(57)【要約】【課題】動力をほとんど要せずに、堆積物の排出効率を高めることができる堆積物除去装置を提供する。【解決手段】サイフォン管１０の吸入側端部１１に、堆積物Ｄの排出状況に応じて下降可能な吸引管２０を取り付ける。堆積物Ｄの排出に伴って湖底Ｂが下がると、サイフォン管１０におけるサイフォン作用により吸引管２０の先端に負圧が生じ、吸引管２０の先端のフランジ板２２が湖底Ｂに吸い付けられるようにして自動的に下降し、吸引管２０と湖底Ｂとの間隔が適正に保たれる。堆積物Ｄの排出が途中で途切れることなく、ポンプ等を併用しなくても連続的に安定した排出が行われ、堆積物Ｄの排出効率が向上する。【選択図】図１
2008223465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中の堆積物を吸引側端部から最高地点を経て排出側端部に導くサイフォン管と、
前記サイフォン管の吸引側端部に取り付けられ、堆積物の排出状況に応じて下降可能な吸引管と
を備えたことを特徴とする堆積物除去装置。
【請求項２】
前記サイフォン管の吸引側端部と前記吸引管とのうち、一方にはガイド用突起、他方には前記吸引管の変位方向に伸びる長孔がそれぞれ設けられており、前記長孔に前記ガイド用突起が挿通されている
ことを特徴とする請求項１記載の堆積物除去装置。
【請求項３】
前記吸引管は、先端に堆積物の吸引口を有し、前記吸引口の周囲にフランジ板が取り付けられている
ことを特徴とする請求項１または２記載の堆積物除去装置。
【請求項４】
前記フランジ板の堆積物対向面に、複数の整流用の仕切り板が、前記吸引口を中心として放射状に配置されている
ことを特徴とする請求項３記載の堆積物除去装置。
【請求項５】
前記吸引管に閉塞防止網が設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の堆積物除去装置。
【請求項６】
前記吸引管の周りに、堆積物に向けて水ジェットを発生する水ジェット発生装置が設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の堆積物除去装置。
【請求項７】
前記サイフォン管は、水の周囲を囲む壁をまたいで設けられており、
前記サイフォン管の吸入側端部を堆積物の表面で移動させる第１移動部と、前記サイフォン管を前記壁の延在方向に沿って移動させる第２移動部との少なくとも一方を含むサイフォン管移動装置を備えた
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の堆積物除去装置。
【請求項８】
前記第１移動部は、前記サイフォン管の最高地点から下方に設けられた第１アームと、前記第１アームの下端と前記吸入側端部との間に設けられた第２アームとを有する回転用アームを備え、前記第２アームおよび前記吸入側端部を前記第１アームの周りに回動させる
ことを特徴とする請求項７記載の堆積物除去装置。
【請求項９】
前記第２移動部は、前記壁の上面に前記壁の延在方向に沿った移動用レールを有し、前記移動用レールに前記サイフォン管の最高地点を載せて前記サイフォン管を移動させる
ことを特徴とする請求項７記載の堆積物除去装置。
【請求項１０】
前記フランジ板の堆積物対向面の側に、２本以上の脚が取り付けられている
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の堆積物除去装置。
【請求項１１】
前記サイフォン管は、吸入側に設けられた吸入弁と、排出側の前記吸入弁よりも低い位置に設けられた排出弁と、最高地点に設けられた給水弁とを備えた
ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の堆積物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯水池、水源地あるいはダム、または一般的なタンク等に溜まった堆積物の除去に好適な堆積物除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
貯水池あるいはダム等では、水と一緒に流入した土砂や落ち葉などが湖底に堆積し、貯水量を減少させると共に水質汚濁の原因となっている。そこで、これまでに、サイフォン作用を利用した種々の堆積物除去方法が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【特許文献１】特開平９−２１１２７号公報
【特許文献２】特開２００１−１６４５４３号公報
【特許文献３】特開２００４−３０８３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来のサイフォン式の方法では、動力が少なくて済む反面、例えば特許文献１，２のように、土砂の排出効率に限界があるという問題があった。
【０００４】
そのため、ポンプまたはコンプレッサー等の動力源と併用するようにしたものもあった（例えば、特許文献１参照。）。しかし、大電力を必要とすることに加えて、複雑な制御を伴うため故障などのおそれがあり、製造コストや維持管理コストも増大してしまうという問題があった。
【０００５】
さらに、従来のサイフォン式の方法には、堆積物の除去領域が狭い（例えば、特許文献２，３参照。）という問題もあった。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、動力をほとんど要せずに、堆積物の排出効率を高めることができる堆積物除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による堆積物除去装置は、水中の堆積物を吸引側端部から最高地点を経て排出側端部に導くサイフォン管と、サイフォン管の吸引側端部に取り付けられ堆積物の排出状況に応じて下降可能な吸引管とを備えたものである。
【０００８】
本発明による堆積物除去装置では、堆積物の排出に伴って水底面が下がると、サイフォン管におけるサイフォン作用により吸引管の先端に負圧が生じる。これにより、吸引管の先端が水底面に吸い付けられるようにして自動的に下降し、吸引管と水底面との間隔が適正に保たれる。よって、堆積物の排出が途中で途切れることなく、連続的に安定した排出が行われ、排出効率が向上する。
【０００９】
サイフォン管の吸引側端部と吸引管とのうち、一方にはガイド用突起、他方には吸引管の変位方向に伸びる長孔がそれぞれ設けられており、この長孔にガイド用突起が挿通されていることが好ましい。この長孔とガイド用突起との相対変位により、吸引管がサイフォン管から外れてしまうことなく変位可能となる。
【００１０】
また、吸引管は、先端に堆積物の吸引口を有し、吸引口の周囲にフランジ板が取り付けられていることが好ましい。流入する堆積物のガイド板としての機能を持たせると共に、後述する整流用の仕切り板および閉塞防止網の取り付けを容易にすることができるからである。
【００１１】
更に、このフランジ板の堆積物対向面には、複数の整流用の仕切り板が、吸引口を中心として放射状に配置されていることが好ましい。この仕切り板は、自由渦の発生により堆積物（土砂）に遠心力が働くことを避けるためのものである。これにより、吸引された堆積物は、水流速が大きいサイフォン管の中心部を通り、効率が良くなると共にサイフォン管の摩耗が少なくなる。
【００１２】
吸引管には、例えばその入口に、閉塞防止網が設けられていることが好ましい。吸引管が大きな石などで閉塞しないようにすることができるからである。
【００１３】
吸引管の周りには、例えば、堆積物に向けて水ジェットを発生する水ジェット発生装置が設けられていることが好ましい。固化堆積物を掘り起し、排出効率を更に高めることができるからである。
【００１４】
また、この堆積物除去装置では、サイフォン管が、水の周囲を囲む壁をまたいで設けられており、サイフォン管の吸入側端部を堆積物の表面で移動させる第１移動部と、サイフォン管を壁の延在方向に沿って移動させる第２移動部との少なくとも一方を含むサイフォン管移動装置を備えていることが好ましい。堆積物の除去領域を拡大することができるからである。
【００１５】
第１移動部は、例えば、サイフォン管の最高地点から下方に設けられた第１アームと、この第１アームの下端と吸入側端部との間に設けられた第２アームとを有する回転用アームを備え、第２アームおよび吸入側端部を第１アームの周りに回動させるようにすることが好ましい。
【００１６】
第２移動部は、例えば、壁の上面に壁の延在方向に沿った移動用レールを有し、移動用レールにサイフォン管の最高地点を載せてサイフォン管を移動させるようにすることが好ましい。
【００１７】
フランジ板の堆積物対向面の側には、２本以上の脚が取り付けられていてもよい。
【００１８】
サイフォン管は、例えば、吸入側に吸入弁、排出側の吸入弁よりも低い位置に排出弁、最高地点に給水弁をそれぞれ備えるようにすることができる。これらの開閉によりサイフォン作用を開始あるいは停止させるためである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の堆積物除去装置によれば、サイフォン管の吸引側端部に、堆積物の排出状況に応じて下降可能な吸引管を取り付けるようにしたので、堆積物の排出に追随して吸引管を自動的に下降させ、吸引管と水底面との間隔を適正に保たせることができる。よって、堆積物の排出効率を高め、連続的な安定した排出を行うことができ、ポンプ等の併用を不要とすることができる。また、サイフォン管を利用した単純な構成であり、複雑な制御を伴わないので故障などのおそれも少なく、製造コストや維持管理コストも低減することができる。
【００２０】
特に、サイフォン管の吸引側端部と吸引管とのうち、一方にはガイド用突起、他方には吸引管の変位方向に伸びる長孔をそれぞれ設け、長孔にガイド用突起を挿通するようにすれば、吸引管をサイフォン管から外れてしまうことなく変位可能とすることができる。
【００２１】
また、吸引管の先端に堆積物の吸引口を設け、この吸引口の周囲にフランジ板を取り付けるようにすれば、流入する堆積物のガイド板としての機能を持たせると共に、整流用の仕切り板および閉塞防止網の取り付けを容易にすることができる。
【００２２】
更に、フランジ板の堆積物対向面に、複数の整流用の仕切り板を、吸引口を中心として放射状に配置するようにすれば、自由渦の発生により堆積物（土砂）に遠心力が働くことを避けることができる。よって、吸引された堆積物が、水流速の大きいサイフォン管の中心部を通るようにすることができ、効率を良くすると共にサイフォン管の摩耗を少なくすることができる。
【００２３】
加えて、吸引管の周りに、堆積物に向けて水ジェットを発生する水ジェット発生装置を設けるようにすれば、固化した堆積物も掘り起こして除去することができ、堆積物の排出効率を更に高めることができる。
【００２４】
更にまた、サイフォン管を、水の周囲を囲む壁をまたいで設け、サイフォン管の吸入側端部を堆積物の表面で移動させる第１移動部と、サイフォン管を壁の延在方向に沿って移動させる第２移動部との少なくとも一方を含むサイフォン管移動装置を備えるようにすれば、堆積物の除去領域を拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る堆積物除去装置の全体構成を表したものである。この堆積物除去装置は、例えば、ダムの底に堆積した土砂や落ち葉などの堆積物Ｄの除去に用いられるものであり、ダムの水の周囲を囲む壁Ｗを跨ぐように設置されたサイフォン管１０を有している。
【００２７】
サイフォン管１０の吸入側端部１１は壁Ｗの内側の湖底Ｂ（堆積物Ｄの表面）付近、最高地点１２は壁Ｗの上面、排出側端部１３は壁Ｗの外側下方にそれぞれ設置されており、排出側端部１３の先端（排出口）とダム水面との高低差ΔＨによりサイフォン作用を生じさせるようになっている。このサイフォン管１０は、例えば、ステンレス鋼管、亜鉛めっき鋼管、ポリエチレン被覆鋼管、塩化ビニール管またはポリエチレン管などの耐食性に優れた管により構成され、吸入側のダム水面よりも上に吸入弁１１Ａ、排出側の吸入弁１１Ａよりも低い位置に排出弁１３Ａ、最高地点１２に給水弁１２Ａがそれぞれ設けられている。吸入弁１１Ａ、排出弁１３Ａおよび給水弁１２Ａは、これらの開閉によりサイフォン作用を開始あるいは停止させるためのものであり、それぞれ、例えば電磁弁により構成されている。
【００２８】
サイフォン管１０の吸入側端部１１には、堆積物Ｄの排出状況に応じて下降可能な吸引管２０が取り付けられている。これにより、この堆積物除去装置では、動力をほとんど要せずに、堆積物Ｄの排出効率を高めることができるようになっている。
【００２９】
図２は、サイフォン管１０の吸入側端部１１および吸引管２０の側面および断面の構成を表したものであり、図３は、吸引管２０の先端を湖底Ｂ側からみた構成を表したものである。吸引管２０は、例えば、ステンレス鋼管、亜鉛めっき鋼管、ポリエチレン被覆鋼管、塩化ビニール管またはポリエチレン管などの耐食性に優れた管により構成され、サイフォン管１０の吸入側端部１１の外側に取り付けられている。なお、図２では、サイフォン管１０と吸引管２０との重なり量Ｌが最大の状態を表している。サイフォン管１０の吸入側端部１１の先端近傍にはガイド用突起３１、吸引管２０の側面には、吸引管２０の変位方向Ａに伸びる長孔３２がそれぞれ設けられている。長孔３２にはガイド用突起３１が挿通されており、長孔３２とガイド用突起３１との相対変位により、吸引管２０がサイフォン管１０から外れてしまうことなく変位可能となっている。ガイド用突起３１および長孔３２は、例えば１８０°間隔で２箇所に設けられているが、３箇所以上に設けてもよいことは言うまでもない。
【００３０】
吸引管２０の先端は、堆積物Ｄの吸引口２１となっている。この吸引口２１は、先端が広がったベルマウスとされており、圧力損失を小さくするようになっていることが望ましい。また、吸引口２１の周囲にはフランジ板２２が取り付けられている。フランジ板２２は、流入する堆積物Ｄのガイド板としての機能を有すると共に、後述する整流用の仕切り板２３または閉塞防止網２４の取り付けを容易にするためのものである。また、フランジ板２２を設けることにより、固化していない堆積物Ｄを吸引する場合に、吸引管２０の先端が堆積物Ｄの中にもぐりこんでしまって水を吸えなくなったり、堆積物Ｄも吸えなくなったりするおそれを小さくすることができる。フランジ板２２は、例えば、ステンレス鋼板、亜鉛めっき鋼板、ポリエチレン被覆鋼板、塩化ビニール板またはポリエチレン板などの耐食性に優れた円形の板である。なお、フランジ板２２は、例えば、吸引管２０の延長方向に対して直交する面内に設けられているが、必ずしも直交面内でなくてもよい。
【００３１】
フランジ板２２の堆積物対向面２２Ａには、複数（例えば８枚）の整流用の仕切り板２３が吸引口２１を中心として放射状（例えば４５°間隔）に配置されている。吸引管２０には、例えばその入口すなわち吸引口２１に、閉塞防止網２４が設けられている。また、フランジ板２２の堆積物対向面２２Ａには、２本以上（例えば９０°間隔で４本）の脚２５が取り付けられている。
【００３２】
仕切り板２３は、自由渦の発生により堆積物Ｄに遠心力が働くことを避けるためのものである。これにより、吸引された堆積物Ｄは、水流速が大きいサイフォン管の中心部を通ることができ、効率を良くすると共にサイフォン管１０の摩耗を少なくすることができる。仕切り板２３は、例えば、ステンレス鋼板、亜鉛めっき鋼板、ポリエチレン被覆鋼板、塩化ビニール板またはポリエチレン板などの耐食性に優れた短冊状の板により構成され、溶接またはネジ止めなどによりフランジ板２２に接合されている。
【００３３】
閉塞防止網２４は、障害物の流入を防ぐスクリーンとしての機能を有している。閉塞防止網２４は、例えば、ステンレス鋼などの金属細線を編み、または織ったものにより構成され、溶接またはネジ止めなどにより吸引管２０の入口すなわち吸引口２１に取り付けられている。閉塞防止網２４のメッシュ径は、例えばサイフォン管１０の径の２分の１以下であることが好ましい。
【００３４】
脚２５は、堆積物Ｄの状況に応じて長さ（高さ）が３ｃｍないし１０ｃｍ程度であり、ステンレス鋼、亜鉛めっき鋼あるいはポリエチレン被覆鋼などの金属により構成されている。脚２５は、溶接またはネジ止めなどによりフランジ板２２の堆積物対向面２２Ａに接合されている。なお、脚２５は、仕切り板２３に取り付けられていてもよい。
【００３５】
この堆積物除去装置は、例えば、次のようにして製造することができる。                  
【００３６】
まず、上述した材料よりなる吸引管２０の側面に、例えばガス切断あるいはエンドミル加工により長孔３２を設ける。また、吸引管２０の先端の吸引口２１の周囲に、上述した材料よりなるフランジ板２２を溶接またはネジ止めなどにより取り付ける。次いで、このフランジ板２２の堆積物対向面２２Ａに、上述した材料よりなる複数の整流用の仕切り板２３を吸引口２１を中心として放射状に配置し、溶接またはネジ止めなどにより固定する。続いて、これらの仕切り板２３を覆うように、閉塞防止網２４を、溶接またはネジ止めなどにより取り付ける。また、フランジ板２２の堆積物対向面２２Ａに、脚２５を、溶接またはネジ止めなどにより取り付ける。
【００３７】
続いて、上述した材料および構成を有するサイフォン管１０の吸入側端部１１の先端にガイド用突起３１を形成し、このガイド用突起３１を吸引管２０の長孔３２に挿通させると共に、吸引管２０をサイフォン管１０の吸入側端部１１に重ね合わせる。これにより、図１ないし図３に示した堆積物除去装置が完成する。
【００３８】
この堆積物除去装置の設置および動作は、例えば次のようにして行われる。まず、吸引管２０を取り付けたサイフォン管１０を、ダムの壁Ｗを跨ぐように上述した所定位置に設置する。その際、サイフォン管１０と吸引管２０との重なり量Ｌが最大の状態で、脚２５の先端が湖底Ｂすなわち堆積物Ｄの表面に触れるように、サイフォン管１０の吸引側端部１１を固定する。
【００３９】
設置直後の作動においては、吸入弁１１Ａおよび排出弁１３Ａを閉じた状態で給水弁１２Ａを開けて給水し、サイフォン管１０を水で満たしたのちに、給水弁１２Ａを閉じて吸入弁１１Ａを開ける。それ以後は、堆積物Ｄを排出するときだけ排出弁１３Ａを開ける。ここでは、サイフォン管１０の吸入側端部１１に、堆積物Ｄの排出状況に応じて下降可能な吸引管２０が取り付けられているので、堆積物Ｄの排出に伴って湖底Ｂが下がると、サイフォン管１０におけるサイフォン作用により吸引管２０の先端に負圧が生じる。これにより、吸引管２０の先端のフランジ板２２が湖底Ｂに吸い付けられるようにして自動的に下降し、吸引管２０と湖底Ｂとの間隔が適正に保たれる。よって、堆積物Ｄの排出が途中で途切れることがなく、ポンプ等を併用しなくても連続的に安定した排出が行われる。
【００４０】
また、サイフォン管１０の吸入側端部１１の先端近傍にはガイド用突起３１、吸引管２０の側面には長孔３２がそれぞれ設けられ、長孔３２にガイド用突起３１が挿通されているので、吸引管２０が変位してもサイフォン管１０から外れてしまうことなく変位可能とすることができる。
【００４１】
更に、吸引管２０の先端の吸引口２１の周囲にフランジ板２２が取り付けられているので、堆積物Ｄは、フランジ板２２にガイドされて吸引管２０に流入する。ただし、吸引管２０またはサイフォン管１０の閉塞を引き起こす可能性がある大きな石などは、吸引管２０の入口すなわち吸引口２１に取り付けられた閉塞防止網２４によって、流入が阻止される。
【００４２】
加えて、フランジ板２２の堆積物対向面２２Ａに、整流用の仕切り板２３が、吸引口２１を中心として放射状に配置されているので、自由渦の発生により堆積物Ｄに遠心力が働くことが回避され、吸引された堆積物Ｄは、水流速が大きいサイフォン管１０の中心部を通る。よって、堆積物Ｄの除去効率が良くなると共にサイフォン管１０の摩耗が少なくなる。
【００４３】
このように本実施の形態では、サイフォン管１０の吸引側端部１１に、堆積物Ｄの排出状況に応じて下降可能な吸引管２０を取り付けるようにしたので、堆積物Ｄの排出に追随して吸引管２０を自動的に下降可能で、吸引管２０と湖底Ｂとの間隔を適正に保たせることができる。よって、堆積物Ｄの排出効率を高め、連続的に安定した排出を行うことができ、ポンプ等の併用を不要とすることができる。また、サイフォン管１０を利用した単純な構成であり、複雑な制御を伴わないので故障などのおそれも少なく、製造コストや維持管理コストも低減することができる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る堆積物除去装置の全体構成を表したものである。この堆積物除去装置は、水ジェット発生装置３０およびサイフォン管移動装置４０を備えたことを除いては、上記第１の実施の形態で説明した堆積物除去装置と同様の構成を有している。よって、対応する構成要素には同一の符号を付して説明する。
【００４５】
サイフォン管１０および吸引管２０は、第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００４６】
水ジェット発生装置３０は、堆積物Ｄに向けて水ジェット３０Ａを発生し、固化した堆積物Ｄを掘り起こすためのものであり、例えば、フランジ板２２の周りに環状に設けられると共に複数（例えば８個）の噴出孔３１を有し、高圧ポンプ（図示せず）により加圧された加圧水３０Ｂを水ジェット３０Ａとして噴出するようになっている。水ジェット３０Ａの速度は、堆積物Ｄの固化状況に応じて例えば０〜２０ｍ／ｓである。水ジェット発生装置３０は、例えば、ステンレス鋼，亜鉛めっき鋼またはポリエチレン被覆鋼などの金属により構成されている。
【００４７】
サイフォン管移動装置４０は、堆積物Ｄの除去領域を拡大するためのものであり、回転用アーム４１と、移動用レール４２とを有している。
【００４８】
回転アーム４１は、サイフォン管１０の吸入側端部１１を堆積物Ｄの表面で移動させるためのものであると共に、サイフォン管１０の取付け用アームとしての機能も有している。この回転アーム４１は、例えば、サイフォン管１０の最高地点１２から下方に設けられた第１アーム４１Ａと、第１アーム４１Ａの下端と吸入側端部１１との間に設けられた第２アーム４１Ｂとを有している。また、回転アーム４１は、サーボモーター、または油圧式あるいは空気圧式のアクチュエーターなど（図示せず）により、第２アーム４１Ｂおよび吸入側端部１１を、第１アーム４１Ａの周りに矢印Ｒで示したように回動させるようになっている。なお、第１アーム４１Ａと第２アーム４１Ｂとは例えば垂直であり、両者の間に補助アーム４１Ｃが斜め方向に設けられている。
【００４９】
また、回転アーム４１には、吸引管巻揚げ装置５０が取り付けられている。吸引管巻揚げ装置５０は、堆積物Ｄの排出に追随して吸引管２０が自動的に下降したのちに、ワイヤ５１により吸引管２０を強制的に上昇させるためのものである。ワイヤ５１は、例えば、サイフォン管１０の最高地点１２と、第１アーム４１Ａおよび第２アーム４１Ｂの交点と、第２アーム４１Ｂの先端とに設けられた３箇所のローラ５２を介して、吸引管２０のフランジ板２２に連結されている。
【００５０】
移動用レール４２は、壁Ｗの上面に壁Ｗの延在方向に沿って設けられており、サイフォン管１０の最高地点１２を載せてサイフォン管１０を壁Ｗの延在方向（図４の紙面に対して垂直な方向）に容易に移動させることができるようになっている。
【００５１】
このような回転アーム４１および移動用レール４２は、例えば、ステンレス鋼，亜鉛めっき鋼またはポリエチレン被覆鋼などの金属により構成されている。
【００５２】
この堆積物除去装置は、フランジ板２２の周りに水ジェット発生装置３０を配設すること、および、サイフォン管１０を回転用アーム４１に取り付けることを除いては、第１の実施の形態と同様にして製造することができる。
【００５３】
この堆積物除去装置は、壁Ｗの上面に移動用レール４２を設け、この移動用レール４２にサイフォン管１０の最高地点１２を載せることを除いては、第１の実施の形態と同様にして設置することができる。
【００５４】
また、この堆積物除去装置は、第１の実施の形態と同様に動作する。その際、必要に応じて、水ジェット発生装置３０からの水ジェット３０Ａを堆積物Ｄに衝突させ、固化した堆積物Ｄを掘り起こし、排出効率を向上させる。
【００５５】
ある地点での堆積物Ｄの除去が終ったら、吸引管２０を吸引管巻揚げ装置５０によって上方に移動させたあと、回転用アーム４１または移動用レール４２を用いて堆積物除去装置を別の地点に移動させ、堆積物Ｄの除去を繰り返す。これにより、堆積物Ｄの除去領域が拡大する。
【００５６】
このように本実施の形態では、フランジ板２２の周りに水ジェット発生装置３０を設け、この水ジェット発生装置３０から堆積物Ｄに向けて水ジェット３０Ａを発生するようにしたので、固化した堆積物Ｄも掘り起こして除去することができ、堆積物の排出効率を更に高めることができる。
【００５７】
また、サイフォン管１０の吸入側端部１１を堆積物Ｄの表面で移動させる回転用アーム４１と、サイフォン管１０を壁Ｗの延在方向に沿って移動させる移動用レール４２とを含むサイフォン管移動装置４０を備えるようにしたので、堆積物Ｄの除去領域を拡大することができる。
【実施例】
【００５８】
更に、本発明の具体的な実施例について説明する。なお、以下の実施例では、第１の実施の形態で説明した図１ないし図３と同様の構成を有する高さ２ｍ弱の小型の堆積物除去装置を作製し、堆積物排出実験を行い、特性を評価した。よって、以下の実施例においても、図１ないし図３を参照し、同一の符号を用いて説明する。
【００５９】
湖底Ｂ上の堆積物Ｄ（土砂）の代わりに、幅６００ｍｍ、高さ４５０ｍｍ、奥行き４５０ｍｍのアクリル水槽に、常温の水道水および平均粒径１．２１〜４．０３ｍｍ、密度２６００〜３６９０ｋｇ／ｍ3、自由沈降速度０．２８〜０．４４ｍ／ｓの三種類のセラミック粒子（ＳＰ−０１，ＳＰ−０２，ＳＰ−０４）を交互に２０ｋｇ入れた。サイフォン管１０の内径は２０ｍｍとした。なお本実施例では、吸引管２０には簡単のために仕切り板２３および閉塞防止網２４を有しない形とした。また、各粒子は堆積固化しなかったので水ジェット発生装置３０も有しない形とした。
【００６０】
この堆積物除去装置について、サイフォン管１０の出口（排出側端部１２）と水槽水面との高低差を０．４０〜０．９５ｍの範囲で変えて、粒子排出実験を行った。その際、アクリル水槽の下部に別の水槽を設け、排出実験中は、アクリル水槽から排出された水および粒子の量と同等の水を下部水槽内の水中ポンプで汲み上げることにより、アクリル水槽内の水面高さを一定に保つようにした。
【００６１】
サイフォン管１０内の流動時の粒子の体積率を定電流法により、排出された粒子の流量を重量法で、水の流量を粒子分離後に電磁流量計で、それぞれ測定した。その際、ＡＤ変換装置、パソコン、電子時計などからなるデータ収録装置を使って、上記の物理量を同時計測した。その結果を図７に示す。
【００６２】
図７（Ａ）から分かるように、水および粒子の体積流量は、サイフォン管１０の出口（排出側端部１２）と水槽水面との高低差が大きいほど多くなり、粒子が大きいほど粒子の流量は減り水の流量は増加した。これに対して、図７（Ｂ）から分るように、粒子の管内体積率は、高低差が０．６０ｍ以上では高低差によらずほぼ一定となり、１．２１ｍｍ粒子（ＳＰ−０１）では粒子が閉塞する時の７割である約３５％であった。この管内体積率は特許文献２における実施例７％未満と比べて著しく高いことから、本実施例の堆積物除去装置の性能が良好であることが分かった。さらに、粒子の管内体積率aSは体積流量率bSの約７０％であることも分った。
【００６３】
また、排出実験中の吸引部２０を目視で確認したところ、水および粒子の吸引開始からアクリル水槽内に堆積した粒子が無くなるまでの間、極めて順調に降下した。サイフォン管１０におけるサイフォン作用により吸引管２０の先端には負圧が生じるため、吸引管２０の先端のフランジ板２２が粒子層に吸い付くようにして下降していった。このため、図７に示したように、水および粒子の排出流量は、粒子が無くなるまでほぼ一定の値を示した。
【００６４】
すなわち、サイフォン管１０の吸引側端部１１に対して、堆積物Ｄの排出状況に応じて下降可能な吸引管２０を取り付けるようにすれば、堆積物Ｄ（粒子）の排出に追随して吸引管２０を自動的に下降させることができ、堆積物Ｄの排出効率を高め、ポンプ等を併用しなくても連続的に安定した排出を行うことができることが分かった。
【００６５】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく種々変形可能である。例えば、上記実施の形態および実施例では、サイフォン管１０および吸引管２０が円管である場合について説明したが、これらは円管に限られず、その断面形状は任意である。  
【００６６】
また、上記実施の形態および実施例では、吸引管２０がサイフォン管１０の吸入側端部１１の外側に取り付けられている場合について説明したが、吸引管２０は、サイフォン管１０の内側に取り付けられていてもよい。
【００６７】
更に、上記実施の形態および実施例では、サイフォン管１０の吸入側端部１１の先端近傍にガイド用突起３１、吸引管２０の側面に長孔３２がそれぞれ設けられている場合について説明したが、逆に、吸引管２０にガイド用突起３１、サイフォン管１０の吸引側端部１１に長孔３２がそれぞれ設けられていてもよい。
【００６８】
加えて、例えば、上記実施の形態および実施例では、堆積物除去装置の構成を具体的に挙げて説明したが、仕切り板２３または閉塞防止網２４など全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を更に備えていてもよい。更にまた、サイフォン管１０は吸入側端部１１を除いて垂直である必要はなく、排出側と同様に傾斜していても良く、逆に排出側は垂直であってもよい。
【００６９】
加えてまた、上記第２の実施の形態では、固化した堆積物Ｄを掘り起こすために水ジェット装置３０を用いるようにした場合について説明したが、水ジェット装置３０に代えて、機械式掘削装置などの代替装置を用いてもよい。
【００７０】
更にまた、上記第２の実施の形態では、水ジェット発生装置３０がフランジ板２２の周りに設けられている場合について説明したが、水ジェット発生装置３０の設置位置は、必ずしもフランジ板２２の周りに限られるものではなく、例えば吸引管２０の周り、特にその入口である吸引口２１の周りなどに設けることも可能である。
【００７１】
加えてまた、上記第２の実施の形態では、サイフォン管移動装置４０が、回転用アーム４１および移動用レール４２の両方を備えている場合について説明したが、サイフォン管移動装置４０は、それらの少なくとも一方を備えていればよい。なお、サイフォン管移動装置４０に加えて、あるいはサイフォン管移動装置４０に代えて、作業船の使用により更に除去領域を拡大するようにしてもよい。
【００７２】
この堆積物除去装置は、貯水池、水源地あるいはダム、または一般的なタンク等に溜まった堆積物の除去に好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る堆積物除去装置の全体構成を表す図である。
【図２】図１に示したサイフォン管の吸入側端部および吸引管の側面および断面の構成を表す図である。
【図３】図２に示した吸引管の先端を湖底側からみた構成を表した平面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る堆積物除去装置の全体構成を表す図である。
【図５】図４に示したサイフォン管の吸入側端部および吸引管の側面および断面の構成を表す図である。
【図６】図５に示した吸引管の先端を湖底側からみた構成を表した平面図である。
【図７】実施例の結果を表す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０…サイフォン管、１１…吸入側端部、１１Ａ…吸入弁、１２…最高地点、１２Ａ…給水弁、１３…排出側端部、１３Ａ…排出弁、２０…吸引管、２１…吸引口、２２…フランジ板、２３…仕切り板、２４…閉塞防止網、２５…脚、３０…水ジェット発生装置、４０…サイフォン管移動装置、４１…回転用アーム、４２…移動用レール、５０…吸引管巻揚げ装置
【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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