JPH03250125A - 砂採取設備の濁水流出防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は砂採取設備の濁水流出防止方法およびその装置
に係り、特に湖・川・海等の水底から砂を採取するシス
テムにおける濁水流出防止装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図に従来の海砂採取システムの概要を示す。

砂採取船１には船体側からホース３、送砂管４によって
海底に繰り出し可能なサンドポンプ５が設備されている
。海砂採取時には砂採取船１を投錨係留し、船上のダビ
ット６からワイヤを繰り出すことによりサンドポンプ５
を海底に降ろし、サンドポンプ５を運転して海底の砂を
スラリー状態にて吸上げる。サンドポンプ５は油圧また
は電気によりポンプに直結した水中モータを回転させて
駆動させる。

吸い上げられた土砂を含んだ水は、図中の矢印に沿って
サンドポンプ５から送砂管４、ホース３を経て、砂採取
船１に設備した選別機７に送られる。選別機７には金Ｍ
４８が設けられており、ここで貝類が分離されるととも
に、金網８の目を通過した土砂を含んだ水はシュート９
を通って砂槽１０に入る。砂槽１０内では沈澱し易い粗
い砂１１が下に溜まり、粘土分や細かい砂を含んだ水（
濁水）１２が上に分離される。

砂槽１０の隅に排水槽１３が設けられており、砂槽１０
との間に設けたゲート１４を開けることにより濁水１２
が排水槽１３に流れ込み、ゲートパルプ１５を開放して
おけば排水槽の下部に設けられた排水口】６から砂採取
船１の船腹に開口させた吐出口１７を通して海中に濁水
１２が排出されるものとなっている。

〔発明が解決しようとする課題］ ところが、上記のように、従来の海砂採取システムでは
、水面近くの位置に開口された吐出口１７から濁水１２
を海上に排水する構成であるため、濁水１２中に含まれ
る粘土分など細かい砂の粒子は沈澱することなしに拡散
し、海面を濁らすとともに、潮流に流され、付近の魚介
類の養殖場へ流れて魚介類に大きな被害を与えるという
基本的な問題を抱えているが、特に次のような問題もあ
った。

すなわち、採取しようとする土砂濃度が高い場合、揚水
ポンプの能カー杯で吸い上げても吸込口のサクシボンマ
ウスが砂詰りを発生してしまうおそれがあった。したが
って、ポンプ能力を増大することが考えられるが、砂濃
度が低い場合には逆に能力に余力が生じてしまって経済
効率が悪い。

また、揚水ポンプ単独での砂採取設備では、ポンプ起動
時に呼び水が必要となり、運転操作が面倒である欠点が
あった。

その他、採取した砂はコンクリ−１・の骨材として利用
される場合、この骨材としての品質面においても粒度の
細かい砂が流出してしまうため、粒度分布が山砂や川砂
に比べて劣るという問題もあった。更に、砂の採取量を
増すためには揚水ポンプの能力を大きくする必要がある
が、経済的効率からするとそれほど大きくすることがで
きないため、ある一定限度以上のポンプを搭載すること
ができなかった。

本発明の目的は、上記従来の問題点に着目し、基本的に
は砂採取に際して分離排水による水上汚濁を防止するこ
とにあるが、粒度の小さい紬砂を沈澱槽側に確実に還流
させて採取効率を向上させることができるとともに、特
に、揚水ポンプでの砂詰りの発生を有効に防止し、かつ
、運転操作を簡易にすることができて、揚水ポンプの大
型化を図ることなく吸い込み能力を増大することのでき
る構造とした砂採取設備の濁水流出防止装置を従供する
ことを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る砂採取設備の
濁水流出防止装置は、海・湖沼等の水底から砂、砂利な
どの堆積物を揚水する揚水ポンプと、この揚水ポンプの
吐出口に設置された沈澱槽と、この沈澱槽にて堆積物か
ら分離した分離水の排水部を備えた装置であって、前記
分離水の排水部に排水ポンプを取り付けるとともに、当
該排水ポンプの吐出口には前記揚水ポンプの水中吸入口
近傍に前記排水を導くパイプを接続して前記揚水ポンプ
の水中吸入口部分に連結してなり、かつ当該パイプには
分配弁を介して分岐される排水口とエジェクタ配管を設
け、前記エジェクタ配管を前記揚水ポンプの吸入口内部
にて吸い込み方向に向けて開口した構成としたものであ
る。

〔作用〕

上記構成によれば、海または湖沼等の水底から砂、砂利
などの堆積物を揚水ポンプで揚水し採取し、沈澱槽にて
分離されて排出されるヘドロや細かい粒度の土砂を含ん
だ濁水は、排水ポンプにて強制的にホースやパイプの排
水口を通じて水中の揚水ポンプの吸入口で開放される。

これにより、水面下の深い位置での開放による水面での
濁水の影響除去を図ることができて濁りの発生を防止で
きると同時に、濁水の揚水ポンプへの還流による外部流
出の防止作用と、細かい粒度の土砂の再沈澱による収量
拡大作用が回られる。更に、排水ポンプに接続されたパ
イプには上記排水口と分配弁を介してエジェクタ配管が
分岐形成されており、これは揚水ポンプの吸入口の内部
に開口されている。したがって、土砂濃度が高く、搭載
揚水ポンプの出力だけでは負荷が大きすぎる場合に、分
配弁を切り換えて分Ｈ濁水を揚水ポンプの吸い込み口に
向けて吐出させることにより、揚水ポンプの吸い込み能
力を増大させて砂詰りの発生を防止するとともに洗浄作
用も発揮することができるのである。

（実施例〕 以下に、本発明に係る砂採取設備の濁水流出装置の具体
的実施例を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は実施例に係る砂採取設備の濁水流出装置を示す
もので、特に海砂の採取システムに適用した例を示して
いる。

砂採取船２０には屈曲動が可能なホース２２と鋼管型の
送砂管２４とからなる配管系の先端に揚水ポンプとして
のサンドポンプ２６を取り付けた揚水設備が設けられて
いる。前記サンドポンプ２６は配管系に連結されたワイ
ヤ２８を船上のダビット３０から繰り出すことにより海
底に着床可能とされ、海底の砂をスラリー状態で吸い上
げ可能となっている。砂採取船２０には吸い上げられた
金砂水から貝殻等の大型採取物を分級選別する選別機３
２が前処理設備として設けられている。この選別機３２
は槽内を上下に仕切る金網３４を備え、この金網３４に
より選別された大型採取物は傾斜金網３４上を転がって
海上に投棄する。一方、金網３４を通過した金砂水はシ
ュート３６により砂槽３８に入れられるようにしている
。砂槽３８は大型容器体であり、導入された金砂水が砂
槽３Ｂ内で沈澱し易い粗い砂４０と粘土分や細かい砂を
含んだ濁水４２に分離される。砂槽３８には排水槽４４
が付帯しており、これはゲート４６を介して砂槽３８中
の濁水４２のみを排水槽４４内に流入させることができ
るようにしている。

このような採取設備において、本実施例では、前記排水
槽４４の排水口４８に排水ポンプ５０を接続している。

この排水ポンプ５０は前記サンドポンプ２６と同程度の
容量のポンプとされ、排水槽４４内の濁水４２を強制的
に排出するようにしている。排水ポンプ５０の吐出口に
は排水ホース５２が接続されている。この排水ホース５
２は長尺ホースであて、船上に据え付けられた巻き取り
ドラム５４に巻き付け、前記サンドポンプ２６の繰り出
しに応じて排水ホース５２を水底に繰り出し、排出口を
サンドポンプ２６の吸入口近傍に追随させるようにして
いる。この具体的構成を第２図に示ず。排水ポンプ５０
の吐出口には直接的には鋼管型の吐出管５６が連結され
、これは巻き取りドラム５４の回転軸部に設けられたス
イベルジヨイント５８に接続されている。巻き取りドラ
ム５４は回転軸部に前記スイベルジヨイント５８を介し
て排水ホース５２の一端を接続した後にリール６０に巻
き付けて他端を任意の方向に繰り出すことができるよう
にしている。リール６０は油圧モータ６２により正逆回
転ができ、これにより排水ホース５２の繰り出し、巻き
取りが行われる。

このように巻き取りドラム５４に巻き付けられた排水ホ
ース５２の排水口６４は、前記サンドポンプ２６の吸入
口を形成するサクションマウス６６に連結治具６８を介
して直接的に連結され、サクションマウス６６の吸入部
に向けて排水槽４４内の濁水４２を吐出排水するように
している。

ここで、サクションマウス６６への排水ホース５２の取
り付は部において、排水ホース５２には前記排水口６４
と分岐するエジェクタ配管７０が設けられている。この
具体的構造を第３図に示す。

排水ホース５２を固定する連結治具６８には分配弁７２
が設けられており、前記排水ホース５２はこの分配弁７
２を介して前記排水口６４に通じるようになっている。

また分配弁７２には第４図に示すように分岐通路７４が
形成され、これに前記エジェクタ配管７０が接続されて
いるのである。

分配弁７２はバタフライ弁構造となっており、弁ハウジ
ング７６の外部に設けた操作レバー７８を回転操作する
ことにより流路を切り換え、濁水４２を排水口６４また
はエジェクタ配管７０の一方に切り換え、あるいは両者
に分配排出させるかの設定を行わせるようにしている。

前記エジェクタ配管７０はサクションマウス６６の先端
側に延長されたのち、サクションマウス６６の内部にＵ
字上に屈曲されて導入され、その内部に吐出口を開口さ
れている。この開口からの吐出方向はサンドポンプ２６
の吸い込み方向に沿うように設定されており、排水ポン
プ５０の吐出圧を利用して排出濁水４２を揚水ポンプ２
６に圧送するようにしているのである。

このように構成された砂採取設備の濁水流出防止装置に
よる砂の採取作業は次のように行われる。

すなわち、ダビット３０を操作してワイヤ２８を繰り出
すことにより配管先端に設けられたサンドポンプ２６が
海底に降ろされる。このサンドポンプ２６のサクション
マウス６６には前記したように排水ポンプ５０に接続さ
れた排水ホース５２の先端が連結されているので、油圧
子−タ６２を駆動することによって排水ホース５２の先
端排水口６４はサクションマウス６６に追随して沈下し
、サクションマウス６６と同じ深度に位置する。この状
態でサンドポンプ２６を運転すると、海砂が海水ととも
に吸上げられ、砂槽３８内では、粘土骨や細かい砂を含
んだ濁水４２の水位が上昇する。

この水位の上昇によってゲート４６を開くことにより砂
槽３８から排水槽４４内に濁水４２が流入し、排水槽４
４が濁水４２により満たされる。この状態で排水ポンプ
５０を運転すると、濁水４２番よ排水ホース５２内を通
って水底に向かうことムこなる。

このとき、排水ホース５２の分岐部に設けられた分配弁
７２を排水口６４側に切り換えておくと、濁水４２はサ
クションマウス６６の吸入口近くで流出する。サクショ
ンマウス６６の吐出口の水深が深いほど流出された濁水
４２が海面に浮上し難しくなるが、更にサクションマウ
ス６６におけるサンドポンプ２６の吸込力により、流出
した濁水４２は再びサンドポンプ２６に吸込まれ、砂槽
３８へ再度供給される。

一方、サクションマウス６６からの吸い込み土砂濃度が
高い場合には、前記分配弁７８をエジェクタ配管７０側
に切り換える。これにより排水ポンプ５０の吐出圧がサ
クションマウス６６内の吸い込み圧を増幅することがで
き、揚水ポンプ２６による吸い込み能力が増大する。し
たがって、サクションマウス６６内での砂詰りか確実に
防止され、かつ洗浄作用も行われる。また、細砂を含ん
だ濁水の全部が砂槽３Ｂに還流され、細砂の回収効率を
向上させるとともに、海水中への濁水拡散が確実に防止
される。

また、この装置では、砂槽３８内の水位が排出ポンプよ
り高いので、揚水ポンプへの呼び水が不要となり、運転
が非常に簡易になる利点もある。

このように、本実施例によれば、濁水４２の外部流出ば
なくなり、海面の濁りや、漁場への濁水４２の流出によ
る被害を回避できる。また同時に沈澱速度の遅い細砂骨
は砂槽３８へ還流することにより、より多く沈澱させる
ことができるようになり、採取した海砂の粒度分布が粗
い砂４０の多い偏った分布とならず、細砂成分の混入し
た均一な粒度分布を持たせることができきて品質を向上
させ商品価値を高めることができる。

特に、この実施例では排水ホース５２に分配弁７２を設
け、エジェクタ配管７０を通じて揚水ポンプ２６へのブ
ースト作用を行わせることができるので、土砂濃度が高
い場合であっても、サンドポンプの負荷を軽減しつつ、
吸い込み効率を向上させることができる効果が得られる
。

なお本発明の適用するシステムとしてサンドポンプ２６
が船内にあるいわゆるサンジョンポンプ方式に適用する
ことができるのはいうまでもない。

この場合サンドポンプ２６を海底に下ろす代わりにサク
ションマウス６６を海底におろす。

また、当然のことながら用途は海砂の他、湖沼、ダム等
の作業システムも包含する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る砂採取設備の濁水流
出防止装置によれば、砂採取に際して分離排水による水
上汚濁を防止することができるとともに、特に、粒度の
小さい細砂を沈澱槽側に確実に還流させて採取効率を向
上させることができ、かつ揚水ポンプの大型化を図るこ
となく吸い込み能力を増大させて揚水ポンプ吸入口での
砂詰り防止作用と洗浄作用が行われるという優れた効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る砂採取設備の濁水流出防止装置の
構成を示す斜視図、第２図は同装置の要部構成を示す側
面図、第３図は排水ホースの分岐部分の構成を示す断面
図、第４図は分配弁の断面図、第５図は従来装置の斜視
図である。 ２６・・・・・・サンドポンプ、３８・・・・・・砂槽
、４２・・・・・・濁水、４４・・・・・・排水槽、５
０・・・・・・排水ポンプ、５２・・・・・・排水ホー
ス、６４・・・・・・排水口、６６・・・・・・サクシ
ョンマウス、７０・・・・・・エジェクタ配管、７２・
・・・・・分配弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、海・湖沼等の水底から砂、砂利などの堆積物を
   揚水する揚水ポンプと、この揚水ポンプの吐出口に設置
   された沈澱槽と、この沈澱槽にて堆積物から分離した分
   離水の排水部を備えた装置であって、前記分離水の排水
   部に排水ポンプを取り付けるとともに、当該排水ポンプ
   の吐出口には前記揚水ポンプの水中吸入口近傍に前記排
   水を導くパイプを接続して前記揚水ポンプの水中吸入口
   部分に連結してなり、かつ当該パイプには分配弁を介し
   て分岐される排水口とエジェクタ配管を設け、前記エジ
   ェクタ配管を前記揚水ポンプの吸入口内部にて吸い込み
   方向に向けて開口させたことを特徴とする砂採取設備の
   濁水流出防止装置。