JPH073841A - 土砂輸送用吸引パイプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 パイプを通して空気を吸引し、空気の流れに
乗せて土砂を輸送する際に、パイプの途中から補助的に
空気を導入して土砂を能率よく輸送するのに適した土砂
輸送用吸引パイプを提供しようとする。 【構成】 土砂輸送用吸引パイプ１の途中にパイプ内径
に等しい内径を持った外径の大きい円環１２と、この円
環に接する後端がわに円環の外径からパイプの内径まで
漸次内径を縮小する円錐面１６とを設け、円環の側面に
空気の噴出口１７を設けて円錐の軸と平行に補助的に空
気を噴出させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、土砂輸送用吸引パイ
プに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】土砂を空気の流れに乗せて輸送すること
は、既に知られている。このために、パイプを通して空
気を吸引し空気の流れを生じさせるのが土砂輸送用吸引
パイプである。このパイプは先端に空気吸入口を備え、
後端に土砂タンクを経て空気吸引装置へ接続される開口
を備えている。

【０００３】この発明者は、さきに土砂輸送用吸引パイ
プを使用して、推進工法によって掘削された土砂を排出
する方法を提案した。その提案は特開平２−３５１９２
号公報に記載されている。その提案は、吸引パイプの先
端を開放して、この開口から空気を吸引し、この空気流
に土砂を乗せてパイプ内を移動させ、パイプの途中から
補助的に空気を導入すると、土砂の輸送を円滑に行うこ
とができるようになると説明している。

【０００４】また、この発明者は、さきに土砂輸送用吸
引パイプを使用した浚渫方法を提案した。その提案は、
特開平３−４３５２４号公報に記載されている。この提
案は、吸引パイプの先端を開放してこの開口から空気を
吸引するとともに、吸引パイプの途中から補助的に空気
を導入し、吸引パイプの先端開口を浚渫物表面と空気と
の境に位置させて、浚渫物を空気とともに吸引パイプ内
に吸い込むと、浚渫物を能率よく輸送することができ
る、と説明している。

【０００５】このように、土砂輸送用吸引パイプでは、
パイプの途中に空気導入口を設け、この導入口から空気
を補助的に導入することが知られていた。ところが、こ
れまでに提案された吸引パイプは、空気を導入するため
に設けた器具が却って土砂の輸送を妨げたり、導入した
空気を有効に働かせないという欠点のあることが判っ
た。例えば、特開平２−３５１９２号公報の提案する土
砂輸送用吸引パイプは、一様な内径の吸引パイプ内に空
気導入管の先を突出させただけのものであった。すなわ
ち、図１に示すように、吸引パイプｘが一端にある開口
から空気を吸引して矢印ｙの方向に流しているところ、
パイプｘの管壁を貫いて空気導入管ａを付設し、管ａの
先をパイプｘの内部へ突出させ、突出した管ｃの先端ｂ
を矢印ｙの方向へ向けることとしていた。ところが、先
端ｂをこのようにすると、土砂が先端ｂに付着し、付着
した土砂が空気の流れに乗って土砂の移行するのを妨げ
たり、また移行する土砂が先端ｂに衝突して先端ｂを損
傷することとなった。この損傷を避けるために先端ｂを
パイプｘ内へ突出させないようにすると、空気導入の効
果が減殺されることとなった。

【０００６】また、吸引パイプの途中にパイプの周囲方
向に唯１個の空気導入口を設けただけでは、輸送される
土砂が反対がわの壁面上に付着又は堆積するという欠点
があった。これを防ぐためには、空気導入口を吸引パイ
プの円周方向に複数個設けることが必要とされるが、上
述のような空気導入口を複数個設けると、空気導入口の
突出が多くなるので、土砂の輸送が一層大きく妨げられ
たり、導入管の先の損傷が多くなるなどの欠点が生じ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述のよ
うな欠点を改良しようとしてなされたものである。すな
わち、この発明は、吸引パイプ内を進行する空気や土砂
の流れを阻害することなく、また空気導入管の損傷も少
なくして、吸引パイプの途中から吸引パイプ内へ円滑に
空気を導入することのできる土砂輸送用吸引パイプを提
供しようとするものである。

【０００８】

【課題解決のための手段】この発明は、吸引パイプの内
径を一様なままにしないで、空気導入口を設ける位置の
内径を部分的に拡大し、拡大によって広がった部分に空
気導入口を設けることとして、空気導入用管の先が吸引
パイプ内へ大きく突出しないようにしたものである。ま
た、パイプ内を流れる空気の抵抗を少なくするために、
内径を拡大したあとに続く部分の内面を円錐面として、
もとのパイプの内径にまで縮小させることとし、さらに
空気導入口の先をパイプ軸の方向に向けて、パイプ内を
流れる空気の流れに沿って円滑に空気を導入するように
したものである。

【０００９】この発明は、先端に空気吸入口を備え、後
端に土砂タンクを経て空気吸引装置へ接続される開口を
備えたパイプであって、上記パイプは途中にパイプの内
径に等しい内径を持った外径の大きい円環と、この円環
に接する後端がわに円環の外径から上記パイプの内径ま
で漸次内径を縮小する円錐面とを備えており、上記円環
には上記円錐面に向かう面上にパイプ軸の方向に向かっ
て開口する複数個の空気噴出口を等しい間隔をおいて設
けるとともに、円環内部に上記噴出口に連なる空気通路
と、円環外面上に上記空気通路に連なる加圧空気の導入
口を設けたことを特徴とする、土砂輸送用吸引パイプを
提供するものである。

【００１０】

【実施例】この発明に係る土砂輸送用吸引パイプを、実
施の一例について図面に基づいて説明すると、次のとお
りである。図２は、この発明に係る土砂輸送用吸引パイ
プの使用状態を示した地盤の断面図である。図３は、こ
の発明に係る土砂輸送用吸引パイプの一部切欠斜視図で
ある。図４は、この発明に係る他の土砂輸送用吸引パイ
プの一部切欠拡大断面図である。

【００１１】図２において、１はこの発明に係る土砂輸
送用吸引パイプである。吸引パイプ１の先端は開放され
ていて、これが空気吸入口１１となっている。吸引パイ
プ１の後端４は土砂タンク２を経て空気吸引装置３に接
続されている。吸引パイプ１は、先端１１に近い途中に
円環１２と、円錐部１３と、加圧空気導入口１５とを備
えている。吸引パイプ１は、空気吸引装置３の稼動によ
り空気吸引口１１から空気を吸い、吸った空気をパイプ
１内で矢印ｙ方向に移動させる。このとき、吸引口１１
の近くに存在する土砂５を空気流に乗せてパイプ内に吸
い込み、パイプ内を移動させ、土砂タンク２内で土砂５
だけを沈降させ、空気だけをさらに空気吸引装置３まで
運び、ここで空気を大気中に放出させる。

【００１２】この発明に係る吸引パイプは、途中に円環
１２と、円錐部１３とを持っていることが特徴とされ
る。そのうち、円環１２は、図３に示されているよう
に、その内径をパイプ１の内径に等しくし、その外径を
パイプ１の外径より大きくして、パイプよりも外方へ突
出している。円環１２の一側面にはパイプ１の端が挿入
されて、パイプ１に気密に接続されている。円環１２
は、その内部に空気通路１４を含み、外面上に加圧空気
導入口１５を備え、またパイプ１が挿入された側面と反
対がわの側面上に空気噴出口１７を備えている。空気噴
出口１７は、円環１２の側面上で周囲方向に等しい間隔
をおいて、複数個設けられている。また、空気噴出口１
７は、何れもそこから噴出する空気がパイプ１の軸方向
に向かうようにされている。

【００１３】円錐部１３は、内面が円錐面１６とされて
おり、円錐面１６は、円環１２に接する側が大径となっ
て、円環１２から遠ざかるに従って内径を縮め、最後は
吸引パイプ１の内径に等しくなっている。円錐部１３の
大径側の端にはフランジ１８が付設されて、フランジ１
８が空気噴出口１７の設けられている円環１２の側面上
に当接して、円錐部１３の円環１２への接続を容易にし
ている。円錐部１３は金属、とくに耐摩耗性鋳鉄で作る
ことが好ましい。また円錐面１６は、その頂角を１０−
２０°の範囲内とし、軸方向の長さは吸引パイプ１の直
径の２〜３倍とすることが好ましい。

【００１４】円環１２と円錐面１６とを構成するのに好
都合な別の具体例が図４に示されている。図４におい
て、円環１２は、内面の一部が切削されて円環状の溝が
形成され、溝の上を吸引パイプ１が覆い、吸引パイプ１
が円環１２の内面に密接されて空気通路１４が形成され
ている。円環１２の外面には加圧空気導入口１５が付設
され、円環１２の側面には空気噴出口１７を備えたノズ
ルが螺着されている。他方、内側に円錐面１６を備えた
円錐部１３は大径側の端にフランジ１８を備えている。
フランジ１８は、空気噴出口１７の付設された円環１２
の側面に当接され、ボルト１９により締めつけられて、
円錐部１３が円環１２に固定される。

【００１５】空気吸引パイプ１は、金属又は合成樹脂で
作られたものを用いることができる。金属としては鉄、
ステンレス、耐摩耗性鋳鉄を用いることができる。合成
樹脂としては、硬質塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポ
リプロピレン等の硬質樹脂製パイプのほか、真空掃除機
に用いられている吸引パイプのような軟質樹脂製のパイ
プをも用いることができる。軟質樹脂製のパイプは、軟
質樹脂で作られた柔軟なパイプの外面に硬質材料製の線
材が螺旋状に捲回して固定され、螺旋状の線材が吸引に
よるパイプ径の偏平化を防ぐようにされた構造のものを
用いることができる。また、そのような構造のパイプ
は、柔軟なパイプの内面を耐摩耗性のゴム等で内張りし
て用いることが望ましい。

【００１６】この発明に係る土砂輸送用吸引パイプは、
具体的には以下に述べるような構造にして使用すること
ができる。吸引パイプ１は内径を１００〜３５０ｍｍと
することができる。空気吸引口１１は、吸引パイプ１を
そのまま開口した形状とする。円環１２は空気吸引口の
直後に設けてもよく、吸引口１１からパイプの軸方向に
沿ってパイプ直径の１０倍の距離だけ進んだところまで
の範囲内に、最初の円環１２を設けることが好ましい。
円環１２は、その外径が吸引パイプ１の直径の１．１倍
から２倍までの大きさとすることが好ましい。

【００１７】この発明に係る土砂輸送用吸引パイプは、
上に述べた円環１２と円錐部１３との結合体を空気吸引
口１１の近くに唯１個設けたものに限られない。吸引パ
イプの長さが大きくなるに従って、円環１２と円錐部１
３との結合体を複数個設けることが好ましい。すなわ
ち、吸引パイプ１の軸方向におおよそ１０−１００ｍ進
むごとに１個設けることが望ましい。

【００１８】また、この発明に係る土砂輸送用吸引パイ
プは、空気吸引口１１の近くに上述の円環１２と円錐部
とからなる第１の結合体を付設したあとの後端がわに、
同様の円環と円錐部とからなる第２の結合体を設けて、
第１の結合体には加圧空気を導入して空気を吸引パイプ
内に噴出させるが、第２の結合体には加圧水を通して吸
引パイプ内に水を噴出させるようにすることもできる。
このようにすると土砂の輸送が一層容易になることがあ
る。

【００１９】加圧水を噴出させるための第２の結合体で
は、空気を噴出させるための第１の結合体に比べて、噴
出口１７の直径を大きくし、１つの円環上に設ける噴出
口１７の個数を少なくすることができる。例えば、内径
が１２０ｍｍの吸引パイプ１を用い、円環１２の外径を
１５０ｍｍとしたとき、空気の場合には、１つの円環１
２上に直径が２．５ｍｍの空気噴出口を６個付設するの
が適しているが、水の場合には直径が５ｍｍの水噴出口
を３個付設するのが適している。また、水を噴出させる
場合には、噴出された水が微細な粒子すなわち霧となっ
て、吸引パイプ内を進行するように操作することが好ま
しい。

【００２０】この発明に係る土砂輸送用吸引パイプによ
って、輸送できる土砂は、広い範囲のものである。すな
わち、この発明で云う土砂は、シルト、泥土、泥水、粘
土、礫などを含み、何れもこの発明に係る吸引パイプを
使用して輸送することができる。

【００２１】この発明に係る土砂輸送用吸引パイプでは
加圧空気導入口１５にバルブを付設し、このバルブを遠
隔操作できるようにして空気噴出口１７から噴出される
空気量を調節し、さらにまた空気圧も調節できるように
することが望ましい。また、空気とともに加圧水を供給
する場合にも、同様に加圧水供給口にバルブを付設し、
このバルブを遠隔操作して、噴出口から噴出される水の
圧力と水の量とを調節できるようにすることが望まし
い。

【００２２】

【発明の効果】この発明では、先端に空気吸入口を備
え、後端に土砂タンクを経て空気吸引装置に接続される
開口を備えたパイプにおいて、パイプの途中に外径の大
きい円環と、この円環に接する後端がわに次第に径を縮
小する円錐面とを設けたので、円環の内径をパイプの内
径に等しくして円環内に空気通路を設けることができ、
またこの空気通路に連なる空気噴出口を円錐面に向かっ
て設けることができ、これによって吸引パイプ内を流れ
る空気流を殆ど妨げないで空気通路と空気噴出口とを設
けることができる。また、空気噴出口をパイプ軸の方向
に向かって開口させたので、空気噴出口から吹き出され
る空気は、吸引パイプ内を流れて来た空気の流れを攪乱
することなく、却って空気の流れを助長する。しかも、
空気噴出口を円環上で等しい間隔をおいて複数個設けた
ので、空気噴出口からの噴出空気はパイプ内で周囲方向
に均等に作用することとなり、従って土砂が一つの方向
に片寄ることなく均等に流れて、土砂を円滑に輸送する
ことができる。この発明に係る土砂輸送用吸引パイプは
このような利益をもたらすものである。

【００２３】さらにまた、この発明に係る土砂輸送用吸
引パイプにおいて、円環とこれに接する円錐面とを付設
したあとの後端がわに、同様の第２の円環とこれに接す
る第２の円錐面とを付加して、第２の円環に付設した空
気噴出口へ空気の代わりに加圧水を供給可能として、吸
引パイプ内に空気とともに水を噴出させると、空気に乗
って移動される土砂の表面が湿気を帯びて粘性を低下す
るので、土砂のパイプ壁面に付着することが防がれ、従
って土砂の輸送を一層円滑に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の土砂輸送用吸引パイプの一部切欠側面図
である。

【図２】この発明に係る土砂輸送用吸引パイプの使用状
態を示した地盤の断面図である。

【図３】この発明に係る土砂輸送用吸引パイプの一部切
欠斜視図である。

【図４】この発明に係る土砂輸送用吸引パイプの一部切
欠拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 土砂輸送用吸引パイプ ２ 土砂タンク ３ 吸引装置 ４ 土砂輸送用吸引パイプの後端 ５ 土砂 １１ 空気吸引口 １２ 円環 １３ 円錐部 １４ 空気通路 １５ 加圧空気導入口 １６ 円錐面 １７ 空気噴出口 １８ フランジ １９ ボルト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に空気吸入口を備え、後端に土砂タ
   ンクを経て空気吸引装置へ接続される開口を備えたパイ
   プであって、上記パイプは途中にパイプの内径に等しい
   内径を持った外径の大きい円環と、この円環に接する後
   端がわに円環の外径から上記パイプの内径まで漸次内径
   を縮小する円錐面とを備えており、上記円環には上記円
   錐面に向かう面上にパイプ軸の方向に向かって開口する
   複数個の空気噴出口を等しい間隔をおいて設けるととも
   に、円環内部に上記噴出口に連なる空気通路と、円環外
   面上に上記空気通路に連なる加圧空気の導入口を設けた
   ことを特徴とする、土砂輸送用吸引パイプ。
2. 【請求項２】 特許請求の範囲第１項に記載の土砂輸送
   用吸引パイプにおいて、円環とこれに接する円錐面とを
   付設したあとの後端がわに、同様の第２の円環とこれに
   接する第２の円錐面とを付加して、第２の円環には上記
   第２の円錐面に向かう面上にパイプ軸の方向に向かって
   開口する複数個の水噴出口を等しい間隔をおいて設ける
   とともに、第２の円環内部に上記水噴出口に連なる水の
   通路と、第２の円環外面上に上記水の通路に連なる加圧
   水の導入口を設けたことを特徴とする、土砂輸送用吸引
   パイプ。