JP2004027579A

JP2004027579A - 下水用減勢管

Info

Publication number: JP2004027579A
Application number: JP2002183849A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Nishitani; 西谷　憲三; Yasutake Kameda; 亀田　泰武
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【構成】下水用減勢管１０の底面１２ｂの所定円弧角（たとえば約３０°）の範囲および上面の所定円弧角（たとえば約９０°）の範囲を除いて左右から内方に突出する突出部２０を形成してある。下水が突出部２０に衝突する程度の流量である場合（流量が比較的大きい場合）は、この衝突で下水の流下エネルギを拡散させて減勢することができるので、下水の流速を低下させることができる。下水が突出部２０に衝突しない流量である場合（流量が比較的小さい場合）は、下水の流速を低下させないようにすることができる。
【効果】下水の流速を低下させるために用いられるマンホールや減勢工が不要なので、施工費用を低減できるし工期が短くて済む。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は下水用減勢管に関し、特にたとえば、下水管路を流れる下水の流速を低下させるために用いられる、下水用減勢管に関する。
【０００２】
【従来技術】
たとえば急勾配の傾斜地に下水管路を敷設する場合は、下水管路内を流れる下水の流速Ｖを所定の速度（たとえば３ｍ／ｓ）以下に低下させる必要がある。流速が所定の速度を超えると、水流の衝撃によって下水管やマンホール等の構造物に震動および磨耗が発生し、これによって構造物が破損する恐れがある。また、下水に含まれる固形物と液体とが分離して固形物だけが下水管路に残るという問題もある。
【０００３】
このような問題を避けるために、図９に示すように、多数のマンホール１を用いて下水管２の勾配を傾斜地３の勾配よりも小さくし、これによって下水の流速Ｖを所定の速度以下に抑える方法がある。この方法によれば、下水管２の勾配を傾斜地３の勾配よりも小さくするために、マンホール１に接続された上流側下水管２と下流側下水管２との管底差をＨ１に規定してある。
【０００４】
また、下水の流速Ｖを所定の速度以下に抑える他の方法として、ドロップシャフト（図示せず）を用いる方法がある。このドロップシャフトは、傾斜面に設置された縦孔の上部に上流側下水管を接続し、下部に下流側下水管を接続したものである。このドロップシャフトによると、上流側下水管から縦孔に流入した下水を、この縦孔内で螺旋状に旋回しながら落下させることによって下水の流速を低下させることができる。そして、この流速の低下した下水を下流側下水管から流出させることができる。
【０００５】
さらに、下水の流速Ｖを所定の速度以下に抑える他の方法として、図１０に示す減勢工４を使用する方法がある。この減勢工４は、傾斜地５またはその付近に設置されたコンクリート製の部屋６を有し、この部屋６内にピア７やシル８が形成されたものである。部屋６の上流側の側壁には、上流側下水管９ａが接続され、部屋６の下流側の側壁には下流側下水管９ｂが接続されている。この減勢工４によると、上流側下水管９ａから部屋６内に流入した下水をピア７によって分散することができ、この分散された下水の一部をシル８が堰となって部屋６内に滞留させることができる。この部屋６内に滞留する下水によって、部屋６内に新たに流入する下水の流速を低下させて、このように流速が低下した下水を下流側下水管９ｂから流出させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図９に示すように、マンホール１を用いて下水管２の勾配を小さくする方法では、多数のマンホール１を設置する必要がある。そして、マンホール１の数を少なくしようとすると、下水管２の埋設深さＨ２が深くなる。したがって、この方法では、施工費用が高くつくし、工期が長くかかるという問題がある。
【０００７】
そして、ドロップシャフトを用いる方法や、図１０に示す減勢工４を用いる方法では、下水管以外に縦孔や減勢工４が必要であるので、これらの施工費用が嵩むという問題がある。また、これらはそれぞれの施工場所に応じて設計する必要があり、設計のための費用および時間がかかるという問題もある。
【０００８】
それゆえに、この発明の主たる目的は、下水管を流れる下水を減勢して流速を低下できる、下水用減勢管を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、底面の所定円弧角の範囲を除いて左右から内方に突出する突出部を形成した、下水用減勢管である。
【００１０】
【作用】
この発明によると、下水用減勢管内の下水が突出部に接触する流量である場合（流量が比較的大きい場合）は、下水が左右の各突出部に衝突してこの減勢管の中で乱流が生じるので、下水の流下エネルギを拡散させて減勢することができる。これによって、下水の流速を低下させることができる。そして、このように下水が突出部に衝突することによって、下水に含まれる固形物と液体とが混ざり合うこととなり、両者を分離させずに下流側に流出させることができる。
【００１１】
そして、下水用減勢管内の下水が突出部に接触しない程度の流量である場合（流量が比較的小さい場合）は、下水が各突出部に衝突しない状態で下流側に流出する。このように、下水が小流量のために流速が小さい場合は、下水が突出部に衝突しないので、流速をそれよりも低下させないようにして流出させることができる。その結果、小流量であっても、或る程度の流速を維持できる。
【００１２】
【発明の効果】
この発明によれば、下水用減勢管自体によってこの減勢管内を流れる下水の流速を低下させることができるので、図９に示す下水管２の勾配を小さくするために使用されるマンホール１を不要とすることができる。そして、減勢管を急勾配にして敷設できるので、減勢管の埋設深さを図９に示す下水管２よりも浅くすることができる。そして、ドロップシャフトや、図１０に示す減勢工４を使用しなくて済むので、施工費用を低減できるし工期が短くて済む。
【００１３】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１４】
【実施例】
この発明に係る下水用減勢管（以下、単に「減勢管」と言うこともある。）の第１実施例を図１〜図５を参照して説明する。この減勢管１０は、図５に示す急傾斜地３６に敷設される下水管路のうち、本管に接続されるたとえば枝管に適用できるものである。そして、この減勢管１０は、急傾斜地３６に設けられているたとえば道路に沿うようにして、この道路勾配（たとえば６％）に合わせて敷設することができる。
【００１５】
この下水用減勢管１０は、たとえば塩化ビニル等のような合成樹脂によって形成されており、図１に示すように、管路部１２およびこの管路部１２と連続して形成されていて、管路部１２よりも直径が大きいゴム輪受口１４を備えている。この減勢管１０は、呼び径がたとえば１５０ｍｍ、有効長さＬ２がたとえば４ｍである。
【００１６】
ゴム輪受口１４は、図１（Ａ）に示すように、ほぼ短円筒形状であり、先端部内周面にゴム輪受容部１６が形成されている。このゴム輪受容部１６にゴム輪１８が装着されている。このゴム輪受口１４は、管路部１２の差口１２ａを内側に接合できる寸法に形成されており、この接合部がゴム輪１８によって密封されるようになっている。
【００１７】
管路部１２は、図１に示すように、所定の長さに形成されたほぼ円筒状体であり、管壁の内側に多数の突出部２０が形成されている。各突出部２０は、図１（Ａ）の右側面図および図１（Ｂ）の平面図に示すように、管壁の左右の部分から内方に向って突出しており、管の中心軸（管軸）の方向に沿って左右の各部分に交互に（千鳥状に）形成されている。左右の各突出部２０の管軸方向のそれぞれのピッチＬ３およびＬ４は、たとえば５００ｍｍである。そして、図１（Ａ）における管路部１２の背面（左側面）に形成されている互いに隣り合う突出部２０，２０の中央位置に、管路部１２の正面（右側面）に形成されている突出部２０が配置されている。また、管壁は一定の厚みｔ１（約５ｍｍ）で形成されているので、突出部２０が形成されている部分の外面には、突出部２０と対応する形状のくぼみ２２が形成されている。
【００１８】
突出部２０は、図２の拡大断面図に示すように管軸方向から見て、管路部１２の底面１２ｂの所定円弧角３０°（θ３＋θ４）の範囲、および上面１２ｃの所定円弧角９０°（θ１＋θ２）の範囲を除いて、左右の各管壁から内方に向って突出する円弧状に形成されたものである。これら左側の突出部２０および右側の突出部２０は、左右対称の形状であるので、右側の突出部２０を説明して左側の突出部２０の説明を省略する。また、複数の右側の突出部２０は、それぞれ同一の形状および大きさであるので、そのうちの１つを図２を参照して説明し、これ以外の右側の突出部２０の説明を省略する。
【００１９】
図２に示すように、この円弧状に形成された右側の突出部２０の下縁２４は、管路部１２の管軸から下方に向う垂線２６に対して管軸を中心に角度θ３（＝θ４＝約１５°）をなす半径方向の直線２８が、管路部１２の底面１２ｂと交差する位置に形成されている。そして、突出部２０の上縁３０は、管軸から上方に向う鉛直線３２に対して管軸を中心に角度θ１（＝θ２＝約４５°）をなす半径方向の直線３４が、管路部１２の上面１２ｃと交差する位置に形成されている。したがって、突出部２０は、管軸を中心にして約１２０°の範囲にわたって形成されている。そして、突出部２０の内縁２０ａは、半径Ｒ１（約１００ｍｍ）の円弧の形状であり、管壁の内面からの最大突出量Ｈ３は、約１０ｍｍである。ただし、必要に応じて突出量Ｈ３を２０ｍｍとしてもよい。また、図３および図４に示す突出部２０の管軸方向の幅Ｂ１は、約２５ｍｍである。図４は、図３に示す突出部２０のＡ部分の拡大断面図を示している。管路部１２の外径Ｄ１は、約１６５ｍｍである。
【００２０】
次に、図１に示す下水用減勢管１０の製造方法を説明する。まず、押出成形によって円形管（図示せず）を製造する。そして、この円形管を常温になるまで完全に冷却する。次に、この冷却された円形管を再加熱して、この再加熱された円形管を成形金型によって成形して図１に示す減勢管１０を製造する。
【００２１】
つまり、この成形金型（図示せず）は、たとえば左右二つ割になった金型を備えている。そして、この金型内に再加熱した円形管を挿入して密封し、この円形管の中に圧力空気を吐出してこの円形管を膨張させる。そして、膨張して金型の内面に押し付けられた管を、空気冷却して図１に示す形状に成形（内圧ブロー成形）することができる。
【００２２】
なお、この実施例では、円形管を内圧ブロー成形によって減勢管１０を製造したが、これに代えて、円形管を成形金型の内面に真空吸引して引き付けることによって図１に示す形状を付与し、これで減勢管１０を製造するようにしてもよい。
【００２３】
この下水用減勢管１０は、図５に示すように、急傾斜地３６に設けられているたとえば道路に沿うようにして、この道路勾配（たとえば６％）に合わせて敷設することができる。この減勢管１０によると、管内の下水が突出部２０に接触する流量である場合（流量が比較的大きい場合）は、下水が左右の各突出部２０に衝突してこの減勢管１０の中で乱流が生じるので、下水の流下エネルギを拡散させて減勢することができる。これによって、下水の流速Ｖを低下させて下流側に流出させることができる。
【００２４】
そして、流量が大きくなるほど流下エネルギが大きくなるが、流量が大きくなるほど下水が接触する突出部２０の範囲が広くなるので、減勢効果が大きくなる。このように、流量が大きくなるほど下水が接触する突出部２０の範囲が広くなるのは、突出部２０が管壁の左右の部分に上下方向に形成されているからである。その結果、下水の流量に拘わらず、流速Ｖを或る一定速度（たとえば３ｍ／ｓ）以下に低下させることができる。これによって、水流の衝撃によって減勢管１０やマンホール３８等の構造物に震動および磨耗が発生することがないし、これらの構造物が破損することもない。
【００２５】
また、流量が小さくなるほど流下エネルギが小さくなるが、流量が小さくなるほど下水が接触する突出部２０の範囲が狭くなるので、減勢効果が小さくなる。その結果、下水の流量が小さい場合でも、或る程度の流速を維持させることができ、下水に含まれる固形物を水に伴って下流側に流出させることができる。
【００２６】
さらに、このように下水が突出部２０に衝突することによって、下水に含まれる固形物と水とが混ざり合うこととなり、両者を分離させずに下流側に流出させることができる。
【００２７】
そして、各突出部２０は、図１（Ｂ）の平面図に示すように、管軸方向に沿って管壁の左右の各部分に交互に（千鳥状に）形成されているので、左右の突出部２０を互いに正面で向い合う位置に配置した場合と比較して、減勢管１０の流路の断面積が突出部２０によって減少する割合を小さくすることができる。これによって、突出部２０による断面縮小が原因して生じる流量の低減を小さくすることができる。
【００２８】
また、減勢管１０内の下水が突出部２０に接触しない程度の流量である場合（流量が比較的小さい場合）は、下水が各突出部２０に衝突しないで下流側に流出する。このように、下水が小流量のために流速が小さい場合は、下水が突出部２０に衝突しないので、流速をそれよりも低下させないようにして流出させることができる。その結果、小流量であっても、或る程度の流速を維持できるので、固形物と水とが分離しないようにして下水を下流側に流出させることができる。
【００２９】
このように、この減勢管１０によれば、減勢管１０自体によってこの減勢管１０内を流れる下水の流速を低下させることができるので、図９に示す下水管２の勾配を小さくするために使用されるマンホール１を不要とすることができる。そして、減勢管１０を急傾斜地３６の斜面に沿って急勾配にして敷設できるので、減勢管１０の埋設深さＨ４を図９に示す下水管２の埋設深さＨ２よりも浅くすることができる。そして、ドロップシャフトや、図１０に示す減勢工４を使用しなくて済むので、その分だけ施工費用を低減できるし工期が短くて済む。さらに、ドロップシャフトや減勢工４を設置場所に応じて設計する必要がないので、その分の費用および手間を削減できる。なお、図５に示すこの実施例のマンホール３８は、減勢管１０の保守・点検等に使用するためのものである。このマンホール３８どうしの間隔はＬ５であり、図９に示すマンホール１の間隔Ｌ１よりも十分に長くすることができる。
【００３０】
次に、第２実施例の下水用減勢管４０を図６および図７を参照して説明する。第１実施例と第２実施例とが相違するところは、突出部２０および４２の形状が相違するところ、および第２実施例の管路部１２の底面１２ｂに多数の微小突起４４が設けられているところである。これ以外は第１実施例と同等であり、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの詳細な説明を省略する。
【００３１】
突出部４２は、図６に示すように管軸方向から見て、管路部１２の底面１２ｂにおいて、水平方向に幅Ｗ２（約６０ｍｍ）の範囲（所定円弧角の範囲）、および上面１２ｃにおいて、水平方向に幅Ｗ１（約１２０ｍｍ）の範囲をそれぞれ除いて、左右の各管壁から内方に向って突出するように形成されている。これら左側の突出部４２および右側の突出部４２は、左右対称の形状であるので、右側の突出部４２を説明して左側の突出部４２の説明を省略する。また、複数の右側の突出部４２は、それぞれ同一の形状であるので、そのうちの１つを図６を参照して説明し、これ以外の右側の突出部４２の説明を省略する。
【００３２】
この突出部４２は、上部４６と下部４８とからなっている。上部４６の内縁４６ａは、管軸と水平方向にＷ１／２（約６０ｍｍ）の間隔を隔てて形成され、鉛直方向に直線状に延びる形状である。そして、下部４８の内縁４８ａは、この上部４６の下端部と連続して形成され、水平方向に対して所定の傾斜角度をなす方向に直線状に延びる形状である。この下部４８の上端部は、管軸と水平方向にＷ１／２（約６０ｍｍ）の間隔を隔てて形成されており、この下部４８の下端部は、管軸と水平方向にＷ２／２（約３０ｍｍ）の間隔を隔てて形成されている。また、突出部４２の管軸方向の幅は、約２５ｍｍであり、管路部１２の外径Ｄ１は約１６５ｍｍである。
【００３３】
微小突起４４は、図６に示すように管軸方向から見て、管路部１２の底面１２ｂに、幅Ｗ２（約６０ｍｍ）の範囲（管軸を中心とする所定円弧角の範囲）にわたって多数形成されている。それぞれの微小突起４４は同一の形状および大きさであり、球体表面の一部で形成されている。微小突起４４は、直径がＷ３（約８ｍｍ）であり、管壁の底面１２ｂからの高さがＨ５（約２ｍｍ）である。これら多数の微小突起４４は、図６に示すように、管軸方向に沿って２つずつ形成されている。つまり、図６の手前側に表されている左右の２つの各微小突起４４は、左右の各突出部４２に接近する位置に形成されている。そして、この２つの微小突起４４よりも奥側に表されている２つの微小突起４４は、管壁の中央に接近する位置に形成されている。同様に、この２つの微小突起４４よりも奥側の左右の各微小突起４４（図には現れていない）は、左右の各突出部４２に接近する位置に形成されており、同様にして順次各微小突起４４が管軸方向に沿って形成されている。これら各微小突起４４が形成されている部分の管壁の外面には、微小突起４４と対応する形状のくぼみ２２が形成されている。図７は、このように形成された減勢管１０を右側面から見た図を示している。
【００３４】
第２実施例の下水用減勢管４０によると、各突出部４２の管路部１２の内方に向う突出量が図２に示す第１実施例の各突出部２０よりも大きいので、第１実施例よりも下水の流下エネルギを多く拡散させて減勢することができる。そして、管路部１２の底面１２ｂに多数の微小突起４４を設けてあるので、減勢管４０内の下水が突出部４２に接触しない程度の流量である場合（流量が比較的小さい場合）でも、下水が各微小突起４４に衝突するので、この微小突起４４によって下水の流下エネルギを拡散させて減勢することができる。したがって、減勢管４０を第１実施例よりも急勾配にして敷設することができ、このように敷設した場合でも、流速Ｖを或る一定速度（たとえば３ｍ／ｓ）以下に低下させることができる。
【００３５】
これ以外は、第１実施例と同様に製造および敷設することができるし、同様に作用するので、それらの説明を省略する。
【００３６】
次に、第３実施例の下水用減勢管５０を図８を参照して説明する。第２実施例と第３実施例とが相違するところは、突出部４２および５２のそれぞれの下部４８および５４の形状が相違するところである。つまり、第３実施例のそれぞれの突出部５２が備える下部５４の内縁は、図８に示すように、管路部１２の内方に向って延びる上側の緩傾斜縁５４ａと、この緩傾斜縁５４ａと連なって下方に延びる下側の急傾斜縁５４ｂとによって形成されている。図８に示す左右の各突出部５２，５２の下縁２４，２４の間隔は、第２実施例と同様にＷ２（約６０ｍｍ）である。
【００３７】
これ以外は第２実施例と同等であり、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの詳細な説明を省略する。
【００３８】
第３実施例の下水用減勢管５０によると、各突出部５２に形成されている下部５４は、管路部１２の内方に向う突出量が図６に示す第２実施例の各突出部４２の下部４８よりも大きいので、第２実施例よりも下水の流下エネルギを多く拡散させて減勢することができる。したがって、減勢管５０を第２実施例よりも急勾配にして敷設することができ、このように敷設した場合でも、流速Ｖを或る一定速度（たとえば３ｍ／ｓ）以下に低下させることができる。
【００３９】
これ以外は、第２実施例と同様に製造および敷設することができるし、同様に作用するので、それらの説明を省略する。
【００４０】
ただし、第１実施例では、図２に示すように、管路部１２の底面１２ｂにおいて、突出部２０が形成されていない所定円弧角の範囲（θ３＋θ４）を約３０°としたが、これ以外の角度としてもよい。同様に、第２および第３実施例では、図６等に示すように、管路部１２の底面１２ｂにおいて、突出部４２，５２が形成されていない範囲Ｗ２を水平方向に約６０ｍｍの横幅としたが、これ以外の寸法としてもよい。
【００４１】
そして、第１実施例では、図２に示すように、管路部１２の底面１２ｂに微小突起４４を設けていないが、第２および第３実施例と同様に、管路部１２の底面１２ｂに多数の微小突起４４を設けてもよい。そして、第２および第３実施例では、図６および図８に示すように、底面１２ｂに多数の微小突起４４を設けたが、この微小突起４４を省略してもよい。微小突起４４は、減勢管を敷設するときの勾配等を勘案して必要に応じて設けるとよい。
【００４２】
また、第１〜第３実施例では、図２等に示すように、管路部１２の天井部の内面（上面１２ｃ）に突出部２０，４２，５２を形成していていないが、これに代えて、この上面１２ｃに突出部２０等を形成してもよい。たとえば、突出部２０等を管軸の方向から見たときに、図２に示す円弧角の範囲θ１およびθ２がそれぞれ０°となるように左側および右側の突出部２０等を形成してもよい。なお、第１〜第３実施例において、管路部１２の上面１２ｃに突出部２０等を形成しなかったのは、この減勢管の天井部に管継手を介して取付管を取り付け易くするためであるが、減勢管の用途等に応じて管路部１２の上面１２ｃに突出部２０等を形成してもよい。
【００４３】
さらに、第１〜第３実施例では、突出部２０，４２，５２のピッチＬ３およびＬ４を５００ｍｍとしたが、所望の減勢効果が得られるようにこれ以外の長さにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はこの発明の第１実施例に係る下水用減勢管を示す部分切欠右側面図、（Ｂ）は図１（Ａ）に示す減勢管の平面図である。
【図２】第１実施例の減勢管の図１（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ拡大断面図である。
【図３】図１に示す第１実施例の減勢管に形成されている突出部の斜視図である。
【図４】図３に示す突出部のＡ部分の拡大断面図である。
【図５】図１（Ａ）に示す第１実施例の減勢管を敷設した状態を示す断面図である。
【図６】この発明の第２実施例に係る下水用減勢管を示す拡大断面図である。
【図７】図６の第２実施例に係る減勢管を示す部分切欠右側面図である。
【図８】この発明の第３実施例に係る下水用減勢管を示す拡大断面図である。
【図９】従来の下水の流れを減勢するマンホールを用いた下水管路を示す断面図である。
【図１０】（Ａ）は従来の減勢工を示す横断面図、（Ｂ）は図１０（Ａ）の減勢工を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０，４０，５０　…下水用減勢管
１２　…管路部
１２ｂ　…底面
１２ｃ　…上面
１４　…ゴム輪受口
２０，４２，５２　…突出部
２０ａ，４６ａ，４８ａ　…内縁
２２　…くぼみ
２４　…下縁
３０　…上縁
３６　…急傾斜地
３８　…マンホール
４４　…微小突起
４６　…上部
４８，５４　…下部
５４ａ　…緩傾斜縁
５４ｂ　…急傾斜縁

Claims

底面の所定円弧角の範囲を除いて左右から内方に突出する突出部を形成した、下水用減勢管。
前記底面の所定円弧角の範囲に微小突起を形成した、請求項１記載の下水用減勢管。