JP6349200B2

JP6349200B2 - 沈砂池

Info

Publication number: JP6349200B2
Application number: JP2014163337A
Authority: JP
Inventors: 綾一郎綿引; 進石田; 嘉之渡辺
Original assignee: Maezawa Industries Inc
Current assignee: Maezawa Industries Inc
Priority date: 2014-08-11
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2018-06-27
Anticipated expiration: 2034-08-11
Also published as: JP2016036795A

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水と共に吸い上げて排出する沈砂排出装置を有する沈砂池に関する。

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。）。

さらに、集砂装置として、池底部に沿って空間形成部材を設け、該空間形成部材に上端部分が閉塞した空間を形成し、下方に池底部から離間した吸込口を設けるとともに、前記空間内に流体を吐出する吐出口を設けた集砂装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００７−３８２０８号公報特開２０１４−２４０５５号公報

前記特許文献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、集砂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。

前記特許文献２に記載された集砂装置では、空間形成部材の揚砂ピット側端部から流体に搬送された沈砂が流出する状態になるため、沈砂の一部が流体と共に沈砂池内の水中に舞い上がってしまうことがあり、揚砂ピットへの沈砂の搬送効率が低下することがある。また、揚砂ピットに集砂した沈砂を沈砂池外に排出するために、従来と同様の揚砂装置を必要とする。

そこで本発明は、池底に堆積する沈砂を水中に舞上げることなく、効率よく沈砂池から排出することができる沈砂排出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水と共に吸い上げて沈砂池外に排出する沈砂排出装置を備えた沈砂池であって、前記沈砂排出装置は、沈砂池の一端側から他端側に向けて池底に沿って配置された複数の集砂管と、該集砂管内に一端側から他端側に向けて集砂水を噴射する噴射ノズルと、前記集砂管の他端側端部に接続した揚砂管と、前記噴射ノズルに集砂水を供給する集砂水供給経路とを備え、前記集砂管は、該集砂管の周壁下部側に、池底に向かって開口した沈砂吸込部が設けられ、該沈砂吸込部は、あらかじめ設定された大きさの開口部があらかじめ設定された間隔で前記集砂管の全長にわたって設けられていることを特徴としている。

さらに、本発明の沈砂池は、前記揚砂管の流量が前記集砂水供給経路の流量より多く設定されていることを特徴としている。

また、前記沈砂池の池底に、該沈砂池の一端側から他端側に向けて複数の集砂溝を互いに平行に形成し、各集砂溝の内部に前記沈砂吸込部をそれぞれ開口させたこと、前記揚砂管で揚砂した水と沈砂とを分離する砂分離器を備えるとともに、該砂分離器で分離した水を前記集砂水として前記集砂水供給経路から前記噴射ノズルに供給すること、前記揚砂管の揚砂は、エゼクタの吸引力を利用して行うこと、前記エゼクタの駆動水は、前記集砂水供給経路に供給する集砂水の一部を分流して用いることを特徴としている。

本発明の沈砂池によれば、沈砂池の池底に沈降した砂や小石などの沈砂は、集砂管の一端側から集砂管内に噴射された集砂水に沈砂吸込部から吸い込まれて集砂管の他端側に流れ、集砂管の他端側に接続した揚砂管によって沈砂池の外部に排出される。したがって、集砂管の端部で沈砂が水中に舞い上がることはなく、集砂管内に吸い込んだ沈砂を効率よく外部に排出することができる。さらに、集砂と揚砂とを同時に行えるので、沈砂池内の沈砂を効率よく排出することができる。

本発明の沈砂池の第１形態例を示す説明図である。集砂管の配置状態を示す要部の平面図である。集砂管の配置状態を示す断面正面図である。本発明の沈砂池の第２形態例を示す説明図である。集砂管の配置状態の他の形態例を示す断面正面図である。集砂管における沈砂吸込部の形状例を示す断面側面図である。集砂管における沈砂吸込部の他の形状例を示す断面側面図である。集砂管における沈砂吸込部の他の形状例を示す説明図である。

図１乃至図３は、本発明の第１形態例に示すもので、流入部１１ａ及び流出部１１ｂを備えた沈砂池１１に、池底に沈降した砂や小石などの沈砂Ｓを沈砂池１１の外部に排出する沈砂排出装置１２を設けている。沈砂排出装置１２は、沈砂池１１の流出側に位置する一端側から沈砂池１１の流入側に位置する他端側に向けて池底に沿って互いに平行に配置された複数の集砂管１３と、該集砂管１３内に一端側から他端側に向けて集砂水を噴射する噴射ノズル１４と、集砂管１３の他端側端部に接続した揚砂管１５と、噴射ノズル１４に集砂水を供給する集砂水供給経路１６と、揚砂管１５の揚砂力を発生するエゼクタ１７と、揚砂管１５及びエゼクタ１７を介して揚砂した水と沈砂とを分離するための砂分離器１８と、水槽１９内の水を昇圧して前記集砂水供給経路１６を介して前記噴射ノズル１４に集砂水として供給する圧力水ポンプ２０と、該圧力水ポンプ２０で昇圧した圧力水の一部を集砂水供給経路１６から分流させて前記エゼクタ１７に駆動水として供給する駆動水供給経路２１と、砂分離器１８で分離した水を前記水槽１９に戻す水循環経路２２と、水槽１９内の余剰水を沈砂池１１に戻したり、不足分を吸引したりする水経路２３とを備えている。

前記集砂管１３は、地底に設けた複数の支持部材２４に支持されており、集砂管１３の下端と池底との間にあらかじめ設定された距離を設けるとともに、隣接する集砂管同士との間にも、沈砂が沈降可能なあらかじめ設定された距離を設けて配置されている。これらの集砂管１３の周壁下部側には、池底に向かって開口した沈砂吸込部２５が集砂管１３の全長にわたって設けられており、前記噴射ノズル１４は、集砂管１３の中心乃至中心より上方で、集砂管１３の軸線方向に高圧力の集砂水を直線的に噴射するように設けられている。

このように形成した沈砂排出装置１２において、圧力水ポンプ２０で昇圧した圧力水を、集砂水として集砂水供給経路１６から噴射ノズル１４に供給し、噴射ノズル１４から集砂管１３の一端から集砂管１３内に集砂水を噴射するとともに、前記圧力水の一部をエゼクタ１７に駆動水として供給し、エゼクタ１７の吸引力で集砂管１３の他端から揚砂管１５を介して集砂管１３内の水を吸引すると、集砂管１３の軸線方向に流れる集砂水の作用で池底に堆積した沈砂Ｓが周囲の水と共に沈砂吸込部２５を通って集砂管１５内に吸い込まれ、集砂管１３から揚砂管１５に向かって流れる水に同伴されて沈砂混合水となり、揚砂管１５を上昇してエゼクタ１７から砂分離器１８に流入する。砂分離器１８で砂や小石を分離した水は、水槽１９に戻されて圧力水ポンプ２０に循環する。

したがって、圧力水ポンプ２０で昇圧した圧力水の一部をエゼクタ１７に供給するとともに、残部の圧力水を噴射ノズル１４から集砂管１３内に噴射することにより、沈砂池１１の池底に堆積した沈砂を、沈砂吸込部２５を通して集砂管１３内に吸い込み、噴射ノズル１４から噴射した集砂水より大量の沈砂混合水を揚砂管１５で揚砂することにより、池底に堆積した沈砂を砂分離器１８に排出することができる。また、沈砂Ｓを集砂管１３内に吸い込んで搬送するので、沈砂池１１の水中に沈砂が舞い上がることはない。

図４は、本発明の沈砂池の第２形態例を示すものである。本形態例では、前記エゼクタに代えて揚砂管１５に揚砂ポンプ３１を設け、砂分離器１８で分離した水を圧力水ポンプ２０で昇圧するようにしている。したがって、圧力水ポンプ２０で昇圧した圧力水の全量が集砂水となり、集砂水供給経路１６から噴射ノズル１４に供給される。集砂管１３の他端に到達した沈砂混合水は、揚砂ポンプ３１の吸引力によって揚砂管１５内を上昇し、揚砂ポンプ３１を介して砂分離器１８に流入することにより、沈砂池１１の池底から沈砂が除去される。

図５は、集砂管の配置状態の他の形態例を示す断面正面図である。本形態例に示す沈砂池１１の池底には、一端側から他端側にわたって複数の集砂溝３６が互いに平行に設けられており、各集砂溝３６に対応して集砂管１３がそれぞれ配置されている。集砂管１３の位置及び外径は、集砂管１３の周壁下部側に設けた沈砂吸込部２５と溝底面との間の距離、集砂管周壁側面と溝側面との間の距離が沈砂の吸い込みに適した距離になるように設定されている。

このように、沈砂池１１の池底に集砂溝３６を設けるとともに、各集砂溝３６内に沈砂吸込部２５を配置することにより、集砂溝３６の上方に堆積した沈砂を集砂溝３６内に落下させて集砂管１３に吸い込ませることができるので、集砂管１３の設置数を少なくすることができる。

図６乃至図８は、集砂管に設ける沈砂吸込部の各形状例を示している。まず、図６に示す沈砂吸込部４１は、あらかじめ設定された大きさの開口部を、あらかじめ設定された間隔で集砂管１３の全長にわたって連続的に設けて沈砂吸込部４１としている。

図７に示す沈砂吸込部４２は、図６に示したような開口部の下流側に、下流端側が集砂管１３の中心方向に内に向かって傾斜したガイド板を設けたものである。ガイド板としては、開口部４２ａの下流端から集砂管１３の内側に突出した形状のガイド板４３ａや、開口部４２ｂの下流端に中央部を固着した状態のガイド板４３ｂや、開口部４２ｃの下流端から集砂管１３の外側に突出した形状のガイド板４３ｃのように、集砂管１３の直径や集砂水の流速などに応じて選択することができる。

また、図８に示すように、集砂管１３の管壁に、下流側の周方向の一辺５１ａ，５２ａを残して適宜な形状の切り込み５１ｂ，５２ｂを入れて折曲げ片５１ｃ、５２ｃを形成し、下流側の一辺５１ａ，５２ａを折り曲げ線として折曲げ片５１ｃ、５２ｃを集砂管１３の内側に折り曲げることにより、前記図７に示したガイド板４３ａと同様のガイド板を形成することができ、また、折曲げ片５１ｃ、５２ｃを集砂管１３の外側に折り曲げることにより、前記図７に示したガイド板４３ｃと同様のガイド板を形成することができる。

このような適宜な形状のガイド板を設けることにより、集砂管１３内への沈砂の吸い込み効率を向上させることができる。また、開口部の大きさ、形状や、ガイド板の形状は、集砂管１３の長手方向で異なるものとしてもよい。

なお、集砂管の口径、噴射ノズルの位置、集砂水の噴射速度、噴射量、揚砂管の揚砂量などは、沈砂池における沈砂の性状や量に応じて適宜設定すればよい。さらに、砂分離器やエゼクタなどの機器は、周知の構造のものを使用することができる。また、揚砂管の揚砂手段は、各種方式を適宜使用することができ、例えば、エアリフト方式で揚砂を行うこともできる。

１１…沈砂池、１１ａ…流入部、１１ｂ…流出部、１２…沈砂排出装置、１３…集砂管、１４…噴射ノズル、１５…揚砂管、１６…集砂水供給経路、１７…エゼクタ、１８…砂分離器、１９…水槽、２０…圧力水ポンプ、２１…駆動水供給経路、２２…水循環経路、２３…水経路、２４…支持部材、２５…沈砂吸込部、３１…揚砂ポンプ、３６…集砂溝、４１，４２…沈砂吸込部、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…開口部、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ…ガイド板、５１ａ，５２ａ…一辺、５１ｂ，５２ｂ…切り込み、５１ｃ、５２ｃ…折曲げ片、Ｓ…沈砂

Claims

池底に堆積した沈砂を水と共に吸い上げて沈砂池外に排出する沈砂排出装置を備えた沈砂池であって、前記沈砂排出装置は、沈砂池の一端側から他端側に向けて池底に沿って配置された複数の集砂管と、該集砂管内に一端側から他端側に向けて集砂水を噴射する噴射ノズルと、前記集砂管の他端側端部に接続した揚砂管と、前記噴射ノズルに集砂水を供給する集砂水供給経路とを備え、前記集砂管は、該集砂管の周壁下部側に、池底に向かって開口した沈砂吸込部が設けられ、該沈砂吸込部は、あらかじめ設定された大きさの開口部があらかじめ設定された間隔で前記集砂管の全長にわたって設けられていることを特徴とする沈砂池。
前記揚砂管の流量は、前記集砂水供給経路の流量より多く設定されていることを特徴とする請求項１記載の沈砂池。
前記沈砂池の池底に、該沈砂池の一端側から他端側に向けて複数の集砂溝を互いに平行に形成し、各集砂溝の内部に前記沈砂吸込部をそれぞれ開口させたことを特徴とする請求項１又は２記載の沈砂池。
前記揚砂管で揚砂した水と沈砂とを分離する砂分離器を備えるとともに、該砂分離器で分離した水を前記集砂水として前記集砂水供給経路から前記噴射ノズルに供給することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の沈砂池。
前記揚砂管の揚砂は、エゼクタの吸引力を利用して行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の沈砂池。
前記エゼクタの駆動水は、前記集砂水供給経路に供給する集砂水の一部を分流して用いることを特徴とする請求項５記載の沈砂池。