JP2751024B2 - 吸引装置の吸引調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地下工事やトンネル工
事の掘削時に発生する湧水や泥水等を高揚程で吸引する
装置に使用される吸引調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地下工事等に用いられる吸引装置
では、図４に示される構成の吸引装置３００が知られて
いる（特開平５−２８００６９号公報）。この装置３０
０は、縦方向または斜方向に掘削された掘削坑５内に配
されたホース３に対し、吸引ポンプ１の吸引力の及ぶ間
隔毎に複数の密閉タンク６を接続している。各密閉タン
ク６では、上方からのホース３ａの下端を下方に垂下
し、下方からのホース３ｂの上端を上方に立ち上げ、且
つ、ホース３ｂの上端がホース３ａの下端より高い位置
に配されている。このような構成により、吸引装置３０
０は地上に設置された吸引ポンプ１により減圧されるバ
キュームタンク２にホース３を接続し、掘削坑５内のヘ
ドロ４を空気流に乗せて吸引するというものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
開示されている吸引装置３００では、ヘドロ４を空気流
に乗せて吸引するために、ホース３の吸込口３ｃの一部
をヘドロ４の液面上に配してヘドロ４を空気と共に吸引
する必要があり、液位の変化と共に常に吸込口３ｃの一
部をヘドロ４の液面上に配せねばならず、ヘドロ４の吸
引時の作業性がよくないという問題がある。また、装置
３００は、密閉タンク６を複数個設けた多段構成として
いるが、密閉タンク６の２段目以降は必ずしも空気が吸
引されるわけではないために、ヘドロ４のみがホース３
中に吸引される。これにより、装置３００の揚程が低下
し、ホース３中にヘドロ４が詰まるため、ヘドロ４を高
所に吸引するには、吸引ポンプ１を一時停止してヘドロ
４を抜く作業を行わねばならず、作業性が著しく低下す
るという問題がある。尚、この時、装置３００内が大気
圧に開放されるために、ホース３の途中まで吸引された
ヘドロ４は逆流する。

【０００４】従って、本発明の目的は、空気流入を自動
調整する機能を設け、常にヘドロと共に空気を吸引し、
その吸引した空気の作用によってヘドロを押し上げるこ
とにより、高揚程で、ホース中にヘドロが詰まることの
ない吸引装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の構成は、地下の掘削坑内等の低所において
生じる涌水や泥水等を、高所に設けられた真空ポンプ
と、それに接続されたホースを用いて高揚程で高所に吸
引する吸引装置のホースの吸入端付近または中継点に設
けられる吸引調整装置において、真空ポンプの吸入圧に
より、泥水等が吸い込まれる第一の吸引口と、空気が吸
い込まれる第二の吸引口と、該第一の吸引口より低く設
けられ、該第一の吸引口及び該第二の吸引口から吸引し
た物質が吐出される吐出口とが設けられたタンクと、そ
のタンク内に吸引された泥水等の液位を検出する液位検
出手段と、第二の吸引口に設けられ、第二の吸引口を開
閉する電磁弁と、液位検出手段からの検出値が所定の値
に達した時に、電磁弁をＯＮし、第二の吸引口を開と
し、液位検出手段からの検出値が該所定の値に達してい
ない時に、電磁弁をＯＦＦし、第二の吸引口を閉とする
制御手段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】また、第二の発明の構成は、第二の吸引口
には、電磁弁と並列に手動弁が設けられていることを特
徴とする。

【０００７】

【作用及び効果】上記構成から成る本発明の第一の作用
は、泥水等を吸い込む第一の吸引口に加えて、空気を吸
い込む第二の吸引口をタンクに設け、液位検出手段にて
タンク内の液位を検出し、所定の位置に液位が達した時
に、制御手段により第二の吸引口に設けられた電磁弁を
ＯＮして第二の吸引口を開とすることであり、その効果
は、ホースの吸込口の全部分を液中に配しても、泥水と
共に空気を自動調整して吸い込むことができるため、泥
水の液位の変化に伴い常にホースの吸込口の一部を泥水
の液面上に配する必要がなく、泥水を吸引する際の作業
性が良くなることである。また、常に泥水と共に空気が
吸引されるため、吸引装置の揚程が低下せず、ホース内
に泥水が詰まることがなく、真空ポンプを一時停止して
ホース内に詰まった泥水を抜き取る必要がなく、泥水の
吸引を連続して行うことができ、泥水吸引時の作業性が
より向上する。さらに、複数のタンク間をホースで接続
して多段構造としても、各タンク内に吸引された泥水が
所定の液位に達すると、電磁弁が作動し、空気が吸引さ
れるため、吐出口からは泥水と空気との気液二相流体が
吐出されるため、良好に泥水の吸引を行うことができ、
高揚程の吸引装置とすることができる。万一、空気の流
量が少なく、タンク内の泥水の液位が吐出口の上端位置
より高くなり、吐出口から空気を含まない泥水が吐出さ
れ、吸引装置の揚程が低下し、泥水がホース内に詰まっ
たとしても、真空ポンプを停止する必要はなく、電磁弁
をＯＮすることにより、タンク内が大気圧に開放され、
タンク内の泥水の一部は泥水吸入口から逆流するが、他
の泥水は吸引装置に吸引される。（請求項１）

【０００８】第二の作用は、第二の吸引口に電磁弁と並
列に手動弁を設けることであり、その効果は、第二の吸
引口に設けられた電磁弁はＯＮ、ＯＦＦ作動のために、
第二の吸引口から吸引される空気量の調整が困難である
が、手動弁の開度を調整することによって、空気量を調
整することができ、第一の吸引口から吸引される物質の
粘度、比重、流量等の状況に応じて、吸引する空気量を
適切な量に設定し、効果的な泥水等の吸引を行うことが
できることである。（請求項２）

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１は、本発明に係わる第一実施例の構成を示
した構造図である。吸引装置に用いられるエアブースタ
ータンク（吸引調整装置に相当）１００は、主として、
その内部に泥水等を吸引してたくわえるタンク（タンク
に相当）１０と、タンク１０内の液位を検出する光学式
の液位センサ（液位検出手段に相当）４０と、第一空気
吸入口６０を開閉するソレノイドバルブ（電磁弁に相
当）５０と、液位センサ４０の検出値に基づいて、ソレ
ノイドバルブ５０のＯＮ、ＯＦＦ制御を行うＣＰＵ（制
御手段に相当）３０とから構成される。

【００１０】タンク１０は、直方体形状を成し、その上
面１０ａに液位センサ４０、ソレノイドバルブ５０、Ｃ
ＰＵ３０等とそれらの保護のためのカバー２０とが設け
られている。また、タンク１０の上面１０ａには第一空
気吸入口（第二の吸引口に相当）６０が、一方の側面１
０ｂには泥水吸入口（第一の吸引口に相当）７０が、他
方の側面１０ｃには吐出口（吐出口に相当）８０がそれ
ぞれ設けられている。泥水吸入口７０及び吐出口８０の
内径は共に４インチで、泥水吸入口７０の中心位置が吐
出口８０の中心位置より高く位置している。

【００１１】タンク１０の上面１０ａに設けられた第一
空気吸入口６０は、入口部６０ａと出口部６０ｂとから
構成され、入口部６０ａは上面１０ａに平行に形成され
ている。この第一空気吸入口６０の中間部には、タンク
１０の上面１０ａに平行に第二空気吸入口６１が出口部
６０ｂと連通するように設けられている。この第二空気
吸入口６１には手動弁（手動弁に相当）６２が設けら
れ、手動にて弁開度を調整できる構成としている。本実
施例では、第一空気吸入口６０の入口部６０ａの内径を
２５ｍｍ、出口部６０ｂの内径を３２ｍｍ、第二空気吸
入口６１の内径を２５ｍｍとした。

【００１２】続いて、エアブースタータンク１００の作
用について説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は、エアブー
スタータンク１００の作動状況を示した模式図である。
吐出口８０は図示しない真空ポンプに図示しないホース
を介して接続されており、真空ポンプの駆動により、タ
ンク１０内が減圧され、泥水吸入口７０から泥水９０が
タンク１０内に毎分３００リットルだけ吸引される。こ
の時、泥水９０の液位は、液位センサ４０にて検出さ
れ、所定の基準液位ＴＨより泥水９０の液位が低い場合
は、ソレノイドバルブ５０はＯＦＦされる（図２（ａ）
参照）。尚、本実施例では、基準液位ＴＨは、吐出口８
０の内径下端より低い位置に設定し、通常は手動弁６２
を閉に設定した。

【００１３】泥水９０の液位が基準液位ＴＨに達する
と、ＣＰＵ３０はソレノイドバルブ５０をＯＮさせ、第
一空気吸入口６０が開となり、タンク１０内に空気が吸
引される（図２（ｂ）参照）。尚、本実施例では、ソレ
ノイドバルブ５０は少なくとも所定の決められた時間だ
け（例えば、３０秒間）ＯＮ状態を維持する構成とし
た。泥水９０の液位が吐出口８０の内径下端に達する
と、泥水９０は空気と共に真空ポンプ側に吸引される
（図２（ｃ）参照）。

【００１４】このようにエアブースタータンク１００を
作動させることにより、泥水吸入口７０に接続された図
示しないホースの吸込口の全部分を液中に配した構成と
しても、常に泥水９０は空気と共に吸引されるため、液
位の変化に伴い、ホースの吸込口の一部を液面上に配す
る必要がなく、泥水９０の吸引時の作業性が向上する。
また、常に泥水９０と共に空気が吸引されるため、吸引
装置の揚程が低下せず、ホース内に泥水９０が詰まるこ
とがなく、泥水９０を連続して吸引することができ、真
空ポンプを一時停止してホース内に詰まった泥水９０を
抜き取る必要がなく、泥水９０を吸引する際の作業性が
大きく向上する。さらに、複数個のエアブースタータン
ク１００間をホースで接続し、エアブースタータンク１
００を多段構造としても、各エアブースタータンク１０
０において泥水９０の液位が所定の高さに達するとソレ
ノイドバルブ５０が作動し、泥水９０と共に空気が吸引
されるため、各ホース間を泥水９０と空気の気液二相流
体が流れ、泥水９０を良好に吸引することができ、高揚
程の吸引装置とすることができる。万一、空気の流量が
少なく、タンク１０内の泥水９０の液位が吐出口８０の
上端位置より高くなり、吐出口８０から空気を含まない
泥水９０が吐出され、吸引装置の揚程が低下し、泥水９
０がホース内に詰まったとしても、真空ポンプを停止す
る必要はない。即ち、ソレノイドバルブ５０をＯＮする
ことにより、タンク１０内が大気圧に開放され、タンク
１０内の泥水９０の一部は泥水吸入口７０から逆流する
が、他の泥水９０は吸引装置に吸引される。

【００１５】タンク１０内に吸引される泥水９０の容量
に比較して、第一空気吸入口６０から吸引される空気量
が少ない場合には、真空ポンプ側に吸引される空気量の
割合が次第に少なくなり、吸引装置の揚程が低下してく
る。このような状況下では、第一空気吸入口６０に並列
に設けられた第二空気吸入口６１の手動弁６２の開度を
調節し、タンク１０内に吸引される空気量を増加させる
ことにより、吸引装置の揚程の低下を防止することがで
きる（図２（ｄ）参照）。また、泥水９０の特性（粘
度、比重等）が変化したり、泥水９０の流量が変化して
も、手動弁６２の開度を調節し、吸引空気量を調節する
ことによって、泥水の特性等が変わっても泥水９０を良
好に吸引することができる。

【００１６】本実施例では、泥水９０をエアブースター
タンク１００の吸引対象としたが、本発明はこれに限定
されるものではなく、粘度の低い湧水や粘度の高いヘド
ロ等を適用対象としてもよい。尚、本実施例では、光学
式の液位センサ４０を用いたが、泥水９０の液位を検出
できるものであれば、液位センサ４０は機械式等の他の
方式であってもよい。

【００１７】上記構成及び作用から成るエアブースター
タンク１００の応用例として図３に泥水回収システム２
００の構成を示す。エアブースタータンク１００の泥水
吸入口７０には、泥水を吸引するためのホース１８０が
接続され、その途中には逆流防止用の逆止弁１１０が設
けられている。また、エアブースタータンク１００の吐
出口８０にはホース１８１が設けられ、ハッチタンク１
３０、排出ユニット１４０を介して真空ポンプ１６０に
接続されている。ハッチタンク１３０の下方には、固形
物を回収するズリトロ１７０が配されている。排出ユニ
ット１４０にて回収された液体は、ホース１８４を通っ
て回収タンク１５０に回収される。ホース１８４の途中
には逆流防止用の逆止弁１２０が設けられている。

【００１８】次に、泥水回収システム２００の作用につ
いて説明する。まず、真空ポンプ１６０が駆動される
と、ホース１８１を介してエアブースタータンク１００
のタンク１０内が減圧されるために、ホース１８０を介
して泥水が泥水吸入口７０からタンク１０内に吸引され
る。タンク１０内に吸引された泥水の液位が基準液位に
達すると、ソレノイドバルブがＯＮされ、第一空気吸入
口から空気が吸引され、泥水は空気と共に吐出口８０か
らホース１８１に吐出される。吐出された泥水は、ハッ
チタンク１３０にて固形物が除去され、排出ユニット１
４０にて液体が除去される。排出ユニット１４０で除去
された液体は、ホース１８４を通って回収タンク１５０
に回収される。

【００１９】このように、本発明によるエアブースター
タンク１００を用いて泥水回収システム２００を構成す
ることにより、固形物と液体とを区別して回収すること
ができる。尚、本実施例では、泥水回収システム２００
を単段のエアブースタータンク１００で構成したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、泥水等の揚程が
約６ｍを超える条件下では、エアブースタータンク１０
０を約６ｍ間隔に配した多段構成としてもよい。

【００２０】上記に示されるように、本発明によれば、
泥水等を吸い込む第一の吸引口に加えて、空気を吸い込
む第二の吸引口をタンクに設け、液位検出手段にてタン
ク内の液位を検出し、所定の位置に液位が達した時に、
制御手段により第二の吸引口に設けられた電磁弁をＯＮ
して第二の吸引口を開とすることにより、ホースの吸込
口の全部分を液中に配しても、泥水と共に空気を自動調
整して吸い込むことができるため、泥水の液位の変化と
共に常にホースの吸込口の一部を泥水の液面上に配する
必要がなく、泥水を吸引する際の作業性がよくなる。ま
た、常に泥水と共に空気が吸引されるため、装置の揚程
が低下せず、ホース内に泥水が詰まることがなく、真空
ポンプを一時停止してホース内に詰まった泥水を抜き取
る必要がなく、泥水の吸引を連続して行うことができ、
泥水吸引時の作業性がより向上する。さらに、複数のタ
ンク間をホースで接続して多段構造としても、各タンク
内に吸引された泥水が所定の液位に達すると、電磁弁が
作動し、空気が吸引されるため、吐出口からは泥水と空
気との気液二相流体が吐出されるため、良好に泥水の吸
引を行うことができ、高揚程の吸引装置とすることがで
きる。万一、空気の流量が少なく、タンク内の泥水の液
位が吐出口の上端位置より高くなり、吐出口から空気を
含まない泥水が吐出され、装置の揚程が低下し、泥水が
ホース内に詰まったとしても、真空ポンプを停止する必
要はなく、電磁弁をＯＮすることにより、タンク内が大
気圧に開放され、タンク内の泥水の一部は泥水吸入口か
ら逆流するが、他の泥水は吸引装置に吸引される。加え
て、第二の吸引口に設けられた電磁弁はＯＮ、ＯＦＦ作
動のために、第二の吸引口から吸引される空気量の調整
が困難であるが、第二の吸引口に電磁弁と並列に手動弁
を設けることにより、その手動弁の開度を調整すること
によって、空気量を調整することができ、第一の吸引口
から吸引される物質の粘度、比重、流量等の状況に応じ
て、吸引する空気量を適切な量に設定し、効果的な泥水
等の吸引を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる第一実施例の構成を示した構造
図。

【図２】本発明に係わる第一実施例の動作状況を示した
説明図。

【図３】本発明に係わる第一実施例の応用例を示した構
成図。

【図４】従来の吸引装置の構成を示した構成図。

【符号の説明】

１０ タンク ２０ カバー ３０ ＣＰＵ ４０ 液位センサ ５０ ソレノイドバルブ ６０ 第一空気吸入口 ７０ 泥水吸入口 ８０ 吐出口 ９０ 泥水 １００ エアブースタータンク

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地下の掘削坑内等の低所において生じる涌
   水や泥水等を、高所に設けられた真空ポンプとそれに接
   続されたホースを用いて高揚程で高所に吸引する吸引装
   置の前記ホースの吸入端付近または中継点に設けられる
   吸引調整装置において、 前記真空ポンプの吸入圧により、泥水等が吸い込まれる
   第一の吸引口と、空気が吸い込まれる第二の吸引口と、
   該第一の吸引口より低く設けられ、該第一の吸引口及び
   該第二の吸引口から吸引した物質が吐出される吐出口と
   が設けられたタンクと、 前記タンク内に吸引された泥水等の液位を検出する液位
   検出手段と、 前記第二の吸引口に設けられ、前記第二の吸引口を開閉
   する電磁弁と、 前記液位検出手段からの検出値が所定の値に達した時
   に、前記電磁弁をＯＮし、前記第二の吸引口を開とし、
   前記液位検出手段からの検出値が該所定の値に達してい
   ない時に、前記電磁弁をＯＦＦし、前記第二の吸引口を
   閉とする制御手段とを備えたことを特徴とする吸引調整
   装置。
2. 【請求項２】前記第二の吸引口には、前記電磁弁と並列
   に手動弁が設けられていることを特徴とする請求項１に
   記載の吸引調整装置。