(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
注気パイプ及び排気パイプを設けた気密フードの内側に、内外周面が開放された多数の隔室を有するローターホイールを設け、さらにその内側に、上部が開口した回転しないサクションタンクを設けると共に、ローターホイールの内周とサクションタンクの外周との間隙の最下部位置に、ローターホイールの少なくとも一つの隔室の内周長さより長いシール部材をサクションタンク側に固設し、かつローターホイールの外周に沿ってローターホイールの最下部近傍からサクションタンクの開口位置又はその上方まで集泥板を設けたローターホイール式サクションヘッド装置。
【請求項２】
集泥板がローターホイールの外周に沿って位置するように移動可能に設けた請求項１記載のローターホイール式サクションヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中汚濁の発生を防止しながら底泥の浚渫を行なうことのできるローターホイール式サクションヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水底に沈降したヘドロ状の底泥を浚渫する浚渫船による浚渫作業は、その浚渫船の後部に設けたスタッドを中心にして船体をスイングさせる際に、その船首に設けられたサクションヘッドを底泥内に沈降させ、サクションヘッドを作動して底泥を集泥し、浚渫した底泥を処分地等に送泥することにより行なわれている。
【０００３】
しかしながら、上記サクションヘッドによる浚渫時には、サクションヘッドにより底泥を攪拌することになり、水中の汚濁が発生し、水中環境の悪化を惹起するという大きな問題があり、サクションヘッドによる集泥及びスイング時に、このような水中汚濁の発生を防止できる浚渫装置のサクションヘッド装置の実現が強く要請されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、サクションヘッドによる集泥時及びサクションヘッドのスイング時に、底泥の攪拌による水中汚濁の発生を防止できる浚渫装置用のローターホイール式サクションヘッド装置を提供することを解決課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、注気パイプ及び排気パイプを設けた気密フードの内側に、内外周面が開放された多数の隔室を有するローターホイールを設け、さらにその内側に、上部が開口した回転しないサクションタンクを設けると共に、ローターホイールの内周とサクションタンクの外周との間隙の最下部位置に、ローターホイールの少なくとも一つの隔室の内周長さより長いシール部材をサクションタンク側に固設し、かつローターホイールの外周に沿ってローターホイールの最下部近傍からサクションタンクの開口位置又はその上方まで集泥板を設けたローターホイール式サクションヘッド装置からなる。
【０００６】
また、上記の集泥板がローターホイールの外周に沿って位置するように移動可能に設けたローターホイール式サクションヘッド装置からなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明のローターホイール式サクションヘッド装置の一実施形態について説明するが、図１の組立正断面図及びその組立側断面図である図２に示すサクションヘッド装置は、図３に示すごとく、後部に設けたスパッド１を中心にして船体をスイングさせる浚渫船２の船首にリンク機構のラダー３を介して昇降可能に取付けられている。
【０００８】
次に、このサクションヘッド装置は、図１及び図２に示すごとく、下方が開放された気密フード４の内側に内外周面が開放された多数の隔室５を有するローターホイール６を設けており、このローターホイール６の内側に、上部が開口した回転しないサクションタンク７が内設されている。
また、ローターホイール６の内周とサクションタンク７の外周との間隙の最下部位置には、ローターホイール６の少なくとも一つの隔室５の内周長さより長い半月形のシール部材８を配設しており、さらに、ローターホイール６のスイング方向Ｓの背面の外周に沿ってローターホイール６の最下部からサクションタンク７の開口位置まで集泥板９を設けている。
【０００９】
この集泥板９はローターホイール６の図１の矢印Ｓで示す方向及びその反対方向の左右の両スイング方向の背面に沿って所定位置まで移動可能に、両スイング方向に各１枚、合計２枚設けられているが、この集泥板９は、その移動可能な範囲を大きくすることができれば、１枚だけ設けてもかまわない。
なお、図１のこの実施形態においては、左右各１枚の集泥板９にそれぞれ集泥板可動油圧シリンダー１０を設けて集泥板９を移動可能にしている。
【００１０】
また、図中の１１で示すのはローターホイール６の駆動油圧モータであり、また１２で示すのは集泥した土砂の移送ポンプであり、さらに、サクションタンク内には移送ポンプ１２へ土砂を送るスクリュウコンベア１３が設けられている。
上記の構成からなるサクションヘッド装置では、ローターホイール６の上半部を図４に示す注気パイプ１５及び排気パイプ１６を設けた気密フード４で覆うことにより気密フード４内をその下端付近まで気中状態とし、水底に堆積した浮泥を含む軟泥などの底泥１４を多数の隔室５を円周上に設けた水車状のローターホイール６により、高濃度の状態で浚渫可能にした構造になっている。
【００１１】
すなわち、底泥１４の浚渫は、矢印Ｓ方向及びその反対方向の左右両スイングに対応するために、左右対称になっている、ローターホイール６とスクレーパの役割をする２枚の可動式の集泥板９によって行なわれるが、図４のごとくサクションヘッド装置の底泥１４に対する位置確認の後、図５のごとく、ローターホイール６を底泥１４に埋没させ、その土厚を確認する。その際、図６に示すスイング方向Ｓと反対側の集泥板９をローターホイール６に沿って下方まで降下させる。
【００１２】
そこで、所定の底泥１４中の深度で、浚渫船２の船体をスイング方向Ｓにスイングさせると同時に図６のごとくローターホイール６をスイング方向Ｓに緩やかに回転させながら浚渫を開始する。
サクションタンク７とローターホイール６との間には水抜き用の間隙が設けてあり、底泥１４を集泥板９に取り込むまでは水と底泥１４の土砂とを速やかに置換させ、土砂をローターホイール６の最下部の隔室５内に取り込んだ後はサクションタンク７の下部に設けた半月形シール部材８によって逆流を防止する構造になっている。
【００１３】
ここで、ローターホイール６とサクションタンク７との間隙は、半月シール８のシールゴムにより密閉されているので、土砂の漏れはなく、水中汚濁の発生は防止される。
上記のごとくローターホイール６と集泥板９とによって取り込まれた土砂は、図７に示すごとくサクションタンク７内に入り、スクリュウコンベア１３を介して移送ポンプ１２で移送され、振動ふるいによって粒径を調整した後、中継船などで送泥される。
【００１４】
次に、本発明のサクションヘッド装置では、図８のフローチャートに示すごとく上記のローターホイール６のスイング速度ＶS とローターホイール６の外周速度ＶR との関係を制御する自動制御装置を装備している。
なお、上記のごとくスイング速度ＶS とローターホイール６の回転速度、即ちその外周速度ＶR とを制御させるためには下記の２つの方式がある。
【００１５】
(1)  スイング速度ＶS にローターホイールの回転速度を合わせる方式；
まず、予め目標とするスイング速度ＶS を設定して、油圧ウインチによりスイングを行なう。
次に、船体に設けたジャイロコンパス１８により実際のスイングの角速度を検出し、船体に設けた吃水計１９、サクションヘッド装置に設けた水深計２０と傾斜計２１により、実際のサクションヘッド装置のスイング速度ＶS を演算する。
【００１６】
さらに、ローターホイール６の駆動油圧モータ１１を制御して、実際のサクションヘッド装置のスイング速度ＶS に所定のローターホイール６の回転速度を合わせる。この回転速度はローターホイール回転検出センサーにより回転数を検出して、回転速度を演算することにより求める。
(2)  ローターホイール６の回転速度にスイング速度ＶS を合わせる方式；
まず、予め目標とするローターホイール６の回転速度を設定し、ローターホイール６の駆動油圧モータ１１によりローターホイール６を回転する。
【００１７】
次に、実際のローターホイール６の回転速度をローターホイール回転検出センサー２２により回転数を検出し、回転速度を演算することにより求める。
さらに、油圧ウインチを制御して、実際のローターホイール６の回転速度に所定のサクションヘッド装置のスイング速度ＶS を合わせる。このスイング速度ＶS は船体に設けられたジャイロコンパス１８によりスイングの角速度を検出し、船体に設けた吃水計１９、サクションヘッド装置に設けた水深計２０と傾斜計２１により実際のサクションヘッド装置のスイング速度ＶS を演算して求める。
【００１８】
以上のごとき(1) 及び(2) の２通りの方式があるが、(2) の方式はスイング速度ＶS が水流の影響を受けて制御しにくいので、水流のある場合には(1) の方式の方が、スイング速度ＶS とローターホイール６の回転速度との同期を容易に行なうことができる。
【００１９】
次に、この実施形態のサクションヘッド装置においては、スイング速度ＶS は図示されていないＧＰＳ及びジャイロ等からの情報をコンピュータ処理し、浚渫船２上の施工管理モニターと操作卓上の表示計にリアルタイムで表示され、運転者は画面を見ながらスイングウインチを操作する。
その場合のスイング速度ＶS とローターホイール６の外周速度ＶR との関係は、底泥の性状に応じて底泥周辺の地盤を乱さない速度比とする。
【００２０】
すなわち、図９はＶS ：ＶR が１：１の場合のローター軌跡図であり、ローターホイール６の回転による吸泥効率を高めるため、この設定値は高めに幅を持たせており、図１０はＶS ：ＶR が１：１．１の場合のローター軌跡図であるが、ローターホイール６の軌跡を考えると、図９および図１０のＡで示した部分がローターで乱される底泥の範囲である。しかし、実際は底泥の性状（含水比、粘着力等）によって底泥の乱れは異なってくるので、底泥の性状に応じてＶS とＶR の比を設定することが必要である。
【００２１】
なお、ローターホイール６の回転数はスプロケット部に取り付けた回転数検出器により操作卓上の表示器にリアルタイムで表示されるようになっている。
なお、本発明において採用されるローターホイール６のスイング速度ＶS Ｊ、ローターホイール６の外周速度ＶR との比を自動制御装置としては、図３及び図８にて示す構成には拘束されるものではなく、どのような構成の装置を装備してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上に説明した本発明のローターホイール式サクションヘッド装置によれば、浚渫される水中の底泥はローターホイールの隔室内に掬いとられるように取り込まれ、しかもその際、水と分離された状態の土砂がローターホイール内に集泥され、サクションタンク経由処分地等へ送泥されるので、底泥の地盤を乱すことがなく、水中汚濁発生を低減することができ、しかも浚渫作業能率を高めることができる。
【００２３】
また、ローターホイールのスイング速度と、外周速度との比を自動制御させているので、このローターホイールの回転及びスイング時において浚渫する底泥周辺の地盤を乱すことがなく、効果的に水中汚濁発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサクションヘッド装置の一実施形態における組立正断面図である。
【図２】図１の組立側断面図である。
【図３】図１のサクションヘッド装置をその船首に取付けた浚渫船の側面図である。
【図４】図１のローターホイールの底泥に対して位置確認している状態を示す説明用正断面図である。
【図５】図４に引き続き底泥の土厚確認をしている状態を示す説明用正断面図である。
【図６】図５に引き続き浚渫を開始した状態を示す説明用正断面図である。
【図７】図６に引き続き浚渫した土砂を送泥している状態を示す説明用正断面図である。
【図８】図１のサクションヘッド装置に使用される同期運転自動制御装置のフローチャートである。
【図９】図１のローターホイールがＶR ／ＶS ＝１で運転時のローターの軌跡図である。
【図１０】図１のローターホイールがＶR ／ＶS ＝１．１で運転時のローターの軌跡図である。
【符号の説明】
５      隔室                  ６      ローターホイール
７      サクションタンク      ８      半月形シール部材
９      集泥板                Ｓ      スイング方向
【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】
0003817289.tif 000009
【図９】
0003817289.tif 000010
【図１０】
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