JP3447754B2 - 固液回収装置およびその使用方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、真空吸引装置を用いた固
液回収装置およびその使用方法に関し、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、含水比の低い固液混合体を対象とするもの
である。

【０００２】

【従来技術とその問題点】従来から真空発生装置を用い
て泥土や汚物等の固液を回収させる装置は多く存在する
が、基本的には次の三方式に区分される。

【０００３】第１に、バキューム車に代表されるよう、
回収タンク内が満杯となったときに真空発生装置の駆動
を停止し、タンクハッチを開けて回収物を取り出すとい
う方式のもの。第２に、吸引管路を機械的に分岐させ、
２基の回収タンクを設置して交互に回収・排出を行わせ
るもの。第３に、回収タンクの下底部にスクリューコン
ベア或いは、ロータリーバルブ等を附設して、タンク内
の気密を保持しながら連続的に吸引・排出を行わせるも
の。

【０００４】しかしながら、第１の方式では連続吸引が
できず、排出の際も人為的操作が必要となり、また、吸
引作業の中断中に吸引物が管路に滞留し、吸引作業再開
時に屡々管路閉塞を来すことがある。第２の方式では装
置が大掛かりなものとなり、管路構成も複雑で分岐部に
閉塞を来すおそれがある。第３の方式では吸引と排出と
に別動力源が必要となり、かつ、排出機構部の磨耗対策
を考慮しなければならず、また、固分の噛み込み等によ
りタンク内の気密保持が困難となる。

【０００５】

【発明の目的】本発明の目的は、排出作業中も回収作業
を中断することなく真空発生装置を駆動した連続吸引が
行われ、しかも構造簡潔で閉塞や磨耗の生じ難い固液回
収装置およびその使用方法を提供することにある。

【０００６】

【発明の構成】本発明に係る固液回収装置では、真空発
生装置の作動によって供液源の固液を揚送管を介して固
液回収タンク内へ揚送する固液回収装置において、固液
回収タンク内を漏斗により上下に区画してその上方部を
流通室に形成すると共に下方部を貯溜室に形成し、供液
源と流通室とを揚送管により導通させ、流通室と真空発
生装置との間に液分回収タンクを介装させ、流通室と液
分回収タンクとを通液管により導通させると共に真空発
生装置の吸気口と液分回収タンクとを通気管により導通
させ、真空発生装置の作動時に貯溜室内の圧力を流通室
内と同圧に減圧する機能および大気圧と同圧に昇圧する
機能を併有した圧力変換機構を固液回収タンクに装備
し、漏斗の下底開孔部には、流通室内の圧力と貯溜室内
の圧力が均衡しているときに自らの弾力により開放状態
を保持し且つ流通室内が負圧で貯溜室内の圧力が大気圧
と均衡しているときは自らの弾力に抗して閉合状態とさ
れる第１の常開型リップ弁を附設し、貯溜室の下底開孔
部には、貯溜室内の圧力が大気圧と均衡しているときに
自らの弾力により開放状態を保持し且つ流通室と共に貯
溜室内が負圧となったときは自らの弾力に抗して閉合状
態とされる第２の常開型リップ弁を附設した構成となっ
ている。

【０００７】また、本願発明固液回収装置を使用するに
ついては、真空発生装置を駆動し、流通室内および貯溜
室内を負圧とする方向へ圧力変換機構を作動させること
により、第２の常開型リップ弁をその弾力に抗して閉合
させると共に第１の常開型リップ弁を自らの弾力により
開放状態に保持せしめ、揚送管から揚送される供液源の
固液を漏斗の傾斜面に沿って貯溜室内へ流下させ、所定
の時間経過後圧力変換機構の切り換わり作動で流通室内
の負圧状態を保持しつつ貯溜室内を大気圧と同圧に昇圧
させ、第１の常開型リップ弁をその弾力に抗して閉合さ
せると共に第２の常開型リップ弁を自らの弾力により開
放復帰させることにより、貯溜室内の固液を外部へ排出
させてその排出が終われば再び圧力変換機構の切り換わ
り作動で流通室内と共に貯溜室内を負圧とし、第２の常
開型リップ弁をその弾力に抗して閉合させると共に第１
の常開型リップ弁を自らの弾力により開放復帰させるこ
とにより、揚送管から揚送される供液源の固液を漏斗の
傾斜面に沿って貯溜室内へ流下させ、上記圧力変換機構
の切り換わり作動の反復によって貯溜室から断続的に固
液を排出させつつ供液源の固液を連続的に回収するので
ある。

【０００８】

【実施例】以下実施例の図面により説明をする。

【０００９】図１において、１は水封式の真空ポンプ等
を用いた真空発生装置、２は真空発生装置１の作動によ
って負圧とされる固液回収タンクであって、その内部を
漏斗３の介在により上下２室に区画して上方部を流通室
２ａに形成すると共に下方部を貯溜室２ｂに形成する。
４は流通室２ａより導下された揚送管であって、その導
下先端部４ｅは供液源５内へ導入開口されている。６は
真空発生装置１と流通室２ａとの間に介装される液分回
収タンク、７は流通室２ａと液分回収タンク６とを導通
させる通液管、８は真空発生装置１の吸気口を液分回収
タンク６の上方部へ導通させた通気管である。９は貯溜
室２ｂと流通室２ａとを連通させるための連通管路であ
って、その内部は例えば特願平３−１４９８０４号発明
における図２および図３に示されるよう、固液は連通せ
ず空気のみを連通させる構造とすることが望ましく、貯
溜槽２ｂ内へ開口される下部気孔１０と流通室２ａ内へ
開口される上部気孔１１とが管体により接続されてい
る。１３は貯溜室２ｂを大気中に開口させるための通気
口であり、上記連通管路９から分岐状に導出された態様
に開設されている。１４は連通管路９と通気口１３とを
交互に開通するための切換バルブであって、貯溜室２ｂ
と流通室２ａとが連通するときは貯溜室２ｂと大気との
導通は断たれ、貯溜室２ｂが大気と導通するときは貯溜
室２ｂと流通室２ａとの連通が断たれ、また流通室２ａ
と貯溜室２ｂとの連通が断たれると共に大気との導通も
断たれるように開閉作動する。実施例の図面においては
連通管路９と通気口１３との分岐点に四方弁構成の切換
バルブ１４を１個介装させて連通管路開閉用と通気口開
閉用とに兼用させた態様となっているが、２個の切換バ
ルブを使用して連通管路開閉と通気口開閉とを夫々別個
の切換バルブに行わせるという態様でもよい。このよう
にして真空発生装置１の作動時に貯溜室２ｂ内の圧力を
流通室２ａ内と同圧に減圧する機能および大気圧と同圧
に昇圧する機能を併有した圧力変換機構が構成されるの
である。

【００１０】１５ａは漏斗３の下底部矩形孔１６に装着
された第１の常開型リップ弁、１５ｂは貯溜室２ｂの下
底部矩形孔１６に装着された第２の常開型リップ弁であ
って、これら両リップ弁１５ａ，１５ｂは図２および図
３に見られるような角筒状弾性膜体の上縁を図４に示す
ような取付枠１６ｆを介して前記矩形孔１６の孔縁部に
嵌着し、該孔縁部から導下されたガイドプレート１６
ｇ，１６ｇに沿って相対する二壁１７ａ，１７ａの下方
部に夫々内屈状の折り込み線１８，１８を縦設し、内外
の圧力が均衡しているときは、ガイドプレート１６ｇ，
１６ｇと直交状に上記二壁１７ａ，１７ａと連通する他
の二壁１７ｂ，１７ｂが、図５および図６に示すよう平
行状に離隔して矩形孔１６を開放させ、内部圧力が外部
圧力よりも低くなれば、ガイドプレート１６ｇ，１６ｇ
と直交する二壁１７ｂ，１７ｂの下方部が、図７および
図８に示すよう互いに近接して面接触による閉合状態を
形成することで矩形孔１６を閉塞する。なお、漏斗３の
下底部矩形孔１６に装着された第１の常開型リップ弁１
５ａは、貯溜室２ｂ内へ導下されて開放時に固液の流下
路となるばかりでなく、後述のように貯溜室２ｂ内から
流通室２ａ内への液分の上昇路にもなるが、その開放下
縁部１５ｅは前記下部気孔１０の開口位置よりも下方に
達していることが望ましい。１９，１９は二壁１７ｂ，
１７ｂの閉合時に形成される傾斜面の強度を増加するた
めの補強プレートである。

【００１１】再び図１において、２０は貯溜室２ｂ内に
堆積する土砂を排出するためのサンドセンサー、２１は
流通室２ａに装備される固液分離スクリーンであって、
流通室２ａの周壁内面における揚送管導入口４ｈよりも
上方に定着された支持材２２により、遊嵌状に横設され
て上下方向に微震し得る態様となっている。２３は液分
回収タンク６内に設置された水中ポンプ、２４は水中ポ
ンプ２３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２４ｅは供液源５内の下方部へ導入開口
されている。

【００１２】

【作用】真空発生装置１が駆動していないときの固液回
収タンク２内の圧力は、流通室２ａおよび貯溜室２ｂが
いずれも大気圧力と同じであるため、第１の常開型リッ
プ弁１５ａおよび第２の常開型リップ弁１５ｂは共に開
放状態を保っている。

【００１３】図１の管路構成において真空発生装置１を
駆動し、切換バルブ１４の作動で連通管路９が開通状態
となると共に下部気孔１０と通気口１３との導通が断た
れた状態となれば、大気圧力下に接する貯溜室２ｂの下
底部矩形孔１６より大気を吸引してその吸気作用により
図９に示すよう第２の常開型リップ弁１５ｂは閉成し、
真空発生装置１の駆動を継続することにより固液回収タ
ンク２内は負圧となるため供液源５の固液は若干の空気
と共に揚送管４により揚送せられ、図１０に示すよう流
通室２ａから漏斗３に沿って流下し貯溜室２ｂ内へ回収
されるが、このとき貯溜室２ｂ内は空気量の減少により
大気圧よりも低圧となっているため第２の常開型リップ
弁１５ｂには大気圧力との差圧分の圧力が作用し、下底
部矩形孔１６を強固に閉塞して貯溜室２ｂ内からの固液
流出が阻止されると共に気密性も保持されることにな
る。

【００１４】第２の常開型リップ弁１５ｂが閉作動して
から所定の時間が経過すれば、切換バルブ１４の切り換
わり作動で連通管路９は閉止状態となる。そして真空発
生装置１の駆動中は供液源５の固液が揚送管４を通って
継続的に送り込まれるが、図１１に示すよう貯溜室２ｂ
内へ回収された固液がその上方部に空気溜まり１２のス
ペースを残して常開型リップ弁１５ａの開放下縁部１７
ｅまで達したのちは、液分は貯溜室２ｂ内へ流下し得ず
流通室２ａ内に残留し、比重の大きい固分のみが流下し
て貯溜室２ｂ内の液面を押し上げようとするが、その作
用は液面上に形成された空気溜まり１２により抑制せら
れるため、貯溜室２ｂ内の液分が逆に漏斗３の下底部矩
形孔１６を遡って流通室２ａ内へ移動させられることに
なる。このようにして時間の経過と共に次第に含水比の
低い固分が貯溜室２ｂ内に堆積することになる。

【００１５】更に一定の時間が経過すれば、切換バルブ
１４の切り換わり作動で下部気孔１０と通気口１３とが
導通して貯溜室２ｂ内の負圧状態が解消されるため、図
１２に示すよう第１の常開型リップ弁１５ａが閉作動す
ると共に第２の常開型リップ弁１５ｂは開状態に復帰し
て貯溜室２ｂ内における含水比の低い固分が矩形孔１６
から自重で排出される。この間も流通室２ａ内は負圧状
態に保たれて揚送管４からは連続的に固液が送り込まれ
る。そして貯溜室２ｂ内の固分排出が終わると、切換バ
ルブ１４の切り換わり作動で連通管路９は開通状態とな
り通気口１３は閉止状態となって貯溜室２ｂ内は負圧状
態となるため、第２の常開型リップ弁１５ｂが閉作動す
ると共に第１の常開型リップ弁１５ａは開状態に復帰
し、図１０に示すよう揚送管４より流通室２ａへ送り込
まれて来る固液は漏斗３に沿って流下し貯溜室２ｂ内へ
回収される。なお、第１の常開型リップ弁１５ａおよび
第２の常開型リップ弁１５ｂの閉作動は、弾性膜体同士
が互いに面接触して閉合するという態様で行われるた
め、砂粒等の異物が閉合面に噛み込んでも、その異物は
弾性膜体に包み込まれた状態となり、閉合面の気密性は
保持されることになる。

【００１６】前述の切換バルブ１４の切り換え作動は、
タイマーの時間設定により所定時間毎に自動的に行わせ
てもよく、或いはサンドセンサー２０により土砂の堆積
状態を検出してその検出信号に基づき電気的に行わせて
もよい。

【００１７】流通室２ａ内の液分は固液分離スクリーン
２１により更に固分を取り除かれて、液分回収タンク６
内へ移送されるのであるが、上記スクリーン２１の通水
断面積は大きく流速が遅いこと、および支持部材２２に
より遊嵌されて上下に微振動を生じることにより、スク
リーンの目詰まりは殆ど生じることがない。

【００１８】このようにして液分回収タンク６内へ回収
された液分は、水中ポンプ２３の作動により液分返送管
２４を通って元の供液源５内へ還元されるのであるが、
導出先端部２４ｅから液分が流出する際、供液源５内に
おける混合攪拌作用を生じさせて揚送管先端部３ｅから
の固分の吸い込みを容易ならしめるのである。

【００１９】

【発明の効果】本発明固液回収装置およびその使用方法
によれば、構造簡潔で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
などの固液回収が有効に、かつ、回収物の排出中も吸い
込み作業を中断することなく、連続的な固液の回収が行
われ、しかも回収された固液は回収タンク内で含水比の
低い固分となって排出せられ、液分は別途利用し得られ
るという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明固液回収装置の管路構成図である。

【図２】本発明固液回収装置に装着される常開型リップ
弁を構成する角筒状弾性膜体の開状態における斜視図で
ある。

【図３】本発明固液回収装置に装着される常開型リップ
弁を構成する角筒状弾性膜体の閉状態における斜視図で
ある。

【図４】本発明固液回収装置に装着される常開型リップ
弁の取付枠の斜視図である。

【図５】本発明固液回収装置に装着される常開型リップ
弁の開状態における縦断側面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ線における横断平面図である。

【図７】本発明固液回収装置に装着される常開型リップ
弁の閉作動時における縦断側面図である。

【図８】図７のＢ−Ｂ線における横断平面図である。

【図９】本発明固液回収装置における作動態様の説明図
であって、真空吸引装置の駆動により固液回収体制が整
えられた状態を示す。

【図１０】本発明固液回収装置における作動態様の説明
図であって、揚送管により揚送されて来る固液が漏斗に
添って貯溜室内へ流下する状態を示す。

【図１１】本発明固液回収装置における作動態様の説明
図であって、貯溜室内の固液がその上方部に空気溜まり
のスペースを残して、第１の常開型リップ弁の開放下縁
部まで達した状態を示す。

【図１２】本発明固液回収装置における作動態様の説明
図であって、貯溜室内に堆積した固分が下底部から排出
される状態を示す。

【符号の説明】

１ 真空発生装置 ２ 固液回収タンク ２ａ 流通室 ２ｂ 貯溜室 ３ 漏斗 ４ 揚送管 ５ 供液源 ６ 液分回収タンク ７ 通液管 ８ 通気管 １５ａ 第１の常開型リップ弁 １５ｂ 第２の常開型リップ弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−17799（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−147197（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−60027（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 1/14 E02F 3/94 E02F 7/00 B01D 43/00 C02F 11/00 - 11/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空発生装置（１）の作動によって供液源
   （５）の固液を揚送管（４）を介して固液回収タンク
   （２）内へ揚送する固液回収装置において、固液回収タ
   ンク（２）内を漏斗（３）により上下に区画してその上
   方部を流通室（２ａ）に形成すると共に下方部を貯溜室
   （２ｂ）に形成し、供液源（５）と流通室（２ａ）とを
   揚送管（４）により導通させ、流通室（２ａ）と真空発
   生装置（１）との間に液分回収タンク（６）を介装さ
   せ、流通室（２ａ）と液分回収タンク（６）とを通液管
   （７）により導通させると共に真空発生装置（１）の吸
   気口と液分回収タンク（６）とを通気管（８）により導
   通させ、真空発生装置（１）の作動時に貯溜室（２ｂ）
   内の圧力を流通室（２ａ）内と同圧に減圧する機能およ
   び大気圧と同圧に昇圧する機能を併有した圧力変換機構
   を固液回収タンク（２）に装備し、漏斗（３）の下底開
   孔部には、流通室（２ａ）内の圧力と貯溜室（２ｂ）内
   の圧力が均衡しているときに自らの弾力により開放状態
   を保持し且つ流通室（２ａ）内が負圧で貯溜室（２ｂ）
   内の圧力が大気圧と均衡しているときは自らの弾力に抗
   して閉合状態とされる第１の常開型リップ弁（１５ａ）
   を附設し、貯溜室（２ｂ）の下底開孔部には、貯溜室
   （２ｂ）内の圧力が大気圧と均衡しているときに自らの
   弾力により開放状態を保持し且つ流通室（２ａ）と共に
   貯溜室（２ｂ）内が負圧となったときは自らの弾力に抗
   して閉合状態とされる第２の常開型リップ弁（１５ｂ）
   を附設したことを特徴とする固液回収装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の固液回収装置における真空
   発生装置（１）を駆動し、流通室（２ａ）内および貯溜
   室（２ｂ）内を負圧とする方向へ圧力変換機構を作動さ
   せることにより、第２の常開型リップ弁（１５ｂ）をそ
   の弾力に抗して閉合させると共に第１の常開型リップ弁
   （１５ａ）を自らの弾力により開放状態に保持せしめ、
   揚送管（４）から揚送される供液源（５）の固液を漏斗
   （３）の傾斜面に沿って貯溜室（２ｂ）内へ流下させ、
   所定の時間経過後圧力変換機構の切り換わり作動で流通
   室（２ａ）内の負圧状態を保持しつつ貯溜室（２ｂ）内
   を大気圧と同圧に昇圧させ、第１の常開型リップ弁（１
   ５ａ）をその弾力に抗して閉合させると共に第２の常開
   型リップ弁（１５ｂ）を自らの弾力により開放復帰させ
   ることにより、貯溜室（２ｂ）内の固液を外部へ排出さ
   せてその排出が終われば再び圧力変換機構の切り換わり
   作動で流通室（２ａ）内と共に貯溜室（２ｂ）内を負圧
   とし、第２の常開型リップ弁（１５ｂ）をその弾力に抗
   して閉合させると共に第１の常開型リップ弁（１５ａ）
   を自らの弾力により開放復帰させることにより、揚送管
   （４）から揚送される供液源（５）の固液を漏斗の傾斜
   面に沿って貯溜室（２ｂ）内へ流下させ、上記圧力変換
   機構の切り換わり作動の反復によって貯溜室（２ｂ）か
   ら断続的に固液を排出させつつ供液源の固液を連続的に
   回収することを特徴とする固液回収装置の使用方法。