(57)【要約】  【課題】  既存の汚水処理ポンプ設備であっても容易に施工でき、しかも設備の維持のためのエネルギーコストをかけずにポンプ井をドライ化できる汚水処理ポンプ設備を提供する。  【解決手段】  汚水流入管１０１からの流入汚水を貯留するポンプ井１０３と、ポンプ井に貯留された汚水を排水管１０５に吐出すポンプ装置１０４とを備え、前記汚水流入管１０１から前記ポンプ井１０３に到る流入水路８に、流入汚水を一時貯留するとともに、貯留水を間歇的に前記ポンプ井に放流する制水機構１を設け、前記制水機構１が、前記流入水路を閉塞する止水姿勢と前記流入水路８を開放する開放姿勢との間で自立的に姿勢変更自在な弁体と、前記流入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ている。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水流入管からの流入汚水を貯留するポンプ井と、ポンプ井に貯留された汚水を排水管に吐出するポンプ装置とを備え、前記汚水流入管から前記ポンプ井に到る流入水路に、流入汚水を一時貯留するとともに、貯留水を間歇的に前記ポンプ井に放流する制水機構を設けている汚水処理ポンプ設備であって、
前記制水機構が、前記流入水路を閉塞する止水姿勢と前記流入水路を開放する開放姿勢との間で自立的に姿勢変更自在な弁体と、前記流入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ている汚水処理ポンプ設備。
【請求項２】
前記貯留水の水量が、前記ポンプ井に貯留される汚水容量の２倍以上に設定される請求項１記載の汚水処理ポンプ設備。
【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いる請求項１または２記載の汚水処理ポンプ設備。
【請求項４】
前記フラッシュゲートに、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いる請求項３記載の汚水処理ポンプ設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水流入管からの流入汚水を貯留するポンプ井と、ポンプ井に貯留された汚水を排水管に吐出すポンプ装置とを備えてなる汚水処理ポンプ設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、汚水処理ポンプ設備では、図６に示すように、ポンプ井１０３内に流入したスカム原因物質やスカムが長期間滞留することによる弊害、例えば、ポンプ井内の汚れや悪臭の発生を回避するために、流入渠１００に接続された汚水流入管１０１の開口１０１ａから流入した汚水を、出口部に電動ゲート１０７を備えた汚水貯留槽１０６に一旦貯水して、設定水位に達すると前記電動ゲート１０７を開放して汚水に混入する泥やゴミ等の異物を一気にポンプ井１０３に向けて流すことにより、流入水路８やポンプ井１０３を洗浄するとともに効率的に異物をポンプ１０４により下流側に移送する汚水処理ポンプ設備が提案されていた。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１００７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の汚水処理ポンプ設備は、ポンプ井のドライ化により、洗浄処理等のメンテナンスの軽減を図ることを目的とするものであるが、汚水処理ポンプ設備に上述の汚水貯留槽を設置する場合には、それだけ広い設置空間と大掛かりな設備工事が必要となり、特に設置空間の限られた既存の設備にこのような汚水貯留槽を設置するのは困難であった。さらに、電動ゲートを開閉動作させるための制御盤やそれを作動させるための電力エネルギーをも必要とするため、設備の維持コストが嵩むという問題もあった。
【０００５】
本発明の目的は、上述の従来欠点に鑑み、既存の汚水処理ポンプ設備であっても容易に施工でき、しかも設備の維持のためのエネルギーコストをかけずにポンプ井をドライ化できる汚水処理ポンプ設備を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明による汚水処理ポンプ設備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、汚水流入管からの流入汚水を貯留するポンプ井と、ポンプ井に貯留された汚水を排水管に吐出するポンプ装置とを備え、前記汚水流入管から前記ポンプ井に到る流入水路に、流入汚水を一時貯留するとともに、貯留水を間歇的に前記ポンプ井に放流する制水機構を設けている汚水処理ポンプ設備であって、前記制水機構が、前記流入水路を閉塞する止水姿勢と前記流入水路を開放する開放姿勢との間で自律的に姿勢変更自在な弁体と、前記流入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ている点にある。
【０００７】
上述の構成によれば、汚水流入管から流入した汚水が、ポンプ井に到る流入水路に設けた弁体により止水されて当該弁体の上流側に貯留され、貯留水位が設定水位に達すると、前記弁体が自立的に開放姿勢に姿勢変更されて、流入水路を洗浄しながらポンプ井に向けて一気に流下する。このときポンプ井の水位が上昇してポンプが駆動され、スカムや泥やゴミ等の異物が汚水とともにポンプアップされて下流側に移送されるのである。このようなフラッシュゲートは既存の汚水処理ポンプ設備であっても、その流入水路に設置するだけで済み、大掛かりな土木工事が不要で容易に設置することができ、また、電力等のエネルギーを供給することなく弁体が止水姿勢と開放姿勢との間で自律的に姿勢変更されるので、維持コストもかからず経済性に富んだものとなるのである。特に、受電電源容量に余裕の無い小規模のポンプ設備の機場で有効である。
【０００８】
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、前記貯留水の水量が、前記ポンプ井に貯留される汚水容量の２倍以上に設定される点にある。
【０００９】
上述の構成によれば、前記弁体が開放姿勢に姿勢変更される洗浄時に、より確実に流入水路やポンプ井を洗浄することができるようになる。
【００１０】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、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いる点にあり、弁体を駆動するための電源等の外部からのエネルギーの供給が無くとも、自らの開放姿勢への姿勢変更に伴ない蓄積される弾性復元力に基づいて止水姿勢に好適に自律復帰できる点で好ましいものである。
【００１１】
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、前記フラッシュゲートに、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いる点にあり、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汚水が上流側水路で溢れるような不都合を回避することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明した通り、本発明によれば、既存の汚水処理ポンプ設備であっても容易に施工でき、しかも設備の維持のためのエネルギーコストをかけずにポンプ井をドライ化できる汚水処理ポンプ設備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】
【００１３】
以下に本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、汚水中継ポンプ機場等に設置される汚水処理ポンプ設備は、流入渠１００の側壁に接続された汚水流入管１０１からの流入汚水を貯留するポンプ井１０３と、前記ポンプ井１０３に貯留された汚水を排水管１０５に排水する縦軸水中ポンプ１０４(以下、単に「ポンプ」と記す。)  を備え、前記汚水流入管１０１から流入する汚水を受け入れる流入水路８に、流入汚水を一時貯留するとともに、貯留水を間歇的に前記ポンプ井１０３に放流する制水機構１を設けている。
【００１４】
前記流入水路８は、底部が前記汚水流入管１０１の接続部から下流側に傾斜した閉水路で構成され、前記流入水路８の上流側に前記汚水流入管１０１から流入した汚水中に含まれる比較的大きな木片、空缶、布きれ等々の粗大固形異物を事前に除去する粗目スクリーン１０２を設けている。
【００１５】
前記制水機構１は、図２及び図３に示すように、前記流入水路８を閉塞する止水姿勢と前記流入水路８を開放する開放姿勢との間で自律的に姿勢変更自在な弁体２と、前記流入水路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、前記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で構成されている。
【００１６】
前記フラッシュゲート１は、前記流入水路８の幅方向両側に立設したゲート部７としての左右一対の門柱７Ａの間に、基部２１が前記流入水路８の底部で軸部９に軸心Ｐ１周りに枢着され、起立することにより前記流入水路８を閉塞しその上流側に水を貯留する止水姿勢（図３において実線で示される）と、軸心Ｐ１周りに転倒することにより前記流入水路８を開放して下流側に通水する開放姿勢（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、前記流入水路８の水位が設定水位であるフラッシュ実行水位ＨＨＷＬに上昇するまで止水姿勢を保持部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を解除して開放姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構３と、開放姿勢にある前記弁体２を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。
【００１７】
止水姿勢にある弁体２は、前記流入水路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。
【００１８】
前記弁体２は、内部を空洞２０に構成してあり、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、開放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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、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、止水姿勢を維持する保持部３０となる。
【００２３】
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は開放姿勢への傾動を開始する。
【００２４】
つまり、前記弁体２には、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬまで上昇している前記流入水路８の水圧が押圧力として付加され、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開放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、前記弁体２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。
【００２５】
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２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。
【００２６】
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が開放姿勢から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を急激に止水姿勢に復帰させる。この状態で、前記係脱機構３３により係合状態となり止水姿勢が維持されるのである。
【００２７】
即ち、前記姿勢復帰機構４は、前記止水姿勢から開放姿勢への姿勢変更に伴ってつるまきバネに蓄積された弾性エネルギーにより、開放姿勢から止水姿勢に前記弁体２を自動復帰するように構成されている。
【００２８】
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により止水姿勢から開放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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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６を備えることが可能で、具体的には、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、前記開放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開放姿勢にある前記弁体２の姿勢が維持される。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。
【００３２】
このような開放姿勢維持機構６を備え、前記汚水流入管１０１から多量の汚水が流入する時期に、開放姿勢を維持することにより流入汚水を効率的に移送するとともに、前記汚水流入管１０１からの流入量の少ない時期に、前記姿勢復帰機構４を作動させて前記ポンプ井１０３のドライ化を図り、ポンプ井内の汚れや悪臭の発生を回避することができるようになる。
【００３３】
前記弁体２が開放姿勢に姿勢変更される洗浄時に流入水路やポンプ井１０３を効果的に洗浄するために、上述のフラッシュ実行水位ＨＨＷＬは、前記貯留水の水量が前記ポンプ井に貯留される汚水容量の２倍以上となるように設定することが好ましく、さらに、前記貯留水の水量が前記ポンプ井に貯留される汚水容量の６倍以上となるように設定すれば、より確実に洗浄することができる。
【００３４】
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。
【００３５】
上述した実施形態は、汚水中継ポンプ機場に設置される汚水処理ポンプ設備について説明したが、本発明による汚水処理ポンプ設備は汚水中継ポンプ機場に設置されるものに限るものではない。
【００３６】
上述した実施形態は本発明の一例であり、各部の具体的構成は、本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による汚水処理ポンプ設備の説明図
【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】従来例を示す汚水処理ポンプ設備の説明図
【符号の説明】
【００３８】
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：開放姿勢維持機構
８：流入水路
１００：流入渠
１０１：汚水流入管
１０２：粗目スクリーン
１０３：ポンプ井
１０４：ポンプ（縦軸水中ポンプ）
１０５：排水管
【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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