6807788 揚砂搬送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6807788

(24)【登録日】2020年12月10日

(45)【発行日】2021年1月6日

(54)【発明の名称】揚砂搬送装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 21/24 20060101AFI20201221BHJP

   E02F 3/88 20060101ALI20201221BHJP

【ＦＩ】

   B01D21/24 M

   E02F3/88 D

【請求項の数】13

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-55334(P2017-55334)

(22)【出願日】2017年3月22日

(65)【公開番号】特開2018-158277(P2018-158277A)

(43)【公開日】2018年10月11日

【審査請求日】2020年2月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】302060926

【氏名又は名称】株式会社フジタ

(73)【特許権者】

【識別番号】597031391

【氏名又は名称】株式会社河本組

(73)【特許権者】

【識別番号】318012241

【氏名又は名称】オリエント技建株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089875

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 茂

(72)【発明者】

【氏名】渋谷 光男

(72)【発明者】

【氏名】本多 茂

(72)【発明者】

【氏名】森吉 修

(72)【発明者】

【氏名】河本 和雄

(72)【発明者】

【氏名】廣津 芳和

【審査官】 富永 正史

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００４４２９４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−０４２３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４２５４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０７−０１２５５１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５８−１８６８０８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５０−０６５０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２８４８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１６２１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０１３８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０８３５０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ２１／００−２１／３４

Ｅ０２Ｆ ３／８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水中の底部の堆積土砂を吸引して空気と共に気流搬送することで揚砂する揚砂搬送装置であって、
長手方向の両端が水上に位置し長手方向の中間部が前記堆積土砂中に位置する管体と、
前記堆積土砂中における前記管体の箇所に設けられた土砂吸引口と、
前記管体の内部に、少なくとも前記土砂吸引口が設けられた前記管体の箇所から前記管体の長手方向の一端に向かう気流を形成する気流形成部とを備え、
前記土砂吸引口が設けられた前記管体の箇所から前記一端までの前記管体の箇所により気流搬送管が形成され、
前記気流搬送管の水上の端部に前記気流搬送管の内部に負圧を作用させる真空発生装置が設けられ、
前記土砂吸引口が設けられた前記管体の箇所から前記他端までの前記管体の箇所により前記気流搬送管に空気を補給する空気補給管が形成され、
前記気流形成部は、前記真空発生装置と前記空気補給管とを含んで構成されている、
ことを特徴とする揚砂搬送装置。

【請求項2】

前記空気補給管は、その水上の端部が大気に開放された大気連通管で構成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の揚砂搬送装置。

【請求項3】

前記気流搬送管の内径φ２に対する大気連通管の内径φ１の口径比φ１／φ２は７０％以上７５％以下である、
ことを特徴とする請求項２記載の揚砂搬送装置。

【請求項4】

前記空気補給管は、その水上の端部に圧縮空気を供給するブロワが設けられたブロワ管で構成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の揚砂搬送装置。

【請求項5】

前記ブロアにより前記ブロワ管に供給される圧縮空気の風量は、真空発生装置により前記気流搬送管内に発生する気流の風量に対して１／３程度である、
ことを特徴とする請求項４記載の揚砂搬送装置。

【請求項6】

水上から水中に延設されて前記空気補給管に接続された圧力水用管と、
水上に設けられ前記圧力水用管に圧力水を供給するポンプと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の揚砂搬送装置。

【請求項7】

水上から水中に延設されて前記空気補給管に接続されたスチーム管と、
水上に設けられ前記スチーム管に高温な水蒸気を供給する水蒸気発生装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の揚砂搬送装置。

【請求項8】

前記一端側で水上に位置する前記管体の箇所に設けられ前記管体で気流搬送された土砂を回収する土砂回収部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項記載の揚砂搬送装置。

【請求項9】

前記管体は前記堆積土砂中において水平方向に延在する水平管部を有し、
前記土砂吸引口は、前記水平管部の上部に設けられている、
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項記載の揚砂搬送装置。

【請求項10】

前記土砂吸引口の面積は、前記水平管部の内部空間の断面積の２５％以上３０％以下の大きさで形成されている、
ことを特徴とする請求項９記載の揚砂搬送装置。

【請求項11】

水上から前記堆積土砂中に延設される圧縮空気供給管と、
水上に設けられ前記圧縮空気供給管に圧縮空気を供給するコンプレッサとをさらに備え、
前記圧縮空気供給管の下端の圧縮空気吐出口は、前記土砂吸引口に対向する箇所に設けられている、
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項記載の揚砂搬送装置。

【請求項12】

前記土砂吸引口を振動させる振動発生装置が設けられている、
ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項記載の揚砂搬送装置。

【請求項13】

前記土砂吸引口が設けられた前記管体の箇所から前記管体の長手方向の一端の内周面に螺旋状の溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項記載の揚砂搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は揚砂搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

水中に沈殿した土砂の揚砂を行なう技術として、水中サンドポンプによる流体輸送を行なうもの（特許文献１参照）、真空発生装置（バキューム吸引装置）による吸引搬送を行なうもの（特許文献２参照）、空気圧縮装置によるエアリフト（気流搬送）を行なうもの（特許文献３参照）が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−４７５２２号公報

【特許文献2】特開２０１３−２５７０号公報

【特許文献3】特開２００１−１６２１０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

水中サンドポンプによる流体輸送を行なう技術では、水中サンドポンプが羽根形状回転翼を高速回転して水とともに土砂を流体輸送するもので、揚砂管路内の流速が常にスラリーの沈殿しない高速流であることが必要なため、土砂の回収が目的であるにもかかわらず、多量の水を必要とし、回収後の固液分離など水の後処理に大きな設備が必要となる。
また、最大の欠点は浚渫などで連続運転すると回転羽根やケーシングの磨耗損傷が発生し、あるいは絡みつきによる閉塞を生じることが多い。

【0005】

真空発生装置による吸引搬送を行なう技術は、シールド工事の掘削土砂の水平搬送や立坑での土砂揚砂技術などで確立しているが、この場合、従来の揚程は、絶対真空条件下であってもトリチェリ原理により１０ｍ（７６０ｍｍHg）とされており、吸込揚程が高くなると真空吸引効果の低下をきすことになり、比重や粘性の高い泥土や土砂の水中での揚砂搬送は不能となる。
また、揚程１０ｍ以上の条件では、これを補完する技術として吸込み先端部に開閉機構つき吸気管を設置してこの開閉バルブの閉操作により負圧で１０ｍまで土砂を揚砂し、開操作により負圧力を破壊して、吸気管から流入する外気を揚砂管に取込み、この空気流で１０ｍ以上を揚砂させ、この開閉機構の開閉操作を反復させることで、水中土砂を断続的に回収タンクへ揚送させる方式もある。
しかしこの操作は、揚砂管路内の移送状況や圧力状況により、供給空気量を微妙に調整することを要するため、その制御操作も煩雑化する問題があり大きな作業量が必要とされる現場には不適である。

【0006】

空気圧縮装置によるエアリフトを行なう技術は、例えば、地中連続壁を施工するために地山に掘削した掘削溝内の安定液（泥水）中に沈降する土砂を取り除くスライム処理に使用される。
その原理は次のようなものである。すなわち、揚砂管の先端部に送気管を取り付け、高圧空気を流出させると、揚砂管内の水が空気と混合し比重が軽くなる。
このとき先端部では浸水深さに相当する地下水圧が加わるため、この水圧で揚砂管内の土砂が水とともに押し上げられるもので、この方式は水中サンドポンプと同様、多量の水を必要とするうえ、揚砂の対象となる土砂を揚砂管内へ導く機能がないため、別な機械装置が必要となり作業効率が悪い。
また、空気をブロウさせるため、回収対象物の泥土が拡散し作業水域を汚濁化させてしまい汚濁防止フェンスが必要になったり、作業期間が河川に影響がでない渇水期に限定されるといった欠点がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、土砂の気流搬送効率を高めると共に、作業の簡素化を図り、土砂を高濃度に回収でき、水中の汚濁化を抑制する上で有利な揚砂搬送装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述の目的を達成するため、本発明は、水中の底部の堆積土砂を吸引して空気と共に気流搬送することで揚砂する揚砂搬送装置であって、長手方向の両端が水上に位置し長手方向の中間部が前記堆積土砂中に位置する管体と、前記堆積土砂中における前記管体の箇所に設けられた土砂吸引口と、前記管体の内部に、少なくとも前記土砂吸引口が設けられた前記管体の箇所から前記管体の長手方向の一端に向かう気流を形成する気流形成部とを備え、前記土砂吸引口が設けられた前記管体の箇所から前記一端までの前記管体の箇所により気流搬送管が形成され、前記気流搬送管の水上の端部に前記気流搬送管の内部に負圧を作用させる真空発生装置が設けられ、前記土砂吸引口が設けられた前記管体の箇所から前記他端までの前記管体の箇所により前記気流搬送管に空気を補給する空気補給管が形成され、前記気流形成部は、前記真空発生装置と前記空気補給管とを含んで構成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、少なくとも土砂吸引口が設けられた管体の箇所から管体の長手方向の一端に向かう気流を発生させ、この気流を用いて水中の底部の堆積土砂中において土砂吸引口から吸引し、水を含んだ堆積土砂を管体の他端に向けて気流搬送することで連続的に堆積土砂の吸引回収を行なうようにした。
そのため、土砂吸引口を堆積土砂中に静止させた状態で堆積土砂を吸引できるため、回収した堆積土砂に含まれる水の割合を低下させる上で有利となり、堆積土砂を高濃度に回収する上で有利となる。
また、従来の真空吸引方式を用いた技術と異なり、比重や粘性の高い泥土や堆積土砂などを水中で効率よく高濃度に吸込むことができ、揚程１０ｍ以上の揚砂を一貫して断続的でなく連続的に搬送することが可能となる。
また、従来の真空吸引方式において開閉バルブの開閉操作を反復させることで、水中堆積土砂を断続的に回収タンクへ揚送させる技術と異なり、開閉バルブの複雑な制御操作が不要であり作業の簡素化を図る上で有利である。
また、従来の空気圧縮機を利用した技術と異なり、水中の底部で空気をブロウさせることがないため、水中の汚濁化を抑制する上で有利となる。
また、従来の羽根式ポンプを用いた技術と異なり、可動部の機械的な磨耗や、絡みつきなどのトラブルを生じることがない。
したがって、堆積土砂の気流搬送効率を高めると共に、作業の簡素化を図れ、堆積土砂を高濃度に回収でき、水中の汚濁化を抑制する上で有利となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施の形態の揚砂搬送装置の使用状態を説明する説明図である。

【図2】（Ａ）は第１の実施の形態の揚砂搬送装置の要部を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。

【図3】第１の実施の形態の揚砂搬送装置の要部を示す断面図である。

【図4】第２の実施の形態の揚砂搬送装置の要部を示す断面図である。

【図5】第３の実施の形態の揚砂搬送装置の要部を示す断面図である。

【図6】第４の実施の形態の揚砂搬送装置の要部を示す断面図である。

【図7】第５の実施の形態の揚砂搬送装置の気流搬送管の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１の実施の形態）
次に本発明の実施の形態に係る揚砂搬送装置について説明する。
揚砂搬送装置は、河川、運河、湖、ダム貯水池、ポンプ沈砂池２６などの水中の底部に堆積した堆積土砂（汚泥や泥土などを含む）３４を揚砂するものである。
図１に示すように、揚砂搬送装置２は、長手方向の両端が水上に位置し長手方向の中間部が堆積土砂３４中に位置し土砂吸引口３６が設けられた管体４と、少なくとも土砂吸引口３６が設けられた管体４の箇所から管体４の長手方向の一端に向かう気流を形成する気流形成部６とを含んで構成されている。
本実施の形態では、土砂吸引口３６が設けられた管体４の箇所から前記一端までの管体４の箇所により気流搬送管１４が形成され、土砂吸引口３６が設けられた管体４の箇所から前記他端までの管体４の箇所により気流搬送管１４に空気を補給する空気補給管８が形成されている。
気流搬送管１４の水上の端部に気流搬送管１４の内部に負圧を作用させる真空発生装置２０が設けられている。
気流形成部６は、真空発生装置２０と空気補給管８とを含んで構成されている。
空気補給管８として、大気連通管１２およびブロワ２２が設けられたブロワ管１６が用いられている。
なお、図１において符号２８は台船、符号３０はバックホウ、符号３２は陸部を示している。

【0011】

大気連通管１２は、台船２８で支持され、水上から水中の底部に鉛直に延設されている。
大気連通管１２の上部は大気に開放されている。
図３に示すように、大気連通管１２の管断面口径φ１は例えば１５０ｍｍである。
大気連通管１２は、水中の底部において、より詳細には、堆積土砂３４中において水平方向に延在する水平管部１２０２を有している。

【0012】

気流搬送管１４は、水中の底部に堆積した堆積土砂３４を空気とともに気流搬送する箇所である。
図３に示すように、気流搬送管１４の管断面口径φ２は大気連通管１２の管断面口径φ１よりも大きく、例えば２００ｍｍである。
なお、気流搬送管１４の管断面口径φ２に対する大気連通管１２の管断面口径φ１の口径比φ１／φ２は７０％以上７５％以下であることが堆積土砂３４の回収能力を確保する上で好ましい。
口径比φ１／φ２が７０％を下回ると、気流搬送するための空気量が低下するため、回収能力を確保する効果が低下する。
口径比φ１／φ２が７５％を上回ると、後述する土砂吸引口３６の面積が低下するため、回収能力を確保する効果が低下する。
気流搬送管１４は、水上から水中の底部に鉛直に延設された第１の鉛直部１４Ａと、第１の鉛直部１４Ａの上端から陸部３２の上に至る水平部１４Ｂと、陸部３２の上において水平部１４Ｂの端部から下方に延在する第２の鉛直部１４Ｃとを備えている。
第１の鉛直部１４Ａは、台船２８で支持され、水平部１４Ｂと第２の鉛直部１４Ｃは陸上で支持されている。

【0013】

真空発生装置２０は水上に設けられ、本実施の形態では陸上に設けられている。
真空発生装置２０は、気流搬送管１４の第２の鉛直部１４Ｃに連結されている。
真空発生装置２０により気流搬送管１４の内部に負圧を作用させ、空気補給管８（大気連通管１２およびブロワ管１６）から空気が補給されることで、気流搬送管１４の内部に堆積土砂３４を気流搬送するための気流が発生するように図られている。

【0014】

気流搬送管１４は、水中の底部において水平方向に延在する水平管部１４０２を有し、水平管部１４０２の端部は、大気連通管１２の水平管部１２０２に接続管部１３を介して接続されている。
接続管部１３は、口径が異なる大気連通管１２と気流搬送管１４と接続するものであり、大気連通管１２から気流搬送管１４に至るにつれて断面形状が次第に大きくなるように形成されている。

【0015】

土砂吸引口３６は水中の堆積土砂３４を吸引する箇所であり、水中の底部の堆積土砂３４中に位置する気流搬送管１４の箇所に設けられている。
土砂吸引口３６は、本実施の形態では、水平管部１４０２の端部で水平管部１４０２の上部に設けられている。
本実施の形態では、接続管部１３の断面積は、水平管部１４０２の断面積よりも小さく、接続管部１３の上方に突出する水平管部１４０２の端部の箇所が土砂吸引口３６として形成されている。
また、土砂吸引口３６は、水平方向や下方ではなく斜め上方を向いている。
これにより、各種の堆積土砂３４を土砂吸引口３６から効率的に吸引する上で有利となっている。

【0016】

なお、土砂吸引口３６は、水平管部１４０２の下部や側部に設けても良いが、本実施の形態のように土砂吸引口３６を水平管部１４０２の上部に設けると、重力と水圧を利用することで比重の高い泥土や砂分を吸込みやすくでき、堆積土砂３４の回収能力を確保する上で有利となる。
また、土砂吸引口３６を水平管部１４０２の上部に設けると、水平管部１４０２の上部に堆積土砂３４が吸引されると共に、水平管部１４０２を流れる気流が水平管部１４０２の内部の下側を通過するため、あたかも気流に乗せられた状態で堆積土砂３４が搬送され、気流搬送効率を高め堆積土砂３４の回収能力を確保する上で有利となる。
また、土砂吸引口３６の面積は、水平管部１４０２の断面積の２５％以上３０％以下が堆積土砂３４の回収能力を確保する上で好ましい。
土砂吸引口３６の面積が水平管部１４０２の断面積の２５％を下回ると、土砂吸引口３６の面積が小さいため堆積土砂３４の回収能力を確保する効果が低下する。
土砂吸引口３６の面積が水平管部１４０２の断面積の３０％を上回ると、土砂吸引口３６における堆積土砂３４の流速が低下するため堆積土砂３４の回収能力を確保する効果が低下する。

【0017】

土砂回収部３８は、気流搬送管１４で気流搬送された堆積土砂３４を回収する箇所である。
土砂回収部３８は、水上における気流搬送管１４の箇所に設けられ、本実施の形態では、陸上における水平部１４Ｂの箇所に設けられている。
土砂回収部３８は、気流搬送管１４で気流搬送された水を含む堆積土砂３４と、気流を構成する空気とを分離すると共に、堆積土砂３４と水とを分離するものであり、このような土砂回収部３８として固液分離装置など従来公知の様々な構造が採用可能である。
土砂回収部３８で回収された堆積土砂３４は、例えば、ホッパ４０からダンプトラック４２の荷台に排出され、あるいは、コンベヤ装置により適宜箇所に搬送される。

【0018】

ブロワ管１６は、水上から水中の底部に延設され、水中の底部において大気連通管１２に接続されている。
ブロワ２２はブロワ管１６に圧縮空気を供給するものであり、ブロワ２２は水上に設けられ、本実施の形態では陸上に設けられている。
ブロワ管１６は、水上から水中の底部に鉛直に延設された第１の鉛直部１６Ａと、第１の鉛直部１６Ａの上端から陸部３２の上に至る水平部１６Ｂと、陸部３２の上において水平部１６Ｂの端部から下方に延在する第２の鉛直部１６Ｃとを備え、ブロワ２２は第２の鉛直部１６Ｃに設けられている。
第１の鉛直部１６Ａは、台船２８で支持され、水平部１６Ｂと第２の鉛直部１６Ｃは陸上で支持されている。
なお、ブロワ２２がブロワ管１６に供給する圧縮空気の圧力は、後述するコンプレッサ２４が圧縮空気供給管１８に供給する圧縮空気の圧力よりも小さい。

【0019】

圧縮空気がブロワ管１６を介して水平管部１４０２の内部に供給されることにより、堆積土砂３４が土砂吸引口３６に吸い込まれる作用が促進され、言い換えると、土砂吸引口３６へ堆積土砂３４が押し込まれる作用が促進され、土砂吸引口３６の詰まりを抑制し、また、気流搬送効率を確保する上で有利となる。
ブロワ２２により供給される圧縮空気の風量は、真空発生装置２０により発生する気流の風量に対して１／３程度であることが、土砂吸引口３６へ堆積土砂３４を押し込む作用を促進する上で有利である。
例えば、真空発生装置２０により発生する気流の風量Ｑ１＝１００ｍ^３／ｍｉｎとした場合、ブロワ２２により供給される圧縮空気の風量Ｑ２＝３３ｍ^３／ｍｉｎ程度となる。
ブロワ２２により供給される圧縮空気の風量が、真空発生装置２０により発生する気流の風量に対して１／３を下回ると、水平管部１４０２の内部に供給される圧縮空気の風量が不足するため、堆積土砂３４が土砂吸引口３６に吸い込まれる作用を促進する効果が低下する。
ブロワ２２により供給される圧縮空気の風量が、真空発生装置２０により発生する気流の風量に対して１／３を上回ると、水平管部１４０２の内部に供給される圧縮空気の風量が過剰となるため、真空発生装置２０により発生する気流の風量が低下し、堆積土砂３４が土砂吸引口３６に吸い込まれる作用を促進する効果が低下する。

【0020】

圧縮空気供給管１８は、水上から水中の底部に延設され土砂吸引口３６に対向する箇所から土砂吸引口３６に圧縮空気を供給するものである。
コンプレッサ２４は、水上に設けられ圧縮空気供給管１８に圧縮空気を供給するものであり、本実施の形態では、コンプレッサ２４は陸上に設けられている。
圧縮空気供給管１８は、水上から水中の底部に鉛直に延設された第１の鉛直部１８Ａと、第１の鉛直部１８Ａの上端から陸部３２の上に至る水平部１８Ｂと、陸部３２の上において水平部１８Ｂの端部から下方に延在する第２の鉛直部１８Ｃとを備え、コンプレッサ２４は第２の鉛直部１８Ｃに設けられている。
第１の鉛直部１８Ａは、台船２８で支持され、水平部１８Ｂと第２の鉛直部１８Ｃは陸上で支持されている。
本実施の形態では、圧縮空気吐出口４０は、圧縮空気供給管１８の先部に設けられた空気噴射ノズル４０Ａで形成され、この空気噴射ノズル４０Ａは、その向きが土砂吸引口３６に対向するように接続管部１３の上部に取着されている。
したがって、コンプレッサ２４で生成された圧縮空気を空気噴射ノズル４０Ａから土砂吸引口３６に向かって噴射させることにより、土砂吸引口３６の手前に位置した流木や礫といった障害物を除去することができるため、土砂吸引口３６の詰まりを防止でき、堆積土砂３４の気流搬送効率を確保する上で有利となる。

【0021】

次に作用効果について説明する。
揚砂搬送装置２の大気連通管１２、気流搬送管１４、ブロワ管１６、圧縮空気供給管１８の各第１の鉛直部１４Ａ、１６Ａ、１８Ａは、台船２８に積載されたバックホウ３０のアームの先端に支持され、アームの上下方向の揺動により鉛直方向に移動可能となっている。
アームの揺動操作により大気連通管１２、気流搬送管１４、ブロワ管１６、圧縮空気供給管１８を水中の底部に堆積した堆積土砂３４に向かって降下させ、土砂吸引口３６を堆積土砂３４の中に押し込む。
ここで、真空発生装置２０、ブロワ２２、コンプレッサ２４を作動させる。
真空発生装置２０によって発生する負圧により大気が大気連通管１２から流入し、また、ブロワ管１６から水中の底部において圧縮空気が大気連通管１２に供給され、少なくとも土砂吸引口３６が設けられた管体４の箇所から管体４の長手方向の一端に向かう気流が生成される。
言い換えると、気流搬送管１４内に水中の底部から上方に向かう気流が生成される。
この場合、ブロワ管１６から水中の底部において圧縮空気が大気連通管１２に供給されるので、気流搬送管１４内で水中の底部から上方に向かう気流がより確実に生成される。

【0022】

この気流により水中の底部において水と共に堆積土砂３４が土砂吸引口３６から連続的に吸入され、吸入された水と堆積土砂３４は気流搬送管１４を介して土砂回収部３８へ連続的に搬送され、水と堆積土砂３４は土砂回収部３８により回収され、土砂回収部３８からダンプトラック４２の荷台に排出される。
本実施の形態では、空気噴射ノズル４０Ａから圧縮空気が土砂吸引口３６に向けて噴出されているので、土砂吸引口３６に障害物が位置した場合であっても、障害物は空気噴射ノズル４０Ａから噴出される圧縮空気により土砂吸引口３６の外側に強制的に移動され、堆積土砂３４の土砂吸引口３６への吸い込みがより確実になされる。
このような動作を大気連通管１２、気流搬送管１４、ブロワ管１６、圧縮空気供給管１８を鉛直方向に移動させつつ行なうことで目的とする深さの堆積土砂３４が回収されたならば、アームにより大気連通管１２、気流搬送管１４、ブロワ管１６、圧縮空気供給管１８を鉛直方向上方に移動させ、それらの下端を堆積土砂３４の上方へ移動させる。
そして、台船２８を所定距離水平方向に移動させたならば、上記と同様の手順で堆積土砂３４の吸引回収を行なう。
このような動作を繰り返して行なうことにより所望の範囲で堆積土砂３４の吸引回収を行なう。

【0023】

本発明によれば、大気連通管１２およびブロワ管１６に連通された気流搬送管１４の内部を真空発生装置２０によって吸引することで、少なくとも土砂吸引口３６が設けられた管体４の箇所から管体４の長手方向の一端に向かう気流を発生させ、本実施の形態では、気流搬送管１４の底部から上方に向かう気流を発生させ、この気流を用いて水中の底部中において土砂吸引口３６から水中に堆積した堆積土砂３４を吸引し、水を含んだ堆積土砂３４を土砂回収部３８に気流搬送することで連続的に堆積土砂３４の吸引回収を行なうようにした。
そのため、土砂吸引口３６を堆積土砂３４中に静止させた状態で堆積土砂３４を吸引できるため、回収した堆積土砂３４に含まれる水の割合を低下させる上で有利となり、堆積土砂３４を高濃度に回収する上で有利となる。
本実施の形態では、従来のポンプ浚渫が含泥率が５〜１５％に対し、含泥率を４０〜７０％まで高くできる。
また、従来の真空吸引方式を用いた技術と異なり、比重や粘性の高い泥土や堆積土砂３４などを水中で効率よく高濃度に吸込むことができ、揚程１０ｍ以上の揚砂を一貫して断続的でなく連続的に搬送することができる。
また、従来の真空吸引方式において開閉バルブの開閉操作を反復させることで、水中堆積土砂３４を断続的に回収タンクへ揚送させる技術と異なり、開閉バルブの複雑な制御操作が不要であり作業の簡素化を図る上で有利である。
また、従来の空気圧縮機を利用した技術と異なり、水中の底部で空気をブロウさせることがないため、水中の汚濁化を抑制する上で有利となる。
また、従来の羽根式ポンプを用いた技術と異なり、可動部の機械的な磨耗や、絡みつきなどのトラブルを生じることがない。
したがって、堆積土砂３４の気流搬送効率を高めると共に、作業の簡素化を図れ、堆積土砂３４を高濃度に回収でき、水中の汚濁化を抑制する上で有利となる。

【0024】

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について図４を参照して説明する。
なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の部分、部材については第１の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
堆積土砂３４の気流搬送効率を高めるためには、土砂吸引口３６から吸引される堆積土砂３４の流速を高めることが好ましく、そのためには、土砂吸引口３６の大きさをなるべく小さくすることが必要となる。
しかしながら、土砂吸引口３６を小さくすると、土砂吸引口３６よりも大きな堆積土砂３４の塊や流木により土砂吸引口３６が詰まり易くなる不利が生じる。
そこで、第２の実施の形態では、第１の実施の形態に振動発生装置４２を加えている。
振動発生装置４２は、土砂吸引口３６に設けられている。
土砂吸引口３６は、接続管部１３の上壁と、気流搬送管１４の水平管部１４０２の上壁の間に形成され、振動発生装置４２は接続管部１３の上壁に設けられている。
振動発生装置４２として打設したコンクリートの締固めに使用する例えば２５０Ｈｚの振動周波数で振動する棒状バイブレータなど従来公知の様々なものが採用可能である。
土砂吸引口３６に振動発生装置４２を設けることにより、土砂吸引口３６よりも大きな堆積土砂３４の塊を振動により細かく砕くことが可能となる。
すなわち、振動発生装置４２による振動で土砂吸引口３６よりも小さい大きさの堆積土砂３４に砕くことで、堆積土砂３４を土砂吸引口３６より吸引することができる。また、土砂吸引口３６よりも大きな流木を振動により土砂吸引口３６から土砂吸引口３６の外側へ移動させることができる。
したがって、土砂吸引口３６の詰まりを防止しつつ、土砂吸引口３６の大きさを小さくして土砂吸引口３６から吸引される堆積土砂３４の流速を高めることができるため、堆積土砂３４の気流搬送効率を確保する上で有利となる。
なお、振動発生装置４２を設ける他、土砂吸引口３６に網や格子を設けることによって、土砂吸引口３６よりも大きな堆積土砂３４の塊や流木により土砂吸引口３６が詰まることを防止するようにしてもよい。

【0025】

（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について図５を参照して説明する。
第３の実施の形態は、第１の実施の形態の変形例であり、ブロワ管１６に代えて圧力水用管４４を用いたものである。
圧力水用管４４は、水上から水中の底部に延設され、水中の底部において大気連通管１２に接続されている。
圧力水用管４４は大気連通管１２に圧力水を供給するものであり、圧力水用管４４に連結されたポンプが水上に設けられ、本実施の形態では陸上に設けられている。
第３の実施の形態では、圧力水用管４４の先端から大気連通管１２の内部に圧力水を噴射させ、エジェクター効果により気流搬送管１４に負圧を作用させ、堆積土砂３４が土砂吸引口３６に吸い込まれる作用をより促進し、土砂吸引口３６の詰まりを抑制し、気流搬送効率を高める。
この場合、圧力水用管４４の先端から大気連通管１２の水平管部１２０２、接続管部１３、気流搬送管１４の水平管部１４０２に向けて圧力水を噴射させると、エジェクター効果により気流搬送管１４に負圧が作用する上でより有利となる。
したがって、第３の実施の形態によれば、比重や粘性の高い泥土や堆積土砂３４などを連続的に搬送する上でより有利となる。
なお、圧力水用管４４は、ブロワ管１６と共に用いるようにしてもよい。

【0026】

（第４の実施の形態）
次に第４の実施の形態について図６を参照して説明する。
第４の実施の形態は、第１の実施の形態の変形例であり、ブロワ管１６に代えてスチーム管４６を用いたものである。
スチーム管４６は、水上から水中の底部に延設され、水中の底部において大気連通管１２に接続されている。
スチーム管４６は大気連通管１２に、温度の高い例えば１００℃の水蒸気を供給するものであり、スチーム管４６に連結された蒸気発生装置が水上に設けられ、本実施の形態では陸上に設けられている。
第４の実施の形態では、スチーム管４６の先端から大気連通管１２に水蒸気が供給され、高温な水蒸気により気流搬送管１４内に上昇気流を発生させ、気流搬送管１４での気流による堆積土砂３４の上方への搬送効率を高めるようにしている。
したがって、第４の実施の形態によれば、比重や粘性の高い泥土や堆積土砂３４などを連続的に搬送する上でより有利となる。
なお、スチーム管４６は、ブロワ管１６と共に用いるようにしてもよい。

【0027】

（第５の実施の形態）
次に第５の実施の形態について図７を参照して説明する。
第５の実施の形態は、第１の実施の形態の変形例であり、気流搬送管１４の内周面に螺旋状の溝４８を形成したものである。
気流搬送管１４に真空発生装置２０により負圧を作用させると、気流搬送管１４の内部には上昇気流が発生する。
この上昇気流による被搬送物の搬送状態を見ると、コリオリの原理により被搬送物が螺旋状に大きく回転しながら、気流搬送管１４の内部を上昇する。
したがって、図７に示すように、気流搬送管１４の内周面１４１０に深さ５ｍｍ程度の溝４８を螺旋状に設けることで被搬送物の摩擦抵抗を低減でき、気流搬送効率を向上する上で有利となる。

【0028】

なお、本実施の形態では、空気補給管８として大気連通管１２とブロワ管１６との双方を用いた場合について説明したが、気流搬送する堆積土砂３４の性状に応じて大気連通管１２とブロワ管１６の一方を省略してもよい。
また、本実施の形態では、気流形成部６を真空発生装置２０および空気補給管８を含んで構成した場合について説明したが、真空発生装置２０および空気補給管８を省略し、大容量のブロワを用い、ブロワにより管体４の他端から一端に向けて気流を形成することで土砂吸引口３６から堆積土砂３４を吸い込んで堆積土砂３４を気流搬送するようにしてもよい。この場合には、気流形成部６がブロワで構成され、管体４の全体で気流搬送管１４が構成され、管体４の長手方向の他端から一端に向かう気流が形成される。
また、実施の形態では、気流搬送管１４に設けた土砂回収部３８により、気流搬送管１４で気流搬送された水を含む堆積土砂３４と、気流を構成する空気とを分離すると共に、堆積土砂３４と水とを分離する場合について説明した。
しかしながら、土砂回収部３８を省略し、気流搬送管１４で気流搬送された水を含む堆積土砂３４を、コンベヤ装置などの搬送装置により処理場に直接搬送し、処理場において堆積土砂３４を天日乾燥して脱水処理を行なうようにしてもよい。

【0029】

また、本実施の形態では、真空発生装置２０、ブロワ２２、コンプレッサ２４を陸上に設けた場合について説明したが、台船２８上に十分なスペースがあれば、真空発生装置２０、ブロワ２２、コンプレッサ２４を台船２８上に設置してもよいことは無論である。
また、本実施の形態では、気流搬送管１４、ブロワ管１６、圧縮空気供給管１８の各第１の鉛直部１４Ａ、１６Ａ、１８Ａ、大気連通管１２を台船２８で支持し、気流搬送管１４、ブロワ管１６、圧縮空気供給管１８の各水平部１４Ｂ、１６Ｂ、１８Ｂおよび各第２の鉛直部１４Ｃ、１６Ｃ、１８Ｃを陸上で支持する場合について説明した。
しかしながら、気流搬送管１４、ブロワ管１６、圧縮空気供給管１８の各水平部１４Ｂ、１６Ｂ、１８Ｂが長くなる場合には、それらの長手方向の中間部を河川、運河、湖、ダム貯水池、ポンプ沈砂池などの底部から立設した杭などの構造物によって支持するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0030】

２ 揚砂搬送装置
４ 管体
６ 気流形成部
８ 空気補給管
１２ 大気連通管
１４ 気流搬送管
１４０２ 水平管部
１４１０ 内周面
１６ ブロワ管
１８ 圧縮空気供給管
２０ 真空発生装置
２２ ブロワ
２４ コンプレッサ
３４ 堆積土砂
３６ 土砂吸引口
３８ 堆積土砂回収部
４０ 圧縮空気吐出口
４０Ａ 空気噴射ノズル
４２ 振動発生装置
４４ 圧力水用管
４６ スチーム管
４８ 溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】