(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダム湖底に堆積した堆砂（２ａ）を除去するためにその堆砂を吸引するように一端（３ａｅ）がダム湖の湖底（２ｃ）近傍に配置され配管（３）を備え、その配管（３）はダム（１）に設けた貫通孔（１ｂ）に挿入され、他端がダム（１）の下流側（１ｃ）に延在するように配置された堆砂除去装置において、その配管（３）はダム湖内に２股に分岐されて一方の分岐管（３ａ）が前記湖底（２ｃ）近傍に配置されて一端（３ａｃ）を有し、分岐された他方の分岐管（３ｂ）はダム湖の水（２ｂ）を吸引するようにその端部（３ｂｅ）が堆砂（２ａ）よりも上方に配置され、前記他方の分岐管（３ｂ）の径（Ｄｂ）は合流部（３ｃ）の径（Ｄｃ）より小さく、その合流部（３ｃ）の径（Ｄｃ）は下流側のダムを越えた位置で湖面（２ｄ）よりレベルが下がった位置の径（Ｄｅ）より小さくなっており、その配管（３）の下流側の堆砂搬送用配管（３０）は空気流入配管（３０ｆ）が直角に合流するように設けた固気液３相流流過部（３０ａｂｆ）を有し、その固気液３相流流過部（３０ａｂｆ）の径（Ｄ１）は上流側の固液２相流流過部（３０ａｂ）の径（Ｄ０）より大であることを特徴とする堆砂除去装置。
【請求項２】
ダム湖底に堆積した堆砂（２ａ）を除去するためにその堆砂を吸引するように一端（３ａｅ）がダム湖の湖底（２ｃ）近傍に配置され配管（３）を備え、その配管（３）はダム（１）に設けた貫通孔（１ｂ）に挿入され、他端がダム（１）の下流側（１ｃ）に延在するように配置された堆砂除去装置において、その配管（３）はダム湖内に２股に分岐されて一方の分岐管（３ａ）が前記湖底（２ｃ）近傍に配置されて一端（３ａｃ）を有し、分岐された他方の分岐管（３ｂ）はダム湖の水（２ｂ）を吸引するようにその端部（３ｂｅ）が堆砂（２ａ）よりも上方に配置され、前記他方の分岐管（３ｂ）の径（Ｄｂ）は合流部（３ｃ）の径（Ｄｃ）より小さく、その合流部（３ｃ）の径（Ｄｃ）は下流側のダムを越えた位置で湖面（２ｄ）よりレベルが下がった位置の径（Ｄｅ）より小さくなっており、その配管（３）の下流側の堆砂搬送用配管（３０）は空気流入配管（３０ｆ）が斜め後方向きに合流するように設けた固気液３相流流過部（３０ａｂｆ）を有し、その固気液３相流流過部（３０ａｂｆ）の径（Ｄ１）は上流側の固液２相流流過部（３０ａｂ）の径（Ｄ０）より大であることを特徴とする堆砂除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダムの堆砂問題を解消する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のダム湖湖底に堆積した堆砂を除去する方法としては、ダム湖に浚渫船を浮かべて、堆砂を浚渫しているのが実情である。
しかしダム湖湖底に堆積した堆砂量は、浚渫船の浚渫能力に比較して、遥かに大きく、浚渫船では有効な解決策とはならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術に鑑みて提案されたものであり、ダムの堆砂を効率的に除去することが出来て、堆砂除去コストを極めて低く抑えることが出来る様なダム湖湖底の堆砂の除去装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ダム湖底に堆積した堆砂２ａを除去するためにその堆砂を吸引するように一端３ａｅがダム湖の湖底２ｃ近傍に配置され配管３を備え、その配管３はダム１に設けた貫通孔１ｂに挿入され、他端がダム１の下流側１ｃに延在するように配置された堆砂除去装置において、その配管３はダム湖内に２股に分岐されて一方の分岐管３ａが前記湖底２ｃ近傍に配置されて一端３ａｃを有し、分岐された他方の分岐管３ｂはダム湖の水２ｂを吸引するようにその端部３ｂｅが堆砂２ａよりも上方に配置され、前記他方の分岐管３ｂの径Ｄｂは合流部３ｃの径Ｄｃより小さく、その合流部３ｃの径Ｄｃは下流側のダムを越えた位置で湖面２ｄよりレベルが下がった位置の径Ｄｅより小さくなっており、その配管３の下流側の堆砂搬送用配管３０は空気流入配管３０ｆが直角に合流するように設けた固気液３相流流過部３０ａｂｆを有し、その固気液３相流流過部３０ａｂｆの径Ｄ１は上流側の固液２相流流過部３０ａｂの径Ｄ０より大である。
【０００５】
また本発明によれば、ダム湖底に堆積した堆砂２ａを除去するためにその堆砂を吸引するように一端３ａｅがダム湖の湖底２ｃ近傍に配置され配管３を備え、その配管３はダム１に設けた貫通孔１ｂに挿入され、他端がダム１の下流側１ｃに延在するように配置された堆砂除去装置において、その配管３はダム湖内に２股に分岐されて一方の分岐管３ａが前記湖底２ｃ近傍に配置されて一端３ａｃを有し、分岐された他方の分岐管３ｂはダム湖の水２ｂを吸引するようにその端部３ｂｅが堆砂２ａよりも上方に配置され、前記他方の分岐管３ｂの径Ｄｂは合流部３ｃの径Ｄｃより小さく、その合流部３ｃの径Ｄｃは下流側のダムを越えた位置で湖面２ｄよりレベルが下がった位置の径Ｄｅより小さくなっており、その配管３の下流側の堆砂搬送用配管３０は空気流入配管３０ｆが斜め後方向きに合流するように設けた固気液３相流流過部３０ａｂｆを有し、その固気液３相流流過部３０ａｂｆの径Ｄ１は上流側の固液２相流流過部３０ａｂの径Ｄ０より大である。
【０００６】
係る構成を具備する本発明によれば、前記合流した配管３ｃ内を流れる堆砂２ａと水２ｂとの固液２相流２ａｂは、サイフォンの原理により、ダム１を越えて、ダム下流側１ｃに流過する。ここで、堆砂２ａと水２ｂとの固液２相流２ａｂは、サイフォンの原理に従ってダム湖湖底２ｃから吸引されるので、従来の浚渫船を用いた場合とは異なり、ダム湖湖面２ｄと下流側１ｃの河川との間に高低差（レベル差）が存在する限り、堆砂２ａの吸引、除去作業が連続して行うことができる。
【０００７】
そして他方の分岐管３ｂの径Ｄｂが合流した配管３ｃの径Ｄｃより小さいので、前記他方の分岐管３ｂと前記一方の分岐管３ａとの合流点３ｄの静圧が低下し、前記一方の分岐管３ａの堆砂２ａ吸引量が増加するからである。
【０００８】
また、パイプ３の合流点３ｄから下流側（ダムを越えて、レベルが下がった部分１ｃ）の径寸法を「Ｄｅ」とすれば、  Ｄｅ＞Ｄｃ＞Ｄｂ となっているので、サイフォン効果がより良好に発揮される。
【００１１】
また、堆砂及び水を包含する固液２相流２ａｂに、空気流入用配管３０ｆを介して空気Ｆを混合しているので、固気液３相流２ａｂｆとなり、固相である砂・泥と管壁との摩擦抵抗を軽減して、圧力損失を軽減することが出来る。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１の堆砂除去（吸引）装置を示す実施形態において、２股に分岐した配管３を、ダム１を有するダム湖２中に配置する。
【００２２】
前記配管３の一方の分岐管３ａは、堆砂（砂,泥,その他の沈降物）２ａを吸引する様にその端部３ａｅがダム湖湖底２ｃ近傍（堆砂２ａの層内をも含む）に配置され、他方の分岐管３ｂは、水（貯水）２ｂを吸引する様にその端部３ｂｅは堆砂２ａよりも上方に配置されている。
【００２３】
前記配管３の前記二つの分岐管３ａ、３ｂが合流した配管部３ｃはダム１に設けた貫通孔１ｂに貫通する様に挿入され、端部がダム１の下流側１ｃに延在するように配置される。
【００２４】
したがって、サイフォンの原理により、堆砂（砂・泥）２ａを吸引して、ダム湖湖底２ｃより除去出来る。
従って、自然の力、即ちダム湖２の貯水のポテンシャルエネルギのみで、燃料やその他のエネルギを投与することなくダム湖湖底２ｃの堆砂２ａを除去出来る。
【００２５】
図２に示すように、他方の分岐管３ｂの径Ｄｂと、合流管部３ｃの合流点の下流側で合流点近傍の径Ｄｃと、合流管部３ｃの下流側のダムを越えた位置で湖面２ｄよりもレベルが下がった位置の径Ｄｅでは各径の寸法が相違させている。
即ち、各管部の径の大小関係は、Ｄｅ＞Ｄｃ＞Ｄｂにするのが好ましい。
【００２６】
このように構成することにより、サイフォンの原理をさらに効果的に行うことが出来る。
【００２７】
図３、図４は本発明で用いる堆砂搬送抵抗低減配管を示すものであり、前述の図１、図２の堆砂除去装置で吸引された土砂を、搬送するための配管である。
【００２８】
図３において、堆砂搬送用配管３０は、固液２相流流過部３０ａｂと、該固液２相流流過部３０ａｂに連続する固気液３相流流過部３０ａｂｆとを有する。
前記固気液３相流流過部３０ａｂｆの前記固液２相流流過部３０ａｂに連続する位置の近傍には、空気流入口３０ｆｅを設けた空気流入用配管３０ｆを固気液３相流流過部３０ａｂｆに直角に合流する様に設けてある。
【００２９】
前記固液２相流流過部３０ａｂの直径をＤ０、前記固気液３相流流過部３０ａｂｆの直径をＤ１とすれば、Ｄ０＜Ｄ１の関係にある。
【００３０】
又、図４は、図３では空気流入用配管３０ｆを固気液３相流流過部３０ａｂｆに対して直交していたものを斜め後方向きに設けた点が異なるのみである。
尚、図４中、符号Ｒ、ＴＲ、ＴＳは夫々河川、河川流、土砂（堆砂）流を示す。
【００３１】
係る構成を具備する堆砂搬送抵抗低減工法及び配管の実施形態によれば、図３中、符号３０ｄで示す合流点での静圧は空気圧（大気圧）よりも低くなり、その結果、固液２相流２ａｂを固気液３相流２ａｂｆにせしめる。
さらに空気Ｆの流入によって、固相である砂・泥と管壁３０ｇとの摩擦抵抗を軽減して、圧力損失を軽減することが出来、堆砂の円滑な除去が可能となる。
【００５２】
【発明の効果】
以下に本発明の効果を列記する。
（１）  堆砂と水との固液２相流は、サイフォンの原理に従ってダム湖湖底から吸引され、除去作業が連続して行われる。
（２）  堆砂及び水を包含する固液２相流に、空気流入用配管を介して空気を混合することにより固気液３相流にせしめ、固相である砂・泥と管壁との搬送時の摩擦抵抗を軽減することが出来る。
（３）  河川の流れを用いて堆砂及び水を包含する固液２相流に運動エネルギを与え、或いは堆砂を搬送しているので、運動エネルギの負荷や搬送に別途動力源を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の堆砂除去装置の第１実施形態を示す模式図。
【図２】  本発明の堆砂除去装置の第２実施形態における要部断面図。
【図３】  本発明で用いる堆砂搬送抵抗低減装置の一例を示す断面図。
【図４】  本発明で用いる堆砂搬送抵抗低減装置の他の例を示す断面図。
【符号の簡単な説明】
１・・・ダム
２・・・ダム湖
３・・・配管
２ａ・・・堆砂
２ｂ・・・水
２ｃ・・・ダム湖湖底
３ａ・・・一方の分岐管
３ｂ・・・他方の分岐管
３ｃ・・・合流した配管
２ａｂ・・・固液２相流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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