(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の沈殿層を利用した土砂スラリーの分級装置は、沈殿槽内の流速の調整が難しく、分級精度の向上が困難であった。また、分級後の排水を処理する施設が離れて設置されている場合には再圧送用のポンプ施設が必要であった。【解決手段】本発明の土砂スラリーの分級装置は、密閉されており、土砂スラリー注入口１０と、上部に設けた排水口３と、底面に設けた開閉自在な沈殿物排出口９と、上記スラリー注入口に土砂スラリーを注入する手段と、余剰水を上記排水口から排水する手段とを有する。さらに、上記沈殿槽内のスラリー通過速度と堆積量の検知手段を設け、その値に応じてスラリー通過断面積を変更させて沈殿槽内のスラリー通過速度をコントロールする。本発明の土砂スラリーの分級方法では上記の沈殿槽８を２個以上設け、所望量の沈澱物が堆積した時には、これらを交互に運転するようにする。【選択図】図１
2005081334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉された沈殿槽と、上記沈殿槽の上部または上側面部に設けた土砂スラリー注入口と、上記沈殿槽の上部または上側面部に設けた排水口と、上記沈殿槽の底面に設けた開閉自在な沈殿物排出口とよりなることを特徴とする土砂スラリーの分級装置。
【請求項２】
２以上の密閉された沈殿槽と、上記各沈殿槽の上部または上側面部に設けた土砂スラリー注入口と、上記各沈殿槽の上部または上側面部に設けた排水口と、上記各沈殿槽の底面に設けた開閉自在な沈殿物排出口と、上記各沈殿槽内に順次土砂スラリーを注入する手段と、上記各沈殿槽内の余剰水を順次に排水する手段と、上記各沈殿槽の各沈殿物排出口を順次に開閉する手段とよりなることを特徴とする土砂スラリーの分級装置。
【請求項３】
上記沈殿槽内に設けた上記沈殿槽のスラリー通過断面積を変更せしめる装置と、速度センサーとを更に有し、上記速度センサーの値に応じて上記スラリー通過断面積を変更せしめ上記沈殿槽内のスラリー通過速度を所定値ならしめることを特徴とする請求項１または２記載の土砂スラリーの分級装置。
【請求項４】
上記沈殿槽内に設けた上記沈殿槽のスラリー通過断面積を変更せしめる装置と、堆積量を検知する検知装置とを更に有し、堆積量に応じて上記スラリー通過断面積を変更せしめ上記沈殿槽内のスラリー通過速度を所定値ならしめることを特徴とする請求項１または２記載の土砂スラリーの分級装置。
【請求項５】
上記沈殿槽の土砂スラリー注入口及び排水口の少なくともひとつに流量調整バルブを設け、上記沈殿槽内に速度センサーを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の土砂スラリーの分級装置。
【請求項６】
２個の密閉された第１、第２の沈殿槽の一方の沈殿槽に土砂スラリーを注入し、上記一方の沈殿槽内で上記土砂スラリーを分級しながら上記一方の沈殿槽の余剰水を排水する第１の工程と、
上記一方の沈殿槽内に所望量の沈殿物が堆積されたとき、土砂スラリーの注入と余剰水の排水を他方の沈殿槽に切り替えると共に、
上記一方の沈殿槽に沈殿した沈殿物を排出する第２の工程と、
上記他方の沈殿槽内に所望量の沈殿物が堆積されたとき、土砂スラリーの注入と余剰水の排水を上記一方の沈殿槽に切り替えると共に、
上記他方の沈殿槽に沈殿した沈殿物を排出する第３の工程と、
以下上記第２及び第３の工程を繰り返すことより成ることを特徴とする土砂スラリーの分級方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は土砂スラリーの分級方法及び装置、特に沈殿槽により土砂スラリーから砂を分離せしめる方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ浚渫船などにより得られたスラリー状の土砂を分級する方法としては、従来、図１０に示すように、スラリー状の土砂を圧送管１などを通じて、上部が開口した開水路型沈殿槽２に送り、土粒子径の差によって、細粒分のみを上水とともに排水口３から排出するようにし、上記沈殿槽２内に堆積した粒子径の大きい砂４をバックホウ５などで取り上げるようにしていた。
【０００３】
このような分級方法としては特許文献１に示すものがある。
【０００４】
また、従来、図１１に示すように、スラリー状の土砂を圧送管１などを通じて、サイクロン６に送り、遠心分離の原理によって、粒子径の大きい砂をサイクロン６の下部に沈殿せしめ排出口７から排出できるようにし、細粒分混じりの余剰水を上部の排水口３から排出せしめていた。
【０００５】
このような分級方法としては特許文献２に示すものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−７３４０２号公報（図２）
【特許文献２】特開２００１−３２３４９８号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
然しながら、上記従来の開水路型沈殿槽を利用した分級方法では、開水路であるため、上記沈殿槽の排水口から排出された排水の処理施設が上記沈殿槽から離れている場合には排水処理施設まで圧送するための再圧送用のポンプ施設が必要となる。
【０００８】
また、土砂の分級点は沈殿槽内の流速により定まるが、開水路型沈殿槽であるため、圧送管１からのポンプ流量を変化させても、水位が変動してしまい上記沈殿槽内の流速の調整が困難で、分級の精度を上げることができないという欠点があった。
【０００９】
また、上記従来のサイクロンを利用した分級方法では、サイクロンによる圧力損失が大きいため、排水処理施設が離れている場合には、圧送ポンプ能力を増大させるか、或いは再圧送用のポンプ設備が必要であった。
【００１０】
本発明は上記のような欠点を除くようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の土砂スラリーの分級装置は、密閉された沈殿槽と、上記沈殿槽の上部または上側面部に設けた土砂スラリー注入口と、上記沈殿槽の上部または上側面部に設けた排水口と、上記沈殿槽の底面に設けた開閉自在な沈殿物排出口とよりなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の土砂スラリーの分級装置は、２以上の密閉された沈殿槽と、上記各沈殿槽の上部または上側面部に設けた土砂スラリー注入口と、上記各沈殿槽の上部または上側面部に設けた排水口と、上記各沈殿槽の底面に設けた開閉自在な沈殿物排出口と、上記各沈殿槽内に順次土砂スラリーを注入する手段と、上記各沈殿槽内の余剰水を順次に排水する手段と、上記各沈殿槽の各沈殿物排出口を順次に開閉する手段とよりなることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の土砂スラリーの分級装置は、上記沈殿槽内に設けた上記沈殿槽のスラリー通過断面積を変更せしめる装置と、速度センサーとを更に有し、上記速度センサーの値に応じて上記スラリー通過断面積を変更せしめ上記沈殿槽内のスラリー通過速度を所定値ならしめることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の土砂スラリーの分級装置は、上記沈殿槽内に設けた上記沈殿槽のスラリー通過断面積を変更せしめる装置と、堆積量を検知する検知装置とを更に有し、堆積量に応じて上記スラリー通過断面積を変更せしめ上記沈殿槽内のスラリー通過速度を所定値ならしめることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の土砂スラリーの分級装置は、上記沈殿槽の土砂スラリー注入口及び排水口の少なくともひとつに流量調整バルブを設け、上記沈殿槽内に速度センサーを設けたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の土砂スラリーの分級方法は、２個の密閉された第１、第２の沈殿槽の一方の沈殿槽に土砂スラリーを注入し、上記一方の沈殿槽内で上記土砂スラリーを分級しながら上記一方の沈殿槽の余剰水を排水する第１の工程と、上記一方の沈殿槽内に所望量の沈殿物が堆積されたとき、土砂スラリーの注入と余剰水の排水を他方の沈殿槽に切り替えると共に、上記一方の沈殿槽に沈殿した沈殿物を排出する第２の工程と、上記他方の沈殿槽内に所望量の沈殿物が堆積されたとき、土砂スラリーの注入と余剰水の排水を上記一方の沈殿槽に切り替えると共に、上記他方の沈殿槽に沈殿した沈殿物を排出する第３の工程と、以下上記第２及び第３の工程を繰り返すことより成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の土砂スラリーの分級方法及び装置によれば、密閉された沈殿槽であるから排水処理設備が遠くても再圧送用のポンプを必要としない。
【００１８】
沈殿槽を複数設けたものでは、土砂の連続した分級が可能となる。
【００１９】
また、沈殿槽内を通過するスラリー通過速度を極めて容易に所定値となし得るので土砂の分級の精度を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明の土砂スラリーの分級装置は図１及び図２に示すように、例えば縦５ｍ、横２ｍ、高さ３ｍの大きさの密閉された沈殿槽８と、上記沈殿槽８の上流側に設けた土砂スラリー注入口１０と、上記沈殿槽８の下流側上部に設けた排水口３と、上記沈殿槽８の底面に設けた開閉自在な沈殿物排出口９とよりなり、上記注入口１０を圧送管１に接続せしめ、上記排水口３を圧送管１に接続せしめる。
【００２２】
本発明の土砂スラリーの分級装置は上記のような構成であるから、ポンプ（図示せず）により上記圧送管１から沈殿槽８内に圧送されたスラリー状の土砂は、土粒子の真比重が略一定とすると上記沈殿槽８内で流速が低下し浮遊限界速度以下になった粒径が大きい砂４が上記沈殿槽８底部に沈降して堆積し、粒径が小さいものは余剰水として排水口３から排出され排水処理設備（図示せず）へ排水されるようになる。
【００２３】
また、図３に示すように、所定量の砂４が上記沈殿槽８内に堆積した後に、スラリー状の土砂の圧送を停止し、図２及び図４に示すように、上記沈殿槽８の沈殿物排出口９を開口して、上記沈殿槽８より下側に設けたベルトコンベア（図示せず）上に上記砂４を投下し、所定の場所まで上記砂４を運搬する。
【００２４】
この第一の実施例においては、沈殿槽８は密閉されているから閉水路となり、排水処理設備が遠くても、再圧送用のポンプ設備を必要としない。また、ポンプ流量を変化させて沈殿槽内の流速の調整をすることが容易となる。
【実施例２】
【００２５】
図５は本発明の第２の実施例を示し、この実施例においては、第一の実施例の沈殿槽８を２個設け、この各沈殿槽８の注入口１０を切り替えバルブ１２を介して圧送管１に夫々切り換え接続可能ならしめるとともに、上記各沈殿槽８の排水口３を切り替えバルブ１３を介して圧送管１に夫々切り換え接続可能ならしめる。
【００２６】
本発明の第２の実施例においては、上記バルブ１２，１３を切り替えて、始めは一方の沈殿槽８のみにスラリー状の土砂を圧送し、また上記一方の沈殿槽８から排水されるようにし、上記一方の沈殿槽８内に所定量の砂が堆積した後に、上記バルブ１２，１３を切り替えて、他方の沈殿槽８のみにスラリー状の土砂を圧送し、また上記他方の沈殿槽８から排水されるようにし、その間に上記一方の沈殿槽８に堆積した砂を上記一方の沈殿槽８の沈殿物排出口９を開口して、その下側のベルトコンベア上に投下せしめ、その後上記沈殿物排出口９を閉めるようにする。
【００２７】
また、上記他方の沈殿槽８内に所定の砂が堆積した後は上記バルブ１２，１３を切り替えて、上記一方の沈殿槽８にスラリー状の土砂を圧送し、また上記一方の沈殿槽８から排水されるようにし、その間に上記他方の沈殿槽８に堆積した砂を上記他方の沈殿槽８の沈殿物排出口９を開口して、その下側のベルトコンベア上に砂を投下せしめ、その後上記沈殿物排出口９を閉め、以下これを順次繰り返す。
【００２８】
この第２の実施例によれば沈殿槽８に堆積した砂を排出する際であっても、土砂スラリーの圧送をとめることがないので、連続的に分級することができる。
【００２９】
なお、上記沈殿槽を３個以上設けて連続的に分級するようにしてもよい。
【実施例３】
【００３０】
本発明の第３の実施例においては、沈殿槽８内に上記沈殿槽８内のスラリー通過断面積の大きさを調整せしめるための断面積調整装置１４を設ける。
【００３１】
上記断面積調整装置１４は、例えば図６に示すように上記沈殿槽８内で上下動自在とした水平板１５と、上記水平板１５を上下動せしめるシリンダやウインチ等の伸縮装置１６と、上記水平板１５の周縁部と上記沈殿槽８の天井間を気密に区劃するためのベローズ１７等と、上記沈殿槽８内に設けたドップラー流速計等の流速センサー１８とよりなる。
【００３２】
本発明の第３の実施例においては、上記水平板１５の上下位置を変えれば上記沈殿槽８内の断面積が変り、スラリーの流速が変るようになるのでこれにより流速を上記沈殿槽８内を通過するスラリーの流速が所定の値となるように調整できるようになる。
【００３３】
この第３の実施例によれば、沈殿槽内に堆積した土砂の量にかかわらず沈殿槽内の流速を任意の値にできるので堆積せしめる砂粒子の分級点をコントロールすることができ、土砂の分級の精度を上げることができるようになる。
【００３４】
なお、流速センサー１８を用いずに、沈殿槽８内の土砂の堆積量を検知する検知装置（図示せず）を設け、検出した堆積量に応じて上記断面調整装置１４を調節し、上記沈殿槽内のスラリー通過速度が所定値になるようにしてもよい。
【実施例４】
【００３５】
本発明の第４の実施例においては、図７に示すように、第１の実施例の沈殿槽８の注入口１０及び排水口３に流量調整バルブ１９を設け、また上記沈殿槽８内に流速センサー１８を設ける。
【００３６】
本発明の第４の実施例においては、上記沈殿槽８内を通過するスラリーの流速が所定値となるように上記流速調整バルブ１９を調整せしめる。
【００３７】
この第４の実施例によれば、沈殿槽内に堆積した土砂の量にかかわらず沈殿槽内の流速を所定値にできるので土砂の分級の精度を上げることができるようになる。
【００３８】
なお、上記調整バルブ１９は注入口１０または排水口３のいずれか一方にのみ設けてもよい。
（実験例）
【００３９】
沈殿槽の模型装置（縦0.5m、横0.5m、高さ0.1m）を用い、直径0.4mmの砂と直径0.013mmの粘土を重量比１対１で混練し、約15重量％の濃度に調整した模擬スラリーを作成し、分級せしめた。この分級した上記模型装置内に沈殿した残留土の粒径加積曲線を調べた結果、図８に示す曲線２０を得た。なお、図８において縦軸は通過質量百分率（％）、横軸は粒径（mm）である。
【００４０】
なお、砂と、粘土と、上記砂と上記粘土の混合物の粒径加積曲線は夫々図９に示す曲線２１，曲線２２，曲線２３となることが既に試験の結果知られているが、図８の上記曲線２０と図９の曲線２１が略一致していることから、模型装置内に沈殿した残留土は砂であることがわかり、高精度の分級がなされたことが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の土砂スラリーの分級装置の説明用縦断側面図である。
【図２】本発明の土砂スラリーの分級装置の正面図である。
【図３】本発明の土砂スラリーの分級装置の説明用縦断側面図である。
【図４】本発明の土砂スラリーの分級装置の説明用縦断側面図である。
【図５】本発明の土砂スラリーの分級装置の他の実施例の説明用斜視図である。
【図６】本発明の土砂スラリーの分級装置の更に他の実施例の説明用縦断側面図である。
【図７】本発明の土砂スラリーの分級装置の更に他の説明用縦断側面図である。
【図８】本発明の土砂スラリーの分級装置の分級結果を示すグラフである。
【図９】一般的土砂スラリーの分級結果を説明するグラフである。
【図１０】従来の土砂スラリーの分級装置の説明用縦断側面図である。
【図１１】従来の土砂スラリーの分級装置の他の説明用縦断側面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  圧送管
２  開水路型沈殿槽
３  排水口
４  砂
５  バックホウ
６  サイクロン
７  排出口
８  沈殿槽
９  沈殿物排出口
１０  注入口
１２  切り替えバルブ
１３  切り替えバルブ
１４  断面積調整装置
１５  水平板
１６  伸縮装置
１７  ベローズ
１８  流速センサー
１９  流速調整バルブ
２０  曲線
２１  曲線
２２  曲線
２３  曲線
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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