JPS6032235Y2 - 水中掘削機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、リバースサキュレーションエ法において用い
られる水中掘削機に関するものであり、その目的は、排
土系統でのトラブルを無＜シ、かつ掘削に伴う回転反力
の発生を極力少なく抑えて該反力支持に要する諸設備を
昇路又は簡易なものとし、制御、コスト面で有利なぞの
を提供することにある。

第１図に示したように、従来のその種の水中掘削機か、
サクションポンプ１、バキュームポンプ２などの機械装
置をすべて陸上に設置し、カッタ３への回転力伝達並び
に掘削土の排出をドリルパイプ４を通じて行なっていた
。

しかも従来のものにおいては、機械装置のメンテナンス
が容易である反面、ドリルパイプ４の継ぎ足し部５等の
不良によってサクション不良という事態を発生し、揚泥
不能となりやすく、その場合に不良箇所の発見が困難で
あった。

特に、ドリルパイプ４には大きな回転反力がかかるため
、前記のような排土系統のトラブルが発生しやすかった
。

またカッタ３へはドリルパイプ４を通じて回転力を伝達
すること、掘削に伴う大きな回転反力を支持する必要が
あることから、そのための設備、たとえばロータリーテ
ーブル６が複雑かつ高価なものとなり、制御面でも問題
があった。

本考案は、従来機の欠点に鑑みてなされたものであり、
以下その実施例を第２図〜第４図に基づき説明する。

第２図において、１０は排土管、１１は水中ポンプ、カ
ッタ駆動装置（後述する。

）等を内蔵した機械装置である。

機械装置１１は、排土管１゜の基部に設けられると共に
カッタ１２の直上に配置され、掘削進行に伴いカッタ１
２と共に下降する。

カッタ１２並びに機械装置１１は、排土管１０を介し陸
上の櫓又はクローラクレーン１３にょつて吊下げられる
。

そし排土管１０はその上端部において回転反力受は金具
１４により昇降のみ自在に保持される。

なお、１５は図外の沈澱池に至る延設管である。

次に機械装置１１並びにカッタ１２について第３図、第
４図を中心に詳説する。

１６は上部固定フレーム、１７は下部固定フレームであ
り、これらはいずれも中空とされ、かつ枠１８を介して
相互に同心状に連結されている。

下部固定フレーム１７には排土用の水中ポンプ１９が内
装される。

この水中ポンプ１９の吸込管２０は下部固定フレーム１
７の下部にこれと同心状に突出せしめられ、また吐出管
２１は、上部固定フレーム１６を貫通する４泥水管２を
介して前記排土管１０（第２図参照）の基部に連結され
る。

下部固定フレーム１７の外部には、該フレーム１７を取
囲むように外筒２３並びに内筒２４が設けられる。

外筒２３はその上端部が軸受２５を介して上部固定フレ
ーム１６に軸支され、また内筒２４はその上端部が軸受
２６を介して下部固定フレーム１７に軸支される。

さらに外筒２３と内筒２４並びに、内筒２４と下部固定
フレーム１７との間にもそれぞれ軸受２７Ａ、２７Ｂ、
２Ｂが介在される。

これにより、外筒２３と内筒２４とは相互に独立して回
転可能となる。

上部固定フレーム１６には氷中電動機２９とこれに連結
された減速機３０が設けられる。

減速機３０の出力軸は、上部固定フレーム１６と下部固
定フレーム１７との間に設けられた上下一対の歯車３１
．３２に共通の回転軸３３が連結されている。

他方、前記外筒２３には歯車３４が固着され、この歯車
３４が前記上部歯車３１に噛合せしめられる。

また前記内筒２４にも歯車３５が設けられ、この歯車３
５が中間歯車３６を介して前記下部歯車３２に噛合せし
められる。

中間歯車３６は下部固定フレーム１７に支持されている
。

前記電動機２９、減速機３０、歯車３１゜３２．３３，
３４，３５，３６は駆動装置の一例である。

また、外筒２３と上部固定フレーム１６との間、外筒２
３と内筒２４との間、並びに内筒２４と下部固定フレー
ム１７との間にはそれぞぞれシール３７，３８．３９が
介在されており、これにより外筒２３、上部固定フレー
ム１６及び下部固定フレーム１７で囲まれた空間を油室
４０として構成している。

なお前記各シール３７，３８．３９は、ダストシール４
１，４２．４３によって保護される。

モして外筒壁にシリンダ４４が連設され、このシリンダ
４４に圧力バランスピストン４５が嵌合される。

４６は内筒２４の壁に形成された通孔である。

バランスピストン４５は油室４０の油圧と外部の水圧と
がバランスするようにシリンダ４４内で昇降し、中立位
置で停止する。

次にカッタ１２は、互に同心状の外力ツタ１２Ａ並びに
内力ツタ１２Ｂとに分割して構成される。

そして外力ツタ１２Ａは前記外筒２３下端に、内力ツタ
１２Ｂは前記内筒２４の下端にそれぞれ固着されている
。

内力ツタ１２Ｂの中心部には、その下端が側方に向かっ
て開口する吸込管４７が設けられ、この吸込管４７の上
端が回転シール４８を介して前記水中ポンプ１９の吸込
管２０に連結される。

なお、１２ａ、１２ｂはそれぞれ、外力ツタ１２Ｂのカ
ッタビットである。

さらに、下部固定フレーム１７内には、上部固定フレー
ム１６に設けられた水中ポンプ４９から送水パイプ５０
を通して給水されるようになっている。

下部固定フレーム１７の底板、内筒２４と内力ツタ１２
Ｂとの取付部周方向複数箇所、外筒２３と外力ツタ１２
Ａとの取付部複数箇所にはそれぞれ、穴５１，５２．５
３が穿設される。

なお、５４は外力ツタ１２Ａと内力ツタ１２Ｂとの隙間
である。

以上によれば、水中電動機２９の出力は、減速機３０か
ら上部歯車３１並ひに下部歯車３２に伝達される。

そしさらに、上部歯車３１から歯車３４、外筒２３を介
して外力ツタ１２Ａに伝達される。

これに対し、下部歯車３２の回転は、中間歯車３６、歯
車３５、内筒２４を介し内力ツタ１２Ｂに伝達される。

したがって外力ツタ１２Ａと内力ツタ１２Ｂとに相互に
逆方向に回転することになり、それぞれによる掘削に伴
って生じる回転反力が相互に打消し合う。

このため、水中掘削機は単に吊り下げておくだけでも掘
削が可能となる。

しかしながら、積極的に掘削を進行させるには、排土管
１０、機械装置１１の重量を加重させて、カッタ１２に
スラスト力を与えるのが望ましく、その方が硬い土丹層
、砂藻層の掘削に適する。

掘削中において、坑内に張水されており、その水深に応
じた水圧が圧力バランスピストン４５に外圧として作用
する。

そのため油室４０の油圧は、圧力バランスピストン４５
の位によって前記水圧に応じて昇圧し、回転部への浸水
、すなわちシール３７．３８．３９を通しての浸水は確
実に阻止され、該回転部が保護される。

このことは、１０ｒｒＬ程度の深水においては簡単なシ
ール施工で充分であるが、それが１００ｍ程度に及ぶ場
合に極めて有効である。

掘削により生じた土砂は、排土用水中ポンプ１９の作動
により吸入管４７、吸込管２０、吐出管２１．４泥水管
２２を通して排土管１０に導入され、さらに陸上の沈澱
池へ移送される。

そのとき、水中ポンプ１９は発熱するが、その発熱は、
水中ポンプ４９、送水ポンプ５０から下部固定フレーム
１７内への給水により吸収される。

下部固定フレーム１７内の水はその底板の穴５１から下
方へ流出し、さらに穴５２．５３を通して外部へ放射状
に噴出する。

かかる噴流は、外力ツタ１２Ａと内力ツタ１２Ｂとの隙
間５４へ侵入する土砂を、穴５３を通して噴出させ、も
ってシール３８．３９への土砂の噛込みを防止するのに
役立つ。

実施例で説明した本考案によれば、排土用水土水中ポン
プには静水圧が常時かかつているために、掘削深さが深
くなっても該ポンプのインペラ一部が真空になることは
ない。

したがってキャビテーション等の排土系のトラブルが未
然に防止される。

また外力ツタ並びに内力ツタでの掘削に伴って生じる回
転反力の方向が互に逆向きとなるため、それらが互に打
消し合う。

そして積極的な掘削を行なうために、水中ポンプ重量等
によるスラスト力を与えたとしても、実質的に生じる回
転反力は小さくなるため、その反力を支持するための反
力受は金具ないし排土管は簡易なものでよく、特に、排
土管の継ぎ足し部に大きな力が加わるのを防止すること
ができる。

加えて、機械類をすべて電動機により構成することがで
きる。

したがって制御、コスト面においても油圧機器によるも
のと比べて有利である。

また上部固定フレーム、外筒及び内筒によって形成され
た空間を油を充満させた油室によると共に、シリンダに
内蔵されたバランスピストンによつり、この油圧室の圧
力を外部圧力に等しくなるようにしているので、例えば
パツキン部に働く圧力は小さくなり、従って確実なシー
ル効果を期待できる。

更に、内力ツタと外力ツタとの隙間に水を噴出させるこ
とができるので、例えばカッタ同土間に侵入した土砂を
排出でき、従ってカッタ同土間に介装されたシール材の
保護を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の概略縦断面図、第２図〜第４図は本考
案実施例を示しており、第２図は概略縦断面図、第３図
は要部の拡大縦断面図、第４図は第３図のＡ−Ａ断面矢
視図である。 １０・・・・・・排土管、１１・・・・・・機械装置、
１２・・・・・・カッタ、１２Ａ・・・・・・外力ツタ
、１２Ｂ・・・・・・内力ツタ、１６・・・・・・上部
固定フレーム、１７・・・・・・下部固定フレーム、１
９・・・・・・排土用水中ポンプ、２３・・・・・・外
筒、２４・・・・・・内筒、２９・・・・・・水中電動
機、３１・・・・・・上部歯車、３２・・・・・・下部
歯車、３４〜３６・・・・・・歯車、４０・・・・・・
油室、４５・・・・・・圧力バランスピストン、４９・
・・・・・水中ポンプ、５０・・・・・・送水パイプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水中電動機を有する上部固定フレームの下面に、内部に
   排水用水中ポンプを有する下部固定フレームを取付け、
   上記上部固定フレーム外周に外筒を、また下部固定フレ
   ーム外周に内筒とそれぞれ同一鉛直軸心回りで回転自在
   に支持し、上記外筒上部に上記水中電動機の出力軸に連
   動連結する歯車を取付けると共に下端に外力ツタを取付
   け、上記内筒上端に上記水中電動機の出力軸にしかも上
   記外筒とは逆方向に回転するように連動連結された歯車
   を取付けると共に下端に内力ツタを取付け、上記上部固
   定フレーム、外筒及び内筒によって形成される油室内の
   圧力を外部圧力に等しくするための、バランスピストン
   を内蔵するシリンダを、上記外筒に取付け、且つ上記下
   部固定フレーム内に水を送る水中ポンプを設けると共に
   、上記内筒下部に下部固定フレーム内の水を内力ツタと
   外力ツタとの隙間部に噴出させる穴を形成したことを特
   徴とする水中掘削機。