JP6335706B2

JP6335706B2 - 沈砂池

Info

Publication number: JP6335706B2
Application number: JP2014153784A
Authority: JP
Inventors: 綾一郎綿引
Original assignee: Maezawa Industries Inc
Current assignee: Maezawa Industries Inc
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2034-07-29
Also published as: JP2016030235A

Description

本発明は、沈砂池に関し、詳しくは、池底に堆積した沈砂を揚砂ピットに向けて移送する集砂装置及び揚砂ピット内の沈砂を水と共に吸い上げる揚砂管有する揚砂装置を備えた沈砂池に関する。

取水設備や下水処理設備、ポンプ場等に設けられる沈砂池には、池底に沈降した砂や小石等の沈砂を沈砂池の上流側に形成した揚砂ピットに集める集砂装置と、揚砂ピットに集めた沈砂を揚砂管で水と共に吸い上げて沈砂池から排出する揚砂装置とが設けられている。集砂装置としては、揚砂ピットの方向に向けて集砂水を噴射する多数の噴射ノズルを沈砂池の池底に配置したものが知られている。また、揚砂装置としては、沈砂池の上部から揚砂ピットの底部に向けて揚砂管を配置し、ポンプなどを駆動源として沈砂を水と共に揚砂管の下端部から吸い上げるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−３８２０８号公報

特許文献１に記載されている集砂装置は、沈砂池内に水が入っている状態で噴射ノズルから集砂水を噴射すると、池底に堆積した沈砂に集砂水が勢いよく衝突するため、堆積した沈砂が舞い上がって水中に浮遊した状態になり、沈砂池から下流側に流出する処理水に同伴されて砂が流出してしまうことがある。このため、噴射水の噴射によって池底に堆積した沈砂を移送する際には、沈砂池内の水を抜いてから集砂装置を作動させる必要があった。また、揚砂装置では、揚砂ピットの全体から沈砂を吸い上げるためには、揚砂管を移動可能に形成したりする必要があった。

そこで本発明は、池底に堆積した沈砂を揚砂ピットに移送する集砂装置を備えるとともに、揚砂管を移動させたりすることなく揚砂ピットの全体から沈砂を吸い上げることができる揚砂装置を備えた沈砂池を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の沈砂池は、池底に堆積した沈砂を揚砂ピットに移送する集砂装置と、揚砂ピット内の沈砂を水と共に吸い上げる揚砂管を有する揚砂装置とを備えた沈砂池において、前記揚砂ピットは、平面視矩形状で、中央部に前記揚砂管の下端部を開口させ、該揚砂管の下端部から揚砂ピットの各側壁の中央部に至る中央部集砂水ガイド流路と、各中央部集砂水ガイド流路の先端から同一方向にそれぞれ屈曲して各側壁に沿って揚砂ピットの各角部に至る側壁部集砂水ガイド流路とによって平面視卍形の集砂水ガイド流路を形成し、各側壁部集砂水ガイド流路の上方には各側壁に向かって上り勾配となる側壁部傘状部材を設け、各中央部集砂水ガイド流路の上方には中央部傘状部材を設け、少なくとも揚砂ピットの各角部に前記側壁部集砂水ガイド流路に沿って集砂水を噴射する第１の噴射ノズルをそれぞれ設けるとともに、各第１の噴射ノズル側に、前記側壁部傘状部材の先端から揚砂ピット底面に至るガイド部材を設けたことを特徴としている。

さらに、前記集砂装置は、池底に堆積した沈砂を前記揚砂ピットに向けて移送するための集砂水を噴射する複数の第２の噴射ノズルと、該第２の噴射ノズルから前記揚砂ピットに至る集砂水ガイド流路と、前記第２の噴射ノズル及び前記集砂水ガイド流路の上方を覆って第２の噴射ノズル及び集砂水ガイド流路への沈砂の堆積を抑制する傘状部材とを備えていることを特徴としている。

また、前記集砂水ガイド流路が、沈砂池の池底に形成された揚砂ピット方向に向かう集砂溝の幅方向中央部に設けられており、前記集砂溝の上部開口の幅方向中央部に前記傘状部材が設けられていることを特徴としている。

本発明の沈砂池によれば、噴射ノズルから噴射した集砂水は、傘状部材によって沈砂の堆積が抑制された集砂水ガイド流路に沿って流れるので、堆積した沈砂を水中に大きく舞上げることはなく、逆に、集砂水ガイド流路の周辺に堆積している沈砂を集砂水の流れの中に吸い込む状態になる。したがって、揚砂ピットに適宜な集砂水ガイド流路を形成して噴射ノズルを設けることにより、揚砂管を移動させることなく、集砂水の流れで揚砂ピット内のほとんどの沈砂を揚砂管で吸い上げることができる。また、沈砂池の池底の状態に応じて集砂水ガイド流路を適切に形成して噴射ノズルを設けることにより、沈砂池の水を抜かずに集砂水による集砂を行うことができる。特に、集砂溝を形成することにより、集砂水の流れへの沈砂の吸い込みと移送とをより確実に行うことができる。

本発明の沈砂池の第１形態例を示す断面側面図である。同じく集砂水ガイド流路の断面図である。本発明の沈砂池の第２形態例を示す揚砂ピットの平面図である。同じく揚砂途中の揚砂ピットの平面図である。図４のＶ−Ｖ断面図である。

図１及び図２は、本発明を適用した沈砂池の第１形態例を示している。流入部１１ａ及び流出部１１ｂを備えた沈砂池１１は、水の流れ方向に対して上流側の池底に揚砂ピット１２を形成するとともに、この揚砂ピット１２の下流側に、池底に沈降した砂や小石等の沈砂を、揚砂ピット１２に向けて移送するための集砂装置１３を設けている。揚砂ピット１２には、集砂装置１３によって揚砂ピット１２に集められた沈砂を水と共に吸い上げて沈砂池１１の外部に排出するための揚砂管１４を有する揚砂装置が設けられている。

集砂装置１３は、前記揚砂ピット１２の方向に向けて集砂水を噴射する複数の噴射ノズル１５を有しており、該噴射ノズル１５からの集砂水の噴射方向に集砂水ガイド流路１６が形成されるとともに、噴射ノズル１５及び集砂水ガイド流路１６の上方を覆う傘状部材１７が設けられている。

本形態例に示す集砂水ガイド流路１６は、沈砂池１１の池底に形成された揚砂ピット１２の方向に向かう複数の集砂溝１８の幅方向中央部にそれぞれ設けられており、該集砂溝１８の上部開口の幅方向中央部で、前記集砂水ガイド流路１６の上方に対応する位置に前記傘状部材１７を設けている。

左右対称の山形に形成された前記傘状部材１７は、沈砂池１１内の水中を沈降する砂や小石が、噴射ノズル１５や集砂水ガイド流路１６の部分に堆積しないようにするとともに、傘状部材１７の幅方向両端縁と集砂溝１８の側壁との間の隙間１９から集砂溝１８の内部に砂などが沈降して溝底部に堆積するようにしている。

このような傘状部材１７を設けることにより、噴射ノズル１５から噴射した集砂水は、傘状部材１７の下方の集砂水ガイド流路１６に沿って勢いよく揚砂ピット１２の方向に向かって流れる状態になる。このとき、集砂水ガイド流路１６に沈砂が堆積しており、集砂水によって沈砂を舞上げたとしても、傘状部材１７が上方への沈砂の舞上がりを防止するので、沈砂池１１から流出部１１ｂを通って下流側に流出する処理水中に同伴されて砂が流出することはない。

また、集砂溝１８内に大量の沈砂が侵入した場合でも、上部が閉塞した傘状部材１７の内側上部まで沈砂が侵入することはなく、傘状部材１７の内側上部には、集砂水の逃げ道となる空間が残るため、噴射ノズル１５から噴射した集砂水は、この空間を通って流れることができ、集砂溝１８内の沈砂が集砂溝１８外に噴出させるようなことはない。

したがって、噴射ノズル１５から集砂水ガイド流路１６に直線状に噴射した集砂水は、傘状部材１７の下方を揚砂ピット１２に向かって流れ、集砂水ガイド流路１６に侵入した沈砂や、集砂水ガイド流路１６の周囲の沈砂を水と共に吸い込みながら流れていく。さらに、傘状部材１７の上面に堆積した沈砂を水と共に集砂溝１８内に落下させて揚砂ピット１２に向けて移送することができる。また、集砂水の流れ方向に複数個が所定ピッチで設けられている噴射ノズル１５からの集砂水の噴射順序を適宜設定することにより、沈砂池１１の池底に堆積した沈砂を、水中に舞上げることなく、揚砂ピット１２に向けて確実に移送することができる。

図３乃至図５は、本発明の沈砂池の第２形態例を示している。本形態例では、平面視矩形状の揚砂ピット２０の中央部に揚砂管１４の下端部を開口させ、該揚砂管１４の下端部から揚砂ピット２０の各側壁２０ａの中央部に至る４本の中央部集砂水ガイド流路２１と、各中央部集砂水ガイド流路２１の先端から同一方向にそれぞれ屈曲して各側壁２０ａに沿って揚砂ピットの各角部２０ｂに至る４本の側壁部集砂水ガイド流路２２とによって平面視逆卍形の集砂水ガイド流路を形成している。

各側壁部流路２２の上方には各側壁２０ａに向かって上り勾配となる側壁部傘状部材２３を設け、側壁２０ａに沿って沈降する砂などを揚砂ピット２０の中央側に落下させるようにしている。また、各中央部流路２１の上方には、前記側壁部傘状部材２３に連続する方向の傾斜を有する傾斜部２４ａと、該傾斜部２４ａの上端から鉛直方向に垂下した鉛直部２４ｂとを有する中央部傘状部材２４を設けている。

各側壁部流路２２の端部である揚砂ピット２０の各角部２０ｂには、前記側壁部流路２２に沿って集砂水を噴射する噴射ノズル１５がそれぞれ設けられるとともに、各側壁部集砂水ガイド流路２２の噴射ノズル１５側には、前記側壁部傘状部材２３の先端から揚砂ピット底面に至る鉛直方向のガイド部材２５が設けられている。このガイド部材２５は、噴射ノズル１５から噴射した集砂水の流れ方向を揚砂ピット２０の中央側にガイドするもので、一つの噴射ノズル１５から噴射した集砂水が他の噴射ノズル１５に当たらないようにしている。

このように、中央部集砂水ガイド流路２１と側壁部集砂水ガイド流路２２とによって卍形の集砂水ガイド流路を形成するとともに、ガイド部材２５を設けた揚砂ピット２０に、図３に示すように沈砂が堆積した状態で各噴射ノズル１５から集砂水を噴射すると、集砂水は、側壁部傘状部材２３によって覆われて沈砂がほとんど堆積していない側壁部流路２２に沿って流れ、側壁部流路２２の先端方向に堆積した沈砂に衝突することにより、集砂水の流れ方向が、中央部傘状部材２４の下方で沈砂がほとんど堆積していない中央部集砂水ガイド流路２１から揚砂管１４の下端部に向かう方向に屈曲する。

４箇所の各側壁部流路２２の先端部で前記同様の集砂水の屈曲が発生することにより、堆積した沈砂は、集砂水が衝突した部分から徐々に削られ、集砂水に伴われて揚砂管１４の下端部に向かって流れ、揚砂管１４の下端開口から吸い上げられて沈砂池１１の外部に排出される。集砂水の衝突による堆積した沈砂の削り取りが進行すると、集砂水は、ガイド部材２５に衝突して流れ方向が変わり、全体として、揚砂ピット２０内の沈砂と水とが混合しながら、図４において反時計回りの渦を巻いて揚砂ピット２０の底部を流れ、揚砂管１４の下端開口から吸い上げられていく。

両形態例に示したように、各集砂水ガイド流路の上方に、上端部が閉塞した傘状部材をそれぞれ設けることにより、集砂水ガイド流路の周囲に大量の沈砂が堆積した場合でも、傘状部材の下方に集砂水が流れる空間を形成することができるので、集砂水の流れを阻害することがなく、集砂水による沈砂の移送を確実に行うことができる。

なお、傘状部材の形状や大きさについては、噴射ノズルの位置及びピッチ、集砂水の量及び圧力などの条件に応じて適宜設定することができる。また、沈砂池の最上流側に設けられた揚砂ピットでは、少量の沈砂が舞い上がったとしてもほとんど問題はなく、さらに、揚砂ピットを深く形成しておくことにより、舞い上がった沈砂が揚砂ピットから流出することを防止できる。また、本発明においては、集砂装置として機械式の集砂装置を使用することもできる。

１１…沈砂池、１１ａ…流入部、１１ｂ…流出部、１２…揚砂ピット、１３…集砂装置、１４…揚砂管、１５…噴射ノズル、１６…集砂水ガイド流路、１７…傘状部材、１８…集砂溝、１９…隙間、２０…揚砂ピット、２０ａ…側壁、２０ｂ…角部、２１…中央部集砂水ガイド流路、２２…側壁部集砂水ガイド流路、２３…側壁部傘状部材、２４…中央部傘状部材、２４ａ…傾斜部、２４ｂ…鉛直部、２５…ガイド部材

Claims

池底に堆積した沈砂を揚砂ピットに移送する集砂装置と、揚砂ピット内の沈砂を水と共に吸い上げる揚砂管を有する揚砂装置とを備えた沈砂池において、
前記揚砂ピットは、平面視矩形状で、中央部に前記揚砂管の下端部を開口させ、該揚砂管の下端部から揚砂ピットの各側壁の中央部に至る中央部集砂水ガイド流路と、各中央部集砂水ガイド流路の先端から同一方向にそれぞれ屈曲して各側壁に沿って揚砂ピットの各角部に至る側壁部集砂水ガイド流路とによって平面視卍形の集砂水ガイド流路を形成し、
各側壁部集砂水ガイド流路の上方には各側壁に向かって上り勾配となる側壁部傘状部材を設け、各中央部集砂水ガイド流路の上方には中央部傘状部材を設け、
少なくとも揚砂ピットの各角部に前記側壁部集砂水ガイド流路に沿って集砂水を噴射する第１の噴射ノズルをそれぞれ設けるとともに、各第１の噴射ノズル側に、前記側壁部傘状部材の先端から揚砂ピット底面に至るガイド部材を設けたことを特徴とする沈砂池。
前記集砂装置は、池底に堆積した沈砂を前記揚砂ピットに向けて移送するための集砂水を噴射する複数の第２の噴射ノズルと、該第２の噴射ノズルから前記揚砂ピットに至る集砂水ガイド流路と、前記第２の噴射ノズル及び前記集砂水ガイド流路の上方を覆って第２の噴射ノズル及び集砂水ガイド流路への沈砂の堆積を抑制する傘状部材とを備えていることを特徴とする請求項１記載の沈砂池。
前記集砂水ガイド流路は、沈砂池の池底に形成された揚砂ピット方向に向かう集砂溝の幅方向中央部に設けられており、前記集砂溝の上部開口の幅方向中央部に前記傘状部材が設けられていることを特徴とする請求項２記載の沈砂池。