JPH0689556B2 - 浚渫方法及び浚渫装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、湖沼、港湾、河川底等に堆積している土砂、
腐食土等のヘドロをポンプ装置によって吸引しそして排
出する浚渫方法およびその装置に関するものである。

「従来の技術」 従来の浚渫装置としては、文献名を挙げるまでもなく、
バケット式、グラブ式或いはポンプ式等が知られてい
る。

バケット式とグラブ式は、周知のように、機械的浚渫装
置に属するもので、バケット等を水中に沈め海底等に堆
積しているヘドロをグラブで掴み、そして例えば運搬船
上でグラブを開いてヘドロを船に積み込むようになって
いる。一方ポンプ式は、ポンプの吸い込み口をヘドロ中
に挿入し、そして水と共に吸引圧送するものである。

「発明が解決しようとする課題」 機械的浚渫装置は、例えばクレーン等を備えた浚渫船等
により作業現場に移動できる利点があり、また固化した
固形物が多少混在していてもバケットで粉砕しながら浚
渫できる利点はある。しかしながら欠点も多く、実用上
は問題点が多い。例えば水中でグラブ等が操作されるの
で沈澱している周りのヘドロが攪乱されて再浮遊し或い
は掴み損ねたヘドロが拡散し、浚渫作業現場の環境を汚
染してしまうという欠点がある。

この欠点は、ヘドロ或いは汚濁物質の拡散防止用のフエ
ンスなどを現場付近に巡らすと解決できるが、その費用
は膨大でその管理もむずかしい。。

また上記の機械的浚渫装置は、浚渫作業中にはバケット
等が水中と船との間を常時移動し、作業員に触れる危険
があり、安全上も問題がある。また浚渫されたヘドロを
運搬するための別の手段が必要で、コストアップになる
欠点もある。

一方ポンプ式は、機械式に比較して構造的に単純で、し
たがって安価であり、動く部分が主として水中にあるの
で安全でもあるが、従来のポンプ式浚渫装置には附属装
置が格別に設けられていないので、環境を汚染する或い
は破壊することには変わりはない。また、吸引されるヘ
ドロの濃度調整が困難であり、さらにはヘドロ中にワイ
ヤ、流木等の狭雑物が混入していると、吸引口はこれら
の狭雑物で閉塞され浚渫作業が中断してしまうという欠
点もある。

したがって、本発明は周囲の環境を良好に保った状態で
低コストで浚渫できる、浚渫方法及び浚渫装置を提供す
ることを主目的としている。さらには安全であると共に
衛生的で、かつヘドロ中に狭雑物が混入していても中断
することなく連続的に高濃度で作業できる浚渫方法及び
浚渫装置を提供することも目的としている。

供することも目的としている。

「課題を解決するための手段」 本発明は、上記目的を達成するために、方法の発明にお
いては、周囲に複数個の透孔が形成されている筒状の回
転体を垂直軸の周りに回転させながら該回転体で少なく
ともヘドロ層を内外部に仕切り、仕切られた内部のヘド
ロおよび内部へ流入するヘドロを吸引して排出するとき
に回転体の内外部に生ずる圧力差を維持した状態でヘド
ロを排出するように構成される。

装置の発明においては、回転中心が略鉛直になるように
して少なくともその下方部分はヘドロ中に埋没し上方部
分は水の流入が阻止された状態で回転駆動される筒状の
回転体と、ヘドロを吸引し所定の位置へ圧送するポンプ
装置とからなり、前記回転体の筒壁には複数個の透孔が
形成されていると共に、前記ポンプ装置の少なくとも吸
引口は前記回転体の内部に臨むように構成され、請求項
３記載の発明の回転体は、その回転速度が調節自在であ
り、請求項４記載の回転体は、継ぎら上下動自在に吊り
下げられ、そして請求項５に記載の発明の回転体は、ヘ
ドロに対して並列的に複数個設けられ、その各々の内部
にポンプ装置の少なくとも吸引口が臨んむように構成さ
れている。

「作用」 本発明は、上記のように構成されているので、浚渫しよ
うとする現場に、本浚渫装置をセットし、そして回転体
を回転させると共に、ポンプ装置を起動する。そうする
と、回転体の内部にあるヘドロは水とともにポンプ装置
により吸引され所定の位置へ圧送される。ヘドロの排出
が進むと、回転体の内外部に圧力差が生じ、ヘドロは水
と共に回転体の透孔あるいは下端を通って外部から圧力
の低い回転体の内部に流入する。したがって、連続的な
排出作業を実施することができる。

このようにして、連続的にポンプ装置の吸引力の及ぶ範
囲を浚渫する。この範囲の作業が終わると、次の場所へ
所定距離だけ移動させ、同様にして浚渫する。

ところで本発明によると、回転体あるいは枠体で少なく
ともヘドロ層は仕切られ、そしてその内部にポンプ或い
はポンプの吸い込み口が臨んでいるので、ヘドロは回転
体あるいは枠体で仕切られた状態またはシールドされた
状態で浚渫され、周りの水、ヘドロ等が妄りに攪拌され
ることがないので、浚渫により環境が汚染されるような
ことはない。しかも圧力差を保ってヘドロは吸引される
ので、ヘドロはこの圧力差により回転体の内部方向への
み流れ、一層環境は良好に保たれる。またポンプ装置で
浚渫されるので、連続作業が可能である。またメインテ
ナスも簡単で格別に搬送装置がなくても遠方まで圧送で
きる。しかも安全で衛生的に作業できる。

また本発明によると、回転体には、ヘドロ、水等が流入
できる手段すなわち透孔が形成されているので、ヘドロ
中に固形物が混入していても回転体の透孔がスクリーン
の作用も奏し、ポンプの吸い込み口が閉鎖することもな
い。すなわち本発明によると、連続的な浚渫作業ができ
る。この時透孔にワイヤ、流木等の狭雑物が吸着されて
も回転体が回転しているので、狭雑部はヘドロ等との摩
擦により落とされる。また回転体は、掘削機としても作
用し、ヘドロ中に塊があっても回転体の透孔との摩擦に
より砕かれる。

ところで請求項３、４、および５記載の発明によると、
上記効果に加えて、さらに次のような作用効果が得られ
る。すなわち請求項３記載の発明によると、回転体の回
転速度を調節して、ヘドロ濃度を調節することができ
る。すなわち透孔がヘドロを横切る速度を調節して回転
体の内部に流入するヘドロの濃度を調節できる。請求項
４記載の発明によると、水深に応じて中空の枠体を継ぎ
足しでき、また請求項５記載の発明では、１度に広範囲
に浚渫することができる。

「実施例」 本発明の実施に際しては、水中ポンプを適用し、そして
ポンプ自体を回転体の内部に上下方向に昇降自在に設け
るのが望ましい。上下方向に昇降すると、吸い込むヘド
ロの濃度を調節できるからである。したがって図示の実
施例ではそのように示されている。しかしながら、ポン
プの吸い込み口だけを回転体の内部に設けても実施でき
ることは明かである。

回転体の筒壁に形成される透孔も色々な形で実施でき
る。例えば軸方向に長いスリット状の透孔でも、さらに
は櫛の歯状に切り落とされた隙間でも実施できる。しか
しながら、前述の方が強度的に有利であるので、実施例
では前者が図示されている。

以下添付図面によって本発明の実施例を説明するが、図
示の装置は単なる例であり、例えば船は自航式の船、ポ
ンツーン、浚渫船等も意味し、他の部材に付いても同様
であることは明かである。

したがって、船にはポンツーン、作業船あるいは陸上を
移動する作業装置も含まれ、透孔には櫛の歯状に切り落
とされた隙間等も含まれている。

さて、第１図を参照すると、水面には船50、51が浮か
び、河川底にはヘドロが堆積して層52となり、そして概
略筒状を呈する浚渫装置１で、ヘドロが吸引圧送されて
いるということが容易に理解される。すなわち浚渫装置
１は、船50に備え付けられているクレーン53で上下に昇
降自在に吊り下げられ、その下端は川底に達し、ヘドロ
はパイプライン54で船51上の中継ぎポンプ55まで圧送さ
れ、そしてこのポンプで再び昇圧されて所定の場所へ送
られるようになっている。

本実施例による浚渫装置１は、第２図に示されているよ
うに、円筒状の回転体２と、この内部に設けられている
水中ポンプ20とから概略構成されている。

回転体２の筒壁には、第３、４図に示されているよう
に、軸方向に長いスリット状の透孔３、、が全周にわた
って適宜形成されている。そしてこれらの透孔の軸心は
回転体２の回転中心に対してスパイラル状に開孔されて
いる。すなわち第４図に示されているように、透孔３は
回転方向に対して斜めに形成され、回転時にヘドロ、水
等が回転体２の内部に流入しにくくなっている。

上記のように形成されている回転体２は、その上方端は
ドーナツ状の継ぎ板４を介して補助回転体５の下端に取
り外し自在に取り付けられている。この補助回転体５も
筒状を呈し、駆動装置により第１の枠体10の内部で鉛直
軸を中心として回転駆動される。そのために、その上端
部及び外周部にはそれぞれローラ６、７が周方向に所定
の間隔をおいて複数個設けられている。そしてこれらの
ローラは仕切板体９の下面および中空の枠体10の内周面
あるいはこの枠体の内周面にリング状に設けられている
ガイドレール面上をそれぞれ転動するようになってい
る。また中空の枠体の下部には複数個のブラケット11が
設けられ、この上に設置されたローら８により補助回転
体５の段部下面が支持されている。

さらに補助回転体５の内周壁には、チェーン12が固定さ
れ、そしてこのチエーンには可変速水中モータ13のスプ
ロケット14が噛合する。モータ、スプロケット、チエー
ン等からなる駆動装置は、減速比が大きく補助回転体５
は、ゆっくり駆動される。

したがって、水中モータ13が起動すると、スプロケット
14によりチェーン12が駆動され、補助回転体５及び回転
体２が中空の第１の枠体10内で鉛直軸を回転中心として
回転駆動されることになる。

中空の枠体10の外側には、第３図にも示されているよう
に、４本の固定脚15が設けられている。これらの脚は回
転体２の下方まで延在していて、浚渫作業のためセット
すると、固定脚15によって浚渫装置１が固定され、回転
体２が回転しても装置全体が共まわりすることが防止さ
れる。

第１の中空の枠体10の下方部分には、さらに高圧水を回
転体２の透孔３或いはヘドロ層に向けて噴射できる高圧
水噴射ノズル16、16が複数個設けられている。

中空の枠体10、10′、、は、軸方向に所定長さを有する
単位体として構成され、そして第２図に示すように、そ
の上下端部には外周部にフランジ17、17が固定されてい
る。したがって、これらのフランジ17をボルト・ナット
のような手段で適宜結合すると、水深に応じた所定長さ
の枠体を構成できることになり、また仕切板体９もフラ
ンジ17、17間に介装できることになる。このようにして
モータ13が取り付けられている仕切板体９が回転体２の
上方部分を閉鎖するような形で取り付けられている。

仕切板９の下面からは、ガイド部材18が下方に延び、こ
のガイド部材に水中ポンプ20のガイド片21がスライド自
在に嵌合している。したがって水中ポンプ20は、板体９
の透孔を通って吊り下げられている昇降装置22により上
下方向に安定して昇降調節される。水中ポンプ20はベル
マウス型の吸い込み口23を有し、吐出口24は板体９の透
孔を通って前述したパイプライン54に接続されている。

中空の枠体が水面まで水密的に構成されているときは、
水中モータ13、水中ポンプ、パイプ等を、直接的に枠体
10に取り付けることもできる。しかし仕切板体９は、水
中ポンプ13等を支持する支持部材と、回転体２の上方部
分を閉鎖する部材とに兼用することもできる。すなわち
図示されているように、板体９には水中モータ13の回転
軸、水中ポンプ20を吊り下げるワイヤ、パイプ等を挿す
ための透孔が形成されているが、これらの透孔を通って
回転体内部に流入する水量は、水中ポンプ20の吐出量に
比較して十分に小さいので、浚渫中は回転体２の内外に
圧力差を生じる。したがって、この場合は継ぎ足し自在
の中空の第２、第３、、の枠体10′、10′は、必ずしも
完全な水密作用を保つ必要はなく、単なる支持部材とし
て作用するだけでも十分である。

本実施例に係わる浚渫装置１は、上記のように構成され
ているので、浚渫するときは第１図に示されているよう
に、所定の位置にセットし、そして水中モータ13、水中
ポンプ20等を起動する。そうすると、ヘドロ及び水は水
中ポンプの吸い込み口23から吸引され、そして吐出口24
及びパイプライン54を通って所定位置へ圧送される。

ヘドロの排出が進むと、前述した板体９の透孔、枠体10
と補助回転体５との隙間等からも回転体２の内部に水は
進入するが、その量はポンプ20の吐出量に比較して充分
に少ないので、回転体２或いは筒状の枠体の内外に所定
の圧力差が生じ、ヘドロは回転体２の透孔３および回転
体の下端を通って内部に流入する。この状態は第２図に
おいて矢印Ａで示されている。

このように、ヘドロ52は、ゆっくり回転する回転体２で
仕切られた状態になっており、また回転体の径は、ポン
プの吸い込み量に対して充分大きく、そして回転体の内
部から吸引されるので、回転体２の外部のヘドロがいた
ずらに攪拌されることなく、浚渫中にヘドロが拡散浮遊
して環境を汚染するようなことはない。

回転体２は、内外部を仕切っている遮蔽部材としても作
用し、回転数を上げると流入するヘドロ量が減少し、ス
ラリー濃度を薄くすることができる。また吸い込まれる
ヘドロ濃度は水中ポンプ20の昇降装置22で上下動しても
調節できる。このようなヘドロの濃度調節は、ポンプの
吐出配管系に設置された例えばスラリー濃度計すなわち
密度計により自動的に制御できるが、図には示されてい
ない。

上記のようにして浚渫作業中に、固形物がヘドロ層52に
混入していても、固形物は回転体２の透孔３に捕捉さ
れ、水中ポンプ20の吸い込み口23が閉塞するようなこと
はない。また回転体２はゆっくりではあるが常時回転し
ているので吸着された固形物は、静止しているヘドロと
の摩擦により掻き落とされる。例え固形物が透孔３に吸
着されたままでも、透孔３は筒壁の全周にわたって複数
個形成されているので、回転体２の内部に流入するヘド
ロ量は十分確保される。さらに回転体２にはノズル16が
設けられているので、このノズルから高圧水を噴射して
固形物を落とすこともできる。また回転体２は、回転し
ているので、掘削の作用も奏する。

第２、第３、、の中空の枠体10′、10′は円筒形以外の
例えば方形の枠体でも実施でき、さらには回転体を複数
個設けて同時に運転するように実施できることも明かで
ある。そしてこれらの実施例が第５、６図に示されてい
る。第５図に示す例は、回転体２が並列的に３個設けら
れ、これらの回転体２のそれぞれに方形の第２の中空の
枠体30、、、が設けられ、また第６図に示す実施例では
共通して１個の長方形の枠体31が設けられている。水中
ポンプ或いはポンプの吸い込み口は、これらの回転体の
内部に設けられている。

回転体２、、全部を、１個のモータで駆動することもで
きるが、どのような駆動手段を採用するかは設計的事項
であるので、詳しい説明はしない。また他の構成要素は
前述した実施例のものと略同じであるので、この説明も
省略する。

「発明の効果」 以上詳述したように本発明によると、回転体で少なくと
もヘドロ層は仕切られ、そしてその内部にポンプ装置或
いはポンプの吸い込み口が臨んでいるので、ヘドロは回
転体で仕切られた状態或いはシールドされた状態で浚渫
され、周りの水、ヘドロ等は妄りに攪拌されることがな
いので環境が浚渫作業により汚染されるようなことはな
い。しかも圧力差を保ってヘドロは吸引されるので、ヘ
ドロは圧力差により回転体の内部方向へのみ流れ、一層
周囲の環境は良好に保たれる。またポンプ装置で浚渫さ
れるので、連続作業が可能であると共に、メインテナス
も簡単で格別に搬送装置がなくても遠方まで圧送でき
る。しかも安全で衛生的に作業できる。

また本発明によると、回転体には、ヘドロ、水等が流入
できる手段すなわち透孔が形成されているので、ヘドロ
中に固形物が混入していても回転体がスクリーンの作用
も奏し、ポンプの吸い込み口が閉鎖することもなく浚渫
作業を続行することができる。この時透孔にワイヤ、流
木等の狭雑物が吸着されても回転体が回転しているの
で、狭雑部はヘドロ等との摩擦により落とされる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示し、第１図は浚渫作業状態
を示す模式的側面図、第２図は浚渫装置の要部の拡大断
面図、第３図はその斜視図、第４図は回転体の水平断面
図、第５、６図はそれぞれ異なる他の実施例を示す斜視
図である。 １……浚渫装置、２……回転体 ３……透孔 10、10′……中空の筒状枠体 13……水中モータ、20……水中ポンプ 23……吸い込み口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周囲に複数個の透孔が形成されている筒状
   の回転体を垂直軸の周りに回転させながら少なくともヘ
   ドロ層を内外部に仕切り、仕切られた内部のヘドロおよ
   び内部へ流入するヘドロを吸引して排出するときに内外
   部に生ずる圧力差を維持した状態でヘドロを排出するこ
   とを特徴とする浚渫方法。
2. 【請求項２】回転中心が略鉛直になるようにして少なく
   ともその下方部分はヘドロ中に埋没し上方部分は水が流
   入するのが阻止された状態で回転駆動される筒状の回転
   体と、ヘドロを吸引し所定の位置へ圧送するポンプ装置
   とからなり、前記回転体の筒壁には複数個の透孔が形成
   されていると共に、前記ポンプ装置の少なくとも吸引口
   は前記回転体の内部に臨んでいることを特徴とする浚渫
   装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の回転体は、その回転速度が
   調節自在である浚渫装置。
4. 【請求項４】請求項２または３記載の回転体は、継ぎ足
   し自在の中空の枠体を介して船体等の移動体から上下動
   自在に吊り下げられている浚渫装置。
5. 【請求項５】請求項２〜４のいずれかの項に記載の回転
   体は、ヘドロに対して並列的に複数個設けられ、その各
   々の内部にポンプ装置の少なくとも吸引口が臨んでいる
   浚渫装置。