JP3510537B2 - 浚渫土砂移送装置 - 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、浚渫土砂移送装置
に係わり、特に、浚渫船から埋め立て地などに土砂を移
送するに際してこの土砂に改良材を混合する浚渫土砂移
送装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来から、例えば特開
平９−２２８３５７号公報などに記載されているよう
に、浚渫土砂を管路により圧送する方法の一つとして、
圧縮空気により土砂を輸送する方法が採用されている。
この方法には大量輸送、高濃度輸送ができる利点があ
る。このような空気圧送による輸送の状態は、土砂と空
気とが混在する状態の流れ（プラグ流）となり、土砂と
空気とが交互に流れる状態となる。この輸送の過程で、
管内に改良材を注入し、土砂と改良材との混合を行うよ
うにしている。このように改良材を土砂に添加して混合
することにより、この土砂を改良土として土木材料など
へ有効活用するものである。

【０００３】空気圧送中に改良材を管内に注入する際、
プラグ流のうち土砂部に改良材が添加されれば、その後
の空気圧送の過程で土砂内の乱流の作用により土砂と改
良材とが混合され、改良土が得られる。しかし、プラグ
流のうち空気の部分に改良材が添加された場合には、泥
土と改良材との混合が完全には行われない。その結果、
改良土が均質にならず、品質の面で問題が生じる。

【０００４】このような問題を解決して改良土の品質の
向上を図るために、浚渫土砂の空気圧送過程において土
砂のみに改良材が添加されるように、例えばプラグ流に
おける土砂部を検知する検知装置を設けたシステムなど
も従来から提案されている。しかしながら、プラグ流は
不規則な乱流状態の流れなので、検出精度の面の問題は
避けられず、土砂に対して改良材を定量的に添加するこ
とは困難である。また、このようにプラグ流における土
砂部を検知する検知装置で、例えば土砂部に改良材を定
量的に添加することができたとしても、改良材と土砂の
混合は、その後の空気圧送の過程で行われることから混
合に必要な管路の確保が必要であり、施工条件によって
は管路設置に要するヤード確保の面で問題が生じる。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、管路内に土砂を圧縮空気とともに供給し
てプラグ流の状態で圧送する浚渫土砂移送装置におい
て、土砂に改良材を確実に混合し、しかも管路が短くて
も済むようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、前記
目的を達成するために、管路内に土砂を圧縮空気ととも
に供給してプラグ流の状態で圧送するとともに、前記管
路の途中で改良材を注入して土砂と混合する浚渫土砂移
送装置において、前記管路の途中に、入口側管体が接続
される１つの入口部と出口側管体が接続される出口部と
を有する攪拌室を設けるとともに、前記入口部と出口部
とを非同軸に位置させ、前記入口側管体ないし攪拌室に
改良材供給装置を接続し、前記攪拌室の側面下部に前記
入口部を配設し、前記攪拌室の上面部に前記出口部を配
設したものである。

【０００７】管体内をプラグ流の状態で圧送されてきた
土砂および圧縮空気は、１つの入口部より攪拌室内に入
る。ここで、入口部と出口部とが非同軸に位置している
ため土砂の一部は攪拌室内に滞留し、入口部より攪拌室
内に入った土砂は、プラグ流の運動エネルギーにより攪
拌室内の壁面あるいは前記滞留した土砂と勢いよく衝突
し、これにより、衝突土砂と滞留土砂とが混合され、攪
拌室内において乱流が発生する。これとともに、改良材
供給装置から入口部に接続された管体ないし攪拌室内へ
改良材が注入されるが、前記攪拌室内におけるプラグの
衝突による攪拌および乱流の発生により土砂と改良材と
が確実に混合される。このように攪拌室内で土砂は滞留
を生じるが、圧力により土砂および空気は攪拌室から出
口部を介して管体に抜け出て、再びプラグ流を形成し、
輸送されていく。

【０００８】特に、攪拌室の側面下部にある入口部より
攪拌室内に入ったプラグ流は、プラグ流の運動エネルギ
ーにより攪拌室内の側壁面に勢いよく衝突する。そし
て、土砂の一部は攪拌室内に滞留するが、入口部から入
ってきた土砂は攪拌室内の壁面に衝突するとともに前記
滞留した土砂と衝突し、これにより、衝突土砂と滞留土
砂とが混合され、攪拌室内において乱流が発生する。そ
して、この乱流により土砂と改良材とが確実に混合され
る。それに加えて、入口部が下部、出口部が上部にある
ことにより、圧送されてくる空気が攪拌室内において上
昇しようとする浮力が混合効果として発揮され、土砂と
改良材とがより確実に混合される。また、土砂および空
気は攪拌室の上面部の出口部から流出して再びプラグ流
を形成する。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明の浚渫
土砂移送装置において、前記攪拌室の下部に改良材供給
装置を接続したものである。

【００１０】攪拌室内の下部には土砂が滞留するので、
攪拌室の下部から改良材を注入すれば、空気ではなく確
実に土砂に改良材が添加されることになる。

【００１１】

【発明の実施形態】以下、本発明の浚渫土砂移送装置の
実施例について、図１から図４を参照しながら説明す
る。図４は浚渫装置全体の一例の概略を示すものであ
る。この浚渫装置は、河川、湖沼あるいは港湾などで浚
渫を行う浚渫船１を備えている。この浚渫船１には、バ
ックホー２、このバックホー２が浚渫した土砂を投入す
るホッパー３、このホッパー３から管路４へ土砂を送る
送り装置５、空気圧縮機６などが搭載されている。もち
ろん浚渫のための手段は、バックホー２には限らず、各
種のものを用いることができる。前記空気圧縮機６は管
路４へ圧縮空気を供給し、これにより、管路４内で土砂
をプラグ流の状態で圧送するものである。また、管路４
は、水面さらには陸上に渡って敷設されるもので、容器
あるいは埋め立て地などの改良土収容部７まで延びてい
る。

【００１２】そして、前記管路４の途中には攪拌装置11
が設けられているとともに、管路４内の土砂にセメント
あるいは生石灰などの固化材からなる改良材を添加する
改良材供給装置12が接続されている。つぎに、攪拌装置
11の構成を図１から図３に基づいて説明する。攪拌装置
11は、内部が攪拌室13をなす上下方向を軸方向とする円
筒状の中空なタンク14からなる。このタンク14には、側
面部の四方部および上面部にそれぞれ接続口15が設けら
れている。なお、これら接続部15は、全てが利用される
ものではなく、使用されないものは閉塞される。

【００１３】すなわち、タンク14の側面下部にある一つ
の水平な接続部15が入口部16として利用され、この入口
部16に管路４をなす浚渫船１側の入口側管体17が接続さ
れている。また、タンク14の上面部の接続口15が出口部
18として利用され、この出口部18に管路４をなす出口側
管体19が接続されている。すなわち、入口部16と出口部
18とは非同軸に位置している。なお、出口側管体19は屈
曲しており、出口部18から上方へ垂直に立ち上がった
後、傾斜して下降している。

【００１４】さらに、前記入口側管体17には改良材供給
装置12からの改良材供給口20が設けられている。

【００１５】つぎに、前記の構成についてその作用を説
明する。浚渫船１においてバックホー２により浚渫され
た土砂（水分を含み一種の流体である）ａは、ホッパー
３から送り装置５に投入され、空気圧縮機６から供給さ
れる圧縮空気とともに管路４内へ供給され、この管路４
内で例えば10m/s程度のプラグ流の状態で圧送される。
すなわち、土砂ａと空気とが交互に流れる。この圧送の
途中で、改良材供給装置12から土砂ａへ改良材が定量的
に添加され、混合される。そして、土砂ａと改良材とが
混合されてなる改良土ｂが管路４から改良土収容部７へ
投入される。

【００１６】管路４の途中にある攪拌装置11に流入する
前に、矢印ｃで示すように入口側管体17内に改良材供給
口20から改良材が注入される。そして、入口側管体17内
をプラグ流の状態で圧送されてきた土砂ａおよび圧縮空
気と前記改良材は入口部16より攪拌室13内に流入する。
入口部16より流入した土砂ａおよび改良材は、プラグ流
の運動エネルギーによりまず攪拌室13内における入口部
16と反対側の側壁面に勢いよく衝突する。そして、土砂
ａおよび改良材の一部は泥土として攪拌室13内に滞留す
るが、入口部から流入した土砂ａは攪拌室13内の壁面に
衝突するとともに前記滞留した土砂ａと衝突し、これに
より、改良材の混入した衝突土砂ａと滞留土砂ａとが混
合されるとともに、攪拌室13内において乱流が発生す
る。この乱流によって土砂ａと改良材とが攪拌される。
複数のプラグが攪拌室13内で滞留し、プラグ同士の衝突
によって同時に攪拌されるので、土砂ａに対する改良材
の添加量の均等性が向上する。

【００１７】このような混合過程の後、土砂ａおよび空
気は、圧送されてくるプラグ流の圧力により攪拌室13か
ら出口部18を経て出口側管体19へ抜け出て、再びプラグ
流を形成する。これにより、土砂ａが管体19を輸送され
ていく。土砂ａのプラグは形成と変形を繰り返し、ま
た、プラグ内も乱流状態になっているため、土砂ａおよ
び改良材の空気圧送に伴って、プラグ流による攪拌効果
により土砂ａと改良材とがさらに混合される。

【００１８】本実施例のように攪拌装置11よりも上流部
で改良材を添加する場合、添加対象はプラグ流となって
いるため、改良材はプラグ流中の土砂ａ部分に添加され
ることも空気部分に添加されることもあるが、土砂ａ部
分および空気部分のいずれに改良材が添加されても、前
述のように攪拌室13内で空気、土砂ａおよび改良材の三
者が混合されるため、改良材の添加の対象物である土砂
ａを検知する検知装置などのシステムが不要である。

【００１９】このようにして、前記実施例の構成によれ
ば、管路４内で土砂ａをプラグ流の状態で圧送するに際
して、土砂ａに改良材を確実に定量的に混合できる。ま
た、攪拌室13の側面下部に入口部16を配設し、攪拌室13
の上面部に出口部18を配設したので、土砂ａが攪拌室13
内に滞留しやすいとともに、圧送されてくる空気が攪拌
室13内において上昇しようとする浮力が混合効果として
発揮されることにより、土砂ａに改良材をさらに確実に
混合できる。

【００２０】また、攪拌室13の設置により、プラグ流の
混練効果のみに頼らず、プラグ流の運動エネルギーを混
練エネルギーに変換することにより混練効果の向上を図
れるので、前述のように攪拌室13通過後、プラグの再形
成によりさらに混合が行われるものの、攪拌室13通過後
の管路長が短くても対応可能である。したがって、管路
４の設置に要するヤード確保で問題が生じることはな
い。

【００２１】つぎに、本発明の浚渫土砂移送装置の第１
参考例について図５を参照しながら説明する。なお、前
記実施例と対応する部分には同一符号を付して、その説
明を省略する。本第１参考例は、前記実施例とは逆に、
管路４の途中にある攪拌装置11において、攪拌室13の上
面部に入口部16を配設し、攪拌室13の側面下部に出口部
18を配設したものである。入口部16が攪拌室13の上面部
にあるので、入口側管体17は屈曲している。また、改良
材供給装置12からの改良材供給口20は、入口部16に接続
された入口側管体17に配設してある。

【００２２】そして、管路４において土砂ａがプラグ流
の状態で空気圧送されるとき、矢印ｃで示すように攪拌
室13の前で改良材供給口20から入口側管体17内へ改良材
が注入される。さらに、改良材を含むプラグ流は入口部
16から攪拌室13内へ流入するが、この攪拌室13内におい
て土砂ａおよび改良材は勢いよく落下し、攪拌室13内の
下部に泥土として滞留している土砂ａに叩き付けられ
る。この衝突により、改良材が混入した土砂ａと滞留土
砂ａとが混合されるとともに、攪拌室13内において乱流
が発生する。そして、この乱流により土砂ａと改良材と
が攪拌される。複数のプラグが攪拌室13内で滞留し、プ
ラグ同士の衝突によって同時に攪拌されるので、土砂ａ
に対する改良材の添加量の均等性が向上する。

【００２３】このような混合過程の後、土砂ａおよび空
気は、圧送されてくるプラグ流の圧力により攪拌室13か
ら出口部18を経て出口側管体19へ抜け出て、再びプラグ
流を形成する。これにより、土砂ａが管体19を輸送され
ていく。土砂ａのプラグは形成と変形を繰り返し、ま
た、プラグ内も乱流状態になっているため、土砂ａおよ
び改良材の空気圧送に伴って、プラグ流による攪拌効果
により土砂ａと改良材とがさらに混合される。

【００２４】本第１参考例のように攪拌装置11よりも上
流部で改良材を添加する場合、添加対象はプラグ流とな
っているため、改良材はプラグ流中の土砂ａ部分に添加
されることも空気部分に添加されることもあるが、土砂
ａ部分および空気部分のいずれに改良材が添加されて
も、前述のように攪拌室13内で空気、土砂ａおよび改良
材の三者が混合されるため、改良材の添加の対象物であ
る土砂ａを検知する検知装置などのシステムが不要であ
る。

【００２５】このようにして、前記第１参考例の構成に
よれば、管路４内で土砂ａをプラグ流の状態で圧送する
に際して、土砂ａに改良材を確実に定量的に混合でき
る。また、攪拌室13の上面部に入口部16を配設し、攪拌
室13の側面下部に出口部18を配設したので、攪拌室13内
にプラグ流が流入するとき、このプラグ流自体の運動エ
ネルギーに加え重力も作用して、土砂ａの衝突のエネル
ギーがより大きくなるので、土砂ａに改良材をさらに確
実に混合できる。

【００２６】つぎに、本発明の浚渫土砂移送装置の第２
参考例について図６を参照しながら説明する。なお、本
第２参考例は、前記第１参考例と改良材供給口20の位置
以外は共通なので、前記第１参考例と対応する部分には
同一符号を付して、その説明を省略する。すなわち、本
第２参考例は、入口側管体17ではなく、攪拌室13の下面
部に改良材供給装置12からの改良材供給口20を配設した
ものである。

【００２７】したがって、改良材は、矢印ｃで示すよう
に攪拌室13の下面部から撹乱した状態にある土砂ａに直
接添加されるが、これでも、前記第１参考例と同様に土
砂ａと改良材とを確実に混合できる。しかも、土砂ａ
は、重力により攪拌室13内の下部に滞留するので、改良
材供給口20において空気ではなく確実に土砂ａに改良材
を添加できる。

【００２８】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
攪拌室を形成するタンクも前記実施例のような円筒状の
ものには限らない。さらに、前記実施例の場合でも、前
記第２参考例と同様に攪拌室の下部に改良材供給口を設
けてもよい。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、管路内に土砂
を圧縮空気とともに供給してプラグ流の状態で圧送する
とともに、前記管路の途中で改良材を注入して土砂と混
合する浚渫土砂移送装置において、前記管路の途中に、
入口側管体が接続される１つの入口部と出口側管体が接
続される出口部とを有する攪拌室を設けるとともに、前
記入口部と出口部とを非同軸に位置させ、前記入口側管
体ないし攪拌室に改良材供給装置を接続し、前記攪拌室
の側面下部に前記入口部を配設し、前記攪拌室の上面部
に前記出口部を配設したので、攪拌室内において発生す
る土砂の乱流による攪拌作用によって、土砂に改良材を
確実に定量的に混合できる。また、このように攪拌室で
土砂に改良材を確実に混合できることにより、プラグ流
の混練効果のみによって混合する場合と比べ、改良材の
添加後の管路長が短くて済み、管路設置に要するヤード
確保で問題が生じることもない。加えて、攪拌室の側面
下部に入口部を配設し、攪拌室の上面部に出口部を配設
したので、土砂が攪拌室内に滞留しやすいとともに、圧
送されてくる空気が攪拌室内において上昇しようとする
浮力が混合効果として発揮されることにより、土砂に改
良材をより確実に混合できる。

【００３０】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、攪拌室の下部に改良材供給装置を接続
したので、空気ではなく確実に土砂に改良材を添加でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浚渫土砂移送装置の実施例を示す断面
図である。

【図２】同上攪拌装置の側面図である。

【図３】同上攪拌装置の平面図である。

【図４】同上浚渫装置全体の概略説明図である。

【図５】本発明の浚渫土砂移送装置の第１参考例を示す
断面図である。

【図６】本発明の浚渫土砂移送装置の第２参考例を示す
断面図である。

【符号の説明】

４ 管路 12 改良材供給装置 13 攪拌室 16 入口部 17 入口側管体 18 出口部 19 出口側管体 ａ 土砂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 7/10 E02F 7/00 E02D 3/12 102

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管路内に土砂を圧縮空気とともに供給し
   てプラグ流の状態で圧送するとともに、前記管路の途中
   で改良材を注入して土砂と混合する浚渫土砂移送装置に
   おいて、前記管路の途中に、入口側管体が接続される１
   つの入口部と出口側管体が接続される出口部とを有する
   攪拌室を設けるとともに、前記入口部と出口部とを非同
   軸に位置させ、前記入口側管体ないし攪拌室に改良材供
   給装置を接続し、前記攪拌室の側面下部に前記入口部を
   配設し、前記攪拌室の上面部に前記出口部を配設したこ
   とを特徴とする浚渫土砂移送装置。
2. 【請求項２】 前記攪拌室の下部に改良材供給装置を接
   続したことを特徴とする請求項１記載の浚渫土砂移送装
   置。