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  • 特開-搬送装置 図1
  • 特開-搬送装置 図2
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023175279
(43)【公開日】2023-12-12
(54)【発明の名称】搬送装置
(51)【国際特許分類】
   E02F 3/88 20060101AFI20231205BHJP
【FI】
E02F3/88 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022087646
(22)【出願日】2022-05-30
(71)【出願人】
【識別番号】302060926
【氏名又は名称】株式会社フジタ
(74)【代理人】
【識別番号】100089875
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 茂
(72)【発明者】
【氏名】稲見 悠太
(57)【要約】
【課題】所定の堆積土砂の搬送量を維持しながら搬送作業を行う。
【解決手段】水中の底部に堆積した堆積土砂Dを搬送する搬送装置であって、水中に配置された筐体40と、筐体40の内部に配置された圧送ポンプ42と、筐体40に設けられ、その先端が水中の底部に配置される土砂吸い込み管14と、筐体40に設けられ、筐体40の内部に空気を供給する給気管44と、給気管44に設けられ、筐体40に供給される空気の量を調整する開閉バルブ4402と、水上に配置された真空吸引装置24と、真空吸引装置24と筐体40とを接続する真空吸引路26と、圧送ポンプ42と真空吸引路26とを接続し筐体40内の堆積土砂を真空吸引路26に圧送する圧送路30と、開閉バルブ4402を制御する制御部48とを備える。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水中の底部に堆積した堆積土砂を搬送する搬送装置であって、
水中に配置された筐体と、
前記筐体の内部に配置された圧送ポンプと、
前記筐体に設けられ、その先端が前記水中の底部に配置される土砂吸い込み管と、
前記筐体に設けられ、前記筐体の内部に空気を供給する給気管と、
前記給気管に設けられ、前記筐体に供給される空気の量を調整する開閉バルブと、
水上に配置された真空吸引装置と、
前記真空吸引装置と前記筐体とを接続する真空吸引路と、
前記圧送ポンプと前記真空吸引路とを接続し前記筐体内の堆積土砂を前記真空吸引路に圧送する圧送路と、
前記開閉バルブを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする搬送装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記筐体に蓄積された堆積土砂の量に応じて前記開閉バルブを調整して前記筐体内に空気を供給させる、
ことを特徴とする請求項1記載の搬送装置。
【請求項3】
前記筐体に蓄積された堆積土砂の量を検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、検出された堆積土砂の量に応じて前記開閉バルブを調整して前記筐体内に空気を供給させる、
ことを特徴とする請求項2記載の搬送装置。
【請求項4】
前記給気管は、一方の端部が前記筐体の上面に取り付けられ、他方の端部が水上に位置している、
ことを特徴とする請求項1記載の搬送装置。
【請求項5】
前記搬送装置は、浚渫作業に用いられ、水中の底部に堆積した堆積土砂を回収して搬送する、
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項記載の搬送装置。
【請求項6】
前記搬送装置は、トンネルの立坑の掘削作業に用いられ、水中の底部に堆積した堆積土砂を回収して搬送する、
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、搬送装置に関する。
【背景技術】
【0002】
河川、運河、湖、ダム貯水池、ポンプ沈砂池などの水中の底部に堆積した堆積土砂を取り除く搬送装置として浚渫装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1の浚渫装置では、吸引ポンプにより堆積土砂を吸引する際に圧送ポンプによる搬送を併用して水と堆積土砂を回収タンクに搬送している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2020-45661号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1の浚渫装置では、まず吸引ポンプによって吸引ノズルから中間ユニットの筐体まで堆積土砂を吸引して回収し、その後第1圧送ポンプと吸引ポンプとによって筐体内の堆積土砂を水上の回収タンクまで搬送している。そうすると、筐体内に蓄積された堆積土砂の量によって筐体の内部の圧力が変化してしまうため、筐体から回収タンクまでの堆積土砂の搬送量も変化してしまい、所定の搬送量を維持しながら堆積土砂の搬送作業を行うことが困難となっていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、所定の搬送量を維持しながら堆積土砂の搬送作業を行う上で有利な搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述した目的を達成するため本発明の一実施形態は、水中の底部に堆積した堆積土砂を搬送する搬送装置であって、水中に配置された筐体と、前記筐体の内部に配置された圧送ポンプと、前記筐体に設けられ、その先端が前記水中の底部に配置される土砂吸い込み管と、前記筐体に設けられ、前記筐体の内部に空気を供給する給気管と、前記給気管に設けられ、前記筐体に供給される空気の量を調整する開閉バルブと、水上に配置された真空吸引装置と、前記真空吸引装置と前記筐体とを接続する真空吸引路と、前記圧送ポンプと前記真空吸引路とを接続し前記筐体内の堆積土砂を前記真空吸引路に圧送する圧送路と、前記開閉バルブを制御する制御部とを備えることを特徴とする。
また、本発明の一実施形態は、前記制御部は、前記筐体に蓄積された堆積土砂の量に応じて前記開閉バルブを調整して前記筐体内に空気を供給させることを特徴とする。
また、本発明の一実施形態は、前記筐体に蓄積された堆積土砂の量を検出する検出部をさらに備え、前記制御部は、検出された堆積土砂の量に応じて前記開閉バルブを調整して前記筐体内に空気を供給させることを特徴とする。
また、本発明の一実施形態は、前記給気管は、一方の端部が前記筐体の上面に取り付けられ、他方の端部が水上に位置していることを特徴とする。
また、本発明の一実施形態は、前記搬送装置は、浚渫作業に用いられ、水中の底部に堆積した堆積土砂を回収して搬送することを特徴とする。
また、本発明の一実施形態は、前記搬送装置は、トンネルの立坑の掘削作業に用いられ、水中の底部に堆積した堆積土砂を回収して搬送することを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明の一実施形態によれば、内部に圧送ポンプが配置された筐体に設けられた給気管に、筐体に供給される空気の量を調整する開閉バルブが設けられ、制御部により開閉バルブを制御することで筐体内の圧力のバランスを調整し、所定の搬送量を維持しながら堆積土砂の搬送作業を行う上で有利となる。
また、制御部により、筐体に蓄積された堆積土砂の量に応じて開閉バルブを調整して筐体内に空気を供給させる構成とすれば、筐体内の圧力のバランスを調整する上で有利となる。
また、筐体に蓄積された堆積土砂の量を検出する検出部をさらに備えた構成とすれば、開閉バルブを調整して筐体内に適正な空気を供給する上で有利となる。
また、給気管の一方の端部が筐体の上面に取り付けられ、他方の端部が水上に位置している構成とすれば、筐体内に確実に空気を供給する上で有利となる。
また、搬送装置を水中の底部に堆積した堆積土砂を回収して搬送する浚渫作業に用いると、効率よく浚渫作業を行う上で有利となる。
また、搬送装置を水中の底部に堆積した堆積土砂を回収して搬送するトンネルの立坑の掘削作業に用いると、効率よく掘削作業を行う上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】本実施形態の浚渫装置を示す概要図である。
図2】本実施形態の浚渫装置の中継ポンプユニットの配置説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
搬送装置は、水中の底部に堆積した堆積土砂を搬送するものである。
本実施形態では、搬送装置を、河川、運河、湖、ダム貯水池、ポンプ沈砂池などの水中の底部に堆積した堆積土砂を回収して浚渫する浚渫装置に適用した場合について説明する。
堆積土砂は、比重および粘性の高い汚泥や泥土等を含んでおり、浚渫装置10では、堆積土砂の水中吸引、鉛直搬送および水平搬送を一貫して連続的に行う。
本実施形態の浚渫装置10は、ダム貯水池Wの底部Bに堆積した堆積土砂Dを浚渫する。
【0009】
図1、2に示すように、浚渫装置10は、中継ポンプユニット12と、土砂吸い込み管14と、オーガ付き吸引機16と、回収タンク20と、フィルタ22と、真空吸引装置24と、真空吸引路26と、圧送路30と、搬送ポンプ34と、回収土砂処理設備36(振動ふるい、濁水処理設備、沈砂池等)と、を備えて構成されている。
回収タンク20、フィルタ22、真空吸引装置24、搬送ポンプ34、および回収土砂処理設備36は、陸上(水上)に配置されている。
【0010】
中継ポンプユニット12は、筐体40と、圧送ポンプ42と、給気管44と、真空ゲージ46と、センサ47と、制御部48と、備えて構成されている。
筐体40は、直方体形状で水密に構成されており、ダム貯水池Wの水中に配置されている。
筐体40は、台船90上に設置された門型設備92のワイヤーロープ9202により昇降可能に吊り下げられており、筐体40に取り付けられた土砂吸い込み管14およびオーガ付き吸引機16は、筐体40の下降にともなってダム貯水池Wの底部Bまで下降される。
圧送ポンプ42は、筐体40の内部に配置されており、後述する圧送路30により筐体40内の堆積土砂Dを上方に向けて圧送する。
【0011】
給気管44は、筐体40に設けられ、筐体40の内部に空気を供給する。
具体的には、本実施形態の給気管44は、一方の端部が筐体40の上面に取り付けられ、筐体40の上方に向けて延在した他方の端部が水上に位置しており、空気を取り入れられるよう設置されている。
給気管44には、筐体40に供給される空気の量を調整する開閉バルブ4402が設けられている。この開閉バルブ4402により真空吸引路26および圧送路30への圧力を調整することができ、筐体40から回収タンク20へ所定の搬送量を維持しながら堆積土砂Dを搬送できる。
真空ゲージ46は、筐体40内の圧力(負圧)を測定する計器である。
センサ47は、筐体40に蓄積された堆積土砂Dの量を検出する検出部である。例えば、センサ47は、堆積土砂Dの水位を検出して堆積土砂Dの量を検出する。
【0012】
制御部48は、給気管44に設けられた開閉バルブ4402を制御する。なお、制御部48の機能はコンピュータのプロセッサ上で図示しないメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現することができる。
制御部48は、筐体40に蓄積された堆積土砂Dの量、すなわちセンサ47により検出された堆積土砂Dの量に応じて開閉バルブ4402を調整して筐体40内に空気を供給させる。
例えば、筐体40に堆積土砂Dの水が充満してくると、真空吸引装置24よりも圧送ポンプ42の負荷が過剰となり、真空吸引装置24による搬送量が低下する。
したがって、制御部48は、堆積土砂Dの量が予め定めた第1基準値以上となった場合、開閉バルブ4402を所定の比率で開放して筐体40内に空気を供給する。これにより、筐体40内で気流搬送が発生し、蓄積している堆積土砂Dの中に空気が混ざることで、筐体40内の空気の量が調整され堆積土砂Dが搬送され易くなる。
また、筐体40に堆積土砂Dの水が減少してくると、圧送ポンプ42よりも真空吸引装置24の負荷が過剰となり、圧送ポンプ42による搬送量が低下する。
したがって、制御部48は、予め定めた第2基準値以下となった場合、開閉バルブ4402を所定の比率で開放し、筐体40内に空気を供給する。これにより、筐体40内の空気の量が調整され堆積土砂Dが搬送され易くなる。
このように制御部48は、圧送ポンプ42および真空吸引装置24それぞれの機能が最大限出力されるよう、筐体40に供給する空気を調整するよう開閉バルブ4402を制御する。
【0013】
土砂吸い込み管14は、筐体40に設けられ、その先端が水中の底部Bに配置される。
具体的には、土砂吸い込み管14は、後端が筐体40の底面に取り付けられ、筐体40の下方に向けて延在した先端に傾斜した吸引口1402が設けられ、吸引口1402がダム貯水池Wの水中の底部Bに挿入するよう配置されている。
土砂吸い込み管14は、オーガ付き吸引機16により掘削された堆積土砂Dを吸引し、筐体40に搬送する。
【0014】
オーガ付き吸引機16は、土砂吸い込み管14の先端付近に設けられ、水中の底部Bに堆積した堆積土砂Dを掘削して切り崩すものであって、掘削刃1602(オーガ)を備えて構成されている。掘削刃1602は、不図示のモータの駆動力が伝達されることで回転する。
オーガ付き吸引機16は、例えば掘削機(特開2021-32005号公報)に記載された掘削機など、公知の様々なものを適用可能である。
【0015】
回収タンク20は、後述する真空吸引路26の途中に介設されて陸上(水上)に配置され、真空吸引路26によって搬送されてきた堆積土砂Dを回収する。回収された堆積土砂Dは、搬送ポンプ34により回収土砂処理設備36に排出される。
回収タンク20は、真空吸引路26による堆積土砂Dの吸引と、回収した堆積土砂Dの排出とを並行して連続的に実行できる機能を有している。
回収土砂処理設備36は、搬送された堆積土砂Dを固体と水とに分離する固液分離装置など従来公知の様々な設備が採用可能である。分離された固体は、例えば排砂地等に運ばれたり、埋め立てに用いられ、分離された水は、例えば排水処理設備等で浄化した後、ダム貯水池Wに戻される。
【0016】
真空吸引装置24は、例えば単一の真空ポンプであって、陸上(水上)に配置され、フィルタ22を介して土砂吸い込み管14および真空吸引路26を吸引する。これにより、土砂吸い込み管14、筐体40、真空吸引路26、および回収タンク20の内部は負圧を維持される。
【0017】
真空吸引路26は、真空吸引装置24と筐体40とを接続する真空吸引管により形成された吸引経路である。そして、真空吸引路26の途中に、回収タンク20とフィルタ22とが介設されている。
【0018】
圧送路30は、圧送ポンプ42と真空吸引路26とを接続する圧送管により形成された圧送経路であって、筐体40内の堆積土砂Dを真空吸引路26に圧送する。
【0019】
ここで、本実施形態の浚渫装置10によるダム貯水池Wの水中の底部Bから回収タンク20までの揚程について説明する。
真空吸引装置により水中の底部の堆積土砂を吸引して上方の回収タンクに搬送する場合、絶対真空条件下であってもトリチェリの原理により揚程は10m(760mmHg)以下が好ましいとされている。
したがって、水中の底部Bから筐体40の下端までの高さh1は、6~9mに設定している。また、筐体40の下端から回収タンク20の真空吸引路26の接続位置までの高さh2は、圧送ポンプ42の性能にも依存するが、本実施形態では、6~9mに設定している。つまり、本実施形態の浚渫装置10は、ダム貯水池Wの底部Bから回収タンク20までの高さHが12m~18mの揚程となっている。
【0020】
次に、本実施形態の浚渫装置10の浚渫作業の流れについて説明する。
中継ポンプユニット12に真空吸引管および圧送管を接続することで、真空吸引路26および圧送路30を形成する。
台船90を堆積土砂Dを回収すべきダム貯水池Wの底部Bの上方に移動させて停止し、門型設備92のワイヤーロープ9202により、土砂吸い込み管14およびオーガ付き吸引機16が設けられた中継ポンプユニット12をダム貯水池Wの底部Bに向けて降下させる。
オーガ付き吸引機16の掘削刃1602がダム貯水池Wの底部Bに到達したら、真空吸引装置24によって土砂吸い込み管14の吸引口1402から水を吸引させ、吸引口1402に向かって流れる水流を発生させる。
そして、不図示のモータを駆動して掘削刃1602を回転させ、掘削刃1602により堆積土砂Dを掘削して切り崩し、真空吸引装置24により土砂吸い込み管14から堆積土砂Dを吸引する。土砂吸い込み管14により吸引された堆積土砂Dは、筐体40の内部に搬送され回収される。
【0021】
次に、圧送ポンプ42によって筐体40の内部に回収された堆積土砂Dが圧送され、圧送路30を通って真空吸引路26に向けて搬送され、真空吸引路26に合流する。そして、合流した堆積土砂Dは、真空吸引装置24と圧送ポンプ42とにより真空吸引路26を通って回収タンク20に搬送される。
一方で、真空吸引装置24によって筐体40の内部に回収された堆積土砂Dの一部が、筐体40から真空吸引路26を通って、回収タンク20に搬送される。
すなわち、真空吸引装置24によって吸引され搬送された堆積土砂Dと、圧送ポンプ42により圧送された堆積土砂Dは、圧送路30と真空吸引路26の接続箇所において合流し、回収タンク20に搬送される。
この搬送過程において、制御部48は、開閉バルブ4402を制御することで、開閉バルブ4402を調整して筐体40内に空気を供給させ、効率よく堆積土砂Dを搬送させる。
そして、回収タンク20に回収された堆積土砂Dは、回収土砂処理設備36に排出され、回収土砂処理設備36により、個体と水とに分離され所定の処理が行われる。
【0022】
このように、本実施形態の浚渫装置10によれば、内部に圧送ポンプ42が配置された筐体40に設けられた給気管44に、筐体40に供給される空気の量を調整する開閉バルブ4402が設けられ、制御部48により開閉バルブ4402を制御することで筐体40内の圧力のバランスを調整し、所定の搬送量を維持しながら堆積土砂Dの搬送作業を行う上で有利となる。
また、制御部48により、筐体40に蓄積された堆積土砂Dの量に応じて開閉バルブ4402を調整して筐体40内に空気を供給させる構成としたため、筐体40内の圧力のバランスを調整する上で有利となる。
また、筐体40に蓄積された堆積土砂の量を検出するセンサ47を備えた構成としたため、開閉バルブ4402を調整して筐体40内に適正な空気を供給する上で有利となる。
また、給気管44の一方の端部が筐体40の上面に取り付けられ、他方の端部が水上に位置している構成としたため、筐体40内に確実に空気を供給する上で有利となる。
また、搬送装置を水中の底部に堆積した堆積土砂Dを回収して搬送する浚渫作業に用いると、効率よく浚渫作業を行う上で有利となる。
【0023】
上記実施形態では、搬送装置を浚渫装置10として用いてダム貯水池Wの浚渫作業を行う例を示したが、堆積土砂Dや泥土などを回収して搬送するあらゆる施工対象地域に用いる装置に適用可能である。例えば、搬送装置を、水中の底部に堆積した堆積土砂や泥土などを回収して搬送するトンネルの立坑の掘削作業に用いてもよい。これにより、効率よく掘削作業を行う上で有利となる。
【0024】
上記実施形態では、一つの中継ポンプユニット12を配置した構成としたが、複数の中継ポンプユニットを複数配置する構成としてもよい。その場合、各筐体間の上下方向の高さ(揚程)は、6m~9mに設定することが好ましい。
また、上記実施形態では、圧送路30が真空吸引路26に合流したのち、回収タンク20に接続された構成となっているが、圧送路と真空吸引路とを別個に回収タンク20に接続する構成としてもよい。しかし、本実施形態にように圧送路30を真空吸引路26に合流させた構成とすると、各種配管の配置が煩雑となることを回避でき、コストを削減できる。
また、上記実施形態では、単一の真空吸引装置24が配置された構成となっているが、複数の真空吸引装置24を配置した構成としてもよい。しかし、真空吸引装置24は高価であるため、本実施形態のように、圧送ポンプを配置した中継ポンプユニットを設けて、所望の揚程における堆積土砂を搬送したほうがコストを削減できる。
【符号の説明】
【0025】
10 浚渫装置
12 中継ポンプユニット
14 土砂吸い込み管
16 オーガ付き吸引機
20 回収タンク
22 フィルタ
24 真空吸引装置
26 真空吸引路
30 圧送路
34 搬送ポンプ
36 回収土砂処理設備
40 筐体
42 圧送ポンプ
44 給気管
4402 開閉バルブ
46 真空ゲージ
48 制御部
90 台船
92 門型設備
図1
図2