(57)【要約】【課題】下水道管理保守を実施するうえで硫黄還元細菌による硫化水素の発生で下水道管きょ内に新たなライニング工事による再生工事を実施するうえで、通風或は下水道管きょ内腐食部分剥離後も、保守管理作業員の不慮の事故が時々発生していた。この事態は下水道管きょ内残留細菌類が活性化したために発生する当然の現象である。【解決手段】本発明の実施により硫化水素の不可逆的中和を実施し、硫黄還元細菌、硫黄酸化細菌、様々な細菌等を滅菌する事によって下水道管きょ内環境が改善され、新たな下水道管きょ内ライニング工事実施時に硫化水素濃度は極めて低い値となる。また、硫化水素を不可逆的中和を短時間実施は、下水道管きょ内において長期間で硫黄酸化細菌によるコンクリート腐食と同等な強力な酸化作用を短時間で反応をする。硫化水素除去作業終了後ｐＨ1２以上のアルカリ溶液を噴霧し酸化によるコンクリート表面のアルカリ度回復を行う必要がある。【選択図】図２
2020065888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸塩還元細菌等により、下水道管きょ内にて発生した硫化水素を短時間、無人で除去可能な装置であり、硫化水素除去後可逆的な化学変化を呈しない（化式1）〜（化式4）化学変化を実施する工程であり、下水道管きょ空間内の硫化水素除去を速やかなる中和除去と共に硫酸塩還元細菌、硫黄酸化細菌等の細菌類の滅菌を特徴とし、実施する装置。
【請求項２】
硫化水素の特性として大気の比重を1とすれば、硫化水素の比重は１．１９。水に対する溶解性は20℃1気圧環境時水1リットルに2550立方センチメートル（約0.1ｍol/L)という高濃度で溶解する。（化式1）〜（化式4）を実施するにあたり、オゾン水をドライミストにならない１０〜２００ミクロン粒径の範囲で噴霧し、硫化水素を強力に酸化し、一方水酸化カルシウム等を下水道管きょ内に微粉体噴霧を実施する事により相互微粉およびオゾンを含んだミストが合致して下水道管きょ空間内で自由落下しつつオゾン水によって、硫化水素から亜硫酸を経て変化した硫酸を水酸化カルシウム等をもって中性化する事を特徴とし、実施する装置。
【請求項３】
下水道管きょ内硫化水素除去にあたり、本発明の装置稼働中は、その内部空間内は硫化水素、オゾン、硫酸、酸素２１％窒素７８％を含む大気が混和した状態となる。本装置稼働中は作業員が下水道管きょ内に立ち入る事は危険な状態でもあるが、下水道管きょ内大気を吸引し、酸素、オゾン、硫化水素濃度をセンサーによって計測、モニターしつつ地上ディスプレイに表示するとともに、工程実施と共に除去装置が硫化水素濃度の変化とともに地上に敷設された駆動装置により、稼働場所を移動する事を特徴とする装置。
【請求項４】
通常、下水道管きょ内に作業のため進入する場合マンホールが敷設されているが、マンホールの進入口は一般的に狭開口部であり、人員が立入り可能時の最低直径として６０センチメートルとして定義されているが、上記請求項1〜３項を実施する装置の搬入は不可能であり、本発明においては、地上設置部と下水道管きょ内における実施装置を分割し、容易に分解、組み立てが短時間で可能であり、上記請求項１〜３実施可能となる特徴を有する機構を持つ装置。
【請求項５】
請求項1〜請求項３を実施した場合、下水道管きょ内でアルカリ性である硫化水素の中和に伴いオゾンによる強力な酸化作用が発生し、亜硫酸、硫酸への変化に伴い、同時に噴霧される水酸化カルシウム等アルカリ物質との塩類の発生によって中和作業行程は二水石膏という形で終了すると同時に、オゾン水の未反応ミストは管きょ内壁面に付着し、そこに生息する様々な菌類に対してオゾンが酸素へと変化する過程で発生する、活性水酸基、過酸化水素により細胞膜を破壊されて死滅する。同時に下水道管きょ内面も同時に酸化作用を受ける事になり、セメント強度の低下を招く恐れがあるため、セメント表面へのｐＨ１２以上のアルカリ様水溶液の散布を実施し、セメント表面のアルカリ度の回復により下水道管きょ強度の維持を可能とする特徴を持つ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
下水道および農業廃水管きょ更生・修繕、硫化水素、有機物分解、常在菌除去に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
社会的生活を営むうえで生活あるいは生産に伴って、生活水を使用する或いは、物の生産に伴う中間処理、洗浄には多量の水を使用する。一部工業的には水の再処理を行って水の再使用としている工業的分野もあるが、多くの場合最終的には下水道にながされる。一般生活排水に関するならば下水道管路中に糞尿をはじめとする硫黄を含む多量の有機物質が含まれることにより、大気中に浮遊する嫌気性、好気性バクテリア等により醗酵、分解、結合等の化学変化がされるが、醗酵分解過程において様々な二次的生成物が産出される。
【０００３】
管路施設へ潜行する場合、点検・調査等の現場作業を行う際には，酸素欠乏，硫化水素中毒，転落等の危険が潜んでいることを十分に認識し，常に厳重な安全確認を行う必要がある。作業に当たっては，作業帯等により路上交通の安全性を確保するとともに，換気等により酸素濃度が18%以上，硫化水素濃度が10ppm以下となるようにし，作業の安全性を確保する。特に，硫化水素は極めて毒性が強く，直ちに死に至るような高濃度の硫化水素を発生する箇所も多いため，下水道維持管理業務に係る人身事故のなかでは最も注意を要するものの一つとされている。
【０００４】
様々な細菌類により分解、結合等の過程により硫酸塩還元細菌による硫化水素の発生過程から硫黄酸化細菌への硫化水素の反応による硫酸生成は、カルシウムを主体とした各種ミネラル成分の水和生成物でアルカリ性を呈するコンクリート素材のセメントを容易に溶解する。コンクリートは，硬化に伴って水酸化カルシウムを遊離し，通常はpHが12以上の強アルカリとなっているが，硫化水素による腐食を受けたコンクリートはpHが下がる。
【０００５】
現在、主たる下水道管きょは大水量区域に用いられる鉄筋コンクリート管によるヒューム管が主体となっているが、微生物醗酵に伴って多くの硫化水素等様々な人体に有害な気体が発生している。様々な気体と共に多くの大腸菌類をはじめとする細菌類も多種混在した状態となっている。この環境は多くの場合地下に埋設され一般生活からは隔離された状態となっているが、管きょ内部は長年の使用によって内部浸食され脆くなった状態が多く見受けられる。このような管きょのメンテナンスのため更生、修繕が随時実施されているが、路面に設置されたマンホールの直下において想像以上の硫化水素濃度が計測される場合も少なくない。過去にはマンホール内に侵入した作業員が酸素欠乏によって死者が発生した事例も多々ある。また、過去に敷設された管きょおいて管路の老朽化、鉄筋コンクリート管の硫酸腐食による下水管の劣化、破損によって道路が陥没するという事例も多々報告されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】https://www.jswa.go.jp/g/g5/g5m/im/pdf/i7.pdf  （硫酸によるコンクリート腐食）
【非特許文献２】https://www.jiwet.or.jp/examination/%E6%9B%B4%E7%94%9F%E6%8A%80%E8%A1%93-3-4  （更生・修繕技術）
【非特許文献３】下水管路施設ストックマネジメントの手引き２０１６年度版  第1章〜第4章（公益社団法人日本下水道協会）
【非特許文献４】https://concrete-mc.jp/concrete-chemical-attack/（コンクリートの化学的侵食について）
【非特許文献５】http://library.jsce.or.jp/jsce/open/00064/2009/51-05-0050.pdf（下水処理施設でのオゾンによるコンクリート劣化予測に関する研究）
【非特許文献６】https://www.jiwet.or.jp/examination/%E6%9B%B4%E7%94%9F%E6%8A%80%E8%A1%93-3-4（日本下水道新技術機構  更生・修繕技術）
【非特許文献７】https://www.jswa.go.jp/g/g4/g4g/pdf/gihyo25.pdf  （オゾン処理技術の技術評価に関する報告書）
【非特許文献８】上下水道施設のコンクリート防食実務  森北出版株式会社  野中 資博、 三品 文雄著
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
下水道管きょ内における流水中には様々な廃棄物と共に様々な細菌類も同時に廃棄水として流入してくる。
本課題における硫化水素発生の原因菌として硫黄還元菌、硫化水素を亜硫酸及び硫酸に変化させるものとして硫黄酸化菌が代表として挙げられる。
非特許文献１：硫酸によるコンクリート腐食にも述べられているように管きょ内で発生した硫化水素から硫酸へと変化したものは、激しくコンクリート腐食を進行させてコンクリート強度を著しく低下させる。
【０００８】
下水道管きょはその殆どが地下に埋設されている事と、下水管路構成として樹脂製小口径管路を複数集合させ中口径管路、大口径管路へと流路のネットワーク構築と共に自然流水を考慮しての傾斜角をもって地中深度深く埋設としているため、中口径、大口径管路の再構築は現在の社会的構造を鑑みると実施に伴う交通渋滞をはじめとする社会的影響の大きさから不可能と言われている。
【０００９】
下水道管きょ内流水を一時的に停止して管きょ内堆積物を除去後散水清掃を実施した後、大気送風によって換気後であっても時間経過によって再び硫化水素の発生が確認される場合が多く作業員の立ち入りが危険と判断される10ppmを超える場合も多々ある。
【００１０】
劣化した,中、大口径下水道管きょ再敷設に伴う社会的影響を考慮した場合、埋設路面の再掘削が実質上困難な場合が多く、現状地中埋設下水道管きょを再利用し、その管きょ内面に新たな耐食性に富んだ材質でライニングを施す技術が日本下水道新技術機構の技術審査を取得した工法によって実施されているが、管きょ内再敷設工事に伴い対象管きょ内清掃が実施され、管きょ内高濃度硫化水素を大気通風によって規定濃度まで低下させるが、ライニング実施までの短期間の時間経過で再び管きょ内硫化水素濃度が人体危険濃度以上に上昇してしまう事例が多く見受けられる。
【００１１】
社会生活を営む上で大量の水を消費し、糞尿を含む生活排水、食品加工、工業目的で使用された水は最終的に下水として一括集合後下水処理場で様々な清浄処理が実施された後に河川、海等に排水されるが、下水処理場に下水が到達する以前の下水配管に多くの問題が提起される。下水道管きょ内下水流中に含まれる様々な栄養分、有機物、ミネラル等が混在し、常在バクテリア類により様々な化学反応が日常的に発生しているが、コンクリート製下水道管きょに致命的被害を及ぼす化学変化が、排水中に含まれる硫黄成分と硫酸塩還元細菌による硫化水素の発生から硫黄酸化細菌による硫酸生成であり、健全なコンクリートpH12以上の値をpH2或いはそれ以下の値まで下げて本来のコンクリート強度を脆くすると共に内蔵されている鉄筋をも激しく浸食してしまう。0009で説明した時間経過によって硫化水素が再び発生する事案としては、高圧噴射等の洗浄作業のみでは下水管きょ内で常在化した硫酸塩還元細菌、硫黄酸化細菌が排除出来ていない事は明白である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
下水道管きょ区間内の所望の区間を閉塞し、管きょ内残留水、暗渠部堆積残差をバキュームポンプ或は適当な方法を用いて排除した後、下水道管きょ空間内硫化水素、常在菌除去を目的として、清浄な水を中空糸膜フィルターを用いてDO値として1ｐｐｍ程度まで脱気処理した後にオゾンを10〜100ｐｐｍ程度溶解した状態で高圧吐出で３０〜２００ミクロンのドライミストとならない粒径のミストを空間内に噴射装置をもって噴射する。ミストとするのはオゾンを含んだ水の表面積を拡大する目的であって速やかに空間浮遊硫化水素との反応を促進するものである。また、オゾンは所望の殺菌、分解等を実施した後に酸素以外の成分を残渣として残さない特徴を有するため環境面で有利である。
【００１３】
オゾンを含んだ水の表面積を拡大する目的であって速やかに空間浮遊硫化水素との反応を促進するものであると共に、水酸化カルシウム等カルシウムを含む微粉体を空間内に圧縮空気によって噴霧する事によって、（化式３）〜（化式5）の化学変化によって、硫化水素が亜硫酸、硫酸へと変化したミストと水酸化カルシウム粒子が結合した結果、中和反応によって二水石膏へと変化し重力に従って自由落下し、下水道管きょ空間内硫化水素濃度は速やかに低下する。
【００１４】
硫化水素の特性として水に対する溶解性は20℃1気圧環境時水1リットルに2550立方センチメートル（0.1ｍol/L)という高濃度で溶解する。（化式１）および（化式２）に記述したが、その反応は可逆的であり、条件によっては他にイオン結合した硫化物になってしまう可能性を持っている。
【化１】
2020065888.tif 000003
【００１５】
硫化水素が強力な酸化剤であるオゾンと反応したとき（化式5）に示す化学反応により、水素分子が酸化され（化式3）亜硫酸(二酸化硫黄）から（化式4）硫酸に変化し、管きょ内空間にミストが漂っている時間内に微粒子状水酸化カルシウム或いはカルシウム混和物を空間内噴霧することにより、硫酸化された硫化水素はカルシウムイオンと結合し、（化式5）に示す二水石膏へと変化し管きょ内下面に自由落下する。
【００１６】
管きょ空間内に噴霧された高濃度オゾン水は空間内に充満した硫化水素のみならず管きょ内で腐食されたコンクリート面であってもその表面に付着した硫化水素とも反応し、オゾンの強力な酸化力及びオゾンの分解過程における水酸基、過酸化水素等分解過程における副生成物等により硫酸還元細菌、硫黄酸化細菌他諸々の細菌の細胞膜を破壊し極めて短時間で殺菌する。
【発明の効果】
【００１７】
老朽化した下水道管路内面に新たなライニング工事を施し強度、管きょ内平滑度を復旧し下水流を滞りなく、或は管きょ内剥離箇所補修等を実施することにより下水管路寿命の延命工事が実施されているが、作業員が管きょ内作業中あるいは時間経過後立ち入った場合の硫化水素濃度の上昇が管きょ内常在菌の根絶によって作業員の事故防止になると共に、常在菌除去を実施することなく管きょ内ライニング工事を実施した場合、常在菌による硫化水素の発生によって外筒部分に相当するコンクリート製管きょにおいて継続的に発生する硫化水素による、硫酸、二水石膏化、エトリンガイト発生による筐体の継時的劣化を阻止することが可能となる。
【００１８】
オゾン水に含まれるオゾン分子と、オゾン水が分解されるときに発生するＯHイオンが常在菌類の細胞膜を破壊し、多糖類を酸化して、高分子構造を切断する事によって管きょ内壁面に付着したスライム状物質の剥離除去が比較的低圧力のウォータージェットであっても可能となり、より効率的に作業を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】下水道管きょ内硫化水素による腐食概念図である。
【図２】埋設マンホールの部分透視図である。
【図３】下水道管きょ内ガスクリーナーの配置図である。
【図４】ガスクリーナー可動部の全体図である。
【図５】ガスクリーナー可動部の分解図である。
【図６】ガスクリーナー索駆動、流体、電気を供給するリールマウント図である。
【図７】リールマウント流体供給側よりの斜視図である。
【図８】リールマウント気体供給側よりサーボモーターを含めた駆動系である。
【図９】索駆動ユニット単体図面である。
【図１０】ローラーを用いた索駆動系および流体、電気供給ケーブル等を円滑に摺動するための分割式ラダー図である。
【図１１】下水道管きょ内密閉のための止水プラグが折り畳み可能であることを示した図である。
【図１２】止水プラグを展開構築した図である。
【図１３】止水プラグに附加する止水プラグ圧縮チューブ図である。
【図１４】各種コントロールを実施する電気回路を内蔵した電気回路制御ボックス図である。
【図１５】外部よりの流体供給を受ける流体導入マニホールド図である。
【図１６】制御回路よりの指令に基づき流体を制御流出流体制御ボックス図である。
【図１７】流体制御ボックスの指令に基づきパウダーをスプレーする筐体図である。
【図１８】パウダースプレー部の特性を流体解析した結果図である。
【図１９】流体制御回路からの指令により高圧流体をミスト状に噴射する装置図である。
【図２０】噴射装置の分解図である。
【図２１】流体を円周方向に可動しつつ供給ロータリーカプラ図である。
【図２２】ロータリーカプラの分解概念図である。
【図２３】電気を周回可動方向に供給するためのスリップリング装置である。
【図２４】スリップリングの分解概念図である。
【図２５】リールマウント部よりリールを除去した概念図である。
【図２６】下水道管きょ内のガス濃度を測定するためのガスセンサー概念図である。
【図２７】滑車組立図である。
【図２８】滑車分解概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
地下下水道管きょ内に作業侵入するための地上マンホール部進入口が非常に狭直径進入口のため、工程実施機材搬入が不可能であるが、立坑部分、下水道管きょ内においては比較的空間的余裕度があり、実施機材の組み立て実施可能と判断し、地上設置部分と下水道管きょ内可動部分の構成機材の分解組み立てが容易な構成とした。
【００２１】
オゾン水、圧縮空気、洗浄水等の流体および電源供給、通信関係の電線類はそれぞれ別のリールドラムを設け、下水道管きょ内可動部分に関しては、地上部牽引索を用いて管きょ内可動部に大きな電力の供給を回避するとともに周囲雰囲気が硫化水素と硫酸の濃密な環境であるため電動機等の腐食を危惧した結果である。
【００２２】
牽引索、流体に関しては、地上機材部と地下下水道管きょ内の往復に関して経由部分との摩擦による劣化防止と潤滑な稼働を促すためにローラー式によるラダーを設けるとともに、地下進入立坑の深さに差異があるため自由に継ぎ足し可能なラダー構成とした。
【００２３】
下水道管きょ内において、水酸化カルシウム等の微粉体を噴霧するが、粉体を流体輸送チューブ構成とする事はほぼ不可能であるため管きょ内可動部に粉体タンクを設けた。微粉体噴霧装置は霧吹きと同等のベルヌーイの定理を用いたものであるが、微粉体側が大気圧相当或はそれ以上の圧力をもって高速流体によって発生する負圧に吸引させる方法であるが、オゾン水の高圧噴射によって発生した高湿度環境において周囲から大気を吸引した結果微粉体が固化することは明白である。よって、地上より供給される圧縮空気を減圧し、大気圧よりも僅かに高く設定した乾燥空気を供給して微粉体の吸湿防止によって円滑なる噴霧を実現した。
【実施例】
【００２４】
図1は下水道管きょ断面の腐食概念図であり、図2は下水道管きょ埋設概念図とその実施例である。図2-1は道路舗装面、図２-２は地下下水道管きょに通ずる立坑である。図２-３は下水道管きょであり、図２-４が本発明のガスクリーナーが管きょ内に滞留した硫化水素を中和除去すべき対象となる。
【００２５】
図2-5は図２-4下水道管きょ内で稼働すべく電気、流体、牽引索を供給し、その稼働状態によって図26-17より送出されるガス濃度信号により前進、後退に見合うべく正転、逆転を図6-18-1索駆動ユニット駆動用サーボモーター、図6-19-1電気、流体供給リール駆動サーボモーターを制御する信号の送受信伝達ケーブル、配管、牽引索駆動ユニットである。
【００２６】
図2-6は上記実施例0025のケーブル群である。
【００２７】
図2-7は牽引索、流体、電気ケーブル群を摺動させるためのラダーであり、図7-1ラダー部牽引索摺動用ローラーと図7-2ラダー部電気、流体摺動用ローラーの構成より成り立っている。図2-2立坑はその立地条件によって深さに差異があるため、同様に図7ラダーの必要とされる長さも変化させる必要があり、継ぎ足し可能な構造とした。
【００２８】
図2-8はマンホール侵入口であり、下水道規格には様々なサイズが存在するが、最も進入口直径が小さいものは直径６０センチメートル開口部であり、進入口直下には図２-３立坑壁面に降下進入用ステップが敷設されている。図２-４ガスクリーナーおよび図２-９止水プラグは図2-8マンホール侵入口より下水管管きょ内に導入稼働させる必要性があるため分解組み立てが容易な構造、と共に折り畳みが可能な構造としてある。止水プラグ詳細に関しては図１１〜図１３に示した。
【００２９】
図２-９は下水道管きょを密閉するための止水プラグであり、図２-９-1〜図２-９-5の止水プラグ構成板より構成され各構成板は図11-9-6止水プラグ開閉用蝶番により相互連結されている。図２-９-1止水プラグ圧縮固定用空気供給バルブであり、図11-9-7止水プラグ装着溝に装着される図13-9-7止水プラグ圧縮チューブに0.5〜0.7MPa程度の高圧空気を充填することにより、止水プラグと下水道管きょを固着連結し密閉する事が出来ると共に図3-10止水プラグ補強バーによって、強度を上昇させるとともに図27-22滑車に図4-6-4往路牽引索を引掛け同様に敷設してあるもう一方の滑車を経由して、図3-6-1復路牽引索と共に図2-7牽引索、流体、電気ケーブル群可動ラダーより図9-18-8駆動索ガイドローラーを経て図9-18-5索駆動用リールに巻き取られると同時に送り出す。
【００３０】
図4はガスクリーナー可動部マウント図であり、図5ガスクリーナー分解図として示す。図4-4-1および図4-4-2は下部筐体板1および2であり、下面に図4-4-5本体移動用車輪を取り付けて図4ガスクリーナ本体下部ベースとして使用する。なお、図4-4-1および図4-4-2は骨材部分にヒンジを設け折りたたんだ状態で図-2-8下水道進入用マンホールピットより降下進入させてもよい。図4-4-5本体移動用車輪は下水道管きょ内底部および底面に近い面の平坦差が保証されない状況への事前対策である。
【００３１】
図4-4-1下部筐体板1および図4-4-2下部筐体板2を組付け或は展開し、図4-4-9筐体連結シャフトを図4-4-1下部筐体板1および図4-4-2下部筐体板2に予め穿孔してある中央孔に通過後ナット締めして仮固定とし、図4-4-1下部筐体板1および図4-4-2下部筐体板2両サイドに予め穿孔してある部分に図4-4-11パンタグラフ構成板と共に図4-4-1下部筐体板1および図4-4-2下部筐体板2内側穿孔部に図4-4-9筐体連結シャフトを通過後ナット締めして固定する。図4-4-11パンタグラフ構成板は2枚で1組として構成し、軸受け部、可動部にはベアリングが挿入してあり、摩擦少なく回転する。
【００３２】
図4-4-11パンタグラフ構成板中央部に敷設されたベアリング挿入済みの中央開口部に図4-12ステッピングモーター収納ボックス、図4-12-2ボールナット収納ボックスそれぞれに設けられた、ねじ穴を有するシャフト部にボルトを実装する。図4-3上部筐体板1、図4-4上部筐体板2において、項目0031と同様に組み付ける。
【００３３】
図4-11は電気回路制御ボックスであり、図4-11-1電気周りコネクタ群を有し図6-6-2電気周り配線群と接続される。内部には図示されていないが、シーケンサー、ステッピングモータードライバー、図４-4-10筐体位置検出用リミットスイッチ、組立完了スイッチ、分電盤が内蔵されており、各部で必要とされる電力を分配している。
【００３４】
図4-4-7は姿勢安定車輪であり、下水道管きょ内内壁に空気入りタイヤを押し付けて図4ガスクリーナー可動部の動作時の姿勢の安定化のために機能する。図4-4-7姿勢安定車輪はガスクリーナーマウント部組立終了後、組立完了スイッチより信号が入力され、図29外部制御ボックスに信号が伝達されると、図29外部制御ボックスより図4-6-2電気周り配線群より図4-11内部に設けてあるステッピングモータードライバによって、図示されていないが図4-4-10筐体位置検出用リミットスイッチが図4-4-3上部筐体板1および図4-4-4上部筐体板2によって構成される上部マウントステージを図4-4-10筐体位置検出用リミットスイッチが動作するまで高さを下げる。図29外部制御ボックスはその位置を外部制御ボックスに内蔵されたシーケンサーメモリーに記憶する。メモリーには予め図4-4-5本体移動用車輪のオフセット値が記憶させてある。図29外部制御ボックスに設けてある図29-ｘｘタッチパネルに実測した下水道管きょの直径数字を入力すると図4-4-7姿勢安定車輪が図3-3下水道管きょ中心部合致するまでマウントステージを上昇させる。
【００３５】
図4-11内蔵のステッピングモータドライバが規定位置まで図4-12に内蔵された図5-12-4ステッピングモーターに指定量のパルスを送り出すと内部的にエンド信号となって、図4-4-8姿勢安定車輪駆動用エアーシリンダにピストンロッドを前進させるべき信号が図4-11電気回路制御ボックスより電気信号として図4-14流体制御ボックスに伝達され該当電磁バルブを駆動し図4-4-8姿勢安定車輪駆動用エアーシリンダピストンロッドを前進させて、図4-4-6姿勢安定車輪スイングアームを駆動し図4-4-7姿勢安定車輪を下水道管きょ内面中心点に圧接して姿勢の安定を得る。
【００３６】
図4-13は流体導入マニホールドであり、図4--6-3と接続され、図６-6-3流体関係供給配管群より必要な流体が供給されると共に図4内部で必要とされる軟質チューブ或は金属配管に変換される。
【００３７】
図4-14は流体制御ボックスであり、図示されていないが、内部には電磁バルブ、圧力調整器、圧力スイッチが内蔵されている。内部で必要とされる電力、コントロール信号は図4-11電気回路制御ボックスより供給され、制御すべき流体に関しては、図4-13流体導入マニホールドによって変換された配管より供給される。
【００３８】
図4-15は距離センサーであり、図4ガスクリーナーマウント部前後に設置してある。距離センサーの種類としては複数の選択肢があり、赤外線、超音波、レーザー式の選択肢が存在する。前後に距離センサーを設置する理由として、行程最先端部に図2-9止水プラグが設置してあり、図4-6-4往路牽引索に図6-18-1索駆動部ユニット駆動用サーボモーターが外部制御ボックス指令に基づいて起動すると共に、図6-19-4電気、流体供給リール駆動クラッチを開放し、図2-9止水プラグに接近するように前進する。図4-15は距離センサーは図2-9止水プラグとの距離をリアルタイムで外部制御ボックスに信号を伝達する。外部制御ボックスには接近リミット距離が設定してあり、設定値で図4ガスクリーナーマウント部は前進を停止する。リールマウント部に関しては図７〜図９に示した。詳細構造に関しては図２１〜図２５に示した。
【００３９】
硫化水素は空気比重1と定義するなら硫化水素は比重1.19である。通常下水道管きょは自然流を活用するため、若干の傾斜を設けて埋設してあり、本発明装置は硫化水素の中和除去をその主たる目的としており、重い硫化水素が滞留している下流部分からその処理を実行する事が効率が良い。
【００４０】
図4ガスクリーナーマウント部が前進を停止した時点で図4-14-ｘｘは噴射ノズルよりオゾン水の噴射を開始する。詳細は図19および図20に記載してある。図19-ｘｘより高圧縮を受けた10〜100ｐｐｍの濃度のオゾン水が供給され、図20-14-xxスプリングテンション調整ねじによって圧縮された図20-14-ｘｘテンションスプリングとのバランスによって濃度のオゾン水側の圧力が高圧力となった場合、図2014-ｘｘ先端部より図20-14-xxよりミスト状になったオゾン水ミストが複数の噴射口先端より拡散して空間内に充満する。噴射ノズルに関しては図１９〜図２０に示した。
【００４１】
同時に図4-16-1より図4-16に貯蔵してある図17-16-9被散布粉体が図17-16-4粉体同入管より吸引されて図18エジェクタシュミレーション結果の原理に基づき高速噴射されると共に図18-16-6高速粉体拡散出口の拡散角度をもって図2-3下水道管きょ内に拡散される。図17-16-9被散布粉体は微粒子粉体であり、空間中に長く浮遊留まり先のオゾン水ミストが硫化水素を酸化して亜硫酸、硫酸へと変化した図17-16-9被散布粉体は水酸化カルシウム等アルカリ物質であるため硫酸ミストとの間で（化式4）の化学反応が成立し結果として二水石膏へと変化する。図2-3下水管きょ内に落下し下水道管きょ内の硫化水素濃度は短時間で低下する。
【００４２】
図17-16はパウダースプレー透視概念図であり、図16-16-9は微粉体の水酸化カルシウム等であり、（化式3）〜（化式5）に至る化学変化において硫酸との化学反応として二水石膏を生じる材料が図7-16内に貯めてある。図7-16-1は微粉体を高圧空気によって、空間噴射する粉体噴射ノズルである。本発明装置稼働中は図4-14-2より噴霧されるオゾンを含んだミストが空間内に充満し、図17-16-7および図17-16-8は貯めてある図17-16-9水酸化カルシウム等が吸湿、硫酸ミスト等がケース内に侵入し固化する事を防止する為に大気圧よりも若干高い与圧をかけてある。その理由としては、図18-16-4粉体導入管内は、図18-16-2エジェクタシュミレーション結果図より高圧力空気が供給されて高速流となって図18-16-5高圧エアー、粉体ミキシングポイントを通過する時ベルヌーイの定理に従って音速を超え毎秒560ｍ以上の速度と気圧として0.055MPa図17-16-4粉体導入管内部気圧として0.09MPaとなり、微粉体蓄積タンク内は確実に陰圧となり周囲雰囲気より気体、ミストを吸引することは確実であり、その吸引防止のために微粉体蓄積タンク内を大気圧よりも0.1MPa程度高い圧力で与圧をかけ外部よりの気体、粉体、水分が微粉体貯蔵部に侵入することを防止してある。
【００４３】
空間中で結合した（化式5）の結果とは別に（化式4）で余剰となった反応物質左項4オゾンはミストとして図2-3下水道管きょ内壁面にも付着し、壁面、空間内に残留する硫黄還元細菌、硫黄酸化細菌においても反応し、オゾンがその組成を変化しオゾン分解過程で変化するOH、過酸化水素へと変化する過程で細菌類の細胞膜を破壊し滅菌をする。最終的にオゾンは酸素へと変化し、強力な酸化力を失うが、副次的作用として図2-3下水道管きょ内に充満する悪臭に関しても相当量除去する事が出来る。
【００４４】
図4-17はガスセンサー集合体であり、詳細は図26ガスセンサー透視図に示してある。図26-17-2〜図26-17-4までがガスセンサーである。検知ガスの種類として、硫化水素、オゾン、酸素の3種類のガスを検知し、リアルタイムで外部制御ボックスに伝送され、外部制御ボックス内で設定された硫化水素濃度を図4ガスクリーナー可動部が稼働中は常時その値を監視すると共にタッチパネル表示器に全てのガス濃度の値が数字として表示される。設定された硫化水素濃度よりもその数字が低くなった時、外部制御ボックスは図6リールマウント部に図4ガスクリーナー可動部が移動するための信号を発する。
【００４５】
移動信号が発せられると、外部制御ボックスより図6-18-1索駆動部ユニット駆動用サーボモーターおよび図6-19-1電気、流体供給リール駆動サーボモーターに起動信号が送られ、項目0033とは逆向きのサーボモーター回転とし、図4-6-1往路牽引索にテンションを駆け図4ガスクリーナー可動部は後退動作となる。また、図4-6-2電気周り配線群、図4-6-3流体関係供給配線群和巻き取る方向に回転し、図6-19-4電気、流体供給リール駆動クラッチは接続され引き出された図6-6-2電気周り配線群および図6-6-3流体関係供給配管群は引き戻し巻き取る動作を行う。外部制御ボックスに設定された硫化水素濃度規定値よりも、その濃度が高くなった時点で以上の動作は停止し、項目0044との間で繰り返し動作を行う。また、移動距離も外部制御ボックスタッチパネル表示器に現在位置として表示される。
【００４６】
項目0044と項目0045を繰り返すと次第に組み立てを実施したスタート地点に近くなる。この時点で後部に敷設された図４-15距離センサーの必要性が発生する。図２-９と同等であり、下部に図３-６-１〜図３-６-４までの牽引索、電気周り配線群、流体関係供給配管群等の可動部分の面積を除した構造の止水プラグをスタート地点に敷設すれば、ほぼ密閉状態の環境で硫化水素の除去を実施する方法と、図２-２立坑と図２-３下水管きょ部分の接続部後面との距離を計測して図４ガスクリーナー可動部の動作終了あるいは、前後に止水プラグを設置した状態で完全密閉状態でその動作を終了するかを外部制御ボックスタッチパネル面で設定する事が出来る。
【００４７】
通常下水道管きょ工事を実施する場合、作業区間に下水道汚水を流さないために作業区間以前と現在作業区間の間の区間にはバイパスを敷設するべきは言うまでもない。よって、作業区間以前の下水道管きょにはその末端部分には止水プラグの存在があり、その距離を図４-15距離センサー動作時に外部制御ボックスタッチパネルでその距離を加算すればどのような停止動作とするかは容易に選択できる。
【００４８】
図2-3下水道管きょ内にて発生する硫化水素除去は自然環境において細菌類が長い時間をかけて発生した腐食状態であるが、今般の発明による硫化水素除去工程は自然環境において発生した管きょ内にて自然に壁面に付着した二水石膏の蓄積を極めて短時間でその化学反応を実施する事になるが、セメント自体はその表面がアルカリ性を保ってその強度を維持するため、オゾン水による酸化工程は下水道管きょ内内壁を若干披露させる可能性があるため、一連の工程終了後は散布ミストに使用する水の種類をｐＨ1２以上のアルカリ水に変更して更に1工程増やした工程にする事が望ましい。そのために、図2-6-3流体系配管群の配管にアルカリ水を供給するための配管が含めてある。この工程を追加することでセメント表面の健全さを保つ事が出来る。
【００４９】
本発明に伴う下水道更生・修繕に伴う下水道管きょ内および農業廃水管きょの硫化水素除去及び常在細菌、有機物分解を実施する方法及び処理装置においては、その実施に外部より、電力、流体として圧縮空気として0.7MPa〜1MPa、10〜100ppmの濃度を変化可能なオゾン水供給装置、ｐＨ12以上のアルカリ水、ポンプにおいては5〜10MPaで送出可能な外部供給装置が必要である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
現在社会の根底として一般的にはあまり重要視されて見られていないが、下水道は現在社会の繁栄を支える上で極めて重要な存在であるが、下水道の管理保守を怠れば現代社会のいたる所で下水が溢れ汚物が蓄積されて行くのは明白である。また、現在急激な大雨が降る事態が多発しているが、その多量の降水を処理しているのも下水道保守管理が十分になされての結果であり、下水道関係の良質なる整備が社会の安定的発展を支える。
【符号の説明】
【００５１】
1      大地舗装面
2      マンホール立坑
3      下水道管きょ
4      ガスクリーナー可動部
4-1    下部筐体板1
4-2    下部筐体板2
4-3    上部筐体板1
4-4    上部筐体板2
4-5    本体移動用車輪
4-6    姿勢安定車輪スイングアーム
4-7    姿勢安定車輪
4-8    姿勢安定車輪駆動用エアーシリンダ
4-9    筐体連結シャフト
4-10     筐体位置検出用リミットスイッチ
4-11     パンタグラフ構成板
5        牽引索、流体、電気ケーブル駆動部取付板
6        牽引索、流体、電気ケーブル群
6-1        往路牽引索
6-2        電気周り配線群
6-3    流体関係供給配管群
6-4     往路牽引索
6-5     牽引索用上下両挟みローラー
6-6     電気、流体用上下両挟みローラー
7          牽引索、流体、電気ケーブル群可動ラダー
7-1     ラダー部牽引索摺動用ローラー
7-2     ラダー部電気、流体摺動用ローラー
8       下水道進入用マンホールピット
9         止水プラグ
9-1       止水プラグ圧縮固定用空気供給バルブ
9-2     止水プラグ構成板１
9-3     止水プラグ構成板2
9-4     止水プラグ構成板3
9-5     止水プラグ構成板4
9-6     止水プラグ開閉用蝶番
9-7     止水プラグ装着溝
9-8     止水プラグ圧縮チューブ
11          電気回路制御ボックス
11-1      電気周りコネクタ群
12        ステッピングモーター収納ボックス
12-1      ボールねじ
12-2      ボールナット収納ボックス
12-3      ボールナット
12-4      ステッピングモーター
13         流体導入マニホールド
13-1     流体導入連結用ワンタッチコネクタ
13-2     ガスクリーナー内部配管用コネクタ
14         流体制御ボックス
14-1     流体制御ボックス駆動用電気コネクタ
14-2     筐体内流体導入コネクタ
14-3     高圧流体出力コネクタ
14-4     粉体スプレー用出力コネクタ
14-5     減圧エアーコネクタ
14-6     圧縮空気出力用コネクタ
14-7     噴射ノズル
14-8      噴射流体導入コネクタ
14-9     スプリングテンション調整ねじ
14-10   テンションボルトロックナット
14-11   スプリング押え台座
14-12   Oリング
14-13   テンションスプリング
14-14   液体噴出プランジャー
15         距離センサー
16         粉体スプレーボックス
16-1     粉体噴射ノズル
16-2     高圧エアー通路
16-3     減圧チャンバー
16-4     粉体導入管
16-5     高圧エアー、粉体ミキシングポイント
16-6     高速粉体拡散出口
16-7     低圧空気供給口
16-8     低圧空気供給管
16-9     被散布粉体
17         ガスセンサーボックス
17-1     水分、粉体除去フィルター
17-2     定電位式ガスセンサー1
17-3     定電位式ガスセンサー2
17-4     定電位式ガスセンサー3
17-5     センサーボックス内大気導入用ファン
18       索駆動部ユニット
18-1     索駆動部ユニット駆動用サーボモーター
18-2     索駆動部ユニット駆動用サーボモーターシャフト連結カップリング
18-3     索駆動部ユニット遊星ギヤ
18-4     索駆動部小タイミングプーリー
18-5     索駆動用リール
18-6     索駆動用大タイミングプーリー
18-7     索駆動用タイミングベルト
18-8     駆動索ガイドローラー
19         電気、流体供給リールマウント
19-1     電気、流体供給リール駆動サーボモーター
19-2     電気、流体供給リール駆動サーボモーターシャフト連結カップリング
19-3     電気、流体供給リール駆動遊星ギヤ
19-4     電気、流体供給リール駆動クラッチ
19-5     電気、流体供給リール駆動小タイミングプーリー
19-6     流体供給リール
19-7     電気供給リール
19-8     電気、流体供給リール駆動大タイミングプーリー
19-9     ケーブル、ホースガイドローラー
19-10   リール下部案内コロ
20         スリップリング外部筐体
20-1     固定側電力供給口
20-2     スリップリング板ばね群
20-3     スリップリング接触ブラシ群
20-4     スリップリング固定側コア
20-5     スリップリング群
21         ロータリーカプラ外部筐体
21-1     ロータリーカプラ固定側コア
21-2     ロータリーカプラ流体供給口
21-3     ロータリーカプラ流体出口
21-4     隣接スリット分離用Oリング群
22     滑車
22-1   滑車蓋
22-2   滑車シャフト
22-3   滑車ベアリング
22-4   滑車組立ベース
【図１】
2020065888.tif 000004
【図２】
2020065888.tif 000005
【図３】
2020065888.tif 000006
【図４】
2020065888.tif 000007
【図５】
2020065888.tif 000008
【図６】
2020065888.tif 000009
【図７】
2020065888.tif 000010
【図８】
2020065888.tif 000011
【図９】
2020065888.tif 000012
【図１０】
2020065888.tif 000013
【図１１】
2020065888.tif 000014
【図１２】
2020065888.tif 000015
【図１３】
2020065888.tif 000016
【図１４】
2020065888.tif 000017
【図１５】
2020065888.tif 000018
【図１６】
2020065888.tif 000019
【図１７】
2020065888.tif 000020
【図１８】
2020065888.tif 000021
【図１９】
2020065888.tif 000022
【図２０】
2020065888.tif 000023
【図２１】
2020065888.tif 000024
【図２２】
2020065888.tif 000025
【図２３】
2020065888.tif 000026
【図２４】
2020065888.tif 000027
【図２５】
2020065888.tif 000028
【図２６】
2020065888.tif 000029
【図２７】
2020065888.tif 000030
【図２８】
2020065888.tif 000031