汚水中継ポンプ設備
【課題】 ソリッドセパレーション型の汚水中継ポンプ設備において、し渣の固着等を生じることなく確実にし渣分離槽から汚水貯留槽に流入する汚水からし渣を分離する。
【解決手段】 し渣分離槽６と水中ポンプ７Ａ，７Ｂの吐出管４４との間に、固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂが設けられている。固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂは、基端側が流路４７ａの壁部側に固定されると共に流路４７ａの中心軸Ｃに向けて延び、先端側が基端側よりもし渣分離槽６側に位置する複数のスクリーン部材４８を備える。複数のスクリーン部材４８の先端側が水中ポンプ７Ａ，７Ｂの異物通過径以下の寸法の汚水通過孔４９を形成する。隣接するスクリーン部材４８間の隙間５０は、水中ポンプ７Ａ，７Ｂの異物通過径以下の寸法である。
【解決手段】 し渣分離槽６と水中ポンプ７Ａ，７Ｂの吐出管４４との間に、固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂが設けられている。固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂは、基端側が流路４７ａの壁部側に固定されると共に流路４７ａの中心軸Ｃに向けて延び、先端側が基端側よりもし渣分離槽６側に位置する複数のスクリーン部材４８を備える。複数のスクリーン部材４８の先端側が水中ポンプ７Ａ，７Ｂの異物通過径以下の寸法の汚水通過孔４９を形成する。隣接するスクリーン部材４８間の隙間５０は、水中ポンプ７Ａ，７Ｂの異物通過径以下の寸法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水道において汚水を送水するための汚水中継ポンプ設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水道において汚水を送水するための種々の汚水中継ポンプ設備が知られている。例えば、特許文献１及び２には、ソリッドセパレーション型の汚水中継ポンプ設備が記載されている。
【０００３】
図１８及び図１９を参照して、従来のソリッドセパレーション型の汚水中継ポンプ設備を説明する。地上に設置され又は地下に埋設されたピット１００内に、汚水貯留槽１０５が配置され、この汚水貯留槽１０５内にし渣分離装置１０１Ａ，１０１Ｂが配置されている。し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂには流入管１０２と、吐出管１０３が接続されている。また、各し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂと汚水貯留槽１０５とを接続する接続管１１５Ａ，１１５Ｂが設けられ、これらの接続管１１５Ａ，１１５Ｂにはポンプ１１３Ａ，１１３Ｂが介設されている。し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂ内で開口する接続管１１５Ａ，１１５Ｂの端部には汚水からし渣を分離するためのセパレーション弁ないしは固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂが取り付けられている。図２０を併せて参照すると、固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂは、両端開口の筒体に複数のスリット１１７ａを設けると共に、筒体の一端にはヒンジ１１７ｂを中心に矢印方向に回動可能なフラップ１１７ｃを設けている。スリット１１７ａの寸法は、汚水に含まれるし渣のうちポンプ１１３Ａ，１１３Ｂの異物通過径よりも大きいし渣は通過させないが、汚水自体は通過できるように設定されている。また、各接続管１１５Ａ，１１５Ｂには汚水ポンプ１１３Ａ，１１３Ｂの前後に常開の流入仕切弁１１９Ａ，１１９Ｂ，１２１Ａ，１２１Ｂが設けられている。
【０００４】
汚水ポンプ１１３Ａ，１１３Ｂの停止時には、図１９において破線の矢印で示すように、流入管１０２からし渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂ内に流入した汚水は固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂによりし渣が分離された後、接続管１１５Ａ，１１５Ｂを経て汚水貯留槽１０５内に流入する。し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂ内には汚水から分離されたし渣が蓄積する。この時、固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂのフラップ１１７ｃは閉じている。
【０００５】
汚水ポンプ１１３Ａ，１１３Ｂの作動時には、図１９において実線の矢印で示すように、汚水貯留槽１０５に貯留された汚水が汚水ポンプ１１３Ａ，１１３Ｂによって接続管１１５Ａ，１１５Ｂを介してし渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂ内に圧送される。その結果、し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂ内に蓄積されたし渣は汚水と共に送水管１０３Ａ，１０３Ｂから下流側に送出される。し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂ内には汚水上に浮くボール１０７が収容されている。図１９において二点鎖線で示すように、汚水ポンプ１１３Ａ，１１３Ｂによる汚水の圧送時にはボール１０７によってし渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂの流入管１０２との接続部分が閉鎖され、流入管１０２Ａ，１０２Ｂへの汚水の逆流が防止される。この時、固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂはヒンジ１１７ｂ回りに上向きに回動して開いている。
【０００６】
しかし、従来のソリッドセパレーション型の汚水中継ポンプ設備には、図２０に示した固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂに関して以下の問題がある。まず、固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂは可動構造のフラップ１１７ｃを備えるが、ヒンジ１１７ｂにし渣が固着してフラップ１１７ｃが開放状態又は閉鎖状態で固定され、固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂがその機能を果たさなくなるおそがある。特に髪の毛等の糸状ないしは繊維状のし渣は、ヒンジ１１７ｂにからまって固着しやすい。
【０００７】
また、フラップ１１７ｃが開閉するための空間を確保する必要がある。そのため、この図１８及び図１９に示す汚水中継ポンプ設備では、固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂをし渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂ内に配置している。一方、し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂとポンプ１１３Ａ，１１３Ｂを接続する管路に固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂを配置するには、フラップ１１７ｃの開閉空間を確保するために固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂを配置する部分を拡径する必要がある。この拡径部があると、ポンプ１１３Ａ，１１３Ｂからし渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂに汚水を吐出する際に、渦が発生してし渣が滞留する。このし渣の滞留があると、ポンプ１１３Ａ，１１３Ｂから吐出される汚水の圧力に損失が生じ、し渣分離槽１０１Ａ，１０２Ｂ内のし渣が残留するおそがある。し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂ内にし渣が残留していると、し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂから水中ポンプ１１３Ａ，１１３Ｂへの汚水の流入を阻害する。
【０００８】
【特許文献１】ドイツ特許第２９５０５０２８Ｕ１号
【特許文献２】欧州特許第０７４４５０４１Ｂ１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、し渣の固着等を生じることなく確実にし渣分離槽から汚水貯留槽に流入する汚水からし渣を分離することができる、ソリッドセパレーション型の汚水中継ポンプ設備を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、流入管を介して上流側から流入する汚水を、送水管を介して下流側に送水する汚水中継ポンプ設備であって、前記流入管及び前記送水管が内部まで延びている汚水貯留槽と、前記汚水貯留槽内に配置され、前記流入管と前記送水管とに接続され、前記流入管からの汚水の流入は許可するが前記流入管への汚水の逆流を阻止する逆流防止機構を備えるし渣分離槽と、前記汚水貯留槽内に配置され、吐出口が前記し渣分離槽と接続される一方、吸込口が前記汚水貯留槽内に開放し、停止時に吐出口から吸込口への汚水の逆流を許可する水中ポンプと、前記し渣分離槽と前記水中ポンプの吐出口とを接続する流路に配置され、基端側が前記流路の壁部側に固定され、先端側が前記基端側よりも前記し渣分離槽側に位置する複数のスクリーン部材を備え、これら複数のスクリーン部材の先端側が前記水中ポンプの異物通過径以下の寸法の汚水通過孔を形成し、かつ隣接するスクリーン部材間の隙間が前記水中ポンプの異物通過径以下の寸法である固液分離スクリーンとを備える、汚水中継ポンプ設備を提供する。
【００１１】
水中ポンプの停止時には、流入管からし渣分離槽に汚水が流入し、さらにし渣分離槽から固液分離スクリーン、水中ポンプの吐出口、及び水中ポンプの吸込口を経て、汚水貯留槽内に流入する。し渣分離槽から水中ポンプの吐出口に流入する汚水に含まれるし渣は固液分離スクリーンによって分離される。従って、し渣分離槽内にはし渣が蓄積され、汚水貯留槽内にはし渣を分離済みの汚水のみが蓄積される。水中ポンプを作動させると、汚水貯留槽に蓄積された汚水が水中ポンプの吸込口、水中ポンプの吐出口、及び固液分離スクリーンを経て、し渣分離槽内に流入し、し渣分離槽内に蓄積されたし渣と共に送水管へ圧送される。
【００１２】
固液分離スクリーンは複数のスクリーン部材から構成され、スクリーン部材の先端側が形成する汚水通過孔と隣接するスクリーン部材間の隙間とは、いずれも水中ポンプの異物通過径以下である。従って、水中ポンプの停止時には、し渣分離槽から水中ポンプの吐出口へ流れる汚水に含まれるし渣がスクリーン部材によって確実に捕捉される一方、汚水自体は汚水通過孔やスクリーン部材間の隙間を通って水中ポンプの吐出口へ流れる。また、スクリーン部材は流路の中心軸向けて延び、その先端側が基端側よりもし渣分離槽側に位置している。従って、水中ポンプの作動時には、汚水貯留槽からし渣分離槽へ圧送される汚水により、スクリーン部材で捕捉されたし渣が洗い流されてし渣分離槽に圧送される。
【００１３】
フラップを備える固液分離弁と比較すると、本発明の固液分離スクリーンは可動部分がないので構造が簡単である。また、可動部がないので汚水に含まれるし渣の固着等により固液分離スクリーンの機能が損なわれることもない。
【００１４】
前述のようにスクリーン部材で捕捉されたし渣は水中ポンプからの汚水によってし渣分離槽へ圧送されるが、し渣をより確実に洗い流すためには、スクリーン部材が流路中の汚水の流れに沿うように配置することが好ましい。
【００１５】
具体的には、前記複数のスクリーン部材は、それぞれ前記流路の中心軸を含む平面内に配置されていることが好ましい。
【００１６】
また、し渣を確実に洗い流すためには、前記スクリーン部材は、少なくとも前記先端側が前記流路の中心軸と５度以上６０度以下の範囲の角度をなしていることが好ましい。
【００１７】
例えば、前記スクリーン部材は、前記流路内で円錐台状に配置され、前記流路の中心軸方向から見て円形に配置されたスクリーン部材の先端が前記汚水通過孔を形成している。
【００１８】
スクリーン部材は、例えば円形、多角形等の断面形状を有する棒状体からなる。また、スクリーン部材は種々の断面形状を有する細長い板状体であってもよい。
【００１９】
スクリーン部材の長さを異ならせてもよい。具体的には、前記スクリーン部材は、第１の長さを有する第１のスクリーン部材と、前記第１の長さよりも短い第２の長さを有する第２のスクリーン部材とを備え、前記第１のスクリーン部材と前記第２のスクリーン部材が交互に配置されていてもよい。
【００２０】
スクリーン部材を備える本発明の固液スクリーンは可動部を備えてないので、前記流路の口径を前記水中ポンプの吐出口の口径と等しく設定できる。スクリーン付近の流路の口径を必要最小限に抑制することで、水中ポンプの作動時この部分で渦が発生してし渣が滞留するのを防止することができる。その結果、水中ポンプの作動時には水中ポンプが吐出する汚水によってし渣分離槽内のし渣が確実に送水管に圧送されるので、し渣分離槽内に異物が残留せず、水中ポンプ停止時にはし渣分離槽から水中ポンプへ円滑に汚水が流入する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の汚水中継ポンプ設備では、複数のスクリーン部材を備える固液分離スクリーンによってし渣分離槽から水中ポンプを介して汚水貯留槽に流入する汚水からし渣を分離するので、し渣の固着等を生じることなく確実に汚水からし渣を分離できると共に、スクリーン付近にし渣の滞留の原因となる渦が発生するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１実施形態）
図１から図３は、本発明の第１実施形態にかかるマンホール型の汚水中継ポンプ設備１を示す。
【００２３】
汚水中継ポンプ設備１は、流入管２Ａ，２Ｂ，２Ｃを介して上流側から流入する汚水を、送水管３を介して下流側に送水する。汚水中継ポンプ設備１は、汚水貯留槽である地中に埋設されたマンホール４を備え、このマンホール４内に、流入槽５、し渣分離槽６Ａ，６Ｂ、水中ポンプ７Ａ，７Ｂ、及び固液分離機構である固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂが配置されている。図２にのみ示すコントローラ９は、投込式水位計１０やフロート式水位計１１からの入力に基づいて、水中ポンプ７Ａ，７Ｂの運転を制御する。地表に設けられたマンホール４の開口４ａはマンホール蓋４ｂにより閉鎖されている。また、図２にのみ示すように、開口４ａから作業者がマンホール４内に入るためのはしご１２が設けられている。
【００２４】
上流側から３本の流入管２Ａ〜２Ｃがマンホール４の内部に延びている。図３に最も明瞭に表れているように、３本の流入管２Ａ〜２Ｃがマンホール４の内部へ延びる方位ないしは向きは互いに異なっている。また、図１に示すように、３本の流入管２Ａ〜２Ｃがマンホール４の壁部を貫通する高さも互いに異なっている。１本の送水管３がマンホール４の内部から下流側に延びている。
【００２５】
図４から図７を参照して、流入槽５を説明する。図７に最も明瞭に表れているように、流入槽５は全体として矩形の箱体状であり、平面視で長方形状の底板（底部）１５と、この底板１５から上向きに延びる４つの側壁部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄを備える。また、流入槽５の上部は蓋体等によって閉鎖されておらず、平面視で長方形状を呈する開放部１７が設けられている。
【００２６】
流入槽５は、し渣分離槽６Ａ，６Ｂの頂部に固定されており、流入槽５の底板１５はし渣分離槽６Ａ，６Ｂの蓋としての機能を有する。詳細には、図４に示すように、し渣分離槽６Ａ，６Ｂの上端の開放部が流入槽５の底板１５の下面側で閉鎖されている。後に詳述するように、底板１５にはし渣分離槽６Ａ，６Ｂの流入口２７が開口している。
【００２７】
側壁部１６Ａ〜１６Ｄは、下端側が底板１５に連結された平板である閉鎖板１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄを備える。これらの閉鎖板１８Ａ〜１８Ｄには、開口、スリット等は形成されておらず、この部分からは汚水が流出しない。各側壁部１６Ａ〜１６Ｄの閉鎖板１８Ａ〜１８Ｄの底板１５からの高さは同一である。
【００２８】
互いに対向する長辺方向の側壁部１６Ａ，１６Ｃは、それぞれ２つの支持部材１９を備える。支持部材１９は細長い板状を呈し、閉鎖板１８Ａ，１８Ｂの内側に固定されて底板１５から鉛直方向上向きに延びている。支持部材１９の互いに対向する一対の側面には、案内溝１９ａが形成されている。支持部材１９は、閉鎖板１８Ａ，１８Ｃの長さ方向の中央付近よりもやや外側（閉鎖板１８Ａ，１８Ｃを長さ方向にほぼ４等分する位置）に配置されている。また、支持部材１９の上端は、閉鎖板１８Ａ，１８Ｃの上端よりも上方に位置している。本実施形態では、支持部材１９の底板１５からの高さを閉鎖板１８Ａ，１８Ｃの底板１５からの高さの２倍程度に設定している。
【００２９】
互いに対向する短辺方向の側壁部１６Ｂ，１６Ｄの閉鎖板１８Ｃ，１８Ｄの内側にも、それぞれ底板１５から鉛直方向上向きに延びる細長い板状の支持部材２０が固定されている。支持部材２０には、閉鎖板１８Ｂ，１８Ｄの長さ方向中央側の側面にのみ案内溝２０ａが形成されている。
【００３０】
長辺方向の側壁部１６Ａ，１６Ｃは、それぞれ３枚のスクリーン板２１を備える。スクリーン板２１は細長い長方形状を呈し、その全面に板厚方向に貫通する多数の正方形状の開口２１ａが格子状に形成されている。この開口２１ａの寸法は、後述する水中ポンプ７Ａ，７Ｂの異物通過径以下に設定している。スクリーン板２１は閉鎖板１８Ａ，１８Ｄの内側面に当接するように配置されており、支持部材１９，２０によって底板１５及び閉鎖板１８に対して着脱可能に取り付けられている。詳細には、スクリーン板２１は、一方の側縁部を支持部材１９の案内溝１９ａ内に差し込み、他方の側縁部を支持部材２０と閉鎖板１８Ａ，１８Ｃとの間の隙間に差し込むことで、底板１５及び閉鎖板１８に対して取り付けられている。
【００３１】
短辺方向の側壁部１６Ｂ，１６Ｄも、それぞれ１枚のスクリーン板２２を備える。スクリーン板２２は、長さが短い点を除いてスクリーン板２１と同一の構造であり、全面に水中ポンプ７Ａ，７Ｂの異物通過径以下の寸法の開口２２ｂが形成されている。また、スクリーン板２２は、両側縁部を支持部材２０の案内溝２０ａに差し込むことで、底板１５及び閉鎖板１８に対して着脱可能に取り付けられている。
【００３２】
スクリーン板２１，２２は、支持部材１９及び支持部材２０の案内溝１９ａ及び案内溝２０ａから抜き出すことで簡単に側壁部１６Ａ〜１６Ｄから取り外すことができ、逆に支持部材１９及び支持部材２０の案内溝１９ａ及び案内溝２０ａに差し込むだけで簡単に側壁部１６Ａ〜１６Ｄから取り付けることができる。スクリーン板２１，２２を取り外して地上で清掃することができ、破損ないしは損傷した場合には容易に交換できる。この点で、流入槽５は維持管理性に優れている。
【００３３】
スクリーン板２１，２２の高さは閉鎖板１８Ａ〜１８Ｄの高さの２倍程度であり、スクリーン板２１，２２の上側部が閉鎖板１８Ａ〜１８Ｄの上端から突出している。従って、各側壁部１６Ａ〜１６Ｂは、下側が開口等のない閉鎖板１８Ａ〜１８Ｂで、上側がスクリーン板２１，２２である。
【００３４】
図４及び図５に最も明瞭に表れているように、流入管２Ａ〜２Ｃの開口端２ａは、開放部１７から流入槽５の内部まで延びている。各流入管２Ａ〜２Ｃの開口端２ａは流入槽５の底板１５の上方に位置しており、各流入管２Ａ〜２Ｃの開口端２ａと底板１５の間には間隔があけられている。
【００３５】
流入槽５は底板１５と側壁部１６Ａ〜１６Ｄを備えると共に、上方に開放部１７を有する構成であるので、流入管２Ａ〜２Ｃの配置の自由度が高い。すなわち、流入管の開口端２ａを流入槽５の開放部１７に配置できる限り、流入管の本数、流入管の口径、並びに流入管がマンホール４の内部に延びる向きや高さは制約されない。特に、本実施形態のように流入管が複数本ある場合には、流入槽５の開放部１７の水平面への投影面積が、複数本の流入管の開口端の断面積の合計より大きければ、それらの流入管から流入槽へ汚水を流入させることができる。
【００３６】
図６に最も明瞭に表れているように、流入槽５の開放部１７の水平面への投影面積は、３本の流入管２Ａ〜２Ｃの開口端２ａの断面積の合計よりも大幅に大きい。従って、これらの流入管２Ａ〜２Ｃと同程度の管径の流入管がさらに数本あるような場合でも、流入槽５等の設計変更の必要はない。
【００３７】
次に、図１から図４を参照してし渣分離槽６Ａ，６Ｂを説明する。し渣分離槽６Ａ，６Ｂは、その下端側が台座２５によりマンホール４の底部に配置された予旋回槽２６に固定されている。また、し渣分離槽６Ａ，６Ｂは、その上端に流入槽５の内部と連通する流入口２７を備える。図４に示すよう、し渣分離槽６Ａ，６Ｂの頂部を構成する流入槽５の底板１５に段付孔１５ａが板厚方向に貫通するように設けられ、この段付孔１５ａに板厚方向に貫通するように流入口２７を形成した円板２８がボルト２９によって固定されている。
【００３８】
し渣分離槽６Ａ，６Ｂの内部には、ボール３１が収容されている。円板２８の下面（し渣分離槽６Ａ，６Ｂの内部側の面）の流入口２７の周縁は弁座３２として機能し、ボール３１が弁座３２から離脱していれば流入口２７が開放され、ボール３１が弁座３２に着座していれば流入口２７が閉鎖される。ボール３１及び弁座３２は流入管２Ａ〜２Ｂからし渣分離槽６Ａ，６Ｂの内部への汚水の流入は許可するが、し渣分離槽６Ａ，６Ｂの内部から流入管２Ａ〜２Ｃへの汚水の逆流を阻止する逆流防止機構として機能する。
【００３９】
図４を参照すると、し渣分離槽６Ａ，６Ｂの流入口２７の流路径Ｄ１は、後述するし渣分離槽６Ａ，６Ｂの流出管３４の流路３４ａの流路径Ｄ２以下に設定している。
【００４０】
し渣分離槽６Ａ，６Ｂの下部には、流出口として機能する１本の流出管３４が設けられている。各し渣分離槽６Ａ，６Ｂの流出管３４は対応する送水支管３５Ａ，３５Ｂの一端に接続されている。送水支管３５Ａ，３５Ｂの他端は送水管３に接続されている。また、送水支管３５Ａ，３５Ｂには、送水管３からし渣分離槽６Ａ，６Ｂへの汚水の逆流を防止するために、ボール弁３６と逆止弁３７が介設されている。
【００４１】
また、し渣分離槽６Ａ，６Ｂの下部には、汚水出入口として機能する水平方向に延びる一対の汚水出入口管４０が設けられている。この汚水出入口管４０には、対応する水中ポンプ７Ａ，７Ｂの吐出管４４が着脱可能に接続されている。
【００４２】
次に、水中ポンプ７Ａ，７Ｂを説明する。水中ポンプ７Ａ，７Ｂは、図示しないインペラを配置したインボリュート室が内部に形成されたポンプ本体４１と、インペラを回転駆動するための水中モータ４２とを備える。ポンプ本体４１は、下向きに延びる吸込管（吸込口）４３を備える。吸込管４３の端部は予旋回槽２６の上方に位置し、マンホール４の内部に開放されている。また、ポンプ本体４１は、し渣分離槽６Ａ，６Ｂに向けて水平方向に延びる吐出管（吐出口）４４を備える。吐出管４４の端部のフランジ４４ａには、固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂがボルト４５によって固定されている。水中ポンプ７Ａ，７Ｂは、停止時に、し渣分離槽６Ａ，６Ｂ側から吐出管４４に流入した汚水が吸込管４３へ逆流し、吸込管４３からマンホール４の内部に放流されるものである必要がある。本明細書では、水中ポンプ７Ａ，７Ｂの吸込管４３から吐出管４４に至る流路の最小径を水中ポンプ８Ａ，８Ｂの異物通過径という。
【００４３】
次に、図８、図９を参照して固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂを説明する。固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂは、全体として扁平な直方体状のブロック４７を備える。このブロック４７を貫通する流路４７ａが形成されている。この流路４７ａは図において右端の端部がし渣分離槽６Ａ，６Ｂの汚水出入口管４０内の流路４０ａと連通し、図において左側の端部が水中ポンプ７Ａ，７Ｂの吐出管４４内の流路４４ｂと連通している。
【００４４】
固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂの流路４７ａ内には、複数のスクリーン部材４８が配置されている。スクリーン部材４８は断面円形の比較的細い棒状体からなる。スクリーン部材４８の断面形状は、円形に限定されず、多角形状等の他の形状であってもよい。個々のスクリーン部材４８は、流路４７ａ中の汚水の流れに沿うように配置されている。換言すれば、各スクリーン部材４８は、流路４７ａの中心軸Ｃを含む仮想平面内に配置されている。例えば、図９に示す中心軸Ｃを含む平面Ｐには、２つのスクリーン部材４８が配置されている。
【００４５】
図８に示すように、個々のスクリーン部材４８は基端４８ａが流路４７ａの壁部（ブロック４７）に埋め込まれて固定されている。基端４８ａから流路４７ａの中心軸Ｃに対して一定の角度θ１をなして第１部分４８ｂが延びている。また、第１部分４８ｂからは中心軸Ｃに対して角度θ１よりも小さい一定の角度θ２をなして第２部分４８ｃが延びている。従って、個々のスクリーン部材４８は全体として基端側から先端側へ流路の中心軸Ｃに向かって延びており、基端側の第１部分４８ｂよりも、先端側の第２部分４８ｂがし渣分離槽６Ａ，６Ｂ側に位置している。
【００４６】
複数のスクリーン部材４８は、流路４７ａ内で円錐台形状をなすように配置されており、流路４７ａの中心軸Ｃ方向から見ると、スクリーン部材４８の先端４８ｄが円形（図９の符号α参照）に配置され、先端４８ｄで囲まれた部分は汚水通過孔４９を形成している。この汚水通過孔４９の径は水中ポンプ７Ａ，７Ｂの異物通過径以下に設定している。また、隣接するスクリーン部材４８間の隙間５０も異物通過径以下に設定している。
【００４７】
ブロック４７とスクリーン部材４８からなる固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂは、固定部のみからなりフラップ（図２０参照）のような可動部を備えていないので、可動部が動く領域を確保するために、流路４７ａの流路径Ｄ３を大きく設定する必要がない。本実施形態では、流路４７ａの流路径Ｄ３を必要最小限の大きさ、すなわち水中ポンプ７Ａ，７Ｂの吐出管４４の流路径Ｄ４と等しく設定している。
【００４８】
図１から図４及び図８を参照して、水中ポンプ７Ａ，７Ｂとし渣分離槽６Ａ，６Ｂの接続構造について説明する。前述のように水中ポンプ７Ａ，７Ｂの吐出管４４のフランジ４４４ａに固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂが固定され、この固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂのブロック４７にはスライダ５５の基端側がボルト５６によって固定されている。このスライダ５５の先端側には、下向きに突出するフック状突起５５ａが設けられている。このフック状突起５５ａには傾斜面５５ｂが形成されている。一方、し渣分離槽６Ａ，６Ｂの汚水出入口管４０のフランジ４０ｂの上部には、フック状突起５５ａの傾斜面５５ｂと対応する傾斜面４０ｃが設けられている。フック状突起５５ａの傾斜面５５ｂが汚水出入口管４０のフランジ４０ｂの傾斜面４０ｃに係止されることで、固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂがし渣分離槽６Ａ，６Ｂの汚水出入口管４０に対して位置決め状態で保持されている。フック状突起５５ａとフランジ４０ｂの係合により接続しているので、単に昇降させるだけで水中ポンプ７Ａ，７Ｂ及び固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂをし渣分離槽６Ａ，６Ｂに対して着脱できる。
【００４９】
マンホール４内には、各水中ポンプ７Ａ，７Ｂ毎に鉛直方向に延びる一対の案内ロッド５８Ａ，５８Ｂが設けられている。前述のスライダ５５は両側部には切欠５５ｃが形成されており、切欠５５ｃは案内ロッド５８Ａ，５８Ｂに嵌め込まれている。従って、案内ロッド５８Ａ，５８Ｂに沿って水中ポンプ７Ａ，７Ｂを昇降させることができる。
【００５０】
次に、図１０Ａから図１０Ｄをさらに参照して、第１実施形態の汚水中継ポンプ設備１の動作を説明する。通常、一対の水中ポンプ７Ａ，７Ｂの一方が作動状態であれば、他方は停止状態であり、停止状態の水中ポンプに対応するし渣分離槽に流入管２Ａ〜２Ｃからの汚水の流入が可能である。以下の説明では、特に言及しない限り、一方の水中ポンプ７Ａ及び対応するし渣分離槽６Ａに着目して説明する。
【００５１】
図１０Ａに示すように、し渣を含む汚水が流入管２Ａ〜２Ｃから流入槽５に流入する。流入槽５に流入した汚水は、流入槽５の底板１５に開口した流入口２７からし渣分離槽６Ａに流入する。
【００５２】
前述のように、し渣分離槽６Ａの流入口２７の流路径Ｄ１は、し渣分離槽６Ａの流出管３４の流路３４ａの流路径Ｄ２以下に設定している。従って、汚水出入口管４０を通過できない大型のし渣は流入口２７からし渣分離槽６Ａ内に流入せず、流入槽５の底板１５上に残る。従って、し渣分離槽６Ａの汚水出入口管４０や流出管３４の閉塞を防止することができる。
【００５３】
し渣分離槽６Ａの流入口２７や固液分離スクリーン８Ａが一時的に閉塞した場合、流入管２Ａ〜２Ｃから流入する汚水が流入槽５の側壁部１６Ａ〜１６Ｄの下側部分、すなわち閉鎖板１８Ａ〜１８Ｄで囲まれた部分から溢れてマンホール４に直接流入（越流）する。この越流する汚水に夾雑物ないしは大型のし渣が含まれていると、水中ポンプ７Ａの作動時に吸込口にこの大型のし渣が吸い込まれて、閉塞が引き起こるおそれがある。しかし、側壁部１６Ａ〜１６Ｄの上側部分には、スクリーン板２１，２２があり、汚水は水中ポンプ７Ａの異物通過径以下の寸法であるスクリーン板２１，２２の開口２１ａ，２２ａを通って、マンホール４内へ越流する。この際、汚水に含まれている異物通過径よりも大きい大型のし渣は、開口２１ａ，２２ａを通過できずに流入槽５内に残る。従って、汚水の越流が生じた場合でもマンホール４内への大型のし渣の流入を防止し、それに起因する水中ポンプ７Ａの閉塞を防止できる。
【００５４】
図１０Ｂに示すように、し渣分離槽６Ａに流入した汚水は、さらに汚水出入口管４０から固液分離スクリーン８Ａを介して停止中の水中ポンプ７Ａの吐出管４４に流入し、水中ポンプ７Ａ内を逆流して吸込管４３からマンホール４内に放流される。固液分離スクリーン８Ａの流路４７ａを通過する際に、スクリーン部材４８によってし渣が分離されるので、し渣分離槽６Ａ内にはし渣が蓄積され、し渣を分離済みの汚水がマンホール４の内に蓄積される。汚水通過孔４９の径及び隣接するスクリーン部材４８間の隙間５０を異物通過径以下に設定しているので、水中ポンプ７Ａの閉塞等の不都合を引き起こす可能性のあるし渣は、スクリーン部材４８によって確実に捕捉される。一方、汚水自体は汚水通過孔４９や隙間５０を通って水中ポンプ７Ａの吐出管４４へ流れる。図１０Ｃに示すように、し渣分離槽６Ａ内のし渣が増加するのに伴って、ボール３１が上昇する。
【００５５】
マンホール４内が予め定められた水位に達したことを水位計１０，１１が検出すると、コントローラ９により水中ポンプ７Ａが始動される。図１０Ｄに示すように、水中ポンプ７Ａが作動すると、マンホール４内の汚水が吸込管４３から吸い込まれ、吐出管４４から吐出される。水中ポンプ７Ａによって吐出された汚水は、固液分離スクリーン８Ａを通って汚水出入口管４０からし渣分離槽６Ａ内に圧送される。し渣分離槽６Ａ内に蓄積されているし渣は、水中ポンプ７Ａから圧送される汚水と共に、流出管３４を介して送水管３に送られる。し渣分離槽６Ａと流入槽５とを接続する流入口２７はボール３１が弁座３２に着座することによって閉鎖されている。従って、し渣分離槽６Ａから流入槽５へ汚水が逆流しない。
【００５６】
前述のように固液分離スクリーン８Ａのスクリーン部材４８は、流路４７ａ中の汚水の流れに沿って配置され、かつ基端側（水中ポンプ７Ａ側）から先端側（し渣分離槽６Ａ側）へ流路４７ａの中心軸Ｃに向かって延びている。そのため、スクリーン部材４８は、し渣が流路４７ａ中を水中ポンプ７Ａ側からし渣分離槽６Ａ側へ移動することを妨げる作用が極めて小さい。例えば、スクリーン部材４８の先端４８ｄはし渣分離槽６Ａ側に向いているので、水中ポンプ７Ａ側から渣分離槽６Ａ側へ移動するし渣がスクリーン部材４８の先端４８ｄ突き刺さって留まることがない。従って、汚水の流入時（図１０Ａから図１０Ｃ参照）にスクリーン部材４８によって捕捉されたし渣は、水中ポンプ７Ａから吐出されてし渣分離槽６Ａに向けて流路４７ａを流れる汚水により、簡単かつ確実にスクリーン部材４８から洗い流されてし渣分離槽６Ａに圧送される。より確実に水中ポンプ７Ａが吐出する汚水によってスクリーン部材４８からし渣を洗い流すためには、スクリーン部材４８の第１及び第２部分４８ｂ，４８ｃの角度θ１，θ２は５度以上６０度以下の範囲に設定することが好ましい。
【００５７】
前述のように固液分離スクリーン８Ａは可動部を備えていないので、固液分離スクリーン８Ａのブロック４７に形成した流路４７ａの流路径Ｄ３は必要最小限の大きさ、すなわち吐出管４４の流路径Ｄ４と等しく設定している。従って、水中ポンプ７Ａから吐出されてし渣分離槽６Ａに向かって流れる汚水がスクリーン部材４８の付近で渦を発生するのを防止することができ、この渦によるし渣の滞留がない。従って、水中ポンプ７Ａが吐出する汚水によってし渣分離槽６Ａ内のし渣が確実に流出管３４から送水管３に圧送され、し渣分離槽６Ａ内に異物が残留せず、水中ポンプ７Ａの停止時（図１０Ａから図１０Ｃ参照）にはし渣分離槽６Ａから水中ポンプ７Ａへ円滑に汚水が流入する。
【００５８】
図１１Ａから図１１Ｃは、流入槽５のスクリーン板２１，２２の開口２１ａ，２２ａの形状の代案を示す。図１１Ａの例では、開口２１ａ，２２ａは菱形である。図１１Ｂの例では開口２１ａ，２２ａは円形である。図１１Ｃでは開口２１ａ，２２ａは細長いスリット状である。これら開口２１ａ，２２ａは流路と同方向に延びていてもよく、流路と交差する方向に延びていてもよい。前述の水中ポンプの異物通過径以下の寸法を有するという条件を満たす限り、開口２１ａ，２２ａの形状特に限定されない。
【００５９】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、流入槽５の底板１５及び開放部１７の形状の代案を示す。図１２Ａの例では、底板１５は面積の大きい細長い四角形状の本体６１の一端に面積の小さい短い四角形状の付加部６２を連設した形状である。側壁部１６は底板１５から鉛直方向上向きに延びており、開放部１７は底板１５と同様の形状を有する。底板１５の本体６１にし渣分離槽６Ａ，６Ｂの流入口２７が開口している。２本の流入管２Ａ，２Ｂがマンホール４内に延びており、一方の流入管２Ａの開口端２ａは底板１５の本体６１の部分で開放部１７から流入槽５の内部に延びており、他の流入管２Ｂは底板１５の付加部６２の部分で開放部１７から流入槽５の内部に延びている。
【００６０】
図１２Ｂの例では、底板１５は面積の大きい四角形状の本体６１の両端に面積の小さい四角形状の付加部６２，６３を連設した形状である。側壁部１６は底板１５から鉛直方向上向きに延びており、開放部１７は底板１５と同様の形状を有する。３本の流入管２Ａ〜２Ｃがマンホール４内に延びており、１本の流入管２Ａの開口端２ａは本体６１の部分で開放部１７から流入槽５の内部に延びており、残りの流入管２Ｂ，２Ｃはそれぞれ付加分６２，６３の部分で開放部１７から流入槽５の内部に延びている。
【００６１】
図１３Ａから図１３Ｃは、固液分離スクリーン８の代案を示す。図１３Ａの例では、２種類の長さのスクリーン部材４８Ａ，４８Ｂが交互に配置されている。スクリーン部材４８Ａがスクリーン部材４８Ｂよりも長さが長い。スクリーン部材４８Ａの先端で囲まれた部分が汚水通過孔４９を形成している。
【００６２】
図１３Ｂの例では、スクリーン部材４８は湾曲ないしは折れ曲がりのない真直な形状であり、かつすべてのスクリーン部材４８の長さが同一である。
【００６３】
図１３Ｃの例では、固液分離スクリーン８は、棒状のスクリーン部材に代えて、両端開口のテーパ状の筒体６５を備える。筒体６５にはスリット６５ａが形成されている。筒体６５のスリット６５ａを設けていない部分６５ｂがスクリーン部材として機能し、スリット６５ａは隣接するスクリーン部材４８間の隙間として機能する。また、筒体６５の小径側の開口端６５ｃが汚水通過孔として機能する。
【００６４】
（第２実施形態）
図１４及び図１５に示す本発明の第２実施形態では、流入槽５の側壁部の一部としてマンホール４の内周面４ｃを利用している。詳細には、流入槽５は平面視で円弧状の底板７０を備えており、この底板７０の外周側がマンホール４の内周面４ｃに当接している。また、底板７０の内周側には鉛直方向上向きに延びる側壁部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃが設けられている。底板７０の長さ方向中央部分の側壁部７１Ａと、この側壁部７１Ａと連続する一対の側壁部７１Ｂは、下側に開口等のない閉鎖部７１ａを備え、上側に縦方向に延びるスリット状の開口７１ｂを設けたスクリーン部７１ｃを備える。底板７０の端部の一対の側壁部７１Ｃは全体が閉鎖部となっている。
【００６５】
３本の流入管２Ａ〜２Ｃの開口端２ａは、流入槽５までの延びておらず、マンホール４の内周面４ｃで止まっている。流入管２Ａ〜２Ｃの開口端２ａから流入槽５まで汚水を流すために、断面形状が半円形の上下方向に延びる樋体７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃが設けられている。これらの樋体７２Ａ〜７２Ｃは、両側部がマンホール４の内周面４ｃに当接しており、マンホール４の内周面４ｃと共に汚水を自然流下させる流路を形成している。樋体７２Ａ〜７２Ｃは、上端が流入管２Ａ〜２Ｃの開口端２ａと対応する位置まで延びており、下端は流入槽５の上方に位置している。
【００６６】
各流入管２Ａ〜２Ｃから樋体７２Ａ〜７２Ｃを介して流入槽５に汚水が流入し、底板７０の長さ方向中央部分に設けられた流入口２７からし渣分離槽６Ａ，６Ｂに流入する。
【００６７】
第２実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。
【００６８】
（第３実施形態）
図１６及び図１７に示す本発明の第３実施形態では、流入槽５は平面視でマンホール４の内部の中央部分に配置されている流入槽本体８１、流入管２Ａ〜２Ｃから流入する汚水を収集するための収集槽８２、及び収集槽８２から流入槽本体８１に汚水を導入するための連結流路８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃを備える。流入槽本体８１の構造は第２実施形態の流入槽５と同様である。
【００６９】
収集槽８２は平面視で円弧状の底壁８５を備え、この底壁８５の外周側はマンホール４の内周面４ｃに当接している。底壁８５の内周側には、鉛直方向に延びる側壁８６が設けられている。収集槽８２の上方は開放部８７となっている。第２実施形態と同様に、流入管２Ａ〜２Ｃの開口端２ａはマンホール４の内周面４ｃで止まっており、各流入管２Ａ〜２Ｃに対応する樋体７２Ａ〜７２Ｃの下端は収集槽８２の開放部８７付近に位置している。
【００７０】
連結流路８３Ａ〜８３Ｃは平面視で各樋体７２Ａ〜７２Ｃと対応する位置に設けられている。各連結流路８３Ａ〜８３Ｃは、底壁８８と底壁８８の両側部から鉛直方向上向きに延びる側壁８９とを備える。側壁８９には開口等は設けられていない。各連結流路８３Ａ〜８３Ｃの一端は収集槽８２に連結され、他端は流入槽本体８１に接続されている。
【００７１】
各流入管２Ａ〜２Ｃから樋体７２Ａ〜７２Ｃを介して収集槽８２に汚水が流入する。収集槽８２から連結流路８３Ａ〜８３Ｃを介して流入槽５に汚水が流入する。流入槽５の底板７０に設けられた流入口２７からし渣分離槽６Ａ，６Ｂに汚水が流入する。
【００７２】
第３実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。
【００７３】
マンホール型の汚水ポンプ中継設備を例に本発明を説明したが、本発明の他の形式の汚水中継ポンプ設備にも適用できる。例えば、汚水流入槽は地上に設置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るマンホール型の汚水中継ポンプ設備を示す断面図。
【図２】図１のII−II線での断面図。
【図３】図１のIII−III線での断面図。
【図４】流入槽、し渣分離槽、及び水中ポンプを示す一部断面部分拡大側面図。
【図５】流入槽、し渣分離槽、及び水中ポンプを示す部分拡大正面図。
【図６】流入槽、し渣分離槽、及び水中ポンプを示す部分拡大平面図。
【図７】流入槽を示す斜視図。
【図８】固液分離スクリーンを示す部分拡大断面図。
【図９】固液分離スクリーンを示す斜視図。
【図１０Ａ】し渣分離槽への汚水の流入開始時の状態を示す概略断面図。
【図１０Ｂ】し渣分離槽への汚水の流入中の状態を示す概略断面図。
【図１０Ｃ】し渣分離槽がし渣で満たされた状態を示す概略断面図。
【図１０Ｄ】水中ポンプによりマンホール内の汚水をし渣分離槽を介して圧送する状態を示す概略断面図。
【図１１Ａ】流入槽の側壁板に形成した開口の第１の代案を示す部分正面図。
【図１１Ｂ】流入槽の側壁板に形成した開口の第２の代案を示す部分正面図。
【図１１Ｃ】流入槽の側壁板に形成した開口の第３の代案を示す部分正面図。
【図１２Ａ】流入槽の平面視での形状の第１の代案を示す模式的な平面図。
【図１２Ｂ】流入槽の平面視での形状の第２の代案を示す模式的な平面図。
【図１３Ａ】固液分離スクリーンの第１の代案を示す正面図。
【図１３Ｂ】固液分離スクリーンの第２の代案を示す斜視図。
【図１３Ｃ】固液分離スクリーンの第３の代案を示す斜視図。
【図１４】本発明の第２実施形態に係るマンホール型の汚水中継ポンプ設備を示す模式的な平面図。
【図１５】図１４のXV−XV線での断面図。
【図１６】本発明の第３実施形態に係るマンホール型の汚水中継ポンプ設備を示す模式的な平面図。
【図１７】図１４のXVII−XVII線での断面図。
【図１８】従来のソリッドセパレーション型の汚水中継ポンプ設備を示す横断面図。
【図１９】図１８のXIX−XIX線での断面図。
【図２０】セパレーション弁を示す部分斜視図。
【符号の説明】
【００７５】
１ 汚水中継ポンプ設備
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 流入管
２ａ 開口端
３ 送水管
４ マンホール
４ａ 開口
４ｂ マンホール蓋
５ 流入槽
６Ａ，６Ｂ し渣分離槽
７Ａ，７Ｂ 水中ポンプ
８Ａ，８Ｂ 固液分離スクリーン
９ コントローラ
１０ 投込式水位計
１１ フロート式水位計
１２ はしご
１５ 底板
２８ 円板
２９ ボルト
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ 側壁部
１７ 開放部
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ 閉鎖板
１９，２０ 支持部材
１９ａ，２０ａ 案内溝
２１，２２ スクリーン板
２１ａ，２２ａ 開口
２５ 台座
２６ 予旋回槽
２７ 流入口
３１ ボール
３２ 弁座
３４ 流出管
３５Ａ，３５Ｂ 送水支管
３６ ボール弁
３７ 逆止弁
４０ 汚水出入口管
４０ｃ 傾斜面
４１ ポンプ本体
４２ 水中モータ
４３ 吸込管
４４ 吐出管
４７ ブロック
４８ スクリーン部材
４８ａ 基端
４８ｂ 第１部分
４８ｃ 第２部分
４８ｄ 先端
４９ 汚水通過孔
５０ 隙間
５５ スライダ
５５ａ フック状突起
５５ｂ 傾斜面
５５ｃ 切欠
５８Ａ，５８Ｂ 案内ロッド
６１ 本体
６２，６３ 付加部
６５ 筒体
６５ａ スリット
６５ｂ 部分
６５ｃ 開口端
４ｃ 内周面
７０ 底板
７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ 側壁部
７１ａ 閉鎖部
７１ｂ 開口
７１ｃ スクリーン部
７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ 樋体
８１ 流入槽本体
８２ 収集槽
８５ 底壁
８６ 側壁
８７ 開放部
８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ 連結流路
８８ 底壁
８９ 側壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水道において汚水を送水するための汚水中継ポンプ設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水道において汚水を送水するための種々の汚水中継ポンプ設備が知られている。例えば、特許文献１及び２には、ソリッドセパレーション型の汚水中継ポンプ設備が記載されている。
【０００３】
図１８及び図１９を参照して、従来のソリッドセパレーション型の汚水中継ポンプ設備を説明する。地上に設置され又は地下に埋設されたピット１００内に、汚水貯留槽１０５が配置され、この汚水貯留槽１０５内にし渣分離装置１０１Ａ，１０１Ｂが配置されている。し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂには流入管１０２と、吐出管１０３が接続されている。また、各し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂと汚水貯留槽１０５とを接続する接続管１１５Ａ，１１５Ｂが設けられ、これらの接続管１１５Ａ，１１５Ｂにはポンプ１１３Ａ，１１３Ｂが介設されている。し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂ内で開口する接続管１１５Ａ，１１５Ｂの端部には汚水からし渣を分離するためのセパレーション弁ないしは固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂが取り付けられている。図２０を併せて参照すると、固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂは、両端開口の筒体に複数のスリット１１７ａを設けると共に、筒体の一端にはヒンジ１１７ｂを中心に矢印方向に回動可能なフラップ１１７ｃを設けている。スリット１１７ａの寸法は、汚水に含まれるし渣のうちポンプ１１３Ａ，１１３Ｂの異物通過径よりも大きいし渣は通過させないが、汚水自体は通過できるように設定されている。また、各接続管１１５Ａ，１１５Ｂには汚水ポンプ１１３Ａ，１１３Ｂの前後に常開の流入仕切弁１１９Ａ，１１９Ｂ，１２１Ａ，１２１Ｂが設けられている。
【０００４】
汚水ポンプ１１３Ａ，１１３Ｂの停止時には、図１９において破線の矢印で示すように、流入管１０２からし渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂ内に流入した汚水は固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂによりし渣が分離された後、接続管１１５Ａ，１１５Ｂを経て汚水貯留槽１０５内に流入する。し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂ内には汚水から分離されたし渣が蓄積する。この時、固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂのフラップ１１７ｃは閉じている。
【０００５】
汚水ポンプ１１３Ａ，１１３Ｂの作動時には、図１９において実線の矢印で示すように、汚水貯留槽１０５に貯留された汚水が汚水ポンプ１１３Ａ，１１３Ｂによって接続管１１５Ａ，１１５Ｂを介してし渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂ内に圧送される。その結果、し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂ内に蓄積されたし渣は汚水と共に送水管１０３Ａ，１０３Ｂから下流側に送出される。し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂ内には汚水上に浮くボール１０７が収容されている。図１９において二点鎖線で示すように、汚水ポンプ１１３Ａ，１１３Ｂによる汚水の圧送時にはボール１０７によってし渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂの流入管１０２との接続部分が閉鎖され、流入管１０２Ａ，１０２Ｂへの汚水の逆流が防止される。この時、固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂはヒンジ１１７ｂ回りに上向きに回動して開いている。
【０００６】
しかし、従来のソリッドセパレーション型の汚水中継ポンプ設備には、図２０に示した固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂに関して以下の問題がある。まず、固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂは可動構造のフラップ１１７ｃを備えるが、ヒンジ１１７ｂにし渣が固着してフラップ１１７ｃが開放状態又は閉鎖状態で固定され、固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂがその機能を果たさなくなるおそがある。特に髪の毛等の糸状ないしは繊維状のし渣は、ヒンジ１１７ｂにからまって固着しやすい。
【０００７】
また、フラップ１１７ｃが開閉するための空間を確保する必要がある。そのため、この図１８及び図１９に示す汚水中継ポンプ設備では、固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂをし渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂ内に配置している。一方、し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂとポンプ１１３Ａ，１１３Ｂを接続する管路に固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂを配置するには、フラップ１１７ｃの開閉空間を確保するために固液分離弁１１７Ａ，１１７Ｂを配置する部分を拡径する必要がある。この拡径部があると、ポンプ１１３Ａ，１１３Ｂからし渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂに汚水を吐出する際に、渦が発生してし渣が滞留する。このし渣の滞留があると、ポンプ１１３Ａ，１１３Ｂから吐出される汚水の圧力に損失が生じ、し渣分離槽１０１Ａ，１０２Ｂ内のし渣が残留するおそがある。し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂ内にし渣が残留していると、し渣分離槽１０１Ａ，１０１Ｂから水中ポンプ１１３Ａ，１１３Ｂへの汚水の流入を阻害する。
【０００８】
【特許文献１】ドイツ特許第２９５０５０２８Ｕ１号
【特許文献２】欧州特許第０７４４５０４１Ｂ１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、し渣の固着等を生じることなく確実にし渣分離槽から汚水貯留槽に流入する汚水からし渣を分離することができる、ソリッドセパレーション型の汚水中継ポンプ設備を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、流入管を介して上流側から流入する汚水を、送水管を介して下流側に送水する汚水中継ポンプ設備であって、前記流入管及び前記送水管が内部まで延びている汚水貯留槽と、前記汚水貯留槽内に配置され、前記流入管と前記送水管とに接続され、前記流入管からの汚水の流入は許可するが前記流入管への汚水の逆流を阻止する逆流防止機構を備えるし渣分離槽と、前記汚水貯留槽内に配置され、吐出口が前記し渣分離槽と接続される一方、吸込口が前記汚水貯留槽内に開放し、停止時に吐出口から吸込口への汚水の逆流を許可する水中ポンプと、前記し渣分離槽と前記水中ポンプの吐出口とを接続する流路に配置され、基端側が前記流路の壁部側に固定され、先端側が前記基端側よりも前記し渣分離槽側に位置する複数のスクリーン部材を備え、これら複数のスクリーン部材の先端側が前記水中ポンプの異物通過径以下の寸法の汚水通過孔を形成し、かつ隣接するスクリーン部材間の隙間が前記水中ポンプの異物通過径以下の寸法である固液分離スクリーンとを備える、汚水中継ポンプ設備を提供する。
【００１１】
水中ポンプの停止時には、流入管からし渣分離槽に汚水が流入し、さらにし渣分離槽から固液分離スクリーン、水中ポンプの吐出口、及び水中ポンプの吸込口を経て、汚水貯留槽内に流入する。し渣分離槽から水中ポンプの吐出口に流入する汚水に含まれるし渣は固液分離スクリーンによって分離される。従って、し渣分離槽内にはし渣が蓄積され、汚水貯留槽内にはし渣を分離済みの汚水のみが蓄積される。水中ポンプを作動させると、汚水貯留槽に蓄積された汚水が水中ポンプの吸込口、水中ポンプの吐出口、及び固液分離スクリーンを経て、し渣分離槽内に流入し、し渣分離槽内に蓄積されたし渣と共に送水管へ圧送される。
【００１２】
固液分離スクリーンは複数のスクリーン部材から構成され、スクリーン部材の先端側が形成する汚水通過孔と隣接するスクリーン部材間の隙間とは、いずれも水中ポンプの異物通過径以下である。従って、水中ポンプの停止時には、し渣分離槽から水中ポンプの吐出口へ流れる汚水に含まれるし渣がスクリーン部材によって確実に捕捉される一方、汚水自体は汚水通過孔やスクリーン部材間の隙間を通って水中ポンプの吐出口へ流れる。また、スクリーン部材は流路の中心軸向けて延び、その先端側が基端側よりもし渣分離槽側に位置している。従って、水中ポンプの作動時には、汚水貯留槽からし渣分離槽へ圧送される汚水により、スクリーン部材で捕捉されたし渣が洗い流されてし渣分離槽に圧送される。
【００１３】
フラップを備える固液分離弁と比較すると、本発明の固液分離スクリーンは可動部分がないので構造が簡単である。また、可動部がないので汚水に含まれるし渣の固着等により固液分離スクリーンの機能が損なわれることもない。
【００１４】
前述のようにスクリーン部材で捕捉されたし渣は水中ポンプからの汚水によってし渣分離槽へ圧送されるが、し渣をより確実に洗い流すためには、スクリーン部材が流路中の汚水の流れに沿うように配置することが好ましい。
【００１５】
具体的には、前記複数のスクリーン部材は、それぞれ前記流路の中心軸を含む平面内に配置されていることが好ましい。
【００１６】
また、し渣を確実に洗い流すためには、前記スクリーン部材は、少なくとも前記先端側が前記流路の中心軸と５度以上６０度以下の範囲の角度をなしていることが好ましい。
【００１７】
例えば、前記スクリーン部材は、前記流路内で円錐台状に配置され、前記流路の中心軸方向から見て円形に配置されたスクリーン部材の先端が前記汚水通過孔を形成している。
【００１８】
スクリーン部材は、例えば円形、多角形等の断面形状を有する棒状体からなる。また、スクリーン部材は種々の断面形状を有する細長い板状体であってもよい。
【００１９】
スクリーン部材の長さを異ならせてもよい。具体的には、前記スクリーン部材は、第１の長さを有する第１のスクリーン部材と、前記第１の長さよりも短い第２の長さを有する第２のスクリーン部材とを備え、前記第１のスクリーン部材と前記第２のスクリーン部材が交互に配置されていてもよい。
【００２０】
スクリーン部材を備える本発明の固液スクリーンは可動部を備えてないので、前記流路の口径を前記水中ポンプの吐出口の口径と等しく設定できる。スクリーン付近の流路の口径を必要最小限に抑制することで、水中ポンプの作動時この部分で渦が発生してし渣が滞留するのを防止することができる。その結果、水中ポンプの作動時には水中ポンプが吐出する汚水によってし渣分離槽内のし渣が確実に送水管に圧送されるので、し渣分離槽内に異物が残留せず、水中ポンプ停止時にはし渣分離槽から水中ポンプへ円滑に汚水が流入する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の汚水中継ポンプ設備では、複数のスクリーン部材を備える固液分離スクリーンによってし渣分離槽から水中ポンプを介して汚水貯留槽に流入する汚水からし渣を分離するので、し渣の固着等を生じることなく確実に汚水からし渣を分離できると共に、スクリーン付近にし渣の滞留の原因となる渦が発生するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１実施形態）
図１から図３は、本発明の第１実施形態にかかるマンホール型の汚水中継ポンプ設備１を示す。
【００２３】
汚水中継ポンプ設備１は、流入管２Ａ，２Ｂ，２Ｃを介して上流側から流入する汚水を、送水管３を介して下流側に送水する。汚水中継ポンプ設備１は、汚水貯留槽である地中に埋設されたマンホール４を備え、このマンホール４内に、流入槽５、し渣分離槽６Ａ，６Ｂ、水中ポンプ７Ａ，７Ｂ、及び固液分離機構である固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂが配置されている。図２にのみ示すコントローラ９は、投込式水位計１０やフロート式水位計１１からの入力に基づいて、水中ポンプ７Ａ，７Ｂの運転を制御する。地表に設けられたマンホール４の開口４ａはマンホール蓋４ｂにより閉鎖されている。また、図２にのみ示すように、開口４ａから作業者がマンホール４内に入るためのはしご１２が設けられている。
【００２４】
上流側から３本の流入管２Ａ〜２Ｃがマンホール４の内部に延びている。図３に最も明瞭に表れているように、３本の流入管２Ａ〜２Ｃがマンホール４の内部へ延びる方位ないしは向きは互いに異なっている。また、図１に示すように、３本の流入管２Ａ〜２Ｃがマンホール４の壁部を貫通する高さも互いに異なっている。１本の送水管３がマンホール４の内部から下流側に延びている。
【００２５】
図４から図７を参照して、流入槽５を説明する。図７に最も明瞭に表れているように、流入槽５は全体として矩形の箱体状であり、平面視で長方形状の底板（底部）１５と、この底板１５から上向きに延びる４つの側壁部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄを備える。また、流入槽５の上部は蓋体等によって閉鎖されておらず、平面視で長方形状を呈する開放部１７が設けられている。
【００２６】
流入槽５は、し渣分離槽６Ａ，６Ｂの頂部に固定されており、流入槽５の底板１５はし渣分離槽６Ａ，６Ｂの蓋としての機能を有する。詳細には、図４に示すように、し渣分離槽６Ａ，６Ｂの上端の開放部が流入槽５の底板１５の下面側で閉鎖されている。後に詳述するように、底板１５にはし渣分離槽６Ａ，６Ｂの流入口２７が開口している。
【００２７】
側壁部１６Ａ〜１６Ｄは、下端側が底板１５に連結された平板である閉鎖板１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄを備える。これらの閉鎖板１８Ａ〜１８Ｄには、開口、スリット等は形成されておらず、この部分からは汚水が流出しない。各側壁部１６Ａ〜１６Ｄの閉鎖板１８Ａ〜１８Ｄの底板１５からの高さは同一である。
【００２８】
互いに対向する長辺方向の側壁部１６Ａ，１６Ｃは、それぞれ２つの支持部材１９を備える。支持部材１９は細長い板状を呈し、閉鎖板１８Ａ，１８Ｂの内側に固定されて底板１５から鉛直方向上向きに延びている。支持部材１９の互いに対向する一対の側面には、案内溝１９ａが形成されている。支持部材１９は、閉鎖板１８Ａ，１８Ｃの長さ方向の中央付近よりもやや外側（閉鎖板１８Ａ，１８Ｃを長さ方向にほぼ４等分する位置）に配置されている。また、支持部材１９の上端は、閉鎖板１８Ａ，１８Ｃの上端よりも上方に位置している。本実施形態では、支持部材１９の底板１５からの高さを閉鎖板１８Ａ，１８Ｃの底板１５からの高さの２倍程度に設定している。
【００２９】
互いに対向する短辺方向の側壁部１６Ｂ，１６Ｄの閉鎖板１８Ｃ，１８Ｄの内側にも、それぞれ底板１５から鉛直方向上向きに延びる細長い板状の支持部材２０が固定されている。支持部材２０には、閉鎖板１８Ｂ，１８Ｄの長さ方向中央側の側面にのみ案内溝２０ａが形成されている。
【００３０】
長辺方向の側壁部１６Ａ，１６Ｃは、それぞれ３枚のスクリーン板２１を備える。スクリーン板２１は細長い長方形状を呈し、その全面に板厚方向に貫通する多数の正方形状の開口２１ａが格子状に形成されている。この開口２１ａの寸法は、後述する水中ポンプ７Ａ，７Ｂの異物通過径以下に設定している。スクリーン板２１は閉鎖板１８Ａ，１８Ｄの内側面に当接するように配置されており、支持部材１９，２０によって底板１５及び閉鎖板１８に対して着脱可能に取り付けられている。詳細には、スクリーン板２１は、一方の側縁部を支持部材１９の案内溝１９ａ内に差し込み、他方の側縁部を支持部材２０と閉鎖板１８Ａ，１８Ｃとの間の隙間に差し込むことで、底板１５及び閉鎖板１８に対して取り付けられている。
【００３１】
短辺方向の側壁部１６Ｂ，１６Ｄも、それぞれ１枚のスクリーン板２２を備える。スクリーン板２２は、長さが短い点を除いてスクリーン板２１と同一の構造であり、全面に水中ポンプ７Ａ，７Ｂの異物通過径以下の寸法の開口２２ｂが形成されている。また、スクリーン板２２は、両側縁部を支持部材２０の案内溝２０ａに差し込むことで、底板１５及び閉鎖板１８に対して着脱可能に取り付けられている。
【００３２】
スクリーン板２１，２２は、支持部材１９及び支持部材２０の案内溝１９ａ及び案内溝２０ａから抜き出すことで簡単に側壁部１６Ａ〜１６Ｄから取り外すことができ、逆に支持部材１９及び支持部材２０の案内溝１９ａ及び案内溝２０ａに差し込むだけで簡単に側壁部１６Ａ〜１６Ｄから取り付けることができる。スクリーン板２１，２２を取り外して地上で清掃することができ、破損ないしは損傷した場合には容易に交換できる。この点で、流入槽５は維持管理性に優れている。
【００３３】
スクリーン板２１，２２の高さは閉鎖板１８Ａ〜１８Ｄの高さの２倍程度であり、スクリーン板２１，２２の上側部が閉鎖板１８Ａ〜１８Ｄの上端から突出している。従って、各側壁部１６Ａ〜１６Ｂは、下側が開口等のない閉鎖板１８Ａ〜１８Ｂで、上側がスクリーン板２１，２２である。
【００３４】
図４及び図５に最も明瞭に表れているように、流入管２Ａ〜２Ｃの開口端２ａは、開放部１７から流入槽５の内部まで延びている。各流入管２Ａ〜２Ｃの開口端２ａは流入槽５の底板１５の上方に位置しており、各流入管２Ａ〜２Ｃの開口端２ａと底板１５の間には間隔があけられている。
【００３５】
流入槽５は底板１５と側壁部１６Ａ〜１６Ｄを備えると共に、上方に開放部１７を有する構成であるので、流入管２Ａ〜２Ｃの配置の自由度が高い。すなわち、流入管の開口端２ａを流入槽５の開放部１７に配置できる限り、流入管の本数、流入管の口径、並びに流入管がマンホール４の内部に延びる向きや高さは制約されない。特に、本実施形態のように流入管が複数本ある場合には、流入槽５の開放部１７の水平面への投影面積が、複数本の流入管の開口端の断面積の合計より大きければ、それらの流入管から流入槽へ汚水を流入させることができる。
【００３６】
図６に最も明瞭に表れているように、流入槽５の開放部１７の水平面への投影面積は、３本の流入管２Ａ〜２Ｃの開口端２ａの断面積の合計よりも大幅に大きい。従って、これらの流入管２Ａ〜２Ｃと同程度の管径の流入管がさらに数本あるような場合でも、流入槽５等の設計変更の必要はない。
【００３７】
次に、図１から図４を参照してし渣分離槽６Ａ，６Ｂを説明する。し渣分離槽６Ａ，６Ｂは、その下端側が台座２５によりマンホール４の底部に配置された予旋回槽２６に固定されている。また、し渣分離槽６Ａ，６Ｂは、その上端に流入槽５の内部と連通する流入口２７を備える。図４に示すよう、し渣分離槽６Ａ，６Ｂの頂部を構成する流入槽５の底板１５に段付孔１５ａが板厚方向に貫通するように設けられ、この段付孔１５ａに板厚方向に貫通するように流入口２７を形成した円板２８がボルト２９によって固定されている。
【００３８】
し渣分離槽６Ａ，６Ｂの内部には、ボール３１が収容されている。円板２８の下面（し渣分離槽６Ａ，６Ｂの内部側の面）の流入口２７の周縁は弁座３２として機能し、ボール３１が弁座３２から離脱していれば流入口２７が開放され、ボール３１が弁座３２に着座していれば流入口２７が閉鎖される。ボール３１及び弁座３２は流入管２Ａ〜２Ｂからし渣分離槽６Ａ，６Ｂの内部への汚水の流入は許可するが、し渣分離槽６Ａ，６Ｂの内部から流入管２Ａ〜２Ｃへの汚水の逆流を阻止する逆流防止機構として機能する。
【００３９】
図４を参照すると、し渣分離槽６Ａ，６Ｂの流入口２７の流路径Ｄ１は、後述するし渣分離槽６Ａ，６Ｂの流出管３４の流路３４ａの流路径Ｄ２以下に設定している。
【００４０】
し渣分離槽６Ａ，６Ｂの下部には、流出口として機能する１本の流出管３４が設けられている。各し渣分離槽６Ａ，６Ｂの流出管３４は対応する送水支管３５Ａ，３５Ｂの一端に接続されている。送水支管３５Ａ，３５Ｂの他端は送水管３に接続されている。また、送水支管３５Ａ，３５Ｂには、送水管３からし渣分離槽６Ａ，６Ｂへの汚水の逆流を防止するために、ボール弁３６と逆止弁３７が介設されている。
【００４１】
また、し渣分離槽６Ａ，６Ｂの下部には、汚水出入口として機能する水平方向に延びる一対の汚水出入口管４０が設けられている。この汚水出入口管４０には、対応する水中ポンプ７Ａ，７Ｂの吐出管４４が着脱可能に接続されている。
【００４２】
次に、水中ポンプ７Ａ，７Ｂを説明する。水中ポンプ７Ａ，７Ｂは、図示しないインペラを配置したインボリュート室が内部に形成されたポンプ本体４１と、インペラを回転駆動するための水中モータ４２とを備える。ポンプ本体４１は、下向きに延びる吸込管（吸込口）４３を備える。吸込管４３の端部は予旋回槽２６の上方に位置し、マンホール４の内部に開放されている。また、ポンプ本体４１は、し渣分離槽６Ａ，６Ｂに向けて水平方向に延びる吐出管（吐出口）４４を備える。吐出管４４の端部のフランジ４４ａには、固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂがボルト４５によって固定されている。水中ポンプ７Ａ，７Ｂは、停止時に、し渣分離槽６Ａ，６Ｂ側から吐出管４４に流入した汚水が吸込管４３へ逆流し、吸込管４３からマンホール４の内部に放流されるものである必要がある。本明細書では、水中ポンプ７Ａ，７Ｂの吸込管４３から吐出管４４に至る流路の最小径を水中ポンプ８Ａ，８Ｂの異物通過径という。
【００４３】
次に、図８、図９を参照して固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂを説明する。固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂは、全体として扁平な直方体状のブロック４７を備える。このブロック４７を貫通する流路４７ａが形成されている。この流路４７ａは図において右端の端部がし渣分離槽６Ａ，６Ｂの汚水出入口管４０内の流路４０ａと連通し、図において左側の端部が水中ポンプ７Ａ，７Ｂの吐出管４４内の流路４４ｂと連通している。
【００４４】
固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂの流路４７ａ内には、複数のスクリーン部材４８が配置されている。スクリーン部材４８は断面円形の比較的細い棒状体からなる。スクリーン部材４８の断面形状は、円形に限定されず、多角形状等の他の形状であってもよい。個々のスクリーン部材４８は、流路４７ａ中の汚水の流れに沿うように配置されている。換言すれば、各スクリーン部材４８は、流路４７ａの中心軸Ｃを含む仮想平面内に配置されている。例えば、図９に示す中心軸Ｃを含む平面Ｐには、２つのスクリーン部材４８が配置されている。
【００４５】
図８に示すように、個々のスクリーン部材４８は基端４８ａが流路４７ａの壁部（ブロック４７）に埋め込まれて固定されている。基端４８ａから流路４７ａの中心軸Ｃに対して一定の角度θ１をなして第１部分４８ｂが延びている。また、第１部分４８ｂからは中心軸Ｃに対して角度θ１よりも小さい一定の角度θ２をなして第２部分４８ｃが延びている。従って、個々のスクリーン部材４８は全体として基端側から先端側へ流路の中心軸Ｃに向かって延びており、基端側の第１部分４８ｂよりも、先端側の第２部分４８ｂがし渣分離槽６Ａ，６Ｂ側に位置している。
【００４６】
複数のスクリーン部材４８は、流路４７ａ内で円錐台形状をなすように配置されており、流路４７ａの中心軸Ｃ方向から見ると、スクリーン部材４８の先端４８ｄが円形（図９の符号α参照）に配置され、先端４８ｄで囲まれた部分は汚水通過孔４９を形成している。この汚水通過孔４９の径は水中ポンプ７Ａ，７Ｂの異物通過径以下に設定している。また、隣接するスクリーン部材４８間の隙間５０も異物通過径以下に設定している。
【００４７】
ブロック４７とスクリーン部材４８からなる固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂは、固定部のみからなりフラップ（図２０参照）のような可動部を備えていないので、可動部が動く領域を確保するために、流路４７ａの流路径Ｄ３を大きく設定する必要がない。本実施形態では、流路４７ａの流路径Ｄ３を必要最小限の大きさ、すなわち水中ポンプ７Ａ，７Ｂの吐出管４４の流路径Ｄ４と等しく設定している。
【００４８】
図１から図４及び図８を参照して、水中ポンプ７Ａ，７Ｂとし渣分離槽６Ａ，６Ｂの接続構造について説明する。前述のように水中ポンプ７Ａ，７Ｂの吐出管４４のフランジ４４４ａに固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂが固定され、この固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂのブロック４７にはスライダ５５の基端側がボルト５６によって固定されている。このスライダ５５の先端側には、下向きに突出するフック状突起５５ａが設けられている。このフック状突起５５ａには傾斜面５５ｂが形成されている。一方、し渣分離槽６Ａ，６Ｂの汚水出入口管４０のフランジ４０ｂの上部には、フック状突起５５ａの傾斜面５５ｂと対応する傾斜面４０ｃが設けられている。フック状突起５５ａの傾斜面５５ｂが汚水出入口管４０のフランジ４０ｂの傾斜面４０ｃに係止されることで、固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂがし渣分離槽６Ａ，６Ｂの汚水出入口管４０に対して位置決め状態で保持されている。フック状突起５５ａとフランジ４０ｂの係合により接続しているので、単に昇降させるだけで水中ポンプ７Ａ，７Ｂ及び固液分離スクリーン８Ａ，８Ｂをし渣分離槽６Ａ，６Ｂに対して着脱できる。
【００４９】
マンホール４内には、各水中ポンプ７Ａ，７Ｂ毎に鉛直方向に延びる一対の案内ロッド５８Ａ，５８Ｂが設けられている。前述のスライダ５５は両側部には切欠５５ｃが形成されており、切欠５５ｃは案内ロッド５８Ａ，５８Ｂに嵌め込まれている。従って、案内ロッド５８Ａ，５８Ｂに沿って水中ポンプ７Ａ，７Ｂを昇降させることができる。
【００５０】
次に、図１０Ａから図１０Ｄをさらに参照して、第１実施形態の汚水中継ポンプ設備１の動作を説明する。通常、一対の水中ポンプ７Ａ，７Ｂの一方が作動状態であれば、他方は停止状態であり、停止状態の水中ポンプに対応するし渣分離槽に流入管２Ａ〜２Ｃからの汚水の流入が可能である。以下の説明では、特に言及しない限り、一方の水中ポンプ７Ａ及び対応するし渣分離槽６Ａに着目して説明する。
【００５１】
図１０Ａに示すように、し渣を含む汚水が流入管２Ａ〜２Ｃから流入槽５に流入する。流入槽５に流入した汚水は、流入槽５の底板１５に開口した流入口２７からし渣分離槽６Ａに流入する。
【００５２】
前述のように、し渣分離槽６Ａの流入口２７の流路径Ｄ１は、し渣分離槽６Ａの流出管３４の流路３４ａの流路径Ｄ２以下に設定している。従って、汚水出入口管４０を通過できない大型のし渣は流入口２７からし渣分離槽６Ａ内に流入せず、流入槽５の底板１５上に残る。従って、し渣分離槽６Ａの汚水出入口管４０や流出管３４の閉塞を防止することができる。
【００５３】
し渣分離槽６Ａの流入口２７や固液分離スクリーン８Ａが一時的に閉塞した場合、流入管２Ａ〜２Ｃから流入する汚水が流入槽５の側壁部１６Ａ〜１６Ｄの下側部分、すなわち閉鎖板１８Ａ〜１８Ｄで囲まれた部分から溢れてマンホール４に直接流入（越流）する。この越流する汚水に夾雑物ないしは大型のし渣が含まれていると、水中ポンプ７Ａの作動時に吸込口にこの大型のし渣が吸い込まれて、閉塞が引き起こるおそれがある。しかし、側壁部１６Ａ〜１６Ｄの上側部分には、スクリーン板２１，２２があり、汚水は水中ポンプ７Ａの異物通過径以下の寸法であるスクリーン板２１，２２の開口２１ａ，２２ａを通って、マンホール４内へ越流する。この際、汚水に含まれている異物通過径よりも大きい大型のし渣は、開口２１ａ，２２ａを通過できずに流入槽５内に残る。従って、汚水の越流が生じた場合でもマンホール４内への大型のし渣の流入を防止し、それに起因する水中ポンプ７Ａの閉塞を防止できる。
【００５４】
図１０Ｂに示すように、し渣分離槽６Ａに流入した汚水は、さらに汚水出入口管４０から固液分離スクリーン８Ａを介して停止中の水中ポンプ７Ａの吐出管４４に流入し、水中ポンプ７Ａ内を逆流して吸込管４３からマンホール４内に放流される。固液分離スクリーン８Ａの流路４７ａを通過する際に、スクリーン部材４８によってし渣が分離されるので、し渣分離槽６Ａ内にはし渣が蓄積され、し渣を分離済みの汚水がマンホール４の内に蓄積される。汚水通過孔４９の径及び隣接するスクリーン部材４８間の隙間５０を異物通過径以下に設定しているので、水中ポンプ７Ａの閉塞等の不都合を引き起こす可能性のあるし渣は、スクリーン部材４８によって確実に捕捉される。一方、汚水自体は汚水通過孔４９や隙間５０を通って水中ポンプ７Ａの吐出管４４へ流れる。図１０Ｃに示すように、し渣分離槽６Ａ内のし渣が増加するのに伴って、ボール３１が上昇する。
【００５５】
マンホール４内が予め定められた水位に達したことを水位計１０，１１が検出すると、コントローラ９により水中ポンプ７Ａが始動される。図１０Ｄに示すように、水中ポンプ７Ａが作動すると、マンホール４内の汚水が吸込管４３から吸い込まれ、吐出管４４から吐出される。水中ポンプ７Ａによって吐出された汚水は、固液分離スクリーン８Ａを通って汚水出入口管４０からし渣分離槽６Ａ内に圧送される。し渣分離槽６Ａ内に蓄積されているし渣は、水中ポンプ７Ａから圧送される汚水と共に、流出管３４を介して送水管３に送られる。し渣分離槽６Ａと流入槽５とを接続する流入口２７はボール３１が弁座３２に着座することによって閉鎖されている。従って、し渣分離槽６Ａから流入槽５へ汚水が逆流しない。
【００５６】
前述のように固液分離スクリーン８Ａのスクリーン部材４８は、流路４７ａ中の汚水の流れに沿って配置され、かつ基端側（水中ポンプ７Ａ側）から先端側（し渣分離槽６Ａ側）へ流路４７ａの中心軸Ｃに向かって延びている。そのため、スクリーン部材４８は、し渣が流路４７ａ中を水中ポンプ７Ａ側からし渣分離槽６Ａ側へ移動することを妨げる作用が極めて小さい。例えば、スクリーン部材４８の先端４８ｄはし渣分離槽６Ａ側に向いているので、水中ポンプ７Ａ側から渣分離槽６Ａ側へ移動するし渣がスクリーン部材４８の先端４８ｄ突き刺さって留まることがない。従って、汚水の流入時（図１０Ａから図１０Ｃ参照）にスクリーン部材４８によって捕捉されたし渣は、水中ポンプ７Ａから吐出されてし渣分離槽６Ａに向けて流路４７ａを流れる汚水により、簡単かつ確実にスクリーン部材４８から洗い流されてし渣分離槽６Ａに圧送される。より確実に水中ポンプ７Ａが吐出する汚水によってスクリーン部材４８からし渣を洗い流すためには、スクリーン部材４８の第１及び第２部分４８ｂ，４８ｃの角度θ１，θ２は５度以上６０度以下の範囲に設定することが好ましい。
【００５７】
前述のように固液分離スクリーン８Ａは可動部を備えていないので、固液分離スクリーン８Ａのブロック４７に形成した流路４７ａの流路径Ｄ３は必要最小限の大きさ、すなわち吐出管４４の流路径Ｄ４と等しく設定している。従って、水中ポンプ７Ａから吐出されてし渣分離槽６Ａに向かって流れる汚水がスクリーン部材４８の付近で渦を発生するのを防止することができ、この渦によるし渣の滞留がない。従って、水中ポンプ７Ａが吐出する汚水によってし渣分離槽６Ａ内のし渣が確実に流出管３４から送水管３に圧送され、し渣分離槽６Ａ内に異物が残留せず、水中ポンプ７Ａの停止時（図１０Ａから図１０Ｃ参照）にはし渣分離槽６Ａから水中ポンプ７Ａへ円滑に汚水が流入する。
【００５８】
図１１Ａから図１１Ｃは、流入槽５のスクリーン板２１，２２の開口２１ａ，２２ａの形状の代案を示す。図１１Ａの例では、開口２１ａ，２２ａは菱形である。図１１Ｂの例では開口２１ａ，２２ａは円形である。図１１Ｃでは開口２１ａ，２２ａは細長いスリット状である。これら開口２１ａ，２２ａは流路と同方向に延びていてもよく、流路と交差する方向に延びていてもよい。前述の水中ポンプの異物通過径以下の寸法を有するという条件を満たす限り、開口２１ａ，２２ａの形状特に限定されない。
【００５９】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、流入槽５の底板１５及び開放部１７の形状の代案を示す。図１２Ａの例では、底板１５は面積の大きい細長い四角形状の本体６１の一端に面積の小さい短い四角形状の付加部６２を連設した形状である。側壁部１６は底板１５から鉛直方向上向きに延びており、開放部１７は底板１５と同様の形状を有する。底板１５の本体６１にし渣分離槽６Ａ，６Ｂの流入口２７が開口している。２本の流入管２Ａ，２Ｂがマンホール４内に延びており、一方の流入管２Ａの開口端２ａは底板１５の本体６１の部分で開放部１７から流入槽５の内部に延びており、他の流入管２Ｂは底板１５の付加部６２の部分で開放部１７から流入槽５の内部に延びている。
【００６０】
図１２Ｂの例では、底板１５は面積の大きい四角形状の本体６１の両端に面積の小さい四角形状の付加部６２，６３を連設した形状である。側壁部１６は底板１５から鉛直方向上向きに延びており、開放部１７は底板１５と同様の形状を有する。３本の流入管２Ａ〜２Ｃがマンホール４内に延びており、１本の流入管２Ａの開口端２ａは本体６１の部分で開放部１７から流入槽５の内部に延びており、残りの流入管２Ｂ，２Ｃはそれぞれ付加分６２，６３の部分で開放部１７から流入槽５の内部に延びている。
【００６１】
図１３Ａから図１３Ｃは、固液分離スクリーン８の代案を示す。図１３Ａの例では、２種類の長さのスクリーン部材４８Ａ，４８Ｂが交互に配置されている。スクリーン部材４８Ａがスクリーン部材４８Ｂよりも長さが長い。スクリーン部材４８Ａの先端で囲まれた部分が汚水通過孔４９を形成している。
【００６２】
図１３Ｂの例では、スクリーン部材４８は湾曲ないしは折れ曲がりのない真直な形状であり、かつすべてのスクリーン部材４８の長さが同一である。
【００６３】
図１３Ｃの例では、固液分離スクリーン８は、棒状のスクリーン部材に代えて、両端開口のテーパ状の筒体６５を備える。筒体６５にはスリット６５ａが形成されている。筒体６５のスリット６５ａを設けていない部分６５ｂがスクリーン部材として機能し、スリット６５ａは隣接するスクリーン部材４８間の隙間として機能する。また、筒体６５の小径側の開口端６５ｃが汚水通過孔として機能する。
【００６４】
（第２実施形態）
図１４及び図１５に示す本発明の第２実施形態では、流入槽５の側壁部の一部としてマンホール４の内周面４ｃを利用している。詳細には、流入槽５は平面視で円弧状の底板７０を備えており、この底板７０の外周側がマンホール４の内周面４ｃに当接している。また、底板７０の内周側には鉛直方向上向きに延びる側壁部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃが設けられている。底板７０の長さ方向中央部分の側壁部７１Ａと、この側壁部７１Ａと連続する一対の側壁部７１Ｂは、下側に開口等のない閉鎖部７１ａを備え、上側に縦方向に延びるスリット状の開口７１ｂを設けたスクリーン部７１ｃを備える。底板７０の端部の一対の側壁部７１Ｃは全体が閉鎖部となっている。
【００６５】
３本の流入管２Ａ〜２Ｃの開口端２ａは、流入槽５までの延びておらず、マンホール４の内周面４ｃで止まっている。流入管２Ａ〜２Ｃの開口端２ａから流入槽５まで汚水を流すために、断面形状が半円形の上下方向に延びる樋体７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃが設けられている。これらの樋体７２Ａ〜７２Ｃは、両側部がマンホール４の内周面４ｃに当接しており、マンホール４の内周面４ｃと共に汚水を自然流下させる流路を形成している。樋体７２Ａ〜７２Ｃは、上端が流入管２Ａ〜２Ｃの開口端２ａと対応する位置まで延びており、下端は流入槽５の上方に位置している。
【００６６】
各流入管２Ａ〜２Ｃから樋体７２Ａ〜７２Ｃを介して流入槽５に汚水が流入し、底板７０の長さ方向中央部分に設けられた流入口２７からし渣分離槽６Ａ，６Ｂに流入する。
【００６７】
第２実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。
【００６８】
（第３実施形態）
図１６及び図１７に示す本発明の第３実施形態では、流入槽５は平面視でマンホール４の内部の中央部分に配置されている流入槽本体８１、流入管２Ａ〜２Ｃから流入する汚水を収集するための収集槽８２、及び収集槽８２から流入槽本体８１に汚水を導入するための連結流路８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃを備える。流入槽本体８１の構造は第２実施形態の流入槽５と同様である。
【００６９】
収集槽８２は平面視で円弧状の底壁８５を備え、この底壁８５の外周側はマンホール４の内周面４ｃに当接している。底壁８５の内周側には、鉛直方向に延びる側壁８６が設けられている。収集槽８２の上方は開放部８７となっている。第２実施形態と同様に、流入管２Ａ〜２Ｃの開口端２ａはマンホール４の内周面４ｃで止まっており、各流入管２Ａ〜２Ｃに対応する樋体７２Ａ〜７２Ｃの下端は収集槽８２の開放部８７付近に位置している。
【００７０】
連結流路８３Ａ〜８３Ｃは平面視で各樋体７２Ａ〜７２Ｃと対応する位置に設けられている。各連結流路８３Ａ〜８３Ｃは、底壁８８と底壁８８の両側部から鉛直方向上向きに延びる側壁８９とを備える。側壁８９には開口等は設けられていない。各連結流路８３Ａ〜８３Ｃの一端は収集槽８２に連結され、他端は流入槽本体８１に接続されている。
【００７１】
各流入管２Ａ〜２Ｃから樋体７２Ａ〜７２Ｃを介して収集槽８２に汚水が流入する。収集槽８２から連結流路８３Ａ〜８３Ｃを介して流入槽５に汚水が流入する。流入槽５の底板７０に設けられた流入口２７からし渣分離槽６Ａ，６Ｂに汚水が流入する。
【００７２】
第３実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。
【００７３】
マンホール型の汚水ポンプ中継設備を例に本発明を説明したが、本発明の他の形式の汚水中継ポンプ設備にも適用できる。例えば、汚水流入槽は地上に設置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るマンホール型の汚水中継ポンプ設備を示す断面図。
【図２】図１のII−II線での断面図。
【図３】図１のIII−III線での断面図。
【図４】流入槽、し渣分離槽、及び水中ポンプを示す一部断面部分拡大側面図。
【図５】流入槽、し渣分離槽、及び水中ポンプを示す部分拡大正面図。
【図６】流入槽、し渣分離槽、及び水中ポンプを示す部分拡大平面図。
【図７】流入槽を示す斜視図。
【図８】固液分離スクリーンを示す部分拡大断面図。
【図９】固液分離スクリーンを示す斜視図。
【図１０Ａ】し渣分離槽への汚水の流入開始時の状態を示す概略断面図。
【図１０Ｂ】し渣分離槽への汚水の流入中の状態を示す概略断面図。
【図１０Ｃ】し渣分離槽がし渣で満たされた状態を示す概略断面図。
【図１０Ｄ】水中ポンプによりマンホール内の汚水をし渣分離槽を介して圧送する状態を示す概略断面図。
【図１１Ａ】流入槽の側壁板に形成した開口の第１の代案を示す部分正面図。
【図１１Ｂ】流入槽の側壁板に形成した開口の第２の代案を示す部分正面図。
【図１１Ｃ】流入槽の側壁板に形成した開口の第３の代案を示す部分正面図。
【図１２Ａ】流入槽の平面視での形状の第１の代案を示す模式的な平面図。
【図１２Ｂ】流入槽の平面視での形状の第２の代案を示す模式的な平面図。
【図１３Ａ】固液分離スクリーンの第１の代案を示す正面図。
【図１３Ｂ】固液分離スクリーンの第２の代案を示す斜視図。
【図１３Ｃ】固液分離スクリーンの第３の代案を示す斜視図。
【図１４】本発明の第２実施形態に係るマンホール型の汚水中継ポンプ設備を示す模式的な平面図。
【図１５】図１４のXV−XV線での断面図。
【図１６】本発明の第３実施形態に係るマンホール型の汚水中継ポンプ設備を示す模式的な平面図。
【図１７】図１４のXVII−XVII線での断面図。
【図１８】従来のソリッドセパレーション型の汚水中継ポンプ設備を示す横断面図。
【図１９】図１８のXIX−XIX線での断面図。
【図２０】セパレーション弁を示す部分斜視図。
【符号の説明】
【００７５】
１ 汚水中継ポンプ設備
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 流入管
２ａ 開口端
３ 送水管
４ マンホール
４ａ 開口
４ｂ マンホール蓋
５ 流入槽
６Ａ，６Ｂ し渣分離槽
７Ａ，７Ｂ 水中ポンプ
８Ａ，８Ｂ 固液分離スクリーン
９ コントローラ
１０ 投込式水位計
１１ フロート式水位計
１２ はしご
１５ 底板
２８ 円板
２９ ボルト
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ 側壁部
１７ 開放部
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ 閉鎖板
１９，２０ 支持部材
１９ａ，２０ａ 案内溝
２１，２２ スクリーン板
２１ａ，２２ａ 開口
２５ 台座
２６ 予旋回槽
２７ 流入口
３１ ボール
３２ 弁座
３４ 流出管
３５Ａ，３５Ｂ 送水支管
３６ ボール弁
３７ 逆止弁
４０ 汚水出入口管
４０ｃ 傾斜面
４１ ポンプ本体
４２ 水中モータ
４３ 吸込管
４４ 吐出管
４７ ブロック
４８ スクリーン部材
４８ａ 基端
４８ｂ 第１部分
４８ｃ 第２部分
４８ｄ 先端
４９ 汚水通過孔
５０ 隙間
５５ スライダ
５５ａ フック状突起
５５ｂ 傾斜面
５５ｃ 切欠
５８Ａ，５８Ｂ 案内ロッド
６１ 本体
６２，６３ 付加部
６５ 筒体
６５ａ スリット
６５ｂ 部分
６５ｃ 開口端
４ｃ 内周面
７０ 底板
７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ 側壁部
７１ａ 閉鎖部
７１ｂ 開口
７１ｃ スクリーン部
７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ 樋体
８１ 流入槽本体
８２ 収集槽
８５ 底壁
８６ 側壁
８７ 開放部
８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ 連結流路
８８ 底壁
８９ 側壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入管を介して上流側から流入する汚水を、送水管を介して下流側に送水する汚水中継ポンプ設備であって、
前記流入管及び前記送水管が内部まで延びている汚水貯留槽と、
前記汚水貯留槽内に配置され、前記流入管と前記送水管とに接続され、前記流入管からの汚水の流入は許可するが前記流入管への汚水の逆流を阻止する逆流防止機構を備えるし渣分離槽と、
前記汚水貯留槽内に配置され、吐出口が前記し渣分離槽と接続される一方、吸込口が前記汚水貯留槽内に開放し、停止時に吐出口から吸込口への汚水の逆流を許可する水中ポンプと、
前記し渣分離槽と前記水中ポンプの吐出口とを接続する流路に配置され、基端側が前記流路の壁部側に固定され、先端側が前記基端側よりも前記し渣分離槽側に位置する複数のスクリーン部材を備え、これら複数のスクリーン部材の先端側が前記水中ポンプの異物通過径以下の寸法の汚水通過孔を形成し、かつ隣接するスクリーン部材間の隙間が前記水中ポンプの異物通過径以下の寸法である固液分離スクリーンと
を備える、汚水中継ポンプ設備。
【請求項２】
前記複数のスクリーン部材は、それぞれ前記流路の中心軸を含む平面内に配置されている、請求項１に記載の汚水中継ポンプ設備。
【請求項３】
前記スクリーン部材は、少なくとも前記先端側が前記流路の中心軸と５度以上６０度以下の範囲の角度をなしている、請求項２に記載の汚水中継ポンプ設備。
【請求項４】
前記スクリーン部材は、前記流路内で円錐台状に配置され、前記流路の中心軸方向から見て円形に配置されたスクリーン部材の先端が前記汚水通過孔を形成している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の汚水中継ポンプ設備。
【請求項５】
前記スクリーン部材は棒状体からなる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の汚水中継ポンプ設備。
【請求項６】
前記流路の口径が前記水中ポンプの吐出口の口径と等しいことを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の汚水中継ポンプ設備。
【請求項１】
流入管を介して上流側から流入する汚水を、送水管を介して下流側に送水する汚水中継ポンプ設備であって、
前記流入管及び前記送水管が内部まで延びている汚水貯留槽と、
前記汚水貯留槽内に配置され、前記流入管と前記送水管とに接続され、前記流入管からの汚水の流入は許可するが前記流入管への汚水の逆流を阻止する逆流防止機構を備えるし渣分離槽と、
前記汚水貯留槽内に配置され、吐出口が前記し渣分離槽と接続される一方、吸込口が前記汚水貯留槽内に開放し、停止時に吐出口から吸込口への汚水の逆流を許可する水中ポンプと、
前記し渣分離槽と前記水中ポンプの吐出口とを接続する流路に配置され、基端側が前記流路の壁部側に固定され、先端側が前記基端側よりも前記し渣分離槽側に位置する複数のスクリーン部材を備え、これら複数のスクリーン部材の先端側が前記水中ポンプの異物通過径以下の寸法の汚水通過孔を形成し、かつ隣接するスクリーン部材間の隙間が前記水中ポンプの異物通過径以下の寸法である固液分離スクリーンと
を備える、汚水中継ポンプ設備。
【請求項２】
前記複数のスクリーン部材は、それぞれ前記流路の中心軸を含む平面内に配置されている、請求項１に記載の汚水中継ポンプ設備。
【請求項３】
前記スクリーン部材は、少なくとも前記先端側が前記流路の中心軸と５度以上６０度以下の範囲の角度をなしている、請求項２に記載の汚水中継ポンプ設備。
【請求項４】
前記スクリーン部材は、前記流路内で円錐台状に配置され、前記流路の中心軸方向から見て円形に配置されたスクリーン部材の先端が前記汚水通過孔を形成している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の汚水中継ポンプ設備。
【請求項５】
前記スクリーン部材は棒状体からなる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の汚水中継ポンプ設備。
【請求項６】
前記流路の口径が前記水中ポンプの吐出口の口径と等しいことを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の汚水中継ポンプ設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００６−１３２１９２（Ｐ２００６−１３２１９２Ａ）
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３２２２４９（Ｐ２００４−３２２２４９）
【出願日】平成１６年１１月５日（２００４．１１．５）
【出願人】（０００１５２１７０）株式会社酉島製作所 (89)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月５日（２００４．１１．５）
【出願人】（０００１５２１７０）株式会社酉島製作所 (89)
【Ｆターム（参考）】
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