(57)【要約】【課題】沈砂池を設けることなく、堆積物の除去のためのメンテナンスを不要とする小型の吸込水槽の構造を提供する。【解決手段】流入水路２からの流入水が貯留されるとともに、貯留された流入水を揚排水するポンプ３が設置された吸込水槽４の構造であって、ポンプ３の開口部３ａが臨む吸込水槽４の底面部位に向けて、流入水に混入した固形異物を案内する傾斜案内面４ａが固形異物の安息角以上の傾斜角度θでポンプ３の開口部３ａに沿って形成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入水路からの流入水が貯留されるとともに、貯留された流入水を揚排水するポンプが設置された吸込水槽の構造であって、
前記ポンプの開口部が臨む前記吸込水槽の底面部位に向けて、流入水に混入した固形異物を案内する傾斜案内面が形成されている吸込水槽の構造。
【請求項２】
前記傾斜案内面は、前記吸込水槽の澱み部に設けられている請求項１記載の吸込水槽の構造。
【請求項３】
前記傾斜案内面は、前記ポンプの開口部に沿って形成されている請求項１または２記載の吸込水槽の構造。
【請求項４】
前記傾斜案内面は、前記固形異物の安息角以上の傾斜角度で形成されている請求項１から３の何れかに記載の吸込水槽の構造。
【請求項５】
前記傾斜案内面は、前記異物を前記ポンプの開口部から吸引可能な領域に案内するものである請求項１から４の何れかに記載の吸込水槽の構造。
【請求項６】
前記ポンプの開口部から吸引可能な領域は、前記開口部の径を変数とする所定の関数により決定されるものである請求項５記載の吸込水槽の構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流入水路からの流入水が貯留されるとともに、貯留された流入水を揚排水するポンプが設置された吸込水槽の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸込水槽の自由水面で旋回流や渦が発生すると、キャビテーション、振動などを引き起こし排水不能となるため、流入水路から吸込水槽への流入水の流速が急激に変動しないように、流入水路と吸込水槽の底面の接続勾配が規定され、所定勾配より大なる勾配となる場合には、傾斜部からポンプの開口部までの水平底面の距離を十分に確保するように構成されていた。
【０００３】
【非特許文献１】
国土交通省総合政策局建設施工企画課  監修「揚排水ポンプ設備技術基準（案）同解説」社団法人  河川ポンプ施設時術協会  編集兼発行、平成１３年２月発行、Ｐ２４９
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した非特許文献１に記載されたような従来の技術によれば、緩やかな流速で吸込水槽に流入した水に混入する砂利や砂などの固形異物は、ポンプの開口部近傍にまで運ばれること無くポンプの開口部から離れた底部に堆積することになり、吸込水槽から堆積した砂等の異物を定期的に除去するメンテナンス作業が必要とされるものであった。そのようなメンテナンス作業を軽減するためには吸込水槽の前段に沈砂池や異物除去用のスクリーンを設ける必要があり、設備が大型化するという不都合もあった。
【０００５】
本発明は、上述の従来欠点に鑑み、沈砂池を設けることなく、堆積物の除去のためのメンテナンスを不要とする小型の吸込水槽の構造を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明による吸込水槽の構造の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項１に記載した通り、流入水路からの流入水が貯留されるとともに、貯留された流入水を揚排水するポンプが設置された吸込水槽の構造であって、前記ポンプの開口部が臨む前記吸込水槽の底面部位に向けて、流入水に混入した固形異物を案内する傾斜案内面が形成されている点にある。
【０００７】
つまり、吸込水槽に流入水と共に流入した砂利や砂などの固形異物が、傾斜案内面によりポンプの開口部が臨む前記吸込水槽の底面部位に向けて案内される結果、ポンプにより水と共に固形異物が排水されることとなり、吸込水槽に堆積することがなくなるので、設備の大型化を招く沈砂池などを設けたり、頻繁な異物除去のためのメンテナンスが不要となるのである。
【０００８】
同第二の特徴構成は、同欄請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記傾斜案内面は、前記吸込水槽の澱み部に設けられている点にある。
【０００９】
流入水への混入異物は特に流速の極めて小さな澱み部に堆積し易く、澱み部に傾斜案内面を設けることが異物の堆積を低減する上で効果的となる。
【００１０】
同第三の特徴構成は、同欄請求項３に記載した通り、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記傾斜案内面は、前記ポンプの開口部に沿って形成されている点にある。
【００１１】
ポンプ開口部である吸込管は、通常、先広がりの筒状体で構成されているが、そのような筒状態の形状に沿って傾斜案内面が構成されていれば、傾斜案内面に沿って案内された異物が均等な吸引力で吸引されるので、ポンプ負荷の変動や異物の堆積分布の偏りを解消できるという利点がある。
【００１２】
同第四の特徴構成は、同欄請求項４に記載した通り、上述の第一から第三特徴構成の何れかに加えて、前記傾斜案内面は、前記固形異物の安息角以上の傾斜角度で形成されている点にある。
【００１３】
傾斜案内面を被案内物たる異物の安息角以上の傾斜角度に構成することにより、傾斜案内面に堆積することなく確実にポンプの開口部が臨む吸込水槽の底面部位に異物を案内することができる。例えば異物が砂の場合には、砂の安息角より大きな３０度またはそれ以上に傾斜角度が設定されればよい。
【００１４】
同第五の特徴構成は、同欄請求項５に記載した通り、上述の第一から第四特徴構成の何れかに加えて、前記傾斜案内面は、前記異物を前記ポンプの開口部から吸引可能な領域に案内するものである点にある。
【００１５】
傾斜案内面により、ポンプの開口部が臨む吸込水槽の底面部位に向けて異物が案内されることになるが、上述の構成により該底面部位に案内された異物がその場で堆積することなく確実にポンプに吸引されるようになるのである。
【００１６】
同第六の特徴構成は、同欄請求項６に記載した通り、上述の第五特徴構成に加えて、前記ポンプの開口部から吸引可能な領域は、前記開口部の径を変数とする所定の関数により決定されるものである点にある。
【００１７】
ポンプの開口部から吸引可能な領域を具体的に設定するためには、ポンプの開口部の径を変数とする所定の関数により決定されることでばらつきの無い施工が可能となるのである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明による吸込水槽の構造の実施の形態を説明する。図１に示すように、揚排水ポンプ機場に設置された揚排水処理設備１は、水を貯留する吸込水槽４と、吸込水槽４の上部に接続され、流入水が吸込水槽４内に落下流入する流入水路２と、流入水路２からの流入水を後段の排水路に移送すべく揚排水するポンプ３とを備えて構成されている。
【００１９】
前記吸込水槽４には圧力検出式の水位センサ（図示せず）が設置され、貯留された汚水の水位が所定の吐出水位（Ｈ．Ｗ．Ｌ）に達すると水位センサに連動するポンプ３が作動してポンプ３の吸込口である開口部３ａから汚水が吸込まれ、所定の待機レベル（Ｌ．Ｗ．Ｌ）になるまで吐出口３ｂから後段の排水路に向けて汚水が移送される。
【００２０】
前記ポンプ３の開口部３ａは、吸込水槽４の底面に臨む姿勢で配置された縦軸水中ポンプで、モータの軸芯に連結された回転羽根（図示せず）により、汚水のみならず汚水に混入している小径の固形異物をも吸込み移送可能に構成され、吸込水槽４には、開口部３ａが臨む底面部位に向けて、流入水に混入した砂や小石などの固形異物５を案内する傾斜案内面４ａがモルタルまたはコンクリートを打設して形成され、以って、流入水路２から流下した汚水に混入した固形異物５が傾斜案内面４ａに沿って落下搬送され、汚水と伴に開口部３ａから吸込み移送されるように構成されている。
【００２１】
前記傾斜案内面４ａは、ポンプ３による固形異物に対する吸込作用が及ばない吸込水槽４の澱み部の全ての領域または部分的な領域に設けられ、これにより固形異物がポンプ３による吸込作用の及ぶ範囲（吸引可能な領域）まで案内されることにより、吸込水槽４内の底部に固形異物が大量に堆積し、異物除去のメンテナンスが必要とされる事態の発生を回避できるように構成されている。
【００２２】
ポンプ３の開口部３ａから吸引可能な領域は、開口部３ａの径Ｄを変数とする所定の関数により決定される。詳述すると、開口部３ａが吸込水槽４の底面から距離１Ｄの距離に設置されたときの傾斜案内面４ａの下縁部がポンプ３の軸心から１Ｄの距離になるように設定され、傾斜案内面４ａは、流入する固形異物の安息角以上の傾斜角度で形成されている。例えば、流入する固形異物が主に砂である場合には、傾斜案内面４ａの下縁部からポンプ３の軸心から離間する方向に、砂の安息角より大きい傾斜である３０度以上の傾斜角θで傾斜するように設定されている。
【００２３】
前記傾斜案内面４ａは、図２に示すように、ポンプ３の開口部３ａに沿って形成されている、つまり、傾斜案内面４ａの下縁部がポンプ３の開口部３ａに沿った形状となるように、開口部３ａの全周囲に形成されていることが好ましいが、そのように限定されるものではなく、少なくとも開口部３ａの周囲の一部に形成されていれば、その範囲において固形異物の堆積が防止できるものである。
【００２４】
以下、別実施の形態を説明する。吸込水槽４に流入水路２が接続され、ポンプ３が複数台設置されているときには、図３に示すように、ポンプ３同士の間にも、それぞれのポンプ３の開口部３ａに向かい傾斜角θで傾斜する傾斜案内面４ａを設けることにより、ポンプ３同士の間に固形異物が堆積することが防止できるが、図４に示すように、少なくともポンプ３の開口部３ａが吸込水槽４の底面から距離１Ｄの距離に設置されたときの傾斜案内面４ａの下縁部がポンプ３の軸心から１Ｄの距離になるように設定され、流入水路２の接続された壁部を除く三方の壁部に向かい傾斜角θで傾斜するように傾斜案内面４ａが形成されていれば所定の効果が得られる。
【００２５】
上述した実施形態では、流入水路２が吸込水槽４の底面から段差を有する部位に接続され、流入水路２からの流入水が槽内に落下流入するような構成について説明したが、図５に示すように、流入水路２の底部から吸込水槽４の底面まで連続的に接続された傾斜底面で構成されるような構成であってもよい。この場合には、傾斜底面が傾斜案内面４ａとして作用するように構成すればよい。
【００２６】
上述した実施形態では、傾斜案内面４ａの下縁部がポンプ３の円形の開口部３ａに沿って全周または一部が円形に形成されるように傾斜案内面４ａを構成するものを説明したが、傾斜案内面４ａの下縁部が、開口部３ａの形状と相似形状で形成されるものに限るものではなく、開口部３ａの形状にほぼ沿うように形成されればよく、状況に応じて適宜施工されるものであればよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、沈砂池を設けることなく、堆積物の除去のためのメンテナンスを不要とする小型の吸込水槽の構造を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による揚排水処理設備の概略の断面図
【図２】本発明による揚排水処理設備の概略の平面図
【図３】別実施形態を示す揚排水処理設備の概略の平面図
【図４】別実施形態を示す揚排水処理設備の概略の平面図
【図５】別実施形態を示す揚排水処理設備の概略の断面図
【符号の説明】
１：揚排水処理設備
２：流入水路
３：ポンプ
３ａ：開口部（吸込口）
３ｂ：吐出口３ｂ
４：吸込水槽
４ａ：傾斜案内面
Ｄ：開口部の径
θ：傾斜角
【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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