(57)【要約】【課題】特別な動力源を使用しなくても濾過スクリーンを充分に循環移動させることが可能であり、これにより夾雑物を容易に除去することが可能で、しかも夾雑物除去の運転管理に特に人手を要しない合流式下水道用スクリーン装置を提供する。【解決手段】本発明のスクリーン装置は、夾雑物を含む下水が流入する流入路（２）とこれから流入する雨水と共に下水を放流する流出路（３）とが越流堰（４）によって仕切られ、流出路（３）への夾雑物の流入を阻止する無端状の濾過スクリーン（１４）が流入路（２）に沿って越流堰（４）側に設置され、流出路（３）側に水車（１６）が配置される。水車（１６）は、流入路（２）から濾過スクリーン（１４）及びガイド部材（１５）を通過して流出路（３）に落下する越流水との水位差によりその羽根車（１９）が回転させられ、この羽根車（１９）の回転駆動によって濾過スクリーン（１４）が循環移動する。濾過スクリーン（１４）はギヤ手段を介して水車（１６）に連結される。【選択図】　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
夾雑物を含む下水が流入する流入路と雨水を含む下水を放流する流出路とが越流堰によって仕切られ、流出路への夾雑物の流入を阻止する無端状の濾過スクリーンが流入路に沿って越流堰側に配置されると共に、流出路側に水車を配置して、流入路側から濾過スクリーンを通過して流出路側に落下する越流水との水位差により水車を構成する羽根車を回転させ、この羽根車の回転駆動によって濾過スクリーンを循環移動させることを特徴とする合流式下水道用スクリーン装置。
【請求項２】
流入路内の越流水が流入するガイド部材を前記水車の上方に設けたことを特徴とする請求項１記載のスクリーン装置。
【請求項３】
前記濾過スクリーンは、ギヤ手段を介して水車に連結されることを特徴とする請求項１又は２記載のスクリーン装置。
【請求項４】
流入路側に面する前記濾過スクリーンの背後に、バッフル板を垂直方向に設置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスクリーン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雨天時において、雨水が合流した下水を海，湖または河川等に放流する際に、放流水中に夾雑物が流入するのを防止する合流式下水道用スクリーン装置に関する。より詳しくは、本発明は、流入路側から流出路側に落下する越流水との水位差を利用して、水車の羽根車を回転させ、得られる水車の動力により流出路への夾雑物の流入を阻止する濾過スクリーンを循環移動させる合流式下水道用スクリーン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合流式下水道とは、同一の管渠を用いて汚水（下水）と雨水を排除する方式の下水道をいう。この合流式下水道においては、下水の汚染度合を勘案して、適宜の距離をもたせて雨水吐き室が下水管に連設されている。雨水吐き室内は越流堰で仕切られ、雨天時に越流堰を越えて流出する越流水が簡易処理されて河川等の公共用水域へ放流される。越流水中には樹木の幹，枝，葉や、ペットボトル、ボール、場合によってはオイルボール等の夾雑物が含まれるので、越流水の放流先の公共用水域に与える汚濁負荷だけでなく、水域の美観に与える影響も大きい。従って、合流式下水道では、環境面からも放流水中への夾雑物の流出をできるだけ阻止する必要がある。
【０００３】
夾雑物の流出を防止する一例として、雨水吐き室の越流堰上に横型バー状のスクリーンを設置して、雨水を含む下水中の夾雑物をスクリーンで捕獲する合流式下水道が知られている。上記雨水吐き室内には、スクリーン上端からの溢流を防止するためにモニタカメラが設置され、室内の水位が管理される。また、スクリーンで捕捉された夾雑物は、油圧で往復動する掻取刃をスクリーンの裏側に設けて掻き取られ、遮集管に流下させた後、下流の下水処理場へ送られる。
別の例として、流水路に浮上させた水車の水力でレーキを循環移動させ、固定スクリーンに流着した夾雑物をレーキで掻き上げて管理橋兼塵芥置場に排出する夾雑物の掻き上げ装置が、特開平１１−１３１４５３号公報に開示されている。上記掻き上げ装置は、３組のスプロケットとチェーンを組み合わせて、これらの動力伝達機構により回転駆動されるスプロケットに無端チェーンが張設され、このチェーンに上記レーキが横架していて、チェーンの循環移動に連動してレーキが循環移動するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の合流式下水道では、横型バー状のスクリーンに張り付いた夾雑物を油圧により往復動する掻取刃で完全に掻き取ることは困難であり、掻取刃が元の位置に復帰すると、水面に浮き上がった夾雑物が再び水流でスクリーンに張り付くという問題がある。また、雨水吐き室の水位を検知して、夾雑物を取り除く運転とその停止を行っているが、かかる運転の制御が煩雑であるという問題もある。
一方、後者の掻き上げ装置においては、流水の流れにより水車の羽根車を回転させて、レーキを循環移動させながら夾雑物を排出するものであるが、多くの動力伝達機構を介してレーキを循環させているので、流水の流れでレーキを駆動させるには動力が不充分であるという問題がある。
そこで、本発明の目的は、特別な動力源を使用しなくても可動式の濾過スクリーンを充分に駆動させることが可能であり、これにより夾雑物を容易に除去することが可能で、しかも夾雑物除去の運転管理に特に人手を要しない合流式下水道用スクリーン装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の合流式下水道用スクリーン装置は、夾雑物を含む下水が流入する流入路と雨水を含む下水を放流する流出路とが越流堰によって仕切られ、流出路への夾雑物の流入を阻止する無端状の濾過スクリーンが流入路に沿って越流堰側に配置されると共に、流出路側に水車を配置して、流入路側から濾過スクリーンを通過して流出路側に落下する越流水との水位差により水車を構成する羽根車を回転させ、この羽根車の回転駆動によって濾過スクリーンを循環移動させることを特徴とする。
本発明において、請求項２に係る発明は、流入路内の越流水が流入するガイド部材を上記水車の上方に設けたものである。請求項３に係る発明は、上記濾過スクリーンをギヤ手段を介して水車に連結したものである。更に、請求項４に係る発明は、流入路側に面する上記濾過スクリーンの背後にバッフル板を垂直方向に設置したものである。
【０００６】
【作用】
本発明の合流式下水道用スクリーン装置の作用について説明する。
同スクリーン装置において、例えば下水管から夾雑物を含む下水が流入路に流入し、通常はそのまま下水処理場に送られて高級処理される。雨天時に増水すると、流入路の下水は、流入路に沿って越流堰側に設置されたスクリーンを通過する際に、流入路内に溜まっていたり新たに流入する夾雑物が濾過され、流出路側に配置された水車に落下する。水車は、越流水との水位差により、いわば無動力でその羽根車が回転させられる。この羽根車の回転駆動に伴って、適宜の動力伝達機構を介して水車に連結された無端状の濾過スクリーンが循環移動する。
従って、下水に含まれる夾雑物の大半は、流出路側に移行することなく、流入路に沿って配置された濾過スクリーンで捕捉され、残余の夾雑物は例えば流入路の下流に設けられる遮集管から下水処理場に排出される。その結果、夾雑物が取り除かれてその分清浄化された越流水は、水車を駆動した後、例えば流出路に設けられる放流管から公共用水域に放出される。
【０００７】
雨天時には、一般に流入路に流入する水量が増すだけでなく、夾雑物の量も増加する傾向にある。水量が増すと流入路の水位が上昇するので、水車に落下する雨水を含む下水（越流水）の水力も大きくなる。即ち、水車の駆動力が大きくなることにより、濾過スクリーンの回転速度が速くなり、スクリーン装置における夾雑物の除去性能が向上する。
それ故に、本発明のスクリーン装置は、流出路側に水車を配置するという簡単な構成で、必要時に充分な駆動力が濾過スクリーンに付与されると共に、そのための特別な運転制御も必要がないので、流出路への夾雑物の流入を阻止する合流式下水道システムとして合理的なスクリーンということができる。なお、晴天が続いたりして流入路の水位が越流堰の上端より低下している場合は、流入路に流入する下水は、敢えて夾雑物を取り除く必要もないので、そのまま下水処理場に向けて排出される。
【０００８】
請求項２に係る発明は、越流水が流入するガイド部材を前記水車の上方に設けたものであるから、濾過スクリーンを通過して清浄化された越流水がスムーズにガイド部に誘導され、水車を効率良く回転させることができる。また、ガイド部材は流入路の水位を定める機能を兼ねることになる。
請求項３に係る発明は、前述の動力伝達機構をギヤ手段とするものである。また、請求項４に係る発明は、流入路側に面する濾過スクリーンの背後にバッフル板を垂直方向に設置したものであるから、スクリーンの前面側で乱流が生じやすくなり、スクリーンに付着した夾雑物が遊離しやすくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明を図面を参照して詳細に説明する。
図１〜３において、符号１は合流式下水道の雨水吐き室である。雨水吐き室１は、下水の流入路２及び流出路３と、各流路２，３を区画する越流堰４からなる。流入路２の上流及び下流はそれぞれ下水管５及び遮集管６に接続し、流出路３の下流は放流管７に接続する。越流堰４は、例えば、晴天が続いて流入路２の水位（ＷＬ）が低下している時には流入路２の下水を堰き止めるが、雨天時に流入路２が増水した場合に流入路２から流出路３に越流水を溢流させる作用を有する。
【００１０】
越流堰４上及び流出路３寄りにかけて、スクリーン装置８を収容するハウジング９が流入路２に沿って設置される。このハウジング９は、水平断面コ字状の枠体を主体として構成される。ハウジング９の底板上には、下水の下流側にスクリーン装置８の駆動軸１０及び従動軸１１が立設され、上流側に２つの従動軸１２，１３が立設されていて、これらの軸１０〜１３に各々３つのスプロケット１０ａ〜１３ａが嵌着される。そして、上記スクリーン装置８における濾過スクリーン１４が、スプロケット１０ａ〜１３ａ間に掛け渡される。ここで、ハウジング９の断面コ字状の開口部に位置するスクリーン１４は、図１に図示するように、ハウジング９の外部に位置する。
なお、従動軸１２，１３を下水の下流側に立設し、駆動軸１０及び従動軸１１を下水の上流側に立設することもできる。また、各軸に嵌着されるスプロケット１０ａ〜１３ａの数は、３個に限定されるものではない（スクリーン１４が移動可能な数であればよく、例えば１個であってもよい）。更に、従動軸のスプロケット１１ａ〜１３ａは、単にスクリーン１４を案内するためのものであるから、円板に置き換えることができる。
【００１１】
越流堰４の流出路３側に沿ってハウジング９の断面コ字状の開口部に、流入路２からの越流水を流出路３に案内するガイド部材１５が配置される。ガイド部材１５は、高さ方向が開口していて上記コ字状の開口部に流入口を有し、流入路２側のガイド板が流出路３側のものより低く、流入路が増水した時の水位を設定する機能がある。ガイド部材１５は、垂直状に配置してもよいが、図３に図示するように、流出路３側に傾斜させることが好ましい。また、流入路２側におけるガイド板を昇降自在としてもよい。その具体的な手段としては、ガイド板の下部を垂直板としてその両側部に複数の孔を形成し、別途高さ方向に長孔またはガイド板に対応した孔を形成した水位調整部材を設けて、水位調整部材及びガイド板の各孔に挿通したボルトをナットで締結する例が挙げられる。
流出路３側の越流堰４上部に隣接しかつガイド部材１５の下方に、水車１６が設けられる。水車１６は、ハウジング９の底板に取り付けられた水車ケーシング１７内に配置されると共に、ケーシング１７に支承される。水車１６は、軸１８とこの軸部に複数の羽根が半径方向に固着された羽根車１９とから構成され、軸１８の一端部（図１，２では流出路３の下流側）にウォームホイール２０が固設される。ウォームホイール２０にはウォーム２１が噛合していて、ウォーム軸２２がハウジング９の頂部近くまで上方に延びている。ウォーム軸２２及び前記駆動軸１０の各上端部には、互いに噛合する平歯車２３，２４が固設される。平歯車２３，２４はＯリング等を介して水密にギヤカバー２５で覆われる。
【００１２】
越流堰４から落下した越流水は水車１６の羽根車１９を回転させ、この羽根車１９の回転駆動によって、動力伝達機構（２０〜２４）を介して駆動軸１０が回転する。従って、水車１６が回転すると、前記軸１０〜１３の各々のスプロケット１０ａ〜１３ａに掛け渡された無端状の濾過スクリーン１４が循環移動する。濾過スクリーン１４は、図１に図示するように、流入路２の側縁部に沿って下水の流れ方向に走行する。
ここで、濾過スクリーン１４は、図４に図示するように、例えば、交互に反対側に屈曲させた山部と谷部とを連続して形成した適宜の長さ（スクリーンの幅）の金属線等の線材１４ａを長さ方向に多数配列し、隣接する線材１４ａ同士の山部を谷部に臨ませ、その重なり合う部分に形成された孔に軸部材１４ｂを挿通して、各線材１４ａを屈曲自在にかつ無端状に連結した金網状のスクリーンからなる。スクリーン１４の上部には、その全長にわたって、順次交互に両端部が重なり合うように板状連片１４ｃが各軸部材１４ｂに取り付けられる。この板状連片１４ｃの長さは、線材１４ａの山部の高さよりやや長くしている。
【００１３】
前記ハウジング９を構成する最上部の枠体下面に支持板２６が取り付けられ、支持板２６には誘導溝２７が形成される。また、支持板２６の底板上には、軸部材１４ｂが挿通する誘導溝２７を介して一対の支持盤が固定されていて、この支持盤にスクリーン１４が各板状連片１４ｃで吊持される。即ち、スクリーン１４は支持盤によって形成された一対のレール２８上を循環移動する。
そして、前記各軸１０〜１３が立設される箇所の支持板２６上面には、軸１０〜１３の上端部を支承する軸受が固設される。更に、各軸１０〜１３の下端部にスラスト軸受を設けておくことが好ましい。図５には、従動軸１２，１３の上部軸受１２ｂ，１３ｂ及び下部軸受（スラスト軸受）１２ｃ，１３ｃが図示されている。
【００１４】
流入路２に面するスクリーン１４の背後には、扁平なバッフル板３０が垂直方向に設置される。バッフル板３０は、流入路２を流れる下水に乱流を生じさせて、スクリーン１４に付着した夾雑物を遊離しやすくするために設けられ、流入路２に面するスクリーン１４の長さ等に応じて１または２箇所以上設置される。更に、バッフル板３０裏面の流入路２及び流出路３に沿って、フラットバー３１がスクリーン１４の高さ方向にその中間部の裏側に当接するごとく複数段にわたって配設される。フラットバー３１は、越流水の流れによるスクリーン１４の撓みを防止するために配設され、適宜の間隔でハウジング９の底板上に立設された複数の支持パイプ３２によって支持される。
以上のようにして、水車１６の羽根車１９の回転駆動によって、特別な動力源を用いることなく、無端状の濾過スクリーン１４は、一部がフラットバー３１に当接しつつ誘導溝２７に案内されながら、レール２８上を循環移動する。
【００１５】
前記雨水吐き室１において、越流堰４の形状が地理的な制約から直線でないことがある。そのような場合、前記各フラットバー３１の形状を越流堰４の形状に合致するように、複数に分割するかあるいは分割することなく、スクリーン１４の裏側に配設することにより、本発明のスクリーン装置は夾雑物の流出路への流入阻止に対処することができる。勿論、フラットバー３１以外にも、越流堰４の形状に対応してスクリーン装置８の構成部材も適宜変更する必要がある。
図６（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明におけるスクリーン装置８の駆動軸１０及び従動軸１１〜１３（スプロケット１０ａ〜１３ａ）と、濾過スクリーン１４と、湾曲した水平バー３１′，３１″との配置関係を簡略化して示している。図６（Ａ）に示す合流式下水道用スクリーン装置は越流堰４が円弧状になだらかに湾曲した例であり、図６（Ｂ）に示すものは越流堰４が複雑に屈曲した例である。
【００１６】
図６（Ａ）において、各軸１０〜１３は、図３に図示するようにハウジング９の底板上に立設されても、あるいはその全てが越流堰４上に立設されてもよい。各軸のスプロケット１０ａ〜１３ａ間には、濾過スクリーン１４が掛け渡される。しかし、そのままではスプロケット１０ａ，１３ａ間及びスプロケット１１ａ，１２ａ間が直線状に張設されるかあるいは撓むことになるので、円弧状に湾曲した越流堰４の形状に合致する湾曲した水平バー３１′が、流入路２側及び流出路３側のスクリーン１４の裏側に近接して配設される。水平バー３１′は、前述の越流堰４の形状が直線である場合と同様に、スクリーン１４の高さ方向に１段でも複数段配設してもよい。
水平バー３１′がステンレス鋼のような必要な強度を有し長さ方向に可撓性のある部材である場合は、少なくともその両端部と最も湾曲した箇所に配置された支持パイプ３２によって支持される。一方、水平バー３１′が例えば合成樹脂等の予め湾曲した剛性の部材である場合は、前述したのと同様に、適宜の間隔で配置された支持パイプ３２によって少なくとも２箇所支持すればよい。また、前記支持板２６の下面上に形成されるレール２８も、水平バー３１′と同様に、越流堰４の流入路２側及び流出路３側の形状に合致した円弧状に湾曲していて、例えば支持盤を機械的強度に優れた合成樹脂で形成することが好ましい。
【００１７】
更に図６（Ｂ）においては、越流堰４の湾曲部分（図６（Ｂ）では各水路側に３箇所）にその形状に合致する複数の湾曲した水平バー３１″が、分割して配置され、流入路２側と流出路３側とのスクリーン１４の表側及び裏側に近接して複数段にわたって配設される。水平バー３１″は、スクリーン１４の高さ方向に複数段（例えば３段）配設することが好ましい。また、上記レール２８は、水平バー３１″が配設される箇所をそれと同じ形状に湾曲していて、軸１０〜１３を含むこれらの間を必要に応じて湾曲させて成形された合成樹脂製の支持盤を接合することにより形成される。
その他の点は図６（Ａ）に示すスクリーン装置８と同様である。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の合流式下水道用スクリーン装置は、流入路側から濾過スクリーンを通過して流出路側に落下する越流水との水位差により水車の羽根車を回転させるものであるから、雨天時に増水した越流水を利用して、いわば無動力で水車を回転させることができ、この水車の回転駆動によって、流出路への夾雑物の流入を阻止する濾過スクリーンを循環移動させることができる。しかも、降雨量が多いほど一般に夾雑物も多くなるので、必要な時に大きな駆動力が水車に付与されるため、これに伴って濾過スクリーンの回転速度が速くなり、スクリーン装置における夾雑物の除去性能が向上する。このように、本発明のスクリーン装置は、流出路側に水車を配置するという簡単な構成で、かつ特別な運転制御を必要することなく、必要時に効率良く流出路への夾雑物の流入を阻止することができる。
また、流入路側に面する濾過スクリーンの背後にバッフル板を垂直方向に設置した場合は、スクリーンの前面側で乱流が生じやすくなり、スクリーンに付着した夾雑物を簡単に遊離させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す合流式下水道用スクリーン装置の平面説明図である。
【図２】図１の正面説明図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ截断線の概略矢視図である。
【図４】本発明における濾過スクリーンの一例を示す拡大図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ截断線の概略矢視図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の別の実施例を示すスクリーン装置の平面概略図である。
【符号の説明】
１・・・雨水吐き室、２・・・流入路、３・・・流出路、４・・・越流堰、５・・・下水管、６・・・遮集管、７・・・放流管、８・・・スクリーン装置、９・・・ハウジング、１０・・・駆動軸、１１〜１３・・・従動軸、１０ａ〜１３ａ・・・スプロケット、１０ｂ〜１３ｂ，１０ｃ〜１３ｃ・・・軸受、１４・・・濾過スクリーン、１４ａ・・・線材、１４ｂ・・・軸部材、１４ｃ・・・板状連片、１５・・・ガイド部材、１６・・・水車、１７・・・水車ケーシング、１８・・・水車軸、１９・・・羽根車、２０・・・ウォームホイール、２１・・・ウォーム、２２・・・ウォーム軸、２３，２４・・・平歯車、２５・・・ギヤカバー、２６・・・支持板、２７・・・誘導溝、２８・・・レール、３０・・・バッフル板、３１，３１′，３１″・・・フラットバー、３２・・・支持パイプ。
【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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