(57)【要約】  本発明は、湖、川、港、沼、タンク、堤防、容器、海岸の底部からの堆積物を浚渫するために使用される堆積物・水分離機に関する。本発明はまた、水中濃縮セルと呼ばれ、種々の深度において、種々のタイプの堆積物を浚渫する。該堆積物は、その一貫性、汚濁、地層学、密度、源、濃縮度、粒度分布及びその形成の別の事項が関係する限り変化可能である。本発明はまた、堆積物濃縮方法に係わり、該方法は、水中濃縮セルを使用して、浚渫された堆積物の濃度を１．５から３倍（重量で）に増大させ、除去された体積及び沈殿のために必要な面積を減少し、その結果、浚渫された堆積物の外気乾燥工程を加速させる。
2010501752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中濃縮セル（１０）であって、
ａ）区画Ａ１により区切られる前部区域（１１）と、区画Ａ２により区切られる後部区域（１２）とを有する、堆積物収集区画（１）と、
ｂ）前記堆積物収集区画（１）の前記後部区域（１２）に関係する、少なくとも１本の吸込及び吐出配管（２）と、
ｃ）前記吸込及び吐出配管（２）に関係する少なくとも１基の吸込及び吐出ポンプ（３）と、
ｄ）前記吸込及び吐出配管（２）に関係する振動弁（４）と、
ｅ）濃密堆積物を吐出するための管路（５）と、
を具備する、水中濃縮セル（１０）において、
区画Ａ１とＡ２との間の関係は、８と120との間の絶対値を具備することを特徴とする水中濃縮セル（１０）。
【請求項２】
区画Ａ１とＡ２との間の前記関係は、８と１５との間の絶対値を具備することを特徴とする請求項１に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項３】
区画Ａ１とＡ２との間の前記関係は、１０であることを特徴とする請求項２に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項４】
前記堆積物収集区画（１）の前記前部区域（１１）は、５０ｍ2の最大面積を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項５】
前記堆積物収集区画（１）の前記前部区域（１１）は、８ｍ2の最大面積を有することを特徴とする請求項４に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項６】
前記堆積物収集区画（１）の前記前部区域（１１）は、６ｍ2の最大面積を有することを特徴とする請求項５に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項７】
前記堆積物収集区画（１）の前記後部区域（１２）は、0.8ｍ2の最大面積を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項８】
前記堆積物収集区画（１）の前記後部区域（１２）は、0.3ｍ2の最大面積を有することを特徴とする請求項７に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項９】
前記前部区域（１１）及び前記後部区域（１２）は、2.0ｃｍから１０ｍまでのお互いの距離を保持することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項１０】
前記前部区域（１１）及び前記後部区域（１２）は、５０ｃｍから1.10ｍまでのお互いの距離を保持することを特徴とする請求項９に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項１１】
前記前部区域（１１）及び前記後部区域（１２）は、１ｍのお互いの距離を保持することを特徴とする請求項１０に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項１２】
回転混合機（６）を更に具備することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項１３】
出口管路（５）と協働する堆積物圧縮機（７）を更に具備することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項１４】
前記堆積物圧縮機は、浚渫円錐体（７１）と、空気入口区画（７２）と、水出口区画（７３）とを具備することを特徴とする請求項１３に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項１５】
前記吸込及び吐出ポンプ（３）は、少なくとも１つのピストン（３１）を具備することを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）を具備することを特徴とする堆積物分離機。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）を使用することを特徴とする堆積物濃縮方法。
【請求項１８】
該濃縮は、1500ｍ3／ｈの最大吸い込み流量で実施されることを特徴とする請求項１７に記載の堆積物濃縮方法。
【請求項１９】
該濃縮は、５０ｍ3／ｈの最大吸い込み流量で実施されることを特徴とする請求項１８に記載の堆積物濃縮方法。
【請求項２０】
該濃縮は、１０ｍ3／ｈの最大吸い込み流量で実施されることを特徴とする請求項１９に記載の堆積物濃縮方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湖、川、港、沼、タンク、堤防、容器、海岸、廃水処理設備の底部からの堆積物を浚渫するために使用される堆積物・水分離機に関する。本発明の分離機はまた、環境分野、建築工事、化学、及び他の分野において、堆積物粒子の分離及び除去が必要とされる場合は常に使用可能である。
【背景技術】
【０００２】
水容器の底部に沈殿した堆積物粒子を除去するための技術は、従来技術において開発され、今日では広く知られ、使用されている。
【０００３】
カナダ特許出願CA2534156は、堆積物除去用装置、及び多用途で制御可能なデバイスを使用することにより、所望されない濁りの発生を回避する状態で水本体から堆積物を除去するための方法を開示する。吸引ポンプを使用して、圧縮空気の補助により、管を介して吸引された水と堆積物は、貯留容器へ輸送されて、その後の処理のためのタンクトラックにより除去される。該カナダ出願の対象である装置は、7.62ｍ（２５フィート）より深い深さからの堆積物の除去が可能である。
【０００４】
特許出願DE4416591は、水本体内の汚染堆積物を清浄にするための方法及び該方法の実施用装置に関する。オペレーションにおいて、問題の装置は、浮遊可能なプラットフォーム上に設置されており、その一方で、堆積物は、圧縮空気の補助で底から吸引され、主配管へ導かれる。堆積物は、機械的手段、水圧的手段、又は空圧的手段により除去されて、その後、以降の処理へ輸送される。外部の濁りは、軽量材料の使用により回避されており、軽量材料は、水中に留まり、作業領域を隔離する、保護リングを形成する。
【０００５】
特許出願WO 02/057551は、海底、水容器等の場所からの堆積物の油圧式水中浚渫方法を開示しており、堆積物が配管を介して、自然水面下にある第２のレベルまで吸引されるか又は圧送されて、必要な吸引又はポンプ容量を促進するように利用される、第１のオペレーションステップを具備する。前記第２のレベルにおいて、堆積物は、水面上に配置された機械的装置により、接近可能な容器に格納されており、前記容器から堆積物は、従来のポンプ又は別の従来の除去方法により除去される。
【０００６】
文献US5421105は、浚渫を目的としており、より特別には、浚渫区域から除去された水を浚渫装置に循環して戻し、浚渫された固形物で混合して浚渫装置の詰まりを防止する、閉鎖回路式浚渫システムを目的とする。提案されたシステムは、周辺区域への妨害を最小限にして且つ生態系への影響を最少にする、連続的堆積物浚渫を可能にする。
【０００７】
別の関連文献が特許文献中において発見出来るが、開示された装置と除去方法は、同じ欠点を有しており、即ち、浚渫材料の排出後処理に関する必要性である。該後処理は、固形物が浚渫された液体部分から分離されなければならないので、広大な乾燥区域又は浚渫された材料堆積タンクの利用を含む。
【０００８】
問題の発明は、上記の記述の範囲内にある。本明細書において開示される発明は、「水中濃縮セル」の名称であり、それは、水本体の濁りを引き起こすことなく、浚渫された材料の同時的な濃縮により、種々の深度において水容器の底から堆積物を浚渫して、堆積物からの水の分離を目的とする、後処理の必要性を低減する。
【０００９】
本発明は、汲み上げられた水内にある固体の濃縮を行うべき、濃縮セルを装備する、ポンプシステムを含む。外部タンク内で得られる固液混合物は、従来得られる混合物に比べて、固体のより高い濃縮を有する。加えて、該濃縮セルは、水システムの濁りを最少化し、更に生態系に与える重大な損傷を回避する。
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、湖、川及び他の水本体から堆積物の除去を目的とする、水中濃縮セルを目的とする。該除去は、濃縮、即ち、該堆積物のより高い濃縮により先行されるので、それは、該水本体の底から更に浚渫可能である。
【００１１】
本発明の目的は、以下のような水中濃縮セル１０を提供することにより実現される。
ａ）区画Ａ１により区切られる前部区域１１と、区画Ａ２により区切られる後部区域１２とを有する、堆積物収集区画１と、
ｂ）堆積物収集区画１の後部区域１２に関係する、少なくとも１本の吸込及び吐出配管２と、
ｃ）吸込及び吐出配管２に関係する少なくとも１基の吸込ポンプと、
ｄ）吸込及び吐出配管２に関係する振動弁４と、
ｅ）濃密堆積物を吐出するための管路５と、を具備する、水中濃縮セル１０において、
前部区域１１と後部区域１２のＡ１とＡ２との間の関係は、８と120との間の絶対値を具備する。
【００１２】
更に本発明の目的は、上記で規定された水中濃縮セル１０を具備する、堆積物分離機により実現される。
更に本発明の目的は、上記で規定された水中濃縮セル１０を利用する、堆積物濃縮方法により実現される。
【００１３】
本発明は、図面に示される一実施例に基づいて、より詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、水中濃縮セル１０の立体図を示す。
【図２】図２は、区画Ａ１により区切られる前部区域１１と、区画Ａ２により区切られる後部区域１２とを有する、堆積物収集区画１の立体図を示す。
【図３】図３は、区画Ａ１により区切られる前部区域１１と、区画Ａ２により区切られる後部区域１２とを有する、堆積物収集区画１の立体図を示しており、前部区域１１と後部区域１２は目立つように示される。
【図４】図４は、水中濃縮セル１０と、覆いの線を有する船舶８０とを具備する、堆積物／水分離装置の図式図である。
【図５】図５は、水中濃縮セル１０の詳細図であり、図において、油圧ピストン３と、振動弁４と、吸込及び吐出配管２と、濃縮堆積物５を吐出するための管路とが示される。
【図６】図６は、吸込及び吐出配管２に関連する振動弁４の立体図を示す。
【図７】図７は、回転混合機６を具備する、堆積物収集区画１の前面図を示す。
【図８】図８は、出口管路５と協働していて且つ空気入口区画７２と水出口区画７３とを具備する、堆積物圧縮機７の立体図を示す。
【図９】図９は、堆積物圧縮機７、特には出口管路５と排水円錐体７１との詳細図を示す。
【図１０】図１０は、表１に準じる濃度値を実証するグラフである。
【図１１】図１１は、堆積物収集区画１の好適な実施の形態の立体図を示す。
【図１２】蓋９０を使用する、堆積物収集領域１の別の好適な実施の形態の立体図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、水中濃縮セル１０、又は堆積物／水分離機とも呼ばれる装置に係わり、水中濃縮セル１０は、水容器及び／又は天然又は人工の水路の底部から堆積物を浚渫する。本発明は、種々の深さにおいて、湖、川、港、沼、タンク、堤防、容器、海岸、廃水処理設備の底部から堆積物を浚渫するために使用可能である。該堆積物は、その一貫性、汚濁、地層学、密度、源、濃縮度、粒度分布及びその形成の別の地質学的事項が関係する限り、変化可能である。
【００１６】
乱流は、堆積物を浚渫するための問題の濃縮セル１０の使用により検証されていないので、従来の浚渫方法で現状必要である、プラスティックの障壁、止め部材（丸太等）又は遮断部の使用は除外可能である。現状の方法が使用される場合に、乱流は、該方法の堆積物の浚渫及び堆積物除去が高速であることにより、水又は溶剤媒体において確認されている。該方法の堆積物の浚渫及び堆積物除去の高速性は、微細な堆積物粒子を旋回させ、撒き散らす。もし堆積物が汚染されているならば、問題は、解決できなくなり、任意の現在の浚渫方法は、実施できなくなる。従って、濃縮セルは、汚染された堆積物浚渫に対する唯一の実行可能な解決案を提供する。
【００１７】
本発明の利点は、水又は溶剤内に任意の乱流を発生させずに堆積物を除去可能であることにある。従って、従来の浚渫方法において現状必要である、プラスティック障壁、止め部材（丸太等）又は遮断部の使用は排除可能である。更に、該方法には、別の利点があり、それは、浚渫された堆積物の濃縮度（重量による）が、1.5から３倍に増大させられるので、浚渫された堆積物の開放空気乾燥工程を加速して、除去段階において体積における顕著な減少により、広大な沈殿現場の必要性を排除する。もう一方で、従来の方法により浚渫された堆積物の乾燥工程は、広大な沈殿場所と、かなり長期間の乾燥工程を必要とする。
【００１８】
本発明の対象である濃縮セル１０は、水底の堆積物を濃縮し、水から固形物を分離し、その濃度を増大する。該方法は、除去段階において堆積物の輸送において含まれる水（又は、任意の別の溶剤）の量を実質的に減少させる。底部堆積物の濃度は、除去段階において、例えば、平均で５％から１０−１５％に上昇する。濃縮セル１０は、水を源の堆積物の地点に戻さず、蒸発により乾燥が行われる。濃度（重量）の増大が即座に発生する、堆積物のタイプの外部開放乾燥は、除去段階において、体積における顕著な減少により、広大な沈殿区画を必要としない。約150ｍ3／ｈの高流量を有する現在の従来型の浚渫は、約１％の濃度を有し、堆積物除去のための多量の水の使用を含んでおり、前記水は、再循環されなければならない。従って、広大な沈殿区画が、時間を浪費する（数年）乾燥工程のために必要である。
【００１９】
その設計により、濃縮セル10は、オペレーションにおいて、即ち、除去段階において、水（湖、沼、川等）本体部の利用を可能にする。大量の水の使用により、現在の浚渫及び除去方法は、帯水層の利用において、一時的な障害を必要とし、その結果、混乱と追加の費用を生じる。
【００２０】
該セル１０は、大深度において作動可能である。該セルは、平坦な耕作部と正確な深度で作動する。濃縮セル１０は、正確な深さで堆積物を除去する。破壊に現在使用される浚渫装置は、高流量で堆積物を吸引し、「穴」（井戸）を制御されず且つ非効率な状態で掘削する。
【００２１】
本発明の濃縮セルは、
ａ）区画Ａ１により区切られる前部区域１１と、区画Ａ２により区切られる後部区域１２とを有する、堆積物収集区画１と、
ｂ）堆積物収集区画１の後部区域１２に関係する少なくとも１本の吸込及び吐出配管２と、
ｃ）吸込及び吐出配管２に関係する少なくとも１基の吸込及び吐出ポンプ３と、
ｄ）吸込及び吐出配管２に関係する振動弁４と、
ｅ）濃密堆積物を吐出するための管路５と、
を具備する、濃縮セルにおいて、区画Ａ１とＡ２との間の関係は、８と120との間の絶対値を具備する。
【００２２】
本発明の濃縮セル１０の区画Ａ１とＡ２との間の関係は、８と１５との間の絶対値を具備することが好ましい。濃縮セルの区画Ａ１とＡ２との間の関係は、１０であることがより好ましい。
【００２３】
本発明の濃縮セル１０は、第１の濃縮、即ち、水中の細粒な堆積物の濃度の増大を生じる。これは、吸込及び吐出ポンプ（ピストン）３により発生する圧力が該堆積物に作用して、堆積物収集区画１の後部区域１２を区切る、区画Ａ２に比べて少なくとも８倍、より大きい区画Ａ１により区切られた堆積物収集区画１の前部区域１１に、それを流入させる場合に、図２と３に示すように、区画Ａ１とＡ２により区切られる堆積物収集区画１の区域１１と１２の面積の大幅な減少（概略少なくとも８倍）に起因する。限定された空間における充填により生じる大幅な抑制（又は、圧縮）は、堆積物粒子とセルの壁との間の圧力の増大を生じ、堆積物内に閉じ込められた侵入型水を水性媒体に向けて押し出す（水が優勢な液体媒体である場合に）。
【００２４】
本発明の濃縮セル１０の堆積物収集区画１の前部区域１１を区切る、区画Ａ１は、最大値５０ｍ2を有することが好ましい。区画Ａ１は、最大値８ｍ2を有することがより好ましい。区画Ａ１は、最大値６ｍ2を有することが更により好ましい。本発明の濃縮セル１０の堆積物収集区画１の後部区域１２を区切る、区画Ａ２は、最大値0.8ｍ2を有することが好ましい。区画Ａ２は、最大値0.3ｍ2を有することがより好ましい。しかし、区画Ａ１と区画Ａ２との間の関係は、強いては、前に述べたように、８と120との間の絶対値でなければならない。
【００２５】
適切な第１の濃縮を確保するように、即ち、より少ない量の水が、濃縮材料の壁を介して、濃縮セル１０自体に流入することと確保するように、好適には、該区画Ａ１とＡ２は、下記の式に従い、お互いに平行で且つ離れるべきである。
ｄ≧Ｃ×Ｑ×（Ａ1／Ａ2）
ｄ＝区画間の距離［ｍ］
Ｃ＝濃縮される材料の定数
Ｑ＝吸込み流量［ｍ3／ｈ］
Ａ1＝区画１−堆積物収集区画１の前部区域１１を区切る区画（面積）［ｍ2］
Ａ2＝区画２−堆積物収集区画１の前部区域１２を区切る区画（面積）［ｍ2］
Ｑ＝Ｖ×Ａ1
Ｖ＝吸込み速度［ｍ／ｈ］
【００２６】
定数Ｃは、0.002から0.004までの範囲にある絶対値であり、濃縮セルに導入されるべき材料の種類に依存する。有機土に関しては、定数Ｃの値は、約0.002である。排出物処理設備で生成された泥（マッド）に関しては、Ｃの値は、約0.003である。
【００２７】
本発明の水中濃縮セル１０において、堆積物収集区画１の前部区域１１及び堆積物収集区画１の後部区域１２は、2.0ｃｍから１０ｍの相対距離を保持することが好ましい。堆積物収集区画１の前部区域１１及び堆積物収集区画１の後部区域１２間の距離は、５０ｃｍから1.10ｍの範囲にあることがより好ましい。堆積物収集区画１の前部区域１１及び堆積物収集区画１の後部区域１２間の距離は、1.0ｍであることが更により好ましい。
【００２８】
本発明の水中濃縮セル１０において、水と堆積物との混合物は、吸込及び吐出配管２に関連する、吸込及び吐出ポンプ３により吸引される。水中濃縮セル１０の吸込及び吐出ポンプ３は、少なくとも１つのピストンを具備する。本発明の水中濃縮セル１０は、２つのピストンを具備することが好ましく、該ピストンの各々は、そのそれぞれの吸込及び吐出配管２の内部に設置される。
【００２９】
本発明の好適な実施の形態において、吸込及び吐出ポンプ３を具備する、２つのピストンは交互に作動する、即ち、１つのピストンが、堆積物を吸い上げ、それを吸込及び吐出配管２内に設置しながら、他方のピストンは、逆の動きを行う、即ち、他方のピストンは、既に吸い上げられた堆積物を押し出し、それを振動弁４を介して出口管路５に送る。
【００３０】
振動弁４は、濃密な堆積物を吐出するための出口管路５に向かって堆積物を押し出す役割の配管２に接続する。該弁４は、図６に示すように、その時点におけるピストン３の動きに従い、吸込及び吐出配管２の一部分を出口管路５に相互接続することと、吸込及び吐出配管２の他方の部分を出口管路に相互接続することとの交互の機能により、振動弁と呼ばれる。出口管路５を通過した後に、堆積物は、水貯蔵部の岸に設置（又は、貯留）可能である。川岸への設置前に、濃密な堆積物は、堆積物圧縮機７に送ることも可能である。
【００３１】
しかし強制的ではないが、水中濃縮セル１０は、出口管路５と協働して作動する、堆積物圧縮機７を具備可能であることが好ましい。本明細書で開示される堆積物圧縮機は、浚渫円錐体７１と、入口区画７２と、水出口区画７３とを具備する。
【００３２】
堆積物圧縮機７は、より効率的な水と固形物の分離の役割を行い、それが属する環境に近い（絶対的）濃度を有する堆積物に濃縮するように使用されることが好ましい。水が混合した堆積物の場合に、濃度は1.00 kg／L（リッター）（1.03から1.10 kg／L）に達しても良い。
【００３３】
堆積物圧縮機７の作動様式及び濃縮セル１自体の作動様式は、同じ原理に基づく。言い換えれば、直径の大幅な減少と、空気噴射により間歇的に清掃される、膜における弓形構造（アーチ）の形成（詰まり）の大幅な減少が更に生じる。空気噴射は間歇的である。例えば、それ（空気噴射）は、３０秒毎に実施され、１秒間である。堆積物圧縮機７は、吸込ポンプ３により加圧された、混合物を受け入れる。それはまた、空気出口区画７２を介して圧縮空気圧力を受容しており、それは、圧縮機７から染み出した水を水出口区画７３を介して押し出す。
【００３４】
濃度が周囲の媒体に非常に類似する堆積物は、濃密化するためにより高い圧力を必要とする。従って、圧縮機は、工程において基本的な役割を担う。
【００３５】
圧縮機７から、堆積物は、約1500ｍ3／ｈまでの流量で濃縮セル１０から外に圧送される。それはその後、管路７４を介して、川又は湖の岸に向かって輸送され、岸において、それは、乾燥工程を開始するために投捨される。
【００３６】
水中濃縮セル１０により除去された堆積物の濃度が、従来技術に開示される装置により除去された堆積物の濃度に比べて、より高いので、その乾燥時間は短縮される。
【００３７】
本発明の好適な実施の形態において、水中濃縮セル１０は、例えば、微細な泥上に堆積した純粋の砂の帯等の、粒度分布においてむしろ変化可能な地層学的堆積物を混合する役割の回転混合機６を更に備える。その排水性能により、砂は、濃縮セルにおいて内部的に混合されて、細粒の泥と共に輸送されることが必要である。実際には、もし混合工程がなければ、細粒の泥は、砂圧縮のため、吸い込み工程において、砂層と擦れ違うであろう。回転混合機６は、砂粒子をバラバラにして、細粒の泥により砂を弓形構造まで輸送させ、弓形構造から砂はその後、配管を介して輸送される。
【００３８】
回転混合機６は、一式の鋼製翼６１を具備しており、鋼製翼６１は、放射状に配置され、らせん状に分布されており、一定の速度を有し、２つの対向する半分体において、端部から中央までお互いに対して４５度の角度を形成する。回転方向により、砂と泥の混合体は、それが混合され収集区画（区画Ａ1）の中央に蓄積されながら輸送される。回転混合機６は、堆積物収集区画１内に設置される。その運転は、媒体に影響を与えず、水の濁りを発生させない。
【００３９】
スクリーン（図示されない）は、回転混合機の近くに設置可能である。該スクリーンの機能は、泥以外のより大きな物体が濃縮セル内に侵入して濃縮セルに損傷を与えてその作動を損なうことを防止することである。
【００４０】
本発明はまた、本発明に開示されるもののような水中濃縮セル１０を具備する、堆積物分離機に関する。
【００４１】
本発明は更に、水中濃縮セル１０を利用する、堆積物濃縮方法を目的とする。
水中濃縮セル１０は、
ａ）区画Ａ１により区切られる前部区域１１と、区画Ａ２により区切られる後部区域１２とを有する、堆積物収集区画１と、
ｂ）堆積物収集区画１の後部区域１２に関係する少なくとも１本の吸込及び吐出配管２と、
ｃ）吸込及び吐出配管２に関係する少なくとも１基の吸込及び吐出ポンプ３と、
ｄ）吸込及び吐出配管２に関係する振動弁４と、
ｅ）濃密堆積物を吐出するための管路５と、
を具備する、濃縮セルにおいて、区画Ａ１とＡ２との間の関係は、８と120との間の絶対値を具備する。
【００４２】
本発明の堆積物濃縮方法は、1500ｍ3／ｈの最大流量で実施されることが好ましく、５０ｍ3／ｈの最大流量で実施されることがより好ましい。本発明の堆積物濃縮方法の最大吸い込み流量は、１０ｍ3／ｈであることが更により好ましい。
【００４３】
前述のように、水／堆積物混合物の濃度は、吸い込み速度、従って、入口流量に密接して関係する。下記表１及び図１０（表１から得られるグラフ）は、本発明の濃縮セル１０及び堆積物濃縮方法が使用された、実際の例から得られた結果を示す。図示されるように、使用された流量範囲ないにおいて、堆積物吸い込み流量の増加に従って、混合物の濃度は増加した。
【００４４】
【表１】
2010501752.tif 000003
【００４５】
表１に記載されるデータは、湖の底で不作為に指定された掘削された場所からの２６リッターの水と堆積物の混合物の浚渫において得られた。
その浚渫において、以下の寸法を有する濃縮セルが使用された。
・区画Ａ1＝0.3 ｍ2
・区画Ａ2＝0.0025 ｍ2
・区画の平面間の距離ｄ＝0.5 ｍ
【００４６】
適切な流量、即ち1500ｍ3／ｈ以下の流量は、方法の効率を高め、堆積物が水本体の底部から離れることを防止する。例えば、１m／minより低い入口速度は、収集区画Ａ1＝２ｍ2で区画Ａ2＝0.2ｍ2が併用されると、堆積物における圧力アーク（弧）、即ち、出口区画とセル壁１０との間の出口詰まりを生じる。従って、新規な堆積物粒子は、底部の沈殿物に対するセル１０の動きにより、入口区画Ａ1（収集）を介して、弓形構造（アーチ）に追加的に浚渫される。新規な堆積物層は、脱水されて、定常的で連続的に端部まで圧送される。
【００４７】
濃縮セル１０の形状は、堆積物の種類と流量に従い変化可能である。該形状変化は、Ａ1とＡ2との間の関係を変化させること及び該区画間の距離（堆積物収集区画１の前部区画１１と後部区画１２に対応する）を変化させることにより実現されるので、より良好な歩留まりが得られる。区画Ａ1とＡ2は、実験が実施され、正方形形状がセル壁と促進された掘削との間の圧力弓形構造（アーチ）を形成可能にした、形状であったと実証されたので、正方形形状を有することが好ましい。しかし別の形状が使用可能である。
【００４８】
水／堆積物分離又は水中濃縮セル１０は、潜水して作動し、従来得られたものに比べてより高い濃度を得るために、堆積物を濃縮する。装置は、油圧機械式であり、化学的凝集材又は結合剤は、実施される堆積物濃縮又は脱水のために必要とされない。
【００４９】
本発明の水中濃縮セル１０の作動において使用可能なケーブルシステム８１は、装置の一部であり、図４に示される。潜水式係留場所に固定されるケーブル８２の一方の端部は、牽引ケーブル８４に接続するスナッチブロック８３を有しており、牽引ケーブル８４は、船において他端が濃縮セル１０に固定される、油圧ウィンチから伸びる。これは、波の影響を最小限にし、所望の配置及び考えられる目標の推力に従い、堆積物を除去可能にする。
【００５０】
図１１に示される本発明の好適な実施の形態において、堆積物収集区画は、区画Ａ1により区切られる弓形形状又は円筒形状の前部１１と、区画Ａ2により区切られる弓形形状又は円筒形状の後部１２とを少なくとも有する。
【００５１】
図１２に示されるように、本発明の別の好適な実施の形態において、区画Ａ1により区切られる前部１１は、その目的が振動弁４の作動により発生する可能性のある、任意の濁りを消去することである、蓋９０により部分的に覆われる。
【００５２】
好適な実施の形態を参照して本発明の例が説明されたので、本発明の範囲は、別の可能な変形形態を包含し、添付の特許請求の範囲によってのみ制限され、可能な同等形態を含む。
【図１】
2010501752.tif 000004
【図２】
2010501752.tif 000005
【図３】
2010501752.tif 000006
【図４】
2010501752.tif 000007
【図５】
2010501752.tif 000008
【図６】
2010501752.tif 000009
【図７】
2010501752.tif 000010
【図８】
2010501752.tif 000011
【図９】
2010501752.tif 000012
【図１０】
2010501752.tif 000013
【図１１】
2010501752.tif 000014
【図１２】
2010501752.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月12日(2008.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の目的は、以下のような水中濃縮セル１０を提供することにより実現される。
ａ）区画Ａ１により区切られる前部区域１１と、区画Ａ２により区切られる後部区域１２とを有する、堆積物収集区画１と、
ｂ）堆積物収集区画１の後部区域１２に関係する、少なくとも１本の吸込及び吐出配管２と、
ｃ）吸込及び吐出配管２に関係する少なくとも１基の容積式ポンプと、
ｄ）吸込及び吐出配管２に関係する振動弁４と、
ｅ）濃密堆積物を吐出するための管路５と、を具備する、水中濃縮セル１０において、
Ａ１／Ａ２の関係は、８と120との間の絶対値を具備しており、
堆積物収集区画の前部区域（１１）は、５０ｍ2の最大面積を有しており、
堆積物収集区画の後部区域（１２）は、0.8ｍ2の最大面積を有しており、
前部区域（１１）及び後部区域（１２）は、2.0ｃｍから１０ｍまでのお互いの距離を保持する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明の濃縮セルは、
ａ）区画Ａ１により区切られる前部区域１１と、区画Ａ２により区切られる後部区域１２とを有する、堆積物収集区画１と、
ｂ）堆積物収集区画１の後部区域１２に関係する少なくとも１本の吸込及び吐出配管２と、
ｃ）吸込及び吐出配管２に関係する少なくとも１基の容積式ポンプ３と、
ｄ）吸込及び吐出配管２に関係する振動弁４と、
ｅ）濃密堆積物を吐出するための管路５と、
を具備する、濃縮セルにおいて、関係Ａ１／Ａ２は、８と120との間の絶対値を具備しており、
ｇ）  堆積物収集区画の前部区域（１１）は、５０ｍ2の最大面積を有しており、
ｈ）  堆積物収集区画の後部区域（１２）は、0.8ｍ2の最大面積を有しており、
ｉ）  前部区域（１１）及び後部区域（１２）は、2.0ｃｍから１０ｍまでのお互いの距離を保持する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明の濃縮セル１０の関係Ａ１／Ａ２は、８と１５との間の絶対値を具備することが好ましい。濃縮セルの関係Ａ１／Ａ２は、１０であることがより好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明の濃縮セル１０は、第１の濃縮、即ち、水中の細粒な堆積物の濃度の増大を生じる。これは、容積式ポンプ（ピストン）３により発生する圧力が該堆積物に作用して、堆積物収集区画１の後部区域１２を区切る、区画Ａ２に比べて少なくとも８倍、より大きい区画Ａ１により区切られた堆積物収集区画１の前部区域１１に、それを流入させる場合に、図２と３に示すように、区画Ａ１とＡ２により区切られる堆積物収集区画１の区域１１と１２の面積の大幅な減少（概略少なくとも８倍）に起因する。限定された空間における充填により生じる大幅な抑制（又は、圧縮）は、堆積物粒子とセルの壁との間の圧力の増大を生じ、堆積物内に閉じ込められた侵入型水を水性媒体に向けて押し出す（水が優勢な液体媒体である場合に）。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明の濃縮セル１０の堆積物収集区画１の前部区域１１を区切る、区画Ａ１は、最大値８ｍ2を有することが好ましい。区画Ａ１は、値６ｍ2を有することが更により好ましい。本発明の濃縮セル１０の堆積物収集区画１の後部区域１２を区切る、区画Ａ２は、最大値0.3ｍ2を有することが好ましい。しかし、関係Ａ１／Ａ２は、強いては、前に述べたように、８と120との間の絶対値でなければならない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明の水中濃縮セル１０において、堆積物収集区画１の前部区域１１及び堆積物収集区画１の後部区域１２は、５０ｃｍから1.10ｍの相対距離を保持することが好ましい。堆積物収集区画１の前部区域１１及び堆積物収集区画１の後部区域１２間の距離は、1.0ｍであることが更により好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明の水中濃縮セル１０において、水と堆積物との混合物は、吸込及び吐出配管２に関連する、容積式ポンプ３により吸引される。水中濃縮セル１０の容積式ポンプ３は、少なくとも１つのピストンを具備する。本発明の水中濃縮セル１０は、２つのピストンを具備することが好ましく、該ピストンの各々は、そのそれぞれの吸込及び吐出配管２の内部に設置される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本発明の好適な実施の形態において、容積式ポンプ３を具備する、２つのピストンは交互に作動する、即ち、１つのピストンが、堆積物を吸い上げ、それを吸込及び吐出配管２内に設置しながら、他方のピストンは、逆の動きを行う、即ち、他方のピストンは、既に吸い上げられた堆積物を押し出し、それを振動弁４を介して出口管路５に送る。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
堆積物圧縮機７の作動様式及び濃縮セル１自体の作動様式は、同じ原理に基づく。言い換えれば、直径の大幅な減少と、空気噴射により間歇的に清掃される、膜における弓形構造（アーチ）の形成（詰まり）の大幅な減少が更に生じる。空気噴射は間歇的である。例えば、それ（空気噴射）は、３０秒毎に実施され、１秒間である。堆積物圧縮機７は、容積式ポンプ３により加圧された、混合物を受け入れる。それはまた、空気出口区画７２を介して圧縮空気圧力を受容しており、それは、圧縮機７から染み出した水を水出口区画７３を介して押し出す。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
本発明は更に、水中濃縮セル１０を利用する、堆積物濃縮方法を目的とする。
水中濃縮セル１０は、
ａ）区画Ａ１により区切られる前部区域１１と、区画Ａ２により区切られる後部区域１２とを有する、堆積物収集区画１と、
ｂ）堆積物収集区画１の後部区域１２に関係する少なくとも１本の吸込及び吐出配管２と、
ｃ）吸込及び吐出配管２に関係する少なくとも１基の容積式ポンプ３と、
ｄ）吸込及び吐出配管２に関係する振動弁４と、
ｅ）濃密堆積物を吐出するための管路５と、
を具備する、濃縮セルにおいて、関係Ａ１／Ａ２は、８と120との間の絶対値を具備しており、
ｂ）  堆積物収集区画の前部区域（１１）は、５０ｍ2の最大面積を有しており、
ｃ）  堆積物収集区画の後部区域（１２）は、0.8ｍ2の最大面積を有しており、
ｄ）  前部区域（１１）及び後部区域（１２）は、2.0ｃｍから１０ｍまでのお互いの距離を保持する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
本発明の堆積物濃縮方法は、５０ｍ3／ｈの最大流量で実施されることが好ましい。本発明の堆積物濃縮方法の最大吸い込み流量は、１０ｍ3／ｈであることが更により好ましい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
前述のように、水／堆積物混合物の濃度は、吸い込み速度、従って、入口流量に密接して関係する。下記表１及び図１０（表１から得られるグラフ）は、本発明の濃縮セル１０及び堆積物濃縮方法が使用された、実際の例から得られた結果を示す。図示されるように、使用された流量範囲ないにおいて、堆積物吸い込み流量の増加に従って、混合物の濃度は増加した（排出物処理設備において生成される泥に関して）。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
適切な流量、即ち1500ｍ3／ｈ以下の流量は、方法の効率を高め、堆積物が水本体の底部から離れること（再懸濁）を防止する。例えば、１m／minより低い入口速度は、収集区画Ａ1＝２ｍ2で区画Ａ2＝0.2ｍ2が併用されると、堆積物における圧力アーク（弧）、即ち、出口区画とセル壁１０との間の出口詰まりを生じる。従って、新規な堆積物粒子は、底部の沈殿物に対するセル１０の動きにより、入口区画Ａ1（収集）を介して、弓形構造（アーチ）に追加的に浚渫される。新規な堆積物層は、脱水されて、定常的で連続的に端部まで圧送される。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中濃縮セル（１０）であって、
ａ）区画Ａ１により区切られる前部区域（１１）と、区画Ａ２により区切られる後部区域（１２）とを有する、堆積物収集区画（１）と、
ｂ）前記堆積物収集区画（１）の前記後部区域（１２）に関係する、少なくとも１本の吸込及び吐出配管（２）と、
ｃ）前記吸込及び吐出配管（２）に関係する少なくとも１基の容積式ポンプ（３）と、
ｄ）前記吸込及び吐出配管（２）に関係する振動弁（４）と、
ｅ）濃密堆積物を吐出するための管路（５）と、
を具備する、水中濃縮セル（１０）において、
Ａ１／Ａ２の関係は、８と120との間の絶対値を具備し、
前記堆積物収集区画（１）の前記前部区域（１１）は、５０ｍ2の最大面積を有しており、
前記堆積物収集区画（１）の前記後部区域（１２）は、0.8ｍ2の最大面積を有しており、前記前部区域（１１）及び前記後部区域（１２）は、2.0ｃｍから１０ｍまでのお互いの距離を保持することを特徴とする水中濃縮セル（１０）。
【請求項２】
前記Ａ１／Ａ２の関係は、８と１５との間の絶対値を具備することを特徴とする請求項１に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項３】
前記Ａ１／Ａ２の関係は、１０であることを特徴とする請求項２に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項４】
前記堆積物収集区画（１）の前記前部区域（１１）は、８ｍ2の最大面積を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項５】
前記堆積物収集区画（１）の前記前部区域（１１）は、６ｍ2の最大面積を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項６】
前記堆積物収集区画（１）の前記後部区域（１２）は、0.3ｍ2の最大面積を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項７】
前記前部区域（１１）及び前記後部区域（１２）は、５０ｃｍから1.10ｍまでのお互いの距離を保持することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項８】
前記前部区域（１１）及び前記後部区域（１２）は、１ｍのお互いの距離を保持することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項９】
回転混合機（６）を更に具備することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項１０】
出口管路（５）と協働する堆積物圧縮機（７）を更に具備することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項１１】
前記堆積物圧縮機は、浚渫円錐体（７１）と、空気入口区画（７２）と、水出口区画（７３）とを具備することを特徴とする請求項１０に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項１２】
前記容積式ポンプ（３）は、少なくとも１つのピストン（３１）を具備することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）を具備することを特徴とする堆積物分離機。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の水中濃縮セル（１０）を使用し、
該濃縮は、1500ｍ3／ｈの最大吸い込み流量で実施されることを特徴とする堆積物濃縮方法。
【請求項１５】
該濃縮は、５０ｍ3／ｈの最大吸い込み流量で実施されることを特徴とする請求項１４に記載の堆積物濃縮方法。
【請求項１６】
該濃縮は、１０ｍ3／ｈの最大吸い込み流量で実施されることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の堆積物濃縮方法。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010501752.tif 000016
【図２】
2010501752.tif 000017
【図３】
2010501752.tif 000018
【図４】
2010501752.tif 000019
【図５】
2010501752.tif 000020
【図６】
2010501752.tif 000021
【図７】
2010501752.tif 000022
【図８】
2010501752.tif 000023
【図９】
2010501752.tif 000024
【図１０】
2010501752.tif 000025
【図１１】
2010501752.tif 000026
【図１２】
2010501752.tif 000027
【国際調査報告】
2010501752.tif 000028
2010501752.tif 000029
2010501752.tif 000030