JP4348687B2 - 浚渫装置 - Google Patents

Description

本発明は、水底の底泥を浚渫するための浚渫装置に関するものである。

一般に、底泥は、浚渫船から吊下される浚渫装置に備えられたポンプによる吸込方式で浚渫を行っている。この方式では、底泥と共に多量の水が吸引されるため浚渫効率が悪く、浚渫余水の処理も面倒な手続きを要して経済的負担が増加していた。

そこで、上述した問題を解決するための従来技術として、例えば、特許文献１には、下側の片側に開口を有するケーシング内にエンドレスに回転するチェーンを配設すると共に、このチェーンに開口を通じて泥土を掻き上げる複数の掻上げ板を支持させ、ケーシング内の底部に、開口縁からチェーンの下側走行面に沿って上向きに延ばされ、前記掻上げ板との間にわずかの隙間を形成するスロープを配置し、ケーシングには、該ケーシング内に圧縮空気を供給する空気供給管と、スロープから落下する泥土を貯留する貯留タンクとを付設し、かつ貯留タンクにその中の泥土を外部に排出する排泥手段を接続する構成とする浚渫装置が開示されており、ケーシング内に圧縮空気を供給しながらチェーンを作動させることにより、掻上げ板がエンドレスに回転して、泥土をスロープに沿って掻上げると共に、この間の泥土を水きりして、泥土の含水率を低下させて浚渫効率を向上させることが可能になっている。

特許第２８４７３４２号公報

しかしながら、上述の特許文献１の発明では、ケーシング内に圧縮空気を供給してケーシング内を圧気することにより、浚渫すべき底泥表層の富栄養化物質である窒素、リン等が最も多く含まれている浮泥のケーシング内への取り込みが阻害される。

一方、ケーシング内の圧気なしで、排泥ポンプで吸込むと、水分、浮泥が最初に吸引されるため、ケーシング内に水みちが形成されてケーキ状に掻き揚げられた底泥等が吸引されにくくなり、含泥率が下がり、高濃度での浚渫が難しくなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ケーシング内を圧気することなく、表層浮泥を含む薄層部分の高濃度浚渫を可能とする浚渫装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した浚渫装置の発明は、浚渫方向前側の底面に開口を設けたケーシング内に、前記開口を通じて底泥を掻き揚げる掻揚手段と、該掻揚手段で掻き揚げられた底泥を貯留させる底泥貯留タンク部とを設け、前記底泥貯留タンク部内に、この中に貯留する底泥を攪拌して流動化させる攪拌機を配設すると共に、前記底泥貯留タンク部と配管を介して連通し前記底泥貯留タンク部内で流動化した底泥を水上へ吸い上げる排泥ポンプを備え、前記排泥ポンプは、前記底泥貯留タンク部の上方を閉鎖する上壁に載置されており、該排泥ポンプに連通する前記配管は、前記底泥貯留タンク部を形成する後壁の幅方向略中央に接続されることを特徴とするものである。
このように構成することにより、底泥はケーシングに設けた開口から掻揚手段により掻き揚げられ、底泥貯留タンク部に貯留されると共に、この底泥貯留タンク部内の底泥、すなわちケーキ状に掻き揚げられる泥土及び泥水を攪拌機により均一に攪拌して流動化させると共に、水みちが形成されるのを防ぎ、ケーシング内を圧気することなく、流動化された底泥を容易に排泥ポンプにより配管を介して水上へ吸い上げることができ、表層浮泥を含む薄層部分の高濃度浚渫が可能となる。

また、請求項２に記載した浚渫装置の発明は、請求項１に記載の発明において、前記攪拌機は、前記底泥貯留タンク部内に浚渫方向と直交する方向に延在すると共に、この攪拌機は、モータにより回転する駆動軸と、該駆動軸の左右の所定範囲に前記駆動軸を中心に螺旋状に巻かれる羽根部とを有し、前記一方の羽根部は左巻に、前記他方の羽根部は右巻にして構成し、前記羽根部は、板状で、前記駆動軸の周面から軸断面視において周方向に９０°間隔、かつ平面視において軸方向に所定間隔を置いて突設される複数のシャフトの側面に螺旋状に巻かれて支持されることを特徴とするものである。
このように構成することにより、底泥貯留タンク部内に貯留された底泥は、左右の羽根部により均一に攪拌されて流動化されながら、左右の羽根部に沿って底泥貯留タンク部のほぼ中央部分に集められ、さらに、底泥貯留タンク部の中央部分には排泥ポンプと連通する配管が接続されているので、略中央部分に集められた底泥を、排泥ポンプにより大きな吸引力を要すことなく容易に水上に吸い上げることができる。

本発明の浚渫装置によれば、濁りの発生と拡散を抑えながら浚渫すべき表層浮泥を確実にケーシング内に取り込み、薄層部分の高濃度浚渫が可能となり環境上において最適である。また、従来のように、水分や浮泥が先に吸引されて、水みちが形成されるのを防ぎ、掻き揚げられたケーキ状の底泥も流動化され、容易に排泥ポンプにより水上に吸い上げることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図１〜図３に基いて詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係る浚渫装置１は、図１に示すように、浚渫方向の前側の底面に開口２を設けたケーシング３内に設けられ、開口２を通じて底泥を掻き揚げる掻揚手段４と、ケーシング３内に設けられ、掻き揚げられた底泥を貯留する底泥貯留タンク部５と、この底泥貯留タンク部５内に設けられ、その中の底泥を攪拌し流動化させる攪拌機７と、この底泥貯留タンク部５に配管６ａ、６を介して連通し底泥貯留タンク部５内の流動化された底泥を水上に吸い上げる排泥ポンプ８とから概略構成されており、水底から約３０ｃｍ程度の表層浮泥を含む薄層部分を高濃度で浚渫するものである。

ケーシング３は、底面に傾斜斜面であるスロープ３ｃを有するケーシング本体３ａと、前方側で側面視において屈曲部を有するカバー３ｂとから構成されている。開口２は、これらケーシング本体３ａとカバー３ｂとを跨いで設けられ、ケーシング３の上面が水平となるように水平置きした状態において、その前縁２ａがその後縁２ｂより高位となるように開口の向きが設定されている。

掻揚手段４は、エンドレスに回転するチェーン１０に所定のピッチで取り付けられる複数の掘削刃１１と、この掘削刃１１の両側に配設される側板１２とから構成されている。チェーン１０は、左右２条で構成され、ケーシング本体３ａ側に配置された左右一対の駆動スプロケット１５とカバー３ｂ側で開口２に臨んで配置された左右一対のフリーホイール１７とに巻回されている。駆動スプロケット１５は、その中央部にモータ（図示省略）からの回転が伝達される回転軸１６が固定され、この回転軸１６を介して回転自在にケーシング本体３ａに支持されている。この駆動スプロケット１５の回転は、チェーン１０を介してフリーホイール１７に伝達され、掘削刃１１及び側板１２は、矢印Ｃで示すようにチェーン１０と一体に反時計回り方向に回転する。そこで、フリーホイール１７は、その中央部に回転軸１８が固定され、この回転軸１８を介して回転自在にケーシング本体３ａに支持されている。また、このフリーホイール１７は、駆動スプロケット１５よりも大径に形成されると共に、その回転中心が駆動スプロケット１５の回転中心より下方位置に設定されており、チェーン１０の下側走行面は、ケーシング３の開口２側から浚渫方向の後側に向けて上方傾斜するようになっている。

また、ケーシング本体３ａの底面には、開口２の後縁２ｂからチェーン１０の下側走行面と平行となるようにスロープ３ｃが形成されている。このスロープ３ｃの後端は、駆動スプロケット１５の回転軸１６のほぼ下方の位置となるように設定されている。

底泥貯留タンク部５は、スロープ３ｃの後端から下方に段差が設けられ、略箱状に形成されており、その段差は底泥を貯留できる所定深さに設定されている。この底泥貯留タンク部５を形成する後壁５ａには、図１及び図３に示すように、その幅方向（浚渫方向と直交する方向）の略中央から配管６ａが延出され、この配管６ａに排泥ポンプ８と連通する配管６が接続されている。この排泥ポンプ８は、図１に示すように、底泥貯留タンク部５の上方を閉鎖する上壁５ｂに載置されており、排泥ポンプ８から延びる配管２０が船上に至っている。

また、図１及び図２に示すように、底泥貯留タンク部５内には、底泥貯留タンク部５内の底泥を攪拌し流動化させる攪拌機７が、底泥貯留タンク部５の幅方向（浚渫方向と直交する方向）に延在し、ケーシング本体３ａの両側面に支持されている。
攪拌機７は、図２に示すように、モータ２１により回転する駆動軸２５と、この駆動軸２５の左右の所定範囲に駆動軸２５を中心に螺旋状に巻かれる羽根部２７、２７’とから構成されている。

駆動軸２５は、図２に示すように、モータ２１の出力軸と連結部２２において連結されており、その両端には軸受部２３、２３が設けられている。この駆動軸２５には、その周面から軸断面視において周方向に９０°間隔（図２（ｂ）参照）、かつ平面視において軸方向に所定間隔（図２（ａ）参照）をおいて、複数のシャフト２６が突設されている。また、駆動軸２５には、モータ２１側の所定範囲に、駆動軸２５を中心に左巻の螺旋状に巻かれた板状の羽根部２７が複数のシャフト２６の側面に支持されている。一方、モータ２１側と反対側の所定範囲には、駆動軸２５を中心に右巻の螺旋状に巻かれた板状の羽根部２７’が複数のシャフト２６の側面に支持されている。このように構成することにより、駆動軸２５を矢印Ｂ方向に回転すると、底泥は左右の羽根部２７、２７’により攪拌されて流動化されながら、駆動軸２５の中央に向って移動するようになる。

そこで、この攪拌機７が底泥貯留タンク部５内に装着されると、駆動軸２５において羽根部２７、２７’及びシャフト２６が形成されていない略中央部分の後方に、底泥貯留タンク部５の後壁５ａに設けた配管６ａが位置することになる。
なお、駆動軸２５に設けた複数のシャフト２６間には、底泥の攪拌効果を上げるために、図２（ａ）の一点鎖線で示すように、先端に攪拌板３０を装着したシャフト３１を設ける場合もある。

次に、本発明の実施の形態に係る浚渫装置１の作用を説明する。
本発明の浚渫装置１は、浚渫船（図示省略）から延ばしたラダー（図示省略）に吊下支持されており、ラダーを操作して浚渫装置１を底泥上に着底させ、駆動スプロケット１５を回転させるモータ（図示省略）、排泥ポンプ８及び攪拌機７を起動させながら、浚渫装置１を浚渫方向へ所定の速度で移動させ、水底から約３０ｃｍ程度の表層浮泥を含む薄層部分を高濃度で浚渫する。
そして、底泥は、掻揚手段４である掘削刃１１及び側板１２により掻き揚げられ、掻き揚げられた底泥は、チェーン１０の回転方向（反時計回り方向）に掘削刃１１と共にスロープ３ｃに沿って移送され、スロープ３ｃの後端から落下して底泥貯留タンク部５に貯留される。そして、底泥貯留タンク部５内に貯留された底泥は、攪拌機７を構成する羽根部２７、２７’がＢ方向に回転することによって、均一に攪拌され流動化されると共に、底泥貯留タンク部５の幅方向の略中央部分に集められ、略中央部分に集められた底泥は排泥ポンプ８の吸引力により、底泥貯留タンク部５の後壁５ａの略中央に設けた配管６ａから配管６、２０を経由して水上まで圧送される。

以上説明したように、本発明の浚渫装置１によれば、掻揚手段４によって掻き揚げられた底泥は、チェーン１０と共に回転する掘削刃１１によってスロープ３ｃに沿って底泥貯留タンク部５まで移送される。そして、底泥貯留タンク部５内に貯留された底泥、すなわちケーキ状の泥土や泥水は、攪拌機７によって均一に攪拌されて流動化されると共に、底泥貯留タンク部５の略中央部分に集められ、排泥ポンプ８の吸引力によって底泥貯留タンク部５の略中央部分に設けた配管６ａから配管６、２０を通じて水上に吸い上げられる。
このように、ケーシング３内を圧気することなく、掻き揚げられた底泥を流動化させると共に、底泥貯留タンク部５の略中央部分に設けた配管６ａ付近に集め、排泥ポンプ８により大きな吸引力を要すことなく容易に吸い上げることができるので、濁りの発生と拡散を抑えながら富栄養化物質である窒素、リン等を最も多く含む浮泥を確実にケーシング３内へ取り込み、薄層部分の高濃度浚渫（含泥率５０％以上）が可能となり、環境上において最適である。

図１は、本発明の実施の形態に係る浚渫装置を示す図である。 図２の（ａ）は、本発明の実施の形態に係る浚渫装置の構成である攪拌機を示す図であり、（ｂ）は攪拌機の羽根部を示す断面図である。 図３は、図１のＡ−Ａ方向から見た図である。

符号の説明

１ 浚渫装置
２ 開口
３ ケーシング
３ａ ケーシング本体
３ｃ スロープ
４ 掻揚手段
５ 底泥貯留タンク部
７ 攪拌機
８ 排泥ポンプ
１０ チェーン
１１ 掘削刃
１２ 側板
２５ 駆動軸
２１ モータ
２７、２７’ 羽根部

Claims (2)

1. 浚渫方向前側の底面に開口を設けたケーシング内に、前記開口を通じて底泥を掻き揚げる掻揚手段と、該掻揚手段で掻き揚げられた底泥を貯留させる底泥貯留タンク部とを設け、前記底泥貯留タンク部内に、この中に貯留する底泥を攪拌して流動化させる攪拌機を配設すると共に、前記底泥貯留タンク部と配管を介して連通し前記底泥貯留タンク部内で流動化した底泥を水上へ吸い上げる排泥ポンプを備え、
   前記排泥ポンプは、前記底泥貯留タンク部の上方を閉鎖する上壁に載置されており、該排泥ポンプに連通する前記配管は、前記底泥貯留タンク部を形成する後壁の幅方向略中央に接続されることを特徴とする浚渫装置。
2. 前記攪拌機は、前記底泥貯留タンク部内に浚渫方向と直交する方向に延在すると共に、この攪拌機は、モータにより回転する駆動軸と、該駆動軸の左右の所定範囲に前記駆動軸を中心に螺旋状に巻かれる羽根部とを有し、前記一方の羽根部は左巻に、前記他方の羽根部は右巻にして構成し、
   前記羽根部は、板状で、前記駆動軸の周面から軸断面視において周方向に９０°間隔、かつ平面視において軸方向に所定間隔を置いて突設される複数のシャフトの側面に螺旋状に巻かれて支持されることを特徴とする請求項１に記載の浚渫装置。

Images