(57)【要約】  【課題】  汚水の流下量が設計値から変動下場合であっても、晴天時に立坑内に流下したスカム原因物質やスカムを長期間滞留させることなく確実に下流側に流下搬送できる伏越し管きょ装置を提供する。  【解決手段】  水路８を閉塞する止水姿勢と水路８を開放する開放姿勢との間で姿勢変更自在な弁体２と、水路８の水位が設定水位に上昇するまで止水姿勢を維持するとともに、設定水位に達すると水位に連動して開放姿勢への姿勢変更動作を許容する姿勢切替機構を備えた制水機構Ｄを、上流側立坑１００と下流側立坑２００との間を伏越し管３００で連結してなる伏越し管きょ装置Ｃの上流側水路に設けて、上流側立坑１００及び下流側立坑２００に下水が貯留されている状態で、制水機構Ｄに一時貯留された下水を間歇的に放流する。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側立坑と下流側立坑との間を伏越し管で連結してなる伏越し管きょ装置であって、
前記上流側立坑に下水を流下搬送する水路に、下水を一時貯留するとともに、間歇的に貯留水を下流側に放流する制水機構を設けてある伏越し管きょ装置。
【請求項２】
前記制水機構が、前記水路を閉塞する止水姿勢と前記水路を開放する開放姿勢との間で姿勢変更自在な弁体と、前記水路の水位が設定水位に上昇するまで前記止水姿勢を維持するとともに、前記設定水位に達すると水位に連動して前記開放姿勢への姿勢変更動作を許容する姿勢切替機構を備えたフラッシュゲートで構成される請求項１記載の伏越し管きょ装置。
【請求項３】
前記フラッシュゲートに、前記止水姿勢から前記開放姿勢への姿勢変更に伴なって蓄積される弾性復元力により、前記開放姿勢にある前記弁体を前記止水姿勢に自律復帰させる姿勢復帰機構を設けてある請求項２記載の伏越し管きょ装置。
【請求項４】
前記姿勢復帰機構による前記止水姿勢への復帰作動を強制的に停止させる開放姿勢維持機構を設けてある請求項３記載のフラッシュゲート。
【請求項５】
前記姿勢切替機構による前記止水姿勢の維持を強制的に解除して前記開放姿勢への姿勢変更動作を許容する強制解除機構を備えてある請求項２から４の何れかに記載の伏越し管きょ装置。
【請求項６】
前記制水機構に、前記設定水位以上の所定水位で貯留水をオーバーフローさせるオーバーフロー部を設けてある請求項１から５の何れかに記載の伏越し管きょ装置。
【請求項７】
前記制水機構がマンホールに設置されている請求項１から６の何れかに記載の伏越し管きょ装置。
【請求項８】
前記制水機構が、マンホールに設置された貯留槽と、前記貯留槽に貯留された下水を間歇的に下流側に強制放流するポンプ機構で構成されている請求項１記載の伏越し管きょ装置。
【請求項９】
前記水路に、前記上流側立坑に下水を旋回させながら流下搬送するガイド機構を設けてある請求項１から８の何れかに記載の伏越し管きょ装置。
【請求項１０】
上流側立坑と下流側立坑との間を伏越し管で連結してなる伏越し管きょ装置の洗浄方法であって、
上流側立坑及び下流側立坑に下水が貯留されている状態で、前記上流側立坑に下水を流下搬送する水路に下水を一時貯留し、間歇的に下流側に放流する伏越し管きょ装置の洗浄方法。
【請求項１１】
下流側に放流された貯留水を上流側立坑に旋回させながら流下させる請求項１０記載の伏越し管きょ装置の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上流側立坑と下流側立坑との間を伏越し管で連結してなる伏越し管きょ装置に関し、特に合流式下水管路方式に好適な伏越し管きょ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より自然流下式の下水管路施設には、汚水と雨水を同一の管路に収容して搬送する合流式下水管路方式と、汚水と雨水を夫々別の管路に収容して汚水は処理場に搬送し雨水は河川に放流する分流式下水管路方式がある。分流式下水管路方式では、雨水用の管路は大量の降雨に備えて大径の管路で構成され、汚水用の管路は少量の汚水が管路内に滞留すること無く所定の速度で確実に流下搬送するために小径の管路で構成されるが、夫々別の管路を敷設する必要があるためにコストが嵩み施工が煩雑となる。合流式下水管路方式では、主に汚水と雨水を大径の同一管路に収容搬送する方式が採用されており、管路の施工は容易であるが、晴天時には汚水が処理場に搬送されるものの、雨天時に管路の水量が増大すると、一部が分岐管路により河川に放流されるように構成されている。
【０００３】
一方、いずれの方式であっても、地中に下水管路を敷設する際に計画線が河川や運河、軌道、道路などの大きな障害物と交差する場合、その敷設レベルを障害物の底部以下にまで下げてＵ字型に横断すべく、図１６に示すように、障害物の前後に立坑１００、２００を設置して上流側立坑１のマンホール室１００ａと下流側立坑２００のマンホール室２００ａとの間を伏越し管３００で連結してなる伏越し管きょ装置を設ける必要があった。
【０００４】
特に大量の雨水をも流下搬送すべく大径の管路で構成される合流式下水管路方式の場合には、流量の少ない晴天時に伏越し管きょ装置の立坑１００、２００での下水の流れが滞り、マンホール室１００ａ、２００ａの底部に土砂４００や汚泥５００が堆積するとともに水面にスカムＳが貯まりやすく、滞留水の腐敗による臭気が発生したり、雨天時に伏越し部で下水が流れにくくなったり、逆に立坑に貯まったスカムＳが分岐管路から河川に流出して環境汚染を招くという様々な問題が生じていた。
【０００５】
ここに、スカムＳは、汚水に浮遊する油脂等の有機分が集まって固化したもので、上流側及び下流側の何れの立坑１００、２００内でも貯留汚水の水面近傍で発生、成長し易く、成長したスカムの場合には油脂分の組成が大部分を占め、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）、ＴＰ（全りん）などの値が高く、汚濁負荷量が大きいので河川などに流出すると公共用水域の汚濁を引き起こす要因になるものである。また、その発生と蓄積には晴天時の立坑内の流速が直接関連することが判明しており、少なくとも流速が毎秒１０〜２０ｃｍ以上あればスカムは形成されずに原因物資は下流に流されると考えられている。
【０００６】
そこで、図１７（ａ）に示すように、下流側立坑２００に排水ポンプを設置して晴天時に滞留する汚水を強制的に下流側管路に送水して伏越し管路を通気させるドライ化方式や、図１７（ｂ）に示すように、上流側立坑１００に圧送ポンプＰを設置してバイパス管路３００ａにより滞留汚水を送水する部分分流方式や、図１７（ｃ）示すように、汚水用の伏越し管路３００ｂと雨水用の伏越し管路３００ｃを併設して晴天時には管径の小さな汚水用のＵ字管路３００ｂにより滞留することなく汚水を搬送する部分分流方式を採用することにより伏越し管きょ装置におけるスカムの生成を回避する技術が提案されていた。
【非特許文献１】「合流式下水道と伏越し」、鈴木宏著、公共投資ジャーナル社発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述したドライ化方式や圧送ポンプを用いた分流方式による場合には、ポンプを駆動するための電源を供給する必要があり、ポンプ稼動のための電力コストが新たに発生するばかりでなく、新たにバイパス管路３００ｂを設置しなければならないといった問題があり、汚水用のＵ字管路を併設する部分分流方式による場合には、時には数キロメートルに及ぶ長い伏越し管を敷設する必要があり敷設コストが嵩むという問題があった。
【０００８】
また、立坑内にポンプを設置するものでは、水面近傍の周壁に付着しているスカムがそのまま残存する可能性が高く、そのような周壁に付着したスカムを効果的に下流側に流下させることが困難であるという問題もあった。
【０００９】
しかも、上述した何れの場合であっても、都市計画の変動などにより汚水流下量が当初の設計値を上回った場合には、汚水が雨水用の立坑に流入して立坑内に滞留することとなるのでスカムの発生が避けられず、個別に容量の大きなポンプに交換するなどの作業が必要となり迅速に対応するのが困難であるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上述の従来欠点に鑑み、汚水の流下量が設計値から変動した場合であっても、晴天時に立坑内に流下したスカム原因物質やスカムを長期間滞留させることなく確実に下流側に流下搬送できる伏越し管きょ装置を提供する点にあり、好ましくは電源などの外部エネルギーの供給が必要なポンプなどを設ける必要の無い伏越し管きょ装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するため、本発明による伏越し管きょ装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、上流側立坑と下流側立坑との間を伏越し管で連結してなる伏越し管きょ装置であって、前記上流側立坑に下水を流下搬送する水路に、下水を一時貯留するとともに、間歇的に貯留水を下流側に放流する制水機構を設けてある点にある。
【００１２】
上述の構成によれば、制水機構により上流側立坑の上流側の水路（管路を含む）に貯留された大量の下水が間歇的に上流側立坑に流下するので、立坑内に滞留しているスカム原因物質などがその度に少なくとも毎秒１０〜２０ｃｍ以上の流速で下流側に流下搬送されることが可能となり、下水が長期にわたり立坑内に滞留してスカムが生成し大きく成長するような事態が解消されるのである。しかも、上流側立坑及び下流側立坑に下水が貯留されている状態で、立坑内に一時的に多量の下水が流入するので、上流側及び下流側の立坑に貯留している下水の水面が急激に波立ち上下して、水面近傍の内壁部に付着しているスカムや原因物質が剥離されて流下し、効果的に洗浄されるのである。
【００１３】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記制水機構が、前記水路を閉塞する止水姿勢と前記水路を開放する開放姿勢との間で姿勢変更自在な弁体と、前記水路の水位が設定水位に上昇するまで前記止水姿勢を維持するとともに、前記設定水位に達すると水位に連動して前記開放姿勢への姿勢変更動作を許容する姿勢切替機構を備えたフラッシュゲートで構成される点にあり、姿勢切替機構により止水姿勢にある弁体が水位に連動して開放姿勢に移行することにより、弁体により貯留されている下水が一気に下流側に放流されるので、止水姿勢において水路の上流側で下水が溢れるような弊害を起こすことなく、開放姿勢において十分な流速で流下させることが可能となる。ここに、姿勢切替機構が水位に連動して自律的に作動するように構成すれば、弁体を駆動するための電源など外部からのエネルギーの供給は一切不要となり経済性に富んだものとなる。
【００１４】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記フラッシュゲートに、前記止水姿勢から前記開放姿勢への姿勢変更に伴なって蓄積される弾性復元力により、前記開放姿勢にある前記弁体を前記止水姿勢に自律復帰させる姿勢復帰機構を設けてある点にあり、同様に弁体を駆動するための電源など外部からのエネルギーの供給が無くとも、開放姿勢から止水姿勢に自律復帰できる。
【００１５】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第三特徴構成に加えて、前記姿勢復帰機構による前記止水姿勢への復帰作動を強制的に停止させる開放姿勢維持機構を設けてある点にあり、例えば大量の降雨時に開放姿勢維持機構を作動させることにより弁体により止水された雨水の混入した下水が上流側水路で溢れるような不都合を回避できる。
【００１６】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第二から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記姿勢切替機構による前記止水姿勢の維持を強制的に解除して前記開放姿勢への姿勢変更動作を許容する強制解除機構を備えてある点にあり、このように構成することにより何らかの故障により姿勢切替機構が作動しない緊急事態であっても、下水が上流側水路で溢れるような不都合を回避できる。
【００１７】
同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記制水機構に、前記設定水位以上の所定水位で貯留水をオーバーフローさせるオーバーフロー部を設けてある点にあり、このように構成することにより、姿勢切替機構が作動しない緊急事態であっても、下水が上流側水路で溢れるような不都合を回避して下流側に下水を通流できるのである。
【００１８】
同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、前記制水機構がマンホールに設置されている点にあり、上流側立坑に下水を流下搬送する水路間を接続するマンホールに設けることにより、既設の下水管路であっても容易に制水機構を構築でき、しかも、必要に応じて適宜メンテナンスを行なうことが可能となる。さらに、姿勢切替機構が作動しない場合であっても、制水機構を乗り越えて下水が下流に流下できるため、下水が上流側で溢れるような不具合が回避できる。
【００１９】
同第八の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記制水機構が、マンホールに設置された貯留槽と、前記貯留槽に貯留された下水を間歇的に下流側に強制放流するポンプ機構で構成されている点にあり、ポンプ機構により強制放流される一定量の下水の流れにより、立坑内に滞留しているスカム原因物質などがその度に下流側に流下搬送されることとなり、長期にわたり立坑内に滞留するような事態が解消されるのである。
【００２０】
同第九の特徴構成は、同請求項９に記載した通り、上述の第一から第八の何れかの特徴構成に加えて、前記水路に、前記上流側立坑に下水を旋回させながら流下搬送するガイド機構を設けてある点にあり、ガイド機構による旋回流により立坑内を旋回しながら流下するので、特に貯留汚水の水面近傍の立坑内壁面に付着したスカムやスカムの原因物質が効果的に洗浄されるのである。
【００２１】
本発明による伏越し管きょ装置の洗浄方法の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１０に記載した通り、上流側立坑と下流側立坑との間を伏越し管で連結してなる伏越し管きょ装置の洗浄方法であって、上流側立坑及び下流側立坑に下水が貯留されている状態で、前記上流側立坑に下水を流下搬送する水路に下水を一時貯留し、間歇的に下流側に放流する点にある。
【００２２】
上述した通り、上流側立坑の上流側の水路（管路を含む）に貯留された大量の下水が間歇的に上流側立坑に流下するので、立坑内に滞留しているスカム原因物質などがその度に下流側に流下搬送されることとなり、下水が長期にわたり立坑内に滞留してスカムが生成し大きく成長するような事態が解消されるのであり、しかも、上流側立坑及び下流側立坑に下水が貯留されている状態で、立坑内に一時的に多量の下水が流入するので、上流側及び下流側の立坑に貯留している下水の水面が急激に波立ち上下して、水面近傍の内壁部に付着しているスカムや原因物質が剥離されて流下し、効果的に洗浄されるのである。
【００２３】
同第二の特徴構成は、請求項１１に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、下流側に放流された貯留水を上流側立坑に旋回させながら流下させる点にあり、旋回流により立坑内を旋回しながら流下するので、特に貯留汚水の水面近傍の立坑内壁面に付着したスカムやスカムの原因物質が効果的に洗浄される。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明した通り、本発明によれば、汚水の流下量が変動しても立坑内に流下したスカム原因物質やスカムを長期間滞留させることなく確実に下流側に流下搬送できる伏越し管きょ装置を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に本発明による伏越し管きょ装置及び伏越し管きょ装置の洗浄方法について説明する。尚、以下の説明において、同様の機能を示す構成部位は基本的に同じ符号で示している。
【００２６】
図１（ａ）に示すように、自然流下式の下水道装置Ａは所定の下り勾配で地中に埋設され、下水処理場に向けて敷設された管路群Ｂで構成される。本実施形態では合流式下水管路方式が採用され、雨水と汚水が大径の共通管路で下水処理場に向けて流下搬送されるが、降雨時には図示しない分岐管路により一部の下水が河川に放流され、下水処理場の負荷の異常上昇が回避されるように構成されている。
【００２７】
上述の下水道装置Ａでは、下水管路Ｂを敷設する際に計画線が河川や運河、軌道、道路などの大きな障害物と交差する場合、その敷設レベルを障害物の底部以下にまで下げてＵ字型に横断するための伏越し管きょ装置Ｃが設けられる。伏越し管きょ装置Ｃは、障害物の前後に立坑１００、２００を設置して上流側立坑１のマンホール室１００ａと下流側立坑２００のマンホール室２００ａとの間を伏越し管３００で連結して構成される。
【００２８】
下水管路Ｂを流下する汚水の量は曜日や時間帯により大きく変動するものであるが、特に晴天時には雨水の流下が無く、下水管路Ｂを流れる汚水の流速は上流側立坑１のマンホール室１００ａ及び下流側立坑２００のマンホール室２００ａで急激に低下する結果、汚水に含まれる有機成分が滞留して水面近傍でスカムが発生、成長する。このようなスカムまたはスカム原因物質を下流側に効果的に搬送するべく、上流側立坑１００に下水を流下搬送する水路８に、下水を一時貯留するとともに、間歇的に貯留水を下流側に放流する制水機構Ｄを設けてある。
【００２９】
つまり、上流側立坑１００の上流側水路（管路を含む）８に制水機構Ｄにより貯留された大量の下水を間歇的に上流側立坑１００に流下させて、立坑１００、２００内に滞留しているスカム原因物質などをその度に下流側に流下搬送することで、スカム原因物質などを含む下水が長期にわたり立坑１００、２００内に滞留してスカムが生成し大きく成長するような事態を解消する。このとき、上流側立坑１００及び下流側立坑２００に下水が貯留されている状態で、立坑１００、２００内に一時的に多量の下水が流入するので、上流側及び下流側の立坑に貯留している下水の水面が急激に波立ち上下して、水面近傍の内壁部に付着しているスカムや原因物質を剥離して流下させる。
【００３０】
前記制水機構Ｄは、図１（ｂ）に示すように、水路８を閉塞する止水姿勢と水路８を開放する開放姿勢との間で姿勢変更自在な弁体２と、水路８の水位が設定水位に上昇するまで止水姿勢を維持するとともに、設定水位に達すると水位に連動して開放姿勢への姿勢変更動作を許容する姿勢切替機構を備えたフラッシュゲート１をマンホールＭに構築することにより構成することができる。尚、当該フラッシュゲート１はマンホールＭ以外に地中に敷設された水路８の任意の位置に構築することも可能である。
【００３１】
前記フラッシュゲート１としては、弁体２が止水姿勢で自律起立し、開放姿勢で水路８の底部近傍の揺動軸心周りに自律揺動して転倒する図１（ｂ）に示すもの、図１５（ａ）に示すように、上部が揺動軸Ｑに枢支された弁体２がバネ機構４０による弾性復元力により自律起立するとともに保持部３０により姿勢保持されて止水姿勢を維持し、フロートＦの上昇に連動して保持機構３０による保持が解除されて水圧による開放姿勢で上方に揺動するもの、中央部で二分割された弁体が水路の両側に設けられた縦軸心周りで観音開き状に自律開閉動作するもの、図１５（ｃ）に示すように、マンホールＭに設置され、電動式の巻上げ機構８０に巻回されたワイヤＷの一端を滑車８１を介して弁体２に取り付けて、水位センサＳ１の値に基づいて弁体２を起立止水姿勢と転倒開放姿勢の間で姿勢変更するもの、図１５（ｂ）に示すように、マンホールＭに設置され、コンプレッサー９０により膨張させて止水姿勢を維持し、水位センサＳ１の値に基づいて収縮させて開放姿勢に姿勢変更するラバー堰９１で構成するものなど、適宜構成することが可能である。
【００３２】
前記制水機構Ｄに、開放姿勢に移行する設定水位以上の所定水位に到ったときに貯留水をオーバーフローさせるオーバーフロー部を設けることが好ましく、姿勢切替機構が作動しない緊急事態であっても、下水が上流側水路で溢れるような不都合を回避して下流側に下水を通流できる。
【００３３】
また、制水機構Ｄとしては、図１（ｄ）に示すように、マンホールＭに貯留槽Ｍ１を構築し、当該貯留槽Ｍ１に貯留された下水を間歇的に下流側に強制放流するポンプ機構Ｐを設置することにより構成することも可能である。この場合、通常は貯留槽Ｍ１からの少量のオーバーフロー水が立坑１００のマンホール室１００ａに流入するように構成され、貯留槽Ｍ１に下水が十分に貯留されている所定の時期にポンプ機構Ｐを駆動することにより、大量の下水を下流側に通流させて立坑１００、２００内の貯留汚水を下流側に流下させる。
【００３４】
さらに、上述した何れの場合であっても、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、上流側立坑１００に下水を旋回させながら流下搬送するガイド機構８ａを水路８に設けることにより、ガイド機構８ａによる旋回流により立坑１００内を旋回しながら流下させて、貯留汚水の水面近傍の立坑内壁面に付着したスカムやスカムの原因物質を効果的に洗浄することができる。ガイド機構８ａとしては、流下する下水が立坑１００の円形の横断面に対して接線方向に流れ込むように案内する土手を水路８の底面に設けることにより実現することができる。
【００３５】
以下に、弁体２が止水姿勢で自律起立し、開放姿勢で水路８の底部近傍の揺動軸心周りに自律揺動して転倒する図１（ｂ）に示すフラッシュゲートについて詳述する。図２及び図３に示すように、フラッシュゲート１は、ゲート部７を構成する左右一対の門柱７Ａの間に、基部２１が水路８の底部で軸部９に軸心Ｐ１周りに枢着され、前記水路８を閉塞し水路８の上流側に水を貯留する起立止水姿勢（図３において実線で示される）と、前記水路８を開放して下流側に通水する転倒姿勢（図３において二点差線で示される）との間で揺動自在な弁体２を配置し、前記水路８の水位がフラッシュ実行水位ＨＨＷＬに上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部３０により維持するとともに、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記保持部３０を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構３と、転倒姿勢にある前記弁体２を前記起立止水姿勢に自律復帰させる姿勢復帰機構４を備えて構成してある。
【００３６】
前記起立止水姿勢にある弁体２は、水路８の上流側対向面２２の幅方向両端部が前記門柱７Ａのシール面７ａに水密に接当するとともに、上流側対向面２２の下端部がゲート部７における下端横架部７Ｂのシール面７ｂに水密に接当し、上流側から下流側への水の流出を防止するように構成されている。
【００３７】
前記弁体２は、内部を空洞２０に構成してあり、前記起立止水姿勢において前記上流側対向面２２に形成した開口部２３（パンチングメタルが設置され、固形異物の流入は防止される）から空洞２０に水路８の水が流入し、前記転倒姿勢において天面に形成した開口部２４から空洞２０内の水が流出するように構成するとともに、左右端部側に後述するバランスウェイト４２の移動通路２５が形成されている。
【００３８】
前記姿勢復帰機構４は、前記弁体２に設けられ、前記弁体２の軸部９に巻回または装入され、前記弁体２を起立方向に常時付勢するように捻り固定された左右一対のつる巻スプリング４０と、前記移動通路２５を転動するバランスウェイト４２で構成されている。
【００３９】
前記姿勢切替機構３は、前記弁体２と前記弁体２が離接するゲート部７に分割設置され、前記弁体２側に設置されたフロート３１、フロート棒３２、係脱機構３３と、前記ゲート部７側に設置された係合孔３４で構成されている。前記フロート３１は前記空洞２０に上下移動自在に収容され、前記フロート棒３１を介して前記弁体２の上流側対向面２２側の外部に設置された前記係脱機構３３に連結されている。尚、前記係脱機構３３は前記弁体２の内部に配置されるものであってもよい。
【００４０】
前記係脱機構３３は、図４に示すように、前記弁体２の空洞２０内で回動自在に水平に支持された支軸３３Ａと、前記上流側対向面２２に水密に貫通突出した前記支軸３３Ａの一端部に基部が固着された回動板３３Ｂと、前記回動板３３Ｂの自由端部に連結され水平支持された一対のロッド３３Ｃと、前記ロッド３３Ｃの先端部に取り付けられたロック爪部３３Ｄとから構成され、前記回動板３３Ｂが前記フロート３１の上下動に応じて回動する支軸３３Ａに連動して軸心Ｐ２回りに回動することにより、前記ロッド３３Ｃが往復運動可能に構成されている。
【００４１】
前記ロック爪部３３Ｄは、前記ロッド３３Ｃの先端部に固着されたケース３３Ｅにスプリング３３Ｆを介して内挿され、前記スプリング３３Ｆの付勢力によりケース３３Ｅの外部に突出保持されており、前記弁体２が起立止水姿勢に復帰する直前にテーパー面３３ｄがゲート部７の左右の門柱７Ａに干渉することで、ケース３３Ｅ内に押圧されながら摺動し、起立止水姿勢に復帰したときに前記門柱７Ａに形成された前記係合孔３４に係合してロック状態となる。即ち、前記係脱機構３３が、起立止水姿勢を維持する保持部３０となる。
【００４２】
起立止水姿勢にある前記弁体２の開口部２３から空洞２０への水の流入に伴なって前記フロート３１が上昇し、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬより低水位ＨＷＬでは前記ロック状態が維持されるが、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記係脱機構３３による係合状態が解消され、前記弁体２は転倒姿勢への傾動を開始する。
【００４３】
つまり、前記弁体２には、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬまで上昇している水路８の水圧が押圧力として負荷され、この押圧力が前記姿勢復帰機構４におけるつる巻スプリング４０のバネ力に打ち勝って転倒姿勢になるように少し傾動する。この状態で、前記押圧力と前記弁体２の自重及び空洞２０内の水の重量和が作用して転倒促進力が働き、図３の二点差線で示すように、弁体が下流側に水平面に対して角度αだけ下向きに傾斜させた状態に急速に転倒して前記水路８が下流側に開放され、フラッシュ洗浄が行なわれる。この状態で、前記移動通路２５の下部（前記弁体２の基部側）に位置していたバランスウェイト４２が上部（前記弁体２の天面よりも上端側）に転動する。
【００４４】
フラッシュ洗浄の終了とほぼ同時に前記空洞２０内の水は前記天面の開口部２４から下流側に排水され、転倒促進力が大幅に低減され、前記姿勢復帰機構４のつる巻スプリング４０による復帰付勢力が、前記弁体の自重と傾倒した弁体２の先端側に移動したバランスウェイト４２の重量和より大きくなり、起立方向に回動して復帰作動する。
【００４５】
前記つる巻スプリング４０による復帰付勢力は前記弁体２が転倒姿勢から起立止水姿勢に復帰するにつれて漸次低下するが、姿勢変更に伴いバランスウェイト４２が基部側へ移動して弁体２の重心を下げることで前記復帰付勢力を補い、前記弁体２を急激に起立止水姿勢に復帰する。この状態で、前記係脱機構３３により係合状態となり、起立止水姿勢が維持されるのである。
【００４６】
また、上述したフラッシュゲート１には、上述した姿勢切替機構３により起立止水姿勢から転倒姿勢への姿勢切替が何らかの原因で作動しない場合に備えて、前記姿勢切替機構による起立止水姿勢の保持を強制的に解除する強制解除機構５を備えることが可能である。前記強制解除機構５は、前記弁体２に変位自在に保持され前記弁体２からのオーバーフロー水を貯留する貯水槽５０と、前記貯水槽５０へ流入したオーバーフロー水の重量による前記貯水槽５０の変位に連動し、前記姿勢切替機構３による前記保持部３０を強制解除する作用桿５３を備えて構成される。
【００４７】
前記貯水槽５０は、図２（ａ）及び図３に示すように、上部開口から前記弁体２をオーバーフローした水が貯留されるように、前記弁体２の下流側対向面２６に沿って上下方向に摺動自在に保持されるとともに、底部５１がスプリング等の弾性部材５２で支持され、オーバーフロー水が所定容量貯留されると、その自重で前記弾性部材５２の支持力に抗して下方に移動する。前記下流側対向面２６に対向する前記貯水槽５０の背面からは左右一対の作用桿５３が前記弁体２の下流側対向面２６から上流側対向面２２に水密機構を介して貫通配置され、前記貯水槽５０の上下移動に伴い前記作用桿５３が上下方向に連動して移動する。
【００４８】
図５に示すように、前記作用桿５３の先端部分は鎌状の作用部５４に形成されており、前記作用桿５３の下方への移動に伴って、前記作用部５４に形成されたテーパー縁部５４ａが前記ロック爪部３３Ｄのテーパー面３３ｄを上方から押圧することにより、前記ロック爪部３３Ｄをケース３３Ｅ内に引退付勢し、以って、前記門柱７Ａに形成された係合孔３４に係合してロック状態に維持されている保持部３０の係合状態が解消されるように構成してある。
【００４９】
さらに、上述したフラッシュゲート１には、前記姿勢復帰機構４による前記起立止水姿勢への復帰作動を強制的に停止させる転倒姿勢維持機構６を備えることが可能で、前記つる巻スプリング４０の付勢力を開放する付勢解除機構で構成することができる。詳述すると、図２（ｂ）及び図３に示すように、前記つる巻スプリング４０の中央部側の端部が前記基部２１に固定されるとともに、他端部が左右の門柱７Ａの下部に設けた夫々のラチェットギア６０に前記弁体２を起立方向に付勢するように捻り固定されている。前記ラチェットギア６０の回転を阻止するラチェットピン６１が揺動軸６２回りに揺動可能に設けられ、前記転倒姿勢にある前記弁体２は、前記つる巻スプリング４０による復帰付勢力により前記起立止水姿勢に復帰するように構成されている。ここで、前記ラチェットピン６１の他端部に設けられた操作ワイヤ６３を引き操作することにより、前記ラチェットギア６０からラチェットピン６１が外れ、前記ラチェットギア６０が空転することにより、前記復帰付勢力が作用しなくなり前記転倒姿勢にある前記弁体２の転倒姿勢が維持される。つまり、前記ラチェットギア６０、前記ラチェットピン６１、前記操作ワイヤ６３により前記付勢解除機構が構成される。
【００５０】
上述した実施形態では、前記係脱機構３３が前記弁体２の上流側対向面２２側の外部に設置されたものを説明したが、前記係脱機構３３は前記弁体２の内部に配置されるものであってもよく、この場合、前記強制解除機構５の作用桿５３は、前記弁体２の側部から突出するロック爪部３３Ｄに対して上方から押圧するように配置すればよい。
【００５１】
上述した実施形態では、自律的に起立止水姿勢に復帰する姿勢復帰機構を備えたものを説明したが、強制解除機構を備えるに際しては、必ずしも当該機構を備える必要は無く、電動モータ等の外部エネルギーを用いて復帰させるものであってもよい。同様に、転倒姿勢維持機構を備えるものにおいては、必ずしも強制解除機構を備えることが必要であるわけではない。
【００５２】
以下に、姿勢切替機構による起立止水姿勢の保持を強制的に解除する強制解除機構の別実施の形態を説明する。尚、上述の実施形態と同一部位は同一の符号を使用して説明する。図６から図８に示すように、フラッシュゲート１は、ゲート部７を構成する左右一対の門柱７Ａの間に、基部が水路８の底部で軸部９に軸心Ｐ１周りに枢着され、前記水路８を閉塞し水路８の上流側に水を貯留する起立止水姿勢と、前記水路８を開放して下流側に通水する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体２を配置して構成してある。前記姿勢復帰機構４は、前記弁体２に設けられ、前記弁体２の揺動軸９に巻回または装入され、前記弁体２を起立方向に常時付勢するように捻り固定された左右一対のつる巻スプリング４０と、前記移動通路２５を転動するバランスウェイト４２で構成されている点は同様である。
【００５３】
前記ゲート部７の左右の門柱７Ａの上部に横梁部７Ｃを架設し、前記弁体２の左右天面に係合孔３４を形成するとともに、前記横梁部７Ｃの前記係合孔３４に対向する部位に係止爪としてのロック爪部３３Ｄを設けて、前記起立止水姿勢を維持する保持部３０としての第一係止機構を構成してある。前記ロック爪部３３Ｄは、その先端側がスプリング３３Ｆによりケース内へ引退付勢されるようにケース３３Ｅに収容されるとともに、後端部から前記ロック爪部３３Ｄを突出付勢する押出し機構３５を設けてある。前記押出し機構３５は、前記ゲート部７の上流側水路に浮遊するフロート３１の上下動を伝達するフロート棒３２の揺動動作に連動して回転する回転軸３５Ａと、前記回転軸３５Ａの回転動作に連動して前記ロック爪部３３Ｄを突出付勢する押出し作用片３５Ｂで構成され、前記弁体２が起立止水姿勢にあるときに前記ロック爪部３３Ｄが突出して前記係合孔３４と係合して姿勢が保持され、上流側水位がフラッシュ実行水位に達すると前記ロック爪部３３Ｄが引退して係合状態から離脱して、図８に示すような転倒姿勢に姿勢変更するように構成される。尚、図８において、破線で示す円弧は水路を構成する管路を示す。
【００５４】
前記横梁部７Ｃは、前記門柱７Ａに対して連結解除可能な第二係止機構５５をを介して固定されている。前記第二係止機構５５は、図９に示すように、前記横梁部７Ｃの側部に取り付けられた係止片５５Ａと、前記門柱７Ａの上側部に取り付けられた係合環５５Ｂでなるファスナー機構で構成される。
【００５５】
前記第二係止機構５５を手動解除して前記門柱７Ａから前記横梁部７Ｃを離脱させることにより、前記第一係止機構、つまり、前記保持部３０による起立止水姿勢の保持状態が解消される。つまり、前記第二係止機構５５により前記強制解除機構が構成される。尚、上述した別実施形態によるフラッシュゲートにおいても詳述していないが、上述したと同様の強制解除機構５及び転倒姿勢維持機構６を備えてある。
【００５６】
上述したフラッシュゲート１は、弁体の転倒姿勢への傾動に伴ない弁体の上端部を越えて下流側に水が流出するように構成されているため、上流側の底部に堆積している土砂等の固形物が下流側に流下するときには上流側の水位が低く、固形物の搬送力が弱くなる。そこで、底部に堆積している土砂等を確実に下流側に流下させるため、転倒姿勢に移行した弁体が上流側水路の底面より低くなるように、フラッシュゲート１を上流側水路の底部より下流側水路の底部が低くなる段差部に設置し、弁体の揺動軸心が上流側水路の底部よりも低い位置に配置されるように構成されている。以下に、上流側水路と下流側水路の底面が同一のレベルであっても確実に固形物が搬送可能なフラッシュゲートを説明する。
【００５７】
図１０及び図１１に示すように、フラッシュゲート１は、下端部に設けた軸部９が水路８の平坦な底部または底部近傍でゲート部７を構成する左右一対の門柱７Ａの間に枢着され、前記水路８を閉塞し水路８の上流側に水を貯留する起立止水姿勢（図１１（ｂ）において実線で示される）と、前記水路８を開放して下流側に通水する転倒姿勢（図１１（ｂ）において破線で示される）との間で軸心Ｐ周りに揺動自在な弁体２と、前記水路８の水位がフラッシュ実行水位ＨＨＷＬに上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部３０により維持するとともに、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記保持部３０を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構３と、転倒姿勢にある前記弁体２を前記起立止水姿勢に自動復帰させる姿勢復帰機構４を備えて構成される。
【００５８】
図１０（ｂ）に示すように、前記弁体２は下側両端部に切欠部２７が形成され、前記起立止水姿勢において下端部に前記水路８の底部と面一に配置されたゲート部７の基部７Ｃと水密に接触するシール部材２ａを取り付けるとともに、図１に示すように、水路８の上流側対向面２２の幅方向両端部が前記門柱７Ａに配されたシール面７ａに水密に接当し、前記切欠部２７の端部が前記門柱７Ａの下部から中央方向に突出形成された膨出部７Ｂに配されたシール面７ｂに水密に接当することで、上流側から下流側への水の流出を防止するように構成されている。
【００５９】
図１０及び図１４（ａ）に示すように、前記弁体２の上流側対抗面２２側には壁面に複数の小径の開口部２３が形成された中空部２０が設けられ、前記起立止水姿勢において前記開口部２３から前記中空部２０に水路８の水が流入し、前記転倒姿勢において天面に形成した排水口２４から中空部２０内の水が流出するように構成されるとともに、前記中空部２０の左右端部側に後述するバランスウェイト４２の移動通路２５が形成されている。
【００６０】
前記姿勢復帰機構４は、前記起立止水姿勢から前記転倒姿勢への姿勢変更に伴って蓄積された弾性エネルギーにより、転倒姿勢から起立止水姿勢に前記弁体２を自動復帰するように構成され、具体的には、前記弁体２の揺動軸心Ｐ周りに配置され、前記弁体２を起立方向に常時付勢するようにスプリングケース４１内に捻り固定された左右一対のつる巻スプリング４０と、前記スプリング４０による前記転倒姿勢から前記起立止水姿勢への姿勢復帰動作に伴い姿勢復帰力を増大させるように前記移動経路２５内を移動するバランスウェイト４２を備えて構成される。
【００６１】
前記姿勢切替機構３は、図１０（ｂ）及び図１３に示すように、前記弁体２と前記弁体２が離接するゲート部７に分割設置され、前記弁体２側に設置されたフロート３１、フロート棒３２、係脱機構３３と、前記ゲート部７側に設置された係合孔３４で構成されている。前記フロート３１は前記中空部２０に上下移動自在に収容され、前記フロート棒３１を介して前記弁体２の下流側対向面２６側のケース３５に設置された前記係脱機構３３に連結されている。尚、前記係脱機構３３は前記弁体２の内部に配置されるものであってもよい。
【００６２】
前記係脱機構３３は、図１３に示すように、前記弁体２の中空部２０内で回動自在に水平に支持された支軸３３Ａと、前記下流側対向面２６に水密に貫通突出した前記支軸３３Ａの一端部に基部が固着された回動板３３Ｂと、前記回動板３３Ｂの自由端部に連結され略水平支持された一対のロッド３３Ｃと、前記ロッド３３Ｃの先端部に取り付けられたロック爪部３３Ｄとから構成され、前記回動板３３Ｂが前記フロート３１の上下動に応じて回動する支軸３３Ａに連動して軸心Ｐ２回りに回動することにより、前記ロッド３３Ｃが往復運動可能に構成されている。
【００６３】
前記ロック爪部３３Ｄは、前記ロッド３３Ｃの先端部に固着されたケース３３Ｅにスプリング３３Ｆを介して内挿され、前記スプリング３３Ｆの付勢力によりケース３３Ｅの外部に突出保持されており、前記弁体２が起立止水姿勢に復帰する直前にテーパー面３３ｄがゲート部７の左右の門柱７Ａに干渉することで、ケース３３Ｅ内に押圧されながら摺動し、起立止水姿勢に復帰したときに前記門柱７Ａに形成された前記係合孔３４に係合してロック状態となる。即ち、前記係脱機構３３が、起立止水姿勢を維持する保持部３０となる。
【００６４】
前記起立止水姿勢にある前記弁体２の開口部２３から中空部２０への水の流入に伴って前記フロート３１が上昇し、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬより低水位ＨＷＬでは前記ロック状態が維持されるが、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記係脱機構３３による係合状態が解消され、前記弁体２は転倒姿勢への傾動を開始する。
【００６５】
つまり、前記弁体２には、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬまで上昇している水路８の水圧が押圧力として負荷され、この押圧力が前記姿勢復帰機構４におけるつる巻スプリング４０のバネ力に打ち勝って転倒姿勢になるように少し傾動する。この状態で、前記押圧力と前記弁体２の自重及び中空部２０内の水の重量和が作用して転倒促進力が働き、図１１（ｂ）に示す転倒角θ＝９０＋α度の状態に急速に転倒して前記水路８が下流側に開放され、フラッシュ洗浄が行なわれる。この状態で、前記移動通路２５の下部（前記弁体２の下端側）に位置していたバランスウェイト４２が上部（前記弁体２の上端側）に転動する。
【００６６】
フラッシュ洗浄の終了とほぼ同時に前記中空部２０内の水は前記天面の開口部２４から下流側に排水され、転倒促進力が大幅に低減され、前記姿勢復帰機構４のつる巻スプリング４０による復帰付勢力が、前記弁体の自重と傾倒した弁体２の先端側に移動したバランスウェイト４２の重量和より大きくなり、起立方向に回動して復帰作動する。
【００６７】
前記つる巻スプリング４０による復帰付勢力は前記弁体２が転倒姿勢から起立止水姿勢に復帰するにつれて漸次低下するが、姿勢変更に伴いバランスウェイト４２が基部側へ移動して弁体２の重心を下げることで前記復帰付勢力を補い、前記弁体２を急激に起立止水姿勢に復帰する。この状態で、前記係脱機構３３により係合状態となり、起立止水姿勢が維持されるのである。
【００６８】
さらに詳述すると、前記弁体２の下流側対向面２６の両端部には、前記軸部９が固定された突起としての左右一対のリブ５０で構成される転倒姿勢規制機構５が設けられている。図１１（ｂ）に示すように、前記姿勢切替機構３による前記弁体２の前記転倒姿勢への傾動の初期に、前記シール部材２ａが前記ゲート部７の基部７Ｃと離間して、前記水路８の底部（前記ゲート部７の基部７Ｃの上面）と前記弁体２との間に通水可能な僅かな開口６が形成される。前記弁体２の傾動に伴いその開口面積を広げ、前記転倒姿勢において前記リブ５０が前記水路８の底部と接当した状態で、前記弁体２の上端部が下端部より底部に近接し、且つ、前記弁体の上端部及び下端部と前記水路の底部との間に大きな開口６が形成されるように構成してある。尚、ここで突起としてはリブで構成されるものに限定されるものではなく、またリブの形状や構成位置も図示されたものに限定されるものではない。
【００６９】
図１２（ａ）に示すように、前記弁体２の転倒姿勢への傾動の初期には上流側水位がフラッシュ実行水位ＨＨＷＬにあるため、底部に大きな水圧が作用して前記水路８の上流側底面に堆積している土砂が、図中一点鎖線で示すように、前記開口６から流下し始め、傾動に伴う開口面積の増大により流量が増えて勢いよく下流側に流出し、図１２（ｂ）に示すように、前記転倒姿勢で形成される大きな開口状態で確実に土砂が流下するように構成されている。
【００７０】
図１４（ａ）に示すように、前記門柱７Ａの下部から中央方向に突出形成された膨出部７Ｂは、同じく前記門柱７Ａの下部から中央方向に突出形成されたスプリングケース４１との接触を回避するべく前記弁体２の下部に形成された前記切欠部２７に対する起立止水姿勢におけるシールを確保するために配置されたものであるが、前記膨出部７Ｂの上流側水路ではフラッシュ洗浄時の水の流れが緩慢になり、土砂が堆積する虞があるため、前記弁体２の開放時に水流を滑らかにして土砂の堆積を回避する案内壁部８ａが設けられている。
【００７１】
以下、別実施形態を説明する。上述した実施形態では、前記膨出部７Ｂの上流側水路に案内壁部８ａを設けて、土砂の滞留を回避するように構成したものを説明したが、図１４（ｂ）に示すように、スプリングケース４１を門柱７Ａの内部に構成することにより、前記開口６の幅と前記水路８の幅が略等しくなるように構成することが可能となり、上流側に堆積した土砂を確実に下流側に移送することが可能となる。
【００７２】
また、姿勢復帰機構４を構成するスプリング４０を前記弁体２の揺動軸心Ｐ周りに配置したものを説明したが、スプリング４０の設置位置はこれに限定されるものではなく、他の位置に配置して、その復帰付勢力をギア機構等で構成される動力伝達手段を介して前記弁体２に伝達するように構成するものであってもよい。例えば、スプリングを門柱７Ａの上方に前記揺動軸心Ｐと平行姿勢に配置し、門柱７Ａ内に動力伝達機構を配置してその復帰付勢力を前記弁体２に伝えるように構成すれば、上流側に土砂が滞留する虞のある膨出部７Ｂを設ける必要がなくなる。尚、上述の実施形態において強制解除機構、転倒姿勢維持機構を設けることも可能である。
【００７３】
以上説明した通り、上流側水路と下流側水路の底面が同一のレベルであっても確実に固形物が搬送可能なフラッシュゲートは、弁体２が転倒姿勢にあるときに、水路８の底部と前記弁体８との間に通水可能な開口が形成されるように構成されるものであれば、上述の具体的構造に限定されるものではない。
【００７４】
上述した何れの実施形態も本発明の一例であり、該記載の具体的構成により本発明の範囲が限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】伏越し管きょ装置の説明図
【図２】（ａ）はフラッシュゲートの平面図、（ｂ）は正面図
【図３】フラッシュゲートの側断面図
【図４】フラッシュゲートの姿勢切替機構の説明図
【図５】フラッシュゲートの要部の説明図
【図６】別実施形態を示し、（ａ）はフラッシュゲートの平面図、（ｂ）は正面図
【図７】別実施形態を示し、フラッシュゲートの側断面図
【図８】別実施形態を示し、弁体が転倒姿勢にあるフラッシュゲートの正面図
【図９】別実施形態を示し、第二係止機構の説明図
【図１０】別実施形態を示し、（ａ）はフラッシュゲートの平面図、（ｂ）は下流側から見た正面図
【図１１】別実施形態を示し、（ａ）は弁体が起立止水姿勢にあるフラッシュゲートの側断面図、（ｂ）は弁体が起立止水姿勢から転倒姿勢に姿勢変更するフラッシュゲートの説明図
【図１２】別実施形態を示し、弁体が転倒姿勢にあるときの通水状態の説明図
【図１３】別実施形態を示し、フラッシュゲートの姿勢切替機構の説明図
【図１４】別実施形態を示し、弁体が転倒姿勢にあるフラッシュゲートの平面図
【図１５】別実施形態を示し、（ａ）は弁体が上方に揺動して開放姿勢となるフラッシュゲートの説明図、（ｂ）はラバー堰で構成されるフラッシュゲートの説明図、（ｃ）は弁体が外部電源で駆動されるフラッシュゲートの説明図
【図１６】伏越し管きょ装置の説明図
【図１７】従来例を示す伏越し管きょ装置の説明図
【符号の説明】
【００７６】
１：フラッシュゲート
２：弁体
３：姿勢切替機構
４：姿勢復帰機構
５：強制解除機構
６：転倒姿勢維持機構
８：水路
１００：上流側立坑
１００ａ：マンホール室
２００：下流側立坑
２００ａ：マンホール室
３００：伏越し管
Ａ：下水道装置
Ｂ：下水管路
Ｃ：伏越し管きょ装置
Ｄ：制水機構
【図１】
2005126941.tif 000003
【図２】
2005126941.tif 000004
【図３】
2005126941.tif 000005
【図４】
2005126941.tif 000006
【図５】
2005126941.tif 000007
【図６】
2005126941.tif 000008
【図７】
2005126941.tif 000009
【図８】
2005126941.tif 000010
【図９】
2005126941.tif 000011
【図１０】
2005126941.tif 000012
【図１１】
2005126941.tif 000013
【図１２】
2005126941.tif 000014
【図１３】
2005126941.tif 000015
【図１４】
2005126941.tif 000016
【図１５】
2005126941.tif 000017
【図１６】
2005126941.tif 000018
【図１７】
2005126941.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成16年10月19日(2004.10.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側立坑と下流側立坑との間を伏越し管で連結してなる伏越し管きょ装置であって、前記上流側立坑に下水を流下搬送する水路に、下水を一時貯留するとともに、間歇的に貯留水を下流側に放流する制水機構を設けてある伏越し管きょ装置。
【請求項２】
前記制水機構が、前記水路を閉塞する止水姿勢と前記水路を開放する開放姿勢との間で姿勢変更自在な弁体と、前記水路の水位が設定水位に上昇するまで前記止水姿勢を維持するとともに、前記設定水位に達すると水位に連動して前記開放姿勢への姿勢変更動作を許容する姿勢切替機構を備えたフラッシュゲートで構成される請求項１記載の伏越し管きょ装置。
【請求項３】
前記フラッシュゲートに、前記止水姿勢から前記開放姿勢への姿勢変更に伴なって蓄積される弾性復元力により、前記開放姿勢にある前記弁体を前記止水姿勢に自律復帰させる姿勢復帰機構を設けてある請求項２記載の伏越し管きょ装置。
【請求項４】
前記姿勢復帰機構による前記止水姿勢への復帰作動を強制的に停止させる開放姿勢維持機構を設けてある請求項３記載のフラッシュゲート。
【請求項５】
前記姿勢切替機構による前記止水姿勢の維持を強制的に解除して前記開放姿勢への姿勢変更動作を許容する強制解除機構を備えてある請求項２から４の何れかに記載の伏越し管きょ装置。
【請求項６】
前記制水機構に、前記設定水位以上の所定水位で貯留水をオーバーフローさせるオーバーフロー部を設けてある請求項１から５の何れかに記載の伏越し管きょ装置。
【請求項７】
前記制水機構がマンホールに設置されている請求項１から６の何れかに記載の伏越し管きょ装置。
【請求項８】
前記制水機構が、マンホールに設置された貯留槽と、前記貯留槽に貯留された下水を間歇的に下流側に強制放流するポンプ機構で構成されている請求項１記載の伏越し管きょ装置。
【請求項９】
上流側立坑と下流側立坑との間を伏越し管で連結してなる伏越し管きょ装置の洗浄方法であって、
上流側立坑及び下流側立坑に下水が貯留されている状態で、前記上流側立坑に下水を流下搬送する水路に下水を一時貯留し、間歇的に下流側に放流する伏越し管きょ装置の洗浄方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上流側立坑と下流側立坑との間を伏越し管で連結してなる伏越し管きょ装置に関し、特に合流式下水管路方式に好適な伏越し管きょ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より自然流下式の下水管路施設には、汚水と雨水を同一の管路に収容して搬送する合流式下水管路方式と、汚水と雨水を夫々別の管路に収容して汚水は処理場に搬送し雨水は河川に放流する分流式下水管路方式がある。分流式下水管路方式では、雨水用の管路は大量の降雨に備えて大径の管路で構成され、汚水用の管路は少量の汚水が管路内に滞留すること無く所定の速度で確実に流下搬送するために小径の管路で構成されるが、夫々別の管路を敷設する必要があるためにコストが嵩み施工が煩雑となる。合流式下水管路方式では、主に汚水と雨水を大径の同一管路に収容搬送する方式が採用されており、管路の施工は容易であるが、晴天時には汚水が処理場に搬送されるものの、雨天時に管路の水量が増大すると、一部が分岐管路により河川に放流されるように構成されている。
【０００３】
一方、いずれの方式であっても、地中に下水管路を敷設する際に計画線が河川や運河、軌道、道路などの大きな障害物と交差する場合、その敷設レベルを障害物の底部以下にまで下げてＵ字型に横断すべく、図１６に示すように、障害物の前後に立坑１００、２００を設置して上流側立坑１のマンホール室１００ａと下流側立坑２００のマンホール室２００ａとの間を伏越し管３００で連結してなる伏越し管きょ装置を設ける必要があった。
【０００４】
特に大量の雨水をも流下搬送すべく大径の管路で構成される合流式下水管路方式の場合には、流量の少ない晴天時に伏越し管きょ装置の立坑１００、２００での下水の流れが滞り、マンホール室１００ａ、２００ａの底部に土砂４００や汚泥５００が堆積するとともに水面にスカムＳが貯まりやすく、滞留水の腐敗による臭気が発生したり、雨天時に伏越し部で下水が流れにくくなったり、逆に立坑に貯まったスカムＳが分岐管路から河川に流出して環境汚染を招くという様々な問題が生じていた。
【０００５】
ここに、スカムＳは、汚水に浮遊する油脂等の有機分が集まって固化したもので、上流側及び下流側の何れの立坑１００、２００内でも貯留汚水の水面近傍で発生、成長し易く、成長したスカムの場合には油脂分の組成が大部分を占め、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）、ＴＰ（全りん）などの値が高く、汚濁負荷量が大きいので河川などに流出すると公共用水域の汚濁を引き起こす要因になるものである。また、その発生と蓄積には晴天時の立坑内の流速が直接関連することが判明しており、少なくとも流速が毎秒１０〜２０ｃｍ以上あればスカムは形成されずに原因物資は下流に流されると考えられている。
【０００６】
そこで、図１７（ａ）に示すように、下流側立坑２００に排水ポンプを設置して晴天時に滞留する汚水を強制的に下流側管路に送水して伏越し管路を通気させるドライ化方式や、図１７（ｂ）に示すように、上流側立坑１００に圧送ポンプＰを設置してバイパス管路３００ａにより滞留汚水を送水する部分分流方式や、図１７（ｃ）示すように、汚水用の伏越し管路３００ｂと雨水用の伏越し管路３００ｃを併設して晴天時には管径の小さな汚水用のＵ字管路３００ｂにより滞留することなく汚水を搬送する部分分流方式を採用することにより伏越し管きょ装置におけるスカムの生成を回避する技術が提案されていた。
【非特許文献１】「合流式下水道と伏越し」、鈴木宏著、公共投資ジャーナル社発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述したドライ化方式や圧送ポンプを用いた分流方式による場合には、ポンプを駆動するための電源を供給する必要があり、ポンプ稼動のための電力コストが新たに発生するばかりでなく、新たにバイパス管路３００ｂを設置しなければならないといった問題があり、汚水用のＵ字管路を併設する部分分流方式による場合には、時には数キロメートルに及ぶ長い伏越し管を敷設する必要があり敷設コストが嵩むという問題があった。
【０００８】
また、立坑内にポンプを設置するものでは、水面近傍の周壁に付着しているスカムがそのまま残存する可能性が高く、そのような周壁に付着したスカムを効果的に下流側に流下させることが困難であるという問題もあった。
【０００９】
しかも、上述した何れの場合であっても、都市計画の変動などにより汚水流下量が当初の設計値を上回った場合には、汚水が雨水用の立坑に流入して立坑内に滞留することとなるのでスカムの発生が避けられず、個別に容量の大きなポンプに交換するなどの作業が必要となり迅速に対応するのが困難であるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上述の従来欠点に鑑み、汚水の流下量が設計値から変動した場合であっても、晴天時に立坑内に流下したスカム原因物質やスカムを長期間滞留させることなく確実に下流側に流下搬送できる伏越し管きょ装置を提供する点にあり、好ましくは電源などの外部エネルギーの供給が必要なポンプなどを設ける必要の無い伏越し管きょ装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するため、本発明による伏越し管きょ装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、上流側立坑と下流側立坑との間を伏越し管で連結してなる伏越し管きょ装置であって、前記上流側立坑に下水を流下搬送する水路に、下水を一時貯留するとともに、間歇的に貯留水を下流側に放流する制水機構を設けてある点にある。
【００１２】
上述の構成によれば、制水機構により上流側立坑の上流側の水路（管路を含む）に貯留された大量の下水が間歇的に上流側立坑に流下するので、立坑内に滞留しているスカム原因物質などがその度に少なくとも毎秒１０〜２０ｃｍ以上の流速で下流側に流下搬送されることが可能となり、下水が長期にわたり立坑内に滞留してスカムが生成し大きく成長するような事態が解消されるのである。しかも、上流側立坑及び下流側立坑に下水が貯留されている状態で、立坑内に一時的に多量の下水が流入するので、上流側及び下流側の立坑に貯留している下水の水面が急激に波立ち上下して、水面近傍の内壁部に付着しているスカムや原因物質が剥離されて流下し、効果的に洗浄されるのである。
【００１３】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記制水機構が、前記水路を閉塞する止水姿勢と前記水路を開放する開放姿勢との間で姿勢変更自在な弁体と、前記水路の水位が設定水位に上昇するまで前記止水姿勢を維持するとともに、前記設定水位に達すると水位に連動して前記開放姿勢への姿勢変更動作を許容する姿勢切替機構を備えたフラッシュゲートで構成される点にあり、姿勢切替機構により止水姿勢にある弁体が水位に連動して開放姿勢に移行することにより、弁体により貯留されている下水が一気に下流側に放流されるので、止水姿勢において水路の上流側で下水が溢れるような弊害を起こすことなく、開放姿勢において十分な流速で流下させることが可能となる。ここに、姿勢切替機構が水位に連動して自律的に作動するように構成すれば、弁体を駆動するための電源など外部からのエネルギーの供給は一切不要となり経済性に富んだものとなる。
【００１４】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記フラッシュゲートに、前記止水姿勢から前記開放姿勢への姿勢変更に伴なって蓄積される弾性復元力により、前記開放姿勢にある前記弁体を前記止水姿勢に自律復帰させる姿勢復帰機構を設けてある点にあり、同様に弁体を駆動するための電源など外部からのエネルギーの供給が無くとも、開放姿勢から止水姿勢に自律復帰できる。
【００１５】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第三特徴構成に加えて、前記姿勢復帰機構による前記止水姿勢への復帰作動を強制的に停止させる開放姿勢維持機構を設けてある点にあり、例えば大量の降雨時に開放姿勢維持機構を作動させることにより弁体により止水された雨水の混入した下水が上流側水路で溢れるような不都合を回避できる
。
【００１６】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第二から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記姿勢切替機構による前記止水姿勢の維持を強制的に解除して前記開放姿勢への姿勢変更動作を許容する強制解除機構を備えてある点にあり、このように構成することにより何らかの故障により姿勢切替機構が作動しない緊急事態であっても、下水が上流側水路で溢れるような不都合を回避できる。
【００１７】
同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記制水機構に、前記設定水位以上の所定水位で貯留水をオーバーフローさせるオーバーフロー部を設けてある点にあり、このように構成することにより、姿勢切替機構が作動しない緊急事態であっても、下水が上流側水路で溢れるような不都合を回避して下流側に下水を通流できるのである。
【００１８】
同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、前記制水機構がマンホールに設置されている点にあり、上流側立坑に下水を流下搬送する水路間を接続するマンホールに設けることにより、既設の下水管路であっても容易に制水機構を構築でき、しかも、必要に応じて適宜メンテナンスを行なうことが可能となる。さらに、姿勢切替機構が作動しない場合であっても、制水機構を乗り越えて下水が下流に流下できるため、下水が上流側で溢れるような不具合が回避できる。
【００１９】
同第八の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記制水機構が、マンホールに設置された貯留槽と、前記貯留槽に貯留された下水を間歇的に下流側に強制放流するポンプ機構で構成されている点にあり、ポンプ機構により強制放流される一定量の下水の流れにより、立坑内に滞留しているスカム原因物質などがその度に下流側に流下搬送されることとなり、長期にわたり立坑内に滞留するような事態が解消されるのである。
【００２０】
【００２１】
本発明による伏越し管きょ装置の洗浄方法の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項９に記載した通り、上流側立坑と下流側立坑との間を伏越し管で連結してなる伏越し管きょ装置の洗浄方法であって、上流側立坑及び下流側立坑に下水が貯留されている状態で、前記上流側立坑に下水を流下搬送する水路に下水を一時貯留し、間歇的に下流側に放流する点にある。
【００２２】
上述した通り、上流側立坑の上流側の水路（管路を含む）に貯留された大量の下水が間歇的に上流側立坑に流下するので、立坑内に滞留しているスカム原因物質などがその度に下流側に流下搬送されることとなり、下水が長期にわたり立坑内に滞留してスカムが生成し大きく成長するような事態が解消されるのであり、しかも、上流側立坑及び下流側立坑に下水が貯留されている状態で、立坑内に一時的に多量の下水が流入するので、上流側及び下流側の立坑に貯留している下水の水面が急激に波立ち上下して、水面近傍の内壁部に付着しているスカムや原因物質が剥離されて流下し、効果的に洗浄されるのである。
【００２３】
【発明の効果】
【００２４】
以上説明した通り、本発明によれば、汚水の流下量が変動しても立坑内に流下したスカム原因物質やスカムを長期間滞留させることなく確実に下流側に流下搬送できる伏越し管きょ装置を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に本発明による伏越し管きょ装置及び伏越し管きょ装置の洗浄方法について説明する。尚、以下の説明において、同様の機能を示す構成部位は基本的に同じ符号で示している。
【００２６】
図１（ａ）に示すように、自然流下式の下水道装置Ａは所定の下り勾配で地中に埋設され、下水処理場に向けて敷設された管路群Ｂで構成される。本実施形態では合流式下水管路方式が採用され、雨水と汚水が大径の共通管路で下水処理場に向けて流下搬送されるが、降雨時には図示しない分岐管路により一部の下水が河川に放流され、下水処理場の負荷の異常上昇が回避されるように構成されている。
【００２７】
上述の下水道装置Ａでは、下水管路Ｂを敷設する際に計画線が河川や運河、軌道、道路などの大きな障害物と交差する場合、その敷設レベルを障害物の底部以下にまで下げてＵ字型に横断するための伏越し管きょ装置Ｃが設けられる。伏越し管きょ装置Ｃは、障害物の前後に立坑１００、２００を設置して上流側立坑１のマンホール室１００ａと下流側立坑２００のマンホール室２００ａとの間を伏越し管３００で連結して構成される。
【００２８】
下水管路Ｂを流下する汚水の量は曜日や時間帯により大きく変動するものであるが、特に晴天時には雨水の流下が無く、下水管路Ｂを流れる汚水の流速は上流側立坑１のマンホール室１００ａ及び下流側立坑２００のマンホール室２００ａで急激に低下する結果、汚水に含まれる有機成分が滞留して水面近傍でスカムが発生、成長する。このようなスカムまたはスカム原因物質を下流側に効果的に搬送するべく、上流側立坑１００に下水を流下搬送する水路８に、下水を一時貯留するとともに、間歇的に貯留水を下流側に放流する制水機構Ｄを設けてある。
【００２９】
つまり、上流側立坑１００の上流側水路（管路を含む）８に制水機構Ｄにより貯留された大量の下水を間歇的に上流側立坑１００に流下させて、立坑１００、２００内に滞留しているスカム原因物質などをその度に下流側に流下搬送することで、スカム原因物質などを含む下水が長期にわたり立坑１００、２００内に滞留してスカムが生成し大きく成長するような事態を解消する。このとき、上流側立坑１００及び下流側立坑２００に下水が貯留されている状態で、立坑１００、２００内に一時的に多量の下水が流入するので、上流側及び下流側の立坑に貯留している下水の水面が急激に波立ち上下して、水面近傍の内壁部に付着しているスカムや原因物質を剥離して流下させる。
【００３０】
前記制水機構Ｄは、図１（ａ）に示すように、水路８を閉塞する止水姿勢と水路８を開放する開放姿勢との間で姿勢変更自在な弁体２と、水路８の水位が設定水位に上昇するまで止水姿勢を維持するとともに、設定水位に達すると水位に連動して開放姿勢への姿勢変更動作を許容する姿勢切替機構を備えたフラッシュゲート１をマンホールＭに構築することにより構成することができる。尚、当該フラッシュゲート１はマンホールＭ以外に地中に敷設された水路８の任意の位置に構築することも可能である。
【００３１】
前記フラッシュゲート１としては、弁体２が止水姿勢で自律起立し、開放姿勢で水路８の底部近傍の揺動軸心周りに自律揺動して転倒する図１（ａ）に示すもの、図１５（ａ）に示すように、上部が揺動軸Ｑに枢支された弁体２がバネ機構４０による弾性復元力により自律起立するとともに保持部３０により姿勢保持されて止水姿勢を維持し、フロートＦの上昇に連動して保持機構３０による保持が解除されて水圧による開放姿勢で上方に揺動するもの、中央部で二分割された弁体が水路の両側に設けられた縦軸心周りで観音開き状に自律開閉動作するもの、図１５（ｃ）に示すように、マンホールＭに設置され、電動式の巻上げ機構８０に巻回されたワイヤＷの一端を滑車８１を介して弁体２に取り付けて、水位センサＳ１の値に基づいて弁体２を起立止水姿勢と転倒開放姿勢の間で姿勢変更するもの、図１５（ｂ）に示すように、マンホールＭに設置され、コンプレッサー９０により膨張させて止水姿勢を維持し、水位センサＳ１の値に基づいて収縮させて開放姿勢に姿勢変更するラバー堰９１で構成するものなど、適宜構成することが可能である。
【００３２】
前記制水機構Ｄに、開放姿勢に移行する設定水位以上の所定水位に到ったときに貯留水をオーバーフローさせるオーバーフロー部を設けることが好ましく、姿勢切替機構が作動しない緊急事態であっても、下水が上流側水路で溢れるような不都合を回避して下流側に
下水を通流できる。
【００３３】
また、制水機構Ｄとしては、図１（ｂ）に示すように、マンホールＭに貯留槽Ｍ１を構築し、当該貯留槽Ｍ１に貯留された下水を間歇的に下流側に強制放流するポンプ機構Ｐを設置することにより構成することも可能である。この場合、通常は貯留槽Ｍ１からの少量のオーバーフロー水が立坑１００のマンホール室１００ａに流入するように構成され、貯留槽Ｍ１に下水が十分に貯留されている所定の時期にポンプ機構Ｐを駆動することにより、大量の下水を下流側に通流させて立坑１００、２００内の貯留汚水を下流側に流下させる。
【００３４】
【００３５】
以下に、弁体２が止水姿勢で自律起立し、開放姿勢で水路８の底部近傍の揺動軸心周りに自律揺動して転倒する図１（ａ）に示すフラッシュゲートについて詳述する。図２及び図３に示すように、フラッシュゲート１は、ゲート部７を構成する左右一対の門柱７Ａの間に、基部２１が水路８の底部で軸部９に軸心Ｐ１周りに枢着され、前記水路８を閉塞し水路８の上流側に水を貯留する起立止水姿勢（図３において実線で示される）と、前記水路８を開放して下流側に通水する転倒姿勢（図３において二点差線で示される）との間で揺動自在な弁体２を配置し、前記水路８の水位がフラッシュ実行水位ＨＨＷＬに上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部３０により維持するとともに、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記保持部３０を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構３と、転倒姿勢にある前記弁体２を前記起立止水姿勢に自律復帰させる姿勢復帰機構４を備えて構成してある。
【００３６】
前記起立止水姿勢にある弁体２は、水路８の上流側対向面２２の幅方向両端部が前記門柱７Ａのシール面７ａに水密に接当するとともに、上流側対向面２２の下端部がゲート部７における下端横架部７Ｂのシール面７ｂに水密に接当し、上流側から下流側への水の流出を防止するように構成されている。
【００３７】
前記弁体２は、内部を空洞２０に構成してあり、前記起立止水姿勢において前記上流側対向面２２に形成した開口部２３（パンチングメタルが設置され、固形異物の流入は防止される）から空洞２０に水路８の水が流入し、前記転倒姿勢において天面に形成した開口部２４から空洞２０内の水が流出するように構成するとともに、左右端部側に後述するバランスウェイト４２の移動通路２５が形成されている。
【００３８】
前記姿勢復帰機構４は、前記弁体２に設けられ、前記弁体２の軸部９に巻回または装入され、前記弁体２を起立方向に常時付勢するように捻り固定された左右一対のつる巻スプリング４０と、前記移動通路２５を転動するバランスウェイト４２で構成されている。
【００３９】
前記姿勢切替機構３は、前記弁体２と前記弁体２が離接するゲート部７に分割設置され、前記弁体２側に設置されたフロート３１、フロート棒３２、係脱機構３３と、前記ゲート部７側に設置された係合孔３４で構成されている。前記フロート３１は前記空洞２０に上下移動自在に収容され、前記フロート棒３１を介して前記弁体２の上流側対向面２２側の外部に設置された前記係脱機構３３に連結されている。尚、前記係脱機構３３は前記弁体２の内部に配置されるものであってもよい。
【００４０】
前記係脱機構３３は、図４に示すように、前記弁体２の空洞２０内で回動自在に水平に支持された支軸３３Ａと、前記上流側対向面２２に水密に貫通突出した前記支軸３３Ａの一端部に基部が固着された回動板３３Ｂと、前記回動板３３Ｂの自由端部に連結され水平支持された一対のロッド３３Ｃと、前記ロッド３３Ｃの先端部に取り付けられたロック爪部３３Ｄとから構成され、前記回動板３３Ｂが前記フロート３１の上下動に応じて回動する支軸３３Ａに連動して軸心Ｐ２回りに回動することにより、前記ロッド３３Ｃが往復運動可能に構成されている。
【００４１】
前記ロック爪部３３Ｄは、前記ロッド３３Ｃの先端部に固着されたケース３３Ｅにスプリング３３Ｆを介して内挿され、前記スプリング３３Ｆの付勢力によりケース３３Ｅの外部に突出保持されており、前記弁体２が起立止水姿勢に復帰する直前にテーパー面３３ｄがゲート部７の左右の門柱７Ａに干渉することで、ケース３３Ｅ内に押圧されながら摺動し、起立止水姿勢に復帰したときに前記門柱７Ａに形成された前記係合孔３４に係合してロック状態となる。即ち、前記係脱機構３３が、起立止水姿勢を維持する保持部３０となる。
【００４２】
起立止水姿勢にある前記弁体２の開口部２３から空洞２０への水の流入に伴なって前記フロート３１が上昇し、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬより低水位ＨＷＬでは前記ロック状態が維持されるが、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記係脱機構３３による係合状態が解消され、前記弁体２は転倒姿勢への傾動を開始する。
【００４３】
つまり、前記弁体２には、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬまで上昇している水路８の水圧が押圧力として負荷され、この押圧力が前記姿勢復帰機構４におけるつる巻スプリング４０のバネ力に打ち勝って転倒姿勢になるように少し傾動する。この状態で、前記押圧力と前記弁体２の自重及び空洞２０内の水の重量和が作用して転倒促進力が働き、図３の二点差線で示すように、弁体が下流側に水平面に対して角度αだけ下向きに傾斜させた状態に急速に転倒して前記水路８が下流側に開放され、フラッシュ洗浄が行なわれる。この状態で、前記移動通路２５の下部（前記弁体２の基部側）に位置していたバランスウェイト４２が上部（前記弁体２の天面よりも上端側）に転動する。
【００４４】
フラッシュ洗浄の終了とほぼ同時に前記空洞２０内の水は前記天面の開口部２４から下流側に排水され、転倒促進力が大幅に低減され、前記姿勢復帰機構４のつる巻スプリング４０による復帰付勢力が、前記弁体の自重と傾倒した弁体２の先端側に移動したバランスウェイト４２の重量和より大きくなり、起立方向に回動して復帰作動する。
【００４５】
前記つる巻スプリング４０による復帰付勢力は前記弁体２が転倒姿勢から起立止水姿勢に復帰するにつれて漸次低下するが、姿勢変更に伴いバランスウェイト４２が基部側へ移動して弁体２の重心を下げることで前記復帰付勢力を補い、前記弁体２を急激に起立止水姿勢に復帰する。この状態で、前記係脱機構３３により係合状態となり、起立止水姿勢が維持されるのである。
【００４６】
また、上述したフラッシュゲート１には、上述した姿勢切替機構３により起立止水姿勢から転倒姿勢への姿勢切替が何らかの原因で作動しない場合に備えて、前記姿勢切替機構による起立止水姿勢の保持を強制的に解除する強制解除機構５を備えることが可能である。前記強制解除機構５は、前記弁体２に変位自在に保持され前記弁体２からのオーバーフロー水を貯留する貯水槽５０と、前記貯水槽５０へ流入したオーバーフロー水の重量による前記貯水槽５０の変位に連動し、前記姿勢切替機構３による前記保持部３０を強制解除する作用桿５３を備えて構成される。
【００４７】
前記貯水槽５０は、図２（ａ）及び図３に示すように、上部開口から前記弁体２をオーバーフローした水が貯留されるように、前記弁体２の下流側対向面２６に沿って上下方向に摺動自在に保持されるとともに、底部５１がスプリング等の弾性部材５２で支持され、オーバーフロー水が所定容量貯留されると、その自重で前記弾性部材５２の支持力に抗して下方に移動する。前記下流側対向面２６に対向する前記貯水槽５０の背面からは左右一対の作用桿５３が前記弁体２の下流側対向面２６から上流側対向面２２に水密機構を介して貫通配置され、前記貯水槽５０の上下移動に伴い前記作用桿５３が上下方向に連動して移動する。
【００４８】
図５に示すように、前記作用桿５３の先端部分は鎌状の作用部５４に形成されており、前記作用桿５３の下方への移動に伴って、前記作用部５４に形成されたテーパー縁部５４ａが前記ロック爪部３３Ｄのテーパー面３３ｄを上方から押圧することにより、前記ロック爪部３３Ｄをケース３３Ｅ内に引退付勢し、以って、前記門柱７Ａに形成された係合孔３４に係合してロック状態に維持されている保持部３０の係合状態が解消されるように構成してある。
【００４９】
さらに、上述したフラッシュゲート１には、前記姿勢復帰機構４による前記起立止水姿勢への復帰作動を強制的に停止させる転倒姿勢維持機構６を備えることが可能で、前記つる巻スプリング４０の付勢力を開放する付勢解除機構で構成することができる。詳述する
と、図２（ｂ）及び図３に示すように、前記つる巻スプリング４０の中央部側の端部が前記基部２１に固定されるとともに、他端部が左右の門柱７Ａの下部に設けた夫々のラチェットギア６０に前記弁体２を起立方向に付勢するように捻り固定されている。前記ラチェットギア６０の回転を阻止するラチェットピン６１が揺動軸６２回りに揺動可能に設けられ、前記転倒姿勢にある前記弁体２は、前記つる巻スプリング４０による復帰付勢力により前記起立止水姿勢に復帰するように構成されている。ここで、前記ラチェットピン６１の他端部に設けられた操作ワイヤ６３を引き操作することにより、前記ラチェットギア６０からラチェットピン６１が外れ、前記ラチェットギア６０が空転することにより、前記復帰付勢力が作用しなくなり前記転倒姿勢にある前記弁体２の転倒姿勢が維持される。つまり、前記ラチェットギア６０、前記ラチェットピン６１、前記操作ワイヤ６３により前記付勢解除機構が構成される。
【００５０】
上述した実施形態では、前記係脱機構３３が前記弁体２の上流側対向面２２側の外部に設置されたものを説明したが、前記係脱機構３３は前記弁体２の内部に配置されるものであってもよく、この場合、前記強制解除機構５の作用桿５３は、前記弁体２の側部から突出するロック爪部３３Ｄに対して上方から押圧するように配置すればよい。
【００５１】
上述した実施形態では、自律的に起立止水姿勢に復帰する姿勢復帰機構を備えたものを説明したが、強制解除機構を備えるに際しては、必ずしも当該機構を備える必要は無く、電動モータ等の外部エネルギーを用いて復帰させるものであってもよい。同様に、転倒姿勢維持機構を備えるものにおいては、必ずしも強制解除機構を備えることが必要であるわけではない。
【００５２】
以下に、姿勢切替機構による起立止水姿勢の保持を強制的に解除する強制解除機構の別実施の形態を説明する。尚、上述の実施形態と同一部位は同一の符号を使用して説明する。図６から図８に示すように、フラッシュゲート１は、ゲート部７を構成する左右一対の門柱７Ａの間に、基部が水路８の底部で軸部９に軸心Ｐ１周りに枢着され、前記水路８を閉塞し水路８の上流側に水を貯留する起立止水姿勢と、前記水路８を開放して下流側に通水する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体２を配置して構成してある。前記姿勢復帰機構４は、前記弁体２に設けられ、前記弁体２の揺動軸９に巻回または装入され、前記弁体２を起立方向に常時付勢するように捻り固定された左右一対のつる巻スプリング４０と、前記移動通路２５を転動するバランスウェイト４２で構成されている点は同様である。
【００５３】
前記ゲート部７の左右の門柱７Ａの上部に横梁部７Ｃを架設し、前記弁体２の左右天面に係合孔３４を形成するとともに、前記横梁部７Ｃの前記係合孔３４に対向する部位に係止爪としてのロック爪部３３Ｄを設けて、前記起立止水姿勢を維持する保持部３０としての第一係止機構を構成してある。前記ロック爪部３３Ｄは、その先端側がスプリング３３Ｆによりケース内へ引退付勢されるようにケース３３Ｅに収容されるとともに、後端部から前記ロック爪部３３Ｄを突出付勢する押出し機構３５を設けてある。前記押出し機構３５は、前記ゲート部７の上流側水路に浮遊するフロート３１の上下動を伝達するフロート棒３２の揺動動作に連動して回転する回転軸３５Ａと、前記回転軸３５Ａの回転動作に連動して前記ロック爪部３３Ｄを突出付勢する押出し作用片３５Ｂで構成され、前記弁体２が起立止水姿勢にあるときに前記ロック爪部３３Ｄが突出して前記係合孔３４と係合して姿勢が保持され、上流側水位がフラッシュ実行水位に達すると前記ロック爪部３３Ｄが引退して係合状態から離脱して、図８に示すような転倒姿勢に姿勢変更するように構成される。尚、図８において、破線で示す円弧は水路を構成する管路を示す。
【００５４】
前記横梁部７Ｃは、前記門柱７Ａに対して連結解除可能な第二係止機構５５を介して固定されている。前記第二係止機構５５は、図９に示すように、前記横梁部７Ｃの側部に
取り付けられた係止片５５Ａと、前記門柱７Ａの上側部に取り付けられた係合環５５Ｂでなるファスナー機構で構成される。
【００５５】
前記第二係止機構５５を手動解除して前記門柱７Ａから前記横梁部７Ｃを離脱させることにより、前記第一係止機構、つまり、前記保持部３０による起立止水姿勢の保持状態が解消される。つまり、前記第二係止機構５５により前記強制解除機構が構成される。尚、上述した別実施形態によるフラッシュゲートにおいても詳述していないが、上述したと同様の強制解除機構５及び転倒姿勢維持機構６を備えてある。
【００５６】
上述したフラッシュゲート１は、弁体の転倒姿勢への傾動に伴ない弁体の上端部を越えて下流側に水が流出するように構成されているため、上流側の底部に堆積している土砂等の固形物が下流側に流下するときには上流側の水位が低く、固形物の搬送力が弱くなる。そこで、底部に堆積している土砂等を確実に下流側に流下させるため、転倒姿勢に移行した弁体が上流側水路の底面より低くなるように、フラッシュゲート１を上流側水路の底部より下流側水路の底部が低くなる段差部に設置し、弁体の揺動軸心が上流側水路の底部よりも低い位置に配置されるように構成されている。以下に、上流側水路と下流側水路の底面が同一のレベルであっても確実に固形物が搬送可能なフラッシュゲートを説明する。
【００５７】
図１０及び図１１に示すように、フラッシュゲート１は、下端部に設けた軸部９が水路８の平坦な底部または底部近傍でゲート部７を構成する左右一対の門柱７Ａの間に枢着され、前記水路８を閉塞し水路８の上流側に水を貯留する起立止水姿勢（図１１（ｂ）において実線で示される）と、前記水路８を開放して下流側に通水する転倒姿勢（図１１（ｂ）において破線で示される）との間で軸心Ｐ周りに揺動自在な弁体２と、前記水路８の水位がフラッシュ実行水位ＨＨＷＬに上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部３０により維持するとともに、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記保持部３０を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構３と、転倒姿勢にある前記弁体２を前記起立止水姿勢に自動復帰させる姿勢復帰機構４を備えて構成される。
【００５８】
図１０（ｂ）に示すように、前記弁体２は下側両端部に切欠部２７が形成され、前記起立止水姿勢において下端部に前記水路８の底部と面一に配置されたゲート部７の基部７Ｃと水密に接触するシール部材２ａを取り付けるとともに、図１に示すように、水路８の上流側対向面２２の幅方向両端部が前記門柱７Ａに配されたシール面７ａに水密に接当し、前記切欠部２７の端部が前記門柱７Ａの下部から中央方向に突出形成された膨出部７Ｂに配されたシール面７ｂに水密に接当することで、上流側から下流側への水の流出を防止するように構成されている。
【００５９】
図１０及び図１４（ａ）に示すように、前記弁体２の上流側対抗面２２側には壁面に複数の小径の開口部２３が形成された中空部２０が設けられ、前記起立止水姿勢において前記開口部２３から前記中空部２０に水路８の水が流入し、前記転倒姿勢において天面に形成した排水口２４から中空部２０内の水が流出するように構成されるとともに、前記中空部２０の左右端部側に後述するバランスウェイト４２の移動通路２５が形成されている。
【００６０】
前記姿勢復帰機構４は、前記起立止水姿勢から前記転倒姿勢への姿勢変更に伴って蓄積された弾性エネルギーにより、転倒姿勢から起立止水姿勢に前記弁体２を自動復帰するように構成され、具体的には、前記弁体２の揺動軸心Ｐ周りに配置され、前記弁体２を起立方向に常時付勢するようにスプリングケース４１内に捻り固定された左右一対のつる巻スプリング４０と、前記スプリング４０による前記転倒姿勢から前記起立止水姿勢への姿勢復帰動作に伴い姿勢復帰力を増大させるように前記移動経路２５内を移動するバランスウェイト４２を備えて構成される。
【００６１】
前記姿勢切替機構３は、図１０（ｂ）及び図１３に示すように、前記弁体２と前記弁体２が離接するゲート部７に分割設置され、前記弁体２側に設置されたフロート３１、フロート棒３２、係脱機構３３と、前記ゲート部７側に設置された係合孔３４で構成されている。前記フロート３１は前記中空部２０に上下移動自在に収容され、前記フロート棒３１を介して前記弁体２の下流側対向面２６側のケース３５に設置された前記係脱機構３３に連結されている。尚、前記係脱機構３３は前記弁体２の内部に配置されるものであってもよい。
【００６２】
前記係脱機構３３は、図１３に示すように、前記弁体２の中空部２０内で回動自在に水平に支持された支軸３３Ａと、前記下流側対向面２６に水密に貫通突出した前記支軸３３Ａの一端部に基部が固着された回動板３３Ｂと、前記回動板３３Ｂの自由端部に連結され略水平支持された一対のロッド３３Ｃと、前記ロッド３３Ｃの先端部に取り付けられたロック爪部３３Ｄとから構成され、前記回動板３３Ｂが前記フロート３１の上下動に応じて回動する支軸３３Ａに連動して軸心Ｐ２回りに回動することにより、前記ロッド３３Ｃが往復運動可能に構成されている。
【００６３】
前記ロック爪部３３Ｄは、前記ロッド３３Ｃの先端部に固着されたケース３３Ｅにスプリング３３Ｆを介して内挿され、前記スプリング３３Ｆの付勢力によりケース３３Ｅの外部に突出保持されており、前記弁体２が起立止水姿勢に復帰する直前にテーパー面３３ｄがゲート部７の左右の門柱７Ａに干渉することで、ケース３３Ｅ内に押圧されながら摺動し、起立止水姿勢に復帰したときに前記門柱７Ａに形成された前記係合孔３４に係合してロック状態となる。即ち、前記係脱機構３３が、起立止水姿勢を維持する保持部３０となる。
【００６４】
前記起立止水姿勢にある前記弁体２の開口部２３から中空部２０への水の流入に伴って前記フロート３１が上昇し、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬより低水位ＨＷＬでは前記ロック状態が維持されるが、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記係脱機構３３による係合状態が解消され、前記弁体２は転倒姿勢への傾動を開始する。
【００６５】
つまり、前記弁体２には、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬまで上昇している水路８の水圧が押圧力として負荷され、この押圧力が前記姿勢復帰機構４におけるつる巻スプリング４０のバネ力に打ち勝って転倒姿勢になるように少し傾動する。この状態で、前記押圧力と前記弁体２の自重及び中空部２０内の水の重量和が作用して転倒促進力が働き、図１１（ｂ）に示す転倒角θ＝９０＋α度の状態に急速に転倒して前記水路８が下流側に開放され、フラッシュ洗浄が行なわれる。この状態で、前記移動通路２５の下部（前記弁体２の下端側）に位置していたバランスウェイト４２が上部（前記弁体２の上端側）に転動する。
【００６６】
フラッシュ洗浄の終了とほぼ同時に前記中空部２０内の水は前記天面の開口部２４から下流側に排水され、転倒促進力が大幅に低減され、前記姿勢復帰機構４のつる巻スプリング４０による復帰付勢力が、前記弁体の自重と傾倒した弁体２の先端側に移動したバランスウェイト４２の重量和より大きくなり、起立方向に回動して復帰作動する。
【００６７】
前記つる巻スプリング４０による復帰付勢力は前記弁体２が転倒姿勢から起立止水姿勢に復帰するにつれて漸次低下するが、姿勢変更に伴いバランスウェイト４２が基部側へ移動して弁体２の重心を下げることで前記復帰付勢力を補い、前記弁体２を急激に起立止水姿勢に復帰する。この状態で、前記係脱機構３３により係合状態となり、起立止水姿勢が維持されるのである。
【００６８】
さらに詳述すると、前記弁体２の下流側対向面２６の両端部には、前記軸部９が固定された突起としての左右一対のリブ５０で構成される転倒姿勢規制機構５が設けられている。図１１（ｂ）に示すように、前記姿勢切替機構３による前記弁体２の前記転倒姿勢への傾動の初期に、前記シール部材２ａが前記ゲート部７の基部７Ｃと離間して、前記水路８の底部（前記ゲート部７の基部７Ｃの上面）と前記弁体２との間に通水可能な僅かな開口６が形成される。前記弁体２の傾動に伴いその開口面積を広げ、前記転倒姿勢において前記リブ５０が前記水路８の底部と接当した状態で、前記弁体２の上端部が下端部より底部に近接し、且つ、前記弁体の上端部及び下端部と前記水路の底部との間に大きな開口６が形成されるように構成してある。尚、ここで突起としてはリブで構成されるものに限定されるものではなく、またリブの形状や構成位置も図示されたものに限定されるものではない。
【００６９】
図１２（ａ）に示すように、前記弁体２の転倒姿勢への傾動の初期には上流側水位がフラッシュ実行水位ＨＨＷＬにあるため、底部に大きな水圧が作用して前記水路８の上流側底面に堆積している土砂が、図中一点鎖線で示すように、前記開口６から流下し始め、傾動に伴う開口面積の増大により流量が増えて勢いよく下流側に流出し、図１２（ｂ）に示すように、前記転倒姿勢で形成される大きな開口状態で確実に土砂が流下するように構成されている。
【００７０】
図１４（ａ）に示すように、前記門柱７Ａの下部から中央方向に突出形成された膨出部７Ｂは、同じく前記門柱７Ａの下部から中央方向に突出形成されたスプリングケース４１との接触を回避するべく前記弁体２の下部に形成された前記切欠部２７に対する起立止水姿勢におけるシールを確保するために配置されたものであるが、前記膨出部７Ｂの上流側水路ではフラッシュ洗浄時の水の流れが緩慢になり、土砂が堆積する虞があるため、前記弁体２の開放時に水流を滑らかにして土砂の堆積を回避する案内壁部８ａが設けられている。
【００７１】
以下、別実施形態を説明する。上述した実施形態では、前記膨出部７Ｂの上流側水路に案内壁部８ａを設けて、土砂の滞留を回避するように構成したものを説明したが、図１４（ｂ）に示すように、スプリングケース４１を門柱７Ａの内部に構成することにより、前記開口６の幅と前記水路８の幅が略等しくなるように構成することが可能となり、上流側に堆積した土砂を確実に下流側に移送することが可能となる。
【００７２】
また、姿勢復帰機構４を構成するスプリング４０を前記弁体２の揺動軸心Ｐ周りに配置したものを説明したが、スプリング４０の設置位置はこれに限定されるものではなく、他の位置に配置して、その復帰付勢力をギア機構等で構成される動力伝達手段を介して前記弁体２に伝達するように構成するものであってもよい。例えば、スプリングを門柱７Ａの上方に前記揺動軸心Ｐと平行姿勢に配置し、門柱７Ａ内に動力伝達機構を配置してその復帰付勢力を前記弁体２に伝えるように構成すれば、上流側に土砂が滞留する虞のある膨出部７Ｂを設ける必要がなくなる。尚、上述の実施形態において強制解除機構、転倒姿勢維持機構を設けることも可能である。
【００７３】
以上説明した通り、上流側水路と下流側水路の底面が同一のレベルであっても確実に固形物が搬送可能なフラッシュゲートは、弁体２が転倒姿勢にあるときに、水路８の底部と前記弁体８との間に通水可能な開口が形成されるように構成されるものであれば、上述の具体的構造に限定されるものではない。
【００７４】
上述した何れの実施形態も本発明の一例であり、該記載の具体的構成により本発明の範囲が限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】伏越し管きょ装置の説明図
【図２】（ａ）はフラッシュゲートの平面図、（ｂ）は正面図
【図３】フラッシュゲートの側断面図
【図４】フラッシュゲートの姿勢切替機構の説明図
【図５】フラッシュゲートの要部の説明図
【図６】別実施形態を示し、（ａ）はフラッシュゲートの平面図、（ｂ）は正面図
【図７】別実施形態を示し、フラッシュゲートの側断面図
【図８】別実施形態を示し、弁体が転倒姿勢にあるフラッシュゲートの正面図
【図９】別実施形態を示し、第二係止機構の説明図
【図１０】別実施形態を示し、（ａ）はフラッシュゲートの平面図、（ｂ）は下流側から見た正面図
【図１１】別実施形態を示し、（ａ）は弁体が起立止水姿勢にあるフラッシュゲートの側断面図、（ｂ）は弁体が起立止水姿勢から転倒姿勢に姿勢変更するフラッシュゲートの説明図
【図１２】別実施形態を示し、弁体が転倒姿勢にあるときの通水状態の説明図
【図１３】別実施形態を示し、フラッシュゲートの姿勢切替機構の説明図
【図１４】別実施形態を示し、弁体が転倒姿勢にあるフラッシュゲートの平面図
【図１５】別実施形態を示し、（ａ）は弁体が上方に揺動して開放姿勢となるフラッシュゲートの説明図、（ｂ）はラバー堰で構成されるフラッシュゲートの説明図、（ｃ）は弁体が外部電源で駆動されるフラッシュゲートの説明図
【図１６】伏越し管きょ装置の説明図
【図１７】従来例を示す伏越し管きょ装置の説明図
【符号の説明】
【００７６】
１：フラッシュゲート
２：弁体
３：姿勢切替機構
４：姿勢復帰機構
５：強制解除機構
６：転倒姿勢維持機構
８：水路
１００：上流側立坑
１００ａ：マンホール室
２００：下流側立坑
２００ａ：マンホール室
３００：伏越し管
Ａ：下水道装置
Ｂ：下水管路
Ｃ：伏越し管きょ装置
Ｄ：制水機構
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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