(57)【要約】【課題】大規模なコンクリート等の構築物を建設することにより建設場所の制約を受けたり、工事コストがかさむという問題点を解決し、汚水と雨水とを同時に流す合流式下水道管渠において、降雨等によって下水が増水した場合に、人孔等の構築物を建設することなく降雨時に増水した下水が下水本管に溢れることを防止する分水手段を提供する。【解決手段】下水流入部と、該下水流入部から流入した下水を分水して遮集管及び放流管にそれぞれ流出させる分岐部と、遮集管及び放流管にそれぞれ接続される遮集管流出部及び放流管流出部とを有しており、かつ上記遮集管流出部と放流管流出部の分岐部分の内、放流管流出部への流入口付近に、管底から管路を部分的に塞ぐように越流堰が設けられている分水分岐管。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水を分水して遮集管及び放流管に流出するための分水分岐管であって、
上記分水分岐管は、下水流入部と、該下水流入部から流入した下水を分水して遮集管及び放流管にそれぞれ流出させる分岐部と、
遮集管及び放流管にそれぞれ接続される遮集管流出部及び放流管流出部とを有しており、
かつ上記遮集管流出部と放流管流出部の分岐部分の内、放流管流出部への流入口付近に、管底から管路を部分的に塞ぐように越流堰が設けられている
ことを特徴とする分水分岐管。
【請求項２】
下水流入部と放流管流出部との管径が略同じであり、
越流堰の高さが、遮集管の管径の２分の１以上でかつ放流管流出部の管径の３分の２以下である
ことを特徴とする請求項１記載の分水分岐管。
【請求項３】
越流堰が繊維強化合成樹脂からなる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の分水分岐管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水と雨水とを混合して流下する合流式下水道管路の分水に用いられる分水分岐管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合流式下水道管路では、汚水と雨水とを混合して同一管渠に流す。この下水は、下水処理場において地域毎に定められた放流規制値に適合する水質に処理されて、公共水域に放流される。合流式下水道を流れる下水は、降雨のない時には殆どが生活排水等にかかる汚水であるが、降雨時には雨水が流入するために流量が急激に増加する。しかしながら、流量が増加して下水処理場の処理能力を超えてしまうと、処理しきれなくなってしまうため、増水した一部の下水を河川等の公共水域に放流する場合がある。放流される下水は、汚水と雨水とが混合されており、汚水が雨水によって希釈された状態となっている。
【０００３】
従来、管渠から下水の一部を分岐して放流する場合、管渠に越流堰を設け、それを超えた下水を河川等に導くように、増水時の排水管路を設けることが行われる。このような越流堰の一例を図７に示す。越流堰は、下水管路途中に雨水吐き室として分水人孔（Ａ）を設け、その中に鉄筋コンクリートの構造物として設置される。このものは、流入管（Ｂ）と放流管（Ｄ）と遮集管（Ｃ）とを備えた分水人孔即ち雨水吐き室（Ａ）内に越流堰（Ｅ）を設け、放流管（Ｄ）を越流堰（Ｅ）を超えた側に設け、遮集管（Ｃ）を越流堰（Ｅ）の流入管（Ｂ）と同じ側に設けるものである（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
【非特許文献１】「下水道施設計画・設計指針と解説、前編（’０１年度版）」、（社）日本下水道協会編、第８節雨水吐き室（第２６２頁〜第２６５頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、分水手段として、非特許文献１の分水人孔を設置する場合には、大規模な鉄筋コンクリート等の構築物を建築するので、設備が大掛かりとなって大きな設置場所が必要なだけでなく、推奨される設置場所として、なるべく放流水域の近くで、原則として計画外水位の時でも充分に放流できる場所を選定するのが望ましいとされるように、一定の制約があったり、工事日数が掛かり工事コストが高くなるという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の分水手段が有する問題点、即ち大規模なコンクリート等の構築物を建設することにより建設場所の制約を受けたり、工事コストがかさむという問題点を解決し、汚水と雨水とを同時に流す合流式下水道管渠において、降雨等によって下水が増水した場合に、人孔等の構築物を建設することなく降雨時に増水した下水が下水本管に溢れることを防止する分水手段を提供する目的でなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の請求項１記載の分水分岐管（発明１）は、下水を分水して遮集管及び放流管に流出するための分水分岐管であって、上記分水分岐管は、下水流入部と、該下水流入部から流入した下水を分水して遮集管及び放流管にそれぞれ流出させる分岐部と、遮集管及び放流管にそれぞれ接続される遮集管流出部及び放流管流出部とを有しており、かつ上記遮集管流出部と放流管流出部の分岐部分の内、放流管流出部への流入口付近に、管底から管路を部分的に塞ぐように越流堰が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明（発明２）は、下水流入部と放流管流出部との管径が略同じであり、越流堰の高さが、遮集管の管径の２分の１以上でかつ放流管流出部の管径の３分の２以下であることを特徴とする発明１の分水分岐管である。
【００１０】
請求項３記載の発明（発明３）は、越流堰が繊維強化合成樹脂からなる
ことを特徴とする発明１又は２の分水分岐管である。
【００１１】
合流式下水道における分水分岐管は、流入管と少なくとも２方向への流出管とからなる。即ち、流出管は、通常汚水を下水処理場に流す遮集管と、降雨時に増水した水を公共水域に流す放流管である。遮集管は越流堰の流入管と同じ側に設けられ、放流管は越流堰を超えた側に設けられて越流した下水が流される。
【００１２】
分水分岐管本体、即ち流入管、遮集管又は放流管は、通常、いずれも塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等合成樹脂類；ＦＲＰ（繊維強化合成樹脂）、ＦＲＰＭ（繊維強化レジンコンクリート）等複合樹脂類；鉄筋コンクリート等で構成される。また、越流堰も同じ材料であっても良く、他にステンレススチール、防食された鉄、アルミニウム、銅等の金属類等が適用されても良い。
【００１３】
特に、合成樹脂類を用いることにより、従来の鉄筋コンクリート構築物であった分水人孔が有している耐腐食性が低いという問題点が回避される。また、分水分岐管は、個々の管路の設計に応じて分岐管や越流堰の形状が決められるため、成型時に自由な形状に成型し易いＦＲＰが特に好適である。ＦＲＰであれば、耐腐食性や耐摩耗性にも優れた管路を形成できる。
【００１４】
汚水の流量は、その下水道を利用する地域の住民数によって決められる設計推量を満足出来る管径とされる。従って、通常、流入管又は放流管は大口径とされ、遮集管は設計汚水量により決まる口径とされるので、流入管又は放流管の口径より小口径とされる。
【００１５】
越流堰は、放流管の分岐流出部の管断面の管底部下から上方に、管を部分的に塞ぐように設けられる。下水流は、越流堰を越流しない場合、即ち定常時には下水処理場に導かれるので、越流堰の高さは、遮集管設計水量以下の下水量が遮集管に流れる高さとされる。
【００１６】
その高さは、好ましくは、遮集管の管径の２分の１以上でかつ放流管流出部の管径の３分の２以下とされる。通常、遮集管の管径の２分の１程度を満たす水量の汚水が流入することがあるため、越流堰高さが遮集管の管径の２分の１未満であれば、少量の降水量でも汚水が越流堰を超えて放流管側に流れ、公共水域に放流されてしまうという問題点があり、放流管流出部の管径の３分の２より大であれば、放流管流入部の管径の大部分が越流堰によって閉塞されることになるので、大量の雨水が遮集管側に流れてしまうという問題点がある。
【００１７】
一般的な内径の寸法を採用している下水管路においては、越流堰高さは、遮集管の内径と同程度とされることが多い。即ち、定常時の下水水量の方が降雨時より遙かに少なく、下水管の内径やその勾配は、地域によってその最大瞬間降雨量を基礎に計算されて設計されるので、必然的に、遮集管の内径＜放流管の内径となり、それ故に放流管の内径は流入管の内径と同程度に設計されるのである。
【００１８】
流入管の管軸方向と遮集管の管軸方向と放流管の管軸方向とは、それぞれ勝手な方向とされていても構わない。但し、施工時に、例えば流入管の管軸方向は、遮集管と放流管の管軸方向とがなす平面と同一平面上か、若しくはその平面より上方を向くように施工されなければならないことはいうまでもない。
【００１９】
本発明の分水分岐管施行後の遮集管の管底高さは、流入管の管底高さよりも高くなってはならない。定常時に下水がスムースに流れることが必要だからである。また、放流管の管底高さと流入管の管底高さとの関係も同様である。
【００２０】
越流堰の越流部の形状は、直線であっても鋸型とされていても良い。鋸型であれば、鋸波形ピッチや鋸歯高さの調節により、越流水量の調節が容易で確実となる。
【００２１】
又、越流堰の板部の形状は、平板状のみならず、遮集管への下水の流れがスムースになるように、曲面状とされていても良い。更に、遮集管の外径が越流堰高さより小さい場合には、板部に遮集管が嵌着される貫通孔を設け、この貫通孔に遮集管を挿入して嵌着し固定しても良い。又、越流堰には、流入した下水流が衝突して荷重がかかるので、管と堰との固定部をリブ等で補強しても良い。
【００２２】
このような分水分岐管を得る方法の一例を以下に示す。即ち、分水分岐管本体は、適用される材料によって適宜選択して製造されれば良く、その製造方法は、特に限定されない。通常、分水分岐管は、流入管、遮集管、放流管と同じ材料で製造される場合が多いが、例えば一例として、ＦＲＰ製である場合は、一般的な分岐管製造方法と同じ方法で製造されれば良い。
【００２３】
例えば一例として、通常のＦＲＰＭ製曲管の背側凸曲面状管壁に貫通孔を設け、この貫通孔に、遮集管を、例えばＦＲＰハンドレイアップ法等で接続固定し、同じくＦＲＰ製堰板を、その堰高さ調節して放流管と遮集管との分岐部に、ＦＲＰハンドレイアップ法固定されれば良い。ＦＲＰの材質としては、一般的な補強繊維例えばガラス繊維、炭素繊維等と、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂類との複合樹脂類が好適に使用される。又、ガラス繊維を使用する場合は、汚水による耐腐食性を増すために、ＥＣＲガラス、Ｃガラス等の耐酸性を有するものが望ましい。
【００２４】
越流堰を分水分岐管に取り付ける方法は、越流堰の材料と分水分岐管の材料とを考慮して、最も適当な方法で取り付けられれば良く、一般的な方法であればそのような方法であっても構わない。例えば分水分岐管がＦＲＰＭ製であり、越流堰がステンレススチール製等金属板である場合には、ＦＲＰハンドレイアップ法、又はねじ止め等で取り付けられれば良い。また、分水分岐管を（鉄筋）コンクリート製のプレキャスト品とした場合には、越流堰は、分水分岐管と同じ材料で、分水分岐管の成型時に同時に一体として成型されても良い。
【００２５】
分水分岐管と下水管渠との接続、即ち流入管と上流側下水管、遮集管と下流側下水管、放流管と放流側下水管とは、それぞれ通常のゴム輪を併用した防震継手とされれば良く、特に限定した形状や接続方法とされる必要はない。従って、分水箇所においては、通常の管継手を接続施工する場合と同じ作業となり、管渠接続後は、常法に従って埋め戻し埋設されれば良い。
【００２６】
更に、分水分岐管内部の点検や清掃を行う必要が生じた場合に備えて、地表から分水分岐管内部に到達する人孔等を設ける場合には、分水分岐管の地表側管壁面に貫通孔を設け、この貫通孔に、例えばＦＲＰＭ製等の縦管を接続して人孔とし、必要に応じてその内部に梯子等を設ければ良く、コンクリート等による構造物を建設することはない。
【００２７】
（作用）
本発明では、合流下水を分水分岐管で分水する。分水分岐管は合成樹脂、繊維強化合成樹脂、又はプレキャスト鉄筋コンクリート等で予め製造されたものであり、管渠建設現場に搬入されて、通常の管渠の構築時と同じ作業で設けることが出来る。従って、管渠建設現場で、分水人孔をコンクリート建築物として建設する必要がなくなる。特に、耐食性に優れた合成樹脂類、強化合成樹脂類であれば、防食対策が必要なく、従来のような人孔の更新もその必要がなくなる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の分水分岐管の一例を、図面を参照して説明する。図１は本発明の分水分岐管の一例の横断面図である。図２は図１の分水分岐管の縦断面図である。図３（ａ）は越流部が直線形状である越流堰の一例の越流部分側面図、図３（ｂ）は越流部が鋸歯形状である越流堰の一例の越流部分側面図である。図４は分水分岐管の別の一例（遮集管が下向きに接続される例）の縦断面図である。図５は縦管を接続した一例の縦断面図である。図６（ａ）は堰板に遮集管が接続された一例の横断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の堰板の正面図である。
【００２９】
分水分岐管１は、汚水と雨水等とが合流されて流れる上流側下水管路に接続される流入管２と、下水処理場に向かう下流側下水管路に接続される遮集管３と、公共水域に向かう放流側下水管路に接続される放流管４と、遮集管３と放流管とを分離する越流堰５とから構成されている。
【００３０】
流入管２、遮集管３又は放流管４はＦＲＰＭ製であり、越流堰は、ＦＲＰ製平板をハンドレイアップ法で放流管分岐部に固定してある。
【００３１】
流入管２の口径は、その下水管路が受け持つ地域住民の将来予想数と単位使用水量とから算出される汚水量に３倍程度の安全率を見越した水量（以降、設計汚水量という。）、及びその地域の降雨量とから計算される水量（以降、合流下水量という。）で設計される上流側下水管を接続可能な口径とされる。遮集管３の口径は、設計汚水量から設計される下流側下水管を接続可能な口径とされ、放流管４の口径は流入管２と同じ口径とされている。
【００３２】
上流側下水管路と流入管２との接続、下流側下水管路と遮集管３との接続、放流側下水管路と放流管４との接続は、下水管路の接続と同じ構造とされれば良い。例えば、一般的なゴム輪付き継手と同じ受け口或いは挿し口構造等が挙げられる。
【００３３】
越流堰５の取り付け場所は、下水が遮集管３と放流管４とに分離されさえすれば、流入管２のどこに設けられていても構わない。例えば一例として、流入管２が遮集管３と放流管４とに分れる分岐部の放流管分岐口部とされると、この位置であれば、堰板の形状を平板状としたり、流入管２から放流管４への下水の漏水を防止しつつ分岐管への固定方法が比較的容易となり易い。
【００３４】
越流堰５の高さは、流入する下水量が設計水量を超えたら堰５を越流して放流管４側に流れる高さとされる。越流堰の越流部形状は、直線形状（図３（ａ）参照。）であっても良く、鋸形状（図３（ｂ）参照。）であっても良い。越流部は、堰本体の板とは別の板状部材としてこれに長孔等を設け、ボルト等を用いて堰本体板の上部に、多少の傾斜を許可するようにかつ上下方向の任意の位置に固定可能として取り付けても良い。こうすれば、分水分岐管を施工した際に、その越流部の水平位置が若干ずれたとしても、修正がし易くなる。
【００３５】
遮集管３の管軸方向は、上方から見て、流入管２の管軸方向と同じ線上になるようにされることが望ましい。このようにされると、通常時に汚水がスムースに流れ易くなる。但し、降雨水量が非常に多い地域では、増水する水量をスムースに流すために、放流管４の管軸方向を、上から見て流入管２の管軸と同じ線上としても良い。勿論、上から見て、遮集管３の管軸と放流管４の管軸が、いずれも流入管２の管軸と異なる線になっていても構わないことはいうまでもない。
【００３６】
なお、図４に示されるように、流入管２、遮集管３及び放流管４のそれぞれの管軸方向は、流入管２と遮集管３とのそれぞれの管軸がなす平面を、地面と略水平に配置した場合に、放流管４の管軸が略水平又は下方に向くように配置されるような形状であっても良い。
【００３７】
図５は、分水分岐管１の内部の清掃や点検を要する場合には、図５に示されるように、縦管６を設けても良い。縦管６は、人が入れる管径のＦＲＰ、ＦＲＰＭ等製管であれば良く、その内部壁に梯子等ステップ６１を設けられたものであれば良い。縦管６は、分水分岐管１の上側管壁の適当な箇所に縦管６と同じ直径の貫通孔を開け、縦管６を接続固定する。接続固定の方法は、通常の方法によれば良く、例えば一例として、縦管６に分水分岐管１の外形に沿ったフランジ６２を固定し、そのフランジ６２を分水分岐管１に接続固定する方法や、貫通孔に縦管６を挿入し縦管６と分水分岐管１とをＦＲＰハンドレイアップ法（ハンドレイアップされたＦＲＰ層は図示せず。）で接続固定する方法などが挙げられる。通常、これらの接続部分にはコンクリート６３等を巻いて補強される。
【００３８】
図６に、遮集管３の外径が放流管４の内径の２分の１以下の場合の、遮集管３の取り付け方法の別の一例を示す。本例では、堰板５本体に貫通孔を設けその貫通孔に放流管４を接続固定する。放流管４は分水継手１の管壁を貫通して突出されて接続口が設けられ、放流側下水管に接続される。放流管４と堰板５本体又は分水分岐管１の管壁とはＦＲＰハンドレイアップ法等で、漏水しないように固定される。
【００３９】
【発明の効果】
以上の通りであるから、本発明の分水分岐管は、汚水と雨水とを同時に流す合流式下水道管渠において、降雨等によって下水が増水した場合に、人孔等の構築物を建設することなく同時に、降雨時に増水した下水が下水本管に溢れることを防止する分水手段となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分水分岐管の一例の横断面図である。
【図２】図１の分水分岐管の縦断面図である。
【図３】（ａ）  越流堰の越流部が直線形状である一例の側面図である。
（ｂ）  越流堰の越流部が鋸歯形状である一例の側面図である。
【図４】分水分岐管の別の一例（遮集管が下向きに接続される例）の縦断面図である。
【図５】縦管を接続した一例の縦断面図である。
【図６】（ａ）  堰板に遮集管が接続された一例の横断面図である。
（ｂ）  堰板の正面図である
【図７】従来の分水人孔の一例の平面図である。
【符号の説明】
１  分水分岐管
２  流入管
３  遮集管
４  放流管
５  越流堰
６  縦管
６１  ステップ
６２  フランジ
６３  補強コンクリート
Ａ  分水人孔（雨水吐き室）
Ｂ  流入管
Ｃ  遮集管
Ｄ  放流管
Ｅ  越流堰
【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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