JP6242097B2 - 地下排水ポンプ設備 - Google Patents

Description

本発明は、地下排水ポンプ設備（地下排水機場）に係り、特に汚水と雨水とを集めて処理する合流式下水道や大雨が降った際の河川氾濫といった災害防止用の地下放水路を使用した排水システムにおける地下排水ポンプ設備に関するものである。

合流式下水道においては、家庭や工場などから排出される汚水と降雨による雨水とが下水管に集められ、これらが下流に設置された下水処理場で処理された後、河川や海などの放流領域に放流される。上述した下水管は、その内部を下水が自然流下するように傾斜した状態で設置されるため、ある程度の深さの位置に下水を所定の高さまで汲み上げるポンプ設備が設けられる。ここで、集中豪雨などが発生した場合などには、下流の下水処理場で処理しきれないほど大量の雨水が下水管に流れ込んでくることがある。このような場合には、幹線下水管からの越流水を放水路に導入し、放水路に設置されるポンプ設備から放流領域に処理場を介さず直接放流して浸水などの災害が発生することを防止している。

また、大雨が降った際の河川氾濫といった災害防止用の都市型下水道システムとして、地下放水路を使用した排水システムがある。図１０に示すように、この排水システムでは、複数の小河川と連通する複数の立坑１００を互いに接続する地下放水路１０１が、地下５０〜６０ｍの深さに埋設されている。また、地下放水路１０１は地下に設置された排水ポンプ設備の吸込水槽１０２に接続されている。このような構成において、大雨により小河川が氾濫しそうな場合には、立坑１００から地下放水路１０１に水が送られ、さらに地下放水路１０１より排水ポンプ設備の吸込水槽１０２に水が集められ、ポンプＰによって吐出河川へ排水されることにより小河川の氾濫を防止している。

上述した汚水と雨水とを集めて処理する合流式下水道や地下放水路を使用した排水システムにおいては、降雨の初期段階において大量の水がドライな状態の放水路に流れ込むことによって、放水路内に残留していたスカムや放水路表面に固着していたゴミが剥がされ、これらの塵芥が下水中のし渣とともにポンプ設備に一気に流れ込む場合がある。放水路に設置されたポンプ設備では、流入した下水を排水ポンプによって下水処理場を介さず直接放流領域に放流するようにしているため、下水とともにポンプ設備に流入したし渣もしくは塵芥がそのまま河川や海などの放流領域に放流され、周囲の環境を害する虞があった。

従来は、放水路の残水の水質悪化による腐敗および異臭を防止し、降雨初期におけるし渣もしくは塵芥（以下、適宜、初期塵芥ともいう）が発生しないように、放水路をドライな状態に保ち、適宜清掃して初期塵芥を除去することがなされている。しかしながら、放水路は数ｋｍ以上に及ぶ長大な施設であるため、これらの放水路を完全にドライ化し、全体を清掃するためには、莫大な維持管理費用が必要となる。また、放水路の内部を清掃するためには、清掃員が放水路内部に立ち入らなければならないが、このような放水路内部での清掃は酸欠などの危険を伴う。さらに、放水路に清掃用の散水栓や照明灯を設置する必要が生じるため、初期の設備費用が増大してしまう。

また、放水路をドライな状態にして清掃する方法に代えて、ポンプ設備の上流側または下流側に沈砂池を設け、初期塵芥をこの沈砂池で沈降させることにより、吐出側への放出を防止することもなされている。このような沈砂池で初期塵芥を沈降させるためには、沈砂池での水の流速を低くして、初期塵芥を確実に沈降させる必要がある。

しかしながら、放水路を有する地下排水ポンプ設備は、数ｋｍ以上に及ぶ範囲の下水や雨水を集約し排水するものであり、ポンプ設備の容量（排水量）も必然的に大きいものとなる。このように、ポンプ設備の排水量が多くなるため、上述した沈砂池において初期塵芥の沈降流速を抑制するためには、非常に大きな容積の沈砂池が必要となる。このため、沈砂池のための敷地の確保やその土木建築にかかる費用が過大となってしまう。また、初期塵芥は比較的軽いものが多く、沈砂池において完全に沈降させることが難しいため、初期塵芥の一部が吐出側へ放出されることもある。

上記問題点を解決するため、本件出願人は、先に、特開２００７−８５０６５号公報（特許文献１）において、汚水と雨水とが合流した下水を集水する吸水槽と、揚水ポンプにより汲み上げられた前記吸水槽内の下水を貯水し、下流側の放流設備に流す吐水槽と、前記揚水ポンプの運転の初期段階で汲み上げられるし渣もしくは塵芥を含む下水を前記吐水槽内の下水とは分離して貯水する分離槽とを備えた合流式下水道におけるポンプ場システムを提案している。このポンプ場システムにおいては、揚水ポンプと吐水槽と分離槽とを相互に連通させる連通管を設け、連通管に開閉弁等の弁類を配置している。

特開２００７−８５０６５号公報

特許文献１に開示されたポンプ場システムにおいては、揚水ポンプの運転の初期段階で汲み上げられたし渣もしくは塵芥（初期塵芥）は揚水ポンプ、連通管および弁類を通過するため、これらポンプ、連通管および弁類等の各機器類を閉塞させる虞があり、また各機器類の内面塗装の損傷や剥離を生じさせる虞があった。
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、汚水と雨水とを集めて処理する合流式下水道や地下放水路を使用した排水システムにおいて、降雨の初期段階でポンプ設備に流れ込む初期塵芥を吸込水槽の底部に設けた初期塵芥貯槽に貯留することができるので、これらの初期塵芥を吐出側河川に排出することなく適切に処理することが可能となり、また初期塵芥が排水ポンプに流入することがないため、ポンプ、配管、弁類等の各機器類の閉塞や損傷を防止することができる地下排水ポンプ設備を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の地下排水ポンプ設備は、流入水路からの流入水を受け入れる吸込水槽と該吸込水槽内の水を揚水する排水ポンプとを備えた地下排水ポンプ設備において、前記吸込水槽の底部に、降雨の初期段階で前記流入水路から前記吸込水槽に流れ込むし渣もしくは塵芥を含む流入水を貯留する初期塵芥貯槽を設け、前記流入水路を形成した前記吸込水槽の前壁と、前記吸込水槽の底版の前面との間に、前記流入水路からの流入水を前記初期塵芥貯槽に導入するための導入路として機能する開口部を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、汚水と雨水とを集めて処理する合流式下水道や地下放水路を使用した排水システムにおいて、降雨の初期段階にポンプ設備に流れ込む初期塵芥を吸込水槽の底部に設けた初期塵芥貯槽に貯留することができるので、これらの初期塵芥を吐出側河川に排出することなく適切に処理することが可能となり、環境性に優れた地下排水ポンプ設備を構築することが可能となる。
本発明によれば、吸込水槽の前壁と吸込水槽の底版の前面との間に、開口部が形成されており、この開口部は、流入水路から流入する初期塵芥を含む流入水を初期塵芥貯槽内に導入するための導入路として機能する。

本発明の一態様は、前記初期塵芥貯槽は、前記吸込水槽の底面を規定する底版（底盤もしくは底板ともいう）の下方に設置されていることを特徴とする。
本発明によれば、吸込水槽の底面を構成する底版の下方に初期塵芥貯槽を設けている。初期塵芥貯槽は、吸込水槽の底壁、両側壁および底版とによって形成された略直方体状の貯留空間を有しており、初期塵芥を含む流入水の所定量を貯留可能としている。

本発明の地下排水ポンプ設備の他の態様は、流入水路からの流入水を受け入れる吸込水槽と該吸込水槽内の水を揚水する排水ポンプとを備えた地下排水ポンプ設備において、前記吸込水槽の底部に、降雨の初期段階で前記流入水路から前記吸込水槽に流れ込むし渣もしくは塵芥を含む流入水を貯留する初期塵芥貯槽を設け、前記吸込水槽の底版の前面に、下方に延びる垂下部を設け、前記初期塵芥貯槽に流入したし渣もしくは塵芥が前記吸込水槽へ浮遊や逆流しないようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、吸込水槽の底版の前面に、下方に延びる垂下部を設けている。底版の垂下部は、初期塵芥貯槽内に浮遊する初期塵芥が吸込水槽に戻らないようにするための逆流防止手段として機能する。

本発明の一態様は、前記初期塵芥貯槽に隣接して、前記初期塵芥貯槽に貯留されたし渣もしくは塵芥を含む流入水の一部を回収するための残水排水槽を設置したことを特徴とする。
本発明によれば、初期塵芥貯槽に隣接して、初期塵芥貯槽内に貯留された初期塵芥を含む水を回収して排出するための残水排水槽を設置している。そのため、初期塵芥を含む流入水を残水排水槽から処理施設へ排出することができ、初期塵芥を吐出側河川に排出することなく適切に処理を行うことが可能となる。

本発明の一態様は、前記残水排水槽に、該残水排水槽内に回収された流入水を排出するための残水排水ポンプを設けたことを特徴とする。
本発明によれば、残水排水槽内には残水排水ポンプが設置されているため、残水排水ポンプにより残水排水槽内に回収された初期塵芥を含む水を処理施設へ排出することができる。残水は処理施設にて適切に処理される。

本発明の一態様は、前記初期塵芥貯槽内に散水して清掃する散水栓設備を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、初期塵芥貯槽内の残水および残水排水槽内に残留する塵芥を排出した後に、散水栓設備を作動させ、初期塵芥貯槽内に残ったゴミや泥などを清掃することができる。すなわち、散水ポンプから散水用の水を散水配管を介して各散水栓に給水し、各散水栓から水を噴出し、初期塵芥貯槽内を清掃することで異臭を防止することができる。

本発明の一態様は、前記初期塵芥貯槽の底面は、前記残水排水槽に向かって下り勾配になっていることを特徴とする。
本発明によれば、初期塵芥貯槽内と残水排水槽とは開口によって連通しており、また、初期塵芥貯槽の底面は、初期塵芥貯槽側から残水排水槽側に向かって下り勾配になっている。残水排水槽の底面は初期塵芥貯槽の底面より下方に位置しているため、残水排水槽内に初期塵芥貯槽から流入した初期塵芥を含む水を効果的に回収することができる。

本発明のその他の態様は、前記開口部に、前記流入水が落下する際の勢いを弱める複数の減勢板を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、開口部の位置において、吸込水槽の前壁および吸込水槽の底版の前面に、上下方向に多段状に複数の減勢板が設置されている。複数の減勢板は、流入水路から落下する流入水が蛇行して下方に流れるように配置される。このように、流入水路から落下した流入水が蛇行して下方に流れるため、流入水路から初期塵芥貯槽へ落下する際の水の勢いが減衰され、開口部を形成している箇所の土木構造物への負担を軽減することができる。また、開口部に多段状に複数の減勢板を設けることにより、初期塵芥貯槽から吸込水槽への初期塵芥の浮遊や逆流を抑制できる。

本発明のその他の態様は、前記流入水路を形成した前記吸込水槽の前壁から張り出した張出部と、前記吸込水槽の底版の前面との間に、前記流入水路からの流入水を前記初期塵芥貯槽に導入するための導入路として機能する開口部を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、吸込水槽の前壁に、該前壁から底版に向かって張り出す張出部を設け、流入水路からの流入水を前記初期塵芥貯槽に導入するための導入路として機能する開口部を前記張出部と底版の前面との間に設けている。

本発明の好ましい態様は、前記初期塵芥貯槽と残水排水槽とを連通している開口部分に連通ゲートを設け、吸込水槽の水位により連通ゲートを開閉させることを特徴とする。
本発明によれば、初期塵芥を含む流入水が流入する場合は、連通ゲートを開とし、初期塵芥を含む流入水を残水排水槽に貯留させる。排水ポンプが運転した後に、吸込水槽水位が所定の水位まで下がった場合に、連通ゲートを閉とし、残水排水槽の貯留水が初期塵芥貯槽内の水を吸込水槽側に逆流させることを助長することを防止する。また、常時連通ゲートを閉にして、排水ポンプ停止後、残水排水を行う時に連通ゲートを開としてもよい。

本発明のその他の態様は、前記吸込水槽内の水を揚水する排水ポンプの運転中に、前記残水排水ポンプの運転を開始することを特徴とする。
通常、排水ポンプによる排水終了後（排水ポンプ停止後）、残水排水ポンプの運転を開始するが、本発明によれば、排水ポンプの運転中に残水排水ポンプの運転を開始し、初期塵芥貯槽内の水を早めに排出することにより砂・泥などが初期塵芥貯槽の底面に沈殿することはなくなる。また、排水ポンプの運転中に残水排水ポンプを運転することにより、初めに貯留した一番汚れた初期塵芥を排出することができ、さらに初期塵芥を回収できるようになるため、河川へ排出される水もさらにきれいになる。
また、前記残水排水槽に水位計を設け、前記残水排水槽の水位が所定の水位になったら前記残水排水ポンプを運転させてもよい。

本発明のその他の態様は、前記残水排水ポンプによる前記残水排水槽の排水後に、前記残水排水槽内に残留した塵芥を掻き上げるための塵芥掻き上げ装置を設けたことを特徴する。
本発明によれば、残水排水ポンプにより排水された後に、残水排水ポンプで排水できない大きさの塵芥が残水排水槽内に残留する場合に、塵芥掻き上げ装置を作動させてバケット等により残留した塵芥を掻き上げることができる。また、前記塵芥が残水排水ポンプに流入し、閉塞することを防止するために残水排水ポンプの周囲にスクリーンを設けてもよい。

本発明のその他の態様は、前記残水排水ポンプをカッター付又はボルテックス型としたことを特徴とする。
本発明によれば、残水排水ポンプで排出できない大きさの塵芥が流入してきた場合に、残水排水ポンプをカッター付にすることにより塵芥を破砕することができ、また、残水排水ポンプをボルテックス型とすることにより残水排水ポンプと同口径までの塵芥を排出することができるので、残水排水ポンプが閉塞することを防止できる。

本発明のその他の態様は、前記初期塵芥貯槽と前記残水排水槽を連通させる開口に破砕機を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、残水排水ポンプで排出できない大きさの塵芥が流入してきた場合に、破砕機により塵芥を破砕することができるので、残水排水ポンプが閉塞することを防止できる。

本発明のその他の態様は、前記初期塵芥貯槽及び吸込水槽に脱臭設備を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、初期塵芥貯槽及び吸込水槽に脱臭設備を設けるため、市街地のポンプ設備において、流入水や残水から発生する悪臭の防臭対策ができ、環境性に優れた設備を構築することができる。また、初期塵芥貯槽内の残水を排出した後に、清掃員が初期塵芥貯槽内や吸込水槽内の清掃をする時の酸欠などの対策もできる。

（１）汚水と雨水とを集めて処理する合流式下水道や地下放水路を使用した排水システムにおいて、初期放水時にポンプ場に流れ込む初期塵芥を吸込水槽の底部に設けた初期塵芥貯槽に分別して貯留することができ、これらの初期塵芥を吐出側河川に排出することなく適切に処理を行うことが可能となり、環境性に優れた設備を構築することが可能となる。
（２）初期塵芥が排水ポンプに流入することがなくポンプ、配管、弁類等の各機器類の閉塞や損傷を防止することができ、各機器類の長寿命化を図ることができ、また設備運用上の信頼性も向上する。
（３）吸込水槽の底部に初期塵芥貯槽を設けるだけで済み、従来技術（例えば、特許文献１）のように、吐水槽や分離槽を設ける必要がなく、さらに沈砂池も設ける必要がなく、従来の排水ポンプ設備より平面上のスペース拡大を行う必要がなく、経済性にも優れた設備を提供することが可能となる。したがって、敷地スペースに制限がある市街地のポンプ設備に最適である。

図１は、本発明の地下排水ポンプ設備の第１の実施形態を示す模式的断面図である。 図２は、図１に示す地下排水ポンプ設備の平面図である。 図３は、図２のIII−III線断面図である。 図４は、本発明の地下排水ポンプ設備の第２の実施形態を示す模式的断面図である。 図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１乃至図３に示す地下排水ポンプ設備における初期放水時の水の流れを示す模式的断面図である。 図６（ａ），（ｂ）は、排水ポンプによる排水運転終了時の吸込水槽の状態を示す模式的断面図である。 図７（ａ）〜（ｄ）は、流入水路から初期塵芥貯槽内に初期塵芥を含む流入水を導入するための導入路として機能する開口部の変形例を示す図である。 図８は、流入水路から初期塵芥貯槽内に初期塵芥を含む流入水を導入するための開口部に減勢板を設けた実施形態を示す模式的断面図である。 図９（ａ），（ｂ）は、本発明の地下排水ポンプ設備に適用される排水ポンプの一例を示す図であり、図９（ａ）は図１に示す第１の実施形態に適用される排水ポンプを示す模式的断面図であり、図９（ｂ）は図４に示す第２の実施形態に適用される排水ポンプを示す模式的断面図である。 図１０は、地下放水路を使用した排水システムを示す図である。

以下、本発明に係る地下排水ポンプ設備の実施形態を図１乃至図９を参照して説明する。図１乃至図９において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１は、本発明の地下排水ポンプ設備１の第１の実施形態を示す模式的断面図である。図２は、図１に示す地下排水ポンプ設備１の平面図である。図１および図２に示すように、地下排水ポンプ設備１は、家庭や工場から排出される汚水と降雨による雨水とが合流した下水や大雨の時に立坑から地下放水路に供給された雨水を集水する吸込水槽２を備えている。吸込水槽２の前壁２ｆｗには、下水管や地下放水路等の流入水路２０が接続されており、この流入水路２０を通って下水や雨水が吸込水槽２の内部に流入するようになっている。

図１および図２に示すように、吸込水槽２の底部には、初期放水時（ポンプ場への流入時）に流れ込む初期塵芥を含む流入水を貯留する初期塵芥貯槽３が設けられている。初期塵芥貯槽３は、吸込水槽２の底壁２ｂｗ、吸込水槽２の両側壁２ｓｗ，２ｓｗおよび吸込水槽２の底版２ａとによって形成された略直方体状の貯留空間を有しており、初期塵芥を含む流入水を所定量貯留可能になっている。吸込水槽２の前壁２ｆｗと吸込水槽２の底版２ａとの間には、開口部４が形成されており、この開口部４は、流入水路２０から流入する初期塵芥を含む流入水を初期塵芥貯槽３内に導入するための導入路として機能する。開口部４は吸込水槽２の両側壁２ｓｗ，２ｓｗ間の全幅に亘っている（図２参照）。

図１に示すように、吸込水槽２の底版２ａは、吸込水槽２の前壁側から後壁側に向かって延びる水平部２ａｈと、水平部２ａｈの後端から斜め下方に延びて吸込水槽２の底壁２ｂｗに接続される傾斜部２ａｓと、水平部２ａｈの前端から下方に延びる垂下部２ａｄとから構成されている。そして、垂下部２ａｄの下面と底壁２ｂｗとの間の流入口３_ＩＮより、初期塵芥を含む流入水が初期塵芥貯槽３に流入するようになっている。底版２ａの傾斜部２ａｓは、底壁２ｂｗより盛り上がったマウンドになっている。底版２ａの垂下部２ａｄは、初期塵芥貯槽３内で浮遊する初期塵芥が吸込水槽２に戻らないようにするための逆流防止手段として機能する。図示例では、垂下部２ａｄは、底版２ａと一体の土木構造として形成されているが、鋼板などで別途形成してもよい。

初期塵芥貯槽３に隣接して残水排水槽５が設置されている。残水排水槽５は、初期塵芥貯槽３内に貯留された初期塵芥を含む水を回収して排出するための排水槽である。図２に示すように、初期塵芥貯槽３と残水排水槽５とは開口５ａによって連通している。そして、初期塵芥貯槽３の底面（底壁２ｂｗの上面）は、初期塵芥貯槽３側から残水排水槽５側に向かって下り勾配になっており、初期塵芥貯槽３内に貯留された初期塵芥を含む水は、初期塵芥貯槽３の底面の下り勾配によって残水排水槽５内に効果的に流入するようになっている。

図３は、図２のIII−III線断面図である。図３に示すように、初期塵芥貯槽３内と残水排水槽５とは開口５ａによって連通しており、また、初期塵芥貯槽３の底面（底壁２ｂｗの上面）は、矢印で示すように、初期塵芥貯槽３側から残水排水槽５側に向かって下り勾配になっている。残水排水槽５の底面５ｂは初期塵芥貯槽３の底面（底壁２ｂｗの上面）より下方に位置しており、残水排水槽５内に、初期塵芥貯槽３から流入した初期塵芥を含む水を効果的に回収できるようになっている。残水排水槽５内には複数台の残水排水ポンプ６が設置されており、残水排水ポンプ６により残水排水槽５内に貯留された初期塵芥を含む水を処理施設へ排出できるようになっている。また、残水排水ポンプ６により排出された後に、残水排水ポンプ６で排出できない大きさの塵芥が残水排水槽５内に残留する場合がある。そのため、残水排水ポンプ６で排出できない大きさの塵芥を取り出すために、残水排水槽５の上部にはバケットなどの塵芥掻き上げ装置３１が設置されていてもよい。

図１および図２に示すように、残水排水ポンプ６により初期塵芥貯槽３内の残水排水を行った後、残ったゴミや泥などを清掃できるように、初期塵芥貯槽３内には散水栓設備７が設置されている。散水栓設備７は、初期塵芥貯槽３内の各所に配置された散水栓８を備えており、各散水栓８には、散水ポンプ（図示せず）および散水ポンプに接続された散水配管１０を介して散水用の水が供給されるようになっている。なお、吸込水槽２にも散水栓設備７を設け、吸込水槽２内に残ったゴミや泥などを清掃できるようにしてもよい。

吸込水槽２の下部には、排水ポンプ１１の吸込管１２が設けられている。吸込管１２は吸込水槽２の後壁２ｒｗを貫通してポンプ室内に延びている。排水ポンプ１１は立軸渦巻斜流ポンプ（後述する）から構成されているが、ポンプの型式には特定されない。排水ポンプ１１の吐出管１３は、吐出側河川まで延びており、吐出管１３には逆止弁Ｖｃおよび吐出弁Ｖｄが設けられている。排水ポンプ１１は、ディーゼルエンジン、ガスタービン、電動機などの駆動装置１４に連結されており、必要に応じギア１５を備えている。排水ポンプ１１は２台以上複数台設置されている。

図４は、本発明の地下排水ポンプ設備１の第２の実施形態を示す模式的断面図である。第２の実施形態の地下排水ポンプ設備１の平面図は、図２と同様とであるため、図示を省略する。図４に示す実施形態においては、吸込水槽２の底部にある底版２ａは、傾斜部を有さず、水平部のみから構成されている。すなわち、吸込水槽２の底版２ａは、吸込水槽２の前壁側から後壁側に向かって水平に延び、吸込水槽２の後壁２ｒｗに接続されている。図１に示す実施形態と同様に、底版２ａの下方に初期塵芥貯槽３が設けられている。初期塵芥貯槽３は、初期塵芥貯槽３の底壁２ｂｗ、吸込水槽２の両側壁２ｓｗ，２ｓｗ（図２参照）、吸込水槽２の底版２ａおよび吸込水槽２の後壁２ｒｗとによって直方体状の貯留空間を有している。

また、吸込水槽２内には、排水ポンプ１１が設置されている。排水ポンプ１１は立軸斜流ポンプ（後述する）から構成されているが、ポンプの型式には特定されない。排水ポンプ１１の吐出管１３は、吐出側河川まで延びており、吐出管１３には吐出弁Ｖｄが設けられている。このように、本実施形態においては、吸込水槽２の底版２ａにマウンドがなく、またポンプ型式が第１の実施形態のものと異なっているが、その他の構成は第１実施形態と同様である。

図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１乃至図３に示す地下排水ポンプ設備１における初期段階における水の流れを示す模式的断面図である。
図５（ａ）に示すように、降雨が始まった初期段階において、初期塵芥を含む水を流入水路２０を介して吸込水槽２内に流入させる。吸込水槽２の底部には初期塵芥貯槽３が設置されているため、流入水路２０から流入した初期塵芥を含む水は、導入路として機能する開口部４を介して初期塵芥貯槽３に流入する。初期塵芥は初期塵芥貯槽３の奥側へ流されて初期塵芥貯槽３内に貯留され、この間に初期塵芥貯槽３内の液面ＷＬは次第に上昇する。
図５（ｂ）に示すように、初期塵芥貯槽３内の液面ＷＬが底版２ａの垂下部２ａｄの下面よりも上昇すると、初期塵芥は初期塵芥貯槽３内に滞留する。そして、流入水路２０から初期塵芥除去後の水が吸込水槽２に流入する。
図５（ｃ）に示すように、初期塵芥除去後の水が吸込水槽２内に所定量貯まると、排水ポンプ１１を起動して吸込水槽２内の水を河川に排水する。排水ポンプ１１の運転中、初期塵芥は初期塵芥貯槽３内に滞留し続ける。このとき、底版２ａの垂下部２ａｄは、初期塵芥貯槽３内で浮遊する初期塵芥が吸込水槽２に移動しないようにするための手段として機能する。

図６（ａ），（ｂ）は、排水ポンプ１１による排水運転終了時における吸込水槽２の状態を示す模式的断面図である。
排水ポンプ１１の排水運転では、吸込水槽２内の水を全て排水できるわけではないので、図６（ａ）に示すように、吸込水槽２内には所定量の水が残る。このとき、初期塵芥は初期塵芥貯槽３内に滞留する。
そこで、図６（ｂ）に示すように、残水排水槽５内の残水排水ポンプ６を運転し、初期塵芥を含む残水を排出する。残水排水ポンプ６によって、残水は処理施設へ排出され、処理施設にて適切に処理される。したがって、初期塵芥貯槽３内の初期塵芥を含む残水は、初期塵芥貯槽３の底面の下り勾配によって残水排水槽５に効果的に流入して排出され、初期塵芥貯槽３内の液面ＷＬは次第に低下していき、吸込水槽２および初期塵芥貯槽３内の残水を完全に排出して、吸込水槽２および初期塵芥貯槽３内をドライ状態にできる。

上述したように、通常、排水ポンプ１１による排水終了後（排水ポンプ１１停止後）、残水排水ポンプ６の運転を開始するが、排水ポンプ１１の運転中に残水排水ポンプ６の運転を開始し、初期塵芥貯槽３内の水を早めに排水することにより砂・泥などが初期塵芥貯槽３の底面に沈殿しないようにしてもよい。この場合、残水排水槽５に電極水位計などを設け、残水排水槽５の水位が決められた水位になったら、残水排水ポンプ６を運転する。このように、排水ポンプ１１の運転中に残水排水ポンプ６を運転することにより、初めに貯留した一番汚れた初期塵芥を排出することができ、さらに初期塵芥を回収できるようになり、河川へ排水される水もさらにきれいになる。

残水排水ポンプ６により排水された後に、残水排水ポンプ６で排水できない大きさの塵芥が残水排水槽５内に残留する場合には、塵芥掻き上げ装置３１を作動させてバケット等により残留した塵芥を掻き上げてもよい。
このようにして、初期塵芥貯槽３内の残水排水および残水排水槽５内に残留する塵芥を排出した後に、散水栓設備７を作動させ、初期塵芥貯槽３内に残ったゴミや泥などを清掃する。すなわち、散水ポンプから散水用の水を散水配管１０を介して各散水栓８に給水し、各散水栓８から水を噴出し、初期塵芥貯槽３内を清掃する。なお、同様に吸込水槽２内に残ったゴミや泥などを清掃するために、吸込水槽２内に散水栓設備７を設置してもよい。

図７（ａ）〜（ｄ）は、吸込水槽２から初期塵芥貯槽３内に初期塵芥を含む流入水を導入するための導入路として機能する開口部４の変形例を示す図である。
図７（ａ），（ｂ）は開口部の第１の変形例を示す図であり、図７（ａ）は吸込水槽２の一部および開口部４を示す平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図７（ａ），（ｂ）に示すように、開口部４は、吸込水槽２の前壁２ｆｗからやや離間した位置に設置される。すなわち、吸込水槽２の前壁２ｆｗには、前壁２ｆｗから底版２ａに向かって張り出す張出部２ｐｒが設けられ、開口部４は張出部２ｐｒと底版２ａの前面との間に設けられる。したがって、開口部４は、吸込水槽２の前壁２ｆｗの直下の位置でなく、吸込水槽２の前壁２ｆｗから離間した位置と吸込水槽２の底版２ａとの間に形成されている。

図７（ｃ），（ｄ）は開口部の第２の変形例を示す図であり、図７（ｃ）は吸込水槽２の一部および開口部４を示す平面図であり、図７（ｄ）は図７（ｃ）のＢ−Ｂ線断面図である。図７（ｄ）に示すように、開口部４は、吸込水槽２の前壁２ｆｗと吸込水槽２の底版２ａとの間に形成されており、この構成は図１に示す構成と同様である。開口部４の幅方向に関しては、図２に示す開口部４は吸込水槽２の両側壁２ｓｗ，２ｓｗ間の全幅に亘っているが、図７（ｃ）に示す開口部４は吸込水槽２の両側壁２ｓｗ，２ｓｗ間の中央部に設けられており、吸込水槽２の両側壁２ｓｗ，２ｓｗの近傍には設けられていない。
図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、吸込水槽２から初期塵芥貯槽３内に初期塵芥を含む流入水を導入するための導入路として機能する開口部４は、吸込水槽２の前壁２ｆｗから離間した位置に形成してもよく、また吸込水槽２の両側壁２ｓｗ，２ｓｗ間の一部に形成してもよい。

図８は、吸込水槽２から初期塵芥貯槽３内に初期塵芥を含む流入水を導入するための開口部４に減勢板を設けた実施形態を示す模式的断面図である。図８に示すように、開口部４の位置において、吸込水槽２の前壁２ｆｗおよび吸込水槽２の底版２ａの前面には、上下方向に多段状に複数の減勢板１５が設置されている。複数の減勢板１５は、流入水路２０から落水する流入水が蛇行して下方に流れるように配置されている。このように、流入水路２０から落水した流入水が蛇行して下方に流れるため、流入水路２０から初期塵芥貯槽３へ落水する際の水の勢いが減衰され、開口部４を形成している箇所の土木構造物への負担を軽減することができる。また、開口部４に多段状に複数の減勢板１５を設けることにより、初期塵芥貯槽３から吸込水槽２への初期塵芥の逆流を抑制できる。

図９（ａ），（ｂ）は、本発明の地下排水ポンプ設備１に適用される排水ポンプ１１の一例を示す図である。図９（ａ）は図１に示す第１の実施形態に適用される排水ポンプ１１を示す模式的断面図であり、図９（ｂ）は図４に示す第２の実施形態に適用される排水ポンプ１１を示す模式的断面図である。
図９（ａ）に示す排水ポンプ１１は、立軸渦巻斜流ポンプであり、渦巻ケーシング１６内に流入水を揚水する羽根車１７を備え、また羽根車１７は、駆動装置１４（図１）によって駆動軸１８を介して回転可能となっている。渦巻ケーシング１６には、吸込管１２と吐出河川まで伸びる吐出管１３が接続されている。

図９（ｂ）に示す排水ポンプ１１は、立軸斜流ポンプであり、吸込口となるベルマウス２１ｓを有するケーシング２１とベルマウス２１ｓより流入水を揚水する羽根車２２を備え、吊り下げ管２４によって吸込水槽内に吊り下げられている。また、羽根車２２は、駆動装置１４（図４）によって駆動軸２３を介して回転可能になっている。排水ポンプ１１には、吐出側河川まで延びる吐出管１３が接続されている。
図９（ａ），（ｂ）に示すように、本発明の地下排水ポンプ設備１には、立軸渦巻斜流ポンプ（図９（ａ））や立軸斜流ポンプ（図９（ｂ））等の各種ポンプが適用可能である。

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。

１ 地下排水ポンプ設備
２ 吸込水槽
２ａ 底版
２ａｄ 垂下部
２ａｈ 水平部
２ａｓ 傾斜部
２ｂｗ 底壁
２ｆｗ 前壁
２ｒｗ 後壁
２ｐｒ 張出部
２ｓｗ 側壁
３ 初期塵芥貯槽
４ 開口部
５ 残水排水槽
５ａ 開口
５ｂ 底面
６ 残水排水ポンプ（水中ポンプ）
７ 散水栓設備
８ 散水栓
１０ 散水配管
１１ 排水ポンプ
１２ 吸込管
１３ 吐出管
１５ 減勢板
１６ 渦巻ケーシング
１７ 羽根車
１８ 駆動軸
２０ 流入水路
２１ ケーシング
２１ｓ ベルマウス
２２ 羽根車
２３ 駆動軸
３１ 掻き上げ装置
１００ 立坑
１０１ 地下放水路
１０２ 吸込水槽
Ｐ ポンプ
Ｖｃ 逆止弁
Ｖｄ 吐出弁

Claims (7)

1. 流入水路からの流入水を受け入れる吸込水槽と該吸込水槽内の水を揚水する排水ポンプとを備えた地下排水ポンプ設備において、
   前記吸込水槽の底部に、降雨の初期段階で前記流入水路から前記吸込水槽に流れ込むし渣もしくは塵芥を含む流入水を貯留する初期塵芥貯槽を設け、
   前記流入水路を形成した前記吸込水槽の前壁と、前記吸込水槽の底版の前面との間に、前記流入水路からの流入水を前記初期塵芥貯槽に導入するための導入路として機能する開口部を設けたことを特徴とする地下排水ポンプ設備。
2. 前記初期塵芥貯槽は、前記吸込水槽の底面を規定する底版の下方に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の地下排水ポンプ設備。
3. 流入水路からの流入水を受け入れる吸込水槽と該吸込水槽内の水を揚水する排水ポンプとを備えた地下排水ポンプ設備において、
   前記吸込水槽の底部に、降雨の初期段階で前記流入水路から前記吸込水槽に流れ込むし渣もしくは塵芥を含む流入水を貯留する初期塵芥貯槽を設け、
   前記吸込水槽の底版の前面に、下方に延びる垂下部を設け、前記初期塵芥貯槽に流入したし渣もしくは塵芥が前記吸込水槽に逆流しないようにしたことを特徴とする地下排水ポンプ設備。
4. 前記初期塵芥貯槽に隣接して、前記初期塵芥貯槽に貯留されたし渣もしくは塵芥を含む流入水の一部を回収するための残水排水槽を設置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の地下排水ポンプ設備。
5. 前記残水排水槽に、該残水排水槽内に回収された流入水を排出するための残水排水ポンプを設けたことを特徴とする請求項４に記載の地下排水ポンプ設備。
6. 前記初期塵芥貯槽内に散水して清掃する散水栓設備を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の地下排水ポンプ設備。
7. 前記初期塵芥貯槽の底面は、前記残水排水槽に向かって下り勾配になっていることを特徴とする請求項４に記載の地下排水ポンプ設備。

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