JP4786410B2 - 沈砂分離設備 - Google Patents

Description

本発明は、河川や湖沼の砂や石を沈降して分離する沈砂分離設備に関する。

河川、湖沼、ダムあるいは下水処理場、浄水場などの水処理設備では、特許文献１に記載のように、原水中に混在した砂を沈降させ分離させる沈砂池と、この沈砂池にて分離された沈砂を原水と共に汲み上げる揚砂装置と、この揚砂装置にて汲み上げられた原水から砂を分離する分離装置と、この分離された砂を貯留ホッパへ搬送するスクリューコンベヤ装置と、砂を貯留する上記貯留ホッパとが設けられている。
特開平３‐１４６１４７号公報

ところが、上述のような水処理設備の分離装置にて分離された砂は、粗砂や小石、細砂などが混在しており、この混在した状態で貯留ホッパに貯溜されている。しかし、例えば細砂は、田畑の土壌改良用に有効利用できるが、粗砂や小石と混在した状態では有効利用ができず、廃棄されるか、別工程で粗砂や小石と分別する必要があった。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、分離された砂や石の有効利用を即座に実施できるようにした沈砂分離設備を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、外側の分級室と、この外側の分級室に対し隔離して配設された内側の分級室と、これらの両分級室の上部に配置された分離装置とを備えて構成され、上記分離装置は、上記両分級室との間を仕切る底板を有し、上記外側の分級室から上記内側の分級室へ亘って形成されて原水を流入する螺旋流路と、この螺旋流路に沿って形成され、原水中の砂等を落下させ、この砂等をその大きさに応じて、上記外側の分級室と上記内側の分級室にそれぞれ分別して分級するためのスリットと、上記螺旋流路の終端に形成された排出口と、この排出口に連通し、原水から砂等を分離した処理水を導く排水流路と、を有することを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、外側の分級室と、この外側の分級室に対し隔離して配設された内側の分級室と、これらの両分級室の上部に配置された分離装置とを備えて構成され、上記分離装置は、上記両分級室との間を仕切る底板をそれぞれ有し、かつ少なくとも第１螺旋流路、第２螺旋流路及び第３螺旋流路を含む複数層の階層構造を構成する複数の螺旋流路と、上記各螺旋流路に沿って形成され、原水中の砂等を落下させ、この砂等をその大きさに応じて、上記外側の分級室と上記内側の分級室にそれぞれ分別して分級するためのスリットと、上記各螺旋流路の終端に形成された排出口と、この排出口に連通し、原水から砂等を分離した処理水を導く排水流路と、を有し、上記第１螺旋流路は、上記外側の分級室から上記内側の分級室へ亘って形成されて原水が流入する螺旋流路であり、上記第２螺旋流路は、上記第１螺旋流路から分岐して上記第１螺旋流路の下層に設けられ、当該第１螺旋流路との分岐位置に形成された開口を通して原水が流入する螺旋流路であり、上記第３螺旋流路は、上記第２螺旋流路から分岐して上記第２螺旋流路の下層に設けられ、上記第２螺旋流路との分岐位置に形成された開口を通して原水が流入する螺旋流路であり、上記各螺旋流路のそれぞれの末端が、上記内側の分級室に通じる上記排出口に層状に並んで対向していることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記螺旋流路は、渦巻状または同心円状に形成されたことを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、上記螺旋流路の底板は、当該螺旋流路内を流動する原水に遠心力が作用する方向に対し、スリットへ向かって下向きに傾斜して構成されたことを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、上記内側の分級室の内側に、単数または複数の分級室が設けられたことを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、複数の上記分級室の底部に、排砂手段が設けられたことを特徴とするものである。

請求項1または３に記載の発明によれば、螺旋流路内を流れる原水中の砂等を、遠心力の作用と重力の作用によって分離でき、砂等の大きさに応じて外側の分級室と内側の分級室に分級して集積することができる。従って、各分級室内の砂等の有効利用を即座に実施することができる。

また、砂等が分離された処理水が、螺旋流路の終端の排出口から排水流路を経て排出されるので、内側の分級室に落下した砂等と、排水流路に流れる処理水の流れとが交わることがない。従って、砂等が処理水の流れに巻き込まれて当該処理水中に混入することがないので、排水流路から排水管へ清浄な処理水を導くことができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項1または３に記載の発明の効果に加え、螺旋流路が分岐して複数階層設けられたことから、原水が、螺旋流路の各分岐位置に設けられた開口の下流側で複数の螺旋流路内を流れることで、その流速が減じられて、原水中の砂等の沈降が促進される。

請求項４に記載の発明によれば、螺旋流路の底板が、原水に遠心力が作用する方向に対しスリットへ向かって下向きに傾斜して構成されたことから、当該螺旋流路内で分離された砂等を、重力の作用でスリットへ効率良く落下させることができる。

請求項５に記載の発明によれば、内側の分級室の内側にさらに分級室を設けているので、粒度がより小さな砂等を分級して集積できる。

請求項６に記載の発明によれば、各分級室に集積された砂等を排砂手段によって良好に排出することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
［Ａ］第１の実施の形態（図１〜図３）
図１は、本発明に係る沈砂分離設備の第１の実施の形態を示す斜視図である。図２は、図１の沈砂分離設備を示す縦断面図である。これらの図１及び図２に示すように、沈砂分離設備１０は、外側のタンクである外側分級室としての第１分級室１２Ａと、内側のタンクである内側分級室としての第２分級室１２Ｂと、両分級室１２Ａ，１２Ｂの上部に配置された分離装置１１とにより構成される。

第１分級室１２Ａ及び第２分級室１２Ｂは、図４に示すように、中心部に向かって渦巻き状に連続して螺旋成形された板状体３１の中間域と終端との間に仕切板３２が配置されて構成され、その外側領域が第１分級室１２Ａとされ、内側領域が第２分級室１２Ｂとされたものである。これらの第１分級室１２Ａと第２分級室１２Ｂは、上記仕切板３２によって隔離されている。尚、図３、図４中の符合３３は、減速流路１８と第１分級室１２Ａの始端部との間に設置された、第１分級室１２Ａの始端部を閉塞するための遮蔽板である。このように、第１分級室１２Ａと第２分級室１２Ｂは、図２に示すように全体を略円筒形状に構成し、底部側のみを円錐形状とした、ステンレス鋼等の防錆性材質の容器である。

図２及び図３に示すように、上記分離装置１１は、原水から砂等Ｐをその大きさに応じて分級しつつ分離するものである。つまり、この分離装置１１は、原水搬送管１４よりも大径に形成され、流入した原水の流速を遅くする減速流路１８と、この減速流路１８に連設され、第１分級室１２Ａから第２分級室１２Ｂの内方に向けて渦巻き状に形成された螺旋流路１９と、この螺旋流路１９に沿って形成されたスリット２１と、螺旋流路１９の終端に形成された排出口２０と、この排出口２０に連通され、砂等Ｐが分離された処理水を排出管１６へ向けてオーバーフローさせて導く排水流路１７とを有して構成される。

上記減速流路１８は、図３に示すように、互いに対向する側壁３４と底板２３とにより、断面略凹字状に形成される。また、この減速流路１８に連続する上記螺旋流路１９は、第１分級室１２Ａの側壁２２の内面と第２分級室１２Ｂの側壁２５の外面と底板２４とにより断面略凹字状に形成され、前記仕切板３２の上部を通過するように配設される。上記底板２４は、螺旋流路１９を流動する原水に遠心力が作用する方向に対して下向きに傾斜して設けられる（図２）。この底板２４における遠心力作用方向の先端部と、第１分級室１２Ａの側壁２２の内面及び第２分級室１２Ｂの側壁２５の内面との間に、連続してスリット２１が形成される。従って、底板２４は、スリット２１へ向かって下向きに傾斜して構成される。

スリット２１は、砂等Ｐのうち小石や粗砂を分離する第１のスリット２１Ａと、砂等Ｐのうち細砂を分離する第２のスリット２１Ｂとを有して構成される。すなわち、第１のスリット２１Ａは、螺旋流路１９における減速流路１８との境界位置(遮蔽板３３に対応する位置)から第２分級室１２Ｂ内に臨む直前の位置（図３の仕切板３２の手前位置α）に至るまでの領域に、第１分級室１２Ａに対応して形成される。また、第２のスリット２１Ｂは、第２分級室１２Ｂ内に臨む位置（図３の仕切板３２の直後位置β）から前記排出口２０に至るまでの領域に、第２分級室１２Ｂに対応して形成される。

原水搬送管１４より供給された原水は、減速流路１８で減速され、螺旋流路１９に導入されて緩やかに流動し、上記第１、第２のスリット２１Ａ、２１Ｂから砂等Ｐが分離される。その後、原水から砂等Ｐが分離された処理水は、螺旋流路１９の終端の排出口２０と連通している排水流路１７(図２)内をオーバーフローして、排出管１６へ導かれる。なお、減速流路１８及び螺旋流路１９は、このオーバーフロー時に溢流することがないように、図示しない任意形状の天板により掩蔽されている。

ここで、図２中の記号Ａ、Ｂは、螺旋流路１９における原水の流れ方向を示し、記号Ａは、紙面の奥側から手前側へ向かって原水が流れることを示し、記号Ｂは、紙面の手前側から奥側へ向かって原水が流れることを示す。また、図３において、螺旋流路１９における原水の流れ方向を矢印Ｃで示す。

水中の粒子の沈降速度は、ストークス（Stokes）の式で示されるように、粒子の密度と水の密度との差及び粒子の半径の自乗に比例することから、粒子径が大きければ大きいほど、また重ければ重いほど速く沈む。分級は、大きさの異なる粒子を、水中での沈降速度の差を利用して選り分けるものである。したがって、螺旋流路１９を流動する原水が第１分級室１２Ａに対応する領域に位置する区間では、原水中の砂等Ｐのうち、粒径が大きい小石や粗砂は、螺旋流路１９の底板２４上に速やかに沈み、遠心力の作用と、底板２４の傾斜面による重力の作用とによって、遠心力作用方向外側の側壁２２に沿う第１のスリット２１Ａ内へ集中し、この第１のスリット２１Ａから第１分級室１２Ａ内へ落下する。この領域では、原水中に浮遊している粒径が小さい細砂は、底板２４上に沈むことがなく、螺旋流路１９内を流動し、第２分級室１２Ｂに対応する領域に至る。

原水が螺旋流路１９内において第２分級室１２Ｂに対応する領域に至り、緩やかに流動する間に、原水中を浮遊していた細砂は、底板２４上に沈降し、遠心力の作用と、底板２４の傾斜面による重力の作用とによって、遠心力作用方向外側の側壁２５に沿う第２のスリット２１Ｂから第２分級室１２Ｂ内へ落下する。尚、螺旋流路１９の傾斜した底板２４の傾斜角度は、砂等Ｐの大きさに応じて適宜選定されるが、水平面から３０〜４５°の範囲が好ましい。

このように、原水中に混在する砂等Ｐのうち小石や粗砂は、螺旋流路１９が第１分級室１２Ａに対応する領域に位置する区間で分離されて、第１のスリット２１Ａから第１分級室１２Ａ内へ落下し、堆積して集積される。さらに、砂等Ｐのうち細砂は、螺旋流路１９が第２分級室１２Ｂに対応する領域に位置する区間で分離されて、第２のスリット２１Ｂから第２分級室１２Ｂ内へ落下し、堆積して集積される。従って、砂等Ｐは、第１分級室１２Ａと第２分級室１２Ｂのそれぞれに、その大きさに応じ分級されて集積される。

砂等Ｐが分離された処理水は、螺旋流路１９の終端に形成された排出口２０に連通した排水流路１７(図２)内をオーバーフローして、排出管１６へと排出される。この際、第２分級室１２Ｂに落下中、または落下した砂等Ｐ（細砂）と、排水流路１７内をオーバーフローする処理水の流れとが交わることがないため、砂等Ｐ（細砂）が処理水の流れに巻き込まれて当該処理水中に混入することがない。

第１分級室１２Ａ及び第２分級室１２Ｂの底部には、それぞれ排砂手段としての砂排出弁２９、３０を有する砂排出管２７、２８がそれぞれ接続されている。これらの第１分級室１２Ａ及び第２分級室１２Ｂからの砂等Ｐの回収は、原水搬送管１４から沈砂分離設備１０への原水の供給を停止し、砂排出弁２９を開弁し砂排出管２７を介して、第１分級室１２Ａ内の小石や粗砂を流水とともに取り出し、また、この取り出しと前後して、砂排出弁３０を開弁し砂排出管２８を介して、第２分級室１２Ｂ内の細砂を流水とともに取り出すことで実施する。

第２分級室１２Ｂから回収された細砂は、例えば田畑の土壌改良用に直ちに有効利用される。また、第１分級室１２Ａから回収された粗砂や小石等は、例えば土木建築や庭石などに直ちに有効利用される。

尚、本実施形態では、第１分級室１２Ａの側壁２２及び第２分級室１２Ｂの側壁２５が、渦巻き状に成形された螺旋流路１９の側壁を兼ねる構成としたが、第１分級室１２Ａ及び第２分級室１２Ｂの一方または双方を独立した角筒状または円筒状のタンクとし、螺旋流路１９を、別途成形した両側壁と底板で構成してもよい。

従って、上記実施の形態によれば、次の効果（１）〜（３）を奏する。
（１）分離装置１１の減速流路１８で原水の流速が減じられ、この減速流路１８に連設される螺旋流路１９が、仕切板３２により仕切られた第１分級室１２Ａ及び第２分級室１２Ｂに亘って渦巻き状に形成され、この螺旋流路１９に沿ってスリット２１が設けられて構成されている。このことから、遠心力の作用と、螺旋流路１９の傾斜した底板２４による重力の作用とによって、原水中の砂等Ｐを分離し、その大きさに応じて第１分級室１２Ａ、第２分級室１２Ｂ内へ分級して集積させることができる。従って、各分級室１２Ａ、１２Ｂ内の砂等Ｐの有効利用を即座に実施することができる。

（２）砂等Ｐが分離された処理水が、螺旋流路１９の終端に形成された排出口２０に連通している排水流路１７から排出管１６へと排出されるので、第２分級室１２Ｂに落下中、または落下した砂等Ｐ（細砂）と、排水流路１７に流れる処理水の流れとが交わることがない。従って、砂等Ｐ（細砂）が処理水の流れに巻き込まれてこの処理水中に混入することがなく、排水流路１７から排水管１６へ清浄な処理水を導くことができる。

（３）螺旋流路１９の底板２４が、流動する原水に遠心力が作用する方向に対し、スリット２１へ向かって下向きに傾斜して構成されたことから、螺旋流路１９で分離された砂等Ｐをスリット２１へ効率よく落下させることができる。

［Ｂ］第２の実施の形態（図５、図６、図７）
図５は、本発明に係る沈砂分離設備の第２の実施の形態を示す縦断面図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
この第２の実施の形態の沈砂分離設備４０では、分離装置４１は、前記螺旋流路１９（以下第１螺旋流路１９と称する）と、この第１螺旋流路１９の下層に設けられ、それぞれが第２分級室１２Ｂに対応する領域に配置された複数（本実施形態では２つ）の第２螺旋流路４２及び第３螺旋流路４３と、を有して構成される。

第２螺旋流路４２は、図７に展開して示すように、第１螺旋流路１９から分岐し、この第１螺旋流路１９の下側に設置される。また、第３螺旋流路４３は、第２螺旋流路４２から分岐し、この第２螺旋流路４２の下側に設置される。これにより、第１螺旋流路１９、第２螺旋流路４２及び第３螺旋流路４３が、複数層（３層）の階層構造に構成される。そして、終端の排出口２０には、上記各螺旋流路１９、４２、４３のそれぞれの端末が層状に並んで対向する。上記第２螺旋流路４２及び第３螺旋流路４３も、第１螺旋流路１９と同様に、傾斜した底板２４を有し、更にこの底板２４における遠心力作用方向先端部と第２分級室１２Ｂの側壁２５の内面との間に、連続してスリット２１Ｂ(図５)が形成される。

第１螺旋流路１９の底板２４において第２螺旋流路４２が分岐される位置には、図６及び図７に示すように開口４４が形成される。第１螺旋流路１９内を流れる原水は、第１螺旋流路１９内をそのまま開口４４の下流側へ流れる原水と、開口４４から流れ落ちて第２螺旋流路４２へ向かう原水とに分かれる。このため、第１螺旋流路１９の開口４４から下流側へ流れる原水と、開口４４を経由して第２螺旋流路４２を流れる原水とは共に流速が減じられて、原水中の砂等Ｐ（細砂）の沈降が促進される。

さらに、上記第２螺旋流路４２の底板２４において第３螺旋流路４３が分岐される分岐位置には、開口４５が形成される。第２螺旋流路４２内を流れる原水は、そのまま第２螺旋流路４２の下流側へ流れる原水と、開口４５に流れ落ちて第３螺旋流路４３へ向かう原水とに分かれる。このため、第２螺旋流路４２の開口４５よりも下流側へ流れる原水と、開口４５を経由して第３螺旋流路４３内を流れる原水とは共に減速されて、原水中の砂等Ｐ（細砂）の沈降が更に促進される。

尚、図５及び図７の２点鎖線に示すように、第２分級室１２Ｂの内側に、開口４５に応じて第３分級室１２Ｃを設置してもよい。この第３分級室１２Ｃは、層状に配置された第１螺旋流路１９、第２螺旋流路４２及び第３螺旋流路４３のそれぞれにおいて、開口４５を含む下流側に対応する領域の下方に設置される。この場合、第３分級室１２Ｃには、第２分級室１２Ｂで集積された砂等Ｐ（細砂）に比べ、粒度が更に細かな砂等Ｐが集積されることになる。

この第３分級室１２Ｃでは、第１螺旋流路１９の下に第２螺旋流路４２及び第３螺旋流路４３のほかに他の螺旋流路を、全体として３層以上の多階層設け、各螺旋流路の任意の位置に開口を形成することにより、所望の粒度の細砂を分級し集積するようにしてもよい。

以上のように構成されたことから、上記第２の実施の形態によれば、前記第１の実施の形態の効果（１）〜（３）の効果に加え、次の効果（４）を奏する。
（４）分離装置４１が、第１螺旋流路１９と、その下層に分岐して設けられた第２螺旋流路４２及び第３螺旋流路４３とを有し、各分岐位置に開口４４、４５が形成されている。このことから、原水が、開口４４、４５の下流側において複数の螺旋流路１９、４２、４３内を流れることで、その流速が減じられて、原水中の砂等Ｐ（細砂）の沈降が促進される。さらに、第３分級室１２Ｃを設置した場合には、第２分級室１２Ｂで集積された砂等Ｐ（細砂）に比べ、粒度がより小さな砂等Ｐを集積することができる。

［Ｃ］第３の実施の形態（図８）
図８は、本発明に係る沈砂分離設備の第３の実施の形態を示す縦断面図である。この第３の実施の形態において、前記第１及び第２の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

この第３の実施の形態の沈砂分離設備５０は、第１及び第２の実施形態における排砂手段としての砂排出管２７及び２８に代わる他の例を示す。図８では、第１分級室１２Ａ及び第２分級室１２Ｂのそれぞれの底部に、排砂手段としてのスクリューコンベヤ５１及び５２が設置されている。第１分級室１２Ａ及び第２分級室１２Ｂから砂等Ｐを回収する際には、原水搬送管１４から沈砂分離設備５０への原水の供給を停止し、まずスクリューコンベヤ５１を動作させて、第１分級室１２Ａ内の小石や粗砂を取り出し、その後、スクリューコンベヤ５２により、第２分級室１２Ｂに集積された細砂が取り出されて回収される。これらのスクリューコンベヤ５１及び５２の終端は、水面Ｈよりも上方に位置付けられている。

尚、第１分級室１２Ａ及び第２分級室１２Ｂからの砂等Ｐの回収は、沈砂分離設備１０への原水の供給中に実施してもよく、また、スクリューコンベヤ５１による第１分級室１２Ａからの砂等Ｐの回収と、スクリューコンベヤ５２による第２分級室１２Ｂからの砂等Ｐの回収とを同時に実施してもよい。

また、本実施形態では、第１螺旋流路１９及び第２螺旋流路４２の傾斜した底板２４における遠心力作用方向の先端部分が下方に折り曲げられて、各螺旋流路１９、４２の底板２４に捕捉された砂等Ｐを、第２分級室１２Ｂ内へより確実に落下するように構成されている。

従って、この第３の実施の形態によれば、前記第１及び第２の実施の形態の効果（１）〜（４）に加え、次の効果（５）及び（６）を奏する。
（５）第１分級室１２Ａ及び第２分級室１２Ｂのそれぞれに、集積された砂等Ｐを排出するスクリューコンベヤ５１、５２を設置したことから、各分級室１２Ａ、１２Ｂに集積された砂等Ｐを同時に排出することができる。

（６）スクリューコンベヤ５１、５２の終端が水面Ｈよりも上方に位置付けられたことから、これらのスクリューコンベヤ５１、５２の終端において砂等Ｐの水切りを良好に実施できる。

［Ｄ］第４の実施の形態（図９）
図９は、本発明に係る沈砂分離設備の第４の実施の形態を示す縦断面図である。この第４の実施の形態において、前記第１、第２及び第３の実施の形態と同様な部分は同様に図示し、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

この第４の実施の形態の沈砂分離設備６０は、第１分級室１２Ａの底部に排砂手段としてのスクリューコンベヤ５１が設置され、第２分級室１２Ｂの底部に開閉弁としての砂排出弁６１が設置されている。第１分級室１２Ａ内の小石や粗砂は、スクリューコンベヤ５１を動作させて回収され、第２分級室１２Ｂ内の細砂は、砂排出弁６１を開操作して第１分級室１２Ａ内へ落下させ、上記スクリューコンベヤ５１により同様に回収される。

第１分級室１２Ａ及び第２分級室１２Ｂから砂等Ｐを回収する際には、原水搬送管１４から沈砂分離設備６０への原水の供給を停止し、第１分級室１２Ａ及び第２分級室１２Ｂ内の原水を排出した後、まずスクリューコンベヤ５１を動作させて、第１分級室１２Ａ内の粗砂や小石などの砂等Ｐを取り出して回収する。その後、砂排出弁６１を開操作して第２分級室１２Ｂ内の細砂などの砂等Ｐを第１分級室１２Ａ内へ落下させ、上記スクリューコンベヤ５１を動作させて回収する。

従って、この第４の実施の形態によれば、前記第１及び第２の実施の形態の効果（１）〜（４）に加え、次の効果（７）を奏する。
（７）第１分級室１２Ａにスクリューコンベヤ５１が、第２分級室１２Ｂに砂排出弁６１がそれぞれ設置され、この砂排出弁６１の開操作により、第２分級室１２Ｂ内の砂等Ｐが第１分級室１２Ａを経て上記スクリューコンベヤ５１により排出されることから、排砂手段としてのスクリューコンベヤの個数を減少してコストを低減できる。

［Ｅ］第５の実施の形態（図１０、図１１、図１２）
図１０は、本発明に係る沈砂分離設備の第５の実施の形態を示す縦断面図である。図１１は、図１０のXI-XI線に沿う断面図であり、図１２は、図１０のXII-XII線に沿う断面図である。この第５の実施の形態において、前記第１及び第２の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

この第５の実施の形態における沈砂分離設備７０は、図１０及び図１２に示すように、側壁７３に囲まれて構成され、外側のタンクである外側分級室としての第１分級室７２Ａと、側壁７３の内側に同心円状に設置された側壁７４に囲まれて構成され、上記第１分級室７２Ａに隔離して配設された内側のタンクである内側分級室としての第２分級室７２Ｂと、両分級室７２Ａ、７２Ｂの上部に配置された分離装置７１により構成される。

分離装置７１は、図１１に示すように、第１分級室７２Ａに対応する領域に設けられ、この第１分級室７２Ａの側壁７３の内面と第２分級室７２Ｂの側壁７４の外面との間に形成された螺旋流路７５Ａと、第２分級室７２Ｂに対応する領域に略同心円状に配設された、例えば２つの方向に分かれた螺旋流路７５Ｂとを有する。これらの螺旋流路７５Ａと螺旋流路７５Ｂとは、螺旋流路７５Ｂを構成する側壁７４、隔壁７６及び７７のうち、側壁７４及び隔壁７６の一部が切り欠かれて形成された連通空間７８により連通される。従って、第１及び第２の実施形態における螺旋流路１９、４２、４３が、中心部に向けて渦巻き状に連続して螺旋成形されたのに対し、本実施形態の螺旋流路７５Ａ、７５Ｂは、同心円状に配された複数の流路を内側に向け螺旋形成して構成される。

螺旋流路７５Ａの傾斜した底板２４には、遠心力作用方向外側の側壁（第１分級室７２Ａの側壁７３）に沿う第１のスリット７９Ａが形成され、また、螺旋流路７５Ｂの傾斜した底板２４には、遠心力作用方向外側の側壁（第２分級室７２Ｂの側壁７４及び隔壁７６）に沿う第２のスリット７９Ｂが形成される。

従って、この第５の実施の形態では、前記第１の実施の形態の効果(１)〜(３)と同様な効果を奏する他、次に効果(８)を奏する。
(８)第１分級室７２Ａ及び第２分級室７２Ｂが同心円状に形成され、更に分離装置７１の螺旋流路７５Ａ及び螺旋流路７５Ｂも同心円状に形成されたことから、第１及び第２の実施形態のように第１分級室１２Ａと第２分級室１２Ｂとの間を仕切板３２で仕切る必要がないので、構成が簡単となり、沈砂分離設備７０の設計及び製造を容易化できる。

［Ｆ］第６の実施の形態（図１３、図１４、図１５）
図１３は、本発明に係る沈砂分離設備の第６の実施の形態を示し、図１１に対応した縦断面図である。図１４は、図１３のXIV-XIV線に沿う断面図であり、図１５は、図１３の分離装置の第１分級室及び第２分級室を示す平面断面図である。この第６の実施の形態において、前記第５の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図１３及び図１５に示すように、本実施形態の沈砂分離設備８０は、第２分級室７２Ｂに対応する領域における螺旋流路７５Ｂの下側に第２螺旋流路８１が１層または複数層設けられ、螺旋流路７５Ｂの底板２４には、下層の螺旋流路８１が分岐される位置に開口８２が形成される。これにより、第２の実施形態と同様に、原水が、螺旋流路７５Ｂ内において開口８２の下流側を流れて排出口２０へ至り、且つ開口８２を経て下層の螺旋流路８１内を流れることで、原水の流速が減じられて、原水中の砂等の沈降が促進される。尚、図１３中の符合８３は第２分級室７２Ｂの底面を示す。

従って、この第６の実施の形態によれば、前記第１及び第２の実施の形態の効果（１）〜（４）の他、上記第５の実施形態の効果（８）と同様な効果を奏する。

以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記各実施の形態において原水搬送管１４から沈砂分離設備１０、４０、５０、６０、７０、８０内へ導入される原水中に凝集剤を投入して、この原水中の砂等Ｐの沈降をより一層促進させてもよい。つまり、凝集剤を上流側の水路中に投入することにより、原水中に含まれるマイクロサンドといわれる微小砂が核となってフロックを形成し、砂等Ｐの沈降が促進されて、この原水中の砂等Ｐを一層良好に分離することができる。

本発明に係る沈砂分離設備の第１の実施の形態を示す斜視図である。 図１の沈砂分離設備を示す縦断面図である。 図２のIII‐III線に沿う断面図である。 図２のIV‐IV線に沿う断面図である。 本発明に係る沈砂分離設備の第２の実施の形態を示す縦断面図である。 図５のVI‐VI線に沿う断面図である。 図５における複数の螺旋流路等を展開して示す展開図である。 本発明に係る沈砂分離設備の第３の実施の形態を示す縦断面図である。 本発明に係る沈砂分離設備の第４の実施の形態を示す縦断面図である。 本発明に係る沈砂分離設備の第５の実施の形態を示す縦断面図である。 図１０のXI-XI線に沿う断面図である。 図１０のXII-XII線に沿う断面図である。 本発明に係る沈砂分離設備の第６の実施の形態を示し、図１１に対応した断面図である。 図１３のXIV-XIV線に沿う断面図である。 図１３の分離装置の第１分級室及び第２分級室を示す平面断面図である。

符号の説明

１０ 沈砂分離設備
１１ 分離装置
１２Ａ 第１分級室(外側の分級室)
１２Ｂ 第２分級室(内側の分級室)
１７ 排水流路
１８ 減速流路
１９ 螺旋流路、第１螺旋流路
２０ 排水口
２１、２１Ａ、２１Ｂ スリット
２３、２４ 底板
４０ 沈砂分離設備
４１ 分離装置
４２ 第２螺旋流路
４３ 第３螺旋流路
４４、４５ 開口
５０ 沈砂分離設備
５１、５２ スクリューコンベヤ（排砂手段）
６０ 沈砂分離設備
６１ 砂排出弁（開閉弁）
Ｈ 水面
Ｐ 砂等
７０ 沈砂分離設備
７１ 分離装置
７２Ａ 第１分級室(外側の分級室)
７２Ｂ 第２分級室(内側の分級室)
７５Ａ 螺旋流路
７５Ｂ 螺旋流路
７９Ａ 第１スリット
７９Ｂ 第２スリット
８０ 沈砂分離設備
８１ 螺旋流路
８２ 開口

Claims (6)

1. 外側の分級室と、この外側の分級室に対し隔離して配設された内側の分級室と、これらの両分級室の上部に配置された分離装置とを備えて構成され、
   上記分離装置は、上記両分級室との間を仕切る底板を有し、上記外側の分級室から上記内側の分級室へ亘って形成されて原水を流入する螺旋流路と、
   この螺旋流路に沿って形成され、原水中の砂等を落下させ、この砂等をその大きさに応じて、上記外側の分級室と上記内側の分級室にそれぞれ分別して分級するためのスリットと、
   上記螺旋流路の終端に形成された排出口と、
   この排出口に連通し、原水から砂等を分離した処理水を導く排水流路と、を有することを特徴とする沈砂分離設備。
2. 外側の分級室と、この外側の分級室に対し隔離して配設された内側の分級室と、これらの両分級室の上部に配置された分離装置とを備えて構成され、
   上記分離装置は、
   上記両分級室との間を仕切る底板をそれぞれ有し、かつ少なくとも第１螺旋流路、第２螺旋流路及び第３螺旋流路を含む複数層の階層構造を構成する複数の螺旋流路と、
   上記各螺旋流路に沿って形成され、原水中の砂等を落下させ、この砂等をその大きさに応じて、上記外側の分級室と上記内側の分級室にそれぞれ分別して分級するためのスリットと、
   上記各螺旋流路の終端に形成された排出口と、
   この排出口に連通し、原水から砂等を分離した処理水を導く排水流路と、を有し、
   上記第１螺旋流路は、上記外側の分級室から上記内側の分級室へ亘って形成されて原水が流入する螺旋流路であり、
   上記第２螺旋流路は、上記第１螺旋流路から分岐して上記第１螺旋流路の下層に設けられ、当該第１螺旋流路との分岐位置に形成された開口を通して原水が流入する螺旋流路であり、
   上記第３螺旋流路は、上記第２螺旋流路から分岐して上記第２螺旋流路の下層に設けられ、上記第２螺旋流路との分岐位置に形成された開口を通して原水が流入する螺旋流路であり、
   上記各螺旋流路のそれぞれの末端が、上記内側の分級室に通じる上記排出口に層状に並んで対向していることを特徴とする沈砂分離設備。
3. 上記螺旋流路は、渦巻状または同心円状に形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の沈砂分離設備。
4. 上記螺旋流路の底板は、当該螺旋流路内を流動する原水に遠心力が作用する方向に対し、スリットへ向かって下向きに傾斜して構成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の沈砂分離設備。
5. 上記内側の分級室の内側に、単数または複数の分級室が設けられたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の沈砂分離設備。
6. 複数の上記分級室の底部に、排砂手段が設けられたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の沈砂分離設備。

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