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【発明の名称】 水底有害物除去装置
【発明者】 【氏名】多田 彰秀

【氏名】末永 茂則

【氏名】藤沢 義則

【氏名】浜田 英文
【要約】 【課題】本発明は、クレーンの吊り下げによって水底表層上を安定した移動が行えるとともに、バラストタンクによって有機分を含んだ汚泥層のみを吸引回収することを可能にした水底有害物除去装置を提供することを目的とするものである。

【解決手段】本発明は、底に堆積される汚泥層を起重機によって水中に吊り下げ移動しながら攪拌吸引する装置において、前記起重機によって水平上に吊下される天秤吊具２と、前記天秤吊具２下部に吊り下げられ、汚泥層を攪拌吸引する装置本体４とから構成され、前記装置本体４は、頂部７に吸引ポンプ８が配置され、下部開口部５が汚泥層に対向されるフード部６と、前記フード部６の内周に沿って設けられ、前記汚泥層を前記吸引ポンプ６へ集積舞い上がらせるジェットノズル１０と、前記フード部６の外周に沿って設けられるバラストタンク９を備える。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水底に堆積される汚泥層を起重機によって水中に吊り下げ移動しながら攪拌吸引する装置において、
前記起重機によって水平上に吊下される天秤吊具と、
前記天秤吊具下部に吊り下げられ、汚泥層を攪拌吸引する装置本体とから構成され、
前記装置本体は、
頂部に吸引ポンプが配置され、下部開口部が汚泥層に対向されるフード部と、
前記フード部の内周に沿って設けられ、前記汚泥層を前記吸引ポンプへ集積舞い上がらせるジェットノズルと、
前記フード部の外周に沿って設けられるバラストタンクを備える
ことを特徴とする水底有害物除去装置。
【請求項２】
前記ジェットノズルは、水平に対して下方向、かつ前記吸引ポンプによる水流と同じ方向への水流を生起させる内周方向へ突設される
ことを特徴とする請求項１記載の水底有害物除去装置。
【請求項３】
前記吸引ポンプを上下調整可能とした
ことを特徴とする請求項１または２記載の水底有害物除去装置。
【請求項４】
前記天秤吊具上に、該天秤吊具の重量を調整する重量調整板を積載可能とした
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の水底有害物除去装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、採泥装置に関する。詳しくは有機物が堆積された河川、湖沼あるいは港湾・漁港等の水底の表層のみを吸引する水底有害物除去装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
有機スズ化合物が漁港、漁場区域や港湾区域での海底に海底汚泥として蓄積され、これらの海域で魚類を含む種々の海産物から高濃度のトリブチルスズが検出されており、これによる魚介類への悪影響は多大なものがある事実が証明されている。
【０００３】
このことから海底に堆積される有機スズ化合物が含まれる海底汚泥の回収および処理の必要性が求められている。この海底汚泥の回収は、台船からラダーを水底に下げ、該ラダーの先端のカッターによって水底を掘削し、浮き上がった底泥を水とともにサンドポンプで吸い上げ、沈降池で沈降させることにより水と堆積物とを分離させている。
【０００４】
しかしこのような回収方法では、カッターの掘削により水域が濁り、有機分の多い汚泥が逸散して、これら有機分の多い汚泥のみを浚渫するのは困難であった。また、堆積物をそのまま浚渫するため扱い土量が多く、浚渫土の処分が困難となる問題があった。
【０００５】
そこで有機分を含んだ汚泥のみを回収する採泥装置として例えば図１０に示すものがある。この採泥装置は、水底１０１を走行する自走車にフード１０２を搭載し、フード１０２の下部の開口部１０３は、水底１０１に対向させる。そしてフード１０２の下部には、水底の堆積物を舞い上がらせるジェットノズル１０４を配置し、フード１０２の下部には、水底１０１との間を塞ぐスカート１０５を設け、フード１０２の上部には、高さの違いにより重い砂分・無機土粒子分を避けて軽い有機分を採取できる高さの位置に吸い込み口１０６が存在するようにサンドポンプ１０７を設けた構成とする（特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３１１６９６号（要約書、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら前記採泥装置では、水底に対向させたジェットノズルによって水底の堆積物を舞い上げさせて、重い砂分・無機土粒子分と軽い有機分とがふるい分けられ、重い砂分・無機土粒子分は沈降し、軽い有機分の多い汚泥のみが汚濁水と混合されてサンドポンプにより吸引される構成であり、軽い有機分の多い汚泥のみを分離させるためにスカートは分離に必要な高さの釣鐘形状となり、その上部にサンドポンプが配置するために水底では不安定な状態となる問題が生じる。したがってこのスカートを安定させながら移動させるための自走車が大型となる問題がある。
【０００８】
また、軽い有機分が含まれる汚泥層を自走車で走行する場合には、無限軌道によって汚泥層が舞い上がることが考えられ、軽い汚泥が逸散する問題が生じる。更にスカートが釣鐘形状となるために処理能力が円錐形状に比べて吸引効率が劣る問題がある。
【０００９】
いっぽう、吸引ポンプが設けられる採泥装置を、例えば台船上に設置されるクレーンによって吊り下げながら水底上を移動させる場合には、採泥装置より水の抵抗が大きくなることによりクレーンによって斜め方向に引っ張られる状態となり、採泥装置が水底に対して傾いた状態となり汚泥に吸い込みが不十分となる問題がある。
【００１０】
本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、クレーンの吊り下げによって水底表層上を安定した移動が行えるとともに、バラストタンクによって装置本体の沈降状態を調整し、有機分を含んだ汚泥層のみを吸引回収することを可能にした水底有害物除去装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明に係る水底有害物除去装置は、水底に堆積される汚泥層を起重機によって水中に吊り下げ移動しながら攪拌吸引する装置において、前記起重機によって水平上に吊下される天秤吊具と、前記天秤吊具下部に吊り下げられ、汚泥層を攪拌吸引する装置本体とから構成され、前記装置本体は、頂部に吸引ポンプが配置され、下部開口部が汚泥層に対向されるフード部と、前記フード部の内周に沿って設けられ、前記汚泥層を前記吸引ポンプへ集積舞い上がらせるジェットノズルと、前記フード部の外周に沿って設けられるバラストタンクを備える。
【００１２】
ここで、装置本体のフード部にはバラストタンクが設けられているために、フード部の沈降深さを調整し、フード部内の周縁に配置されるジェットノズルからのジェット水によって有機物を含んだ表層部分のみを吸引ポンプ下に集積しながら上昇させて吸引ポンプにより吸引回収させる。
【００１３】
また、天秤吊具の重量によって海中を水平方向に移動することにより、この天秤吊具に対してワイヤーなどによって平行上に吊り下げられる装置本体は常に水底に対して水平移動することになり、移動が支障なくスムーズ行うことができるとともに、水底に堆積する有機物を含んだ汚泥層のみの回収が可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の水底有害物質除去装置では、水底に堆積する有機物を含んだ汚泥層のみを吸引することにより回収した汚泥の処理効率が大幅に向上する。また、表層のみの吸引であるために吸引ポンプの小型化が図られ、装置自体の小型化および軽量化が可能となりクレーン船での作業操作がし易くなる。
【００１５】
また、天秤吊具を介して除去装置をクレーンによって移動させることにより、除去装置を傾けさせることなく水底上を移動させることが可能となり、これによりバラストタンクにより水底有害物除去装置を汚泥層上まで沈降させるように調整することにより水底有害物除去装置の移動に際し、汚泥層を逸散させることなく汚泥の回収作業を遂行することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１に、本発明を適用した水底有害物除去装置の一例を示す平面図、図２に、図１Ａ−Ａ線における断面説明図、図３に、図１Ｂ−Ｂ線における断面説明図を示す。
【００１７】
ここで示す水底有害物除去装置１は、クレーンによって吊り下げられる天秤吊具２と、この天秤吊具２の下部にワイヤー３によって連結される装置本体４とから構成される。
【００１８】
そこで前記装置本体４は、下部の開口部５が水底に対向するラッパ形状に拡げて形成したフード部６と、このフード部６の頂部７に設置される吸引ポンプ８と、フード部６の周縁に沿って配置されるバラストタンク９と、フード部６内の開口部５の周縁に沿って設置されるジェットノズル１０とから構成される。
【００１９】
前記フード部６の外面には補強用リブ１１が形成され、この補強用リブ１１にフック係止用リング１２が設けられる。そしてフード部６の頂部７の周囲には、フード部７内と連通状とされる空気抜き筒部１３がそれぞれ配置されるものである。
【００２０】
更に、フード部６の下端開口縁に沿ってゴム体より形成されるスカート部１４が周設されるものであり、このスカート部１４によってフード部６内への水の供給とフード部６内に溜まる堆積物の排出を行う構成とするものである。
【００２１】
また、フード部６の頂部７に設置される吸引ポンプ８は円筒形状とされる頂部７に対して吸引ポンプ８が固定されるポンプボックス１５が嵌入され、固定ボルト１６によってポンプボックス１５を頂部７に締結固定する構成とされる。したがってポンプボックス１５は頂部７内にて上下移動することができ、任意の位置高さにおいて固定ボルト１６によって固定できる構成とするものである。
【００２２】
また、吸引ポンプ８は下部に吸い込み口１７が形成され、この吸い込み口１７から吸引された汚濁水は排出パイプ１８に連結される搬送ホース１９によってバージ船上、あるいは陸地に設置される処理槽（図示せず。）に搬送される。
【００２３】
また、バラストタンク９はフード部６の外側周縁に沿って一定間隔ごとに突設される継ぎ手２０によって連結された構成とするものである。
【００２４】
次にジェットノズル１０は、フード部６内の開口部５の内周縁に沿ってリング状としたジェットノズル用パイプ２１が設置される。そしてこのジェットノズル用パイプ２１に高圧水を供給するための給水パイプ２２がフード部６外よりフード部６内のジェットノズル用パイプ２１に連通状に接続される。
【００２５】
また、ジェットノズル用パイプ２１は図４に示すように、その内周壁に沿って一定間隔ごとにジェットノズル１０が突設されるものであり、このジェットノズル１０は図５（イ）、（ロ）に示すように、水平に対して略４５度下向き、かつ内周方向に略６０度の状態で突設するものである。
【００２６】
したがって、前記ジェットノズル１０から噴出される高圧水によって、下方向きの回転水流が生起し、この水流によって水底の汚濁層を中央および上方へ巻き上げる。
また、前記吸引ポンプ８により吸い込み口１７内にて生起する水流は、前記ジェットノズル１０によって生起する回転水流と同期するように調整される。これにより吸引ポンプ８に余分な負荷を掛けずに汚濁水が吸引されることになる。
【００２７】
また、バラストタンク９はフード部６の外側周縁に沿って設置されるものであり、８個の円筒状管２３をそれぞれ接続して８角形状としたものであり、これらの円筒状管２３は、その接続部で仕切られて８個に分割された構成とするものである。そして図６に示すようにそれぞれの円筒状管２３の上下には注入口２４と空気抜き口２５が穿孔されると共に一個飛びごとの円筒状管２３の空気抜き口２５には調整用弁（図示せず。）が設けられた構成とするものである。
【００２８】
いっぽう、天秤吊具２は図７に示すように、前記バラストタンク９と略同形状の８角形の外枠体２６内の中心位置に、汚濁水を吸引するホースおよび高圧水を供給するホースを挿通するための環状部２７が支持用リブ２８によって配置される。
【００２９】
そこで前記外枠体２６の上面には、クレーンの巻上げワーヤーを引っ掛けるための係止用フック２９が４個所に設けられている。そして前記支持用リブ２８の下面には、図１で示すように装置本体３のフード部６の外面の補強用リブ１１に設けられるフック係止用リング１２と対応する位置に、同様の係止用リング３０が設けられ、これらのフック係止用リング１２と係止用リング３０にワイヤー３がそれぞれ連結されることで天秤吊具２によって装置本体４を吊り下げる構成とする。
【００３０】
また、前記天秤吊具２の支持用リブ２８上には重り用としての鋼製鉄板３１が積載されるものであり、この鋼製鉄板３１によって天秤吊具２を水中に沈めた状態でクレーンよって移動させる場合に、水の抵抗によって傾くことなく水平方向への移動ができる構成とするものである。また、前記鋼製鉄板３１は状況に応じて複数枚積載できる構成とする。
【００３１】
なお、バラストタンクは必ずしも８角形状に形成される必要性は無く、フード部の全方位へのバランスと沈下を調整できるものであれば、円形状や６角形状や四角形状などであってもかまわない。
【００３２】
以上の構成より成る本発明の水底有害物除去装置では図８に示すように、天秤吊具２の外枠体２６の上面に突設される係止用フック２９に台船Ｃ上に設置されるクレーンＡの吊上げワイヤーＢを係止させて天秤吊具２下方にワイヤー３によって連結される装置本体４を海上に吊り上げた状態で海中へと降ろすものである。
【００３３】
ここで装置本体４の吸引ポンプ８は、台船Ｃ上に搭載される発電機（図示せず。）によって作動する構成とし、吸引ポンプ８に接続される搬送ホース１９によって吸引された汚濁水はバージ船、あるいは台船Ｃ上に設けられる収納槽によって回収される。
【００３４】
ここで、クレーンＡによって水中の天秤吊具２を水平方向へ移動させる場合には、天秤吊具２の重量によってクレーンＡの吊上げワイヤーＢによって引っ張られることによる水中での抵抗力によって傾くことなく水平を維持した状態で移動する。したがって天秤吊具２の下部に吊り下げられる装置本体４はワイヤー３によって天秤吊具２と平行状態で水底Ｄ上を移動することになる。
【００３５】
そこで施工前に水底に堆積される有機分を含んだ汚泥の沈下量をテストピースで測定し、この測定された沈下量に基づいて装置本体４の沈下を計算する。次にクレーンＡによって装置本体４を水面上に降ろし、装置本体４の沈降を調整すべくバラストタンク９を調整する。
【００３６】
このバラストタンク９の調整は、一個飛びごとのバラストタンク９の円筒状管２３に穿孔される注入口と空気抜き口から水が円筒状管２３内へ流入し、いっぽう調整用弁付きの空気抜き口が設けられる円筒状管２３内へは潜水士が空気の排出量を調整しながら水の流入量を調整し、装置本体４の沈降を行うものである。
【００３７】
ここで図９に示すように、汚泥層Ｄに対して装置本体４のフード部６内の開口部５が略同一面上となるように沈降した状態で、給水パイプ２２に接続される給水ホース３２から供給される高圧水がジェットノズル１０よりフード部６内へ噴射される。
【００３８】
このジェットノズル１０の噴射と同時に吸引ポンプ８が作動する。この場合にジェットノズル１０は、水平に対して略４５度下向き、かつ内周方向に略６０度の状態で突設されることにより、フード部２内の周縁より中心下方向への水流が生起し、この水流によって汚泥が吸引ポンプ８下に集積され、この水流と同期の吸引水流の吸引ポンプ８によって汚泥のみが吸引されることになる。
【００３９】
このようにして吸引ポンプ８による水流とジェットノズル１０による水流とが同じ回転方向であるために、吸引ポンプ８に無理な負荷がかからず汚泥の逸散を防ぎ効率の良い回収が可能となる。
【００４０】
なお、本発明では港湾などの海底汚泥の回収作業について詳述したが、河川や湖沼などの限られた場所では台船を必要とせずに、岸よりクレーンによって汚泥回収作業をすることも考えられる。
【００４１】
本発明ではバランスタンクを調整することによって汚泥層と略同一面上となるようにフード部を沈降させ、かつジェットノズルによる噴射によって有機分が含まれた汚泥のみを集積して吸引ポンプにより吸引回収することが可能となる。
更に、ジェットノズルによる水の噴射によってフード部内への水の供給が行われることからフード部周辺からスカート部を介しての取水を大幅に減少させることが可能となり、フード部周辺の水の濁りを防ぐことができる。
【００４２】
また、フード部によってフード部内の汚泥が遮蔽された状態となるために汚泥がフード部外へ逸散することが無く、かつ移動に際してフード部内の有機物質以外の堆積物が吸引ポンプを通してフード部外へ排出されるとともに、天秤吊具によってフード部の移動がスムーズに行われることになる。
【００４３】
更に、吸引ポンプが装着されるポンプボックスを上下調整することにより汚泥層深さに応じての吸引量を調整することができると共に、吸引ポンプを再下端まで下降させることで水底の浚渫として活用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を適用した水底有害物除去装置の一例を示す正面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線における断面説明図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線における断面説明図である。
【図４】本発明を適用した水底有害物除去装置のジェットノズル用パイプの一部拡大説明図である。
【図５】本発明を適用した水底有害物除去装置のジェットノズルの拡大説明図である。
【図６】本発明を適用した水底有害物除去装置のバラストタンクの断面説明図である。
【図７】本発明を適用した水底有害物除去装置の天秤吊具の平面説明図である。
【図８】本発明の水底有害物除去装置の一使用例を示す説明図である。
【図９】本発明の水底有害物除去装置の作用状態を示す説明図である。
【図１０】従来の採泥装置の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 水底有害物除去装置
２ 天秤吊具
３ ワイヤー
４ 装置本体
５ 開口部
６ フード部
７ 頂部
８ 吸引ポンプ
９ バラストタンク
１０ ジェットノズル
１１ 補強用リブ
１２ フック係止用リング
１３ 空気抜き筒部
１４ スカート部
１５ ポンプボックス
１６ 固定ボルト
１７ 吸い込み口
１８ 排出パイプ
１９ 搬送ホース
２０ 継手
２１ ジェットノズル用パイプ
２２ 給水パイプ
２３ 円筒状管
２４ 注入口
２５ 空気抜き口
２６ 外枠体
２７ 環状体
２８ 支持用リブ
２９ 係止用フック
３０ 係止用リング
３１ 鋼製鉄板
３２ 給水ホース
【出願人】 【識別番号】３９００１７６８４
【氏名又は名称】大石建設株式会社
【識別番号】５０４１２４９３４
【氏名又は名称】多田 彰秀
【識別番号】５０４１２４９４５
【氏名又は名称】有限会社ラスエンジニアリング
【識別番号】５０２４１１７６８
【氏名又は名称】株式会社アクア・ティッペン
【出願日】 平成１７年９月２９日（２００５．９．２９）
【代理人】 【識別番号】１００１１４６２７
【弁理士】
【氏名又は名称】有吉 修一朗
【公開番号】 特開２００７−９２４１０（Ｐ２００７−９２４１０Ａ）
【公開日】 平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【出願番号】 特願２００５−２８３８３６（Ｐ２００５−２８３８３６）