JP5269959B2 - エアージェッティング装置及び工法 - Google Patents

Description

本発明は、井戸のスクリーンの目詰まりを解消するために洗浄を行う装置及び工法に関する。

長年、揚水を続けた井戸は、水垢や炭酸塩等がケーシングに付着し、スクリーンの目詰まりを生じる。その結果、水位低下、水量減少等の問題が起きる。従って、適切な時期に、目詰まりの原因である付着物を除去する洗浄作業を行うことが、井戸を長期間に亘って良好に利用する上で重要である。

井戸のスクリーンの洗浄工法としては、ブラッシング工法、スワッビング工法、ジェッティング工法等が知られている。図６（ａ）は、ジェッティング工法を用いたスクリーン洗浄の様子を概略的に示した図である。一般的に、井戸の壁は、鋼製のケーシング８０で形成され、ケーシング８０における帯水層に当たる部分が、スクリーン８１となっている。スクリーン８１には多数の孔やスリット等が設けられており、スクリーン８１を通して帯水層から井戸内に水Ｗが透過する。ジェッティング工法に用いる装置は、送水管又は送水ホース１１１により地上から高圧水を供給し、先端のノズル１１２から水ジェットを噴射する（図中の黒矢印）。水ジェットによりスクリーン８１を目詰まりさせている付着物に衝撃を与えて、付着物を剥離し、除去する。なお、噴射中のノズル１１２を適度に回転させることが望ましい。また、ガイド枠１１３を取り付けると、井戸の中心に沿って偏りなく装置を昇降させることができる。

このようなジェッティング工法は、例えば特許文献１〜４に記載されている。特許文献１〜３では、ノズルから噴射される水ジェットの力を利用してノズルが回転するように構成されている。また、特許文献４では、ノズルの下方に圧縮空気を噴出させて井戸内に大きな気泡を生じさせ、大きな気泡に対して高圧水を噴射することで、高圧水を直接的に井戸管の内壁に当てる工法が記載されている。

また、図６（ｂ）は、土砂で埋没した井戸底部を浚渫するためのエアーリフト工法の様子を概略的に示した図である。先ず、リフト管１２２を井戸底部まで降下させる。次に、リフト管１２２の中間位置から分岐しているエアー送管１２１に圧縮空気を送る（白矢印で示す）。リフト管１２２内の水は、空気と混合されることで比重が小さくなり、上昇する。これにより、リフト管１２２の下端から井戸内の水が急速に流入する。このとき、堆積した土砂が巻き込まれ、水とともにリフト管１２２を通って地上に噴出する（灰色矢印）。

特開２００１−１９３１０６号公報 特開２００２−１９２０９４号公報 特開２００９−１８２１４号公報 国際公開２００２／０５５２２５号

特許文献１〜３に示した一般的なジェッティング工法では、高圧水を水中に噴射するため、ノズル噴射口からスクリーンまでの距離が数ｃｍ程度であっても、井戸水の抵抗によって高圧水の圧力は著しく低下してしまう。距離が数ｃｍ程度以上になると、高圧水の圧力をどのように大きくしても、スクリーンに対して十分な衝撃力を及ぼすことはできない。

また、特許文献１〜３で用いられているノズルの回転機構は、ノズルから噴射される高圧水の圧力の一部を回転力に変換してノズルを回転させている。このように洗浄用の高圧水をそのままノズル回転のために兼用する場合、洗浄のための高圧水の圧力や水量の制御と、ノズルの回転速度の制御を独立して行うことができない。例えば、低速回転させながら比較的強い高圧水を噴射したり、逆に高速回転させながら比較的弱い高圧水を噴射したりする制御はできない。

また、特許文献４に示したジェッティング工法のように圧縮空気を噴射し、それにより水中に生じた大きな気泡に対して高圧水を噴射すると、あたかも空気中で高圧水噴射した場合と同程度の衝撃力が得られる。しかしながら、特許文献４では、圧縮空気を斜め下方の一方向にのみ噴射しているため気泡が偏って生じる。また、圧縮空気を送るホースが、高圧水を送るホースの側面に沿って併設されかつ高圧水のノズルの側面に取り付けられているため、装置全体のバランスが悪く、装置の姿勢を鉛直方向に保持し難い。また、斜め下方の一方向にのみ圧縮空気を噴出することで、さらに装置の安定姿勢を確保し難くなる。その結果、スクリーンの目詰まり除去を満遍なく行うことが困難となる。

本発明は、上述した従来技術の種々の問題点に鑑み、高圧水と圧縮空気を組み合わせて井戸のスクリーンを洗浄する装置及び工法であって、洗浄用の高圧水及びノズルの回転速度をそれぞれ最適に制御可能であり、安定して確実に目詰まりを解消できるエアージェッティング装置及び工法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、以下の構成を提供する。なお、括弧内の数字は、後述する実施例を示した図面中の符号であり、参考のために付する。

本発明の第１の態様は、高圧水と圧縮空気を用いて井戸のスクリーン（81）を洗浄するためのエアージェッティング装置（10）であって、
高圧水を供給するために前記装置（10）の中心軸（C）上に配置された高圧水送管（6）と、
前記高圧水送管（6）が上面に接続されかつ前記高圧水送管（6）と連通する内部空間（31d）を具備する高圧水ノズル取付部（3）と、
高圧水をスクリーン（81）に対して噴射するために前記高圧水ノズル取付部（3）の側面に取り付けられかつ前記高圧水ノズル取付部（3）の前記内部空間（31d）と連通する複数の高圧水ノズルと、
圧縮空気を供給するために中心軸（C）上に配置され、前記高圧水送管（6）内及び前記高圧水ノズル取付部（3）の前記内部空間（31d）内を貫通しかつ前記装置（10）の下端まで延在するエアー送管（5）と、
前記エアー送管（5）を通して供給された圧縮空気を放出するために前記エアー送管（5）の下端に接続されかつ中心軸（C）の周りに均等に配置された複数のエアーノズル（12）と、を備え、前記高圧水ノズル取付部（3）は、
前記内部空間（31d）を形成されかつ前記内部空間（31d）内を貫通する前記エアー送管（5）と互いに固定された固定軸部（31）と、
前記固定軸部（31）を囲繞して配置された円筒体であって中心軸（C）の周りで前記固定軸部（31）に対し回転自在でありかつ前記高圧水ノズルの基端部を貫通させて前記固定軸部（31）の内部空間（31d）と連通させる第１円筒部（32）と、
前記第１円筒部（32）の外周面上に固定された円筒体であって前記第１円筒部（32）の一端を超えて中心軸（C）方向に延在する第２円筒部（33）と、
前記第２円筒部（33）の内壁から突出する複数の羽根（34）と、
前記固定軸部（31）の内部空間（31d）と連通し前記固定軸部（31）から中心軸（C）方向に突出して中心軸（C）の周りに配置されかつ中心軸（C）に垂直な面内で噴射可能な複数の回転用ノズル（35）と、を備え、
前記羽根（34）と前記回転用ノズル（35）は、中心軸（C）方向においてほぼ同じ位置にあり、前記回転用ノズル（35）から高圧水が噴射されることにより、前記第２円筒部（33）、前記第１円筒部（32）及び前記高圧水ノズルが一体的に、前記固定軸部（31）に対して回転することを特徴とする。

上記装置において、前記回転用ノズル（35）の噴射方向及び前記第２円筒部（33）の前記羽根（34）の面が、前記第２円筒部（33）の径方向に対してそれぞれ所定の角度（α、β）だけ傾斜して配置されていることが、好適である。

上記装置において、前記回転用ノズル（35）の噴射方向が前記第２円筒部（33）の径方向に対して所定の角度（α）だけ傾斜して配置される一方、前記第２円筒部（33）の前記羽根（34'）の面が前記第２円筒部（33）の径方向に配置されることが、好適である。

上記装置において、前記高圧水ノズル取付部（3）の一方の側面と、前記中心軸（C）を挟んで反対側に位置する他方の側面とに、前記高圧水ノズル（21,22）をそれぞれ一対ずつ取り付け、一対の前記高圧水ノズル（21,22）は互いに平行であってノズル径が異なることが、好適である。

上記装置において、前記高圧水ノズル取付部（3）の１つの直径の両端位置の側面に、同じノズル径の前記高圧水ノズル（21）をそれぞれ１本ずつ取り付けたことが、好適である。

上記装置において、前記高圧水ノズルよりも上方に配置されたエアーリフト部（7）をさらに備え、
前記エアーリフト部（7）は、上端が開口し、下端が閉鎖されかつ側面に吸込み口（71a）を開口したリフト管（71）と、前記吸込み口（71a）より上方側にて前記リフト管（71）から分岐したリフト用エアー送管（72）とを具備し、
前記リフト用エアー送管（72）により前記リフト管（71）内に圧縮空気を送り込むことにより、前記吸込み口（71a）から井戸内の水を吸い込み、前記リフト管（71）を通して揚水可能であることが、好適である。

上記装置において、前記装置（10）を井戸の中心に位置させるために、前記中心軸（C）を中心として所定の径をもつガイド枠（4）を取り付けたことが、好適である。

本発明の第２の態様は、上記いずれかのエアージェッティング装置を用いて井戸のスクリーンの洗浄を行うエアージェッティング工法において、
前記装置（10）を井戸内の所定の深さまで降下させ、同じ高さに保持したまま又は昇降させつつスクリーン（81）を洗浄する工程を有し、
前記工程において、
前記エアー送管（5）を通して複数の前記エアーノズル（12）に圧縮空気を供給して中心軸（C）の周囲に均一に圧縮空気を放出させ、
前記高圧水送管（6）を通して前記高圧水ノズル（21,22）に高圧水を供給してスクリーン（81）に対して噴射させる一方、前記回転用ノズル（35）から高圧水を噴射させて前記第２円筒部（33）の前記羽根（34）に当てることにより、前記高圧水ノズル（21,22）を回転させることを特徴とする。

上記工法において、前記リフト用エアー送管（72）を通して圧縮空気を供給し、前記リフト管（71）の前記吸込み口（71a）から井戸内の水とともにスクリーン（81）から除去された付着物（G）を吸い込んで上昇させ、地上にて、揚水された水の色により洗浄状況を確認することが、好適である。

上記工法において、スクリーン（81）に適用される高圧水の圧力が所定の強さとなるように、前記高圧水ノズル（21,22）の噴射口とスクリーン（81）との間の距離を所定の距離以下とするべく、井戸の径に応じて長さ（L）の異なる高圧水ノズル（21,22）に交換することが、好適である。

本発明によるエアージェッティング装置又は工法では、中心軸上に配置されたエアー送管と、エアー送管の下端に接続され中心軸の周りに均等に配置された複数のエアーノズルとにより、装置下端から圧縮空気が放出されるので、中心軸の周囲にエアー（気泡）が均一に供給される。これにより、高圧水ノズルの周囲の水は、均一に分散した気泡によって一様に比重が軽くなり、高圧水に対する抵抗が一様に低くなる。この結果、高圧水ノズルから噴射される高圧水は、いずれの方向に対して噴射される場合にも強力かつ均等な衝撃力を及ぼすことができる。よって、作業中の装置の安定性が維持され、確実な付着物除去が実現される。

本発明によるエアージェッティング装置又は工法では、高圧水ノズル取付部において、第２円筒部の複数の羽根と、固定軸部の複数の回転用ノズルとを設け、回転用ノズルから羽根に対して高圧水を噴射することにより、第２円筒部とともに第１円筒部及び高圧水ノズルを回転させる。従来技術では、高圧水ノズルから噴射される高圧水自体により高圧水ノズルの回転力を得ていたが、その場合は、噴射される高圧水の圧力及び水量と回転速度とを独立して制御することは困難であった。本発明では、例えば、高圧水ノズルから噴射される高圧水の圧力等が同じであっても、回転用ノズルのノズル径を変えることにより、回転速度を変えることが可能となる。これにより、高圧水ノズルをゆっくりと回転させつつ高い圧力及び水量で高圧水を噴射するという作業も可能となる。

本発明によるエアージェッティング装置又は工法では、装置の上部にエアーリフト部を設けたことにより、スクリーン洗浄により除去された付着物とともに揚水された水の色により洗浄状況を確認できる。従来のエアーリフト工法は、井戸底部の埋没浚渫に用いるものであったが、本発明ではこれを、除去された付着物の回収と洗浄状況確認のために利用したものである。
また、エアージェッティング工法とエアーリフト工法を同時に実施することにより、従来発生していた、スクリーン洗浄により除去された付着物の井戸底部への埋没はほとんど発生しなくなる。

さらに、井戸の径に応じて長さの異なる高圧水ノズルに交換することにより、スクリーンの直前で高圧水を噴射することができる。これにより、高圧水の圧力が水の抵抗により失われることなく、スクリーンに対して衝撃力を与えることができる。

本発明によるエアージェッティング装置の稼働状況を示す概略的断面図である。 図１のエアージェッティング装置の部分拡大図である。 （ａ）は図２のＸ断面を概略的に示す図であり、（ｂ）は別の実施例である。 （ａ）は図２のＹ断面を概略的に示す図であり、（ｂ）は別の実施例である。 図１に示した図１のエアージェッティング装置におけるエアーリフト部の部分拡大図である。 （ａ）は、従来のジェッティング工法を用いたスクリーン洗浄の様子を、（ｂ）は従来のエアリフト工法の様子を概略的に示した図である。

以下、実施例を示した図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
本発明は、高圧水と圧縮空気を用いて井戸のスクリーンを洗浄するためのエアージェッティング装置及び当該装置を用いたエアージェッティング工法を提供するものである。本明細書における「エアージェッティング工法」とは、井戸洗浄において水ジェットすなわち高圧水噴射を行う従来のジェッティング工法において、井戸水の抵抗を低減するためのエアー供給を併用した工法を意味する。「エアージェッティング装置」とは、エアージェッティング工法を行うための装置を意味する。

図１は、本発明によるエアージェッティング装置（以下、単に「装置」と称する）１０による洗浄作業の状況を示す概略的な縦断面図である。装置１０の上部は地上まで延びているが、図１では主要部である下部のみを示している。井戸のこの部分は、井戸水Ｗで充たされている。井戸は、地層９０の削孔内に砂利充填部８２を介して設置された円筒状の鋼製のケーシング８０を備えている。ケーシング８０の管壁のうち、地下水層に相当する部分は、孔やスリット等を設けたスクリーン８１となっている。スクリーン８１を通して地下水が井戸内に入り込み、井戸水Ｗとして溜まる。

長期間揚水を続けると、スクリーン８１が種々の付着物Ｇにより目詰まりを生じる。スクリーン８１の洗浄作業は、装置１０を井戸内の所定の深さまで降下させ、同じ高さに保持したまま、又は、昇降させつつ行う。

装置１０は、高圧水（図中の黒矢印）を供給するために装置１０の中心軸Ｃ上に配置された高圧水送管６を有する。高圧水は、地上の高圧水ポンプに接続された高圧水ホース６１を介して高圧水送管６に供給される。高圧水ホース６１と高圧水送管６の間は、適宜の中継管により接続される。

高圧水送管６は、高圧水ノズル取付部３の上面に接続され、高圧水ノズル取付部３の内部に形成された内部空間と連通しており、この内部空間に高圧水を供給する。

高圧水をスクリーン８１に対して噴射するために高圧水ノズル部２が設けられている。高圧水ノズル部２の各高圧水ノズルは、高圧水ノズル取付部え３の側面に取り付けられている。各高圧水ノズルは、高圧水ノズル取付部３の内部空間と連通しており、この内部空間から高圧水を供給される。高圧水ノズルの噴射口からスクリーン８１に対して高圧水ＷＪが噴射される。

圧縮空気（図中の白矢印）を供給するためのエアー送管５は、中心軸Ｃ上に配置されており、高圧水送管６内を貫通し、さらに高圧水ノズル取付部３の内部空間内を貫通し、装置１０の下端まで延在する。圧縮空気は、地上のコンプレッサに接続された圧縮空気ホース５１を介してエアー送管５に供給される。圧縮空気ホース５１とエアー送管５の間は、適宜の中継管により接続される。

装置１０の最下部に、エアー送管５を通して供給された圧縮空気を放出するエアー放出部１が設けられる。エアー放出部１は、複数のエアーノズルを有し、中心軸Ｃの周りに均等に配置される。図示の例では、２つのエアーノズルが中心軸Ｃについて対向する位置に設けられている。エアー放出部１から放出された圧縮空気は、気泡Ａとなって井戸水の中を上昇する。

装置１０を井戸の中心に位置させるために、中心軸Ｃを中心として所定の径をもつガイド枠４が取り付けられている。ガイド枠４の径は、最も外側の円形枠により規定される。最大の円形枠以外の部分は、任意の形状でよく、複数の線状部材により構成されている。中心軸Ｃ方向における取付け位置も、図示の例に限定されず、洗浄作業に支障のない位置であればよい。

さらに、高圧水ノズル部２よりも上方にエアーリフト部７が設けられている。エアーリフト部７は、スクリーン８１から除去された付着物Ｇを地上に排出するためのものであり、後に詳述する。

図２は、図１の装置１０におけるエアー放出部１、高圧水ノズル部２、高圧水ノズル取付部３、ガイド枠４、エアー送管５及び高圧水送管６を含む部分拡大図である。図２を参照して、装置１０の主要部をさらに詳細に説明する。

高圧水ノズル取付部３は、固定軸部３１と、第１円筒部３２と、第２円筒部３３と、第２円筒部３３に設けられた羽根３４と、固定軸部３１に設けられた回転用ノズル３５とを、主要な要素として備えている。

固定軸部３１は、中心軸Ｃ上に配置され、軸方向中央の管状部分３１ａと、管状部分３１ａよりも大径の上端部分３１ｂ及び下端部分３１ｃとを具備し、これらの内部は空洞となっており、内部空間３１ｄを形成している。高圧水送管６は、上端部分３１ｂの上面に接続され、内部空間３１ｄと連通している。内部空間３１ｄ内には高圧水（図中の黒矢印）が供給される。高圧水送管６及び内部空間３１ｄの内部の中心軸Ｃ上を、エアー送管５が貫通している。高圧水送管６とエアー送管５は二重管を形成している。圧縮空気（図中の白矢印）を供給するエアー送管５は、下端部分３１ｃを突き抜けてさらに下方に延びている。下端部分３１ｃの底部すなわち内部空間３１ｄの底部は、固定具３７により閉鎖される。同時に、固定具３７は、エアー送管５と固定軸部３１とを互いに固定する。

第１円筒部３２は、固定軸部３１の管状部分３１ａを囲繞して配置された所定の厚さの筒壁をもつ円筒体である。第１円筒部３２は、中心軸Ｃの周りで固定軸部３１に対し回転自在である。第１円筒部３２を回転自在とするために、例えば、管状部分３１ａと第１円筒部３２の間にベアリング３６が設けられているが、ベアリング以外の機構でもよい。

第１円筒部３２の内周面の中央近傍には、環状の切欠部分３２ａが形成されている。この切欠部分３２ａは、固定軸部３１の管状部分３１ａに穿設された孔３１ｅを介して内部空間３１ｄと連通している。高圧水ノズル部２の高圧水ノズル２１、２２の各々の基端部は、第１円筒部３２の側面すなわち外周面に取付けられ、第１円筒部３２の筒壁を径方向に貫通し、内周面側の切欠部分３２ａまで延びている。これにより、高圧水ノズル２１、２２は、内部空間３１ｄと連通し、高圧水を供給される。

高圧水ノズル２１、２２は、第１円筒部３２の筒壁により基端部が支持され、水平方向に取り付けられている。高圧水ノズル２１、２２の長さＬは、高圧水ノズルの噴射口とスクリーン８１との間の距離ｄ１が所定の値以下となるように設定される。すなわち、様々な径の井戸に装置１０を適用する場合、高圧水ノズル２１、２２を適切な長さＬのものに交換する。これは、スクリーン８１に適用される高圧水による衝撃力が所定の強さとなることを確保するためである。装置１０に供給する高圧水は、通常、水量７０〜１００リットル／分、吐出圧１０〜１３ＭＰa程度である。この程度の高圧水は、空気中であれば数十ｃｍ離れた対象物に対しても噴射時の圧力をほぼ維持したまま適用できるが、水中では数ｃｍ離れただけで圧力がほとんど失われてしまう。従って、できるだけ高圧水ノズル２１、２２の噴射口を対象物に近づけることが重要である。例えば、距離ｄ１は、常に１ｃｍ程度となるようにする。なお、ガイド枠４とスクリーン８１との間の距離ｄ２は、距離ｄ１よりも短くする。

高圧水の圧力の維持は、装置１０の最下部から圧縮空気を放出することによっても実現される。エアー送管５の下端には、分岐管１１が取り付けられ、分岐管１１に２本のエアーノズル１２が接続されている。２本のエアーノズル１２から周囲に均一に放出された圧縮空気は、気泡Ａとなって上昇する。これにより、高圧水ノズル２１、２２の近傍の井戸水に、多数の気泡Ａが混在することにより、この領域の井戸水の比重が軽くなる。すなわち、井戸水による抵抗が低減され、空気中で高圧水を噴射する状態に近くなる。これにより、高圧水の噴射後の圧力の損失が低減され、高圧水の圧力を有効に利用することが可能となる。

第２円筒部３３は、第１円筒部３２の外周面上に固定された円筒体である。第２円筒部３３の筒壁の厚さは、第１円筒部３２のそれに比べて薄い。第２円筒部３３の一端（図示の例では下端）が第１円筒部３２の外周面の一端（図示の例では上端）の近傍に固定されている。第２円筒部３３の筒壁は、第１円筒部３２の一端を超えて中心軸Ｃの方向に延在している。さらに、円筒部分の内壁から複数の羽根３４が突出している。

一方、固定軸部３１の上端部分３１ｂの上面からは、複数の回転用ノズル３５が中心軸Ｃ方向に突出している。これらの回転用ノズル３５は、第２円筒部３３の筒壁により囲まれている。よって、複数の回転用ノズル３５の噴射口は、第２円筒部３３に設けられた複数の羽根３４と、中心軸Ｃ方向においてほぼ同じ位置にある。

図３（ａ）は、図２のＸ断面を概略的に示す図であり、装置１０の回転機構を示している。高圧水ノズル取付部の固定軸部（図２の符号３１）の上端部分３１ｂの上面中心（中心軸Ｃ）の周りに３個の回転用ノズル３５が１２０°毎に均等に配置されている。回転用ノズル３５の噴射方向は、中心軸Ｃに垂直な面内であって、径方向外方に対して、第２円筒部３３の回転方向（矢印で示す）側に所定の角度αで傾斜している。一方、第２円筒部３３の内壁から突出する８枚の羽根３４は、中心軸Ｃの周りに４５°毎に均等に配置されている。羽根３４の面は、径方向内方に対して、第２円筒部３３の回転方向の反対側に所定の角度βで傾斜している。角度α、βはいずれも鋭角である。

回転用ノズル３５から高圧水（図中の黒矢印）が噴射されると、噴射された高圧水が、第２円筒部３３の筒壁内面と、傾斜した羽根３４に衝突する。これにより、第２円筒部３３が回転する。特に、高圧水が、羽根３４と第２円筒部３３の筒壁内面が鋭角をなす部分に当たることにより、第２円筒部３３が効率的に回転方向に押される。第２円筒部３３が回転することにより、第２円筒部３３と固定された第１円筒部（図２の符号３２）、及び、第１円筒部に取り付けられた高圧水ノズル（図２の符号２１、２２）が一体的に、固定軸部（図２の符号３１）に対して回転することとなる。

図３（ｂ）は、回転機構の別の実施例である。図３（ａ）と異なる点は、第２円筒部３３の内壁から突出する８枚の羽根３４’が径方向内方を向いていることである。図３（ａ）に比べて回転力は小さくなるので、低速回転に向いている。

なお、図３（ａ）（ｂ）に示した回転機構における羽根３４及び回転用ノズル３５の数は、図示した実施例に限定されず、必要な回転力すなわち回転速度に応じて設定される。また、回転用ノズル３５の噴射口の口径、羽根３４の大きさ及び角度によっても回転力を調整可能である。このように、本発明の装置１０では、スクリーン洗浄用の高圧水ノズルからの高圧水を利用しない、独立した回転機構を備えている。回転速度は、例えば、３０ｒｐｍである。

図４（ａ）は、図２のＹ断面を概略的に示す図である。二対の、合計４本の高圧水ノズルが取り付けられている。一対の高圧水ノズルは、互いに平行であってノズル径が異なる２本の高圧水ノズル２１、２２からなる。第１の対は、高圧水ノズル取付部の第１円筒部３２の一方の側面に取り付けられ、第２の対は、中心軸Ｃを挟んで反対側に位置する他方の側面にそれぞれ取り付けられている。この場合、各高圧水ノズルは、径方向に沿っておらず、中心軸Ｃから偏心して配置されている。ノズル径２２ａの大きい高圧水ノズル２２は、ノズル径２１ａの小さい高圧水ノズル２１よりも同圧下で多量に噴射できるので、隣り合う２つのノズル２１、２２の水量の差が回転力となる。よって、この実施例では、高圧水ノズル自体も回転力を備えている。但し、高圧水ノズル自体の回転力は、洗浄のための高圧水の圧力及び水量と独立して自在に調整することは難しい。従って、回転力の調整は、主として図３に示した回転機構により行うことが好ましい。

図４（ｂ）は、高圧水ノズルの別の実施例を示す。同じノズル径２１ａをもつ２本の高圧水ノズル２１が、中心軸Ｃを挟んで対向する位置（１つの直径の両端の位置）に取り付けられている。この場合、高圧水ノズル２１は、径方向に噴射するので回転力を生じない。よって、高圧水ノズル２１の回転は、図３に示した回転機構のみにより行われる。

図５は、図１に示した図１の装置１０におけるエアーリフト部７の部分拡大図である。エアーリフト部７は、リフト管７１と、リフト用エアー送管７２とを具備する。

中心軸Ｃ上に配置されたリフト管７１は、地上まで延在して上端が地上に開口し（図示せず）、下端は閉鎖された底面７１ｂとなっている。さらに、リフト管７１の下端近傍の側面には吸込み口７１ａが開口している。

リフト用エアー送管７２は、吸込み口７１ａより上方側において、リフト管７１の側面の分岐口７２ａから分岐して上方に延在する。リフト用エアー送管７２は、地上のコンプレッサに接続され、圧縮空気を送り込まれる。リフト用エアー送管７２用のコンプレッサは、上述したエアー送管５用のコンプレッサとは目的が異なるので、基本的には別のものであるが、共用できる場合は１つのコンプレッサでもよい。

装置１０が井戸内に降下され、スクリーン洗浄を開始する前には、リフト管７１及びリフト用エアー送管７２内は井戸水で充たされている。スクリーン洗浄中は、リフト用エアー送管７２を通してリフト管７１内に圧縮空気を送り込む。リフト管７１内に送り込まれた圧縮空気は、リフト管７１内の水とともに上昇する。これにより、吸込み口７１ａから井戸水が吸い込まれ、リフト管７１を通して揚水される。このとき、井戸水とともに、スクリーンから除去された付着物Ｇも吸い込まれ、井戸水とともに上昇する。付着物Ｇが混在することにより、地上の揚水された水の色が変化するので、水の色に基づいて地上において洗浄状況を確認することができる。

上述したエアージェッティング装置１０を用いた本発明によるエアージェッティング工法の一実施例を、図１〜図５中の符号を参照しつつ説明する。
先ず、所望する高圧水圧力及び水量に応じて高圧水ノズル２１、２２の長さ及びノズル径を選択して取り付けるとともに、所望する回転速度に応じて回転用ノズル３５のノズル径を選択して取り付ける。
次に、高圧水送管６と地上に設置した高圧水ポンプとを高圧水ホースを介して接続するとともに、エアー送管５と地上に設置した第１のコンプレッサとを第１のエアーホースを介して接続する。さらに、リフト用エアー送管７２と地上に設置した第２のコンプレッサとを第２のエアーホースを介して接続する。
続いて、装置１０を井戸内の所定の深さまで降下させ、同じ高さに保持したまま又は昇降させつつスクリーン（81）を洗浄する。洗浄工程においては、高圧水送管６を通して高圧水ノズル２１、２２及び回転用ノズル３５に高圧水を供給するとともに、エアー送管５を通してエアーノズル１２に圧縮空気を供給する。同時に、リフト用エアー送管７２を通してリフト管７１に圧縮空気を供給する。

洗浄工程において、高圧水ノズル２１、２２から噴射される高圧水がスクリーンから付着物Ｇを除去する。また、エアーノズル１２から放出される圧縮空気は、高圧水ノズル２１、２２の周囲の井戸水中に気泡として混在することにより、井戸水の抵抗を低減する。さらに、回転用ノズル３５から噴射される高圧水が第２円筒部３３の羽根３４に当たることにより、高圧水ノズル２１、２２を回転させる。

リフト用エアー送管７２からリフト管７１に供給された圧縮空気により、吸込み口７１ａから、除去された付着物Ｇを井戸水とともにリフト管７１内に吸い込み揚水し、地上にて、揚水された水の色により洗浄状況を確認する。

１０ エアージェッティング装置
１ エアー放出部
１１ 分岐管
１２ エアーノズル
２ 高圧水ノズル部
２１、２２ 高圧水ノズル
２１ａ、２２ａ 噴射口
３ 高圧水ノズル取付部
３１ 固定軸部
３１ａ 管状部分
３１ｂ 上端部分
３１ｃ 下端部分
３１ｄ 切欠部分
３１ｄ 内部空間
３２ 第１円筒部
３３ 第２円筒部
３４ 羽根
３５ 回転用ノズル
３６ ベアリング
３７ 固定具
４ ガイド枠
５ エアー送管
５１ エアーホース
６ 高圧水送管
６１ 高圧水ホース
７ エアーリフト部
７１ リフト管
７２ リフト用エアー送管
７２ａ 吸込み口
７２ｂ リフト管下壁
８０ ケーシング
８１ スクリーン
８２ 砂利充填部
９０ 地層

Claims (10)

1. 高圧水と圧縮空気を用いて井戸のスクリーン（81）を洗浄するためのエアージェッティング装置（10）であって、
   高圧水を供給するために前記装置（10）の中心軸（C）上に配置された高圧水送管（6）と、
   前記高圧水送管（6）が上面に接続されかつ前記高圧水送管（6）と連通する内部空間（31d）を具備する高圧水ノズル取付部（3）と、
   高圧水をスクリーン（81）に対して噴射するために前記高圧水ノズル取付部（3）の側面に取り付けられかつ前記高圧水ノズル取付部（3）の前記内部空間（31d）と連通する複数の高圧水ノズルと、
   圧縮空気を供給するために中心軸（C）上に配置され、前記高圧水送管（6）内及び前記高圧水ノズル取付部（3）の前記内部空間（31d）内を貫通しかつ前記装置（10）の下端まで延在するエアー送管（5）と、
   前記エアー送管（5）を通して供給された圧縮空気を放出するために前記エアー送管（5）の下端に接続されかつ中心軸（C）の周りに均等に配置された複数のエアーノズル（12）と、を備え、
   前記高圧水ノズル取付部（3）は、
   前記内部空間（31d）を形成されかつ前記内部空間（31d）内を貫通する前記エアー送管（5）と互いに固定された固定軸部（31）と、
   前記固定軸部（31）を囲繞して配置された円筒体であって中心軸（C）の周りで前記固定軸部（31）に対し回転自在でありかつ前記高圧水ノズルの基端部を貫通させて前記固定軸部（31）の内部空間（31d）と連通させる第１円筒部（32）と、
   前記第１円筒部（32）の外周面上に固定された円筒体であって前記第１円筒部（32）の一端を超えて中心軸（C）方向に延在する第２円筒部（33）と、
   前記第２円筒部（33）の内壁から突出する複数の羽根（34）と、
   前記固定軸部（31）の内部空間（31d）と連通し前記固定軸部（31）から中心軸（C）方向に突出して中心軸（C）の周りに配置されかつ中心軸（C）に垂直な面内で噴射可能な複数の回転用ノズル（35）と、を備え、
   前記羽根（34）と前記回転用ノズル（35）は、中心軸（C）方向においてほぼ同じ位置にあり、前記回転用ノズル（35）から高圧水が噴射されることにより、前記第２円筒部（33）、前記第１円筒部（32）及び前記高圧水ノズルが一体的に、前記固定軸部（31）に対して回転することを特徴とする
   エアージェッティング装置。
2. 前記回転用ノズル（35）の噴射方向及び前記第２円筒部（33）の前記羽根（34）の面が、前記第２円筒部（33）の径方向に対してそれぞれ所定の角度（α、β）だけ傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のエアージェッティング装置。
3. 前記回転用ノズル（35）の噴射方向が前記第２円筒部（33）の径方向に対して所定の角度（α）だけ傾斜して配置される一方、前記第２円筒部（33）の前記羽根（34'）の面が前記第２円筒部（33）の径方向に配置されることを特徴とする請求項１に記載のエアージェッティング装置。
4. 前記高圧水ノズル取付部（3）の一方の側面と、前記中心軸（C）を挟んで反対側に位置する他方の側面とに、前記高圧水ノズル（21,22）をそれぞれ一対ずつ取り付け、一対の前記高圧水ノズル（21,22）は互いに平行であってノズル径が異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエアージェッティング装置。
5. 前記高圧水ノズル取付部（3）の１つの直径の両端位置の側面に、同じノズル径の前記高圧水ノズル（21）をそれぞれ１本ずつ取り付けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエアージェッティング装置。
6. 前記高圧水ノズルよりも上方に配置されたエアーリフト部（7）をさらに備え、
   前記エアーリフト部（7）は、上端が開口し、下端が閉鎖されかつ側面に吸込み口（71a）を開口したリフト管（71）と、前記吸込み口（71a）より上方側にて前記リフト管（71）から分岐したリフト用エアー送管（72）とを具備し、
   前記リフト用エアー送管（72）により前記リフト管（71）内に圧縮空気を送り込むことにより、前記吸込み口（71a）から井戸内の水を吸い込み、前記リフト管（71）を通して揚水可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のエアージェッティング装置。
7. 前記装置（10）を井戸の中心に位置させるために、前記中心軸（C）を中心として所定の径をもつガイド枠（4）を取り付けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のエアージェッティング装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のエアージェッティング装置を用いて井戸のスクリーンの洗浄を行うエアージェッティング工法において、
   前記装置（10）を井戸内の所定の深さまで降下させ、同じ高さに保持したまま又は昇降させつつスクリーン（81）を洗浄する工程を有し、
   前記工程において、
   前記エアー送管（5）を通して複数の前記エアーノズル（12）に圧縮空気を供給し、中心軸（C）の周囲に均一に圧縮空気を放出させ、
   前記高圧水送管（6）を通して前記高圧水ノズル（21,22）に高圧水を供給し、スクリーン（81）に対して噴射させて付着物（G）を除去する一方、前記回転用ノズル（35）から高圧水を噴射させて前記第２円筒部（33）の前記羽根（34）に当てることにより、前記高圧水ノズル（21,22）を回転させることを特徴とする
   エアージェッティング工法。
9. 前記リフト用エアー送管（72）を通して圧縮空気を前記リフト管（71）に供給し、前記吸込み口（71a）から、除去された付着物（G）を井戸水とともに吸い込み揚水し、地上にて、揚水された水の色により洗浄状況を確認することを特徴とする請求項８に記載のエアージェッティング工法。
10. スクリーン（81）に適用される高圧水の圧力が所定の強さとなるように、前記高圧水ノズル（21,22）の噴射口とスクリーン（81）との間の距離（d1）を所定の距離以下とするべく、井戸の径に応じて長さ（L）の異なる高圧水ノズル（21,22）に交換することを特徴とする請求項８又は９に記載のエアージェッティング工法。

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