JP7214699B2 - 排水システム及び管路の補修方法 - Google Patents

Description

本発明は、排水システム及び管路の補修方法、特に、補修対象となる埋設された管路を流れる水を排水する排水システム及びこの排水システムを用いた管路の補修方法に関する。

例えば、下水等の流路となる下水管路等の既設管路が老朽化した場合に、既設管路の内周面をライニング材で被覆して硬化させて補修したり、補修対象となる区間の既設管路を除去して新たな管路を配設したりする工法が広く行われている。

この場合において、補修対象となる既設管路の区間内に下水等が流れていると、補修作業の効率が低下することから、補修作業に及ぼす影響を低減させて補修作業の作業性を確保することを目的とした技術が提案されている。

特許文献１には、既設管路の補修区間の上流側に止水装置を配備して止水し、止水装置で止水した位置から地上を経由して補修区間の下流側の位置まで排水ホースを設置し、ポンプによって排水ホースで補修区間の下流側に排水する技術が提案されている。

この特許文献１の技術によれば、止水装置で止水した位置からポンプで揚水して、地上を経由して設置された排水ホースで補修区間の下流側に排水することから、既設管路の補修作業の作業性が確保される。

特許第３８５５０９６号公報

ところで、この種の技術を用いて、既設管路の管径が大きく流量が多い既設管路を補修する場合には、既設管路の補修区間の下流側へ排水する際に、比較的大きな排水能力を有するポンプが要求される。

排水能力の大きなポンプはその寸法も比較的大型になるところ、排水能力の大きなポンプを採用するとすれば、作業現場において広い設置スペースを確保する必要がある。

一方、排水能力の大きなポンプを採用しないで大きな排水能力を確保するためには、ポンプを増設することも考えられるが、ポンプを複数台に増設するとすれば、増設及び撤去の際の作業負担も増大することが懸念される。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、流量が多い既設管路を補修する場合であっても、効率的に排水することができる排水システム及び管路の補修方法を提供することを課題とするものである。

上記課題を達成するための本発明に係る排水システムは、補修対象となる埋設された管路を流れる水を排水する排水システムにおいて、管路の補修区間の上流側に配置されて管路と同軸で回転するスクリューを有して水を揚水するスクリューポンプと、スクリューポンプのスクリューを駆動させるモータと、スクリューポンプと連結されてスクリューポンプが配置された位置から地上を経由して補修区間の下流側の位置に亘って配設されて揚水した水を補修区間の下流側に排出するサクションホースと、を備え、モータが、防音機能を有するケーシングに収納されることを特徴としている。

これによれば、スクリューポンプが、管路と同軸で回転するスクリューを有することから、管径が比較的大径で流量が多い場合であっても、管路を流れる水の作用を利用して効率的に揚水して排水することができる。

この排水システムは、スクリューポンプが配置された位置の上流側に配置されてスクリューポンプと連結される止水装置を備え、止水装置は、管路の上流側から下流側への流水を許容する連通部を有し、連通部を介してスクリューポンプと連結されることを特徴としている。

この排水システムのサクションホースは、スクリューポンプに連結される複数の第１分岐ホース、複数の第１分岐ホースが合流して補修区間に対応する地上に配設される中間ホース及び中間ホースから複数に分岐して補修区間の下流側の位置に配設される第２分岐ホースを備えることを特徴としている。

この排水システムは、モータとスクリューとを連結してモータの駆動力をスクリューに伝達するフレキシブルケーブル、を備えることを特徴としている。

上記課題を達成するための本発明に係る管路の補修方法は、補修対象となる埋設された管路を流れる水を排水する排水システムを用いた管路の補修方法において、管路の補修区間の上流側に配置されて管路と同軸で回転するスクリューを有するスクリューポンプのスクリューと防音機能を有するケーシングに収納されるモータとを接続するスクリューポンプ準備工程と、スクリューポンプ準備工程に続いてスクリューポンプを用いて水を揚水する揚水工程と、揚水工程で揚水した水を、スクリューポンプと連結されてスクリューポンプが配置された位置から地上を経由して補修区間の下流側の位置に亘って配設されたサクションホースを介して補修区間の下流側に排出する排出工程と、補修区間において管路を補修する管路補修工程と、を備えることを特徴としている。

この発明によれば、補修対象となる管路の水の流量が多い場合であっても、効率的に排水することができる。

本発明の実施の形態に係る排水システムの構成の概略を模式的に説明する図である。 同じく、本実施の形態に係る排水システムの止水装置及びスクリューポンプの構成の概略を説明する図である。 同じく、本実施の形態に係る排水システムを用いた既設管路の補修方法の概略を説明するフローチャートである。

次に、図１～図３に基づいて、本発明の実施の形態に係る排水システムについて説明する。

図１は、本実施の形態に係る排水システムの構成の概略を模式的に説明する図である。図示のように、排水システム１０は、地中に埋設された既設管路１００に配備されて既設管路１００内を流れる水を排水するシステムである。

既設管路１００は、矢線Ｆで示す既設管路１００の上流側から下流側の流方向に水が流れる本管１０１、流方向Ｆの上流側の上流側人孔１１０及び流方向Ｆの下流側の下流側人孔１１１を備え、本管１０１における上流側人孔１１０と下流側人孔１１１との間に補修区間１０１ａが設定される。

この既設管路１００は、本実施の形態では、管径が４００～６００ｍｍの比較的大径で流量が多い下水管路である。

排水システム１０は、本実施の形態では、上流側人孔１１０の上流に配置される止水装置２０、止水装置２０と連結されて上流側人孔１１０に配置されるスクリューポンプ３０、スクリューポンプ３０に連結されるサクションホース４０及びスクリューポンプ３０を駆動させる駆動ユニット５０を備える。

図２は、止水装置２０及びスクリューポンプ３０の構成の概略を説明する図である。図示のように、止水装置２０は、既設管路１００の本管１０１に嵌入される円筒状の止水栓２１を備える。

この止水栓２１には、本実施の形態では、既設管路１００の本管１０１に嵌入された状態で既設管路１００の軸線Ｃと同軸で止水栓２１を貫通する連通孔２２が形成され、既設管路１００の上流側から下流側の流方向Ｆへの流水を許容する。

さらに、止水栓２１は、本実施の形態では、連通孔２２に合わせて配備されて既設管路１００の下流側に突出するカムロック２３を備える。

本実施の形態では、この連通孔２２及びカムロック２３によって、連通部２４が構成される。

スクリューポンプ３０は、本実施の形態では、ハウジング３１、ハウジング３１に収容されるスクリュー３２、ハウジング３１に配備されるカムロック３３及びハウジング３１に形成される吐出部３４、３４を主要構成として備える。

スクリュー３２は、本実施の形態では、複数のブレード（例えば６枚のブレード）を有するプロペラ状であって、既設管路１００の軸線Ｃ及び止水栓２１の連通孔２２と同軸で回転するようにハウジング３１に配備される。

このスクリュー３２には、後述するフレキシブルケーブル５３が連結されて、駆動ユニット５０からの駆動力が伝達される。

カムロック３３は、本実施の形態では、既設管路１００の上流側に突出するようにハウジング３１に形成され、このカムロック３３に止水装置２０のカムロック２３が嵌合せしめられて、スクリューポンプ３０に止水装置２０が連結される。

吐出部３４、３４は、本実施の形態では、既設管路１００の下流側に突出するようにハウジング３１に形成され、この吐出部３４、３４に次述するサクションホース４０が連結される。

図１で示すように、サクションホース４０は、複数、本実施の形態では２本の第１分岐ホース４１、４１、各第１分岐ホース４１、４１が合流して延在する中間ホース４２及び中間ホース４２から複数、本実施の形態では２本に分岐して端縁が開口した排出部４３ａ、４３ａを有する第２分岐ホース４３、４３を備え、これらが一体的に形成される。

このサクションホース４０は、第１分岐ホース４１、４１がスクリューポンプ３０の吐出部３４、３４に連結されて上流側人孔１１０に配設され、中間ホース４２が補修区間１０１ａに対応する地上２００に配設され、かつ第２分岐ホース４３、４３が補修区間１０１ａの下流側の位置の下流側人孔１１１に配設されて、第２分岐ホース４３、４３の排出部４３ａ、４３ａが既設管路１００における下流側人孔１１１の下流側に位置決めされる。

駆動ユニット５０は、本実施の形態では、モータ５１、モータ５１に駆動力を付与する発電機５２、モータ５１の駆動力をスクリューポンプ３０のスクリュー３２に伝達するフレキシブルケーブル５３及びこれらを収納するケーシング５４を備える。

モータ５１は、エンジンモータあるいは油圧式モータ等、種々のモータを採用することができ、ケーシング５４は、本実施の形態では防音機能を備え、ケーシング５４に収納されるモータ５１から発生する駆動音が外部に漏洩することが抑制される。

次に、本実施の形態に係る排水システム１０を用いた既設管路１００の補修方法の概略を説明する。

図３は、排水システム１０を用いた既設管路１００の補修方法の概略を説明するフローチャートである。まず、補修対象となる既設管路１００が埋設された現地において、図示のように、ステップＳ１において、ケーシング５４を地上２００に設置し、ケーシング５４内でモータ５１と発電機５２とを接続する（駆動ユニット準備工程）。

続いて、ステップＳ２において、モータ５１とスクリューポンプ３０とをフレキシブルケーブル５３で接続する（スクリューポンプ準備工程）。その後、必要に応じて、モータ５１を駆動させてスクリューポンプ３０の試運転を実施する。

ステップＳ３において、補修区間１０１ａの上流側の上流側人孔１１０の上流側における既設管路１００の本管１０１に、止水装置２０を嵌入して配置する（止水装置配置工程）。

その後、ステップＳ４において、スクリューポンプ３０を上流側人孔１１０に配置して、止水装置２０の連通部２４を介して止水装置２０にスクリューポンプ３０を連結させる（スクリューポンプ設置工程）。

スクリューポンプ３０を上流側人孔１１０に設置した後、ステップＳ５において、スクリューポンプ３０にサクションホース４０の第１分岐ホース４１、４１を接続して第１分岐ホース４１、４１を上流側人孔１１０に配設し、サクションホース４０の中間ホース４２を補修区間１０１ａに対応する地上２００に配設し、かつサクションホース４０の第２分岐ホース４３、４３を下流側人孔１１１に配設して、第２分岐ホース４３、４３の排出部４３ａ、４３ａを既設管路１００における下流側人孔１１１の下流側に位置決めする（サクションホース配設工程）。

これにより、排水システム１０の設置が完了し、既設管路１００を流れる水の排水作業を実行する。

ステップＳ６において、スクリューポンプ３０を駆動させて、上流側人孔１１０の上流側における既設管路１００の本管１０１から流方向Ｆに流れて止水装置２０の連通孔２２を介してスクリューポンプ３０内に流入する水を揚水する（揚水工程）。

本実施の形態では、スクリュー３２が、既設管路１００の軸線Ｃ及び止水栓２１の連通孔２２と同軸で回転するようにハウジング３１に配備されることから、例えば管径が４００～６００ｍｍのように、比較的大径で流量が多い場合であっても、流方向Ｆに流れる水の作用を利用して効率的に止水することができる。

スクリューポンプ３０で揚水した水は、サクションホース４０に揚水されるところ、サクションホース４０は、第１分岐ホース４１、４１に分岐していることから、サクションホース４０内への水の流入容積が大容量に確保される。

続いて、ステップＳ７において、第１分岐ホース４１、４１に流入した水を、中間ホース４２を介して第２分岐ホース４３、４３に送り出して、第２分岐ホース４３、４３の排出部４３ａ、４３ａから既設管路１００における下流側人孔１１１の下流側に、水を排出する（排出工程）。

本実施の形態では、サクションホース４０は、補修区間１０１ａの下流側において第２分岐ホース４３、４３に分岐していることから、サクションホース４０から水を排出する容積が大容量に確保される。

ステップＳ８において、補修区間１０１ａにおいて、既設管路１００の内周面をライニング材で被覆して硬化させて補修する、あるいは補修区間１０１ａの既設管路１００を除去して新たな管路を配設する等、管路の補修を行う（管路補修工程）。

このように、排水システム１０によって、補修区間１０１ａ内に既設管路１００を流れる水が流入することが阻止されることから、既設管路１００の補修作業の作業性が確保される。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記実施の形態では、スクリュー３２と駆動ユニット５０のモータ５１とがフレキシブルケーブル５３で連結される場合を説明したが、駆動ユニット５０を上流側人孔１１０内に配置してモータ５１をスクリュー３２に直接的に接続するように構成してもよい。

上記実施の形態では、管径が４００～６００ｍｍの既設管路１００に流れる水を排水する場合を説明したが、種々の管径の既設管路１００に流れる水を排水することができる。

上記実施の形態では、サクションホース４０が上流側において第１分岐ホース４１、４１に分岐し、下流側において第２分岐ホース４３、４３に分岐する場合を説明したが、分岐する本数は任意の数であってもよい。

１０ 排水システム
２０ 止水装置
２１ 止水栓
２２ 連通孔
２４ 連通部
３０ スクリューポンプ
３２ スクリュー
４０ サクションホース
４１ 第１分岐ホース
４３ 第２分岐ホース
５０ 駆動ユニット
５１ モータ
５３ フレキシブルケーブル
１００ 既設管路
１０１ａ 補修区間

Claims (4)

1. 補修対象となる埋設された管路を流れる水を排水する排水システムにおいて、
   前記管路の補修区間の上流側に配置されて前記管路と同軸で回転するスクリューを有して前記水を揚水するスクリューポンプと、
   該スクリューポンプと連結されて該スクリューポンプが配置された位置から地上を経由して前記補修区間の下流側の位置に亘って配設されて揚水した前記水を前記補修区間の下流側に排出するサクションホースと、を備え、
   前記サクションホースは、
   前記スクリューポンプに連結される複数の第１分岐ホース、複数の前記第１分岐ホースが合流して前記補修区間に対応する地上に配設される中間ホース及び該中間ホースから複数に分岐して前記補修区間の下流側の位置に配設される第２分岐ホース、
   を有することを特徴とする排水システム。
2. 前記スクリューポンプが配置された位置の上流側に配置されて前記スクリューポンプと連結される止水装置を備え、
   該止水装置は、
   前記管路の上流側から下流側への流水を許容する連通部を有し、該連通部を介して前記スクリューポンプと連結される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の排水システム。
3. 前記スクリューポンプの前記スクリューを駆動させるモータと、
   該モータと前記スクリューとを連結して前記モータの駆動力を前記スクリューに伝達するフレキシブルケーブルと、を備え、
   前記モータが、防音機能を有するケーシングに収納されることを特徴とする請求項１または２に記載の排水システム。
4. 補修対象となる埋設された管路を流れる水を排水する排水システムを用いた管路の補修方法において、
   前記管路の補修区間の上流側に配置されて前記管路と同軸で回転するスクリューを有するスクリューポンプを用いて前記水を揚水する揚水工程と、
   該揚水工程で揚水した前記水を、前記スクリューポンプと連結される複数の第１分岐ホース、該第１分岐ホースが合流して地上を経由して前記補修区間に対応する地上に配設される中間ホース及び該中間ホースから複数に分岐して前記補修区間の下流側の位置に配設される第２分岐ホースを有するサクションホースを介して前記補修区間の下流側に排出する排出工程と、
   前記補修区間において前記管路を補修する管路補修工程と、
   を備えることを特徴とする管路の補修方法。

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