(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜地に配管された下水管などの管渠から放流される高速水流を減勢するのに用いられる減勢工であって、
流入口及び流出口を有する減勢槽を備え、前記減勢槽内部に、流入口と流出口の水流が同一流線上にないように、流入口から流入した水流の流向を変更させる案内部が設けられているとともに、前記減勢槽内の上部と減勢槽の流入口に接続される流入管の管内部とを連通する空気バイパス用通路、または、前記減勢槽内の上部と減勢槽の流出口に接続される流出管の管内部とを連通する空気バイパス用通路のいずれか一方または双方が設けられていることを特徴とする減勢工。
【請求項２】
前記減勢槽の流出口に接続される流出管の管底が、流入口に接続される流入管の管底よりも高い位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の減勢工。
【請求項３】
減勢槽内の流出口の前に案内部が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の減勢工。
【請求項４】
案内部の上端が減勢槽の流出口に接続される流出管の管底よりも高い位置にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の減勢工。
【請求項５】
案内部の流入口側の面が湾曲していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の減勢工。
【請求項６】
減勢槽の流入口の上流側に、流入口に向けて水平に延びる水平流路が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の減勢工。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、傾斜地に配管された下水管（傾斜配管）などの管渠から放流される高速水流を減勢するのに用いられる減勢工に関する。
【０００２】
【従来の技術】
傾斜地に配管された下水管などから放流される下水は高速であるため、そのまま放流すると、公共管やポンプ塔などの施設を損傷するおそれがある。このため高速水流のエネルギを減勢する設備を設ける必要がある。
【０００３】
高速水流の放流水脈を減勢する設備としては減勢工が知られている。減勢工としては、例えば図１４に示すように、減勢槽（減勢池）１０１の下流部に堰１０２を設け、傾斜下水管などの管渠１０３から流出する水流の運動エネルギを跳水現象により減勢させる跳水型減勢工がある。なお、このような跳水式減勢工では、堰１０２の上流側の跳水渦領域に、バッフルピアやシルなど、水流を衝突分散させる補助構造物を設けて減勢効果を高めるという方法も採られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１４に示す構造の減勢工において、十分な減勢効果を得るには、跳水長Ｌ（跳水を起こさせるために必要な長さ）を大きくとる必要があるため、減勢工全体の規模が大きくなってしまうという問題がある。
【０００５】
また、図１４に示す構造の減勢工では、管渠１０３から流出する水流が減勢槽１０１内に噴射状に開放されるので、管渠１０３から減勢槽１０１内に連行される空気量が多い。特に、管渠１０３に流入する下水等が多量で、管内の水流が射流（ジェット流）状態となる場合、減勢槽１０１内への空気連行量が非常に多くなるため、減勢槽１０１に通気孔などの排気設備が必要となる。しかも、下水管等からの連行空気は臭いため、外部への排気を行うと減勢工の周辺に悪臭が漂うという問題もある。
【０００６】
本発明はそのような実情に鑑みてなされたもので、規模が小さくて、減勢槽への空気連行量が少ない構造の減勢工を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の減勢工は、傾斜地に配管された下水管などの管渠から放流される高速水流を減勢するのに用いられる減勢工であって、流入口及び流出口を有する減勢槽を備え、前記減勢槽内部に、流入口と流出口の水流が同一流線上にないように、流入口から流入した水流の流向を変更させる案内部が設けられているとともに、前記減勢槽内の上部と減勢槽の流入口に接続される流入管の管内部とを連通する空気バイパス用通路、または、前記減勢槽内の上部と減勢槽の流出口に接続される流出管の管内部とを連通する空気バイパス用通路のいずれか一方または双方が設けられていることによって特徴づけられる。
【０００８】
本発明の減勢工において、流入管を流れる下水等は、減勢槽の流入口を通じて内部に流入する。減勢槽に流入した水流は、減勢槽内部の案内部に沿って流れ、その後、上方にせり上がり、減勢槽内部で上昇渦流を形成する。そして水面まで達した上昇渦流は重力の影響を受けて、上昇速度エネルギ＝０となり、その後、下降流に変ずる。この過程で十分な減勢を受けた水流は、流出管に流入する。
【０００９】
このように本発明の減勢工では、減勢槽に流入した水流を、強制的にせり上がらせることにより、減勢槽の高さ方向において水流の運動エネルギを発散（減勢）させているので、減勢槽の流入口と流出口との間の距離が短くても、十分な減勢効果を得ることができる。
【００１０】
さらに、流出口に接続される流出管の管底を流入口に接続される流入管の管底よりも高い位置に配置しているので、減勢槽への流入水が流出管に流れている状態では、管渠からの噴流水は減勢槽内に溜まっている溜水の水中に流入することになる。これにより、射流により多量の空気が管渠から連行されても、その連行空気は、減勢槽内の溜水の存在によって減勢槽内への浸入が阻止され、その殆どが管渠に戻される。なお、連行空気の一部は減勢槽内の溜水中に浸入し水面から破泡するが、その量はごく僅かであるので、特に排気設備などを設ける必要はない。
【００１１】
ここで、本発明の減勢工において、減勢槽の流出口に接続される流出管の管底と、流入口に接続される流入管の管底との高低差は、流入管の管径の１／４〜１０倍の範囲であり、より好ましくは流入管の管径の１／２〜５倍の範囲である。流入管と流出管の高低差が、流入管の管径の１／４倍よりも小さいと、減勢効果が小さく、１０倍よりも大きくなると減勢槽内に汚物等が滞留する可能性がある。
【００１２】
本発明の減勢工において、減勢槽内の流出口の前に案内部を設けておくことが好ましい。案内部を設けておくと、減勢槽に流入した水流が、減勢槽内の案内部によって上昇渦流となり、案内部に沿って上方にせり上がってゆき、案内部を越流して流出管に流入するので、より高い減勢効果を得ることができる。
【００１３】
本発明の減勢工において、案内部の上端の位置を、減勢槽の流出口に接続される流出管の管底よりも高い位置にしておけば、流出管内で跳水が発生することを防止することができる。また、跳水高さをより一層高くすることができるので、減勢効率を更に高めることが可能になる。
【００１４】
本発明の減勢工において、減勢槽内に配置する案内部として、流入口側の面が湾曲している案内部を用いると、水流の拡散効果が大きくなり、減勢槽内での減勢効果をより一層高めることができる。
【００１５】
本発明の減勢工において、減勢槽の流入口の上流側に、流入口に向けて水平に延びる水平流路を形成することが好ましい。このような水平流路を設けておくと、流入管を流れる下水等が、減勢槽内に水平な流れとして流入するので、減勢効果を更に高めることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明の減勢工の実施形態の縦断面図である。図２はその実施形態の水平断面図である。
【００１９】
この例の減勢工は、傾斜地に配管された下水管（傾斜配管）に敷設される減勢工であって、減勢槽１と、その内部に配置された案内部２を備えている。
【００２０】
減勢槽１はコンクリート製で、流入口１ａ及び流出口１ｂが設けられている。なお、減勢槽１は、特にコンクリート製に限定されることはない。
【００２１】
案内部２は流出口１ｂの手前に配置されている。案内部２の底部には傾斜面２ａが形成されている。この傾斜面２ａは、流入口１ａから減勢槽１内に流入した水流の向きを上方（鉛直方向）に効率良く誘導することを目的として形成される。
【００２２】
減勢槽１の流入口１ａ及び流出口１ｂにはそれぞれ流入管（下水管）３及び流出管４が接続される。流入管３には、減勢槽１の流入口１ａに向けて水平に延びる水平管路３０が形成されている。
【００２３】
流出管４の管底４ａは、案内部２の上端と略等しい高さ位置に設定されており、また、流入管３の管底３ａは、減勢槽１の底面と略一致する高さに設定されている。従って、この例の減勢工では、流出管４の管底４ａが、流入管３の管底３ａよりも十分に高い部位に位置している。
【００２４】
次に、本実施形態の作用を述べる。
【００２５】
まず、流入管３を流れる下水は、減勢槽１の流入口１ａの手前の水平管路３０にて方向が変更され、減勢槽１内に水平な流れとして流入する。減勢槽１に流入した水流は、減勢槽１内の案内部２によって上昇渦流となり、案内部２に沿って上方にせり上がってゆき、水面まで達した水流は、減勢工上流側方向で下降流に変ずる。その後、流出管４に流入する。その水流状態のときの上昇渦流は、図１に示すような水面形となる。この水面差Ｈ１は上昇渦流の残存エネルギであり、これは下降流となってさらにエネルギ発散（減勢）される。流出管４への流入は、減勢槽水位と流出管水位との差Ｈ２のエネルギにより、減勢槽１から流出管４へ押し出される。
【００２６】
このように本実施形態では、減勢槽１内に流入した水流を、案内部２によって強制的にせり上がらせることにより、減勢槽１の高さ方向において水流の運動エネルギを発散（減勢）させているので、減勢槽１の流入口１ａと案内部２との間の距離が短くても、十分な減勢効果を得ることができる。従って、減勢槽１の高さは少し高くなるものの、減勢工全体の規模を小さくすることができる。
【００２７】
さらに、本実施形態では、図１に示すように、減勢槽１への流入水が減勢槽１の内部の水面形を形成し、流出管４へ流入している状態のとき、流入管３からの噴流水は減勢槽１内に溜まっている溜水の水中に流入するので、流入管３を流れる射流により多量の空気が減勢槽１に向けて連行されても、その連行空気は、減勢槽１内の溜水の存在によって減勢槽１内への浸入が阻止され、その殆どが流入管３に戻される。なお、連行空気の一部は減勢槽１内の溜水中に浸入し水面から破泡するが、その量はごく僅かであるので、特に排気設備などを設ける必要はない。
【００２８】
ここで、図１の減勢工において、案内部２の高さ、減勢槽１の大きさ（流入口１ａから案内部２までの距離）、流入管３の水平管路３０の長さ及び流入水量等の条件により、流出管４内で跳水が発生する可能性がある場合、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、案内部２１，２２の上端位置を流出管４の管底４ａよりも高くするという構造を採用すればよい。また、図３（Ａ）及び（Ｂ）のような構造を採用すれば、減勢槽の水面高さをより一層高くすることができるので、減勢効率を更に高めることも可能になる。
【００２９】
以上の実施形態において、図４及び図５に示すように、案内部２の中央部に三角ブロック５を設けておいてもよい。このような三角ブロック５を設けておくと、流出管４の内部で跳水が生じることを防止することができ、減勢槽１内に流入した水流のエネルギをより効果的に減勢することができる。なお、ブロックの断面形状としては三角形のほか、台形等であってもよい。
【００３０】
また、図６及び図７に示すように、案内部２４の壁面（流入口１ａ側の面）を略球状の湾曲面とすれば、水流の拡散効果が大きくなり、減勢槽内での減勢効果をより一層高めることができる。
【００３１】
以上の実施形態において、図８に示すように、減勢槽１内の上部と、減勢槽１に接続される流入管３の管内部とを連通する空気バイパス管６を設けて、減勢槽１内の溜水中に浸入し水面から破泡した空気（連行空気）を、流入管３に戻すようにしてもよい。また、図９に示すように、減勢槽１内の上部と、減勢槽１に接続される流出管４の管内部とを連通する空気バイパス管７を設けて、減勢槽１内の溜水中に浸入し水面から破泡した空気（連行空気）を、流出管４に逃がすようにしてもよい。これら図８及び図９に示すような空気バイパス管６と空気バイパス管７の双方を減勢槽１に設けておいてもよい。なお、空気バイパス用通路としては、減勢槽の壁体に形成した通気孔などであってもよい。
【００３２】
ここで、以上の実施形態では、減勢槽１の流入口１ａに向けて水平に延びる水平管路３０を形成しているが、本発明はこれに限定されることなく、例えば図１０に示すように、傾斜配管（流入管）３１をそのまま減勢槽１の流入口１ａに接続するようにしてもよい。
【００３３】
また、以上の実施形態では、減勢槽１に設ける流入口１ａの位置を、案内部２（流出口１ｂ）と対向する位置としているが、これに限られることなく、例えば図１１の平面図に示すように、流入口１ａを減勢槽１の側部に設けてもよい。
【００３４】
また、減勢効果向上のために、図１２に示すように、流出管４１の管径を小さくして、減勢槽１の水面上昇をはかってもよい。さらに、図１３に示すように、非常流量用バイパス管８を設けてもよい。
【００３５】
なお、本発明の減勢工は、下水管に限られることなく、高速水流を放流する各種配管・管渠に適用可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の減勢工によれば、流出管の管底を流入管の管底よりも高い位置に配置し、減勢槽に流入した水流を、強制的にせり上がらせることにより、減勢槽の高さ方向において水流の運動エネルギを減勢するように構成しているので、減勢槽の流入部から流出部までの距離を短くすることができ、減勢工全体の規模を小さくすることができる。
【００３７】
さらに、本発明の減勢工では、流出管の管底を流入管の管底よりも高い位置に配置し、減勢槽への流入水が流出管に流れている状態のときに、下水管等の管渠（流入管）からの噴流水が減勢槽内に溜まっている溜水の水中に流入するようにしているので、管渠を流れる射流により多量の空気が管渠から連行されても、その連行空気が減勢槽内に入り込む量は少なくて済み、排気設備・悪臭等の問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の減勢工の実施形態の縦断面図である。
【図２】図１の実施形態の水平断面図である。
【図３】減勢槽に設ける案内部の例を示す縦断面図である。
【図４】減勢槽に設ける案内部の他の例を示す縦断面図である。
【図５】図４に示す案内部の平面図である。
【図６】減勢槽に設ける案内部の別の例を示す縦断面図である。
【図７】図６のＸ−Ｘ断面図である。
【図８】本発明の減勢工の他の実施形態の縦断面図である。
【図９】本発明の減勢工の別の実施形態の縦断面図である。
【図１０】本発明の減勢工の更に別の実施形態の縦断面図である。
【図１１】本発明の減勢工の更に別の実施形態の水平断面図である。
【図１２】本発明の減勢工の更に別の実施形態の縦断面図である。
【図１３】本発明の減勢工の更に別の実施形態の縦断面図である。
【図１４】跳水型減勢工の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１  減勢槽
１ａ  流入口
１ｂ  流出口
２  案内部
２ａ  傾斜面
３  流入管
３０  水平管路
３ａ  管底
４  流出管
４ａ  管底
５  三角ブロック
６，７  空気バイパス管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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