(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に延びる管の内部に旋回案内板を設けて上端から流入する流体を旋回させながら流下させ、下部水平流に合流させるようにした旋回流管の吐出構造であって、
旋回案内板の終端位置を旋回流管の下端に設定すると共に、平面的に見て旋回流管の中心から下部水平流の流通方向下流側へ延びる直線方向を０°とした場合に、反旋回方向へ９０°〜１８０°の範囲内に前記旋回案内板の終端位置がくるように構成したことを特徴とする旋回流管の吐出構造。
【請求項２】
旋回方向へ０°〜９０°の範囲内であって且つ旋回流管の下端部における旋回案内板の下側に、旋回案内板の終端位置を通過した流体の旋回流を止める旋回止め板を設けた請求項１記載の旋回流管の吐出構造。
【請求項３】
旋回案内板の終端位置における旋回流管の中心側に、該旋回流管の中心側における流体の旋回流を弱める抵抗板を設けた請求項２記載の旋回流管の吐出構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋回流管の吐出構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市部における雨水による浸水被害をなくすために、豪雨時に降った雨水の一部を一時的に地下に設けられた大規模な貯留室に溜め、川の水位が低下したら、貯留室に貯留した水をポンプで汲み上げて川へ放流する浸水対策用施設が、現在計画されている。
【０００３】
上記浸水対策用施設において、雨水を集める集水管と地下深くに設けられる貯留室に連通する下部水平管との間の１０〜５０ｍにも及ぶ間を案内して水を落下させる構造として、図５及び図６に示されるような旋回流管が検討されている。
【０００４】
一方、雨水或いはその他の水を、地下深くに設けられた排水用の地下放流管に導くための下部水平管に落とし込む装置としても旋回流管が検討されている。
【０００５】
図５及び図６は旋回流管の一例を示したもので、図示していない分水施設からの雨水等の流体を送る集水管１の流入部１ａに上端部が接続された鉛直状の管２を設け、該管２の内部に旋回案内板３を設けることにより旋回流管４を構成し、該旋回流管４の下端を、水平方向に延びて図示しない地下放流管や貯留室に連通した下部水平管５に接続している。
【０００６】
前記旋回流管４では、雨水等の流体が上端から流入されると、流体は旋回流管４の内部に設けられた旋回案内板３によって旋回流となり、旋回流が保持された状態で旋回流管４の下端まで流下し、旋回流管４の下端部から下部水平管５に吐出され、下部水平管５に吐出された流体は、下部水平管５内を流れる下部水平流６と合流して、図示していない地下放流管や貯留室に導かれ貯留される。
【０００７】
上記したように、旋回流管４により流体を旋回流にして流下させると、流体の落下エネルギーを減勢させることができ、よって旋回流管４から下部水平管５に吐出される流体の落下着水部分における衝撃力をある程度低減できるので、短時間のうちに大量の流体を下部水平管５にスムーズに流すことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の如き従来の旋回流管４においては、旋回流管４の下端から下部水平管５に旋回流を直接吐出させるようにした構造を有しており、吐出流には下部水平流６の流通方向と反対方向への流れ成分も含まれているため、下部水平流６に影響を及ぼすことが懸念されていた。
【０００９】
尚、図７に示されるように、管２を鉛直ではなく傾斜させて下部水平管５に接続すれば、管２から下部水平管５に吐出される流体の落下着水部分における衝撃力を低減でき且つ下部水平流６に影響を及ぼす心配もないが、この場合には、余分なスペースを多く必要とし無駄があり、又、図８に示されるように、管２の下端に、下部水平流６の流通方向に曲ったＬ字状のノズル７を設けることも可能であるが、この場合には、下部水平管５の流路面積が狭くなり、下部水平流６が阻害される虞があり、いずれも問題を有していた。
【００１０】
本発明は、斯かる実情に鑑み、余分なスペースを多く必要とせずに、鉛直な旋回流管から流下する流体を、その衝撃を低減し且つ下部水平流への影響を最小限に抑えつつ、下部水平流に対し安定して合流させ得る旋回流管の吐出構造を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鉛直方向に延びる管の内部に旋回案内板を設けて上端から流入する流体を旋回させながら流下させ、下部水平流に合流させるようにした旋回流管の吐出構造であって、
旋回案内板の終端位置を旋回流管の下端に設定すると共に、平面的に見て旋回流管の中心から下部水平流の流通方向下流側へ延びる直線方向を０°とした場合に、反旋回方向へ９０°〜１８０°の範囲内に前記旋回案内板の終端位置がくるように構成したことを特徴とする旋回流管の吐出構造にかかるものである。
【００１２】
前記旋回流管の吐出構造においては、旋回方向へ０°〜９０°の範囲内であって且つ旋回流管の下端部における旋回案内板の下側に、旋回案内板の終端位置を通過した流体の旋回流を止める旋回止め板を設けることが望ましい。
【００１３】
又、旋回案内板の終端位置における旋回流管の中心側に、該旋回流管の中心側における流体の旋回流を弱める抵抗板を設けることもできる。
【００１４】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１５】
雨水等の流体が上端から流入すると、流体は旋回流管の内部に設けられた旋回案内板によって旋回が与えられ、旋回流となって旋回流管の内部を流下し、旋回流管の下端における旋回案内板の終端位置から吐出され、下部水平流に合流するが、旋回案内板の終端位置を旋回流管の下端に設定すると共に、平面的に見て旋回流管の中心から下部水平流の流通方向下流側へ延びる直線方向を０°とした場合に、反旋回方向へ９０°〜１８０°の範囲内に前記旋回案内板の終端位置がくるように構成すると、旋回流管からの吐出流は、下部水平流の流通方向と反対方向への流れ成分が少なくなって、大部分が下部水平流の流通方向に沿って流出する形となる。
【００１６】
又、旋回方向へ０°〜９０°の範囲内であって且つ旋回流管の下端部における旋回案内板の下側に、旋回案内板の終端位置を通過した流体の旋回流を止める旋回止め板を設けると、前記旋回流管からの吐出流に残存する下部水平流の流通方向と反対方向への流れ成分は、前記旋回止め板によって阻止され、下部水平流の流通方向に沿う流れとなる。
【００１７】
前記旋回止め板の設置位置によっては、旋回案内板の終端位置に対する旋回止め板の間隔が短くなり、旋回止め板の手前で渦ができ、下部水平流の流通方向と反対方向への新たな流れ成分が発生することがあるが、旋回案内板の終端位置における旋回流管の中心側に、該旋回流管の中心側における流体の旋回流を弱める抵抗板を設けると、前記旋回止め板の手前で渦ができにくくなり、下部水平流の流通方向と反対方向への新たな流れ成分が発生することもなくなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１９】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図５及び図６と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図５及び図６に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１及び図２に示す如く、旋回案内板３の終端位置を旋回流管４の下端に設定すると共に、平面的に見て旋回流管４の中心から下部水平流６の流通方向下流側へ延びる直線方向を０°とした場合に、反旋回方向（図の例では時計回り方向）へ１３５°（図ではマイナス側として示してある。）の位置に前記旋回案内板３の終端位置がくるように構成した点にある。
【００２０】
一方、旋回方向（図の例では反時計回り方向）へ４５°（図ではプラス側として示してある。）の位置であって且つ旋回流管４の下端部における旋回案内板３の下側には、旋回案内板３の終端位置を通過した流体の旋回流を止める旋回止め板８を設けてある。
【００２１】
更に、旋回案内板３の終端位置における旋回流管４の中心側には、該旋回流管４の中心側における流体の旋回流を弱める抵抗板９を設けてある。該抵抗板９の幅Ｗは、旋回流管４の内面における半径をＲとした場合、およそ０．２５Ｒ〜０．３Ｒ程度としてある。
【００２２】
又、旋回案内板３の中心部には、上端が流入部１ａ内上部に開口し且つ下端が下部水平管５内に開口した中心管１０を配設し、該中心管１０の上部は、フレーム１１を介して流入部１ａに支持されるようにしてある。
【００２３】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００２４】
雨水等の流体が上端から流入すると、流体は旋回流管４の内部に設けられた旋回案内板３によって旋回が与えられ、旋回流となって旋回流管４の内部を流下し、旋回流管４の下端における旋回案内板３の終端位置から下部水平管５内に吐出され、下部水平流６に合流するが、旋回案内板３の終端位置を旋回流管４の下端に設定すると共に、平面的に見て旋回流管４の中心から下部水平流６の流通方向下流側へ延びる直線方向を０°とした場合に、反旋回方向へ−１３５°の位置に前記旋回案内板３の終端位置がくるように構成すると、旋回流管４からの吐出流は、下部水平流６の流通方向と反対方向への流れ成分が少なくなって、大部分が下部水平流６の流通方向に沿って流出する形となる。尚、中心管１０の下端が下部水平管５内に開口しているため、下部水平管５内で流体から分離された空気は中心管１０の内部を通って上部に効果的に排出される。
【００２５】
又、旋回方向へ＋４５°の位置であって且つ旋回流管４の下端部における旋回案内板３の下側に、旋回案内板３の終端位置を通過した流体の旋回流を止める旋回止め板８を設けると、前記旋回流管４からの吐出流に残存する下部水平流６の流通方向と反対方向への流れ成分は、前記旋回止め板８によって阻止され、下部水平流６の流通方向に沿う流れとなる。
【００２６】
尚、実機に対する縮小模型を用い、ＶＴＲ撮影と目視による流動観察を行った実験においては、図２に示す如く、旋回案内板３の終端位置を−１３５°の位置に設定し、且つ旋回止め板８の設置位置を＋４５°の位置に設定した場合に、下部水平流６への影響が最小限に抑えられることが確認されたが、旋回案内板３の終端位置並びに旋回止め板８の設置位置は、流体の流速並びに流量に応じて適宜選定すべきであることは言うまでもなく、旋回案内板３の終端位置は、−１３５°の位置を基準に±４５°の範囲即ち−９０°〜−１８０°の範囲内とすることができ、旋回止め板８の設置位置は、＋４５°の位置を基準に±４５°の範囲即ち０°〜＋９０°の範囲内とすることができる。
【００２７】
例えば、流体の流速並びに流量が増加するほど、旋回流の旋回力は強まるため、旋回案内板３の終端位置は−１８０°の位置に近づけ、旋回止め板８の設置位置は＋９０°の位置に近づけていけばよく、又、逆に流体の流速並びに流量が減少するほど、旋回流の旋回力は弱まるため、旋回案内板３の終端位置は−９０°の位置に近づけ、旋回止め板８の設置位置は０°の位置に近づけていけばよい。
【００２８】
又、本図示例の場合には、旋回流の旋回方向が上方から見て反時計回り方向であるため、旋回案内板３の終端位置は、図２において、−９０°〜−１８０°の範囲内となり、旋回止め板８の設置位置は、図２において、０°〜＋９０°の範囲内となるが、旋回方向が上方から見て時計回り方向である場合には、旋回案内板３の終端位置は、図２において、＋９０°〜＋１８０°の範囲内となり、旋回止め板８の設置位置は、図２において、０°〜−９０°の範囲内となる。
【００２９】
前記旋回止め板８の設置位置によっては、旋回案内板３の終端位置に対する旋回止め板８の間隔が短くなり、旋回止め板８の手前で渦ができ、下部水平流６の流通方向と反対方向への新たな流れ成分が発生することがあるが、旋回案内板３の終端位置における旋回流管４の中心側に、該旋回流管４の中心側における流体の旋回流を弱める抵抗板９を設けると、前記旋回止め板８の手前で渦ができにくくなり、下部水平流６の流通方向と反対方向への新たな流れ成分が発生することもなくなる。
【００３０】
こうして、余分なスペースを多く必要とせずに、鉛直な旋回流管４から流下する流体を、その衝撃を低減し且つ下部水平流６への影響を最小限に抑えつつ、下部水平流に対し安定して合流させ得る。
【００３１】
尚、本発明の旋回流管の吐出構造は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、図３及び図４に示す如く、両端に下部水平管５が接続され且つ内部に下部水平流６が流通されるブロック１２の上部に旋回流管４の下端を接続するようにしたものにも適用可能なこと、又、中心管１０がなくても、同等の性能が得られること等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の旋回流管の吐出構造によれば、余分なスペースを多く必要とせずに、鉛直な旋回流管から流下する流体を、その衝撃を低減し且つ下部水平流への影響を最小限に抑えつつ、下部水平流に対し安定して合流させ得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例の切断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】本発明を実施する形態の変形例の切断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視図である。
【図５】従来の一例を示す切断面図である。
【図６】図５のＶＩ方向矢視図である。
【図７】従来の他の例を示す切断面図である。
【図８】従来の更に他の例を示す切断面図である。
【符号の説明】
２    管
３    旋回案内板
４    旋回流管
６    下部水平流
８    旋回止め板
９    抵抗板
【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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