(57)【要約】【課題】  消火栓や工事対象配水管近傍に一時的に取り付けて、配水管の断水が発生せずに、管底に流動する濁質を排出できる管内濁質除去装置を提供する。【解決手段】  配水管（１）から分岐した分岐管（２）に吐出し管（４）を内設し、分岐管（２）と吐出し管（４）を循環配管（７）の吸込側と吐出側にそれぞれ接続すると共に、吐出し管（４）の先端部（４ａ）を配水管（１）の上流側（１Ａ）の内周壁に向かって開口し、吐出し管（４）の先端部（４ａ）の近傍に、下り勾配に形成したバッフル板（８）を上流側（１Ａ）の他方の内周壁に向かって配設したので、配水管（１）の内周壁に沿って発生する旋回流（Ａ）で管底（１ｂ）の濁質（Ｂ）を内周壁に沿って浮遊・流動化させ、浮き上がらせた濁質（Ｂ）をバッフル板（８）で案内し、濁質（Ｂ）の再沈降をバッフル板（８）で阻止しながら、流水の吸込側に伴って濁質（Ｂ）を分岐管（１）へ流入させることができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配水管（１）の流水を循環配管（７）に抜き出して、流水中に含まれる濁質（Ｂ）を濁質除去ユニット（２１）で分離した後、分離水を配水管（１）に返送する濁質回収装置において、配水管（１）から分岐した分岐管（２）に吐出し管（４）を内設し、分岐管（２）と吐出し管（４）を循環配管（７）の吸込側と吐出側にそれぞれ接続すると共に、吐出し管（４）の先端部（４ａ）を下り勾配に形成して、配水管（１）の上流側（１Ａ）の内周壁に向かって開口し、吐出し管（４）の先端部（４ａ）の近傍に、下り勾配に形成したバッフル板（８）を上流側（１Ａ）の他方の内周壁に向かって配設したことを特徴とする管内濁質除去装置。
【請求項２】
配水管（１）の流水を循環配管（７）に抜き出して、流水中に含まれる濁質（Ｂ）を濁質除去ユニット（２１）で分離した後、分離水を配水管（１）に返送する濁質回収装置において、配水管（１）に設置した消火栓（９）に配管ユニット（１０）を着脱自在に連結し、配管ユニット（１０）に消火ホース（１４）の接続口（１５）と、循環配管（７）の吸込側の接続口（１６）と、吐出側の接続口（１８）をそれぞれ開口すると共に、配管ユニット（１０）に内設した吐出し管（１７）を吐出側の接続口（１８）に接続して消火栓（９）に垂下し、吐出し管（１７）の先端部（１７ａ）を下り勾配に形成して、配水管（１）の上流側（１Ａ）の内周壁に向かって開口し、吐出し管（１７）の先端部（１７ａ）の近傍に、下り勾配に形成したバッフル板（２０）を上流側（１Ａ）の他方の内周壁に向かって配設したことを特徴とする管内濁質除去装置。
【請求項３】
上記バッフル板（８、２０）を吐出し管（４、１７）の先端部（４ａ、１７ａ）に外嵌して、吐出し管（４、１７）をバッフル板（８、２０）とともに配水管（１）から抜出し可能としたことを特徴とする請求項１または２に記載の管内濁質除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上水、工業用水などの配水管から流水を抜き出して、流水に含まれる濁質を除去した後、分離水を配水管に返送する管内濁質除去装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
配水管の補修工事、取替え工事を行った場合、或いは、配管の老朽化等から、砂粒、金属錆、塗装片等の濁質が配水管内に混入する。これらの濁質のうち、比重の大きい濁質や、形状の大きい濁質は配水管の管底を移動し、或いは堆積する。従来の配水管の流水に含まれる濁質の除去方法としては、配水管に設置した消火栓にホース等を取付け、流水の放水とともに濁質を排出する洗管作業が主流となっている。この場合、配水管から消火栓に抜出す水の流速が速くないと、配管中の濁質の排出が難しく多量の水を必要とする。水の有効利用から問題であり、洗浄ポイントが多くなると作業時間も長くなる。そして、この洗管作業に類似する方法としては、配水管に配設したＴ字型分岐管に弁体を設け、通常時は流路と平行にして流水を流下させ、必要時に上下流の一方を遮断して、流水中の濁質を消火栓側に排出するバルブ付消火栓用Ｔ字管は、例えば、特許文献１に記載してあるように公知である。また、配水管の流路に濁質の移動を遮断するスクリーンを張設し、スクリーンの直前の管底に開閉弁を有するゴミ収集管を配設し、ゴミ収集管から分岐させた循環管を上流側の配水管に連通させて、その開口近傍に水流を遮る壁体を備えた異物除去装置も、例えば、特許文献２に記載してあるように公知である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１６１５５９号公報（段落番号０００８及び段落番号０００９、図１Ａ）
【特許文献２】特許第２７２８３２５号公報（請求項１、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
配水管路の流水に含まれる濁質の粒径が概略０．１〜４．８ｍｍの砂や錆は、流速が０．４ｍ／ｓｅｃ以上になると管底を流れ始め、管底から管中央部にかけて多く流れることが解明されている。消火栓から濁質を排出する従来の方法は、配水管の分岐部内側付近に局所的な乱流を発生させ、乱流に乗って濁質を消火栓に移動させている。消火栓からの濁質の排出は上向流で行うため、比重の大きい砂や錆等は排出効果が悪い。多量の水を排水しなければ異物を除去できず、異物の排出設備の役目を充分に果していない。また、配水管の流水の流れが速すぎると消火栓に濁質が流入しない恐れがある。
【０００５】
従来のバルブ付消火栓用Ｔ字管は、流路の半分を遮断すると消火栓に抜出す水の流速が速くなり、効果的に濁質除去が行えるが、通常時はバルブの弁体を流路と平行にするため、流路の流水抵抗となる。そして、濁質除去が必要な場所にバルブ付消火栓用Ｔ字管を設置すると、配水管から排出する洗浄排水量が大量となり、設置後の維持費が多く発生する。そして、既設の水道配水管等に取付ける従来の埋設型異物除去装置は、スクリーンで捕集した濁質が管底のごみ収集管に流入し、開閉弁を開けば水圧差で排出でき、良好な濁質の除去が行える利点がある。しかし、微細粒子が多量に流入してくると、スクリーンは目幅以下のものまで捕捉してケーキろ過となる。圧力損失が増大すると流体管を断水しなければスクリーンを洗浄できず、手洗浄では人手を要し、自動化では電気機器等が必要となる。抵抗物であるスクリーンを流水中に入れることは、水流抵抗が大きくなり好ましくない。この発明は、消火栓や工事対象配水管近傍に一時的に設置が可能で、配水管の断水を発生させずに、管底を流動する比重の大きい砂や錆等の濁質が排出できる管内濁質除去装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の管内濁質除去装置の要旨は、配水管の流水を循環配管に抜き出して、流水中に含まれる濁質を濁質除去ユニットで分離した後、分離水を配水管に返送する濁質回収装置において、配水管から分岐した分岐管に吐出し管を内設し、分岐管と吐出し管を循環配管の吸込側と吐出側にそれぞれ接続すると共に、吐出し管の先端部を下り勾配に形成して、配水管の上流側の内周壁に向かって開口し、吐出し管の先端部の近傍に、下り勾配に形成したバッフル板を上流側の他方の内周壁に向かって配設したもので、吐出し管からの吐出水が配水管の内周壁に沿って旋回流を発生させ、管底を流下する濁質と、堆積する濁質を浮遊・流動化させて、他方側の内周壁に沿って浮き上がらせた濁質をバッフル板で案内し、流水の吸込水に伴って分岐管へ流入させることができる。そして、分岐部の水流の乱れによる濁質の再沈降をバッフル板で阻止し、配水管の流水に対して吐出側の旋回流がカーテン状となり、濁質の下流への流出を防止する。また、配水管の管底を移動する濁質だけでなく、管全体を濁質除去の対象とすることが可能となる。
【０００７】
濁質の回収装置は配水管に設置する消火栓を利用してもよく、消火栓に配管ユニットを着脱自在に連結し、配管ユニットに消火ホースの接続口と、循環配管の吸込側の接続口と、吐出側の接続口をそれぞれ開口すると共に、配管ユニットに内設した吐出し管を吐出側の接続口に接続して消火栓に垂下し、吐出し管の先端部を下り勾配に形成して、配水管の上流側の内周壁に向かって開口し、吐出し管の先端部の近傍に、下り勾配に形成したバッフル板を上流側の他方の内周壁に向かって配設したもので、消火栓を利用して管底の大径濁質を浮遊・流動化させて排出することができ、配管ユニットを取外すことなく、消火活動を行うこともできる。そして、吐出し管の先端部の近傍に配設するバッフル板は、吐出し管の先端部に外嵌して、吐出し管をバッフル板とともに配水管から抜出し可能とすれば、
工事対象配水管近傍に一時的に取り付けが可能となり、現地施工とメンテナンスが簡単で設置スペースの小さい管内濁質除去装置となる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係わる管内濁質除去装置は、上記のように構成してあり、特別な固定構造物を配置する必要がなく経済的である。そして、砂の混入や錆の剥離が予想される流域の配水管に一時的に取り付けが可能となり、管内濁質除去装置を固定化する必要がない。また、消火栓を利用すれば、消火栓に設置する濁質除去ユニットの機器類が配水管に固定されていないため、配水管の断水状態等の不測の事態が発生せず、安定した水道水等の供給が行える。更に、配管ユニットを取外すことなく、消火活動が行なえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明に係る管内濁質除去装置を図面に基づき詳述すると、図１は配水管から濁質を抜出すための分岐管の縦断面図であって、上水、工業用水等の配水管１に円筒状の分岐管２が立設してあり、分岐管２の上部側壁に吸込側の吸込管３を連結し、吐出側の吐出し管４を分岐管の天壁の接続口２ａに支架して、分岐管２の内部に垂下してある。分岐管２に連結した吸込管３の後端部と吐出し管４の基端部に開閉弁５、６を介して循環配管７が接続してある。開閉弁５、６を開放して配水管１の濁質を含む流水を分岐管２に流入させ、吸込管３から循環配管７に供給し、循環配管７の分離水を吐出し管４から配水管１に返送させるようにしてある。
【００１０】
図２乃至図４は配水管と分岐管の分岐部の要部拡大図であって、配水管に立設した分岐管の分岐部の拡大図である。分岐管２に垂下させた吐出し管４の先端部４ａを下り勾配に形成し、配水管１の内周壁の上流側１Ａに向かって開口してある。吐出し管４の先端部４ａの上側部分にバッフル板８が外嵌してあり、吐出し管４の先端部４ａとは反対側の、上流側の内周壁に向かって下り勾配に形成してある。吐出し管４の先端部４ａに外嵌したバッフル板８は、吐出し管４とともに配水管１から抜出し可能としてある。図２に示すように、濁質を分離した吐出し管４からの吐出水が、配水管１の内周壁１ａに沿って旋回流Ａを発生させ、管底１ｂを流動または堆積する濁質Ｂを浮遊・流動化させて、他方側の内周壁に沿って浮き上がらせた濁質Ｂをバッフル板８で案内して流水の吸込流に伴って分岐管２へ流入させる。また、バッフル板８は配水管１と分岐管２の分岐部Ｃの水流の乱れによる濁質Ｂの再沈降を阻止する。配水管１の流水に対して吐出側の旋回流Ａがカーテン状となり、濁質Ｂの下流への流出を防止する。流水に含まれる濁質Ｂは、配水管８の管底１ｂを移動する濁質Ｂだけでなく、配水管１の全体を濁質除去の対象とすることが可能となる。
【００１１】
図５は配水管に設置した消火栓を利用する実施例であって、配水管１に設置してある消火栓９に配管ユニット１０が着脱自在に連結してあり、配管ユニット１０の上部側壁に二股状の吸込管１１が形成してある。吸込管１１にそれぞれ開閉弁１２、１３を設けた消火ホース１４の接続口１５と、循環配管７への吸込側の接続口１６が設けてある。配管ユニット１０の天壁を貫通して垂下した吐出し管１７が、配管ユニット１０の天壁の接続口１８に支架してあり、吐出し管１７の上端部に設けた開閉弁１９を分離水の戻し側の循環配管７に接続してある。循環配管７に接続した開閉弁１３、１９を開放して配水管１の濁質を含む流水を配管ユニット１０に流入させ、配管ユニット１０から循環配管７に供給し、循環配管７の吐出側の分離水を吐出し管１７から配水管１に返送させる。なお、消火栓９に配設してある開閉弁（図示せず）は開放状態でその内部に吐出し管１７を挿通してある。
【００１２】
図２および図３に示すように、消火栓９に垂下した吐出し管１７の先端部１７ａを下り勾配に形成して配水管１の内周壁１ａの上流側１Ａに向かって開口してある。吐出し管１７の先端部１７ａの上側部分にバッフル板２０が外嵌してあり、吐出し管１７の先端部１７ａとは反対側の、上流側１Ａの内周壁に向かって下り勾配に形成してある。消火栓９を利用して管底１ｂの大径濁質を浮遊・流動化させて除去することができ、配管ユニット１０の吸込管１１に配設した接続口１５に消火ホース１４を接続して開閉弁１２を開放すれば、配管ユニット１０を取外すことなく消火活動が行なえる。消火栓９を利用すれば、消火栓９に設置する配管ユニット１０の機器類が配水管１に固定されていないため、配水管１の断水状態等の不測の事態が発生せず、安定した水道水等の供給が行える。
【００１３】
図６は配水管に配設する管内濁質除去装置のフローチャートであって、消火栓９に連結した配管ユニット１０に形成した吸込側の接続口１６と吐出し管１７の基端部にそれぞれ接続した循環配管７に濁質除去ユニット２１が配設してある。濁質除去ユニット２１は配水管１の濁質を含む流水を、循環配管７に吸引する吸水ポンプ２２と、流水に含まれる浮遊物、錆、砂等の比較的大きい固形物を分離するストレーナ２３と、微細粒子を分離する膜装置２４が配設してある。膜装置２４を設置すれば、水道水に含まれる赤水等の原因となる微細な鉄錆の除去も可能となる。ストレーナ２３と膜装置２４が目詰まりした時に、循環配管７の流路を切り替える開閉弁２５・・・が配設してあり、濁質除去ユニット２１に配設した自家発電機２６と制御盤２７で吸水ポンプ２２と開閉弁２５・・・を操作して、逆洗して洗浄排水を排出する。
【００１４】
濁質除去ユニット２１に配設した吸水ポンプ２２を作動して吸込み流れを発生させ、配水管１の流水の１０〜３０倍の速度で消火栓９に連結した配管ユニット１０に吸引する。濁質除去ユニット２１で濁質を分離した分離水を吸込み流れと同等の流速で吐出し管４から配水管１に噴射して、配水管１の内周壁１ａに沿って旋回流Ａを発生させる。配水管１と消火栓９の分岐部Ｃ’の管底１ｂ近傍に流動または堆積する濁質Ｂを内周壁１ａに沿って浮遊・流動化させ、浮き上がった濁質Ｂをバッフル板２０で案内し、分岐部Ｃ’の水流の乱れによる濁質Ｂの再沈降をバッフル板２０で阻止する。同時に、配水管１の流水に対してカーテン状の旋回流が発生し、濁質Ｂの下流への流出を防止する。そして、バッフル板２０に案内された濁質Ｂを速い流速の吸込流で、消火栓９から循環配管７に流入させる。循環配管７に移動した濁質Ｂは、大気に開放されることなく濁質除去ユニット２１のストレーナ２３と膜装置２４で濁質除去を行い、除去された分離水は配水管１に返送される。配水管１の管底１ｂを移動する濁質のみならず配水管１全体を濁質除去の対象とすることが可能となる。配水管１内部に機器を設けないので、水流抵抗も少なくて済み、機器による断水の恐れもない。
【００１５】
濁質除去ユニット２１は自動車の車台に積載して移動可能としてもよいもので、自動車の車台に積載すれば濁質除去ユニット２１が移動可能となる。緊急の漏水工事や配水計画変更によるバルブ操作等、砂の混入や錆の剥離が予想される流域の配水管１の消火栓９に濁質除去ユニット２１を連結できる。工事対象の配水管１の近傍に一時的に取り付けが可能となり、下流への濁質Ｂの流下を阻止し、水道水等の濁質問題を容易に軽減できる。そのときの捕集された濁質Ｂを洗浄する水量は、運転中はストレーナでの洗浄のみ必要で、従来の洗管作業の濁質とともに廃棄する水量に比べ、最小限の洗浄排水のみを排出するだけでよい。また、膜洗浄においては、作業終了後に簡易洗浄程度でよい。
【００１６】
消火栓９を利用すれば、濁質除去の機器類が、配水管１に取付けられていないため、配水管１の断水状態等の不測の事態が発生せず、安定した水道水等の供給が行える。目詰まりにより、ケーキろ過が発生する可能性がある従来の埋設型ストレーナに比べ、圧力損失を抑えることができる。消火栓９を利用すれば、機器類が配水管１に取付けられていないため、配水管１の断水状態等の不測の事態が発生せず、安定した水道水等の供給が可能となる。また、工事費用が発生せず経済的である。砂の混入や錆の剥離が予想される流域の配水管１の消火栓９に一時的に配管ユニット１０を連結すれば、工事対象の配水管の近傍の砂の混入や錆の剥離が予想される流域に、一時的に取り付けが可能となる。特別な固定構造物を配置する必要がなく、現地施工とメンテナンスが簡単で設置スペースの小さい管内濁質除去装置となり、循環配管の循環用のポンプ動力量を抑えることもでき、経済的である。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
この発明の管内濁質除去装置は上記のように構成してあり、消火栓や分岐管に垂下させた吐出し管の先端部を下り勾配に形成して、配水管の内周壁の上流側に向かって開口し、吐出し管の先端部の上側部分にバッフル板を外嵌して、吐出し管の先端部とは反対側の、上流側の内周壁に向かって下り勾配に形成したので、管底に流動または堆積する濁質だけでなく、配水管の全体を濁質除去の対象とすることが可能となる。濁質除去の分離水は配水管に返送するので、従来の濁質とともに廃棄する水量に比べ、最小限の洗浄排水のみを排出するだけでよい。そして、配水管の断水状態等の不測の事態が発生せず、安定した水道水等の供給が行なわれる。消火栓を利用すれば、濁質除去ユニットを取外すことなく消火活動も行える。従って、住民からの苦情のあるポイント設置の他、配管工事箇所の下流側に一時的に設置が可能であり、上水や工業用水等の管内濁質除去装置に適するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明に係る管内濁質除去装置の配水管に垂設した分岐管の縦断面図である。
【図２】同じく、吐出し管とバッフル板を配設した配水管と分岐管の分岐部の要部縦断面図である。
【図３】同じく、配水管と分岐管の分岐部の要部横断面図である。
【図４】同じく、配水管に垂設した分岐管の横断面図である。
【図５】同じく、消火栓を利用する配管ユニットの縦断面図である。
【図６】同じく、管内濁質除去装置のフローチャートである。
【符号の説明】
【００１９】
１    配水管
１Ａ  上流側
１Ｂ  下流側
２    分岐管
４、１７    吐出し管
４ａ、１７ａ    先端部
７    循環配管
８、２０    バッフル板
９    消火栓
１０  配管ユニット
１４  消火ホース
１５、１６、１８  接続口
２１    濁質除去ユニット
Ｂ    濁質
【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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