JP5638286B2

JP5638286B2 - 揚砂装置及び揚砂方法

Info

Publication number: JP5638286B2
Application number: JP2010126591A
Authority: JP
Inventors: 徹数井
Original assignee: Maezawa Industries Inc
Current assignee: Maezawa Industries Inc
Priority date: 2010-06-02
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2030-06-02
Also published as: JP2011251248A

Description

本発明は、揚砂装置及び揚砂方法に係り、例えば、取水設備等における沈砂池の沈砂ピットに堆積した砂や小石等を吸い上げて排出するための揚砂装置及び揚砂方法に関する。

取水設備や下水処理設備、ポンプ場等に設けられる沈砂池に堆積した砂等を吸い上げて排出するための揚砂装置として、水中に揚砂ポンプを設置した揚砂装置が広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−１１５４２号公報

上述の揚砂装置では、各沈砂ピットの水中に１台ずつ揚砂ポンプを配置していることからコストが嵩み、また、保守整備に手間が掛かるという問題があった。

そこで本発明は、圧送ポンプとエゼクタとによって、複数の沈砂ピットに堆積した砂や小石等を吸い上げることのできる揚砂装置及び揚砂方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の揚砂装置は、池底部に形成された沈砂ピット内の沈砂を、沈砂吸入管を介して水と共に吸引して移送する揚砂装置において、複数の沈砂ピットにそれぞれ配置した複数の沈砂吸入管と、該複数の沈砂吸入管を吸入弁を介してそれぞれ並列に接続した密閉型の沈砂貯留槽と、該沈砂貯留槽内の流体を流体排出弁を介して吸引するエゼクタと、該エゼクタと前記沈砂貯留槽とに水を圧送する圧送ポンプと、該圧送ポンプと前記エゼクタとをエゼクタ作動弁を介して接続したエゼクタ駆動水供給経路と、前記圧送ポンプと前記沈砂貯留槽とを排砂水供給弁を介して接続した排砂水供給経路と、前記沈砂貯留槽内から排砂弁を介して沈砂を排出する沈砂排出経路とを備え、前記エゼクタ作動弁と前記流体排出弁とを開いて他の弁を閉じた状態で、前記圧送ポンプの作動により前記エゼクタに水を圧送して前記エゼクタを作動させ、前記沈砂貯留槽内の空気を前記流体排出弁を介して吸引することで、前記沈砂貯留槽内を減圧する手段と、前記吸入弁が開かれた沈砂吸入管を介して沈砂ピット内の水と沈砂とを減圧されている前記沈砂貯留槽に吸い上げる手段と、前記排砂水供給弁と前記排砂弁とを開いて他の弁を閉じた状態で、前記圧送ポンプの作動により前記沈砂貯留槽内に供給された排砂水と共に前記沈砂貯留槽内の沈砂を前記沈砂排出経路に排出する手段とを備えたことを特としている。

また、本発明の揚砂方法の第１の構成は、前記揚砂装置を使用した揚砂方法であって、前記エゼクタ作動弁と前記流体排出弁とを開き、他の弁を閉じた状態として前記圧送ポンプから前記エゼクタに水を圧送して前記沈砂貯留槽内の流体を前記流体排出弁を介して吸引して沈砂貯留槽内を減圧する減圧操作と、いずれか一つの前記吸入弁を開き、減圧された前記沈砂貯留槽に前記沈砂吸入管を介して該沈砂吸入管が設けられた沈砂ピット内の水と沈砂とを吸い上げる沈砂吸上操作と、前記排砂水供給弁と前記排砂弁とを開き、他の弁を閉じた状態として前記圧送ポンプから前記沈砂貯留槽内に排砂水を供給し、該排砂水と共に沈砂貯留槽内の沈砂を前記沈砂排出経路に排出する排砂操作とを、前記複数の沈砂ピットに対して順次行うことを特徴としている。

さらに、本発明の揚砂方法の第２の構成は、前記揚砂装置を使用した揚砂方法であって、いずれか一つの前記吸入弁と前記エゼクタ作動弁と前記流体排出弁とを開き、他の弁を閉じた状態として前記圧送ポンプから前記エゼクタに水を圧送して前記沈砂貯留槽内の流体を前記流体排出弁を介して吸引するとともに、吸入弁を開いた一つの沈砂吸入管を介して該沈砂吸入管が設けられた沈砂ピット内の水と沈砂とを前記沈砂貯留槽に吸い上げる沈砂吸上操作と、前記排砂水供給弁と前記排砂弁とを開き、他の弁を閉じた状態として前記圧送ポンプから前記沈砂貯留槽内に排砂水を供給し、該排砂水と共に沈砂貯留槽内の沈砂を前記沈砂排出経路に排出する排砂操作とを、前記複数の沈砂ピットに対して順次行うことを特徴としている。

本発明によれば、圧送ポンプと１台のエゼクタとにより、複数の沈砂ピット内に堆積した砂や小石等を水と共に沈砂貯留槽に吸い上げて沈砂ピットから排出することができるので、使用する機器を削減することができ、コストの削減化を図ることができる。

本発明の第１形態例を示す揚砂装置の系統図である。本発明の揚砂装置における減圧操作時の状態を示す系統図である。同じく沈砂吸上操作時の状態を示す系統図である。同じく排砂操作時の状態を示す揚砂装置の系統図である。

本形態例に示す揚砂装置１１は、沈砂池の底部に形成された複数の沈砂ピット（図示せず）内の沈砂を、各沈砂ピットにそれぞれ配置された沈砂吸入管１２にて吸い込んで揚砂するもので、各沈砂吸入管１２は、吸入弁１３を介して一つの沈砂貯留槽１４にそれぞれ並列に接続されている。沈砂貯留槽１４には、排砂水供給弁１５を備えた排砂水供給経路１６を介して貯水槽１７内の水を圧送する２台の圧送ポンプ１８，１８が接続されると共に、排砂弁１９を備えた沈砂排出経路２０が前記沈砂貯留槽の下部に接続され、さらに、流体排出弁２１を介して沈砂貯留槽１４内の流体を吸引するエゼクタ２２が槽上部に接続され、さらに、槽底部にはドレン排出弁２３を備えたドレン排出管２４が設けられている。また、エゼクタ２２は、エゼクタ作動弁２５を備えたエゼクタ駆動水供給経路２６を介して前記２台の圧送ポンプ１８，１８に接続されると共に、吐出側が排出管２７に接続されている。

さらに、本形態例では、エゼクタ２２から排出管２７に吐出された水に含まれる空気を分離して排出するための空気弁２８を備えたエア抜タンク２９を設け、該エア抜タンク２９で空気を分離した水を沈砂池に設けた集砂装置３０に供給できるように形成し、前記排出管２７に吐出される水を集砂装置３０の噴出水として利用できるようにしている。加えて、エゼクタ２２及びエゼクタ作動弁２５をバイパスするバイパス弁３１を備えたバイパス管３２を設け、このバイパス管３２を使用することによって揚砂処理とは別に集砂装置３０に噴出水を供給できるように形成している。

次に、このように形成した揚砂装置１１を用いた揚砂方法の第１形態例を、図２乃至図４に基づいて説明する。なお、図２乃至図４では、揚砂処理に必要な経路のみを図示しており、図１に示した揚砂装置と同じ構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

まず、図２に示すように、前記エゼクタ作動弁２５と前記流体排出弁２１とを開いて他の弁を閉じた状態とし、前記圧送ポンプ１８から前記エゼクタ２２に水を圧送してエゼクタ２２を作動させ、前記沈砂貯留槽１４内の空気を前記流体排出弁２１を介して吸引し、排出管２７に排出することによって沈砂貯留槽１４内を減圧する減圧操作を行う。

この減圧操作で沈砂貯留槽１４内を十分に減圧した後、図３に示すように、何れか一つの吸入弁１３を開き、一つの沈砂ピットから沈砂吸入管１２を介して沈砂と水とを沈砂貯留槽１４内に吸い上げる沈砂吸上操作を行う。この沈砂吸上操作は、沈砂貯留槽１４内があらかじめ十分に減圧された状態で開始するので、沈砂貯留槽１４内と沈砂ピットとの圧力差が大きくなり、強い吸引力で沈砂を吸い上げることができる。これにより、比較的大きな砂利、小石等も確実に沈砂貯留槽１４内に吸い上げることが可能となる。

さらに、圧送ポンプ１８及びエゼクタ２２は、減圧操作で沈砂貯留槽１４を十分に減圧できればよいことから、圧送ポンプ１８やエゼクタ２２として小型のものを用いることができ、従来の揚砂ポンプに比べてコストや消費エネルギーを大幅に低減することができる。

沈砂吸上操作を行った後、沈砂貯留槽１４内に貯留された沈砂を排出するため、図４に示すように、排砂水供給弁１５と排砂弁１９とを開き、他の弁を閉じた状態で圧送ポンプ１８を作動させ、圧送ポンプ１８から排砂水供給経路１６を介して沈砂貯留槽１４内に沈砂排出用の排砂水を供給し、沈砂貯留槽１４内の沈砂を排砂水に同伴させて沈砂排出経路２０から排出する排砂操作を行う。沈砂排出経路２０に排出した沈砂を含む排砂水は、例えば、別途設けた沈砂分離機のホッパーなどに移送される。排砂操作終了後は、圧送ポンプ１８を停止させて沈砂貯留槽１４内に残る排砂水を沈砂排出経路２０あるいはドレン排出管２４から排出する。

一つの沈砂ピットの揚砂を行った後、他の沈砂ピットの揚砂を行う際には、前記減圧操作を行って沈砂貯留槽１４内を減圧した後、他の吸入弁１３を開いて他の沈砂ピットの沈砂吸上操作を行い、他の沈砂ピットから沈砂と水とを沈砂貯留槽１４内に吸い上げた後、前記排砂操作を行って沈砂貯留槽１４内の沈砂を排出する。このように、複数の沈砂ピットに対して減圧操作、沈砂吸上操作及び排砂操作を順次行うことにより、各沈砂ピットから沈砂を揚砂して排出することができる。

また、沈砂池や沈砂ピットの状況、圧送ポンプ１８及びエゼクタ２２の能力によっては、前記減圧操作を省略することも可能である。すなわち、最初に、図３に示すように、何れか一つの吸入弁１３と、流体排出弁２１と、エゼクタ作動弁２５とを開き、他の弁を閉じた状態で、圧送ポンプ１８を作動させ、圧送ポンプ１８からエゼクタ駆動水供給経路２６を介してエゼクタ２２に駆動水を供給し、エゼクタ２２の吸引作用で沈砂貯留槽１４内の空気を吸引して排出管２７に排出する。

これにより、沈砂貯留槽１４内の空気がエゼクタ２２によって吸引されて沈砂貯留槽１４内が減圧状態になるとともに、吸入弁１３を開いた一つの沈砂ピットから沈砂吸入管１２を介して沈砂と水とが沈砂貯留槽１４内に吸い上げられて沈砂吸上操作が行われる。このとき、沈砂貯留槽１４の構造や大きさを適当に設定することにより、沈砂貯留槽１４内で沈砂と水とを分離することができ、沈砂貯留槽１４が満杯状態になったときでも、沈砂貯留槽１４内で分離した水のみをエゼクタ２２に吸引して排出管２７に排出することができ、エゼクタ２２に砂などが吸引されることを回避できる。排出管２７に排出されたエゼクタ駆動水などは、貯水槽１７に戻したり、沈砂池に戻したりすることができる。

この沈砂吸上操作を行った後は、前記同様、図４に示すように、排砂水供給弁１５と排砂弁１９とを開き、他の弁を閉じた状態で圧送ポンプ１８を作動させて排砂水供給経路１６から沈砂貯留槽１４内に排砂水を供給し、沈砂貯留槽１４内の沈砂を沈砂排出経路２０から排出する排砂操作を行う。

この場合、排砂操作を行って沈砂貯留槽１４内の沈砂を排出した後、そのまま他の吸入弁１３を開いて他の沈砂ピットの沈砂吸上操作を連続して行うこともできる。このように、沈砂吸上操作と排砂操作とを複数の沈砂ピットに対して順次行うことにより、１台のエゼクタ２２に圧送ポンプ１８からエゼクタ駆動水を供給することで、複数の沈砂ピットの沈砂を順番に沈砂貯留槽１４に吸い上げて排出することができる。

また、前記減圧操作や前記沈砂吸上操作を行っているときに、圧送ポンプ１８から供給されてエゼクタ２２から吐出された水や空気と水との混合流体をエア抜タンク２９に導入し、エア抜タンク２９で空気を分離排出した水を集砂装置３０に供給することにより、沈砂池の底部に堆積した沈砂を沈砂ピットに集めることができる。例えば、次に揚砂を行う沈砂ピットに沈砂をあらかじめ集めておくことにより、揚砂効率を向上させることができる。

また、雨天などで池底に堆積する沈砂の量が多くなるときには、バイパス弁３１を開いて他の弁を閉じておくことにより、圧送ポンプ１８から圧送される水を集砂装置３０に直接供給することができるので、沈砂池の底部に大量の沈砂が堆積することを防止できる。

さらに、圧送ポンプ１８を停止してドレン排出弁２３を開いた状態で流体排出弁２１を開くことにより、エア抜タンク２９内の水を沈砂貯留槽１４に逆流させることができ、沈砂貯留槽１４内を清掃することができ、また、ドレン排出弁２３に代えて任意の吸入弁１３を開くことにより、沈砂吸入管１２に水を逆流させて沈砂吸入管１２内の清掃を行うことができ、沈砂吸入管１２の閉塞を解消することができる。

なお、本発明は、様々な池、水槽等の揚砂に適用することができる。また、圧送ポンプの作動、各弁の開閉は、それぞれ手動で行うこともでき、予め設定した手順に基づいて自動的に行うこともできる。また、圧送ポンプの台数は任意であり、さらに、沈砂貯留槽での水と砂との分離も任意の手段で行うことができる。

１１…揚砂装置、１２…沈砂吸入管、１３…吸入弁、１４…沈砂分離槽、１５…排砂水供給弁、１６…排砂水供給経路、１７…貯水槽、１８…圧送ポンプ、１９…排砂弁、２０…沈砂排出経路、２１…流体排出弁、２２…エゼクタ、２３…ドレン排出弁、２４…ドレン排出管、２５…エゼクタ作動弁、２６…エゼクタ駆動水供給経路、２７…排出管、２８…空気弁、２９…エア抜タンク、３０…集砂装置、３１…バイパス弁、３２…バイパス管

Claims

池底部に形成された沈砂ピット内の沈砂を、沈砂吸入管を介して水と共に吸引して移送する揚砂装置において、
複数の沈砂ピットにそれぞれ配置した複数の沈砂吸入管と、
該複数の沈砂吸入管を吸入弁を介してそれぞれ並列に接続した密閉型の沈砂貯留槽と、
該沈砂貯留槽内の流体を流体排出弁を介して吸引するエゼクタと、
該エゼクタと前記沈砂貯留槽とに水を圧送する圧送ポンプと、
該圧送ポンプと前記エゼクタとをエゼクタ作動弁を介して接続したエゼクタ駆動水供給経路と、
前記圧送ポンプと前記沈砂貯留槽とを排砂水供給弁を介して接続した排砂水供給経路と、
前記沈砂貯留槽内から排砂弁を介して沈砂を排出する沈砂排出経路とを備え、
前記エゼクタ作動弁と前記流体排出弁とを開いて他の弁を閉じた状態で、前記圧送ポンプの作動により前記エゼクタに水を圧送して前記エゼクタを作動させ、前記沈砂貯留槽内の空気を前記流体排出弁を介して吸引することで、前記沈砂貯留槽内を減圧する手段と、
前記吸入弁が開かれた沈砂吸入管を介して沈砂ピット内の水と沈砂とを減圧されている前記沈砂貯留槽に吸い上げる手段と、
前記排砂水供給弁と前記排砂弁とを開いて他の弁を閉じた状態で、前記圧送ポンプの作動により前記沈砂貯留槽内に供給された排砂水と共に前記沈砂貯留槽内の沈砂を前記沈砂排出経路に排出する手段とを備えた
ことを特徴とする揚砂装置。
請求項１記載の揚砂装置を使用した揚砂方法であって、前記エゼクタ作動弁と前記流体排出弁とを開き、他の弁を閉じた状態として前記圧送ポンプから前記エゼクタに水を圧送して前記沈砂貯留槽内の流体を前記流体排出弁を介して吸引して沈砂貯留槽内を減圧する減圧操作と、いずれか一つの前記吸入弁を開き、減圧された前記沈砂貯留槽に前記沈砂吸入管を介して該沈砂吸入管が設けられた沈砂ピット内の水と沈砂とを吸い上げる沈砂吸上操作と、前記排砂水供給弁と前記排砂弁とを開き、他の弁を閉じた状態として前記圧送ポンプから前記沈砂貯留槽内に排砂水を供給し、該排砂水と共に沈砂貯留槽内の沈砂を前記沈砂排出経路に排出する排砂操作とを、前記複数の沈砂ピットに対して順次行うことを特徴とする揚砂方法。
請求項１記載の揚砂装置を使用した揚砂方法であって、いずれか一つの前記吸入弁と前記エゼクタ作動弁と前記流体排出弁とを開き、他の弁を閉じた状態として前記圧送ポンプから前記エゼクタに水を圧送して前記沈砂貯留槽内の流体を前記流体排出弁を介して吸引するとともに、吸入弁を開いた一つの沈砂吸入管を介して該沈砂吸入管が設けられた沈砂ピット内の水と沈砂とを前記沈砂貯留槽に吸い上げる沈砂吸上操作と、前記排砂水供給弁と前記排砂弁とを開き、他の弁を閉じた状態として前記圧送ポンプから前記沈砂貯留槽内に排砂水を供給し、該排砂水と共に沈砂貯留槽内の沈砂を前記沈砂排出経路に排出する排砂操作とを、前記複数の沈砂ピットに対して順次行うことを特徴とする揚砂方法。