浄水用スクリーンおよび該浄水用スクリーンを備えた貯水設備
【課題】道路側溝からの雨水のように、土砂や浮遊物を含む水が貯水槽等へ流入するときに、その流入水の浄化程度を従来のものよりも大きく向上させることのできる浄水用スクリーンを得る。
【解決手段】縦方向に水流入面を持つ貯水部材の前記水流入面に取り付けられ水中の異物を除去するための浄水用スクリーン７０において、浄水用スクリーン７０は、水流入面に取り付けられる面材７１と、面材７１に立設される１本または複数本の多孔材からなる筒状体７２とを備える。好ましくは筒状体７２の内に多孔質材料を充填する。
【解決手段】縦方向に水流入面を持つ貯水部材の前記水流入面に取り付けられ水中の異物を除去するための浄水用スクリーン７０において、浄水用スクリーン７０は、水流入面に取り付けられる面材７１と、面材７１に立設される１本または複数本の多孔材からなる筒状体７２とを備える。好ましくは筒状体７２の内に多孔質材料を充填する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中の異物を除去するための浄水用スクリーンおよび該浄水用スクリーンを備えた貯水設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、中小河川の排水能力を上回る規模の降雨が短期間に集中して生じたときに、河川からの溢水によって災害が生じるのを防止する目的で、地中に貯水槽を備えた雨水流出抑制施設を設けることが都市部などで行われており、その一例が特許文献１に記載されている。貯水槽はコンクリート構造物の場合もあるが、特許文献２に記載のように、凸部からなる列が一定の間隔を置いて多列に平行に形成されている樹脂成形品である貯水空間形成部材の複数枚を交互に直角に交差した姿勢で積層して形成された貯水槽が用いられることも多い。
【０００３】
このような施設において、雨水とともに砂やゴミ等の固形物が貯水槽内に流れ込むのを防止するために、通常、特許文献１に記載のよう、雨水の流入経路に沈砂桝が設けられ、さらに、沈砂桝で除去できなかった細かい砂や浮遊物を除去するために、沈砂桝から貯水槽への水流入部に編み目の細かいシート状の浄水用スクリーンが設けられる。
【０００４】
また、特許文献３には、道路側溝に集水された雨水が排水ポンプ設備の雨水流入槽に流れ込むときに、雨水とともに流れ込むごみ等の異物を除去するための浄水用スクリーンとして、浄水用スクリーンを水流れ込み場所に設置したとき浄水用スクリーンの水流れ込み面に高低差がつくように構成したものが記載されている。この構成の浄水用スクリーンを用いることにより、浄水用スクリーンの水流れ込み面の高低の低い部分にごみ等の異物が詰まっても、高い部分はまだ異物で覆われておらず、ここを通して雨水が流れ込むことができるので、長時間に亘って浄水用スクリーン全体が目詰まりするのを回避できると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２２９８０３号公報
【特許文献２】特開２００９−２４４４７号公報
【特許文献３】特開２００５−１５５１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
地下の貯水槽に貯水した雨水を、道路面の清掃のために、あるいは夏季に路面温度が過度の上昇するのを防止するために用いれば、水資源の節減となり好ましい。また、道路に沿って植栽帯が設置されている場合に、貯水した雨水を植栽帯への散水に用いることができれば、やはり水資源の節減となり好ましい。そして、そのような用途に貯水された雨水を用いる場合には、浮遊物やごみ等がほぼ完全に除去された、いわば浄水化した雨水であることがより望ましい。
【０００７】
しかし、従来の雨水流出抑制施設において、貯水槽への水流入部に取り付けられている浄水用スクリーンは、特許文献１に例示されるように、単に編み目の細かいシート状の浄水用スクリーン（フィルター）であることが多く、微細な浮遊物の除去が十分とはいえない。また、薄い樹脂シートなどが雨水中に混入しているような場合に、それが浄水用スクリーン面に張り付いて目詰まりを生じさせる恐れがある。特許文献３に記載のように、排水用浄水用スクリーンの水流れ込み面に高低差がつくように構成することによって、浄水用スクリーンの全面が目詰まりするのを回避できるとしても、浄水用スクリーンが単に編み目の細かいシート状の浄水用スクリーンである以上、雨水を浄水化できる程度は、特許文献１に記載される雨水流出抑制施設の貯水槽への水流入部に取り付けられる浄水用スクリーン（フィルター）と同じである。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、道路側溝からの雨水のように、土砂や浮遊物を含む水が貯水槽等へ流入するときに、その流入水の浄化程度を従来のものよりも大きく向上させることのできる浄水用スクリーンを提供することを第１の課題とする。また、その浄水用スクリーンを備えた貯水設備を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による浄水用スクリーンは、縦方向に水流入面を持つ貯水部材の前記水流入面に取り付けられ水中の異物を除去するための浄水用スクリーンであって、前記水流入面に取り付けられる面材と、前記面材に立設される１本または複数本の多孔材からなる筒状体とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明による浄水用スクリーンでは、面材に立設される筒状体に形成された孔を通過して、水は貯水部材内に流入する。浄水用スクリーンを通過する際に、孔を通過できない大きさの異物は除去される。そのために、浄水用スクリーンの水通過面積は、多孔材からなる面材のみからなる場合と比較して、面材に立設された筒状体の表面積（端面を除く）の分だけ大きくなる。従って、流入しようとする水中に樹脂シートのような浮遊するシート状材が含まれており、それが浄水用スクリーンの水が通過する領域を覆うことがあっても、水が通過する孔のすべてが当該シートによって覆われる確率はきわめて低くなり、水の流入に支障が出る程度に浄水用スクリーンが目詰まりしてしまうのを確実に回避することができる。
【００１１】
本発明による浄水用スクリーンにおいて、好ましくは、前記筒状体内には多孔質材料が封入される。多孔質材料が濾材として機能することで、前記孔を通過した微細な異物等は、濾材に吸着されて除去される。それにより、水の濁りを改善する等、貯水部材に流れ込む水の水質を一層向上させることができる。それにより、貯水部材に貯水される水の水質を長期に安定させることができる。また、筒状体を面材に対して着脱自在に取り付けるようにしてもよく、この態様では封入した多孔質材料の交換が容易となり、長期的にわたって、浄水用スクリーン度、すなわち筒状体を通過するときの水の浄化度を所要の値に維持することもできる。
【００１２】
本発明による浄水用スクリーンにおいて、使用する多孔質材料に制限はないが、好ましい例として、多孔質ウレタンを含む樹脂発泡体、活性炭や木炭や竹炭等の炭素、ゼオライト等の鉱物、多孔質セラミックス、不織布、合成有機系高分子材料、天然有機系高分子材料のいずれかまたは２つ以上の組み合わせが挙げられる。このような多孔質材料を筒状体内に封入することによって、水中の有機物質、浮遊物質、微粒子、懸濁物質、臭気成分のような物質をより確実に除去することが可能となる。
【００１３】
本発明による浄水用スクリーンにおいて、前記筒状体の長さや形状は任意である。垂直断面形状としては、円形、楕円形、多角形等を挙げることができる。好ましくは、筒状体の上面側を、水平面ではなく、斜面あるいは曲面としておくことは好ましい。それにより、水位が低下するときに、筒状体の上面側の流れを大きくすることができ、上面に堆積している異物（固形物）を流し出すことができる。
【００１４】
また、筒状体は細長いものとなるので、姿勢を安定させるために、面材にアングル材を取り付け、そこに筒状体を取り付けるようにしてもよい。さらに、筒状体内にアングル材を取り付けることで、筒状体内部の水の流れを乱流あるは渦流とすることができ、内部に封入した多孔質材料の偏りを効果的に是正することができる。
【００１５】
本発明による浄水用スクリーンにおいて、前記面材は、無孔の面材であってもよく、有孔の面材であってもよい。有孔の場合、孔の大きさは、筒状体が有する孔と同じ大きさより小さな孔であることが好ましい。貯水部材内に貯水する水に求められる浄化程度に基づき、適宜設定すればよい。
【００１６】
本発明による浄水用スクリーンは、縦方向に水流入面を持つ任意の貯水部材の水流入面に取り付けることができる。使用の具体的一例として、側溝からの水が流入する沈砂桝と前記沈砂桝に流入した水を貯水する貯水槽とを少なくとも備えた貯水設備であって、前記沈砂桝から前記貯水槽への水流入部に上記した浄水用スクリーンが配置されている貯水設備を挙げることができる。
【００１７】
この態様の貯水設備では、浄化された雨水が貯水槽に貯水されるので、その水を道路面の清掃のための水として、夏季に路面温度が過度の上昇するのを防止するための水として、さらには、道路に沿って設置されている植栽帯への散水として、有効に用いることが可能となり、地下水や水道水を使用する場合と比較して、水資源を効果的に節減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、雨水のように異物を含む水が貯水槽等へ流入するときに、その流入水を高度に浄化することのできる浄水用スクリーンが得られる。また、その浄水用スクリーンを備えた貯水設備が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による浄水用スクリーンの２つの例を示す斜視図。
【図２】本発明による浄水用スクリーンを備えた貯水設備が道路散水システムに用いられている一例を説明する模式的斜視図。
【図３】図２に示した道路散水システムを備えた道路面を模式的に示す斜視図。
【図４】図２に示した貯水設備の一例を示す断面図。
【図５】本発明による浄水用スクリーンを備えた貯水設備が道路散水システムに用いられている他の例を説明する模式的斜視図。
【図６】本発明による浄水用スクリーンを備えた貯水設備の他の例を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明による浄水用スクリーンおよびそれを備えた貯水設備を説明する。
【００２１】
図１は、本発明による浄水用スクリーン７０の２つの例を示している。図１（ａ）に示す浄水用スクリーン７０Ａは、垂直方向の面材７１と、該面材７１に立設された１本または複数本（図示のものでは４本）の円筒体である筒状体７２を備える。垂直方向の面材７１は、縦方向に水流入面を持つ貯水部材（図１には図示されない）の前記水流入面に取り付けられる部分であり、図では矩形として示されるが、取り付けるべき水流入面の形状に合わせて適宜の形状とすればよい。面材７１は、無孔であってもよく、図示のもののように有孔であってもよい。筒状体７２は、一例として金属メッシュのような多孔材で作ることが必須である。面材７１が有孔材である場合には、その孔径は筒状体７２の孔径よりも小さいことが望ましい。
【００２２】
筒状体７２の長さは、浄水用スクリーン７０Ａを取り付ける場所（例えば後に説明する沈砂桝２０等）の水平断面の形状と大きさに応じて設定される。その水平断面を横断できる長さであってもよいが、取り付けが困難なことと水の流れに対する抵抗が大きくなるすぎることから、水平断面の途中までの長さであることが好ましい。筒状体７２の太さや本数も、水の流れに対する抵抗と求められる浄化度を考慮して適宜の数とされる。また、筒状体７２は面材７１に対して着脱できるように取り付けられていることが好ましく、さらに、図１（ｂ）に示すように、面材７１側に取り付けたアングル材７４によって支持されていることが好ましい。
【００２３】
上記の浄水用スクリーン７０Ａを図示しない縦方向に水流入面を持つ貯水部材の水流入面に取り付けたときに、流入する水の中に薄手の樹脂シート等が含まれているような場合に、それが浄水用スクリーン７０Ａに張り付くことがおこる。しかし、張り付いた樹脂シート等によって浄水用スクリーン７０Ａが目詰まりする面積のスクリーンの全面積に占める割合は、スクリーンが単に平面体である場合と比較して、筒状体７２を有している分だけ小さくなり、結果として浄水用スクリーン７０Ａに支障となる程度の目詰まりが生じる確率を大きく低減することができる。
【００２４】
筒状体７２の内部は空であってもよい。しかし、浄水用スクリーン７０Ａを通過した後の水の浄化度を一層高くすることを望む場合には、筒状体７２の内部に適宜の多孔質材料を充填する。充填した多孔質材は濾材として機能して、雨水中の微細な異物や浮遊物を除去することができ、浄水用スクリーン７０Ａを通過した後の水の浄化度は一層高くなる。多孔質材料には、多孔質ウレタンを含む樹脂発泡体、活性炭や木炭や竹炭等の炭素、ゼオライト等の鉱物、多孔質セラミックス、不織布、合成有機系高分子材料、天然有機系高分子材料等を例示できる。
【００２５】
図１（ｂ）に示すように、筒状体７２をアングル材７４で支持する態様においては、筒状体内部の水の流れを乱流あるは渦流とすることができ、内部に封入した多孔質材料の偏りを効果的に是正することができる。
【００２６】
図１（ｃ）示すスクリーン７０Ｂは、筒状体７２の垂直断面が矩形状であり、その一つの頂辺７３を最上位とした姿勢で面材７１に取り付けられている点で、図１（ａ）に示したスクリーン７０Ａと相違する。この形態のスクリーン７０Ｂを縦方向に水流入面を持つ貯水部材の水流入面に取り付けた場合、流入側の水位が低下するときに、水の流れによって筒状体７２の上面側に堆積している異物（固形物）を容易に流し出すことができ、異物（固形物）による筒状体７２部分の目詰まりを、手で除去することなく、解消することが可能となる。なお、同様な作用効果は、図１（ａ）に示した断面円形の筒状体７２においても、ある程度は期待することができる。
【００２７】
次に、上記の浄水用スクリーン７０（７０Ａ、７０Ｂ）の実際の使用態様を、道路側溝４からの水が流入する沈砂桝２０と該沈砂桝２０に流入した水を貯水する貯水槽３０とを少なくとも備えた貯水設備Ａに用いた例で説明する。
【００２８】
図２において、１は車道であり、車道１の中央には中央分離帯としての植栽帯２が路線方向に設置されている。車道１の側方には歩道３が設けられ、車道１と歩道３の境目にはＵ字側溝からなる道路側溝４が形成されている。また、歩道３にはバス停留所等の適宜の建造物５が設置されていて、この例では、建造物５の屋根面にはソーラーパネル６が張り付けられている。
【００２９】
道路側溝４には所定の間隔をおいて集水桝１０が設けてあり、道路側溝４内を流れる雨水等は該集水桝１０に流入する。そして、集水桝１０に流入した水は、地中に埋設された導水管１１を通って、貯水設備Ａに流入する。この例において、貯水設備Ａは、沈砂桝２０と、貯水槽３０と、流出桝４０とを備える。流出桝４０には吐出ポンプ５０が取り付けてあり、その吐出側には長尺状の散水パイプ６０が取り付けてある。沈砂桝２０、貯水槽３０、流出桝４０は道路下に埋設しており、図３に示すように、沈砂桝２０と流出桝４０は道路面に管理口としての開口２１、４１を有している。
【００３０】
沈砂桝２０はコンクリート造であり、一方の壁に前記導水管１１との接続開口２２を有し、他の壁には上下方向に距離をおいて２つの開口２３、２４（図４参照）を有している。上位の開口２３は、前記接続開口２２よりも少し下方の位置にあり、下位の開口２４は当該沈砂桝２０の底部２５よりも上位の位置にある。そして、各開口２３、２４に、上記した浄水用スクリーン７０が取り付けられている。
【００３１】
貯水槽３０は、限定されないが、この例では前記した特許文献２に記載されているような、凸部からなる列が一定の間隔を置いて多列に平行に形成されている樹脂成形品である貯水空間形成部材３１の複数枚を交互に直角に交差した姿勢で積層して形成された貯水槽であり、全体が非透水性シート３２で覆われている。貯水槽３０の下には基礎材としてのコンクリート板３３が、上面には荷重分散板としてのコンクリート板３４が設置されている。
【００３２】
貯水槽３０の底面は、沈砂桝２０に形成した下位の開口２４よりも少し下方に位置し、上面は沈砂桝２０に形成した上位の開口２３よりも少し上方に位置している。貯水槽３０の一方の端面側は、沈砂桝２０の前記２つの開口２３、２４が形成された側壁と接しており、該２つの開口を介して、沈砂桝２０の内部空間と貯水槽３０の貯水空間とが連通している。
【００３３】
流出桝４０はコンクリート造であり、その一側壁は貯水槽３０の他方の端面側と接している。そして、貯水槽３０に接する前記側壁であって、貯水槽３０の上位部分と下位部分に対向する部位に、２つの開口４１、４２が形成されている。図示されないが、該開口４１、４２には、貯水槽３０内に貯水された水の流出を規制できる適宜のオリフィス、より好ましくは可動オリフィスが取り付けられており、流出桝４０の底部には前記した吐出ポンプ５０が防水された態様で設置されている。
【００３４】
図２に示すように、吐出ポンプ５０の吐出側には地表面への立ち上がり管６１が接続しており、該立ち上がり管６１は、図３に示すように、前記した車道１の中央に設置した植栽帯２を路線方向に走っている散水パイプ６０に接続している。上記の構成によって、道路散水システムが構築されている。
【００３５】
図示されないが、この例では、停留所５またはその近傍にはソーラーパネル６が発電する電力を蓄える蓄電池施設が設けてあり、商用電力に加えて、該蓄電池からの電力によっても吐出ポンプ５０が作動するようになっている。
【００３６】
図５は、上記の道路散水システムを備えた道路面の他の例を模式的に示している。この態様では、車道１の中央に植栽帯２が設置されてなく、車道１の中央近傍に前記した散水パイプ６０のみが埋設されていて、その吐出孔６２が道路面に現れている。他の構成は、図３および図４に示したものと同じであり、図において同じ符号を付している。
【００３７】
上記の道路散水システムでは、雨が降ると、車道１やその周辺の雨水は道路側溝４に流入する。流入した雨水は集水桝１０に集められ、そこから導水管１１を通って沈砂桝２０内に流入する。流入した雨水に含まれている土砂は、沈砂桝２０の底部に沈降して除かれる。雨水の流入量が大きくなり、その水面レベルが下位の開口２４のレベルより高くなると、雨水は貯水槽３０内に入り込み、そこに貯水される。貯水槽３０に貯水された雨水は、流出桝４０の開口４２に設けたオリフィスに規制される量だけ流出桝４０側に流出し、残量はそのまま貯水槽３０内に貯水される。
【００３８】
また、貯水槽３０内の空気が抜けないと貯水槽３０内に雨水が流入しずらくなるので、上位の開口２３、４１は貯水槽３０内の空気を抜く通気口として作用する。また、沈砂桝２０に流入する雨水の量がさらに大きくなった場合には、上位の開口２３からも雨水は貯水槽３０内に入り込み、そこに貯水される。また、貯水槽３０が満水になった場合、上面にあるコンクリート板３４に浮力がかかるのを防止するために、満水になる前に上位の開口４１から流出桝４０へ水を出すことができる。
【００３９】
散水パイプ６０からの散水が必要となったときに、吐出ポンプ５０を作動する。それにより、流出桝４０内に貯水されている雨水は、立ち上がり管６１を経由して散水パイプ６０に圧送され、その吐出孔から、図３および図４に示す態様では植栽帯２の植物に散水される。また、図５に示す態様では、路面に埋設された散水パイプ６０の地表面に開口した吐出孔から、道路面に散水される。吐出ポンプ５０による汲み上げが始まると、流出桝４０の開口４２に設けたオリフィス部分に負圧が発生するので、貯水槽３０内に貯水されている雨水は流出桝４０側に引き出され、散水される。可動オリフィスを用いる場合には、吐出ポンプ５０による汲み上げが始まると同時にオリフィスの開度を大きくすることでより多くの貯水を連続的に散水することができる。
【００４０】
道路面に直接散水する態様では、散水された水は道路面を清掃しかつ路面の温度を奪いながら、蒸発する分を除いて再び道路側溝４内に流入する。そして、再度沈砂桝２０に流入し、貯水あるいは散水に利用される。
【００４１】
このような散水設備の複数個を道路に沿って設置することで、散水車を走らせることなく植栽帯２の植物への散水や道路面の清掃を雨水を利用して行うことができ、車速の異なる散水車と一般車が走行することに起因する高速道路等での交通障碍が発生するのを回避することができる。
【００４２】
雨水量が少ないときには、十分な量の水を貯水槽３０内に貯水できないことが起こり得る。それを回避するために、水道水や河川水を沈砂桝２０あるいは貯水槽３０に導入できるようにしておくことは好ましい態様である。
【００４３】
道路散水システムが設置される道路環境によっては、道路側溝４に流れ込む雨水中に薄手の樹脂シート等の異物や極微少な浮遊物が多く含まれる場合がある。そのような状況では、沈砂桝２０の開口２３、２４に平板状のスクリーンを取り付けただけでは、スクリーンにシートが張り付いて流路面積を極度に小さくしてしまうことが起こる。また、微少な浮遊物はスクリーンを通過して貯水槽３０内に入り込むことも起こる。いずれの場合も、貯水槽３０の貯水能力に悪影響を与えるので好ましくない。
【００４４】
上記した本発明による浄水用スクリーン７０を沈砂桝２０の開口２３、２４に取り付けることで、上記の不都合を効果的に解消することができる。特に、筒状体７２の内部に適宜の多孔質材料を充填することで、貯水槽３０に貯水される雨水の浄化度を一層高くすることができる。すなわち、充填した多孔質材は濾材として機能して、雨水中の微細な異物や浮遊物を除去することができ、貯水の浄化度は高くなる。多孔質材料には、多孔質ウレタンを含む樹脂発泡体、活性炭や木炭や竹炭等の炭素、ゼオライト等の鉱物、多孔質セラミックス、不織布、合成有機系高分子材料、天然有機系高分子材料等を例示できる。
【００４５】
上記した道路散水システムでは、このようにして浄化度の高くなった雨水を貯水槽３０に貯水しておくことで、吐出ポンプ５０でポンプアップした貯水を前記した停留所５の屋根面に張り付けたソーラーパネル６の洗浄水として用いることが可能となり、道路散水システム全体としての一層の効率化を図ることができる。
【００４６】
図６は、本発明の浄水用スクリーン７０の備えた貯水設備の他の例を示している。ここでは、道路側溝４に付設される集水桝１０の出口側開口１２にも、本発明の浄水用スクリーン７０が取り付けられている。集水桝１０の出口側開口１２にも浄水用スクリーン７０を取り付けることで、貯水槽３０に流入する雨水の浄化度をさらに高くすることができる。なお、この場合、集水桝１０に取り付ける浄水用スクリーン７０の穴径を、沈砂桝２０に取り付ける浄水用スクリーン７０の穴径よりも大きくすることが望ましい。それにより、大きなものを順に排除することができ、各浄水用スクリーンでの除去効率が向上する。
【符号の説明】
【００４７】
Ａ…貯水水設備、
７０…水中の固形物や浮遊物を除去できる浄水用スクリーン、
７１…面材、
７２…筒状体
１…車道、
２…中央分離帯としての植栽帯、
３…歩道、
４…道路側溝、
５…建造物、
６…ソーラーパネル、
１０…集水桝、
１１…導水管、
２０…沈砂桝、
３０…貯水槽、
４０…流出桝、
５０…吐出ポンプ、
６０…長尺状の散水パイプ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中の異物を除去するための浄水用スクリーンおよび該浄水用スクリーンを備えた貯水設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、中小河川の排水能力を上回る規模の降雨が短期間に集中して生じたときに、河川からの溢水によって災害が生じるのを防止する目的で、地中に貯水槽を備えた雨水流出抑制施設を設けることが都市部などで行われており、その一例が特許文献１に記載されている。貯水槽はコンクリート構造物の場合もあるが、特許文献２に記載のように、凸部からなる列が一定の間隔を置いて多列に平行に形成されている樹脂成形品である貯水空間形成部材の複数枚を交互に直角に交差した姿勢で積層して形成された貯水槽が用いられることも多い。
【０００３】
このような施設において、雨水とともに砂やゴミ等の固形物が貯水槽内に流れ込むのを防止するために、通常、特許文献１に記載のよう、雨水の流入経路に沈砂桝が設けられ、さらに、沈砂桝で除去できなかった細かい砂や浮遊物を除去するために、沈砂桝から貯水槽への水流入部に編み目の細かいシート状の浄水用スクリーンが設けられる。
【０００４】
また、特許文献３には、道路側溝に集水された雨水が排水ポンプ設備の雨水流入槽に流れ込むときに、雨水とともに流れ込むごみ等の異物を除去するための浄水用スクリーンとして、浄水用スクリーンを水流れ込み場所に設置したとき浄水用スクリーンの水流れ込み面に高低差がつくように構成したものが記載されている。この構成の浄水用スクリーンを用いることにより、浄水用スクリーンの水流れ込み面の高低の低い部分にごみ等の異物が詰まっても、高い部分はまだ異物で覆われておらず、ここを通して雨水が流れ込むことができるので、長時間に亘って浄水用スクリーン全体が目詰まりするのを回避できると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２２９８０３号公報
【特許文献２】特開２００９−２４４４７号公報
【特許文献３】特開２００５−１５５１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
地下の貯水槽に貯水した雨水を、道路面の清掃のために、あるいは夏季に路面温度が過度の上昇するのを防止するために用いれば、水資源の節減となり好ましい。また、道路に沿って植栽帯が設置されている場合に、貯水した雨水を植栽帯への散水に用いることができれば、やはり水資源の節減となり好ましい。そして、そのような用途に貯水された雨水を用いる場合には、浮遊物やごみ等がほぼ完全に除去された、いわば浄水化した雨水であることがより望ましい。
【０００７】
しかし、従来の雨水流出抑制施設において、貯水槽への水流入部に取り付けられている浄水用スクリーンは、特許文献１に例示されるように、単に編み目の細かいシート状の浄水用スクリーン（フィルター）であることが多く、微細な浮遊物の除去が十分とはいえない。また、薄い樹脂シートなどが雨水中に混入しているような場合に、それが浄水用スクリーン面に張り付いて目詰まりを生じさせる恐れがある。特許文献３に記載のように、排水用浄水用スクリーンの水流れ込み面に高低差がつくように構成することによって、浄水用スクリーンの全面が目詰まりするのを回避できるとしても、浄水用スクリーンが単に編み目の細かいシート状の浄水用スクリーンである以上、雨水を浄水化できる程度は、特許文献１に記載される雨水流出抑制施設の貯水槽への水流入部に取り付けられる浄水用スクリーン（フィルター）と同じである。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、道路側溝からの雨水のように、土砂や浮遊物を含む水が貯水槽等へ流入するときに、その流入水の浄化程度を従来のものよりも大きく向上させることのできる浄水用スクリーンを提供することを第１の課題とする。また、その浄水用スクリーンを備えた貯水設備を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による浄水用スクリーンは、縦方向に水流入面を持つ貯水部材の前記水流入面に取り付けられ水中の異物を除去するための浄水用スクリーンであって、前記水流入面に取り付けられる面材と、前記面材に立設される１本または複数本の多孔材からなる筒状体とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明による浄水用スクリーンでは、面材に立設される筒状体に形成された孔を通過して、水は貯水部材内に流入する。浄水用スクリーンを通過する際に、孔を通過できない大きさの異物は除去される。そのために、浄水用スクリーンの水通過面積は、多孔材からなる面材のみからなる場合と比較して、面材に立設された筒状体の表面積（端面を除く）の分だけ大きくなる。従って、流入しようとする水中に樹脂シートのような浮遊するシート状材が含まれており、それが浄水用スクリーンの水が通過する領域を覆うことがあっても、水が通過する孔のすべてが当該シートによって覆われる確率はきわめて低くなり、水の流入に支障が出る程度に浄水用スクリーンが目詰まりしてしまうのを確実に回避することができる。
【００１１】
本発明による浄水用スクリーンにおいて、好ましくは、前記筒状体内には多孔質材料が封入される。多孔質材料が濾材として機能することで、前記孔を通過した微細な異物等は、濾材に吸着されて除去される。それにより、水の濁りを改善する等、貯水部材に流れ込む水の水質を一層向上させることができる。それにより、貯水部材に貯水される水の水質を長期に安定させることができる。また、筒状体を面材に対して着脱自在に取り付けるようにしてもよく、この態様では封入した多孔質材料の交換が容易となり、長期的にわたって、浄水用スクリーン度、すなわち筒状体を通過するときの水の浄化度を所要の値に維持することもできる。
【００１２】
本発明による浄水用スクリーンにおいて、使用する多孔質材料に制限はないが、好ましい例として、多孔質ウレタンを含む樹脂発泡体、活性炭や木炭や竹炭等の炭素、ゼオライト等の鉱物、多孔質セラミックス、不織布、合成有機系高分子材料、天然有機系高分子材料のいずれかまたは２つ以上の組み合わせが挙げられる。このような多孔質材料を筒状体内に封入することによって、水中の有機物質、浮遊物質、微粒子、懸濁物質、臭気成分のような物質をより確実に除去することが可能となる。
【００１３】
本発明による浄水用スクリーンにおいて、前記筒状体の長さや形状は任意である。垂直断面形状としては、円形、楕円形、多角形等を挙げることができる。好ましくは、筒状体の上面側を、水平面ではなく、斜面あるいは曲面としておくことは好ましい。それにより、水位が低下するときに、筒状体の上面側の流れを大きくすることができ、上面に堆積している異物（固形物）を流し出すことができる。
【００１４】
また、筒状体は細長いものとなるので、姿勢を安定させるために、面材にアングル材を取り付け、そこに筒状体を取り付けるようにしてもよい。さらに、筒状体内にアングル材を取り付けることで、筒状体内部の水の流れを乱流あるは渦流とすることができ、内部に封入した多孔質材料の偏りを効果的に是正することができる。
【００１５】
本発明による浄水用スクリーンにおいて、前記面材は、無孔の面材であってもよく、有孔の面材であってもよい。有孔の場合、孔の大きさは、筒状体が有する孔と同じ大きさより小さな孔であることが好ましい。貯水部材内に貯水する水に求められる浄化程度に基づき、適宜設定すればよい。
【００１６】
本発明による浄水用スクリーンは、縦方向に水流入面を持つ任意の貯水部材の水流入面に取り付けることができる。使用の具体的一例として、側溝からの水が流入する沈砂桝と前記沈砂桝に流入した水を貯水する貯水槽とを少なくとも備えた貯水設備であって、前記沈砂桝から前記貯水槽への水流入部に上記した浄水用スクリーンが配置されている貯水設備を挙げることができる。
【００１７】
この態様の貯水設備では、浄化された雨水が貯水槽に貯水されるので、その水を道路面の清掃のための水として、夏季に路面温度が過度の上昇するのを防止するための水として、さらには、道路に沿って設置されている植栽帯への散水として、有効に用いることが可能となり、地下水や水道水を使用する場合と比較して、水資源を効果的に節減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、雨水のように異物を含む水が貯水槽等へ流入するときに、その流入水を高度に浄化することのできる浄水用スクリーンが得られる。また、その浄水用スクリーンを備えた貯水設備が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による浄水用スクリーンの２つの例を示す斜視図。
【図２】本発明による浄水用スクリーンを備えた貯水設備が道路散水システムに用いられている一例を説明する模式的斜視図。
【図３】図２に示した道路散水システムを備えた道路面を模式的に示す斜視図。
【図４】図２に示した貯水設備の一例を示す断面図。
【図５】本発明による浄水用スクリーンを備えた貯水設備が道路散水システムに用いられている他の例を説明する模式的斜視図。
【図６】本発明による浄水用スクリーンを備えた貯水設備の他の例を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明による浄水用スクリーンおよびそれを備えた貯水設備を説明する。
【００２１】
図１は、本発明による浄水用スクリーン７０の２つの例を示している。図１（ａ）に示す浄水用スクリーン７０Ａは、垂直方向の面材７１と、該面材７１に立設された１本または複数本（図示のものでは４本）の円筒体である筒状体７２を備える。垂直方向の面材７１は、縦方向に水流入面を持つ貯水部材（図１には図示されない）の前記水流入面に取り付けられる部分であり、図では矩形として示されるが、取り付けるべき水流入面の形状に合わせて適宜の形状とすればよい。面材７１は、無孔であってもよく、図示のもののように有孔であってもよい。筒状体７２は、一例として金属メッシュのような多孔材で作ることが必須である。面材７１が有孔材である場合には、その孔径は筒状体７２の孔径よりも小さいことが望ましい。
【００２２】
筒状体７２の長さは、浄水用スクリーン７０Ａを取り付ける場所（例えば後に説明する沈砂桝２０等）の水平断面の形状と大きさに応じて設定される。その水平断面を横断できる長さであってもよいが、取り付けが困難なことと水の流れに対する抵抗が大きくなるすぎることから、水平断面の途中までの長さであることが好ましい。筒状体７２の太さや本数も、水の流れに対する抵抗と求められる浄化度を考慮して適宜の数とされる。また、筒状体７２は面材７１に対して着脱できるように取り付けられていることが好ましく、さらに、図１（ｂ）に示すように、面材７１側に取り付けたアングル材７４によって支持されていることが好ましい。
【００２３】
上記の浄水用スクリーン７０Ａを図示しない縦方向に水流入面を持つ貯水部材の水流入面に取り付けたときに、流入する水の中に薄手の樹脂シート等が含まれているような場合に、それが浄水用スクリーン７０Ａに張り付くことがおこる。しかし、張り付いた樹脂シート等によって浄水用スクリーン７０Ａが目詰まりする面積のスクリーンの全面積に占める割合は、スクリーンが単に平面体である場合と比較して、筒状体７２を有している分だけ小さくなり、結果として浄水用スクリーン７０Ａに支障となる程度の目詰まりが生じる確率を大きく低減することができる。
【００２４】
筒状体７２の内部は空であってもよい。しかし、浄水用スクリーン７０Ａを通過した後の水の浄化度を一層高くすることを望む場合には、筒状体７２の内部に適宜の多孔質材料を充填する。充填した多孔質材は濾材として機能して、雨水中の微細な異物や浮遊物を除去することができ、浄水用スクリーン７０Ａを通過した後の水の浄化度は一層高くなる。多孔質材料には、多孔質ウレタンを含む樹脂発泡体、活性炭や木炭や竹炭等の炭素、ゼオライト等の鉱物、多孔質セラミックス、不織布、合成有機系高分子材料、天然有機系高分子材料等を例示できる。
【００２５】
図１（ｂ）に示すように、筒状体７２をアングル材７４で支持する態様においては、筒状体内部の水の流れを乱流あるは渦流とすることができ、内部に封入した多孔質材料の偏りを効果的に是正することができる。
【００２６】
図１（ｃ）示すスクリーン７０Ｂは、筒状体７２の垂直断面が矩形状であり、その一つの頂辺７３を最上位とした姿勢で面材７１に取り付けられている点で、図１（ａ）に示したスクリーン７０Ａと相違する。この形態のスクリーン７０Ｂを縦方向に水流入面を持つ貯水部材の水流入面に取り付けた場合、流入側の水位が低下するときに、水の流れによって筒状体７２の上面側に堆積している異物（固形物）を容易に流し出すことができ、異物（固形物）による筒状体７２部分の目詰まりを、手で除去することなく、解消することが可能となる。なお、同様な作用効果は、図１（ａ）に示した断面円形の筒状体７２においても、ある程度は期待することができる。
【００２７】
次に、上記の浄水用スクリーン７０（７０Ａ、７０Ｂ）の実際の使用態様を、道路側溝４からの水が流入する沈砂桝２０と該沈砂桝２０に流入した水を貯水する貯水槽３０とを少なくとも備えた貯水設備Ａに用いた例で説明する。
【００２８】
図２において、１は車道であり、車道１の中央には中央分離帯としての植栽帯２が路線方向に設置されている。車道１の側方には歩道３が設けられ、車道１と歩道３の境目にはＵ字側溝からなる道路側溝４が形成されている。また、歩道３にはバス停留所等の適宜の建造物５が設置されていて、この例では、建造物５の屋根面にはソーラーパネル６が張り付けられている。
【００２９】
道路側溝４には所定の間隔をおいて集水桝１０が設けてあり、道路側溝４内を流れる雨水等は該集水桝１０に流入する。そして、集水桝１０に流入した水は、地中に埋設された導水管１１を通って、貯水設備Ａに流入する。この例において、貯水設備Ａは、沈砂桝２０と、貯水槽３０と、流出桝４０とを備える。流出桝４０には吐出ポンプ５０が取り付けてあり、その吐出側には長尺状の散水パイプ６０が取り付けてある。沈砂桝２０、貯水槽３０、流出桝４０は道路下に埋設しており、図３に示すように、沈砂桝２０と流出桝４０は道路面に管理口としての開口２１、４１を有している。
【００３０】
沈砂桝２０はコンクリート造であり、一方の壁に前記導水管１１との接続開口２２を有し、他の壁には上下方向に距離をおいて２つの開口２３、２４（図４参照）を有している。上位の開口２３は、前記接続開口２２よりも少し下方の位置にあり、下位の開口２４は当該沈砂桝２０の底部２５よりも上位の位置にある。そして、各開口２３、２４に、上記した浄水用スクリーン７０が取り付けられている。
【００３１】
貯水槽３０は、限定されないが、この例では前記した特許文献２に記載されているような、凸部からなる列が一定の間隔を置いて多列に平行に形成されている樹脂成形品である貯水空間形成部材３１の複数枚を交互に直角に交差した姿勢で積層して形成された貯水槽であり、全体が非透水性シート３２で覆われている。貯水槽３０の下には基礎材としてのコンクリート板３３が、上面には荷重分散板としてのコンクリート板３４が設置されている。
【００３２】
貯水槽３０の底面は、沈砂桝２０に形成した下位の開口２４よりも少し下方に位置し、上面は沈砂桝２０に形成した上位の開口２３よりも少し上方に位置している。貯水槽３０の一方の端面側は、沈砂桝２０の前記２つの開口２３、２４が形成された側壁と接しており、該２つの開口を介して、沈砂桝２０の内部空間と貯水槽３０の貯水空間とが連通している。
【００３３】
流出桝４０はコンクリート造であり、その一側壁は貯水槽３０の他方の端面側と接している。そして、貯水槽３０に接する前記側壁であって、貯水槽３０の上位部分と下位部分に対向する部位に、２つの開口４１、４２が形成されている。図示されないが、該開口４１、４２には、貯水槽３０内に貯水された水の流出を規制できる適宜のオリフィス、より好ましくは可動オリフィスが取り付けられており、流出桝４０の底部には前記した吐出ポンプ５０が防水された態様で設置されている。
【００３４】
図２に示すように、吐出ポンプ５０の吐出側には地表面への立ち上がり管６１が接続しており、該立ち上がり管６１は、図３に示すように、前記した車道１の中央に設置した植栽帯２を路線方向に走っている散水パイプ６０に接続している。上記の構成によって、道路散水システムが構築されている。
【００３５】
図示されないが、この例では、停留所５またはその近傍にはソーラーパネル６が発電する電力を蓄える蓄電池施設が設けてあり、商用電力に加えて、該蓄電池からの電力によっても吐出ポンプ５０が作動するようになっている。
【００３６】
図５は、上記の道路散水システムを備えた道路面の他の例を模式的に示している。この態様では、車道１の中央に植栽帯２が設置されてなく、車道１の中央近傍に前記した散水パイプ６０のみが埋設されていて、その吐出孔６２が道路面に現れている。他の構成は、図３および図４に示したものと同じであり、図において同じ符号を付している。
【００３７】
上記の道路散水システムでは、雨が降ると、車道１やその周辺の雨水は道路側溝４に流入する。流入した雨水は集水桝１０に集められ、そこから導水管１１を通って沈砂桝２０内に流入する。流入した雨水に含まれている土砂は、沈砂桝２０の底部に沈降して除かれる。雨水の流入量が大きくなり、その水面レベルが下位の開口２４のレベルより高くなると、雨水は貯水槽３０内に入り込み、そこに貯水される。貯水槽３０に貯水された雨水は、流出桝４０の開口４２に設けたオリフィスに規制される量だけ流出桝４０側に流出し、残量はそのまま貯水槽３０内に貯水される。
【００３８】
また、貯水槽３０内の空気が抜けないと貯水槽３０内に雨水が流入しずらくなるので、上位の開口２３、４１は貯水槽３０内の空気を抜く通気口として作用する。また、沈砂桝２０に流入する雨水の量がさらに大きくなった場合には、上位の開口２３からも雨水は貯水槽３０内に入り込み、そこに貯水される。また、貯水槽３０が満水になった場合、上面にあるコンクリート板３４に浮力がかかるのを防止するために、満水になる前に上位の開口４１から流出桝４０へ水を出すことができる。
【００３９】
散水パイプ６０からの散水が必要となったときに、吐出ポンプ５０を作動する。それにより、流出桝４０内に貯水されている雨水は、立ち上がり管６１を経由して散水パイプ６０に圧送され、その吐出孔から、図３および図４に示す態様では植栽帯２の植物に散水される。また、図５に示す態様では、路面に埋設された散水パイプ６０の地表面に開口した吐出孔から、道路面に散水される。吐出ポンプ５０による汲み上げが始まると、流出桝４０の開口４２に設けたオリフィス部分に負圧が発生するので、貯水槽３０内に貯水されている雨水は流出桝４０側に引き出され、散水される。可動オリフィスを用いる場合には、吐出ポンプ５０による汲み上げが始まると同時にオリフィスの開度を大きくすることでより多くの貯水を連続的に散水することができる。
【００４０】
道路面に直接散水する態様では、散水された水は道路面を清掃しかつ路面の温度を奪いながら、蒸発する分を除いて再び道路側溝４内に流入する。そして、再度沈砂桝２０に流入し、貯水あるいは散水に利用される。
【００４１】
このような散水設備の複数個を道路に沿って設置することで、散水車を走らせることなく植栽帯２の植物への散水や道路面の清掃を雨水を利用して行うことができ、車速の異なる散水車と一般車が走行することに起因する高速道路等での交通障碍が発生するのを回避することができる。
【００４２】
雨水量が少ないときには、十分な量の水を貯水槽３０内に貯水できないことが起こり得る。それを回避するために、水道水や河川水を沈砂桝２０あるいは貯水槽３０に導入できるようにしておくことは好ましい態様である。
【００４３】
道路散水システムが設置される道路環境によっては、道路側溝４に流れ込む雨水中に薄手の樹脂シート等の異物や極微少な浮遊物が多く含まれる場合がある。そのような状況では、沈砂桝２０の開口２３、２４に平板状のスクリーンを取り付けただけでは、スクリーンにシートが張り付いて流路面積を極度に小さくしてしまうことが起こる。また、微少な浮遊物はスクリーンを通過して貯水槽３０内に入り込むことも起こる。いずれの場合も、貯水槽３０の貯水能力に悪影響を与えるので好ましくない。
【００４４】
上記した本発明による浄水用スクリーン７０を沈砂桝２０の開口２３、２４に取り付けることで、上記の不都合を効果的に解消することができる。特に、筒状体７２の内部に適宜の多孔質材料を充填することで、貯水槽３０に貯水される雨水の浄化度を一層高くすることができる。すなわち、充填した多孔質材は濾材として機能して、雨水中の微細な異物や浮遊物を除去することができ、貯水の浄化度は高くなる。多孔質材料には、多孔質ウレタンを含む樹脂発泡体、活性炭や木炭や竹炭等の炭素、ゼオライト等の鉱物、多孔質セラミックス、不織布、合成有機系高分子材料、天然有機系高分子材料等を例示できる。
【００４５】
上記した道路散水システムでは、このようにして浄化度の高くなった雨水を貯水槽３０に貯水しておくことで、吐出ポンプ５０でポンプアップした貯水を前記した停留所５の屋根面に張り付けたソーラーパネル６の洗浄水として用いることが可能となり、道路散水システム全体としての一層の効率化を図ることができる。
【００４６】
図６は、本発明の浄水用スクリーン７０の備えた貯水設備の他の例を示している。ここでは、道路側溝４に付設される集水桝１０の出口側開口１２にも、本発明の浄水用スクリーン７０が取り付けられている。集水桝１０の出口側開口１２にも浄水用スクリーン７０を取り付けることで、貯水槽３０に流入する雨水の浄化度をさらに高くすることができる。なお、この場合、集水桝１０に取り付ける浄水用スクリーン７０の穴径を、沈砂桝２０に取り付ける浄水用スクリーン７０の穴径よりも大きくすることが望ましい。それにより、大きなものを順に排除することができ、各浄水用スクリーンでの除去効率が向上する。
【符号の説明】
【００４７】
Ａ…貯水水設備、
７０…水中の固形物や浮遊物を除去できる浄水用スクリーン、
７１…面材、
７２…筒状体
１…車道、
２…中央分離帯としての植栽帯、
３…歩道、
４…道路側溝、
５…建造物、
６…ソーラーパネル、
１０…集水桝、
１１…導水管、
２０…沈砂桝、
３０…貯水槽、
４０…流出桝、
５０…吐出ポンプ、
６０…長尺状の散水パイプ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦方向に水流入面を持つ貯水部材の前記水流入面に取り付けられ水中の異物を除去するための浄水用スクリーンであって、前記浄水用スクリーンは、前記水流入面に取り付けられる面材と、前記面材に立設される１本または複数本の多孔材からなる筒状体とを備えることを特徴とする浄水用スクリーン。
【請求項２】
前記筒状体の内部に封入された多孔質材料をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の浄水用スクリーン。
【請求項３】
前記多孔質材料は、多孔質ウレタンを含む樹脂発泡体、活性炭や木炭や竹炭等の炭素、ゼオライト等の鉱物、多孔質セラミックス、不織布、合成有機系高分子材料、天然有機系高分子材料のいずれかまたは２つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項２に記載の浄水用スクリーン。
【請求項４】
前記筒状体は、上面側が斜面あるいは曲面とされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の浄水用スクリーン。
【請求項５】
側溝からの水が流入する沈砂桝と前記沈砂桝に流入した水を貯水する貯水槽とを少なくとも備えた貯水設備であって、前記沈砂桝から前記貯水槽への水流入部には、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の浄水用スクリーンが配設されていることを特徴とする貯水設備。
【請求項１】
縦方向に水流入面を持つ貯水部材の前記水流入面に取り付けられ水中の異物を除去するための浄水用スクリーンであって、前記浄水用スクリーンは、前記水流入面に取り付けられる面材と、前記面材に立設される１本または複数本の多孔材からなる筒状体とを備えることを特徴とする浄水用スクリーン。
【請求項２】
前記筒状体の内部に封入された多孔質材料をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の浄水用スクリーン。
【請求項３】
前記多孔質材料は、多孔質ウレタンを含む樹脂発泡体、活性炭や木炭や竹炭等の炭素、ゼオライト等の鉱物、多孔質セラミックス、不織布、合成有機系高分子材料、天然有機系高分子材料のいずれかまたは２つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項２に記載の浄水用スクリーン。
【請求項４】
前記筒状体は、上面側が斜面あるいは曲面とされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の浄水用スクリーン。
【請求項５】
側溝からの水が流入する沈砂桝と前記沈砂桝に流入した水を貯水する貯水槽とを少なくとも備えた貯水設備であって、前記沈砂桝から前記貯水槽への水流入部には、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の浄水用スクリーンが配設されていることを特徴とする貯水設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１３２２３５（Ｐ２０１２−１３２２３５Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８６１６２（Ｐ２０１０−２８６１６２）
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
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