JP2019523708A - リターン及びシルト槽を備えたコレクタ、バブラー、並びに方法 - Google Patents

Abstract

コレクタは、水路内に空気／酸素／ガスのカーテンを生成するバブラーを形成するための１つ又は複数の空気／酸素／ガス導入ポートを含む。バブラーは、コレクタに一体化することができ、又はコレクタと共にもしくはコレクタなしで使用される別個の構成要素として形成され得る。第１及び第２のポンプは、コレクタキャビティに集められた堆積物の改善された除去を提供する。【選択図】図１５

Description

[0001] 本出願は、２０１６年６月１２日に出願された米国仮特許出願第６２／３４９，０６５号の優先権を主張し、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。

[0002] 本開示は、堆積物、砂、砂利、微粉、有機物、シルト、懸濁物、破片、及び／又は粒子状物質（総称して堆積物と呼ばれる）を水路などから除去する装置、システム、デバイス、及び方法に関する。それは、流れの底部近くを移動するコロイド、重金属、及び汚染物質を除去することもできる。新規なコレクタは、粒子を水柱から落下させるように設計されている。

[0003] 米国特許第６，０４２，７３３号（及び当該特許から優先権を主張する特許）は、河川、小川、入江、灌漑用流路、干潟、河口池、海などの水路からの堆積物の濾過および除去に有効な単純で経済的な構造を提供するコレクタに関する。６，０４２，７３３号特許の詳細は、参照により本明細書に明確に組み込まれる。コレクタは、典型的に水路の底面に設置されるか、又は水路の底面に掘り下げられる。コレクタの先端または上流端は、堆積物を運ぶ水が傾斜を上昇するにつれて水および堆積物を「圧縮」する傾斜またはテーパ状の表面を含む。少なくとも１つの開口部がコレクタの頂点および／または後端付近に設けられ、開口部は、典型的に格子、スクリーン、又はプレスクリーンによって覆われてコレクタ開口部に入り込み得る堆積物のサイズを決定される。開口部は、コレクタの内部キャビティと相互接続して連通している。堆積物を運んでいる水の速度が頂点と後縁を越えて移動すると、水の速度は遅くなり、重い堆積物は流れから落ちて、開口部を通ってコレクタキャビティに入る。

[0004] 堆積物除去通路または吸引通路がキャビティと連通し、収集された堆積物スラリーが周期的に（または連続的に）コレクタから除去される。この堆積物スラリーは、水路の傾斜または海岸に典型的に取り付けられているフィルタに運搬または除去されるのが好ましい。例えば（陸上および／またはコレクタのキャビティ内に収容された）ポンプによって提供される吸引力によって、堆積物スラリーが除去通路を通して案内され、スラリーがフィルタに案内されて水が堆積物から分離される。その後、きれいな又は濾過された水が水路に戻される。システムによっては、堆積物を一定の基準で除去するためにポンプを連続的に運転することが望ましいかもしれないが、ポンプは典型的にはコレクタキャビティに集まった堆積物を除去するために周期的に運転される。それでも、堆積物の量およびコレクタから堆積物を定期的に除去する要求において、コレクタおよび堆積物を除去するプロセスの改善が求められている。

[0005] 上記の技術は、水路からの堆積物の効果的かつ効率的な除去に成功しているが、水路からの特定の種類の堆積物、すなわちシルトの除去にも取り組む必要がある。特に、他の堆積物に加えてシルトを収集することは実質的な改善であり、これまで効果的に達成されていない。また、堆積物の除去に使用されるのと同じ装置でシルトを収集することが望ましい。この除去を達成するために、及び簡易さの目的のために同じコレクタが使用されるので、用語「堆積物」は、本明細書では、水路から収集され除去されるシルト（例えば、細かい有機材料）を含むよう解釈されたい。

[0006] 例えば３０フィート（９．１４４メートル）以上のオーダーで、大規模なコレクタ用にシステムの動作を調整する必要性も存在する。個々のより小さなサイズのコレクタが効果的に製造され、出荷され、及び続いて組み立てられる又は互いに結合され、大規模なコレクタの要求に応えることができる。

[0007] よって、効果的で経済的な方法でこれらの問題および他の問題に取り組むことが求められている。

[0008] 本発明は、簡易で効果的で経済的な方法で上記した要求およびその他を満たすコレクタを提供する。

[0009] 一態様では、コレクタは、水路内に空気／酸素／ガスのカーテンを生成するバブラーを形成するための１つまたは複数の空気／酸素／ガス導入ポートを含む。

[0010] 空気／酸素／ガスは、コレクタから水路に、好ましくは堆積物がコレクタのキャビティ又はホッパーに集められる頂点またはその近くで導入される。

[0011] 別の態様では、コレクタは、圧送シーケンス中に吸引／吸入を制御してキャビティから堆積物を効果的に除去するための機構または手段を含む。

[0012] 好ましいコレクタは、ポンプの速度を制御するために可変周波数駆動装置（ＶＦＤ）及びプログラム可能な論理制御装置（ＰＬＣ）、並びに水流を制御する（典型的に分ガロン（ＧＰＭ）で測定される）同様の物によって制御される第１の（注入）ポンプと第２の（吸引）ポンプと、を含む。

[0013] 例えば、１つの好ましい方法は、コレクタのキャビティ又はホッパー内に移動した堆積物の除去を取り扱う。両方のポンプは最初は停止している。始動時に、第１／注入ポンプが始動され、高い速度（例えば最大ＧＰＭ）で運転される。注入ポンプは、ホッパー内の堆積物と連通する第１／注入ポートを通じて水流を導き、堆積物がほぐされる。その後、第２／吸引ポンプが始動され、第１のポンプと同じ速度で作動され、それによってシステムが第２／吸引ポートを注入ポンプからの水で洗い流すことができる。その後、堆積物と水は吸引ポートを通ってホッパーから出る。第１のポンプの速度が低下し、これにより、ホッパー流を吸引ポート内へ及び吐出口へ吸引することによってポンプの流量の差を相殺することができる。続いて第１のポンプの速度を上げることにより、ホッパーからの堆積物の吸引が減少し、吸引ポート／ラインがシステムを清掃するための堆積物のない吸引水で清掃される。次に、吸引ポンプを清掃した後に停止し、注入ポンプの速度を上げて直接ホッパーに送り込み、コレクタが詰まっていないことを確認する。その後注入ポンプを停止する。

[0014] 本開示の別の態様では、１つ又は複数のガスバブラーがコレクタと作動的に関連付けられている。

[0015] ガスバブラーは、酸素または空気または潜在的に他の可能性のあるガス（本明細書ではガスと総称する）を水路に、好ましくはコレクタ開口部に隣接する領域に導入し、小径の気泡または気泡のカーテンが、水路に運搬されるシルトと相互作用するようにしており、水路とシルトをコレクタ開口部に沈殿させ、続いてシルトを水路から除去し、残りの堆積物がコレクタキャビティに収集される。

[0016] 或る好ましい構成では、コレクタ開口部に隣接してコレクタの幅に沿って一連の隣接する小径アパーチャが設けられて、コレクタから水路内に、特にコレクタ上方の水路内に、上向きに上昇する気泡のカーテンを生成する。

[0017] 別の態様では、好ましい配置は、間隔をあけた関係で（つまり、互いの上流および下流に）配置された第１および第２のガスバブラーを含む。

[0018] さらに別の態様では、ガスバブラーは、コレクタに沿って異なる高さに配置される。

[0019] 以下の詳細な説明を読んで理解することにより、本発明の更に他の利益および利点が当業者に明らかになるであろう。

[0020] 図１は、コレクタの斜視図である。 [0021] 図２は、コレクタの平面図である。 [0022] 図３は、コレクタの端面図である。 [0023] 図４は、ホッパー部の断面図である。 [0024] 図５は、コレクタシステムの概略図である。 [0025] 図６は、例えば図１に示されるようなコレクタのための動作シーケンスの概略図である。 図７は、例えば図１に示されるようなコレクタのための動作シーケンスの概略図である。 図８は、例えば図１に示されるようなコレクタのための動作シーケンスの概略図である。 図９は、例えば図１に示されるようなコレクタのための動作シーケンスの概略図である。 図１０は、例えば図１に示されるようなコレクタのための動作シーケンスの概略図である。 [0026] コレクタに関連するガスバブラーアセンブリの説明を容易にするために選択された部分が切り取られて又は除去されて示されている斜視図である。 [0027] 図８のガスバブラーアセンブリを備えたコレクタの別の代替的な俯瞰図である。 [0028] 相互接続された区画を有するデュアルホッパー配置の内部詳細を示す図である。 [0029] 図８のコレクタの下側からの斜視図である。 [0030] コレクタから物理的に分離することができるガスバブラーアセンブリの斜視図である。 [0031] 図１５のガスバブラーアセンブリの断面図である。 [0032] 図１６の丸で囲んだ部分の拡大詳細図である。

[0033] 図１〜５は、堆積物（砂、砂利、微粉、有機物、シルト、懸濁物、破片、微粒子、コロイド、重金属、及び／又は汚染物質）を選択的に除去するために水路１０２で使用されるコレクタシステム１００を示す。コレクタシステム１００（好ましくは１つ又は複数のコレクタ１０４を含む）は、典型的に、水路１０２の基部または底面１０６に沿って配置および固定されるか、あるいは水路の底面に部分的に埋め込まれ、通常、水路を横切って延びるように、水流（ＷＦ）に対して角度を付けられた方向、又はほぼ垂直な方向に配向される。複数のコレクタ１０４が使用される場合、それらのコレクタは、例えばシステム１００の各端部において、コネクタを介して相互接続される。したがって、一連のコレクタ１０４を、水路１０２の様々な幅または水路の幅の一部にわたって延びるように、例えばデイジーチェーン（daisy-chained）接続するなど、互いに接続してもよい。

[0034] 続けて図１を参照すると、或る種類のコレクタ１０４は、頂部１１４まで延在する前方の傾斜した上側第１面（上流側傾斜）１１２を有するハウジング１１０を含む。頂部は、１つ又は複数の開口部１１６を含み、コレクタ１０４によって水路１０２から除去される物質（堆積物を含む）のサイズをさらに規制する粗いスクリーン又は格子１１８によって覆われてもよい。後方の第２面または下流側傾斜１３０は、通常は第１面１１２よりも大きい角度で頂部１１４から下方に延びている。図示されていないが、後方の面１３０は、開口部１１６に進入しない更なる堆積物を収集するための補助開口部を含んでもよいことを想定されたい。例えば、キャビティが別々の第１（上流）区画１４０ａと第２（下流）区画１４０ｂとに分割されるなど、いくつかの例ではキャビティが複数の区画に分割されているが、開口部１１６および任意の補足開口部は、内部キャビティ又はホッパー１４０と連通する。堆積物除去または吸引通路１４２は、キャビティの区画と連通しており、典型的には水路１０２の側面に沿ってコレクタ１０４から延びる吸引（図示せず）ラインまたは通路に接続されている。シルト除去のために更なる除去／吸引通路１４４が設けられてもよい（図８〜図１２）。

[0035] ポンプ１５２から延びる加圧ライン１５０（例えば、１００ｐｓｉで毎分２００ガロン）は、コレクタ１０４のキャビティ区画１４０と連通し、例えば吸引力が吸引／浚渫ラインに提供されて収集された堆積物をキャビティから引き出すようにエジェクタ内にベンチュリ作用をもたらして、キャビティ区画を洗い流す。ポンプ１５２は、コレクタ１０４内に収容されてもよく、および／または水路の外側に配置されてラインによって水路に相互接続されてもよい。堆積物スラリーの流れは、コレクタ１０４からライン１５４を通って水路１０２の外側に位置する分離器またはフィルタアセンブリ１５６に進む。このようにして、堆積物１５８は、コレクタキャビティ１４０からフィルタ１５６を通って堆積物スラリーを導くことによって水から除去または分離され、清浄水戻りライン１６０が水路１０２に向かって進む。ポンプ１５２は好ましくは水路１０２内に沈められた自身の吸込ライン１６２を有し、それによって効率的な運転のために必要とされた際にライン１５４に圧力流を供給する。

[0036] 隣接するデュアルホッパー（図６〜１０）の使用は、堆積物収集システムをより効率的にし、そして過剰な堆積物がコレクタの頂部に蓄積するときにホッパーの詰まりからの保護を提供する。典型的には、閉ループシステムでは、水がホッパーの頂部に再導入または再注入される。これは堆積物を取り出すための水の再利用を提供するが、注入位置は典型的にホッパーの頂部に近いチャネルの前縁と後縁に位置するので、ホッパーの閉塞に関連する問題を解決するのには役立たない。図６〜図１０に示されるような別の手法は、吸引を直接横切って同軸にホッパーの底部への注入を提供することである。この手法は、反対側の吸引ポートに近接した戻り水を供給する。さらに、これにより、吸引ポートによって吸引されている注入された水に堆積物が混合されるときに混合された堆積物をホッパーから除去する能力が得られる。また、この特徴により、システムは堆積物でロックされることなく排水することができる。特に、コレクタの全幅にわたってコレクタ抽出能力のバランスをとるために吸引水噴射の調整を可能にする様々なオリフィスサイズを有する交換可能なポートを有する交換可能なウレタンマニホールドとして、交互の吸引マニホールドと噴射マニホールドを有することが提案される。吸引計量プレートを使用することにより、必要に応じて堆積物を計量することもできる。

[0037] さらに、横方向に内部に取り付けられた水中浚渫ポンプは、吸引ヘッド距離制限の問題を解決する。つまり、岸に取り付けられたポンプは、吸引ヘッドによるコレクタとポンプとの間の距離のために制限される。この距離制限は、標準的なコレクタを使用することができる用途の数を減らす。しかし、内部に設置される水中浚渫ポンプでは、設置用途において制限の無い距離が提供される。

[0038] 図５の概略的に示されたシステムでは、コレクタ１０４は水路流から堆積物を収集し、内部のポンプシステムを介して堆積物を送り出す。このシステムは、ポンプ作動中に最大約６０％の固形分を除去することができ、水と堆積物はスクリュー分離器に送られる。スクリュー分離器は、堆積物を水から落下させ、堆積物はスクリューの回転に伴って細長い傾斜を上って移動し、水を堆積物からさらに分離させる。「乾燥された」又は脱水された堆積物は、スクリュー分離器シュートからスタック又はコンベヤ上に落とされ、清潔に洗浄された堆積物が市場用に積み重ねられる（例えば、砂など）。堆積物を分離器に運ぶのに使用される水は、コレクタ又は水路に重力で供給される又はポンプで戻され、それによって水路でループが閉鎖される、つまり水が水路に再導入される。

[0039] 図６〜図１０では、本開示のこの態様によるコレクタから堆積物を好適に除去するための動作シーケンスの説明が示されている。図面では、堆積物がホッパーに移動した、又はすでにホッパーに移動していると仮定している。加圧水または注入水、及び吸引ポンプが作動している。注入ポンプおよび吸引ポンプは、可変周波数駆動装置（ＶＦＤ）及びプログラム可能論理制御装置（ＰＬＣ）によって制御されて、オン／オフ及び／又はポンプの速度が制御され、１分あたりの流量またはガロン（ＧＰＭ）が制御される。堆積物の吸引ポートへの直接の移動を防止して吸引ポートの清掃を可能にするために各ポートの上方に配置される切換器については図示していない。

[0040] 好ましいシーケンスは以下の通りである。図６は、圧送開始時のシステムを示す。吸引ポンプは停止しており、注入ポンプは始動して最大ＧＰＭで運転している。各ポートの流れはホッパー内に留まり、堆積物をほぐしてホッパーの詰まりを排除する。

[0041] 次に、図７は、吸引ポンプと注入ポンプとの両方が同じＧＰＭで作動した状態のシステムを示す。これにより、システムは、注入ポンプからの堆積物のない水で吸引を洗い流すことができる。

[0042] 好ましいシーケンスの次のステップにおいて、図８は、設定ＧＰＭで作動する吸引ポンプを示す。注入ポンプは減速し、ポンプＧＰＭの違いは、ホッパー内で吸引の流れ及び排出路へ吸引することによって相殺される。

[0043] 次に、図９は、設定ＧＰＭで作動する吸引ポンプを示す。吸引ＧＰＭに合わせて注入ポンプの速度が上昇する。堆積物の吸引が減少し、吸引ラインがシステムを清掃するための堆積物のない吸引水で清掃される。

[0044] 図１０は、図９の清掃工程後の停止時の吸引ポンプを示している。注入ポンプは、コレクタが詰まっていないことを確認しながら、ホッパーに直接送り込む最大ＧＰＭまで増加される。そして、注入ポンプを停止してシーケンスを終了する。

[0045] コレクタは、砂を好適に予備洗浄するために有利に使用され得る。例えば、水がコレクタ開口部から外側に進むにつれて（図６および図１０）、正方向の流れとは反対方向に格子を通ってコレクタに入る砂から有機物および細粒が取り除かれる。しかしながら、所定の閾値密度の大きな粒子は通過するであろう。逆方向の乱流によって砂の表面から微粉が取り除かれる。流れが十分に大きければ、コレクタの外で砂を保持することもでき、砂利のようなより重い粒子がコレクタで捕獲されることを可能にし得る。当業者は、この特徴により結果として、収集される堆積物のサイズ／種類の微調整が可能になることを理解するであろう。

[0046] 理解を容易にするために、図１１〜図１４に示す実施形態では、同一の参照番号は同一の構成要素を指し、新しい参照番号は新しい構成要素を指すのに使用される。より具体的には、例えば図５に示すようにコレクタ１０４は全体的なコレクタシステムの一部であり、コレクタは水路に設けられるか、又は少なくとも部分的に水路の底面に収容される。ハウジング１１０は、堆積物を受け入れるための１つ又は複数の開口部１１６を有する頂部１１４に通じる第１のまたは上流側傾斜または表面１１２を含む。スクリーン又は格子が、開口部１１６を覆って配置されてコレクタ１０４によって除去される粒子のサイズを制御することが好ましい。第２の又は下流側傾斜または表面１３０が、ハウジングの下流側に配置される。

[0047] この実施形態では、デュアルホッパー１４０ａ、１４０ｂを使用して堆積物（以下でより詳細に説明するようにシルトを含む）を収集する。ホッパー１４０ａ、１４０ｂは互いに隣接して配置されており、ここでは背中合わせまたは上流／下流の関係で示されている。キャビティ又はホッパー１４０ａ、１４０ｂは、上記と同じ方法で堆積物を受け取るように設計されており、同様に、堆積物スラリーは、７３３特許などの当技術分野で周知の方法で、または上記した方法で、コレクタから選択的に送り出される。

[0048] 各ホッパー１４０、１４０ｂは、一例として、コレクタ１０４の幅を広げる別個の部分を含んでもよい。ホッパー１４０ａ、１４０ｂは、スクリーン／格子１１８によって覆われる開口部１１６を通って堆積物を受け取る内部キャビティ１４０を合わせて画定する。各ユニット又はホッパー１４０ａ、１４０ｂは、必要に応じてコレクタのキャビティ内に取り外し可能に挿入される取り外し可能なインサートであってもよい。例えば、ホッパー１４０は、ウレタンなどの耐久性のある耐摩耗性材料から製造され得る。各ホッパーは、堆積物を上端部１７０から狭い第２の端部１７２に一時的に貯留して移送する概して漏斗状またはホッパー形状を有する。ホッパー１４０のテーパ付き側壁１７４は、各ホッパーの上部に漏斗作用を提供する。さらに、底部へと堆積物を向けるために、コレクタの幅方向にテーパ状の仕切り１７６（図１２〜図１３）を設けてもよい。言うまでもなく、ホッパーを取り外し可能なインサートとして形成する必要はなく、代わりに、同じ機能を実行するためにテーパ状の側壁をコレクタに形成してもよいことが当業者には理解されよう。

[0049] 理解されるように、堆積物スラリーがコレクタキャビティから圧送されるとき、コレクタキャビティは開口部を通して水路と連通するため、吸引力によって更なる水および堆積物が水路から引き込まれる。特定の用途では、圧送シーケンス中にコレクタに入る取水量を減らす又は制限することが望ましい。他の例では、コレクタによって収集される材料の種類を調整すること、つまり、水路から除去される堆積物の種類をさらに制御することが望ましい。７３３特許から知られているように、コレクタ表面の傾斜、並びに開口部のサイズおよび格子／スクリーンのメッシュサイズは、概してどのサイズおよび種類の材料が集められるかを決定する。しかしながら、場合によっては、平らなコレクタ（つまり、傾斜面のないコレクタ）が依然として望ましいかもしれず、水路から除去される材料の種類の選択性を好適に可能にするかもしれない。下流側傾斜の代わりに第２の上流側設計傾斜を追加することにより、潮汐または沿岸用途などの双方向モードでコレクタを使用することが可能になる。

[0050] 第１および第２のガスバブラー２００、２１０（図１１）がコレクタ１０４内に設けられている。間隔を空けて配置されたガスバブラーは、例えばそれぞれのポート２１２、２１４を介して空気、酸素、又は他のガスを受け取る。ガスバブラー２００、２１０は、この構成では、コレクタの全幅にわたって延びるように示されている。各ガスバブラー２００、２１０は、ポート２１２、２１４を介してガス供給源と連通する一連の小さな開口部を有し、コレクタから水路内に上向きに上昇するバブルのカーテンを生成する。また明らかなように、上流側ガスバブラー２００は下流側ガスバブラー２１０とは異なる高さに配置され、この特定の実施形態では上流側ガスバブラー２００は上流側ホッパー１４０ａと下流側ホッパー１４０ｂの隣接するテーパ状の壁間の頂点に配置されており、下流側ガスバブラー２１０は、下流側ホッパー１４０ｂの下流側テーパ状壁のほぼ中間の高さに配置された棚部２２０上に配置されている。

[0051] ガスバブラーは、酸素または空気または他の可能性のあるガス（本明細書ではガスと総称する）を水路に、好ましくはコレクタ開口部に隣接する領域に導入し、小径の気泡または気泡のカーテンが、運搬されるシルトと相互作用するようにしており、水路とシルトをコレクタ開口部に沈殿させ、続いてシルトを水路から除去し、残りの堆積物がコレクタキャビティに収集される。一連の隣接する小径アパーチャが、コレクタ開口部に隣接してコレクタの幅に沿って設けられて、コレクタから上向きに上昇する泡のカーテンを生成し、そこを通ってガスがバブラーから水路へ、特にコレクタ上方の水路へ通過する。したがって、ガスバブラーを備えている場合、砂、小さな砂利などの粒子状物質を除去することに加えて、コレクタシステムは、水路からシルトを除去する要求にも対処する。

[0052] 図１５〜図１７は、水路を処理する際にコレクタアセンブリから物理的に分離されるように意図されているガスバブラーアセンブリ３００を示す。より具体的には、ガスバブラーアセンブリは、例えば製造、組立、荷送、及び展開において柔軟性を可能にする押出ウレタン本体、ハウジング、または構造体３００である。ガスバブラーアセンブリ３００は、平坦な面として示されるか下側の第１の面３０２を有し、バブラーアセンブリを水路の底部に受容することを可能にしている。本体の上側の第２の面３０４は、水路内の水がバブラーアセンブリ３００の上を流れることを可能にする。そのために、本体３００の上流側縁部３０６は緩やかな傾斜または傾斜面であり、第２の縁部３０８はより急な表面、又は角を画定する。

[0053] ガスバブラーアセンブリ３００は、好ましい構成では、本体の全長にわたって延びる第１及び第２の細長い開口部３１０、３１２によって形成された取付構造を含む。好ましくは、開口部３１０はバブラーアセンブリ３００の上流側縁部３０６に隣接し、開口部３１２は下流側縁部３０８に隣接して配置される。開口部３１０、３１２は、それぞれ固定部材、例えばステンレス鋼ケーブル３１４を受容するように寸法決めされ、そのうちの１つのみが図１５に示されている。理解されるように、ケーブル３１４は、細長い本体の両端部３１６、３１８から外向きに延びている。ケーブル３１４は、隣接するバブラー（図示せず）に設けられた同様の開口部に延在して、バブラーが水路または水路の一部を横切って端から端まで一緒に固定されるように、１つのバブラー本体３００を隣接する本体に接合できるようにする。次いで、ケーブル３１４を所望の固定構造、例えばバブラーアセンブリを水路内の所定の位置に保持するための木、桟橋、杭などに固定することによって、本体３００の近位端部および終端部が水路に固定される。

[0054] さらに、ガスバブラーアセンブリ３００は、バブラー本体の全長にわたって延在し、符号３３４、３３６で表されるそれぞれのガスライン（図１５）を介して供給される加圧された（例えば空気、酸素などの）ガス供給源（図示せず）（図示せず）と流体連通する第１および第２のガスまたは気道通路３３０、３３２を含むことが好ましい。バブラー本体３００は端と端を接する関係で互いに固定されるため、隣接する本体におけるガス通路３３０、３３２が互いに流体連通するように適切な相互接続構造が設けられることが好ましい。ガスは本体３００を縦方向に通過し、それぞれガス通路３３０、３３２と連通してバブラー本体の表面３０４を通って外向きに開口する小径開口部３４０、好ましくはＶ字形の開口部を介して水路に導入される。開口部３４０は、本体表面３０４の長さに沿って周期的に離間して設けられることが好ましい。水路に固定されてガスが供給ライン３３４、３３６を介して通路３３０、３３２に導入されると、バブルカーテンがバブラー本体の表面３０４から上昇する。本明細書の先の実施形態で説明したバブラーと同じ方法で、バブルカーテンは、シルトなどの水路内の粒子と相互作用し、それによって粒子が落下し、粒子状物質および堆積物に付着した粒子／シルト／汚染物質は、コレクタによって効果的に除去される。

[0055] 他の改良点は、バブラー本体３００の長さにわたっても延びる化学薬品注入チャンバ又は通路３５０を含むことである。通路３５０は、例えば、フェライト、ミョウバンなどの汚染除去または水質改善を目的とする１つ又は複数の既知の可溶性化学物質を受け入れるように構成され、好ましくは可溶性形態で通路に供給される。好ましくは、通路３５０および関連する開口部３５２は、水路内に放出されたときに気泡の攪拌作用が水路内の化学物質の所望の混合を引き起こすようにバブルカーテンの上流に配置される。これは、水が上流位置から自然に進み、開口部３４０から放出された第１および／または第２のバブルカーテンを通って下流に通過するときに、開口部３５２から放出された可溶性化学物質を水路全体に分配するのに役立つ。

[0056] 図１５〜図１７に示される構造の検討から理解されるように、図１６の断面構造は、製造を容易にするためにバブラー本体を押出構造する方法を示す。通路または開口部３１０、３１２、３３０、３３２、及び３５０のそれぞれは、バブラー本体３００の全長にわたって延びることが好ましい。開口部３４０、３５２は、続いて、所望の通路３３０と連通するように上面３０４に形成されてもよい。加えて、開口部３１０、３１２は、本体を水路に固定するためにケーブルを受け入れる。固定されると、押し出された本体を平面形態で出荷するか、あるいは出荷を容易にするために巻き取ることができ、そして上述のように、２つ以上のバブラー本体を一緒に接合して必要に応じて長尺バブラーを提供することができる。本明細書では、最良の形態を含む本開示を説明するために、また当業者が本開示を製作および使用することを可能にするために例を使用している。本開示の特許性のある範囲は特許請求の範囲によって定義され、当業者が相当し得る他の例を含み得る。そのような他の例は下流に隣接して位置している。同一のコンセプトと異ならない構造的要素またはプロセスステップを有する場合、あるいはそれらが実質的に異なる等価な構造的要素またはプロセスステップを含む場合、特許請求の範囲の射程内であることが意図される。

[0057] さらに、本開示は、審査のために最初に提示された構成要素および／またはステップの組合せ、並びに請求項の組合せに対する保護を求めるとともに、審査過程における他の構成要素および／またはステップの組合せ、並びに請求項に対する潜在的な保護を求めることを目的とする。例えば、図１〜図１０の第１の実施形態の選出された特徴は、図１１〜図１４の第２の実施形態の選出された特徴と共に使用することができ、逆もまた同様である。さらに、図１５〜図１７の実施形態は、同様に、図１〜図１０の第１の実施形態または更に他のコレクタアセンブリと共に使用することができる。さらに、本明細書で説明されている概念は、すべてのアプリケーションに対して完全に適用し得るものである。好ましくは、本発明は、摩耗点および配管にＨＤＰＥ構成要素を使用するが、同じ利点を達成する代替の材料もまた考慮され得る。典型的なコレクタは案内（escort）なしで慣習的なセミトレーラーに合うことができるように各セクション１１’（３．３５２８メートル）、１１．５”（０．２９２１メートル）幅の３０’（９．１４４メートル）の下流の間隔、コレクタの底を含んで格子の上部まで８４”（２．１３３６メートル）の高さを含み、３０４ステンレス鋼格子が３’１１”（１．１９３８メートル）の下流距離を有する１”（０．０２５４メートル）バーを有し、約２４，０００ポンド（１０８８６．２１７キログラム）の各セグメントの総重量を有する。４つの吊り上げポイントが設けられていることが好ましい。セグメントは亜鉛メッキボルトのような締結具でしっかり止められている。複数のセグメントが組み立てられた後、２０”（０．５０８０メートル）スケジュール４０鋼管のような２”の通路が各セグメントに設置され、次に１８” （０．４５７２メートル）ＤＲ１１ＨＤＰＥ配管のような連続通路が設置され、例えば５と１／２”（０．１３９７メートル）ポート穴などのポート又は開口部があけられてポートが設置される。これにより、最終的に消耗するすべての構成要素を交換できる。１８”（０．４５７２メートル）ＨＤＰＥ配管は、このシステムでは土砂が配管内で流れ落ちるのを防ぐために２５００〜４５００ＧＰＭ（９４６３．５３〜１７０３４．３５ＬＰＭ）の範囲のポンプが必要であることを意味する。構成要素は、海洋グレード要素（marine grade components）で塗装されたエポキシなどの適切な耐食材料でコーティングされる。繰り返しとなるが、これらは好ましい製造方法および組み立て方法である。

[0058] コレクタは、典型的に、金属、ウレタン、及び／又はコンクリートなどの耐久性のある材料から製造される。バブラーは、ウレタン材料で形成されるのが好ましいが、本発明の範囲および意図から逸脱することなく、意図する用途および環境に特に適した様々な他の構成の材料を用いてコレクタ及び／又はバブラーを形成することができる。

Claims (31)

1. 関連水路に気体を導入するためのバブラーであって、
   第１の端部から第２の端部まで延びる細長い形状の上面を有するハウジングと、
   前記第１の端部から前記第２の端部まで前記ハウジングを通って延びる第１の通路と、
   前記第１の通路に受け入れられるように寸法決めされ、当該第１の通路を通って延びて前記ハウジングを前記関連水路に固定する接続ケーブルと、
   前記第１の端部から前記第２の端部までハウジングを通って延びる第１の気道と、
   前記第１の気道と連通する前記上面を貫通して延びる複数の開口部と、
   を備えるバブラー。
2. 前記水路に可溶性化学物質を導入するための複数の開口部のいくつかと連通する化学物質チャンバをさらに備える、請求項１に記載のバブラー。
3. 前記第１の気道から離間して設けられて前記第１の端部から前記第２の端部まで前記ハウジングを通って延びる第２の気道を更に備え、前記第２の気道は前記複数の開口部のいくつかと連通する、請求項１に記載のバブラー。
4. 前記ハウジングを前記関連水路に固定するために前記第１の端部から前記第２の端部まで前記ハウジングを通って延びる第２の通路を更に備える、請求項１に記載のバブラー。
5. 前記ハウジングが、前記ハウジングを容易に押出成形することを可能にする押出可能な断面構成を有する、請求項１に記載のバブラー。
6. バブラーと一体化されたコレクタアセンブリであって、
   関連水路における関連底面に受け入れられるように構成された下側の第１面、及びその上を水が流れる上側の第２面を有するコレクタハウジングであって、前記第２面の開口部を介して前記関連水路と流体連通する内部キャビティを更に含み、上流端に第１の傾斜を有し、下流端に第２の傾斜を有する、コレクタハウジングと、
   前記コレクタハウジングと作動的に関連付けられ、前記関連水路内へ加圧ガスを放出する前記開口部に隣接して配置された第１のバブラーと、
   前記コレクタハウジングと作動的に関連付けられ、前記関連水路内へ加圧ガスを放出する前記開口部に隣接して配置され、前記第１のバブラーから間隔をあけて配置された第２のバブラーと、
   を備えるコレクタアセンブリ。
7. 前記第１および第２のバブラーが、前記コレクタハウジングの前記上流端と前記下流端との間で互いに離間している、請求項６に記載のコレクタアセンブリ。
8. 前記第１および第２のバブラーが、前記コレクタハウジングの前記第１面と前記第２面との間の方向で互いに離間している、請求項７に記載のコレクタアセンブリ。
9. 前記第１および第２のバブラーが、前記コレクタハウジングの前記第１面と前記第２面との間の方向で互いに離間している、請求項６に記載のコレクタアセンブリ。
10. 前記キャビティが、前記コレクタハウジングの前記上流端と前記下流端との間で互いに向き合った第１および第２のキャビティ部分に分割されている、請求項６に記載のコレクタアセンブリ。
11. 前記第１のバブラーが、前記第１のキャビティ部分と前記第２のキャビティ部分との間に配置されている、請求項１０に記載のコレクタアセンブリ。
12. 前記第２のバブラーが前記第２のキャビティ部分の下流端に隣接して配置されている、請求項１１に記載のコレクタアセンブリ。
13. 前記第２バブラーは、前記第１バブラーが前記第１面から離間しているよりも前記第１面から離間して前記第２キャビティ部分に配置されている、請求項１２に記載のコレクタアセンブリ。
14. 前記キャビティと連通する排出路を更に含み、前記排出路を通して前記キャビティ内に収集された堆積物が前記コレクタハウジングから除去される、請求項６に記載のコレクタアセンブリ。
15. 関連水路から堆積物を除去するためのコレクタアセンブリであって、
    前記関連水路における関連底面に受け入れられるように構成された下側の第１面、及びその上を水が流れる上側の第２の面を有するコレクタハウジングであって、前記第２面の開口部を介して前記関連水路と流体連通する内部キャビティを更に含み、上流端に第１の傾斜を有し、下流端に第２の傾斜を有する、コレクタハウジングと、
    前記キャビティと連通して第１のポンプから前記キャビティ内に加圧流体を注入する第１ポートと、
    前記第１ポートから離間した位置で前記キャビティと連通しており、前記キャビティから水および堆積物を除去する第２ポートと、
    前記キャビティからの堆積物の除去を取り扱う制御部であって、
    前記第１のポンプを作動させることによって前記第１ポートを通じて水を導き、前記キャビティ内の堆積物をほぐし、
    前記第２のポンプを作動させて前記第２のポートを第１のポンプからの水で洗い流し、
    前記第１および第２のポンプを作動させ続けて前記第２のポートを通じて前記キャビティから堆積物および水を除去し、
    前記第２のポンプを作動させて前記キャビティから堆積物及び／又は水を除去し続けながら、前記第１のポンプの速度を減少させ、
    前記第１のポンプの速度を増加させ、前記第２のポンプを停止させ、その後に前記第１のポンプを停止させる、制御部と、
    を備えるコレクタアセンブリ。
16. 前記制御部は、前記第２のポンプを停止した後、且つ前記第１のポンプを停止する前に、前記第１のポンプの速度を増加させる、請求項１５に記載のコレクタアセンブリ。
17. 前記第２のポンプを動作させる処理には、前記第１のポンプの速度を減少させる処理を実行するまで前記第２のポンプを前記第１のポンプと同じ速度で動作させる処理が含まれる、請求項１５に記載のコレクタアセンブリ。
18. 前記コレクタハウジングと作動的に関連付けられ、前記関連水路内へ加圧ガスを放出する前記開口部に隣接して配置されたバブラーを更に備える、請求項１５に記載のコレクタアセンブリ。
19. 前記コレクタハウジングと作動的に関連付けられ、前記関連水路内へ加圧ガスを放出する前記開口部に隣接して配置され、前記第１のバブラーから間隔を空けて配置された第２のバブラーを更に備える、請求項１８に記載のコレクタアセンブリ。
20. 前記第１および第２のバブラーが、前記コレクタハウジングの前記上流端と前記下流端との間で互いに離間している、請求項１９に記載のコレクタアセンブリ。
21. 前記第１および第２のバブラーが、前記コレクタハウジングの前記第１面と前記第２面との間の方向で互いに離間している、請求項２０に記載のコレクタアセンブリ。
22. 前記第１および第２のバブラーが、前記コレクタハウジングの前記第１面と前記第２面との間の方向で互いに離間している、請求項１９に記載のコレクタアセンブリ。
23. 前記キャビティが、前記コレクタハウジングの前記上流端と前記下流端との間で互いに向き合った第１および第２のキャビティ部分に分割されている、請求項１９に記載のコレクタアセンブリ。
24. 前記第１のバブラーが、前記第１のキャビティ部分と前記第２のキャビティ部分との間に配置されている、請求項２３に記載のコレクタアセンブリ。
25. 前記第２のバブラーが前記第２のキャビティ部分の下流端に隣接して配置されている、請求項２４に記載のコレクタアセンブリ。
26. 前記第２バブラーは、前記第１バブラーが前記第１面から離間しているよりも前記第１面から離間して前記第２キャビティ部分に配置されている、請求項２５に記載のコレクタアセンブリ。
27. キャビティと連通する第１および第２のポートと、第１および第２のポンプと、前記第１および第２のポンプの作動を制御する制御部とを含む、水路堆積物コレクタアセンブリの前記キャビティから堆積物を除去する方法であって、
    前記第１のポンプを作動させることによって前記第１のポートを通じて水を導き、前記キャビティ内に集められた堆積物をほぐし、
    前記第２のポンプを作動させて前記第２のポートを第１のポンプからの水で洗い流し、
    前記第１および第２のポンプを作動させ続けて前記第２のポートを通じて前記キャビティから堆積物および水を除去し、
    前記第２のポンプが前記キャビティから堆積物及び／又は水を除去し続けている間に前記第１のポンプの速度を減速させ、
    前記第１のポンプの速度を増加させ、前記第２のポンプを停止させ、その後に前記第１のポンプを停止させる、方法。
28. 前記第２のポンプを停止した後、且つ前記第１のポンプを停止する前に、前記第１のポンプの速度を増加させることを更に含む、請求項２７に記載の方法。
29. 前記第２ポンプを動作させる処理には、前記第１のポンプの速度を減少させる処理を実行するまで前記第２のポンプを前記第１のポンプと同じ速度で動作させる処理が含まれる、請求項２７に記載の方法。
30. 前記コレクタアセンブリが、関連水路にガスを導入するためのバブラーを含む、請求項２７に記載の方法。
31. 前記バブラーが、
    第１の端部から第２の端部まで延びる細長い形状の上面を有するハウジングと、
    前記第１の端部から前記第２の端部まで前記ハウジングを通って延びる第１の通路と、
    前記第１の通路に受け入れられるように寸法決めされ、当該第１の通路を通って延びて前記ハウジングを前記関連水路に固定する接続ケーブルと、
    前記第１の端部から前記第２の端部までハウジングを通って延びる第１の気道と、
    前記第１の気道と連通する前記上面を貫通して延びる複数の開口部と、
    を備える、請求項３０に記載の方法。