JP2007032267A

JP2007032267A - 中央流入雨水用の渦流型の分離装置

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Publication number: JP2007032267A
Application number: JP2006203765A
Authority: JP
Inventors: No Yeon Park; ノヨンパク
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Current assignee: Individual
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2026-07-26
Also published as: JP4284342B2; CN1903445A; US7422683B2; US20070023355A1; KR100549738B1; CN100553787C

Abstract

【課題】雨水の中から粗大固形物と浮遊物及びオイルだけではなく、微細固形物をも同時に分離除去してきれいな処理水を流出可能にする中央流入雨水用の渦流型の分離装置を提供する。
【解決手段】雨水から浮遊物または固形物を分離する中央流入雨水用の渦流型の分離装置において、分離容器１００と、前記分離容器１００の内側に連結板１１１により設けられる導流板１１０と、前記分離容器１００の外部から前記導流板１１０に接続されて雨水を流入させる流入管１２０と、導流板１１０の下部に位置付けられ、固形物を沈殿物貯留槽１４０の底面に導いて沈殿物の再浮上を防ぐ孔付き斜板１３０と、前記連結板１１１の下部の分離容器１００に外側から接続されて雨水を流出させる流出管１５０と、を備えてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、分離容器の内部に円筒状の導流板を設けて、導流板の内部の中央部と、分離容器の内壁と導流板との間の環状部、及び斜板の下部の沈殿物貯留槽の合計で３領域よりなり、中央部と環状部との間の導流板の下部は開口されて、雨水が中央部から下向きの螺旋運動をしながら環状部に移動して上向きの螺旋運動をする過程中に、初期の雨水に含まれていた固形物と浮遊物及びオイルを除去するための中央流入雨水用の渦流型の分離装置に係り、さらに詳しくは、分離容器の内側の中央部に雨水が流入して渦流が形成される導流板と、渦流による遠心力作用、および孔付き斜板の勾配によって渦流の流れが環状部に移動され、その過程で沈殿される粗大固形物及び微細固形物は孔付き斜板の移動孔及び誘導孔を通って固形物が貯留される貯留槽に移動して、雨水に存在するグリットとオイル及びグリースなどの浮遊物質と水中で沈殿される固形物を雨水から分離する中央流入雨水用の渦流型の分離装置に関する。

従来の雨水用の分離装置は、図６に示すように、長方形のコンクリート分離容器内に下方が開口された仕切り壁が設けられ、この仕切り壁により２つの空間に仕切られている。雨水が流入する流入管１が接続されている空間は分離槽１ａであり、且つ、雨水が流出する流出管６が接続されている空間は沈殿槽６ａであって、分離槽１ａにはオイルや浮遊物が主として分離され、沈殿槽６ａの下部には沈殿物が主として分離されて積もる。図６は、従来の雨水用の分離装置の平面図及び側断面図である。
この装置は、流入量及び除去効率に応じて大掛かりなものが設置可能であるが、広い敷地面積を占め、底部に積もる沈殿物を除去することが困難であるという欠点がある。また、多量の雨水が流入する場合には、底部に積もる沈殿物が再浮上して流れ出るという欠点もある。

このような問題点を克服するために講じられた分離装置には、図７から図９に示すように、分離容器７が設けられ、この分離容器７に流入管１が接続されて雨水を流入させる。分離容器７の外壁から内側に向かってディッププレート２が位置付けられ、貯留槽Ｃの上部にベンチングスカート３が位置付けられて固形物Ｂを沈殿物貯留槽Ｃの底面の中心部に向けて導く。

ベンチングスカート３の上部に中央コーン４が位置付けられ、中央コーン４はディッププレート２の内部にある空洞の中央軸８に接続される。ディッププレート２と中央軸８との間に浮遊物蓋体５が位置付けられて内部の環状部の空間を覆い、ディッププレート２の上部の内部の環状部の空間に流出管６が接続される。図７は、従来の雨水用の渦流型の分離装置の雨水の流動を示す切り欠き斜視図であり、図８は、従来の雨水用の渦流型の分離装置の縦断面図であり、そして、図９は、図８におけるIII−III線に沿った横断面図である。

以下では、このような構成を有する分離装置の動作を述べる。図７に示すように、雨水流入槽Ａに流れ込んだ雨水は、流入管１を介して接線方向に分離容器７内に流入し、この流入した雨水は、先ず、ディッププレート２と分離容器７の壁との間に形成される環状部の空間を旋回する。ここで、オイルと浮遊物は水の表面に向かって上方に移動しながら、ディッププレート２と分離容器７との空間に閉じ込まれる。

前記雨水の流れが縦軸に対して回転を続けるに伴い、雨水の流れは次第にディッププレート２の下部に向かって落下し、このとき、雨水内の固形物はベンチングスカート３の中
央に形成されている開口を介して沈殿物貯留槽Ｃに捕集される。

次に、雨水は、狭い螺旋柱を外部の下向きの流れよりも低い流速をもって流れ回りながら、ディッププレート２の下部を通ってディッププレート２と中心軸８との内部の螺旋空間を上向きに流動し、ディッププレート２の上部に接続された流出管６を介して外部に排出される。

このように、雨水は、流入管１を介して分離容器７の内に流入した後、流出管６を介して分離容器７を抜け出る前に、ディッププレート２の外部においては下向きの螺旋運動をし、且つ、ディッププレート２の内部においては上向きの螺旋運動をする。このように、雨水に長い螺旋運動経路を経させることにより、雨水が出口に達するときには、固形物と浮遊物がほとんど除去された状態となる。

ところが、この種の分離装置は、主として粗大固形物を分離するように構成されているため、微細な固形物は正常に分離できないという欠点がある。
すなわち、雨水がディッププレート２の外部に先に流入するために通過流線の延長量が大きく、流線が安定した状態の外部の環状部の空間において沈殿速度が速い粗大固形物は下降しながら分離されるが、ディッププレート２の下端部を分岐点として方向が変わり、中央コーン４に沿ってディッププレートの内部に上昇する。このとき、雨水は、ディッププレート２の内部において二次旋回するが、ディッププレート２の外部における流れよりも流路の方の幅が広くて不均一であるため、ディッププレートの内部領域は通過流線の延長量が小さく、流線が不安定な状態で相対的に短時間にディッププレートの内部において回転しながら流出管６を介して流出するため、結果的に、雨水中に含まれている微細な固形物は正常に沈殿できず、分離容器の外部に流出するという欠点がある。

さらに、分離物除去孔により沈殿貯留物を除去するための１本のマンホール１０に加えて、浮遊物を除去するための１本のマンホール９がさらに要されるため、雨水用の分離装置のメンテナンス及び施工が困難で且つ複雑である。しかも、分離容器を道路の上に設けるに際しては、２本のマンホールを設ける必要があるが故に、車両の通行に支障をきたすという欠点があった。

そして、韓国においては地表面の整備及び掃除ができておらず、降雨時に大きな石や鉄筋などのゴミが流れ込んだ場合には、メンテナンス用の機械装備をもって除去できない場合がある。この場合には、管理者が直接的に分離機の内部に入って手動で処理可能に接近通路が設けられている必要があるが、その構造から接近し難くて内部施設の解体を余儀なくされるなどのメンテナンス上の不都合もあるという欠点があった。

そこで、本発明の目的は、雨水に対し、通過流線の延長量が小さくて相対的に不安定している導流板の内部、中央部においては沈殿し易い粗大沈殿性の固形物を除去できる一方、通過流線の延長量が大きくて流線が安定している導流板の外部、環状部においては微細な固形物を効率よく除去でき、固形物と浮遊物及びオイルを同時に分離して処理できるほか、分離物除去孔を導流板の内部及び移動孔と同一線上に設けて１本の分離物除去孔だけでも浮遊物及び沈殿貯留物が除去可能であることから、施工及びメンテナンスが簡単であって道路の疎通への支障を極力抑えることができ、沈殿物貯留槽への管理者による接近を容易にして、韓国でのように地表面への流出物が様々な場合であっても、除去及びメンテナンスが容易に行える中央流入雨水用の渦流型の分離装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明による中央流入雨水用の渦流型の分離装置は、雨水から浮遊物または固形物を分離する中央流入雨水用の渦流型の分離装置において、分離容器１００と、前記分離容器１００の内側に連結板１１１により設けられる導流板１１０と、前記分離容器１００の外部から前記導流板１１０に接続されて雨水を流入させる流入管１２０と、導流板１１０の下部に位置付けられ、固形物を沈殿物貯留槽１４０の底面に導いて沈殿物の再浮上を防ぐ孔付き斜板１３０と、前記連結板１１１の下部の分離容器１００に外側から接続されて雨水を流出させる流出管１５０と、を備えてなることを特徴とする。

前記流入管１２０は、導流板１１０に接線方向に接続されて、雨水が旋回運動をしながら導流板１１０の内部に流入するようにすることを特徴とする。
前記孔付き斜板１３０は、中央から外側に向かって斜設されて、導流板１１０の内部に流入して下向きの螺旋運動をしていた雨水が導流板１１０の外部に移動するように導くことを特徴とする。

前記孔付き斜板１３０は、中央に移動孔が貫設されて固形物が沈殿物貯留槽１４０に移動し、外側に１以上の誘導孔１３２が貫設されて微細固形物が沈殿物貯留槽１４０に導かれることを特徴とする。

前記導流板の内側の流入管にガイドシュート１２１が設けられて、雨水の流れをガイドすることを特徴とする。

本発明による中央流入雨水用の渦流型の分離装置は、分離容器の内側に設けられた導流板に流入管を接続させ、分離容器に流出管を接続させることにより、旋回半径が小さな流速状態である導流板の内側の中央部において雨水中から粗大固形物と浮遊物及びオイルを分離し、相対的に旋回半径が大きな導流板の外側の環状部において旋回する雨水中から微細な固形物を分離することにより、降雨時の汚染濃度の高い初期の雨水から粗大固形物と浮遊物だけではなく、微細な固形物をも同時に分離して流出することができる。

また、導流板の下部に中央から外側に向かって孔付き斜板を斜設し、孔付き斜板の中央と外側の一部に移動孔と誘導孔をそれぞれ貫設することにより、粗大固形物の貯留を導き、導流板の内部から導流板の外部に向かって流れの遠心力作用と孔付き斜板の勾配により雨水の流れを導きながら、雨水中の微細な固形物が誘導孔により導かれて沈殿物貯留槽に貯留される。浮遊物が浮び上がる位置と固形物が貯留される移動孔が同一線上の１ヶ所だけに位置付けられて、先ず導流板の内側の上部の浮遊物及びオイルが除去され、次に、分離容器の下部の沈殿物貯留槽に貯留されている固形物が除去される。また、分離装置の設置及びメンテナンスに際し、分離容器の内部及び沈殿物貯留槽の下部への管理者の接近を容易にして設置及びメンテナンスを容易に行うことができる。

さらに、駆動部がないことから、動力が不要になり、別途の余材交換などの消耗品が不要になることから、メンテナンスが極めて容易である他、処理範囲が広くて大容量の処理が可能である。また、水頭損失が極めて小さく、汚染物の再進入の現象がない。さらに、設置が簡単であり、道路の疎通への支障を極力抑えられるほか、設計及び現場への適用も容易である。

以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明による中央流入雨水用の渦流型の分離装置の切り欠き斜視図であり、図２は、本発明による中央流入雨水用の渦流型の分離装置の縦断面図である。

図１及び図２に示すように、本発明による中央流入雨水用の渦流型の分離装置は、雨水から浮遊物及び固形物を分離する装置であって、雨水が高い位置から低い位置へ移動する現象を利用して構成されるため、この分離装置は別途の動力が不要になり、且つ、駆動部が別設されない。

先ず、分離容器１００の内部に導流板１１０が位置付けられ、流入管１２０が分離容器１００を貫通して導流板１１０に接続されることにより、雨水が導流板１１０の内部に流入する。導流板１１０の下部に孔付き斜板１３０が位置付けられ、分離容器１００の一側に流出管１５０が接続されて、浮遊物と固形物の分離された雨水処理水が分離容器１００の外部に流出する。

分離容器１００は、内部が空いていて雨水が流入してから、固形物と浮遊物が分離された後に流出するように設けられるが、浮遊物及びオイルは導流板の内部領域の上部の空間に貯留される。

図３は、図２におけるＡ−Ａ線に沿った横断面図である。
図１から図３に示すように、導流板１１０は、分離容器１００の内側に連結板１１１により設けられる。連結板１１１は、導流板１１０と分離容器１００の内壁との間に環状部を形成する。連結板１１１は、分離容器１００の内側に導流板１１０を設ける役割を果たし、また、これは、後述するエアベント１６０の取付け個所となる。さらに、連結板は、雨水が導流板の中央部に流入してから、導流板１１０の外部に越え流れて環状部に流入することを遮断することで、未処理雨水が流出することを防ぐ。

流入管１２０は、分離容器１００の外部から導流板１１０に接続されて導流板１１０の内側の中央部に雨水を流入させる。流入管１２０は、導流板１１０に接線方向に接続されて、雨水が導流板１１０内に流入して渦流を形成しながら下降するようにする。
図４は、図２におけるＢ−Ｂ線に沿った横断面図である。

雨水と共に流入する比較的に大径粒子の粗大固形物は、導流板１１０の下部に位置付けられた孔付き斜板１３０の移動孔１３１を介して沈殿物貯留槽１４０の底面に導かれる。図１及び図２に示すように、沈殿物貯留槽１４０は孔付き斜板１３０の下側の分離容器１００の内側の下部に位置付けられる。

また、孔付き斜板１３０は中央から外側に向かって斜め下方に設けられて、導流板１１０の内部に流入した雨水が導流板１１０の外部に導かれながら、水力学的に上向きの渦流を形成する。孔付き斜板１３０には、中央に貫設されている移動孔１３１を介して固形物が沈殿物貯留槽１４０に移動し、環状部において沈殿された微細固形物は孔付き斜板の外側に貫設されている誘導孔１３２に沿って沈殿物貯留槽１４０に導かれる。

流出管１５０は、図３に示すように、連結板１１１の下部の分離容器１００に外側から接続されて雨水を流出させる。ここで、雨水は、固形物と浮遊物が分離された後、導流板１１０の外部の環状部に移動してきれいに水として処理されている。
一方、連結板１１１の一側の上部にエアベント１６０が設けられて、導流板１１０の外側の環状部に形成されている空気を排気し、導流板の内側の流入管にガイドシュート１２１が設けられて雨水の流れをガイドする。

導流板１１０の上部に分離容器１００が貫通されて分離物除去孔１７０が形成されることにより、沈殿物貯留槽１４０に貯留されている固形物と浮遊物を定期的に確かめてから除去する。このように、本発明の渦流型の分離装置は、別途の消耗品の交換やフィルター
を不要にするのみならず、固形物と浮遊物を除去するための分離物除去孔が浮遊物の分離される導流板の中央部と固形物の貯留される移動孔との同一線上に通路状に形成されて、分離物除去孔を１ヶ所のみ必要とすることから、設置及びメンテナンスが極めて容易になるというメリットを有する。また、メンテナンスの必要があって沈殿物貯留槽に管理者が直接的に接近しなければならない場合、分離装置内の施設物を取り外さなくても接近し易いというメリットを有している。

以下、このような構成を有する本発明による中央流入雨水用の渦流型の分離装置の動作を説明する。
図５は、本発明による中央流入雨水用の渦流型の分離装置の雨水の流動を示す切り欠き斜視図である。

図５に示すように、分離容器１００の外部から流れ込んだ雨水は流入管１２０に沿って導流板１１０の接線方向に流入する。このようにして流入した雨水は、導流板１１０の内部において下向きに螺旋運動を行い続ける。このような螺旋運動中に、水よりも低比重のオイルその他の浮遊物が水面に浮かび上がり、水よりも高比重の粗大固形物は移動孔を介して沈殿物貯留槽１４０に下降する。

次に、下向きの螺旋運動をしていた雨水は、導流板１１０の下端部においてその流れの方向が変わり、導流板１１０の外部に渦流を形成しながら上向きの螺旋運動をする。また、下向きの螺旋運動をしていた雨水が孔付き斜板１３０から遠心力作用により螺旋運動の流れの外部に向かって離脱しようとする現象が起こると共に、孔付き斜板１３０の勾配により外側に導かれて上向きに移動方向が変わり、導流板１１０の外部に上向きの螺旋運動をする。

すなわち、雨水は、分離容器１００の内側と導流板１１０の外部の環状部において渦流を形成しながら、上向きの螺旋運動をする。このような過程中に、微細な固形物が徐々に下降して誘導孔１３２を介して沈殿物貯留槽１４０に貯留される。このとき、微細な固形物は、導流板１１０の内部において通過流線の延長量が小さくて流線が不安定な状態の雨水の流れに呑まれて下向きの螺旋運動中に分離できず、引き回されていた固形物である。導流板１１０の内部への流入中に形成された渦流の速度は、雨水が回転する半径が、導流板１１０の内部の方が導流板１１０の外部よりも小さいために相対的に高速である。

また、導流板１１０の内部においては、雨水が接線方向に下降して通過流線の延長量が小さな状態であり、導流板１１０の外部においては、雨水が上昇するため、導流板１１０の外部と分離容器１００の内壁との間における流体移動の半径が相対的に大きくて通過流線の延長量が大きく、壁面抵抗により流速が低減する。

このため、導流板１１０の内部において微細な固形物は相対的に速い雨水に引き回される。雨水の移動方向が導流板１１０の外部へと変わって上向きの螺旋運動をすると、渦流の速度は導流板１１０の内部において一層遅くなり、微細な固形物が重力により沈殿しながら、雨水は上向きの螺旋運動をする。

しかしながら、導流板１１０の内部における渦流の速度の方が、導流板１１０の外部におけるそれよりも相対的に高速ではあるが、粗大固形物は高比重であるために、微細な固形物よりも沈殿速度が速くて下向きの沈殿が可能である。

要するに、雨水が流入管１２０を介して流入して導流板１１０の内部において急速に下向きの螺旋運動をするときには、初期の雨水の中から粗大固形物と浮遊物及びオイルが分離され、雨水が、その移動方向が変わって導流板１１０の外部において緩やかに上向きの
螺旋運動をするときには、雨水の中から微細な固形物も分離される。

このように、導流板１１０の内部に流れ込んだ雨水中のオイルその他の浮遊物は水面に浮かび上がって分離され、粗大固形物は移動孔を介して沈殿物貯留槽１４０に貯留され、微細な固形物は誘導孔１３２を介して沈殿物貯留槽に貯留される。このようにして分離された雨水は、導流板１１０の外部において上向きの螺旋運動をしてから、流出管１５０を介して分離容器１００の外部に流れ出る。

一方、導流板１１０外部の環状部において雨水の流れ中に生成されて上昇する空気は、環状部の流れをスムーズにするために、エアベント１６０を介して分離容器１００の上部の空間に排気される。導流板１１０の内側の中央部の水面上に浮かび上がった浮遊物と沈殿物貯留槽１４０に貯留される固形物は、定期的なチェックを通じて分離物除去孔１７０を介して除去される。

このように、分離装置は、分流式雨水管に流れ込む初期の雨水を処理可能であり、新開発地区及び団地に適用可能であり、また、道路、橋梁、駐車場、整備所、工場、湖や池地などの流入水の前処理にも適用される。

なお、本発明の特徴及び利点は、添付図面と結び付けて行われる発明の詳細な説明により一層明らかになる。これに先立って、この明細書及び請求の範囲に用いられている用語や単語は、発明者が自分の発明を最良の方法により説明するために用語の概念を適切に定義可能であるという原則に基づいて、本発明の技術的な思想に見合う意味と概念として解釈さるべきである。

以上、本発明の原理を例示するための好適な実施の形態を挙げて本発明を説明及び図示したが、本発明はこのように図示及び説明されたそのままの構成及び作用にのみ限定されるものではない。却って、特許請求の範囲の思想及び範疇を逸脱することなく、本発明に対する多数の変更及び修正が可能であることは当業者にとって理解可能である。よって、これらのあらゆる適切な変更及び修正と均等物も本発明の範疇に属するものとして見なすべきである。

本発明による中央流入雨水用の渦流型の分離装置の切り欠き斜視図。本発明による中央流入雨水用の渦流型の分離装置の縦断面図。図２におけるＡ−Ａ線に沿った横断面図。図２におけるＢ−Ｂ線に沿った横断面図。本発明による中央流入雨水用の渦流型の分離装置の雨水の流動を示す切り欠き斜視図。従来の雨水用の分離装置の平面図及び側断面図。従来の雨水用の渦流型の分離装置の雨水の流動を示す切り欠き斜視図。従来の雨水用の渦流型の分離装置の縦断面図。図８におけるIII−III線に沿った横断面図。

符号の説明

１００分離容器
１１０導流板
１２０流入管
１３０孔付き斜板
１３１移動孔
１３２誘導孔
１４０沈殿物貯留槽
１５０流出管
１６０エアベント
１７０分離物除去孔

Claims

雨水から浮遊物または固形物を分離する中央流入雨水用の渦流型の分離装置において、
分離容器（１００）と、
前記分離容器（１００）の内側に連結板（１１１）により設けられる導流板（１１０）と、
前記分離容器（１００）の外部から前記導流板（１１０）に接続されて雨水を流入させる流入管（１２０）と、
導流板（１１０）の下部に位置付けられ、固形物を沈殿物貯留槽（１４０）の底面に導いて沈殿物の再浮上を防ぐ孔付き斜板（１３０）と、
前記連結板（１１１）の下部の分離容器（１００）に外側から接続されて雨水を流出させる流出管（１５０）と、を備えてなることを特徴とする中央流入雨水用の渦流型の分離装置。
前記流入管（１２０）は、導流板（１１０）に接線方向に接続されて、雨水が旋回運動をしながら導流板（１１０）の内部に流入するようにすることを特徴とする請求項１に記載の中央流入雨水用の渦流型の分離装置。
前記孔付き斜板（１３０）は中央から外側に向かって斜設されて、導流板（１１０）の内部に流入して下向きの螺旋運動をしていた雨水が導流板（１１０）の外部に移動するように導くことを特徴とする請求項１に記載の中央流入雨水用の渦流型の分離装置。
前記孔付き斜板（１３０）は、中央に移動孔が貫設されて固形物が沈殿物貯留槽（１４０）に移動し、外側に１以上の誘導孔（１３２）が貫設されて微細固形物が沈殿物貯留槽（１４０）に導かれることを特徴とする請求項３に記載の中央流入雨水用の渦流型の分離装置。
前記導流板の内側の流入管にガイドシュート（１２１）が設けられて、雨水の流れをガイドすることを特徴とする請求項１に記載の中央流入雨水用の
渦流型の分離装置。