JP2005076382A - 除塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 濾過処理しきれない雨水が放流水路に放流される頻度を少なくすることができる除塵装置を提供する。
【解決手段】 合流式下水道の雨水吐き室２から放流水路３への流入部３ａに設けられた越流堰４上に配置された、越流堰４を越える水中のごみ５を除去するための除塵機６と、該除塵機６を越流堰４に対して昇降する昇降機７とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、合流式下水道の雨水吐き室などから河川などに放流される雨水中のごみを除去する除塵装置に関する。

合流式下水道の雨水吐き室では、雨水流出量のうち、処理場で汚水として扱う下水量以上の雨水を放流水路によって河川などに放流するようにしている。そのため、放流水路への流入部には、処理場への雨水流入量を調整するための越流堰が設けられている。しかし、降雨量が多い時（豪雨時）の雨水吐き室に流入する雨水には、ごみを多く含んでおり、これらが越流堰を越えて河川などへ流れ込むため、利水における障害または放流水域の汚濁につながっていた。

これに対処するため、越流堰上に、越流堰を越える雨水中のごみを除去する除塵装置を設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この除塵装置は、縦方向に櫛歯状のスクリーンと上下方向に往復動する掻き上げレーキとを備える。この除塵装置では、スクリーンが雨水中のごみを補足し、掻き上げレーキがスクリーンに補足されたごみを上部に掻き上げるようになっている。

しかし、この除塵装置では、豪雨時に除塵装置の除塵能力を超えるごみが流入した場合、あるいは、除塵装置が故障（例えば、掻き上げレーキが故障）した場合に、スクリーンがごみで閉塞される。その結果、雨水が放流水路に放出されず雨水吐き室の上流域の水位が上昇する。これにより雨水吐き室の上流域の家屋が浸水する場合がある。そこで、この除塵装置では、除塵装置の高さを低く設定している。

しかし、この除塵装置では、豪雨時に雨水がすぐに除塵装置の上部を越えてしまい雨水とともにごみが河川に頻繁に放流される。そのため、上述した越流堰のみを設ける場合と同様、利水における障害または放流水域の汚濁につながる可能性がある。
特許２９０９７１８号公報（第１図）

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、未濾過処理の雨水が放流水路に放流される頻度を少なくすることができる除塵装置を提供することを目的とする。

本発明装置は、合流式下水道の雨水吐き室から放流水路への流入部に設けられた越流堰上に配置された、越流堰を越える水中のごみを除去するための除塵手段と、該除塵機を越流堰に対して昇降する昇降機とを備えるように構成されている。

この構成によれば、除塵機を昇降させる昇降機を有するので、除塵機がごみで閉塞したときに除塵機を上昇させて越流堰の上端との間から放流水路に雨水を放流することができる。これにより、雨水吐き室の上流域の水位を下げることができる。その結果、従来は、除塵機が閉塞または故障した場合に雨水が雨水吐き室の上流域の水位が上昇し家屋が浸水することを避けることなどを考慮して除塵機の高さを低く設定していたが、本発明装置ではその必要がない。これにより、除塵機の高さを従来に比べて高く設定することができる。すなわち、除塵機の濾過能力を向上させることができる。その結果、未濾過処理の雨水が放流水路に放流される頻度を少なくすることができる。

上記とは別の本発明装置は、合流式下水道の雨水吐き室から放流水路への流入部に設けられた越流堰上に配置された、越流堰を越える水中のごみを除去するための除塵機と、該除塵機の下部に設けられて越流堰の一部を構成する、雨水吐き室から放流水路へ流入する雨水を放流および遮断する放流手段とを備えるように構成されている。このような放流手段としてバルブまたはフラップゲートを用いることができる。

この構成によれば、越流堰に放流手段が設けられているので、上記同様、除塵機がごみで閉塞したときに放流手段が雨水吐き室から放流水路へ流入する雨水を連通して放流水路に放流する。これにより、雨水吐き室の上流域の水位を下げることができる。その結果、上記と同様の理由により、除塵機の濾過能力を向上させることができる。これにより、未濾過処理の雨水が放流水路に放流される頻度を少なくすることができる。また、放流手段としてバルブまたはフラップゲートなどを用いることにより、設備が簡素化することが可能となる。

本発明装置が越流堰の上流側の水位を検出するための水位検出手段をさらに備えており、該水位検出手段から得られた水位情報に基づいて、この水位が予め設定された値を越える場合に、昇降機により除塵機を上昇させて雨水を雨水吐き室から放流水路へ放流する、または、放流手段を開口して雨水を雨水吐き室から放流水路へ放流するように構成されてもよい。

この構成では、水位検出手段から得られた水位情報に基づいて昇降機および放流手段を自動運転させることにより、雨水吐き室から放流水路に雨水を放出することができる。これにより、雨水吐き室の上流域の水位を確実に下げることができる。

本発明によれば、未濾過処理の雨水が放流水路に放流される頻度が少なくすることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態））
図１は本発明の第１の実施形態に係る除塵装置の概略正面図である。図２は、図１のII-II線における概略断面図である。図３は、図１のIII-III線における概略断面図である。

一般に、合流式下水道には、雨水流出量のうち、処理場で汚水として扱う下水量以上の雨水を放流水路によって河川などに放流するための雨水吐き室が設けられている。この雨水吐き室には、処理場への雨水の流入量を調整するための越流堰が設けられている。本実施形態に係る除塵装置は、このような雨水吐き室に適用される。以下、詳細に説明する。

図１〜図３に示すように、除塵装置１は、合流式下水道の雨水吐き室２から放流水路３への流入部３ａに設けられた越流堰４を越える雨水中のごみ５を除去する除塵機６と、この除塵機６を越流堰４に対して上下方向（図１の矢符Ｘ方向）に昇降させる昇降機７とを備える。

図１に示すように、除塵機６は越流堰４上に幅方向全体（図１の左右方向）に亘って設けられている。このような除塵機６として、例えば、公知のレーキ式横型バースクリーンを用いることができる。この除塵機６は、複数本のスクリーンバーを水平方向（図１の左右方向）に略平行に配置したスクリーン６ａと、第１電動機６ｂによって駆動されるレーキ６ｃとを備える。レーキ６ｃはスクリーン６ａの目幅部の裏側から表側に突出する櫛歯状に形成され、レーキ６ｃがスクリーン６ａの左側から目幅部に進入し右側に退出する間にスクリーン６ａで捕集されたごみ５などを掻き落とすようになっている。

図２に示すように、スクリーン６ａは除塵機６の放流水路３側と反対側（雨水流入側）に配置されている。本実施形態では、後述するように除塵機６が除塵する位置（除塵機６が後述のカバ１６の上部に当接する位置）にあるときに後述の案内部６ｄなどにより不可避的に除塵機６の幅方向の両側に空間が形成されるので、この空間を覆うためにスクリーン６ａの幅方向（図２の左右方向）の両側に遮蔽板６ｅがそれぞれ延設されている。この遮蔽板６ｅの端部は、雨水吐き室２の各側壁２ａ近傍まで延びている。これにより、除塵機６が除塵する位置にあるときに、除塵機６の幅方向の両側の空間から放流水路３を経由して河川に雨水中のごみ５が流入することを防ぐことができる。その結果、利水における障害または放流水域の汚濁を防止することができる。

除塵機６の幅方向（図１の左右方向）の両側には、図１および図２に示すように、除塵機６の昇降を案内する案内部６ｄがそれぞれ２つずつ上下に所定距離を隔てて水平に突設されている。これらの案内部６ｄは後述の昇降機７の駆動軸９と従動軸１１とに螺合されている。その結果、駆動軸９を正転または逆転することにより除塵機６が昇降される。

昇降機７は、第２電動機８によって回転される駆動軸９と、駆動軸９によって伝導軸１０を介して回転される従動軸１１とを備える。上述のように駆動軸９が除塵機６の右側の案内部６ｄに螺合し、従動軸１１が除塵機６の左側の案内部６ｄに螺合するように除塵機６の幅方向に所定距離を離隔して配置されている。また、駆動軸９および従動軸１１は越流堰４上に回転可能に立設されている。詳細は後述する。なお、駆動軸９および従動軸１１のねじ部としては、例えば、公知のボールねじを用いることができる。

駆動軸９および従動軸１１の各上下端部はそれぞれ縮径されている。駆動軸９および従動軸１１の各上下縮径部９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂは、上部軸受９ｃ、１１ｃおよび下部軸受９ｄ、１１ｄにそれぞれ回転可能に支持されている。雨水吐き室２の左右壁面２ａの相対向する同じ高さ位置には、各上部軸受９ｃ、１１ｃをそれぞれ支持する断面Ｌ字状の上部支持部材１２ａ、１２ｂが取り付けられている。さらに詳細には、各上部支持部材１２ａ、１２ｂの一辺は左右壁面２ａに沿うように取り付けられており、他辺は左右壁面２ａから内側に略水平にそれぞれ延びている。各上部支持部材１２ａ、１２ｂの他辺の下部に各上部軸受９ｃ、１１ｃが取り付けられている。さらに駆動軸９側（右側）の上部支持部材１２ａの他辺の上部には、出力端を下方に向けて第２電動機８が設置されている。第２電動機８の出力端と駆動軸９の上端が連結されている。第２電動機８は、除塵機６を昇降させるために正転および逆転可能に構成されている。このような第２電動機８として、例えば、サーボモータまたはステッピングモータなど公知のモータを採用することができる。

また、越流堰４上には、各下部軸受９ｄ、１１ｄをそれぞれ支持する断面Ｌ字状の下部支持部材１３ａ、１３ｂが設けられている。さらに詳細には、下部支持部材１３ａ、１３ｂは、越流堰４上に駆動軸９と従動軸１１との離間距離と同じ距離を離間して取り付けられている。各下部支持部材１３ａ、１３ｂの一辺は越流堰４の上面に沿うように配置されており、他辺は駆動軸９および従動軸１１に対して内側に直立して対向配置されている。

伝導軸１０は左右方向に略水平に配置されており、駆動軸９および従動軸１１同様、両端部が縮径されている。伝導軸１０の各縮径部１０ａ、１０ａは、軸受１０ｂ、１０ｂに回転可能に支持されている。この軸受１０ｂ、１０ｂは、図１に示すように、下部支持部材１３ａ、１３ｂの相対向する直立部分にそれぞれ取り付けられている。

駆動軸９および従動軸１１の下縮径部９ｂ、１１ｂには第１はすば歯車１４、１４がそれぞれ外嵌されており、伝導軸１０の左右両側の縮径部１０ａ、１０ａには第１はすば歯車１４、１４に噛み合う第２はすば歯車１５、１５が外嵌されている。これにより、駆動軸９の回転が伝導軸１０を介して従動軸１１に伝達される。しかも、従動軸１１は駆動軸９の回転に同期して正転および逆転する。

第１はすば歯車１４、１４、第２はすば歯車１５、１５、および伝導軸１０は、断面コ字状のカバ１６に覆われている。このカバ１６は開口部を越流堰４に向けて越流堰４の幅方向全体に亘って設けられている。カバ１６の上部は略平坦に形成されており、上述した除塵機６が除塵する位置で除塵機６の下部と当接するようになっている。これにより、除塵機６が除塵するときに、雨水とともにごみ５がカバ１６と除塵機６との間から放流水路３に流出することを防止している。なお、このカバ１６が越流堰４の一部を構成する。従って、このカバ１６を越える雨水が除塵機６により除塵される。

図３に示すように、雨水吐き室２の除塵装置１の上流側（放流水路３と反対側）の壁面には、雨水吐き室２に流入する雨水の水位を検出する水位計（水位検出手段）１７が取り付けられている。水位計１７は検出部１７ａと発信器１７ｂとを備えており、これらは電気的に接続されている。この発信器１７ｂは、図示されていないが除塵装置１を制御する制御装置に電気的に接続されている。そして、水位計１７で検出された水位情報に基づいて昇降機７が駆動され除塵機６が昇降されるようになっている。

以上のように構成される除塵装置１は以下の作用・効果を奏する。図１および図３に示すように、水位計１７の水位が符号Ｌ１以下のとき、除塵機６はカバ１６の上部に載置された状態にある。このとき、雨水吐き室２に流入水路２ｂを通って流入する雨水は、除塵機６のスクリーン６ａを通して放流水路３に流出することなく流出水路２ｃを通って上記処理場に流出する。

降雨量が多くなり水位計１７の水位が符号Ｌ１〜Ｌ２の間にあるとき、上記と同様に除塵機６はカバ１６に載置された状態にある。この場合、雨水はスクリーン６ａを通して放流水路３に放流される。同時に、雨水中のごみ５がスクリーン６ａに補足される。

さらに、降雨量が多くなり水位計１７の水位が符号Ｌ２を越える場合、水位計７から得られた水位情報に基づいて昇降機７の第２電動機８が正転される。これにより駆動軸９が正転され従動軸１１も伝導軸１０を介して正転される。そして、除塵機６は、駆動軸９および従動軸１１に螺合される除塵機６の案内部６ｄによって図１の２点鎖線で示す位置まで上昇する。これにより、除塵機６とカバ１６との間に開口が形成され、この開口から放流水路３に雨水が放流される。その結果、雨水吐き室２の上流域の水位を下げることが可能となる。その結果、従来は、除塵機が閉塞または故障した場合に雨水が雨水吐き室の上流域の水位が上昇して家屋などが浸水することを避けるために除塵機の高さを低く設定していたが、本実施形態に係る除塵機６ではその必要がなくなる。これにより、除塵機６のスクリーン６ａの高さを高くする、すなわち濾過面積を増加させることができ、除塵装置１の濾過能力を向上させることが可能になる。その結果、雨水が放流水路に放流される頻度を少なくすることができる。

また、本実施形態に係る除塵装置１では、除塵機６のスクリーン６ａが閉塞して水位計１７の水位が符号Ｌ２を越える場合にも、昇降機７が同様に作動して除塵機６が上昇するようになっている。

降雨量が少なくなり水位計１７の水位がＬ２を下回る場合には、水位計７から得られた水位情報に基づいて昇降機７の第２電動機８が逆転される。その結果、駆動軸９が逆転され従動軸１１も伝導軸１０を介して逆転される。これにより、除塵機６は元の位置まで下降する。
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る除塵装置の概略正面図である。図５は、図４のV-V線における概略断面図である。

第２の実施形態に係る除塵装置は、第１の実施形態に対して、除塵機を昇降させる代わりに越流堰にフラップゲート（放流手段）を備えることにより雨水吐き室から放流水路へ雨水を放流する点が主に相違する。従って、第１の実施形態と同等の部品には、同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

図４および図５に示すように、除塵装置２０は、雨水吐き室２から放流水路３へ流入する雨水を放流および遮断するフラップゲート２１と、このフラップゲート２１を越える水中のごみ５を除去するための除塵機６とを備える。

フラップゲート２１は、雨水吐き室２の床面に幅方向（図３の左右方向）全体に亘って立設された支持部２２上に設置されている。このフラップゲート２１および支持部２２が越流堰４を構成する。

フラップゲート２１は、中央に雨水を放流するための貫通孔２３ａを有する枠体２３と、この貫通孔２３ａを塞いだり開放して雨水を放流および遮断する蓋体２４と、この蓋体２４を貫通孔２３ａを塞ぐ位置に固定したりその固定を解除するストッパ２５とを備える。

枠体２３は箱状に形成されており、支持部２２上に幅方向（図４の左右方向）全体に亘って配設されている。この枠体２３の放流水路３側の上部には、蓋体２４を回転可能に支持するためのヒンジ継手３０が取り付けられている。このヒンジ継手３０は、図４に示すように、枠体２３の幅方向に所定距離を離隔して３つ配置されている。なお、ヒンジ継手３０の個数は、蓋体２４の形状、重量などに応じて適宜設定される。また、枠体２３の貫通孔２３ａの面積は、放流水路３への放流量に応じて適宜設定される。

蓋体２４は長板状に形成されており、蓋体２４の上部が上記ヒンジ継手３０に連結されている。これにより、蓋体２４はヒンジ継手３０を中心として放流水路３側（図５の矢符Ｒ１方向）に回動する。

ストッパ２５は、蓋体２４を押圧する押圧板２６と、押圧板２６を矢符Ｒ２方向に回動させる第３電動機２７とを備える。

第３電動機２７は、上記支持部２２の幅方向の中央部の放流水路３側に設けられた凹部２８内に設置されている。第３電動機２７の出力軸２７ａは放流水路３側に突出しており、出力軸２７ａの端部に押圧板２６が取り付けられている。

この押圧板２６は長楕円状をなしており、第３電動機２７の出力軸２７ａに対して偏心して取り付けられている。押圧板２６は、第３電動機２７により出力軸２７ａの軸心を中心として回動（正転）され先端が鉛直上方に向いたときに蓋体２４の放流水路３側の下部を押圧し、逆方向に回動（逆転）され先端が水平方向に向いたときに蓋体２４の押圧を解除するようになっている。なお、押圧板２６の旋回の始点位置および終点位置は、押圧板２６が蓋体２４の放流水路３側の下部を押圧したり押圧を解除したりすることができる位置であれば、特に上記に限定するものではない。以上のように押圧板２６が回動（正転および逆転）されるので、第３電動機２７としては、所定角度正転および逆転可能なステッピングモータまたはサーボモータなどを用いることが望ましい。

図５に示すように、雨水吐き室２の除塵装置２０の上流側（放流水路３と反対側）の壁面には、雨水吐き室２に流入する雨水の水位をする水位計（水位検出手段）２９が取り付けられている。水位計２９は検出部２９ａと発信器２９ｂとを備えており、これらは電気的に接続されている。この発信器２９ｂは、図示されていないが除塵装置２０を制御する制御装置に電気的に接続されている。そして、水位計２９で検出された水位情報に基づいてストッパ２５が作動されて蓋体２４を貫通孔２３ａを塞ぐ位置に固定したりその固定を解除するようになっている。

以上のように構成される除塵装置２０は以下の作用・効果を奏する。図４および図５に示すように、水位計２９の水位が符号Ｌ３であるとき、除塵機６が駆動されスクリーン６ａで補足されたごみ５がレーキ６ｃにより掻き落とされる。水位計２９の水位が低下して符号Ｌ４になったとき、除塵機６の駆動が停止される。このとき、フラップゲート２１は閉じられている。すなわち、蓋体２４は枠体２３の貫通孔２３ａを塞いでおり、押圧板２６により放流水路３側から押圧されている。

降雨量が多くなり水位計２９の水位が符号Ｌ４〜Ｌ５の間にあるとき、雨水はスクリーン６ａを通して放流水路３に放流される。同時に、雨水中のごみ５がスクリーン６ａに補足される。このときも上記同様フラップゲート２１は閉じられたままである。

さらに降雨量が多くなり水位計２９の水位が符号Ｌ５を越えたとき、フラップゲート２１は開放され、雨水吐き室２から放流水路３に雨水が放流される。具体的には、第３電動機２７により押圧板２は先端が水平方向に向くように回動される。これにより、蓋体２４の押圧板２６による押圧が解除される。すると、蓋体２４の放流水路２４側と反対側に作用する水圧により、蓋体２４がヒンジ継手３０を中心として放流水路３側に旋回する。その結果、雨水は雨水吐き室２から放流水路３に放流される。これにより、雨水吐き室２の上流域の水位を下げることができる。その結果、第１の実施形態と同様の理由により、除塵機６の濾過面積を増加させることができ、除塵装置２０の濾過能力を向上させることが可能となる。これにより、雨水が放流水路に放流される頻度を少なくすることができる。

また、本実施形態に係る除塵装置２０は、除塵機６のスクリーン６ａが閉塞して水位計２９の水位が符号Ｌ５を越える場合にも、フラップゲート２１を開放することができる。

降雨量が少なくなり水位計２９の水位が符号Ｌ６まで低下したとき、蓋体２４は自重により元の位置に戻り枠体２３の放流水路３側に当接する。このとき、押圧板２６は、第３電動機２７により鉛直上方に向くように旋回され蓋体２４の放流水路３側の下部を押圧する。これにより、フラップゲート２１は閉じられる。

ここでは、雨水を雨水吐き室２から放流水路３へ放流する放流手段としてフラップゲート２１を用いているが、これに代えてバルブを用いることもできる。この構成では、バルブの開度を適宜調整することにより、放流水路３への放流水量を簡単に調整することができる。このようなバルブとして、例えば、公知のゲート弁、バタフライ弁、ボール弁を用いることができる。

なお、上述した第１および第２実施形態は一例であり、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、第１および第２実施形態に係る除塵装置は、分流式下水道の雨水管渠から雨水貯留池への流入部に設けられる越流堰に適用することも可能である。

本発明の第１の実施形態に係る除塵装置の概略正面図である。 図１のII-II線における概略断面図である。 図１のIII-III線における概略断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る除塵装置の概略正面図である。 図３のV-V線における概略断面図である。

符号の説明

１…除塵装置
２…雨水吐き室
３…放流水路
３ａ…流入部
４…越流堰
５…ごみ
６…除塵機
７…昇降機

Claims (5)

1. 合流式下水道の雨水吐き室から放流水路への流入部に設けられた越流堰上に配置された、越流堰を越える水中のごみを除去するための除塵機と、
   該除塵手段を上記越流堰に対して昇降する昇降機とを備えた、除塵装置。
2. 合流式下水道の雨水吐き室から放流水路への流入部に設けられた越流堰上に配置された、越流堰を越える水中のごみを除去するための除塵機と、
   該除塵手段の下部に設けられて上記越流堰の一部を構成する、雨水吐き室から放流水路へ流入する雨水を放流および遮断する放流手段とを備えた、除塵装置。
3. 上記放流手段がバルブまたはフラップゲートである、請求項２記載の除塵装置。
4. 上記越流堰の上流側の水位を検出するための水位検出手段をさらに備えており、
   該水位検出手段から得られた水位情報に基づいて、この水位が予め設定された値を越える場合に、上記昇降機により上記除塵手段を上昇させて雨水を雨水吐き室から放流水路へ放流するように構成された、請求項１記載の除塵装置。
5. 上記越流堰の上流側の水位を検出するための水位検出手段をさらに備えており、
   該水位検出手段から得られた水位情報に基づいて、この水位が予め設定された値を越える場合に、上記放流手段を開口して雨水を雨水吐き室から放流水路へ放流するように構成された、請求項２記載の除塵装置。
   
   

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