JP6947576B2 - 螺旋流案内路を備える縦管 - Google Patents
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Description
流入水の流入口と流出口の間には、通常、落差が形成されており、落下する流入水の水勢により、マンホールの壁面や底面が損傷されたり、落差が大きくなると地盤振動や大きな騒音が発生したりすることもある。このため、落下する流入水の水勢を低減する手段が設けられたマンホールが開発されている。
[1]心柱挿入用孔が形成された螺旋流案内部材を、該心柱挿入用孔に中空の筒状体である心柱を挿入して、立設した該心柱を中心に螺旋状に配列してなる螺旋流案内路を備える縦管であって、螺旋流案内部材の外側端部の段鼻部と段尻部とにボルト挿入用孔を形成し、互いに隣接する螺旋流案内部材は、上側に位置する螺旋流案内部材の段鼻部と下側に位置する螺旋流案内部材の段尻部とを重なるように、かつ上側に位置する螺旋流案内部材の外側端部の段鼻部に形成されたボルト挿入用孔と下側に位置する螺旋流案内部材の外側端部の段尻部に形成されたボルト挿入用孔とを重なるように配置して、該2つの重なるボルト挿入用孔に挿入したボルトとナットにより互いに隣接する2つの螺旋流案内部材を挟んで締め付けていることを特徴とする、螺旋流案内路を備える縦管。
[2]心柱挿入用孔が形成された螺旋流案内部材を、該心柱挿入用孔に中空の筒状体である心柱を挿入して、立設した該心柱を中心に螺旋状に配列してなる螺旋流案内路を備える縦管であって、螺旋流案内部材の段尻部側の部位に段差部を形成し、該段差部の上面を心柱挿入用孔の周壁の上端面より高くするとともに、同部材の段鼻部側の部位は、該段差分の厚み分だけ薄く形成して、該段鼻部側の部位の下面を心柱挿入用孔の周壁の下端面より高くし、互いに隣接する螺旋流案内部材は、上側に位置する螺旋流案内部材の段鼻部と下側に位置する螺旋流案内部材の段尻部とを重なるように、かつ上側に位置する螺旋流案内部材の段鼻部側の部位の下面に、下側に位置する螺旋流案内部材の段尻部側の部位に形成した段差部を収納したことを特徴とする、螺旋流案内路を備える縦管。
[3]前記螺旋流案内部材の段尻部側の部位に形成した段差部には溝を形成するとともに、前記螺旋流案内部材の段鼻部側の部位の下面には突部を形成し、前記互いに隣接する螺旋流案内部材は、下側に位置する螺旋流案内部材の段尻部側の部位の段差部の溝に上側に位置する螺旋流案内部材の段鼻部側の部位の下面の突部が嵌合していることを特徴とする、[2]に記載の螺旋流案内路を備える縦管。
[4]前記螺旋流案内部材は、段鼻部側の部位の上面が段尻部から段鼻部に向かって下る方向に傾斜していることを特徴とする、[1]〜[3]のいずれかに記載の螺旋流案内路を備える縦管。
[5]前記螺旋流案内部材は、外側端部に雨樋状部材を備え、該雨樋状部材は段尻部から段鼻部に向かって下る方向に傾斜していることを特徴とする、[1]〜[4]のいずれかに記載の螺旋流案内路を備える縦管。
[6]前記縦管がマンホールであることを特徴とする、[1]〜[5]のいずれかに記載の螺旋流案内路が設置された縦管。
図1は螺旋流案内路が設置されたマンホールの全体構成の概略断面図を示す。1は螺旋流案内路が設置されたマンホール、2はマンホール本体を形成するマンホール躯体であり、通常はコンクリート製である。3はマンホールの蓋版、4はマンホールの底版、5は流入水が流入する流入配管、6は流入水が流出する流出配管である。マンホールの底版4の上には、マンホール底部に流下した流入水の流出配管6への流れをよくするため、インバート7を形成することもある。8は昇降用のステップ、10は螺旋流案内路である。
螺旋流案内路10は流入配管5のレベル近くまで達する高さを有しており、流入配管5から流入する流入水は螺旋流案内路10を構成する後述の螺旋流案内部材の上面を流下し、流出配管6から排出される。
ここで、11は中空の筒状体からなる心柱、12は螺旋流案内路10を構成する螺旋流案内部材である。124は、螺旋流案内部材12に形成されたボルト挿通用孔であり、この孔にボルトが挿入されて、後述するように、隣接する螺旋流案内部材同士がボルトとナットで締結される。なお、図1〜3ではボルトとナットは図示していない。
螺旋流案内部材12の内側端部121(螺旋流案内路の中心側の端部)には心柱挿入用孔(貫通孔)123が形成され、この心柱挿入用孔123に心柱11が挿通され、心柱11を中心として、複数の螺旋流案内部材12を心柱の周囲に展開させることにより螺旋流案内路10が構成される(図2、図3参照)。
ここで、段鼻部および段尻部とは、螺旋流案内路を下から上に上る場合に、螺旋流案内部材の手前側の部位、螺旋流案内部材の奥側の部位をそれぞれ指している。時計回りに上る螺旋流案内路の一部を示した図5に段鼻部125、段尻部126を示した。
また、心柱11は、分割型とすることもできる。短い中空の円筒体を積み上げて、より高い筒状体にすることもできる。分割型の心柱を継ぎ足すには、それぞれの接続口に互いに嵌め合うねじ切り部を形成してネジ接合したり、それぞれの接続口に接続用の中空芯体を挿入して埋め込み型のピンを挿入することにより接続したりして、分割型の心柱を継ぎ足すことができる。
最初にマンホール1内に心柱11を立設する。
心柱11を立設するには、組立当初では作業員が支持することにより行うこともできるが、例えば、図5に示すように、コンクリートを打設するなどして心柱11の内径と同じ外径を有する芯体15をマンホールのインバート7などに立設し、この芯体15に心柱11の下端部を被せることにより、心柱11を立設することもできる。
通常、インバート7は、中央部に凹部(溝部)を流出配管6の軸方向に形成して流入水が流出配管に流出しやすいようになっているが、心柱11を立設しやすいように、インバート7の上面は、凹部(溝部)を形成しないで平らにしてもよい。
インバート7がない場合は、底版4に芯体を立設することもできる。
したがって、このように配置が完了した後は、図2、図5から分かるように、1段目の螺旋流案内部材12の段尻部の上面と2段目の段鼻部の下面とが接触して重なることになる。なお、図2でも、螺旋流案内路を上るときに、1段目の螺旋流案内部材12に対して、2段目の螺旋流案内部材12が心柱を中心にして時計針の動きと同方向に所定の角度だけ回転した状態で配置されている。
こうすることで、1段目の螺旋流案内部材と2段目の螺旋流案内部材とは、心柱を中心に所定の角度を形成して配置されることになる。
1段目の螺旋流案内部材12の下面をインバート7あるいは底版4の上面と接触させるため、図6(a)に示すように、ボルト13の頭部は、螺旋流案内部材を安定して据え付けるために、1段目の螺旋流案内部材の下面から飛び出ないようにすることができる。
このとき、1段目の螺旋流案内部材12の段鼻部側125の側部は、流出配管6の入り口におおむね対向するように配置することが望ましい。こうすることで、螺旋流案内路を流下する流入水が1段目の螺旋流案内部材12を流下した後に流出配管6に速やかに排出されることになる。
したがって、本発明の螺旋流案内路10では、互いに隣接する、下側に位置するn段目(nは整数)の螺旋流案内部材とその上側に位置する(n+1)段目の螺旋流案内部材は、上側に位置する(n+1)段目の螺旋流案内部材の外側端部の段鼻部に形成されたボルト挿入用孔124と下側に位置するn段目の螺旋流案内部材の外側端部の段尻部に形成されたボルト挿入用孔124とが重なるように配置され、該2つの重なるボルト挿入用孔に挿通したボルト13とこのボルトの軸部に螺号したナット14により前記互いに隣接するn段目と(n+1)段目の螺旋流案内部材を挟んで締め付けている。
また、2段目から最上段の螺旋流案内部材の間において、隣接する螺旋流案内部材のボルトとナットによる締め付けは、図6に示すように、ボルト13を下側に位置する螺旋流案内部材の下からボルト挿入用孔124に挿入したが、ボルトを上側に位置する螺旋流案内部材の上面からボルト挿入用孔124に挿入して、下側の螺旋流案内部材の下面に突き出たボルト13の軸部をナット14で締め付けて、上下に隣接する螺旋流案内部材同士を一体化してもよい。
このような場合には、心柱を一体ものではなく、前述したように、分割型のものにして対応することができる。
分割型にしておけば、所定数の螺旋流案内部材を心柱に取り付け、上述したごとく、所定数の螺旋流案内部材分の螺旋流案内路を構築し、次いで、この螺旋流案内路を上り、分割型の心柱を継ぎ足して、さらに所定数の螺旋流案内部材を取り付ければよい。
また、ボルト挿入用孔124の位置を螺旋流案内部材の外側端部122の外周に沿う方向において変えることにより、互いに隣接する上下の螺旋流案内部材同士の重なり幅を変えたりして、螺旋流案内路の旋回角度も容易に調整することができる。
また、螺旋流案内部材12は、螺旋流案内部材としての強度が十分であり、耐食性のある材料で製造することができる。例えば、アルミなどの金属製としてもよいが、軽量化するために、外皮と発泡芯材からなる発泡体から製造することが望ましい。この発泡体からなる螺旋流案内部材12の断面の模式図を図7に示した。
発泡芯材161には発泡性ポリスチレン樹脂や植物由来のポリ乳酸系発泡性樹脂等が使用できる。また、外皮162にはポリエチレンやポリプロピレンなど合成樹脂を使用することができるが、強度の高い繊維強化プラスチック材料(FRP)が好ましい。
なお、板状体とこの板状部の裏面に一体的に設けたリブ材とから構成される、前述の螺旋流案内部材についても、発泡芯材161と外皮162からなる発泡体16から製造することができる。
図8(b)から分かるように、このような螺旋流案内部材を使用して螺旋流案内路を構成することにより、螺旋流案内部材12の上面に流入水が滞留しないで、螺旋流案内部材から流入水が流下しやすくなる。
なお、この図では、傾斜を強調するために傾斜角度を10°程度に大きく描いているが、1〜5°程度でも効果を発揮する。この程度であれば、作業員等の昇降にも支障はない。
図8に示すこの実施形態では、螺旋流案内部材の上面のみならず、段鼻部側の側面も垂直ではなく、該側面の下部が手前側に出張り傾斜している。こうすることで流入水の段差流れをより穏やかにできる。
螺旋流案内部材の段鼻部側の部位において、上面を段鼻部に向かって下る方向に傾斜させた螺旋流案内部材も、図7に示した発泡体16から製造できる。
他方、螺旋流案内部材12の段鼻部側の部位の下面(裏面)は、段差部127の分だけ厚みが薄く形成された部位を有しており、その部位では、該段鼻部側の部位の下面が心柱挿入用孔123の周壁の下端面より高くなっており、螺旋流案内部材12の段鼻部側の部位の下に、段差部127と同じ立体形状の空間が形成されている(図10参照)。
また、螺旋流案内部材12の段鼻部側の部位の上面は、段尻部側の部位の段差部127より低い面を有しておればよく、図9では、心柱挿入用孔123の周壁の上端面と同じ高さになっている。
同様にして、さらに螺旋流案内部材12を心柱11を中心にして積み重ねると、図11から分かるように、互いに隣接する上下の螺旋流案内部材において、下側に位置する螺旋流案内部材12の段尻部側の部位に形成された段差部127を上側に隣接する螺旋流案内部材12の段鼻部側の部位の下面の空間に収納することができ、心柱11を中心にして螺旋流案内部材を螺旋状に配列することができる。
また、段差部127の幅寸法や形状を変えることにより、互いに隣接する上下の螺旋流案内部材同士の重なり幅を変えたりして、螺旋流案内路の旋回角度も容易に調整することができる。
最初にマンホール内に心柱11を立てる。
心柱11をマンホールのインバートや底版に立設する方法は、図2〜5に示した螺旋流案内部材を使用する螺旋流案内路の場合と同様である。
なお、図11では、螺旋流案内路を上る場合に、1段目の螺旋流案内部材に対して、2段目の螺旋流案内部材が心柱を中心にして時計針の動きと反対方向に所定の角度だけ回転した状態で配置されている。
したがって、互いに上下に隣接する螺旋流案内路の下側に位置するn段目(nは整数)の螺旋流案内部材とその上側に位置する(n+1)段目の螺旋流案内部材とは、下側に位置するn段目の螺旋流案内部材の段尻部側の部位に形成された段差部127が(n+1)段目の螺旋流案内部材の段鼻部側の部位の下面に収納され、n段目の螺旋流案内部材の該段差部127の上面と(n+1)段目の螺旋流案内部材の段鼻部側の部位の下面とが接触した状態で、n段目の螺旋流案内部材と(n+1)段目の螺旋流案内部材が心柱を中心として積み上げられることになる(図11参照)。
なお、最上段の螺旋流案内部材には、螺旋流案内部材の上面が段差部のない面一なものを使用することもできる。
この実施形態の螺旋流案内部材12も平面視が略扇形である。そして、螺旋流案内部材の心柱挿入用孔123に心柱11が挿入された状態で、その外側端部122の外周側部がマンホール躯体2の内壁に近接または接触する寸法を有している。
この実施形態の螺旋流案内部材の段鼻部側の部位128は、図9に示されるものと同様に、段差部127の高さより低い平面部を有するものでもよいが、図12では、段鼻部側に向かって心柱挿入用孔123の下端面の高さに向かって下に傾斜している。
段差部127の上面には少なくとも1つ以上の溝127´が形成される。溝127´はは段鼻部側寄りの位置に設けることが望ましい。図12では、2つの溝が段差部127の段鼻部側に縁部に形成されているが、この場合は、螺旋流案内部材12の段鼻部側の部位の段尻部側の縁128´が溝側面の一部を形成している。
そして、凹部129には少なくとも1つ以上の突部129´が形成されている。図12では、凹部129の段鼻部側の縁に2つの突部129´が形成されている。
上述の突部129´は溝127´に嵌合する形状に形成されており、2つの螺旋流案内部材12を、上側に位置する螺旋流案内部材の段鼻部側の部位の下面の凹部129に、下側に位置する螺旋流案内部材の段尻部側の部位に形成した段差部127を収納して積み重ねた場合、上側に位置する螺旋流案内部材の段鼻部側の部位の下面(裏面)の凹部129に形成された突部129´はが下側に位置する螺旋流案内部材段尻部側の部位に形成された段差部の溝127´に嵌合すように配置されている。
図14に示すように、螺旋流案内部材の段鼻部側の部位の段尻部側の縁128´を螺旋流案内部材の段鼻部側の部位の段鼻部側の縁の厚さ分だけ段差部127の段鼻部側の縁の高さよりも高くすると、螺旋流案内路10を構築したときに、縁128´が突出しないようにすることができる。
このようにして螺旋流案内部材を積み上げて螺旋流案内路を形成するものであるから、この実施態様の螺旋流案内路は、構造が複雑でなく、マンホール内において螺旋流案内路を構築することが容易に行え、また、大掛かりな重機を使用することなしに構築することができる。
この螺旋流案内部材12では、外側端部に断面が半円状の雨樋状部材17が設けられており、段尻部から段鼻部に向かうにしたがって下向きに傾斜している。
雨樋状部材17の段尻部側の端面は、上側に隣接する螺旋流案内部材12の段鼻部側の雨樋状部材17の端面と密接し、また雨樋状部材17の段鼻部側の端面は下側に隣接する螺旋流案内部材の段尻部側の雨樋状部材17の端面に密接して流入水が漏れないように、それぞれ形成されている。そして、この螺旋流案内部材12は、心柱11に心柱挿入用孔123を介して配置された時、雨樋状部材17の外周がマンホールの内壁と近接または接触する寸法になっている。
マンホール1の上部から流入した流入水は、螺旋流案内路10および雨樋状部材17で形成される傾斜路に沿って螺旋状に流れることになる。
1段目の螺旋流案内部材の雨樋状部材17の下端部を流出配管6に向けておけばよい。傾斜路を流下する流入水は傾斜した方向に流れ、流出配管6に至るから、マンホール壁やマンホールの底部に与える衝撃を小さくすることができる。
雨樋状部材17は、本明細書で示した他の螺旋流案内部材にも設けることが可能である。
また、心柱11は、図2〜5に示した螺旋流案内部材から構成される螺旋流案内路の場合と同様に、ここでも分割型とすることもできる。
2:マンホール躯体
3:マンホール蓋
4:マンホールの底版
5:流入配管
6:流出配管
7:インバート
8:ステップ
10:螺旋流案内路
11:心柱
12:螺旋流案内部材
121:(螺旋流案内部材の)内側端部
122:(螺旋流案内部材の)外側端部
123:心柱挿入用孔
124:ボルト挿入用孔
125:(螺旋流案内部材の)段鼻部
126:(螺旋流案内部材の)段尻部
127:螺旋流案内部材の段尻部側の部位に形成された段差部
127´:段差部127に形成された溝
128:螺旋流案内部材の段鼻部側の部位
128´:部位128の段尻部側の縁
129:螺旋流案内部材の段鼻部側部位の下面(裏面)に形成された凹部
129´:凹部129に形成された突部
13:ボルト
14:ナット
15:心柱立設用芯体
16:発泡体
161:発泡芯材
162:外皮
17:雨樋状部材
Claims (6)
- 心柱挿入用孔が形成された螺旋流案内部材を、該心柱挿入用孔に中空の筒状体である心柱を挿入して、立設した該心柱を中心に螺旋状に配列してなる螺旋流案内路を備える縦管であって、
螺旋流案内部材の外側端部の段鼻部と段尻部とにボルト挿入用孔を形成し、
互いに隣接する螺旋流案内部材は、上側に位置する螺旋流案内部材の段鼻部と下側に位置する螺旋流案内部材の段尻部とを重なるように、かつ上側に位置する螺旋流案内部材の外側端部の段鼻部に形成されたボルト挿入用孔と下側に位置する螺旋流案内部材の外側端部の段尻部に形成されたボルト挿入用孔とを重なるように配置して、
該2つの重なるボルト挿入用孔に挿入したボルトとナットにより互いに隣接する2つの螺旋流案内部材を挟んで締め付けていることを特徴とする、螺旋流案内路を備える縦管。 - 心柱挿入用孔が形成された螺旋流案内部材を、該心柱挿入用孔に中空の筒状体である心柱を挿入して、立設した該心柱を中心に螺旋状に配列してなる螺旋流案内路を備える縦管であって、
螺旋流案内部材の段尻部側の部位に段差部を形成し、該段差部の上面を心柱挿入用孔の周壁の上端面より高くするとともに、同部材の段鼻部側の部位は、該段差分の厚み分だけ薄く形成して、該段鼻部側の部位の下面を心柱挿入用孔の周壁の下端面より高くし、
互いに隣接する螺旋流案内部材は、上側に位置する螺旋流案内部材の段鼻部と下側に位置する螺旋流案内部材の段尻部とを重なるように、かつ上側に位置する螺旋流案内部材の段鼻部側の部位の下面に、下側に位置する螺旋流案内部材の段尻部側の部位に形成した段差部を収納したことを特徴とする、螺旋流案内路を備える縦管。 - 前記螺旋流案内部材の段尻部側の部位に形成した段差部には溝を形成するとともに、前記螺旋流案内部材の段鼻部側の部位の下面には突部を形成し、前記互いに隣接する螺旋流案内部材は、下側に位置する螺旋流案内部材の段尻部側の部位の段差部の溝に上側に位置する螺旋流案内部材の段鼻部側の部位の下面の突部が嵌合していることを特徴とする、請求項2に記載の螺旋流案内路を備える縦管。
- 前記螺旋流案内部材は、段鼻部側の部位の上面が段尻部から段鼻部に向かって下る方向に傾斜していることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の螺旋流案内路を備える縦管。
- 前記螺旋流案内部材は、外側端部に雨樋状部材を備え、該雨樋状部材は段尻部から段鼻部に向かって下る方向に傾斜していることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の螺旋流案内路を備える縦管。
- 前記縦管がマンホールであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の螺旋流案内路が設置された縦管。
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