JP4700789B2 - 腐敗廃棄物処理システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、地下埋設場所において液体および他の下水汚物を含むタンクを使用する腐敗廃棄物の処理に関連する。
【０００２】
【従来の技術】
下水汚物を処理するための浄化槽については長年知られており、これら浄化槽は、コンクリート、ガラス繊維強化樹脂材料および回転成形プラスティックから一般に製造される。コンクリート浄化槽の例が、ミラー（Miller）の米国特許第１，７１５，４６６号およびファイフ（Fife）の米国特許第５，５４４，４６０号に開示されている。ガラス繊維強化浄化槽の例が、オレクコ（Olecko）の米国特許第３，４２６，９０３号に開示されている。近年、主としてその重量、コストおよび簡便性を理由に、成形浄化槽が普及している。成形により製造した浄化槽の例が、マッケンジー（McKenzie）他の米国特許第４，９６１，６７０号に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の廃棄物処理システムでは、浄化槽を使って複数工程のプロセスにより廃棄物を処理し、処理の間廃棄物を保持する。しかしながら、従来の浄化槽は、品質に問題があり、表土や腐食に耐えるよう最適に設計されていない。廃棄物の流れによる腐食作用によって、従来技術の浄化槽の平均寿命は制限されている。日本の日立化成（株）（Hitachi Chemical Co.）は、この問題を認識しており、耐腐食性が高い熱硬化性材料で製作した浄化槽を開発した。しかしながら、当初、浄化槽に既存の熱硬化性材料を使用したところ、浄化槽を既存の浄化槽の設計に成形する上で技術的課題が生じた。
【０００４】
RUTENEポリマーと呼ばれる新種の熱硬化性材料がポリジシクロペンタジエン（PDCPD）をベースに最近開発された。これらの新たなポリマーは、浄化槽を成形するために熱硬化性材料を使用する場合に生じる問題の多くを解決し、かつ顕著な耐腐食性および優れた衝撃弾性を有している。本出願の譲受人であるオズボーン・インダストリーズ社（Osborne Industries, Inc.）は、世界的に数少ないこれらのポリマーの実施権を有する企業のうちの１社である。これらのポリマーは、熱可塑性ポリオレフィンと類似する特性を備える。既存の浄化槽の設計は、RUTENEポリマーのための好ましい成形方法と両立しない。
【０００５】
【発明の目的】
本発明の主たる目的は、以下のような廃棄物処理システムを提供することである。すなわち、該システムは、浄化槽システムの区画を構成する複数の成形タンクを使用し、様々な態様に構成できる多用途の設計を有し、いくつかの基本部品しか必要としないので在庫の要件を最小限に抑えることができ、入れ子になった構成で設置場所まで部品で運ぶことができ、個々の部品の重量が低いので取り扱いおよび組立てが容易で、漏れがない設計で、表土の重量および応力を最小にすると共に、該応力を概ね円錐形の頂部で分散させ、埋め戻し作業の際に側方圧力に抗し、システムの強度を減じることなく自動的かつ安価に坑道を提供し、最先端を行く技術のポリジシクロペンタジエン熱硬化性ポリマー材料を用いて製作することができ、かつ経済的に製造され、効率的に使用され、寿命が長くて特に提案された用途によく適合する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本出願の浄化槽構造は、第１および第２の下部タンク部材と、下部タンク部材のそれぞれの上端上に支持されかつ同上端にシールを形成するようにされているカバー部材とを有する。下部タンク部材は、各々、閉じた下端、開いた上端および下端と上端の間に延在する側壁を有して廃棄物質を受けるための容器を形成する。下部タンク部材の各々の上端は、第１および第２のタンク部材が並べて置かれた際に、両方のタンクの上端が合わさって完全な長円形を規定するように、長円の半分を規定する。タンク部材はそれぞれ実質的に垂直な面に延び、浄化槽構造が組立てられた時に並んで配設されるそれぞれの平坦側面を有する。
【０００７】
カバー部材は、下部周縁部、マンホール開口および下部周縁部とマンホール開口との間に延びる急峻な傾斜の壁部を有する。カバー部材の下部周縁部は、組立てられたタンク部材の上端により規定される長円に対応する長円形を有する。カバー部材の下部周縁部上のチャネル型構成は、カバー部材とタンク部材との間のシールを補強する。
【０００８】
下部タンク部材の側壁は、下端から上端へ外向きにテーパし、搬送および収納の際にタンク部材が容易に入れ子状態に収まる。肉厚にされた複数の平坦領域がタンク部材の側壁上に設けられて、多様な所望の構成に複数のタンク部材を容易に接続できるようになっている。下部タンク部材およびカバー部材は、ポリジシクロペンタジエン熱硬化性材料で製作することが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の改良された浄化槽構造１０および廃棄物処理システムについて、添付の図面中、図１から図７を参照しながら、詳細に説明する。
【００１０】
本発明の浄化槽構造１０は、第１および第２の下部タンク部材１１、１２ならびに下部タンク部材１１、１２のそれぞれ上端上に支持され、同上端にシールを形成するカバー部材１３を有する。下部タンク部材１１、１２は、各々、閉じられた下端１４と、開かれた上端１５と、下端１４と上端１５との間に延在する側壁１６とを有して、廃棄物質を受けるための容器を構成する。下部タンク部材１１、１２の各々の上端１５は、第１および第２のタンク部材１１、１２が横に並んで組立てられる時に、両方が合わさって平面視で完全な長円形を有する外周部１７を規定するよう、平面視で各々長円形の半分を規定する。
【００１１】
各タンク部材１１、１２の側壁１６は、概ね鉛直の平面に延在する第１の平坦部１８を含む。タンク部材１１、１２双方の第１の平坦部１８は、浄化槽構造１０が組みたてられる際には、当接する関係に配置される。第１の平坦部１８は、第１の下部タンク部材１１が形成する容器と第２の下部タンク部材１２が形成する容器との間に仕切部を提供する。第１および第２の下部タンク部材１１、１２は、第１の平坦部１８それぞれの開口を介して延在する従来技術のバルクヘッドコネクタ１９、２０等の相互接続管路により固定される。バルクヘッドコネクタ１９、２０には、第１および第２の下部タンク部材１１、１２の間に流体を流すための流体通路を設けることができる。他の例では、バルクヘッドコネクタ１９、２０が流体を流さない構造にしてもよい。バルクヘッドコネクタ１９、２０の配置場所および構成については、特定のシステムの設計に合うように変更が可能である。
【００１２】
下部タンク部材１１、１２の側壁１６は、第１の平坦壁部１８の各側部から延びる第２および第３の平坦壁部２１、２２と、第２および第３の平坦壁部２１、２２の間に延在する第４の曲面壁部２３とをさらに備える。第４の曲面壁部２３は、地表面に対して直角の長手軸を有する略半円筒状とされ、且つその直径は、上端に比べ下端の方がわずかに小さい。各下部タンク部材１１、１２の下端１４が、各下部タンク部材１１、１２の上端１５が既定する半長円形より小さい半長円形の外周を規定する。第２、第３および第４の壁部２１、２２、２３は、下端から上端に向って外向きにテーパし、搬送および収納の際にタンク部材１１、１２を入れ子状態に収め易くなっている。
【００１３】
補強フランジ２４が、第１および第２の下部タンク部材１１、１２各々の第２、第３および第４の壁部２１、２２、２３の上端のまわりに延在する。フランジ２４は、下部タンク部材１１、１２とカバー部材１３との間にシールを構成するための平坦な上面２５を有する。
【００１４】
複数の肉厚の平坦領域２６から２９が、下部タンク部材１１、１２の側壁１６上に設けられる。平坦領域２６から２９は、各々、それぞれの鉛直面に延びる外表面を有する。平坦領域２６から２９は、以下に説明するように、複数の浄化槽構造１０をともに接続するためのカプラを受けるようになっている。第１および第２の平坦領域２６、２７は、それぞれ第２および第３の側壁部２１，２２の上端付近に設けられる。第３の平坦領域２８は、第４の側壁部２３の中点の上端付近に設けられ、かつ第４の平坦領域２９は、第４の側壁部２３の下端付近に設けられる。平坦領域２６から２９は、各々、それぞれ側壁１６の隣接する部分より壁厚が厚い概ね四角形の装着領域を規定する。この平坦装着領域２６から２９の壁の厚さは、テーパする側壁１６に対応するよう上から下に増大する。他の例では、平坦装着領域２６から２９の壁厚を上下方向に同じにして、内表面および外表面が両方とも鉛直平面に延びるようにしてもよい。第１および第２の平坦領域２６、２７の外表面は、相互に概ね平行なそれぞれの鉛直平面に延在するが、第３および第４の平坦領域２８、２９の外表面は、第１および第２の平坦領域２６、２７を含む鉛直平面に概ね直角をなすそれぞれ鉛直平面に延在する。
【００１５】
第１および第２の平坦領域２６、２７は、成形材料からなる２つの層３１、３２の間に位置する発泡インサート３０を備えて形成することが好ましい。成形材料からなる層３１、３２の間に発泡インサート３０を用いることで、従来技術のバルクヘッドカプラを使用して、高い耐衝撃性で隣接する浄化槽構造１０を容易に接続することができる。
【００１６】
カバー部材１３は、下部周縁部３３と、マンホール開口３４と、下部周縁部３３とマンホール開口３４との間に延在する急傾斜壁部３５を有する。傾斜壁部３５は、構造用複合材料および／または肋材で適宜補強して、表土の重量を支持するための付加的な強度を与えてもよい。
【００１７】
カバー部材１３の下部周縁部３３は、組立てられたタンク部材１１、１２の上端１５の外部周縁部により規定される長円に対応する長円形を有する。チャネル型構成３６がカバー部材１３の下部周縁部３３上に設けられ、下部タンク部材１１、１２の上端１５上のフランジ２４を受ける。チャネル型構成３６は、内側及び外側の鉛直端縁３７、３８ならびに該鉛直端縁３７、３８の間に延在する水平部３９を有する。外側鉛直端縁３８は、第１および第２のタンク部材１１、１２の上端付近に形成された第１および第２の平坦装着領域２６、２７に対応する領域で中断される。このため、外側鉛直端縁３８は、２つの隣接する浄化槽構造１０間の隙間のない接続の障害とはならない。チャネル型構成３６は、カバー部材１３とタンク部材１１、１２との間のシールを補強し、かつ下部タンク部材１１、１２の形状維持にも役立つ。
【００１８】
粘着性発泡ガスケットなどの封止材をフランジ２４に塗布して、フランジ２４とカバー部材１３との間に確実なシールを設けることができる。急傾斜壁部３５は、表土の圧縮重量に耐えるように角度が付けられ、フランジ２４でのシールをさらに補強する作用をする。フランジ２４のシールは、一般に下部タンク１１、１２に含まれる液体廃棄物の上に位置する。バルクヘッドカプラにおける圧縮シールにより、必要なら液面より下のどこにでも高信頼度のシールが設けられる。
【００１９】
ここで、本発明による複数の浄化槽構造１０を使った腐敗廃棄物処理システムについて説明する。
【００２０】
図４に示す通り、それぞれの第３平坦領域２８間の第１の接続部４０とそれぞれの第４の平坦領域２９間の第２の接続部４１により、２つの浄化槽構造１０の端と端を接続することができる。接続部４０、４１は、平坦領域２８、２９を介して孔をあけかつその孔に標準的なバルクヘッドカプラ４２、４３を延在させることにより用意される。短いパイプ４４を、特にタンク部材１１、１２の底部の第４の平坦領域２９の間で、カプラ４２、４３とともに使用し、接続部を完成してもよい。カプラ４２、４３は、浄化槽構造１０を一緒に固定して、相互に適切な関係に維持し、かつまた浄化槽構造１０間を流体連通を司る役割をする。
【００２１】
図５に示す通り、２つの浄化槽構造１０を隣接する第１および第２の平坦領域２６、２７間の接続部４５により並べて接続することもできる。接続部４５は、平坦領域２６、２７を介して孔４６をあけ、その孔４６に標準的なバルクヘッドカプラ４７を延在させることにより用意される。この場合、接続された浄化槽構造１０の第１および第２の平坦領域２６、２７をともにバルクヘッドカプラ４７でクランプし、短いパイプは使用しない。発泡インサート３０は、シールを補強し、接続部４５の衝撃吸収能力を高めて、システムの耐久性を高める。図４に示す構成では、カプラ４７は、浄化槽構造１０を固定し、かつ浄化槽構造１０間の流体連通を司る役割をする。
【００２２】
図６に示す通り、接続された浄化槽構造１０を直線的配列にし、図５に示すものと同様の接続部４５により接続することができる。特定の用途に応じて、１つまたは２つのバルクヘッドカプラ４７を使用して浄化槽構造１０の各対を固定することができる。
【００２３】
図７に示す通り、接続された浄化槽構造１０を二次元の配列にして図４および図５に示すものと同様の接続部４０、４１、４５により接続することができる。この場合も、特定の用途に応じて、１つまたは２つのバルクヘッドカプラ４２、４３、４７を使用して浄化槽構造１０の各対をともに固定することができる。
【００２４】
組立てられた浄化槽構造１０の上部のマンホール開口３４で、各組立てられた構造１０の下部タンク部材１１、１２の両方へ都合よくアクセスすることができる。たとえば、腐敗廃棄物処理システムから下水汚物を除去する必要がある場合、両方の下部タンク部材１１、１２に１つのマンホール開口３４からアクセスできる。マンホール開口３４により設けられる狭い坑道は、この設計から自動的にかつ安価に生じるもので、浄化槽構造１０の強度を減じることはない。
【００２５】
封止蓋５０をマンホール開口３４上に嵌合しかつ組立てられた浄化槽構造１０を封止するように設ける。蓋５０は、その下部周縁部に延在する封止リップ５１を有してマンホール開口３４のエッジ５２に接触することが好ましい。他の例では、長さが調節可能な管５３を使用して、マンホール開口３４が地表高さ５４まで延びるようにすることもできる。この管５３の下端５５を、マンホール開口３４のエッジ５２と係合しかつこれを封止するように構成し、一方、管５３の上端５６は封止蓋５０を受けるように構成する。長さが調節可能な管５３は、様々な深さで埋設されたシステムに容易に適応できるよう作業現場で適合可能な嵌め込み構成でもよい。
【００２６】
廃棄物処理システムは、下部タンク部材１１、１２上の平坦装着領域の１つに設けられたボア５８とカプラ５９を介して下水管路５７に接続可能である。また、下部タンク部材１１、１２は、標準的な管継手および選択された平坦装着領域２６〜２９を介して延在するボアを使用して相互に接続することもできる。たとえば、隣接する浄化槽構造１０は、図６に示す通り、２つの直角エルボ６０、６１と短いパイプ６２とを用いてその下端で接続可能である。特定の用途に合うよう様々な他の接続部を構成することができる。たとえば、隣接する浄化槽構造１０上でまたは隣接さえしていないタンク構造上で浄化槽構造１０上の第３の平坦領域２８を第４の平坦領域２９に接続することができる。
【００２７】
下部タンク部材１１、１２およびカバー部材１３は、ポリジシクロペンタジエン熱硬化性材料を使用しての製作に特に適している。これらのポリマー材料は、下水処理システムが必要とする高い耐腐食性を有し、また搬送・取扱い作業による損傷の危険性を低減する高い耐衝撃性を有する。これらの材料はガラス繊維で補強して最終製品の円錐状の上部など重要な部分の強度を高めることができる。浄化槽構造１０の形状は、壁厚を正確に調節できる閉成形法に適している。たとえば、下部タンク部材１１、１２の下端１４および平坦側壁部１８は、円筒状の側壁部２３に対して厚さを低減して、構造の経済性を最大限に高めることができる。
【００２８】
本発明による浄化槽構造１０の特定のサイズ、容量および寸法については、特定の穴の深さ、放出高さ、下水流量および容量等に応じて適宜調節することができる。複数のタンク寸法を採用して特定の用途に合わせることもできる。
【００２９】
本発明の浄化槽構造１０は、いくつかの基本的構成要素のみで多様に構成することができる用途の広い設計を提供する。結果として、わずかな部品の在庫で、同じ構成要素を用いた多くの選択可能な下水処理システムが提供できる。基本的構成要素１１、１２、１３は、各システムを非常に小型のパッケージに収納して出荷ができるように入れ子状態に設計され、出荷と収納にかかるコストが削減される。個々の構成要素は、クレーン等を用いる必要なしに、人手でかつ一般の手工具を用いて現場で荷をおろし組立てが可能なよう軽量になっており、コストがさらに削減される。
【００３０】
下部タンク部材１１、１２の概ね円筒状の側壁部２３は、側方の圧力、特に埋め戻しの際の側方圧力に抗するような形状にされる。下部タンク部材１１、１２を満たして、埋め戻しの際の側方圧力にさらに抗するようにし、その後地面が自身を支えるのに十分な圧縮が生じた後に、再び空にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浄化槽構造の斜視図である。
【図２】該浄化槽構造の側面図である。
【図３】該浄化槽構造の分解斜視図である。
【図４】それぞれの端部でともに接続される２つの浄化槽構造の側断面図である。
【図５】それぞれの側面で接続される２つの浄化槽構造の端断面図である。
【図６】直線配列に接続されて複数タンクの廃棄物処理システムを構成する複数の浄化槽構造の斜視図である。
【図７】積層された配列にともに接続されて複数タンクの廃棄物処理システムを構成する複数の浄化槽構造の斜視図である。

Claims (18)

1. 下部タンクアセンブリとカバー部材とを有する浄化槽構造であって、
   前記下部タンクアセンブリは、第１および第２の下部タンク部材を備え、
   各々のタンク部材は、閉じられた下端と、開かれた上端と、下端および上端の間に延在する側壁とを有して廃棄物質を受けるための容器を構成し、
   前記カバー部材は、下部周縁部、単一のマンホール開口および下部周縁部から上向きかつ前記マンホール開口へ半径方向に内向きに延在する傾斜壁を有し、
   前記第１および第２の下部タンク部材は、実質的に鉛直面内に延在すると共に相互に当接する前記側壁のそれぞれの第１の平坦壁部を介して配設可能とされており、
   前記カバー部材は、前記当接して配設された第１および第２の下部タンク部材の合わさった上端上にまたがって位置決めされ、該カバー部材の前記下部周縁部が、前記第１および第２下部タンク部材の上端で支持されかつこれらにシールを形成する
   ことを特徴とする浄化槽構造。
2. 前記第１および第２の下部タンク部材の上端が、前記第１および第２の下部タンク部材が、前記第１の平坦壁部が相互に当接して配設されたときに第１の長円形を有する外部周縁部を規定する、請求項１に記載の浄化槽構造。
3. 前記カバー部材の下部周縁部が、下部タンク部材の上端により規定される第１の長円形に対応する形状を有する、請求項２に記載の浄化槽構造。
4. 第１および第２の下部タンク部材の下端が、前記第１および第２下部タンク部材が、第１の平坦壁部が相互に当接して配設されたときに第２の長円形を有する外部周縁部を規定し、且つ、該第２の長円形が前記第１の長円形より小さく設定されている、請求項２に記載の浄化槽構造。
5. 前記第１および第２のタンク部材の各々の側壁が、前記第１の平坦壁部の各側から概ね直角に延在する第２および第３の平坦壁部と、該第２および第３の平坦壁部の間に延在する第４の曲面壁部とを含み、且つ、該第４の曲面壁部は、概ね半円筒状で、上端に比べ下端の直径がわずかに小さく設定されている、請求項２に記載の浄化槽構造。
6. 前記第２、第３および第４の壁部は下端から上端にかけて外向きにテーパされ、搬送および収納の際に前記タンク部材が容易に入れ子状態に収まるようにされた、請求項５に記載の浄化槽構造。
7. 各タンク部材の前記第１、第２、第３および第４の壁部の上端縁が、平面視で長円形の半分を規定する、請求項６に記載の浄化槽構造。
8. 前記第２および第３の壁部の少なくとも一方が、その上端付近に、鉛直平面内に延在しかつカプラを受け取り可能とされた、肉厚の平坦領域を有する、請求項５に記載の浄化槽構造。
9. 前記第４の壁部が、鉛直面内に延在しカプラを受け取り可能とされた、肉厚の少なくとも１つの平坦領域を有する、請求項５に記載の浄化槽構造。
10. 前記第２、第３、第４の壁部が、各々、その上端付近に、肉厚になった平坦領域を有し、前記第４の壁部が、その下端付近に肉厚になったもう１つの平坦領域を有し、かつ前記平坦領域の各々が、鉛直面内に延在しかつカプラを受け取り可能とされた、請求項５に記載の浄化槽構造。
11. 前記第２および第３の壁部における前記平坦領域が、２つの成形層から構成され、かつその２つの成形層の間に位置決めされた発泡インサートを有する、請求項１０に記載の浄化槽構造。
12. 前記カバー部材の下部周縁部が、前記第１および第２のタンク部材の上端を受けるチャネル型構成を有する、請求項１に記載の浄化槽構造。
13. 前記チャネル型構成は、内側および外側の鉛直端縁と該内側及び外側の鉛直端縁の間に延在する水平部を備え、且つ外側の鉛直端縁は、第１および第２のタンク部材の上端に形成される平坦装着領域に対応する領域で中断される、請求項１２に記載の浄化槽構造。
14. 前記第１および第２のタンク部材の各々の側壁が、前記第１の平坦壁部の各側から概ね直角に延在する第２および第３の平坦壁部と、該第２および第３の平坦壁部の間に延在する第４の曲面壁部とを含み、
    前記第１および第２のタンク部材の各々の第２、第３、第４の壁部の上端を横切ってフランジが延在され、該フランジが、前記カバー部材の前記チャネル型構成に受け入れられてカバー部材とフランジの間にシールを構成する平坦上面を有する、請求項１２に記載の浄化槽構造。
15. 前記第１および第２のタンク部材が、それぞれの第１の壁部における開口を介して延在するバルクヘッド接続部により固定される、請求項１に記載の浄化槽構造。
16. 請求項１に記載の浄化槽構造を複数備える腐敗廃棄物処理システムであって、該浄化槽構造は、直線配列にされかつ前記浄化槽構造の間に流体連通状態を成立させる継手により接続される、腐敗廃棄物処理システム。
17. 請求項１に記載の浄化槽構造を複数備える腐敗廃棄物処理システムであって、該浄化槽構造は、二次元配列にされかつ前記浄化槽構造の間に流体連通状態を成立させる継手により接続される、腐敗廃棄物処理システム。
18. 前記タンク部材および前記カバー部材が、各々、ポリジシクロペンタジエン熱硬化性材料で形成される、請求項１に記載の浄化槽構造。

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