排水装置

【課題】ピット内に設けられた水道管の排水設備において、そのピット内に収容できる発電装置とする。
【解決手段】ピットＰ内に設置され、水道管１から引き出された排水管２と、その排水管２を開閉する弁装置３とを備え、水道管１内の滞留水を排水管２を通じて外部へ排出する機能を有する排水設備において、ピットＰ内に上下方向に筒状のケーシング１０を配設し、そのケーシング１０内には、上下方向の軸心周りに回転自在のタービンＴと、そのタービンＴの上部に配置された発電機２３とを備えた。排水管２は、タービンＴの側方でケーシング１０に連通して、排水管２からの水がタービンＴを回転させる。その水はケーシング１０の下端に設けた排出口１２を通じて外部へ排出される。この構成によれば、排水時の水力エネルギーを有効に利用するための水力発電装置の導入において、地中に掘削されたピット（弁室）Ｐレベルの狭隘なスペースにおいても、充分に収容できる装置を実現し得る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水道管路における水質等維持管理対策として、管内の水を管外に排出するために設置される排水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、水道水のさらなる水質改善に対するニーズが高まっている。各事業体やその他各種機関では、水道ユーザーにおいしい水を提供すべく、残留塩素濃度の適正化等に向けた水質等維持管理対策の取り組みがなされている。
【０００３】
このような水質等維持管理対策の一つとして、水道管内に生じる滞留域等における水の入れ換えを目的とした排水が行われている。一般的に、常に一定量の排水を行う常時排水方式、作業員の操作による定期排水方式、及び、一定の要件で自動排水を行う自動排水方式等が挙げられる（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
これらの排水方式による水質等維持管理対策では、常に排水に対するコストの問題が生じる。すなわち、常時排水方式では大量の水が無駄になり、定期排水方式では作業員の確保等の問題がある。さらに、自動排水方式では、施設の維持、特に電力量に係る費用が嵩むという問題がある。このため、さらに効率的な排水方法の確立が求められている。
【０００５】
ところで、効率的な排水方法として、次の二つのアプローチが考えられる。一つは、より少ない排水量で効果的な水の置換効果を得る方法であり、具体的には、管路における排水量と水の入れ換わりのメカニズムを解明することである。
しかし、実管路においては、様々な計算条件（異形管、バルブ数、内面状況等）がファクターとして存在するため、このアプローチにより精度よく効率的な排水を実現することは難しい。
【０００６】
二つ目のアプローチとしては、一つ目のアプローチとは逆に多くの量の排水を行うことで、確実な水の置換を行う方法が挙げられる。
しかし、単純に必要以上の排水を行うだけでは、前述したコスト負担の点で効率的な排水方法とはならない。
【０００７】
そこで、水の置換効果に対し必要以上の排水を行うものの、この排水の際に発生する水力エネルギーを回収し有効利用することにより、排水作業の効率化をエネルギー面で改善する方法を検討することができる。
【０００８】
一般的に、排水の際に発生する水力エネルギーを回収する技術としては、例えば、水流によって発電する機能を有する発電機を備えた吐出口ヘッドを、水道の蛇口に取付け及び取外し可能とし、排水に伴う水力エネルギーを電力として回収する技術や、あるいは、そのような発電機と、それに接続される充電池、安定器等を、給水塔から引き出された配水管や水道の蛇口に取付ける技術が開示されている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１９８０３３号公報
【特許文献２】特開２００６−２５７６６２号公報
【特許文献３】特開２００２−３８５６３号公報
【特許文献４】特開２００３−６４７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような排水設備は、例えば、前記滞留域に係る水道管が私道埋設である場合、あるいは、近隣に私有地がある場合は、地上に設置スペースを確保することが比較的容易である。
【００１１】
しかし、水道管の多くは公道に埋設されており、排水設備は、その公道に掘られたピット（弁室）内に配置される場合が多い。これらのピットは、一般的にその断面（平面視における断面）が小さく、内部の空間が狭隘であることが多い。このため、そのピット内において、排水に必要な弁装置に併設して、発電に係る設備を収容することが困難である場合が多い。
【００１２】
特に、給水塔の配水管等に採用される発電機としては、小型のマイクロ水力発電機等が挙げられるが、これらの発電機は出力が１００ｋｗ程度で出力が過大である。排水設備の水流は、概ね１００Ｗに満たない消費電力機器の電源充電に利用できる発電量に相当するものだからである。
また、前記マイクロ水力発電機等は、その装置の外形寸法が大きく、既存の排水設備用のピットに収まるものが見あたらないのが現状である。
【００１３】
そこで、この発明は、ピット内に設けられる水道管の排水設備において、そのピット内に収容できる発電装置とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、この発明は、地中に掘削されたピット内に設置され、水道管から引き出された排水管と、その排水管を開閉する弁装置とを備え、前記水道管内の滞留水を前記排水管を通じて外部へ排出する機能を有する排水設備において、前記ピット内に筒状のケーシングをその筒軸方向が上下方向になるように配設し、前記ケーシング内には、上下方向の軸心周りに回転自在のタービンと、そのタービンの上部に配置された発電機とを備え、前記発電機は、前記タービンの回転によって発電する機能を有しており、前記排水管は、前記タービンの側方で前記ケーシングの内外を貫通して設けられた接続口を介して前記ケーシング内の空間に連通して、前記排水管から前記ケーシング内に入った水が前記タービンを回転させ、その水は前記ケーシングの下端に設けた排出口を通じて外部へ排出されることを特徴とする排水設備を採用した。
【００１５】
この構成によれば、発電機を収容するスペースとして上下方向に伸びる筒状のケーシングを採用したことから、水道水質維持管理対策の一つである、残留塩素濃度の適正化を目的とした排水設備、その他水質維持管理対策を目的とする排水設備において、排水時の水力エネルギーを有効に利用するための水力発電装置の導入において、地中に掘削されたピット（弁室）レベルの狭隘なスペースにおいても、充分に収容できる装置を実現し得る。
この構成により、例えば、山間部等の作業員の往来が不便な箇所の設置だけでなく、都市部等の水力発電機の設置スペースが得られにくかった場所においても、ピット（弁室）を利用することにより、水力発電機の設置が可能となり、水質維持管理上の排水のみならず、様々な排水場所での利用が可能となる。
【００１６】
また、これらの各構成において、前記排出口は下向きに開口しており、その排出口に屈曲管を取付けることにより、その屈曲管を通じて水が横向きに排出される構成を採用することができる。
【００１７】
下向きに開口するケーシングの排出口に、このような屈曲管が取付けられることにより、その屈曲管を通じて水が横向きに排出され、ピット外へ通じる配管の設置が容易となる。通常は、排水によるピット内の設備の水没を防止するため、排水は、そのピットの壁部を貫通する誘導管を通じて、近くの下水道や側溝、集水桝等の排水先に放流される場合が多いから、このような屈曲管の採用が便利である。
【００１８】
さらに、これらの各構成において、前記ケーシングの外壁に、外側へ突出する鍔部を設け、前記鍔部に、前記ピットの底から立ち上がるフレームを固定して、そのフレームを介して前記ケーシングを前記ピット内に保持した構成を採用することができる。
ケーシングに設けた鍔部にフレームを固定できるから、水道管でケーシングを支える必要がなく、現場に応じた方法で発電機及びケーシングの固定を行うことができる。
【００１９】
また、このように、フレームでケーシングを保持した構成において、前記フレームは、前記鍔部の上面に当接する保持部材を備え、前記保持部材が備える上下方向の孔に挿通されたボルトが、前記鍔部の上面から下方に向かってねじ込まれることにより、前記ケーシングと前記フレームとが固定される構成を採用することができる。
【００２０】
この構成によれば、ねじ込み方向が上下であるから、ピット内に作業者が入り込まずとも作業が可能であり、また、その作業に使用するドライバー等の工具が、ピットの内壁に支障しにくい。このため、狭隘なピット内での作業が容易となる。
【００２１】
また、これらの各構成において、前記ケーシング内の空間を上室と下室とに区画する隔壁を設け、前記発電機は前記上室に配置され、前記タービンは前記下室に配置される構成を採用することができる。
【００２２】
その上室と下室とを備えた構成において、前記タービンは、上下方向に伸びる筒状の回転軸と、その回転軸から外側に伸びる羽根部材とを備え、前記回転軸の内側に、前記発電機が備える発電機軸が入り込んでその回転軸と前記発電機軸とは一体に回転するようになっており、前記回転軸は、前記隔壁に設けた上下方向の挿通孔に挿通されて、前記回転軸の外面と前記挿通孔の内面との間を液密に閉じるオイルシールを備えたことで、前記発電機軸に前記下室内の水が触れないようにした構成を採用することができる。
【００２３】
これらの構成によれば、水に触れることが好ましくない発電機と、水に触れることを前提とするタービンとを、隔壁を介して別室に配置することができる。また、発電機軸をタービンの回転軸で覆えば、腐食の原因となる水との接触を防ぐ上で有効である。
【発明の効果】
【００２４】
この発明は、ピット内に設けられる水道管の排水設備において、そのピット内に収容できる発電装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施形態の斜視図
【図２】（ａ）（ｂ）は、排水設備を配置するピットの形状を示す平面図
【図３】発電機及び弁装置を動作させるための装置の構成図
【図４】ケーシングとフレームとの詳細を示す斜視図
【図５】ケーシングと発電機とを示す分解斜視図
【図６】タービンの斜視図
【図７】ケーシングの要部断面図
【図８】地上（地表面）へ排水する際の状況を示す説明図
【図９】（ａ）（ｂ）は、ケーシングと排水用配管とを示す詳細図
【図１０】排水設備及びピットを構築する際の工程を示す斜視図
【図１１】排水設備及びピットを構築する際の工程を示す斜視図
【図１２】（ａ）（ｂ）は、排水用配管と誘導管との接続部の詳細図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態は、地中に掘削されたピットＰ内に設置される水質等維持管理対策用の排水設備である。この排水設備は、水道管１の滞留水が発生しやすい箇所に設けられている。
【００２７】
図１に示すように、水道管１から引き出された排水管（ドレン管）２が上方へ伸びている。また、その排水管２の途中には、その排水管２を開閉する弁装置３が備えられている。この実施形態では、弁装置３として電動弁を採用しているが、電磁弁を用いてもよい。この弁装置３の開閉により、水道管内の滞留水が排水管２を通じて外部へ排出される。
【００２８】
この排水設備は、図１に示すように、地表から下方に向かって掘削されたピット（弁室）Ｐ内に配置されている。ピットＰは、図２（ａ）に示すように、平面視四角形の内部空間を有する場合もあるし、図２（ｂ）に示すように、平面視円形の内部空間を有する場合もあり、その形状は限定されない。
【００２９】
この排水設備には、水力発電機２０が備えられる。水力発電機２０の構成は、図３に示すように、水流を電気エネルギーに変換する機能を有する発電機２３と、その発電された電力を充電により蓄えるバッテリー２４を備える。また、バッテリー２４と発電機２３との間には、整流回路２５ａや充電電圧調整回路２５ｂ等からなる調整装置２５が介在している。
【００３０】
また、弁装置３は、そのバッテリー２４から供給される電力により、その開閉動作が行われるようになっている。この動作を行うために、バッテリー２４と弁装置３との間には、インバータ２６ａや開閉タイマー２６ｂ等からなる制御装置２６が介在している。なお、この電源として直流電源を用いてもよい。
【００３１】
ピットＰ内には、図１に示すように、ケーシング１０が配設されている。ケーシング１０は筒状を成し、その筒軸方向が鉛直方向を向くように、そのピットＰ内にフレーム３０で固定されている（フレーム３０は、図４を参照。図１では、フレーム３０を図示省略している。）。なお、この実施形態では、ケーシング１０は円筒状であるが、これを角筒状としてもよい。
【００３２】
ケーシング１０内には、図７に示すように、上下方向の回転軸２２とその回転軸２２の周囲に設けられた羽根部材２１とからなるタービンＴと、そのタービンＴの上部に配置された発電機２３が備えられている。
【００３３】
図６は、そのタービンＴの詳細図である。回転軸２２は筒状を成し、その内部に発電機２３の発電機軸（入力軸）２３ａが挿入されている。この発電機軸２３ａとタービンＴとは、シールワッシャ２８を介してフランジボルト２９で固定されて、その筒状の回転軸２２内の底が液密に閉じられるとともに、一体に軸周り回転可能となっている。
【００３４】
また、ケーシング１０内の空間は、横方向の隔壁１６によって、上室Ａと下室Ｂの２室に区画されている。発電機２３は、その隔壁１６上の上室Ａに、ブッシュ２３ｂ等を介してボルト２３ｃ等により固定される（図５参照）。なお、ケーシング１０の上部は、蓋１０ａで閉じられている。
【００３５】
さらに、その隔壁１６には、上下方向の挿通孔１７が設けられている。挿通孔１７は隔壁１６を上下に貫通している。この挿通孔１７に、羽根部材２１の回転軸２２がオイルシール２７を介して挿通されている。このオイルシール２７を介して、回転軸２２は、隔壁１６に軸周り回転自在に支持され、また、その回転軸２２の外面と挿通孔１７の内面との間が液密に閉じられている。
【００３６】
そのケーシング１０には、図４及び図５に示すように、その外壁に、外側へ突出する鍔部１４が設けられている。このケーシング１０の鍔部１４の介在する部分は、ケーシング１０の鍔部１４以外の部分よりも肉厚に形成されている。また、隔壁１６は、この鍔部１４の位置よりも上方に設けられている。発電機２３は、その隔壁１６上に配置される。
【００３７】
また、ケーシング１０内に配置された発電機２３からの配線は、ケーシング１０の上室Ａにおいて、すなわち、前記鍔部１４よりも上に設けた内外を貫通する貫通孔１１を通じて、ケーシング１０内からケーシング１０外へ引き出されるようになっている。貫通孔１１には、配線用アダプタ１１ａが取付けられて、配線できるようになっている（図５参照）。
【００３８】
一方、水道管１から引き出された排水管２は、ケーシング１０の下室Ｂにおいて、そのケーシング１０の内外を貫通するように設けた接続孔１５に連通するように接続される。
【００３９】
この接続孔１５は、ケーシング１０（下室Ｂ）内には、タービンＴの羽根部材２１の側方に開口するとともに、ケーシング１０外には、前記鍔部１４の側面において、そのケーシング１０の外壁に開口している。
【００４０】
排水管２は、この接続口１５を介してケーシング１０内の空間に連通する。すなわち、排水管２は、羽根部材２１の側方に設けられた接続孔１５を介してケーシング１０内の空間に連通している。排水管２は、接続孔１５に設けたプラグノズル１８、ノズルアダプタ１９等を介して、その接続孔１５に連通するようにケーシング１０に接続される。
【００４１】
このため、排水管２からケーシング１０（下室Ｂ）内に入った水は、その水流の勢いでタービンＴを、すなわち羽根部材２１を回転軸２２の軸周りに回転させる。このタービンＴの回転により発電機軸２３ａも回転し，発電機２３は所定の発電を行う。発電された電気は、調整装置２５を通じてバッテリー２４に充電される（図３参照）。
【００４２】
このとき、回転軸２２は、オイルシール２７を介して挿通孔１７に挿通されているので、上室Ａと下室Ｂとの間の水密が維持されている。このため、下室Ｂ内の水が、上室Ａに入り込むことが阻止されている。
【００４３】
ケーシング１０（下室Ｂ）内に入った水は、その後、ケーシング１０（下室Ｂ）内を下方に落下し、そのケーシング１０の下端に設けた排出口１２を通じて外部へ排出される。排出口１２は筒状を成すケーシング１０の下端側開口である。
【００４４】
この排出口１２は、ケーシング１０外に向かって下向きに開口しており、その排出口１２に、排水用配管Ｅとして屈曲管１３が取付けられることにより、その屈曲管１３を通じて水が横向きに排出されるようになっている。また、その屈曲管１３の先は、図１に示すように、ピットＰの壁部を貫通する誘導管５に接続されており、排水はその誘導管５を通じて近くの下水道や側溝、集水桝等の排水先に放流される。
【００４５】
なお、ケーシング１０は、この実施形態では、ピットＰの底の地盤から立ち上がるフレーム３０を介して、そのピットＰ内に保持されている。
【００４６】
そのフレーム３０は、図４に示すように、地盤から立ち上がる断面Ｌ字状を成す主材３２を４本備えており、その４本の主材３２は、横梁３５で結ばれている。この主材３２の上部に、断面Ｌ字状の保持部材３１が、ねじ３４又はボルト・ナットで固定されている。
【００４７】
保持部材３１は、鍔部１４の上面に当接し、その保持部材３１が備える上下方向の孔に挿通されたボルト３３が、鍔部１４の上面に開口する穴３６に対して、上面から下方に向かってねじ込まれることにより、ケーシング１０とフレーム３０とが固定される。ピットＰ内が狭隘であるから、ボルト３３を上方からねじ込むことができるメリットが大きい。ねじ込み方向が上下であるから、ピットＰ内に作業者が入り込まずとも作業が可能であり、また、その作業に使用するドライバー等の工具が、ピットＰの内壁に支障しにくい。
【００４８】
この実施形態で用いられる発電機２３は、例えば、定格出力０．６ＫＶＡ相当の小型の三相交流発電機にタービンＴ（前記回転軸２２を備えた羽根部材２１）を直接取付けた構造となっている。発電機２３とタービンＴとを直接取付けることにより回転伝達機構（Ｖベルト等）は不要であり、その装置の外形寸法を小さくできる。
【００４９】
ところで、このように発電機２３とタービンＴとを直接取付けた場合、そのタービンＴを回転させる際の排水（前記プラグノズル１８からのジェット水流）が、そのタービンＴの羽根部材２１に当たって周囲に飛散する。
【００５０】
そこで、この実施形態では、図７に示すように、タービンＴの回転軸２２を筒状を成す発電機軸遮水部とし、その内部に発電機２３の発電機軸２３ａを挿入している。また、その発電機軸遮水部の下室Ｂ側は、シールワッシャ２８とフランジボルト２９で液密に塞がれている。
【００５１】
すなわち、発電機軸２３ａはタービンＴを構成する部材で覆われて、下室Ｂ側に露出しないから、この発電機軸２３ａへの飛散水の付着が防止される。このため、発電機軸２３ａが例えば鉄製であっても、腐食の発生が抑えられる（図７参照）。
【００５２】
また、この実施形態のタービンＴは、いわゆる衝動水車であり、水道管１及び排水管２からの圧力水を、ケーシング１０の接続孔１５に設けたプラグノズル１８でジェット水流とすることによって、そのタービンＴの高速回転を実現している。
【００５３】
このように、水道管１の圧力水頭をノズル噴射によって流速水頭に変換することで、そのエネルギーの多くをタービンＴの動力エネルギーとして利用できる。また、そのケーシング１０内では、高速回転するタービンＴにジェット水流が衝突することで、その水は、遠心力を受けてケーシング１０内で飛散する。さらに、タービンＴへ噴射された水は、勢いを失って水位水頭のみを有する状態となる。
【００５４】
したがって、タービンＴへ噴射された後の水は、自然流下により排水先（前記下水道等）へ導く必要がある。しかし、このとき、タービンＴへ噴射された後の水の排水が円滑でないと、その水がタービンＴの回転に影響を与え、回転効率が低下してしまう。
【００５５】
一般的な発電機の設置条件下においては、タービンＴへ噴射された後の水は、そのまま下方に捨てることができて、水捌けについて特段考慮する必要はないが、この発明では、狭隘なピットＰ内での設置を目的としているため、上記のような筒状のケーシング１０を用いている。このため、タービンＴへ噴射された後の水を、円滑に下方に排出することが重要な課題となる。
【００５６】
この点、例えば、図８に示す地上（地表面）Ｇにおける排水方法と同様の手法で、ピットＰ内で排水を行った場合には、ピットＰ内が排水により水没し、タービンＴの回転に悪影響を及ぼす場合も考えられる。したがって、タービンＴに噴射された後の水は、ピットＰ内に落とし込むことなく、ピットＰ外の前記排水先へ導くことが望ましい。
【００５７】
そこで、この実施形態では、図９に示すように、ピットＰ内への設置を前提とした筒状のケーシング１０を用意し、そのケーシング１０の下方に設けた排出口１２に、排水用配管Ｅを接続できる構成としている。このとき、ケーシング１０に接続される排水用配管Ｅの口径は、水抜きを円滑にするためにできるだけ大きいことが望ましいが、この実施形態では、ケーシング１０の外径と同径の、あるいはそれよりもやや小さい径の排水用配管Ｅを接続可能としている。
【００５８】
また、この排水用配管Ｅは、自然流下の排水に対して抵抗が比較的少ない（粗度係数が低い）管として、塩ビ標準サイズの管を取付け可能としている。
【００５９】
この排水用配管Ｅの接続構造として、ケーシング１０下端の排出口１２の形状を、例えば、ＶＵ１２５Ａソケット準拠の塩ビ管受口寸法の設計（実施形態は１２５Ａを想定）とすることができ、これにより、排出口１２において、例えば、塩ビ直管（ＶＵ）をケーシング１０に直接接合可能とできる。
【００６０】
また、この実施形態では、図９（ａ）（ｂ）に示すように、その排水用配管Ｅとしての直管の下方に、同じく塩ビ管からなる９０度の屈曲管（エルボ管）１３を接合可能としている。
【００６１】
すなわち、ピットＰ内での排水設備の設置であるため、そのピットＰ内における発電機２３の地表面（路面）に対する設置高さは、水道管路敷設条件等の各種規定の制約を受ける。このため、ケーシング１０の設置高さは、現場に応じてその都度調整できることが望ましい。ケーシング１０の設置高さが変わると、下部の排出口１２に接続すべき排水用配管Ｅの長さも変わる。ピットＰ外に通じる誘導管５の高さに合わせなければならないからである。
【００６２】
そこで、この実施形態では、排水用配管Ｅの素材として、現場切管が容易（鋸等による切管が可能）な塩ビ管を用いることにより、その配管長さの調整を容易とした。すなわち、ケーシング１０の設置高さに合わせて、排出口１２に接続される排水用配管Ｅの長さを調整できるようにしたものである。このため、ケーシング１０を現場に応じた高さに設置することが容易となる。
【００６３】
また、このような排水設備を、水道管１に対して新たに設置する際の方法について説明すると、まず、排水管２の新設に際し、例えば、図１０に示すように、サドル付き分水栓を用いることができる。この図１０において、分水栓８は、円弧状を成す対のサドル部材４，４によって、水道管１の外周に締め付けて固定され、その分水栓８に排水管２が接続されている。
この種のサドル付き分水栓を用いれば、施工中の漏水を最小限に抑えることができ、既存の水道管１に対して排水管２を新設することが容易である。
【００６４】
その水道管１から引き出される排水管２には、図１０に示すように、装置類補修用のゲート弁６、前記弁装置３、及び流量調整弁７が取付けられる。また、その排水管２末端に、前記ケーシング１０が接続される。
【００６５】
なお、ピットＰ外の排水先に通じる誘導管５が整備されていない場合は、この誘導管５を挿通するために、そのピットＰの壁部にコア抜きを行う。ピットＰの壁部は、例えば、図示するように、基礎Ｃの上に円筒状のブロックを積み上げて構築することができる。壁部のコア抜きを行った後、そのコア抜きによって生じた孔に誘導管５を挿通する。誘導管５は、その下流側端を排水先へ通じる管路に接続し、上流側端は、前記ケーシング１０の排出口１２に対して、前記塩ビ管等の排水用配管Ｅで接続される。
また、コア抜き箇所は、誘導管５の外周に沿ってコーキング等を行い、ピットＰ内に地中からの水が混入することを防ぐ措置を施す（図１１参照）。
【００６６】
このとき、コア抜きや埋設条件により、ピットＰ外へ通じる誘導管５の管径が制約される場合がある。既に設けられているコアの径が小さい場合や、既に設けられている誘導管５の管軸の位置が、排水用配管Ｅの管軸の位置とずれている場合等である。このような場合は、例えば、図１２（ａ）に示す塩ビ製のインクリーザ（片落管）５ａや、図１２（ｂ）に示す偏心ブッシング５ｂ等を用いることにより、適切な配管径で排水用配管Ｅを誘導管５に導くことが可能である。
【００６７】
その後、図１に示すように、ピットＰ内のスペースに調整装置２５，制御装置２６等を設置する。ケーシング１０内の発電機２３からの配線は、貫通孔１１を通じてケーシング１０外に引き出され、そのピットＰ内に固定した調整装置２５、制御装置２６等に接続される。
【００６８】
なお、この実施形態では、ピットＰ及び排水設備を新設する場合、あるいは、既設のピットＰ内において水道管１から排水管２を新たに引き出す場合を想定しているが、例えば、既設のピットＰ内に備えられた消火栓設備等を用いても、この発明の構成からなる排水設備を整備することができる。
【００６９】
この場合、排水設備の設置方法としては、その消火栓設備等において、まず、水道管１から立ち上がる分岐管部に接続された既設の消火栓を撤去する。この撤去は、分岐管部上端のフランジ部と、消火栓下部のフランジ部とを締め付けるボルト・ナットを緩めることで、そのフランジ部間を切り離して行う。消火栓を取り外した後、その分岐管部上端のフランジ部に、排水管２を取り出すための開口を有するフランジ蓋をセットし、その開口に排水管２を接続する。排水管２の引き出しが完了した後の作業は、前述の新設の場合と同様である。
【００７０】
なお、一般に、水力発電機は、交流発電機を含む比較的重量物であるため、設置時には、排水管２及び下方に設置された排水用配管Ｅ、誘導管５等に負荷がかからないように保護する必要がある。この発明では、ケーシング１０は、その外周に設けた鍔部１４の上面にボルト３３をねじ込むための穴３６を備えており、その穴３６を通じてフレーム３０でケーシング１０を支持できるから、現場に応じた方法で発電機２３及びケーシング１０の固定を行うことができる。
【符号の説明】
【００７１】
１水道管
２排水管
３弁装置
４サドル部材
５誘導管
６ゲート弁
７流量調整弁
８分水栓
１０ケーシング
１０ａ蓋
１１貫通孔
１１ａ配線用アダプタ
１２排出口
１３屈曲管
１４鍔部
１５接続孔
１６隔壁
１７挿通孔
１８プラグノズル
１９ノズルアダプタ
２０水力発電機
２１羽根部材
２２回転軸
２３発電機
２３ａ発電機軸
２４バッテリー
２５調整装置
２６制御装置
２７オイルシール
２８シールワッシャ
２９フランジボルト
３０フレーム
３１保持部材
３２主材
３３ボルト
３３ａナット
３４ねじ
３５横梁
３６穴
Ａ上室
Ｂ下室
Ｃ基礎
Ｅ排水用配管
Ｐピット
Ｔタービン

【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に掘削されたピット（Ｐ）内に設置され、水道管（１）から引き出された排水管（２）と、その排水管（２）を開閉する弁装置（３）とを備え、前記水道管（１）内の滞留水を前記排水管（２）を通じて外部へ排出する機能を有する排水設備において、
前記ピット（Ｐ）内に筒状のケーシング（１０）をその筒軸方向が上下方向になるように配設し、前記ケーシング（１０）内には、上下方向の軸心周りに回転自在のタービン（Ｔ）と、そのタービン（Ｔ）の上部に配置された発電機（２３）とを備え、前記発電機（２３）は、前記タービン（Ｔ）の回転によって発電する機能を有しており、前記排水管（２）は、前記タービン（Ｔ）の側方で前記ケーシング（１０）の内外を貫通して設けられた接続口（１５）を介して前記ケーシング（１０）内の空間に連通して、前記排水管（２）から前記ケーシング（１０）内に入った水が前記タービン（Ｔ）を回転させ、その水は前記ケーシング（１０）の下端に設けた排出口（１２）を通じて外部へ排出されることを特徴とする排水設備。
【請求項２】
前記排出口（１２）は下向きに開口しており、その排出口（１２）に屈曲管（１３）を取付けることにより、その屈曲管（１３）を通じて水が横向きに排出されることを特徴とする請求項１に記載の排水設備。
【請求項３】
前記ケーシング（１０）の外壁に、外側へ突出する鍔部（１４）を設け、前記鍔部（１４）に、前記ピット（Ｐ）の底から立ち上がるフレーム（３０）を固定して、そのフレーム（３０）を介して前記ケーシング（１０）を前記ピット（Ｐ）内に保持したことを特徴とする請求項１又は２に記載の排水設備。
【請求項４】
前記フレーム（３０）は、前記鍔部（１４）の上面に当接する保持部材（３１）を備え、前記保持部材（３１）が備える上下方向の孔に挿通されたボルト（３３）が、前記鍔部（１４）の上面から下方に向かってねじ込まれることにより、前記ケーシング（１０）と前記フレーム（３０）とが固定されることを特徴とする請求項３に記載の排水設備。
【請求項５】
前記ケーシング（１０）内の空間を上室（Ａ）と下室（Ｂ）とに区画する隔壁（１６）を設け、前記発電機（２３）は前記上室（Ａ）に配置され、前記タービン（Ｔ）は前記下室（Ｂ）に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の排水設備。
【請求項６】
前記タービン（Ｔ）は、上下方向に伸びる筒状の回転軸（２２）と、その回転軸（２２）から外側に伸びる羽根部材（２１）とを備え、前記回転軸（２２）の内側に、前記発電機（２３）が備える発電機軸（２３ａ）が入り込んでその回転軸（２２）と前記発電機軸（２３ａ）とは一体に回転するようになっており、前記回転軸（２２）は、前記隔壁（１６）に設けた上下方向の挿通孔（１７）に挿通されて、前記回転軸（２２）の外面と前記挿通孔（１７）の内面との間を液密に閉じるオイルシール（２７）を備えたことで、前記発電機軸（２３ａ）に前記下室（Ｂ）内の水が触れないようにしたことを特徴とする請求項５に記載の排水設備。

【図１】