JP5237018B2 - 土砂供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、ホッパ内に貯留した流動性のある土砂を輸送管に供給するための土砂供給装置に関する。

尚、本発明において、「流動性のある土砂」とは、例えば水を含んだ浚渫土砂、泥土、それらに土質改良材を混ぜ込んだ改良土、その他のスラリ状の土砂や、水を殆ど含まない無数の砂粒等の粒状物の集合体よりなる土砂をいう。

流動性のある土砂、例えば浚渫土砂を輸送管を通して遠隔地まで風力搬送するに当たり、ホッパ内に投入、貯留した浚渫土砂をロータリ式土砂供給装置を用いて輸送管内に供給することが従来より知られている。この土砂供給装置としては、例えば、下記特許文献１に示されるように、軸線が略水平な円筒状のドラム部を有して設置面に固定されると共に該ドラム部の周壁上部に供給口が、また下部に排出口がそれぞれ開口するハウジングと、ドラム部内に収容されて該ドラム部の軸線回りに回転するロータと、ハウジング上部に連設されて供給口に底部が連通するホッパとを備えており、ロータ外周面には、ドラム部内周面との間に周方向に等間隔置きに並ぶ複数の移送室が凹設される構造のものが既に提案されている。
特公平７−７６４５４号公報

ところが従来装置では、ロータの回転に伴いその外周の複数の移送室の土砂が排出口内に順次に落下して輸送管内への土砂供給がなされるため、その土砂供給が間欠的となり、しかも、土砂供給量を大きくしようとすると、それだけロータを大径化する必要があって、全体として装置が大型化する傾向がある。また、ロータから排出口側への土砂の移動供給は、土砂自身の自重に基づいてなされるものであって、ロータ自体で土砂を排出口側へ強制的に押し込む構造ではないため、供給土砂中にエア噛みが起こり易く、それだけ輸送効率が低下する虞れもある。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、比較的小型の装置であっても輸送管への多量の土砂を効率よく、しかも略連続的に供給可能である土砂供給装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、ホッパ内に貯留した流動性のある土砂を輸送管に圧送する土砂供給装置において、ホッパよりも下側に配設したポンプケースに、矩形の平板状に形成され且つ一端部が該ポンプケースに軸支されて所定角度、往復回動し得る押込板を収納すると共に、その押込板の回動軌跡に対応して前記ポンプケースの内部空間を縦断面扇形状に形成して、その押込板により該ポンプケースの内部を、押込板の一方向回動時に収縮し且つ他方向回動時に拡張する第１ポンプ室と、押込板の一方向回動時に拡張し且つ他方向回動時に収縮する第２ポンプ室とに区画し、その押込板に、該押込板を往復回動駆動し得る駆動装置を連動、連結し、前記ポンプケースには、前記第１ポンプ室をホッパ内の底部に連通させる第１吸入口と、前記第２ポンプ室をホッパ内の底部に連通させる第２吸入口と、前記輸送管に連なる第１排出管の上流端に第１ポンプ室を連通させる第１吐出口と、前記輸送管に連なる第２排出管の上流端に第２ポンプ室を連通させる第２吐出口とを設け、前記第１，第２吸入口には、ホッパ内から前記ポンプケース側へのみ土砂の流動を許容する吸入側逆止弁を個別に設けると共に、前記第１，第２吐出口には、前記ポンプケースから前記第１，第２排出管側へのみ土砂の流動を許容する吐出側逆止弁を個別に設け、前記押込板の前記一方向回動時には、第１ポンプ室から第１排出管への土砂吐出とホッパ内から第２ポンプ室への土砂吸入とが並行して行われ、また同押込板の前記他方向回動時には、第２ポンプ室から第２排出管への土砂吐出とホッパ内から第１ポンプ室への土砂吸入とが並行して行われるようにしたことを特徴とする。

更に請求項２の発明は、請求項１の発明の上記構成に加えて、前記第１，第２吐出口の、前記吐出側逆止弁よりも下流側、または前記第１，第２排出管には、その第１，第２吐出口から第１，第２排出管を経て輸送管に向かう土砂の流れを助勢する加圧空気を下流側へ向けて噴出させる加圧空気噴出手段が個別に設けられることを特徴とする。

さらに請求項３の発明は、請求項１又は２の発明の上記構成に加えて、前記輸送管には、該輸送管内の土砂の流れを助勢する加圧空気を下流側へ向けて噴出させる他の加圧空気噴出手段が設けられることを特徴とする。

さらに請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかの発明の上記構成に加えて、前記押込板の、第１，第２ポンプ室にそれぞれ臨む一面及び他面には、該押込板の周縁部と前記ポンプケース内面との間をシールすべく該押込板周縁部に沿って延びるシール部材と、そのシール部材の、ポンプ室側の側面を覆い前記土砂吐出の際に前記ポンプケース内面に付着している土砂を該内面より分離し得るスクレーパとが着脱可能に装着されることを特徴とする。

以上のように本発明によれば、押込板の往動時即ち一方向回動時には、第１ポンプ室から第１排出管への土砂吐出とホッパ内から第２ポンプ室への土砂吸入とが並行して行われ、また同押込板の復動時即ち他方向回動時には、第２ポンプ室から第２排出管への土砂吐出とホッパ内から第１ポンプ室への土砂吸入とが並行して行われるので、ポンプケース内での押込板の単なる往復回動によって、ホッパ内から第１，第２ポンプ室への土砂吸入を交互に行なうことができると共に、第１，第２ポンプ室から第１，第２排出管（従って輸送管）への土砂吐出を交互に行なうことができ、従って、ホッパ内の貯留土砂を輸送管内に略連続的に且つ多量に圧送可能となる。また、一方のポンプ室の土砂を押込板で強制的に押込む過程で、他方のポンプ室にホッパ内から流入する土砂の重量を押込板の背面側に直接作用させて押込み作用を助勢できるため、押込板の駆動負荷を軽減することができる。さらにポンプケース内を往復回動する押込板が土砂を輸送管側へ強制的に押込むため、土砂供給装置内部での土砂のエア噛みを効果的に抑制できて、輸送管による輸送効率を高めることができる。

その上、前記押込板は、矩形の平板状に形成されて一端部がポンプケースに所定角度、往復回動可能に軸支され、その押込板の回動軌跡に対応してポンプケースの内部空間は縦断面扇形状に形成されるので、押込板の往復動を案内、支持する機構を極力簡素化できる上、その往復動時の摩擦抵抗軽減に寄与することができる。

また特に請求項２の発明によれば、第１，第２吐出口の、吐出側逆止弁よりも下流側、または第１，第２排出管に、加圧空気を下流側へ向けて噴出させる加圧空気噴出手段が個別に設けられるので、第１，第２吐出口から第１，第２排出管を経て輸送管に向かう土砂の流れを助勢して、第１，第２排出管内の土砂の流動をスムーズに行なわせることができる。

また特に請求項３の発明によれば、輸送管には加圧空気を下流側へ向けて噴出させる他の加圧空気噴出手段が設けられるので、輸送管内の土砂の流れを助勢して、輸送管内の土砂の流動を一層スムーズに行なわせることができる。

また特に請求項４の発明によれば、押込板の、第１，第２ポンプ室にそれぞれ臨む一面及び他面には、該押込板の周縁部とポンプケース内面との間をシールすべく該押込板周縁部に沿って延びるシール部材と、そのシール部材の、ポンプ室側の側面を覆い前記土砂吐出の際にポンプケース内面に付着している土砂を該内面より分離し得るスクレーパとが着脱可能に装着されるので、そのシール部材により第１，第２ポンプ室間の土砂のリークを効果的に抑えて、ポンプ効率を高めることができ、しかもそのシール部材が摩耗、破損した場合は、その交換作業をポンプ室側より比較的容易に行なうことができてメンテナンス作業性が良好である。またシール部材の、ポンプ室側の側面を覆うスクレーパにより、ポンプケース内面に付着している土砂を該内面より効果的に分離し得るため、その土砂がシール部材に衝突したり或いはシール部材とポンプケース間の摺動間隙に侵入したりするのを効果的に抑制できて、シール部材の耐久性向上が図られる。またスクレーパをシール部材の被覆、固定手段に兼用できるから、それだけ構造簡素化が図られる。

本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。

添付図面において、図１〜図１２は、本発明の一実施例を示すものであって、図１は、本発明に係る土砂供給装置の一例を含む風力式土砂輸送システムの全体縦断面図、図２は、前記土砂供給装置の要部を示す平面図（図１の２矢視部拡大図）、図３は、図２の３−３線拡大断面図、図４は、図３の４−４線断面図、図５は、図４の５−５線拡大断面図、図６は、前記土砂供給装置の全体斜視図、図７は、図３の７矢視部拡大図（図８の７−７線断面図）、図８は、図７の８−８線断面図、図９は、図４の９−９線拡大断面図、図１０は、図３の１０矢視部拡大断面図、図１１は、図１０の１１−１１線断面図、図１２は、前記土砂供給装置のポンプ作用を簡略的に説明する工程説明図である。

先ず、図１、図２において、流動性のある土砂としての浚渫土砂を連続的に大量輸送するための風力式土砂輸送システムは、図示しない浚渫作業場所で発生した浚渫土砂１を内部に貯留して水上輸送可能な土運搬船ＢＢと、その土運搬船ＢＢが横付け可能な揚泥作業船ＢＡと、その揚泥作業船ＢＡから埋め立て地等の土砂処分地（図示せず）まで延びる輸送管Ｌとを備えており、浚渫土砂１が土運搬船ＢＢ、揚泥作業船ＢＡ、輸送管Ｌを順次経由して土砂処分地まで空気圧を利用して大量輸送される。輸送管Ｌは、その水上部分においては、多数のフロートｆにより浮遊状態で支持される。

揚泥作業船ＢＡには、土運搬船ＢＢ内に貯留される浚渫土砂１を取り出すための土砂取出装置ＳＨと、この土砂取出装置ＳＨで土運搬船ＢＢ内より取り出された浚渫土砂１が投入される上面開放のホッパＨと、そのホッパＨの下部に連設されて該ホッパＨ内の浚渫土砂１を輸送管Ｌ内に略連続的に供給し得る土砂供給装置ＳＳと、その土砂供給装置ＳＳにより土砂が圧送された輸送管Ｌの上流部に圧縮空気を混入して土砂の輸送を助勢するための圧縮空気混入装置ＳＡとが搭載される。

前記土砂取出装置ＳＨは、通称バックホーと呼ばれるもので、揚泥作業船ＢＡの船体に鉛直軸回りに３６０°旋回可能に立設される旋回台３と、その旋回台３の前部に俯仰可能に設けられた屈折ブーム４と、その屈折ブーム４の先端に首振り可能に連結されたバケット５とを備えており、それら旋回台３、屈折ブーム４及びバケット５の協働により、土運搬船ＢＢ内の浚渫土砂１を揚泥作業船ＢＡのホッパＨ内に間欠的に投入できるようになっている。

次に図３〜図１１を併せて参照して前記土砂供給装置ＳＳの具体的構成を説明する。この土砂供給装置ＳＳは、ホッパＨよりも下側に配置されて揚泥作業船ＢＡの船体に設置、固定されるポンプケースＰＣと、そのポンプケースＰＣ内に収納、支持されて該ケースＰＣ内を往復動し得る押込板Ｆと、その押込板Ｆに連動、連結されて該押込板Ｆを往復駆動し得る駆動装置Ｄとを備えており、ポンプケースＰＣ及び押込板Ｆは、いずれも鋼板等の金属板を強固に組立てた頑丈な剛体として構成される。

押込板Ｆは、概ね矩形の扁平板状に形成されていて、ポンプケースＰＣ内を所定角度、往復回動し得るようポンプケースＰＣの上部に上端が軸受６を介して軸支されており、その押込板Ｆの回動軌跡に対応してポンプケースＰＣの内部空間は縦断面扇形状に形成される。そして、ポンプケースＰＣの内部は、押込板Ｆにより、押込板Ｆの往動時（図３で左方への回動時）に収縮し且つ復動時（図３で右方への回動時）に拡張する第１ポンプ室Ｃ１と、押込板Ｆの往動時に拡張し且つ復動時に収縮する第２ポンプ室Ｃ２とに区画される。

前記押込板Ｆは、扁平で且つ先端部がやや先細りの押込板本体Ｆｍと、その押込板本体Ｆｍの上縁に一体的に結合された円筒状基部Ｆｕとを備えている。その押込板本体Ｆｍは軽量化のために中空に形成され、その中空部内壁には、押込板Ｆの一面側と他面側とを一体に結合する補強用リブが図５に示すように縦横に一体に設けられる。また前記円筒状基部Ｆｕの両端部には、同一軸線上に位置する左右一対の回動支軸７がボルトｂ１等の固着手段により着脱可能に固着され、その両支軸７が軸受６を介してポンプケースＰＣの上部の左右両端部にそれぞれ支承される。尚、前記回動支軸７の外周面とポンプケースＰＣとの嵌合面間には、その間をシールするシール手段（図示せず）が設けられる。

押込板Ｆの前記左右一対の回動支軸７には、ポンプケースＰＣの上部に張り出す左右一対の連結腕部８がボルトｂ２等の固着手段により着脱可能にそれぞれ結合される。その各連結腕部８の前後両端部には、前記駆動装置Ｄを構成する前後一対の第１，第２油圧シリンダＣｙ１，Ｃｙ２の各一端部がそれぞれ回動可能に枢支され、それら油圧シリンダＣｙ１，Ｃｙ２の各他端部は、ポンプケースＰＣの左右両側外面にそれぞれ回動可能に枢支される。

従って、各第２油圧シリンダＣｙ２をフリーにした状態で各第１油圧シリンダＣｙ１を伸長させると、押込板Ｆが往動（即ち図３で左方に回動）して第１ポンプ室Ｃ１を収縮させ且つ第２ポンプ室Ｃ２を拡張させることができ、一方、各第１油圧シリンダＣｙ１をフリーにした状態で各第２油圧シリンダＣｙ２を伸長させると、押込板Ｆが復動（即ち図３で右方に回動）して第１ポンプ室Ｃ１を拡張させ且つ第２ポンプ室Ｃ２を収縮させることができる。なお、各油圧シリンダＣｙ１，Ｃｙ２に対する作動油の給排制御を行なう油圧回路（図示せず）は、揚泥作業船ＢＡの船体適所に設置される。

押込板本体Ｆｍの、第１，第２ポンプ室Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ臨む一面及び他面には、該押込板本体Ｆｍの上端縁部を除く周縁部（左、右側縁部及び下側縁部）とポンプケースＰＣの内面（左，右内側面及び底面）との間をそれぞれシールすべく該押込板Ｆの周縁部に沿って延びるゴム等の弾性材料よりなる第１，第２シール部材Ｓ１，Ｓ２と、同じく押込板Ｆの周縁部に沿って延びていて第１，第２シール部材Ｓ１，Ｓ２の、ポンプ室Ｃ１，Ｃ２側の側面を覆い且つ押込板Ｆの回動時にその回動方向前側のポンプケースＰＣ内面に付着している土砂を該内面より分離し得る金属製の第１，第２スクレーパＫ１，Ｋ２とが着脱可能に装着される。

図１０，図１１に具体的に示されるように、前記第１シール部材Ｓ１は、図示例では押込板本体Ｆｍの上端縁部を除く周縁部、即ち左、右側縁部及び下側縁部にそれぞれ沿って直線状に延びる３辺部より分割構成される。また押込板本体Ｆｍの、第１ポンプ室Ｃ１に臨む一面には、その左、右側縁部及び下側縁部において、その各縁部に沿って延びる収容段部９がそれぞれ凹設されており、それら収容段部９には、各辺部の第１シール部材Ｓ１の基部がそれぞれ嵌合される。そして、各辺部の第１シール部材Ｓ１の先部は、ポンプケースＰＣの内面（左，右内側面及び底面）にそれぞれ摺接して、シール作用を発揮する。尚、第１シール部材Ｓ１は、図示例のように３辺部より分割構成せずに、その一部又は全部の辺部を一体化してもよい。

また前記第１スクレーパＫ１は、第１シール部材Ｓ１の、第１ポンプ室Ｃ１側の側面に隣接して、その側面の大部分を覆う概ね帯板状に形成されており、第１シール部材Ｓ１と同様に、押込板本体Ｆｍの上端縁部を除く周縁部、即ち左、右側縁部及び下側縁部にそれぞれ沿って直線状に延びる３辺部より分割構成される。その各辺部のスクレーパＫ１の基部は、ボルトｂ３等の固着手段により第１シール部材Ｓ１と共に押込板本体Ｆｍに締着される。その各辺部の第１スクレーパＫ１の先部の、第１ポンプ室Ｃ１側の側面には、第１ポンプ室Ｃ１に向かって突き出す横断面三角状のヘラ部Ｋ１ｓが一体に形成される。また各辺部の第１スクレーパＫ１の先端面は、ポンプケースＰＣの内面（左，右内側面及び底面）に僅かに隙間を存して近接、対面する平面又は緩やかな曲面に形成される。尚、第１スクレーパＫ１は、図示例のように３辺部より分割構成せずに、その一部又は全部の辺部を一体化してもよい。

更に押込板Ｆの先端面には、第１シール部材Ｓ１の、第１ポンプ室Ｃ１とは反対側の側面に隣接して、第１スクレーパＫ１との間で第１シール部材Ｓ１を挟む金属製の支持部材Ｋ１′が配置され、ボルトｂ４等の固着手段により締着される。この支持部材Ｋ１′は、第１スクレーパＫ１と同様に、押込板Ｆの上端縁部を除く周縁部、即ち左、右側縁部及び下側縁部にそれぞれ沿って直線状に延びる３辺部より分割構成される。尚、第１支持部材Ｋ１′は、図示例のように３辺部より分割構成せずに、その一部又は全部の辺部を一体化してもよい。

また、第２シール部材Ｓ２、第２スクレーパＫ２及び第２支持部材Ｋ２′の構造は、上記第１シール部材Ｓ１、第１スクレーパＫ１及び第１支持部材Ｋ１′の構造と同様であるので、主要な部材に参照符号を付すに止め、説明は省略する。

ポンプケースＰＣの上部には、第１ポンプ室Ｃ１をホッパＨ内の底部に連通させる第１吸入口Ｉ１と、第２ポンプ室Ｃ２をホッパＨ内の底部に連通させる第２吸入口Ｉ２とが、相互間に押込板Ｆの上端部を挟むようにして間隔をおいて形成される。その各吸入口Ｉ１，Ｉ２は、上下方向に延びる角筒状に形成されており、それらの上端部は、ホッパＨの底部に並設した一対の漏斗状排出凹部Ｈｔ１，Ｈｔ２の下端開口にそれぞれ直接連通している。

また第１，第２吸入口Ｉ１，Ｉ２の一側壁には、ロック機構付きの開閉扉Ｔｉ１，Ｔｉ２で各々開閉可能な点検窓が設けられる。従って、その開閉扉Ｔｉ１，Ｔｉ２を開けば、開放状態となる点検窓を通して後述する第１，第２吸入側逆止弁Ｖｉ１，Ｖｉ２を点検、整備できるようになっている。

またポンプケースＰＣの、ポンプ室Ｐ１，Ｐ２配列方向に沿う両端部には、輸送管Ｌの上流端に連なる第１排出管Ｅ１の上流端に第１ポンプ室Ｃ１を連通させる第１吐出口Ｏ１と、輸送管Ｌの上流端に連なる第２排出管Ｅ２の上流端に第２ポンプ室Ｃ２を連通させる第２吐出口Ｏ２とがそれぞれ形成される。その第１吐出口Ｏ１は、上流端がポンプケースＰＣの横幅一杯に拡開して第１ポンプ室Ｐ１の端部に直接開口し、且つその上流端から徐々に絞られながらポンプケースＰＣの左右一方側に傾斜して延びる上流側吐出口半部Ｏ１ａと、その上流側吐出口半部Ｏ１ａの下流端に接続される角筒状の下流側吐出口半部Ｏ１ｂとで構成される。尚、第２吐出口Ｏ２の構造も、上記した第１吐出口Ｏ１と同様であるので、主要な部材に参照符号を付すに止め、説明を省略する。

また第１，第２吐出口Ｏ１，Ｏ２の下流側吐出口半部Ｏ１ｂ，Ｏ２ｂの上壁には、ロック機構付きの弁用開閉扉Ｔｏ１，Ｔｏ２で各々開閉可能な点検窓が設けられる。従って、その弁用開閉扉Ｔｏ１，Ｔｏ２を開けば、開放状態となる点検窓を通して後述する第１，第２吐出側逆止弁Ｖｏ１，Ｖｏ２を点検、整備できるようになっている。

さらに第１，第２吐出口Ｏ１，Ｏ２の上流側吐出口半部Ｏ１ａ，Ｏ２ａの上壁には、ロック機構付きのケース用開閉扉Ｔｏ１′，Ｔｏ２′で各々開閉可能な点検窓が設けられる。従って、そのケース用開閉扉Ｔｏ１′，Ｔｏ２′を開けば、開放状態となる点検窓を通してポンプケースＰＣの内部、例えば前記第１，第２シール部材Ｓ１，Ｓ２や第１，第２スクレーパＫ１，Ｋ２等を点検、整備できるようになっている。

前記第１，第２吸入口Ｉ１，Ｉ２には、ホッパＨ内から第１，第２ポンプ室Ｃ１，Ｃ２側へのみ土砂Ｓの流動を許容する第１，第２吸入側逆止弁Ｖｉ１，Ｖｉ２がそれぞれ設けられる。第１吸入側逆止弁Ｖｉ１は、図３，図７，図８に示されるように第１吸入口Ｉ１の内壁に固設されて該第１吸入口Ｉ１を斜めに横切る弁座板１０と、その弁座板１０に形成された矩形の弁孔１１と、前記周壁に回動可能に軸支１２されて所定の閉じ位置（図７鎖線）と開き位置（図７実線）との間を回動し得る矩形の弁板１３と、その弁板１３に常時閉じ方向の付勢力を付与する付勢手段１４（図示例では重錘１４ｗ及び捩じりコイルばね１４ｓ）とを備えている。

前記弁板１３は、前記閉じ位置では弁座板１０の下流側に臨む下面に着座して弁孔１１を閉じ、また前記開き位置では、ポンプケースＰＣ又は第１吸入口Ｉ１内壁に固定のストッパ１５に係合して開放限界が規制される。尚、その開き位置でやや傾斜姿勢にある弁板１３の背面と、第１吸入口Ｉ１の内面との対向面間に十分な空隙が形成されており、その空隙を通して弁板１３の背面側に土砂の一部を進入可能としたことで、弁板１３の開き位置からの閉じ動作をスムーズに行なわせることができる。尚、第２吸入側逆止弁Ｖｉ２の構造も上記と同様であるので、主要な部材に参照符号を付すに止め、省略する。

また前記第１，第２吐出口Ｏ１，Ｏ２（図示例では下流側吐出口半部Ｏ１ｂ，Ｏ２ｂ）には、第１，第２ポンプ室Ｃ１，Ｃ２から第１，第２排出管Ｅ１，Ｅ２側へのみ土砂Ｓの流動を許容する第１，第２吐出側逆止弁Ｖｏ１，Ｖｏ２がそれぞれ設けられる。第１吐出側逆止弁Ｖｏ１は、図９に示されるように第１吐出口Ｏ１の周壁に固設されて該第１吐出口Ｏ１を斜めに横切る弁座板２０と、その弁座板２０に形成された矩形の弁孔２１と、前記周壁に回動可能に軸支２２されて所定の閉じ位置（図９実線）と開き位置（図９鎖線）との間を回動し得る矩形の弁板２３と、その弁板２３に常時閉じ方向の付勢力を付与する付勢手段２４（図示例では重錘２４ｗ及び捩じりコイルばね２４ｓ）とを備えている。

前記弁板２３は、前記閉じ位置では弁座板２０の下流側に臨む上面に着座して弁孔２１を閉じ、また前記開き位置では第１吐出口Ｏ１の内壁に固定のストッパ２５に係合して開放限界が規制される。尚、その開き位置で傾斜姿勢にある弁板２３の背面と、第１吐出口Ｏ１の内面との対向面間に十分な空隙が形成されており、その空隙を通して弁板２３の背面側に土砂の一部を進入可能としたことで、弁板２３の開き位置からの閉じ動作をスムーズに行なわせることができる。尚、第２吐出側逆止弁Ｖｏ２の構造も上記と同様であるので、主要な部材に参照符号を付すに止め、省略する。

また第１，第２吐出口Ｏ１，Ｏ２（図示例では下流側吐出口半部Ｏ１ｂ，Ｏ２ｂ）の下流端には、第１，第２排出管Ｅ１，Ｅ２の各上流端がそれぞれ接続されており、その両排出管Ｅ１，Ｅ２の下流側は、図２に示されるようにそれぞれ滑らかに彎曲して、輸送管Ｌの上流部に概ね同側よりスムーズに合流できるようにしている。

而して、後述するように押込板Ｆの往動時（図３左動時）には、第１ポンプ室Ｃ１から第１吐出側逆止弁Ｖｏ１を経て第１排出管Ｅ１へ向かう土砂吐出と、ホッパＨ内から第２吸入側逆止弁Ｖｉ２を経て第２ポンプ室Ｃ２へ向かう土砂吸入とが並行して行われ、また押込板Ｆの復動時（図３右動時）には、第２ポンプ室Ｃ２から第２吐出側逆止弁Ｖｏ２を経て第２排出管Ｅ２へ向かう土砂吐出と、ホッパＨ内から第１第１吸入側逆止弁Ｖｉ１を経て第１ポンプ室Ｃ１へ向かう土砂吸入とが並行して行われる。

また図２に示されるように第１，第２排出管Ｅ１，Ｅ２には、その第１，第２吐出口Ｏ１，Ｏ２から第１，第２排出管Ｅ１，Ｅ２を経て輸送管Ｌに向かう土砂Ｓの流れを助勢する加圧空気を下流側へ向けて噴出させる第１の加圧空気噴出手段Ａ１，Ａ２がそれぞれ設けられる。

その各加圧空気噴出手段Ａ１，Ａ２は、揚泥作業船ＢＡ上に設置されたコンプレッサ３０の吐出側に接続される開閉弁付きのエア配管３１と、そのエア配管３１に連通するノズル管３２とを備えており、このノズル管３２は、各排出管Ｅ１，Ｅ２の管壁を液密に貫通してその管内に開口し、その噴口が排出管Ｅ１，Ｅ２内の下流側を指向していて、そこから排出管Ｅ１，Ｅ２内に圧縮空気を噴射することができる。従って、その噴射空気により、第１，第２排出管Ｅ１，Ｅ２内から輸送管Ｌに向かう土砂の流れを助勢して、第１，第２排出管Ｅ１，Ｅ２内の土砂の流動をスムーズに行なわせることができる。

尚、第１，第２吐出口Ｏ１，Ｏ２の、吐出側逆止弁Ｖｏ１，Ｖｏ２よりも下流側が比較的長く形成される場合は、そこに加圧空気噴出手段Ａ１，Ａ２を配設してもよい。また第１，第２排出管Ｅ１，Ｅ２が比較的長い場合には、各々複数の加圧空気噴出手段Ａ１，Ａ２を相互に間隔をおいて配設してもよい。

さらに輸送管Ｌには、該輸送管Ｌ内の土砂Ｓの流れを助勢する加圧空気を下流側へ向けて噴出させる複数の加圧空気噴出手段Ａ３が相互に間隔をおいて配設される。その加圧空気噴出手段Ａ３は、揚泥作業船ＢＡ上に設置されたコンプレッサ３０の吐出側に接続される開閉弁付きのエア配管３１′と、そのエア配管３１′に連通するノズル管３２′とを備えており、このノズル管３２′は、輸送管Ｌの管壁を液密に貫通してその管内に開口し、その噴口が輸送管Ｌ内の下流側を指向していて、そこから輸送管Ｌ内に圧縮空気を噴射することができる。従って、その噴射空気により、輸送管Ｌ内を下流側に向かう土砂の流れを助勢して輸送管Ｌ内の土砂の流動をスムーズに行なわせることができる。

而して前記加圧空気噴出手段Ａ１，Ａ２，Ａ３は、互いに協働して前記圧縮空気混入装置ＳＡを構成する。

次に前記実施例の作用を説明する。図示しない浚渫作業現場で採取された水を含む浚渫土砂１は、土運搬船ＢＢ内に貯留されて、埋め立て地等の土砂処分地の近くの水域まで水上輸送される。その水域では揚泥作業船ＢＡが待機しており、その作業船ＢＡから土砂処分地までの水上及び／又は陸上に輸送管Ｌが予め敷設されている。

そして揚泥作業船ＢＡに土運搬船Ｂを横付けした後、土砂取出装置ＳＨにより土運搬船ＢＢ内の貯留土砂１を掴み出してホッパＨ内に投入し、その投入量が規定量以上になると、土砂供給装置ＳＳの駆動装置Ｄ（油圧シリンダＣｙ１，Ｃｙ２）、及び圧縮空気混入装置ＳＡのコンプレッサ３０の運転を開始する。これにより、ホッパＨ内の浚渫土砂１が土砂供給装置ＳＳにより一対の排出管Ｅ１，Ｅ２を通して交互に定量ずつ輸送管Ｌ内に供給され、それと同時にコンプレッサ３０からの圧縮空気がエア配管３１，３１′及びノズル管３２，３２′を通して排出管Ｅ１，Ｅ２及び輸送管Ｌ内の浚渫土砂１中に混入され、これにより輸送管Ｌを通して浚渫土砂１を埋め立て地Ｕまで効率よく大量輸送することができる。

而して土砂供給装置ＳＳにおいては、駆動装置Ｄ（油圧シリンダＣｙ１，Ｃｙ２）により押込板ＦがポンプケースＰＣ内で比較的緩やかに往復回動する。そして、図１２の（Ａ）→（Ｂ）に示すように、押込板Ｆの往動時（図１２で左動時）には、押込板Ｆの前面（即ち往動方向前側の側面）側の土砂に作用する吐出圧で第１吸入側逆止弁Ｖｉ１が閉弁し且つ第１吐出側逆止弁Ｖｏ１が開弁すると共に、押込板Ｆの背面（即ち往動方向後側の側面）側の土砂に作用する背圧、即ち負圧で第２吸入側逆止弁Ｖｉ２が開弁し且つ第２吐出側逆止弁Ｖｏ２が閉弁することにより、第１ポンプ室Ｃ１から第１吐出口Ｏ１経由の第１排出管Ｅ１への土砂吐出と、ホッパＨ内から第２吸入口Ｉ２経由の第２ポンプ室Ｃ２への土砂吸入とが並行して行われる。

また図１２の（Ｃ）に示すように、押込板Ｆの復動時（図１２で右動時）には、押込板Ｆの前面（即ち復動方向前側の側面）側の土砂に作用する吐出圧で第２吸入側逆止弁Ｖｉ２が閉弁し且つ第２吐出側逆止弁Ｖｏ２が開弁すると共に、押込板Ｆの背面（即ち復動方向後側の側面）側の土砂に作用する背圧で第１吸入側逆止弁Ｖｉ１が開弁し且つ第１吐出側逆止弁Ｖｏ１が閉弁することにより、第２ポンプ室Ｃ２から第２吐出口Ｏ２経由の第２排出管Ｅ２への土砂吐出と、ホッパＨ内から第１吸入口Ｉ１経由の第１ポンプ室Ｃ１への土砂吸入とが並行して行われる。

かくして、ポンプケースＰＣ内での押込板Ｆの単なる往復回動によって、ホッパＨ内から第１，第２ポンプ室Ｃ１，Ｃ２への土砂吸入を交互に行なうことができると共に、第１，第２ポンプ室Ｃ１，Ｃ２から第１，第２排出管（従って輸送管Ｌ）への土砂吐出を交互に行なうことができるため、ホッパＨ内の貯留土砂を輸送管Ｌ内に略連続的に且つ多量に圧送可能となる。また、一方のポンプ室Ｃ１（Ｃ２）の土砂を押込板Ｆで強制的に押込む過程で、他方のポンプ室Ｃ２（Ｃ１）にホッパＨ内から流入する土砂の重量を押込板Ｆの背面側に直接作用させて、押込板Ｆの押込み作用を助勢できるため、それだけ押込板Ｆの駆動負荷を軽減することができる。さらにポンプケースＰＣ内を往復動する押込板Ｆが土砂を輸送管Ｌ側へ強制的に押込むことができるため、土砂供給装置ＳＳ内部での土砂１のエア噛みを効果的に抑制でき、輸送管Ｌによる輸送効率が高められる。

また図示例のように押込板Ｆは、矩形の平板状に形成されて一端（円筒状基部Ｆｕ）がポンプケースＰＣに所定角度、往復回動可能に軸支され、その押込板Ｆの回動軌跡に対応してポンプケースＰＣの内部空間は縦断面扇形状に形成されるため、押込板Ｆの往復動を案内、支持する機構が極力簡素化され、その上、押込板Ｆの往復動時の摩擦抵抗が効果的に軽減される。

また図示例では、押込板Ｆの、第１，第２ポンプ室Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ臨む一面及び他面に、該押込板Ｆの周縁部と前記ポンプケースＰＣ内面との間の隙間を詰めるべく該押込板周縁部に沿って延びるシール部材Ｓ１，Ｓ２、そのシール部材Ｓ１，Ｓ２の、ポンプ室側の側面を覆うスクレーパＫ１，Ｋ２とが着脱可能に装着されている。従って、そのシール部材Ｓ１，Ｓ２により第１，第２ポンプ室Ｃ１，Ｃ２間の土砂のリークを極力抑えて、ポンプ効率を高めることができ、しかもそのシール部材Ｓ１，Ｓ２が摩耗、破損した場合は、その交換作業を比較的容易に行なうことができて、点検、整備、交換等のメンテナンスの作業性が良好である。

また上記スクレーパＫ１，Ｋ２により、押込板Ｆの回動時にポンプケースＰＣの内面（左右内側面及び底面）に付着している土砂を該内面より効果的に分離できるため、その土砂がシール部材Ｓ１，Ｓ２に衝突したり或いはシール部材Ｓ１，Ｓ２とポンプケースＰＣとの間の摺動間隙に侵入したりするのを効果的に抑制でき、シール部材Ｓ１，Ｓ２の損傷や早期摩耗が回避できる。しかもスクレーパＫ１，Ｋ２をシール部材Ｓ１，Ｓ２に対する被覆、固定手段に兼用できるから、それだけ構造簡素化が図られる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、前記実施例では、輸送管Ｌの大部分を水面上に浮遊させて土砂処分地としての埋め立て地まで敷設しているが、本発明では、輸送管Ｌの一部又は全部を地面に敷設するようにしてもよい。

また前記実施例では、土砂供給装置ＳＳやホッパＨを揚泥作業船Ａ上に設置して、その揚泥作業船Ａと、土砂処分地としての埋め立て地との間の輸送管Ｌによる流動性のある土砂（浚渫土砂）の風力輸送に利用しているが、本発明の土砂供給装置及びホッパは、陸上に設置してもよく、また土砂の輸送先は、埋め立て地以外の土砂処分地あるいは土砂保管場所等であってもよい。また駆動装置Ｄの駆動力が搬送負荷に比べ十分大きい場合は、前記圧縮空気混入装置ＳＡを省略可能である。

また前記実施例では、押込板Ｆを駆動する駆動装置Ｄを前後左右各一対の単動式の油圧シリンダＣｙ１，Ｃｙ２で構成したものを示したが、本発明では、押込板Ｆを左右一対の復動式油圧シリンダで駆動してもよく、或いは油圧シリンダに代えて、油圧モータ又は電動モータで駆動するようにしてもよい。

また前記実施例では、土砂供給装置ＳＳから第１，第２排出管Ｅ１，Ｅ２に交互に吐出された土砂を第１，第２排出管Ｅ１，Ｅ２の下流端で合流、接続される単一の輸送管Ｌに供給するようにしたものを示したが、本発明では、第１，第２排出管Ｅ１，Ｅ２の下流端に各独立した第１，第２輸送管を個別に接続するようにしてもよい。

本発明に係る土砂供給装置の一例を含む風力式土砂輸送システムの一実施例を示す全体縦断面図 前記土砂供給装置の要部を示す平面図（図１の２矢視部拡大図） 図２の３−３線拡大断面図 図３の４−４線断面図 図４の５−５線拡大断面図 前記土砂供給装置の全体斜視図 図３の７矢視部拡大図（図８の７−７線断面図） 図７の８−８線断面図 図４の９−９線拡大断面図 図３の１０矢視部拡大断面図 図１０の１１−１１線断面図 前記土砂供給装置のポンプ作用を簡略的に説明する工程説明図

Ａ１，Ａ２・・加圧空気噴出手段
Ａ３・・・・・他の加圧空気噴出手段
Ｃ１，Ｃ２・・第１，第２ポンプ室
Ｄ・・・・・・駆動装置
Ｅ１，Ｅ２・・第１，第２排出管
Ｆ・・・・・・押込板
Ｆｕ・・・・・一端部としての円筒状基部
Ｈ・・・・・・ホッパ
Ｉ１，Ｉ２・・第１，第２吸入口
Ｌ・・・・・・輸送管
Ｏ１，Ｏ２・・第１，第２吐出口
ＰＣ・・・・・ポンプケース
ＳＳ・・・・・土砂供給装置
Ｓ１，Ｓ２・・第１，第２シール部材
Ｖｏ１，Ｖｏ２・・吐出側逆止弁としての第１，第２吐出側逆止弁
Ｖｉ１，Ｖｉ２・・吸入側逆止弁としての第１，第２吸入側逆止弁
１・・・・・・流動性のある土砂としての浚渫土砂

Claims (4)

1. ホッパ（Ｈ）内に貯留した流動性のある土砂（１）を輸送管（Ｌ）に供給する土砂供給装置において、
   ホッパ（Ｈ）よりも下側に配設したポンプケース（ＰＣ）に、矩形の平板状に形成され且つ一端部（Ｆｕ）が該ポンプケース（ＰＣ）に軸支されて所定角度、往復回動し得る押込板（Ｆ）を収納すると共に、その押込板（Ｆ）の回動軌跡に対応して前記ポンプケース（ＰＣ）の内部空間を縦断面扇形状に形成して、その押込板（Ｆ）により該ポンプケース（ＰＣ）の内部を、押込板（Ｆ）の一方向回動時に収縮し且つ他方向回動時に拡張する第１ポンプ室（Ｃ１）と、押込板（Ｆ）の一方向回動時に拡張し且つ他方向回動時に収縮する第２ポンプ室（Ｃ２）とに区画し、
   その押込板（Ｆ）に、該押込板（Ｆ）を往復回動駆動し得る駆動装置（Ｄ）を連動、連結し、
   前記ポンプケース（ＰＣ）には、前記第１ポンプ室（Ｃ１）をホッパ（Ｈ）内の底部に連通させる第１吸入口（Ｉ１）と、前記第２ポンプ室（Ｃ２）をホッパ（Ｈ）内の底部に連通させる第２吸入口（Ｉ２）と、前記輸送管（Ｌ）に連なる第１排出管（Ｅ１）の上流端に第１ポンプ室（Ｃ１）を連通させる第１吐出口（Ｏ１）と、前記輸送管（Ｌ）に連なる第２排出管（Ｅ２）の上流端に第２ポンプ室（Ｃ２）を連通させる第２吐出口（Ｏ２）とを設け、
   前記第１，第２吸入口（Ｉ１，Ｉ２）には、ホッパ（Ｈ）内から前記ポンプケース（ＰＣ）側へのみ土砂（１）の流動を許容する吸入側逆止弁（Ｖｉ１，Ｖｉ２）を個別に設けると共に、前記第１，第２吐出口（Ｏ１，Ｏ２）には、前記ポンプケース（ＰＣ）から前記第１，第２排出管（Ｅ１，Ｅ２）側へのみ土砂（１）の流動を許容する吐出側逆止弁（Ｖｏ１，Ｖｏ２）を個別に設け、
   前記押込板（Ｆ）の前記一方向回動時には、第１ポンプ室（Ｃ１）から第１排出管（Ｅ１）への土砂吐出とホッパ（Ｈ）内から第２ポンプ室（Ｃ２）への土砂吸入とが並行して行われ、また同押込板（Ｆ）の前記他方向回動時には、第２ポンプ室（Ｃ２）から第２排出管（Ｅ２）への土砂吐出とホッパ（Ｈ）内から第１ポンプ室（Ｃ１）への土砂吸入とが並行して行われるようにしたことを特徴とする、土砂供給装置。
2. 前記第１，第２吐出口（Ｏ１，Ｏ２）の、前記吐出側逆止弁（Ｖｏ１，Ｖｏ２）よりも下流側、または前記第１，第２排出管（Ｅ１，Ｅ２）には、その第１，第２吐出口（Ｏ１，Ｏ２）から第１，第２排出管（Ｅ１，Ｅ２）を経て輸送管（Ｌ）に向かう土砂（１）の流れを助勢する加圧空気を下流側へ向けて噴出させる加圧空気噴出手段（Ａ１，Ａ２）が個別に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の土砂供給装置。
3. 前記輸送管（Ｌ）には、該輸送管（Ｌ）内の土砂（１）の流れを助勢する加圧空気を下流側へ向けて噴出させる他の加圧空気噴出手段（Ａ３）が設けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載の土砂供給装置。
4. 前記押込板（Ｆ）の、第１，第２ポンプ室（Ｃ１，Ｃ２）にそれぞれ臨む一面及び他面には、該押込板（Ｆ）の周縁部と前記ポンプケース（ＰＣ）内面との間をシールすべく該押込板（Ｆ）周縁部に沿って延びるシール部材（Ｓ１，Ｓ２）と、そのシール部材（Ｓ１，Ｓ２）の、ポンプ室（Ｃ１，Ｃ２）側の側面を覆い前記土砂吐出の際に前記ポンプケース（ＰＣ）内面に付着している土砂を該内面より分離し得るスクレーパ（Ｋ１，Ｋ２）とが着脱可能に装着されることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の土砂供給装置。

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