(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】
(24)【登録日】2023-12-12
(45)【発行日】2023-12-20
(54)【発明の名称】土砂搬送装置及び土砂搬送方法
(51)【国際特許分類】
E02F 7/00 20060101AFI20231213BHJP
E21B 7/00 20060101ALI20231213BHJP
B65G 53/66 20060101ALI20231213BHJP
B65G 53/14 20060101ALN20231213BHJP
【ＦＩ】
E02F7/00 F
E21B7/00 Z
B65G53/66 C
B65G53/14
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2020139578
(22)【出願日】2020-08-20
(65)【公開番号】P2022035337
(43)【公開日】2022-03-04
【審査請求日】2022-12-09
(73)【特許権者】
【識別番号】000001373
【氏名又は名称】鹿島建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100122781
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 寛
(74)【代理人】
【識別番号】100182006
【弁理士】
【氏名又は名称】湯本 譲司
(72)【発明者】
【氏名】笹岡 里衣
(72)【発明者】
【氏名】岡本 道孝
(72)【発明者】
【氏名】朝山 勇治
【審査官】荒井 良子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０２６４３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－１４４０９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－１２５０２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－０７５９１８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｆ ７／００
Ｅ２１Ｂ ７／００
Ｂ６５Ｇ ５３／６６
Ｂ６５Ｇ ５３／１４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
土砂を搬送する土砂搬送装置であって、土砂を搬送する搬送管に接続される鋼管を有し、前記鋼管に土砂を吸引して前記搬送管に土砂を搬送するエジェクタと、
前記エジェクタの前記鋼管に土砂を搬送するための圧縮空気を送り込むコンプレッサと、
前記搬送管及び前記鋼管の少なくともいずれかの内面に空気を直接噴射する補助空気装置と、
を備え、
前記補助空気装置が棒状を呈する本体部を有し、前記本体部の長さが前記エジェクタの長さ以上である、
土砂搬送装置。
【請求項2】
前記補助空気装置は、前記鋼管の内面に空気を間欠的に噴射する、請求項１に記載の土砂搬送装置。
【請求項3】
前記補助空気装置は、管状に延びる本体部と、前記本体部の長手方向の一端において前記長手方向に交差する方向に開口する空気噴射孔を有する空気噴射部と、を有する空気噴射具であり、前記空気噴射具は、前記空気噴射部から前記鋼管の内面に空気を直接噴射する、
請求項１又は２に記載の土砂搬送装置。
【請求項4】
前記空気噴射具は、前記エジェクタの前記鋼管において前記鋼管の軸線方向に沿って移動可能とされており、前記軸線方向に移動しながら前記鋼管の内面に空気を直接噴射する、請求項３に記載の土砂搬送装置。
【請求項5】
前記空気噴射具は、前記軸線方向に移動すると共に前記鋼管の軸線を中心として回転しながら前記鋼管の内面に空気を直接噴射する、請求項４に記載の土砂搬送装置。
【請求項6】
前記搬送管の内部の圧力を測定する圧力測定部と、前記圧力測定部による圧力の測定結果に応じて前記補助空気装置を制御する制御部と、
を備える、
請求項１～５のいずれか一項に記載の土砂搬送装置。
【請求項7】
前記エジェクタが前記土砂を搬送するタイミングと、前記補助空気装置が前記鋼管の内面に空気を直接噴射するタイミングとを設定可能なタイミング設定手段を備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の土砂搬送装置。
【請求項8】
前記エジェクタが前記土砂を搬送すると共に、前記補助空気装置が前記鋼管の内面に空気を直接噴射する、請求項１～７のいずれか一項に記載の土砂搬送装置。
【請求項9】
前記搬送管は、上方に延在する立ち上がり部を含んでおり、前記補助空気装置は、前記搬送管の土砂の搬送経路における前記立ち上がり部の上流側の部分に空気を噴射する、
請求項１～８のいずれか一項に記載の土砂搬送装置。
【請求項10】
土砂を搬送する搬送管と、前記搬送管に接続される鋼管を有するエジェクタとを用いて土砂を搬送する土砂搬送方法であって、前記鋼管に圧縮空気を送り込んで前記搬送管に土砂を搬送する工程と、
前記搬送管及び前記鋼管の少なくともいずれかの内面に補助空気装置が空気を直接噴射する工程と、
を備え、
前記補助空気装置が棒状を呈する本体部を有し、前記本体部の長さが前記エジェクタの長さ以上である、
土砂搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、搬送管の内部において土砂を搬送する土砂搬送装置及び土砂搬送方法に関する。
【背景技術】
【0002】
土砂を搬送する土砂搬送装置及び土砂搬送方法としては、従来から種々のものが知られている。特許文献１には、廃土の吸引処理装置が記載されている。吸引処理装置は、土中の穴から廃土を吸引移送する第１吸引ホースと、廃土を廃土ボックスまで吸引搬送する第２吸引ホースとを備える。
【0003】
第１吸引ホースと第２吸引ホースの間には分岐管が接続されており、分岐管には第１吸引ホース、第２吸引ホース及び保持管が接続されている。保持管及び分岐管を介して第２吸引ホースに圧縮エアーが供給される。この圧縮エアーの供給によって廃土の第２吸引ホースへの吸引が促進される。
【0004】
特許文献２には、掘削作業において用いられる搬送装置が記載されている。搬送装置は、掘削の結果得られた掘り屑を吸い込む吸い込み口を有する吸い込み管と、吸い込み管が連結された装置本体と、装置本体から運搬車まで延びる搬送管とを備える。装置本体は分岐管を有し、分岐管に吸い込み管、搬送管及び送気管が接続されている。送気管を介して分岐管に圧縮空気が供給されることにより、吸い込み管から掘り屑が吸い上げられて運搬車に搬送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１１－１６９０４６号公報
【文献】特開２００４－１６９３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前述した土砂搬送装置及び搬送装置では、土砂を吸引する吸引管、吸引管に吸引された土砂を搬送する搬送管、吸引管及び搬送管を互いに接続する分岐管、並びに、分岐管に圧縮空気を送り込む送気管とを備える。このように、圧縮空気を搬送管に供給する分岐管を用意する必要がある。よって、土砂の搬送のために特殊な分岐管を用いる必要がある。
【0007】
また、前述したように、分岐管を介して供給される圧縮空気で土砂を搬送する場合には、搬送管の設置の状況によっては、搬送管の内部に詰まりが生じる可能性がある。従って、搬送管の内部に土砂の詰まりが生じて土砂の搬送性が低下する懸念があるので、土砂の搬送性の点において改善の余地がある。
【0008】
本開示は、搬送管の内部における土砂の詰まりを抑制して土砂の搬送性を向上させることができる土砂搬送装置及び土砂搬送方法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】
【0009】
本開示に係る土砂搬送装置は、土砂を搬送する搬送管に接続される鋼管を有し、鋼管に土砂を吸引して搬送管に土砂を搬送するエジェクタと、エジェクタの鋼管に土砂を搬送するための圧縮空気を送り込むコンプレッサと、搬送管及び鋼管の少なくともいずれかの内面に空気を直接噴射する補助空気装置と、を備え、補助空気装置が棒状を呈する本体部を有し、本体部の長さがエジェクタの長さ以上である。
【0010】
この土砂搬送装置は、土砂を搬送する搬送管、鋼管を有するエジェクタ及びコンプレッサを含んでおり、コンプレッサがエジェクタの鋼管に圧縮空気を供給することによってエジェクタの鋼管が土砂を吸入して搬送管に土砂が搬送される。従って、エジェクタの鋼管にコンプレッサから圧縮空気を送り込むことによって土砂の吸引及び搬送を行うことができる。そして、この土砂搬送装置は、コンプレッサ及びエジェクタとは別に搬送管及び鋼管の少なくともいずれかの内面に直接空気を噴射する補助空気装置を備える。従って、コンプレッサ及びエジェクタとは別に内面に直接空気を噴射する補助空気装置を備えることにより、当該内面への土砂の付着を除去できるので、搬送管の内部への詰まりを生じにくくすることができる。また、補助空気装置がエジェクタとは別に設けられることにより、前述した分岐管のような特殊なエジェクタを用意する必要がなく、エジェクタとしては既製のものを用いることができる。よって、補助空気装置が当該内面に空気を直接噴射するので、特殊な分岐管を用いなくても、当該内面への土砂の付着を除去して搬送管の内部における土砂の詰まりを生じにくくすることができる。従って、土砂の搬送性を向上させることができる。
【0011】
補助空気装置は、鋼管の内面に空気を間欠的に噴射してもよい。この場合、エジェクタの鋼管に空気を直接噴射するので、空気の噴射に伴って土砂が詰まりやすいエジェクタの鋼管と搬送管との境目部分に空気が流れ込むことにより、詰まりやすい箇所に対する土砂の付着を効果的に抑制することができる。また、エジェクタの鋼管の内面に間欠的に空気を噴射することにより、土砂の搬送と空気の噴射とのタイミングを分けることが可能となる。
【0012】
補助空気装置は、管状に延びる本体部と、本体部の長手方向の一端において長手方向に交差する方向に開口する空気噴射孔を有する空気噴射部と、を有する空気噴射具であり、空気噴射具は、空気噴射部から鋼管の内面に空気を直接噴射してもよい。この場合、長手方向に交差する方向に開口する空気噴射孔を有する空気噴射具がエジェクタの鋼管又は搬送管の内部に挿入され、当該鋼管又は搬送管の内面に空気噴射孔から直接空気が噴射される。従って、当該内面に空気噴射孔を近づけた状態で当該内面に直接空気を噴射することができるので、当該内面への土砂の付着をより確実に抑制することができる。
【0013】
空気噴射具は、エジェクタの鋼管において鋼管の軸線方向に沿って移動可能とされており、軸線方向に移動しながら鋼管の内面に空気を直接噴射してもよい。この場合、鋼管の軸線方向に沿って空気噴射具を移動させながら鋼管の内面に空気を直接噴射できるので、鋼管、及び鋼管に接続される搬送管における土砂の付着をより効果的に抑制することができる。
【0014】
空気噴射具は、軸線方向に移動すると共に鋼管の軸線を中心として回転しながら鋼管の内面に空気を直接噴射してもよい。この場合、空気噴射具を回転させながら鋼管の内面に空気を直接噴射することにより、鋼管の内面に満遍なく空気を噴射することができる。更に、回転させながら空気を噴射することにより、エルボ管のような簡易な構成を有する空気噴射具を用いた場合であっても回転によって満遍なく空気を噴射させることができる。
【0015】
前述した土砂搬送装置は、搬送管の内部の圧力を測定する圧力測定部と、圧力測定部による圧力の測定結果に応じて補助空気装置を制御する制御部と、を備えてもよい。この場合、搬送管の内部の圧力に応じて制御部が補助空気装置を制御するので、圧力に応じた空気の噴射を行うことができる。従って、制御部が測定された圧力に応じて空気の噴射を制御することにより、内面への空気噴射を効率よく自動的に行うことができる。
【0016】
前述した土砂搬送装置は、エジェクタが土砂を搬送するタイミングと、補助空気装置が鋼管の内面に空気を直接噴射するタイミングとを設定可能なタイミング設定手段を備えてもよい。この場合、タイミング設定手段によって、土砂の搬送のタイミングと、内面への空気の噴射のタイミングとを設定することが可能となる。従って、予め設定されたサイクルで土砂の搬送、及び内面への空気噴射を行うことができるので、内面への土砂の付着を除去しつつ土砂の搬送を効率的に行うことができる。
【0017】
エジェクタが土砂を搬送すると共に、補助空気装置が鋼管の内面に空気を直接噴射してもよい。この場合、エジェクタの吸引による土砂の搬送、及び補助空気装置による内面への空気噴射を共に行うことが可能となる。従って、内面への空気噴射を行って当該内面への土砂の付着を除去しつつ土砂の搬送を行うことができるので、土砂の搬送を更に効率的に行うことができる。
【0018】
搬送管は、上方に延在する立ち上がり部を含んでおり、補助空気装置は、搬送管の土砂の搬送経路における立ち上がり部の上流側の部分に空気を噴射してもよい。搬送管が上方に延在する立ち上がり部を備える場合、立ち上がり部の上流側の部分で土砂の詰まりが生じやすくなることがある。しかしながら、上記のように立ち上がりの上流側の部分に空気を噴射する場合、詰まりやすい当該上流側の部分に直接空気を噴射できる。従って、土砂が詰まりやすい箇所に直接空気噴射を行うことができるので、土砂の搬送性を一層高めることができる。
【0019】
本開示に係る土砂搬送方法は、土砂を搬送する搬送管と、搬送管に接続される鋼管を有するエジェクタとを用いて土砂を搬送する土砂搬送方法であって、鋼管に圧縮空気を送り込んで搬送管に土砂を搬送する工程と、搬送管及び鋼管の少なくともいずれかの内面に補助空気装置が空気を直接噴射する工程と、を備え、補助空気装置が棒状を呈する本体部を有し、本体部の長さがエジェクタの長さ以上である。
【0020】
この土砂搬送方法では、土砂を搬送する搬送管、及び、搬送管に接続される鋼管を有するエジェクタを用いて土砂を搬送する。エジェクタの鋼管に圧縮空気を供給してエジェクタの鋼管が土砂を吸引することによって搬送管に土砂が搬送される。そして、エジェクタによる土砂の搬送とは別に、搬送管及び鋼管の少なくともいずれかの内面に直接空気が噴射される。従って、前述した土砂搬送装置と同様、エジェクタとは別に、内面に直接空気を噴射することにより、当該内面への土砂の付着を除去できるので、搬送管の内部における詰まりを生じにくくすることができる。また、エジェクタによる土砂の搬送とは別に内面への空気噴射を行うことにより、前述した分岐管のような特殊なエジェクタを用意する必要がなく、エジェクタとしては既製のものを用いることができる。よって、特殊な分岐管を用いなくても、内面への空気の直接噴射によって土砂の付着を除去できるので、搬送管の内部における土砂の詰まりを生じにくくすることができる。その結果、土砂の搬送性を向上させることができる。
【発明の効果】
【0021】
本開示によれば、搬送管の内部における土砂の詰まりを抑制して土砂の搬送性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】実施形態に係る土砂搬送装置を模式的に示す図である。
【図4】（ａ）は、空気の直接噴射を行わずに土砂の搬送を行ったときにおける搬送管の有効径の時系列データを模式的に示すグラフである。（ｂ）は、空気の直接噴射を行いながら土砂の搬送を行ったときにおける搬送管の有効径の時系列データを模式的に示すグラフである。
【図9】変形例に係る補助空気装置を示す図である。
【図11】変形例に係る空気補助具を示す図である。
【図13】（ａ）は、空気の直接噴射を行わずに土砂の搬送を行った実験の結果得られた搬送管の断面図である。（ｂ）は、空気の直接噴射を行って土砂の搬送を行った実験の結果得られた搬送管の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下では、図面を参照しながら本開示に係る土砂搬送装置及び土砂搬送方法の実施形態について説明する。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。図面は、理解の容易のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率等は図面に記載のものに限定されない。
【0024】
図１は、本実施形態に係る土砂搬送装置１の概略構成を示す図である。図１に示されるように、土砂搬送装置１は、例えば、工事現場Ａにおいて土砂Ｂを搬送するために用いられる。一例として、工事現場Ａでは、建築構造物を造るために地面Ｇを掘削しており、掘削によって生じた土砂Ｂが土砂搬送装置１によって搬送される。
【0025】
建築構造物が造られた後には掘削箇所の埋め戻しが土砂Ｂによって行われることがあり、埋め戻しに必要な土砂Ｂが土砂搬送装置１によって搬送されてもよい。土砂搬送装置１は、工事現場Ａにおいて掘削された土砂Ｂ、又は埋め戻しに必要な土砂Ｂを搬送する土砂搬送システムであってもよい。
【0026】
土砂搬送装置１は、例えば、内部において土砂Ｂを搬送する第１の搬送管２と、第１の搬送管２に接続された第２の搬送管３と、土砂Ｂの搬送経路における第２の搬送管３の下流側に位置する第３の搬送管４とを備える。以下では、第１の搬送管２、第２の搬送管３及び第３の搬送管４をまとめて搬送管５と称することがある。
【0027】
例えば、第１の搬送管２は土砂Ｂを吸引する吸引管であり、第２の搬送管３は第１の搬送管２から吸引された土砂Ｂを搬送する搬送用ホースである。第１の搬送管２は、例えば、作業者Ｍに持ち上げられると共に、第１の搬送管２の吸引口が土砂Ｂに当てられた状態で土砂Ｂを吸引する。
【0028】
更に、土砂搬送装置１は、第２の搬送管３及び第３の搬送管４の間において土砂Ｂを搬送する搬送手段１０と、搬送管５（第３の搬送管４）の内部に空気を補給する補助空気装置４０と、搬送された土砂Ｂを収容する土砂収容部材７０とを備える。補助空気装置４０は、コンプレッサ１１からの空気の流路を切り替える切り替え部４１と、切り替え部４１から搬送管５に向かって延びる空気供給路４２と、空気供給路４２及び搬送管５を互いに接続する接続部４５とを備える。補助空気装置４０については後に詳述する。
【0029】
搬送手段１０は、土砂Ｂを吸引する鋼管１２ｆを有するエジェクタ１２を備える。第３の搬送管４は、例えば、搬送手段１０の土砂Ｂの搬送経路の下流側から延びる搬送用ホースであり、第３の搬送管４の下流側に設けられた土砂収容部材７０には第３の搬送管４から排出された土砂Ｂが蓄積される。土砂収容部材７０に蓄積された土砂Ｂは、例えば、所定の搬送先に搬送される。
【0030】
一例として、第１の搬送管２は硬質の管であり、第２の搬送管３及び第３の搬送管４はフレキシブル管である。「フレキシブル管」は、例えば、手で容易に向きを変えることが可能な程度の可撓性を有する可撓性ホースである。第２の搬送管３及び第３の搬送管４は、例えば、容易に曲げることが可能であり、且つ耐圧性に優れたホースとすることが可能である。第２の搬送管３及び第３の搬送管４は透明であってもよい。この場合、第２の搬送管３及び第３の搬送管４の内部の土砂Ｂの様子を視認可能とすることができる。
【0031】
例えば、搬送手段１０のエジェクタ１２は、工事現場Ａにおいて地上Ａ１に固定されている。可撓性を有する第２の搬送管３は、第１の搬送管２より長くてもよい。この場合、エジェクタ１２を固定させた状態で第２の搬送管３及び第１の搬送管２をより広い範囲に移動させることが可能となる。例えば、搬送管５の長さは、１０ｍ以上且つ５０ｍ以下（一例として４０ｍ程度）である。
【0032】
第１の搬送管２の内部には搬送手段１０によって土砂Ｂが吸引される。搬送手段１０は、圧縮空気を送り込むコンプレッサ１１と、コンプレッサ１１からの圧縮空気を搬送管５（第３の搬送管４）の内部で加速させるエジェクタ１２と、コンプレッサ１１及びエジェクタ１２を互いに接続する管路１３とを備える。管路１３は、例えば、フレキシブル管（一例としてホース）である。
【0033】
コンプレッサ１１は、例えば、トラックに積載されている。コンプレッサ１１は、管路１３を介して圧縮空気をエジェクタ１２に送り込む。エジェクタ１２は、コンプレッサ１１から管路１３を介して送り込まれた圧縮空気を加速させると共に土砂Ｂの搬送方向Ｄへの空気流を生じさせる。
【0034】
図２は、エジェクタ１２の例を示す部分断面図である。図１及び図２に示されるように、エジェクタ１２は、コンプレッサ１１からの圧縮空気Ｋが導入される導入管１２ｂと、導入管１２ｂから分岐する分岐管１２ｃと、分岐管１２ｃの導入管１２ｂとの反対側で合流する合流管１２ｄと、合流管１２ｄから第３の搬送管４まで延びる鋼管１２ｆとを含んでいる。
【0035】
導入管１２ｂの内部には、コンプレッサ１１からの圧縮空気Ｋが送り込まれる。導入管１２ｂの内部に送り込まれた圧縮空気Ｋは、分岐管１２ｃのそれぞれに流れ、各分岐管１２ｃを経て合流管１２ｄにおいて合流し、その後、鋼管１２ｆ及び第３の搬送管４に沿って流れる。
【0036】
エジェクタ１２の内部において圧縮空気Ｋが流れることにより、圧縮空気Ｋの流れが加速し、エジェクタ１２の上流側に位置する第２の搬送管３及び第１の搬送管２の内部に負圧が生じる。この負圧によって、第１の搬送管２の吸引口からエジェクタ１２の鋼管１２ｆの内部、及び搬送管５の内部に土砂Ｂが吸引される。そして、搬送管５の内部において搬送方向Ｄに土砂Ｂが搬送される。
【0037】
本実施形態に係る土砂搬送装置１は、図３に示されるように、鋼管１２ｆの内面１２ｇに空気Ｒを噴射する補助空気装置２０を備える。例えば、補助空気装置２０は、管状に延びる本体部２１と、本体部２１の長手方向Ｌの一端において長手方向Ｌに交差する方向に開口する空気噴射孔２２ｂを有する空気噴射部２２とを備える空気噴射具２０Ａである。空気噴射具２０Ａは、例えば、先端がＬ字状に曲げられたエルボ管である。空気噴射具２０Ａは、例えば、エジェクタ１２から第２の搬送管３が外された状態で鋼管１２ｆの内部に挿入される。
【0038】
空気噴射具２０Ａは、鋼管１２ｆの内部において鋼管１２ｆの軸線Ｘが延びる方向である軸線方向Ｃに沿って移動可能とされている。また、空気噴射具２０Ａは、軸線Ｘを中心として回転可能とされている。このように、空気噴射具２０Ａが軸線方向Ｃに沿って移動可能であって且つ軸線Ｘを中心として回転可能であることにより、鋼管１２ｆの内面１２ｇの広い領域に対して空気Ｒを直接噴射することが可能となる。「直接噴射」とは、空気の噴射口と内面との間に何も介在させずに当該噴射口からの空気が直接当該内面に当たることを意味している。
【0039】
また、補助空気装置２０は、空気噴射具２０Ａを軸線方向Ｃに沿って移動させる移動機構、及び、軸線Ｘを中心として空気噴射具２０Ａを回転させる回転機構の少なくともいずれかと、当該移動機構及び当該回転機構を制御する制御部と、を備えてもよい。この場合、空気噴射具２０Ａの移動又は回転を自動的に行うことができるので、内面１２ｇへの空気Ｒの直接噴射をより効率よく行うことが可能となる。
【0040】
本体部２１は、棒状を呈する。本体部２１の長さ（長手方向Ｌの長さ）は、例えば、エジェクタ１２の長さ（鋼管１２ｆの長さと、エジェクタ１２の鋼管１２ｆ以外の部分の長さと、を合わせた長さ）以上である。これにより、補助空気装置２０の空気噴射部２２を鋼管１２ｆの一端から他端まで移動させることが可能となるので、内面１２ｇの全ての領域に対する空気Ｒの噴射が可能となる。
【0041】
本体部２１の幅（外径）をｄ（ｍｍ）、鋼管１２ｆの内径をＤ（ｍｍ）とすると、ｄ／Ｄの値は、例えば、０．２５以上且つ０．８０以下であってもよい。ｄ／Ｄの値が０．８０以下であることによって鋼管１２ｆへの空気噴射具２０Ａの挿入を容易に行うことが可能となる。ｄ／Ｄの値が０．２５以上であることにより、鋼管１２ｆの内部における空気噴射具２０Ａの移動を安定して行えると共に鋼管１２ｆの内面１２ｇに空気噴射孔２２ｂを近づけやすくすることが可能となる。
【0042】
空気噴射具２０Ａの空気噴射部２２における長手方向Ｌに交差（一例として直交）する方向の長さをＥとすると、Ｅ／Ｄの値は、例えば、０．５以上且つ０．９以下であってもよい。Ｅ／Ｄの値が０．９以下であることによって鋼管１２ｆ内における空気噴射具２０Ａの移動を容易に行うことができる。Ｅ／Ｄの値が０．５以上であることにより、鋼管１２ｆの内面１２ｇへの空気噴射孔２２ｂから空気Ｒの直接噴射を容易に行うことができる。
【0043】
補助空気装置２０（空気噴射具２０Ａ）を用いた鋼管１２ｆの内面１２ｇへの空気Ｒの直接噴射（内面１２ｇの清掃）は、例えば、間欠的に行われる。一例として、補助空気装置２０による鋼管１２ｆの内面１２ｇへの空気Ｒの噴射は、土砂Ｂの搬送を行っていないときに行われる。
【0044】
図４（ａ）は、補助空気装置２０による鋼管１２ｆの内面１２ｇへの空気Ｒの直接噴射を行わない場合の鋼管１２ｆの有効径の時系列データを示し、図４（ｂ）は、補助空気装置２０による鋼管１２ｆの内面１２ｇへの空気Ｒの直接噴射を間欠的に行った場合における鋼管１２ｆの有効径の時系列データを示している。「鋼管の有効径」は、例えば、長手方向に直交する平面で鋼管を切断した鋼管の断面の総面積のうち空洞となっている部分の面積（土砂の搬送に有効な部分の面積）の割合を示している。
【0045】
図４（ａ）に示されるように、鋼管１２ｆの内面１２ｇに対する空気Ｒの直接噴射を行わずに土砂Ｂの搬送を行う場合には、時間の経過と共に鋼管１２ｆの内面１２ｇに対する土砂Ｂの付着が生じ、鋼管１２ｆの有効径が徐々に小さくなる。これに対し、図４（ｂ）に示されるように、鋼管１２ｆの内面１２ｇに対する補助空気装置２０による空気Ｒの直接噴射を定期的に（一定時間おきに）行う場合には、空気Ｒの直接噴射によって鋼管１２ｆの有効径を回復することが可能である。図４（ｂ）の例では、６０秒～３００秒の間土砂Ｂの吸引及び搬送を行った後に、補助空気装置２０による空気Ｒの直接噴射を行った例を示しているが、時間が経過しても鋼管１２ｆの有効径が低下していない（完全に消失することはない）ことが分かる。
【0046】
図３に示されるように、補助空気装置２０は、例えば、圧力測定部２６と、圧力測定部２６による圧力の測定結果に応じて補助空気装置２０を制御する制御部２７と、補助空気装置２０によって空気Ｒを噴射するタイミングを設定可能なタイミング設定手段２８とを備える。圧力測定部２６は、鋼管１２ｆに取り付けられてもよい。圧力測定部２６は、例えば、鋼管１２ｆの内部の圧力を測定する圧力センサである。一例として、圧力測定部２６は、搬送管５又は鋼管１２ｆの外周面に取り付けられた状態で搬送管５又は鋼管１２ｆの内部の圧力を測定する。
【0047】
制御部２７は、圧力測定部２６によって測定された圧力を電気信号として受信する。そして、制御部２７は、圧力測定部２６によって測定された圧力に応じて空気噴射具２０Ａからの空気Ｒの噴射を制御する。例えば、制御部２７は、圧力測定部２６によって測定された圧力が閾値以上となったときに空気噴射具２０Ａに制御信号を入力して空気噴射具２０Ａに空気Ｒを噴射させるようにしてもよい。
【0048】
タイミング設定手段２８は、例えば、空気噴射具２０Ａによる空気Ｒの噴射のタイミングを設定可能とされている。一例として、タイミング設定手段２８には、空気Ｒの噴射時間、及び空気Ｒの噴射停止時間、を設定可能とされている。更に、タイミング設定手段２８には、土砂Ｂの搬送のタイミング、及び空気噴射具２０Ａによる空気Ｒの噴射（清掃）のタイミング、を設定可能とされていてもよい。以上の圧力測定部２６、制御部２７及びタイミング設定手段２８は、後述する補助空気装置３０、補助空気装置４０、補助空気装置５０又は補助空気装置８０に設けられていてもよい。
【0049】
図５（ａ）は、変形例に係る補助空気装置３０の横断面を示す図である。図５（ｂ）は、補助空気装置３０の側面、及び鋼管１２ｆの断面を示す図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、補助空気装置３０は、長手方向Ｌに沿って延びる本体部３１と、本体部３１の長手方向Ｌの一端において長手方向Ｌに交差する方向に開口する空気噴射孔３２ｂを有する空気噴射部３２とを備える空気噴射具３０Ａである。
【0050】
空気噴射具３０Ａは、空気噴射具２０Ａと同様、鋼管１２ｆの内部において鋼管１２ｆの軸線方向Ｃに沿って移動可能、且つ軸線Ｘを中心として回転可能とされている。なお、空気噴射具３０Ａは、空気噴射部３２が放射状に形成される複数の空気噴射孔３２ｂを備え、複数の空気噴射孔３２ｂから放射状に空気Ｒが噴き出されるため、軸線Ｘを中心として回転させなくても、鋼管１２ｆの内面１２ｇに満遍なく空気Ｒを噴射することができる。
【0051】
本体部３１は、棒状を呈しており、本体部３１の長手方向Ｌの長さは、空気噴射具２０Ａと同様、エジェクタ１２の長さ以上である。本体部３１の幅（外径）をｆ（ｍｍ）、鋼管１２ｆの内径をＤ（ｍｍ）とすると、ｆ／Ｄの値は、例えば、前述したｄ／Ｄの値と同様とすることが可能である。
【0052】
空気噴射部３２は、例えば、前述した複数の空気噴射孔３２ｂと、本体部３１に接続される接続部３２ｃと、空気噴射孔３２ｂから見て接続部３２ｃの反対側に位置する先端部３２ｄとを有する。空気噴射部３２は、例えば、円板状を呈する。接続部３２ｃの直径（外径）と、先端部３２ｄの直径（外径）は互いに同一である。
【0053】
空気噴射孔３２ｂが形成されている部分の直径は、接続部３２ｃ（先端部３２ｄ）の直径よりも小さい。例えば、複数の空気噴射孔３２ｂが空気噴射部３２の周方向に沿って並ぶように形成されており、各空気噴射孔３２ｂから空気噴射部３２の径方向外側に空気Ｒが噴射される。補助空気装置３０（空気噴射具３０Ａ）による鋼管１２ｆの内面１２ｇへの空気Ｒの噴射は、例えば、補助空気装置２０の場合と同様に行われる。
【0054】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、更なる変形例に係る補助空気装置５０を模式的に示す断面図である。補助空気装置５０は、例えば、土砂Ｂが投入されるホッパ６０に連結されている。ホッパ６０は、例えば、搬送管６を介してエジェクタ１２の鋼管１２ｆに連結されている。例示的な搬送管６は、管状とされた一般部６ｂと、エジェクタ１２に連結される拡径部６ｃとを有する。
【0055】
ホッパ６０は、土砂Ｂが投入される土砂投入部６１と、土砂投入部６１から下部に延び出すと共に搬送管６の内部空間と連通する空間を有する土砂流入部６２と、土砂投入部６１及び土砂流入部６２の間に介在するシャッターゲート６３とを備える。土砂投入部６１は、例えば、上方に向かうに従って拡径する載頭円錐形状の筒体とされており、土砂投入部６１の外周面には、投入された土砂Ｂに振動を与えて土砂Ｂを解すバイブレータ６４が固定されている。
【0056】
土砂流入部６２は、例えば、箱状を呈する。土砂流入部６２は、補助空気装置５０が挿通されると共に搬送管６の内部空間に連通する挿通孔６２ｂを有する。挿通孔６２ｂは、例えば、鋼管１２ｆの軸線方向Ｃに開口しており、挿通孔６２ｂに挿通された補助空気装置５０は搬送管６を介してエジェクタ１２の鋼管１２ｆの内側に入り込む。
【0057】
シャッターゲート６３は、例えば、土砂投入部６１の底部に設けられており、土砂投入部６１及び土砂流入部６２が並ぶ方向に交差する方向（図６では横方向）に出し入れ自在となっている。一例として、シャッターゲート６３は、土砂投入部６１及び土砂流入部６２が並ぶ鉛直方向に交差する水平方向に出し入れ自在とされている。
【0058】
土砂投入部６１及び土砂流入部６２に対してシャッターゲート６３を挿入することによって土砂投入部６１から土砂流入部６２への土砂Ｂの流入を遮断可能である。また、土砂投入部６１及び土砂流入部６２に対してシャッターゲート６３を引くことによって土砂投入部６１及び土砂流入部６２の間の流路を広げて土砂投入部６１から土砂流入部６２に対して土砂Ｂが流入する。土砂投入部６１及び土砂流入部６２に対するシャッターゲート６３の挿入量が調整されることによって、土砂投入部６１から土砂流入部６２への土砂Ｂの流入量を調整可能である。
【0059】
補助空気装置５０は、例えば、管状を呈する空気噴射具５０Ａである。空気噴射具５０Ａは、ホッパ６０（土砂流入部６２）を介してエジェクタ１２の鋼管１２ｆに挿入される。空気噴射具５０Ａは、空気噴射具５０Ａの長手方向の一端に位置する端面に開口する第１噴射口５１と、空気噴射具５０Ａの側面に開口する第２噴射口５２とを有する。
【0060】
第１噴射口５１からは、例えば、ホッパ６０及び搬送管６を介して鋼管１２ｆの内面に空気Ｒが噴きつけられる。一例として、第１噴射口５１からは、空気Ｒが広がるように噴き出し、噴き出した空気Ｒが鋼管１２ｆの内面１２ｇに沿うように噴射される。なお、第１噴射口５１からの空気Ｒは、土砂Ｂに対して噴射されて土砂Ｂの搬送を補助してもよい。
【0061】
空気噴射具５０Ａは、例えば、複数の第２噴射口５２を備える。複数の第２噴射口５２は、例えば、空気噴射具５０Ａの周方向に沿って並ぶと共に空気噴射具５０Ａの長手方向に沿って並んでいる。従って、第２噴射口５２が鋼管１２ｆの内面１２ｇに対向するように補助空気装置５０が鋼管１２ｆに挿入された状態で各第２噴射口５２から空気Ｒを内面１２ｇに直接噴射することにより、内面１２ｇの広い範囲に対する空気Ｒの噴射を効率よく行うことが可能となる。また、空気噴射具５０Ａは鋼管１２ｆに対して軸線方向Ｃに沿って移動可能とされているので、空気噴射具５０Ａを移動させながら鋼管１２ｆの内面１２ｇの全体に対して効率よく空気Ｒを噴射することができる。
【0062】
図１及び図７に示されるように、土砂搬送装置１は、補助空気装置２０，３０，５０と共に、又は補助空気装置２０，３０，５０とは別に補助空気装置４０を備える。例えば、搬送管５（第３の搬送管４）は上方に延在する立ち上がり部５ｂを含んでおり、補助空気装置４０は立ち上がり部５ｂの上流側の部分に空気を噴射する。
【0063】
補助空気装置４０の切り替え部４１は、例えば、コンプレッサ１１からエジェクタ１２まで延びる圧縮空気の経路（管路１３）に設けられる。一例として、切り替え部４１は、空気の流路を切り替える切り替えコック４４を備える。例えば、切り替えコック４４を手動で切り替えることによって、コンプレッサ１１からの圧縮空気の流れを管路１３及び空気供給路４２のいずれかに切り替えることが可能である。
【0064】
なお、コンプレッサ１１から搬送管５（フレキシブル管である第３の搬送管４）に圧縮空気を供給する例に代えて、コンプレッサ１１とは別のコンプレッサが搬送管５に圧縮空気を供給してもよい。この場合、補助空気装置は、当該コンプレッサと、当該コンプレッサから搬送管５に圧縮空気を供給する空気供給路を備えればよいので、切り替え部４１を不要とすることができ、空気供給部の構成を簡易にすることができる。
【0065】
図１及び図８に示されるように、補助空気装置４０は、搬送管５と空気供給路４２とを互いに接続する接続部４５を備える。一例として、接続部４５は、空気供給路４２が接続される開口部４５ｂを有するエルボ管である。接続部４５は、例えば、開口部４５ｂと、互いに離間する一対の搬送管５（第３の搬送管４）を互いに接続する第１の部分４５ｃ及び第２の部分４５ｄとを有する。
【0066】
例えば、第１の部分４５ｃはエルボ管のＬ字の横の部分（一例として、水平方向に延びる部分）であり、第２の部分４５ｄはエルボ管のＬ字の縦の部分（一例として、鉛直方向に延びる部分）である。例えば、第１の部分４５ｃには搬送管５の土砂の搬送経路の上流側が接続され、第２の部分４５ｄには搬送管５の土砂の搬送経路の下流側が接続される。
【0067】
開口部４５ｂは、第１の部分４５ｃと第２の部分４５ｄの間に設けられており、例えば、空気供給路４２からの空気Ｒを第２の部分４５ｄ及び搬送管５の内部に供給する。空気供給路４２は、例えば、ホース又はチューブ等のフレキシブル管であり、嵌合によって開口部４５ｂに接続される。なお、開口部４５ｂに対する空気供給路４２の接続構造は、図８の例に限られず適宜変更可能である。
【0068】
前述したように、接続部４５の開口部４５ｂに空気供給路４２が接続されて空気供給路４２を介して空気Ｒが搬送管５に供給されることにより、立ち上がり部５ｂがある搬送管５の内面５ｃに直接空気Ｒを供給することが可能となる。その結果、搬送管５の内部における土砂Ｂの閉塞が抑制される。第１の部分４５ｃ及び第２の部分４５ｄのそれぞれに対する搬送管５の接続は、例えば、ホースクランプ４５ｆによって行われる。しかしながら、接続部４５に対する搬送管５の接続手段は、ホースクランプ４５ｆに限られず、適宜変更可能である。
【0069】
図９は、変形例に係る補助空気装置８０を示している。補助空気装置８０は、補助空気装置４０と同様、例えば、搬送管５の立ち上がり部５ｂに設けられる。補助空気装置８０は、空気噴射具であるエアスコップ（空気掘削具）８１と、エアスコップ８１からの空気Ｒを搬送管５に供給する供給管部８５とを備える。供給管部８５は、例えば、前述した接続部４５と同様、立ち上がり部５ｂの上流側に設けられる。
【0070】
一例として、供給管部８５は、エアスコップ８１が取り付けられる第１取付部８６と、搬送管５におけるエジェクタ１２の鋼管１２ｆに接続された部分が取り付けられる第２取付部８７と、搬送管５の立ち上がり部５ｂの部分が取り付けられる第３取付部８８とを備える。
【0071】
図１０は、供給管部８５を拡大させた斜視図である。図１０に示されるように、第１取付部８６は、供給管部８５を覆った状態で供給管部８５を封止すると共にエアスコップ８１が挿通される弾性部材８６ｂと、弾性部材８６ｂを供給管部８５に締め付けるクランプ８６ｃと、弾性部材８６ｂからのエアスコップ８１の抜けを防止する紐状部材８６ｄとを備える。
【0072】
弾性部材８６ｂは、エアスコップ８１が挿入される挿入孔８６ｆを有する。例えば、挿入孔８６ｆの内径はエアスコップ８１の外径以下とされており、エアスコップ８１は挿入孔８６ｆに押し込まれた状態で弾性部材８６ｂに保持されている。クランプ８６ｃは供給管部８５を覆う弾性部材８６ｂを供給管部８５に締め付けている。
【0073】
紐状部材８６ｄは、エアスコップ８１に括り付けられる環状部８６ｇと、環状部８６ｇから第３取付部８８に向かって延びる曲線部８６ｈと、曲線部８６ｈを供給管部８５に縛り付ける環状部８６ｊとを有する。紐状部材８６ｄによってエアスコップ８１は供給管部８５に括り付けられるので供給管部８５からのエアスコップ８１の抜けをより確実に抑制することができる。
【0074】
図１１は、補助空気装置８０のエアスコップ８１の例を示している。図１１に示されるように、エアスコップ８１は、長手方向Ｄ１に長く延びると共に、長手方向Ｄ１に交差する交差方向Ｄ２に一定量延び出している。エアスコップ８１は、例えば、エアスコップ８１の一端において圧縮空気を受け入れる受け入れ部８２と、エアスコップ８１の他端に位置しており圧縮空気を噴射する噴射ノズル８３と、受け入れ部８２及び噴射ノズル８３を互いに接続する持ち手８４とを備える。
【0075】
一例として、受け入れ部８２は、圧縮空気をエアスコップ８１に導入する導入管が取り付けられる取付部８２ｂと、取付部８２ｂから延び出すホース８２ｃと、持ち手８４に接続されると共に圧縮空気の供給路を開閉するバルブ部８２ｄとを備える。例えば、取付部８２ｂの外周面には雄螺子が形成されており、この雄螺子に上記の導入管のジョイント部の雌螺子が螺合することによって受け入れ部８２に当該導入管が接続される。ホース８２ｃは、取付部８２ｂから延びると共に取付部８２ｂに対して９０°曲げられている。バルブ部８２ｄは、例えば、ボールコックであり、バルブ部８２ｄの把持部８２ｆが回動することによって圧縮空気の供給路が開閉される。
【0076】
持ち手８４は、例えば、バルブ部８２ｄから噴射ノズル８３まで直線状に延びている。一例として、持ち手８４は、バルブ部８２ｄに接続される第１の管状部８４ｂと、噴射ノズル８３に接続される第２の管状部８４ｃと、第１の管状部８４ｂ及び第２の管状部８４ｃを互いに接続する第３の管状部８４ｄとを備える。一例として、第１の管状部８４ｂ及び第２の管状部８４ｃは共に金属製であり、第３の管状部８４ｄは可撓性材料によって構成されている。
【0077】
噴射ノズル８３は、第２の管状部８４ｃの先端に固定された管状部分であり、噴射ノズル８３の内部にはエアスコップ８１の外部に噴射する圧縮空気が供給される。エアスコップ８１の噴射ノズル８３は、例えば、供給管部８５の内部に挿入されており、供給管部８５の内部に位置する噴射ノズル８３の先端部８３ｂから供給管部８５及び搬送管５の内面に直接空気が噴射される。なお、補助空気装置２０の空気噴射具２０Ａに代えて、エアスコップ８１をエジェクタ１２の鋼管１２ｆに挿入して鋼管１２ｆの内面１２ｇに直接空気を噴射してもよい。
【0078】
図１２は、土砂収容部材７０を拡大した側面図である。図１及び図１２に示されるように、土砂収容部材７０は、土砂Ｂの搬送経路における搬送管５（第３の搬送管４）の下流側の端部に位置する吐出口４ｆに設けられている。土砂収容部材７０は、例えば、蓋部７２と、蓋部７２に覆われる容器７３と、容器７３に収容される袋部材７５とを備える。
【0079】
土砂収容部材７０は、例えば、ねじ込み管継手７１を更に備える。一例として、蓋部７２は、搬送管５の内部において搬送された土砂Ｂが流入する流入部７２ｂと、搬送管５の下流側の端部に位置する吐出口４ｆが固定される固定部７２ｃと、袋部材７５及び容器７３を封止する封止部７２ｄとを備える。吐出口４ｆにはねじ込み管継手７１が接続されており、ねじ込み管継手７１は固定部７２ｃにねじ込まれる雄螺子部７１ｂを有する。
【0080】
固定部７２ｃは、ねじ込み管継手７１を受容する部位であって、ねじ込み管継手７１の雄螺子部７１ｂが螺合する雌螺子部７２ｆを有する。固定部７２ｃの雌螺子部７２ｆにねじ込み管継手７１の雄螺子部７１ｂが螺合することによって蓋部７２にねじ込み管継手７１及び搬送管５が固定される。
【0081】
流入部７２ｂは、流入した土砂Ｂが衝突する衝突部７２ｇを備える。衝突部７２ｇは、例えば、土砂Ｂの搬送方向、及び土砂Ｂの落下方向（例えば鉛直下方）の双方に対して傾斜する傾斜部７２ｈを含む。流入部７２ｂに流入した土砂Ｂは、衝突部７２ｇの傾斜部７２ｈに当たって搬送方向から落下方向に方向転換した後に袋部材７５に入り込む。
【0082】
一例として、傾斜部７２ｈは、土砂Ｂが衝突するゴム板を含んでいてもよい。この場合、土砂Ｂは、傾斜部７２ｈのゴム板に当たるので、蓋部７２に対する土砂Ｂの衝撃が当該ゴム板によって緩和される。しかしながら、例えば土砂Ｂの粒径が小さく、傾斜部７２ｈへの衝撃力が大きくない場合には、傾斜部７２ｈがゴム板を有しなくても、傾斜部７２ｈに細かい土砂Ｂが付着することによって当該土砂Ｂがクッションとして機能する。
【0083】
上記では、ねじ込み管継手７１を備える土砂収容部材７０について説明した。しかしながら、土砂収容部材７０は、ねじ込み管継手７１以外の手段（例えば、テープ）によって、搬送管５（第３の搬送管４）の吐出口４ｆに接続されてもよい。土砂収容部材の構成については、前述した土砂収容部材７０の例に限られず、適宜変更可能である。
【0084】
次に、本実施形態に係る土砂搬送方法について説明する。まず、図１に示されるように、搬送管５（第１の搬送管２、第２の搬送管３及び第３の搬送管４）並びに搬送手段１０を用意して、第１の搬送管２、第２の搬送管３、エジェクタ１２（鋼管１２ｆ）及び第３の搬送管４を互いに接続して土砂搬送装置１を設置する（設置する工程）。このとき、エジェクタ１２に管路１３を介してコンプレッサ１１を接続すると共に、管路１３及び搬送管５（第３の搬送管４）に補助空気装置４０を設置する。
【0085】
以上のように土砂搬送装置１の設置を終えた後には、第１の搬送管２の吸引口を土砂Ｂに当ててコンプレッサ１１からエジェクタ１２の鋼管１２ｆに圧縮空気を送り込むことにより、エジェクタ１２を稼動させる。エジェクタ１２が稼動すると、当該吸引口から搬送管５に土砂Ｂが吸引され、搬送管５の内部における土砂Ｂの搬送が行われる（搬送する工程）。
【0086】
このとき、補助空気装置４０が搬送管５における立ち上がり部５ｂの上流側の部分に空気を送って当該部分における土砂Ｂの詰まりを抑制してもよい。この場合、立ち上がり部５ｂの上流側の部分に土砂Ｂが詰まりそうになった場合でも、補助空気装置４０による搬送管５の内面への空気の直接噴射によって立ち上がり部５ｂにおける詰まりが抑制される（内面に直接空気を噴射する工程）。
【0087】
例えば、第３の搬送管４を通った土砂Ｂは、吐出口４ｆを通って土砂収容部材７０に収容される。土砂Ｂは、土砂収容部材７０の袋部材７５に蓄積される。袋部材７５の内部に土砂Ｂが満杯になった後には、一旦土砂Ｂの吸引を停止する。そして、満杯になった袋部材７５を別の袋部材７５に交換し、再度、土砂Ｂの吸引及び搬送を実行する。
【0088】
図１及び図３に示されるように、例えば、土砂Ｂの搬送を開始して一定時間（一例として６０秒～３００秒）経過した後に鋼管１２ｆから第２の搬送管３を外して鋼管１２ｆに補助空気装置２０（空気噴射具２０Ａ）を挿入する。そして、補助空気装置２０を軸線方向Ｃに沿って移動させると共に軸線Ｘを中心として補助空気装置２０を回転させながら鋼管１２ｆの内面１２ｇに空気Ｒを噴射して内面１２ｇの清掃を行う。このように、エジェクタ１２の鋼管１２ｆの内面１２ｇに空気Ｒを噴射していく（内面に直接空気を噴射する工程）。
【0089】
以上のように、鋼管１２ｆの内面１２ｇへの空気Ｒの噴射を終えた後には、再度第２の搬送管３を鋼管１２ｆに接続し、前述したように土砂Ｂの搬送を再度行う。以上のように、鋼管１２ｆの内面１２ｇへの空気Ｒの直接噴射と、土砂Ｂの搬送とを繰り返す。そして、全ての土砂Ｂの吸引及び搬送を行った後に一連の工程が完了する。
【0090】
次に、本実施形態に係る土砂搬送装置１及び土砂搬送方法の作用効果について詳細に説明する。本実施形態に係る土砂搬送装置１及び土砂搬送方法では、土砂Ｂを搬送する搬送管５、鋼管１２ｆを有するエジェクタ１２及びコンプレッサ１１を含んでおり、コンプレッサ１１がエジェクタ１２の鋼管１２ｆに圧縮空気を供給することによってエジェクタ１２の鋼管１２ｆが土砂Ｂを吸入して搬送管５に土砂Ｂが搬送される。従って、エジェクタ１２の鋼管１２ｆにコンプレッサ１１から圧縮空気を送り込むことによって土砂Ｂの吸引及び搬送を行うことができる。
【0091】
そして、土砂搬送装置１は、コンプレッサ１１及びエジェクタ１２とは別に搬送管５及び鋼管１２ｆの少なくともいずれかの内面に直接空気Ｒを噴射する補助空気装置２０（補助空気装置４０）を備える。従って、コンプレッサ１１及びエジェクタ１２とは別に内面に直接空気Ｒを噴射する補助空気装置２０（補助空気装置４０）を備えることにより、内面への土砂Ｂの付着を除去できるので、搬送管５の内部への詰まりを生じにくくすることができる。
【0092】
また、補助空気装置２０（補助空気装置４０）がエジェクタ１２とは別に設けられることにより、特殊なエジェクタを用意する必要がなく、エジェクタ１２としては既製のものを用いることができる。よって、補助空気装置２０（補助空気装置４０）が内面に空気Ｒを直接噴射するので、当該内面への付着を除去して搬送管５の内部における土砂Ｂの詰まりを生じにくくすることができる。従って、土砂Ｂの搬送性を向上させることができる。
【0093】
補助空気装置２０は、鋼管１２ｆの内面１２ｇに空気Ｒを間欠的に噴射してもよい。この場合、エジェクタ１２の鋼管１２ｆに空気Ｒを直接噴射するので、空気Ｒの噴射に伴って土砂Ｂが詰まりやすいエジェクタ１２の鋼管１２ｆと搬送管５（第３の搬送管４）との境目部分に空気Ｒが流れ込むことにより、詰まりやすい箇所に対する土砂Ｂの付着を効果的に抑制することができる。また、エジェクタ１２の鋼管１２ｆの内面１２ｇに間欠的に空気Ｒを噴射することにより、土砂Ｂの搬送と空気Ｒの噴射とのタイミングを分けることが可能となる。
【0094】
補助空気装置２０は、管状に延びる本体部２１と、本体部２１の長手方向Ｌの一端において長手方向Ｌに交差する方向に開口する空気噴射孔２２ｂを有する空気噴射部２２と、を有する空気噴射具２０Ａであり、空気噴射具２０Ａは、空気噴射部２２から内面１２ｇに空気Ｒを直接噴射してもよい。この場合、長手方向Ｌに交差する方向に開口する空気噴射孔２２ｂを有する空気噴射具２０Ａがエジェクタ１２の鋼管１２ｆ又は搬送管５の内部に挿入され、鋼管１２ｆ又は搬送管５の内面に空気噴射孔２２ｂから直接空気Ｒが噴射される。従って、当該内面に空気噴射孔２２ｂを近づけた状態で当該内面に直接空気Ｒを噴射することができるので、当該内面への土砂Ｂの付着をより確実に抑制することができる。
【0095】
空気噴射具２０Ａは、エジェクタ１２の鋼管１２ｆにおいて鋼管１２ｆの軸線方向Ｃに沿って移動可能とされており、軸線方向Ｃに移動しながら内面１２ｇに空気Ｒを直接噴射してもよい。この場合、鋼管１２ｆの軸線方向Ｃに沿って空気噴射具２０Ａを移動させながら鋼管１２ｆの内面１２ｇに空気Ｒを直接噴射できるので、鋼管１２ｆ、及び鋼管１２ｆに接続される搬送管５における土砂Ｂの付着をより効果的に抑制することができる。
【0096】
空気噴射具２０Ａは、軸線方向Ｃに移動すると共に鋼管１２ｆの軸線Ｘを中心として回転しながら内面１２ｇに空気Ｒを直接噴射してもよい。この場合、空気噴射具２０Ａを回転させながら鋼管１２ｆの内面１２ｇに空気Ｒを直接噴射することにより、鋼管１２ｆの内面１２ｇに満遍なく空気Ｒを噴射することができる。更に、回転させながら空気Ｒを噴射することにより、エルボ管のような簡易な構成を有する空気噴射具２０Ａを用いた場合であっても回転によって満遍なく空気Ｒを噴射させることができる。
【0097】
前述したように、土砂搬送装置１は、圧力測定部２６と、圧力測定部２６による圧力の測定結果に応じて補助空気装置２０を制御する制御部２７と、を備えてもよい。この場合、搬送管５の内部の圧力に応じて制御部２７が補助空気装置２０を制御するので、圧力に応じた空気Ｒの噴射を行うことができる。従って、制御部２７が測定された圧力に応じて空気Ｒの噴射を制御することにより、内面１２ｇへの空気噴射を効率よく自動的に行うことができる。
【0098】
土砂搬送装置１は、エジェクタ１２が土砂Ｂを搬送するタイミングと、補助空気装置２０が内面１２ｇに空気Ｒを直接噴射するタイミングとを設定可能なタイミング設定手段２８を備えてもよい。この場合、タイミング設定手段２８によって、土砂Ｂの搬送のタイミングと、内面１２ｇへの空気Ｒの噴射のタイミングとを設定することが可能となる。従って、予め設定されたサイクルで土砂Ｂの搬送、及び内面１２ｇへの空気Ｒの噴射を行うことができるので、内面１２ｇへの土砂Ｂの付着を除去しつつ土砂Ｂの搬送を効率的に行うことができる。以上の効果は、補助空気装置２０からだけでなく、補助空気装置３０、補助空気装置４０、補助空気装置５０及び補助空気装置８０からも同様に得られる。
【0099】
エジェクタ１２が土砂Ｂを搬送すると共に、例えば、補助空気装置４０、補助空気装置５０又は補助空気装置８０が内面に空気Ｒを直接噴射してもよい。この場合、エジェクタ１２の吸引による土砂Ｂの搬送、及び補助空気装置４０，５０，８０による内面への空気噴射を共に行うことが可能となる。従って、内面への空気噴射を行って当該内面への土砂Ｂの付着を除去しつつ土砂Ｂの搬送を行うことができるので、土砂Ｂの搬送を更に効率的に行うことができる。
【0100】
搬送管５は、上方に延在する立ち上がり部５ｂを含んでおり、補助空気装置４０，８０は、搬送管５の土砂Ｂの搬送経路における立ち上がり部５ｂの上流側の部分に空気Ｒを噴射してもよい。搬送管５が上方に延在する立ち上がり部５ｂを備える場合、立ち上がり部５ｂの上流側の部分で土砂Ｂの詰まりが生じやすくなることがある。しかしながら、本実施形態のように立ち上がり部５ｂの上流側の部分に空気を噴射する場合、詰まりやすい当該上流側の部分に直接空気を噴射できる。従って、土砂Ｂが詰まりやすい箇所に直接空気噴射を行うことができるので、土砂Ｂの搬送性を一層高めることができる。
【0101】
（実施例）
次に、土砂搬送装置１の実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例の記載に限定されない。図４（ｂ）に示されるように、実施例に係る土砂搬送装置１では、土砂Ｂの搬送を９０秒行った後に、補助空気装置２０による鋼管１２ｆの内面１２ｇへの空気Ｒの直接噴射を３０秒行うサイクルを１０サイクル（２０分間）実行した。一方、比較例に係る土砂搬送装置では、土砂Ｂの搬送のみを２０分間実行した。その実験の結果を図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示す。
次に、土砂搬送装置１の実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例の記載に限定されない。図４（ｂ）に示されるように、実施例に係る土砂搬送装置１では、土砂Ｂの搬送を９０秒行った後に、補助空気装置２０による鋼管１２ｆの内面１２ｇへの空気Ｒの直接噴射を３０秒行うサイクルを１０サイクル（２０分間）実行した。一方、比較例に係る土砂搬送装置では、土砂Ｂの搬送のみを２０分間実行した。その実験の結果を図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示す。
【0102】
図１３（ａ）に示されるように、比較例の土砂搬送装置では、鋼管１２ｆの内部に土砂Ｂの詰まりが生じており、１時間あたりにおける土砂Ｂの搬送量は０．３ｍ３／ｈであった。これに対し、実施例の土砂搬送装置１では、図１３（ｂ）に示されるように、２０分間経過しても鋼管１２ｆの内部に土砂Ｂの詰まりが生じておらず、１時間あたりにおける土砂Ｂの搬送量は０．９ｍ３／ｈであった。このように、実施例に係る土砂搬送装置１では、鋼管１２ｆの内部における土砂Ｂの詰まりを抑制できると共に、土砂Ｂの搬送量を比較例の場合の３倍程度多くできることが分かった。
【0103】
以上、本開示に係る土砂搬送装置及び土砂搬送方法の実施形態及び実施例について説明した。しかしながら、本開示は、前述した実施形態又は実施例に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲において変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。すなわち、土砂搬送装置の各部の形状、大きさ、数、材料及び配置態様、並びに、土砂搬送方法の各工程の内容及び順序は、上記の要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。
【0104】
例えば、前述の実施形態では、管状の本体部２１及び空気噴射部２２を備えるＬ形の補助空気装置２０を備える例について説明した。しかしながら、補助空気装置の態様は、補助空気装置２０に限定されない。例えば、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示されるように、コンプレッサ等の空気供給部９１、空気供給部９１からの空気を通すホース９２、及びホース９２を通る空気Ｒを噴射する噴射部９３を有する補助空気装置９０を備えていてもよい。
【0105】
ホース９２の幅（外径）は、鋼管１２ｆの内径、及び搬送管５の内径よりも小さい。ホース９２は、空気供給部９１から延び出しており、例えば、容易に変形させることが可能な可撓性材料によって構成されている。ホース９２の一端に空気供給部９１が接続されており、ホース９２の他端に噴射部９３が接続されている。噴射部９３は、例えば、鋼管１２ｆの内径、及び搬送管５の内径よりも小さい外径を有する球状を呈する。
【0106】
噴射部９３は、ホース９２から拡張する拡張部９３ｂと、拡張部９３ｂから窪むと共に所定の方向に沿って複数の空気噴射孔９３ｄが並ぶように形成された凹部９３ｃとを有する。凹部９３ｃは、例えば、搬送管５（鋼管１２ｆ）の周方向に沿って延びており、凹部９３ｃの底面には当該周方向に沿って並ぶ複数の空気噴射孔９３ｄが形成されている。
【0107】
以上の補助空気装置９０の噴射部９３及びホース９２を、前述した補助空気装置２０等と同様に、鋼管１２ｆ及び搬送管５に挿入し、噴射部９３の空気噴射孔９３ｄから空気Ｒを放射状に噴射させることによって、搬送管５の内面５ｃ、及び鋼管１２ｆの内面１２ｇ、に空気Ｒを効率よく直接噴射できる。このように空気Ｒを噴射しながらホース９２を鋼管１２ｆの方に引いていくことにより、軸線方向Ｃに噴射部９３を移動させながら空気Ｒを噴射させることが可能となる。従って、内面５ｃ及び内面１２ｇへの効率の良い空気Ｒの噴射が可能となる。
【0108】
また、前述の実施形態では、第１の搬送管２、第２の搬送管３及び第３の搬送管４を備える搬送管５について例示した。しかしながら、搬送管の構成は、当該例示に限られず、適宜変更可能である。更に、前述の実施形態では、ねじ込み管継手７１、蓋部７２、容器７３及び袋部材７５を備える土砂収容部材７０について例示した。しかしながら、土砂収容部材の構成は、上記の例に限られず適宜変更可能である。
【0109】
また、土砂搬送装置は、土砂収容部材を有しなくてもよい。例えば、前述の実施形態では、工事現場Ａにおいて用いられる土砂Ｂの土砂搬送装置１及び土砂搬送方法について説明した。しかしながら、本開示に係る土砂搬送装置及び土砂搬送方法は、工事現場以外の場所で用いられるものであってもよい。
【符号の説明】
【0110】
１…土砂搬送装置、２…第１の搬送管、２ｂ…吸引口、３…第２の搬送管、４…第３の搬送管、４ｆ…吐出口、５…搬送管、５ｂ…立ち上がり部、５ｃ…内面、６…搬送管、６ｂ…一般部、６ｃ…拡径部、１０…搬送手段、１１…コンプレッサ、１２…エジェクタ、１２ｂ…導入管、１２ｃ…分岐管、１２ｄ…合流管、１２ｆ…鋼管、１２ｇ…内面、１３…管路、２０，３０，４０，５０，８０，９０…補助空気装置、２０Ａ，３０Ａ，５０Ａ…空気噴射具、２１，３１…本体部、２２，３２…空気噴射部、２２ｂ，３２ｂ…空気噴射孔、２６…圧力測定部、２７…制御部、２８…タイミング設定手段、３２ｃ…接続部、３２ｄ…先端部、４１…切り替え部、４２…空気供給路、４３…分岐管、４４…切り替えコック、４５…接続部、４５ｂ…開口部、４５ｃ…第１の部分、４５ｄ…第２の部分、４５ｆ…ホースクランプ、５１…第１噴射口、５２…第２噴射口、６０…ホッパ、６１…土砂投入部、６２…土砂流入部、６２ｂ…挿通孔、６３…シャッターゲート、６４…バイブレータ、７０…土砂収容部材、７１…ねじ込み管継手、７１ｂ…雄螺子部、７２…蓋部、７２ｂ…流入部、７２ｃ…固定部、７２ｄ…封止部、７２ｆ…雌螺子部、７２ｇ…衝突部、７２ｈ…傾斜部、７３…容器、７５…袋部材、８１…エアスコップ、８２…受け入れ部、８２ｂ…取付部、８２ｃ…ホース、８２ｄ…バルブ部、８２ｆ…把持部、８３…噴射ノズル、８３ｂ…先端部、８４…持ち手、８４ｂ…第１の管状部、８４ｃ…第２の管状部、８４ｄ…第３の管状部、８５…供給管部、８６…第１取付部、８６ｂ…弾性部材、８６ｃ…クランプ、８６ｄ…紐状部材、８６ｆ…挿入孔、８６ｇ…環状部、８６ｈ…曲線部、８６ｊ…環状部、８７…第２取付部、８８…第３取付部、９１…空気供給部、９２…ホース、９３…噴射部、９３ｂ…拡張部、９３ｃ…凹部、９３ｄ…空気噴射孔、Ａ…工事現場、Ａ１…地上、Ｂ…土砂、Ｃ…軸線方向、Ｄ…搬送方向、Ｄ１…長手方向、Ｄ２…交差方向、Ｇ…地面、Ｋ…圧縮空気、Ｌ…長手方向、Ｍ…作業者、Ｒ…空気、Ｘ…軸線。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】