JP2782127B2 - 気圧応用による掘削吸引装置 - Google Patents

気圧応用による掘削吸引装置

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JP2782127B2 JP3210039A JP21003991A JP2782127B2 JP 2782127 B2 JP2782127 B2 JP 2782127B2 JP 3210039 A JP3210039 A JP 3210039A JP 21003991 A JP21003991 A JP 21003991A JP 2782127 B2 JP2782127 B2 JP 2782127B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、浚渫用の排送パイプ先
端に接続され、海底、川底等に溜まった礫砂、泥土等を
効率よく排送する気圧応用による掘削吸引装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】海底、川底等を浚渫するために、これま
では、クラムバケット、サンドポンプが多用されてき
た。作業性の点からは、海底、川底等を機械的に掘削
し、海底、川底等に溜まった礫砂、泥土等を吸引しやす
くしながら、パイプにより吸引排送するサンドポンプに
よる浚渫が、格段に有利とされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サンド
ポンプによる浚渫では、掘削に伴って泥土等が水中に広
く拡散するため、環境への悪影響が問題視されている。
また、排送される礫砂、泥土等に多量の水が混じり、こ
の混入水を移送させるコストが大なること、また、この
混入水の後処理が、技術的にもコスト面でも大きな問題
になっている。
【0004】本発明はかかる事情に鑑みて創案されたも
のであり、海底、川底等に溜まった礫砂、泥土等を強力
に吸い込み、しかも、泥土等を水中に拡散させるおそれ
が少なく、且つ、混入水を少なくできる気圧応用による
掘削吸引装置を提供することを目的とする。
【0005】本発明に係る気圧応用による掘削吸引装置
は、浚渫用の排送パイプ先端に接続されるパイプ状のヘ
ッダと、該ヘッダの先方へ向けてエアを噴出するべく、
ヘッダに取り付けられた第1ノズルと、前記ヘッダの内
部に吸込力を発生させるべく、その内部の奥方へ向けて
エアを噴出する第2ノズルとを具備し、前記第2ノズル
は、ヘッダの外側に設けられた環状管に複数接続され、
各第2ノズルが、ヘッダの内部へ螺旋状にエアを注入す
るべく傾斜してヘッダの内部へ挿入されていることを特
徴としている。
【0006】
【作用】第1ノズルからヘッダの先方に噴出されたエア
は、海底、川底等を掘削し、海底、川底等に溜まった礫
砂、泥土等を吸い込み易くする。第2ノズルからヘッダ
内部の奥方へ向けて噴出されたエアは、螺旋状のエア
(つまり、いわゆる龍巻同様のエア)となって、その強
力な噴出力を発揮すると共に、浮力による所謂エアリフ
ト効果も発揮して、ヘッダ内に強力な吸込力を発生させ
る。吸い込み易くなった礫砂、泥土等は、この強力な吸
込力によりヘッダ内へ次々と吸い込まれ、排送パイプを
通じて排送される。礫砂、泥土等と共に排送される水に
は、多量のエアが混じる。このエアは、混入水を相対的
に減少させ、また、水から容易に分離される。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は本発明を実施した気圧応用による掘削吸引
装置の一例を一部破断して示す側面図、図2は掘削吸引
装置に使用された第2ノズルの平面図である。
【0008】図1に示された気圧応用による掘削吸引装
置10は、パイプ状のヘッダ11を具備している。ヘッ
ダ11は、排送パイプ20とほぼ同じ管径とされ、基端
部にあるフランジ11aを吸引パイプ20の先端部にあ
るフランジ21にボルト止めすることにより、排送パイ
プ20の先端に接続されている。ヘッダ11の先端は、
中心軸に直角な平面に対して傾斜しており、先端開口部
には、先方へ丸く膨出した十字状のストレーナ12が装
着されている。
【0009】ヘッダ11の先端部には、第1ノズル13
が取り付けられている。第1ノズル13は、先端開口部
からヘッダ11の先方へエアを噴出するように、ヘッダ
11の中心軸に対して若干傾斜して、ヘッダ11の外部
から内部へ差し込まれている。この第1ノズル13は、
図示されない圧空源に接続されている。
【0010】ヘッダ11の中央部外面側には、環状管1
4が複数のステー15により同心状に支持されている。
環状管14には、上方を向いた複数本の第2ノズル16
が、周方向に等間隔で接続されている。各第2ノズル1
6は、図2に示すように、ヘッダ11の内部奥方へエア
を螺旋流にして注入するべく、中心側および周方向へ傾
斜してヘッダ11の内部へ差し込まれている。環状管1
4は、第1ノズル13と同様に、図示されない圧空源に
接続されている。
【0011】第2ノズル16からエアが注入される部分
では、ヘッダ11が拡径されており、その基端側部分で
は、逆にヘッダ11が縮径されている。その縮径部11
bから基端にかけての内面には、螺旋溝11cが設けら
れている。螺旋溝11cは、第2ノズル16から螺旋流
にして注入されるエアの旋回を促進する。同様の螺旋溝
は、排送パイプ20の内面にも設けられている。螺旋溝
は、螺旋状のフィンに替えることもできる。
【0012】ヘッダ11の基端部には、スカート状のカ
バー17が取り付けられている。カバー17は、先方へ
向けて漸次広がってヘッダ11を包囲している。このカ
バー17は、ゴム等の弾性材からなり、中心軸方向に伸
縮自在な蛇腹構造とされている。カバー17には、軸心
方向に間隔をあけて複数の補強リング18が取り付けら
ている。カバー17の先端は、ヘッダ11の先方に位置
し、補強リング18により補強されている。
【0013】このような気圧応用による掘削吸引装置1
0によれば、浚渫が次のようにして行われる。掘削吸引
装置10のヘッダ11は、排送パイプ20により、図示
されない陸上または船上の固液分離器に接続されてい
る。第1ノズル13および第2ノズル16も、図示され
ない陸上または船上の圧空源に接続されている。
【0014】浚渫の際には、掘削吸引装置10が図示さ
れないクレーン等により、先端を下方へ向けて沈められ
る。これにより、カバー17の先が海底、川底等に当た
る。この状態で、第1ノズル13からを噴出すると共
に、第2ノズル16からエアを噴出する。
【0015】第1ノズル13からエアが噴出されると、
そのエアで海底、川底等が掘削され、礫砂、泥土等が吸
い込み容易な状態になる。一方、第2ノズル16からエ
アが噴出されると、その噴出力にエアの浮力によるエア
リフト効果が相乗して、ヘッダ11の内部に先端側から
基端側へ向かう強力な吸込力が生じる。
【0016】このとき、第2ノズル16から噴出される
エアは、第2ノズル16の傾斜により螺旋流となり、そ
の旋回は、ヘッダ11の基端部から排送パイプ20にか
けての内面に設けた螺旋溝11cにより促進される。ま
た、ヘッダ11の縮径部11bでは、流速が増大され
る。これらにより、ヘッダ11内に生じる吸込力は、更
に強力なものになる。その結果、第1ノズル13からの
エア噴射で吸い込み容易な状態になった礫砂、泥土等
は、水、エアと共にヘッダ11内に次々と吸い込まれ、
排送パイプ20内を旋回しながら押し上げられて排送さ
れる。
【0017】カバー17は、海底、川底等の凹凸に沿っ
て伸縮し、エア掘削に伴う泥土の拡散を効果的に抑える
のみならず、その内部を負圧に保持し、ヘッダ11内へ
の礫砂、泥土等の吸い込みを促進する。特に、カバー1
7内に地山が入れば、急激な水流が生じ、礫等も容易に
破壊されると共に、その破壊に伴って吸込力が増し、こ
れに伴って外部の水に対する遮蔽効果も上がる。
【0018】排送パイプ20を通じて排送された水、エ
ア、礫砂、泥土等は、固液分離器に送られ、ここで、固
体分である礫砂、泥土と、流体分である水、エアとに分
離される。更に、水からエアが除去され、除去されたエ
アはそのまま廃棄され、エアを除去された水は、後処理
される。
【0019】気圧応用による掘削吸引装置10による浚
渫では、大きい吸込押上力が得られるので、排送距離が
延長されると共に、掘削に伴って拡散される泥土等がヘ
ッダ11内に強力に吸い込まれるので、カバー17のな
い場合でも、泥土等の周囲への拡散が抑えられる。水深
が深くなると、エアに大きな浮力が生じてエアリフト効
果を高めるので、深い海底、川底等も強力に浚渫され
る。礫砂、泥土等と共に排送される水に多量のエアが混
入し、混入水が著しく減少する。従って、混入水の後処
理が容易になる。水に混入したエアは、水から容易に分
離され、後処理の必要もない。
【0020】
【発明の効果】以上、本発明にかかる気圧応用による掘
削吸引装置による場合には、ヘッダの先方へ噴出される
エアで、海底、川底等が掘削され、能率よく浚渫が行わ
れる。ヘッダ内の奥方へ向けて噴出されたエアは、複数
の第2ノズルが、ヘッダの内部へ螺旋状にエアを注入す
るべく傾斜してヘッダの内部へ挿入されていることと、
ヘッダの内面に螺旋状のフィンまたは溝が設けられてい
ることとによる相乗効果によって、強力な螺旋状のエア
(つまり、いわゆる龍巻同様のエア)となって、その強
力な噴出力を発揮する。それと共に、浮力による所謂エ
アリフト効果も発揮して、ヘッダ内に強力な吸込力を発
生させる。更に、流速を高めるべく、ヘッダをエア注入
位置より奥側において縮径するように形成することもで
きるため、ヘッダ内の吸込力は極めて強力にできる。
って、高濃度の吸込ができ、また、混入水の長距離の排
送が小さい動力で可能になる。また、吸込力の増大によ
り、泥土等の水中拡散が抑えられるので、環境への悪影
響が少なくなる。水深が深くなるほどエアリフト効果が
増すので、深い海底、川底等も強力に浚渫することもで
きる。排送される水に多量のエアが混入するので、混入
水が著しく減り、固液分離および固形物から分離された
混入水の後処理が極めて容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した気圧応用による掘削吸引装置
の一例を一部破断して示す側面図である。
【図2】気圧応用による掘削吸引装置に使用された第2
ノズルの平面図である。
【符号の説明】
10 掘削吸引装置 11 ヘッダ 11b 縮径部 11c 螺旋溝 13 第1ノズル 16 第2ノズル 17 カバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−18131(JP,A) 実開 昭63−185850(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E02F 3/88

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 浚渫用の排送パイプ先端に接続されるパ
    イプ状のヘッダと、該ヘッダの先方へ向けてエアを噴出
    するべく、ヘッダに取り付けられた第1ノズルと、前記
    ヘッダの内部に吸込力を発生させるべく、その内部の奥
    方へ向けてエアを噴出する第2ノズルとを具備し、前記
    第2ノズルは、ヘッダの外側に設けられた環状管に複数
    接続され、各第2ノズルが、ヘッダの内部へ螺旋状にエ
    アを注入するべく傾斜してヘッダの内部へ挿入されてい
    ことを特徴とする気圧応用による掘削吸引装置。
  2. 【請求項2】 浚渫用の排送パイプ先端に接続されるパ
    イプ状のヘッダと、該ヘッダの先方へ向けてエアを噴出
    するべく、ヘッダに取り付けられた第1ノズルと、前記
    ヘッダの内部に吸込力を発生させるべく、その内部の奥
    方へ向けてエアを噴出する第2ノズルとを具備し、前記
    ヘッダの内面に螺旋状のフィンまたは溝が設けられてい
    ることを特徴とする気圧応用による掘削吸引装置。
  3. 【請求項3】 浚渫用の排送パイプ先端に接続されるパ
    イプ状のヘッダと、該ヘッダの先方へ向けてエアを噴出
    するべく、ヘッダに取り付けられた第1ノズルと、前記
    ヘッダの内部に吸込力を発生させるべく、その内部の奥
    方へ向けてエアを噴出する第2ノズルとを具備し、前記
    第2ノズルは、ヘッダの外側に設けられた環状管に複数
    接続され、各第2ノズルが、ヘッダの内部へ螺旋状にエ
    アを注入するべく傾斜してヘッダの内部へ挿入されてお
    り、前記ヘッダの内面には、螺旋状のフィンまたは溝が
    設けられていることを特徴とする気圧応用による掘削吸
    引装置。
  4. 【請求項4】 前記第2ノズルからヘッダの内部へ注入
    されるエアの流速を高めるべく、ヘッダがエア注入位置
    より奥側において縮径されていることを特徴とする請求
    項1〜3のいずれかに記載の気圧応用による掘削吸引装
    置。
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