(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を含み粘性を有するスラリ状土砂（２０）を輸送管（Ｐ）内を経由して空気圧により圧送するスラリ状土砂の空気圧式輸送システムであって、
スラリ状土砂（２０）を輸送管（Ｐ）内に強制的に供給し得る土砂供給装置（ＳＳ）と、その土砂供給装置（ＳＳ）により輸送管（Ｐ）内に供給されたスラリ状土砂（２０）を輸送管（Ｐ）の下流側に圧送するための圧縮空気を輸送管（Ｐ）の上流端又はその近傍でスラリ状土砂（２０）中に混入し得る圧縮空気混入装置（ＳＡ）とを備え、
輸送管（Ｐ）内では前記圧縮空気の混入に伴い、スラリ状土砂（２０）よりなるプラグ状液相部（８）と圧縮空気よりなる気相部（９）とが輸送管（Ｐ）長手方向に交互に並んで下流方向へ流動するプラグ流（ＰＬ）が生じるようにしたものにおいて、
輸送管（Ｐ）の途中には、逆流防止用の逆止弁（Ｖ）と、その逆止弁（Ｖ）の弁体（１３）下流側が直接臨む膨張室（１０）とを設け、
輸送管（Ｐ）の途中には、逆流防止用の逆止弁（Ｖ）と、その逆止弁（Ｖ）の板状弁体（１３）下流側が直接臨む膨張室（１０）とを設けると共に、その板状弁体（１３）の上端部を膨脹室（１０）の上部壁に、該板状弁体（１３）が開き位置と閉じ位置間を開閉揺動し得るようにピボット連結し、
前記膨脹室（１０）の周壁下部には、輸送管（Ｐ）の下流側に向けて補助圧縮空気を噴出させる噴口（ｎ）を有する補助圧縮空気投入部（１５）を、該噴口（ｎ）が前記板状弁体（１３）の開閉作動領域の直下に位置するように設け、
前記膨脹室（１０）の底面は、その直上流に連なる前記輸送管（Ｐ）の底面より一段下がっていると共に、その段部に前記補助圧縮空気投入部（１５）が、前記噴口（ｎ）を前記輸送管（Ｐ）下流側に指向させるようにして設けられることを特徴とする、スラリ状土砂の空気圧式輸送システム。
【請求項２】
前記補助圧縮空気投入部（１５）は、スラリ状土砂（２０）の流れ方向に互いに間隔をおいて配置された、前記噴口（ｎ）を含む複数の噴口（ｎ，ｎ′）を有していることを特徴とする、請求項１に記載のスラリ状土砂の空気圧式輸送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を含み粘性を有するスラリ状土砂を輸送管内を経由して空気圧により圧送するスラリ状土砂の空気圧式輸送システムに関する。
【０００２】
尚、本発明において、スラリ状土砂とは、水を含み粘性を有して輸送管内を流動可能なスラリ状の種々の土砂をいい、例えば水底の浚渫で生じた浚渫土砂や泥土（例えば汚泥）を含むことは勿論、それらに各種の処理剤（例えば固化剤）を添加、混合してスラリ状としたものも含む。
【背景技術】
【０００３】
従来、スラリ状土砂を輸送管内に強制的に供給し得る土砂供給装置と、その土砂供給装置により輸送管内に供給されたスラリ状土砂を下流側に圧送するための圧縮空気を輸送管の上流端又はその近傍でスラリ状土砂中に混入し得る圧縮空気混入装置とを備えた土砂搬送機を用いたスラリ状土砂用の空気圧式輸送システムは、既に知られている。
【０００４】
このシステムにおいて、輸送管の内部でスラリ状土砂に圧縮空気を連続的に混入させると、輸送管底部をスラグ状に流動するスラリ状土砂（以下、これを単にスラグ流またはスラグ状液相部という）が波打ち、圧力変動を繰り返すうちに、そのスラグ流の一部が輸送管の天井面に達してプラグ状となり、このようなプラグ状の液相部と圧縮空気よりなる気相部とが輸送管長手方向に交互に並んで流動する所謂プラグ流を生じることが知られている。そして、このプラグ流の発生により、スラリ状土砂と輸送管内面との間の見掛け上の摩擦力を低減して比較的小さなエネルギでスラリ状土砂を効率よく大量輸送することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで上記空気圧式輸送システムを用いて土砂の長距離輸送を行うに当たり、中継設備を設けないで輸送管自体を長く延ばした場合には、例えば図８に例示したように、輸送管内で発生したプラグ流が、気相部の圧力変動等に起因したプラグ状液相部の崩壊と、崩壊後の合体によるプラグ状液相部の再形成とを繰り返すことにより、輸送管の下流端に近づくにつれてプラグ状液相部が徐々に成長、肥大化し、これを圧送するために各気相部の圧力も増大して土砂搬送機に加わる背圧が大きくなる。そのため、土砂搬送機の元圧（即ち輸送管上流端部での管内圧力）を上記背圧増大に対応して大きくする必要があって、土砂搬送機の設備コストや運転コストが嵩み、また土砂搬送機各部や輸送管の耐久性が低下する等の問題がある。
【０００６】
本発明は、前述の諸事情に鑑みてなされたもので、従来の上記問題を簡単な構造で一挙に解決できるようにした、新規有用なスラリ状土砂の空気圧式輸送システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、水を含み粘性を有するスラリ状土砂を輸送管内を経由して空気圧により圧送するスラリ状土砂の空気圧式輸送システムであって、スラリ状土砂を輸送管内に強制的に供給し得る土砂供給装置と、その土砂供給装置により輸送管内に供給されたスラリ状土砂を輸送管の下流側に圧送するための圧縮空気を輸送管の上流端又はその近傍でスラリ状土砂中に混入し得る圧縮空気混入装置とを備え、輸送管内では前記圧縮空気の混入に伴い、スラリ状土砂よりなるプラグ状液相部と圧縮空気よりなる気相部とが輸送管長手方向に交互に並んで下流方向へ流動するプラグ流が生じるようにしたものにおいて、輸送管の途中には、逆流防止用の逆止弁と、その逆止弁の弁体下流側が直接臨む膨張室とを設けると共に、その板状弁体の上端部を膨脹室の上部壁に、該板状弁体が開き位置と閉じ位置間を開閉揺動し得るようにピボット連結し、前記膨脹室の周壁下部には、輸送管の下流側に向けて補助圧縮空気を噴出させる噴口を有する補助圧縮空気投入部を、該噴口が前記板状弁体の開閉作動領域の直下に位置するように設け、前記膨脹室の底面は、その直上流に連なる前記輸送管の底面より一段下がっていると共に、その段部に前記補助圧縮空気投入部が、前記噴口を前記輸送管下流側に指向させるようにして設けられることを特徴とする。
【０００８】
さらに請求項２の発明は、請求項１の発明の上記構成に加えて、前記補助圧縮空気投入部が、スラリ状土砂の流れ方向に互いに間隔をおいて配置された、前記噴口を含む複数の噴口を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、輸送管の途中に、逆流防止用の逆止弁と、その逆止弁の弁体下流側が直接臨む膨張室とを設けると共に、その板状弁体の上端部を膨脹室の上部壁に、該板状弁体が開き位置と閉じ位置間を開閉揺動し得るようにピボット連結し、その膨脹室の周壁下部には、輸送管の下流側に向けて補助圧縮空気を噴出させる噴口を有する補助圧縮空気投入部を、該噴口が板状弁体の開閉作動領域の直下に位置するように設けたので、輸送管内で下流端に近づくにつれて肥大化しようとするプラグ状液相部の崩壊を促進し、より小さいプラグ状液相部に効率よく再生できる。これにより、長距離輸送のために輸送管を長く延ばしても、輸送管内のプラグ流における個々のプラグ状液相部を輸送管の下流端寄りにおいても極力小さくでき、その結果、土砂搬送機に加わる背圧が小さくなり、土砂搬送機の元圧を低減できるから、設備コストや運転コストの節減が図られ、しかも装置各部や輸送管の耐久性向上に寄与することができる。また高価な中継設備が不要となり、最小限のエネルギで土砂の長距離搬送を効率よく行うことができる。さらに輸送管の途中に補助圧縮空気を投入することによる曝気効果により、スラリ状土砂中の好気性微生物の活性化を図り、土砂浄化に寄与することができる。
【００１０】
また、膨脹室に逆止弁の板状弁体を臨ませると共に、その板状弁体の上端部を膨脹室の上部壁に開閉揺動可能にピボット連結したことで、膨脹室を利用して逆止弁を容易に設置することができる。
【００１１】
更に膨脹室の底面は、その直上流に連なる輸送管の底面より一段下がっており、その段部に、輸送管下流側に前記噴口を指向させて補助圧縮空気投入部を設けたので、膨脹室底部を這うように流れるスラリ状土砂（スラグ流）を補助圧縮空気により十分に攪拌でき、そのスラリ状土砂が膨脹室底部に沈殿、滞留するのを効果的に防止することができる。
【００１２】
また特に請求項２の発明によれば、補助圧縮空気投入部が、スラリ状土砂の流れ方向に互いに間隔をおいて配置された、前記噴口を含む複数の噴口を有しているので、その補助圧縮空気投入部が逆止弁直下の輸送管内の異なる二ヶ所から補助圧縮空気を各々投入してスラリ状土砂に効率よく混合させることができ、これにより、プラグ状液相部の崩壊を促進し、より小さいプラグ状液相部に効率よく再生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。
【００１４】
添付図面において、図１〜図７は、本発明の一実施例を示すものであって、図１は、空気圧式輸送システムの全体縦断面図、図２は、土砂搬送機を示す一部破断拡大縦断面図（図１の２部矢視拡大図）、図３は、図２の３−３線拡大断面図、図４は、プラグ流再生促進手段の縦断面図（図１の４部矢視拡大縦断図）、図５は、図４の５−５線断面図、図６は、プラグ流再生促進手段（逆止弁前後）でのプラグ流の流動状態を概略的に示す縦断面図であって、（Ａ）は液相部の流動状態を、また（Ｂ）は気相部の流動状態を示す。また図７は、前記実施例における輸送管全域に亘るプラグ流の流動状態を概略的に示す縦断面図である。
【００１５】
先ず、図１〜図３において、浚渫土砂のための空気圧式輸送システムは、他の浚渫作業地で発生した水を含むスラリ状土砂としての浚渫土砂２０を内部に貯留して水上輸送可能なバージ船Ｂと、そのバージ船Ｂが横付け可能な揚泥作業船Ａと、その揚泥作業船Ａから土砂処分地としての埋め立て地Ｕまで延びる輸送管Ｐとを備え、その輸送管Ｐを経由して揚泥作業船Ａから埋め立て地Ｕまで浚渫土砂２０が空気圧を利用して大量輸送される。輸送管Ｐは、その水上部分においては、フロートｆで浮遊状態に支持される。
【００１６】
揚泥作業船Ａには、バージ船Ｂ内に貯留される浚渫土砂２０を掻き出すバックホー１と、このバックホー１により掻き出された浚渫土砂２０が投入されるホッパ２と、そのホッパ２の下部に連設されて該ホッパ２内の浚渫土砂２０を輸送管Ｐ内に定量ずつ押込み供給し得る土砂供給装置ＳＳとが搭載され、この装置ＳＳのケーシングＨの上部に設けられて上向きに開口する吸入口Ｈｉが、ホッパ２内の底部に直接連通する。そのケーシングＨの底部には吐出口Ｈｏが下向きに開口しており、この吐出口Ｈｏには、中間部が横向きに屈曲した土砂排出管４を介して輸送管Ｐの上流端Ｐｕが接続される。
【００１７】
前記土砂供給装置ＳＳとしては、ホッパ２内の浚渫土砂２０を輸送管Ｐ内に定量ずつ押込み供給し得るものであれば構造形式を問わず適宜、選択可能であるが、本実施例では、ケーシングＨに一体に形成される筒状のロータケース部内に、モータＭで回転駆動される円柱状のロータＲが収納されたロータリー式土砂供給装置が使用される。そのロータＲの外周部には複数の移送室Ｒａが周方向に等間隔おきに凹設されており、その各移送室Ｒａは、ロータＲの回転に伴い、ケーシングＨの吸入口Ｈｉに周期的に連通し且つそこからホッパ２内底部にかけて堆積する浚渫土砂２０を一定量ずつ受容して下方の吐出口側に強制移送するようにして、土砂供給作用を行う。
【００１８】
前記土砂排出管４内には、土砂供給装置ＳＳにより輸送管Ｐ内に供給された浚渫土砂２０を下流側に圧送するための圧縮空気をその浚渫土砂中に連続的に混入し得る圧縮空気混入装置ＳＡが接続される。この圧縮空気混入装置ＳＡは、輸送管Ｐ近くの適所（図示例では揚泥作業船Ａ上）に設置されたコンプレッサＣと、このコンプレッサＣの吐出側に開閉弁６ｖ付きのエア配管６を経て連通するノズル管７とを備えており、このノズル管７は、土砂排出管４の管壁を液密に貫通してその管内に開口し、その噴口Ｎ，Ｎ′が輸送管Ｐ内を指向している。
【００１９】
前記ノズル管７の噴口Ｎ，Ｎ′は、図示例では前後に２つ設けられ、その一方（下側）の噴口Ｎ′は下流側に延長されて輸送管Ｐの上流端近傍に臨んでいる。そして、このノズル管７の噴口Ｎ，Ｎ′からは土砂排出管４内の異なる二ヶ所から圧縮空気を各々投入することができる。
【００２０】
而して前記土砂供給装置ＳＳと圧縮空気混入装置ＳＡとにより、浚渫土砂２０及び圧縮空気を輸送管Ｐの上流端部に供給する土砂搬送機Ｓが構成される。このような土砂搬送機Ｓを用いた空気圧式輸送システムにおいては、ホッパ２内に浚渫土砂を十分投入した状態でモーターＭ及びコンプレッサＣを運転すると、輸送管Ｐの上流端部に土砂供給装置ＳＳから浚渫土砂が定量ずつ供給されると同時に、ノズル管７より圧縮空気が勢いよく噴出して浚渫土砂中に混入され、このとき、輸送管Ｐ内では、図８に示すように浚渫土砂よりなるプラグ状液相部８と圧縮空気よりなる気相部９とが輸送管長手方向に交互に並んで下流方向へ流動（この流動は、プラグ状液相部８を挟む前後の気相部９，９相互の差圧が、輸送管Ｐよりプラグ状液相部８に作用する摩擦抵抗を含む流動抵抗に打ち勝つことで生じる）するプラグ流ＰＬが生じ、それが浚渫土砂と輸送管Ｐ内面との間の見掛け上の摩擦力を低減するので、比較的小さなエネルギで浚渫土砂を効率よく大量輸送可能となる。尚、前記気相部９においても、輸送管Ｐの底部にはスラグ状の液相部が多少は流動する。
【００２１】
ところで本実施例の如く輸送管Ｐを長く延ばした場合には、前述のように輸送管Ｐ内で発生したプラグ流ＰＬのプラグ状液相部８が輸送管の下流端に近づくにつれて徐々に成長、肥大化し（図８）、これを圧送するために各気相部９の圧力も増大して土砂搬送機Ｓに加わる背圧（即ち輸送管Ｐ上流端部での管内圧力）が大きくなり、これが前記した種々の問題を惹起する。そこで本実施例では、輸送管Ｐの下流端に近づくにつれて肥大化しようとするプラグ状液相部８を崩壊させ、それよりも小さいプラグ状液相部８に効率よく再生させるためのプラグ流再生手段Ｘが少なくとも１組、設けられる。次に図４，５を併せて参照してその一例を説明する。
【００２２】
即ち、プラグ流再生手段Ｘは、輸送管Ｐの途中に設けられた逆流防止用の逆止弁Ｖと、その各々の逆止弁Ｖの直下流の輸送管Ｐ内に補助圧縮空気を投入する補助圧縮空気投入部としての補助圧縮空気用ノズル管１５とより構成される。そのノズル管１５は、輸送管Ｐ近くの適所（図示例では揚泥作業船Ａ上）に設置されたコンプレッサＣ′の吐出側に開閉弁６ｖ′付きのエア配管６′を経て接続される。その逆止弁Ｖの配設位置は、輸送管Ｐの上流端から下流側に相当量離間していてプラグ状液相部８の肥大化が土砂搬送機Ｓへの背圧に及ぼす影響が大となる部位に設定され、輸送管Ｐが長い場合には、浚渫土砂の流動方向に相互に間隔をおいて複数の逆止弁Ｖが配設される。またこの逆止弁Ｖの配設位置は、土砂搬送機Ｓへの背圧の影響が大きい、輸送管Ｐの上り配管部分の手前側にも設定可能である。
【００２３】
また輸送管Ｐには、逆止弁Ｖの直下流において、輸送管Ｐよりも流路断面積が大きい膨脹室１０が、該膨張室１０に逆止弁Ｖの弁体１３下流側を直接臨ませるようにして設けられ、その膨脹室１０は、輸送管Ｐの途中に膨脹室形成管Ｐａを一体的に介装することで形成される。この膨脹室形成管Ｐａの上流側半部は、流路断面積が大きい矩形断面に形成され、またその下流側半部は下流側に向かうにつれて徐々に絞られて下流側の輸送管Ｐに滑らかに接続される。
【００２４】
輸送管Ｐの、膨脹室１０より上流側部分の下流端は、斜め上向きの平面で切断され、その切断面が逆止弁Ｖの弁座面１１となり、その切断部開口が弁孔１２となる。逆止弁Ｖは、矩形平板状の弁体１３を膨脹室１０に臨ませたリーフ弁より構成され、その弁体１３の、弁座面１１と反対側の外面には、補強リブと重錘を兼ねる補強片１６が固設される。
【００２５】
その弁体１３は、それの上端部が膨脹室形成管Ｐａの上部にピボット軸１４を介して連結され、そのピボット軸１４の軸線回りに弁体１３が、前記弁座面１２に当接して輸送管Ｐの途中を遮断する閉じ位置と、同弁座面１２より離間して輸送管Ｐの途中を導通させる開き位置との間を開閉揺動可能である。
【００２６】
上記のような弁体１３の配置、特にピボット軸１４の位置や弁座面１１の上向き傾斜により、閉じ位置にある弁体１３には、その自重で緩やかな閉弁力が作用するので、弁体１３は、通常は閉弁状態に保持される。また弁体１３は、その前後に下流側に向かう差圧が発生すると、その差圧に応じてスムーズに開弁揺動する。一方、弁体１３の前後に上流側に向かう差圧が発生すると、弁体１３が直ちに閉じ方向に閉弁揺動し、その閉弁位置で保持される。
【００２７】
前記ピボット軸１４は、その中間部が弁体１３の上端部に固着され、またその両端部が膨脹室形成管Ｐａの両側壁を液密に且つ相対回動可能に貫通、支持される。そのピボット軸１４の外端には重錘Ｗが一体的に連結されており、これにより、弁体１３はどの開度に在っても自重の影響を受けずに前記差圧に応じて軽快に開閉揺動することができる。
【００２８】
膨脹室１０の周壁下部、即ち底面は、その直上流に連なる輸送管Ｐの底面より一段下がっており、その段部に、輸送管Ｐ下流側を指向して下流側に補助圧縮空気を噴出し得る前記ノズル管１５を液密に貫通支持させている。ノズル管１５の噴口ｎ，ｎ′は、図示例では前後に２つ設けられており、その一方（上側）の噴口ｎは、図４〜図６に示されるように逆止弁Ｖの弁体１３の開閉作動領域の直下に配置され、またその他方（下側）の噴口ｎ′は下流側に延長されているので、ノズル管１５からは膨脹室１０の異なる二ヶ所から補助圧縮空気を各々投入できる。また膨脹室１０の天井面は、その直上流に連なる輸送管Ｐの天井面より一段上がっており、その段部に沿うように弁体１３のピボット軸１４が膨脹室１０を横切って延びている。
【００２９】
次に前記実施例の作用を説明する。図示しない浚渫作業現場で採取された水を含む浚渫土砂２０は、バージ船Ｂ内に貯留されて、最終処分地である埋め立て地Ｕの近くの水域まで水上輸送される。その水域では揚泥作業船Ａが待機しており、その作業船Ａから埋め立て地Ｕまでは輸送管Ｐが予め設備されている。
【００３０】
そこで揚泥作業船Ａにバージ船Ｂを横付けした後、バックホー１によりバージ船Ｂ内の貯留土砂２０を掻き出してホッパ２内に投入し、その投入量が規定量以上になると、モーターＭおよびコンプレッサＣの運転を開始する。これにより、ホッパ２内の浚渫土砂２０が土砂供給装置ＳＳにより土砂排出管４を通して定量ずつ輸送管Ｐ内に供給され、それと同時にコンプレッサＣから圧縮空気がエア配管６及び土砂排出管４を通して輸送管Ｐの上流端近くの浚渫土砂２０中に混入される。このとき、輸送管Ｐ内では、図７に示すように浚渫土砂よりなるプラグ状液相部８と圧縮空気よりなる気相部９とが輸送管長手方向に交互に並んで下流方向へ流動するプラグ流ＰＬが生じる。一方、コンプレッサＣ′からの圧縮空気は、エア配管６′を経てノズル管１５から各逆止弁Ｖの直下流側（膨脹室１０）に噴射される。
【００３１】
そして、図示例のように輸送管Ｐが長く延ばされる場合には、もし仮にプラグ流再生手段Ｘが無ければ、図８に示すように輸送管Ｐ内で発生したプラグ流ＰＬがプラグ状液相部８の崩壊と、崩壊後の合体による再形成とを繰り返すことにより、プラグ状液相部８が輸送管の下流端に近づくにつれて徐々に成長、肥大化しようとする。しかるに本実施例では、輸送管Ｐの途中に、プラグ流再生手段Ｘ、即ち逆流防止用の逆止弁Ｖと、その逆止弁Ｖの直下流の輸送管Ｐ内に補助圧縮空気を投入する補助圧縮空気投入部（ノズル管１５）とを設けているため、図７に示すように、肥大化しようとするプラグ状液相部８をより小さいプラグ状液相部８に効率よく再生可能である。
【００３２】
即ち、肥大化しつつあるプラグ状液相部８は、逆止弁Ｖに差し掛かると、これを開弁させながら通過し、その通過直後に流路断面積が大きい膨脹室１０に流入することでプラグ状液相部８の崩壊が始まる。そして、プラグ状液相部８の一部が逆止弁Ｖを通過すると、通過直後のプラグ状液相部８と逆止弁Ｖとの間の空間が比較的小さいために、ノズル管１５から膨脹室１０内へ投入された補助圧縮空気により逆止弁Ｖの直下流の管内圧力が急増して逆止弁Ｖを一時的に閉じ、その増大した管内圧力でスラグ流を下流側に勢いよく押出す（図６（Ａ）を参照）。尚、このときの背圧は逆止弁Ｖで受け止められるので上流側の土砂搬送機Ｓには波及しない。その後、逆止弁Ｖの直下流の管内圧力が低下すると、逆止弁Ｖが再び開弁して、プラグ状液相部８の残り部分の一部が逆止弁Ｖを通過し、その際に前記と同様の作用がなされる。
【００３３】
このような逆止弁Ｖの開閉動作の繰り返しと補助圧縮空気投入によるスラグ流押出し作用とにより、逆止弁通過後のスラグ状液相部が十分攪拌され、乱流状態となって圧力変動を繰り返しながら輸送管Ｐ内を移動し、その過程で再びプラグ状液相部８が再生される。しかもその再生されたプラグ状液相部８は、逆止弁Ｖ通過直前のプラグ状液相部８と比べ小さくなっているため、前後の気相部９，９の差圧が比較的小さくても下流側に無理なく流動する（図７）。尚、この再生されたプラグ状液相部８が下流側で再び成長、肥大化しても、その下流側に配設したプラグ流再生手段Ｘにより、上記の同様の作用で、プラグ状液相部８の再生がなされる。
【００３４】
また図６（Ｂ）に示すように、プラグ流ＰＬにおける気相部９が逆止弁Ｖに差し掛かったときは、その逆止弁前後での圧力変化は比較的小さいので、逆止弁Ｖは開弁状態に保たれたまま、気相部９の移動、即ち逆止弁通過が行われる。
【００３５】
かくして、輸送管Ｐの途中に、逆流防止用の逆止弁Ｖと、その逆止弁Ｖの直下流の輸送管Ｐ内に補助圧縮空気を投入する補助圧縮空気投入部（ノズル管１５）とを設けたことにより、輸送管Ｐ内で下流端に近づくにつれて肥大化しようとするプラグ状液相部８をより小さいプラグ状液相部８に効率よく再生可能となる。従って、長距離輸送のために中継設備を設けずに輸送管Ｐを長く延ばした場合であっても、その輸送管Ｐ内のプラグ流における個々のプラグ状液相部８を輸送管Ｐの下流端近くにおいても極力小さくできるため、土砂搬送機Ｓ（即ち土砂供給装置ＳＳ、圧縮空気混入装置ＳＡ）に加わる背圧が小さくなり、これにより、土砂搬送機Ｓの元圧を低減できるから、設備コストや運転コストの節減が図られ、しかも土砂搬送機Ｓや輸送管Ｐの耐久性向上が図られる。その上、輸送管Ｐの途中に補助圧縮空気を投入することによる曝気効果により、スラリ状土砂中の好気性微生物が活性化するため、土砂の浄化効率が高められる。
【００３６】
ところで本発明者は、本発明を適用した実機モデル１と従来例に対応する実機モデル２を使用して土砂搬送実験を行い、その各々のモデルについて輸送管Ｐの上流端部での管内圧力Ｐ0 と、逆止弁Ｖの所定距離下流側地点での管内圧力Ｐ1 を測定し、その結果、プラグ流ＰＬ流動に伴い各測定点で管内圧力に変動が見られた。この場合、輸送管Ｐの上流端部での管内圧力Ｐ0 は土砂搬送機Ｓの元圧に対応し、また逆止弁Ｖの所定距離下流側地点での管内圧力Ｐ1 の変動の振幅（圧力差）が土砂搬送能力に対応するものと考えられるが、実験の結果、土砂搬送機Ｓの元圧が殆ど同じであっても、実機モデル１の方が実機モデル２よりも上記振幅（圧力差）が高く、従って土砂搬送能力が高いことが確認された。
【００３７】
また図示例では、逆止弁Ｖの直下流に設けた膨脹室１０の底面が、その直上流に連なる輸送管Ｐの底面より一段下がっており、その段部に、輸送管Ｐ下流側に開口を指向させて補助圧縮空気投入部（ノズル管１５）が設けられるため、膨脹室１０底部を這うように浚渫土砂２０（スラグ流）を補助圧縮空気により十分に攪拌でき、その浚渫土砂が膨脹室底部に沈殿、滞留するのを効果的に防止できる。
【００３８】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３９】
例えば、前記実施例では、輸送管Ｐの大部分を水面上に浮遊させて土砂処分地としての埋め立て地Ｕまで敷設しているが、本発明では、輸送管Ｐの一部又は全部を地面に敷設するようにしてもよい。
【００４０】
また前記実施例では、輸送管Ｐを、揚泥作業船Ａと、土砂処分地としての埋め立て地Ｕとの間のスラリ状土砂（浚渫土砂）の輸送に利用しているが、本発明では、スラリ状土砂の出発地と到着地は実施例に限定されず、適宜選択可能である。
【００４１】
また前記実施例では、圧縮空気混入装置ＳＡからの圧縮空気を輸送管Ｐ上流端手前の土砂排出管４に噴射するようにしたものを示したが、本発明では、その圧縮空気を輸送管Ｐ内に直接噴射するようにしてもよい。
【００４２】
また前記実施例では、ノズル管７の噴口Ｎ，Ｎ′およびノズル管１５の噴口ｎ，ｎ′を前後方向に間隔をおいて各々複数（図示例では２個）ずつ配置したものを示したが、本発明（請求項１〜４）では、少なくとも一方のノズル管７，１５の噴口を単一（例えば上流側の噴口Ｎ，ｎのみ）としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施例に係る浚渫土砂用の空気圧式輸送システムの全体縦断面図
【図２】土砂搬送機を示す一部破断拡大縦断面図（図１の２部矢視拡大図）
【図３】図２の３−３線拡大断面図
【図４】プラグ流再生手段の縦断面図（図１の４部矢視拡大縦断図）
【図５】図４の５−５線断面図
【図６】プラグ流再生手段（逆止弁前後）でのプラグ流の流動状態を概略的に示す縦断面図であって、（Ａ）は液相部の流動状態を、また（Ｂ）は気相部の流動状態を示す
【図７】前記実施例における輸送管全域に亘るプラグ流の流動状態を概略的に示す縦断面図
【図８】従来例における輸送管全域に亘るプラグ流の流動状態を概略的に示す図７対応図
【符号の説明】
【００４４】
Ｐ・・・・輸送管
ＰＬ・・・プラグ流
ＳＡ・・・圧縮空気混入装置
ＳＳ・・・土砂供給装置
Ｖ・・・・逆止弁
ｎ，ｎ′・・噴口
８・・・・プラグ状液相部
９・・・・気相部
１０・・・膨脹室
１３・・・弁体
１５・・・補助圧縮空気投入部としての補助圧縮空気投入用ノズル管
２０・・・スラリ状土砂
【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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【図８】
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