JP2005220598A

JP2005220598A - 河川底の堆積土砂清浄装置

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Publication number: JP2005220598A
Application number: JP2004028976A
Authority: JP
Inventors: Yoshisuke Nagaba; 吉資長場
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2005-08-18

Abstract

【課題】相当量の水流量がある河川における簡易でしかも効率もよく、コストの安い清浄装置を提供することを目的としている。
【構成】
堆積した土砂を清掃するための空気噴出パイプを河川等の底に配置し、該空気噴出パイプを誘導パイプにより空気タンクに接続し、該誘導パイプに開閉弁を設けると共に該空気タンクに圧縮空気を生成するためのコンプレッサを接続し、前記空気噴出パイプに河川等の下流方向及び水面方向に向けて噴出孔を設け、該噴出孔から圧縮空気を噴出させて河川等の底に堆積した土砂を浮遊させ、下流方向に流すことにより河川底を清浄するようにしたことを特徴としている。
【選択図】
図１

Description

この発明は、河川等の底に堆積した土砂を清浄するための装置に関するものである。

従来から大雨やその他の理由によって、河川等の流水には土砂が浮遊している状態が発生し、下流の流速が緩くなったところでは土砂が堆積しやすい。このために、堆積した土砂を清浄するための装置が開発されてきた。河川等の底に堆積した土砂を放置しておくと河川等の水が停滞し、洪水や氾濫の原因となって、不都合が生じるからである。また、河川等に障害物、例えば除塵機を設置した場合や下底に段差がある流域では水流が急速に減少し、水中に浮遊していた土砂が水流の遅いところで沈殿し、土砂が堆積する。これによって除塵機等の機能が殺がれるという問題が生じる。

このような問題を解決するための従来装置としては、例えば、特許文献１〜特許文献３に開示されているものがある。
特開平０６−１０８４９０号公報（運河等底面清浄装置）特開平０７−２２９１６３号公報（水路等に堆積した泥土の除去装置）特開平０７−２２９１６４号公報（水路等の清浄方法並びにその装置）

特許文献１に記載の装置（従来装置１）は、底面がコンクリートの運河等の清掃に好適な装置で、本装置は運河等の底面の中央部に集泥溝を延長して構築し、その集泥溝の泥土を排出するポンプから構成される浚渫機を浚渫船に搭載した装置である。従来装置１は底面全体の堆積物を集積して吸引除去するものであり、浚渫船を利用していることから、コストが高くなること、及び清掃に長時間を要する等の問題がある。

特許文献２に記載の装置（従来装置２）は、河川等の底に吸引箱を沈めて泥水から泥土のみを回収する装置である。この装置は、吸引箱の底板を斜めに立て配置し、上側面をダイヤフラムで密閉し、吸引箱の前側底部に開口を設けてスクレーパ（掻き込み具）を設け、吸引箱の前側壁に加圧空気の供給口を設けると共に、吸引箱の後側上部に開口を設けて真空ポンプに接続した構成からなり、真空ポンプによる吸引力とコンプレッサからの加圧空気で、水路の汚泥層から水を切りつつ汚泥のみを分離して回収するようにしている。この従来装置１は水と泥土の混合体（泥水）から水底で水を除去し、水を除去した泥土を真空ポンプで陸上まで吸引するために極めて効率が悪いという問題がある。

特許文献３に記載の装置（従来装置３）は、水路等の水底から泥土水を陸上にある装置まで吸い上げて、泥土と水を分離し、水は水路に戻すと共に泥土のみをスクリューで搬出して除去するようにした装置である。この装置は天壁部に真空吸い込み管を設け、中央部に泥土の吸込管と分離水の戻管を設け、下端に泥土の排出口を設けた分離槽と、排出口の下側に泥土搬出用スクリューとを車両に搭載した可搬式の装置である。吸込管と戻管の先端は水没させて、泥水の吸上げにはサイフォンの原理を利用している。

以上に説明した従来装置は何れも河川等の底に堆積した土砂（又は泥土）を水と分離して取り出し、分離した土砂をトラック等で搬出して廃棄するものである。従って、水と土砂を分離する装置と分離した土砂を運搬して廃棄する作業が不可欠で、装置の機構が複雑になり、かつ作業も複雑になるために、コスト及び時間がかかるという問題があった。土砂の堆積が部分的に狭い範囲において起こり、しかも相当量の水流量がある場合にもこれらの装置を適用すると無駄なコストや作業が増えるという課題があった。本発明はこのような場合に適用できる簡易でしかも効率もよく、コストの安い清浄装置を提供することを目的（課題）としている。

本願発明は上記課題を解決するために、以下のように構成している。即ち、
請求項１に記載の発明は、堆積した土砂を清掃するための空気噴出パイプを河川等の底に配置し、該空気噴出パイプを誘導パイプにより空気タンクに接続し、該誘導パイプに開閉弁を設けると共に該空気タンクに圧縮空気を生成するためのコンプレッサを接続し、前記空気噴出パイプに河川等の下流方向及び水面斜め方向に向けて噴出孔を設け、該噴出孔から圧縮空気を噴出させて河川等の底に堆積した土砂を浮遊させ、下流方向に流すことにより河川底を清浄するようにしたことを特徴としている。
本発明は設置方式の装置で、空気噴出パイプにより、圧縮空気を噴出させて河川等の底に堆積した土砂を浮遊させ、下流方向に流すことにより清浄したことを主な特徴としている。

又、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明で、前記空気噴出パイプを下流方向に所定の間隔をおいて複数個を並列に配置し、前記誘導パイプは前記空気タンクに接続したメインパイプと該メインパイプから分岐した分岐パイプで構成したことを特徴としている。
本発明は、下流方向に複数段の噴出パイプを配置したので、土砂を完全に水流中に浮遊させることができる点が主な特徴である。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明で、前記空気噴出パイプを下流方向と直交する直線上に複数個配置して、幅の広い河川等の底に堆積した土砂を清掃するようにしたことを特徴としている。
本発明は川幅の広い河川に対しても容易に適用可能とした点が主な特徴である。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３記載の発明で、前記河川底の堆積土砂清浄装置を除塵機の下流に設けたことを特徴としている。
本発明は除塵機と組み合わせて、その下流に設置することにより除塵機の機能が十分に発揮できるようにしたことが主な特徴である。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４記載の発明で、前記空気噴出パイプと前記誘導パイプの接続部、又は該誘導パイプと前記メインパイプの接続部を着脱可能に構成して現場組立てを容易にしたことを特徴としている。
本発明は現場組立てを容易にしたことを主な特徴としている。

請求項６に記載の発明は、河川等の底に堆積した土砂を清掃するための空気噴出パイプの下側に、該空気噴出パイプを堆積した土砂の中に沈めるためのサブ空気噴出パイプを設け、沈降を容易にするための錘と移動時に使用するための吊部を設けたことを特徴としている。
本発明は可搬式としたことを主な特徴としている。

請求項７に記載の発明は、請求項６記載の発明で、前記サブパイプは少なくとも下向き方向の空気噴出孔を設けたことを特徴としている。
請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７記載の発明で、前記空気噴出パイプは全周方向に向けて空気噴出孔を設けたことを特徴としている。

本発明によれば、土砂と水を分離する装置や分離した土砂を運搬する装置が不必要であり、装置のコストが安くなるという効果が得られる。また、清浄作業は圧縮空気を噴出するだけであり、清浄作業が単純でしかも短時間で行えること、並びに土砂を運搬する等の作業が無いために作業が清潔であり、且つ作業が容易であるという効果も得られる。

実施形態１は設置式の清浄装置で、実施形態２は可搬式の清浄装置について説明する。
＜実施形態１＞
図１は本発明を実施した最もシンプルな構成を示した実施例である。
図１において、河川１１は両岸１２、１２に挟まれており、河川１１の水は図の矢印方向に向かって流れている。河川１１の底１３には土砂１４が堆積している。また、清浄装置２０は、空気タンク２１、誘導パイプ２２（２２ａ、２２ｂ）、空気噴出パイプ２３、開閉弁２４及び圧縮機２５とから構成されている。空気タンク２１は一方の岸に設置された基台２６の上に固定しても良い。

空気噴出パイプ２３は流れ方向に対して略直角方向に河川１１の底１３に配置される。配置場所は流速が急減して土砂が堆積しやすい場所、例えば除塵機の下流側、或いは下底に凹凸のある窪みの上流側等が好ましい。空気噴出パイプ２３の表面には下流方向並びに水面斜め方向に向けて多数の小さな空気噴出口が設けられている。例えば、水面斜め方向は垂直線方向から下流側に略４５度傾けた角度にしてもよい。これによって、上流側に堆積土砂を噴出させることが好ましくない場合（例えば、除塵機の下流側近くに設けた場合等）には、これを阻止することができる。また、空気噴出口の大きさ（直径）は噴出した空気が堆積した土砂を水中に浮遊させるために適度な大きさとし、小さすぎても、また大きすぎても好ましくない。小さすぎると噴出空気が線状になり、周囲の土砂を浮遊させる能力が無くなり、また、大きすぎると噴出速度が小さくなり過ぎて土砂を浮遊させることができない。なお、噴出空気量を一様にするために空気は両端側から供給するのが好ましい。

誘導パイプ２２はメインパイプ２２ａと分岐パイプ２２ｂとから構成され、メインパイプ２２ａと分岐パイプ２２ｂは運搬や現場組立て等の作業を容易にするために分離、接続可能に構成されている。このために接続部２７が設けられている。同様の理由で、分岐パイプ２２ｂと空気噴出パイプ２３も接続部２８を設けて分離、接続可能に構成されている。開閉弁２４は手動弁又は電磁弁であってもよい。又圧縮機２５の能力、空気タンク２１の容積は土砂を清浄するために必要な空気供給量から適当に定める。空気タンク２１を大きくすれば、圧縮機２５の能力（容量）は小さいものでもよい。なお、空気圧は噴出空気が堆積土砂を水流中に舞い上がらせることができるに十分な圧力が必要である。圧縮機２５の原動機はエンジンであってもよいし、電気モータとしてもよい。近くの建物の中から遠隔制御する場合は原動機として電気モータを使用し、開閉弁２４は電磁弁を使用するのが好ましい。

本実施例（実施例１という）は以上の様に構成したので、以下のように機能する。即ち、河川１１の底に土砂１４が適当量（十分な量）堆積したときに、開閉弁２４を閉じた状態で圧縮機２５を作動して、空気タンク２１内に圧縮空気を貯める。空気圧が適当な圧に達したときに、開閉弁２４を急に開いて空気噴出パイプ２３から空気を噴出させる。噴出空気の流れと一緒に周囲の土砂を水面方向、下流方向に舞い上がらせる。これにより土砂は水流中に浮遊して下流に運ばれ、堆積した土砂が清浄される。なお、この他に適当な日数又は時間間隔で空気を噴出させることにより土砂の堆積を防止することもできる。

図２は別の実施例（実施例２）を示した図である。図２は、河川１１中に除塵機３０が設置され、除塵機３０の下流に堆積土砂清浄装置３１を設置した場合を示す。実施例２における清浄装置３１は実施例１における空気噴出パイプ２３の他に流れ方向（図の矢印方向）下流にもう一段別の空気噴出パイプ３３を設けた例である。空気噴出パイプ３３への空気供給は誘導パイプ３２ａ及び誘導パイプ３２ｂによって行われる。その他の構成は実施例１の場合と同じであるので、図示並びに説明は省略している。除塵機３０の内容については公知であり、特に、本願発明の対象ではないので説明は省略する。

実施例２の場合は、障害物等の下流では流水速度が遅くなり、比較的広い範囲にわたって土砂が堆積する。このような場合には空気噴出パイプを２段又は複数段（図２の場合は２段）設けることによって土砂の堆積の防止、又は堆積土砂の清浄が可能である。

図３は更に、別の実施例（実施例３）の上から見た平面図である。実施例３は河川の幅が広い場合である。この場合はメインパイプ３４ａ、３５ａを複数個長さ方向に接続部材３６により接続し、接続したものを流れ方向（図の矢印方向）と直角方向に配置し、空気噴出パイプ３７（３７ａ、３７ｂ）、３８（３８ａ、３８ｂ）を１段又は複数段（図では２段）を平行に配置する。メインパイプ３４ａ、３５ａと空気噴出パイプ３７（３７ａ、３７ｂ）、３８（３８ａ、３８ｂ）との接続は実施例２（図２参照）と同様に誘導パイプ（２２ｂ、３２ａ、３２ｂ）で接続する。なお、この場合開閉弁は適当な位置に複数個接続して、噴出時刻を異ならせて噴出するようにしてもよい。このようにすれば、空気タンク２１、圧縮機２５を小型にすることができる。

＜実施形態２＞
図４は実施形態２の全体構成を示す図で、上半部に平面図を示し、下半部に正面図を示す。図５、図６は各部の断面図を示し、図４の矢印Ａ―Ａ断面、矢印Ｂ―Ｂ断面、矢印Ｃ―Ｃ断面及び矢印Ｄ―Ｄ断面を図５の（Ａ），（Ｂ）、（Ｃ）及び図６（Ｄ）で示す。また、メイン空気噴出パイプ４１の詳細を図６（Ｅ）に示し、サブ空気噴出パイプ４２の詳細を図６（Ｆ）に示す。図４〜図６において、メイン空気噴出パイプ４１の下側にサブ空気噴出パイプ４２を設けている。また、メイン空気噴出パイプ４１の上側に錘４３を設けてメイン空気噴出パイプ４１の沈降を容易にしている（図５参照）。

図５（Ａ）に示すように、メイン空気噴出パイプ４１と錘４３は連結部材４５により固定されている。この固定は、複数箇所（実施形態２では４箇所）で固定されている。サブ空気噴出パイプ４２は、図示省略の方法でメイン空気噴出パイプ４１に固設、又は着脱自在に固定される。また、メイン空気噴出パイプ４１は、図５（Ｂ）に示すように、長さ方向略中央位置に空気誘導パイプ４７が環状を形成するように固設されており、空気誘導パイプ４７の上側面に接続部５３が設けられている。接続部５３は図示されていないゴムホース等により空気タンクから圧縮空気が供給される。同様に、サブ空気噴出パイプ４２は、図５（Ｃ）に示すように、長さ方向略中央位置に空気誘導パイプ４８が環状を形成するように固設されており、空気誘導パイプ４８の上側面に接続部５５が設けられている。

錘４３の両側に、図６（Ｄ）に示すように、上側表面に吊部５０が設けられている。また、メイン空気噴出パイプ４１には、図６（Ｅ）に示すように、複数の空気噴出口５１が設けられている。空気噴出口５１はメイン空気噴出パイプ４１の全周にわたって設けてもよい。なお、空気噴出口５１の直径寸法やピッチは下流側に向けて噴出量が大きくなるようにしてもよい。図６（Ｅ）の左部分にＸ―Ｘから見た断面図を示す。サブ空気噴出パイプ４２も同様に、図６（Ｆ）に示すような複数の空気噴出口５２が設けられている。

実施形態２は以上の様に構成されているので、以下のように機能する。まず、組立ては運搬前に行ってもよいし、一部の組立ては現場で行ってもよい。組立てられた装置に図示省略のゴムホース、又は高圧用ビニール−ホース等で空気タンク（図示省略）と装置の接続部５３、５５とを接続する。空気タンクには２股の接続部を具備しており、かつ２股の各部分に開閉弁を設けたものが好ましい。ホースで接続した後、吊部５０をロープ等で吊りながら、所定の場所、位置に装置を沈める。装置が河川等の底に到達したときに開閉弁を開けてサブ空気噴出パイプ４２から空気を噴出させながら、底深くに沈める。これは堆積土砂があり、空気噴出パイプ４１、４２を堆積土砂の中に深く埋設するためである。メイン空気噴出パイプ４１が土砂中に埋設したら、開閉弁を開いて、メイン空気噴出パイプ４１またはメイン空気噴出パイプ４１とサブ空気噴出パイプ４２の双方から空気を噴出させて堆積土砂を清浄する。

以上、本発明の実施形態を、図を利用して詳細に説明してきた。しかし、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではない。同一範囲と見なされる単なる設計変更や一部の構成の変更があっても、本発明の技術的範囲に属する。

本発明を実施した実施形態１の最もシンプルな構成例を示す。別の第２実施例を示す。更に別の第３実施例を示す。本発明を実施した実施形態２の全体構成を示す。（Ａ）〜（Ｃ）は実施形態２の各部の詳細を示す。（Ｄ）〜（Ｆ）は実施形態２の各部の詳細を示す。

符号の説明

１１本発明を実施する河川等
１３河川の底
１４堆積土砂
２０本発明を実施した堆積土砂洗浄装置
２１空気タンク
２２空気誘導パイプ
２２ａメインパイプ
２２ｂ分岐パイプ
２３空気噴出パイプ
２４開閉弁
２５空気圧縮機
２７，２８パイプ接続部
３０除塵機
４１メイン空気噴出パイプ
４２サブ空気噴出パイプ
４３錘
４７，４８空気誘導パイプ
５３，５５ホース接続部

Claims

堆積した土砂を清掃するための空気噴出パイプを河川等の底に配置し、該空気噴出パイプを誘導パイプにより空気タンクに接続し、該誘導パイプに開閉弁を設けると共に該空気タンクに圧縮空気を生成するためのコンプレッサを接続し、前記空気噴出パイプに河川等の下流方向及び水面斜め方向に向けて噴出孔を設け、該噴出孔から圧縮空気を噴出させて河川等の底に堆積した土砂を浮遊させ、下流方向に流すことにより河川底を清浄するようにしたことを特徴とする河川底の堆積土砂清浄装置。
前記空気噴出パイプを下流方向に所定の間隔をおいて複数個を並列に配置し、前記誘導パイプは前記空気タンクに接続したメインパイプと該メインパイプから分岐した分岐パイプで構成したことを特徴とする請求項１に記載の河川底の堆積土砂清浄装置。
前記空気噴出パイプを下流方向と直交する直線上に複数個配置して、幅の広い河川等の底に堆積した土砂を清掃するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２の何れか１に記載の河川底の堆積土砂清浄装置。
前記河川底の堆積土砂清浄装置を除塵機の下流に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１に記載の河川底の堆積土砂清浄装置。
前記空気噴出パイプと前記誘導パイプの接続部、又は該誘導パイプと前記メインパイプの接続部を着脱可能に構成して現場組立てを容易にしたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１に記載の河川底の堆積土砂清浄装置。
河川等の底に堆積した土砂を清掃するための空気噴出パイプの下側に、該空気噴出パイプを堆積した土砂の中に沈めるためのサブ空気噴出パイプを設け、沈降を容易にするための錘と移動時に使用するための吊部を設けたことを特徴とする河川底の堆積土砂清浄装置。
前記サブパイプは少なくとも下向き方向の空気噴出孔を設けたことを特徴とする請求項６に記載の河川底の堆積土砂清浄装置。
前記空気噴出パイプは全周方向に向けて空気噴出孔を設けたことを特徴とする請求項６又は請求項７の何れか１に記載の河川底の堆積土砂清浄装置。