JP7313815B2 - 水処理装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、戸建住宅や集合住宅等から排出される汚水、又は事業所排水等を処理する水処理装置及びその製造方法に関する。

水処理装置の多くは工場で生産されており、特に５０人槽以下の生活排水用の水処理装置は総生産数の９８％を占める。この水処理装置の外殻は主に、上下２分割の成形品からなっており、上下をフランジ結合する、所謂カプセル型と呼ばれている。
この成形品の成形方法に関し、従来様々な成形方法が提案されてきた。その内のひとつが反応射出成形である。
特許文献１に示されるように、反応射出成形にて、上部外殻槽体に成形と同時に、マンホール枠とマンホール蓋を載せるための開口部を設ける方法が提案されている。

一方、水処理装置は設置条件によって、例えば、水処理装置が汚水の排出拠点から離れて設置される場合、汚水配管の勾配により、水処理装置に流入するための配管が深く（流入管底が深い）埋設され、そこに合わせて水処理装置の流入管継手を接続しなくてはならないため、通常よりも深く水処理装置を埋める場合がある。
この場合、水処理装置マンホールが地盤面より深くなってしまうため、特許文献２に示されるようなマンホール嵩上枠と呼ばれる部材を用意し、マンホール枠に連結する必要があった。

特開平８－３００３９０号公報 特開平１０－２５８８９５号公報

しかし、現在市販されているマンホール嵩上枠は、その殆どが高さ３０ｃｍであり、例えば５ｃｍ以下の物が必要でも、高さ３０ｃｍのマンホール嵩上枠を購入し、５ｃｍ以下に切断し使用する必要がある。このため、廃材の方が多くなり、環境負荷が高いという課題があった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、数ｃｍ程度の深埋めをする場合は、マンホール嵩上枠を使用せず、生産の段階で予め流入管底に対応した水処理装置を用意することにより、廃材の出ない環境にやさしい、安価な、施工性にすぐれた水処理装置及びその製造方法の提供を目的とする。

本発明は、前記課題を解決する手段として、以下の構成を有する。
（１）本発明の水処理装置は、外郭と、内部を区分けするための仕切板とからなる水処理装置であって、前記外郭は少なくとも上外郭と下外郭の２つに分割され、前記上外郭と下外郭は、それぞれ接合のためのフランジ部を有し、前記上外郭の高さは、水処理装置の全高の１／３以下かつ１／５以上であり、前記上外郭の一方の側壁に流入継手を有し、他方の側壁に流出継手を有し、前記上外郭の天井部にマンホール枠を有するとともに、前記上外郭は前記マンホール枠の上面と前記流入継手の底部との高低差である流入管底の値が異なる少なくとも第１の上外郭と第２の上外郭の２種類存在し、前記下外郭は共通であり、前記下外郭と前記第１の上外郭とを組み合わせた第１の水処理装置と、前記下外郭と前記第２の上外郭とを組み合わせた第２の水処理装置の、少なくとも２種類の形態を採用可能であることを特徴とする。

（２）本発明において、前記上外郭は鉛直方向に突出部を有し、前記第１の上外郭の突出部は、前記第２の上外郭の突出部よりも上方向に突出しており、前記第１の上外郭と前記第２の上外郭は、前記突出部よりも下の形状は同一形状であることが好ましい。
（３）本発明の水処理装置は、外郭と、内部を区分けするための仕切板とからなる水処理装置であって、前記外郭は少なくとも上外郭と下外郭の２つに分割され、前記上外郭と下外郭は、それぞれ接合のためのフランジ部を有し、前記上外郭の一方の側壁に流入継手を有し、他方の側壁に流出継手を有するとともに、前記下外郭は共通であり、前記上外郭は少なくとも第１の上外郭と第２の上外郭の２種類存在し、前記第１の上外郭と前記第２の上外郭はいずれも鉛直方向に突出部を有し、前記突出部の上端にマンホール枠を有し、前記第１の上外郭の突出部は、前記第２の上外郭の突出部よりも上方向に突出しており、前記第１の上外郭と前記第２の上外郭は、前記突出部よりも下の形状は同一形状であり、前記下外郭と前記第１の上外郭とを組み合わせた第１の水処理装置と、前記下外郭と前記第２の上外郭とを組み合わせた第２の水処理装置の、少なくとも２種類の形態を採用可能であることを特徴とする。

（４）本発明に係る水処理装置の製造方法は、外郭と、内部を区分けするための仕切板とからなる水処理装置であって、前記外郭は少なくとも上外郭と下外郭の２つに分割され、前記上外郭と下外郭は、それぞれ接合のためのフランジ部を有し、前記上外郭の一方の側壁に流入継手を有し、他方の側壁に流出継手を有するとともに、前記下外郭は共通であり、前記上外郭は少なくとも第１の上外郭と第２の上外郭の２種類存在し、前記第１の上外郭と前記第２の上外郭はいずれも鉛直方向に突出部を有し、前記突出部の上端にマンホール枠を有し、前記第１の上外郭の突出部は、前記第２の上外郭の突出部よりも上方向に突出しており、前記第１の上外郭と前記第２の上外郭は、前記突出部よりも下の形状は同一形状であり、前記下外郭と前記第１の上外郭とを組み合わせた第１の水処理装置と、前記下外郭と前記第２の上外郭とを組み合わせた第２の水処理装置の、少なくとも２種類の形態を採用可能である水処理装置の製造方法であり、前記上外郭を同一の型を使用して成形し、前記突出部は、入子を使用して突出高さを調整することを特徴とする。

本発明によれば、同一人槽で、且つ同じ処理方式の水処理装置でありながら、流入管底の違う水処理装置を予め用意できるために、施工現場でマンホール嵩上枠が不要となり、廃材の出ない、環境に優しい安価な施工性に優れた水処理装置を提供することができる。
現地で急遽、本発明の水処理装置で流入管底の調整ができない場合は、従来通り嵩上枠と組み合わせて調節することも可能であり、本発明は嵩上げ枠の使用を制限するものではなく、施工性に優れる水処理装置を提供できる。

また、本発明は人槽違いを高度処理槽として使用する場合にも優位性がある。例えば、放流水質２０ｍｇ／Ｌの通常の水処理装置７人槽を外殻はそのままで、放流水質１０ｍｇ／Ｌの高度処理水処理装置５人槽として使用する場合がある。
高度処理水処理装置は水道水源地等の比較的土地の広い地域に設置される機会が多いため、家屋から水処理装置までの距離が長くなり、流入管底が低くなる傾向がある。
一方、通常水処理装置は市街地に設置されることが多く、比較的土地が狭いため、家屋と水処理装置が近接し、流入管底が浅くなる傾向がある。
本発明によれば、どちらの水処理装置も外殻はそのままだが、流入管底の要求が違うため、本発明による水処理装置を採用すれば、成形型の費用を低減出来、さらに生産性も向上出来る。

図１（ａ）は本発明に係る第１実施形態に基づく第１の上外郭を使用した水処理装置の組立工程を示す側面図、図１（ｂ）は本発明に係る第１実施形態に基づく第２の上外郭を使用した水処理装置の組立工程を示す側面図である。 図２（ａ）は図１（ａ）に示した工程で生産した水処理装置を示す側面図、図２（ｂ）は図１（ｂ）に示した工程で生産した水処理装置を示す側面図である。 図３（ａ）は上外郭の高さ７８０ｍｍの場合に天面に掛かる荷重をアーチで受ける状態を示す仮想線図、図３（ｂ）は上外郭の高さ５２０ｍｍの場合に天面に掛かる荷重をアーチで受ける状態を示す仮想線図、図３（ｃ）は上外郭の高さ３９０ｍｍの場合に天面に掛かる荷重をアーチで受ける状態を示す仮想線図、図３（ｄ）は上外郭の高さ３１２ｍｍの場合に天面に掛かる荷重を受ける状態を示す仮想線図である。 図４（ａ）は本発明に係る第２実施形態に基づく第３の上外郭を使用した水処理装置の組立工程を示す側面図、図４（ｂ）は本発明に係る第２実施形態に基づく第４の上外郭を使用した水処理装置の組立工程を示す側面図である。 図５（ａ）は図４（ａ）に示した工程で生産した水処理装置を示す側面図、図５（ｂ）は図４（ｂ）に示した工程で生産した水処理装置を示す側面図である。 図３又は図４で示した上外郭の突出部近傍を示すもので、図６（ａ）は部分断面図、図６（ｂ）は一部を断面とした鳥瞰図である。 第３の上外殻の成形方法の一例を示すもので、図７（ａ）は下型に第１の入子を装着する直前の状態を示す断面図、図７（ｂ）は下型に第１の入子を装着した状態を示す断面図、図７（ｃ）は下型に上型を設置した状態を示す断面図、図７（ｄ）は得られた上外殻の一部を示す断面図である。 第４の上外殻の成形方法の一例を示すもので、図８（ａ）は上型に第２の入子を装着する直前の状態を示す断面図、図８（ｂ）は上型に第２の入子を装着した状態を示す断面図、図８（ｃ）は下型に上型を設置した状態を示す断面図、図８（ｄ）は得られた上外殻の一部を示す断面図である。 第５の上外殻の成形方法の一例を示すもので、図９（ａ）は上型に第３の入子を下型に第４の入子を装着する直前の状態を示す断面図、図９（ｂ）は上型に第３の入子を装着し下型に第４の入子を装着した状態を示す断面図、図９（ｃ）は下型に上型を設置した状態を示す断面図、図９（ｄ）は得られた上外殻の一部を示す断面図である。 下型のみを用いる成形方法の一例を示すもので、図１０（ａ）は下型の部分断面図、図１０（ｂ）は下型に材料を載せて硬化させた状態を示す断面図、図１０（ｃ）は得られた上外殻の一部を示す断面図である。 下型のみを用いる成形方法の一例を示すもので、図１１（ａ）は下型に第５の入子を装着する直前の状態を示す部分断面図、図１１（ｂ）は下型に第５の入子を装着した状態を示す部分断面図、図１１（ｃ）は下型に材料を載せて硬化させた状態を示す断面図、図１１（ｄ）は得られた上外殻の一部を示す断面図である。 放流先の側溝の底の深さが３００ｍｍの場合に図５（ｂ）に示す水処理装置の流出管を接続した状態の一例を示す説明図。 凍結深度６００ｍｍを考慮し、図５（ａ）に示す水処理装置の流入管底を利用して水処理装置を設置した状態の一例を示す説明図。 凍結深度６００ｍｍを考慮し、図５（ｂ）に示す水処理装置の流入管底を利用して水処理装置を設置した状態の一例を示す説明図。

「第一実施形態」
以下、本発明の第一実施形態に基づく水処理装置について図１、図２、図３を用いて説明する。
第一実施形態にて述べる水処理装置１ａは、図１（ａ）、図２（ａ）に示すように、下外殻２、仕切板３、内部部材、外部部材、上外殻４ａ等で構成されている。
水処理装置１ａは、概略横長の矩形箱型であり、下外殻２は底壁と４つの側壁からなる上面開口型の槽である。上外郭４ａは下外殻２の開口部を閉じることができる蓋型に形成され、天井壁と４つの側壁からなる。
ここで、水処理装置１ａの組み立て工程を説明する。
まず、下外殻２に２枚の仕切板３を接着剤等で接合し、内部部材（図示略）を組み付ける。下外殻２と上外郭４ａは、いずれも樹脂材料による一体成形で製造されている。
下外殻２は若干下窄まり形状とされ、２枚の仕切板３は下外殻２の長辺側の側壁に直交するように離間して配置される。下外殻２の上面開口部周縁には外向きのフランジ部１０が形成されている。また、下外殻２の側面には補強用の縦リブ２ａが複数形成されている。

次に、上外殻４ａに流入継手５、流出継手６、上外殻４ａの突出部４０にマンホール枠７を組み付ける。
上外殻４ａは予め穴（流入継手用、流出継手用、マンホール枠用）が開いており、上記部品を取り付ける際に穴加工する必要はない。上外郭４は、下外殻２の上面開口部を閉じる蓋型に形成されているので、長辺側の側壁には下外殻２の縦リブ２ａに合致する形状の縦リブ４ｈが形成され、下面開口部周縁には下外殻２のフランジ部１０と合致する形状のフランジ部９が形成されている。上外殻３ａの短辺側の一方の側壁（図１（ａ）では左側の側壁）４ｉに側壁４ｉを貫通するように流入継手５が取り付けられ、上外殻３ａの短辺側の他方の側壁（図１（ａ）では右側の側壁）４ｊに側壁４ｊを貫通するように流出継手６が取り付けられている。
この場合の流入管底はＬ１である。流入管底Ｌ１とは、マンホール枠７の上面と流入継手５の底部との高低差を意味する。

そして、下外殻２のフランジ部１０と上外殻４ａのフランジ部９に接着剤等を塗布し、両者を接合する。接合箇所には必要に応じて、リベット等の金属締結部材で、接着剤の必要強度が発現するまでの仮固定部材として接合補助することが好ましい。
その後、水張り検査、動作確認をした後、マンホール枠７の上にマンホール蓋８を取り付け、図２（ａ）に示すように水処理装置１ａの完成となる。

一方、水処理装置１ｂの組み立て工程も説明する。水処理装置１ｂは、水処理装置１ａの下外殻２と同等の下外殻２を有し、先の上外殻４ａに対し流入管底のみが異なる上外殻４ｂが適用される。上外殻４ｂの流入管底Ｌ２は一例として上外殻４ａの流入管底Ｌ１よりも大きくされている。
下外殻２に仕切板３を接着剤等で接合し、内部部材（図示略）を組み付ける。
次に、上外殻４ｂに流入継手５、流出継手６、マンホール枠７を組み付ける。
この場合の流入管底はＬ２である。

そして、下外殻２のフランジ部１０と上外殻４ｂのフランジ部９に接着剤等を塗布し、接合する。接合箇所には必要に応じて、リベット等の金属締結部材で接合補助する。
その後、水張り検査、動作確認をした後、マンホール蓋８を取り付け、水処理装置１ｂの完成となる。この場合の流入管底はＬ２である。
水処理装置１ａも水処理装置１ｂも組立工程自体は同じである。

構成部品も上外殻以外は同じであり、工程の標準化、ほとんどの部材の共通化を図る事が出来るため、安価で品質の安定した水処理装置１ａ、１ｂを提供出来る。
ここでは、２つの上外殻の違う水処理装置について説明したが、２つ以上の場合でも同様である。上外殻を置換させる事で何種類でも流入管底の異なる水処理装置を生産することが出来る。

上型を何種類か用意すれば、流入管底の異なる複数の水処理装置の生産は可能となる。しかしその場合、型の費用は高額になってしまうという問題が生じる。
そこで、上型の型費を最小限に抑えるため、水処理装置に占める上外殻の比率を小さくする。
高さ方向でみると、水処理装置の全高に占める上外殻の高さを３分の１以下にすると良い。

型の費用を上型と下型を合わせて１００と仮定する。通常は上型５０、下型５０である。このまま上型をもう一つ作ってしまうと、上型５０×２個＋下型５０＝１５０の費用になってしまう。そこで、上外殻の高さを全高（水処理装置の全高）の３分の１にすれば、上型３３×２個＋下型６７＝１３３で費用の縮減を図ることが出来る。
上外殻の高さが全高の２分の１から３分の１の間では、費用の縮減効果が少ない。
例えば、上外殻の高さを全高の４分の１にすれば、上型２５×２個＋下型７５＝１２５となり、更に費用の縮減を図ることが出来る。
更に上外殻の高さを小さくすれば、更に費用の縮減を期待できる。

一方、水処理装置の強度面から考える。水処理装置は地下に埋設される。上部はスラブを打設するものの、駐車場になる場合もあるため、上部からの荷重に耐える形状にしなければならない。
この荷重に耐えるため、上外殻の天面は曲面のアーチ状にする。しかし、上外殻の高さが十分に取れない場合、アーチの曲率半径が大きくなり強度が落ちる。
上外殻の高さを全高の５分の１以下にしてしまうと天面は平面に近くなってしまうので、強度が期待出来ず、その分天面の肉厚を増やさなければならず、材料費が高くなってしまう。

例えば、５人槽を例にとってみる。現在一般的な水処理装置の全高は１５６０ｍｍ程度である。幅も同様に一般的に８００ｍｍ程度（フランジ部除く）である。通常、上外殻の高さは１５６０ｍｍ×１／２＝７８０ｍｍに設定する。
図３（ａ）を基に上外殻の耐圧荷重について説明する。
図３は上外殻を短手方向（流入、流出側）から見た断面の仮想線図である。上外殻の高さは７８０ｍｍ（上外殻の突出部７０ｍｍを含む）、下底は幅８００ｍｍ、側壁面は型の一般的な抜き勾配３°を考慮している。天面に掛かる荷重をアーチで受けるため、アーチで描かれる円と天面と側壁面は接線で接することで座屈等の懸念がなくなる。
このように描かれる円の半径、つまりアーチの曲率半径は約３８２ｍｍであり、側壁面との接点と下底までの距離は約３４７ｍｍとなり、十分に荷重を受けることが出来る形状となっている。

図３（ｂ）は、上外殻の高さ１５６０ｍｍ×１／３＝５２０ｍｍの場合の仮想線図である。同様に曲率半径を求めると、曲率半径は約３９７ｍｍであり、側壁面との接点と下底までの距離は約７４ｍｍとなり、こちらも十分に荷重を受けることが出来る形状となっている。

図３（ｃ）は、上外殻の高さ１５６０ｍｍ×１／４＝３９０ｍｍの場合の仮想線図である。同様に曲率半径を求めると、側壁面との接点が下底よりも下側に行ってしまい円が描けない。そのためこの仮想線図では、下底の両端点を通り、天面と接する円をアーチで描いている。曲率半径は約４１０ｍｍである。この時、側壁面への円の入角は約１０°であり（接線で接する場合は入角０°）、ほぼ荷重を受けることは出来る。

図３（ｄ）は、上外殻の高さ１５６０ｍｍ×１／５＝３１２ｍｍの場合の図である。同様に曲率半径を求めると、曲率半径は約４５１ｍｍである。側壁面への円の入角は約２５°であり上部からの荷重に対する強度に不安を残す。そこで、入角を和らげるため、途中から曲率を変更する、又は接点部分にＲを持たせる等の工夫が必要となり、原価アップしてしまう。入角は４５°を超えると対策が難しくなってしまう。
図３（ｄ）の例のように、上外殻の高さの５分の１では、上部からの荷重に対する強度に不安を残したが、水処理装置人槽等によって、全高や幅が違うため、実質的には上外殻の高さの５分の１が限度である。

また、水処理装置は地下埋設時の土による側圧も考えなければならない。上外殻と下外殻の接合面（フランジ部）は構造物上の梁の役割を担い、強度的に強いので、水処理装置高さの中央に配置すると、強度的に有利になる。つまり、上外殻の高さをあまり低くしてしまうと、強度的に不利になってしまう。
以上より、上外殻の高さは、好ましくは、水処理装置の全高の３分の１～５分の１の範囲である。

さて、本実施形態によれば、水処理装置生産のため、上外殻を複数種類生産する事になる。効率的に生産するためには、上外殻は種類毎にある程度の数量を予めまとめて成形しなければならない。この時必要になるのは、上外殻の保管スペース（平地）である。
保管時に、上外殻は段積みで保管する。段積み段数が多いほど、必要スペースは少なくて良い。段積み段数を増やすには、上外殻の高さを小さくすれば良いが、小さくし過ぎると、上外殻の天面のアーチの曲率半径が大きくなり強度が落ちる。その結果、下段の成形品が上段の成形品の自重に負けて潰れてしまうおそれがある。
そのため、上外殻の高さは、好ましくは、全高の３分の１～５分の１の範囲内である。

「第二実施形態」
以下、本発明の第二実施形態に基づく水処理装置について図４（ａ）（ｂ）、図５（ａ）（ｂ）を用いて説明する。
第二実施形態の水処理装置も第一実施形態の水処理装置と同様、上外殻を置換させる事で生産出来る水処理装置である。
第一実施形態の水処理装置と第二実施形態の水処理装置の違いは、上外殻の突出部の違いである。

第二実施形態にて述べる水処理装置１ｃは、第一実施形態と同様に下外殻２、仕切板３、内部部材、外部部材、上外殻４ｃ等で構成されている。
水処理装置１ｃの組み立て工程は、第一実施形態と同様である。
まず、下外殻２に仕切板３を接着剤等で接合し、内部部材（図示略）を組み付ける。
次に、上外殻４ｃに流入継手５、流出継手６、上外殻４ｃの突出部４０にマンホール枠７を組み付ける。
上外殻４ｃの突出部４０は、後述の上外殻４ｄの突出部４０よりも上方に突出している。この場合の流入管底はＬ３である。流入管底Ｌ３とは、マンホール枠７の上面と流入継手５の底部との高低差を意味する。

そして、下外殻２のフランジ部１０と上外殻４ｃのフランジ部９に接着剤等を塗布し、接合する。接合箇所には必要に応じて、リベット等の金属締結部材で、接着剤の必要強度が発現するまでの仮固定部材として接合補助する。
その後、水張り検査、動作確認をした後、マンホール蓋８を取り付け、図５（ａ）に示す水処理装置１ｃの完成となる。

水処理装置１ｃの上外殻４ｃを上外殻４ｄに置換させることで、図５（ｂ）に示す水処理装置１ｄとすることが出来る。
上外殻４ｃと上外殻４ｄの違いは突出部４０の突出高さの違いである。
この実施形態では、上外殻４ｃの突出部４０は２箇所である。突出部４０の数に限定はなく、維持管理性を考慮して、必要数が設置される。
上外殻４ｄの突出部４０は、上外殻４ｃの突出部４０よりも低い。そのため、流入継手５の取り付け位置は、上外殻４ｃも上外殻４ｄもフランジ部９からの鉛直距離は同じであるが、突出部４０の上端からの距離が違うため、流入管底はＬ３とＬ４の違い（Ｌ３＞Ｌ４）になる。

突出部４０は、好ましくはマンホール枠７を載せるためのガイドとして、水平面４１を有する（図６（ａ）、（ｂ）参照）。水平面４１には水処理装置内の維持管理をするための穴が形成されており、穴の直径はほとんどが、φ４５０ｍｍかφ６００ｍｍである。

ところで、同じ水処理装置でも、地域によって施工条件は様々である。
住宅密集地では水処理装置の設置位置は建屋に近接せざるを得ない。この場合、建物の排出拠点と水処理装置までの距離は短くなるので、流入管底は浅くなる。併せて、流出管底も浅くなるため、通常の勾配（例えば勾配１／１００程度）で側溝まで流出管を敷設することが出来、放流ポンプ槽に頼る機会が減る。施工性の向上、低コスト化を図ることが出来る。
この場合の一例について考察する。
現在、一般的な水処理装置５人槽の流入管底は２９０～３００ｍｍ、流出管底は３２０～３３０ｍｍである。
例えば、図５（ｂ）に示す水処理装置の流入管底Ｌ４を２９０ｍｍ、流出管底を３３０ｍｍに設定する。放流先の側溝まで２ｍ、配管勾配は１／１００、水処理装置の天スラブの水勾配を３／１００とした場合、図１２に示すように、放流先の側溝の底の深さが３００ｍｍでも流出管を接続出来るため、放流ポンプ槽は不要である。
一方、寒冷地において汚水配管は原則として凍結深度以下に埋設するように定められている。
凍結深度は地域によって設定値が違うが、多くの市町村が最低でも６００ｍｍ深く埋めるよう指導している。
同様に、図５（ｂ）に示す水処理装置で、凍結深度６００ｍｍを考慮すると、流入管底Ｌ４を２９０ｍｍ、図１４に示す深埋め用嵩上げ枠５０を使用して３００ｍｍ、合計５９０ｍｍとなる。凍結深度は地表面から管頂までの距離を指すので、５９０ｍｍから管径１００ｍｍを引いて４９０ｍｍとなる。６００ｍｍと４９０ｍｍの差１１０ｍｍは、図１４に示すようにかさ上げ枠５０を設け、その上にかさ上げ枠５０の上部を取り囲むピットＰを設けるピット工事で対応することになる。
ここで、図５（ａ）に示す水処理装置の流入管底Ｌ３がＬ４よりも５０ｍｍ深い３４０ｍｍで生産されていれば、図１３に示すように、差１１０ｍｍは５０ｍｍ減って６０ｍｍとなり、ピット工事の施工性も軽減される。
以上説明のように本実施形態の構成を採用することで、地域によって、流入管底の浅いＬ４の水処理装置が有利な場合、深いＬ３の水処理装置が有利な場合を使い分けが可能になる。

「生産（成形）方法」
上外殻４ｃと上外殻４ｄの生産（成形）方法違いについて、図７と図８を用いて以下に説明する。特に、図６（ａ）（ｂ）の１点鎖線で示す○印の部分の突出部４０に焦点を当て、図７と図８を用いて説明する。
図７は上外殻４ｃの成形方法である。この成形方法は上型と下型を用い、上型と下型を噛み合わせた時に出来る空間に材料を充填し、形状を作る成形方法である。

上型１００と下型１０１以外に、入子（第１の入子）１０２を用意する（図７（ａ））。下型の上部周縁に形成されている段部１０１Ａの奥行き方向を入子１０２の奥行きで埋めるような厚さを有する入子１０２を用いる。入子１０２の高さは段部１０１Ａの高さより若干低く形成されている。
まず、下型１０１に入子１０２を取り付ける（図７（ｂ））。この状態で段部１０１Ａの大部分は埋められるが、段部１０１Ａの最上部に薄い段部１０１Ｂが形成される。
次に、下型１０１に上型１００を噛み合わせる（図７（ｃ））。この時に出来る空間に材料を充填し、材料の硬化後に下型１０１に上型１００を取り外すと、成形品である上外殻４ｃが出来上がる（図７（ｄ））。
材料を充填するタイミングは、図７（ｂ）の段階でも図７（ｃ）の段階でも良く、限定はしない。また、図７（ｃ）に示す噛み合わせ時に、圧力や熱を印加する場合、冷却する場合、噛み合わせ時間を長く取る等々の、充填材料によって様々な成形条件があるが、特に限定されるものではない。

図８は上外殻４ｄの成形方法である。
上型１００と下型１０１以外に、入子（第２の入子）１０３を用意する（図８（ａ））。入子１０３は段部１０１Ａの上部を閉じることができるが、段部１０１Ａの上部を閉じた場合に段部１０１Ａの底部に若干の隙間を生じる厚さと高さを有するものとする。
上型１００と下型１０１は、図６と同じものである。つまり、共用型である。
ここで、上型１００に入子１０３を取り付ける（図８（ｂ））。
次に、下型１０１に上型１００を噛み合わせる（図８（ｃ））。入子１０３は図８（ｃ）の状態で段部１０１Ａの上部を占め、段部１０１Ａの底部に若干の隙間を生じる。
この時に上型１００と下型１０１との間に出来る空間と段部１０１Ａの底部に出来る空間に材料を充填し、材料の硬化後に下型１０１に上型１００を取り外すと、成形品である上外殻４ｄが出来上がる（図８（ｄ））。

図７（ｄ）に示す突出部４０と図８（ｄ）に示す突出部４０は突出高さが異なり、図７（ｄ）に示す突出部４０の方の突出高さが高く形成されている。これは段部１０１Ａの上部側に材料充填用の空間を設けるか、段部１０１Ａの底部側に材料充填用の空間を設けるかの違いによる。
このため、図５（ａ）に示す流入管底Ｌ３の水処理装置１ｃと図５（ｂ）に示す流入管底Ｌ４の水処理装置１ｄを得ることができる。
図５（ａ）に示す水処理装置１ｃは流入管底Ｌ３が流入管底Ｌ４より大きいので、流入継手５に接続する流入管の勾配が大きな場合に好適であり、図５（ｂ）に示す水処理装置１ｄは流入継手５に接続する流入管の勾配が小さな場合に好適である。流入管の勾配が異なる場合に、上型１００と下型１０１は共用型であっても、入子の使い分けによって、勾配の異なる流入管に対応できる水処理装置１ｃと水処理装置１ｄを使い分けることで、両方に対応可能な水処理装置の製造が可能となる。

図９は、突出部が上外殻４ｃと上外殻４ｄの突出部の高さの中間程度の高さの場合である。
上型１００と下型１０１以外に、第３の入子１０４ａと第４の入子１０４ｂを用意する（図９（ａ））。
上型１００と下型１０１は、図７、図８で示した上型及び下型と同じものである。つまり、共用型である。
ここで、上型１００に入子（第３の入子）１０４ａを取り付け、下型１０１に入子（第４の入子）１０４ｂを取り付ける（図９（ｂ））。入子１０４ａは段部１０１Ａの上部を占めることができる大きさであり、入子１０４ｂは段部１０１Ａの下部を占めることができる大きさである。ただし、入子１０４ａの高さと入子１０４ｂの高さの合計値は段部１０１Ａの高さより若干低く設定されている。

次に、下型１０１に上型１００を噛み合わせる（図９（ｃ））。この時に上型１００と下型１０１との間に出来る空間と入子１０４ａと入子１０４ｂとの間出来る空間に材料を充填し、材料の硬化後に下型１０１から上型１００を取り外すと、成形品である上外殻４ｅが出来上がる（図９（ｄ））。
上型１００と下型１０１を共通とし、入子を何種類も用意する事で、突出部の高さは上外殻４ｃを上限、上外殻４ｄを下限としてその間で自由に変えることができる。
以上説明した実施形態では、上型１００と下型１０１を使った実施形態を説明したが、下型だけを用いて上外郭を製造しても構わない。

「第三実施形態」
下型のみを用いて上外殻を成形する実施形態について、図１０と図１１を用いて以下に説明する。
まず、段部２０１Ａを備えた下型２０１を用意する（図１０（ａ））。この状態で、材料を載せ下型２０１の形状に合わせる（図１０（ｂ））。材料が硬化した後、下型２０１を外すと、成形品である上外殻４ｆが出来上がる（図１０（ｃ））。この際、はみ出した材料は、図１０（ｂ）の点線に合わせ切断する。

次に、下型２０１を用意する（図１１（ａ））。下型２０１は上記と同じ共用型である。
下型２０１に入子（第５の入子）２０２を取り付ける（図１１（ｂ））。入子２０２は段部２０１Ａを厚さ方向に占めることができる厚さを有するが高さは段部２０１Ａより若干低く形成されている。
この状態で、材料を載せ下型２０１と入子２０２の形状に合わせる（図１１（ｃ））。入子２０２の頂部は下型２０１の頂部より若干低い位置となるので、入子２０２の上部に小さな段部２０１Ｂが形成される。この小さな段部２０１Ｂを埋めるように材料を載せ段部２０１Ｂを超えて下型２０１の上面まで達するように材料を載せる。
材料が硬化した後、下型２０１と入子２０２を外すと、成形品である上外殻４ｇが出来上がる（図１１（ｄ））。この際、はみ出した材料は、図１１（ｃ）の点線に合わせ切断する。

図１０と図１１に示すように、下型２０１を共用型とし、入子２０２を使用する、又は入子を使用しないことで、２種類の流入管底の違う成形品を生産することが出来る。
この場合も、入子を複数用意することで、流入管底の違う複数の成形品を生産することが出来る。
なお、上外郭４ｆと上外郭４ｇの中間高さの突出部を形成する場合は、入子２０２より背の低い入子を段部２０１Ａに取り付け、材料を載せることで実現できる。
なお、この実施形態では、下型が凸型（オス型）の実施形態について述べたが、下型が凹型（メス型）の場合でも構わない。

なお、建築基準法施行令では、水処理装置である浄化槽は、埋設する前に、満水にして２４時間以上漏水しないことを確認しなければならず、この時の内水圧に耐える構造にしなければならないと規定されている。
水処理装置において上外殻と下外殻の接合面（フランジ部）は構造物上の梁の役割を担っているため、内水圧によって最も変形量の多くなる部分である全高の中央よりも下に配置することが好ましい。しかし、フランジ部がある一定の変形量を超えてしまうと、接合面の接着剤が剥離し、フランジ部から内容水が漏れてしまうため、内水圧の低い水面付近にフランジ部を配置することが好ましい。

以下に、水処理装置が５人槽で全高が１５６０ｍｍの例について考察する。
国庫補助指針によると、マンホール天面から水面までの距離は３５０ｍｍに設定する。
水処理装置の全高の中央に上外殻と下外殻の接合面を配置した場合は、１５６０×１／２＝７８０ｍｍであるから、接合面と水面までの距離は、７８０－３５０＝４３０ｍｍである。
一方、本発明の水処理装置では、上外郭の高さは全高の１／３～１／５であるから、５２０～３１２ｍｍとなる。よって、接合面と水面までの距離は、１７０～マイナス３８ｍｍ（マイナスは水面上を表す）となる。
本発明者は、全長３１１５ｍｍの上外殻と下外殻に仕切板２枚を組み込み、接合面（フランジ部）は、金属のボルト・ナットで接合補助し、２４時間の漏水試験を行った。

接合面と水面までの距離が１７０ｍｍの場合、ボルトピッチ（ボルトとボルトの間隔）が２１５ｍｍ、２４０ｍｍ、３３０ｍｍの各々の条件では漏水は生じなかった。
接合面と水面までの距離が４３０ｍｍの場合には、ボルトピッチが２１５ｍｍ、２４０ｍｍの条件では漏水は無かったが、ボルトピッチが３３０ｍｍでは漏水した。
以上の試験結果から、上外郭の高さが全高の１／３～１／５の場合は、ボルトピッチを３３０ｍｍに設定出来ることがわかる。言い換えれば漏水を生じない範囲でボルト本数を減らす事が出来るので、生産性に優れ、省資源に繋がるという効果がある。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ…汚水水処理装置、２…下外殻、３…仕切板、
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ…上外殻、４ｉ、４ｊ…側壁、４０…突出部、
４１…水平面、５…流入継手、６…流出継手、７…マンホール枠、８…マンホール蓋、
９…上外殻のフランジ部、１０…下外殻のフランジ部、
１００…上型、１０１…下型、１０１Ａ、１０１Ｂ…段部、
１０２、１０３、１０４ａ、１０４ｂ…入子、
２０１…下型、２０１Ａ、２０１Ｂ…段部、２０２…入子、
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４…流入管底。

Claims (4)

1. 外郭と、内部を区分けするための仕切板とからなる水処理装置であって、前記外郭は少なくとも上外郭と下外郭の２つに分割され、前記上外郭と下外郭は、それぞれ接合のためのフランジ部を有し、前記上外郭の高さは、水処理装置の全高の１／３以下かつ１／５以上であり、前記上外郭の一方の側壁に流入継手を有し、他方の側壁に流出継手を有し、前記上外郭の天井部にマンホール枠を有するとともに、
   前記上外郭は前記マンホール枠の上面と前記流入継手の底部との高低差である流入管底の値が異なる少なくとも第１の上外郭と第２の上外郭の２種類存在し、
   前記下外郭は共通であり、前記下外郭と前記第１の上外郭とを組み合わせた第１の水処理装置と、前記下外郭と前記第２の上外郭とを組み合わせた第２の水処理装置の、少なくとも２種類の形態を採用可能であることを特徴とする水処理装置。
2. 前記上外郭は鉛直方向に突出部を有し、前記第１の上外郭の突出部は、前記第２の上外郭の突出部よりも上方向に突出しており、前記第１の上外郭と前記第２の上外郭は、前記突出部よりも下の形状は同一形状であることを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
3. 外郭と、内部を区分けするための仕切板とからなる水処理装置であって、前記外郭は少なくとも上外郭と下外郭の２つに分割され、前記上外郭と下外郭は、それぞれ接合のためのフランジ部を有し、前記上外郭の一方の側壁に流入継手を有し、他方の側壁に流出継手を有するとともに、前記下外郭は共通であり、
   前記上外郭は少なくとも第１の上外郭と第２の上外郭の２種類存在し、
   前記第１の上外郭と前記第２の上外郭はいずれも鉛直方向に突出部を有し、前記突出部の上端にマンホール枠を有し、
   前記第１の上外郭の突出部は、前記第２の上外郭の突出部よりも上方向に突出しており、前記第１の上外郭と前記第２の上外郭は、前記突出部よりも下の形状は同一形状であり、
   前記下外郭と前記第１の上外郭とを組み合わせた第１の水処理装置と、前記下外郭と前記第２の上外郭とを組み合わせた第２の水処理装置の、少なくとも２種類の形態を採用可能であることを特徴とする水処理装置。
4. 外郭と、内部を区分けするための仕切板とからなる水処理装置であって、前記外郭は少なくとも上外郭と下外郭の２つに分割され、前記上外郭と下外郭は、それぞれ接合のためのフランジ部を有し、前記上外郭の一方の側壁に流入継手を有し、他方の側壁に流出継手を有するとともに、前記下外郭は共通であり、
   前記上外郭は少なくとも第１の上外郭と第２の上外郭の２種類存在し、
   前記第１の上外郭と前記第２の上外郭はいずれも鉛直方向に突出部を有し、前記突出部の上端にマンホール枠を有し、
   前記第１の上外郭の突出部は、前記第２の上外郭の突出部よりも上方向に突出しており、前記第１の上外郭と前記第２の上外郭は、前記突出部よりも下の形状は同一形状であり、
   前記下外郭と前記第１の上外郭とを組み合わせた第１の水処理装置と、前記下外郭と前記第２の上外郭とを組み合わせた第２の水処理装置の、少なくとも２種類の形態を採用可能である水処理装置の製造方法であり、前記上外郭を同一の型を使用して成形し、前記突出部は、入子を使用して突出高さを調整することを特徴とする水処理装置の製造方法。

Images