(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜した管渠内を流下する水流を減勢する減勢管であって、
上記管渠の末端部を構成する円筒状の管本体と、
上記管本体内に設けられ、複数の螺旋状板部材によって構成される螺旋案内路と、
を備え、
上記螺旋案内路は、上記管本体の軸心部が空洞になるように形成されているとともに、最も上流側の上記螺旋状板部材の上流側の面に流下水が最初に当接し易く、且つ、当該上流側の面に当接して跳ね返った流下水が当該螺旋状板部材の下流側の面に当接し難い形状になるように、上流側から見て、管本体の中心から右向きの方向を＋Ｘ方向とし、管本体の中心から鉛直上向きの方向を＋Ｙ方向とした場合における、１５０°〜２１０°の位置に反時計回りの螺旋状の開始位置、または、−３０°〜３０°の位置に時計回りの螺旋状の開始位置が設定されていることを特徴とする減勢管。
【請求項２】
傾斜した管渠内を流下する水流を減勢する減勢管であって、
上記管渠の末端部を構成する円筒状の管本体と、
上記管本体内に設けられ、複数の螺旋状板部材によって構成される螺旋案内路と、
を備え、
上記管本体は、上記管渠を構成し且つ当該管本体よりも長い他の排水管に沿うように、当該他の排水管の下端部に接続されており、
上記螺旋案内路は、最も上流側の上記螺旋状板部材の上流側の面に流下水が最初に当接し易く、且つ、当該上流側の面に当接して跳ね返った流下水が当該螺旋状板部材の下流側の面に当接し難い形状になるように、上流側から見て、管本体の中心から右向きの方向を＋Ｘ方向とし、管本体の中心から鉛直上向きの方向を＋Ｙ方向とした場合における、１５０°〜２１０°の位置に反時計回りの螺旋状の開始位置、または、−３０°〜３０°の位置に時計回りの螺旋状の開始位置が設定されていることを特徴とする減勢管。
【請求項３】
上記請求項１または２に記載の減勢管において、
上記各螺旋状板部材における管底の近傍部に、上記螺旋案内路を軸方向に貫通する水抜き孔が設けられていることを特徴とする減勢管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水流を減勢する減勢工に関し、特に、傾斜した管渠内を流下する水流を減勢する減勢管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、急傾斜地の排水を行う場合には、上流側の人孔に集水された雨水排水を、急傾斜地に設置された管渠を介して、下流側の平坦地に設けられた人孔へ流入させるのが一般的である。
【０００３】
もっとも、急傾斜により流速が増した流下水を、そのまま人孔へ流入させると、水流の衝撃によって人孔壁が摩耗したり破損したりするおそれがある。このため、急傾斜地の排水を行う場合には、流速が増すことで増大した運動エネルギーを減勢させるべく、所謂「減勢工」を人孔等に設けることが多い。
【０００４】
例えば、特許文献１には、流入口から流出口に通じる流路が形成されたユニット本体と、当該流路上に位置し、ユニット本体内に流入した水流を上昇渦流にして強制的にせり上がらせる案内部と、が一体形成された減勢工ユニットを、人孔内に設置することが提案されている。この減勢工ユニットによれば、水流を強制的にせり上がらせることにより、高さ方向において水流の運動エネルギーを減勢させるので、ユニット本体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とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３４８９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１のもののような人孔内に設置されるタイプの減勢工は、急傾斜地に設置された管渠内を流下する雨水排水の流量が相対的に少ない場合には、小さなサイズでも対応可能であることから、例えばプラスチック製の減勢工を現場で組み立てて人孔内に設置すればよいので、容易かつ低コストで減勢工を設けることができる。
【０００７】
しかしながら、急傾斜地に設置された管渠内を流下する雨水排水の流量が相対的に多い場合には、小さなサイズの減勢工では対応が困難であることから、現場でコンクリートを打設したり、大型のプレキャスト構造物を搬入したりすることにより、人孔内に大きな減勢工を築造する必要がある。このため、広い施工ヤードが必要になったり、工期の長期化やコストの増大等を招いたりするおそれがある。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、広い施工ヤードを要せず、且つ、工期の長期化やコストの増大等を招くことなく、傾斜した管渠内を流下する水流を効果的に減勢する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明では、人孔内ではなく、傾斜した管渠の末端部に減勢工を設けることにより、人孔に流入する前に流下水の運動エネルギーを減勢するようにしている。
【００１０】
具体的には、本発明は、傾斜した管渠内を流下する水流を減勢する減勢管を対象としている。
【００１１】
そして、上記減勢管は、上記管渠の末端部を構成する円筒状の管本体と、上記管本体内に設けられ、複数の螺旋状板部材によって構成される螺旋案内路と、を備え、上記螺旋案内路は、上記管本体の軸心部が空洞になるように形成されているとともに、最も上流側の上記螺旋状板部材の上流側の面に流下水が最初に当接し易く、且つ、当該上流側の面に当接して跳ね返った流下水が当該螺旋状板部材の下流側の面に当接し難い形状になるように、上流側から見て、管本体の中心から右向きの方向を＋Ｘ方向とし、管本体の中心から鉛直上向きの方向を＋Ｙ方向とした場合における、１５０°〜２１０°の位置に反時計回りの螺旋状の開始位置、または、−３０°〜３０°の位置に時計回りの螺旋状の開始位置が設定されていることを特徴とするものである。 
【００１２】
この構成によれば、傾斜した管渠内を流下することで流速が増した流下水は、管渠の末端部を構成する管本体に流入し、最も上流側の螺旋状板部材（以下、第１螺旋状板部材ともいう。）に衝突し、螺旋案内路に沿って流れることにより円筒状の管本体の壁面に沿って渦を巻くように流下する。これにより、流下水の流速が低減されて、運動エネルギーが減勢される。したがって、傾斜した管渠内を流下する水流を効果的に減勢することができ、これにより、流速が低減した状態で流下水が人孔に流入するので、人孔壁が摩耗したり破損したりするのを抑えることができる。
【００１３】
しかも、管渠を新設する場合でも、既設の管渠を用いる場合でも、末端部に減勢管を配置するという簡単な構成で、傾斜した管渠内を流下する水流を減勢することができることから、広い施工ヤードを要せず、且つ、工期の長期化やコストの増大等を招くのを抑えることができる。
ところで、水流を減勢することができても、排水管内に溜まった空気が流下水によって押されて、流下水が流入するのと同時に人孔内に大量の空気が持ち込まれると、人孔に接続された更に下流側の排水管への雨水排水の流下を阻害する原因となる場合がある。
そこで、上記螺旋案内路は、最も上流側の上記螺旋状板部材の上流側の面に流下水が最初に当接し易く、且つ、当該上流側の面に当接して跳ね返った流下水が当該螺旋状板部材の下流側の面に当接し難い形状になるように、螺旋状の開始位置が設定されている。
なお、以下では、上流側から見て、管本体の中心から右向きの方向を＋Ｘ方向とし、管本体の中心から鉛直上向きの方向を＋Ｙ方向とした場合における、０°を３時の位置といい、９０°を１２時の位置といい、１８０°を９時の位置といい、２７０°を６時の位置という。
流下水は通常、管渠の底部を流れるところ、例えば、上流側から見て６時の位置を螺旋状の開始位置とすると、第１螺旋状板部材の上流側の面に約半分の流下水しか最初に当接せず、第１螺旋状板部材においては約半分の流下水しか渦を巻かないこと等から、スムーズな空気芯の形成が阻害されるおそれがある。一方、下流側に向かって反時計回りの螺旋状をなす螺旋案内路において、例えば上流側から見て３時の位置を螺旋状の開始位置とすると、管渠の底部を流れる流下水は、６時の位置辺りで第１螺旋状板部材の上流側の面に最初に当接する。しかし、流下水が最初に当接する部位よりも上流側に第１螺旋状板部材（９時〜１２時、１２時〜３時の部位）が存在することから、当接して跳ね返った流下水が第１螺旋状板部材の下流側の面に当接し水流が乱れるため、この場合も、スムーズな空気芯の形成が阻害されるおそれがある。
この点、上記構成によれば、最も上流側の螺旋状板部材の上流側の面に流下水が最初に当接し易くなることから、流下水全体が渦を巻き、且つ、跳ね返った流下水が螺旋状板部材の下流側の面に当接し難くなることから、水流が乱れないので、空気芯がスムーズに形成されることになる。これにより、脱気が促進され、流下水の空気連行率を低減することができるので、大量の空気が人孔内に持ち込まれるのを抑えて、雨水排水の流下が阻害されるのを抑制することができる。
【００１４】
このように、螺旋案内路を管本体内に設けることで水流を効果的に減勢することができるが、管渠内を流下する雨水排水の流量が低下した場合には、流下水が渦を巻かず螺旋状板部材を乗り越えることが困難になり、複数の螺旋状板部材の間で流下水が滞留し、水溜りが生じるおそれがある。
【００１５】
そこで、上記減勢管では、上記各螺旋状板部材における管底の近傍部に、上記螺旋案内路を軸方向に貫通する水抜き孔が設けられていることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、管渠内を流下する雨水排水の流量が低下した場合でも、各螺旋状板部材における管底の近傍部に設けられた水抜き孔を通って流下水が管渠内を自然流下するので、複数の螺旋状板部材の間で水溜りが生じるのを抑えることができる。なお、水抜き孔のエッジ部が引っ掛りとなることで旋回流のスムーズな形成を阻害しないように、水抜き孔のエッジ部は面取り加工しておくのがより好ましい。
【００１７】
また、本発明は、傾斜した管渠内を流下する水流を減勢する減勢管であって、上記管渠の末端部を構成する円筒状の管本体と、上記管本体内に設けられ、複数の螺旋状板部材によって構成される螺旋案内路と、を備え、上記管本体は、上記管渠を構成し且つ当該管本体よりも長い他の排水管に沿うように、当該他の排水管の下端部に接続されており、上記螺旋案内路は、最も上流側の上記螺旋状板部材の上流側の面に流下水が最初に当接し易く、且つ、当該上流側の面に当接して跳ね返った流下水が当該螺旋状板部材の下流側の面に当接し難い形状になるように、上流側から見て、管本体の中心から右向きの方向を＋Ｘ方向とし、管本体の中心から鉛直上向きの方向を＋Ｙ方向とした場合における、１５０°〜２１０°の位置に反時計回りの螺旋状の開始位置、または、−３０°〜３０°の位置に時計回りの螺旋状の開始位置が設定されていることを特徴とするものである。
【００１８】
この構成によれば、傾斜した管渠内を流下することで流速が増した流下水は、管渠の末端部を構成する管本体に流入し、最も上流側の螺旋状板部材（以下、第１螺旋状板部材ともいう。）に衝突し、螺旋案内路に沿って流れることにより円筒状の管本体の壁面に沿って渦を巻くように流下する。これにより、流下水の流速が低減されて、運動エネルギーが減勢される。したがって、傾斜した管渠内を流下する水流を効果的に減勢することができ、これにより、流速が低減した状態で流下水が人孔に流入するので、人孔壁が摩耗したり破損したりするのを抑えることができる。
【００１９】
しかも、管渠を新設する場合でも、既設の管渠を用いる場合でも、末端部に減勢管を配置するという簡単な構成で、傾斜した管渠内を流下する水流を減勢することができることから、広い施工ヤードを要せず、且つ、工期の長期化やコストの増大等を招くのを抑えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上、説明したように本発明に係る減勢管によれば、広い施工ヤードを要せず、且つ、工期の長期化やコストの増大等を招くことなく、傾斜した管渠内を流下する水流を効果的に減勢することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る減勢管を模式的に示す図であり、同図（ａ）は縦断面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のｂ−ｂ線の端面図である。
【図２】減勢管を急傾斜地に設置した状態を模式的に示す縦断面図である。
【図３】図２のIII−III線の横断面図である。
【図４】流下水が螺旋状板部材に当接する状態を模式的に説明する図であり、同図（ａ）は上流側から見た図であり、同図（ｂ）は上方から見た図である。
【図５】シミュレーション解析に用いたモデルを示す斜視図である。
【図６】人孔入口部における流速についての解析結果を示すグラフ図である。
【図７】壁最大圧力についての解析結果を示すグラフ図である。
【図８】人孔入口部における空気連行率についての解析結果を示すグラフ図である。
【図９】人孔出口部における空気連行率についての解析結果を示すグラフ図である。
【図１０】人孔入口部の手前に整流板を設けた状態を模式的に示す図である。
【図１１】その実施形態に係る減勢管の螺旋案内路を模式的に示す端面図である。
【図１２】流下水が螺旋状板部材に当接する状態を模式的に説明する図であり、同図（ａ）は上流側から見た図であり、同図（ｂ）は上方から見た図である。
【図１３】流下水が螺旋状板部材に当接する状態を模式的に説明する図であり、同図（ａ）は上流側から見た図であり、同図（ｂ）は側方から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る減勢管１を模式的に示す図であり、同図（ａ）は縦断面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のｂ−ｂ線の端面図である。この減勢管１は、傾斜した管渠（以下、傾斜管渠ともいう。）１０（図２参照）内を流下する水流を減勢するものであり、傾斜管渠１０の末端部を構成する管本体２と、管本体２内に設けられた螺旋案内路３と、を備えている。減勢管１に用いられる材料は、特に限定されないが、強度や耐久性等の観点から、例えば、硬質塩化ビニル樹脂、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）、ポリカーボネート等の合成樹脂系材料が好ましい。
【００２６】
管本体２は、円筒状に形成されていて、急傾斜地Ｂ（図２参照）に設置された状態で上端部となる一端部に受け口２ａを有する一方、急傾斜地Ｂに設置された状態で下端部となる他端部に挿し口２ｂを有している。受け口２ａは、図１（ａ）に示すように、管本体２の一端部に、例えば、管本体２の外径とほぼ等しい内径を有し、且つ、内周面に止水用のゴムパッキン６が取り付けられた円筒部材４を、管本体２の外周面に接着接合することで構成されている。
【００２７】
減勢管１は、螺旋案内路３を備えている点を除けば、急傾斜地Ｂ等に設置される他の排水管１１（図２参照）と同様に構成されている。換言すると、管本体２自体は、他の排水管１１と同様に構成されている。それ故、減勢管１は、他の排水管１１の下端部（挿し口２ｂに相当）を管本体２の受け口２ａに嵌め込むことで、他の排水管１１と容易に接続されるようになっている。なお、減勢管１と他の排水管１１とが接続されると、円筒部材４の内周面に取付けられたゴムパッキン６が他の排水管１１の外周面に密着することによって、接続部における止水性が確保される。
【００２８】
螺旋案内路３は、同じ形状を有する６枚の螺旋状板部材５によって構成されている。各螺旋状板部材５は、例えば、径方向に１本切れ目が形成された合成樹脂製の円環板状部材（図示せず）を、熱風を吹き付けて溶融状態とし、切れ目によって分割された部位を相互に軸方向に離れるように押圧して、１周分の螺旋状に成形することで形成されている。このようにして形成された６枚の螺旋状板部材５を、相隣接する螺旋状板部材５の始端と終端とが連続するように配置し、各螺旋状板部材５の外周縁部を管本体２の内周面に例えば溶接によって接続すると、管本体２の内径の１／２０〜５／１２程度内側に突出し、且つ、軸心部３ａが空洞になった螺旋案内路３が形成される。なお、本実施形態の減勢管１における螺旋案内路３は、図１（ｂ）の矢印で示すように、上流側から下流側に向かって反時計回りの螺旋状をなすように形成されている。
【００２９】
かかる螺旋案内路３を設けることにより、減勢管１に流入した水流は、螺旋案内路３に沿って流れることにより渦を巻き、管本体２の管壁面に沿った流れ（旋回流）を形成する。このとき、空洞になった軸心部３ａに空気芯が形成されれば、水は遠心力によって管本体２の管壁面に集まる一方、空気は空洞になった軸心部３ａに集まることから、脱気が促進されて、減勢管１から放流される流下水の空気連行率が低減されることになる。
【００３０】
図２は、減勢管１を急傾斜地Ｂに設置した状態を模式的に示す縦断面図である。減勢管１は、図２に示すように、急傾斜地Ｂの上流側の平坦部Ａに設置された上流側管渠１２と、急傾斜地Ｂの下流側の平坦部Ｃに設置された下流側管渠１３とを接続する、急傾斜地Ｂに設置された傾斜管渠１０の末端部に設置される。減勢管１を含む、上流側管渠１２、傾斜管渠１０および下流側管渠１３を構成する排水管１１は全て、基礎コンクリート１４の上方に設置されており、基礎コンクリート１４に固定されたアンカーボルト１５と、減勢管１および各排水管１１の外周部に巻き付けられた固定バンド１６と、によって固定された状態で、所定の土被りにて埋め戻されている。また、特に水圧が作用し易い、上流側管渠１２と傾斜管渠１０との接続部、および、傾斜管渠１０と下流側管渠１３との接続部には、コンクリート２０が巻き立てられている。
【００３１】
ここで、傾斜管渠１０が、管本体２と同様の通常の排水管１１のみで構成されている場合、すなわち、末端部に減勢管１が設けられていない場合には、上流側人孔１７に集水された雨水排水は、上流側管渠１２を介して傾斜管渠１０に流入した後、急傾斜により流速を増しながら流下し、運動エネルギーが増大した状態で下流側管渠１３を介して下流側人孔１８に流入する。このため、水流の衝撃によって人孔壁１８ａが摩耗したり破損したりするおそれがある。
【００３２】
これに対し、本実施形態では、内部に螺旋案内路３を有する減勢管１が傾斜管渠１０の末端部に設置されていることから、傾斜管渠１０を流下することで流速が増した流下水は、最も上流側の螺旋状板部材５ａに衝突し、螺旋案内路３により管本体２の壁面に沿って渦を巻くように流下することで流速が低減されて、運動エネルギーが減勢される。これにより、水流の衝撃によって人孔壁１８ａが摩耗したり破損したりするのを抑えることができる。
【００３３】
ところで、水流を減勢することができても、排水管１１内に溜まった空気が流下水によって押されて、流下水が流入するのと同時に下流側人孔１８内に大量の空気が持ち込まれると、下流側人孔１８に接続された更に下流側の排水管１９への雨水排水の流下を阻害する原因となる場合がある。このような問題を解決するには、減勢管１から放流される流下水の空気連行率を低減することが有効であるが、そのためには、上述の如く、螺旋案内路３の空洞になった軸心部３ａに空気芯を形成する必要がある。そこで、本実施形態では、図３に示すように、上流側から見て、管本体２の中心Ｏから右向きの方向を＋Ｘ方向とし、管本体２の中心Ｏから鉛直上向きの方向を＋Ｙ方向とした場合における、１８０°の位置が螺旋案内路３の開始位置となるように、減勢管１を急傾斜地Ｂに設置している。つまり、螺旋案内路３は、上流側から下流側に向かって反時計回りの螺旋状をなしており、上流側から見て９時の位置が螺旋状の開始位置となっている。このように、螺旋状の開始位置を上流側から見て９時の位置としているのは、以下の理由による。
【００３４】
図４および図１２は、流下水が螺旋状板部材５に当接する状態を模式的に説明する図であり、同図（ａ）は上流側から見た図であり、同図（ｂ）は上方から見た図である。図４は、上流側から見て９時の位置が螺旋状の開始位置の場合を示し、図１２は、上流側から見て６時の位置（２７０°の位置）が螺旋状の開始位置の場合を示している。なお、以下の説明では、最も上流側の螺旋状板部材５を第１螺旋状板部材５ａといい、上流側から２番目の螺旋状板部材５を第２螺旋状板部材５ｂという。
【００３５】
流下水は通常、傾斜管渠１０の底部を流れるところ、上流側から見て６時の位置を螺旋状の開始位置とすると、図１２（ａ）のハッチングおよび図１２（ｂ）の実線矢印で示すように、第１螺旋状板部材５ａの上流側の面に約半分の流下水しか最初に当接せず、残りの流下水は、図１２（ｂ）の矢印で示すように、第１螺旋状板部材５ａの終点部分や第２螺旋状板部材５ｂの開始部分に最初に当接することになる。このため、第１螺旋状板部材５ａにおいては約半分の流下水しか渦を巻かず効率が悪い上、その渦流が直線流である残りの流下水と衝突するため、旋回流および空気芯のスムーズな形成が阻害されるおそれがある。さらに、第１螺旋状板部材５ａの終点部分や第２螺旋状板部材５ｂの開始部分に最初に当接して跳ね返った流下水が、第１螺旋状板部材５ａの下流側の面に当接し、水流が乱れることも、スムーズな空気芯の形成を阻害する要因となる。
【００３６】
これに対し、上流側から見て９時の位置を螺旋状の開始位置とすると、図４（ａ）のハッチングおよび図４（ｂ）の矢印で示すように、第１螺旋状板部材５ａの上流側の面に大半の流下水が最初に当接することから、大半の流下水が渦を巻き、旋回流および空気芯のスムーズな形成が促進されることになる。
【００３７】
このように、螺旋状の開始位置を６時まで遅らせると、上記のように旋回流および空気芯のスムーズな形成が阻害されるおそれがあるが、螺旋状の開始位置を早め過ぎても、以下のような弊害が生じるおそれがある。図１３は、上流側から見て３時の位置（０°の位置）が螺旋状の開始位置の場合における、流下水が螺旋状板部材５に当接する状態を模式的に説明する図であり、同図（ａ）は上流側から見た図であり、同図（ｂ）は側方から見た図である。上流側から見て３時の位置を螺旋状の開始位置とすると、図１３（ａ）のハッチングおよび図１３（ｂ）の実線矢印で示すように、第１螺旋状板部材５ａの上流側の面に大半の流下水が最初に当接するが、流下水が最初に当接する部位よりも上流側に第１螺旋状板部材５ａが存在することから、当接して跳ね返った流下水が、図１３（ｂ）の破線矢印で示すように、第１螺旋状板部材５ａの下流側の面における、９時〜１２時や１２時〜３時の部位に当接し、水流が乱れるため、スムーズな空気芯の形成が阻害されるおそれがある。
【００３８】
これに対し、上流側から見て９時の位置を螺旋状の開始位置とすると、９時よりも上流側には第１螺旋状板部材５ａが存在しないことから、当接して跳ね返った流下水が衝突することがないので、水流が乱れ難くなる。
【００３９】
このように、螺旋状の開始位置を上流側から見て９時の位置とすれば、旋回流および空気芯のスムーズな形成が促進されることになり、流下水における脱気が促進されるので、減勢管１から放流される流下水の空気連行率を低減することができる。なお、上流側から見て９時はあくまでも例示であり、螺旋案内路３は、第１螺旋状板部材５ａの上流側の面に流下水が最初に当接し易く、且つ、当該上流側の面に当接して跳ね返った流下水が第１螺旋状板部材５ａの下流側の面に当接し難い形状になるように、螺旋状の開始位置を設定するのであれば、例えば上流側から見て８時や１０時の位置を螺旋状の開始位置としてもよい。
【００４０】
また、螺旋状板部材５における管底の近傍部には、図１に示すように、螺旋案内路３を軸方向に貫通する水抜き孔７が設けられている。傾斜管渠１０を流下する雨水排水の流量が低下した場合には、流下水が渦を巻かず螺旋状板部材５を乗り越えることが困難になり、螺旋状板部材５の間で流下水が滞留し、水溜りが生じるおそれがあるところ、このように管底の近傍部に水抜き孔７を設けることで、常に雨水排水を自然流下させることができるので、水溜りが生じるのを抑えることができる。なお、水抜き孔７のエッジ部が引っ掛りとなることで旋回流のスムーズな形成を阻害しないように、水抜き孔７のエッジ部は面取り加工しておくのが好ましい。
【００４１】
以上のように、本実施形態の減勢管１によれば、傾斜管渠１０内を流下する水流を効果的に減勢することができるとともに、流下水の空気連行率を低減することができる。これにより、流速が低減した状態で流下水が下流側人孔１８に流入するので、人孔壁１８ａが摩耗したり破損したりするのを抑えることができるとともに、下流側人孔１８から更に下流側の排水管１９へ雨水排水をスムーズに流下させることができる。
【００４２】
しかも、末端部に減勢管１を配置するという簡単な構成で、傾斜管渠１０内を流下する水流を減勢することができることから、広い施工ヤードを要せず、且つ、工期の長期化やコストの増大等を招くのを抑えることができる。
【実施例】
【００４３】
次に、本実施形態の減勢管１による効果を確認するために行ったシミュレーション実験について説明する。
【００４４】
シミュレーション実験は、市販の汎用流体解析ソフトFLUENT16.0を使用して行った。具体的には、図５に示すような、上流側管渠１２Ｍ、傾斜管渠１０Ｍ、下流側管渠１３Ｍ、下流側人孔１８Ｍおよび排水管１９Ｍを有する解析モデルを設定した。そうして、管の内径がφ１０００（ｍｍ）、重力加速度が鉛直下向きに９．８（ｍ／ｓ2）、乱流がｓｓＴｋ−ωモデル、流速に換算した上流側管渠１２Ｍの入口１２Ｍａでの流量が０．８２４（ｍ3／ｓ）という条件、且つ、水の密度が９９８．２（ｋｇ／ｍ3）、水の粘度１．００３Ｅ−０３、が、空気の密度が１．２２５（ｋｇ／ｍ3）、空気の粘度が１．７８９Ｅ−０５という材料物性値で、非定常混相流解析を行った。
【００４５】
傾斜管渠１０Ｍの末端部に減勢管１Ｍを設けたもの、換言すると、傾斜管渠１０Ｍに螺旋案内路３を設けたものを実施例とし、傾斜管渠１０Ｍに螺旋案内路３を設けなかったものを比較例とした。減勢管１Ｍにおける螺旋案内路３は、上流側から下流側に向かって反時計回りの螺旋状をなしており、上流側から見て９時の位置が螺旋状の開始位置になるように設定した。そうして、実施例および比較例について、上流側管渠１２Ｍの入口１２Ｍａから水を流した場合における、人孔入口部１８Ｍｂでの流下水の流速、人孔壁１８Ｍａにおける壁最大圧力、人孔入口部１８Ｍｂにおける空気連行率、および、人孔出口部１８Ｍｃにおける空気連行率を計算した。なお、本実験は、施工実績のある縦管における実測結果と、縦管についてのシミュレーション実験の解析結果との整合性を確認した上で行った。
【００４６】
図６は、人孔入口部１８Ｍｂにおける流速についての解析結果を示すグラフ図であり、図７は、人孔壁１８Ｍａにおける壁最大圧力についての解析結果を示すグラフ図であり、図８は、人孔入口部１８Ｍｂにおける空気連行率についての解析結果を示すグラフ図であり、図９は、人孔出口部１８Ｍｃにおける空気連行率についての解析結果を示すグラフ図である。なお、図６〜図９のいずれにおいても、本実施例を実線で示し、比較例を破線で示している。また、各グラフ図における横軸の時間（ｓｅｃ）は、上流側管渠１２Ｍの入口１２Ｍａから水を流し始めた時間を０としている。
【００４７】
図６に示すように、実施例では、螺旋案内路３において流下水が渦を巻くことから、比較例に比べて、人孔入口部１８Ｍｂへの到達が約４秒遅れるとともに、人孔入口部１８Ｍｂにおける流速自体も、比較例に比べて５０％近く低減された。また、図７に示すように、実施例では、比較例と比べて、人孔壁１８Ｍａにおける壁最大圧力が約１／３程度にまで低減された。これらにより、傾斜管渠１０の末端部に減勢管１を設ければ、流速が増した流下水の運動エネルギーを大幅に減勢することができ、これにより、人孔壁の摩耗や破損を抑えることが可能であることが確認された。
【００４８】
また、図８に示すように、実施例では、比較例に比べて人孔入口部１８Ｍｂに運ばれる空気量が大幅に減少した。これに伴い、図９に示すように、実施例では、比較例に比べて人孔出口部１８Ｍｃにおける空気連行率（％）が大幅に低減された。これらにより、上流側から見て９時の位置を反時計回りの螺旋状の開始位置とすることにより、流下水の空気連行率（％）を大幅に低減することができるとともに、雨水排水を下流側の排水管１９へスムーズに流下させることが可能であることが確認された。
【００４９】
（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神または主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【００５０】
上記実施形態では、螺旋案内路３を６枚の螺旋状板部材５によって構成したが、これに限らず、急傾斜地Ｂの角度や、管本体２の管長および管径や、流下水の流量等に応じて、例えば５枚以下の螺旋状板部材５や７枚以上の螺旋状板部材５によって螺旋案内路３を構成してもよい。なお、螺旋状板部材５が少な過ぎると減勢効果が得られないため、１つの目安として、螺旋案内路３を構成する螺旋状板部材５の枚数は、３〜６枚が好ましい。
【００５１】
また、上記実施形態では、傾斜管渠１０と異なり、上流側管渠１２や下流側管渠１３には特殊な加工等を施さなかったが、例えば、図１０に示すように、下流側管渠１３に円環状の整流板２１を設けるようにしてもよい。このような整流板２１を設ければ、螺旋案内路３によって旋回流となった流下水が、整流板２１に当たることでさらに減勢され、非旋回流として下流側人孔１８に流入するので、人孔壁１８ａが摩耗したり破損したりするのをより一層抑えることができる。
【００５２】
さらに、上記実施形態では、上流側から見て９時の位置が螺旋案内路３の開始位置となるようにしたが、螺旋案内路３が、上流側から下流側に向かって時計回りの螺旋状をなす場合には、図１１に示すように、上流側から見て３時の位置が螺旋状の開始位置となるようにしてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、減勢管１を新設の傾斜管渠１０の一部として用いる例を示したが、これに限らず、例えば既設の管渠の末端部のみを減勢管１に置き換えるようにしてもよい。
【００５４】
さらに、上記実施形態では、各螺旋状板部材５における管底の近傍部に１つの水抜き孔７を設けたが、旋回流のスムーズな形成を阻害しないのであれば、これに限らず、例えば、各螺旋状板部材５における管底の近傍部に複数の水抜き孔７を設けてもよいし、水抜き孔７に代えて水抜き用のスリットを形成してもよい。
【００５５】
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明によると、広い施工ヤードを要せず、且つ、工期の長期化やコストの増大等を招くことなく、傾斜した管渠内を流下する水流を効果的に減勢することができるので、急傾斜地の減勢工に適用して極めて有益である。
【符号の説明】
【００５７】
１          減勢管
２          管本体
３          螺旋案内路
５          螺旋状板部材
７          水抜き孔
１０        傾斜管渠
【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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