(57)【要約】      （修正有）【課題】小さなエネルギーで土砂を輸送することができる土砂輸送システム及び方法を提供する。【解決手段】水路に土砂輸送体１を複数個浮かべ，土砂輸送体内に土砂２を積み込み，水路内部の水を流動させる。あるいは，連結したワイヤーにより土砂輸送体を牽引することにより移動させる。【選択図】図１
2009167614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路に土砂輸送体を複数個浮かべ，土砂輸送体内に土砂を積み込み，水路内部の水を流動させる，あるいは，連結したワイヤーにより土砂輸送体を牽引することにより移動させることを特徴とする土砂輸送システム及び方法。
【請求項２】
請求項１の土砂輸送システム及び方法において，水路の断面を円形あるいは半円状として、その内部に水路内径とほぼ同等か少し小さい外半径の円形底を有する複数の土砂輸送体を配し，土砂輸送体を浮いた状態あるいは滑る状態で移動させることを特徴とする土砂輸送システム及び方法。
【請求項３】
請求項１あるいは２において，土砂輸送体は、底が開閉可能な構造で、底を開くことにより土砂を排出できることを特徴とする土砂輸送システム及び方法。
【請求項４】
請求項１あるいは２において，水路の一部あるいは全てに勾配を設け，土砂輸送体の自重及び勾配により生じる水流により土砂輸送体を移動させることを特徴とする土砂輸送システム及び方法。
【請求項５】
請求項１あるいは２において，往路の水路の土砂の積み込み位置近辺に給水口、及び復路の水路の土砂の積み込み位置近辺に排水口を設け，給排水による水の流動により土砂輸送体を移動させることを特徴とする土砂輸送システム及び方法。
【請求項６】
請求項１あるいは２において，風車及び水車の回転エネルギーを土砂輸送体の連結ワイヤーの牽引力とすることを特徴とする土砂輸送システム及び方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，主として土木工事において土砂を輸送する工法，装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木工事においては、一般に陸域では，ショベルカー等で土砂を集積して，ダンプトラックで輸送するのが一般的である（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
水域では，ポンプ浚渫で浚渫した土砂を、土砂水として排砂管を用いて輸送したり、土運船による輸送が一般的である。ポンプ浚渫船による浚渫の場合は，土砂を水と一緒に土砂水としてパイプラインで輸送される．
【特許文献１】特開平０５−９７５５１０号公報
【非特許文献１】「2001年版  建設機械施工ハンドブック  基礎知識編」, 社団法人日本建設機械化協会、2001年，ｐ．32
【非特許文献２】「港湾工学」，株式会社山海堂，昭和６０年，ｐ．１６０〜１６２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ダンプトラック輸送では、数多くのダンプトラック及びそれらを運転する運転手等の作業員が必要となることや、騒音、交通公害等の問題がある。
【０００５】
土砂水（泥水）として排砂管による輸送では，流速が遅くなると土砂の粒子が沈降して，管の底部に沈降・堆積すると閉塞を生じる恐れがあるので，一定の流速以上で土砂水を流す必要がある．土砂水が流れる場合の管の内壁との抵抗は，一般に流速の２乗に比例するため、流速が大きいとその抵抗もかなり大きくなる．そのため，土砂水をパイプライン輸送するには，大きなエネルギーを必要とする課題があった．
【０００６】
土運船で輸送する場合には、大きな土運船という機材を必要であり、それを運行するために、大きなエネルギー及び作業員等を必要とする。
【０００７】
本発明の目的は、土砂の輸送を小さなエネルギーにて，あるいは波・風等の自然エネルギーを活用して効率的に行うものである．
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして本発明は上記目的を達成するために、水路に土砂輸送体を複数個浮かべ，土砂輸送体内に土砂を積み込み，水路内部の水を流動させる，あるいは，連結したワイヤーにより土砂輸送体を牽引することにより移動させることを特徴とするものである。
【０００９】
また、第２の解決手段は、上記第１の課題解決手段において，水路の断面を円形あるいは半円状として、その内部に水路内径とほぼ同等か少し小さい外半径の円形底を有する複数の土砂輸送体を配し，土砂輸送体を浮いた状態あるいは滑る状態で移動させることを特徴とするものである。
【００１０】
また、第３の解決手段は、上記第１あるいは第２の課題解決手段において，土砂輸送体は、底が開閉可能な構造で、底を開くことにより土砂を排出できることを特徴とするものである。
【００１１】
また、第４の解決手段は、上記第１あるいは第２の課題解決手段において，水路の一部あるいは全てに勾配を設け，土砂輸送体の自重及び勾配により生じる水流により土砂輸送体を移動させることを特徴とするものである。
【００１２】
第５の解決手段は、上記第１あるいは第２の課題解決手段において，往路の水路の土砂の積み込み位置近辺に給水口、及び復路の水路の土砂の積み込み位置近辺に排水口を設け，給排水による水の流動により土砂輸送体を移動させることを特徴とするものである。
【００１３】
第６の解決手段は、上記第１あるいは第２の課題解決手段において，風車及び水車の回転エネルギーを土砂輸送体の連結ワイヤーの牽引力とすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
波・風等の自然エネルギーを活用して効率的に土砂の輸送を行うので、土砂の輸送コストを低減できる。また、ダンプカーや土運船を用いないので、省力化が図られ、大気汚染、交通渋滞等も発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態としての実施例を、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、海水及び河川水等の水８が入った水路に、複数の土砂輸送体１を浮かべ土砂２を輸送していることを示す平面図である。水路は往路の水路３と復路の水路４があり、往路の水路３では、土砂２を積み込んだ土砂輸送体１が移動し、復路では、空の土砂輸送体１が移動する。水路の断面形状は、上部が開放された長方形でも、図２に示すような閉じた円形管水路でもよい。水路断面が長方形の場合には、水路内には水が十分あり、土砂輸送体１が水に浮いた状態で移動する。
【００１７】
図２に示す円形管水路（上部が閉じていても開いていても可）においては、土砂輸送体１の底部の断面形状も円弧状にして、水路内の水量が少なくても、土砂輸送体１が滑るように移動する。
土砂２の排出は、排出地点において土砂輸送体１の底部を開く構造にしておいて底を開いて排出する、あるいは、土砂輸送体１を回転（転倒）させて排出する。
なお、排出地点の水路の水深は、深くしておき、土砂２が水路底に堆積しても土砂輸送体１の移動に支障がないようにしておく。排出地点の水底に堆積した土砂は、サンドポンプあるいは、バックホウ等により回収する。あるいは、土砂はコンテナボックス等の容器（図示せず）に入れておき、その容器を土砂輸送体１へ積み込み、積み出しによる。
【００１８】
図３は、土砂の積み込み位置６と土砂の排出位置７に高低差がある場合の土砂輸送システムの往路の水路３の断面図である。土砂積み込み位置６が土砂の排出位置７より高い位置にある場合には、位置エネルギーも利用して土砂輸送体１を移動させることが出来る。往路の水路３には水が十分あり、土砂輸送体１が水に浮いた状態で移動する状態及び、水路内の水量が少量で、土砂輸送体１が滑るように移動する状態がある。
【００１９】
図４は、土砂の積み込み位置６と土砂の排出位置７に高低差がある場合の土砂輸送システムの復路の水路４の断面図を示す。土砂輸送体１はワイヤー等（図示せず）で連結されており、土砂を積まない空の土砂輸送体１は，ワイヤーの牽引力により土砂積み込み地点まで引き揚げられる．ワイヤーの牽引力は、往路の土砂を搭載した土砂輸送体１の位置（落下）エネルギーを活用する。不足する場合には、モーター等（図示せず）により牽引力を与える。あるいは、復路の水路４は、閉じた管水路として、空の土砂輸送体１は、水より軽い部材で構成する、あるいは空気を注入することにより水に浮く状態として、管水路に入れ、浮力により土砂の積み込み場所まで移送する。なお、この場合には、復路での土砂輸送体投入位置７では、管は二重ハッチ構造（図示せず）にして、外側のハッチを開けて土砂輸送体１を管内に入れてハッチを閉め、その後内部のハッチを開け、土砂輸送体１の浮力により管内を移動するようにする。
【００２０】
また、図５に、水路内の水の流動に波エネルギーを活用する実施形態として、土砂積み込み位置の近傍の断面図を示す。斜路１０を設け、波９が斜路１０を遡上して往路の水路３に流れ込む状況を示している。
【００２１】
図６は、波エネルギーを利用した実施形態の全体の平面図を示している。波９の遡上により土砂の積み込み位置６の付近の斜路１０より往路の水路３に流入した海水は、土砂の排出位置７を経て，復路の水路４を流れ土砂積み込み位置６の近傍の排出口１１より水路外へ排出される。このように波を利用して水路内の流れを造ることで、土砂輸送体１の輸送に活用する。波以外に河川水等の流れを土砂積み込み位置６付近の流入口（図示せず）より流入させることでも、水路内に流れを作ることができる。
【００２２】
また、図７に、風力を利用した実施形態の図を示す。風車１４の回転エネルギーを、滑車、ベルト、歯車等（図示せず）を通して土砂輸送体１に連結された牽引ワイヤー１３に牽引力として伝達することで、土砂輸送に活用する。同様に水車（図示せず）を用いて、牽引力として活用することもできる。
【００２３】
図８に土砂投入口の構造の実施例の平面図を示す。搭載する土砂が，ほとんど水分を含まない状態で供給される場合は、そのまま土砂輸送体に積み込めば良いが，多くの水とともに土砂水として，管（パイプ）輸送により供給される実施形態の場合には，積み込むときに，土砂分だけ土砂輸送体で輸送されることが望ましい．そのため、土砂水のパイプの投入口は，土砂と水が分離して、土砂分だけが土砂輸送体内に投入されることが望ましい。土砂水の個液分離を促進する構造の実施例として、土砂投入管出口部１６は、断面積を大きくすることで、流速を低下させ、土砂成分が管底に沈むようにした構造としている。
【００２４】
図９に、土砂投入口の側面図の実施例を示す。土砂投入管出口部１６の管底部には勾配を設け、沈降した土砂成分が管内に停滞せずに重力の作用により流れ出るようにしたものである。図１０は、図８，９に示す土砂投入管を出口方向から見た状況を示す。
【００２５】
上記以外に、土砂が土砂水として供給される場合の実施例として、土砂水を、透水性の布ベルトを部材とするベルトコンベヤで受け止め、ベルトコンベヤで輸送する間に水分がベルトを浸透して抜けることにより土砂と水分を分離する実施例（図示せず）がある。
【００２６】
なお、パイプによって輸送される土砂水（泥水）の土砂の容積率は，通常10〜20％程度で，容積のほとんどは水分である．そのため，この水分（水量）を，輸送水路の土砂輸送体の移動方向へ向けて放流することで，土砂輸送体１の輸送（移動）を促進させる効果がある。
【００２７】
図１１は、土砂輸送体１の底部構造の実施例を示す。この図は土砂輸送体１の正面図で、底部は，土砂輸送体１の両側面部がヒンジ１９で結合され，中央結合部２１で開閉扉２０が開閉する構造となっている。この開閉扉２０を開くことで，土砂を水路の底に排出する。図１２は、開閉扉２０を開いた状況図である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】土砂輸送システムの平面図
【図２】円形管水路の断面図
【図３】高低差がある場合（積み込み地点が高い場合）のシステム断面図（往路）
【図４】高低差がある場合（積み込み地点が高い場合）のシステム断面図（復路）
【図５】波のエネルギーを利用した実施形態の土砂積み込み場所の断面構造イメージ図
【図６】波のエネルギーを利用した土砂輸送システム平面図
【図７】風力エネルギーを利用した土砂輸送システム概要図
【図８】土砂投入管の平面図
【図９】土砂投入管の側面図
【図１０】図８，図９に示す土砂投入管を出口方向から見た図
【図１１】土砂輸送体正面図
【図１２】底を開いた状態の土砂輸送体正面図
【符号の説明】
【００２９】
１    土砂輸送体
２    土砂
３    往路の水路
４    復路の水路
５    円形管水路
６    土砂の積み込み位置
７    土砂の排出位置
８    水
９    波
１０    斜路
１１    排水口
１２    海
１３    牽引ワイヤー
１４    風車
１５    土砂投入管通常部
１６    土砂投入管出口部
１７    水流層
１８    沈降土砂層
１９    ヒンジ
２０    開閉扉
２１    中央結合部
【図１】
2009167614.tif 000003
【図２】
2009167614.tif 000004
【図３】
2009167614.tif 000005
【図４】
2009167614.tif 000006
【図５】
2009167614.tif 000007
【図６】
2009167614.tif 000008
【図７】
2009167614.tif 000009
【図８】
2009167614.tif 000010
【図９】
2009167614.tif 000011
【図１０】
2009167614.tif 000012
【図１１】
2009167614.tif 000013
【図１２】
2009167614.tif 000014