JP5059467B2 - 浚渫用密閉型グラブバケット - Google Patents
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Description
本発明は、海底や水底の土砂やヘドロ等の浚渫に用いる密閉型グラブバケットに関するものである。
この種のグラブバケットは、浚渫船などのクレーンから吊り下げられた左右一対のシェルを全開させた状態で海底や水底へ落下させ、左右のシェルを閉じ合わせて、左右のシェルの刃先部と底部で浚渫し、次に、閉じ合わせた左右のシェルを引き上げ、土砂運搬船上で左右のシェルを開いて土砂運搬船の土砂ピット内に積み込むものである。
このようなグラブバケットでは、左右のシェルを閉じ合わせた状態でシェルの上部が開放されているため、シェル上部から汚泥や汚水が零れて汚濁を引き起こす問題があった。このような問題を解決する対策として、密閉型のグラブバケットが開発されている(例えば特許文献１、２)。
特許文献１の発明は、左右一対のシェルの上部にシェルカバーを設けて密閉構造とし、シェルカバーの一部に空気抜き孔を形成し、この空気抜き孔に上に向かって開く逆止弁タイプのゴム蓋を配置したものである。シェルを広げた状態で水中を降下する際には、ゴム蓋が上方に開いて水が上方に抜けるので、降下時間を短縮することができる。シェルを閉じて所定容量以上掴んだ場合には、内圧の上昇によりゴム蓋が上方に開き、内圧が降下してシェル自体の変形や破損が防止される。シェルの移動時には、外圧によってゴム蓋が閉じられるので、シェル内の泥水が零れず、汚濁が防止される。
特許文献２の発明は、左右シェルの開口面以外の部分を密閉構造とし、左右シェルの開口面の合わせ部にシール用パッキンを取り付け、左右シェルの背中の面に空気抜き口とこれを開閉する空気抜き扉を設け、さらに左右シェルの開口面の合わせ部を研削加工して水密構造となるようにしたものである。
従来の左右シェルの外側開口面を密閉するシェルカバーにゴム蓋を設けるタイプの場合、(1) ゴム蓋が反転してしまって蓋が閉まらない場合がある、(2) ゴム蓋のヒンジ構造は、ゴムの端部を上下の細長フレームで挟んで取り付ける構造であるため、強度的に弱い、(3) 製作コストが高くなる、などの課題があった。
また、グラブ許容容量に近いほど施工効率が高いことになるが、グラブ土砂の掴み量が過剰となった場合、従来の密閉型グラブバケットでは、グラブ内土砂の一部が蓋や扉から外へ出て汚濁の原因となるなどの課題があった。
本発明は、このような問題を解決すべくなされたもので、浚渫用密閉型のグラブバケットにおいて、左右シェルの密閉構造に設けられた空気抜き孔を低コストで強度的にも強い開閉蓋により確実に開閉でき、さらにシェル内の土砂の一部が開閉蓋より外へ出た場合でも周辺の汚濁を防止することができる浚渫用密閉型グラブバケットを提供することにある。
本発明の請求項１に係る発明は、底部と両側部からなるシェルを枢軸で左右に開閉可能に組み合わせ、開いた左右のシェルの内側開口面で土砂掘削開口を形成し、左右のシェルの内側開口面同士を閉じ合わせることで土砂収納空間を形成し、左右のシェルの外側開口面を密閉カバーで覆うことにより前記土砂収納空間を密閉空間とした浚渫用密閉型グラブバケットにおいて、
左右のシェルの閉じ状態において略水平となる密閉カバーの上面に空気抜き孔を設け、この空気抜き孔の上面には、空気抜き孔を開閉する金属製の開閉蓋を設け、この開閉蓋は、ヒンジ構造を介して空気抜き孔の片側に取り付けることで、シェル内の圧力により上方に開いてシェル内の泥水が外に流出するのを許容し、かつ、泥水が流出した後に下方に閉じて流出した泥水がシェル内に流入するのを阻止するように構成し、この開閉蓋には、前記ヒンジ構造のヒンジの外側突出部を当てて回転を阻止することにより所定の角度以上に開閉蓋が開くのを阻止する鋼材からなるストッパーを前記ヒンジ構造の下部に設けたことを特徴とする浚渫用密閉型グラブバケットである（図１参照）。
左右のシェルの閉じ状態において略水平となる密閉カバーの上面に空気抜き孔を設け、この空気抜き孔の上面には、空気抜き孔を開閉する金属製の開閉蓋を設け、この開閉蓋は、ヒンジ構造を介して空気抜き孔の片側に取り付けることで、シェル内の圧力により上方に開いてシェル内の泥水が外に流出するのを許容し、かつ、泥水が流出した後に下方に閉じて流出した泥水がシェル内に流入するのを阻止するように構成し、この開閉蓋には、前記ヒンジ構造のヒンジの外側突出部を当てて回転を阻止することにより所定の角度以上に開閉蓋が開くのを阻止する鋼材からなるストッパーを前記ヒンジ構造の下部に設けたことを特徴とする浚渫用密閉型グラブバケットである（図１参照）。
本発明の請求項２に係る発明は、底部と両側部からなるシェルを枢軸で左右に開閉可能に組み合わせ、開いた左右のシェルの内側開口面で土砂掘削開口を形成し、左右のシェルの内側開口面同士を閉じ合わせることで土砂収納空間を形成し、左右のシェルの外側開口面を密閉カバーで覆うことにより前記土砂収納空間を密閉空間とした浚渫用密閉型グラブバケットにおいて、左右のシェルの閉じ状態において略水平となる密閉カバーの上面に空気抜き孔を設け、この空気抜き孔の上面には、空気抜き孔を開閉する金属製の開閉蓋を設け、この開閉蓋は、ヒンジ構造を介して空気抜き孔の片側に取り付けることで、シェル内の圧力により上方に開いてシェル内の泥水が外に流出するのを許容し、かつ、泥水が流出した後に下方に閉じて流出した泥水がシェル内に流入するのを阻止するように構成し、密閉カバーの上面には、空気抜き孔及び開閉蓋を取り囲むボックス状の捕捉ポケットを設け、この捕捉ポケットは、左右のシェルの閉じ状態において空気抜き孔から流出した泥水が外へ流出するのを阻止し、かつ、左右のシェルが開いた状態において捕捉ポケット内の泥水が上部開口から排出されるように構成されていることを特徴とする浚渫用密閉型グラブバケットである（図１参照）。
鋼製等の開閉蓋は、上方にのみ開くフラッパー弁であり、その外側の端部を空気抜き孔の外側の縁部にヒンジ構造を介して取り付け、外側上方に開くようにする。ストッパーは、例えばヒンジ構造の下部に設けた鋼材とし、開閉蓋に取り付けられたヒンジの外側突出部を鋼材に当てて開閉蓋の回転を阻止し、開閉蓋が所定の角度以上に開くのを阻止する。
ボックス状の捕捉ポケットは、空気抜き孔及び開閉蓋を取り囲む外壁板を上方に向かって狭まる絞り形状とし、捕捉ポケット内に捕捉された泥・泥水が外へ流出しにくい構造とする。また、外壁板の上部を内部に折り返し、この折り返し部により、捕捉ポケット上面に開口を形成し、シェルの開き動作において、所定の開度までは捕捉シェル内の泥・泥水が排出されず、この開度を超えると、排出し始め、全開状態で完全に排出されるようにする。
以上のような構成において、シェルを全開状態で水中を降下させる際には、開閉蓋が上方に開いて水が上方に抜けるので、降下抵抗を緩和することができる。シェルを閉じて所定容量以上掴んだ場合には、内圧の上昇により開閉蓋が上方に開き、内圧が降下してシェルや密閉カバーの変形や破損が防止される。その後、開閉蓋の自重によって開閉蓋が閉じられるが、開閉蓋にはストッパーがあるため、蓋が反転して閉まらなくなるということが無く、開閉蓋は確実に閉じられ、シェル内の泥・泥水が零れず、汚濁が防止される。
シェル内から外へ出た一部の泥・泥水は、捕捉ポケットにより捕捉されて溜め止まり、ポケットの外部に逸流することが無い。シェルの巻き上げ上昇中や土砂運搬船への水平移動中にも、捕捉ポケット内に溜め止まった泥・泥水がポケット外部へ流出することがない。これにより、周辺の汚濁を防止することができる。土砂運搬船の土砂ピット上でシェルを開けば、捕捉ポケット内の泥・泥水が上部開口から土砂ピット上に排出される。
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果が得られる。
(1) 浚渫用密閉型のグラブバケットにおいて、左右シェルの密閉構造に設けられた空気抜き孔に金属製の開閉蓋をヒンジ構造により取り付け、ストッパーで所定開度以上には開かないようにしているため、低コストで強度的にも強い開閉蓋により空気抜き孔を確実に開閉することができる。開閉蓋が確実に閉じるので、シェル内の泥・泥水が零れず、汚濁が防止される。
(2) シェル内から外へ出た一部の泥・泥水は、捕捉ポケットにより捕捉されて溜め止まり、ポケットの外部に逸流することが無いため、周辺の汚濁を確実に防止することができる。
以下、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明の浚渫用密閉型グラブバケットの一例を示す正面図と側面図と部分斜視図と部分図である。図２は、その掘削動作を工程順に示す正面図である。図３は排土動作を工程順に示す正面図である。
図１の実施形態において、グラブバケット１は、左右一対のシェル２と、上部フレーム３と、下部フレーム４と、左右一対のアーム５などから構成されている。シェル２は、先端に刃先部２ａを有する円弧状の底部２ｂと、左右両側の略三角形状の側部２ｃから構成され、左右のシェル２の上部同士を枢軸６で開閉可能に組み合わせる。
枢軸６は下部フレーム４に設けられ、上部フレーム３と下部フレーム４のシーブに掛け回された開閉用ロープにより下部フレーム４が昇降する。上部フレーム３に上端が軸７を介して接続された左右のアーム５の下端がそれぞれ左右のシェル２の外側に支軸８を介して接続されている。上部フレーム３は、浚渫船のクレーンの吊りロープにより吊り下げられる。
開閉用ロープを操作して下部フレーム４を上部フレーム３に対して下降させれば、左右のシェル２が開き、その内側開口面１０で土砂掘削開口が形成される。下部フレーム４を上昇させれば、左右のシェル２の内側開口面１０同士が閉じ合わされ、左右のシェル内に土砂収納空間Ａが形成される。
このような構成のグラブバケット１において、左右のシェル２の外側開口面１１を鋼製等の密閉カバー２０で覆い、密閉構造とする。この密閉カバー２０は、左右のシェル２を閉じ合わせた状態において、略水平となる上板２０ａと、外側に位置する端板２０ｂと、両側部に位置する側板２０ｃから構成される。これにより、土砂収納空間Ａは密閉空間となる。
この密閉カバー２０の上板２０ａの外側に空気抜き孔２１を設け、この空気抜き孔２１の上面には、空気抜き孔２１を開閉する鋼製等の開閉蓋２２を設ける。空気抜き孔２１と開閉蓋２２は、円形とされているが、角形やその他の形状でもよい。また、密閉カバー２０に一箇所だけ設けられているが、シェル開閉直角方向に間隔をおいて複数配置してもよい。
開閉蓋２２は、その外側の端部が空気抜き孔２１の外側の縁にヒンジ構造２３を介して取り付けられており、フラッパー弁とされている。即ち、開閉蓋２２は、空気抜き孔２１を閉塞した状態からシェル内の圧力により外側上方に開いてシェル内の泥水が外に流出するのを許容し、かつ、泥水が流出した後に下方に閉じて空気抜き孔２１を閉塞し、流出した泥水がシェル内に流入するのを阻止する。
また、空気抜き孔２１は、例えば上方に突出する短い円筒から構成され、その外側縁部に設けられたヒンジ構造２３の下部に、鋼材からなるストッパー２４を設置しておき、これにヒンジ構造２３のヒンジの外側突出部を当てて回転を阻止することにより、開閉蓋２２が所定の角度（例えば45度）以上に開くのを阻止する。これにより、開閉蓋２２が反転して蓋が閉まらなくなるという事態が解消され、シェル内の泥・泥水が外部に漏れるのが確実に防止される。
密閉カバー２０の上面には、空気抜き孔２１及び開閉蓋２２を取り囲むボックス状の捕捉ポケット３０を設け、この捕捉空間Ｂにより、シェル内から外へ流出した泥・泥水の逸流を防ぎ、かつ、溜め止めるようにする。この捕捉ポケット３０は、上方に向かって狭まる絞り形状の外壁板３１から構成し、この外壁板３１の上部を内部に折り返し、この折り返し部３１ａで、上面に開口３２を形成する。
この捕捉ポケット３０の形状により、左右のシェル２の閉じ状態において空気抜き孔２１から流出した泥・泥水が外へ流出するのが完全に阻止され、溜め止まった泥・泥水は、グラブバケットが土砂運搬船方向へと巻き上げ上昇中においても、捕捉ポケット３０の外部へ攪拌流出されにくく、かつ、海面上から土砂運搬船の土砂ピット上に至るまでの間（通常はグラブ浚渫船のクレーンブームの旋回動作があり、水面上空をグラブバケットが相当量（概ね20〜100ｍ）水平移動する。）においても流出しにくく、旋回海域の汚濁の抑制が図れる。
捕捉ポケット３０内に捕捉した泥・泥水は、次の掘削動作に入る前には排出されていなければならないが、土砂ピット上の排土動作において左右のシェル２を開くと、所定の開度までは捕捉シェル内の泥・泥水が排出されず、この開度を超えると、排出し始め、全開状態で完全に排出される。
以上のような構成の密閉型グラブバケット１を用いて、以下に示すように掘削と排土が行われる。
(1) 掘削動作（図２参照）
グラブ浚渫船のクレーンから吊り下げられた左右一対のシェル２を全開させた状態で海底へ落下させ、左右のシェル２を閉じていく。シェル内の水圧上昇で開閉蓋２２が上方に開き、シェル内の水が外へ出る。シェルの土砂の掴み量が過剰な場合、シェル内土砂の一部が外へ出るが、捕捉ポケット３０により、土砂が捕捉されて溜め止まる。左右のシェル２を完全に閉じ合わせて引き上げる。
(2) 排土動作（図３参照）
閉じ合わせた左右のシェル２が土砂運搬船の土砂ピット上に吊り込まれる。捕捉ポケット３０内には、泥・泥水Ｄが溜まり、その上に海水Ｗが溜まっている。左右のシェル２を開いてシェル内の土砂を排出していくが、開度が小さいうちは、捕捉ポケット３０内の泥・泥水Ｄは排出されず、開度が大きくなると、泥・泥水Ｄが排出され始める。さらに、開度が大きくなり、全開状態では、捕捉ポケット３０はほぼ空になる。
(1) 掘削動作（図２参照）
グラブ浚渫船のクレーンから吊り下げられた左右一対のシェル２を全開させた状態で海底へ落下させ、左右のシェル２を閉じていく。シェル内の水圧上昇で開閉蓋２２が上方に開き、シェル内の水が外へ出る。シェルの土砂の掴み量が過剰な場合、シェル内土砂の一部が外へ出るが、捕捉ポケット３０により、土砂が捕捉されて溜め止まる。左右のシェル２を完全に閉じ合わせて引き上げる。
(2) 排土動作（図３参照）
閉じ合わせた左右のシェル２が土砂運搬船の土砂ピット上に吊り込まれる。捕捉ポケット３０内には、泥・泥水Ｄが溜まり、その上に海水Ｗが溜まっている。左右のシェル２を開いてシェル内の土砂を排出していくが、開度が小さいうちは、捕捉ポケット３０内の泥・泥水Ｄは排出されず、開度が大きくなると、泥・泥水Ｄが排出され始める。さらに、開度が大きくなり、全開状態では、捕捉ポケット３０はほぼ空になる。
なお、以上の図示例は、既製のグラブバケットの形状を大きく変えることなく配された捕捉ポケットの例（形状・大きさ）であるが、シェル内土砂の蓋からの流出量や土砂の性状によって汚濁に影響があると判断された場合は、捕捉ポケット容量やその形状を調整することにより対応は可能であり、更なる汚濁抑制も可能である。
１……浚渫用グラブバケット
２……シェル
２ａ…刃先部
２ｂ…底部
２ｃ…側部
３……上部フレーム
４……下部フレーム
５……アーム
６……枢軸
７……軸
８……支軸
１０…内側開口面
１１…外側開口面
２０…密閉カバー
２０ａ…上板
２０ｂ…端板
２０ｃ…側板
２１…空気抜き孔
２２…開閉蓋
２３…ヒンジ構造
２４…ストッパー
３０…捕捉ポケット
３１…外壁板
３２…開口
Ａ…土砂収納空間
Ｂ…捕捉空間
Ｄ…泥・泥水
Ｗ…海水
２……シェル
２ａ…刃先部
２ｂ…底部
２ｃ…側部
３……上部フレーム
４……下部フレーム
５……アーム
６……枢軸
７……軸
８……支軸
１０…内側開口面
１１…外側開口面
２０…密閉カバー
２０ａ…上板
２０ｂ…端板
２０ｃ…側板
２１…空気抜き孔
２２…開閉蓋
２３…ヒンジ構造
２４…ストッパー
３０…捕捉ポケット
３１…外壁板
３２…開口
Ａ…土砂収納空間
Ｂ…捕捉空間
Ｄ…泥・泥水
Ｗ…海水
Claims (2)
- 底部と両側部からなるシェルを枢軸で左右に開閉可能に組み合わせ、開いた左右のシェルの内側開口面で土砂掘削開口を形成し、左右のシェルの内側開口面同士を閉じ合わせることで土砂収納空間を形成し、左右のシェルの外側開口面を密閉カバーで覆うことにより前記土砂収納空間を密閉空間とした浚渫用密閉型グラブバケットにおいて、
左右のシェルの閉じ状態において略水平となる密閉カバーの上面に空気抜き孔を設け、この空気抜き孔の上面には、空気抜き孔を開閉する金属製の開閉蓋を設け、この開閉蓋は、ヒンジ構造を介して空気抜き孔の片側に取り付けることで、シェル内の圧力により上方に開いてシェル内の泥水が外に流出するのを許容し、かつ、泥水が流出した後に下方に閉じて流出した泥水がシェル内に流入するのを阻止するように構成し、この開閉蓋には、前記ヒンジ構造のヒンジの外側突出部を当てて回転を阻止することにより所定の角度以上に開閉蓋が開くのを阻止する鋼材からなるストッパーを前記ヒンジ構造の下部に設けたことを特徴とする浚渫用密閉型グラブバケット。 - 底部と両側部からなるシェルを枢軸で左右に開閉可能に組み合わせ、開いた左右のシェルの内側開口面で土砂掘削開口を形成し、左右のシェルの内側開口面同士を閉じ合わせることで土砂収納空間を形成し、左右のシェルの外側開口面を密閉カバーで覆うことにより前記土砂収納空間を密閉空間とした浚渫用密閉型グラブバケットにおいて、
左右のシェルの閉じ状態において略水平となる密閉カバーの上面に空気抜き孔を設け、この空気抜き孔の上面には、空気抜き孔を開閉する金属製の開閉蓋を設け、この開閉蓋は、ヒンジ構造を介して空気抜き孔の片側に取り付けることで、シェル内の圧力により上方に開いてシェル内の泥水が外に流出するのを許容し、かつ、泥水が流出した後に下方に閉じて流出した泥水がシェル内に流入するのを阻止するように構成し、密閉カバーの上面には、空気抜き孔及び開閉蓋を取り囲むボックス状の捕捉ポケットを設け、この捕捉ポケットは、左右のシェルの閉じ状態において空気抜き孔から流出した泥水が外へ流出するのを阻止し、かつ、左右のシェルが開いた状態において捕捉ポケット内の泥水が上部開口から排出されるように構成されていることを特徴とする浚渫用密閉型グラブバケット。
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2007
- 2007-04-06 JP JP2007100119A patent/JP5059467B2/ja active Active
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