(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に土砂投入口を有するホッパーの前壁に土砂排送管を備え、後壁に第１圧送用シリンダー及び第２圧送用シリンダーを備え、第１圧送用シリンダーに内装された第１ピストンが後退してホッパー内の土砂を吸入した後にホッパー内に設けた揺動式連結パイプにて土砂排送管開口部と第１圧送用シリンダー開口部を連結して第１ピストンを前進させて第１圧送用シリンダー内の土砂を排送管を介して吐出圧送し、この間に第２圧送用シリンダーに内装した第２ピストンを後退させてポッパー内の土砂を吸入し第１圧送用シリンダー内の土砂が吐出圧送完了すると当該揺動式連結パイプが切り換えられ、当該土砂排送管開口部と第２圧送用シリンダー開口部を連結して第２ピストンを前進させて第２圧送用シリンダー内の土砂を同一土砂排送管を介して吐出圧送する工程をくり返す複動ピストン式圧送機の当該ホッパーの底部に加水管を備え、このホッパー底部から揺動式連結パイプに向けて水を圧入した水流にて土砂を撹拌することにより、シリンダー内への土砂の吸入を容易にし、ピストンにて当該土砂を圧送することを特徴とする土砂圧送機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土砂等を搬送する圧送機の土砂の流動性を向上させるのに効果的な高圧水土砂撹拌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
河川や湖沼から浚渫された土砂等は油圧駆動ピストン式、空気圧送式、アンローダ式等の各種圧送手段にて埋立地等の処分場に搬送されているが、特に油圧駆動ピストン式圧送機は圧送速度が約４ｋｍ／時程度と他の方法に比較してゆるやかなので土砂吐出口での汚濁の拡散が少なく環境に優しい特徴を有している。
【０００３】
その構造の例として複動ピストン式圧送機を図１の模式図にて説明すると、この模式図は装置の上部から見た状態を示し、ホッパー３の前壁に土砂排送管４、後壁に２本のシリンダー（第１圧送用シリンダー１、第２圧送用シリンダー２）を並列させて設け、この土砂排送管開口部４１と２本のシリンダーの開口部１２、２２とを交互に連結する弁機能を有する揺動式連結パイプ５が備えられている。
また、２本のシリンダー内にはそれぞれ第１ピストン１１、第２ピストン２１が内装され、これらを作動するために第１油圧シリンダー１３、第２油圧シリンダー２３及び油圧切換弁６が備えられている。
【０００４】
次に土砂の圧送原理を図２にて説明すると、図２、（イ）に示すように第１圧送用シリンダー内の第１ピストンが後退するとホッパー内に投入された土砂が第１圧送用シリンダー内に吸入される。
この間に揺動式連結パイプ５は、土砂排送管開口部４１と第２圧送用シリンダーの開口部２２の間を連結していて第２シリンダー内の第２ピストンが前進して第２圧送用シリンダー内の土砂を圧送していることになる。
第１ピストンの後退が完了すると、揺動式連結パイプが切り換えられ、土砂排送管開口部と第１シリンダー開口部１２とを連結し、次に第１ピストン１１が前進して第１圧送用シリンダー内の土砂が排送管に圧送される。
このような工程を、交互に繰り返すことで、土砂が搬送される。
【０００５】
ここで、ホッパー内に投入される土砂がいわゆるヘドロ状であれば特に問題無く連続的に圧送搬送されるが、例えば粒度の粗い砂の割合が高い河川の浚渫された土砂等は、ホッパー内に固く堆積しやすく流動性を失うと、シリンダー内に吸入され難くなり、その結果として搬送効率が低下したり、最悪の場合には、搬送不能になったり、ホッパー内の揺動式連結パイプの弁切換えが阻害されたりするという技術的課題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑みてピストン式土砂圧送機のホッパー内に投入された土砂の流動性を向上又は維持させることにより、安定して圧送搬送できる土砂圧送機用高圧水土砂撹拌装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、土砂が投入されるホッパー部から、ピストンを後退させてシリンダー内に土砂を吸入後、弁切り換え手段にてシリンダー開口部を排送管に連結し、ピストンにて吐出圧送する土砂圧送機のホッパー部の底部に加水管を備え所定量の水を圧入して土砂を撹拌することにより、土砂の流動性を向上させシリンダー内への土砂の吸入を容易にした。その結果、ピストンにて確実に土砂が圧送出来、土砂圧送機の圧送効率を向上させることができた。
特に、上部に土砂投入口を有するホッパーの前壁に土砂排送管を備え、後壁に第１圧送用シリンダー及び第２圧送用シリンダーを備え、第１圧送用シリンダーに内装された第１ピストンが後退してホッパー内の土砂を吸入した後にホッパー内に設けた揺動式連結パイプにて土砂排送管開口部と第１圧送用シリンダー開口部を連結して第１ピストンを前進させて第１圧送用シリンダー内の土砂を排送管を介して吐出圧送し、この間に第２圧送用シリンダーに内装した第２ピストンを後退させてポッパー内の土砂を吸入し第１圧送用シリンダー内の土砂が吐出圧送完了すると当該揺動式連結パイプが切り換えられ、当該土砂排送管開口部と第２圧送用シリンダー開口部を連結して第２ピストンを前進させて第２圧送用シリンダー内の土砂を同一土砂排送管介して吐出圧送する工程をくり返す複動ピストン式圧送機の当該ホッパーの底部に加水管を備え、このホッパー底部から揺動式連結パイプに向けて水を圧入した水流にて土砂を撹拌することにより土砂の流動性を向上させた。
【０００８】
このような構成を採用したことにより、図３に本発明に係るホッパー部分の側面模式図を示すように、ホッパー３の上部開口部３１から土砂等が投入され、ホッパー底部３２に堆積しようとしてもホッパー底部加水管３３から水が圧入されているので、この水流により土砂が撹拌状態になっているので流動性が高く第１圧送用シリンダー又は第２圧送用シリンダーにそれぞれのピストンにて確実に吸入出来るので連続的に安定して圧送搬送ができ、揺動連結パイプの弁切換動作に土砂がかむことも防止するように作用する。
従って圧入する水圧や水量は土砂の性質やシリンダー等の大きさに合わせて選定する必要があるが、土砂を撹拌させるのには３気圧以上の水圧が望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の望ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。
図４に圧送機全体の平面図を示し、図５にホッパー部の平面図、図６にそのＡ視図、図７にそのＢ視図をそれぞれ示す。
ホッパー３の前壁３ａには、搬送先、例えば、２００〜３００ｍ離れた埋立地等まで排送管４が配管されている。
一方、ホッパーの後壁３ｂには、第１圧送用シリンダー１及び第２圧送用シリンダー２が並設され、この中に第１ピストン及び第２ピストンがそれぞれ内装され、第１油圧シリンダー１３及び第２油圧シリンダー２３にてそれぞれ前後方向に作動させる構造になっている。
ホッパー内部には、図８にその拡大図を示すように略Ｓ字状の揺動連結パイプ５が備えられ、図６に示すようにバルブシリンダー５１にて第１圧送用シリンダーと第２圧送用シリンダー間を交互に切り換られるようになっている。
また、ホッパー上部の開口部３１には、投入される土砂の最大径が圧送シリンダー内径の１／３以下になるように格子状フィルターが取り付けられ、その上からバックホウ等の重機にて、浚渫され運搬されて来た揚土等を投入する。
【００１０】
図６、図７に示すようにホッパーの底部３２には、底蓋３２ａが蓋開閉シリンダー３２ｂにて開閉自在に取り付けられていて、この底蓋に加水管３３が２本、フレキシブルに取り付けられている。
なお、加水管の径や本数は必要とする加水量に合わせて選定される。
本実施の形態例においては、圧送シリンダー内径２８０ｍｍ、ストローク長さ２０００ｍｍ、ストローク数２０〜２５回／分の装置にて内径１８ｍｍの加水管２本を取り付け水圧約４気圧、０．７〜１．５立方メートル／分圧入した結果、含泥率３０〜４０％、比重約２．２〜２．５の粒度の粗い砂成分が多い土砂を約３立方メートル／分圧送できた。
また、ホッパーの上部に設ける格子状フィルターとして１００ｍｍ×２００ｍｍ幅のものを用いたところ約６０ｍｍ×１００ｍｍ程度の石もホッパー底部に残ることなく土砂とともに圧送できた。
【００１１】
【発明の効果】
本発明においてはホッパーの底部に加水管を設け、所定量の水を圧入する構成を採用したので、ホッパーに投入された土砂等が堆積しやすいものであってもこの圧入水により、絶えず撹拌された状態になっているので流動性が高く、確実に圧送シリンダー内に吸入され、排送されると同時に土砂が底部に固く堆積しないので弁の切り換えに対する阻害物が発生しにくく、ホッパー内部のメンテナンス性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  複動ピストン式土砂圧送方式の模式図を示す。
【図２】  圧送の原理図を示す。
【図３】  本発明に係るホッパー部の模式図を示す。
【図４】  本発明に係る高圧水土砂撹拌装置を適用した圧送機の平面図を示す。
【図５】  ホッパー部付近の平面図を示す。
【図６】  図５のＡ視図を示す。
【図７】  図５のＢ視図を示す。
【図８】  ホッパー部拡大断面図を示す。
【符号の説明】
１      第１圧送用シリンダー
１１    第１圧送用ピストン
１２    第１圧送用シリンダー開口部
１３    第１油圧シリンダー
２      第２圧送用シリンダー
２１    第２圧送用ピストン
２２    第２圧送用シリンダー開口部
２３    第２油圧シリンダー
３      ホッパー部
３１    ホッパー開口部
３２    ホッパー底部
３２ａ  ホッパー底蓋
３２ｂ  底蓋開閉シリンダー
３３    加水管
３ａ    ホッパー前壁
３ｂ    ホッパー後壁
４      排送管
４１    排送管開口部
５      揺動連結パイプ
５１    バルブシリンダー
６      油圧切換弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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