(57)【要約】【課題】  吸引式浚渫（又は掘削）作業は、水中を汚濁させない理想的浚渫作業であるが、水底層の汚泥や不特定固形物があるため、吸引口の目詰まり物で、稼働停止、機械の引揚げ清掃等『目詰り物の除去作業』が頻繁に起きるため、極めて低効率の作業となり、吸引式浚渫作業の進展、普及を阻害してきた。最大の欠陥『目詰り物の除去作業』を一瞬的に完了する技術を提供する。【手段】  ポンプ稼働（吸引作業）を止めずに、監視装置で水中を監視しつつレバー操作で吸引口３の吸引力を仮吸引口５に切替えて、吸引口３の吸引力を消滅させて目詰まり物を強制的に押出し除去後、自動的に仮吸引目５から吸引口３へ復元させて正常な水中吸引作業に戻る、この目詰まり物除去の全作業をほぼ瞬時に完了させて作業効率を向上させる吸引口の目詰り物・一動作除去装置。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水面近くから吸引管１を水中に延伸して吸引装置２を設けて、吸引管１の先端に吸引口３を設ける、吸引口３を切り替えて目詰まり物除去を行う除去装置４を移動可能に設置する、除去装置４に仮吸引口５、仮流入口６、仕切り壁７、流入口８を設けて操作伝達装置９を経て水面付近のレバー１０へ接続する、流入口８と、仕切り壁７と、仮流入口６を吸引口３の近くに設置する、以上の構成として、通常の浚渫（掘削）作業状態から、レバー１０を操作して除去装置４を移動して、吸引口３と流入口８の流路を仮吸引口５と仮流入口６の流路へ切り替える、これにより吸引口３の吸引力を消滅させて仮吸引口５からの吸引に切り替える、同時にこの除去装置４の移動によって目詰まり物１１を吸引口３の内部から押し出して除去する、その後レバー１０を再度操作して仮吸引口５と仮流入口６の流路を、吸引口３と流入口８の元の流路に復元することで、再度、通常の浚渫（掘削）作業状態を継続する吸引口の目詰り物・一動作除去装置。
【請求項２】
仮吸引口５と仮流入口６の流路を、吸引口３と流入口８の流路へ復元させる操作を自動化する請求項１記載の吸引口の目詰り物・一動作除去装置
【請求項３】
除去装置４の移動幅１２の上限、下限を自動的に決める自動位置決め装置１３を設置する請求項１又は請求項２記載の吸引口の目詰り物・一動作除去装置
【請求項４】
吸引口３付近の吸引物をほぐして吸引し易くするための、周辺ほぐし装置１７を付設する請求項１記載又は請求項２又は請求項３の吸引口の目詰り物・一動作除去装置。
【請求項５】
吸引口３の付近に、水面上から水中の掘削状況を監視できる水中監視装置２７を付設する請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４記載の吸引口の目詰り物・一動作除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  全国の閉鎖性海域では海面養殖による養殖魚の残餌、魚死体の堆積、ゴミの投棄、生活排水の流入等により海底汚染が進み、ダム、湖沼でも水底汚染が進み、極端な場所（三重県英虞湾）での堆積厚さは何メートルに及んでいる。
本発明は、閉鎖性海域や、湖沼、ダム、池の底部で、水中を汚濁させないで、汚泥や固形物を吸引式に浚渫（又は掘削）を行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】
【特許文献２】
【非特許文献１】  “閉鎖性海域の水環境の改善”（インターネット）国土交通行政の動向より抜粋『東京湾、伊勢湾、瀬戸内海等の閉鎖性海域では・・・窒素、リン等の汚濁物質の増加・・・赤潮の発生や貧酸素水塊による青潮の発生・・・汚泥の浚渫及び覆砂による改善・・・』Ｈ．１６．１１．１０【非特許文献２】  閉鎖性海域の海底の再生事業が進められている府県もある（三重県、広島県）【非特許文献３】  閉鎖性海域では、海底の堆積物は、嫌気性を形成するた込硫化水素、メタンガス、アンモニア、メルカプタンの水中溶出が起き、窒素、リン、鉄、マンガン等の溶出をも引き起こし、赤潮、青潮の頻繁な発生の要因となり水産業の脅威となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  水中の吸引掘削（又は吸引浚渫）は、水中を無汚濁で掘削するため理想的な掘削装置として従来から評価されているが、吸引作業中、吸引口に頻繁な目詰まり現象が起き、この除去作業に多大の時間を要し結果的に作業能率を極度に低下させる欠点があった。そのため従来の吸引掘削は、比較的目詰まり現象の少ない泥質、細砂質に限定され、一般普及まで至らなかった。
本発明の第一の課題は、頻繁な目詰まり現象が起きても対処可能な技術の開発にある。【０００４】  従来のサンドポンプによる吸引浚渫は、水底土砂の浚渫が目的で、堆積汚泥の浚渫には適切でなく、海底の自然構造を破壊する欠点があった。本発明は従来の海底の自然状態を極力破壊しないで堆積汚泥のみを除去する装置の開発にある。【０００５】  この頻繁な目詰まり物の除去は、水底作業の困難さ、危険性、非効率等の特性となり、コスト高となって水中の吸引掘削作業の進展を阻害してきた。
第二の課題は、容易で、安全で、高効率の作業が可能な技術の開発にある。【０００６】  目詰まり物除去作業には、機械稼働の一時停止、または、吸引口の引き揚げによる清掃、さらに、水中潜水による目詰まり物除去等の面倒な作業を伴い実際の掘削作業が極端に非能率的となる欠点があった。
第三の課題は、機械を稼働させたまま、水中に潜らずに、水面付近からの水中の掘削状況が監視でき、監視によって容易に操作できる技術の開発にある。【０００７】  水中の吸引掘削は常に吸引口に強い吸引力が存在し、水深３ｍ以上では目詰まり物の除去作業は困難かつ危険性が高いものであった。
第四の課題は、吸引力を瞬時に消滅させ、大水深（３〜３０ｍ）でも、容易かつ安全に目詰まり物の除去作業ができる技術の開発にある。【０００８】  砂利、小石、木片、金属物、プラスチック等の不特定固形物の混入が多い場合は、頻繁の目詰まりで極端に作業効率が低下する欠点があった。
第五の課題は、いかなる物質による頻繁な目詰まりでも、瞬時（一動作的）に除去作業ができる技術の開発にある。【０００９】  近年、閉鎖性海域、湖沼、ダム、池の底層に、有害物質や不特定固形物の堆積による環境悪化が進み、この除去に水中を無汚濁させずに掘削する技術の必要性が増加の一途にある中で、水中の吸引掘削の効果的な技術の出現が特に期待されるようになった。
本発明の全般的課題は、吸引掘削技術を閉鎖性海域、湖沼、ダム、池の底層の環境改善、再生に登場する技術の開発にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本発明は、前項の課題を実現するため、水面近くから吸引管１を水中に延伸して吸引装置２を設けて、吸引管１の先端に吸引口３を設ける、吸引口３を切り替えて目詰まり物除去を行う除去装置４を移動可能に設置する、除去装置４に仮吸引口５、仮流入口６、仕切り壁７、流入口８を設けて操作伝達装置９を経て水面付近のレバー１０へ接続する、流入口８と、仕切り壁７と、仮流入口６を吸引口３の近くに設置する、以上の構成として、通常の浚渫（掘削）作業状態から、レバー１０を操作して除去装置４を移動して、吸引口３と流入口８の流路を仮吸引口５と仮流入口６の流路へ切り替える、これにより吸引口３の吸引力を消滅させて仮吸引口５からの吸引に切り替える、同時にこの除去装置４の移動によって目詰まり物１１を吸引口３の内部から押し出して除去する、その後レバー１０を再度操作して仮吸引口５と仮流入口６の流路を、吸引口３と流入口８の元の流路に復元することで、再度、通常の浚渫（掘削）作業状態を継続することに特徴がある。
以上の記載内容を更に要点順に記載すると、レバー１０の操作で除去装置４を移動させて、
▲１▼吸引口３と流入口８の流路について、流入口８を閉塞して仮流入口６を開通させることで、流路を仮吸引口５と仮流入口６へ切り替える。
▲２▼流入口８を閉塞で吸引口３の吸引力は瞬時に消滅すると共に、目詰まり物１１を除去装置４で押し出す。（この▲１▼▲２▼の行程をほぼ瞬時に終了する）
▲３▼目詰まり物１１を除去後、仮吸引口５と仮流入口６の流路を、除去装置４の移動で吸引口３と流入口８の元の流路へ復元する。
▲４▼実掘削（浚渫）作業を再開する。
この▲１▼〜▲４▼の全行程もほぼ瞬時（数秒）に終える、このうち▲３▼は自動化も可能とすることに特徴がある。【００１１】  本発明の請求項２は、仮吸引口５と仮流入口６の流路を、吸引口３と流入口８の流路へ復元させる操作を自動化することに特徴がある。【００１２】  更に本発明の請求項３は、除去装置４の移動幅１２の上限、下限を自動的に決める自動位置決め装置１３を設置することに特徴がある。【００１３】  また本発明の請求項４は、吸引口３付近の吸引物をほぐして吸引し易くするための、周辺ほぐし装置１７を付設することに特徴がある。【００１４】  また本発明の請求項５は、吸引口３の付近に、水面上から掘削を監視、操作できる水中監視装置を付設することに特徴がある。
【発明の効果】
【００１５】  本発明の最大の課題である『吸引口の目詰まり物除去作業』の具体的な技術的効果は以下の通りである。
▲１▼機械稼働を止めずに、吸引口の吸引力を、瞬時にゼロにできる。
▲２▼レバー操作のみで作業ができる。
▲３▼目詰まり物は、種類に関係なく完全かつ一瞬に押し出して除去できる。
▲４▼除去作業は一動作で完了し、吸引作業へ自動的に復元もできる。
▲５▼機械の停止、吸引口の水面上に引き揚げ、等の必要がない。
▲６▼熟練者でなくても容易に操作できる。
▲７▼以上作業を、水面上から水中掘削状況を監視しながら操作できる。
以上▲１▼〜▲６▼は、従来、切望しながらも実現できなかった機能で、吸引浚渫く又は掘削）作業の効率を抜本的に改善する技術となった。【００１６】  従来、複雑、危険で長時間必要とした『吸引口の目詰まり物除去作業』は、掘削状況を監視しながら容易、安全、瞬時に処理できるため、閉鎖性海域、ダム、湖沼、池等の水底で、従来、非効率とされた水中の吸引掘削は、本技術の開発により十分効果の高い機械として役立つ装置に仲間入りできるようになった。【００１７】  従来の吸引浚渫（掘削）用のポンプとして、通常の渦巻きポンプ、サンドポンプ、気泡ポンプ、また、最近開発された気液ポンプ（登録商標のため以下『気液
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効果を発揮できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  本発明の水中の吸引掘削を実施するための最良の形態として、図７に示す。
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して、注気装置２４（水中気液分離装置＋送気装置）で気液を分離して、気体のみを吸引管１へ注気する、気泡の上昇力によって吸引口３に吸引力を起こして吸引管１は気泡ポンプ１ａとしての機能を発揮することで吸引浚渫（掘削）が可能となる。【００１９】
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▲１▼ブロワも、コンプレッサーがなくても容易に水中送気ができる。
▲２▼冷却装置の必要がない。（ブロワもコンプレッサーも使わないため）
▲３▼汚泥主体に浚渫ができ、砂利、小石、木片、プラスチック、金属等を吸引しても吸引管１を容易に通過できる。（通常の遠心力式ポンプや、ピストン式ポンプではできない機能）
▲４▼騒音、振動が殆どない。
これらの機能は、他のポンプでは実現できないためである。【００２０】
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『水底気泡掘削装置（特許第３４６００５３号）』として公開されているため、詳述は省略する。【００２１】
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混相流学会（平成１４年）で実演発表は終えているが、ポンプの標準名、ポンプの種類、分類上の位置もまだ決められていない。パイプの巻体の回転で気体と液体を混合で圧送するポンプの総称で国内の工学図書にない新原理のポンプである。本発明に使用すると最も効果的活用と考えられる。
また、『気液ポンプ』は文字商標として登録番号第４３２５１５０号である。
【実施例】
【００２２】  現在、水中で吸引方式で浚渫（又は掘削）するポンプとして、以下に吸引式の主要３方式を示す。
▲１▼ターボー型ポンプ式  →  ａ．サンドポンプで吸引する方式、砂質、粘土質等の小粒径にかぎる。
イメージ図を
【図１】
に示す。
ｂ．水中ポンプで吸引する方式、砂質、粘土質等の小粒径の固形物にかぎる。
イメージ図示せず。
▲２▼気液ポンプ式  →  気液を共に水中へ圧送して気液分離装置で気液を分離して、そのうち気体のみを気泡ポンプへ送気する。
イメージ図を
【図５】
及び
【図７】
に示す。
▲３▼気泡ポンプ式  →  ブロワ又はコンプレッサーからの送気で稼働する。
イメージ図を
【図６】
に示す。
▲１▼は従来の方法で、ポンプに内部機器があるため、管内の通過物は汚泥、砂質等、小粒径に限定され、大粒径の固形物には使用できない。
▲２▼は、気液ポンプを使用するもので、ブロワもコンプレッサーも使わず、冷却装置も不要で水中送気できる本発明の場合を示す。
▲３▼の場合、ブロワ又はコンプレッサーを必要とし、場合によっては冷却装置も必要となる。
▲２▼と▲３▼は共に、吸引口３から放出口２６まで管内は空洞で、内部機器がないため、吸引口から放出口２６まで、通過物や粒径に制限ないため、今後の吸引浚渫として普及されると予想される。
【００２３】  本発明の除去装置４とは本発明の要であり、従来にない特徴は次の４点にある、
▲１▼機械稼働を止めずに作業できる。
▲２▼吸引物の流路を瞬時に切り替える。
▲３▼吸引口３の吸引力を瞬時に消滅させる。
▲４▼目詰まり物を強制的に内部から瞬時に押し出す。
▲５▼全作業を瞬時（１〜数秒）に終了する。
【００２４】
【図２】
【図３】
【図４】
は吸引装置２の詳細を示す、吸引装置２の中で除去装置４は、レバー１０の操作で操作伝達装置９を経て移動するもので、上下移動させることで目詰まり物の除去ができる例を示す。
【図２】
は、通常の吸引作業中の側面図及び流路を示す。この場合、除去装置４の位置は上部にあり、流路は吸引口３→流入口８→吸引管１となっている。
【図３】
は、吸引口３に目詰まり物１１が生じた場合を示し、Ａ図は側面図、Ｂ図は９０度回転した側面図を示す。
【図４】
は、レバー１０の操作で操作伝達装置９を経て、
▲１▼除去装置４の位置を下方に移動させた、
▲２▼『吸引口３→流路口８→吸引管１』の流路を『仮吸引口５→流路口６→吸引管１』の流路へ切替えた、
▲３▼吸引口３の吸引力を消滅させた、
▲４▼目詰まり物１１を押し出して下方に除去した
以上の状態を示し、Ａ図は側面図、Ｂ図は９０度回転した側面図を示す。
【００２５】  除去装置４は、通常作業から除去するための移動と、通常作業の位置への復元で以下の機能を発揮する。
・除去装置４の除去するための移動（下へ移動）。
▲１▼流路を切り替える（吸引口３〜流入口８の流路を、仮吸引口５〜仮流入口６の流路へ切り替える）
▲２▼吸引口３の吸引力の消滅（仕切り壁７の移動で吸引力を消滅）
▲３▼目詰まり物１１の押し出し除去（除去装置４の下端で押し出す）
・通常作業への復元（上へ移動）。
▲１▼流路の復元（仮吸引口５〜仮流入口６の流路を、吸引口３〜流入口８の流路へ復元する）
▲２▼吸引口３の吸引力の復元（仕切り壁７の移動で吸引力を復元）
▲３▼除去装置４を通常の吸引作業の位置へ復元する。
【００２６】  『・・除去装置４を移動して・・』とは、本図例では上下移動することで、ほんの１〜数秒（ほぼ瞬時）で完了するため、本発明では瞬時と表現する。
最大の効果は、吸引口３の吸引力を消滅させて後、除去装置４で強制的に押出し除去ができ、目詰まり物１１は完全に除去できることにあり、全作業が瞬時に完了することにある。
【００２７】  除去装置４の操作は、水面付近（本発明では水面上の例を示す）からレバー１０の操作で操作伝達装置７を経て行うもので、一動作で除去が可能となる。
【００２８】  通常作業への復元はレバー１０の操作でもよいが、自動化することで安全、確実、時間短縮が可能となる。
【００２９】  除去装置４は、図示では上下移動方式となっているが、必ずしも上下移動のみでなく、横移動方式（図示していない）としてもよい。除去装置４の移動で同一の機能を発揮する装置の全てを含むものである。
【００３０】  図５の吸引管１は注気装置２４の近くに設置してあり、吸引管１は注気装置２４は同時に移動できる装置になっている。
図７の吸引管１は注気装置２４から離れて比較的長くし設置してある、これは吸引口３を注気装置２４から独自に移動させて吸引させるためである、ポンプが大型化すると図７方式が便利であり、ポンプが小型化すると図５方式が便利である、いずれにするかは任意である。
【００３１】  除去装置４の仮吸引口５の位置は、図示は一例であって限定するものでなく、上下、左右等どちらの方向に設置してもよく仮に吸引できて、吸引口３の吸引力を停止できれば、いずれの場所でもよい。
【００３２】  周辺ほぐし装置１７は、図示は一例であって限定するものでなく、底層をほぐす機能であればいずれの型式でもよい。
【００３３】  仕切り壁７の設置場所及び型式も、図示は一例であって限定するものでなく、瞬時に吸引口３を仮吸引口５に切り替える機能があればよい。
【００３４】  仮流入口６の設置位置及び型式も同ように、図示は一例であって限定するものでなく、瞬時に流入口３を仮吸引口５に切り替える機能ができて仮流入口の役目ができればいずれでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】  近年、閉鎖性海域、湖沼、ダム、池の底層に、水面養殖や生活排水の流入で有害堆積物や不特定固形物による環境悪化が進み人類の負の遺産とも言われて、赤潮、青潮、アオコ等の引き金となっている。
これらの再生には、水中の堆積物を浚渫（掘削）する方法があり、水中汚濁させない作業が必要で、この作業に適切な水中吸引浚渫（又は掘削）作業は更に必要性が高まり、効果的な技術の出現が特に期待されている。【００３６】  従来、複雑、危険で長時間必要とし、非効率とされた『吸引口の目詰まり物除去作業』は、容易、安全、瞬時に処理できるため、
閉鎖性海域、ダム、湖沼、池等の水底で、従来、非効率とされた水中の吸引掘削は、本技術の開発により十分効果の高い活躍できる機械となった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】  本発明の、吸引掘削（吸引浚渫とも言う）の『吸引口の目詰り物・一動作除去装置』の全体イメージ図を示す。
【図２】  本発明の『吸引口の目詰り物・一動作除去装置』の吸引装置２の、正常作業中の側断面図を示す。
【図３】  Ａ図は、本発明の『吸引口の目詰り物・一動作除去装置』の吸引装置２の、吸引口３に目詰まり物１１が起きた場合の側断面図を示す。  Ｂ図は、Ａ図の正面断面図を示す（目詰まり物１１は表示していない）。
【図４】  Ａ図は、本発明の『吸引口の目詰り物・一動作除去装置』の吸引装置２の、吸引口３の目詰まり物１１を除去した場合の側断面図を示す。  Ｂ図は、Ａ図の正面断面図と、周辺ほぐし装置１７を示す。
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【図６】  本発明の、吸引掘削の『吸引口の目詰り物・一動作除去装置』のブロワ又はコンプレッサーを使用して気泡ポンプを稼働させた場合の全体イメージ図を示す。
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【符号の説明】
【００３８】  １      吸引管（吸引部分）
１ａ    吸引管（気泡ポンプ）
２      吸引装置
３      吸引口
４      除去装置
５      仮吸引口
６      仮流入口
７      仕切り壁
８      流入口
９      操作伝達装置
１０      レバー
１１      目詰まり物
１２      移動幅
１３      自動位置決め装置
１４      除去目詰まり物
１５      吸引ポンプ
１６      引き揚げ固形物
１７      周辺ほぐし装置
１８      気液ポンプ
１９      送気ポンプ（コンプレッサー又はブロワ）
２０      通常ルート
２１      除去時ルート
２２      気液圧送管
２３      送気管
２４      注気装置（気液分離装置＋送気装置）
２５      送気装置
２６      放出口
２７      水中監視装置
【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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