JP2007113295A - Air lift pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水底の砂やヘドロを採取するエアリフトポンプに関する。 The present invention relates to an air lift pump that collects sand and sludge from the bottom of the water.
海、湖沼、河川などの底を浚渫するのに用いられる装置の一種に、エアリフトポンプがある。これは、水底に下ろしたパイプの先端にノズルを配置し、このノズルよりパイプ内に高圧の圧縮空気を吹き込んで水底を掘削するとともに、掘削した礫砂、泥土などを空気バブルの浮力でパイプ内を上昇させ、水面上で回収するものである。特許文献1、2にエアリフトポンプの例を見ることができる。
エアリフトポンプでは通常、複数のノズルを巴状に配置して空気と水の旋回流を形成し、掘削能力を高めている。特許文献1に記載されたエアリフトポンプもその例に漏れない。しかしながらこのような工夫をこらしたとしても、然るべき掘削能力が期待できるのはノズルから噴出する空気ジェットが直接当たる箇所、及び空気ジェットにより形成される旋回流の流速の速い箇所に留まり、水底に長期間堆積し固化してしまった礫砂や泥土などに対しては十分な掘削能力を有するとは言い難かった。 In an air lift pump, a plurality of nozzles are usually arranged in a bowl shape to form a swirling flow of air and water, thereby increasing the excavation capacity. The air lift pump described in Patent Document 1 does not leak to that example. However, even with such ingenuity, the appropriate excavation capability can be expected only at the location where the air jet ejected from the nozzle directly hits and at the location where the swirling flow formed by the air jet has a high flow velocity, and is long on the bottom of the water. It was difficult to say that it had sufficient excavation capacity for gravel sand and mud that had accumulated and solidified for a period of time.
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、水底に長期間堆積し固化した礫砂、泥土、ヘドロなどに対しても掘削能力を発揮するエアリフトポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an air lift pump that exhibits excavation ability even for gravel sand, mud, sludge and the like that have accumulated and solidified on the bottom of the water for a long time.
(1)上記目的を達成するために本発明は、下端が水底に達するライザーパイプと、このライザーパイプに囲まれた水底に少なくとも一部が空気である高圧流体を供給するノズルと、このノズルに高圧流体を供給する高圧流体源とを備え、水底構成物質を高圧流体で水底より剥離し、空気と共にライザーパイプ内を上昇させて水面上で回収するエアリフトポンプにおいて、前記ライザーパイプ内に、高圧流体により回転せしめられて水底構成物質を削り取る回転ブレードを配置したことを特徴としている。 (1) In order to achieve the above object, the present invention provides a riser pipe whose lower end reaches the bottom of the water, a nozzle for supplying a high pressure fluid at least part of which is air to the bottom of the water surrounded by the riser pipe, A high-pressure fluid source for supplying a high-pressure fluid, an air lift pump that separates a water bottom constituent material from the water bottom with a high-pressure fluid and raises the inside of the riser pipe together with air and collects it on the water surface. It is characterized by arranging a rotating blade that is rotated by the step of scraping off the water bottom constituent material.
この構成によると、礫砂、泥土、ヘドロなどの水底構成物質を機械的に削り取る回転ブレードがライザーパイプの中に配置されているため、水底構成物質が固化していてもこれを確実に細片化し、採取することができる。 According to this configuration, the rotating blade that mechanically scrapes the bottom material, such as gravel sand, mud, sludge, etc., is arranged in the riser pipe, so even if the bottom material is solidified, it is surely stripped. And can be collected.
(2)また本発明は、上記構成のエアリフトポンプにおいて、前記回転ブレードは高圧流体で回転する流体タービンから回転力を与えられることを特徴としている。 (2) Further, the present invention is characterized in that, in the air lift pump having the above-described configuration, the rotating blade is given a rotational force from a fluid turbine rotating with a high-pressure fluid.
この構成によると、回転ブレードの動力源として用いたのが流体タービンであるため、高圧流体を流体タービン駆動用に流用でき、構成が簡略化されるとともに、電動機のように水中での給電に格別の配慮をする必要がなく、水中使用に適したものとなる。 According to this configuration, since the fluid turbine is used as the power source of the rotating blade, the high-pressure fluid can be used for driving the fluid turbine, the configuration is simplified, and it is exceptionally suitable for power supply in water like an electric motor. This makes it suitable for underwater use.
(3)また本発明は、上記構成のエアリフトポンプにおいて、前記回転ブレードは前記ライザーパイプの中央部に配置され、その周囲に前記ノズルからの高圧流体による旋回流が形成されることを特徴としている。 (3) Further, the present invention is characterized in that, in the air lift pump configured as described above, the rotating blade is disposed in a central portion of the riser pipe, and a swirling flow is formed around the periphery by the high-pressure fluid from the nozzle. .
この構成によると、ライザーパイプの中央部の掘削は回転ブレードが受け持ち、中央部以外の掘削は高圧流体による旋回流が受け持つ形になり、ライザーパイプの全面にわたり掘削を確実に行うことができる。 According to this configuration, excavation of the central portion of the riser pipe is handled by the rotating blade, and excavation other than the central portion is handled by the swirling flow by the high-pressure fluid, so that the entire excavation of the riser pipe can be reliably performed.
(4)また本発明は、上記構成のエアリフトポンプにおいて、前記回転ブレードは前記ノズルから噴出する高圧流体に押されて回転することを特徴としている。 (4) Further, the present invention is characterized in that, in the air lift pump configured as described above, the rotating blade is rotated by being pushed by a high-pressure fluid ejected from the nozzle.
この構成によると、複雑な駆動機構を用いることなく回転ブレードを回転させることができる。機構が簡単なので、礫砂、泥土、ヘドロなどの掘削に用いても故障が少ない。 According to this configuration, the rotating blade can be rotated without using a complicated drive mechanism. Since the mechanism is simple, there are few failures even when used for excavation of gravel sand, mud, sludge, etc.
(5)また本発明は、上記構成のエアリフトポンプにおいて、前記回転ブレードは回転方向後方に突き出す庇部を有し、この庇部には前記高圧流体中の空気を一定以下の大きさのバブルの形で通過させる複数の貫通孔が形成されていることを特徴としている。 (5) Further, in the air lift pump having the above configuration according to the present invention, the rotary blade has a flange portion protruding rearward in the rotation direction, and air in the high-pressure fluid is contained in the flange portion with a bubble of a certain size or less. A plurality of through-holes that are allowed to pass through in the form are formed.
この構成によると、高圧流体から分離した空気が回転ブレードに追随しつつ上昇するとき、庇部の貫通孔を通り抜けて一定以下の大きさのバブルとなる。このように小さな空気バブルを多数発生させることにより、ライザーパイプの中の水を一定のペースで着実に押し上げることができる。 According to this configuration, when the air separated from the high-pressure fluid rises following the rotating blade, it passes through the through hole of the flange and becomes a bubble of a certain size or less. By generating a large number of such small air bubbles, the water in the riser pipe can be pushed up steadily at a constant pace.
(6)また本発明は、上記構成のエアリフトポンプにおいて、前記ライザーパイプの下端外周に、埋没防止用のフランジ部が形成されていることを特徴としている。 (6) Further, the present invention is characterized in that, in the air lift pump configured as described above, a flange portion for preventing burial is formed on the outer periphery of the lower end of the riser pipe.
この構成によると、ライザーパイプが水底構成物質の中に過度に埋没することがなく、適切な深さの掘削を行うことができる。 According to this configuration, the riser pipe is not excessively buried in the water bottom constituent material, and excavation at an appropriate depth can be performed.
(7)また本発明は、上記構成のエアリフトポンプにおいて、前記フランジ部は周縁が持ち上がっていることを特徴としている。 (7) Moreover, the present invention is characterized in that, in the air lift pump configured as described above, a peripheral edge of the flange portion is raised.
この構成によると、フランジ部の周縁が水底の凹凸に引っ掛かることが少ないので、ライザーパイプを水平方向にスムーズに移動させることができる。 According to this configuration, the riser pipe can be smoothly moved in the horizontal direction because the peripheral edge of the flange portion is hardly caught by the unevenness of the water bottom.
(8)また本発明は、上記構成のエアリフトポンプにおいて、前記フランジ部は前記ライザーパイプに対し可撓部を介して接続されていることを特徴としている。 (8) Further, the present invention is characterized in that, in the air lift pump having the above configuration, the flange portion is connected to the riser pipe via a flexible portion.
この構成によると、フランジ部は水底の起伏に応じて傾きを変えるから、フランジ部は常に水底に密着し、高圧流体の渦を外部に漏らすことが少ない。 According to this configuration, the flange portion changes its inclination according to the undulation of the bottom of the water, so that the flange portion is always in close contact with the bottom of the water and rarely leaks the vortex of the high-pressure fluid to the outside.
(9)また本発明は、上記構成のエアリフトポンプにおいて、前記ライザーパイプの下端に、水底構成物質を取り込む側面開口を形成したことを特徴としている。 (9) Further, the present invention is characterized in that, in the air lift pump configured as described above, a side opening for taking in the water bottom constituent material is formed at the lower end of the riser pipe.
この構成によると、水底構成物質をライザーパイプの側面開口より取り込み、それを回転ブレードで細片化してはね上げ、採取することができる。 According to this configuration, the water bottom constituent material can be taken in from the side opening of the riser pipe, and it can be shredded by the rotating blade, and then collected.
(10)また本発明は、上記構成のエアリフトポンプにおいて、前記回転ブレードの外周部に、回転中の特定期間前記側面開口を閉塞するシャッターを形成したことを特徴としている。 (10) In the air lift pump having the above-described configuration, the present invention is characterized in that a shutter that closes the side opening for a specific period during rotation is formed on the outer peripheral portion of the rotating blade.
ライザーパイプに側面開口があると、そこから高圧流体や空気バブルの漏れが生じることは避けがたい。この構成によると、回転ブレード回転中の特定期間はシャッターにより側面開口が閉塞されるので、高圧流体及び空気バブルを水底構成物質の巻き上げ及び浮上にフルに活用できる。 If there is a side opening in the riser pipe, it is inevitable that high pressure fluid or air bubbles will leak from it. According to this configuration, the side opening is closed by the shutter for a specific period during the rotation of the rotary blade, so that the high-pressure fluid and the air bubbles can be fully utilized for rolling up and floating the bottom material.
(11)また本発明は、上記構成のエアリフトポンプにおいて、前記回転ブレードは、前記ライザーパイプの下端より所定長さ下方に突き出していることを特徴としている。 (11) The present invention is also characterized in that, in the air lift pump configured as described above, the rotating blade protrudes downward from the lower end of the riser pipe by a predetermined length.
この構成によると、水底の平坦度が高く、ライザーパイプの中に水底構成物質が入ってこないときでも、確実に回転ブレードで掘削することができる。 According to this configuration, the flatness of the bottom of the water is high, and even when the bottom of the water does not enter the riser pipe, the bottom can be reliably excavated with the rotating blade.
本発明によると、水底構成物質を回転ブレードにより確実に細分化し、採取することができる。また回転ブレードを高圧流体で回転させるため、ノズル用の高圧流体源を回転ブレードの動力源に兼用でき、構成が簡略化される。さらに、ライザーパイプの中央部の掘削は回転ブレードが受け持ち、中央部以外の掘削はノズルからの高圧流体による旋回流が受け持つようにして、ライザーパイプの全面にわたり掘削を確実に行うことができる。 According to the present invention, the water bottom constituent material can be reliably subdivided and collected by the rotating blade. Further, since the rotary blade is rotated by the high pressure fluid, the high pressure fluid source for the nozzle can be used also as the power source of the rotary blade, and the configuration is simplified. Further, the excavation of the central portion of the riser pipe is handled by the rotating blade, and the excavation other than the central portion is handled by the swirling flow by the high-pressure fluid from the nozzle, so that the excavation can be reliably performed on the entire surface of the riser pipe.
以下、本発明の第1実施形態を図1−図3に基づき説明する。図1はエアリフトポンプの概略構成を示す垂直断面図、図2はエアリフトポンプの下端部の水平断面図、図3はノズルから噴出する流体の種類とタービンを回転させる流体の種類の組み合せによる効果の差を示す表である。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a vertical sectional view showing a schematic configuration of an air lift pump, FIG. 2 is a horizontal sectional view of a lower end portion of the air lift pump, and FIG. 3 is an effect of a combination of a type of fluid ejected from a nozzle and a type of fluid for rotating a turbine. It is a table | surface which shows a difference.
エアリフトポンプ10は、水面1の上から水底2に向け垂直に下ろされるライザーパイプ11を備える。水底2を構成する物質はヘドロを想定している。ライザーパイプ11の下端は水底2に達するが、この下端の部分は下方に向けテーパ状に広がったヘッダー部12となっている。ヘッダー部12の下端外周にはフランジ部13が形成される。フランジ部13は、水底2への接地面積を増加させて埋没を防止するためのものである。
The
ヘッダー部12にはノズル14が配置される。ノズル14は水底2に高圧流体を吹き付けて掘削を行うためのものである。図2に見られるように、ノズル14はヘッダー部12の内周面の接線方向に高圧流体を噴出し、ヘッダー部12の内周面に沿って旋回流を形成するように配置されている。ノズル14はヘッダー部12の中心まわりに複数個配置され、強力な旋回流を発生させるようになっている。第1実施形態では最小単位である2個のノズル14が配置されている。
A
ノズル14に供給される高圧流体は、少なくとも一部が空気でなければならない。言うまでもなくこれはエアリフト効果を生じさせるためである。そこで高圧流体源として、コンプレッサ15と高圧水ポンプ16を用意する。コンプレッサ15は空気配管17を通じてノズル14に圧縮空気を圧送し、高圧水ポンプ16は水配管18を通じてノズル14に高圧水を圧送する。
The high pressure fluid supplied to the
ヘッダー部12の下部中央には回転ブレード20が配置される。回転ブレード20は水平に配置した円板21の下面に掘削ブレード22を放射状に配置したものである。掘削ブレード22の下端は、ライザーパイプ11の下端、すなわちヘッダー部12の下端より、所定の長さhだけ下方に突き出している。
A rotating
回転ブレード20を回転させるのはライザーパイプ11の中心に配置された流体タービン30である。流体タービン30は、中空のストラット31によりライザーパイプ11に支持されたハウジング32と、ハウジング32の中に回転自在に支持された垂直な中空回転軸33と、中空回転軸33の外側に固定されたロータ34からなる。ハウジング32の下端からは鞘軸35が下方に向かって突き出す。中空回転軸33は鞘軸35の中を通って下方に延び、鞘軸35を出たところで回転ブレード20に連結している。ロータ34を回転させるのは空気配管17を通じて供給される圧縮空気である。なお、水配管18を通じて供給される高圧水でロータ34を回転させるようにすることもできる。
The rotating
エアリフトポンプ10の動作は次の通りである。ライザーパイプ11のヘッダー部12を図1のように水底2に据え、コンプレッサ15及び/又は高圧水ポンプ16を駆動すると、ノズル14から圧縮空気のみ、もしくは高圧水のみ、もしくは圧縮空気と高圧水の混じった高圧流体が噴出する。互いに独立した圧縮空気ノズルと高圧水ノズルを設け、圧縮空気と高圧水を独立して噴出させるようにしてもよい。噴出する高圧流体はヘッダー部12の中に図2に矢印で示すような旋回流を形成する。これにより、ヘッダー部12で囲われた円形の水底のうち、周辺部が掘削される。掘削の役目を終えた空気は空気バブル4となってライザーパイプ11の中を上昇する。上昇するに従い水圧が減少するので空気バブルの体積は次第に大きくなって行く。
The operation of the
一方コンプレッサ15からの圧縮空気もしくは高圧水ポンプ16からの高圧水は流体タービン30のロータ34に衝突してこれを回転させる。これより中空回転軸33が回転し、回転ブレード20も回転する。ロータ34にエネルギーを与えた圧縮空気もしくは高圧水は中空回転軸33を通って回転ブレード20の中心より水中に放散される。回転ブレード20はヘッダー部12で囲われた水底の中央部を掘削ブレード22で掘削する。掘削ブレード22はヘッダー部12の下端より長さhだけ下方に突き出しているので、水底2の平坦度が高く、ヘッダー部12の中にヘドロが入ってこないときでも、確実にヘドロを掘削することができる。
On the other hand, the compressed air from the
このように、ヘッダー部12の中央部では回転ブレード20で掘削され、その周囲では高圧流体の旋回流により掘削されて細片化されたヘドロ片3は、ライザーパイプ11の内部を上昇する、水と空気バブル4の混じった上昇流に乗って上昇する。そしてライザーパイプ11の上端から溢れ出した後、適宜の回収装置によって回収される。第1実施形態ではトラフ40が回収装置を構成する。
Thus, the
第1実施形態では、回転ブレード20と流体タービン30のロータ34とが直結された形になっているが、適宜の減速装置を用い、ロータ34の回転を減速して回転ブレード20に伝えるようにしてもよい。また流体タービン30をライザーパイプ11の外に置き、適宜の伝達機構を介して回転ブレード20に回転力を伝達するようにしてもよい。
In the first embodiment, the
水中でヘドロを巻き上げたり、ヘドロを掘削したり、ヘドロ片をエアリフト作用で上昇させたりする効果は、ノズル14に供給される高圧流体と、流体タービン30に供給される高圧流体の種類の組み合わせにより様々に変化する。図3は、ノズル14に供給される高圧流体を「なし」「圧縮空気」「高圧水」「圧縮空気&高圧水」の4種類、流体タービン30に供給される高圧流体を「なし」「圧縮空気」「高圧水」の3種類として、それらの組み合わせにより「ヘドロ巻き上げ効果」「ヘドロ掘削効果」「エアリフト効果」がどのようになるかを示した表である。
The effect of rolling up sludge underwater, excavating sludge, or raising sludge pieces by air lift action depends on the combination of the type of high-pressure fluid supplied to the
本発明の第2実施形態を図4−図6に示す。図4はエアリフトポンプの概略構成を示す垂直断面図、図5は回転ブレードの斜視図、図6は回転ブレードの断面図である。なお第2実施形態は多くの構成要素が第1実施形態と共通する。説明の重複を避けるため、第1実施形態と共通の構成要素には第1実施形態の説明に用いたのと同じ符号を付し、説明は省略する。 A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. 4 is a vertical sectional view showing a schematic configuration of the air lift pump, FIG. 5 is a perspective view of the rotating blade, and FIG. 6 is a sectional view of the rotating blade. The second embodiment has many components in common with the first embodiment. In order to avoid duplication of description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment, and the description thereof is omitted.
第2実施形態においても、ライザーパイプ11のヘッダー部12の下部中央に回転ブレードが配置される。第2実施形態の回転ブレード50は垂直回転軸51の下端に4枚の鋤型掘削ブレード52を放射状に配置したものである。ライザーパイプ11の内面にストラット53で支持された軸受部54が垂直回転軸51を回転自在に支持する。第1実施形態の掘削ブレード20と同様、鋤型掘削ブレード52の下端はヘッダー部12の下端より所定の長さhだけ下方に突き出している。なお垂直回転軸51は軸受部54に片持支持されているが、第1実施形態と同様の鞘軸を軸受部54に形成して支持を強化してもよい。あるいは、垂直回転軸51の下端を鋤型掘削ブレード52よりも下に延長し、ライザーパイプ11から延ばしたステーで受けるようにしてもよい。要は、回転ブレード50を強固に保持できる保持構造でありさえすればどのようなものであってもよい。
Also in the second embodiment, a rotating blade is arranged at the lower center of the
鋤型掘削ブレード52の断面形状はくさび形であり、その内部は中空部52aとなっている。中空部52aは進行方向と反対側の面に開口部52bを有する。回転ブレード50を回転させるのは駆動用ノズル55から噴出する高圧流体である。駆動用ノズル55は、鋤型掘削ブレード52の中空部52aに開口部52bを通じて高圧流体を吹き込むよう、ヘッダー部12の中心まわりに複数個(図では4個)配置されている。駆動用ノズル55から噴出するのはコンプレッサ15から供給された圧縮空気、又はコンプレッサ15から供給された圧縮空気と高圧水ポンプ16から供給された高圧水の混合流体である。
The cross-sectional shape of the
駆動用ノズル55に並ぶ形で浮揚用ノズル56が配置される。浮揚用ノズル56にはコンプレッサ15より圧縮空気が供給される。
A
エアリフトポンプ10の動作は次の通りである。ライザーパイプ11のヘッダー部12を図4のように水底2に据え、コンプレッサ15を駆動すると、駆動用ノズル55と浮揚用ノズル56から圧縮空気が噴出する。高圧水ポンプ16を駆動すれば、駆動用ノズル55から圧縮空気と高圧水の混合流体が噴出する。駆動用ノズル55から噴出する高圧流体が鋤型掘削ブレード52を後から押し、鋤型掘削ブレード52は水底2を鋤き上げつつ前進する。
The operation of the
鋤型掘削ブレード52は、90゜間隔で配置された駆動用ノズル55から次々と高速流体を受けながら連続回転する。1個の駆動用ノズル55からその次の駆動用ノズル55への乗り移りが一層スムーズに行われるよう、駆動用ノズル55の個数をもっと増加してもよい。
The
浮揚用ノズル56から噴出する圧縮空気は空気バブル4となり、水と空気バブル4の混じった上昇流をライザーパイプ11の内部に形成する。鋤型掘削ブレード52で鋤き上げられて細片化されたヘドロ片3は上昇流に乗って上昇し、ライザーパイプ11の上端から溢れ出した後、トラフ40によって回収される。
The compressed air ejected from the
第2実施形態によれば、流体タービンのような複雑な駆動機構を用いることなく回転ブレードを回転させることができる。機構が簡単なので、礫砂、泥土、ヘドロなどの掘削に用いても故障が少ない。 According to the second embodiment, the rotating blade can be rotated without using a complicated drive mechanism such as a fluid turbine. Since the mechanism is simple, there are few failures even when used for excavation of gravel sand, mud, sludge, etc.
本発明の第3実施形態を図7に示す。図7は回転ブレードの断面図である。 A third embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 7 is a sectional view of the rotating blade.
第3実施形態は第2実施形態の回転ブレード50の改良に係る。すなわち第3実施形態では、鋤型掘削ブレード52の中空部52aから上面に抜ける貫通孔52cを多数形成する。駆動用ノズル55から圧縮空気又は圧縮空気と高圧水の混合流体を噴出させると、高圧流体は鋤型掘削ブレード52を後から押すと同時に貫通孔52cから上面に噴き出す。貫通孔52cから噴き出す高圧流体はヘドロ片3が鋤型掘削ブレード52から剥離するのを助ける。これにより、回転ブレード50の受ける抵抗が少なくなり、回転ブレード50は一層スムーズに回転する。また高圧流体がヘドロ片3を上方に噴き上げることにより、ヘドロ片3が上昇流に巻き込まれやすくなる。
The third embodiment relates to an improvement of the
本発明の第4実施形態を図8に示す。図8は回転ブレードの断面図である。 A fourth embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 8 is a sectional view of the rotating blade.
第4実施形態は第3実施形態の回転ブレード50の改良に係る。すなわち第4実施形態では、鋤型掘削ブレード52の後端上部に、回転方向後方に突き出す庇部52dを形成する。庇部52dには複数の貫通孔52eが形成されている。
The fourth embodiment relates to an improvement of the
鋤型掘削ブレード52を押した高圧流体からは空気が分離する。貫通孔52cから噴き出した高圧流体から空気が分離するのはもちろん、貫通孔52cから噴き出しきれなかった高圧流体からも空気が分離する。後者の空気は鋤型掘削ブレード52に追随しつつ上昇しようとする。この空気は庇部52dの貫通孔52eを通り抜けることになり、その際一定以下の大きさのバブルとなる。貫通孔52cを通過した空気も一定以下の大きさの空気バブルとなるので、全体として一定以下の大きさの空気バブルが多数発生することになり、ライザーパイプ11の中の水を一定ペースで着実に押し上げる。
Air is separated from the high-pressure fluid that has pushed the
鋤型掘削ブレード52に追随しつつ上昇する空気をそのまま放置すると、バブル同士が合体して空気バブルが大きくなりすぎ、空気バブルのみ上昇するという傾向が強まる。これにより、水の押し上げは脈動流あるいは間欠流の様相を呈し、エアリフト効果が低下する。庇部52dの貫通孔52eで空気バブルのサイズを小さくすると言う措置をとることにより、このような問題はなくなり、一定のエアリフト効果を確保できる。
If the air rising while following the
庇部52dが後方に延び出す角度については、実験により最適角度を求める。図8には庇部52dの角度を変えた状態が仮想線で図示されている。また庇部52dはトラフを裏返しにしたような形状として空気の逸出防止を図るのがよい。
About the angle which the
本発明の第5実施形態を図9に示す。図9はライザーパイプの断面図である。 FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a sectional view of the riser pipe.
図9のライザーパイプ11は、フランジ部13の断面が弧状に湾曲していて、周縁が持ち上がった形になっている。このためフランジ部13の周縁が水底の凹凸に引っ掛かることが少ないので、ライザーパイプ11を水平方向にスムーズに移動させることができる。言うまでもないが、第1実施形態にも第2実施形態にもこの形状のライザーパイプ11を使用できる。
The
本発明の第6実施形態を図10に示す。図10はライザーパイプの断面図である。 A sixth embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of the riser pipe.
第6実施形態は第5実施形態のライザーパイプ11の改良に係る。すなわち第6実施形態では、フランジ部13を可撓部を介してライザーパイプ11に接続する。具体的には、ライザーパイプ11をヘッダー部12のすぐ上で切り離し、切り離し箇所をゴム又は軟質合成樹脂製の蛇腹管58で接続して可撓部57を形成する。
The sixth embodiment relates to an improvement of the
このように可撓部57を介してライザーパイプ11に接続されていることにより、フランジ部13は水底の起伏に応じて傾きを変える。このため、フランジ部13は常に水底に密着し、フランジ部13と水底との隙間から高圧流体の渦あるいは空気バブルが外部に漏れることが少ない。そのため高圧流体のエネルギーと空気バブルの浮力をライザーパイプ11とそのヘッダー部12の内部に集中し、水底構成物質を効率良く採取することができる。
By being connected to the
本発明の第7実施形態を図11−図13に示す。図11はライザーパイプのヘッダー部の斜視図、図12、13はヘッダー部の水平断面図にして互いに異なる状態を示すものである。 A seventh embodiment of the present invention is shown in FIGS. FIG. 11 is a perspective view of the header portion of the riser pipe, and FIGS. 12 and 13 are horizontal sectional views of the header portion, showing different states.
第7実施形態は、鋤型掘削ブレード52の使用が前提となっている。ここではライザーパイプ11のヘッダー部12の外周部に側面開口59を形成する。図12、13に見られるように、側面開口は垂直回転軸51を中心として点対称をなす形で2箇所に設けられている。鋤型掘削ブレード52の数も2枚である。なお鋤型掘削ブレード52としては第4実施形態のものが用いられている。
The seventh embodiment is premised on the use of the
鋤型掘削ブレード52の外周部にはシャッター60が設けられる。シャッター60は平面形状円弧形であって、ヘッダー部12の内周面と所定の間隔を置いて向き合う。シャッター60は側面開口59を十分に閉塞できる長さと高さを備えている。シャッター60は図11には描かれていない。
A
回転ブレード50が回転すると、特定の期間、図12のように側面開口59が開く。この時水底構成物質を側面開口59より取り込み、それを鋤型掘削ブレード52で細片化してはね上げ、採取することができる。他の特定期間には、図13のように側面開口59がシャッター60で閉塞される。この時は高圧流体や空気バブルが側面開口59から漏れないので、高圧流体及び空気バブルを水底構成物質の巻き上げ及び浮上にフルに活用できる。
When the
ヘッダー部12の下端外周にフランジ部13を形成しておいてもよい。この場合、フランジ部13には側面開口59に連続する切り欠きを設けておく。
A
以上、本発明の各実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。 As mentioned above, although each embodiment of the present invention was described, the scope of the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
本発明は、水底構成物質の採取に用いられるエアリフトポンプに広く利用可能である。 The present invention is widely applicable to air lift pumps used for collecting water bottom constituent materials.
1 水面
2 水底
10 エアリフトポンプ
11 ライザーパイプ
12 ヘッダー部
13 フランジ部
14 ノズル
15 コンプレッサ(高圧流体源)
16 高圧水ポンプ(高圧流体源)
20 回転ブレード
30 流体タービン
50 回転ブレード
52 鋤型掘削ブレード
52d 庇板
52e 貫通孔
57 可撓部
59 側面開口
60 シャッター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
16 High pressure water pump (high pressure fluid source)
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記ライザーパイプ内に、前記高圧流体により回転せしめられて水底構成物質を削り取る回転ブレードを配置したことを特徴とするエアリフトポンプ。 A bottom structure comprising a riser pipe having a lower end reaching the bottom of the water, a nozzle for supplying a high pressure fluid, at least part of which is air, to the bottom of the water surrounded by the riser pipe, and a high pressure fluid source for supplying the high pressure fluid to the nozzle In an air lift pump that peels material from the bottom of the water with a high-pressure fluid and raises the inside of the riser pipe together with air and collects it on the water surface.
An air lift pump characterized in that a rotating blade that is rotated by the high-pressure fluid and scrapes off the water bottom constituent material is disposed in the riser pipe.
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Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102284355A (en) * | 2011-06-14 | 2011-12-21 | 铜陵市仲达科技发展有限责任公司 | Tail sand purifying device |
| WO2012001415A1 (en) | 2010-06-29 | 2012-01-05 | Coldharbour Marine Limited | Shockwave generation device and method of delivering a shockwave |
| GB2484608A (en) * | 2010-06-29 | 2012-04-18 | Coldharbour Marine Ltd | Shockwave generation device and method of delivering a shockwave |
| RU2524070C1 (en) * | 2013-04-15 | 2014-07-27 | Леонид Иванович Мальцев | Device for underwater soil working and removing |
| US8998585B2 (en) | 2009-05-08 | 2015-04-07 | Coldharbour Marine Limited | Liquid pump apparatus and method |
| KR101553369B1 (en) | 2014-05-29 | 2015-09-15 | 주식회사 엔씨테크 | Pneumatic fluid pump |
| JP2016113845A (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 東亜建設工業株式会社 | Air-lift pump device and aquatic contamination component removing method |
| CN107724451A (en) * | 2017-11-27 | 2018-02-23 | 徐州华显凯星信息科技有限公司 | A kind of hydraulic engineering desilting equipment stirring-head |
| US9902630B2 (en) | 2011-12-22 | 2018-02-27 | Coldharbour Marine Limited | Apparatus and method for liquid pumping |
| KR101894151B1 (en) * | 2016-11-22 | 2018-08-31 | 현상용 | A pump head and an air lift pump comprising the pump head |
| US10765988B2 (en) | 2013-10-14 | 2020-09-08 | Coldharbour Marine Limited | Apparatus and method for treating gas in a liquid medium with ultrasonic energy for chemical reaction |
| CN112281967A (en) * | 2020-10-20 | 2021-01-29 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | A kind of ROV-based dredging device and method for 100-meter deep water environment |
| CN117167342A (en) * | 2023-08-29 | 2023-12-05 | 北京北排科技有限公司 | Non-stop spin dredge ventilation pump |
| US12139882B2 (en) | 2022-02-16 | 2024-11-12 | Subsea Tooling Services UK Ltd. | Apparatus and method for underwater dredging |
| RU2846065C1 (en) * | 2025-03-31 | 2025-08-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Device for development and removal of bottom sediments under water |
-
2005
- 2005-10-21 JP JP2005306549A patent/JP2007113295A/en active Pending
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8998585B2 (en) | 2009-05-08 | 2015-04-07 | Coldharbour Marine Limited | Liquid pump apparatus and method |
| WO2012001415A1 (en) | 2010-06-29 | 2012-01-05 | Coldharbour Marine Limited | Shockwave generation device and method of delivering a shockwave |
| GB2484608A (en) * | 2010-06-29 | 2012-04-18 | Coldharbour Marine Ltd | Shockwave generation device and method of delivering a shockwave |
| GB2484608B (en) * | 2010-06-29 | 2013-04-17 | Coldharbour Marine Ltd | Gas lift pump apparatus with ultrasonic energy generator and method |
| CN103080564A (en) * | 2010-06-29 | 2013-05-01 | 科尔德哈勃船舶有限公司 | Apparatus for generating shock waves and method for delivering shock waves |
| JP2013536343A (en) * | 2010-06-29 | 2013-09-19 | コールドハーバー・マリーン・リミテッド | Shock wave generator and shock wave transmission method |
| US10711807B2 (en) | 2010-06-29 | 2020-07-14 | Coldharbour Marine Limited | Gas lift pump apparatus with ultrasonic energy generator and method |
| KR101914607B1 (en) * | 2010-06-29 | 2018-11-02 | 콜드하버 마린 리미티드 | Gas lift pump apparatus with ultrasonic energy generator and method |
| CN102284355A (en) * | 2011-06-14 | 2011-12-21 | 铜陵市仲达科技发展有限责任公司 | Tail sand purifying device |
| US9902630B2 (en) | 2011-12-22 | 2018-02-27 | Coldharbour Marine Limited | Apparatus and method for liquid pumping |
| RU2524070C1 (en) * | 2013-04-15 | 2014-07-27 | Леонид Иванович Мальцев | Device for underwater soil working and removing |
| US10765988B2 (en) | 2013-10-14 | 2020-09-08 | Coldharbour Marine Limited | Apparatus and method for treating gas in a liquid medium with ultrasonic energy for chemical reaction |
| KR101553369B1 (en) | 2014-05-29 | 2015-09-15 | 주식회사 엔씨테크 | Pneumatic fluid pump |
| JP2016113845A (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 東亜建設工業株式会社 | Air-lift pump device and aquatic contamination component removing method |
| KR101894151B1 (en) * | 2016-11-22 | 2018-08-31 | 현상용 | A pump head and an air lift pump comprising the pump head |
| CN107724451A (en) * | 2017-11-27 | 2018-02-23 | 徐州华显凯星信息科技有限公司 | A kind of hydraulic engineering desilting equipment stirring-head |
| CN112281967A (en) * | 2020-10-20 | 2021-01-29 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | A kind of ROV-based dredging device and method for 100-meter deep water environment |
| US12139882B2 (en) | 2022-02-16 | 2024-11-12 | Subsea Tooling Services UK Ltd. | Apparatus and method for underwater dredging |
| CN117167342A (en) * | 2023-08-29 | 2023-12-05 | 北京北排科技有限公司 | Non-stop spin dredge ventilation pump |
| RU2846065C1 (en) * | 2025-03-31 | 2025-08-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Device for development and removal of bottom sediments under water |
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