JPH073852A - 流路管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 勾配が多少急になっても、増水時等の水の流
速を減じることができる。 【構成】 断面円弧状の流路２２を備える流路管２０に
おいて、該流路２２の底部２４を円弧の円の直径近傍に
設定し、該底部２４に水の流れ方向に伸びる凹溝２６を
形成して底部２４の潤辺を長くすると共に、前記凹溝２
６の入口側から出口に向けて入口側の断面積を出口側の
断面積よりも大きくなるように設定して、凹溝２４両壁
面に水がぶつかるテーパ壁面部２８を形成したことを特
徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は下水道等に用いて、急傾
斜地にあってもあるいは増水時にあっても水の流速を減
ずることができる流路管に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水道普及率の向上と共に、山間地、急
傾斜地、四季により人口変化のあるリゾート地等での下
水道敷設も増加している。しかしながら道路が狭いな
ど、急傾斜地での下水道敷設工事は難工事である。流路
管はできるだけ浅くして地表勾配で施工するのが経済的
であり、工事を容易にする。しかし、下水道施設設計指
針の中では、流路管の損傷を防ぐために最大流速を３．
０ｍ／ｓｅｃ以下にするよう求められている。そのため
に勾配の大きな地域における下水道の配管は、図１８に
示すように適宜個数のマンホール１０を配設して、この
マンホール１０により高さを稼ぎ、流路管１２が急勾配
にならないようにして、下水の流速が大きくならないよ
うにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら急勾配地
においては、上記マンホール１０を配設しても流路管１
２の勾配がやはり急になり、増水時には下水の流速が大
きくなる問題点がある。マンホール１０の設置数を多く
すればよいが、マンホール１０の設置には多大の費用を
要し、コストが増大する問題点がある。

【０００４】そこで、本発明は上記問題点を解決すべく
なされたものであり、その目的とするところは、勾配が
多少急になっても、増水時等の水の流速を減じることが
できる流路管を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、断面円弧状の流
路を備える流路管において、該流路の底部を円弧の円の
直径近傍に設定し、該底部に水の流れ方向に伸びる凹溝
を形成して底部の潤辺を長くすると共に、前記凹溝の入
口側から出口に向けて入口側の断面積を出口側の断面積
よりも大きくなるように設定して、凹溝両壁面に水がぶ
つかるテーパ壁面部を形成したことを特徴としている。
前記テーパ壁面部を凹溝中途部に設けることができる。
あるいは前記テーパ壁面部を凹溝全長に亙って設けるこ
とができる。

【０００６】

【作用】本発明に係る流路管によれば、通常時の水量の
場合には水が凹溝内を流れ、必要な水深が保て、掃流力
が高まると共に、必要な流速、流量が確保され、いたず
らに水が流路管内に滞留することがなく、迅速な水処理
が行える。また水量が増加した場合には、水がテーパー
壁面にぶつかり、これにより流速を減じることができ、
さらに水量が増加した場合には、水が凹溝から溢れて底
部上をも流れることから、潤辺が大きくなり、大きな流
路抵抗によって流速を減じることができ、もって流路管
の損傷を防止できる。また地表勾配に近い勾配で敷設で
きるため、施工深さを浅くでき、工事がそれだけ安全か
つ容易になり、さらにマンホールなどの減速構造物が少
なくてすむため、設備費の低減化が図れ、また種々の維
持・管理が容易となる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。図１は流路管２０の縦断面図、
図２は横断面図を示す。流路管２０の流路２２は断面円
弧状をなし、その底部２４は円弧の円のほぼ直径部に位
置させる。そして該底部２４の中央部に流路管２０の全
長に亙って水の流れ方向に伸びる凹溝２６を形成する。
凹溝２６の流路管２０の入口側は幅広に形成され、かつ
両外方に向けて階段状に上昇する３段（最上段は底部２
４）の凹溝に形成されている。すなわち凹溝２６は、入
口側の第１幅広部２６ａ（最低部）、第２幅広部２６ｂ
（中段部）と、流路２２の中途部から出口側に向けての
幅狭部２６ｃとで構成されている。そして第１幅広部２
６ａ、第２幅広部２６ｂと幅狭部２６ｃとの間の境界部
の凹部両側壁はテーパー壁面部２８に形成されている。
テーパー壁面部２８の流路管２０の軸線に対する角度は
３０度以上が好ましい。流路管２０の入口側は隣接する
流路管２０の出口側端部の嵌合部３０が適宜なパッキン
を介して嵌合、接続するソケット３２に形成されてい
る。

【０００８】図１〜図３の流路管２０の例では、長さを
２０００ｍｍ、円弧の半径を１７５ｍｍとし、底部２４
位置が直径部から約２５ｍｍ下がった位置になるように
し、凹溝２６の深さを１４０ｍｍ、凹溝２６の幅狭部２
６ｃの幅を６０ｍｍ、第１幅広部２６ａの幅を１２０ｍ
ｍ、第２幅広部２６ｂの幅を２５０ｍｍになるよう設定
した。また第２幅広部２６ｂのテーパー壁面部２８まで
の長さを入口側から５００ｍｍとした。さらに中段部の
凹溝２６底面からの高さを４０ｍｍとなるように設定し
ている。したがって上記実施例では、水面が直径部に位
置する場合の潤辺（水の沿面距離）が約６８０ｍｍとな
り、凹溝２６を設けない場合（ほぼ直径部の場合）の約
２倍となる。また凹溝２６の断面積は入口側で２９８ｃ
ｍ² 、出口側で８４ｃｍ² となる。底部２４を円弧の円
のほぼ直径部に位置させたのは、凹溝２６を比較的深く
形成できて潤辺の長さを大きく確保でき、また流路断面
積もそれ程小さくならないようにするためである。

【０００９】図４〜図７は上記の流路管２０を複数接続
した実施例を示す。図４に示す流路管Ａは長さが２００
０ｍｍ、テーパ壁面２８の軸線に対する角度が３２．４
度のものである。図５の流路管Ｂは長さが２０００ｍ
ｍ、テーパー壁面２８の角度が５１．７度のものであ
る。図６の流路管Ｃは長さが１５００ｍｍ、テーパ壁面
２８の軸線に対する角度が３２．４度のものである。図
７の流路管Ｄは長さが１５００ｍｍ、テーパー壁面２８
の角度が５１．７度のものである。上記の実施例のもの
において流量と流速の関係を調べた。なお測定条件は次
による。 測定個所：高水槽出口より下流８ｍ、凹溝２６底面より
５ｍｍの所 流量 ：Ｑ＝０．００５〜０．０５０ｍ³ ／ｓの任意
の点 管勾配 ：１６．２％ 粗度係数：ｎ＝０．０１０〜０．０１８（急勾配のため
無視） 測定個所を高水槽出口より下流８ｍの所としたのは、予
備実験により８ｍ程度の所で流速がほぼ一定になること
が確認されたからである。また測定個所を凹溝２６底面
より５ｍｍの所としたのは、測定点の底面からの距離に
より流速は大きく変化するが、流路管の損傷防止（コン
クリートの耐久性）の観点から底面に近い所とした。

【００１０】測定結果を図８に示す。図８から明らかな
ように、流路管Ａ（図４）において流速が許容値を若干
越える場合があったが、本実験では管勾配が極めてきつ
く、例えば１０％程度の管勾配の場合にあっては流路管
Ａの場合でも十分許容値の範囲に入る。流路管Ｂ、Ｃ、
Ｄの場合には全て許容値内に入り、管勾配が１６．２％
という厳しい条件でも使用できることがわかった。流量
０．０２０ｍ³ ／ｓ位までは流速が徐々に上昇する傾向
にあるが、これは水が凹溝２６内を流れ、テーパー壁面
部２８にほとんどぶつからず、減速効果が発揮されない
ためと考えられる。流量が０．０２０ｍ³ ／ｓを越える
と次第に流速が減じて、やがて一定になる傾向にある。
なお流量０．０５０ｍ³ ／ｓ以上の場合は流速が一定で
あるか、徐々に上昇するものと推測される。

【００１１】減速効果は次によるものと考えられる。説
明をわかりやすくするために、図９（入口部の断面）、
図１０（出口部の断面）により説明する。 出口部の幅狭部２６ｃから入口部に流れ込む際、断面
形状の違いにより、入口部の第１幅広部２６ａの側面で
跳水が起き、その結果減速される。 入口部の第１幅広部２６ａ、第２幅広部２６ｂから流
れる水が出口部の幅狭部２６ｃに全て流れず、底部２４
にも流れ、その流速は摩擦抵抗により非常に遅いものと
なり（潤辺による摩擦抵抗）、次の入口部に流れ込むま
でに全体的に速度を落とす結果となる。 入口部から出口部に流れ込む際テーパー壁面部２８に
水がぶつかり、減速される。 テーパー壁面部２８に水がぶつかり渦をまいていると
ころに、さらに水が流れ込み減速される。 跳水が起こり、流路２２の円形頂壁面にも水がぶつか
り、減速される。

【００１２】次に比較例との比較試験を示す。図１１は
本実施例品（流路管ａ）、図１２は流路が断面半円形の
比較例１（流路管ｂ）、図１３は流路が断面円形の比較
例２（流路管ｃ）、図１４は断面半円形の流路に単に凹
溝を形成した比較例３（流路管ｄ）の各流路管を示す。
図１５は管勾配１６．２％にて前記と同様にして流量と
流速の関係を測定した結果を示すグラフである。図１５
から明らかなように、管勾配１６．２％という厳しい条
件で許容値内に入るのは本実施例品（流路管ａ）のみで
あり、他の流路管ｂ〜ｄは全て許容値をオーバーしてし
まうことがわかる。図１６は管勾配８．０％にて前記と
同様にして流量と流速の関係を測定した結果を示すグラ
フである。図１６から明らかなように、管勾配がゆるや
かな場合には、断面半円形の流路管ｂの場合の流量が大
なるときを除き、全ての流路管の流速が許容値内に入っ
ている。

【００１３】上記実施例ではテーパー壁面部２８を流路
の中途に設けたが、流路全長に亙って設けるようにして
もよい。また図１７に示すように、上記入口部側の形態
の流路管と出口部側の形態の流路管とを別体に設けて、
これを適宜組み合わせて使用するようにしてもよい。す
なわち施工場所に応じて、勾配が急なところでは入口部
側の形態の流路管を多く用いるようにする。これにより
急勾配な部位での流速を効果的に減じることができる。

【００１４】以上本発明につき好適な実施例を挙げて種
々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるもので
はなく、例えば流路入口側の凹溝の段数は上記に限られ
ないなど発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を
施し得るのはもちろんである。

【００１５】

【発明の効果】本発明に係る流路管によれば、通常時の
水量の場合には水が凹溝内を流れ、必要な水深が保て、
掃流力が高まると共に、必要な流速、流量が確保され、
いたずらに水が流路管内に滞留することがなく、迅速な
水処理が行える。また水量が増加した場合には、水がテ
ーパー壁面にぶつかり、これにより流速を減じることが
でき、さらに水量が増加した場合には、水が凹溝から溢
れて底部上をも流れることから、潤辺が大きくなり、大
きな流路抵抗によって流速を減じることができ、もって
流路管の損傷を防止できる。また地表勾配に近い勾配で
敷設できるため、施工深さを浅くでき、工事がそれだけ
安全かつ容易になり、さらにマンホールなどの減速構造
物が少なくてすむため、設備費の低減化が図れ、また種
々の維持・管理が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】流路管の縦断面図である。

【図２】流路管の横断面図である。

【図３】流路管の側面図である。

【図４】流路管の接続状態を示す説明図である。

【図５】流路管の接続状態を示す説明図である。

【図６】流路管の接続状態を示す説明図である。

【図７】流路管の接続状態を示す説明図である。

【図８】図４〜図７に示す流路管の流速測定結果を示す
グラフである。

【図９】流路管の入口部の断面形態を示す。

【図１０】流路管の出口部の断面形態を示す。

【図１１】本実施例品の説明図である。

【図１２】比較例１の流路管の説明図である。

【図１３】比較例２の流路管の説明図である。

【図１４】比較例３の流路管の説明図である。

【図１５】本実施例品と比較例の流路管の勾配１６．２
％における流速試験結果を示すグラフである。

【図１６】本実施例品と比較例の流路管の勾配８．０％
における流速試験結果を示すグラフである。

【図１７】流路管の他の実施例を示す説明図である。

【図１８】マンホールを配置した下水道管の敷設例を示
す説明図である。

【符号の説明】

２０ 流路管 ２２ 流路 ２４ 底部 ２６ 凹溝 ２８ テーパー壁面部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山 賢一 長野県上高井郡高山村大字中山981番地 株式会社アキタ内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面円弧状の流路を備える流路管におい
   て、 該流路の底部を円弧の円の直径近傍に設定し、該底部に
   水の流れ方向に伸びる凹溝を形成して底部の潤辺を長く
   すると共に、前記凹溝の入口側から出口に向けて入口側
   の断面積を出口側の断面積よりも大きくなるように設定
   して、凹溝両壁面に水がぶつかるテーパ壁面部を形成し
   たことを特徴とする流路管。
2. 【請求項２】 前記テーパ壁面部を凹溝中途部に設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の流路管。
3. 【請求項３】 前記テーパ壁面部を凹溝全長に亙って設
   けたことを特徴とする請求項１記載の流路管。