは、図１に示すように、土砂搬送管14により
サクションマウス10から搬送されてきた掘削物の流れ
と、土砂搬送合流ライン22で合流するようになってお
り、このような配管構造により、配管の合理化が図られ
ている。

【００２６】また、カバー30の下端開口の周縁部には、
同周縁部から下方へウォーターカーテン34を形成しうる
ノズル付き散水管12がリング状に装着されていて、同散
水管12への給水は、カバー30の外壁に止め金具35で取付
けられた給水管21を介し、水搬送ポンプ20により行われ
るようになっている。そして、給水管21には、図１に示
すように、水搬送ポンプ20を介して水運搬管17が接続さ
れており、このようにしてウォーターカーテンシステム
33が構成されている。なお、水搬送管17の給水源として
は、土砂搬送合流ライン22に接続された底質分離装置23
で得られる底質分離後の水が用いられる。

【００２７】各バケットホイール９で掘削され掬い上げ
られて円筒部材40の内部へ落下した掘削物は、カバー30
の内部でクラッシャＫにより破砕されるが、同クラッシ
ャＫは、円筒部材40の内周壁から回転軸37へ向けて突設
され同円筒部材40と一体に旋回する複数の旋回棒41と、
同旋回棒41が微小隙間をあけて通過するのを許容するス
リット部材42とで構成され、スリット部材42はサクショ
ンマウス10の外周壁上に固定されている。

【００２８】そして、サクションマウス10は、軸受を介
して回転軸37に支持され、ラダー13に沿う土砂搬送管14
の先端に接続されるようになっている。また、サクショ
ンマウス10は、クラッシャＫで破砕され水と混合して同
サクションマウス10の内部へ流入しようとする混合物か
ら粗大物を排除するため、同サクションマウス10の吸入
口に、スクリーン39をそなえている。

【００２９】上述の本実施形態の水中作業機用堆積物取
込み装置では、水底の堆積物に押し付けられたバケット
ホイール９の回転駆動に伴い、ティース36付きバケット
11で掘削され掬い上げられた掘削物は、カバー30の内部
で次のようにしてクラッシャＫにより破砕処理された
後、サクションマウス10へ吸い込まれる。

【００３０】すなわち、バケットホイール９の各バケッ
ト11内は同バケット11を支持する円筒部材40の内部へ連
通しているので、バケットホイール９の回転に伴いティ
ース36付きバケット11で掘削され掬い上げられた掘削物
は、円筒部材40の内部へ落下し、同円筒部材40と共に旋
回する旋回棒41と固定されたスリット部材42との間に挟
み込まれて破砕され、水と混合した状態でサクションマ
ウス10へ吸い込まれるようになる。

【００３１】そして、上述のようなバケット11からの掘
削物の落下作用や、落下した掘削物のクラッシャＫによ
る破砕は、すべてカバー30内で行なわれ、しかもカバー
30の下端開口の周縁部からノズル付き散水管12により下
方へ向けてウォーターカーテン34が形成されるので、外
部への掘削物やその微粒子の漏洩を極力減少させた状態
でサクションマウスによる吸引が行なわれるようにな
り、これにより付近の水中の汚濁を抑制することができ
る。

【００３２】またカバー30内で生じた上記微粒子は、カ
バー上部のポンプ接続口19ａを通じて搬送されるので、
同微粒子の排出がサクションマウス10のみに頼らずに効
率よく行なわれるようになる。スクリーン39を通過しサ
クションマウス10へ流入した掘削物と水との混合物には
粗大物が含まれないので、上記混合物の搬送系に詰まり
を生じることはない。

【００３３】さらに、ラダー13の先端部の両側にバケッ
トホイール９やクラッシャＫおよびサクションマウス10
が対をなして設けられるので、ラダー13の左右への旋回
に伴う水中作業が、ラダー先端部に片側のみバケットホ
イール９を有する従来の装置の場合と比べて、きわめて
能率よく行なえるようになる。例えば水底から立ち上が
った堆積物の側面を掘削する場合に、従来の装置ではラ
ダー先端部自体の幅のサイズ分だけ堆積物へのアクセス
を妨げられることがあるが、本装置のようにバケットホ
イール９がラダー13の先端部の両側にそれぞれ設けられ
ていると、上述のような支障が全く無くなる。また、ク
ラッシャＫおよびサクションマウス10が左右にそれぞれ
設けられていると、２系統の掘削，破砕および搬送機能
により、作業能率が大幅に向上するようになる。

【００３４】そして、上記の対をなすバケットホイール
９を共通に覆う単一のカバー30が設けられるので、同カ
バー30をバケットホイール９ごとに個別に設ける場合と
比べて、全体構造が大幅に簡素化されるようになる。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の水中作業
機用堆積物取込み装置によれば次のような効果が得られ
る。 (1) バケットホイールの回転に伴いティース付きバケッ
トで掘削され掬い上げられた掘削物は、同バケットホイ
ールの円筒部材の内部へ落下し、同円筒部材と共に旋回
する旋回棒と固定されたスリット部材との間に挟み込ま
れて効率よく破砕され、サクションマウスへ吸い込まれ
るようになる。そして、バケットからの掘削物の落下作
用や、落下した掘削物のクラッシャによる破砕は、すべ
てカバー内で行なわれ、しかもカバーの下端開口の周縁
部から、ノズル付き散水管により下方へ向けてウォータ
ーカーテンが形成されるので、外部への掘削微粒子の漏
洩を極力減少させた状態でサクションマウスによる吸引
が行なわれるようになり、これにより付近の水中の汚濁
を抑制することができる。 (2) 上記カバー内に生じた微粒子が、同カバー上部の
ポンプ接続口を通じ て搬送されるようになっている
と、同微粒子の排出が上記サクションマウスのみに頼ら
ずに効率よく行なわれるようになる。 (3) 上記カバーの上部のポンプ接続口を通じて吸引され
搬送される微粒子を含んだ流れが、上記サクションマウ
スを通じて搬送される掘削物を含んだ本流と合流するよ
うになっているので、配管の簡素化をもたらしながら効
率よく搬送作用が行なわれるようになる。 (4) ラダーの先端部の両側にバケットホイールやクラッ
シャおよびサクションマウスが対をなして設けられる
と、ラダーの左右への旋回に伴う水中作業が、ラダー先
端部の片側にのみバケットホイールを有する従来の装置
の場合と比べて、きわめて能率よく行なえるようにな
る。そして、上記の対をなすバケットホイールを共通に
覆う単一のカバーが設けられるようになっていると、同
カバーをバケットホイールごとに個別に設ける場合と比
べて、全体構造が大幅に簡素化されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての堆積物取込み装置
をそなえた水中作業機の側面図である。

【図２】図１の水中作業機における堆積物取込み装置を
拡大して示す側面図である。

【図３】図２の堆積物取込み装置の断面図である。

【図４】従来の堆積物取込み装置をそなえた水中作業機
の側面図である。

【符号の説明】

１ 水中作業機 ２ 走行装置 ３ トラック ４ アイドルホイール ５ スプロケット ６ 機体フレーム ６ａ サポートフレーム ７ シールシステム ８ 旋回べアリング ９ バケットホイール 10 サクションマウス 11 バケット 12 ノズル付き散水管 13 ラダー 14 土砂搬送管 15 ラダーシリンダ 16 アームシリンダ 17 水搬送管 18 微粒子搬送管 19 微粒子搬送ポンプ 20 水搬送ポンプ 21 給水管 22 土砂搬送合流ライン 23 底質分離装置 24 軸受 25 搬送ポンプ 26 流量計 27 土砂濃度計 28 ホースねじれ自在継手 29 スラリー搬送部 30 カバー 31, 32 ウェブ 33 ウォーターカーテンシステム 34 ウォーターカーテン 35 止め金具 36 ティース 37 回転軸 38 歯車 39 スクリーン 40 円筒部材 41 旋回棒 42 スリット部材 43 掘削取込み装置部 44 アーム Ｋ クラッシャ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水中作業機に俯仰旋回可能に設けられた
   ラダーの先端部に装着される堆積物取込み装置におい
   て、上記ラダーの先端部で水平軸線のまわりに回転しう
   るバケットホイールと、同バケットホイールの下端部の
   露出を許容する下端開口を有しながら同バケットホイー
   ルを上方から覆うようにして上記ラダー先端部に取付け
   られたカバーと、上記バケットホイールの回転に伴う水
   底堆積物の掘削により掬い上げられた掘削物を上記カバ
   ーの内部で破砕するクラッシャと、同クラッシャによる
   破砕物を水と共に吸引すべく上記ラダーに沿う搬送配管
   の先端に接続されるサクションマウスとをそなえ、上記
   バケットホイールが、上記ラダーの先端部で水平軸線の
   まわりに回転駆動可能に設けられた円筒部材と、同円筒
   部材の内部に連通するように同円筒部材の外周に沿い等
   間隔に固着された多数の掘削用ティース付きバケットと
   で構成されるとともに、上記クラッシャが、上記円筒部
   材の内周壁から上記水平軸線へ向け突設されて同円筒部
   材と一体に旋回しうる並列型の複数の旋回棒と、同旋回
   棒が微小隙間をあけて通過しうるように上記カバーの内
   部で上記サクションマウスの外周壁に固着されたスリッ
   ト部材とで構成され、上記カバーの下端開口の周縁部
   に、同周縁部から下方へウォーターカーテンを形成しう
   るノズル付き散水管が設けられたことを特徴とする、水
   中作業機用堆積物取込み装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の水中作業機用堆積物取
   込み装置において、上記カバーの上部に、同カバー内で
   生じた微粒子を吸引し搬送するためのポンプ接続口が設
   けられたことを特徴とする、水中作業機用堆積物取込み
   装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の水中作業機用堆積物取
   込み装置において、上記カバーの上部におけるポンプ接
   続口を通じて吸引され搬送される微粒子を含んだ流れ
   が、上記サクションマウスを通じて吸引され搬送される
   掘削物を含んだ流れと合流するように配管されているこ
   とを特徴とする、水中作業機用堆積物取込み装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１つに記載の水
   中作業機用堆積物取込み装置において、上記ラダーの先
   端部を横方向に貫通する回転軸が設けられて、同回転軸
   の左右へ突出した各端部に上記バケットホイールが対を
   なして設けられるとともに、上記のクラッシャおよびサ
   クションマウスも左右に対をなして設けられ、上記カバ
   ーが上記の対をなすバケットホイールを共通に覆う単一
   のカバーとして設けられたことを特徴とする、水中作業
   機用堆積物取込み装置。