JP6180116B2 - 吐出管及び排水装置 - Google Patents

Description

本発明は、水槽内に重力方向に沿って設けられる吐出管、及び、排水装置に関する。

下水処理等の一として、汚水を処理施設に送る処理設備の中継地点に、汚水を貯留して圧送する中継設備として排水装置が設けられる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この排水装置は、汚水を所定の水位まで貯留する水槽と、当該水槽に貯留された汚水を二次側に圧送するポンプと、を備えている。

水槽は、汚水への耐食性、生産性及び強度を考慮し、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）等によって形成され、地中に設置される。また、排水装置は、水槽内に、水槽の二次側と連結される連結管と、連結管に接続されるとともに、水槽に固定され、重力方向に沿って延設された吐出管と、を備えている。

排水装置は、水槽内の汚水が所定の水位に到達後、ポンプを駆動し、ポンプの吐出口から、連結管及び吐出管を介して汚水を二次側に排水可能に形成される。排水装置は、水槽が地中に設置される。このため、地中の土壁やコンクリート等の壁面と水槽との間に湧水等が発生すると、当該湧水の圧力によって、水槽が変形する虞がある。

特に、このような湧水による圧力は、水槽の外周側から圧縮する方向に力が印加されることから、水槽の底面が変形、さらに言えば、上方に向って盛り上がるように変形する。水槽の底面が変形すると、水槽の底面に固定された連結管が上方に移動する。この連結管の移動に伴って、吐出管に連結管が移動する方向の力が印加されるが、吐出管は水槽に固定されていることから、吐出管が座屈変形する虞がある。

そこで、吐出管に伸縮継手を設け、変形を緩和する技術も知られている。

特開２００１−３１１２１２号公報

上述した排水装置では、以下の問題があった。即ち、上述した吐出管の座屈変形を緩和するために、伸縮継手を設ける構成では、伸縮継手のコストが高い、という問題がある。また、伸縮継手は、規格品等の汎用品を用いた場合、その径や、伸縮可能な長さに制限があり、汎用性が低い、という問題があった。

そこで本発明は、安価であって、その変形の防止が可能な吐出管及び排水装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の吐出管及び排水装置は、次のように構成されている。

本発明の一態様として、吐出管は、地中に埋設される水槽内に設置されるポンプの吐出口に接続され、且つ、前記水槽内に固定される連結管、及び、前記水槽の側面に固定される接続管に接続され、前記連結管及び前記接続管を介して前記水槽の底面及び前記水槽の側面に固定されるとともに、重力方向に延設される吐出管において、一端が前記連結管に固定される第１吐出管と、下端側に設けられ、前記第１吐出管の他端が挿入される挿入部及び前記挿入部の内周面に設けられたシール溝を有する、前記接続管に固定される第２吐出管と、前記シール溝に設けられ、前記第１吐出管及び前記第２吐出管間を密封するＯリングと、を備え、前記第２吐出管は、前記挿入部の内径が他部の内径よりも大径に構成され、前記挿入部は、その長さが、前記第１吐出管が前記連結管に固定されたときに前記挿入部に挿入される前記第１吐出管の長さよりも長く形成されている。

本発明の一態様として、排水装置は、地中に埋設される水槽と、前記水槽内に設置され、吐出口を有するポンプと、前記吐出口に接続され、前記水槽内に固定される連結管と、前記水槽の側面に固定される接続管と、前記連結管及び前記接続管を介して前記水槽の底面及び前記水槽の側面に固定されるとともに、重力方向に延設される吐出管と、を備え、前記吐出管は、一端が前記連結管に固定される第１吐出管と、下端側に設けられ、前記第１吐出管の他端が挿入される挿入部及び前記挿入部の内周面に設けられたシール溝を有する、前記接続管に固定される第２吐出管と、前記シール溝に設けられ、前記第１吐出管及び前記第２吐出管間を密封するＯリングと、を具備し、前記第２吐出管は、前記挿入部の内径が他部の内径よりも大径に構成され、前記挿入部は、その長さが、前記第１吐出管が前記連結管に固定されたときに前記挿入部に挿入される前記第１吐出管の長さよりも長く形成されている。

本発明によれば、安価であって、その変形の防止が可能な吐出管及び排水装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る排水装置の構成を一部断面で示す側面図。 同排水装置に用いられる吐出管の構成を示す断面図。

以下、本発明の一実施形態に係る排水装置１の構成を、図１及び図２を用いて説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る排水装置１の構成を一部断面で示す側面図、図２は排水装置１に用いられる吐出管２５の構成を、図１中ＩＩ−ＩＩ断面で示す断面図である。なお、図１中、Ｆは、汚水の流れを示している。

排水装置１は、地面１００下に設置される。排水装置１は、汚水を処理施設に送る排水設備の中継地点に設けられる。排水装置１は、水槽１１と、ポンプ１２と、連結管１３と、ガイド装置１４と、を備えている。排水装置１は、水槽１１内の汚水をポンプ１２により二次側に給水可能に形成されている。地面１００とは、土壌であってもよく、また、コンクリート等で形成されていてもよい。

水槽１１は、下部水槽２１と、上部水槽２２と、蓋部材２３と、を備えている。水槽１１は、その一次側からその内部に汚水を引き入れる吸込管２４と、連結管１３と接続され、その二次側に汚水を吐出する吐出管２５と、水槽１１に固定され、吐出管２５及び水槽１１の二次側に設置される配管を接続する接続管２６と、を備えている。

水槽１１は、下部水槽２１及び上部水槽２２がボルト等により一体に固定されることで構成される。下部水槽２１は、水槽１１の底面２１ａ及び下方の側面を構成する。下部水槽２１は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）により形成されている。上部水槽２２は、水槽１１の上方の側面及び水槽１１の開口部２２ａを構成する。上部水槽２２は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）により形成されている。

蓋部材２３は、上部水槽２２の開口部２２ａを閉塞可能に形成されている。このような水槽１１は、下部水槽２１及び上部水槽２２が地面１００の下（地中）に埋設されるとともに、開口部２２ａが地面１００から開口する。また、水槽１１は、地面１００上（地上）から蓋部材２３を着脱可能に、蓋部材２３が開口部２２ａを閉塞する。

吐出管２５は、水槽１１内に設けられ、重力方向に延設される。吐出管２５は、連結管１３及び接続管２６に接続され、連結管１３及び接続管２６を介して水槽１１に固定される。具体的には、吐出管２５は、連結管１３を介して水槽１１の底面２１ａに固定され、接続管２６を介して、水槽１１の側面に固定される。

図２に示すように、吐出管２５は、第１吐出管２７と、第２吐出管２８と、シール部材２９と、を備えている。第１吐出管２７は、一端が連結管１３に固定され、他端が第２吐出管２８に挿入される。第１吐出管２７は、重力方向に延設される。

第２吐出管２８は、一端が接続管２６に固定され、他端が第１吐出管２７を挿入可能に形成される。具体的には、第２吐出管２８は、他端に設けられ、その内径が第１吐出管２７の外径と略同一、より具体的には、その内径が第１吐出間２７の外径よりも若干大径に形成された挿入部２８ａと、挿入部２８ａの内周面に形成され、シール部材２９を配置可能なシール溝２８ｂと、を備えている。

挿入部２８ａの内径は、第２吐出管２８の他部、即ち、第２吐出管２８の挿入部２８ａ以外の内径よりも大径に形成されている。さらに換言すると、第２吐出管２８の内径は、挿入部２８ａにおいて第１吐出管２７を挿入可能な内径に形成され、第２吐出管２８の挿入部２８ａ以外のその他の部位の内径は、第１吐出管２７の外径よりも小径に形成される。

また、挿入部２８ａは、その長さが、水槽１１内に吐出管２５を設置するときに第１吐出管２７の挿入される部位の長さよりも長く形成されている。なお、挿入部２８ａの長さは、第１吐出管２７を移動可能とする距離に応じて、適宜設定可能である。即ち、挿入部２８ａは、第１吐出管２７の挿入される部位の長さ、及び、第１吐出管２７の移動可能な長さの和と同一以上の長さに形成されている。シール部材２９は、第１吐出管２７を、挿入部２８ａに対して移動可能な摩擦係数であって、第１吐出管２７及び挿入部２８ａ間の隙間を密封可能に形成されている。シール部材２９は、例えば、Ｏリング等である。

接続管２６は、水槽１１の側面に固定される。接続管２６は、例えば、水槽１１の側面から水平方向に延設されるとともに、その端部に、その内部の流路が９０度ベントする曲げ部２６ａを備えている。この曲げ部２６ａは、水平方向から下方に向って曲折し、第２吐出管２８と接続される。また、接続管２６は、その内部に、例えば逆止弁等のバルブが設けられる。

ポンプ１２は、例えば、異物が含まれる汚水を二次側に供給可能に形成されている。ポンプ１２は、ポンプ部３１と、モータ部３２と、モータ部３２の駆動及び停止を行うフロートスイッチ３３と、を備えている。

ポンプ１２は、ポンプ部３１の上方にモータ部３２が固定される。また、ポンプ１２は、モータ部３２に、少なくとも水槽１１の開口部２２ａまで延設され、ポンプ１２を引き上げ可能なワイヤ３４が設けられる。

ポンプ部３１は、所謂汚水用のポンプであって、異物を含む汚水を給水可能に形成されている。ポンプ部３１は、ポンプケーシング３６と、モータ部３２の駆動により回転するインペラと、備えている。

ポンプケーシング３６は、その内部にインペラを収納する。ポンプケーシング３６は、その下方に形成された吸込口と、その側方に形成された吐出口３７と、を備えている。

ポンプケーシング３６は、その一部、例えば吐出口３７に、ガイド装置１４の後述するガイドパイプ４２が挿入される被案内部３８を備えている。被案内部３８は、ガイドパイプ４２を挿入可能、且つ、ポンプ１２の移動時に、ガイドパイプ４２と摺動可能に形成されている。

フロートスイッチ３３は、フロート３３ａと、フロート３３ａの位置に応じてオン及びオフが成されるスイッチと、を備えている。フロートスイッチ３３は高さが異なる位置に複数設けられ、各位置のフロートスイッチ３３のオン及びオフにより、水槽１１内の汚水の水位を検出可能に形成されている。

連結管１３は、その一次側がポンプケーシング３６の吐出口３７と流体的に接続可能に形成されている。また、連結管１３は、ポンプケーシング３６の吐出口３７と流体的に接続されたときに、ポンプ１２を支持可能に形成されている。

連結管１３は、その二次側が吐出管２５の第１吐出管２７と接続される。連結管１３は、水槽１１の底面２１ａにボルト等により固定される。連結管１３は、ガイド装置１４の支持装置４１の一部が設けられる。

ガイド装置１４は、支持装置４１と、ガイドパイプ４２と、を備えている。ガイド装置１４は、ポンプ１２の移動、具体的にはポンプ１２を開口部２２ａから連結管１３まで、及び、連結管１３から開口部２２ａまでの昇降移動を案内可能に形成されている。

支持装置４１は、連結管１３に固定された第１支持具４４と、水槽１１に固定された第２支持具４５と、を備えている。支持装置４１は、第１支持具４４及び第２支持具４５が、重力方向で対向して配置され、ガイドパイプ４２を支持可能に形成されている。

ガイドパイプ４２は、中空円筒状に形成され、少なくとも、ポンプ１２の移動量以上の長さに形成されている。ガイドパイプ４２は、その両端が、第１支持具４４及び第２支持具４５に支持されることで、支持装置４１を介して水槽１１及び連結管１３に固定される。また、ガイドパイプ４２は、ポンプ１２の被案内部３８に挿入された状態で支持装置４１に支持される。

このように構成された排水装置１は、通常時、即ち、水槽１１内に所定の水位まで貯留された汚水を二次側に給水する場合においては、図２に示すように、第１吐出管２７が、第２吐出管２８の挿入部２８ａの中途部まで挿入された状態で、吐出管２５が構成される。

これにより、吐出管２５は、第１吐出管２７が第２吐出管２８側に移動した場合に、第１吐出管２７の挿入部２８ａに挿入される量が増加し、結果、吐出管２５の長さを短縮することが可能となる。

具体的には、排水装置１は、湧水等により水槽１１が変形し、底面２１ａが上方に隆起し、当該底面２１ａの隆起により連結管１３が上方に移動し、結果、吐出管２５が連結管１３によって上方に押圧されると、第１吐出管２７が第２吐出管２８内に挿入される。これにより、吐出管２５は、その長さが短くなり、連結管１３の上方の移動を吸収することが可能となる。吐出管２５は、水槽１１の底面２１ａが隆起して連結管１３が上方に移動しても、その長さが短くなることで、吐出管２５に圧縮荷重が印加されることを防止可能となり、吐出管２５が座屈変形することを防止可能となる。

このように構成された排水装置１によれば、吐出管２５は、第１吐出管２７を第２吐出管２８に挿入するとともに、第１吐出管２７が第２吐出管２８内を吐出管２５が短くなる方向に移動可能とすることで、第１吐出管２７が上方に押圧された場合に、吐出管２５の長さを短くすることが可能となる。このため、吐出管２５が、連結管１３及び接続管２６を介して水槽１１に固定されていても、水槽１１の底面２１ａの変形による座屈変形を防止することが可能となる。

また、吐出管２５は、第１吐出管２７を、シール部材２９を介在させて、第２吐出管２８に挿入する簡単な構成でよい。このため、吐出管２５は、製造コストを増大させることがなく、安価に提供することが可能となる。

また、吐出管２５は、水槽１１の底面２１ａの隆起による連結管１３の移動を吸収可能な量は、第２吐出管２８の挿入部２８ａの長さを変更することで、適宜設定可能であることから、高い汎用性を有する。

さらに、吐出管２５は、第１吐出管２７を第２吐出管２８に挿入する構成であることから、第１吐出管２７の第２吐出管２８への挿入量によって吐出管２５の長さを調整可能となる。吐出管２５の長さを調整可能とすることで、水槽１１、連結管１３及び接続管２６の寸法誤差を、吐出管２５の長さによって吸収することが可能となり、水槽１１、連結管１３、吐出管２５及び接続管２６は、高い寸法精度を要求しない。また、吐出管２５は、シール部材２９をシール溝２８ｂに装着した第２吐出管２８に、第１吐出管２７を装着する簡単な組み立て工程によって構成可能である。これらのことから、吐出管２５は、設置が容易であって、且つ、製造コストを低減することが可能となる。

上述したように、本発明の一実施の形態に係る排水装置１によれば、吐出管２５の長さを伸縮可能とすることで、安価であって、水槽１１の底面２１ａが変形しても、吐出管２５の変形を防止することが可能となる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。上述した例では、シール部材２９は、Ｏリングである構成を説明したが、これに限定されず、オイルシールであってもよい。また、シール部材２９は、他のシール部材であってもよい。即ち、第１吐出管２７が、第２吐出管２８に対して移動可能であって、且つ、第１吐出管２７及び第２吐出管２８間の隙間を密封可能であれば、シール部材２９は適宜設定可能である。また、シール部材２９は、複数設けられる構成であってもよい。

また、上述した例では、水槽１１は、樹脂材料で形成され、下部水槽２１及び上部水槽２２に分割される構成を説明したがこれに限定されない。即ち、水槽１１は、ポンプ１２、連結管１３、吐出管２５及び接続管２６が設置可能であって、水槽１１等の設置槽の底面が隆起等により重力方向に変形する虞がある水槽であれば、適宜適用可能である。このため、排水装置１の水槽１１の構成は、他の構成であってもよい。同様に、排水装置１は、その詳細な構成は他の構成であってもよく、例えば、水槽１１の底面に予旋回槽を用いる構成であってもよい。

さらに、上述した例では、第２吐出管２８に、第１吐出管２７が挿入される挿入部２８ａを設ける構成を説明したが、これに限定されない。例えば、第２吐出管２８が第１吐出管２７に挿入される構成、さらに言えば、第２吐出管２８が挿入される挿入部２８ａを第１吐出管２７に設ける構成であってもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 地中に埋設される水槽内に設置されるポンプに接続され、前記水槽の底面及び前記水槽の側面に固定されるとともに、重力方向に延設される吐出管において、
前記水槽の底面に固定される第１吐出管と、
前記水槽の側面に固定される第２吐出管と、
前記第１吐出管及び前記第２吐出管の一方に設けられ、前記第１吐出管及び前記第２吐出管の他方が挿入される挿入部と、
前記第１吐出管及び前記第２吐出管間を密封するシール部材と、
を備えることを特徴とする吐出管。
［２］ 前記挿入部は、その長さが、前記吐出管が前記水槽に固定されるときに前記挿入部に挿入される第１吐出管又は前記第２吐出管の長さよりも長く形成されていることを特徴とする［１］に記載の吐出管。
［３］ 前記シール部材は、Ｏリングであることを特徴とする［１］に記載の吐出管。
［４］ 前記シール部材は、オイルシールであることを特徴とする［１］に記載の吐出管。
［５］ 地中に埋設される水槽と、
前記水槽内に設置されたポンプと、
前記水槽の底面に固定される第１吐出管、前記水槽の側面に固定される第２吐出管、前記第１吐出管及び前記第２吐出管の一方に設けられ、前記第１吐出管及び前記第２吐出管の他方が挿入される挿入部、並びに、前記第１吐出管及び前記第２吐出管間を密封するシール部材を具備し、前記ポンプの二次側に重力方向に延設された吐出管と、
を備えることを特徴とする排水装置。
［６］ 前記挿入部は、その長さが、前記吐出管が前記水槽に固定されるときに前記挿入部に挿入される第１吐出管又は前記第２吐出管の長さよりも長く形成されていることを特徴とする［５］に記載の排水装置。
［７］ 前記ポンプの二次側、及び、前記第１吐出管に接続され、前記水槽の底面に固定される連結管と、
前記第２吐出管に接続され、前記水槽の側面に固定される接続管と、
を備えることを特徴とする［５］に記載の排水装置。
［８］ 前記シール部材は、Ｏリングであることを特徴とする［５］に記載の排水装置。
［９］ 前記シール部材は、オイルシールであることを特徴とする［５］に記載の排水装置。

１…排水装置、１１…水槽、１２…ポンプ、１３…連結管、１４…ガイド装置、２１…下部水槽、２１ａ…底面、２２…上部水槽、２２ａ…開口部、２３…蓋部材、２４…吸込管、２５…吐出管、２６…接続管、２７…第１吐出管、２８…第２吐出管、２８ａ…挿入部、２８ｂ…シール溝、２９…シール部材、３１…ポンプ部、３２…モータ部、３３…フロートスイッチ、３３ａ…フロート、３４…ワイヤ、３６…ポンプケーシング、３７…吐出口、３８…被案内部、４１…支持装置、４２…ガイドパイプ、４４…支持具、４５…支持具、１００…地面。

Claims (2)

1. 地中に埋設される水槽内に設置されるポンプの吐出口に接続され、且つ、前記水槽内に固定される連結管、及び、前記水槽の側面に固定される接続管に接続され、前記連結管及び前記接続管を介して前記水槽の底面及び前記水槽の側面に固定されるとともに、重力方向に延設される吐出管において、
   一端が前記連結管に固定される第１吐出管と、
   下端側に設けられ、前記第１吐出管の他端が挿入される挿入部及び前記挿入部の内周面に設けられたシール溝を有する、前記接続管に固定される第２吐出管と、
   前記シール溝に設けられ、前記第１吐出管及び前記第２吐出管間を密封するＯリングと、
   を備え、
   前記第２吐出管は、前記挿入部の内径が他部の内径よりも大径に構成され、
   前記挿入部は、その長さが、前記第１吐出管が前記連結管に固定されたときに前記挿入部に挿入される前記第１吐出管の長さよりも長く形成されていることを特徴とする吐出管。
2. 地中に埋設される水槽と、
   前記水槽内に設置され、吐出口を有するポンプと、
   前記吐出口に接続され、前記水槽内に固定される連結管と、
   前記水槽の側面に固定される接続管と、
   前記連結管及び前記接続管を介して前記水槽の底面及び前記水槽の側面に固定されるとともに、重力方向に延設される吐出管と、を備え、
   前記吐出管は、
   一端が前記連結管に固定される第１吐出管と、
   下端側に設けられ、前記第１吐出管の他端が挿入される挿入部及び前記挿入部の内周面に設けられたシール溝を有する、前記接続管に固定される第２吐出管と、
   前記シール溝に設けられ、前記第１吐出管及び前記第２吐出管間を密封するＯリングと、を具備し、
   前記第２吐出管は、前記挿入部の内径が他部の内径よりも大径に構成され、
   前記挿入部は、その長さが、前記第１吐出管が前記連結管に固定されたときに前記挿入部に挿入される前記第１吐出管の長さよりも長く形成されていることを特徴とする排水装置。

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