(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流水路や沈降槽の内底部に単列、或いは複数列の凹状の水中水路を開設し、
該水中水路上辺を当該水中水路内の流動水で自動的に閉鎖する蓋、或いは人為機械的に開閉する蓋を設けて、水中水路内に沈降した堆積物を噴流水を噴入して流送、
或いは該水中水路終端に接続配管した揚泥ポンプで吸引し排出するようにした堆積物の収集移送設備において、
水中水路の両側または片側に、上方が覆われ下方が開放された覆水路を抱設した事を特徴とする堆積物の収集移送設備の閉塞開放機構。
【請求項２】
流水路や沈降槽の内底部に単列、或いは複数列の凹状の水中水路を開設し、
該水中水路上辺を当該水中水路内の流動水で自動的に閉鎖する蓋、或いは人為機械的に開閉する蓋を設けて、水中水路内に沈降した堆積物を噴流水を噴入して流送、
或いは該水中水路終端に接続配管した揚泥ポンプで吸引し排出するようにした堆積物の収集移送設備において、
水中水路の内部に、上方が覆われ下方が開放された傘形覆水路を１個または複数個、水中水路のほぼ全長にわたって配設した事を特徴とする堆積物の収集移送設備の閉塞開放機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は上下水道、一般産業等の取水路、排水路、貯留槽、水処理設備における沈砂池、沈降槽、或いは河川かんがい水路等において、流入水に混入して内底部に沈降堆積する泥土を収集移送、或いは回収除去する設備に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
従来沈砂地や沈降槽の堆積物を収集移送するには、スクリュー、特殊チェーン、スクレパー等の機械的な掻き寄せ方式が多く採用され、掻き寄せた堆積物を揚泥ポンプで次段の処理工程に輸送するものが多く、圧力水を利用した水力方式では同人の特許Ｎｏ．８５０８３８、特許Ｎｏ．１０３９３８７があり、特に製鉄所で水槽内鉄スケールの流送排除に採用され、最近下水道の沈砂池においても水力方式が採用されるようになった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本来沈砂地や水処理設備における沈降槽はなるべく安静な状態を保ち、混入物の沈降を促進させるべき設備であるが、各種の複雑な機械設備を槽内に設置して堆積物の収集移送を行う事は、槽内の安静を損なうばかりでなく、汚水、廃水による腐食、磨耗、咬み込みによる損傷等問題の発生が多く、特に汚水中での保守作業は困難、且つ非衛生的である。
【０００４】
水中で圧力水をフラッシングして堆積泥土を移動させる従来の水力方式では噴射水の無用な拡散散逸が多く、水槽の安静を保てないばかりでなくエネルギー損失も大きい。この水力方式の課題を解決すべく先に同人が特許出願を行った特願平１０−３３４８９７「蓋を備えた水中水路で沈降槽堆積物を収集し移送する設備」も、水槽の内底部に開設する水中水路が、揚泥ポンプの故障、或いは予想外の泥土の流入等で埋没した時の解決がなされていなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では水槽内に複雑な機械装置を設置して泥土の収集や移送をすることを避け、設備費、保守性に優れた水力方式を提供すべく、前記する同人の特願平１０−３３４８９７における水槽の内底部に開設した水中水路が埋没、或いは閉塞を生じた時に、これを自動的に開放し復帰させるために、例えば下水道設備の断面Ｖ字形沈砂池の内底部にＵ字形の水中水路を開設し、該水中水路上辺開口部に水路と直交する軸支されたフラップを揺動自在に垂下配列して置き、該水中水路内に沈降した泥土が一定量堆積した時、該水中水路始端に設置した、圧力水ノズル、軸流ポンプ、水中ポンプ等の噴流水設備を稼働させ、噴流水を該水中水路内に噴入する事によって、フラップが押し上げられ順次次段フラップにブリッジして、該水中水路上辺は閉鎖され管路状となり、該水中水路内の堆積泥土を管路輸送状態で流送し、揚泥ポンプを設置した集泥窪み内に開放集積し、揚泥ポンプで次段設備に輸送する。
【０００６】
人為機械的に開閉する蓋を備えた水中水路の場合においても、該水中水路の始端に噴流水設備を配設し、沈降し堆積する水中水路内の堆積量が一定量に達した時、或いは定期的に水中水路上辺の蓋を閉鎖した後、噴流水設備を稼働させて管路状となった該水中水路内の堆積物を流送し、揚泥ポンプを設置した集泥窪みに開放する。
【０００７】
また、広大な沈降槽の場合は、槽の内底面に１ないし多条の凹状水中水路を配設して、それぞれの水中水路上辺開口部には、閉鎖時においても始端の一部が開口状態となるような、人意機械的に開閉できる蓋を備えて、１ないし多条の水中水路終端を１台の揚泥ポンプの吸込口に、バルブを介して接続配管する、水中水路内の堆積量が一定量に達した時、或いは定期的に水中水路の蓋を閉鎖した後、当該する水中水路のバルブを開閉制御して揚泥ポンプに吸引させ、直接槽外にまで輸送させる。
【０００８】
以上のような蓋を備えた水中水路を用いて堆積泥土の収集移送を行う設備の水中水路に於いて、水中水路の横断面方向両側部に上方が袋状に囲われ、下方が当該水中水路内に開放された形態の覆水路を形成する。また、水中水路の幅が広い場合には当該水中水路の内底面に、断面形がコの字、ヘの字、平板、円弧状等の部材で下方、または下方側面が開口状態になるように形成した単列または複数列の傘形覆水路を水中水路のほぼ全長にわたって配設する。
【０００９】
また、水中水路終端に揚泥ポンプの吸込口を接続配管する設備の場合、埋没時の水中水路始端からの吸水を確保するために、水中水路始端部に筒状体を煙突状に上方に伸延し開口させる。
【００１０】
【作用】
前記するように構成した覆水路を備えた水中水路を持つ集泥移送設備において、例えばフラップ式蓋を備えた水中水路の中間部が埋没した場合、当該水中水路の始端に備えた噴流水設備を稼働すれば、埋没位置より手前のフラップは水勢で順次押し上げられ、次段のフラップにブリッジして水中水路は管路状となり、埋没したフラップに当接した水勢は、フラップ周囲の隙間から激しく噴出して泥土を吹き上げると共に、水中水路側方、或いは底面に設けた覆水路は、上方が囲うように覆われているために堆積泥土の土圧がかかり難く空隙を残し、水中水路の埋没区間に於いても下流側への流水路を確保して、この覆水路に埋没区間手前から流入した噴流水が高速に流動して、当該覆水路下方に面した堆積泥土を混合流下させて埋没泥土を排除し、順次フラップを埋没から開放復帰させ、やがて全埋没区間フラップを開放し水中水路の機能を正常に復帰させる。
【００１１】
水中水路に人為機械的に開閉する蓋を備え、始端に噴流水設備を備えた水中水路が埋没した場合においても、蓋の閉鎖が可能な限り、フラップを備えた水中水路と同様の覆水路の作用で、覆水路内底面から次第に水中水路内へと流水路面積を拡大して閉塞を開放し水中水路を正常に復帰させる。
【００１２】
また、水中水路に人為機械的に開閉する蓋を備え、終端に揚泥ポンプの吸込口を接続配管した設備においても、水中水路の蓋を閉鎖し揚泥ポンプを稼働させることで、覆水路内の空隙部に連通する煙突状に上方に伸延した開口部から、堆積泥土の上方水を水中水路及び覆水路内に吸引して、該水中水路の閉塞部の泥土を激しい水流で流下させ、やがて水中水路を正常に開放復帰させる。
【００１３】
尚、水中水路が閉塞した状態での流水路の面積は覆水路の空隙部のみとなり、閉塞距離に比例して流動抵抗は大きな値となるけれども、噴流水の圧力、或いは接続した揚泥ポンプの吸引力は極限に達し、閉塞区間前後の圧力差は大きくなり流水速度が増し、泥土の排除は行われやすくなる。
【００１４】
【実施例】
実施例について図面を参照して説明すると、図１に下水道沈砂池に実施した例の縦断面図を示すように、流入渠１２から流入する下水はゲート９で開閉制御され、矢印ａ方向に荒目スクリーン１０を通り沈砂部へと流下する、沈砂部には一段深くなった揚泥ポンプ６を設置する窪みｍを設け、この窪みに連なるようにフラップ４を軸支し垂下配列した水中水路２を開設し、該水中水路２の揚泥ポンプ６を設置する反対側端には、水中水路２内の噴流を得るための噴射ノズル８を備え、下水は混入泥土を沈降させながら更に流下し、細目スクリーン１１を通り排水ポンプ７で次段の工程に輸送される。
【００１５】
フラップ４を備えた水中水路２は詳細図を図４（ハ）、及び図１のＡ−Ａ部詳細断面図を図２（イ）に示すように、軸支されたフラップ４の軸受フレーム３２の下方に仕切壁３３で仕切られ、下方を該水中水路２内に開口した覆水路ｃ，ｃ’を全長にわたって併設する。
【００１６】
また、水中水路２の幅が広く構成された場合には、図３に示すように水中水路内底面にＬ形断面部材を用いて、上方を覆うように囲い下方を開口状態に形成した傘形覆水路ｄを水中水路のほぼ全長にわたって、水中水路の巾に応じて単列、或いは複数列配設する。尚、傘形水路は単独、或いは図示するように前記した側部軸受フレーム３２下の覆水路ｃ，ｃ’と併設することもでき、傘形覆水路ｄを構成する部材３４は図５（ホ）（ヘ）（ト）（チ）（リ）に示すような断面形状等で構成できる。
【００１７】
以上のように構成した沈砂池の揚泥ポンプ６を稼働させながら、水中水路２始端の噴射ノズル８から圧力水を噴射させることで、水中水路２内に垂下配列したフラップ４は噴流水勢で押し上げられ、詳細図を図４（ニ）に示すように順次次段フラップにブリッジし、水中水路２の上辺を閉鎖して管路状になし、内底部に堆積した泥土を管路輸送状態で流送排出させて、窪みｍに設置した揚泥ポンプ６で槽外に排出する。
【００１８】
しかし、揚泥ポンプ６が支障し、或いは不測の大量な泥土の流入等で水中水路２が図２（ロ）のｈに示すように埋没したとき、まず揚泥ポンプ６を正常な稼働状態に復帰させて、窪みｍ内泥土の排除を行うことで水中水路２の終端部が開放されれば、埋没時においても袋状に上方を囲われた覆水路ｃ、ｃ’、は仕切壁３３、によって堆積泥土圧を防御して空隙を保ち得ているために、噴射ノズル８からの噴射水は同ノズル周辺から覆水路ｃ，ｃ’に流入して、激しく流動し当該覆水路下辺に面した堆積泥土を排除すると同時に、噴射水に当接するフラップ４の周辺隙間からも激しく噴出して周辺泥土をほぐし、或いは排除してフラップ４を押し上げ閉鎖して順次復帰させる、埋没長さが減少するに連れ流動抵抗が減り、流動速度は更に増し復帰速度も速くなる。
【００１９】
図３に示すような幅の広い水中水路の内底面に、傘形覆水路ｄを配設した場合においても、前記覆水路ｃと同様の埋没解除作用を行い、幅の広い水中水路の設置を可能にする。
【００２０】
次ぎに図６に縦断面図を示し、図７に横断面図を示す水処理装置沈降槽の実施例においては、流入樋５１と流出樋５２を備える沈降槽２１の内底部には４列のＶ字形傾斜壁を持ったＵ字形の水中水路１２を開設し、各水中水路の上辺には蓋閉鎖時に於いても該水中水路１２の始端部が開口状態となるように構成した、棒状栓形の棒状蓋１４を備え、傾斜壁に固定した軸受３４によってリンク４４を介して水路方向に揺動して水中水路１２の上辺を平行に開閉できるように支持され、ロッド４５を介して油圧または空気圧によって作動するシリンダー４６で駆動する。
【００２１】
水中水路１２の始端である流出樋５２側の端部は、煙突状の吸水管３７を上方に伸延して吸水口ｊを開口させる、水中水路１２の終端、流入樋５１側の端部は槽外に設置した揚泥ポンプ１６に吸込管１７バルブ１５を介して接続配管する。また、棒状蓋１４の上方、沈降槽２１の流入樋５１側壁面に設けたカバー５３は水中水路１２終端部の堆積量を緩和するための覆いである。
【００２２】
更に、図７の水中水路１２部Ｃ−Ｃの詳細断面図を図８に示すように、水中水路１２上縁部の棒状蓋１４が当接する弁座部ｅの下方側部には、仕切壁３６と水路枠１３によって袋状に囲われ、下方が当該水中水路内に開口する覆水路ｆをほぼ全長にわたって形成する。
【００２３】
以上のように構成した水処理設備沈降槽に於いて、水中水路１２内に沈降物が堆積した状態で棒状蓋１４を閉鎖し、揚泥ポンプ１６を稼働すれば、上辺を閉鎖した水中水路１２は揚泥ポンプ１６の吸込管を延長した状態となり、該水中水路１２始端部の開口部から吸水し、該水中水路１２内底部に堆積した泥土を混合させて槽外に排除する。
【００２４】
しかし、沈降物が水中水路１２外にまで堆積し埋没した状態では、堆積物の性状によっては棒状蓋１４が閉鎖困難な場合もあるが、棒状蓋１４をシリンダー４６で押し圧しながら、当該する水中水路のバルブ１５を開き揚泥ポンプ１６を稼働させると、水中水路１２内は閉塞していても仕切壁３６で堆積泥土圧から防御された覆水路ｆ内は空隙を残し、これに吸引力が作用し水中水路１２始端に連設した吸水管３７の吸水口ｊから、堆積泥土上方水を吸入するようになり、狭小な覆水路ｆ内を激しく流動する水は内底面泥土を混合排除して、棒状蓋１４の閉鎖を可能にし、徐々に水中水路内流動面積を拡大して、やがて水中水路１２を正常に復帰させる。
【００２５】
尚、棒状蓋１４のように全水中水路上辺を一体的に閉鎖し、揚泥ポンプで直接吸引させる方式の場合、水中水路の始端側から除泥する方が都合良く除泥されるため、堆積量の多くなる方に吸泥ポンプを接続する注意が設備上必要である。
【００２６】
また、棒状蓋を用い水中水路上辺を一体的に閉鎖し、噴入水設備を備えて水中水路内堆積泥土を収集移送する設備の場合、棒状蓋の前後を別々に上下開閉できるようにして、埋没時の閉鎖不能範囲をなるべく少なくすることもできる。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べてきたように本発明は、水中水路が堆積泥土に埋没する不測の事態となっても、なんら人為機械的な特別の操作や制御を加えることもなしに、自律的な埋没解除作業が行われ、水中水路を正常に復帰させることが出来、設備の信頼性を著しく向上させるばかりでなく、埋没時に水槽を休止し、人力、機械、動力を用いて除泥復帰作業を行うことを不要にし、また、保守監視作業を軽減する経済的効果は大である。
【００２８】
【図面の簡単な説明】
【図１】水中水路にフラップ式蓋を備えた実施例の縦断面図である。
【図２】（イ）は図１のＡ−Ａ部詳細横断面図であり、（ロ）は同断面の埋没状態図である。
【図３】図１実施例に幅の広い水中水路を用いた場合のＡ−Ａ部詳細横断面図である。
【図４】図１実施例の水中水路部分の詳細縦断面図（ハ）と流動水で作動した状態の同部分の詳細横断面図（ニ）である。
【図５】幅の広い水中水路内底面に設ける傘形覆水路の構成部材断面形状例（ホ）（ヘ）（ト）（チ）（リ）を示す。
【図６】人為機械的に開閉する栓形棒状の蓋を備え、水中水路終端に揚泥ポンプの吸込管を接続した実施例の沈降槽縦断面図である。
【図７】図６実施例のＶ字形窪み４列を持つ場合のＢ−Ｂ部横断面図である。
【図８】図６実施例の水中水路部Ｃ−Ｃ部詳細横断面図である。
【符号の説明】
１、 沈砂池
３、 水路枠
５、 圧力水配管
９、 揚泥配管
１８、揚泥配管
２１、沈降槽
３１、軸受
４３、棒状蓋１４から突出した軸受けアーム
４７、操作シリンダー４６を載置する台座ガーター
４８、リンク４４を軸支するピン
４９、棒状蓋１４を軸支するピン
ｂ、 噴流水の流れ方向を示す矢印
ｋ、 覆水路ｆの揚泥ポンプ１６側端部
ｎ、 排水ポンプ７の吸水槽
【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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