分離装置
【課題】設置場所やスペース等に制約を受けることなく、施工が容易な分離装置を提供する。
【解決手段】雨水が流下する排水管２に設置され、雨水に含まれている固形物を分離する分離装置１０において、分離容器１１と、分離容器の内部を縦方向に仕切って流入室１２と流出室１３を形成する仕切板１４と、仕切板１４に形成されたスクリーン１５（１６）と、流入室１２の上部に形成された雨水の流入部１７と、流出室１３に形成された雨水の排出部１８と、流入室１２に設けた開閉自在な固形物排出用の蓋部１９とを備え、流入室１２の下部には流入部１７から下方に流入する雨水に上下方向の旋回流を生成させる誘導部２２が形成され、流入室の雨水が旋回しながらスクリーン１５（１６）を通過して流出室１３の排出部１８から排出されるように構成されている。
【解決手段】雨水が流下する排水管２に設置され、雨水に含まれている固形物を分離する分離装置１０において、分離容器１１と、分離容器の内部を縦方向に仕切って流入室１２と流出室１３を形成する仕切板１４と、仕切板１４に形成されたスクリーン１５（１６）と、流入室１２の上部に形成された雨水の流入部１７と、流出室１３に形成された雨水の排出部１８と、流入室１２に設けた開閉自在な固形物排出用の蓋部１９とを備え、流入室１２の下部には流入部１７から下方に流入する雨水に上下方向の旋回流を生成させる誘導部２２が形成され、流入室の雨水が旋回しながらスクリーン１５（１６）を通過して流出室１３の排出部１８から排出されるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建物の屋根や屋上、高速道路や高架橋などに降った雨水を流下させる排水管に設置された状態で、雨水に含まれる固形物を分離する分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市化に伴い山野や田畑が激減する反面、道路が舗装整備されると共に河川整備や雨水用下水道管等の雨水排水施設も整備され、さらに住宅が密集したことにより、保水性を有する土地が減少し雨水の地下浸透量も減少している。このため集中豪雨時には大量の雨水が道路や下水溝に一挙に流れ出し、浸水事故の発生原因となる。一方、近代化や人口増加に伴い、水消費量の増大に応じて地下水の揚水量も増加しているため、地下水の枯渇化が深刻になっている。
【０００３】
その対策として雨水を出来るだけ下水溝に流さず有効利用する方法が進められている。具体的には、建物の屋根や屋上などに降った雨水を貯留し、それを植木の散水、トイレ水、災害時用水などに利用する方法と、地下に浸透させる方法が推奨されている。通常、建物の屋根や屋上などの高い場所に降った雨水は、水平な雨樋から下方に分岐する縦樋などの排水管で貯水槽に導入して利用することができる。しかし排水管から貯水槽や雨水浸透用施設に流入する雨水には屋根などに溜まった土砂などの固形物が混入しているので、それを予め分離する必要がある。
【０００４】
比較的大きな落ち葉や紙類などの固形物は、縦樋の入口に設けた円形の目の粗いゴミスクリーンで予め分離できるが、土砂などの粒径の小さい固形物はゴミスクリーンを通過してしまう。そこで縦樋の途中に細かい固形物を分離する分離集水装置を装着する方法が特許文献１に記載されている。
【０００５】
特許文献１に記載の装置は、縦樋の途中に傾斜配管部分を設け、その傾斜部分に筒状の集水器を斜めに挿入するようになっている。集水器は円筒状のウェッジワイヤスクリーンで作られたフィルター部と、フィルター部の外側に形成した円筒状の集水空間を有する二重筒型になっており、フィルター部の上側を縦樋の上流側に接続し、下側を縦樋の下流側に接続し、外筒の集水空間と貯留水槽を配管で接続する。そしてフィルター部に流入した雨水の一部はウェッジワイヤスクリーンを通過して貯留水槽に導かれ、固形物を含む残りの雨水が下流側の縦樋を経て下水溝に排出される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１０４８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし特許文献１の装置は、雨水の一部のみしか回収できず、大部分は下水溝に流出するという問題がある。また垂直に配置される縦樋の一部に傾斜部分を設け、そこに集水器を挿入する必要があるので設置場所やスペース等に制約を受け、施工に手間がかかる。さらにウェッジワイヤスクリーンに付着する固形物は斜めに緩やかに流下する雨水で剥離するようになっているが、その剥離能力には限界があり、流れによるウェッジワイヤスクリーンの固形物剥離作用（洗浄作用）は充分とはいえない。
【０００８】
そこで本発明はこれらの問題を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の第１の分離装置は、雨水が流下する排水管に設置され、雨水に含まれている固形物を分離する分離装置において、分離容器と、分離容器の内部を縦方向に仕切って流入室と流出室を形成する仕切板と、仕切板に形成されたスクリーンと、流入室の上部に形成された雨水の流入部と、流出室に形成された雨水の排出部と、流入室に設けた開閉自在な固形物排出用の蓋部とを備え、流入室の下部には流入部から下方に流入する雨水に上下方向の旋回流を生成させる誘導部が形成され、流入室の雨水が旋回しながらスクリーンを通過して流出室の排出部から排出されるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また第２の分離装置は、上記第１の分離装置において、分離容器の上下方向に流入部と流出部が同軸的に形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また第３の分離装置は、上記第１または第２の分離装置において、前記仕切板は分離容器の上部から縦方向に延長する縦部とそこから横方向に延長する横部で構成され、前記流入室が縦部と横部の内側領域に形成され、前記流出室が縦部と横部の外側領域に形成され、前記スクリーンが縦部に形成され、前記誘導部が横部に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また第４の分離装置は上記第１または第２の分離装置において、前記分離容器はその上部から縦方向に延長する２枚の仕切板で仕切られ、前記流入室が２枚の仕切板の内側領域に形成され、前記流出室が２枚の仕切板の外側領域に形成され、前記スクリーンが２枚の仕切板にそれぞれ形成され、前記誘導部が２枚の仕切板の下端部を横方向に連結する連結部に形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また第５の分離装置は、上記第１ないし第４のいずれかの分離装置において、前記スクリーンは断面楔状の複数のウェッジワイヤを互いに平行に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また第６の分離装置は、上記第５の分離装置において、前記ウェッジワイヤスクリーンの分離面に上下方向の旋回流の外周面が沿うように、前記ウェッジワイヤスクリーンが仕切り板に形成され、各ウェッジワイヤの軸方向が前記旋回流の流れ方向と直交していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の分離装置は、雨水が流下する排水管に設置され、雨水に含まれている固形物を分離する分離容器と、分離容器の内部を縦方向に仕切って流入室と流出室を形成する仕切板と、仕切板に形成されたスクリーンと、流入室の上部に形成された雨水の流入部と、流出室に形成された雨水の排出部と、流入室に設けた開閉自在な固形物排出用の蓋部とを備えた分離装置を備えている。そして流入室の下部に流入部から下方に流入する雨水に上下方向の旋回流を生成させる誘導部が形成され、流入室の雨水が旋回しながらスクリーンを通過して流出室の排出部から排出されるように構成されている。
【００１６】
上記分離装置によれば、流入室に流入する雨水は全て流出室に導かれ、貯留水槽などに回収することができるので、排水管に流入する雨水を１００％有効利用できる。また縦樋などの垂直に敷設される排水管にそのまま接続できるので、施工やスペース等の制約が少ない。
【００１７】
さらに、流入室の雨水が旋回しながら何回もスクリーンの分離面を通過しながら流出室の排出部から排出されるので、スクリーンに固形物が一時的に付着したとしても、旋回流による剥離力により容易に剥離され、スクリーンに目詰まりが生じる恐れがない。
【００１８】
そして長期間使用することにより流入室に堆積した固形物は、適当な時期に蓋部を空けて取り出すことができる。通常、排水管の入口部には前記のように目の粗いゴミスクリーンが設置され、粒径の大きな固形物はそこで除去されるので、流入室内部における固形物の堆積量増加は非常に遅い。そのため分離装置の固形物取り出し間隔を長くできるので、日常的なメンテナンス上の問題は生じない。
【００１９】
また第２の分離装置では、上記第１の分離装置において、分離容器の上下方向に流入部と流出部を同軸的に形成することができる。このように構成すると、垂直方向に敷設される排水管を所定長切断し、そこに分離装置を挿入することができるので、施工が極めて簡単である上に、既存の垂直に延長する排水管に分離装置を容易に設置することができる。
【００２０】
また第３の分離装置では、上記第１または第２の分離装置において、前記仕切板を分離容器の上部から縦方向に延長する縦部とそこから横方向に延長する横部で構成し、前記流入室を縦部と横部の内側領域に形成し、前記流出室を縦部と横部の外側領域に形成し、前記スクリーンを縦部に形成し、前記誘導部を横部に形成することができる。
【００２１】
このように構成すると、分離容器内で流入室を流出室より大きくできるので、流入室の内部の固形物堆積に利用可能なスペースも増加する。
【００２２】
また第４の分離装置では、上記第１または第２の分離装置において、前記分離容器の上部から縦方向に延長する２枚の仕切板で分離容器の内部を仕切り、流入室を２枚の仕切板の内側領域に形成し、流出室を２枚の仕切板の外側領域に形成し、各仕切板にそれぞれスクリーンを形成し、２枚の仕切板の下端部を横方向に連結する連結部に誘導部を形成することができる。このように構成すると、同じ内容積の分離容器で２倍の有効濾過面積が得られるので、同じ内容積でも分離容器の雨水処理能力を大きくできる。
【００２３】
また第５の分離装置では、上記第１ないし第４のいずれかの分離装置において、前記スクリーンは断面楔状の複数のウェッジワイヤを互いに平行に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成することができる。ウェッジワイヤスクリーンを用いることにより、雨水に含まれている微細な固形物も効率よく分離できるので、回収される雨水の清純度が高くなり利用分野が拡大する。
【００２４】
上記ウェッジワイヤスクリーンを用いた第５の分離装置において、前記ウェッジワイヤスクリーンの分離面に上下方向の旋回流の外周面が沿うように、前記ウェッジワイヤスクリーンを仕切り板に形成し、各ウェッジワイヤの軸方向を前記旋回流の流れ方向と直交するように配置することができる。このように構成すると、ウェッジワイヤスクリーンの通水率が高くなるので、雨水の処理能力が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に図面に基づいて本発明の最良の実施の形態を説明する。図１は本発明の分離装置を雨水の排水管に装着した状態を示す図である。
【００２６】
建物の屋根や屋上、高速道路や高架橋などに降った雨水を集水するため、水平方向に敷設された雨樋や取水溝などの集水路１が敷設され、集水路１から縦樋や配管等の排水管２が下方に分岐され、その排水管２の入口に目の粗いルーバで形成される半円状のゴミスクリーン３が設けられる。
【００２７】
排水管２の下端部に本発明に係る分離装置１０の流入側が接続され、分離装置１０の排出側に配管４が接続され、配管４の下端部は貯留水槽５の上部に開口する。なお点線は貯留水槽１０が排出管２の位置より横方向に離れている場合などにおいて、分離装置１０の排出部を横方向に設け、それに横方向の配管４ａを接続した例である。なお貯留水槽５の貯留水はポンプ６を設けた配管７で図示しない雨水利用設備に供給される。
【実施例１】
【００２８】
図２は本発明に係る分離装置１０の１例であり、図２（ａ）は分離装置１０の側断面図、図２（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。分離装置１０は直方体に形成された分離容器１１を備えている。ここで直法体とは、分離容器１１を構成する６辺が互いに直交する形状を意味するが、図２（ａ）に示すような６辺の一部の直交部分が円弧状になっているものも含まれる。
【００２９】
分離容器１１にはその内部を縦方向に仕切って流入室１２と流出室１３を形成する仕切板１４と、仕切板１４に形成されたスクリーン１５と、流入室１２の上部に形成された雨水の流入部１７と、流出室１３の底部に形成された雨水の排出部１８と、流入室１２側の側部１２ａに設けた開閉自在な固形物排出用の蓋部１９とを有する。
【００３０】
仕切板１４は分離容器１１の上部（本実施例では分離容器１１の頂部）から縦方向に直線状に延長する縦部２０と、そこから横方向に円弧状に延長する横部２１とで構成される。そして前記流入室１２は縦部２０と横部２１の内側領域に形成され、前記流出室１３は縦部２０と横部２１の外側領域に形成される。また縦部２０にはスクリーン１５が縦方向に形成され、流入室１２の下部を構成する円弧状の横部２１が形成される。
【００３１】
円弧状に形成された横部２１は、流入室１２の内部に流入した雨水に旋回流を生成させる誘導部２２を兼ねている。誘導部２２は流入部１７から下方に流入する雨水の水流を横方向に転換してから上昇するように誘導する。上昇した水流は流入室１２の上部で矢印のように流入部１７の方向に戻り、結果として流入室１２の内部に上下方向の旋回流が生成される。そして上下方向の旋回流の外周面に沿うように前記スクリーン１５が形成されている。
【００３２】
流入室１２の側部１２ａに設けられた蓋部１９は、その下部の２箇所にヒンジ部１９ａを有し、上部に回転自在な係止部１９ｂを有する。そして係止部１９ｂに対応して流入室１２の側部１２ａに突起からなる受部１２ｂが設けられ、係止部１９ｂを回転することにより、係止部１９ｂを受部１２ｂに着脱できるようになっている。蓋部１９を開けるには係止部１９ｂを矢印のように回転して受部１２ｂから離脱し、蓋部１９を図２の左側に引くと、蓋部１９はヒンジ部１９ａを回転軸として開けることができる。
【００３３】
仕切板１４に形成されるスクリーン１５として、パンチングメタルスクリーンやウェッジワイヤスクリーンを使用することができる。パンチングメタルスクリーンは安価であるが分離できる固形物の粒径に限界があり、微細な固形物の分離は制限される。
【００３４】
一方、ウェッジワイヤスクリーンは、断面楔状の複数のウェッジワイヤを互いに平行に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成され、各ウェッジワイヤの軸方向を上下方向の旋回流の流れ方向と直交させるように配置することが望ましい。ウェッジワイヤスクリーンで分離できる固形物の最小径は各ウェッジワイヤの間隙の大きさにより決まるが、設定できる最小間隙は１０ミクロン程度まで可能である。そのためウェッジワイヤスクリーンを使用することにより、１０ミクロン程度までの微細な固形物を効率よく分離できる。
【００３５】
図８にスクリーン１５としてのウェッジワイヤスクリーン１６を示す。図８（ａ）はウェッジワイヤスクリーン１６を前方から見た斜視図であり、図８（ｂ）はそれを斜め上方から見た斜視図である。ウェッジワイヤスクリーン１６は断面楔状の複数のウェッジワイヤ１６ａを平行に配列して構成され、各ウェッジワイヤ１６ａ間に１０μｍ〜１ｍｍ程度の範囲に設定された微小なスリット１６ｂが形成されている。
【００３６】
各ウェッジワイヤ１６ａは複数の支持棒１６ｃに点溶接等により固定され、各ウェッジワイヤ１６ａや支持棒１６ｃは例えばステンレス等の耐食性の金属材料で作られる。ウェッジワイヤスクリーン１６に形成される各スリット１６ｂは、例えば１０μｍ〜１ｍｍ程度の固形物の通過を阻止し、スリット幅よりも小さい固形物を含む雨水だけを通過させる。
【００３７】
図９は図８に示すウェッジワイヤスクリーン１６を構成するウェッジワイヤ１６ａとスリット１６ｂの部分拡大断面図である。断面が楔状のウェッジワイヤ１６ａは所定間隔で互いに平行に配列され、本実施例ではその頭部１６ｄの面から垂直方向に延長する楔の軸線Ｓは、矢印Ｌで示す方向の下流側に傾斜している。そして矢印方向Ｌと頭部１６ｄの面との角度αは３度〜８度、通常５度程度である。
【００３８】
このように各ウェッジワイヤ１６ａの軸線Ｓが傾斜していると、例えば旋回流の流れ方向を矢印Ｌ方向にすると、その上流側における頭部１６ｄの端部１６ｅが下流側における頭部１６ｄの端部１６ｆより旋回流側に突出する。そのため旋回流が各ウェッジワイヤ１６ａの突出した端部１６ｅに衝突し、コアンダ効果によりスリット１６ｂに効率よく引き込まれる。
【００３９】
従って、ミクロン単位の固形物を分離すためにスリット幅を小さくとするとウェジワイヤスクリーンの開口率が非常に小さくはなるが、コアンダ効果により通水性が向上してウェジワイヤスクリーンの開口率を実質的に増大させる効果を発揮する。このように通水性を向上させることが可能になると、微細な固形物を分離するためにスリット間隔を極めて小さくしても、分離処理能力をかなりのレベルに維持することができる。
【００４０】
そこで、図２に示すスクリーン１５としてウェジワイヤスクリーン１６を使用する場合、そのウェッジワイヤ１６ａ軸方向を上下方向の旋回流に直交する方向とし、その旋回流の流れ方向を図９に示す矢印Ｌ方向に一致させることが望ましい。
【００４１】
次に図２の分離装置１０により排水管２を流下する雨水に含まれている固形物を分離する方法を説明する。分離装置１０の流入部１７を図１のように排水管２に連結し、排出部１８を配管４に接続する。配管４の下端部は貯留水槽５に開口する。
【００４２】
屋根等に降った雨水は雨樋や排水溝などの集水路１に集まり、その集水路１から下方に分岐する縦樋や配管等の排水管２を流下し、分離装置１０を構成する分離容器１１の流入部１７から流入室１２に流入する。その際、集水路１には雨水とともに落ち葉や土砂などの固形物も流入するが、比較的粒径(または外形寸法))が大きい固形物は排水管１２の入口に設けたゴミスクリーン３で分離され、粒径の小さい固形物を含む雨水のみが流入室１２に流入する。
【００４３】
流入部１７から下方に流入した雨水は矢印のように流入室１２内部を下降し、仕切板１４の横部２１で構成される誘導部２２でその流れ方向が横方向に転換され、次いで仕切板１４の縦部２０に沿って上昇する。その結果、雨水に矢印方向の上下方向の旋回流を生成させる。
【００４４】
ウェッジワイヤスクリーン１６はその分離面（流入室１２側の面）に旋回流の外周面が沿うように仕切板１４の縦部２０に形成されている。すなわち、上下方向の旋回流を流れの束としてみた場合、ウェッジワイヤスクリーン１６の分離面がその流れの束の外周面に沿うように縦部２０に形成されている。雨水は旋回しながらその外周領域の部分からウェッジワイヤスクリーン１６を通して流出室１３に流出し、固形物はウェッジワイヤスクリーン１６で阻止される。ウェッジワイヤスクリーン１６で阻止された固形物は、ウェッジワイヤスクリーン１６に一時的に付着するが、雨水の旋回流によって効率よく剥離され、比重の大きいものから先に流入室１２の下方に沈降していく。
【００４５】
その際、ウェッジワイヤスクリーン１６が旋回流の流速が最も大きい外周面に接しているので、ウェッジワイヤスクリーン１６に付着した固形物の旋回流による剥離効率が大きくなり、ウェッジワイヤスクリーン１６の目詰まり防止効果も極めて高い。
【００４６】
排水管２から流入する雨水の流入量が大きいと旋回流の流速も大きくなり、流出室１３に流出する雨水の流量もそれに応じて多くなる。一方、排水管２から流入する雨水の流入量が極端に少なくなると、流入室１２の内部に充分な旋回流の生成ができない場合もあるが、そのような場合にはウェッジワイヤスクリーン１６を通過する雨水の流れが小さいので、ウェッジワイヤスクリーン１６に付着する固形物の量も極端に少なくなる。仮にウェッジワイヤスクリーン１６に僅かな固形物が付着したとしても、次に大量の雨水が流入室１２に流入したときに、その付着固形物は生成する旋回流の強い剥離力で剥離される。
【００４７】
分離装置１０を長期間使用することにより流入室１２固形物が堆積するが、堆積した固形物は適当な時期に蓋部１９を空けて取り出すことができる。
【実施例２】
【００４８】
図３は図２の分離装置１０の変形例であり、図３（ａ）は分離装置１０の側断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。本実施例が図２の例と異なる部分は、スクリーン１５が緩やかに傾斜した状態で分離容器１１を縦方向に仕切る仕切板１４に形成されている点であり、そのほかの主要部は図１の例と同じような構成になっている。従って、図２の例と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４９】
図３（ａ）において、仕切板１４は分離容器１１の中央部より左側の上部から、分離容器１１の底部中央より右側に向かうように縦方向に配置され、その仕切板１４の右側が流入部１７を形成した流入室１２、左側が排出部１８を形成した流出室１３になっている。そして仕切板１４にはスクリーン１５としてのウェッジワイヤスクリーン１６が分離容器１１の左上側から右下側に向かう傾斜状態で形成されている。なお図３（ａ）のウェッジワイヤスクリーン１６はほぼ直線状に形成されているが、流出室１３側に膨らむような円弧状に形成してもよい。
【００５０】
分離容器１１の下部（本実施例では底部）は円弧状に形成された部分を有し、該部分は誘導部２２を構成する。さらに本実施例では分離容器１１の流入室１２側の側部１２ａに蓋部１９が図２の例と同様な構成で開閉自在に設けられ、さらに、その蓋部１９より上側の側部１２ａから流入室１２の上部１２ｃにかけては円弧状に形成された部分を有し、該部分は第２の誘導部２２を構成する。
【００５１】
次に図３の分離装置１０により排水管２を流下する雨水に含まれている固形物を分離する方法を説明する。図２の例と同様に分離装置１０の流入部１７を排水管２に連結し、排出部１８を配管４に接続する。
【００５２】
流入部１７から下方に流入した雨水は矢印のように流入室１２内部をウェッジワイヤスクリーン１６に沿って下降し、流入室１２の下部に形成した誘導部２２でその流れ方向が転換され、蓋部１９を設けた側部１２ａに沿って上昇し、次いで上方に設けた誘導部２２で横方向に方向転換され、その結果、雨水に流入室１２の内部に矢印方向の上下方向の旋回流が生成される。
【００５３】
本実施例もウェッジワイヤスクリーン１６はその分離面に上下方向の旋回流の外周面が沿うように仕切板１４に形成されており、雨水は旋回しながらウェッジワイヤスクリーン１６を通して流出室１３に流出し、固形物はウェッジワイヤスクリーン１６で阻止される。ウェッジワイヤスクリーン１６で阻止された固形物は、ウェッジワイヤスクリーン１６に一時的に付着するが、雨水の旋回流によって効率よく剥離され、比重の大きいものから先に流入室１２の下方に沈降していく。
【実施例３】
【００５４】
図４は図２の分離装置１０の別の変形例であり、図４（ａ）は分離装置１０の側断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＥ−Ｅ断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。本実施例が図２の例と異なる部分は、仕切板１４と誘導部の形状、および流出室１３に形成される排出部１８の位置であり、そのほかは図２の例と同様に構成される。従って、図２の例と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５５】
本実施例では分離容器１１を縦方向に仕切る仕切板１４が垂直に形成され、その仕切板１４にスクリーン１５としてウェッジワイヤスクリーン１６が垂直に形成されている。図４（ａ）において、仕切板１４の左側に流入室１２が形成され、右側に流出室１３が形成される。
【００５６】
流入室１２の上部に流入部１７が形成され、流入室１２の下部（底部）の両側に２つの平坦な板状の誘導部２２が互いに向き合うように傾斜状態で設けられる。なおこれら誘導部２２は円弧状のものでもよい。また流出室１３の側部１３ａの上方には排出部１８が形成され、流入室１２の側部１２ａには開閉自在な蓋部１９が設けられる。
【００５７】
次に図４の分離装置１０により排水管２を流下する雨水に含まれている固形物を分離する方法を説明する。図２の例と同様に分離装置１０の流入部１７を排水管２に連結し、排出部１８を図１に点線で示す配管４ａに接続する。
【００５８】
流入部１７から下方に流入した雨水は矢印のように流入室１２内部を下降し、下部に設けた左側の誘導部２２により横方向に方向転換され、次いで右側の誘導部２２により上昇方向に方向転換され、その結果、雨水に矢印のような上下方向の旋回流を生成させる。
【００５９】
本実施例もウェッジワイヤスクリーン１６はその分離面に上下方向の旋回流の外周面が沿うように仕切板１４に形成されている。雨水は旋回しながらウェッジワイヤスクリーン１６を通して流出室１３に流出し、固形物はウェッジワイヤスクリーン１６で阻止される。ウェッジワイヤスクリーン１６で阻止された固形物は、ウェッジワイヤスクリーン１６に一時的に付着するが、雨水の旋回流によって効率よく剥離され、比重の大きいものから先に流入室１２の下方に沈降していく。
【実施例４】
【００６０】
図５は本発明の分離装置１０の他の実施の形態であり、図５（ａ）は分離装置１０の側断面図で図５（ｂ）のＨ−Ｈ断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＧ−Ｇ断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。本実施例が図４の例と異なる部分は、仕切板１４と旋回流の関係と誘導部２２の形状であり、そのほかは図４の例と同様に構成される。従って、図４の例と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６１】
本実施例では分離容器１１を縦方向に仕切る仕切板１４が垂直に形成され、その仕切板１４にスクリーン１５としてウェッジワイヤスクリーン１６が垂直に形成されている。図５（ｂ）において、仕切板１４の右側に流入室１２が形成され、その上部に流入部１７が形成される。仕切板１４の左側に流出室１３が形成され、その下部（底部）には排出部１８が形成されると共に円弧状の誘導部２２が設けられる。さらに流入室１２の側部１２ａに開閉自在な蓋部１９が設けられる。
【００６２】
次に図５の分離装置１０により排水管２を流下する雨水に含まれている固形物を分離する方法を説明する。図４の例と同様に分離装置１０の流入部１７を排水管２に連結し、排出部１８を配管４に接続する。
【００６３】
流入部１７から下方に流入した雨水は矢印のように流入室１２内部を下降し、下部に設けた誘導部２２により横方向から上昇方向に方向転換され、その結果、雨水に矢印のような上下方向の旋回流が生成される。本実施例ではウェッジワイヤスクリーン１６の分離面が上下方向の旋回流の側面に沿うように仕切板１４に形成されている。すなわち、上下方向の旋回流を流れの束としてみた場合、ウェッジワイヤスクリーン１６はその流れの束の外周面ではなく側面に沿うように仕切板１４に形成されている。
【００６４】
そして流入室１２の雨水は旋回しながらウェッジワイヤスクリーン１６を通して流出室１３に流出し、固形物はウェッジワイヤスクリーン１６で阻止される。ウェッジワイヤスクリーン１６で阻止された固形物は、ウェッジワイヤスクリーン１６に一時的に付着するが、雨水の旋回流によって効率よく剥離され、比重の大きいものから先に流入室１２の下方に沈降していく。
【実施例５】
【００６５】
図６は図５の分離装置１０の変形例で、図６（ａ）は分離装置１０の側断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＪ−Ｊ断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＫ−Ｋ断面図である。本実施例が図５の例と異なる部分は、下部が互いに連結された２枚の仕切板１４の内側領域に流入室１２が形成され、外側領域に流出室１３が形成される点であり、そのほかは図５の例と同様に構成される。従って、図５の例と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６６】
本実施例では分離容器１１の上部から２枚の仕切板１４が互いに平行に且つ所定の間隔を有して垂直に延長され、それらの下端部は連結部１４ａで互いに連結される。そして連結部１４ａは円弧状に形成され、その円弧部分が誘導部２２を構成している。２枚の仕切板１４の内側領域の流入室１２の上部に流入部１７が形成され、外側領域の流出室１３の下部（本実施例では底部）に排出部１８が形成され、各仕切板１４にスクリーン１５としてウェッジワイヤスクリーン１６がそれぞれ形成されている。
【００６７】
次に図６の分離装置１０により排水管２を流下する雨水に含まれている固形物を分離する方法を説明する。図５の例と同様に分離装置１０の流入部１７を排水管２に連結し、排出部１８を配管４に接続する。
【００６８】
図６（ａ）において、流入部１７から下方に流入した雨水は矢印のように流入室１２内部を下降し、下部に設けた誘導部２２により横方向から上昇方向に方向転換され、その結果、雨水に矢印のような上下方向の旋回流が生成される。本実施例では２枚のウェッジワイヤスクリーン１６が上下方向の旋回流の両側面に沿うように仕切板１４に形成されている。
【００６９】
そして流入室１２の雨水は旋回しながら２枚のウェッジワイヤスクリーン１６を通して流出室１３に流出し、固形物はウェッジワイヤスクリーン１６で阻止される。ウェッジワイヤスクリーン１６で阻止された固形物は、ウェッジワイヤスクリーン１６に一時的に付着するが、雨水の旋回流によって効率よく剥離され、比重の大きいものから先に流入室１２の下方に沈降していく。
【００７０】
図６の分離装置１０のように、２枚のウェッジワイヤスクリーン１６を分散して形成することにより、分離容器１１を大きくしなくてもウェッジワイヤスクリーン１６の有効面積を大きくできるので、雨水の処理能力あたりの分離容器１０の寸法を小さくできる。
【実施例６】
【００７１】
図７は図６の変形例であり、図７（ａ）は分離装置１０の側断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＬ−Ｌ断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＭ−Ｍ断面図である。本実施例が図６の例と異なる部分は、流出室１３に形成される排出部１８の位置のみで、そのほかは同様に構成される。従って、図６の例と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７２】
本実施例でも図６の例と同様に、分離容器１１の上部から２枚の仕切板１４が互いに平行に且つ所定の間隔を有して垂直に延長され、それらの下端部が円弧状の連結部１４ａで互いに連結され、その円弧部分が誘導部２２を構成している。２枚の仕切板１４の内側領域の流入室１２の上部には流入部１７が形成され、外側領域の流出室１３の下部には排出部１８が形成され、各仕切板１４にスクリーン１５としてウェッジワイヤスクリーン１６がそれぞれ形成されている。
【００７３】
次に図７の分離装置１０により排水管２を流下する雨水に含まれている固形物を分離する方法を説明する。図６の例と同様に分離装置１０の流入部１７を排水管２に連結し、排出部１８を図１の点線で示す配管４ａに接続する。図７における上下方向の旋回流の生成およびウェッジワイヤスクリーン１６による固形物の分離作用は図６の例と同様である。なお、流出室１３の雨水はその上部に形成した排出部から配管４ａに排出される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の分離装置は、雨水から固形物を分離するための装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の分離装置を雨水の排水管に装着した状態を示す図である。
【図２】第１実施例に係る分離装置であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】第２実施例に係る分離装置であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図４】第３実施例に係る分離装置であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図５】第４実施例に係る分離装置であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。
【図６】第５実施例に係る分離装置であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＫ−Ｋ断面図である。
【図７】第６実施例に係る分離装置であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＬ−Ｌ断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＭ−Ｍ断面図である。
【図８】（ａ）はウェッジワイヤスクリーンを前方から見た斜視図であり、（ｂ）はそれを斜め上方から見た斜視図である。
【図９】ウェッジワイヤスクリーンを構成するウェッジワイヤとスリットの部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ ：集水路
２ ：排水管
３ ：ゴミスクリーン
４ ：配管
４ａ：配管
５ ：貯留水槽
６ ：ポンプ
１０ ：分離装置
１１ ：分離容器
１２ ：流入室
１２ａ：側部
１３ ：流出室
１４ ：仕切板
１５ ：スクリーン
１６ ：ウェッジワイヤスクリーン
１６ａ：ウェッジワイヤ
１６ｂ：スリット
１６ｃ：支持棒
１６ｄ：頭部
１６ｅ：端部
１６ｆ：端部
１７ ：流入部
１８ ：排出部
１９ ：蓋部
１９ａ：ヒンジ部
２０ ：縦部
２１ ：横部
２２ ：誘導部
α ：角度
Ｌ ：矢印方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は建物の屋根や屋上、高速道路や高架橋などに降った雨水を流下させる排水管に設置された状態で、雨水に含まれる固形物を分離する分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市化に伴い山野や田畑が激減する反面、道路が舗装整備されると共に河川整備や雨水用下水道管等の雨水排水施設も整備され、さらに住宅が密集したことにより、保水性を有する土地が減少し雨水の地下浸透量も減少している。このため集中豪雨時には大量の雨水が道路や下水溝に一挙に流れ出し、浸水事故の発生原因となる。一方、近代化や人口増加に伴い、水消費量の増大に応じて地下水の揚水量も増加しているため、地下水の枯渇化が深刻になっている。
【０００３】
その対策として雨水を出来るだけ下水溝に流さず有効利用する方法が進められている。具体的には、建物の屋根や屋上などに降った雨水を貯留し、それを植木の散水、トイレ水、災害時用水などに利用する方法と、地下に浸透させる方法が推奨されている。通常、建物の屋根や屋上などの高い場所に降った雨水は、水平な雨樋から下方に分岐する縦樋などの排水管で貯水槽に導入して利用することができる。しかし排水管から貯水槽や雨水浸透用施設に流入する雨水には屋根などに溜まった土砂などの固形物が混入しているので、それを予め分離する必要がある。
【０００４】
比較的大きな落ち葉や紙類などの固形物は、縦樋の入口に設けた円形の目の粗いゴミスクリーンで予め分離できるが、土砂などの粒径の小さい固形物はゴミスクリーンを通過してしまう。そこで縦樋の途中に細かい固形物を分離する分離集水装置を装着する方法が特許文献１に記載されている。
【０００５】
特許文献１に記載の装置は、縦樋の途中に傾斜配管部分を設け、その傾斜部分に筒状の集水器を斜めに挿入するようになっている。集水器は円筒状のウェッジワイヤスクリーンで作られたフィルター部と、フィルター部の外側に形成した円筒状の集水空間を有する二重筒型になっており、フィルター部の上側を縦樋の上流側に接続し、下側を縦樋の下流側に接続し、外筒の集水空間と貯留水槽を配管で接続する。そしてフィルター部に流入した雨水の一部はウェッジワイヤスクリーンを通過して貯留水槽に導かれ、固形物を含む残りの雨水が下流側の縦樋を経て下水溝に排出される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１０４８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし特許文献１の装置は、雨水の一部のみしか回収できず、大部分は下水溝に流出するという問題がある。また垂直に配置される縦樋の一部に傾斜部分を設け、そこに集水器を挿入する必要があるので設置場所やスペース等に制約を受け、施工に手間がかかる。さらにウェッジワイヤスクリーンに付着する固形物は斜めに緩やかに流下する雨水で剥離するようになっているが、その剥離能力には限界があり、流れによるウェッジワイヤスクリーンの固形物剥離作用（洗浄作用）は充分とはいえない。
【０００８】
そこで本発明はこれらの問題を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の第１の分離装置は、雨水が流下する排水管に設置され、雨水に含まれている固形物を分離する分離装置において、分離容器と、分離容器の内部を縦方向に仕切って流入室と流出室を形成する仕切板と、仕切板に形成されたスクリーンと、流入室の上部に形成された雨水の流入部と、流出室に形成された雨水の排出部と、流入室に設けた開閉自在な固形物排出用の蓋部とを備え、流入室の下部には流入部から下方に流入する雨水に上下方向の旋回流を生成させる誘導部が形成され、流入室の雨水が旋回しながらスクリーンを通過して流出室の排出部から排出されるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また第２の分離装置は、上記第１の分離装置において、分離容器の上下方向に流入部と流出部が同軸的に形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また第３の分離装置は、上記第１または第２の分離装置において、前記仕切板は分離容器の上部から縦方向に延長する縦部とそこから横方向に延長する横部で構成され、前記流入室が縦部と横部の内側領域に形成され、前記流出室が縦部と横部の外側領域に形成され、前記スクリーンが縦部に形成され、前記誘導部が横部に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また第４の分離装置は上記第１または第２の分離装置において、前記分離容器はその上部から縦方向に延長する２枚の仕切板で仕切られ、前記流入室が２枚の仕切板の内側領域に形成され、前記流出室が２枚の仕切板の外側領域に形成され、前記スクリーンが２枚の仕切板にそれぞれ形成され、前記誘導部が２枚の仕切板の下端部を横方向に連結する連結部に形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また第５の分離装置は、上記第１ないし第４のいずれかの分離装置において、前記スクリーンは断面楔状の複数のウェッジワイヤを互いに平行に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また第６の分離装置は、上記第５の分離装置において、前記ウェッジワイヤスクリーンの分離面に上下方向の旋回流の外周面が沿うように、前記ウェッジワイヤスクリーンが仕切り板に形成され、各ウェッジワイヤの軸方向が前記旋回流の流れ方向と直交していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の分離装置は、雨水が流下する排水管に設置され、雨水に含まれている固形物を分離する分離容器と、分離容器の内部を縦方向に仕切って流入室と流出室を形成する仕切板と、仕切板に形成されたスクリーンと、流入室の上部に形成された雨水の流入部と、流出室に形成された雨水の排出部と、流入室に設けた開閉自在な固形物排出用の蓋部とを備えた分離装置を備えている。そして流入室の下部に流入部から下方に流入する雨水に上下方向の旋回流を生成させる誘導部が形成され、流入室の雨水が旋回しながらスクリーンを通過して流出室の排出部から排出されるように構成されている。
【００１６】
上記分離装置によれば、流入室に流入する雨水は全て流出室に導かれ、貯留水槽などに回収することができるので、排水管に流入する雨水を１００％有効利用できる。また縦樋などの垂直に敷設される排水管にそのまま接続できるので、施工やスペース等の制約が少ない。
【００１７】
さらに、流入室の雨水が旋回しながら何回もスクリーンの分離面を通過しながら流出室の排出部から排出されるので、スクリーンに固形物が一時的に付着したとしても、旋回流による剥離力により容易に剥離され、スクリーンに目詰まりが生じる恐れがない。
【００１８】
そして長期間使用することにより流入室に堆積した固形物は、適当な時期に蓋部を空けて取り出すことができる。通常、排水管の入口部には前記のように目の粗いゴミスクリーンが設置され、粒径の大きな固形物はそこで除去されるので、流入室内部における固形物の堆積量増加は非常に遅い。そのため分離装置の固形物取り出し間隔を長くできるので、日常的なメンテナンス上の問題は生じない。
【００１９】
また第２の分離装置では、上記第１の分離装置において、分離容器の上下方向に流入部と流出部を同軸的に形成することができる。このように構成すると、垂直方向に敷設される排水管を所定長切断し、そこに分離装置を挿入することができるので、施工が極めて簡単である上に、既存の垂直に延長する排水管に分離装置を容易に設置することができる。
【００２０】
また第３の分離装置では、上記第１または第２の分離装置において、前記仕切板を分離容器の上部から縦方向に延長する縦部とそこから横方向に延長する横部で構成し、前記流入室を縦部と横部の内側領域に形成し、前記流出室を縦部と横部の外側領域に形成し、前記スクリーンを縦部に形成し、前記誘導部を横部に形成することができる。
【００２１】
このように構成すると、分離容器内で流入室を流出室より大きくできるので、流入室の内部の固形物堆積に利用可能なスペースも増加する。
【００２２】
また第４の分離装置では、上記第１または第２の分離装置において、前記分離容器の上部から縦方向に延長する２枚の仕切板で分離容器の内部を仕切り、流入室を２枚の仕切板の内側領域に形成し、流出室を２枚の仕切板の外側領域に形成し、各仕切板にそれぞれスクリーンを形成し、２枚の仕切板の下端部を横方向に連結する連結部に誘導部を形成することができる。このように構成すると、同じ内容積の分離容器で２倍の有効濾過面積が得られるので、同じ内容積でも分離容器の雨水処理能力を大きくできる。
【００２３】
また第５の分離装置では、上記第１ないし第４のいずれかの分離装置において、前記スクリーンは断面楔状の複数のウェッジワイヤを互いに平行に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成することができる。ウェッジワイヤスクリーンを用いることにより、雨水に含まれている微細な固形物も効率よく分離できるので、回収される雨水の清純度が高くなり利用分野が拡大する。
【００２４】
上記ウェッジワイヤスクリーンを用いた第５の分離装置において、前記ウェッジワイヤスクリーンの分離面に上下方向の旋回流の外周面が沿うように、前記ウェッジワイヤスクリーンを仕切り板に形成し、各ウェッジワイヤの軸方向を前記旋回流の流れ方向と直交するように配置することができる。このように構成すると、ウェッジワイヤスクリーンの通水率が高くなるので、雨水の処理能力が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に図面に基づいて本発明の最良の実施の形態を説明する。図１は本発明の分離装置を雨水の排水管に装着した状態を示す図である。
【００２６】
建物の屋根や屋上、高速道路や高架橋などに降った雨水を集水するため、水平方向に敷設された雨樋や取水溝などの集水路１が敷設され、集水路１から縦樋や配管等の排水管２が下方に分岐され、その排水管２の入口に目の粗いルーバで形成される半円状のゴミスクリーン３が設けられる。
【００２７】
排水管２の下端部に本発明に係る分離装置１０の流入側が接続され、分離装置１０の排出側に配管４が接続され、配管４の下端部は貯留水槽５の上部に開口する。なお点線は貯留水槽１０が排出管２の位置より横方向に離れている場合などにおいて、分離装置１０の排出部を横方向に設け、それに横方向の配管４ａを接続した例である。なお貯留水槽５の貯留水はポンプ６を設けた配管７で図示しない雨水利用設備に供給される。
【実施例１】
【００２８】
図２は本発明に係る分離装置１０の１例であり、図２（ａ）は分離装置１０の側断面図、図２（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。分離装置１０は直方体に形成された分離容器１１を備えている。ここで直法体とは、分離容器１１を構成する６辺が互いに直交する形状を意味するが、図２（ａ）に示すような６辺の一部の直交部分が円弧状になっているものも含まれる。
【００２９】
分離容器１１にはその内部を縦方向に仕切って流入室１２と流出室１３を形成する仕切板１４と、仕切板１４に形成されたスクリーン１５と、流入室１２の上部に形成された雨水の流入部１７と、流出室１３の底部に形成された雨水の排出部１８と、流入室１２側の側部１２ａに設けた開閉自在な固形物排出用の蓋部１９とを有する。
【００３０】
仕切板１４は分離容器１１の上部（本実施例では分離容器１１の頂部）から縦方向に直線状に延長する縦部２０と、そこから横方向に円弧状に延長する横部２１とで構成される。そして前記流入室１２は縦部２０と横部２１の内側領域に形成され、前記流出室１３は縦部２０と横部２１の外側領域に形成される。また縦部２０にはスクリーン１５が縦方向に形成され、流入室１２の下部を構成する円弧状の横部２１が形成される。
【００３１】
円弧状に形成された横部２１は、流入室１２の内部に流入した雨水に旋回流を生成させる誘導部２２を兼ねている。誘導部２２は流入部１７から下方に流入する雨水の水流を横方向に転換してから上昇するように誘導する。上昇した水流は流入室１２の上部で矢印のように流入部１７の方向に戻り、結果として流入室１２の内部に上下方向の旋回流が生成される。そして上下方向の旋回流の外周面に沿うように前記スクリーン１５が形成されている。
【００３２】
流入室１２の側部１２ａに設けられた蓋部１９は、その下部の２箇所にヒンジ部１９ａを有し、上部に回転自在な係止部１９ｂを有する。そして係止部１９ｂに対応して流入室１２の側部１２ａに突起からなる受部１２ｂが設けられ、係止部１９ｂを回転することにより、係止部１９ｂを受部１２ｂに着脱できるようになっている。蓋部１９を開けるには係止部１９ｂを矢印のように回転して受部１２ｂから離脱し、蓋部１９を図２の左側に引くと、蓋部１９はヒンジ部１９ａを回転軸として開けることができる。
【００３３】
仕切板１４に形成されるスクリーン１５として、パンチングメタルスクリーンやウェッジワイヤスクリーンを使用することができる。パンチングメタルスクリーンは安価であるが分離できる固形物の粒径に限界があり、微細な固形物の分離は制限される。
【００３４】
一方、ウェッジワイヤスクリーンは、断面楔状の複数のウェッジワイヤを互いに平行に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成され、各ウェッジワイヤの軸方向を上下方向の旋回流の流れ方向と直交させるように配置することが望ましい。ウェッジワイヤスクリーンで分離できる固形物の最小径は各ウェッジワイヤの間隙の大きさにより決まるが、設定できる最小間隙は１０ミクロン程度まで可能である。そのためウェッジワイヤスクリーンを使用することにより、１０ミクロン程度までの微細な固形物を効率よく分離できる。
【００３５】
図８にスクリーン１５としてのウェッジワイヤスクリーン１６を示す。図８（ａ）はウェッジワイヤスクリーン１６を前方から見た斜視図であり、図８（ｂ）はそれを斜め上方から見た斜視図である。ウェッジワイヤスクリーン１６は断面楔状の複数のウェッジワイヤ１６ａを平行に配列して構成され、各ウェッジワイヤ１６ａ間に１０μｍ〜１ｍｍ程度の範囲に設定された微小なスリット１６ｂが形成されている。
【００３６】
各ウェッジワイヤ１６ａは複数の支持棒１６ｃに点溶接等により固定され、各ウェッジワイヤ１６ａや支持棒１６ｃは例えばステンレス等の耐食性の金属材料で作られる。ウェッジワイヤスクリーン１６に形成される各スリット１６ｂは、例えば１０μｍ〜１ｍｍ程度の固形物の通過を阻止し、スリット幅よりも小さい固形物を含む雨水だけを通過させる。
【００３７】
図９は図８に示すウェッジワイヤスクリーン１６を構成するウェッジワイヤ１６ａとスリット１６ｂの部分拡大断面図である。断面が楔状のウェッジワイヤ１６ａは所定間隔で互いに平行に配列され、本実施例ではその頭部１６ｄの面から垂直方向に延長する楔の軸線Ｓは、矢印Ｌで示す方向の下流側に傾斜している。そして矢印方向Ｌと頭部１６ｄの面との角度αは３度〜８度、通常５度程度である。
【００３８】
このように各ウェッジワイヤ１６ａの軸線Ｓが傾斜していると、例えば旋回流の流れ方向を矢印Ｌ方向にすると、その上流側における頭部１６ｄの端部１６ｅが下流側における頭部１６ｄの端部１６ｆより旋回流側に突出する。そのため旋回流が各ウェッジワイヤ１６ａの突出した端部１６ｅに衝突し、コアンダ効果によりスリット１６ｂに効率よく引き込まれる。
【００３９】
従って、ミクロン単位の固形物を分離すためにスリット幅を小さくとするとウェジワイヤスクリーンの開口率が非常に小さくはなるが、コアンダ効果により通水性が向上してウェジワイヤスクリーンの開口率を実質的に増大させる効果を発揮する。このように通水性を向上させることが可能になると、微細な固形物を分離するためにスリット間隔を極めて小さくしても、分離処理能力をかなりのレベルに維持することができる。
【００４０】
そこで、図２に示すスクリーン１５としてウェジワイヤスクリーン１６を使用する場合、そのウェッジワイヤ１６ａ軸方向を上下方向の旋回流に直交する方向とし、その旋回流の流れ方向を図９に示す矢印Ｌ方向に一致させることが望ましい。
【００４１】
次に図２の分離装置１０により排水管２を流下する雨水に含まれている固形物を分離する方法を説明する。分離装置１０の流入部１７を図１のように排水管２に連結し、排出部１８を配管４に接続する。配管４の下端部は貯留水槽５に開口する。
【００４２】
屋根等に降った雨水は雨樋や排水溝などの集水路１に集まり、その集水路１から下方に分岐する縦樋や配管等の排水管２を流下し、分離装置１０を構成する分離容器１１の流入部１７から流入室１２に流入する。その際、集水路１には雨水とともに落ち葉や土砂などの固形物も流入するが、比較的粒径(または外形寸法))が大きい固形物は排水管１２の入口に設けたゴミスクリーン３で分離され、粒径の小さい固形物を含む雨水のみが流入室１２に流入する。
【００４３】
流入部１７から下方に流入した雨水は矢印のように流入室１２内部を下降し、仕切板１４の横部２１で構成される誘導部２２でその流れ方向が横方向に転換され、次いで仕切板１４の縦部２０に沿って上昇する。その結果、雨水に矢印方向の上下方向の旋回流を生成させる。
【００４４】
ウェッジワイヤスクリーン１６はその分離面（流入室１２側の面）に旋回流の外周面が沿うように仕切板１４の縦部２０に形成されている。すなわち、上下方向の旋回流を流れの束としてみた場合、ウェッジワイヤスクリーン１６の分離面がその流れの束の外周面に沿うように縦部２０に形成されている。雨水は旋回しながらその外周領域の部分からウェッジワイヤスクリーン１６を通して流出室１３に流出し、固形物はウェッジワイヤスクリーン１６で阻止される。ウェッジワイヤスクリーン１６で阻止された固形物は、ウェッジワイヤスクリーン１６に一時的に付着するが、雨水の旋回流によって効率よく剥離され、比重の大きいものから先に流入室１２の下方に沈降していく。
【００４５】
その際、ウェッジワイヤスクリーン１６が旋回流の流速が最も大きい外周面に接しているので、ウェッジワイヤスクリーン１６に付着した固形物の旋回流による剥離効率が大きくなり、ウェッジワイヤスクリーン１６の目詰まり防止効果も極めて高い。
【００４６】
排水管２から流入する雨水の流入量が大きいと旋回流の流速も大きくなり、流出室１３に流出する雨水の流量もそれに応じて多くなる。一方、排水管２から流入する雨水の流入量が極端に少なくなると、流入室１２の内部に充分な旋回流の生成ができない場合もあるが、そのような場合にはウェッジワイヤスクリーン１６を通過する雨水の流れが小さいので、ウェッジワイヤスクリーン１６に付着する固形物の量も極端に少なくなる。仮にウェッジワイヤスクリーン１６に僅かな固形物が付着したとしても、次に大量の雨水が流入室１２に流入したときに、その付着固形物は生成する旋回流の強い剥離力で剥離される。
【００４７】
分離装置１０を長期間使用することにより流入室１２固形物が堆積するが、堆積した固形物は適当な時期に蓋部１９を空けて取り出すことができる。
【実施例２】
【００４８】
図３は図２の分離装置１０の変形例であり、図３（ａ）は分離装置１０の側断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。本実施例が図２の例と異なる部分は、スクリーン１５が緩やかに傾斜した状態で分離容器１１を縦方向に仕切る仕切板１４に形成されている点であり、そのほかの主要部は図１の例と同じような構成になっている。従って、図２の例と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４９】
図３（ａ）において、仕切板１４は分離容器１１の中央部より左側の上部から、分離容器１１の底部中央より右側に向かうように縦方向に配置され、その仕切板１４の右側が流入部１７を形成した流入室１２、左側が排出部１８を形成した流出室１３になっている。そして仕切板１４にはスクリーン１５としてのウェッジワイヤスクリーン１６が分離容器１１の左上側から右下側に向かう傾斜状態で形成されている。なお図３（ａ）のウェッジワイヤスクリーン１６はほぼ直線状に形成されているが、流出室１３側に膨らむような円弧状に形成してもよい。
【００５０】
分離容器１１の下部（本実施例では底部）は円弧状に形成された部分を有し、該部分は誘導部２２を構成する。さらに本実施例では分離容器１１の流入室１２側の側部１２ａに蓋部１９が図２の例と同様な構成で開閉自在に設けられ、さらに、その蓋部１９より上側の側部１２ａから流入室１２の上部１２ｃにかけては円弧状に形成された部分を有し、該部分は第２の誘導部２２を構成する。
【００５１】
次に図３の分離装置１０により排水管２を流下する雨水に含まれている固形物を分離する方法を説明する。図２の例と同様に分離装置１０の流入部１７を排水管２に連結し、排出部１８を配管４に接続する。
【００５２】
流入部１７から下方に流入した雨水は矢印のように流入室１２内部をウェッジワイヤスクリーン１６に沿って下降し、流入室１２の下部に形成した誘導部２２でその流れ方向が転換され、蓋部１９を設けた側部１２ａに沿って上昇し、次いで上方に設けた誘導部２２で横方向に方向転換され、その結果、雨水に流入室１２の内部に矢印方向の上下方向の旋回流が生成される。
【００５３】
本実施例もウェッジワイヤスクリーン１６はその分離面に上下方向の旋回流の外周面が沿うように仕切板１４に形成されており、雨水は旋回しながらウェッジワイヤスクリーン１６を通して流出室１３に流出し、固形物はウェッジワイヤスクリーン１６で阻止される。ウェッジワイヤスクリーン１６で阻止された固形物は、ウェッジワイヤスクリーン１６に一時的に付着するが、雨水の旋回流によって効率よく剥離され、比重の大きいものから先に流入室１２の下方に沈降していく。
【実施例３】
【００５４】
図４は図２の分離装置１０の別の変形例であり、図４（ａ）は分離装置１０の側断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＥ−Ｅ断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。本実施例が図２の例と異なる部分は、仕切板１４と誘導部の形状、および流出室１３に形成される排出部１８の位置であり、そのほかは図２の例と同様に構成される。従って、図２の例と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５５】
本実施例では分離容器１１を縦方向に仕切る仕切板１４が垂直に形成され、その仕切板１４にスクリーン１５としてウェッジワイヤスクリーン１６が垂直に形成されている。図４（ａ）において、仕切板１４の左側に流入室１２が形成され、右側に流出室１３が形成される。
【００５６】
流入室１２の上部に流入部１７が形成され、流入室１２の下部（底部）の両側に２つの平坦な板状の誘導部２２が互いに向き合うように傾斜状態で設けられる。なおこれら誘導部２２は円弧状のものでもよい。また流出室１３の側部１３ａの上方には排出部１８が形成され、流入室１２の側部１２ａには開閉自在な蓋部１９が設けられる。
【００５７】
次に図４の分離装置１０により排水管２を流下する雨水に含まれている固形物を分離する方法を説明する。図２の例と同様に分離装置１０の流入部１７を排水管２に連結し、排出部１８を図１に点線で示す配管４ａに接続する。
【００５８】
流入部１７から下方に流入した雨水は矢印のように流入室１２内部を下降し、下部に設けた左側の誘導部２２により横方向に方向転換され、次いで右側の誘導部２２により上昇方向に方向転換され、その結果、雨水に矢印のような上下方向の旋回流を生成させる。
【００５９】
本実施例もウェッジワイヤスクリーン１６はその分離面に上下方向の旋回流の外周面が沿うように仕切板１４に形成されている。雨水は旋回しながらウェッジワイヤスクリーン１６を通して流出室１３に流出し、固形物はウェッジワイヤスクリーン１６で阻止される。ウェッジワイヤスクリーン１６で阻止された固形物は、ウェッジワイヤスクリーン１６に一時的に付着するが、雨水の旋回流によって効率よく剥離され、比重の大きいものから先に流入室１２の下方に沈降していく。
【実施例４】
【００６０】
図５は本発明の分離装置１０の他の実施の形態であり、図５（ａ）は分離装置１０の側断面図で図５（ｂ）のＨ−Ｈ断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＧ−Ｇ断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。本実施例が図４の例と異なる部分は、仕切板１４と旋回流の関係と誘導部２２の形状であり、そのほかは図４の例と同様に構成される。従って、図４の例と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６１】
本実施例では分離容器１１を縦方向に仕切る仕切板１４が垂直に形成され、その仕切板１４にスクリーン１５としてウェッジワイヤスクリーン１６が垂直に形成されている。図５（ｂ）において、仕切板１４の右側に流入室１２が形成され、その上部に流入部１７が形成される。仕切板１４の左側に流出室１３が形成され、その下部（底部）には排出部１８が形成されると共に円弧状の誘導部２２が設けられる。さらに流入室１２の側部１２ａに開閉自在な蓋部１９が設けられる。
【００６２】
次に図５の分離装置１０により排水管２を流下する雨水に含まれている固形物を分離する方法を説明する。図４の例と同様に分離装置１０の流入部１７を排水管２に連結し、排出部１８を配管４に接続する。
【００６３】
流入部１７から下方に流入した雨水は矢印のように流入室１２内部を下降し、下部に設けた誘導部２２により横方向から上昇方向に方向転換され、その結果、雨水に矢印のような上下方向の旋回流が生成される。本実施例ではウェッジワイヤスクリーン１６の分離面が上下方向の旋回流の側面に沿うように仕切板１４に形成されている。すなわち、上下方向の旋回流を流れの束としてみた場合、ウェッジワイヤスクリーン１６はその流れの束の外周面ではなく側面に沿うように仕切板１４に形成されている。
【００６４】
そして流入室１２の雨水は旋回しながらウェッジワイヤスクリーン１６を通して流出室１３に流出し、固形物はウェッジワイヤスクリーン１６で阻止される。ウェッジワイヤスクリーン１６で阻止された固形物は、ウェッジワイヤスクリーン１６に一時的に付着するが、雨水の旋回流によって効率よく剥離され、比重の大きいものから先に流入室１２の下方に沈降していく。
【実施例５】
【００６５】
図６は図５の分離装置１０の変形例で、図６（ａ）は分離装置１０の側断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＪ−Ｊ断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＫ−Ｋ断面図である。本実施例が図５の例と異なる部分は、下部が互いに連結された２枚の仕切板１４の内側領域に流入室１２が形成され、外側領域に流出室１３が形成される点であり、そのほかは図５の例と同様に構成される。従って、図５の例と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６６】
本実施例では分離容器１１の上部から２枚の仕切板１４が互いに平行に且つ所定の間隔を有して垂直に延長され、それらの下端部は連結部１４ａで互いに連結される。そして連結部１４ａは円弧状に形成され、その円弧部分が誘導部２２を構成している。２枚の仕切板１４の内側領域の流入室１２の上部に流入部１７が形成され、外側領域の流出室１３の下部（本実施例では底部）に排出部１８が形成され、各仕切板１４にスクリーン１５としてウェッジワイヤスクリーン１６がそれぞれ形成されている。
【００６７】
次に図６の分離装置１０により排水管２を流下する雨水に含まれている固形物を分離する方法を説明する。図５の例と同様に分離装置１０の流入部１７を排水管２に連結し、排出部１８を配管４に接続する。
【００６８】
図６（ａ）において、流入部１７から下方に流入した雨水は矢印のように流入室１２内部を下降し、下部に設けた誘導部２２により横方向から上昇方向に方向転換され、その結果、雨水に矢印のような上下方向の旋回流が生成される。本実施例では２枚のウェッジワイヤスクリーン１６が上下方向の旋回流の両側面に沿うように仕切板１４に形成されている。
【００６９】
そして流入室１２の雨水は旋回しながら２枚のウェッジワイヤスクリーン１６を通して流出室１３に流出し、固形物はウェッジワイヤスクリーン１６で阻止される。ウェッジワイヤスクリーン１６で阻止された固形物は、ウェッジワイヤスクリーン１６に一時的に付着するが、雨水の旋回流によって効率よく剥離され、比重の大きいものから先に流入室１２の下方に沈降していく。
【００７０】
図６の分離装置１０のように、２枚のウェッジワイヤスクリーン１６を分散して形成することにより、分離容器１１を大きくしなくてもウェッジワイヤスクリーン１６の有効面積を大きくできるので、雨水の処理能力あたりの分離容器１０の寸法を小さくできる。
【実施例６】
【００７１】
図７は図６の変形例であり、図７（ａ）は分離装置１０の側断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＬ−Ｌ断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＭ−Ｍ断面図である。本実施例が図６の例と異なる部分は、流出室１３に形成される排出部１８の位置のみで、そのほかは同様に構成される。従って、図６の例と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７２】
本実施例でも図６の例と同様に、分離容器１１の上部から２枚の仕切板１４が互いに平行に且つ所定の間隔を有して垂直に延長され、それらの下端部が円弧状の連結部１４ａで互いに連結され、その円弧部分が誘導部２２を構成している。２枚の仕切板１４の内側領域の流入室１２の上部には流入部１７が形成され、外側領域の流出室１３の下部には排出部１８が形成され、各仕切板１４にスクリーン１５としてウェッジワイヤスクリーン１６がそれぞれ形成されている。
【００７３】
次に図７の分離装置１０により排水管２を流下する雨水に含まれている固形物を分離する方法を説明する。図６の例と同様に分離装置１０の流入部１７を排水管２に連結し、排出部１８を図１の点線で示す配管４ａに接続する。図７における上下方向の旋回流の生成およびウェッジワイヤスクリーン１６による固形物の分離作用は図６の例と同様である。なお、流出室１３の雨水はその上部に形成した排出部から配管４ａに排出される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の分離装置は、雨水から固形物を分離するための装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の分離装置を雨水の排水管に装着した状態を示す図である。
【図２】第１実施例に係る分離装置であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】第２実施例に係る分離装置であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図４】第３実施例に係る分離装置であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図５】第４実施例に係る分離装置であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。
【図６】第５実施例に係る分離装置であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＫ−Ｋ断面図である。
【図７】第６実施例に係る分離装置であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＬ−Ｌ断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＭ−Ｍ断面図である。
【図８】（ａ）はウェッジワイヤスクリーンを前方から見た斜視図であり、（ｂ）はそれを斜め上方から見た斜視図である。
【図９】ウェッジワイヤスクリーンを構成するウェッジワイヤとスリットの部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ ：集水路
２ ：排水管
３ ：ゴミスクリーン
４ ：配管
４ａ：配管
５ ：貯留水槽
６ ：ポンプ
１０ ：分離装置
１１ ：分離容器
１２ ：流入室
１２ａ：側部
１３ ：流出室
１４ ：仕切板
１５ ：スクリーン
１６ ：ウェッジワイヤスクリーン
１６ａ：ウェッジワイヤ
１６ｂ：スリット
１６ｃ：支持棒
１６ｄ：頭部
１６ｅ：端部
１６ｆ：端部
１７ ：流入部
１８ ：排出部
１９ ：蓋部
１９ａ：ヒンジ部
２０ ：縦部
２１ ：横部
２２ ：誘導部
α ：角度
Ｌ ：矢印方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雨水が流下する排水管に設置され、雨水に含まれている固形物を分離する分離装置において、分離容器と、分離容器の内部を縦方向に仕切って流入室と流出室を形成する仕切板と、仕切板に形成されたスクリーンと、流入室の上部に形成された雨水の流入部と、流出室に形成された雨水の排出部と、流入室に設けた開閉自在な固形物排出用の蓋部とを備え、流入室の下部には流入部から下方に流入する雨水に上下方向の旋回流を生成させる誘導部が形成され、流入室の雨水が旋回しながらスクリーンを通過して流出室の排出部から排出されるように構成されていることを特徴とする分離装置。
【請求項２】
請求項１において、分離容器の上下方向に流入部と流出部が同軸的に形成されていることを特徴とする分離装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記仕切板は分離容器の上部から縦方向に延長する縦部とそこから横方向に延長する横部で構成され、前記流入室が縦部と横部の内側領域に形成され、前記流出室が縦部と横部の外側領域に形成され、前記スクリーンが縦部に形成され、前記誘導部が横部に形成されていることを特徴とする分離装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、前記分離容器はその上部から縦方向に延長する２枚の仕切板で仕切られ、前記流入室が２枚の仕切板の内側領域に形成され、前記流出室が２枚の仕切板の外側領域に形成され、前記スクリーンが２枚の仕切板にそれぞれ形成され、前記誘導部が２枚の仕切板の下端部を横方向に連結する連結部に形成されていることを特徴とする分離装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、前記スクリーンは断面楔状の複数のウェッジワイヤを互いに平行に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成されていることを特徴とする分離装置。
【請求項６】
請求項５において、前記ウェッジワイヤスクリーンの分離面に上下方向の旋回流の外周面が沿うように、前記ウェッジワイヤスクリーンが仕切り板に形成され、各ウェッジワイヤの軸方向が前記旋回流の流れ方向と直交していることを特徴とする分離装置。
【請求項１】
雨水が流下する排水管に設置され、雨水に含まれている固形物を分離する分離装置において、分離容器と、分離容器の内部を縦方向に仕切って流入室と流出室を形成する仕切板と、仕切板に形成されたスクリーンと、流入室の上部に形成された雨水の流入部と、流出室に形成された雨水の排出部と、流入室に設けた開閉自在な固形物排出用の蓋部とを備え、流入室の下部には流入部から下方に流入する雨水に上下方向の旋回流を生成させる誘導部が形成され、流入室の雨水が旋回しながらスクリーンを通過して流出室の排出部から排出されるように構成されていることを特徴とする分離装置。
【請求項２】
請求項１において、分離容器の上下方向に流入部と流出部が同軸的に形成されていることを特徴とする分離装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記仕切板は分離容器の上部から縦方向に延長する縦部とそこから横方向に延長する横部で構成され、前記流入室が縦部と横部の内側領域に形成され、前記流出室が縦部と横部の外側領域に形成され、前記スクリーンが縦部に形成され、前記誘導部が横部に形成されていることを特徴とする分離装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、前記分離容器はその上部から縦方向に延長する２枚の仕切板で仕切られ、前記流入室が２枚の仕切板の内側領域に形成され、前記流出室が２枚の仕切板の外側領域に形成され、前記スクリーンが２枚の仕切板にそれぞれ形成され、前記誘導部が２枚の仕切板の下端部を横方向に連結する連結部に形成されていることを特徴とする分離装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、前記スクリーンは断面楔状の複数のウェッジワイヤを互いに平行に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成されていることを特徴とする分離装置。
【請求項６】
請求項５において、前記ウェッジワイヤスクリーンの分離面に上下方向の旋回流の外周面が沿うように、前記ウェッジワイヤスクリーンが仕切り板に形成され、各ウェッジワイヤの軸方向が前記旋回流の流れ方向と直交していることを特徴とする分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−９５９５３（Ｐ２０１０−９５９５３Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６９３２６（Ｐ２００８−２６９３２６）
【出願日】平成２０年１０月２０日（２００８．１０．２０）
【出願人】（０００１２０１４６）株式会社ハネックス (56)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２０日（２００８．１０．２０）
【出願人】（０００１２０１４６）株式会社ハネックス (56)
【Ｆターム（参考）】
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