(57)【要約】前記スラッジ処理システムに含まれるのは、ダム（Ｄ）を貫通するダム通路と、前記ダム（Ｄ）によって保持される沈殿物を排出するための吸気管（１１）であって、前記ダムの底（Ｄ）に向かった入口（１１ａ）を有し、前記ダム通路の内端に連結された排出口を有する吸気管（１１）と、前記沈殿物の誘起力として大気圧を利用するために、前記ダム通路の外側端部に連結され、高さ方向に延長された誘起力作用パイプ（１３）と、前記誘起力作用パイプ（１３）に連結され、空気が前記誘起力作用パイプ（１３）に流入することを防止するＵ形状空気制御パイプ（１４）と、沈殿物を排出するための前記空気制御パイプ（１４）に連結された排出パイプ（１５）と、前記空気制御パイプ（１４）と前記排出パイプ（１５）との両方の誘起作用を散逸させるために前記空気制御パイプ（１４）の水平式平坦部分に連結された空気抜きパイプ（１６）。【選択図】図２
2009508028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を含むダム用スラッジ処理システムであって、
ダムを貫通するダム通路と、
前記ダムの外側に前記ダム通路を介して前記ダムによって保持され、入口に向かって延びた前記ダムの底及び前記ダム通路の内端に連結された排出口を有するような水塊の底の沈殿物を排出するための吸気管と、
前記沈殿物の誘起力として大気圧を利用するために、前記ダム通路の外側端部に連結され、高さ方向に延長された誘起力作用パイプと、
逆Ｕ形状で前記誘起力作用パイプの延端部に連結され、空気が前記誘起力作用パイプに流入することを防止する空気制御パイプと、
前記空気制御パイプの開端部に連結され、前記沈殿物を排出するための前記ダムの外側に向かって排出パイプと、
前記空気制御パイプと前記排出パイプとの両方の誘起作用を散逸させるために前記空気制御パイプの上部平坦部分に連結される空気抜きパイプを有することを特徴とするダム用スラッジ処理システム。
【請求項２】
真空ポンプが連結パイプを介して前記空気制御パイプに設けられ、前記ダムによって保たれる水位が前記ダム通路の高さよりも低いときに前記真空ポンプが作動され、さらに、逆止弁が前記連結パイプに設けられ、前記真空ポンプの作動時に開かれることを特徴とする請求項１に係るダム用スラッジ処理システム。
【請求項３】
前記吸気管の入口は一連の穴を有するので、本システムは入ることが許される沈殿物粒子のサイズを限定することを特徴とする請求項１に係るダム用スラッジ処理システム。
【請求項４】
前記吸気管の入口に、前記入口の状態及び動作を監視するためのカメラを有することを特徴とする請求項１に係るダム用スラッジ処理システム。
【請求項５】
前記吸気管の入口が水塊上のフロートから延長された制御可能なケーブルに連結され、前記フロートが動力によって操作可能な引き船に連結されるので、前記入口が作業位置に移動できることを特徴とする請求項１に係るダム用スラッジ処理システム。
【請求項６】
管継手が前記吸気管、前記ダム通路、前記誘起力作用パイプ、及び前記空気制御パイプの間に存在し、各パイプが前記管継手で旋回可能であることを特徴とする請求項１に係るダム用スラッジ処理システム。
【請求項７】
前記空気制御パイプが前記空気制御パイプの上部平坦部から分枝された２つのユニットで構成されており、前記２つのユニットが旋回可能に連結されることを特徴とする請求項６に係るダム用スラッジ処理システム。
【請求項８】
前記空気抜きパイプが遊離開端部にプラグを有することを特徴とする請求項１に係るダム用スラッジ処理システム。
【請求項９】
沈殿物処理タンクが、沈殿物と水を分離するように、前記排出パイプの下にさらに設けられることを特徴とする請求項１に係るダム用スラッジ処理システム。
【請求項１０】
空気制御パイプの上部平坦部分と前記ダム通路間の距離は前記有効高さであり、それによって大気圧水頭を沈殿物用誘起力として利用することが可能である。ことを特徴とする請求項１に係るダム用スラッジ処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リザーバ（貯水池）のスラッジ、又は貯水池に堆積した湖からのスラッジを取り去るためのダム用スラッジ処理システムに関するものであって、特に、その高さが下流側の高さよりも相対的に高いダム内の水の潜在エネルギーを動的なエネルギーに変え、大気圧を用いて制御されているスラッジ排出路が水塊の底に堆積したスラッジを電力消費なしに下流側へ選択的に排出するように設けられており、さらに、スラッジ回収入口が標的、たとえば必要であれば水面近くのスラッジに移動可能であり、清浄な水を選択的に排出することが可能なダム用スラッジ処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、汚れた水、下水、工場廃棄物、農業及び畜産廃棄物は、ダム、湖又は湿地帯に継続的に流入する。これらの貯水池では、水流れがほとんど安定した状態なので、スラッジはその底面に沈下する。かくして、水中の汚染密度は増加する。
【０００３】
特に、汚染物質内の窒素化合物、リン酸を含む栄養素塩類は、有機物を分解する細菌の繁殖及び増殖に役立つ。淡水中には富栄養化がある。
【０００４】
公知のように、富栄養化は水塊における溶解栄養素（リン酸類として）が豊富となるプロセスであり、水中植物の成長を促進し、通常、溶存酸素の枯渇をもたらす。
【０００５】
富栄養化のため、淡水の濁度は悪化し、悪臭が物質の分解によって発生し、最悪の場合、一群のサカナが絶滅され、結果として生態系の破壊のような重大な打撃をもたらす。
【０００６】
水の生態系に含まれた質窒素又はリンなどの栄養物の量が自己浄化能力を超えないように維持することが重要である。
【０００７】
特に、水塊の底に堆積したスラッジは定期的に除去されなければならない。
【０００８】
従来、湖や湿地帯からスラッジを除去するためのさまざまな方法が適用されている。それらの方法のうちで典型的なものは、スラッジ吸入装置が搭載された浚渫船を用いる方法である。前記浚渫船は湖又は湿地帯を走り、貯水池の底部に堆積したスラッジを真空吸入法によって回収する。この方法には、該船が大量のスラッジがある場所に接近し、大量のスラッジを重点的に回収できるという利点がある。
【０００９】
前記浚渫船法では、深水におけるスラッジ回収作業は中断されないが、巨大な船が貯水池の浅瀬の沿岸に接近することは困難であり、また、膨大で速やかなスラッジ回収作業能力と比較して小さな処理能力も欠点となる。
【００１０】
特に、前記スラッジ浚渫船法では、特殊な船を用意する必要があり、莫大な費用が該船を運航するために必要とされるという大きな短所がある。さらに、スラッジ吸入装置が船体に積み付けられるので、前記船体は大きく重いものとなってしまう。この浚渫船が水上運航する際、前記船は水を攪拌し、底部に堆積したスラッジを分散させるので、水が阻害される。さらに、前記運転装置から油が流出する可能性もあるので、二次汚染問題対策を必要とする。
【００１１】
従来、浚渫船の上記問題点を考慮した新技術が開発されている。かかる新技術はサイフォン原理を用いる無動力のスラッジ処理技術であり、特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４で開示されている。
【００１２】
従来技術では、サイフォンの入口が貯水池の底部に配置され、サイフォンの中間部分はダム壁を伝ってダムの上に延設され、さらにサイフォンの出口は下流側の排出領域に位置される。サイフォン動作はサイフォン装置にて行われる。したがって、貯水池の底部に堆積したスラッジを下流側の排出領域に排出することが可能である。
【００１３】
この場合、サイフォン動作を実施するため、ポンプは第１運転段階においてのみ作動させるだけで済み、動力がほとんど消費されない可能性もある。かくして、この方法がスラッジ浚渫船法と比較して非常に経済的であるかのように思われるかもしれない。
【００１４】
しかしながら、サイフォン原理を用いてダムからスラッジを除去するこれらの従来技術では、始動時に空気がその水路に流入してしまい、サイフォン作用を所定時間維持することが困難であるので運転が頻繁に停止してしまう。水路の入口が塞がってしまう際には、作業を停止して定期的に閉塞物を除去する必要がある。よって、運転は遅延し、大量の労働力とポンプ作動時間がサイフォン作用を起こさせるために必要とされ、それによって低効率問題と運転時間問題が生じる。
【００１５】
さらに、サイフォン作用によって大量の水がスラッジ堆積とともに水路に吸入され、水をスラッジ堆積から分離するための後追い処理にかなりの作業時間を必要とする。かくして、かかる方法はコストの増加問題を抱えている。
【００１６】
特に、サイフォンが上記ダムを登って水の排出を行うので、貯水池の水面と前記ダムの上部間の高さ差が上記大気圧水頭（およそ１０．３３ｍ）以上の場合、サイフォン動作は不可能である。
【００１７】
大量の水と取り組む貯水池又はダムなどの場所では、高さの差が１０ｍ以上となる場合がある。したがって、現実に適用されないサイフォン原理のみを用いる技術によってスラッジ堆積を強力に吸い上げることはできない。
【００１８】
「一定水位維持装置」という名称の特許文献５が本出願人によって韓国特許庁に登録されており、かかる特許によれば、リザーバ（貯水池）中の水の水位を常に所定の水位に維持することが可能である。
【００１９】
前記登録特許では貯水池に重点が置かれ、前記貯水池に含まれた液体は別の液体リザーバ（貯水池）に自動的に移送することが可能である。Ｕ形状パイプ及び逆Ｕ形状パイプは、順次にサイフォンパイプに連結され、空気抜きパイプは前記逆Ｕ形状パイプの上部平坦部分に設けられる。サイフォンパイプの一端は前記貯水池の水中に浸漬され、サイフォンパイプの他端は前記Ｕ形状パイプの一端に連結される。前記Ｕ形状の開端部は前記逆Ｕ形状パイプの一端に連結される。前記逆Ｕ形状パイプでは、前記上部平坦部分は前記貯水池の標的水位と同じ高さに保たれなくてはならない。
【００２０】
サイフォンパイプ内が水で満たされている条件下では、前記貯水池の水位が前記標的水位以上に上昇するので、前記貯水池中の水は自動的に排出される。前記貯水池の水位が前記標的水位に低下すると、サイフォン動作は自動的に停止する。サイフォンパイプ内の水が依然としてサイフォンパイプ内に残る場合には、水は再び前記貯水池に供給され、前記貯水池の水位前記標的水位以上に上昇し、さらに、前記逆Ｕ形状パイプの上部平坦部分の高さ以上に上昇する。その後、サイフォン動作は反復されて前記貯水池中の水を排出する。かくして、貯水池の水位を常に前記標的水位に維持することが可能である。
【００２１】
サイフォン動作の停止は、大気の空気が前記空気抜きパイプを介して前記逆Ｕ形状パイプに流入し、前記逆Ｕ形状パイプ内ではサイフォン動作が行われないという理由に基づく。この逆に、サイフォン動作の自動反復は、サイフォンパイプ内の水が依然としてサイフォンパイプ内に留まるという理由に基づく。
【００２２】
上述特許では、サイフォン動作の開始直後には、動力供給及び追加操作なしに、貯水池中の水の排出、貯水池中の水位低下、水のサイフォンパイプ内待機、水の貯水池中への流入、貯水池中水位の上昇、及びサイフォン動作、からなる順次動作が反復可能である。前記貯水池中の水は、常に一定水位に維持することが可能である。
【００２３】
しかしながら、この特許は小量リザーバ（貯水池）に重点を置き、サイフォンパイプがダム壁の上まで登らなければならないので、従来のサイフォンを用いて湖中のスラッジが排出されるという点で従来の特許と同様に、大量リザーバ（貯水池）から水を強力に吸い上げることは不可能である。それは、ほとんどの大量リザーバ（貯水池）において、貯水池の水位とダム壁上部の高さとの間の差異が大気圧水頭（およそ１０ｍ）を超える可能性もあるためである。
【００２４】
さらに、小量リザーバ（貯水池）中の清浄な水を水路を閉塞させることなしに排出可能であることは問題でない。この方法が大量のスラッジを有する水が湖から排出される事例に適用される場合、前記スラッジは前記Ｕ形状パイプ内で沈下して前記パイプを塞ぐこともあり得る。従来の特許では、Ｕ形状パイプが逆Ｕ形状パイプと突合される管継手回転できないので、前記パイプの異物除去を困難なものにする。
【００２５】
さらに、従来の特許では、容易に水を自動的に排出するが、水位を変え、排出速度を制御するための追加装置がないので、水位変化と堆積状態に応じて能動的な措置を施すことができないことが問題である。
【００２６】
したがって、従来の特許は、小量リザーバ（貯水池）からの水は、所定の水位を維持するように自動的に排出可能であるという点で有用性を有するが、従来の特許が湖のスラッジの排出に適用される必要がある場合、湖における高いダム、深水位及びスラッジ排出を考慮すると、実際の効果は見られない。
【特許文献１】韓国特許出願１９９３-０００６２６２号
【特許文献２】韓国特許出願１９９９-０１４４３３号
【特許文献３】韓国特許出願１９９９-００６４６３０号
【特許文献４】韓国特許出願２００２-００２９２８７号
【特許文献５】韓国特許第０９３１１５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
よって、本発明は従来の技術において生じる前述の問題を解決するためなされたものである。
【００２８】
大量の水を含有するダム、湖又は湿地帯においてスラッジ処理が行われる必要がある場合に従来技術で露呈したさまざまな問題点を解決するため、ダム用スラッジ処理システムを提供することが本発明の目的である。
【００２９】
その高さが下流側の高さよりも相対的に高いダム内の水の潜在エネルギーを動的なエネルギーに変え、大気圧を用いて制御されているスラッジ排出路が水塊の底に堆積したスラッジを電力消費なしに下流側へ選択的に排出するように設けられており、さらに、スラッジ回収入口が標的、たとえば必要であればスラッジに近接する水位に移動可能であり、清浄な水を分離して排出可能なダム用スラッジ処理システムを提供することが本発明の目的である。
【００３０】
前記スラッジ排出路の構成及び高さが容易に変更可能で、低水位にて作動されるポンプが設けられて能動的に水位及び堆積状態の変化に対処し、排出水の流速及び流量を制御し、さらに、前記パイプの異物除去を容易に行うことが可能であるダム用スラッジ処理システムを提供することが本発明の目的である。
【００３１】
このような目的を達成するために、本発明はダム用スラッジ処理システムからなり、該ダムが以下で構成されているという点に特徴を有する。ダムを貫通するダム通路と、前記ダムの外側に前記ダム通路を介して前記ダムによって保持され、入口に向かって延びた前記ダムの底及び前記ダム通路の内端に連結された排出口を有するような水塊の底の沈殿物を排出するための吸気管と、前記沈殿物の誘起力として大気圧を利用するために、前記ダム通路の外側端部に連結され、高さ方向に延長された誘起力作用パイプと、逆Ｕ形状で前記誘起力作用パイプの延端部に連結され、空気が前記誘起力作用パイプに流入することを防止する空気制御パイプと、前記空気制御パイプの開端部に連結され、前記沈殿物を排出するための前記ダムの外側に向かって排出パイプと、前記空気制御パイプと前記排出パイプとの両方の誘起作用を散逸させるために前記空気制御パイプの上部平坦部分に連結される空気抜きパイプ。
【００３２】
さらに、本システムは、真空ポンプが連結パイプを介して前記空気制御パイプに設けられ、前記ダムによって保たれる水位が前記ダム通路の高さよりも低いときに前記真空ポンプが作動され、さらに、逆止弁が前記連結パイプに設けられ、前記真空ポンプの作動時に開かれる、という点で別の特徴を有する。
【００３３】
さらに、本システムは、前記吸気管の入口は一連の穴を有するので、本システムは入ることが許される沈殿物粒子のサイズを限定するという点で別の特徴を有する。
【００３４】
さらに、本システムは、前記吸気管の入口に、その状態及び動作を監視するためのカメラを有する、という点で別の特徴を有する。
【００３５】
さらに、本システムは、前記吸気管の入口が水塊上のフロートから延長された制御可能なケーブルに連結され、前記フロートが動力によって操作可能な引き船に連結されるので、前記入口が作業位置に移動できる、という点で別の特徴を有する。
【００３６】
さらに、本システムは、管継手が前記吸気管、前記ダム通路、前記誘起力作用パイプ、及び前記空気制御パイプの間に存在し、各パイプが前記管継手で旋回可能で、前記空気制御パイプが前記空気制御パイプの上部平坦部から分枝された２つのユニットで構成されており、前記２つのユニットが旋回可能に連結される、という点で別の特徴を有する。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
本発明のダム用スラッジ処理システムによれば、その高さが下流側の高さよりも相対的に高いダム内の水の潜在エネルギーが動的なエネルギーに変えられ、前記排出口において前記制御大気圧を用いて高排出速度を得ることが可能であり、さらに水塊の底に堆積したスラッジが電力消費なしに下流側に選択的に排出され、有用に処理され得る。
【発明の効果】
【００３８】
さらに、ダム用スラッジ処理システムでは、ダム通路が前記ダムを貫通し、前記誘起及び前記誘起力作用パイプが前記ダム通路に連結される。空気制御パイプは前記誘起力作用パイプに連結され、前記空気制御パイプはＵ形及び逆Ｕ形状パイプに組み込まれ、水は前記空気制御パイプの一端内に満たされ、空気は前記空気制御パイプの他端において循環される。空気抜きパイプは前記空気制御パイプの上部に設けられるので、大気圧が適用される。充填水は、前記の吸気管、ダム通路及び誘起力作用パイプで構成されるパイプ内に継続的に留まる。前記空気抜きパイプは前記空気制御パイプと前記排出パイプとの両方に存在する誘起力を逸散することが可能である。前記パイプ内に維持された圧力は排出水の流速及び流量を制御することが可能である。
【００３９】
さらに、スラッジ回収入口を標的位置、たとえば必要であれば水位に近いスラッジに移動することが可能であり、清浄な水を分離して排出可能である。
【００４０】
さらに、旋回パイプを用いて、前記スラッジ排出路の構成及び高さを容易に変更することが可能であり、低水位にて作動されるポンプは能動的に水位及び堆積状態の変化に対処し、排出水の流速及び流量を制御するように設けられており、さらに、前記パイプの異物除去を容易に行うことが可能である。
【００４１】
動的なエネルギー及び大気圧を用いることで、水塊の底に堆積したスラッジは電力消費なしに下流側に排出される。したがって、本発明は、運転及びメンテナンスコストならびに設置コストに関する高経済性の実現可能性に優れた利点を持ち、また、その使用もさらに容易になっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明を、添付図面を参照して、例示的実施形態をさらに説明する。
【００４３】
図１及び図１１は本発明に係るダム用スラッジ処理システムを示すものである。吸気管１１、ダム通路１２、誘起力作用パイプ１３、空気制御パイプ１４及び排出パイプ１５は順次に連結され、ダム「Ｄ」よって保持される水塊の底の沈殿物を吸い上げるためと、前記沈殿物を前記ダム「Ｄ」の外側を排出するために、チャンネルを形成する。管継手「Ａ」は、前記吸気管１１、前記ダム通路１２、前記誘起力作用パイプ１３及び前記空気制御パイプ１４間の各カップリングに存在する。各パイプは前記管継手「Ａ」によって回転可能である。空気抜きパイプ１６は前記空気制御パイプ１４の上部平坦部分にて接続され、前記空気制御パイプ１４と前記排出パイプ１５との両方の誘起作用を逸散させる。
【００４４】
前記ダム通路１２は前記ダム「Ｄ」を上部水位まで所定の高さＨＷでその高さの半分まで貫通する。
【００４５】
前記吸気管１１には、可動性のために可撓性曲導管が設けられる。前記ダム「Ｄ」の内側に、前記吸気管１１の入口１１ａは前記ダム「Ｄ」の水塊の底に向かって延長され、前記吸気管１１の排出口１１ｃは前記ダム通路１２に連結され、それによって前記底面の沈殿物は前記ダム通路１２を介して前記ダム「Ｄ」の外側に排出される。前記入口１１ａは、本システムに入ることが許される沈殿物粒子のサイズを限定するように一連の穴を有する。カメラ１１ｂは、前記入口１１ａの閉塞状態を監視するため前記入口１１ａの周に設けられ、前記吸気管１１の簡便な移動を実現する。
【００４６】
前記誘起力パイプ１３の左端１３ａは前記ダム通路１２の外端１２ｂに連結され、沈殿物の誘起力として大気圧を利用する前記誘起力パイプ１３は有効高さＨＰ（図５）にて下方に延長される  前記誘起力パイプ１３の右端部１３ｂは水平に延長される。
【００４７】
前記空気制御パイプ１４は逆Ｕ形状として構成され、その一端１４ａは前記誘起力パイプ１３の右端部１３ｂに連結される。前記空気制御パイプ１４は前記空気制御パイプ１４の上部平坦部分で２つに分岐され、前記管継手「Ａ」は前記上部平坦部分に設けられるので、２つ分枝パイプは前記管継手「Ａ」にて回転することが可能である。空気が前記空気制御パイプ１４に流入すると、前記誘起力は前記空気制御パイプ１４にて逸散されるので、前記誘起力パイプ１３には空気が流入しなくなる。前記空気制御パイプ１４の上部平坦部分と前記ダム通路１２間の距離は有効高さＨＰ（図５）であり、それによって大気圧水頭ＨＡを沈殿物用誘起力として利用することが可能である。
【００４８】
また、前記排出パイプ１５には可動性のため、可撓性曲導管も設けられる。前記排出パイプ１５の一端は、前記空気制御パイプの開端部１４に垂直方式で連結される。前記空気制御パイプ１４ｃに誘起されている沈殿物は最終的に前記排出パイプ１５を介して排出可能である。
【００４９】
前記空気抜きパイプ１６は前記空気制御パイプ１４の平坦部分に設けられるので、空気は前記空気制御パイプ１４に誘起されることが可能である。前記空気抜きパイプ１６は前記空気制御パイプ１４と前記排出パイプ１５の両方に存在する誘起力を逸散することが可能である。着脱可能なプラグ１６ａは前記空気抜きパイプ１６に設けられる。
【００５０】
前記プラグ１６ａは前記空気制御パイプ１４の大気圧を規制するために使用される。例えば、前記排出パイプ１５が前記誘起力を必要とする際、又は前記パイプ内に補充された水が前記目詰まりした入口１１ａを再開するように前記吸気管１１の入口１１ａに逆流する際、前記プラグ１６ａは前記空気抜きパイプ１６に挿入され、図１に示した点線のとおり、前記空気制御パイプ１４は持ち上げられる。その後、前記プラグ１６ａは引き抜かれるので、大気圧が適用される。前記パイプ内の逆流速度が増加すると、前記入口１１ａの異物除去は容易に達成できる。
【００５１】
前記空気抜きパイプ１６の高さは、水が前記空気制御パイプ１４を貫流し、空気抜きパイプ１６を介して空気抜きしないことを考慮して確立される必要がある。
【００５２】
前記空気抜きパイプ１６は、前記誘起力作用パイプ１３の充填水を維持するために空気通路としての機能を果たす。前記空気抜きパイプ１６は、大気圧を誘起し、前記排出パイプ１５の誘起力を制御することが可能である。前記誘起力作用パイプ１３内でサイフォン作用が起こされると、前記空気抜きパイプ１６はサイフォン作用を維持する。さらに、前記作用が停止すると、本システムは前記誘起力パイプ１３を介して空気が入ることを防止する。
【００５３】
本発明の他の実施形態を図解説明する図２では、連結パイプ１７を介して真空ポンプ１８が前記ダム通路１２の所定の領域に設けられる
。前記ダムによって保持された水位が前記ダム通路１２の高さに低下すると、前記真空ポンプ１８は作動可能である。前記真空ポンプ１８が作動するたびに、前記連結パイプ１７に設けられた逆止弁１９は開く。
【００５４】
前記吸気管１１の入口１１ａは、前記入口１１ａの動作を制御するようにケーブル２１を介してフロート２０に連結される。前記フロート２０は動力によって移動する引き船２２に連結される。図２は前記入口１１ａが前記ケーブル２１によって作業位置に移動することが可能であるという構成をさらに含んでいる。
【００５５】
また、沈殿物処理タンク３０は前記排出パイプ１５の下に設けられる。前記沈殿物処理タンク３０は沈殿物と水を分離する。分離された水は、電力を発電するために所定の高さで下流側に設置される水力発電プラント４０に向けられる。
【００５６】
以下、前記ダム用スラッジ処理システムの操作、本発明に係る旋回式誘起力作用パイプを説明する。
【００５７】
図３は、本発明に係るダム通路１２の設置を示すものである。前記ダム通路１２の排出速度は前記前記ダム通路１２と前記ダムによって保持される水位との間の高さＨＷによって決まる。
【００５８】
【数１】
2009508028.tif 000003
【００５９】
つまり、摩擦によって生成されたエネルギーロスを無視すると前記排出速度は「ＥＱ」である。したがって、前記ダム通路１２と水位との間の高さＨＷが大きければ大きいほど、前記排出速度は速くなるが、前記ダム通路１２と水位との間の高さＨＷが小さければ小さいほど、前記排出速度は遅くなる。
【００６０】
図４に示すように、前記ダム通路が前記ダム「Ｄ」の下部に設置される場合、前記ダム通路１２と水位との間の高さＨＷは過剰に高くなり、排出速度の算出が困難となる。さらに、前記ダム「Ｄ」の下部は建設の観点から非常に重要であり、安全性が低下するので望ましくない。
【００６１】
図５は前記ダムの上部水位が正常状態である際の本発明の排出動作を例証する。それは前記誘起力作用パイプ１３の有効高さＨＰに応じて前記パイプの排出速度が変動し得ることを説明する。
【００６２】
動的なエネルギーに変換する潜在エネルギーは、高さＨＷと、大気圧水頭ＨＡか又は前記誘起力作用パイプ１３有効高さＨＰかのいずれか小さい値との和である。
【００６３】
すなわち、大気圧水頭ＨＡが有効高さＨＰ以下の場合、ＨＶはＨＷとＨＡとの和であるが、大気圧水頭ＨＡが有効高さＨＰよりも大きい場合、ＨＶはＨＷとＨＰとの和である。上記で、ＨＶはパイプ内の貫流水の速度を誘起する水圧水頭であることを特徴とする。
【００６４】
前記誘起力作用パイプ１３の有効高さＨＰは、大気圧水頭ＨＡが誘起力として利用される高さである。有効高さＨＰが１０ｍを超える際、排出効果は同一である。
【００６５】
前記空気抜きパイプ１６の設置高さＨＣは前記前記ダム「Ｄ」の外側水圧を維持するための高さを必要とする。図５に示すように、前記設置高さＨＣが低い場合、前記ダム「Ｄ」の外側水圧によって水は前記空気抜きパイプ１６を介して上方に逆流し得る。
【００６６】
図７は、本発明に係る排出動作の一時停止を例示する実施形態を示すものである。前記旋回式管継手「Ａ」は前記ダム通路１２の外端１２ｂと前記誘起力作用パイプ１３の左端１３ａとの間に設けられ、さらに前記誘起力作用パイプ１３の右端部１３ｂと前記空気制御パイプ１４の一端１４ａとの間にもそれぞれ設けられる。前記排出動作の一時停止を実行するには、図６に示した誘起力作用パイプ１３及び前記空気制御パイプ１４の両方が各管継手「Ａ」で回転し、２つパイプ１３、１４が図７で示すように位置決めされる。前記空気制御パイプ１４の平坦部分の高さは上部水位よりも大きい。かくして、サイフォン作用は一時停止され、排出動作は中断される。
【００６７】
図８は、水が最大水位ＨＭＡＸで回収されることを示すものである。水位が最大水位ＨＭＡＸ'よりも高いと、前記ダム中の水は自動的に排出される。逆に、水位が最大水位ＨＭＡＸよりも低いと、排出は行われなくなる。前記空気抜きパイプ１６が存在しない場合、上部水位が一定のレベルＨＭＡＸ-ＨＡに到達するまで、排出は前記排出パイプ１５の誘起力によって継続されなくてはならない。それは、前記空気抜きパイプ１６が本発明において非常に重要な要素であることを示すものである。
【００６８】
図９は、上部水位が低値であることを示すものである。たとえ水位が前記ダム通路１２の高さよりも低いとしても、水位ＨＷが大気圧水頭ＨＡ以内の場合は排出を継続することが可能である。
【００６９】
図１０は異物が前記空気制御パイプ１４と前記空気抜きパイプ１５との間のＵ形状パイプに詰まったことを図解説明する。この場合、図１１に示すように前記空気制御パイプ１４は前記管継手「Ａ」を用いて低位に配置されるように回転され、それによって前記異物は容易に除去可能である。
【００７０】
上記の本発明の実施形態では、水位ＨＷが
６ｍ、流体速度が以下であると仮定する。
【００７１】
ベルヌーイの定理において、
ＨＶ＝ ＨＡ＋ ＨＷ= １０＋ ６＝ １６ｍ
１／２ｍｖ２＝ｍｇｈ
ｖ２＝２ｇｈ＝２×９．８×１６＝３１３．６Ｄ／ｓｅｃ２
流体速度
【００７２】
【数２】
2009508028.tif 000004
さらに、パイプ直径Ｄ＝０．５ｍと仮定する。
断面Ａ=π／４ｘ０．５２= ０．１９６Ｄ
連続定理において：
流量毎時=密度×パイプ断面×流体速度
排出流体量は以下のとおりである。
排出量毎秒： Ｑｓ =１７．７ｍ／ｓｅｃｘ０．１９６=３．４６９Ｄ／ｓｅｃ
排出量毎間： Ｑｈ= Ｑｓｘ３,６００=３．４６９ｘ３,６００=１２,４８８Ｄ
排出量／日： ＱＤ= Ｑｈ ｘ２４=１２,４８８ｘ２４=２９９,７１２Ｄ／日
排出量／年： Ｑｙ = ＱＤ ｘ３６５=１０９,３９４,８８０= １０９,４００,０００
つまり、排出量／年は約１０,０００ｍ×１,０００ｍ×１０
ｍである。
【００７３】
上記計算に示すように、本発明ではダムの領域１０Ｄｘ１Ｄのような莫大な水量と水頭１０ｍを排出可能である。上記はスラッジ処理速度が非常に卓越しているという事実を確立するものである。
【００７４】
本発明の好適な実施形態は例示的な目的で開示したものであって、当業者であれば、種々の変更、付加および代替を添付の特許請求の範囲で開示した本発明の範囲および真の趣旨から逸脱することなく行い得ることを理解されるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によれば、その高さが下流側の高さよりも相対的に高いダム内の水の潜在エネルギーを動的なエネルギーに変え、大気圧を用いて制御されているスラッジ排出路が水塊の底に堆積したスラッジを電力消費なしに下流側へ選択的に排出するように設けられており、さらに、スラッジ回収入口が標的、たとえば必要であればスラッジに近接する水位に移動可能であり、清浄な水を分離して排出可能なダム用スラッジ処理システムを提供する。
【００７６】
さらに、スラッジ回収入口を標的位置、たとえば必要であれば水位に近いスラッジに移動することが可能であり、清浄な水を分離して排出可能である。
【００７７】
さらに、前記スラッジ排出路の構成及び高さを容易に変更することが可能であり、低水位にて作動されるポンプは能動的に水位及び堆積状態の変化に対処し、排出水の流速及び流量を制御するように設けられており、さらに、前記パイプの異物除去を容易に行うことが可能である。
【００７８】
動的なエネルギー及び大気圧を用いることで、水塊の底に堆積したスラッジは電力消費なしに下流側に排出される。したがって、本発明は、運転及びメンテナンスコストならびに設置コストに関する高経済性の実現可能性に優れた利点を持ち、また、その使用もさらに容易になっている。
【００７９】
さらに、水回収タンクに含まれた凝縮水の急速排出は塵埃などの全ての異物の容易な枯渇もたらし、水回収タンク内の異物残留を低減するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
本発明の前述及び他の目的、特徴及び利点は以下の添付図面を併用して、以下の詳細説明からより明確に理解されるであろう。
【図１】図１は本発明の一実施形態に係るダム用スラッジ処理システムである。
【図２】図２は本発明の別の実施形態に係るダム用スラッジ処理システムである。
【図３】図３は本発明に係るダム通路を示す側面断面図である。
【図４】図４はダムの底に設置された前記ダム通路を示す側面断面図である。
【図５】図５は正常水位における排出動作を示す図である。
【図６】図６は、高さの低い空気抜きパイプを介して水が上方に流れる（逆流）実施例を図解説明する図である。
【図７】図７は、前記排出動作が停止された実施形態を示す図である。
【図８】図８は最高の水位を示す図である。
【図９】図９は、比較的低い水位を示す図である。
【図１０】図１０は、前記吸気管と前記空気制御パイプ間の前記Ｕ形状パイプ内で異物が詰まった閉塞状態を示す図である。
【図１１】図１１は、異物が前記Ｕ形状パイプから除去された開通状態を示す図である。
【図１】
2009508028.tif 000005
【図２】
2009508028.tif 000006
【図３】
2009508028.tif 000007
【図４】
2009508028.tif 000008
【図５】
2009508028.tif 000009
【図６】
2009508028.tif 000010
【図７】
2009508028.tif 000011
【図８】
2009508028.tif 000012
【図９】
2009508028.tif 000013
【図１０】
2009508028.tif 000014
【図１１】
2009508028.tif 000015
【国際調査報告】
2009508028.tif 000016
2009508028.tif 000017
2009508028.tif 000018