JP5285957B2 - 螺旋案内路付き縦管 - Google Patents

Description

本発明は、自然流下する流体を流速や衝撃を減衰させる螺旋案内路付き縦管に関する。

一般に、下水道において、流域下水道の幹線は地中の比較的深い位置に計画されており、関連公共下水道との接続点では高落差接合となっていることが多い。また、下水道普及率の増加に伴い、下水道計画が平野部から山間部へと移行しつつある地域が多いことから、このような高落差接合の需要は増加している。

高落差接合となる下水道の接続点においては、多段的に接合するよりも、一つのマンホール内で高落差処理を行うことができれば、専有面積、施工費、および施工期間のいずれも低減できて好ましい。そこで、一つのマンホール内に直管状の縦管を設置し、マンホール内に突出させ下水流入管に縦管の上端を接続するとともに、マンホール内の底部に縦管の下端を設置して下水流出管に接続し、縦管を介して上位と下位の下水道を接続するようにした高落差処理が行われるようになっている。

このような場合、マンホール内に設ける縦管の全長が長くなることが多く、縦管内に流入して自然流下する下水が、縦管の底部において非常に大きな落下衝撃を生じることになり、マンホールの底部を損傷するおそれがあった。

そこで、近年では、縦管内を流下する下水によって底部が損傷するのを防止するために、例えば特許文献１に記載されているように、縦管の内面に沿って螺旋状の案内板（螺旋案内路）を設け、縦管内を案内板に沿って螺旋状に下水を流下させるようにした縦管（ドロップシャフト）をマンホール内に設置する手法が実施されている。

通常は、このような縦管は、螺旋案内板と縦管本体とを別個に製造して、縦管本体内に螺旋案内板を挿入し、この螺旋案内板の外周縁部と縦管本体の内周面とを接合して固着させることによって一体的に製造されている。また、螺旋案内板の軸芯部には、螺旋案内板にて案内される下水中に含まれた空気を上方へ排除するための排気用の空気芯筒が設けられていることもある。

そして、このように螺旋案内板を有する縦管をマンホール内に設置することにより、マンホール内に流入した下水を旋回させて流況を安定させるとともに、その流下エネルギーを減衰させて、縦管底部が強い衝撃や荷重を受けるのを避けることが可能となる。さらに、かかる縦管は、縦管底部が損傷しないので、縦管底部の強度を維持することができ、底部の摩耗も抑制しうるものとなっている。
特開平８−４１９１５号公報

ところで、マンホール内の縦管が老朽化したり改修が必要になったりすると、従来構法では、縦管全体を新規の縦管に取り替える工事を行うことになり、既設の縦管を撤去して新規の縦管をマンホール内へ搬入する工程を経なければならない。

しかし、マンホール内には中間スラブが縦管を貫通させて設けられており、新規の縦管に更新することは大がかりな作業を要し、地上での道路の閉鎖等も伴う。また、縦管の上部や螺旋案内路の上方部分だけを改修すれば足りることも多く、このような場合には特に、縦管の全体を取り替える必要性に乏しかった。

そこで本発明は、上記のような問題点にかんがみてなされたものであり、マンホール内に設けられている縦管において、縦管の上部や螺旋案内路の上方部分だけを簡単に改修したり更新したりできるようにし、効率よく作業を進めることを可能にして、施工費の低減および施工期間の短縮化等を図ることのできる螺旋案内路付き縦管を提供するものである。

上記した目的を達成するため、本発明は、直管状の縦管本体に、流入した流体を螺旋状に流下させる螺旋案内路と、縦管本体内の空気を上方へ排除する円筒状の空気芯筒とを備える螺旋案内路付き縦管であって、前記螺旋案内路は、前記空気芯筒の外周面に複数ピッチ分の螺旋スパンからなる螺旋案内板を備えて形成され、前記螺旋案内板は、螺旋の外周縁が前記縦管本体の内周面に当接しない大きさで形成されており、前記空気芯筒は前記縦管本体の上部に設けられて、互いに分離可能とされた上方の上部空気芯筒と下方の下部空気芯筒とを備え、前記上部空気芯筒は、その外周面と縦管本体の内周面との間に、縦管本体内を区画して流入する流体の旋回方向を規定するガイド板が管軸方向に配設されるとともに、前記ガイド板の下部に、前記複数ピッチ分の螺旋案内板のうち上端から半ピッチないし１ピッチ分の螺旋案内板が配設され、前記下部空気芯筒は、前記螺旋案内板の残りの部分が配設されて前記縦管本体に固定され、前記螺旋案内路は、連続状の螺旋をなす螺旋案内板が上方部分と下方部分とで分離可能となされて、前記上部空気芯筒、ガイド板、および螺旋案内板の上方部分が、一体となって縦管本体に対して抜き出し可能とされたことを特徴とする。

このような構成により、補修や改修等の作業が必要となることが比較的多い、既設縦管の螺旋案内路の上方部分のみを、縦管本体から抜き出して保守管理作業を進めることが可能となる。これにより、縦管本体の全体に改修等の範囲を及ばすことがなくなり、効率よく作業を行うことができるとともに、施工費の低減および施工期間の短縮化等を図ることが可能となる。

ここで、螺旋案内路は、概ね、上端から１ピッチ分の螺旋ピッチの範囲内において改修等の作業が必要となることが多い。したがって、上部空気芯筒に配設する螺旋案内板が、半ピッチ分に満たないと縦管本体に残存する螺旋案内板が多くなって改修等の作業が進めにくく、また１ピッチ分を超えると必要以上に螺旋案内板を抜き出すことになり、いずれも好ましくないと考えられる。したがって、上記の構成により、螺旋案内路の上方部分だけを空気芯筒とともに縦管本体から抜き出して、効率よく保守管理作業を進めることが可能となり、施工費の低減および施工期間の短縮化等を図ることができる。

さらに、本発明は前記構成の螺旋案内路付き縦管において、前記上部空気芯筒は、螺旋案内路の上方部分が設けられた案内路部と、ガイド板が設けられた流入ガイド部とに分離可能に形成され、前記案内路部と流入ガイド部とのいずれか一方の端部に円筒状のインコアが備えられて、これらが互いに嵌着自在とされていてもよい。

これにより、作業を要する範囲がより狭小な場合に好ましく、縦管本体から抜き出して改修等の作業をする範囲を狭めることができ、作業性を高め、施工費の低減および施工期間の短縮化も図ることが可能となる。

上述のように構成される本発明の螺旋案内路付き縦管によれば、既設縦管の上部や螺旋案内路の上方部分だけに改修や更新の必要が生じた場合に、縦管全体に作業が及ぶことなく、当該部分だけ縦管本体から抜き出して簡単に改修したり更新したりでき、効率よく作業を進めることができる。また、これにより、保守管理作業に伴う施工費の低減や、施工期間の短縮化等を図ることも可能になる。

以下、本発明に係る螺旋案内路付き縦管を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、縦管の一例を示す説明図であり、図２は、縦管の内部構造を模式的に示す説明図である。また、図３は、本発明に係る螺旋案内路付き縦管を示し、縦管の上部断面および内部構造を示す説明図である。さらに、図４は縦管本体の一部を拡大して示す断面図であり、図５は比較例としての従来の縦管断面図である。図６は、図２の縦管において上部空気芯筒を抜き出した様子を示す説明図である。

本発明において、螺旋案内路付き縦管１０１は、直管状の縦管本体１１０に、流入した下水等の流体を螺旋状に流下させる案内路１０７，１０８，１０９と、縦管本体１１０内の空気を上方へ排除する円筒状の空気芯筒１２０とを備えて構成されている。

縦管１０１は、例えば、図１に示すように、高低差を有する下水路の連結に用いられる。例示の縦管１０１は、上流側管路１０２から下水流管路１０３まで、上下垂直方向に、コンクリート地下構造物１０内に設けられる。このコンクリート地下構造物１０は、維持管理のため、点検を行う作業者が進入可能な空間部１０４を有していて、縦方向の中間部に作業用の中間スラブ１０５も設けられる。

縦管１０１は、上流側管路１０２に流入管１０２ａが接続され、この流入管１０２ａに縦管上部１０６が接続されている。そして、縦管上部１０６の下方には、上部螺旋案内路１０７、中間案内路１０８、および下部螺旋案内路１０９が接続されており、縦管本体１１０が構築されている。また、中間案内路１０８の側面部に、点検孔１１１が設けられていることもある。

縦管本体１１０は、熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂によって製造されることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、メタクリル樹脂等を用いることができる。また、熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。さらに、これら各種の樹脂を、無機繊維、ガラス繊維、有機繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維等の繊維によって強化したものも使用することができる。

図２に示すように、縦管１０１の上部螺旋案内路１０７には、その中心部に円筒状の空気芯筒１２０が管軸方向に備えられ、この空気芯筒１２０の周囲に螺旋案内板１３０が設けられている。螺旋案内板１３０のない中間案内路１０８の下方には、下部螺旋案内路１０９が設けられている。下部螺旋案内路１０９には、空気芯筒１２０はなく、螺旋ピッチの小さい螺旋案内板１３０が配設されている。

図３に示すように、上部螺旋案内路１０７は、縦管本体１１０内において空気芯筒１２０の下部外周面に、螺旋案内板１３０が一体的に結合されて形成されている。螺旋案内板１３０は、平板状の断面形状で、螺旋状に旋回して成形されおり、複数ピッチ分の螺旋スパンを有している。例示の形態では、上部螺旋案内路１０７における螺旋案内板１３０は、空気芯筒１２０の下部外周面に、合わせて３ピッチ分の螺旋スパンを有して配設されている。

また、図４に示すように、螺旋案内板１３０は、螺旋状を描く外周縁が、縦管本体１１０の内周面に当接しない大きさで形成されており、縦管本体１１０との間に微少な隙間を形成しうる帯板状に形成されている。螺旋案内板１３０と縦管本体１１０との間の隙間は、縦管１０１の管径によって適宜決定されるが、５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の微少な範囲で設けられるとよい。

通常、縦管本体１１０と螺旋案内路１０７，１０９とは、それぞれ個別に製造されて、縦管本体１１０内に螺旋案内路１０７，１０９を挿入して、両者が接合固定されている。

ここで、従来の縦管本体２１０においては、図５に例示するように、帯板状の案内板部２３１に、案内板部２３１の外周縁に立設された曲面状の接合片２３２とが断面略Ｌ字状に一体形成された部材により螺旋案内板２３０が形成されているのが一般的であった。このため、螺旋案内路２０７は、縦管本体２１０の内周面に螺旋案内板２３０の接合片２３２を接合して形成されていた。

これに対し、本実施の形態においては、螺旋案内板１３０の外周縁と、縦管本体１１０の内周面との接合部には隙間を有する程度の配置関係で構成され、当該接合部には部分的に繊維強化樹脂（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）１３１を積層することによって、互いの固着強化が図られている。

また、図３または図６に示すように、螺旋案内路１０７に設けられる空気芯筒１２０は、その上方と下方とで分離可能に形成されて、上部空気芯筒１２１と下部空気芯筒１２２とを構成している。これらの上部空気芯筒１２１と下部空気芯筒１２２とは、互いに嵌着自在となされて、縦管本体１１０内においては一体化されている。

図示する形態では、上部空気芯筒１２１の下端部に、下部空気芯筒１２２の内周面に対して密接状態で嵌挿しうる円筒状のインコア１２３が備えられており、このインコア１２３の嵌め合いにより、上部空気芯筒１２１と下部空気芯筒１２２との一体化が図られている。かかるインコア１２３は、下部空気芯筒１２２の上端部に設けられて、上部空気芯筒１２１が下部空気芯筒１２２から嵌着自在となされた構成であってもよい。

このように、上方と下方とに分離可能な空気芯筒１２０は、上部空気芯筒１２１にガイド板１４０と螺旋案内路１０７の上方部分１０７ａが配設されている。また、下部空気芯筒１２２には、螺旋案内路１０７の下方部分１０７ｂが配設されている。

例示の形態において、螺旋案内路１０７は、３ピッチ分の螺旋スパンを有して形成されており、このうち、上部空気芯筒１２１に対しては、１ピッチ分の螺旋案内板１３０が一体的に配設されている。かかる上部空気芯筒１２１に設けられる螺旋案内板１３０のピッチ数は、縦管１０１の管長や上部螺旋案内路１０７の配設長さによって適宜選択されることが好ましいが、総じて、螺旋開始端部から半ピッチ〜１ピッチ分の螺旋案内板１３０が、上部空気芯筒１２１に設けられるとよい。

螺旋案内路１０７の下方部分１０７ｂには、２ピッチ分の螺旋案内板１３０が下部空気芯筒１２２に一体的に配設されている。さらに、螺旋案内板１３０は、縦管本体１１０に対して、繊維強化樹脂１３１が積層されることにより固定されている。特に、螺旋案内路１０７の下方部分１０７ｂにおいて、螺旋案内板１３０の始端部分（１ピッチ目の上面）と、終端部分（２ピッチ目の下面）は、手作業での樹脂積層が可能であり、ハンドレイアップ法等により繊維強化樹脂１３１を積層して一体化されている。

また、ガイド板１４０は、螺旋案内路１０７の上部に配設され、空気芯筒１２０（上部空気芯筒１２１）に固定されている。ガイド板１４０は、上部空気芯筒１２１の外周面と縦管本体１１０の内周面との間に、管軸方向に配設された板状体で構成され、縦管本体１１０の内部を区画するように設けられている。ガイド板１４０の外側縁には、長手方向に沿って弾性体１４１が装着されていてもよい。

縦管１０１において、上流側管路１０２を流れた下水は、流入管１０２ａを介して縦管１０１内に流入する。このとき、下水は、縦管本体１１０においてガイド板１４０に衝突して、螺旋状の旋回方向が規定され、螺旋案内路１０７へと流下するものとなる。かかるガイド板１４０により、流入した下水が、縦管本体１１０の内周面に沿って一方向にのみ流動することになり、螺旋案内路１０７の旋回方向に沿って円滑に流下するように案内される。

このように、ガイド板１４０、螺旋案内路１０７の上方部分１０７ａ、および上部空気芯筒１２１は、これらが一体となって縦管本体１１０に設けられ、上部空気芯筒１２１が下部空気芯筒１２２に嵌着自在であることから、縦管本体１１０に対して抜き出し可能に設けられている。これに対し、下部空気芯筒１２２は、縦管本体１１０に螺旋案内板１３０が固着されていることにより、縦管本体１１０に対して一体化して形成されている。

したがって、縦管本体１１０の螺旋案内路１０７において、改修の必要が生じたり、新たな部材に交換する必要を生じたりしたときには、上部空気芯筒１２１を上方へ引き上げて縦管本体１１０から抜き出すことにより、ガイド板１４０および上部螺旋案内路１０７の上方部分１０７ａが露出されて、改修等の作業を行うことができる。また同時に、上部螺旋案内路１０７の下方部分１０７ｂの様子も視認しやすい状態となる。よって、縦管１０１の保守管理を行う際の作業が簡単になり、縦管１０１の全体を構築しなおすことなく、必要部分のみの作業で済ませることができる。

また、図６に示すように、上部空気芯筒１２１は、さらに、螺旋案内路１０７の上方部分１０７ａが設けられた案内路部１２１ａと、ガイド板１４０が設けられた流入ガイド部１２１ｂとに分離可能に形成されていてもよい。この場合にも、いずれか一方の端部にインコアを設けて、これらが互いに嵌着自在であることにより、必要に応じて流入ガイド部１２１ｂを縦管本体１１０から抜き出すことができるように構成されるとよい。

このように、上部空気芯筒１２１が、さらにその上方と下方とで分離可能であることにより、縦管本体１１０の流入部１０２ａ付近だけを補修したり改修したりすることが容易に行え、さらに作業性も高められる。

このように縦管１０１の保守管理を行った後は、補修や改修内容により、再度上部空気芯筒１２１を下部空気芯筒１２２に嵌着させて一体化させ、あるいは新たなガイド板１４０および螺旋案内板１３０を備えた上部空気芯筒１２１を嵌着させて、螺旋案内路１０７の上方部分１０７ａを更新することが可能である。

なお、本発明に係る縦管１０１において、上部螺旋案内路１０７の形態や螺旋ピッチ等は上記の実施形態に限定されず、縦管１０１の管長等により適宜選択される。また、空気芯筒１２０に設けられる嵌着自在な連結部分には、インコア１２３に限らず、どのような連結および締結手段が用いられてもよい。また、縦管１０１への下水の流入量や想定される流速等によっては、空気芯筒１２０に前記ガイド板１４０が設けられていない形態も可能である。

本発明は、自然流下式下水路を構成する螺旋案内路付き縦管において好適に利用することができる。

螺旋案内路付き縦管の一例を示す説明図である。 縦管の内部構造を模式的に示す説明図である。 本発明に係る螺旋案内路付き縦管を示し、縦管の上部断面および内部構造を示す説明図である。 縦管本体の一部を拡大して示す断面図である。 比較例としての従来の縦管断面図である。 図２の縦管において上部空気芯筒を抜き出した様子を示す説明図である。

符号の説明

１０１ 螺旋案内路付き縦管
１０２ 上流側管路
１０３ 下流側管路
１０５ 中間スラブ
１０７ 上部螺旋案内路
１０７ａ 上方部分
１０７ｂ 下方部分
１０８ 中間案内路
１０９ 下部螺旋案内路
１１０ 縦管本体
１２０ 空気芯筒
１２１ 上部空気芯筒
１２２ 下部空気芯筒
１３０ 螺旋案内板
１４０ ガイド板

Claims (2)

1. 直管状の縦管本体に、流入した流体を螺旋状に流下させる螺旋案内路と、縦管本体内の空気を上方へ排除する円筒状の空気芯筒とを備える螺旋案内路付き縦管であって、
   前記螺旋案内路は、前記空気芯筒の外周面に複数ピッチ分の螺旋スパンからなる螺旋案内板を備えて形成され、前記螺旋案内板は、螺旋の外周縁が前記縦管本体の内周面に当接しない大きさで形成されており、
   前記空気芯筒は前記縦管本体の上部に設けられて、互いに分離可能とされた上方の上部空気芯筒と下方の下部空気芯筒とを備え、
   前記上部空気芯筒は、その外周面と縦管本体の内周面との間に、縦管本体内を区画して流入する流体の旋回方向を規定するガイド板が管軸方向に配設されるとともに、前記ガイド板の下部に、前記複数ピッチ分の螺旋案内板のうち上端から半ピッチないし１ピッチ分の螺旋案内板が配設され、
   前記下部空気芯筒は、前記螺旋案内板の残りの部分が配設されて前記縦管本体に固定され、
   前記螺旋案内路は、連続状の螺旋をなす螺旋案内板が上方部分と下方部分とで分離可能となされて、前記上部空気芯筒、ガイド板、および螺旋案内板の上方部分が、一体となって縦管本体に対して抜き出し可能とされたことを特徴とする螺旋案内路付き縦管。
2. 請求項１に記載の螺旋案内路付き縦管において、
   前記上部空気芯筒は、前記螺旋案内板の上方部分が設けられた案内路部と、前記ガイド板が設けられた流入ガイド部とに分離可能に形成され、
   前記案内路部と流入ガイド部とのいずれか一方の端部に円筒状のインコアが備えられて、互いに嵌着自在となされたことを特徴とする螺旋案内路付き縦管。

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