JPH0657784A - 浚渫装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 岩石等の異物の噛み込みがあっても電動機や
機器に過負荷による損傷の起こらない連続安定操業の可
能な浚渫装置を提供する。 【構成】 竪型スクリュコンベヤ２とその下部に回転自
在に設けたインレット・カッタ５ｂを有するインレット
装置５と，インレット装置５の外周に回転自在に配設し
た略半円周形状の集泥板１１とからなる浚渫装置１であ
って，集泥板１１は回転角度センサ１５Ｂを備え，イン
レット装置５は正逆転可能なインレット・カッタ５ｂ駆
動用の電動機９を備え，回転角度変位が予め設定した設
定値を越えたとき電動機９に逆転指令を発信する制御装
置３０を備えた構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，例えば，発電所の取水
口や海底，湖沼，河川，港湾などに堆積したヘドロなど
の軟泥を浚渫する際に利用される浚渫装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】海底に堆積したヘドロ等の軟泥の浚渫
は，水中ポンプを軟泥層中へ突っ込んで吸い上げたり，
あるいはグラブバケットにより軟泥を海底よりすくい上
げたりすることによって行なっていた。しかし，この方
法では，高濃度の軟泥を浚渫することができないばかり
か，軟泥とともに大量の海水を吸い上げるため揚泥効率
が悪く，また，グラブバケットによる方法では，海水に
泥濁が発生し，二次汚染を生じるという問題があった。
そこで，これらの問題を解決するために，竪型スクリュ
コンベヤとこの竪型スクリュコンベヤの下端に回転自在
に配設されたインレット装置からなる浚渫装置が実用化
され，竪型スクリュコンベヤの上端近くの排出口から排
出された軟泥は，圧送ポンプで加圧され逆止弁を経由し
て排送管へ圧送され，さらに圧縮エアを排送管途中に設
けたエアノズル（エジェクタ）から圧入して遠距離輸送
するという方式が本出願人により提案された。

【０００３】図６はこのタイプの従来の浚渫装置を示
し，インレット装置５の外周に回転自在な略半円形状の
集泥板１１を備えた浚渫装置１であって，集泥板１１を
浚渫方向の背面側に回転し対向させた後，インレット装
置５を駆動回転しながらゆっくりと前進することによ
り，インレット・カッタ５ｂで浚渫個所の固化した軟泥
層を水平に剪断，撹拌，流動化して竪型スクリュコンベ
ヤ２のスクリュ羽根３の回転による吸引力により内部へ
導き，スクリュ羽根３によって上昇移送する。このと
き，固結した軟泥はインレット・カッタ５ｂによりスラ
イス状に切断され，軟かくなって流動化していくが，軟
泥中に存在した異物はインレット・カッタ５ｂ間を通過
することができずに排除される。このようにして竪型ス
クリュコンベヤ２で上昇移送された軟泥は上端部の吐出
口２ａより排出され，次の工程へ搬送される。

【０００４】軟泥が硬く，あるいは粘着性の強い場合に
は，運転が継続されるにつれて軟泥がインレット・カッ
タ５ｂ自体に付着し，これが発達して各段のインレット
・カッタ５ｂ間を目詰りさせて軟泥の通過が悪くなり，
浚渫・輸送能力が低下する。こうした場合の対策とし
て，集泥板１１内周面に水平に突設され，インレット・
カッタ５ｂ間へ挾在する補助カッタ１１ａがこれらの目
詰りした固結物を破壊脱落排除するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，浚渫対
象である軟泥の中にインレット・カッタ間の間隙よりも
大きな岩石やその他の異物が混在するときには，これら
の異物がインレット・カッタとともに掻き寄せられ，進
行方向の背面側にある補助カッタに当接し，インレット
装置の回転駆動手段である電動機が過負荷となり，イン
レット装置のインレット・カッタの回転が停止したり，
構造部品に無理な力が加わって破損したりする恐れがあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上に述べた課題を解決す
るために，本発明の浚渫装置においては，竪型スクリュ
コンベヤと，この竪型スクリュコンベヤの下部に正転な
らびに逆転可能に設けられ外側周面に上下方向適当間隔
離間した複数段のインレット・カッタを配設したインレ
ット装置と，該インレット装置の外周に回転可能に配設
された略半円周形状を有し内周面に前記インレット・カ
ッタ間の間隙に挾在突設された補助カッタを有する集泥
板を備えた浚渫装置であって，前記集泥板は回転角度を
表示する回転角度センサを備え，運転中該集泥板が静止
位置より予め設定した回転角度変位を越えたとき前記イ
ンレット装置の駆動手段に動作指令を発信して該駆動手
段の回転方向を逆転させる制御装置を備えた構成とし
た。

【０００７】

【作用】本発明の浚渫装置においては，運転中インレッ
ト装置のインレット・カッタに岩石等の異物を巻き込ん
でそのまま回転し，背面側の集泥板の補助カッタに当接
してインレット装置の回転駆動手段が過負荷となったと
きには，静止状態にある集泥板が巻き込んだ岩石を媒介
としてインレット・カッタの回転動力を伝達され共回り
をする。したがって，集泥板の回転部分に設けた回転角
度センサにより計測された回転変位の信号が制御装置へ
入力し，制御装置の内部で設定値と比較され，回転変位
が設定値を越えた場合には制御装置から指令信号が出力
され，インレット装置は正転から逆転に変換されインレ
ット・カッタと補助カッタとの間に挾在していた岩石は
離脱して下方へ落下する。岩石が離脱した後，集泥板は
正規の方向へ修正されインレット装置は正転に復帰して
正常運転を再開する。

【０００８】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例について
詳細に説明する。図１〜図５は本発明の実施例に係り，
図１は浚渫装置の全体縦断面図であり，図２は図１のＩ
Ｉ−ＩＩ視の平面図，図３は浚渫装置の下部側面図，図
４は制御ブロック線図，図５は回転角度センサ（ロータ
リエンコーダ）の原理説明図である。図において，１は
浚渫装置，２は竪型スクリュコンベヤ，２Ａはケーシン
グ，３はスクリュ（羽根），３ａは回転軸，３ｂはスク
リュ駆動用の電動機，４はインレット装置のケーシン
グ，５はインレット装置，５ａはインレット筒，５ｂは
インレット・カッタ，６は軸受，７はガースギア，８は
ピニオンギア，９は電動機，１０は保護カバー，１１は
集泥板，１１ａは補助カッタ，１２は軸受，１３および
１４はチエンホイール，１５は電動機，１５Ａは回転円
板，１５Ｂはロータリエンコーダ，１６は保護カバーで
ある。

【０００９】図に示すように，竪型スクリュコンベヤ２
は，円筒状のケーシング２Ａとこのケーシング２Ａ内に
収納配置され，頂部の電動機３ｂによって回転駆動され
るスクリュ回転軸３ａ，スクリュ羽根３とを備えた構成
となっており，スクリュ羽根３によってヘドロ等の軟泥
を揚泥して上部排出口２ａより排出されるようになって
いる。

【００１０】一方，竪型スクリュコンベヤ２のケーシン
グ２Ａの下方には，ケーシング２Ａと同芯同径にて回転
するインレット装置５のケーシング４が軸受６を介して
懸架されており，電動機９，ピニオンギア８，ガースギ
ア７を介して回転駆動できるようになっている。そし
て，ケーシング４の下端部では，平面図が図２に示すよ
うな巴形形状のインレット・カッタ５ｂが側面に大きな
開口を有するインレット筒５ａに複数段取り付けられて
いる。インレット・カッタ５ｂは図２に示すように回転
によって外周に位置する軟泥層を剪断するように丸鋸形
状を有する巴形に形成される。

【００１１】さらに，インレット・カッタ５ｂの外周を
覆うようにして略半円形の集泥板１１がケーシング４の
外周に軸受１２に軸承されて配設され，チエンホイール
１３，１４を介して電動機１５によって回転駆動され
る。１６はチエンホイール用の保護カバーである。集泥
板１１の内周面には各インレット・カッタ５ｂの間隙に
差し込まれるようにして平板状の補助カッタ１１ａが配
設される。１１ｂは通水用の透孔である。

【００１２】竪型スクリュコンベヤ２の排出口２ａには
直管２０，エルボ管２１，電磁流量計２２，直管２３，
逆止弁２４，圧送ポンプ２５，排送管２６が連結され，
排送管２６の圧送ポンプ２５寄りの位置にエア配管２７
ａによって供給される圧縮エアの注入用のエアノズル２
７が配設される。図１に示すように，圧送ポンプ２５は
排出口２ａより低い位置に設け，エアノズル２７は圧送
ポンプ２５の吐出口に出来るだけ近接して設けるのが好
ましい。したがって，逆止弁２４は圧送ポンプ２５の吐
出側でなく吸入側に配設する。電磁流量計２２は流量計
にかけられた磁界を横切る輸送物の速度を検知して流量
を計測するものである。

【００１３】さらに，本発明の浚渫装置１には，集泥板
１１の回転駆動手段（電動機１５）の出力軸に回転角度
センサが設けられる。回転角度センサとしては，磁気ス
ケールと磁気センサを組み合わせて使うタイプのものや
歯車とインダクタンス変位センサを組み合わせて使用す
る方式や，あるいは本発明の実施例のように，ロータリ
エンコーダ１５Ｂを使う方法が考えられる。ロータリエ
ンコーダ１５Ｂは，図５に示すように，光の透過率や反
射率で１または０の情報を送り，これらの数値の組み合
わせで回転角度の位置を検出するもので，回転円板１５
Ａに貼り付けた同心円状のマスクの配置によって各々の
角度位置を特定する。図５の例では，読み取り位置Ｘに
おける角度位置は２進法による７桁の数字０，０，１，
０，１，１，１で表示されるようになっている。回転円
板１５Ａの表面の導体面１５ａの黒色のマスクは絶縁体
０を表示し，マスク以外のところは導体１を表示する。
このようにして得られた回転角度変位の情報は電気信号
に変換されて刻々制御装置３０へ送信される。制御装置
３０は内部に図４に示すように設定器，比較器，制御器
（調節器，操作器），増幅器，変換器等が内蔵され，制
御装置３０から電動機９へ出力信号が発信される。な
お，電動機９や電動機１５は逆転可能なものを使用する
ほか，油圧モータおよび油圧ユニットとすることもでき
る。

【００１４】以上のように構成された本発明の浚渫装置
１の作動について説明する。本発明の浚渫装置１を搭載
した浚渫船を浚渫現場まで移送し，停船した後，浚渫方
向の背面側に集泥板１１がくるように電動機１５を駆動
して調整する。その後，竪型スクリュコンベヤ２を静か
に海底に着地するまで下降する。海底の軟泥層へインレ
ット装置５（具体的にはインレット・カッタ５ｂ）およ
び集泥板１１が着地埋没してから，電動機３ｂを駆動し
てスクリュ羽根３を回転し，同時に電動機９を駆動して
インレット・カッタ５ｂを回転すると，海底の軟泥層は
剪断，撹拌，流動化されスクリュ羽根３の回転による吸
引力によって次々とインレット筒５ａの開口を通過して
装置内へ入り，スクリュ羽根３によって上昇輸送して竪
型スクリュコンベヤ２の上部に達し，排出口２ａより排
出され，電磁流量計２２，逆止弁２４，圧送ポンプ２
５，排送管２６を経由して最終地に輸送される。

【００１５】そして，竪型スクリュコンベヤ２のスクリ
ュ羽根３による輸送は水中ポンプとは異なり，液体をあ
まり随伴せずに主として固体の軟泥の垂直輸送のみを行
なう。この間，軟泥層中に混入していた異物はインレッ
ト・カッタ５ｂに阻止されて内部へ侵入することを防止
される。

【００１６】しかし，異物はなくても，固結した軟泥や
もともと硬い軟泥，または粘結性の強い軟泥は操業の継
続に伴い次第にインレット・カッタ５ｂの外周に付着し
て発達し，究極的には上下段のインレット・カッタ５ｂ
間にまたがるように密着して目詰りを起こすことがあ
り，この状態がインレット・カッタ５ｂの全面に亘ると
軟泥の通過が困難となり，通過量が極端に減少して，浚
渫能力が大幅に低下する。この状態を回避するため，各
インレット・カッタ５ｂ間の空隙には常時補助カッタ１
１ａが入り込んで目詰りの形成を妨害するようになって
いる。

【００１７】以上説明したように，本発明によれば，正
常運転状態では異物を除いた軟泥のみを高濃度で，か
つ，余水をあまり伴わずに輸送できるとともに，インレ
ット・カッタ５ｂに目詰りを起こさないよう補助カッタ
１１ａを設けたので，連続安定運転を継続できる。

【００１８】また，インレット・カッタ５ｂの上下方向
のピッチ間距離以上に大きな岩石や大塊の異物が取り込
まれたときには，インレット・カッタ５ｂと進行方向背
面側に操業中には静止の補助カッタ１１ａとの間にこの
異物が挾まれてインレット・カッタ５ｂの円滑な回転が
妨害されるとともに集泥板１１も回転の強制力を受け
る。このときには，当然のことながらインレット・カッ
タ５ｂの回転駆動用の電動機９が過負荷となったり，集
泥板１１が正規の位置（開口部が進行方向に対向してい
る）より回転変位するなどの不具合が生じる。したがっ
て，ロータリエンコーダ１５Ｂでキャッチした回転角度
変位を刻々制御装置３０へ送信し，予め設定した角度変
位の設定値を越えたときインレット・カッタ５ｂと補助
カッタ１１ａとの間に岩石等の異物を噛み込んだと想定
して，制御装置３０からインレット・カッタ５ｂの正転
を停止し，逆転するよう動作指令を電動機９へ発信す
る。すなわち，制御装置３０の中では，刻々送られてく
る回転角度変位と特定の許容最大回転角度変位とが比較
器で比較され，設定値を越えたときは制御器を介して電
動機９の正転が停止するとともに逆転が始まる。制御器
は調節器と操作器とから構成され，調節器は測定値の設
定値に対する越え方に応じて動作指令の程度を指示する
ものであり，操作器は調節器からの指示に基づいて電動
機９へ逆転指令を伝達する。図中の矢印のついた線は信
号の流れ方向を示す。動作変更したあとタイマによる一
定時間経過後，逆転は停止し集泥板１１は正常位置に戻
されてインレット・カッタ５ｂは再び正転し操業が再開
される。以上のような作動によって，異物がインレット
・カッタ５ｂと補助カッタ１１ａとの間に噛み込んでも
過負荷状態を素早く検知して，機器や回転駆動部分に損
傷を与えることなく対処できる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したとおり，本発明の浚渫装置
においては，岩石等の異物の取り込みによる過負荷状態
が起こっても，自動的に速やかにインレット・カッタが
停止および逆転して異物を排除するので，電動機を保護
し機器の損傷を防止できる。したがって連続安定操業が
達成され，メインテナンス性と浚渫効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す浚渫装置の全体縦断面図
である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ視の平面図である。

【図３】本発明の実施例に係る浚渫装置の下部側面図で
ある。

【図４】本発明の実施例に係る制御ブロック線図であ
る。

【図５】本発明の実施例に係るロータリエンコーダの原
理説明図である。

【図６】従来の浚渫装置の全体縦断面図である。

【符号の説明】

１ 浚渫装置 ２ 竪型スクリュコンベヤ ２Ａ ケーシング ２ａ 排出口 ３ スクリュ羽根 ３ａ 回転軸 ３ｂ 電動機 ４ ケーシング ５ インレット装置 ５ａ インレット筒 ５ｂ インレット・カッタ ６ 軸受 ７ ガースギア ８ ピニオンギア ９ 電動機 １０ 保護カバー １１ 集泥板 １１ａ 補助カッタ １２ 軸受 １３ チエンホイール １４ チエンホイール １５ 電動機 １５Ａ 回転円板 １５ａ 導体面 １５Ｂ ロータリエンコーダ ２０ 直管 ２１ エルボ管 ２２ 電磁流量計 ２３ 直管 ２４ 逆止弁 ２５ 圧送ポンプ ２６ 排送管 ２７ エアノズル ２７ａ エア配管 ３０ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 竪型スクリュコンベヤと，この竪型スク
   リュコンベヤの下部に正転ならびに逆転可能に設けられ
   外側周面に上下方向適当間隔離間した複数段のインレッ
   ト・カッタを配設したインレット装置と，該インレット
   装置の外周に回転可能に配設された略半円周形状を有し
   内周面に前記インレット・カッタ間の間隙に挟在突設さ
   れた補助カッタを有する集泥板を備えた浚渫装置であっ
   て，前記集泥板は回転角度を表示する回転角度センサを
   備え，運転中該集泥板が静止位置より予め設定した回転
   角度変位を越えたとき前記インレット装置の駆動手段に
   動作指令を発信して該駆動手段の回転方向を逆転させる
   制御装置を備えた浚渫装置。