JPH06280285A - 土砂輸送の中継方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、前段圧送管にバックプレッ
シャーを与えず、土砂吐出による騒音や圧送用空気によ
る悪臭のない土砂輸送の中継方法及び装置を得るにあ
る。 【構成】 前段圧送管と後段圧送管間に介挿した土砂中
継装置を土砂と空気を分離する２基のサイクロン型タン
クにより形成し、これらを交互に作動せしめる土砂輸送
の中継方法及び装置。前段圧送管からの空気は、浄化
し、圧縮して上記タンクから後段圧送管に対する土砂の
排出、圧送に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は土砂輸送の中継方法及び
装置、特に高濃度の土砂を管路で長距離連続輸送する場
合の土砂輸送の中継方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、高濃度の土砂を管路で輸送する場
合は、図５に示すように圧送機１のピストンにより土砂
に圧力をかけ土砂を圧送管２で圧送し輸送する方法（ピ
ストンポンプ圧送）が用いられているが、圧送管２内に
かかる圧力が大きいため特殊な圧送管が必要であり、圧
送機１台では長距離の輸送ができず、長距離輸送する場
合は同じ圧送機を直列に並べて用いる必要があった。

【０００３】このため、近年においては、土砂をより長
距離輸送する場合には、ピストンポンプ圧送の代わりに
圧縮空気を利用した土砂の輸送方法（空気圧送）を用い
ている。

【０００４】この圧縮空気を利用した土砂の輸送方法
（空気圧送）とは、圧縮した空気の膨張エネルギーを利
用して土砂を圧送するものであり、圧送管２内の連続し
た土砂の中にコンプレッサーによって圧縮した空気を送
り込み、空気と土砂の塊（プラグ）を圧送管２内に交互
に並ばせた土砂プラグ流を形成して土砂を長距離管路輸
送させるものである。

【０００５】かかる空気圧送では、ピストンポンプ圧送
に比べて同じ長さの圧送管であれば、空気の塊が管内に
ある分、圧送管内面と土砂の接触面積が小さく摩擦力が
小さいので、圧送機の土砂押し出し圧力を小さくでき、
その結果、圧送機が必要とする土砂圧送圧力を小さくす
ることができるとともに、特殊な圧送管を使用する必要
がない。また、ピストンポンプ圧送に比べ圧送圧力が小
さいので同じ圧送圧力の圧送機であれば管路を比較的長
くとることができる。

【０００６】然しながら上記空気圧送では、塊（プラ
グ）状の土砂を空気圧で輸送しているため輸送距離が長
くなると圧送管の管端付近で圧力が低下してプラグ状の
土砂を圧送することができず輸送が困難になる。かかる
場合圧送機の土砂の押し出し圧力を上げても限度があ
り、空気圧送距離は１，５００〜２０００ｍ程度が限界
となる。

【０００７】このため土砂の輸送目的地が上記の距離よ
り遠い場合、途中で中継を要する必要がある。かかる中
継方法としては図５のピストンポンプにおける方法と同
様に空気圧送機を直列に並べて、中継地点で圧送管から
送られてきた土砂及び空気を一度大気に放出し、再度、
圧送機により空気圧送する方法と、図６に示すように圧
送管２内の空気の圧力が小さくなった地点で直接圧送管
２にコンプレッサー３等を用いて圧縮空気を注入して圧
力を高める方法が考えられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、空気圧送
機を直列に並べる方法では、中継地点で一度圧送されて
きた土砂及び空気を大気に放出するため連続した圧送が
できず、また圧縮された空気が大量に開放されることに
よる低周波の大きな衝撃音や、土砂特有の悪臭を放つ等
公害の原因となるという欠点がある。

【０００９】また、直接圧送管に圧縮空気を注入して圧
力を高める方法ではもとの空気圧送（前段圧送）にも圧
力（バックプレッシャー）が加わることになるため中継
地点まで土砂等が輸送されにくくなり、その結果かかる
方法においても輸送距離に限界を生じせしめるという欠
点があった。かかる場合においては、圧縮空気を注入す
る地点に前段圧送中の土砂等に注入圧縮空気によるバッ
クプレッシャーがかからないようにバルブを設けること
も考えられるが、この場合においてもバルブにより土砂
等の圧送が遮られるため連続した効率の良い圧送を困難
とするという欠点があった。

【００１０】本発明は上記の欠点を除くようにしたもの
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の土砂輸送の中継
方法は、前段圧送管からの土砂と空気の混合物を第１の
タンクに導入して土砂と空気を分離し土砂を貯蔵する第
１の工程と、上記第１のタンクに圧縮空気を加えてこの
タンク内の土砂を後段圧送管内に圧送する第２の工程
と、上記第２の工程中、上記前段圧送管からの土砂と空
気の混合物を第２のタンクに導入して土砂と空気を分離
し土砂を貯蔵する第３の工程と、上記第２のタンクに圧
縮空気を加えてこのタンク内の土砂を後段圧送管内に圧
送する第４の工程とより成ることを特徴とする。

【００１２】また、本発明の土砂輸送の中継装置は、空
気と土砂を分離し土砂を貯蔵する２基のタンクと、前段
圧送管からの土砂と空気の混合物を上記２基のタンクの
夫々に交互に導入するための手段と、上記タンク内の土
砂を後段圧送管に空気圧送するための手段を有すること
を特徴とする。

【００１３】

【実施例】以下図面によって本発明の実施例を説明す
る。

【００１４】本発明においては図１に示すように、前段
圧送管４と後段圧送管５との間に土砂中継装置６を介挿
せしめ、この土砂中継装置６を図２及び図３に示すよう
に、空気と土砂を分離して土砂を貯蔵するサイクロン型
の２基のタンク７ａ，７ｂと、このタンク７ａ，７ｂの
土砂入口と上記前段圧送管４との間に介挿した土砂と空
気の混合物導入バルブ８ａ，８ｂと、上記タンク７ａ，
７ｂの土砂出口と上記後段圧送管５との間に介挿した土
砂排出バルブ９ａ，９ｂと、上記タンク７ａ，７ｂに夫
々設けた泥面上限センサー１０ａ及び泥面下限センサー
１０ｂと、上記一方のタンク７ａの泥面上限センサー１
０ａが上記タンク７ａ内に一定量の土砂が溜まったこと
を検知したとき上記導入バルブ８ａ及び排気バルブ１１
ａを閉じ、導入バルブ８ｂ及び土砂排出バルブ９ａを開
く制御機構と、上記一方のタンク７ａの泥面下限センサ
ー１０ｂが上記タンク７ａ内の一定量の土砂が排出され
たことを検知したとき上記土砂排出バルブ９ａを閉じ、
排気バルブ１１ａを開く制御機構と、上記他方のタンク
７ｂの泥面上限センサー１０ａが上記タンク７ｂ内に一
定量の土砂が溜まったことを検知したとき上記導入バル
ブ８ｂ及び排気バルブ１１ｂを閉じ、導入バルブ８ａ及
び土砂排出バルブ９ｂを開く制御機構と、上記他方のタ
ンク７ｂの泥面下限センサー１０ｂが上記タンク７ｂ内
の一定量の土砂が排出されたことを検出したとき上記土
砂排出バルブ９ｂを閉じ、排気バルブ１１ｂを開く制御
機構と、上記タンク７ａ，７ｂの上面に設けられた前段
圧送管４から圧送されてきた空気を排出するための排気
バルブ１１ａ，１１ｂ及びタンク７ａ，７ｂ内に溜まっ
た土砂を土砂排出バルブ９ａ，９ｂを介して後段圧送管
５へ排出するための圧縮空気注入管１２ａ，１２ｂと、
この圧縮空気注入管１２ａ，１２ｂに空気切替バルブ１
３を介して接続したコンプレッサー１４と、上記排気バ
ルブ１１ａ，１１ｂから排出された空気を溜めるケーシ
ング１５と、このケーシング１５と上記コンプレッサー
１４間に介挿した、上記ケーシング１５内の空気を浄化
するフィルター１６と流量調整バルブ１７とを有する流
量調整タンク１８と、上記コンプレッサー１４からの圧
縮空気を上記後段圧送管５内に導入するための圧送用空
気注入管１９とにより構成する。

【００１５】本発明の土砂輸送の中継装置は上記のよう
な構成であるから、上記導入バルブ８ａと排出バルブ１
１ａを開いて一方のタンク７ａに前段圧送管４からの圧
送土砂を導入すると、サイクロン効果により、即ちタン
ク７ａ内に接線方向に流入した土砂と空気の混合物が円
筒内壁に添って旋回しながら下降し、この間に土砂に遠
心力が働いて土砂は壁方向に移動することにより、土砂
と空気は分離され、空気は排気バルブ１１ａを介してタ
ンク７ａからケーシング１５内に排出され、土砂は一方
のタンク７ａ内に貯留される。

【００１６】一方のタンク７ａ内に所定量の土砂が溜ま
ると泥面上限センサー１０ａと制御機構が働いて導入バ
ルブ８ａ及び排気バルブ１１ａが閉じこれと同時に導入
バルブ８ｂが開き前段圧送管４からの土砂は空になって
いる他方のタンク７ｂに吐出されると共に、一方のタン
ク７ａの土砂排出バルブ９ａが開き、コンプレッサー１
４からの排出用の圧縮空気が空気切替バルブ１３を介し
て一方のタンク７ａに注入され、一方のタンク７ａ内の
土砂が土砂排出バルブ９ａを介して後段圧送管５に排出
され、圧送用空気注入管１９から圧縮空気が注入され目
的地まで空気圧送される。

【００１７】土砂が排出されると一方のタンク７ａ内の
泥面下限センサー１０ｂと制御機構が働き、土砂排出バ
ルブ９ａが閉じ、排気バルブ１１ａが開き、一方のタン
ク７ａ内の空気はタンク７ａ内から排気バルブ１１ａを
介してケーシング１５内に排出される。

【００１８】上記一方のタンク７ａから排出されたケー
シング１５内の空気は、流量調整タンク１８内に入り、
フィルター１６で清浄化された後コンプレッサー１４で
吸入され、後段圧送管５への土砂の圧送及び一方及び他
方のタンク７ａ、７ｂ内の土砂を排出するために再利用
される。

【００１９】一方、前段圧送管４からの圧送土砂が導入
バルブ８ｂを介して他方のタンク７ｂに導入され、以下
一方のタンク７ａの場合と同様の動作がなされ、上記２
基のタンクで上記の動作を交互に行なうことにより連続
的に土砂の中継がなされるようになる。

【００２０】図４は上記動作サイクルを示す。なお、空
気圧送のためには一つのタンク内の土砂を受け入れる時
間より土砂排出に要する時間を短くする必要があり、図
４における待機時間はそのために設けられたものであ
る。

【００２１】なお、以上の説明は、前段の土砂輸送が空
気圧送の場合であるが、ピストン又はポンプ圧送であっ
ても同様に中継可能である。

【００２２】

【発明の効果】上記のように本発明の土砂輸送の中継方
法及び装置によれば、前段圧送管へのバックプレッシャ
ーを防いで連続した土砂の圧送を可能とし、大気中に空
気を排出せず、従って大気を汚さず悪臭も放たず、前段
圧送管からの土砂吐出による騒音レベルもケーシングに
よる防音効果により小さくすることができる等大きな利
益がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の土砂輸送の中継方法の説明図である。

【図２】本発明の土砂輸送の中継装置の説明用平面図で
ある。

【図３】本発明の土砂輸送の中継装置の説明用正面図で
ある。

【図４】本発明の土砂輸送の中継装置の中継動作サイク
ル説明図である。

【図５】従来の土砂輸送の中継方法説明図である。

【図６】従来の土砂輸送の中継方法説明図である。

【符号の説明】

１ 圧送機 ２ 圧送管 ３ コンプレッサー ４ 前段圧送管 ５ 後段圧送管 ６ 土砂中継装置 ７ａ タンク ７ｂ タンク ８ａ 導入バルブ ８ｂ 導入バルブ ９ａ 土砂排出バルブ ９ｂ 土砂排出バルブ １０ａ 泥面上限センサー １０ｂ 泥面下限センサー １１ａ 排気バルブ １１ｂ 排気バルブ １２ａ 圧縮空気注入管 １２ｂ 圧縮空気注入管 １３ 空気切替バルブ １４ コンプレッサー １５ ケーシング １６ フィルター １７ 流量調整バルブ １８ 流量調整タンク １９ 圧送用空気注入管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前段圧送管からの土砂と空気の混合物を
   第１のタンクに導入して土砂と空気を分離し土砂を貯蔵
   する第１の工程と、上記第１のタンクに圧縮空気を加え
   てこのタンク内の土砂を後段圧送管内に圧送する第２の
   工程と、上記第２の工程中、上記前段圧送管からの土砂
   と空気の混合物を第２のタンクに導入して土砂と空気を
   分離し土砂を貯蔵する第３の工程と、上記第２のタンク
   に圧縮空気を加えてこのタンク内の土砂を後段圧送管内
   に圧送する第４の工程とより成ることを特徴とする土砂
   輸送の中継方法。
2. 【請求項２】 空気と土砂を分離し土砂を貯蔵する２基
   のタンクと、前段圧送管からの土砂と空気の混合物を上
   記２基のタンクの夫々に交互に導入するための手段と、
   上記タンク内の土砂を後段圧送管に空気圧送するための
   手段を有することを特徴とする土砂輸送の中継装置。
3. 【請求項３】 上記タンクがサイクロンである請求項２
   記載の土砂輸送の中継装置。
4. 【請求項４】 上記タンク内で分離された空気を浄化し
   て上記空気圧送手段に加える手段を有する請求項２又は
   ３記載の土砂輸送の中継装置。