JP5224388B2 - 浸透装置用フィルタ及び浸透装置 - Google Patents

Description

本発明は、雨水や生活排水などを地中に浸透させるための浸透桝、浸透槽などの浸透装置に用いるフィルタ、及びこのフィルタを装着した浸透装置に関する。

都市化が進み、道路や敷地が広範囲で舗装されている現状において、洪水や地下水位の低下を防止するため、雨水や生活排水などを地中に浸透させる浸透装置として、浸透桝や浸透槽が敷設されている。
このような浸透装置は、本体の側壁や底壁に透水孔を設け、この透水孔から内部の水が外部に染み出し、土中に涵養する。本体の側壁や底壁の周囲には、内部の水が染み出しやすいように、通水性の良い砕石や砂などが充填されている。

下記特許文献に示されるように、浸透装置の雨水などの流入部にフィルタを設け、ゴミ、落ち葉などの固形物を漉し取り、浸透装置の通水孔が目詰まりしないように配慮される。
特許文献１に示されるのは、比較的大きな通水孔を有する筒状の内側フィルタと比較的小さな通水孔を有する筒状の外側フィルタの２重構造で、フィルタ内に流入した雨水などがフィルタの孔を通過して浸透装置内に入り込むときに、フィルタの通水孔でゴミや落ち葉などの固形物を漉し取るものである。
特許文献２に示されるのは、浸透装置の雨水などの流入部に、スリット状の孔を有するフィルタを設け、これでゴミ、落ち葉などの固形物を漉し取り、浸透装置の底部に泥溜めを設け、沈殿した泥が泥溜めに溜まるように構成している。

特開２００６−１２４９９０号公報 特開２００９−２４４１７号公報

特許文献１のフィルタは、ゴミや落ち葉のような固形物は漉し取ることができるが、泥は全く漉し取ることができない。泥の粒子は１／１６ｍｍ以下であるので、このようなきわめて小さい通水孔をフィルタの壁面に穿孔することができないからである。
したがって、泥水はフィルタから浸透装置を経て外側の砕石や砂の層に至り、泥が砕石や砂の層に蓄積する。砕石や砂の層に長年泥が蓄積することによって、砕石や砂の層の空隙が完全に泥で埋まってしまい、浸透機能が失われるという問題がある。
浸透機能が低下した状態で浸透装置を放置すると、豪雨のときに雨水がオーバーフローして洪水になってしまうため、浸透装置自体を新たに施工し直さなければならない。

特許文献２の浸透装置は、流入部のフィルタによってゴミや落ち葉のような固形物を漉し取り、装置内で沈殿した泥を底部に設けた泥溜めに集めるものである。
このフィルタが泥を漉し取る機能を有さないことは、特許文献１と同様である。
底部の泥溜めは、確かに、雨水が長時間浸透装置内に貯留している場合は、泥が沈殿するのであるが、通常は浸透装置内の水は大半の泥が沈殿する前に外部に浸透する。それくらい浸透性が良くないと豪雨のときに浸透装置がオーバーフローするからである。したがって、この浸透装置も泥を除去する能力は不十分で、特許文献１と同様の問題がある。

本発明は、浸透装置の流入部に設けるフィルタに泥を漉し取る性能を設けて浸透装置外周の砕石や砂の層に泥が蓄積するのを防止すると共に、豪雨のときでもオーバーフローすることのないようにすることを課題とするものである。

本発明は、有底筒状本体と、該本体の下部の少なくとも内周面を覆う、泥を濾過するための濾過シートを有するフィルタで、
該フィルタは下方から上方に向かって第一層、第二層及び第三層の異なる層を有し、
前記第一層は、本体の少なくとも周壁に通水孔が形成され、内周面が前記濾過シートで覆われ、
前記第二層は、前記濾過シートを有さず、本体の周壁にその孔径よりも大きな固形物を漉す通水孔が形成され、
前記第三層は、前記濾過シートを有さず、周壁に、前記第二層の通水孔の孔径よりも大きな孔径で、前記第二層の周壁の開口率よりも大きな開口率で通水孔が設けられていることを特徴とする浸透装置用フィルタである。（請求項１）

本発明において、第一層は濾過シートを有するために最も通水効率（単位面積・単位時間あたりの通水量）が小さく、第二層は濾過シートを有しないために第一層よりも通水効率が良く、第三層は第二層よりも開口率が大きいので最も通水効率がよい。

濾過シートは、泥水から泥を濾過できる（例えば不織布など）シート状のものであればよい。

本発明は上記の構成であるので、通常の雨の場合は雨水が第一層に流入し、泥及びゴミなどの固形物が濾過シートによって漉し取られ、泥及びゴミなどの固形物は実質的に浸透装置内に進入しない。（図６）

第一層は泥を漉し取ることができるが、濾過シートを有するために、通水速度が遅い。
そこで大雨の場合は、フィルタ内の水位は第二層まで達し、泥の一部は浸透装置内に流入するが、ゴミなどの固形物は第二層周壁の通水孔によって漉され浸透装置内に流入しない。（図７）
したがって、上記のような通常の雨や大雨の後に浸透装置内をメインテナンスする必要はない。
ただし、定期的に、フィルタ内に溜まった泥やその他の固形物を清掃したり濾過シートを交換又は清掃するメインテナンスは必要であるが、フィルタを浸透装置の流入部に設ければこのようなメインテナンスを容易に行うことができる。

年に一度又は数年に一度来るような豪雨の場合、フィルタ内の水位は第三層に達するが、第三層には大開口率の通水孔が設けられているので、雨水はフィルタをオーバーフローすることなく、浸透装置内に流れ込む。このときは、雨水と共に流れ込んだ泥及びゴミなどの固形物の大部分はフィルタから浸透装置内に流入する。（図８）
以上の通りであるから浸透装置内のメインテナンスは、年に一度又は数年に一度来るような豪雨の後のみ行えばよい。

このように、本発明のフィルタを流入部に設置することで、豪雨時以外、泥が浸透装置内に流入することがほとんどないので、浸透装置外周の砕石や砂の層に堆積する泥は、従来に比べてきわめて少なくなり、浸透装置としての寿命が非常に長くなる。

第一層において、本体底面にも通水孔を形成し、その内側を濾過シートで覆うことができる。（請求項２）
このようにすることで、第一層で濾過する水量が多くなり、大雨のときでもフィルタ内の水位が第二層まで上がりにくくなる。

第二層の通水孔の孔径（直径）は１０ｍｍ以下であることが望ましい。（請求項３）
第二層の通水孔は、ゴミや落ち葉などの固形物を漉し取るものなので、本体の強度が維持されることを条件に、なるべく小さなものを多数設けることで小さな固形物まで漉し取ることができ、望ましい。
なお、第一層の通水孔は、濾過シートを通過した水がフィルタ外部に通ればよいので孔径に制限はなく、内面の濾過シートが保持されうるものであればよい。

第三層の周壁の通水孔の開口率は０．５以上であることが望ましい。（請求項４）
第三層の通水孔は、豪雨時にフィルタの水位がオーバーフローしないためのものであるから、本体の強度が維持されることを条件に、なるべく大きな開口率であることが望ましい。開口率を０．５以上とすれば、第二層よりも十分に大きな開口率となり、第三層としての作用効果を確実に果たすことができる。
なお本発明において、開口率は、通水孔の面積の合計をその層の周壁の面積で除したものである。
開口率を算出するための基準として、第一層と第二層の境目は濾過シートの上端、第二層と第三層の境目は第二層の通水孔の最上端と第三層の通水孔の最下端の中間、第三層の上端は周壁の上端である。また、周壁及び通水孔の面積は、周壁の厚み方向中心の面における面積である。

また本発明は、請求項１〜４のいずれかのフィルタを水の流入部に設置したことを特徴とする浸透装置である。（請求項５）
浸透装置は、いわゆる浸透桝、及び建築物や人工芝グラウンドの地下に設けられる比較的大型の浸透槽を含む。
流入部とは、フィルタの上端が、浸透装置の上部（グレーチング蓋など）及び／又は周壁中間部（側溝・導入管など）の水が流入する部分よりも下方で、フィルタの下端が浸透装置の底面よりも上方となる、浸透装置の上下方向中間部分である。

本発明は、従来のフィルタに比べて浸透装置内に流入する泥が非常に少なく、したがって、浸透装置の外周に形成される砕石や砂の層が泥で目詰まりしにくく、浸透装置の寿命が長くなる。
豪雨時でも、フィルタがオーバーフローしないばかりでなく、外周の砕石等の層が目詰まりしにくいので浸透装置自体もオーバーフローすることがなく、都市型の洪水を防ぐことができる。
浸透装置のメインテナンスは、豪雨の後のみ行えばよく、フィルタのメインテナンスは定期的にフィルタ内の清掃、濾過シートの洗浄・交換などを行えばよいので、メインテナンスも非常に簡単である。

実施例のフィルタの斜視図である。 実施例のフィルタの平面図である。 実施例のフィルタの正面図である。 実施例のフィルタの縦断面説明図である。 実施例の浸透装置の縦断面説明図である。 通常の雨の場合のフィルタの作用の説明図である。 大雨の場合のフィルタの作用の説明図である。 豪雨の場合のフィルタの作用の説明図である。

以下、本発明の実施例を表した図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は実施例のフィルタの斜視図、図２は同じく平面図、図３は同じく正面図、図４は同じく縦断面説明図、図５は実施例の浸透装置の縦断面説明図、図６〜図８は、それぞれ通常の雨、大雨、豪雨の場合のフィルタの作用の説明図である。
なお、各図において、通水孔の径及び数は模式的に表しているため統一されていない。

図１〜４に示すフィルタ１は、有底筒状の本体２と不織布の濾過シート３を有する。
本体はステンレス鋼板製で、平面視が四辺形（正方形）の筒状をなし、周壁及び底面に透水孔４ａ，４ｂ，４ｃが形成され、上端周囲には浸透装置に装着するため外側に張り出したフランジ部５が一体形成されている。フランジ部５の内周部分５ａは、上方からフィルタ内に流入する水が通水孔４ｃからフィルタ外に飛び出ないように内側下向きに張り出している。また、フランジ部５にはステンレス棒の把手６が溶接固定されている。

図４に示すように、フィルタ１は、下から上に向かって、第一層、第二層及び第三層の異なる層を有する。

第一層において、本体の周壁及び底面に通水孔４ａが穿孔され、周壁及び底面の内面は濾過シート３で覆われている。
通水孔の孔径（直径）は１０ｍｍ、孔中心間隔は平均２０ｍｍで、開口率は約０．１５である。

第二層は濾過シートを有さず、本体の周壁に通水孔４ｂが穿孔されている。
通水孔の孔径（直径）は１０ｍｍ、孔中心間隔は平均２０ｍｍ、開口率は約０．１５で、前記第一層の通水孔と全く同じである。

第三層も濾過シートを有さず、本体の周壁各面に四辺形状の大孔径通水孔４ｃが形成されている。開口率は約０．６で、第二層の開口率よりも大幅に大きくなっている。このように、第三層の開口率は第二層の開口率より３倍以上大きくすることができる。

フィルタ１は、例えば、図５に示すように、浸透桝７に装着される。
浸透桝７はプレキャストコンクリート製で、下から底塊７ｅ、下部側塊７ｃ、フィルタ保持枠７ｂ、上部側塊７ａの順に積み重ねられている。
上部側塊７ａは四角筒状で、上端にはグレーチング蓋７ｇが装着され、側壁には導入管８が接続されている。
フィルタ保持枠７ｂは四角ドーナツ板状で、他の側塊よりも内径が小さくなっており、その上にフィルタ１のフランジ部５を載せて支持することでフィルタ１が浸透桝７の流入部に装着されている。
下部側塊７ｃは四角筒状で、周壁に多数の透水孔７ｄが形成されている。
底塊７ｅは四角ドーナツ板状で、中央には穴７ｆが設けられている。

下部側塊７ｃ及び底塊７ｅの外周には砕石９が充填され、底塊７ｅの下側には砂１０が充填され、それぞれ砕石層及び砂層を形成している。砕石層及び砂層と土１２の境目には透水シート１１が設けられている。

雨水は、グレーチング蓋７ｇ及び導入管８から浸透桝７の上部側塊７ａの中に流入する。流入した雨水は実質的に全部フィルタ１内に流れ込み、ここで泥及びゴミなどの固形物を濾過されて浸透桝の下部側塊の中に流入し、さらに透水孔７ｄ及び穴７ｆから周囲の砕石層又は砂層に浸透し、さらに土１２の中に浸透する。

通常の雨の場合、フィルタ１の内部は図６のようになっている。第一層の下部には泥などの沈殿物１３が溜まっている。フィルタ１内の水位は第一層にあり、水は濾過シート３によって泥及びゴミなどの固形物１４が濾過されて通水孔４ａから浸透桝内に流入する。
このように、通常の雨の場合は、泥及びゴミなどの固形物は実質的に浸透装置内に進入しない。

通常の大雨の場合、フィルタ１の内部は図７のようになっている。第一層の下部には泥などの沈殿物１３が溜まっている。フィルタ１内の水位は第二層にあり、水の中の泥は、一部は濾過シート３によって濾過され、一部は第二層の通水孔４ｂから水と共に透水桝の中に流入する。固形物１４は第一層の濾過シート及び第二層の通水孔４ｂで濾過される。
したがって、このような場合、泥の一部は透水桝の中に流入するが、ゴミや落ち葉などの固形物は実質的に浸透装置内に進入しない。

希な豪雨の場合、フィルタ１の内部は図８のようになっている。第一層の下部には泥などの沈殿物１３が溜まっている。フィルタ１内の水位は第三層にある。水の中の泥は、ごく一部は濾過シート３によって濾過され、大部分は第二層，第三層の通水孔４ｂ，４ｃから水と共に透水桝７の中に流入する。また、ゴミなどの固形物は、一部は濾過シート３及び第二層の通水孔４ｂによって濾過され、大部分は第三層の通水孔４ｃから水と共に透水桝７の中に流入する。
しかし、このような場合でも、水は、第三層の大きな開口率の透水孔４ｃから大量に浸透桝内に流入するので、フィルタがオーバーフローして洪水となることがない。ただし、泥やゴミが浸透桝内に入り込むので、このような豪雨の後は浸透桝内を清掃するなどのメインテナンスを行うことが望ましい。

本発明のフィルタ及び浸透装置は、実施例の構成に限るものではなく、特許請求の範囲に記載されている範囲内において、種々の変更を行うことができる。
例えば、フィルタ本体、浸透桝の形状は平面視四辺形に限るものではなく、円形、楕円形など任意である。通水孔の形状も円形に限らず、四辺形などとすることができる。フィルタ本体の材質は、金属に限らずプラスチック製など他の材質を用いてもよい。フィルタを透水装置に装着する機構も、フランジ部とフィルタ保持枠に限らず、種々の公知手段を用いることができる。

１ フィルタ
２ 本体
３ 濾過シート
４ａ 通水孔（第一層）
４ｂ 通水孔（第二層）
４ｃ 通水孔（第三層）
５ フランジ部
６ 把手
７ 浸透桝
７ａ 上部側塊
７ｂ フィルタ保持枠
７ｃ 下部側塊
７ｄ 透水孔
７ｅ 底塊
７ｆ 穴
７ｇ グレーチング蓋
８ 導入管
９ 砕石
１０ 砂
１１ 透水シート
１２ 土
１３ 沈殿物
１４ 固形物

Claims (6)

1. 有底筒状本体と、該本体の下部の少なくとも内周面を覆う、泥を濾過するための濾過シートを有するフィルタで、
   該フィルタは下方から上方に向かって第一層、第二層及び第三層の異なる層を有し、
   前記第一層は、本体の少なくとも周壁に通水孔が形成され、内周面が前記濾過シートで覆われ、
   前記第二層は、前記濾過シートを有さず、本体の周壁にその孔径よりも大きな固形物を漉す通水孔が形成され、
   前記第三層は、前記濾過シートを有さず、周壁に、前記第二層の通水孔の孔径よりも大きな孔径で、前記第二層の周壁の開口率よりも大きな開口率で通水孔が設けられていることを特徴とする浸透装置用フィルタ。
2. 前記第一層において、本体底面に通水孔が形成されていると共に、本体底面内側が前記濾過シートで覆われている請求項１に記載の浸透装置用フィルタ。
3. 前記第二層の通水孔の孔径（直径）が１０ｍｍ以下である請求項１又は２に記載の浸透装置用フィルタ。
4. 前記第三層の周壁の通水孔の開口率が０．５以上である請求項１〜３のいずれかに記載の浸透装置用フィルタ。
5. 請求項１〜４のいずれかのフィルタを水の流入部に設置したことを特徴とする浸透装置。
6. 前記流入部が、筒状の下部側塊の上に保持されたドーナツ板状のフィルタ保持枠で、前記フィルタは上端周囲にフランジ部が張り出し成形され、前記フィルタが、前記フィルタ保持枠に前記フランジ部を保持されて、前記流入部に装着されている請求項５に記載の浸透装置。
   

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