JP4104492B2

JP4104492B2 - 減勢工

Info

Publication number: JP4104492B2
Application number: JP2003158342A
Authority: JP
Inventors: 義一伊藤; 茂雄竹村
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2003-06-03
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2023-06-03
Also published as: JP2004360256A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、傾斜地に配管された下水管（傾斜配管）などの管渠から放流される高速水流を減勢するのに用いられる減勢工（減勢装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
傾斜地に配管された下水管などから放流される汚水は高速であるため、そのまま放流すると、公共管やポンプ塔などの施設を損傷するおそれがある。このため高速水流のエネルギを減勢する設備を設ける必要がある。
【０００３】
高速水流の放流水脈を減勢する設備として減勢工が知られている。減勢工としては、減勢槽の内部にシルや堰などを設け、傾斜下水管などの管渠から減勢層内に流出する水流の運動エネルギを跳水現象により減勢させる跳水型の減勢工がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３２３５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、跳水型あるいは他の構造の減勢工においては、減勢槽内への下水（汚水・雨水）の流入量が高流量である場合、十分な減勢効果を得るには減勢槽内のスペースを大きくとる必要があり、このため、減勢工全体の規模が大きくなってしまい、マンホール内に減勢工を設置できなくなる場合がある。
【０００６】
また、従来の減勢工においては、減勢槽内の底面に汚泥物等が堆積する可能性がある。減勢槽内において汚泥物等が堆積しても、減勢槽内への下水（汚水・雨水）の流入量が大流量のときに、堆積汚泥物等が槽外に流し出されるので問題はないが、流入量が小流量であるときには、十分な流速（汚泥物等に対する掃流力）が得られないため、堆積汚泥物等が残留するという問題もある。
【０００７】
本発明はそのような問題点を解決するためになされたもので、小規模で高い減勢効果を得ることが可能であり、また、減勢槽内への下水等の流入量が小流量であっても、減勢槽底面に堆積した汚泥物等を流し出すことが可能な掃流力を確保できる構造の減勢工の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の減勢工は、下水管などの管渠から放流される高速水流を減勢するのに用いられる減勢工であって、流入口及び流出口が形成された減勢槽を備え、その減勢槽の内部に前記流入口から流入した水の流れを減勢するための減勢壁が配置されているとともに、前記減勢壁は、前記流入口の上部位置から減勢槽内に向けて延びる上部壁と、その上部壁先端から下方に延びる縦壁と、この縦壁下端から前記流入口側に向けて斜め下方に傾斜する傾斜面を有し、その傾斜面の少なくとも一部が前記流入口に対向し、かつ前記減勢槽の底面との間に空間が形成されるように配置されていることによって特徴づけられる。
【０００９】
本発明の減勢工において、流入口から減勢槽内に流入する下水（雨水等）の水流は、流入口に対向して配置された傾斜面に当たって上向きの流れ（跳水）となり、これにより減勢壁の上部壁及び縦壁によって囲われる領域に渦流が発生して流入水の運動エネルギが減勢される。そして、運動エネルギが減勢された流入水は、減勢壁の下方部を通過して流出口側に流れ、その流出口の手前で上向きの流れ（跳水）となって運動エネルギが更に減勢される。
【００１０】
このように、本発明の減勢工では、減勢壁にて囲われる領域と流出口側領域の２つの領域で跳水を発生させているので、高い減勢効果を得ることができる。従って、マンホール内に設置可能な大きさの減勢工であっても、高流量（高流速）の雨水等を十分に減勢することができる。
【００１１】
本発明の減勢工において、減勢槽の流出口に接続される流出管の管底を減勢槽の底面よりも高い位置に配置し、さらに流入口に接続される流入管の管底を流出管の管底よりも高くするという構成を採用すれば、小流量時における落差つまり流入管の管底から貯溜水レベル（流出管の管底レベル）までの落差を大きくすることができる。これにより、貯溜水への突入流速が大きくなり、十分な掃流力を確保することができる。
【００１２】
本発明の減勢工において、減勢壁の傾斜面に、流入口側に向けて突出する凸面、例えば三角柱形状の凸面（山形凸面）または三角錐形状の凸面などを形成しておけば、流入口から流入した水の流れが分散されるので、減勢効果をより一層高めることができる。
【００１３】
本発明の減勢工において、減勢槽の流出口に接続される流出管には、流出口に対応する口径の流出管路と、この流出管路よりも口径が大きい拡大管路とを有する段付きの流出管を用いることが好ましい。このような段付きの流出管を用いると次のような効果を達成できる。
【００１４】
まず、流出口の口径は、計画流量に対して（満管になるように）少し小さ目にしてある。これは、減勢槽内の上位上昇を計画的に行い、より減勢効果を得るものであるが、必要以上の抵抗があると、減勢槽内の水位上昇が大きくなりオーバーフローするという問題が生じることがある。これに対して、計画流量に余裕をもたせた段付きの流出管を用いると、下流側の拡大管路内の上部に空間が存在することにより、必要以上の抵抗を生じさせることはない。
【００１５】
また、このような段付きの流出管を用いる場合、流出管内の上部と減勢槽内の上部とを連通する排気通路（例えば排気管）を設けておけば、流出管の拡大管路の水位が上昇することがなくなり、拡大管路が満管となることを防止できる。
【００１６】
なお、本発明の減勢工は、下水用のマンホールに限られることなく、高速水流を放流する各種配管・管渠に設置のマンホール、あるいは高速水流を放流する他の施設にも適用可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１及び図２はそれぞれ本発明の実施形態の中央縦断面図及び平面図である。図３は図１のＸ−Ｘ断面図である。
【００１９】
この例の減勢工は、傾斜地に配管された下水管（傾斜配管）の下流側に敷設のマンホールに減勢機能を持たせるための装置であって、減勢槽１とその内部に配置された減勢壁２を備えている。
【００２０】
減勢槽１は、例えばＦＲＰ製で表面（流水表面）にＰＥシート（図示せず）が貼着されている。減勢槽１には流入口１１及び流出口１２が設けられている。減勢槽１の底部の隅部は全周にわたって傾斜面１０Ａが形成されており、流出口１２の下方部も傾斜面１０Ａとなっている。
【００２１】
流入口１１は、減勢槽１の高さ方向の中央付近に配置されている。流出口１２の底面（流出管１０２の管底）は、減勢槽１の底面１０よりも高い位置に配置されている。
【００２２】
これら流入口１１、流出口１２及び減勢槽１の底面１０の位置関係は、減勢槽１の底面１０に対する流出口１２の底面（流出管１０２の管底）の高さが、例えば５０〜２００ｍｍであり、流出口１２の底面（流出管１０２の管底）に対する流入管１０１の底面（流入管１０１の管底）の高さ（小流量時の落差）が、例えば５００〜８５０ｍｍである。
【００２３】
なお、減勢槽１は、ＦＲＰ等の樹脂製に限られることなく、コンクリート製であってもよい。
【００２４】
減勢壁２は、流入口１１の前方側（下流側）の領域を囲うように配置された部材であり、その全体が減勢槽１の壁体に支持されている。
【００２５】
減勢壁２は、流入口１１の上方位置から減勢槽１内に略水平に延びる上部壁２１と、上部壁２１の先端から下方に垂下する縦壁２２と、縦壁２２の下端から流入口１１側に向けて斜め下方に傾斜する傾斜壁２３と、傾斜壁２３の下端から垂下する垂下壁２４とが一体形成されており、その傾斜壁２１の傾斜面２３Ａが流入口１１に対面している。また、減勢壁２の垂下壁２４の下端と減勢槽１の底面１０との間には流入水通過用の空間が形成されている。なお、減勢壁２は、減勢槽１と同様に、例えばＦＲＰ製で表面（流水表面）にＰＥシート（図示せず）が貼着されている。
【００２６】
ここで、減勢壁２の垂下壁２４の下端は、後述するような跳水現象を発生させるために、流出口１２の頂部（流出管１０２の管内頂部）よりも低い配置とする必要がある。また、垂下壁２４の下端位置の下限は、流出口１２の底面（流出管１０２の管底）よりも高い位置とする必要がある。これは、垂下壁２４の下端が流出口１２の底面と同じかもしくは低い位置にあると、小流量時において、流入水に浮遊している発泡スチロール等の浮遊物が垂下壁２４の下端に引っ掛かって減勢槽１内に溜まるという不具合が発生するので、これを回避するために、垂下壁２４の下端を流出口１２の底面よりも高い位置に配置して、垂下壁２４の下端と水面との間に隙間（浮遊物通過用）が形成されるようにする。なお、垂下壁２４の下端の流出口１２の底面に対する高さは、例えば１００ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００２７】
以上の構造の減勢工は、図１に示すように、マンホール（図示せず）内の底部に設置され、減勢槽１の流入口１１に流入管（下水上流管）１０１が接続され、流出口１２に流出管（下水下流管）１０２が接続される。
【００２８】
流入管１０１には、減勢槽１の流入口１１に向けて水平に延びる水平管路１１１が形成されている。
【００２９】
流出管１０２には、減勢槽１の流入口１１に対応する口径（下流の計画流量に相当する口径）の流出管路１２１と、この流出管路１２１よりも口径が大きい拡大管路１２２とが形成された段付きの流出管が用いられる。この段付きの流出管１０２の流出管路１２１の管底面と拡大管路１２２の管底面は互いに一致しており、従って拡大管路１２２の管内頂部は、流出管路１２１の管内頂部に対して口径差（内径差）に相当する分だけ高くなっている。
【００３０】
また、流出管１０２には排気管１０３が接続されている。その排気管１０３の一端は減勢槽１内の上部に連通し、他端が流出管１０２の拡大管路１２２内の上部に連通している。
【００３１】
そして、本実施形態では、図１の設置状態において、流入口１１から減勢槽１内に流入する下水（雨水等）が大流量や中流量である場合、図４に示すように、流入水の流れが、流入口１１に対向して配置された傾斜面２３Ａに当たって上向きの流れ（跳水）となり、減勢壁２の上部壁２１及び縦壁２２によって囲われる領域１Ａに渦流が形成されるので、領域１Ａ内において流入水の運動エネルギが減勢される。そして、運動エネルギが減勢された流入水は、減勢壁２の下部（垂下壁２４の下端と減勢槽１の底面１０との間）を通過して流出口１２側の領域１Ｂに流れ込み、図４の矢印で示すように、流出口１２の手前で上向きの流れ（跳水）となって運動エネルギが更に減勢された後、流出口１２から流出管１０２に流出する。
【００３２】
このように、本実施形態では、減勢壁２によって囲われる領域１Ａと流出口側の領域１Ｂの２つの領域で跳水を発生させているので高い減勢効果を得ることができ、例えば、従来の減勢工と比較して、規模（設置スペース等）が同じであるとすれば、減勢槽１への雨水等の流入量を約５倍程度にまで高めることが可能である。
【００３３】
さらに、本実施形態では、減勢壁２に形成した傾斜壁２３（傾斜面２３Ａ）によって、減勢壁２の下部側の流路が絞られているので、減勢壁２の内側領域（流入口１１側の領域）において跳水が瞬時に発生するようになる。これにより、減勢壁２の内面に、下水に含まれる石・砂などが直接当たることがなく、跳水部において運動エネルギが低減された状態で当たるので、石・砂などの衝撃力を緩和することができ、減勢壁２などの損傷を防ぐことができる。
【００３４】
なお、減勢槽１内への流入水量が大流量や中流量である場合、減勢槽１内での流速が十分に速いので、減勢槽１の底部に堆積している汚泥物等を流出口１２から下流側に流し出すことができる。
【００３５】
一方、減勢槽１内への流入水量が小流量である場合、図５に示すように、流入口１１から減勢槽１内に流入した下水は自然落下して減勢槽１内の貯溜水（液面が流出口１２の底面レベル）に突入し、減勢槽１の底面１０に沿って流れる。このとき、減勢槽１の流入口１１から貯溜水の液面レベルまでの落差が大きいので、減勢槽１内での流速を、汚泥物等に対する掃流力を得ることが可能な流速（例えば０．３ｍ／ｓ以上）を確保することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、減勢槽１の流出口１２に、流出管路１２１と拡大管路１２２からなる段付きの流出管１０２を接続しているので、図４に示すように、計画流量に対して流出管路１２１が満管状態となっても、拡大管路１２２内上部に空間の存在する余裕がある流れとなるので、必要以上の抵抗とはならず、減勢槽１内の水位上昇によるオーバーフローが発生することを防止できる。
【００３７】
さらに、流出管１０２の拡大管路１２２内の上部に連通する排気管１０３を設けているので、流出管１０２の拡大管路１２２の水位が上昇することがなく、拡大管路１２２が満管となることを防止できる。
【００３８】
なお、以上の実施形態では、減勢壁２の傾斜面２３Ａ（跳水発生用の傾斜面）をフラットな面としているが、その面形状は特に限定されず、例えば、三角柱形状の凸面（山形凸面）、三角錐形状の凸面、円錐形状の凸面または円柱形状の凸面を一部もしくは全体に形成しておいてもよい。このような形状の傾斜面を採用すれば、流入口から流入した水の流れが分散されるので、減勢効果をより一層高めることができる。
【００３９】
なお、以上の実施形態では、減勢槽１の流出口１２を減勢壁２（流入口１１）と対向する位置に設けているが、これに限られることなく、例えば図６に示すように、流出口１２を減勢槽１の側部に設けて、減勢槽１内への流入方向に対して直交する方向に流出するようにしてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の減勢工によれば、流入口及び流出口が形成された減勢槽を備え、その減勢槽の内部に前記流入口から流入した水の流れを減勢するための減勢壁を配置するとともに、その減勢壁に、流入口の前方領域の上方部を覆う上部壁と、その上部壁先端から下方に延びる縦壁と、この縦壁下端から流入口側に向けて斜め下方に傾斜する傾斜面を形成し、その傾斜面の少なくとも一部が流入口に対向するように配置しているので、減勢壁に囲われる領域と流出口側領域の２つの領域で跳水を発生させることができ、高い減勢効果を得ることができる。従って、小規模で非常に高い減勢効果を得ることが可能となり、マンホール内に設置可能な大きさの減勢工であっても、高流量（高流速）の雨水等を十分に減勢することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の中央縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態の平面図である。
【図３】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図４】本発明の実施形態の作用説明図である。
【図５】本発明の実施形態の作用説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態の平面図である。
【符号の説明】
１減勢槽
１０底面
１１流入口
１２流出口
２減勢壁
２１上部壁
２２縦壁
２３傾斜壁
２３Ａ傾斜面
２４垂下壁
１０１流入管
１１１水平管路
１０２流出管
１２１流出管路
１２２拡大管路
１０３排気管

Claims

下水管などの管渠から放流される高速水流を減勢するのに用いられる減勢工であって、流入口及び流出口が形成された減勢槽を備え、その減勢槽の内部に前記流入口から流入した水の流れを減勢するための減勢壁が配置されているとともに、前記減勢壁は、前記流入口の上部位置から減勢槽内に向けて延びる上部壁と、その上部壁先端から下方に延びる縦壁と、この縦壁下端から前記流入口側に向けて斜め下方に傾斜する傾斜面を有し、その傾斜面の少なくとも一部が前記流入口に対向し、かつ前記減勢槽の底面との間に空間が形成されるように配置されていることを特徴とする減勢工。
前記減勢槽の流出口に接続される流出管の管底が減勢槽の底面よりも高い位置に配置され、かつ前記減勢槽の流入口に接続される流入管の管底が流出口に接続される流出管の管底よりも高い位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の減勢工。
前記減勢壁の傾斜面は、流入口側に向けて突出する凸面を有することを特徴とする請求項１または２記載の減勢工。
前記減勢槽の流出口に接続される流出管として、流出口に対応する口径の流出管路と、この流出管路よりも口径が大きい拡大管路とを有する段付きの流出管が用いられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の減勢工。
前記減勢槽内の上部と、流出口に接続される前記流出管内の上部とを連通する排気通路が設けられていることを特徴とする請求項４記載の減勢工。