JPH06319908A - 水中堆積砂の排出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】沈砂池の底部に堅く固まった状態で堆積した砂
を掻き乱すことなく、確実に沈砂池から排出する。 【構成】水中ポンプ２０の底部に先鋭の爪２５を複数本
下方に一体的に突出した状態で設け、水面上に配置した
移動手段２６，２７により水中ポンプ２０を吊持部材２
８を介して鉛直に保持し、移動手段２６，２７を水平面
方向に移動させ、その移動過程において、吊持部材２８
を介して水中ポンプ２０を上下させ、水中ポンプ２０下
降時において固化した砂層を爪２５により割り、ばらけ
た砂を水中ポンプ２０により沈砂池１外に排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、臨海地域に建設された
発電所や製鉄所などにおける取水用海水ピットなどの沈
砂池において、その底部に堅く固まった状態で堆積した
砂を排出する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】臨海地域における工場においては、海水
を取水し、各種機器の冷却水として使用している。この
海水の取水方法としては、海と直接つながれている水路
を利用し、送水ポンプによりこの水路を通して海水を取
水している。このとき海水中には、海藻、ビニール袋、
藁屑、木屑、くらげ、魚、貝類、砂の塵芥等である夾雑
物が含まれている。これらの夾雑物のうち大きいもの
は、予めスクリーンなどで除去しているが、砂や小さい
他の夾雑物は沈砂池（海水ピット）内に流入してしま
う。

【０００３】長時間運転すると、やがて沈砂池の底部に
は、砂分が堆積する。この砂分は、その自重および水圧
により加圧された、底部において堅く固まった状態で堆
積する。この締め固まりに伴って、砂分を水中ポンプの
吸引力では、排出できなくなる。

【０００４】この締め固まり砂分を排出するために、従
来は、次記の方法を採っていた。 （１）沈砂池内に圧力水を注入するまたは攪拌機を用い
て、堅固な堆積砂を切り崩して吸引排出する方法。

【０００５】（２）図６に示すように、沈砂池１内の堆
積砂２の上面まで吸引ホース３を延ばして、その吸引ホ
ース３の先端に、異物の吸引を防止してポンプ４を保護
するための網またはストレーナー５を設け、潜水夫６が
手作業により、吸引ホース３の吸引口近傍の砂を崩しな
がら、ポンプ４により吸引排出する方法。

【０００６】（３）同図６に示すように、水中ポンプ７
の下部にモーター駆動レーキ８を取付け、このレーキ８
を回転させながら堆積砂を切り崩して水中ポンプ７によ
り吸引排出する方法（関連の出願として実開平１−１２
４２０４号）。

【０００７】（４）その他、関連する技術として、特開
昭５７−８１０２５号、特公昭５７−２７９９３号、特
公昭５９−２７８３７号、特開平２−１０６５１９号な
どがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記（１）の
方法は、砂を分散させるために、沈砂池としての目的に
反する。（２）の方法では、特殊資格の潜水夫の手助け
が必要となり、かつ作業時間が多くなる。（３）の方法
においては、ある程度の有効性があるものの、海藻類や
ビニール類がレーキに絡みつき、水中ポンプ７の吸込口
が閉塞してしまい、排砂不能となる事態が発生する。他
方、（４）の各種の技術があるものの、特に堅固な堆積
砂を対象とするものではないために、適用できない。

【０００９】したがって、本発明の課題は、沈砂池の底
部に堅く固まった状態で堆積した砂を掻き乱すことな
く、確実に沈砂池から排出するとともに、水中ポンプの
吸引口の閉塞を防止することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題は、沈砂池の底
部に堅く固まった状態で堆積した砂を排出する方法にお
いて、水中ポンプの底部に先鋭の爪を複数本下方に一体
的に突出した状態で設け、水面または水面上に配置した
移動手段により前記水中ポンプを吊持部材を介して実質
的に鉛直に保持し、前記移動手段を水平面方向に移動さ
せ、その移動過程において、吊持部材を介して水中ポン
プを上下させ、水中ポンプの下降時において固化した砂
層を前記爪の突き刺しにより割り、ばらけた砂を水中ポ
ンプにより沈砂池外に排出することで解決できる。

【００１１】

【作用】水中ポンプを降下させるとき、その重量によっ
て、爪が堆積砂に穿刺されと、堆積砂層が割れる。これ
によって、砂層がばらけるとともに、水中ポンプの吸引
力によって吸引排出される。移動手段を水平面に沿って
移動させながら、水中ポンプの昇降を繰り返すことによ
り、対象の領域全体の沈砂を排出できる。

【００１２】一方、ビニール類や海藻類がある場合に
は、これを穿刺するとしても、水中ポンプを上昇させた
とき、爪から脱離してしまう。また、水中ポンプによる
吸引力により、爪部分に引っ掛かるとしても、巻き付く
ことはなく、同様に、水中ポンプを上昇させたとき、爪
から脱離させることが可能である。さらに、単に爪部材
と水中ポンプとを上下させるのみで、従来例のように、
レーキなどで攪拌することがないために、砂の分散を防
止でき、沈砂池本来の機能低下を防ぎ、工場用水として
送水する送水ピットへの移行を防止できる。

【００１３】

【実施例】以下本発明を図面を参照しながら実施例によ
りさらに詳説する。

【００１４】図１に示すように、沈砂池１は海と取水管
１０を介して連通しており、海水が取り入れられる。沈
砂池１は、導路１１を通って送水ピット１２に繋がって
おり、沈砂池１から移行する海水中の夾雑物を、送水ピ
ット１２の入口部分に設けたロータースクリーン１３に
より除去した上で、送水ポンプ１４により、工場に送水
するようにしてある。

【００１５】前述のように、沈砂池１の底部に堅く固ま
った状態で堆積した砂を、水中ポンプ２０により吸引
し、排砂ホース２１を介して、風乾床２２に排出するよ
うにしてある。

【００１６】本発明では、図２〜図４に明示されている
ように、水中ポンプ２０の底部に先鋭の爪を複数本下方
に一体的に突出した状態で設ける。実施例においては、
吸込口２０ａを取り囲んで、スカート部材２３を斜め下
方に拡がる状態で水中ポンプ２０の胴部に取付け、スカ
ート部材２３の先端部を補強リング２４で連結して補強
し、この補強リング２４に、複数本、実施例では４本の
爪２５，２５…を一体化させてある。爪は鋭利なもので
あればよく、たとえば図５の（Ａ）〜（Ｆ）などの各種
のものを適宜用いることができる。実施例においては、
図５の（Ａ）のように、円錐形のものを用いている。

【００１７】一方、沈砂池１の上方には、門形クレーン
２６が立設され、その走行部２７が水平面に沿って縦横
移動可能に設けられている。すなわち、たとえば門形ク
レーン２６は図１の紙面を貫く方向に前後進し、これに
対して走行部２７が紙面方向に横行し、本発明の移動手
段を構成し、結果として、走行部２７は沈砂池１の全体
を移動可能となっている。

【００１８】走行部２７には、水中ポンプ２０が鉛直状
態で爪２５，２５…と共に吊り下げワイヤー２８により
吊り下げられている。水中ポンプ２０の電源は、キャプ
タイヤケーブル２９を通して取っている。

【００１９】他方、好ましい態様の下では、図１に示す
ように、堆積砂の割れ状態、砂の排出状態などを監視す
るために、照明ランプ３０での照明下で、水中カメラ３
１により撮像するようにしてある。また、水中ポンプ２
０の駆動用モーターに流れる電流を検出するための電流
計３２、排砂ホース２１を通してのスラリーの砂分濃度
を検出するための砂分濃度計３３、排砂スラリーの圧力
計３４がそれぞれ設けられる。

【００２０】かかる設備の下で、沈砂池１内にある程度
の量の砂が堆積し、適宜の時点で、水中ポンプ２０によ
り、堆積砂を排出する。また、水中ポンプ２０による排
出が困難となった場合には、走行部２７により吊り下げ
ワイヤー２８を介して水中ポンプ２０を一旦上昇させた
後、堆積砂２の層にまで降下させる。これにより、各爪
２５，２５…が堆積砂２の層に突き刺さり、たとえば図
５の（Ａ）の円錐状の爪の場合には、放射状にほぼ均等
にクラックが生じ、堆積砂２の層が割れ、その部分がば
らける。このとき、水中ポンプ２０の吸引力により、ば
らけた（片として分割された場合も含む）た砂分が吸引
され、排砂ホース２１を通って風乾床２２へ排出され
る。この作業をある位置において行った後に、門形クレ
ーン２６およびまたは走行部２７を移動させて、他の位
置において同様に堆積砂２の層を割り、排出を行う。こ
れらの作業を対象領域全体に対して行う。風乾床２２に
排出された砂分スラリーは、自然乾燥され、埋め立てな
どに供せられる。

【００２１】ところで、爪の形状としては、適宜のもの
が用いることができ、図５の（Ｂ）ように四角錐状のも
の、（Ｃ）のように半円錐状のもの、（Ｄ）のように四
角楔状のもの、月形錐状のもの、Ｖ溝を形成した四角錐
状のものなどを挙げることができ、本発明者らの実験に
よれば、それぞれ図示のような割れ方をする。いずれに
しても、本発明の爪は締め固まった堆積砂層内に穿刺さ
れる程度の鋭利なものであればよく、好ましくは先細の
錐状のものであるが、単に同径の棒状部材であってもよ
い場合がある。

【００２２】図３に示すように、スカート部材２３の高
さＨは、水中ポンプ２０の吸引力に応じて適宜選定でき
る。対向する爪２５，２５の離間距離Ｄは、堆積砂の割
れ状態、水中ポンプ２０の吸引力、水中ポンプ２０の安
定性などにより選定できる。

【００２３】具体的には、爪２５の先端と吸込口２０ａ
との離間距離は２５〜５０mm、爪２５，２５の離間距離
Ｄは１００〜２００mmが好適である。

【００２４】一方、前述の好ましい態様の下では、照明
ランプ３０での照明下で、水中カメラ３１により、排出
される砂の割れ方、排出状態などを地上で監視し、また
水中ポンプ２０の駆動用モーターに流れる電流信号を電
流計３２から、排砂ホース２１を通してのスラリーの砂
分濃度を砂分濃度計３３から、排砂スラリーの圧力を圧
力計３４からそれぞれ得て、これらに基づいて、制御装
置３５により、水中ポンプ２０および爪２５の上下操
作、ならびに門形クレーン２６および走行部２７の移動
を行うようにする。ここに水中カメラ３１による監視は
直接的な情報を得るに適しているが、砂分濃度計３３か
らは、砂分を割って吸引しているときは高い濃度を示
し、爪２５が堆積砂層の深部に達するときおよひ吸引が
ほぼ完了したときは、低い濃度を示すことから、吸引排
出情報を間接的に得ることができる。

【００２５】砂分濃度計３３からの砂分濃度が低下した
時点で、水中ポンプ２０の移動を行うように操作する。
したがって、空運転を防止できる。圧力計３４からの信
号は、吸引口の閉塞によるキャビテーションを早期に検
知する上で適している。また、電流計３２からの電流信
号は、水中ポンプ２０のインペラに棒などが引っ掛かっ
た場合に高い電流値を示すことから、その電流値を監視
することにより、水中ポンプ２０のインペラの回転不能
を防止できる。

【００２６】これらの監視は、全て行う、ならびに相互
の情報を関連付けて行うのが最適であるが、少なくとも
１つの方法を採ることでも充分な効果を奏する。本発明
において、前述の例では、門形のクレーン２６および走
行部２７により水中ポンプ２０を吊持しているが、水面
に浮かべた船や浮き体により吊持および移動させること
も可能である。

【００２７】（実施例）定格値として、吐出流量４m³／
min 、吐出圧力１７kg／cm² 、吐出口径１５０Ａ、イン
ペラの駆動用モーターの電圧４００Ｖ、電流４６Ａ、出
力２２ＫＷの水中ポンプに、図２〜図４に示すスカート
部材および爪を設けたものを使用し、堆積砂の割裂を行
いながら、砂分を排出した。このとき、砂分濃度計３３
からの砂分濃度が1000〜6000ppm の範囲において、かつ
電流計からの電流値が１８〜２５Ａのとき、水中ポンプ
を起動し、砂分濃度が1000ppm 未満、および電流値が１
８〜２５Ａの範囲を外れるとき、水中ポンプの運転を停
止し、水中ポンプを上昇させて、次の場所に移動させ、
その場所で降下および排砂を行った。その結果、海藻や
ビニール類の存在に関係なく、円滑に排砂を行うことが
できた。さらに、潜水夫の手配の心配から解放されて、
必要なときに直ちに排砂作業を行うことができ、しかも
排砂コストが１／７０以下に低減できた。

【００２８】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、沈砂池の
底部に堅く固まった状態で堆積した砂を掻き乱すことな
く、確実に沈砂池から排出するとともに、水中ポンプの
吸引口の閉塞を防止することができるなどの利点がもた
らされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による排砂設備の全体図である。

【図２】爪を取り付けた状態の水中ポンプの斜視図であ
る。

【図３】スカート部材および爪の正面図である。

【図４】その平面図である。

【図５】各種爪の斜視図とこれとの相関で堆積砂の割れ
状況を示した平面視図である。

【図６】従来の排砂状態の説明図である。

【符号の説明】

１…沈砂池、２…堆積砂、２０…水中ポンプ、２１…吸
引ホース、２３…スカート部材、２５…爪、２６…門形
クレーン、２７…走行部、２８…吊り下げワイヤー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】沈砂池の底部に堅く固まった状態で堆積し
   た砂を排出する方法において、 水中ポンプの底部に先鋭の爪を複数本下方に一体的に突
   出した状態で設け、水面または水面上に配置した移動手
   段により前記水中ポンプを吊持部材を介して実質的に鉛
   直に保持し、 前記移動手段を水平面方向に移動させ、その移動過程に
   おいて、吊持部材を介して水中ポンプを上下させ、水中
   ポンプの下降時において固化した砂層を前記爪の突き刺
   しにより割り、ばらけた砂を水中ポンプにより沈砂池外
   に排出することを特徴とする水中堆積砂の排出方法。