(57)【要約】【課題】浚渫時の水底堆積物の攪拌水が、浚渫周囲や下流域と拡散汚染することを防止出来る浚渫用ポンプ装置と、環境汚染の生じない浚渫システムが求められている。【解決手段】高圧噴流水で水底汚泥を吸引吐出する噴流ポンプ４１と、この噴流ポンプ４１の周囲を設け、吸引範囲を規制する筒状の吸引規制筒１１とを有した浚渫用ポンプ装置と、この浚渫用ポンプ装置で浚渫した堆積物を乾燥培養してメタンガスを精製し、このメタンガスで燃料電池を駆動させて生成した電力を各種浚渫装置の駆動源として用いる浚渫システム。【選択図】　　　図１
2004003210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧噴流水によって水底の汚泥を吸引吐出する噴流ポンプと、
この噴流ポンプの吐出口に接続された吐出パイプと、
この吐出パイプに接続された前記噴流ポンプを略中心部に設けると共に、前記噴流ポンプの吸い込み口側で水底面と接触する面のみが開口し、前記噴流ポンプの周囲を囲んで水底面の吸引範囲を規制する筒状の吸引規制筒と、
を具備し、前記吸引規制筒の開口を水底に当接させながら前記噴流ポンプで水底を浚渫することを特徴とした浚渫用ポンプ装置。
【請求項２】
前記吸引規制筒は、内側吸引規制筒と外側吸引規制筒とからなる二重構造とし、前記噴流ポンプを前記内側吸引規制筒との略中心部に設けたことを特徴とした請求項１に記載の浚渫用ポンプ装置。
【請求項３】
前記吸引規制筒の内側吸引規制筒の上部には、前記内側吸引規制筒の内部と外側吸引規制筒の内部とを連通する複数の開口を設けたことを特徴とした請求項２に記載の浚渫用ポンプ装置。
【請求項４】
前記吸引規制筒の開口位置、及び、前記二重構造の内側吸引規制筒の開口位置は、前記噴流ポンプの吸引口位置よりも水底面側に突出しており、また、前記二重構造の外側吸引規制筒の開口位置は、前記二重構造の内側吸引規制筒の開口位置よりも水面側に突出していることを特徴した請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載の浚渫用ポンプ装置。
【請求項５】
水底面の汚泥水を浚渫吸引する浚渫手段と、
前記浚渫手段で浚渫吸引された汚泥水を貯蔵し、汚泥を沈殿分離する汚泥沈殿手段と、
前記汚泥沈殿手段で沈殿分離した汚泥を用いて、メタンガスを精製するメタンガス精製手段と、
このメタンガス精製手段で精製されたメタンガスを用いて燃料電池を駆動して、電力を生成する燃料電池手段と、
を具備し、前記燃料電池手段で生成された電力により、前記浚渫手段、汚泥沈殿手段、メタンガス精製手段等を駆動することを特徴とした浚渫システム。
【請求項６】
前記浚渫手段は、噴流ポンプと、その噴流ポンプの周囲を囲い、水底面の浚渫範囲を規制する筒状の吸引規制筒を有していることを特徴とした請求項５に記載の浚渫システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水底面に堆積された堆積物を浚渫する浚渫用ポンプ装置と浚渫システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、貯水池、砂防ダム、河川、及び港湾等で上流から流入した土砂が水底面に堆積して水底面を浅くし、貯水池では、貯蔵水量の低下、砂防ダムでは、土砂の流出防止が出来なくなり、港湾では、航路が浅くなる等の問題が生じる。このために、水底面に堆積した土砂を浚渫することが定期的に実施されている。
【０００３】
特に、近年は貯水池で土砂以外に落ち葉や枯れ枝等が堆積腐敗したヘドロや汚泥（以下、単に汚泥と称する）も堆積している。
【０００４】
この水底面に堆積した土砂や汚泥を浚渫する際には、浚渫により土砂や汚泥が攪拌された土砂水や汚泥水が浚渫周囲や流域以外の下流に流出しないようにする必要がある。
【０００５】
この浚渫時の土砂水や汚泥水を下流側に流出させない浚渫装置は、例えば、特開平７−８９９８号公報、及び特開２０００−２５７１０８号公報に開示されている。
【０００６】
この公報に開示されている浚渫装置は、真空ポンプで吸引されるタンクから延出している吸引ホースの吸引端部に、下方向を開口して周囲を閉塞している筒状の遮蔽筒を連結し、この遮蔽筒の内部に高圧水ポンプから供給された高圧水を噴射させるノズル、又は、攪拌用プロペラが配置されており、前記ノズルから噴射された高圧水、又は攪拌用プロペラで遮蔽筒内の堆積汚泥層を攪拌した汚泥水を前記吸引ホースで吸引して、タンクに移送するようになっている。
【０００７】
つまり、ノズルからの高圧水、又は攪拌用プロペラで攪拌された汚泥水は、遮蔽筒内にのみ対流され、その汚泥水を真空ポンプで吸引して貯蔵タンクに移送することで、遮蔽筒外の汚泥の攪拌とその攪拌水の広がりや下流への流出を防止するようになっている。
【０００８】
また、このような浚渫装置で吸引浚渫された汚泥水は、汚泥を沈殿脱水凝固させて飼料、燃料、造成材などに使用する汚泥再利用のための汚泥処理装置が、例えば、特開２００１−１５７８９９号公報、及び特開２０００−２５７１０８号公報等に開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の貯水池等の水底面に堆積した堆積物の内、特に落ち葉、枯れ草、及び枯れ枝等が腐敗沈殿した汚泥を浚渫する際には、遮蔽筒を水底面の汚泥層に配置させ、その遮蔽筒内に噴射される高圧水、又は攪拌プロペラで汚泥攪拌した汚泥水を真空ポンプで吸引して汚泥分離タンクに移送する浚渫装置が用いられている。
【００１０】
この浚渫装置は、遮蔽筒内のみの汚泥を攪拌し、真空ポンプで攪拌汚泥水を吸引するために、遮蔽筒外への攪拌汚泥水の拡大や下流への流出が防止できるようになっている。
【００１１】
このような浚渫装置に用いて、貯水池の汚泥を吸引する場合に、汚泥水吸引場所から汚泥水分離タンクまでの汚泥移送距離が比較的短距離から非常に長距離までとさまざまに変化する。
【００１２】
一方、真空ポンプの吸引高さは水面から１０ｍ位が限界で、実用的には３〜４ｍ位で、吸い上げ位置から貯蔵するタンクまでの移送距離が長いと吸い上げ移送できなくなる虞がある。
【００１３】
このために、浚渫船には、前記遮蔽筒、噴射高圧水ポンプ、汚泥水吸引用の真空ポンプ、汚泥水一時貯蔵タンク、及び汚泥水一時貯蔵タンクの汚泥水を地上の汚泥分離タンクへと移送させる移送ポンプ等を設けた大型浚渫船と、地上の浚渫した汚泥の処理施設とを設ける必要があり、前記大型浚渫船や処理施設を駆動させる動力は、タービンやディーゼル等の駆動装置で生成する必要がある。
【００１４】
このような大規模な浚渫及び処理施設を、例えば、数年又は１０年等の兆年度に一回程度実施される浚渫作業に為にダムなどの貯水池沿岸に恒久的に設けることは経済的に不合理であると共に、駆動装置による環境汚染が課題となる。
【００１５】
本発明は、浚渫場所の周囲や下流域に堆積物攪拌水が拡散することなく、堆積物を確実に浚渫し、かつ、その浚渫した堆積物攪拌水を比較的遠距離に搬送できる浚渫用ポンプと、山間部においても設置が容易で、かつ、環境に配慮した浚渫システムを提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の浚渫用ポンプ装置は、高圧噴流水によって水底の汚泥を吸引吐出する噴流ポンプと、この噴流ポンプの吐出口に接続された吐出パイプと、この吐出パイプに接続された前記噴流ポンプを略中心部に設けると共に、前記噴流ポンプの吸い込み口側で水底面と接触する面のみが開口し、前記噴流ポンプの周囲を囲んで水底面の吸引範囲を規制する筒状の吸引規制筒と、を具備し、前記吸引規制筒の開口を水底に当接させながら前記噴流ポンプで水底を浚渫することを特徴としている。
【００１７】
本発明の浚渫用ポンプ装置の吸引規制筒は、内側吸引規制筒と外側吸引規制筒とからなる二重構造とし、前記噴流ポンプを前記内側吸引規制筒との略中心部に設けたことを特徴としている。
【００１８】
本発明の浚渫用ポンプ装置の吸引規制筒の内側吸引規制筒の上部には、前記内側吸引規制筒の内部と外側吸引規制筒の内部とを連通する複数の開口を設けたことを特徴としている。
【００１９】
また、本発明の浚渫用ポンプ装置の前記吸引規制筒の開口位置、及び、前記二重構造の内側吸引規制筒の開口位置は、前記噴流ポンプの吸引口位置よりも水底面側に突出しており、また、前記二重構造の外側吸引規制筒の開口位置は、前記二重構造の内側吸引規制筒の開口位置よりも水面側に突出していることを特徴している。
【００２０】
本発明の浚渫用ポンプは、吸引規制筒内の堆積物のみを噴流ポンプで攪拌吸引でき、吸引規制筒外の堆積物は攪拌されることなく、浚渫汚泥水の拡大と下流への流出が防止できると共に、堆積物の長距離移送が可能となった。
【００２１】
更に、本発明の浚渫システムは、水底面の汚泥水を浚渫吸引する浚渫手段と、前記浚渫手段で浚渫吸引された汚泥水を貯蔵し、汚泥を沈殿分離する汚泥沈殿手段と、前記汚泥沈殿手段で沈殿分離した汚泥を用いて、メタンガスを精製するメタンガス精製手段と、このメタンガス精製手段で精製されたメタンガスを用いて燃料電池を駆動して、電力を生成する燃料電池手段と、を具備し、前記燃料電池手段で生成された電力により、前記浚渫手段、汚泥沈殿手段、メタンガス精製手段等を駆動することを特徴としている。
【００２２】
本発明の浚渫システムの浚渫手段は、噴流ポンプと、その噴流ポンプの周囲を囲い、水底面の浚渫範囲を規制する筒状の吸引規制筒を有していることを特徴としている。
【００２３】
本発明の浚渫システムは、浚渫された汚泥を用いて、燃料電池用の燃料が生成でき、この燃料電池の電力で、浚渫用ポンプを初めとする浚渫された堆積物の再利用処理の駆動源として用いられ、かつ、組み立て設置が簡素で、環境に配慮された浚渫システムが提供可能となった。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明に係る浚渫用ポンプ装置について、図１と図２及び図４を用いて説明する。図１は本発明に係る浚渫用ポンプ装置の一実施形態の構成を示す断面図、図２は本発明に係る浚渫用ポンプ装置の他の実施形態の構成を示す断面図、図４は本発明の浚渫用ポンプ装置に用いる噴流ポンプの動作原理を説明する断面図である。
【００２５】
最初に図４を用いて噴流ポンプの構成を説明する。噴流ポンプ４１は、噴射ポンプあるいはジェットポンプ等とも称されており、噴流する流体によって、他の流体を連れ出すポンプである。
【００２６】
この噴流ポンプ４１は、円筒形状の吸込パイプ４５と、高圧噴流パイプ４３からなっている。この円筒形状の吸込パイプ４５の一方端に、流体を吸い込むための吸い込み口４６が設けられ、他方端に吐出口４７が設けられている。この吸込パイプ４５の内径形状は、吸い込み口４６の端部から吸込パイプ４５の軸方向の略１／３位の位置までに内径を徐々に小さくした吸込経路部４６ａと、吐出口４７の端部から吸込パイプ４５の軸方向の略２／３位の位置までに内径を徐々に小さくした吐出経路部４７ａと、この吸込経路部４６ａと吐出経路部４７ａとの接合部の最小内径の負圧部４８とからなっている。
【００２７】
この吸込パイプ４５の吸い込み口４６から負圧部４８には、高圧水供給ポンプ４４に接続された高圧噴流パイプ４３が配置され、前記負圧部４８には、前記高圧噴流パイプ４３の先端の高圧噴流出口４２が配置されている。
【００２８】
つまり、高圧水供給ポンプ４４で生成された高圧水Ａは、高圧噴流パイプ４３の高圧噴流出口４２から負圧部４８に噴流される。この高圧噴流出口４２からの高圧水Ａの噴流により、吸引パイプ４５の負圧部４８の空気が誘導されて負圧となり、吸い込み口４６から吸込経路部４６ａを介して流体Ｂを吸込、吐出経路部４７ａを介して吐出口４７から高圧水Ａと流体Ｂとが吐出させるようになっている。
【００２９】
このように、機械的に回転又は摺動運動させる機能を有することなく、高圧噴流水により他の流体を吸込吐出する噴流ポンプは、前述の真空ポンプに比して、吸引吐出の高さや移送距離を大きくすることができる。
【００３０】
次に、このような噴流ポンプ４１を用いた本発明の浚渫用ポンプ装置の一実施形態を図１を用いて説明する。
【００３１】
前記噴流ポンプ４１の吐出口４７には、吐出パイプ４９が接続されている。この吐出パイプ４９は、噴流ポンプ４１で吸引吐出する高圧水と、この高圧水により吸引された他の流体、例えば、水底面の汚泥を含む汚泥水を移送するためのものである。
【００３２】
この吐出パイプ４９と高圧噴流パイプ４３が接続された噴流ポンプ４１は、筒状の吸引規制筒１１の内部に配置されている。この吸引規制筒１１は、上面１１ａと、側面１１ｂからなる円形又は四角形の筒状で、下面に開口１２を有している。この吸引規制筒１１の上面１１ａの中心部に前記吐出パイプ４９の挿通孔が設けられており、吐出パイプ４９に接続された噴流ポンプ４１が吸引規制筒１１の内部の略中心部に配置されるようになっている。前記吸引規制筒１１の側面１１ｂの開口１２側の先端には、弾性体１３が装着されている。この弾性体１３は、水底面の土砂等による側面１１ｂの先端の摩耗防止と、水底面に降下させた際の衝撃吸収及び水底面と吸引規制筒の間隙が生じるのを防ぐ等のために設けられている。
【００３３】
つまり、噴流ポンプ４１は、吸引規制筒１１の内部空間の略中心部に吐出パイプ４９で宙づり固定された状態に配置される。なお、この吸引規制筒１１の内径寸法は、水底面の地形と噴流ポンプ４１の吸引吐出能力を考慮して約１ｍ位に設定されている。
【００３４】
このように、吸引規制筒１１の内部に配置固定された噴流ポンプ４１は、貯水池等に設けられた浚渫船から吸引規制筒１１の開口１２が水底面の汚泥堆積層であるヘドロ層１４へ降下させる。
【００３５】
前記ヘドロ層１４に降下された前記噴流ポンプ４１を有する吸引規制筒１１の開口１２は、噴流ポンプ４１と吸引規制筒１１の重力によりヘドロ層１４の上面内部に沈下される。つまり、吸引規制筒１１の内部には、水とヘドロ層１４が収納された状態となる。
【００３６】
このヘドロ層１４の上部に沈下させた噴流ポンプ４１を駆動させると、吸引規制筒１１の内部のヘドロ層１４が吸引されて、噴流ポンプ４１の吸い込み口４６には吸引ヘドロ流４６が生じると共に、この吸引規制筒１１の内部には、水とヘドロによる吸引流１５が生じる。
【００３７】
すなわち、噴流ポンプ４１によって、吸引規制筒１１の内部に吸引流１５が生じて水とヘドロが攪拌され、吸引ヘドロ流１６として吸引される。これにより、吸引規制筒１１の外部の水やヘドロ層１４は、攪拌されることがなく、浚渫作業域以外への攪拌ヘドロの流出が防げるようになる。
【００３８】
このようにして、噴流ポンプ４１を吸引規制筒１１の内部に配置させた浚渫用ポンプ装置で水底面の汚泥を浚渫すると、吸引規制筒１１の内部のみの汚泥が浚渫でき、吸引規制筒１１の外部への汚泥の攪拌流出が防止できる。
【００３９】
しかしながら、吸引規制筒１１の内部のヘドロ層１４が浚渫されて、吸引規制筒１１の内部のヘドロ層１４の上面が、吸引規制筒１１の外部のヘドロ層１４の上面よりも低くなり（図中のヘドロ層１４’）、かつ、吸引規制筒１１の内部の吸引圧力が高くなると、開口１２と吸引規制筒１１の外部のヘドロ層１４との接触耐圧が弱い部分から図中点線矢印で示すように吸引ヘドロ流１６’が生じ、吸引規制筒１１の内部へと流入する。この吸引ヘドロ流１６’により、吸引規制筒１１の外部に吸引流１５’が発生して、吸引規制筒１１の外部のヘドロ層１４を攪拌する虞がある。
【００４０】
このような吸引規制筒１１の内部吸引圧力が高くなり、吸引規制筒１１の開口１２とヘドロ層１４との接触耐圧が弱い部分から吸引規制筒１１の外周のヘドロ層１４を攪拌する虞を解消する本発明の浚渫用ポンプ装置の他の実施形態を図２を用いて説明する。
【００４１】
前記吐出パイプ４９と高圧噴流パイプ４３が接続された噴流ポンプ４１は、筒状の内側吸引規制筒２１の内部に配置されている。この内側吸引規制筒２１は、上面２１ａと、側面２１ｂからなる円形又は四角形の筒状で、下面に開口２２を有している。この内側吸引規制筒２１の上面２１ａの中心部に前記吐出パイプ４９の挿通孔が設けられており、吐出パイプ４９に接続された噴流ポンプ４１が内側吸引規制筒２１の内部の略中心部に配置されるようになっている。
【００４２】
前記内側吸引規制筒２１の側面２１ｂの外周には、内側吸引規制筒２１と相似形状の外側吸引規制筒２３が設けられている。この外側吸引規制筒２３は、前記内側吸引規制筒２１の側面２１ｂの上端に接合された上面２３ａと、前記内側吸引規制筒２１の側面２１ｂと平行な側面２３ｂとからなり、下面に開口２４を有している。
【００４３】
前記内側吸引規制筒２１の側面２１ｂの上部には、前記内側吸引規制筒２１と外側吸引規制筒２３の内部と連通した複数の上部開口２５が設けられている。
【００４４】
また、前記内側吸引規制筒２１の開口２２は、前記噴流ポンプ４１の吸い込み口４６から寸法ｔ１水底面側に延出しており、前記外側吸引規制筒２３の開口２４は、前記噴流ポンプ４１の吸い込み口４６から前記内側吸引規制筒２１の開口位置寸法ｔ１よりも水底面側に延出した寸法ｔ２としている。つまり、内側吸引規制筒２１の開口２２の位置寸法ｔ１よりも外側吸引規制筒２３の開口２４の位置寸法ｔ２が水底面側に延出（ｔ１＜ｔ２）している。
【００４５】
すなわち、噴流ポンプ４１の周囲には、内側吸引規制筒２１と外側吸引規制筒２３からなる二重吸引規制筒が配置されおり、この二重吸引規制筒の内側吸引規制筒２１と外側吸引規制筒２３の内部は、上部開口２５で挿通され、かつ、前記内側吸引規制筒２１と外側吸引規制筒２３の下面の開口２２，２４の位置は、外側吸引規制筒２３が水底面側に位置するように形成されている。
【００４６】
なお、前記内側吸引規制筒２１と外側吸引規制筒２３の側面２１ｂ，２３ｂの開口２２，２４側の先端には、弾性体１３が装着されている。この弾性体１３は、水底面の土砂等による側面２１ｂ，２３ｂの先端の摩耗防止と、水底面に降下させた際の衝撃吸収等のために設けられている。
【００４７】
また、前記内側吸引規制筒２１の内径寸法に対して、外側吸引規制筒２３の内径は、噴流ポンプ４１の吸引吐出能力にもよるが、例えば、約１．５倍（内側吸引規制筒２１内径×１．５＝外側吸引規制筒２３内径）に形成されている。
【００４８】
更に、前記上部開口２５には、金網などを配置して、外側吸引規制筒２３内のゴミ等が内側吸引規制筒２１の内部に流入しないようにしても良い。
【００４９】
このような二重の吸引規制筒２１，２３で周囲が囲まれた噴流ポンプ４１を水底面の汚泥堆積層であるヘドロ層１４へ降下させて、高圧噴流パイプ４３から高圧水を供給して噴流ポンプ４１を駆動させると、内側吸引規制筒２１のヘドロ層１４を含む吸引ヘドロ流１６を吸引すると共に、吸引流１５が生じる。
【００５０】
この内側吸引規制筒２１の内部の吸引流１５により、外部吸引規制筒２３の内部の水は、上部開口２５を介して、内部吸引規制筒２１の内部へと吸引される。また、内部吸引規制筒２１の開口２２とヘドロ層１４との接触耐圧が弱い部分から外部吸引規制筒２３の内部のヘドロ層１４がヘドロ吸引流２７として吸引されて、外部吸引規制筒２３の内部に吸引流２６が生じる。
【００５１】
つまり、噴流ポンプ４１の駆動により、内側吸引規制筒２１内の吸引ヘドロ流１６によって吸引吐出されて吸引流１５が生じると共に、外側吸引規制筒２３の内部に吸引流２６が生じて、内側吸引規制筒２１内の吸引流１５が緩和される。
【００５２】
また、内部吸引規制筒２１の内部のヘドロ層１４が浚渫されて、内部吸引規制筒２１の開口２２とヘドロ層１４との接触耐圧の弱い部分が生じると外部吸引規制筒２３の開口２４から内部吸引規制筒２１の内部への吸引ヘドロ流２７が生じる。
【００５３】
この内部吸引規制筒２１と外部吸引規制筒２３の内部の吸引流１５，２６と吸引ヘドロ流１６，２７によって吸引圧力が低下することで、外側吸引規制筒２３の開口２４とヘドロ層１４との接合部分からの吸引ヘドロ流２８が生じにくくなる。従って、外側吸引規制筒２３の外周側には、ヘドロ攪拌流が生じることがなく浚渫場所以外へのヘドロ拡散の防止が可能となる。
【００５４】
以上説明したように、本発明の浚渫用ポンプ装置は、噴流ポンプの周囲に一重又は二重の吸引規制筒を設け、その吸引規制筒内部の水と汚泥を吸引することにより、吸引規制筒の外部周囲での汚泥攪拌と汚泥拡散流出を最小化することが可能となり、かつ、遠距離の汚泥水移送が可能となる。
【００５５】
次に、本発明の浚渫システムについて、図３を用いて説明する。この浚渫システムは、例えば、山間部の河川をダム５１で堰き止めて形成された貯水池の水底に堆積した土砂堆積層５３と、河川や貯水池の流域の落ち葉や枯れ枝等が腐敗して形成された汚泥であるヘドロ堆積層５２の浚渫に最適で、浚渫場所への移動組み立てが容易で、環境を害することのないようにしている。
【００５６】
一般に、ダム５１には排砂用バルブ５４が設けられており、河川上流から運ばれ、貯水池の水底に土砂堆積層として堆積した土砂は、前記排砂用バブル５４を操作してダム５１の下流域に放出するようになっている。しかし、この貯水池の水底面の土砂堆積層５３の上面には、土砂よりも比重が軽く、落ち葉、枯れ草、及び枯れ枝等が腐敗して生成された汚泥のヘドロ堆積層５２が形成される。このために、前記排砂用バルブ５４を操作すると、土砂と共にヘドロも下流に放出され下流域の水を汚染する。
【００５７】
また、浚渫装置や浚渫物の処理システムは、浚渫場所に恒久的に設置されると、ダム等の建設時に浚渫設備の設置場所の確保と、長年度に一度使用される浚渫設備の維持管理が煩雑となっている。
【００５８】
そのために、本発明の浚渫システムは、浚渫場所で簡単に組み立て設置でき、その浚渫した汚泥であるヘドロを用いてメタンガスを発生させ、そのメタンガスにより燃料電池を駆動させて、浚渫作業に必要の駆動動電力を得ることを可能とした環境破壊の生じないものである。
【００５９】
ダム５１で形成された貯水池の河川水５０の水面には、浚渫用の台船５５を浮かべ、この台船５５には、前記高圧水供給ポンプ４４と噴流ポンプ４１と及びＧＰＳ装置５６とが設けられている。この高圧水供給ポンプ４４は、河川水５０を取り込む高圧水に加圧して、前記噴流ポンプ４１に供給噴流させる。前記噴流ポンプ４１は、台船５５から水底面のヘドロ堆積層５２へと降下させ、前記高圧水供給ポンプ４４からの高圧水によって、ヘドロ堆積層５２を吸引浚渫するようになっている。前記ＧＰＳ装置５６は、台船５５の位置、つまり、噴流ポンプ４１による浚渫位置を計測するための位置検出装置である。
【００６０】
前記噴流ポンプ４１で吸引浚渫されたヘドロと水とからなるヘドロ水７５は、移送パイプによって、台船５５から貯水池の沿岸に設けられたヘドロ処理施設に移送される。
【００６１】
このヘドロ処理施設は、前記船台５５の噴流ポンプ４１で吸引浚渫されたヘドロ水７５を貯蔵してヘドロと水を分離させるヘドロ沈殿タンク５８と、このヘドロ沈殿タンク５８で沈殿分離したヘドロを脱水処理し、ケーキタイプに固化されたヘドロを生成する脱水装置６４と、この脱水装置６４で脱水固化されたヘドロからメタンガスを生成するバイオリアクター型メタンガス発生装置６７と、このメタンガス発生装置６７で生成されたメタンガスを貯蔵するメタンガス貯蔵タンク６８と、このメタンガス貯蔵タンク６８からのメタンガスを改質して、改質メタンガスを燃料として燃料電池を駆動して電力を生成する燃料電池７３とからなっている。
【００６２】
前記ヘドロ沈殿タンク５８は、前記噴流ポンプ４１からのヘドロ水７５を貯蔵してヘドロを沈殿させると共に、ヘドロ沈殿後の上澄み水をオーバーフロー水タンク５９へと分離させる。このオーバーフロー水タンク５９に貯蔵された上澄み水は、バルブ６０を介して浄水浄化槽６１へと排水する。
【００６３】
この浄水浄化槽６１では、前記ヘドロ沈殿タンク５８のオーバーフロー水タンク５９からの上澄み水を酸素ばっき６２で浄水浄化し、その浄水浄化された上澄み水は、河川へと排水されるようになっている。
【００６４】
前記ヘドロ沈殿タンク５８で沈殿分離されたヘドロは、スラリーポンプ６３で吸引されて、脱水装置６４に搬送される。この脱水装置６４は、ヘドロから余分な水分を脱水除去すると共に、脱水された後のヘドロをケーキタイプに固化する。この脱水装置６４で脱水された水は、バルブ６６を介して前記浄水浄化槽６１へと排水されるようになっている。
【００６５】
前記脱水装置６４で脱水されたヘドロは、ケーキ輸送スクリューポンプ６５によって、バイオリアクターのメタンガス発生装置６７に搬送される。
【００６６】
このメタンガス発生装置６７では、固化ヘドロに酸素と所定温水による温度を加えて発酵させて、メタンガスを生成させる。このメタンガス発生装置６７で生成されたメタンガスは、メタンガス貯蔵タンク６８に供給蓄積される。
【００６７】
このメタンガス貯蔵タンク６８から燃料用メタンガスをバルブ６９を介してメタンガス改質器７０の改質用バーナー７１に供給され、改質用メタンガスはバルブ７２を介してメタンガス改質器７０に供給される。このメタンガス改質器７０には、前記メタンガス発生器６７を所定の温度に加熱した温水がバルブ７８を介して供給されるようになっている。
【００６８】
つまり、メタンガス改質器７０では、所定の温水で暖められ、改質用バーナー７１で燃焼された燃料用メタンガスによって、改質用メタンガスが改質ガスである水素に精製される。
【００６９】
この改質ガスの水素は、水から水素と酸素を分解する水素／酸素発生装置７５で精製された水素と合成されて燃料電池７３の燃料として供給されるようになっている。
【００７０】
前記水素／酸素発生装置７５で分解精製された酸素はコンプレッサ７６で圧縮されて、バルブ８０を介して前記浄水浄化槽６１の酸素ばっき６２と、バルブ７９を介してメタンガス発生器６７とに供給されるようになっている。
【００７１】
前記燃料電池７３は、前記水素を燃料として電力を生成蓄電されると共に、その水素を燃焼させた際の温水をポンプ７４で吸引して、前記メタンガス発生器６７の温水として供給するようになっている。
【００７２】
前記燃料電池７３で生成蓄電された電力は、電源制御装置８１で所定の電源に変換されて、前記高圧水供給ポンプ４４、スラリーポンプ６３、脱水装置６４、ケーキ輸送用スクリューポンプ６５、温水ポンプ７４、水素／酸素発生装置７５、コンプレッサー７６及び他の管理施設の駆動電力として用いられるようになっている。
【００７３】
また、前記メタンガス発生器６７のヘドロからメタンガス精製した後のコンボストは、農業用肥料として加工するようになっている。
【００７４】
つまり、水底から浚渫用ポンプ装置である吸引規制筒１１，又は２１，２３を有する噴流ポンプ４１を用いて浚渫吸引したヘドロを脱水固化した後、そのヘドロを所定の条件の下でメタンガスを発生させ、そのメタンガスを基に燃料電池を駆動させると共に、燃料電池で生成された電力を前記浚渫用ポンプ、ヘドロ脱水装置、及びメタンガス精製装置等の駆動に用いる浚渫システムである。
【００７５】
この浚渫システムは、貯水面の台船５５に高圧水供給ポンプ４４と、吸引規制筒を有する噴流ポンプ４１を有する浚渫用ポンプ装置と、吸引した吸引ヘドロ流を移送するヘドロ流移送パイプとを設けている。この台船５５のヘドロ流移送パイプで移送されたヘドロ水からヘドロを沈殿分離するヘドロ沈殿タンクと、その分離したヘドロからメタンガスを精製するメタンガス装置と、及び精製されたメタンガスを用いて電力を生成する燃料電池とを貯水池の沿岸に設けることで、簡単に浚渫システムが構築できる。
【００７６】
この浚渫システムにより、浚渫されたヘドロを用いてション接システムに必要な電力が生成でき、エネルギーの再利用と環境破壊の生じにくいシステムの構築と駆動が可能となった。
【００７７】
【発明の効果】
本発明の浚渫用ポンプ装置は、噴流ポンプの周囲を吸引規制筒によって囲んだことにより、吸引規制筒内のみの汚泥層を吸引でき、その吸引規制筒の外部の汚泥拡散が防止でき、かつ、噴流ポンプを用いることで、吸引吐出の距離が大きく取れる効果を有している。
【００７８】
また、本発明の浚渫システムは、浚渫された汚泥を用いて、メタンガスを精製し、そのメタンガスで燃料電池を駆動し、その燃料電池の電力で浚渫システムを構成する各種装置を駆動させてエネルギーの再利用と環境破壊の生じにくい効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る浚渫用ポンプ装置の一実施形態の構成を示す断面図。
【図２】本発明に係る浚渫用ポンプ装置の他の実施形態の構成を示す断面図。
【図３】本発明に係る浚渫システムの一実施形態の構成を説明するブロック図。
【図４】本発明に係る浚渫用ポンプ装置に用いる噴流ポンプの動作原理を説明する断面図。
【符号の説明】
１１…吸引規制筒
１２…開口
１３…弾性体
１４…ヘドロ層
１５…吸引流
１６…吸引ヘドロ流
４１…噴流ポンプ
４３…高圧噴流パイプ
４６…吸い込み口
４９…吐出パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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