(57)【要約】【課題】略水平方向に向かって延びる流路３５を流れる流体を利用して負圧を発生させる負圧発生装置３１において、本体部３４内に形成された上記流路３５の流路断面積を十分に確保しつつも装置全体３１を大型化することなく負圧を発生させる。【解決手段】上記流路３５を、下流側に向かって流体を案内排出する案内流路部３５ａと、該案内流路部３５ａの下流側端に接続され、流路断面積が上記案内流路部３５ａの下流側端における流路断面に対して増大した流路断面積増大部３５ｂとで構成させ、該流路断面積増大部３５ｂの上端縁が、上記案内流路部３５ａの下流側端における最大高さ位置に対して略同一高さになるようする。【選択図】図２
2007209847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に、第一流体が流れ且つ該第一流体の流動方向下流側端が開放された流路が形成された本体部を備え、該流路を流れる第一流体により負圧を発生させ、該負圧により上記第一流体とは異なる第二流体を吸引して上記第一流体中に混合させるための負圧発生装置であって、
上記流路は、上記第一流体を上記流動方向下流側に向かって案内排出する案内流路部と、
上記案内流路部の上記流動方向下流側端に接続され、上記流路中に負圧を発生するように、流路断面積が上記案内流路部の上記流動方向下流側端における流路断面積に対して増大した流路断面積増大部とからなり、
上記案内流路部は、該案内流路部の中心軸が水平方向又は水平方向に対して所定の角度をなす方向に延びるよう形成され、
上記流路断面積増大部は、上記案内流路部の上記流動方向下流側端における最大高さ位置以下の範囲に形成されており、
上記本体部における上記第一流体の負圧発生箇所に対応する部分には、上記第一流体中に上記第二流体を吸引するための吸引口が形成されていることを特徴とする負圧発生装置。
【請求項２】
請求項１記載の負圧発生装置において、
上記流路断面積増大部を形成する壁面全周が上端を除いて、上記案内流路部の上記流動方向下流側の端部を形成する壁面に対して外側に広がるように形成されていることを特徴とする負圧発生装置。
【請求項３】
請求項１記載の負圧発生装置において、
上記流路断面積増大部を形成する壁面の下側半分が、上記案内流路部の上記流動方向下流側の端部を形成する壁面に対して下側に広がるように形成されていることを特徴とする負圧発生装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の負圧発生装置において、
上記吸引口は、上記本体部において上記流路断面積増大部の上記流動方向上流側の端部に連通するように形成されていることを特徴とする負圧発生装置。
【請求項５】
請求項４記載の負圧発生装置において、
上記流路断面積増大部は、流路断面積が上記案内流路部の上記流動方向下流側端における流路断面積に対して不連続的に増大変化する変化部を有し、
上記吸引口は、上記変化部の下端部又は該変化部の上記流動方向下流側における上記流路断面積増大部の下端部に連通するように形成されていることを特徴とする負圧発生装置
【請求項６】
請求項５記載の負圧発生装置において、
上記案内流路部は、該案内流路部の中心軸が略水平方向に延びるように形成されていることを特徴とする負圧発生装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の負圧発生装置と、
上記負圧発生装置の上記吸引口に接続して上記第二流体を流す流路とを備え、該流路から上記負圧により上記第二流体を吸引して上記第一流体中に混合させるように構成されていることを特徴とする流体混合装置。
【請求項８】
流路を流れる第一流体中に上記第一流体とは異なる第二流体を混合させる流体混合方法であって、
上記流路の上端縁の高さ位置を上記第一流体の上記流動方向下流側に向かって一定に保ちながら又は低下させながら、上記流路の断面積を連続的又は不連続的に増大させることにより、上記第一流体中に負圧を発生させ、該負圧により上記第二流体を吸引して上記第一流体中に混合させることを特徴とする流体混合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路を流れる第一流体により負圧を発生させ、該負圧により上記第一流体とは異なる第二流体を吸引して上記第一流体中に混合させるための負圧発生装置、並びに、第二流体を第一流体中に吸引混合する流体混合装置及び流体混合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、流路を流れる流体により負圧を発生させ、該負圧により他の流体を吸引して上記駆動流体中に混合させるための負圧発生装置として、図７に示すようなジェットポンプ１００が知られている。ジェットポンプ１００における負圧発生原理は高速流体中におけるエゼクタ効果を利用したものであり、具体的には案内流路１０１内を通ってノズルのスロート部１０２において高速化された第一流体をディフューザ部１０５において減速増圧させることにより負圧室１０３内に負圧を発生させている。負圧室１０３には案内流路１０１とは別の流路１０４が連通しており、上記第一流体とは異なる第二流体が該流路１０４を通って第一流体中に吸引混合される。混合された流体はディフューザ部１０５においてさらに混合が促進されるとともに減速増圧される。
【０００３】
上記ジェットポンプ１００に類似する装置として、例えば特許文献１に示す気泡発生装置が上げられる。この装置では、上記負圧発生原理を利用して、下水道を流れる汚水中に空気を吸引混合させ、該空気を微細気泡化することで該汚水の脱臭を図っている。すなわち、装置内部に形成された流路に断面収縮部（ノズルスロート部）を設けて、該収縮部において汚水を高速化させることにより負圧を発生させ、該収縮部と外気とを連通する流路から空気を吸引して上記汚水中に混合させている。こうして空気が混合された汚水は、上記断面収縮部の下流側に形成された流路断面積増大部（ディフューザ部）においてさらに混合が促進されるとともに減速増圧される。
【特許文献１】特開２００２−２３３８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の気泡発生装置においては第一流体として下水道を流れる汚水を使用しているが、第一流体が上記汚水のように多くの異物を含んだ流体である場合、流路中に設けられた断面収縮部に異物が詰まって流路が閉鎖されてしまうという問題があった。この場合、ポンプの吐出流量を上げることで断面収縮部を極力大きくし、これにより断面収縮部における異物詰まりを防止することもできるが、この方法では設備の大型化や設備コストの増加といった問題を招く。
【０００５】
そこで、吐出流量はそのままで、断面収縮部における流路断面積を大きくすることで異物詰まりを防止することが考えられる。この場合、異物は流路に支えることなく通り抜けるので該異物による流路閉鎖を防止することができる反面、断面収縮部における流速は低下し、これに伴い流路断面積増大部に流入する流体速度も低下する。このとき、ベルヌーイの定理に基づいて負圧を得ようとすれば、流路断面積増大部に流入する流体速度が遅い場合にも該増大部内において流体を十分に減速増圧することが求められる。
【０００６】
しかしながら、従来のジェットポンプや気泡発生装置では、例えば流路の中心軸が水平方向に延びている場合に、上記流路断面積増大部は、上記断面収縮部の下流側端における最大高さ位置よりも上側にも広がっていたため、流路断面積増大部に流入する流体速度が遅いと、該増大部内での流路断面積を小さく設定しない限り、流体の減速増圧を図ることができなかった。すなわち、流路断面積増大部（ディフューザ部）に流入する流体速度が遅いと、流体は重力により下側方向（重力方向）に曲げられてしまうため、上側方向（反重力方向）に拡大して流れることができない。従って、流路断面積増大部内を流体で満たしながら該増大部の形状に沿って減速増圧を図ろうとすると流路断面積の変化率を小さく設定しなくてはならず、その結果該増大部の下流端において所望の流路断面積を得るために必要な該増大部長さを長くとる必要があった。これらは装置の長大化や製作コストの増加といった問題を招くため好ましくない。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、流体が流れる流路の流路断面積を変化させることで負圧を発生させる負圧発生装置において、該流路が略水平方向に向かって延びている場合に、上記流路断面積を十分に確保しつつも装置全体を大型化することなく負圧を発生させるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明では、装置本体部内に形成された流路中に流路断面積増大部を設けるとともに、流路断面積増大部が、該増大部に流体を導く案内流路部の下流側端における最大高さ位置以下の範囲に形成されてなるようにした。
【０００９】
具体的には請求項１の発明では、内部に、第一流体が流れ且つ該第一流体の流動方向下流側端が開放された流路が形成された本体部を備え、該流路を流れる第一流体により負圧を発生させ、該負圧により上記第一流体とは異なる第二流体を吸引して上記第一流体中に混合させるための負圧発生装置を対象とする。
【００１０】
そして、上記流路は、上記第一流体を上記流動方向下流側に向かって案内排出する案内流路部と、上記案内流路部の上記流動方向下流側端に接続され、上記流路中に負圧を発生するように、流路断面積が上記案内流路部の上記流動方向下流側端における流路断面積に対して増大した流路断面積増大部とからなり、上記案内流路部は、該案内流路部の中心軸が水平方向又は水平方向に対して所定の角度をなす方向に延びるよう形成され、上記流路断面積増大部は、上記案内流路部の上記流動方向下流側端における最大高さ位置以下の範囲に形成されており、上記本体部における上記第一流体の負圧発生箇所に対応する部分には、上記第一流体中に上記第二流体を吸引するための吸引口が形成されてなるように構成されている。
【００１１】
この構成により、ジェットポンプのように高流速にすることなく、上記第一流体を流路断面積増大部内において該増大部の形状に沿って減速増圧させることができる。すなわち、流路断面積増大部の上流側端における流体速度が遅いと、流体に及ぼす重力の影響が増大するので該増大部内で流体が重力方向に曲げられてしまうが、該増大部が案内流路部における第一流体の流動方向下流側端（以下、第一流体の流動方向下流側のことを下流側と呼び、流動方向上流側のことを上流側と呼ぶことにする）における最大高さ位置以下の範囲に形成されているので、流体は重力による下側方向の力を利用して該増大部内を流体で満たしながら減速増圧される。これにより流路断面積増大部の下流側端と上流側端との間に大きな圧力差を発生させることができ、この圧力差を利用して負圧を得ることができる。従って、流路断面積増大部に流入する流体速度が遅くてもよいことから、該増大部に上記第一流体を導く案内流路部の流路断面積を従来に比して大きくとることができ、その結果例えば上記第一流体が汚水等の異物を含んだ流体であったとしても該異物による流路閉鎖を防止することができる。さらに、従来のように、流路断面積増大部において路断面積を下流側に向かって除変させなくても、流体は該増大部内を満たしながら減速増圧されるため、該増大部の下流側端において所望の流路断面積を得るために必要な該増大部長さを短縮することができ、よって装置全体の長大化を防ぐことが可能となる。
【００１２】
請求項２の発明では、請求項２記載の負圧発生装置において、上記流路断面積増大部を形成する壁面全周が上端を除いて、上記案内流路部の上記流動方向下流側の端部を形成する壁面に対して外側に広がるように形成されてなるように構成されている。
【００１３】
この構成により、上記第一流体が、案内流路部から流路断面積増大部内に流入する際に発生する全圧損失を抑えることができる。すなわち、一般的に、管路を流れる流体は、流路断面積が大きく変化する急拡大部や急縮部、又は流体の方向が大きく曲げられる曲がり部や角部において大きな全圧損失を伴う。上記第一流体が案内流路部から流路断面積増大部に流入する際にも全圧損失が発生するが、例えば第一流体を流動させるためにポンプ等を使用した場合に、流体の全圧損失が大きいと所定の負圧を得るためにポンプ容量を大きくする必要があり、これらはポンプの大型化を招くとともにコスト増加の要因となる。従って、案内流路部から流路断面積増大部内に流入する際に発生する全圧損失はできるだけ小さい方が望ましい。本発明によれば、上記第一流体が案内流路部から流路断面積増大部に流入する際に発生する全圧損失は流路の拡大によるもののみであり、流路断面積増大部を備えた本発明の負圧発生装置においては上記全圧損失を抑える上で最も望ましい形態である。
【００１４】
請求項３の発明では、請求項１記載の負圧発生装置において、上記流路断面積増大部を形成する壁面の下側半分が、上記案内流路部の上記流動方向下流側の端部を形成する壁面に対して下側に広がるように形成されてなるように構成されている。
【００１５】
この構成により、請求項２の発明と同様の理由で上記第一流体が、案内流路部から流路断面積増大部内に流入する際に発生する全圧損失を抑えることができる。また、流体は上述のように重力により下側方向の力を受けるが、本発明によれば流体は流路断面積増大部内において下側（重力方向）方向にのみ拡大して流れるので、より一層確実に該増大部内を流体で満たしながら減速増圧を図ることができる。
【００１６】
請求項４の発明では、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の負圧発生装置において、
上記吸引口は、上記本体部において上記流路断面積増大部の上記流動方向上流側の端部に連通するように形成されてなるように構成されている。
【００１７】
この構成により、上記流路内において最も大きな負圧を得ることができる。すなわち、例えば案内流路部として流路断面積が一定の流路を考えた場合、案内流路部においては壁面摩擦により上記第一流体の全圧は低下し、これに伴い静圧も低下する。そして、流路断面積増大部においては壁面摩擦により全圧は低下するものの、流路断面積の増大変化に起因する上記第一流体の流速低下に伴い静圧は増加して該増大部の下流側端において最大となる（静圧は、上記流路断面積増大部の下流側端が大気開放である場合には大気圧に等しくなるまで増加する。）。つまり、上記第一流体の静圧が最も小さくなるのは、上記流路断面積増大部における第一流体の流動方向上流側端であり、該端部に吸引口を設けることで最も大きな負圧を得ることができる。
【００１８】
請求項５の発明では、請求項４記載の負圧発生装置において、上記流路断面積増大部は、流路断面積が上記案内流路部の上記流動方向下流側端における流路断面積に対して不連続的に増大変化する変化部を有し、上記吸引口は、上記変化部の下端部又は該変化部の上記流動方向下流側における上記流路断面積増大部の下端部に連通するように形成されてなるように構成されている。
【００１９】
この構成により、流路断面積増大部に流入する流体速度が低下したとしても確実に負圧を得ることができる。すなわち、第一流体（汚水）は水平方向の速度成分を有しているため、流路断面積が不連続的に増大変化する上記変化部近傍には、第一流体（汚水）により満たされない密閉空間つまり第一流体と上記本体部とに囲まれた空間が形成される。この密閉空間は上記第一流体の下側に形成されるので、仮に流速が低下して流体が下側に曲げられたとしても該密閉空間の気密性は保たれるので確実に負圧を得ることができる。また、例えば上記第一流体として汚水等の異物を含んだ流体を考えた場合に、吸引口が直接汚水と接することがないので、吸引口が異物の堆積により閉鎖されてしまうことを防止することができる。
【００２０】
請求項６の発明では、請求項５記載の負圧発生装置において、上記案内流路部は、該案内流路部の中心軸が略水平方向に延びるように形成されてなるように構成されている。
【００２１】
この構成により、上記流路断面積増大部の上流側端における流体の水平方向の速度成分を大きくすることができ、その結果流体は下側（重力方向）に落下しにくくなるので上記密閉空間を十分に確保することができる。従って請求項５の発明による効果をより一層確実に得ることができる。
【００２２】
請求項７の発明では、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の負圧発生装置と、上記負圧発生装置の上記吸引口に接続して上記第二流体を流す流路とを備え、該流路から上記負圧により上記第二流体を吸引して上記第一流体中に混合させるように構成されている。
【００２３】
この構成により、請求項１の発明と同様に、案内流路部の流路断面積を十分に確保しながら流路内に負圧を発生させ、該負圧により上記第二流体を吸引して上記第一流体中に混合させることができる。従って、例えば第一流体として汚水を、第二流体として空気を考えた場合に、汚水内に空気を混入することで汚水の嫌気化を抑制することができる。
【００２４】
請求項８の発明は、流路を流れる第一流体中に上記第一流体とは異なる第二流体を混合させる流体混合方法の発明であり、この発明では、上記流路の上端縁の高さ位置を上記第一流体の上記流動方向下流側に向かって一定に保ちながら又は低下させながら、上記流路の断面積を連続的又は不連続的に増大させることにより、上記第一流体中に負圧を発生させ、該負圧により上記第二流体を吸引して上記第一流体中に混合させることを特徴とする流体混合方法。
【００２５】
この発明により、請求項１の発明と同様の作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明の負圧発生装置又は流体混合装置若しくは流体混合方法によると、装置本体部内に形成された略水平方向に延びる案内流路部の下流側端に流路断面積増大部を設け、該増大部を、案内流路部の下流側端における最大高さ位置以下の範囲に形成することで、流体が流路断面積増大部に流入する際の流体速度が遅い場合にも、該増大部における流路断面積の変化率を低下させることなく流体の減速増圧を図ることができる。これにより、流路断面積増大部に流体を導くための案内流路部の流路断面積を十分に確保しつつも該増大部の上流側端と下流側端の圧力差を利用して負圧を発生させることができる。従って、例えば上記流体が下水道を流れる汚水のような異物を含んだ流体であった場合に、該異物による流路閉鎖を防ぐことができる。また、流路断面積増大部における流路断面積の変化率を低下させなくてもよいので、該増大部の下流側端において所望の流路断面積を得るために必要な該増大部長さを短縮することができ、よって装置全体の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の負圧発生装置３１（図２参照）を利用した圧送式の下水システムの概要図である。尚、以下の説明においては、同図における左側を下水システムにより圧送される汚水の上流側、右側を下流側と定義する。
【００２９】
図１において符号１１は水中ポンプ２３，２３が設置されたマンホールポンプ場、１２は圧送先のマンホール場、１３は上記マンホールポンプ場１１とマンホール場１２との間で地中に埋設されマンホールポンプ場１１からの汚水（第一流体に相当）が圧送される第一圧送管、１４は上記マンホールポンプ場１１よりも上流側のマンホールポンプ場（図示省略）から汚水が圧送される第二圧送管、１５は上記マンホール場１２から下流に汚水を流す自然流下管である。
【００３０】
上記圧送先マンホール場１２内には、図２に示すように、第１の圧送管１３の吐出端部が開口しており、この吐出端部に対して臭気性イオウ化合物除去装置３が取り付けられている。
【００３１】
この臭気性イオウ化合物除去装置３は、汚水流により負圧を発生させる負圧発生装置３１と、該負圧により空気（第二流体に相当）を吸引して汚水中に混合させるための流路３１２を形成する吸気管３１１と、マンホール場１２の空気中の臭気性イオウ化合物（硫化水素やチオール）を除去するイオウ化合物除去部３２とを備えている。尚、上記負圧発生装置３１に、上記流路３１２を形成する吸気管３１１を接続したものが流体混合装置に相当する。
【００３２】
上記負圧発生装置３１は、上記汚水を流すための流路３５を形成する装置本体部３４と、上記流路３５中を流れる汚水のベルヌーイの定理によって発生した負圧部に上記吸気管３１１により形成された流路３１２を連通させるための吸引口３４ａとを備えていてる。
【００３３】
上記流路３５は、汚水を下流側に向かって案内排出する案内流路部３５ａと、上記案内流路部３５ａの下流側端に接続され、上記流路３５中に負圧を発生するように、流路断面積が上記案内流路部３５ａの下流側端における流路断面積に対して増大した流路断面積増大部３５ｂとからなる。上記案内流路部３５ａ及び流路断面積増大部３５ｂはそれぞれ断面積一定の円柱状の流路からなり、該各流路の中心軸が略水平方向に延びてなる。また、流路断面積増大部３５ｂの上流側端には、流路断面積が、案内流路部３５ａの下流側端における流路断面積に対して不連続的に増大変化する変化部３５ｃが形成されている。さらに、図４に示すように流路断面積増大部３５ｂを下流側（図２における矢印IV方向）から見たときに、案内流路部３５ａの流路断面は流路断面積増大部３５ｂの流路断面内に含まれており、案内流路部３５ａの下流側端における最大高さ位置（上端縁）と流路断面積増大部３５ｂの上端縁とは互いに一致している。すなわち、流路断面積増大部３５ｂを形成する壁面全周が上端を除いて、上記案内流路部３５ａの上記流動方向下流側の端部を形成する壁面に対して外側に広がるように形成されている。
【００３４】
上記吸引口３４ａは、図２に示すように変化部３５ｃの下端部に連通するように形成されてなる。また、本体部３４を上から見たときに、吸引口３４ａの中心軸と流路断面積増大部３５ｂの中心軸とは略一致している。
【００３５】
上記本体部３４の上流側の端部には、第一圧送管１３の吐出口に内挿される印籠部３３が設けられている。印籠部３３には、該印籠部３３における気密性を確保するためにシール溝３３ａが形成されており該シール溝３３ａにはＯリング等のシール材が装着される。
【００３６】
そして、図３に示すように上記本体部３４には、該本体部３４の左右両側外方に延びる取付ブラケット３９，３９が設けられており、この取付ブラケット３９，３９がマンホール場１２の内周面に固定されたブラケット３１０，３１０にボルト結合されることによって装置全体がマンホール場１２内に固定されている。
【００３７】
上記第１の吸気管２９は、上記吸引口３４ａは変化部３５ｃに接続されて上方向に延びた後、水平方向に屈曲しており、その先端部は、後述するイオウ化合物除去部３２の取付部３６ａを着脱可能に固定する固定部２９ａを形成している。尚、吸引口３４ａは変化部３５ｃ近傍の流路断面積増大部３５ｂにおける上流下方部に接続してもよい。
【００３８】
また、上記本体部３４の上部には、後述するイオウ化合物除去部３２の収容ケース３６を着脱可能に固定するためのケースブラケット３８が設けられており、このケースブラケット３８は、図４に示すように本体部３４の上部に固定される脚部３８ａと、この脚部３８ａの上端に固定され、円筒状の収容ケース３６下側の外周面に沿って当接して、この収容ケース３６を保持する半円状の保持部３８ｂとからなる。
【００３９】
これに対し、上記イオウ化合物除去部３２は、空気と接触することによってその空気中の臭気性イオウ化合物を除去する除去剤３２ａが充填された円筒状の収容ケース３６と、該収容ケース３６の一方の端部から突出して、上記負圧発生装置３１の固定部２９ａに取り付けられる取付部３６ａと、収容ケース３６の他方の端部から突出する第２の吸気管３７とを有する。
【００４０】
上記除去剤３２ａとしては種々のものを採用することが可能であるが、例えば再生可能な吸着剤とすれば、再生処理を施すことによって繰り返し使用することができ、環境負荷の点で有利である。
【００４１】
また、上記取付部３６ａと固定部２９ａとの間の接続には、例えばワンタッチ継ぎ手等のコネクタを採用してもよく、そうすることによって、イオウ化合物除去部３２（収容ケース３６）を、第一の吸気管２９を介して負圧発生装置３１に容易に着脱することが可能となる。
【００４２】
上記第２の吸気管３７は、収容ケース３６の他端から水平方向に延びた後、その先端部が下方に屈曲しており、第２の吸気管３７の開口つまり空気取入口３７ａは、本体部３４における流路断面積増大部３５ｂの下流側端つまり汚水の吐出口の近傍に位置している。
【００４３】
そうして、上記第２の吸気管３７及び取付部３６ａ、第１の吸気管２９によって、臭気性イオウ化合物除去装置３において、空気を吸引する吸気管３１１が構成されている。
【００４４】
以上の如く上記実施形態では、流路断面積増大部３５ｂは、該増大部３５ｂの上端縁が、案内流路部３５ａの下流側端における最大高さ位置（上端縁）に対して略同一高さになるように形成されている。これにより、重力による下側方向の力を利用して流路断面積増大部３５ｂ内を流体で満たしながら該増大部３５ｂの形状に沿って減速増圧を図ることができる。このため、流路断面積増大部３５ｂの下流側端と上流側端との間に圧力差を発生させることができ、該圧力差を利用して負圧を得ることができる。従って、流路断面積増大部３５ｂに汚水を導く案内流路部３５ａの流路断面積を大きくとることができ、その結果案内流路部３５ａが汚水中の異物により閉鎖されることもない。また、汚水を高速化するためにポンプ２３の吐出流量を上げる必要もないので、設備コストを削減することができる。さらに、従来のように流路断面積増大部３５ｂ内において流路断面積を下流側に向かって除変させる必要もないので、該増大部３５ｂの長さを短縮することができ、よって負圧発生装置３１全体を小型化することができる。
【００４５】
また、流路断面積増大部３５ｂは、該増大部３５ｂを下流側から見たときに、案内流路部３５ａの流路断面が流路断面積増大部３５ｂの流路断面内に含まれるように形成されている。これにより、汚水が案内流路部３５ａから流路断面積増大部３５ｂ内に流入する際に発生する全圧損失を最小限に抑えることができ、ポンプ２３の小型化に寄与している。
【００４６】
また、流路断面積増大部３５ｂの上流側端には、流路断面積が、案内流路部３５ｂの下流側端における流路断面積に対して不連続的に増大変化する変化部３５ｃが形成されており、上記吸引口３４ａは、変化部３５ｃの下端部に連通するように形成されている。
【００４７】
これにより、上記流路内３５において最も大きな負圧を得ることができる。すなわち、案内流路部３５ａにおいては壁面摩擦により汚水の全圧が低下し、これに伴い静圧も低下する。一方、流路断面積増大部３５ｂにおいては、壁面摩擦により全圧は低下するものの、流路断面積の増大変化に起因する汚水流速の低下に伴い静圧は増加して流路断面積増大部３５ｂの下流側端において大気圧と等しくなる。従って、上記汚水の静圧は、流路断面積増大部３５ｂにおける上流側端つまり変化部３５ｃにおいて最小となるため該変化部３５ｃにおいて最も大きな負圧を得ることができる。さらに、汚水の流速が低下する等した場合にも確実に負圧を得ることができる。すなわち、汚水は水平方向の速度成分を有しているため、流路断面積が不連続的に増大変化する変化部３５ｃ近傍には、汚水により満たされない密閉空間つまり汚水と上記本体部３４とに囲まれた空間が形成される。この密閉空間は汚水の下側に形成されるので、仮に流速が低下して汚水が下側に曲げられたとしても該密閉空間の気密性は保たれる。従って、吸引口３４ａを上記密閉空間に連通するように形成したことで、汚水の流速低下に対しても確実に負圧を得ることができる。また、吸引口３４ａが直接汚水と接することがないので、吸引口３４ａが異物の堆積により閉鎖されてしまうことを防止することができる。
【００４８】
また、上記案内流路部３５ａの中心軸が略水平方向に延びている。これにより、上記流路断面積増大部３５ｂの上流側端における汚水の水平方向の速度成分を大きくすることができ、その結果汚水は下側（重力方向）に落下しにくくなるので上記密閉空間を確実に形成することができる。
【００４９】
さらに、上記第１の圧送管１３内において嫌気化した汚水は、上記負圧発生装置３１を通過して、圧送先マンホール場１２内に流入することになるが、上記負圧発生装置３１においては、案内流路部３５ａによって汚水の流速が増大しかつ静圧が低下することに伴い、吸気管３１１から空気が吸引される。吸引された空気は、負圧発生装置３１内において、微細気泡として汚水に混合され、汚水と共にマンホール場１２内に吐出される。これによって第１の圧送管１３内において嫌気化した汚水を好気化することができる。
【００５０】
そして、上記負圧発生装置３１によって空気が吸引される際に、その空気はイオウ化合物除去部３２の収容ケース３６内を通過して、空気と除去剤３２ａとが接触することによって、空気中の臭気性イオウ化合物が上記除去剤３２ａによって除去される。
【００５１】
ここで、上記吸気管３１１の空気取入口３７ａは、流路断面積増大部３５ｂの近傍つまり汚水の吐出口近傍に配置されているため、汚水の吐出口付近における、イオウ化合物の濃度が高い空気を吸引してそのイオウ化合物を除去することができ、マンホール場１２内の空気中のイオウ化合物を除去する上で、効率的である。
【００５２】
このようにして、上記臭気性イオウ化合物除去装置３は、マンホール場１２内の空気中のイオウ化合物を除去するため、臭気の防止効果やコンクリート施設の腐食防止効果を得ることができる。
【００５３】
しかも、上記負圧発生装置３１は、動力源を備えることなく空気を吸引することができるため、上記臭気性イオウ化合物除去装置３は、例えば受電設備の無い、圧送先のマンホール場に設置する上で有利である。また、臭気性イオウ化合物除去装置３は、小型化が可能であるため、マンホール場１２内への設置も容易に実現し、例えば地上に臭気性イオウ化合物除去装置の設置スペースを確保する必要がなくなる。
【００５４】
さらに、上記負圧発生装置３１（臭気性イオウ化合物除去装置３）は、既設のマンホールに対して後付けすることが可能であり、その導入が比較的容易であるとともに、上記イオウ化合物除去部３２は、負圧発生装置３１に対して着脱可能であるため、除去剤（吸着剤）３２ａの再生等のメンテナンスの際に、その作業を容易に行うことができる。
（他の実施形態）
本発明の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、該流路断面積増大部３５ｂの上流側端に流路断面積が不連続的に増大変化する変化部３５ｃが形成されているが、図５に示すように該変化部３５ｃを、流路断面積が下流側に向かって連続的に増大変化するよう形成してもよい。この場合、流路断面積を不連続的に拡大させる場合に比べて、汚水が流路断面積増大部３５ｂに流入する際に発生する全圧損失を低減することができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、流路断面積増大部３５ｂを形成する壁面全周が上端を除いて、上記案内流路部３５ａの上記流動方向下流側の端部を形成する壁面に対して外側に広がるように形成されているが、図６に示すように流路断面積増大部３５ｂを形成する壁面の下側半分が、上記案内流路部３５ａの上記流動方向下流側の端部を形成する壁面に対して下側に広がるようにしてもよい。この場合、案内流路部３５ａの下流側端における下端縁よりも下側の方向（重力方向）にのみ流路が拡大しているため、重力を利用した汚水の減速増圧をより一層効果的に行うことができる。また、汚水と本体部３４とに囲まれた上記密閉空間の気密性をより一層高めることができるので、汚水流速が低下したとしても確実に負圧を得ることができる。
【００５６】
また、上記実施形態では、案内流路部３５ａの中心軸は略水平方向に延びるように形成されているが、水平方向に対して所定の角度をなす方向に延びるようにしてもよい。すなわち、上記案内流路部３５ａの中心軸は下流側に向かって、水平方向に対し上側に傾斜しいても下側に傾斜していてもよく、その傾斜角度は水平方向に対して０°よりも大きく３０°よりも小さい範囲にある角度（所定の角度）である。
【００５７】
尚、上記実施形態においては、流路３５内を流れる第一流体を下水システムにより処理される汚水とし、第二流体を空気としているが、これに限ったものではない。すなわち、第一流体及び第二流体は、それぞれ液体でも気体でもよく、例えば第一流体及び第二流体を共に液体状の薬品とする等してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、略水平方向に延びる流路を流れる流体により負圧を発生させる負圧発生装置に有用であり、特に流体が異物を含む汚水等である場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】圧送式の下水システムを示す概略図である。
【図２】本実施形態にかかる負圧発生装置を利用した臭気イオウ化合物除去装置が設置された圧送先マンホール場を示す縦断面図である。
【図３】同マンホール場の横断面図である。
【図４】図２を矢印IV方向からみた図である。
【図５】他の実施形態にかかる負圧発生装置を利用した臭気イオウ化合物除去装置が設置された圧送先マンホール場を示す縦断面図である。
【図６】他の実施形態にかかる負圧発生装置を利用した臭気イオウ化合物除去装置が設置された圧送先マンホール場を示す縦断面図の図４相当図である。
【図７】従来技術にかかる負圧発生装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６０】
３１      負圧発生装置
３４      本体部
３４ａ    吸引口
３５ａ    案内流路部
３５ｂ    流路断面積増大部
３５ｃ    変化部
３５      第一流体が流れる流路
３１２    第二流体が流れる流路
【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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