JPS62111029A - ポンプ式浚渫機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、ポンプ式浚諜メ１ｎのサクシヨンラダー先端
部に装着される浚渫機に関するものである。

［従来の技術］ 従来、大深度ポンプ式浚渫船の浚渫機においては、高圧
水噴射による掘削方法が用いられてきたこの従来方式の
ポンプ式浚渫機の一例を第９図および第１Ｏ図に基き、
且つ第１図を参考にして説明する。

まず構成を説明する。

第９図において１４８は吸込管で、その下端部に吸込口
１５ａを設けている。また、吸込管１４ａの外周を二重
管として、二重管の内部に高圧水流路３５ａを形成する
。高圧水は二重管の下部に設けられた水室３３ａの噴射
ノズル３４ａがら管外に噴射される。

なお、上記の吸込管１４ａはサクションラダー先端近傍
のラダーポンプ６を経て、船内の浚渫ポンプ７に導管さ
れる。また、噴射水は船内の高圧水ポンプ５３により供
給される。

次に作用を説明する。

浚渫対象となる深度の深い海底は、通常、海底表面がシ
ルト層１３で覆われ、その下に砂のｊｉｉ３７が存在し
ている。シルトは埋立て用として不適であるので、浚渫
機１ａはシルト層１３を貫通し、その下の砂のみを能率
よく採取する必要があるまず、浚渫機１ａを自重により
砂の層３７まで貫入する。

第９図は、浚渫機１ａを砂の層３７に貫入した状態を示
しているが、この位置で高圧水を噴射ノズル３４ａから
管外の砂のｒｆｉ３７に噴射し、浚渫機１ａの周辺に液
状化した砂の領域５２を形成しつつ、この液状化した砂
を吸込口１５ａからスラリーの状態で吸込管１４ａ内に
吸入する。

しばら（この位置で吸込みを続けると、砂の供給が減少
して来るから、浚渫機１ａを更に下降さし、再び上記の
要領で浚渫作業を行う。かくして、このような作業を反
復し、最下層までの砂を吸い尽くすと、このポジション
における作業は終了する。

次に、第１０図に示す要領で旧ポジションＡにおける浚
渫機ｌａを引抜き、新しいポジションＢに移行して浚渫
機１ａを砂の［３７に貫入し、上記と同様の浚渫作業を
行う。このような作業手順の反復により、作業区域を拡
大しつつ、所要量の砂の採堆を完了する。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の浚渫機１ａについて、その性能上の問題点を考察
してみると、次に記載するような欠点がある。

砂層３７に対する掘削は、専ら高圧水の噴射力に頼って
おり、条件の良い砂に対しては有効だとしても、硬く締
まった砂や粗大な礫、或いは多量に玉石などが存在する
といった土砂性状の場合は、掘削力は不充分であり、性
能の低下は避けられない。本発明の浚渫機においては、
広範な土質条件に対応できるよう、有効・確実な掘削力
を持たせようとするものである。

吸込口１５ａからの土砂の吸入は、ポンプの吸引力に頼
ることとなるので、土砂の吸込能率を高めるためには、
できるだけ土砂が吸入され易いように吸込みを援けてや
らなければならない。

従来の浚渫機では、高圧水の噴射により、吸込口１５ａ
の周辺部に液状化した砂を供給することによって、吸込
みが容易なように配慮されているが、土砂性状の変化な
どの要因によって噴射水の効果が低下し、液状化が不充
分になった場合は、吸込能率が低下することとなる。本
発明においては、掘削した土砂を吸込口へ誘導するよう
な手段を講じ、吸込効率を積極的に高めようとするもの
である。

従来の浚渫機では、一つのポジションで最下層まで浚渫
作業を行った後、浚渫機を一旦引き抜いて、次の新しい
ポジションに移行して作業を反復する手順となっている
が、引抜きや移行に無駄な時間を費やすこととなり、全
体の作業効率からみて好ましくない。本発明の浚渫機に
おいては、移行などのために無駄な時間を費やすことな
く、連続的に作業が行えるような性能を持たせようとす
るものである。

［問題点を解決するための手段］ 第１図乃至第８図を参考にして説明する。

この発明に係るポンプ式浚渫機は、浚渫船用のポンプ式
浚渫機１において、サクションラダー２の吸込口１５に
高圧水噴出ノズル３４と、回転式カッター刃１９を有す
るカッター装置１７とを取付けたものである。

また、この発明に係るポンプ式浚渫機は、サクションラ
ダー２の吸込口１５に高圧水噴出ノズル３４と、回転式
カッター刃１９を有するカッター装置１７とを取付け、
且つカッター装置１７を、吸込口１５の周囲に回転自在
に嵌込んで支承したボス２４の周囲に略水平な放射方向
に延びたのち下方に折れ曲がった形状をしたアーム４０
と、該アーム４０のリーディング側に取付けたカッター
刃１９と、該アーム４０のトレーリング側に取付けたス
パイラル状のブレード２０とより構成し、アーム４０に
より土砂スラリーを攪拌すると共にブレード２０により
土砂スラリーを吸込口１５へ導く如く構成したものであ
る。

さらにまたこの発明に係るポンプ式浚渫機は、サクショ
ンラダー２の吸込口１５に略海底方向に臨む高圧水噴出
ノズル３４を設けると共に、最先端のラダーユニット２
の水平な進行方向前面にシルト層に向って高圧水を噴出
するジェット装置５と、上下方向に張ったエンドレスチ
エン４５の駆動によってシルト層１３を攪拌するチエン
装置４とからなる抵抗力軽減装置３を設けたものである
［実施例］ 第２図は本発明を通用した浚渫機の構造例を、また第３
図は本発明の浚渫機による作用状態、第４図及び第５図
は本発明の浚渫機を構成する主要な要素であるカッター
装置を示す。さらに第６図乃至第８図は同じく本発明の
シルト層内移動時の抵抗力軽減装置を示す。また、第１
図は本発明の浚渫機ならびに抵抗力軽減装置を装備した
浚渫船の概略例を示す。

まず、第１図により本発明の構成を簡単に説明する。第
１図において浚渫機１はサクションラダー先端部のラダ
ーユニット２の下端に装備されている。抵抗力軽減装置
３を構成するチエン装置４ならびにジェット装置５は先
端部のラダーユニット２の前進側に装備されている。こ
の浚渫機ｌで浚渫されたスラリー状態の砂は、ラダーポ
ンプ６の単独運転成いは船内の浚渫ポンプ７と直列に運
転されることによって、目的に応じて所要の箇所まで排
送される。サクションラダーは大深度浚渫に対応するた
め、先端部のラダーユニット２．中間部のラダーユニッ
ト８．基部のラダーユニット９の３部材により構成され
、浚渫深度に応じてラダーウィンチ１０により昇降され
る。５４は吐出管である。

また稼働中の船体１１の移動は、アンカーウィンチ１２
の操作ならびにシルト層１３による抵抗を軽減するため
の抵抗力軽減装置３の運転により、進行方向に連続的に
移動される。

つぎに、第２図により本発明を通用した浚／！！機の構
造例について説明する。

第２図は浚渫機■の組立断面図を示している。

まず、吸込管１４の下端部にラウンド形状の口縁を持っ
た吸込口１５が開口しており、その開口部に異物吸入防
止用の格子１６が必要に応じて装着される。

つぎに、吸込口１５を包囲するようにカッター装置１７
が装着される。このカッター装置１７はカッタ一本体１
８．カッター刃１９．ブレード２０により構成され、ス
プライン２１によって大鎖車２２に嵌合されている。ま
た、吸込管１４の壁の外周部に吸込管用メタル２３が嵌
入され、さらにカッター装置１７のボス２４の内径部お
よび大鎖車２２の内径部に、それぞれカッター用メタル
２５および大鎖車用メタル２６が嵌入され、これら相互
のメタル２３，２５．２６間に摺動面が形成される。５
５はグランドシール、５６は潤滑油、５７はシール、５
８は二重管である。

一方、大鎖車２２．小鎖車２７ならびに連鎖２８によっ
て構成される連鎖伝動装置２９が、潤滑油を封入したケ
ース３０の中に装備される。また、小鎖車２７の軸は、
水中電動ｊｔ１３ｔの出力軸に結合されている。

すなわち、上記構成から水中電動機３１による動力は、
小鎖車２７．連鎖２８．大鎖車２２を経由し、さらにス
プライン２１によってカッター装置１７に伝達される。

カッター装置１７の上部には傘状のサタンヨンヘッド覆
板３２が設けられ、また、このサクンヨンヘッド覆板３
２の外縁部に高圧水管３３を装備する。高圧水管３３に
は数個の噴射ノズル３４を設け、高圧の掘削用高圧水を
噴射する。

なお、噴射ノズル３４は、その噴射角度をｊｊ１１１整
することによって所要の範囲にわたって噴射可能なよう
に装備されている。またこの高圧の噴射水は、船内に設
けられた高圧水ポンプから吸込管１４の二重管部の高圧
水流路３５ならびに高圧水供給樋３６を経由して、高圧
水管３３に供給される大深度を対象にした本発明の浚渫
船は、一般にシルト層３１の下にある砂３７を掘削・吸
引することとなるが、ポンプで吸引するためには砂粒を
十分なスラリー状態にして供給してやらなければならな
い。従ってスラリー状態にするための１分な海水が必要
であり、このため船内に設けられた高圧水ポンプから適
当な量の補給水を供給する。

この場合の補給路は、船内に設けられた補給水ポンプか
ら吸込管１４の二重管部の高圧水流路３５ならびに補給
水供給樋３８を経由して、補給水ノズル３９に供給され
る。

第４図及び第５図は、カッター装置１７の構造例を示し
ている。カッタ一本体１日はスパイラル状の６本のアー
ム４０とボス２４の部分から構成されており、それぞれ
のアーム４０に櫛刃状（形状は土質に応して変更可能）
のカッター刃１９が取付けられている。

また、カッタ一本体１８のトレーリング縁（回転方向に
対して後側）に沿って、スパイラル状のブレード２０が
取付けられている。

第６図乃至第８図は本発明のシルト層内移動時の抵抗力
軽減装置３の実施例を示したもので、この図により抵抗
力軽減装置の構成について説明する。

抵抗力軽減装置３はチェノ装置４とジェット装置５に大
別され、いずれも先端部のラダーユニット２の前進側に
装備される。

チェノ装置４は、複数の原動側スプロケット４１とこれ
らを取付けている駆動軸４２．複数の被動側スプロケッ
ト４３とこれらを取付けている被動軸４４．ならびにこ
れらのスプロケット４１゜４３間に巻掛けられた複数列
のチェノ４５とチェノ４５．のゆるみを緊張するゆるみ
止４６などにより構成され、さらに駆動軸４２にこの装
置一式を駆動するためのチェノ装置駆動用原動機４７が
装着される。なおこの原動機４７としては、水中型ｌｌ
Ｊ＋Ｊｕまたは油圧モータが用いられる。

したがって上記の構成から、原動機４７の動力は駆動軸
４２、複数個の原動側スブロケツ）４１を経て、複数列
のチェノ４５に伝達される。

一方、ジェット装置５は船内のジェットポンプよりジェ
ット水管４８．ゴムホース４９を経てヘッダー５０に供
給され、このヘッダー５０に設けられた数個のジエツ］
・ノズル５１より対面するシルト層１３内に噴射される
。なお、ジェットノズル５１の操作によってジェット水
の噴射角度を適当に調整することが可能である。

海底の状態にもよるが、砂層３７の上に堆積するシルト
層１３の抵抗を最も受は持つ部材は、サクションラダー
の先端部２である。

したがって、抵抗力軽減装置３を構成するチェノ装置４
ならびにジェット装置５はいずれもサクションラダーの
先端部２の前進側に装備される。

［作用］ 第３図は、本発明の浚渫機による作用状態を示したもの
である。この図において浚渫［１の作用を説明する。

本浚渫機１の対象とする大深度海域の海底の状態は、一
般に表層にシルト１３が堆積し、その下に良質の砂３７
が存在しているのが実情である。

したがって浚渫作業の効率化をはかるためには、表層の
シルＩ・層を吸引することなく、その下の砂のみを採取
するのが理想的である。

このような主旨のもとに、浚渫機１は自重によリシルト
層１３を通過し砂層３７の中の適当な位置に保持され浚
渫作業を開始するごととなる。なお、シルト層１３の通
過に際してはシルトの抵抗に打勝つため、適宜噴射ノズ
ル３４より高圧水を噴射しながら降下させる。

さて、砂層３７の中の通過な位置に浚渫機ｌが保持され
たならば、ラダーポンプ６および船内の浚渫ポンプ７な
らびに高圧水ポンプ、浚渫機用カ、ツタ−装置１７など
を順次運転し、浚渫作業に入る。ラダーポンプ６、浚渫
ポンプ７などのスタートにより、吸込口１５からはすで
に主として海水の吸込みが行われているが、まず、噴射
ノズル３４からの噴射水により対面の砂を切り崩す。こ
の切り崩された土砂は噴射水と混合しながらスラリー状
態となり、カッター装置１７の周囲に滞留することとな
る。

ここで、高圧水の噴射とともにカッター装置１７の運転
も行われるから、上記のカッター装置１７の周囲に滞留
しつつあるスラリー状態の砂をカッター刃Ｉ９によって
掻き寄せながら、且つ新たな周辺部の砂層３７に対して
も機械的に強力な掘削力で確実に掘削する。

カッター装置１７による掘削および吸込口１５への運上
機構は次の通りである。

まず、スパイラルスプーン状または櫛刃状の力゛ンター
刃１９が砂層３７に喰込み、砂を掘り起こしながら掘削
する。

つぎに、スパイラル状のカッタ一本体１８の７−ム４０
．およびブレード２０により、掘削された土砂を水およ
び補給水とともに機械的に攪拌しながら十分にスラリー
状態にする。

さらに、スラリー状態の砂をスパイラル状のカッタ一本
体１８のアーム４０．＄よびブレード２０により、吸込
口近傍の強力な吸込水流域に誘導する。

かくして、噴射ノズル３９およびカッター装置１７の相
乗作用により、スラリー状態の砂を効果的に吸込口１５
へ誘導し吸込効率を高める。

第６図乃至第８図を参考にして抵抗力軽減装置３につい
て説明する。

サクションラダーの先端部２の部材は、シルト層１３の
中に埋没した状態で前進方向に移動しつつある。そこで
、まず数個のノズル５１から対面のシルト層１３の中に
ジェット水を噴射することによって、シルトの含水率を
高め、その粘結力を弱める。

同時に、シルト層１３の中を走行する複数列のチェノ４
５により、前進側のシルト層１３を攪乱することによっ
てシルトの粘結力を弱める。

かくして、ジェット水の噴射による効果とチェノ４５の
走行による機械的な攪乱による効果との相乗作用により
、サクションラダーの先端部２の部材が受けるシルト層
１３による抵抗を軽減し、連続的な移動、すなわら連続
的な浚渫作業が支障なく行われることとなる。

［発明のりｌ果］ ■有効で確実な掘削力を持たすための手段を備えている
。即ち高圧水噴射による掘削に加えて、特に機械的掘削
装置、即らカッター装置１７を付設することによって、
より強力な掘削力が得られる。

■吸込効率を高めるための手段を備えている。

即ち吸込口１５の周辺部の土砂水（液状化した砂）を機
械的に攪拌するとともに、この土砂水をスパイラル状の
ブレート２０により吸込口１５の近１矛まで誘導するこ
とによって、吸込効率の向上を図ることが出来る。

■連続的な浚渫作業を可能にするための手段を備えてい
る。即ち、機械的掘削装置即ちカッター装置１７のカッ
ター刃１９の形状を適切にすることによって、水平方向
（吸込管１４に対して直交する方向）に対する掘削力を
強くし、浚渫機１の移動に対する砂壁の抵抗を排除し、
浚渫機１の連続的な移動が可能である。

■また、サクションラダーが砂ｒｆｉ３７の」二に堆積
するシル１一層１３内を移動するとき、シルｌ一層１３
によるサクションラダ一部材にかかる抵抗を軽減するた
め、進行方向のシルト層内にジェット水を噴射し、シル
トの粘結力を弱めるとともに、進行方向に装備したチェ
ノ装置４の運転によってシルト層１３を攪乱し、その抵
抗力を弱めてサクションラダーの連続的な移動が可能で
ある。

■機械的掘削装置の働きが優れている。即ち、固く締っ
た妙の層（或いは砂のＰ！り３７に対して、先ず高圧水
噴射に゛よってあらかじめ緊密度をゆるめるとともに切
り崩しを行い、しかる後、機械的掘削装置即ちカッター
装置１７によって確実に切り崩して行くので、迅速な作
業が出来る。

■攪拌及び誘導装置のイのＪきが侵れている。ｕＩＪら
、カッター刃１９で切り崩した土砂（液状化した砂）に
対して補給水ノズル３９よりの補給水を混入することに
よって機械的に攪拌し、スラリー的性状を高め、さらに
この土砂水をスパイラル状のブレード２０により、吸込
口１５の近傍（強力な吸込力が作用している吸込口の至
近距離にある領域）まで誘導することによって吸込効率
を高めることが出来る。

即ら、本発明を通用した浚渫機ｌを装備することによっ
て、条件の悪い土質に対しても有効・確実な掘削力が期
待できるとともに、掘削した土砂を積極的に吸込口１５
へ誘導し得ることとなるので、吸込効率が向上する。す
なわち、上記の効果によってより広範な土質条件に対応
することが可能となり、また、吸込効率の向上によって
浚渫能率を高めることができる。

さらに、本発明のシルト層１３内移動時の抵抗力軽減装
置３を装備することによって、浚渫作業を連続的に行う
ことができるので、作業能率を向」二することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図はこの発明の実施例を示すもので、第
１図は本発明を備えた浚渫船の側面図、第２図は停止り
中の浚渫機の垂直切断正面図、第３図は作動中の同上図
である。第４図はカッター装置の一部切欠側面図、第５
図はカッター装置の一部切欠平面図である。第６図は抵
抗力軽減装置の側面図、第７図は同上の平面図、第８図
は第６図の正面図である。第９図は従来の浚渫機の側面
図、第１０図は従来の浚渫機の移動状態側面図である。 １、ｌａ　　　　浚渫機 ２　　　　　　先端部のラダーユニット３　　　　　　
抵抗力軽減装置 ４　　　　　　チェノ装置 ５　　　　　　ジェット装置 ６　　　　　　ラダーポンプ ７　　　　　　浚渫ポンプ ８　　　　　　中間部のラダーユニット９　　　　　　
基部のラダーユニット １０　　　　　　ラダーウィンチ １１　　　　　船体 １２　　　　　アンカーウィンチ １３　　　　　　シルト層 １４．１４ａ　　吸込管 １５．１５ａ　　吸込口 １６　　　　　格子 １７　　　　　カッター装置 １８　　　　　カッタ一本体 １９　　　　　カッター刃 ２０　　　　　ブレード ２１　　　　　スプライン ２２　　　　　大鎖車 ２３　　　　　吸込管用メタル ２４　　　　　ボス（カッター装置） ２５　　　　　カッター用メタル ２６　　　　　大鎖車用メタル ２７　　　　　小鎖車 ２８　　　　　連鎖 ２９　　　　　連鎖伝達装置 ３０　　　　　ケース ３１　　　　　水中電動機 ３２　　　　　サクションヘッド覆板 ３３　　　　　　ｉ１ｉ圧水管 ３３ａ　　　　　水室 ３４．３４８　　噴射ノズル ３５．３５ａ　　高圧水流路 ３６　　　　　高圧水供給樋 ３７　　　　　砂、砂層 ３８　　　　　補給水供給樋 ３９　　　　　補給水ノズル ４０　　　　　アーム ４１　　　　　原動側スプロケット ４２　　　　　駆動軸 ４３　　　　　被動側 ４４　　　　　被動軸 ４５　　　　　チェノ ４６　　　　　ゆるみ止 ４７　　　　　チエン装置駆動用原動機４８　　　　　
ジェット木管 ４９　　　　　ゴムホース ５０　　　　　ヘッダー ５１　　　　　ジェットノズル ５２　　　　　砂の領域 ５３　　　　　高圧水ポンプ ５４　　　　　吐出管 ５５　　　　　グランドシール ５６　　　　　潤滑油 ５７　　　　　シール ５８　　　　　二重管 Ａ　　　　　　旧ポジション Ｂ　　　　　　新ポジション 特許用１１ｊＩ人　エムイージーエンジニアリングサー
ビス株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、浚渫船用のポンプ式浚渫機において、サクシヨンラ
   ダーの吸込口に高圧水噴出ノズルと、回転式カッター刃
   を有するカッター装置とを取付けたことを特徴とするポ
   ンプ式浚渫機。 ２、浚渫船用のポンプ式浚渫機において、サクシヨンラ
   ダーの吸込口に高圧水噴出ノズルと、回転式カッター刃
   を有するカッター装置とを取付け、且つカッター装置を
   、吸込口の周囲に回転自在に嵌込んで支承したボスの周
   囲に略水平な放射方向に延びたのち下方に折れ曲がつた
   形状をしたアームと、該アームのリーディング側に取付
   けたカッター刃と、該アームのトレーリング側に取付け
   たスパイラル状のブレードとより構成し、アームにより
   土砂スラリーを攪拌すると共にブレードにより土砂スラ
   リーを吸込口へ導く如く構成したことを特徴とするポン
   プ式浚渫機。 ３、浚渫船用のポンプ式浚渫機において、サクシヨンラ
   ダーの吸込口に略海底方向に臨む高圧水噴出ノズルを設
   けると共に、最先端のラダーユニツトの水平な進行方向
   前面にシルト層に向つて高圧水を噴出するジェット装置
   と、上下方向に張つたエンドレスチエンの駆動によつて
   シルト層を攪拌するチエン装置とからなる抵抗力軽減装
   置を設けたことを特徴とするポンプ式浚渫機。