JP3416166B2 - 固液吸込揚送装置およびその使用方法 - Google Patents

固液吸込揚送装置およびその使用方法

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利光 池内
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空吸引方式と加圧空
気圧送方式を併用した固液混合体の吸込揚送装置および
その使用方法、例えばシールド工事における竪坑からの
排水排土や、ポンプ沈砂池の土砂回収など、地下工事お
よび高吸込揚程条件下における含水比の低い固液混合体
を対象とした吸込揚送装置およびその使用方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術とその問題点】水中サンドポンプを使用し
て水中に混在する土砂を揚送する装置は古くから存在す
るが、内部に可動部を有するため、機械的な磨耗が発生
し、或いは絡み付きによる閉塞を生じることが多い。ま
た、揚送管路内流速が常にスラリーの沈澱しない高流速
であることが必要で、一般的に細砂の条件で3m/s以
上とされているため、土砂の回収が目的であるにも拘ら
ず多量の水を必要とし、使用された水の後処理に大掛か
りな設備が必要となる。
【0003】真空発生装置を利用して水中に含まれてい
る土砂を吸引揚送するという技術的思想も公知である
が、この場合、従来その吸込揚程は、絶対真空条件下で
あっても10m(760mmHg)とされており、吸込揚程
が高くなると真空吸引効果の低下を来すことになり、比
重や粘性の高いヘドロや土砂は揚送不能となる。また、
揚送管路内の風速を常に一定に維持させる必要があり、
吸込先端部へ常に空気を補給するための別動力が必要で
構造的にも複雑なものとなる。更にまた、揚送管路内の
移送状況や圧力状況により、供給空気量を微妙に調整す
ることを要するため、その制御操作も煩雑化するという
結果となる。
【0004】また、空気圧縮装置を利用した加圧空気圧
送方式による固液の移送装置も存在するが、この方式に
よる揚送装置自体には被揚送体を揚送管内へ導く機能が
なく、被揚送体導入のため機械装置を地底に別設するこ
とが必要となり、その設置スペースを地底に確保するこ
とが困難なため、地下工事における土砂の揚送には不向
きである。
【0005】
【発明の目的】本発明の目的は、可動部の機械的な磨耗
や、絡み付き等のトラブルを生じることなく、比重や粘
性の高いヘドロや土砂などの吸込と揚送が一貫的に行わ
れて地底における設置スペースが少なくて済み、地下工
事および高吸込揚程条件下においても有効に機能し、し
かも構造簡潔で操作も簡単な固液吸込揚送装置とその使
用方法を提供することにある。
【0006】
【発明の構成】本発明に係る固液吸込揚送装置において
は、供液源内に各別に開口される固液吸込口を有し、空
気圧縮装置から分岐状に導延された送気管を上記固液吸
込口に夫々各別に合流させて第1混合室および第2混合
室を形成し、真空発生装置の作動によって負圧とされる
固液回収タンクより各別に導下された揚送管を上記第1
混合室および第2混合室内へ夫々導入して2系統の吸込
揚送路を構成せしめ、前記固液吸込口および送気管に開
閉機構を夫々附設し、かつ、送気管と連通して大気中へ
開口される排気口に開閉機構を附設した。
【0007】そして本発明固液吸込揚送装置を使用する
については、真空発生装置および空気圧縮装置を駆動
し、各系統の吸込揚送路における固液吸込口および送気
管の開閉機構を夫々閉操作することにより、固液回収タ
ンクと共に各揚送管および各混合室内を負圧状態とな
し、かつ、排気口の開閉機構を閉操作して各送気管内を
高圧状態となし、次いで第1系統の吸込揚送路における
固液吸込口の開閉機構を開操作して供液源における固液
を固液吸込口より揚送管および第1混合室内へ一定量吸
引させたのち、同開閉機構を閉操作すると共に送気管の
開閉機構を開操作して送気管からの高圧空気流を揚送管
および第1混合室内の固液に混合させ、これを真空吸引
装置による吸引作用および空気圧縮装置による圧送作用
で固液回収タンク内へ揚送させ、該揚送途中において排
気口の開閉機構を開操作して固液回収タンクと共に第2
系統の吸込揚送路における揚送管および第2混合室内の
圧力を低下させ、固液吸込口の開閉機構を開操作して供
液源における固液を固液吸込口より揚送管および第2混
合室内へ一定量吸引させ、送気管の開閉機構を閉操作す
ると共に送気管の開閉機構および排気口の開閉機構を閉
操作したのち、送気管からの高圧空気流を揚送管および
第2混合室内の固液に混合させ、これを真空吸引装置に
よる吸引作用および空気圧縮装置による圧送作用で固液
回収タンク内へ揚送させ、上記第1系統の吸込揚送路経
由の固液吸込揚送作業と第2系統の吸込揚送路経由の揚
送作業を交互に反復させることにより、供液源の固液を
連続的に固液回収タンク内へ揚送させるのである。
【0008】
【実施例】以下実施例の図面により説明をする。
【0009】1aは水封式の真空ポンプまたはブロワー
を用いた真空発生装置、1bは空気圧縮装置、2は真空
発生装置1aの作動によって負圧とされる固液回収タン
ク、3は真空発生装置1aと固液回収タンク1bとの間
に介装される液分回収タンク、4は固液回収タンク2と
液分回収タンク3とを導通させる通液管、5は真空発生
装置1aにおける真空ポンプまたはブロワーの吸気口を
液分回収タンク3の上方部へ導通させた通気管である。
6は揚送の対象とされている固液混合体の存在する供液
源、7は供液源6内に開口される固液吸込口8と空気圧
縮装置1bから導延された送気管9とを合流させてなる
第1混合室、7′は供液源6内に開口される別の固液吸
込口8′と空気圧縮装置1bから分岐状に導延された送
気管9′とを合流させてなる第2混合室、9″は各送気
管9,9′と連通して大気中へ開口される排気口、10
a,10′aは各固液吸込口8,8′に夫々附設された
開閉機構、10b,10′bは各送気管9,9′に夫々
附設された開閉機構、10cは排気口9″に附設された
開閉機構である。11は固液回収タンク2より導下され
た揚送管であって、その導下先端部12は第1混合室7
内へ導入開口されている。11′は固液回収タンク2よ
り分岐状に導下された揚送管であって、その導下先端部
12′は第2混合室7′内へ導入開口されている。13
は液分回収タンク3内に設置された水中ポンプ、14は
水中ポンプ13の吐出口から導出された液分返送管であ
って、その導出先端部15は供液源6内の下方部へ導入
開口されている。
【0010】
【作用】図1の管路構成において真空発生装置1aおよ
び空気圧縮装置1bを駆動し、各系統の固液吸込揚送路
における固液吸込口8,8′および送気管9,9′の開
閉機構10a,10′a,10b,10′bを夫々閉操
作することにより、固液回収タンク2と共に各揚送管1
1,11′および各混合室7,7′内は負圧状態とな
り、更に排気口9″の開閉機構10cを閉操作すれば各
送気管9,9′内は高圧状態となって、固液揚送初速を
高めるための体制が整うことになる。次いで第1系統の
吸込揚送路における固液吸込口8の開閉機構10aを開
操作すれば、供液源6における一定量の固液が、固液吸
込口8より揚送管10および第1混合室7内へ吸引され
る。そして一定量の固液を吸引させたのち同開閉機構1
0aを閉操作し、送気管9の開閉機構10bを開操作す
れば、送気管9内に圧縮されていた高圧状態の空気が揚
送管11および第1混合室7内へ急速に進入して膨張
し、揚送管11および第1混合室7内の固液と混合して
固分の見掛比重が軽減された状態とり、真空発生装置1
aによる吸引作用と空気圧縮装置1bによる圧送作用と
が相まって、固液回収タンク2内へ揚送が第1系統の揚
送路経由により行われるのであるが、この揚送途中にお
いて排気口9″の開閉機構10cを開操作すれば、揚送
管11′および第2混合室7′内の圧力が再び低下して
固液吸込口8′からの吸込効果が高められる状態とな
る。そこで固液吸込口8′の開閉バルブ10′aを開操
作すれば供液源6における一定量の固液が、固液吸込口
8′より揚送管11′および第2混合室7′内へ円滑に
吸引される。そして前記第1系統の揚送路経由による揚
送が終了すれば、送気管9の開閉機構10bを閉操作し
て、送気管9′の開閉機構10′を閉操作すると共に
送気管9′の開閉機構10′bおよび排気口9″の開閉
機構10cを閉操作すれば、送気管9′内は直ちに高圧
状態となるので、送気管9′の開閉機構10′bを開操
作して、高圧となった空気の圧入により揚送管11′お
よび第2混合室7′内の固液を混合させ、固分の見掛け
比重を軽減させた状態により、真空発生装置1aによる
吸引作用と空気圧縮装置1bによる圧送作用とが相まっ
て、固液回収タンク2内への揚送が第2系統の吸引揚送
路経由により行われるのである。
【0011】このように第1系統の吸込揚送路経由の固
液吸込揚送作業と、第2系統の吸込揚送路経由の揚送作
業を交互に反復させることにより、途切れのない固液吸
込揚送作業が実施せられ、作業能率を高めることが可能
となる。そして固液回収タンク2内へ回収された固液の
うちの液分は、液分回収タンク3内へ移送せられ、水中
ポンプ13の作動により液分返送管14を通って供液源
6内へ還元されるのであるが、導出先端部15から液分
が流出する際、供液源6内における混合攪拌作用を生じ
させて固液吸込口8,8′からの固分の吸込が一層容易
となるのである。また、固液回収タンク2内に残存した
固分は下底部の排出口から適時排出せられ、別途搬送機
関(図示せず)に積載されて所定の廃棄場所へと運ばれ
るのである。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、機械的な磨耗や、絡み
付き等のトラブルを生じることなく、比重や粘性の高い
ヘドロや土砂などの吸引揚送が、高吸込揚程条件下にお
いても有効に行われ、しかも構造簡潔で操作も簡単な固
液吸込揚送装置とその使用方法を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明固液吸込揚送装置の管路構成図である。
【図2】本発明固液吸込揚送装置における要部の縦断側
面図である。
【図3】本発明の一使用例における開閉機構操作のタイ
ムチャートである。
【符号の説明】
1a 真空発生装置 1′a 真空発生装置 1b 空気圧縮装置 1′b 空気圧縮装置 2 固液回収タンク 6 供液源 7 第1混合室 7′ 第2混合室 8 固液吸込口 8′ 固液吸込口 9 送気管 9′ 送気管 9″ 排気口 10a 開閉機構 10b 開閉機構 10c 開閉機構 11 揚送管 11′ 揚送管
フロントページの続き (72)発明者 下農 三郎 大阪府大阪市鶴見区鶴見4丁目16番40号 株式会社鶴見製作所内 (72)発明者 西村 武幸 大阪府大阪市鶴見区鶴見4丁目16番40号 株式会社鶴見製作所内 (72)発明者 小林 正弘 大阪府大阪市鶴見区鶴見4丁目16番40号 株式会社鶴見製作所内 (72)発明者 池内 利光 大阪府大阪市鶴見区鶴見4丁目16番40号 株式会社鶴見製作所内 (72)発明者 工岡 登 大阪府大阪市鶴見区鶴見4丁目16番40号 株式会社鶴見製作所内 (72)発明者 久保 祐 大阪府大阪市鶴見区鶴見4丁目16番40号 株式会社鶴見製作所内 (72)発明者 米村 秀樹 大阪府大阪市鶴見区鶴見4丁目16番40号 株式会社鶴見製作所内 (56)参考文献 特開 平3−287927(JP,A) 特開 昭63−253200(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04F 3/00 F04F 1/18 F04F 1/02 F04F 1/14

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 供液源(6)内に各別に開口される固液
    吸込口(8)(8′)を有し、空気圧縮装置(1b)か
    ら分岐状に導延された送気管(9)(9′)を上記固液
    吸込口(8)(8′)に夫々各別に合流させて第1混合
    室(7)および第2混合室(7′)を形成し、真空発生
    装置(1a)の作動によって負圧とされる固液回収タン
    ク(2)より各別に導下された揚送管(11)(1
    1′)を上記第1混合室(7)および第2混合室
    (7′)内へ夫々導入して2系統の吸込揚送路を構成せ
    しめ、前記固液吸込口(8)(8′)および送気管
    (9)(9′)に開閉機構(10a)(10′a)(1
    0b)(10′b)を夫々附設し、かつ、送気管(9)
    (9′)と連通して大気中へ開口される排気口(9″)
    に開閉機構(10c)を附設してなる固液吸込揚送装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の固液吸込揚送装置におけ
    る真空発生装置(1a)および空気圧縮装置(1b)を
    駆動し、各系統の吸込揚送路における固液吸込口(8)
    (8′)および送気管(9)(9′)の開閉機構(10
    a)(10′a)(10b)(10′b)を夫々閉操作
    することにより、固液回収タンク(2)と共に各揚送管
    (11)(11′)および各混合室(7)(7′)内を
    負圧状態となし、かつ、排気口(9″)の開閉機構(1
    0c)を閉操作して各送気管(9)(9′)内を高圧状
    態となし、次いで第1系統の吸込揚送路における固液吸
    込口(8)の開閉機構(10a)を開操作して供液源
    (6)における固液を固液吸込口(8)より揚送管(1
    0)および第1混合室(7)内へ一定量吸引させたの
    ち、同開閉機構(10a)を閉操作すると共に送気管
    (9)の開閉機構(10b)を開操作して送気管(9)
    からの高圧空気流を揚送管(11)および第1混合室
    (7)内の固液に混合させ、これを真空吸引装置(1
    a)による吸引作用および空気圧縮装置(1b)による
    圧送作用で固液回収タンク(2)内へ揚送させ、該揚送
    途中において排気口(9″)の開閉機構(10c)を開
    操作して固液回収タンク(2)と共に第2系統の吸込揚
    送路における揚送管(11′)および第2混合室
    (7′)内の圧力を低下させ、固液吸込口(8′)の開
    閉機構(10′a)を開操作して供液源(6)における
    固液を固液吸込口(8′)より揚送管(11′)および
    第2混合室(7′)内へ一定量吸引させ、送気管(9)
    の開閉機構(10b)を閉操作すると共に送気管
    (9′)の開閉機構(10′b)および排気口(9″)
    の開閉機構(10c)を閉操作したのち、送気管
    (9′)の開閉機構(10′b)を開操作して送気管
    (9′)からの高圧空気流を揚送管(11′)および第
    2混合室(7′)内の固液に混合させ、これを真空吸引
    装置(1a)による吸引作用および空気圧縮装置(1
    b)による圧送作用で固液回収タンク(2)内へ揚送さ
    せ、上記第1系統の吸込揚送路経由の固液吸込揚送作業
    と第2系統の吸込揚送路経由の揚送作業を交互に反復さ
    せることにより、供液源(6)の固液を連続的に固液回
    収タンク(2)内へ揚送させることを特徴とする固液吸
    込揚送装置の使用方法。
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