TWI394882B - 水庫淤泥、沉木清除裝置 - Google Patents

Description

水庫淤泥、沉木清除裝置

本發明係有關於一種水庫清除裝置，尤指一種以半自動化作業流程清除水庫中淤泥與沉木之裝置。

按，人們所使用之民生用水係仰賴水庫儲水供應，亦可利用水庫中之儲水作為水力發電之動力源。然而，水庫常在颱風或豪雨延生的嚴重土石流災難後，造成淤泥於水庫淤積，以及大量漂流木流入水庫，造成泥沙含量過高與沉木阻塞，且在地球氣候變化越來越異常時，土石流的發生亦更加頻繁及嚴重，水庫淤積也更加快速，除了使民生用水無法正常供給及儲水量減少之問題外，也因水庫之攔污柵阻塞而無法輸水發電，嚴重者甚至水庫功能完全因而喪失，適此；水庫清淤已將成常態且密集，因此；如何達到水庫快速清淤，維持水庫功能運作之發揮已克不容緩。

由於山坡地的土石流常混合山上的枯木，一般水庫於清除作業時，必須事先將沉入水底與淤泥混雜之枯木打撈，以方便淤泥清除，否則清除淤泥過程將效率不彰，因此必須先透過打撈裝置將水庫之漂流木打撈處理，並聘請潛水人員下潛於水庫中，透過沖刷設備將淤泥沖散而由攔污柵排出，於水庫中之大塊沉木再透過潛水人員固定而取出。然而，潛水人員必須透過合格訓練且潛水作業時使用 之設備(如減壓艙、氧氣設備)昂貴，故聘請之人事成本相當無法降低，且衝擊淤泥的高壓水柱反作用力又極為強勁，潛水人員在水中長時間作業容易發生危險。尚且水庫中之小塊沉木因體積小且數量多，潛水人員於水中如需一一撿捨取出必須耗費相當多的時間。因此，習用之水庫清除作業所需之人事成本居高不下，又潛藏作業時之危險因子，通常亦需花費較長之清理時間而無法提升清除效率。

有鑑於此，本發明人乃針對上述水庫清除淤泥及沉木上之問題所產生之不便，嘗試的以的方式，降低工程成本及減少潛水人員於水下的工作時間，以保障潛水人員的安全，本著鍥而不捨的精神與精益求精之目的，積極不斷的加以研究改良，並經長期之努力與試驗，終於開發設計出本發明。

本發明之主要目的，在於解決上述的問題而提供一種水庫淤泥、沉木清除裝置，而於水庫清除淤泥與沉木時，使清除作業之人事成本得以下降、並可顧及作業時之人員安全性、以及縮短作業時間以提升作業效率。

為達上述目的，本發明之施實之步驟包括：預先由潛水人員潛入水庫中將大型沉木裝釘並以懸吊設備由水庫取出。

抽取手段：利用抽取設備將淤泥與可抽取之小型沉木 由水庫底部送往水面；分離手段：利用分離設備將送至水面之沉木由混合淤泥的水中取出。

清除手段：利用清運設備將篩離之沉木運出水庫，且以加壓設備將夾帶於水中之淤泥往水庫之攔污柵方向排送，使淤泥隨水由攔污柵往水庫外排出。

又，本發明之裝置包括：一平台，其係浮設於水面且於水庫範圍內浮移。

一輸送管，係由平台向下伸設至水庫底部，此輸送管於平台下之末端具有一抽取淤泥及沉木之開口。

至少一將輸送管內之水向水面引流之沉水泵浦，係設於輸送管鄰近該開口處。

至少一於輸送管內輸入氣體之空氣壓縮機，係設於輸送管之開口與沉水泵浦接設處間之範圍內。

一於沉木浮出輸送管時承接之容置部，其係設於輸送管於平台上之末端。

一供沉木隨夾帶淤泥之水流通之流道，其係與該容置部之側邊連通。

一將沉木於水中由該流道帶離之輸送帶，此輸送帶係設於該流道途中。

一將夾帶淤泥之水於流道中加壓之加壓渦輪，係設於輸送帶後方之流道中，且將夾帶淤泥之水朝水庫之攔污柵 方向排送。

本發明之上述及其他目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入了解。

當然，本發明在某些另件上，或另件之安排上容許有所不同，但所選用之實施例，則於本說明書中，予以詳細說明，並於附圖中展示其構造。

請參閱第1圖至第4圖，圖中所示者為本發明所選用之第一實施例，此僅供說明之用，在專利申請上並不受此種結構之限制。

本發明係有關於一種水庫淤泥、沉木清除裝置，利用抽取設備與分離設備於作業流程中，將水庫之淤泥以及可抽取之小型沉木由水庫抽取至水面上，並將淤泥與沉木分離，以便於淤泥清除及清運設備運送沉木。由於水庫中包含有大型之沉木與較小型之沉木，必須先將大型之沉木由水庫中取出，方能順利的抽取小型之沉木，因此於抽取前預先由潛水人員潛入水庫中，並將大型沉木裝釘後，以懸吊設備由水庫取出。

如第1圖所示，本發明之水庫淤泥、沉木清除步驟係包含一抽取手段、一分離手段、以及一清除手段。於抽取手段中係利用抽取設備將淤泥與小型沉木由水庫底部送往水面、於分離手段中係利用分離設備將送至水面之沉木由 混合淤泥的水中取出、於清除手段中係利用清運設備將篩離之沉木運出水庫，且以加壓設備將夾帶於水中之淤泥往水庫之攔污柵方向排送，使淤泥隨水由攔污柵往水庫外排出。

承如上述之水庫淤泥、沉木清除步驟，其於本實施例中所應用之裝置包含抽取設備、分離設備、清運設備、以及加壓設備。如第2圖所示，水庫(1)於底部囤積有淤泥(11)以及沉木(12)，透過本發明之抽取設備以及分離設備由水庫中抽取及分離。其中，抽取設備以及分離設備係設於一平台(2)，而此平台(2)係浮設於水面，且於水庫(1)範圍內浮移。其中，該抽取設備於本實施例係包含一輸送管(3)、至少一沉水泵浦(31)、至少一空氣壓縮機(32)、以及一容置部(4)；而該分離設備於本實施例係包含一流道(5)、一輸送帶(6)；該加壓設備為一加壓渦輪(7)；而該清運設備為船隻(8)。

該輸送管(3)係由平台(2)向下伸設至水庫(1)底部，此輸送管(3)於平台(2)下之末端具有一開口(33)，輸送管(3)以此開口(33)抽取淤泥(11)及沉木(12)。如第3~4圖所示，該輸送管(3)於此開口(33)處之底緣設有數個凸部(34)，各凸部(34)係向下凸出且間隔設置，二凸部(34)之間形成可供水流動之空間(35)，當淤泥(11)或沉木(12) 阻擋於開口(33)時，水仍可由凸部(34)間之空間(35)流通。此外，因輸送管(3)之長度必須配合水庫(1)深度，故輸送管(3)於本實施例中係多段連接構成，以便於搬運以及組接時之長度調整。

如第4圖所示，該至少一沉水泵浦(31)係設於輸送管(3)鄰近該開口(33)處，利用此述之沉水泵浦(31)將輸送管(3)內之水向水面引流。於本實施例中，輸送管(3)於環周設有朝斜上貫穿入管內之穿孔(36)，且對應之沉水泵浦(31)係以出口管路(311)亦朝斜上接設於穿孔(36)，此出口管路(311)係呈朝外漸擴之喇叭狀，沉水泵浦(31)將抽取之水由出口管路(311)經穿孔(36)朝斜上噴入輸送管(3)內，而使輸送管(3)內之水流由下往上流動。

如第4圖所示，該至少一空氣壓縮機(32)係設於輸送管(3)之開口(33)與沉水泵浦(31)接設處間之範圍內，並於輸送管(3)內輸入氣體。於本實施例中，輸送管(3)於環周設有朝斜上貫穿入管內之穿孔(37)，且對應之空氣壓縮機(32)以出口管路(321)亦朝斜上接設於穿孔(37)，此出口管路(321)亦呈朝外漸擴之喇叭狀，空氣壓縮機(32)將空氣壓縮後由出口管路(321)經穿孔(37)朝斜上噴入輸送管(3)內，而使輸送管(3)內之空氣形成浮泡。

於本實施例中，該平台(2)上更設有至少一給水泵浦(38)以及至少一氣壓泵浦(39)，此給水泵浦(38)與氣壓泵浦(39)分別以管路(381、391)沿該輸送管(3)外側朝下延伸至輸送管(3)底部，且給水泵浦(38)與氣壓泵浦(39)之數量可搭配淤泥沖刷供水及供氣需求設置。其中，該給水泵浦(38)連接之管路(381)於輸送管(3)底部之末端係開口朝下，而經由給水泵浦(38)供水沖刷該輸送管(3)開口(33)下方之淤泥，淤泥經沖散後迅速經該輸送管(3)之開口(33)流往水面，且該氣壓泵浦(39)連接之管路(391)於該輸送管(3)底部之末端係回折至輸送管(3)內，由氣壓泵浦(39)於該輸送管(3)底部供氣至輸送管(3)內，除了空氣壓縮機(32)於該輸送管(3)內輸入之空氣外，並以該氣壓泵浦(39)於該輸送管(3)底部輔助供氣，使淤泥隨氣體產生之浮泡往上漂流。

該容置部(4)係設於輸送管(3)於平台(2)上之末端，此容置部(4)係於沉木(12)浮出輸送管(3)時承接。此容置部(4)係於側邊連通該流道(5)，此流道(5)係供沉木(12)隨夾帶淤泥(11)之水流通，且流道(5)於途中設有該輸送帶(6)，藉由此輸送帶(6)將沉木(12)於水中由該流道(5)帶離。於本實施例 中，該流道(5)於輸送帶(6)設置處下陷後向後延伸，以便於沉木(12)承接於該輸送帶(6)上傳送，且流道(5)因此形成高低水位差，以便於夾帶淤泥(11)之水朝後方流動。本實施例之輸送帶(6)係於環周伸設有隨輸送帶(6)環繞之承接部(61)，而以承接部(61)於承接沉木(12)後隨輸送帶(6)之輸送方向傳送。

該加壓渦輪(7)係設於輸送帶(6)後方之流道(5)中，利用此加壓渦輪(7)將夾帶淤泥(11)之水於流道(5)中加壓。

故於抽取手段中，該抽取設備係以輸送管(3)探入至水庫(1)底部，且利用沉水泵浦(31)加壓使水於輸送管(3)內的流向由輸送管(3)底部往水面逆流，利用該給水泵浦(38)將水經其連接之管路(381)朝該輸送管(3)下方沖刷淤泥，使輸送管(3)下方之淤泥(11)散開並與小型之沉木(12)由該開口(33)隨水流導引至輸送管(3)中並往水面輸送，且該輸送管(3)於底部以空氣壓縮機(32)輸入氣體，以及該氣壓泵浦(39)經管路(391)輸送氣體於輸送管(3)內，使氣體於輸送管(3)內形成浮泡，以輔助輸送管(3)內之淤泥(11)由底部往水面漂浮。

其中之沉木(12)由輸送管(3)送出水面後係掉 落於該容置部(4)中，以隨夾帶淤泥(11)之水而通往分離設備。於分離手段中，係以夾帶淤泥(11)之水將沉木(12)帶往分離設備之流道(5)中，流道(5)於途中以該輸送帶(6)將沉木(12)由水中帶離。於清除手段中利用船隻(8)承載於輸送帶(6)挑出之沉木(12)並運出水庫(1)，而夾帶淤泥(11)之水流經輸送帶(6)後透過該加壓渦輪(7)加壓而朝水庫(1)之攔污柵方向排送。

由上述之說明不難發現本發明之優點，在於利用本發明之水庫淤泥、沉木清除裝置，透過平台(2)在水庫(1)範圍內移動，而將水庫(1)中之淤泥(11)及小型之沉木(12)以流程作業抽取、分離及清運，不需再透過潛水人員潛入水庫(1)中作業，因此可節省聘請潛水人員之人事成本，並可排除潛水人員於水中作業可能造成之危險。此外，水庫(1)中之淤泥(11)及沉木(12)於清除時係由抽取設備一併抽取，與習知技術相較之下，相對可節省小型沉木(12)取出之作業時間而提高工作效率。

以上所述實施例之揭示係用以說明本發明，並非用以限制本發明，故舉凡數值之變更或等效元件之置換仍應隸屬本發明之範疇。

由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本發明的 確可達成前述目的，並且在同類製程或產品中均未見有類似之發表，實已符合專利法之規定，爰依法俱文提出專利申請。

(習用部分)

無

(本發明部分)

(1)‧‧‧水庫

(11)‧‧‧淤泥

(12)‧‧‧沉木

(2)‧‧‧平台

(3)‧‧‧輸送管

(31)‧‧‧沉水泵浦

(311)‧‧‧出口管路

(32)‧‧‧空氣壓縮機

(321)‧‧‧出口管路

(33)‧‧‧開口

(34)‧‧‧凸部

(35)‧‧‧空間

(36)‧‧‧穿孔

(37)‧‧‧穿孔

(38)‧‧‧給水泵浦

(39)‧‧‧氣壓泵浦

(381)‧‧‧管路

(391)‧‧‧管路

(4)‧‧‧容置部

(5)‧‧‧流道

(6)‧‧‧輸送帶

(61)‧‧‧承接部

(7)‧‧‧加壓渦輪

(8)‧‧‧船隻

第1圖係本發明之清除流程圖。

第2圖係本發明之清除裝置結構圖。

第3圖係本發明之輸送管於底部之局部結構圖。

第4圖係本發明之清除裝置於清除作業之示意圖。

(1)‧‧‧水庫

(11)‧‧‧淤泥

(12)‧‧‧沉木

(2)‧‧‧平台

(3)‧‧‧輸送管

(31)‧‧‧沉水泵浦

(32)‧‧‧空氣壓縮機

(33)‧‧‧開口

(38)‧‧‧給水泵浦

(39)‧‧‧氣壓泵浦

(381)‧‧‧管路

(391)‧‧‧管路

(4)‧‧‧容置部

(5)‧‧‧流道

(6)‧‧‧輸送帶

(61)‧‧‧承接部

(7)‧‧‧加壓渦輪

(8)‧‧‧船隻

Claims (5)

1. 一種水庫淤泥、沉木清除裝置，其係包括：一平台，其係浮設於水面且於水庫範圍內浮移；一輸送管，係由平台向下伸設至水庫底部，此輸送管於平台下之末端具有一抽取淤泥及沉木之開口，且輸送管於此開口處之底緣設有數個向下凸出且間隔設置之凸部，二凸部之間形成可供水流動之空間；至少一將輸送管內之水向水面引流之沉水泵浦，係設於輸送管鄰近該開口處；至少一於輸送管內輸入氣體之空氣壓縮機，係設於輸送管之開口與沉水泵浦接設處間之範圍內；一於沉木浮出輸送管時承接之容置部，其係設於輸送管於平台上之末端；一供沉木隨夾帶淤泥之水流通之流道，其係與該容置部之側邊連通；一將沉木於水中由該流道帶離之輸送帶，此輸送帶係設於該流道途中；一將夾帶淤泥之水於流道中加壓之加壓渦輪，係設於輸送帶後方之流道中，且將夾帶淤泥之水朝水庫之攔污柵方向排送。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之水庫淤泥、沉木清除裝置，其中，該流道於輸送帶設置處下陷後向後延伸， 以便於沉木承接於該輸送帶上傳送，且流道因此形成高低水位差，以便於夾帶淤泥之水朝後方流動。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之水庫淤泥、沉木清除裝置，其中，該輸送帶係於環周伸設有隨輸送帶環繞之承接部，且以承接部於承接沉木後隨輸送帶之輸送方向傳送。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之水庫淤泥、沉木清除裝置，其中，該輸送管於環周設有朝斜上貫穿入管內之穿孔，且對應之沉水泵浦係以出口管路亦朝斜上接設於穿孔。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之水庫淤泥、沉木清除裝置，其中，該平台上更設有至少一供水沖刷該輸送管底部淤泥之給水泵浦，以及至少一由該輸送管底部供氣至輸送管內之氣壓泵浦，此給水泵浦與氣壓泵浦分別以管路沿該輸送管外側朝下延伸至輸送管底部，其中該給水泵浦連接之管路於輸送管底部之末端係開口朝下，且該氣壓泵浦連接之管路於該輸送管底部之末端係回折至輸送管內。