田中 大樹 Daiki TANAKA
風水力機械カンパニー システム事業部 社会システム技術部
高機能樹脂製除塵機は当初救急排水機場向けに開発した。高機能樹脂製除塵機は，ペンタム樹脂を主材料とした除塵機であり，低騒音・耐食性・軽量という特徴を持つため，住宅地近隣にある排水機場や海水などの腐食性水質を扱う排水機場など，現在では広く排水機場向けに使用されている。1997年の1号機を納入して以降，現在までに27機場で計71台の納入実績がある。本稿では，高機能樹脂製除塵機の特徴を改めて紹介し，新たな知見として屋外に設置して23年経過したペンタム樹脂製のスクリーンと新規スクリーンの物性評価試験の比較結果示すとともに，近年納入した高機能樹脂製除塵機の事例を紹介する。
The high-performance plastic screener (The PENTAM Automatic Trash Screen) was initially developed for emergency drainage pump stations. The high-performance plastic screener is mainly made of PENTAM® resin, and is characterized by low noise, corrosion resistance, and light weight. It is widely used for drainage pump stations located near residential areas and drainage pump stations that handle corrosive water such as seawater. Since the delivery of the first screener in 1997, a total of 71 units have been delivered at 27 stations to date. This report reintroduces the features of the high-performance plastic screener and, as new findings, presents a comparison of test results of physical property evaluation tests of a new screen with a PENTAM® screen that has been installed outdoors for 23 years. In addition, examples of high-performance plastic screeners that have been delivered in recent years are presented.
Keywords: Drainage pump station, PENTAM, Trash removal, Noise, Screen, Weatherability
排水機場に広く普及している背面降下前面掻揚式除塵機は，鋼製除塵機が大多数を占める。しかしながら，鋼製除塵機は河川の水質による腐食，運転時の金属同士の接触による騒音に課題があった。荏原製作所の高機能樹脂製除塵機は，当初救急排水機場※1向けに開発し，ペンタム（PENTAM）※2樹脂を主材料としており，低騒音・耐食性・軽量という特徴を持つ。この特徴によって，住宅地近隣にある排水機場や海水などの腐食性水質を扱う排水機場など，現在では多くの排水機場で採用されている。当社は1997年に1号機納入以降，現在までに27機場で計71台の納入実績がある。
本稿では，ペンタム樹脂の耐候性の評価を示し，高機能樹脂製除塵機の特徴を改めて紹介するとともに，納入実績として木曽岬干拓排水機場，大間ポンプ場を紹介する。
※1 救急排水機場とは，内水の状況に応じて，比較的小規模な可搬式ポンプを運搬，設置することにより，地域ごとに機動的かつ効率的な内水排除を目的とした排水機場。
※2 「ペンタム」と「PENTAM」は日本ゼオン㈱の登録商標である。
本除塵機は，主要部にペンタム樹脂を採用することで，鋼製除塵機のような金属同士の接触によって発生する不快音はなく，摺動音の低減を可能としている。図1に高機能樹脂製除塵機と鋼製除塵機の騒音レベルを示す。
図1 騒音値の比較
本除塵機の接水部において，レーキチェーン及びレーキ，スクリーン梁以外の部材にペンタム樹脂を使用することで，優れた耐食性を有している（図2）。後述する木曽岬干拓排水機場や大間ポンプ場のように塩分濃度が高く腐食性の高い環境下では，接水部の鋼製部品に二相ステンレスを採用し耐食性を更に向上させている。
図2 高機能樹脂製除塵機の構成
ペンタム樹脂は，鋼材と比べて約1/7の密度である。本除塵機は，接水部であるスクリーン，エプロン，フレーム，前衛スクリーンにペンタム樹脂を採用し，鋼製除塵機に比べて軽量である（図2）。軽量であることから前衛スクリーンは下部フレームとボルト接続されており，水路壁へ固定する必要がないため，据付時は除塵機一体で吊り上げて設置が可能であり，施工時間を短縮できる。
本除塵機の適用範囲は以下の通りである。
①目幅：50 mm
②スクリーン設置角度：75 °，80 °
③掻揚方式：背面降下前面掻揚方式
④水路幅：4 000 mm以下
⑤水路底高：スクリーン部流速を0.5 m/s程度として決定
⑥レーキ幅：200 mm
ペンタム樹脂は，日本ゼオン㈱が開発した成型方法（Casting RIM）によって鋳物のように金型で成型できる樹脂であり，次のような優れた特徴を有している。
①耐海水性・耐薬品性に優れている。
②割れにくい。
③吸水率が低く寸法安定性に優れている。
④ガラス繊維を含まずリサイクルや焼却処理が容易である。
⑤密度が鋼材の約1/7と小さい。
⑥複雑な形状の成型が可能である。
⑦大型成型が可能である。
ペンタム樹脂は，直射日光による耐候性の確認として，ウェザロメーターの照射4 000時間（実使用時間の20年分に相当）を実施し，物性値（引張強さ，曲げ強さ，曲げ弾性率）でやや強度が低下するが実用上は全く問題ないとされている1）。
当社では，高機能樹脂製除塵機の耐用年数（目安）を定義することを目的として，実際に納入した除塵機のスクリーンを対象に物性評価試験を行っている。23年経過したペンタム樹脂製スクリーンと新規スクリーンの物性値及び設計強度を比較したが，各強度が実用上問題ないことを確認した（表1）。
| 試験項目 | ペンタム素材 当社カタログ値 |
試験結果 | |
| 新品 | 納入後 23年経過品 |
||
| 引張り強さ | 52.0 MPa※ | 52.4 MPa | 51.7 MPa |
| 曲げ強さ | 71.6 MPa | 83.6 MPa | 79.8 MPa |
| 曲げ弾性率 | 1.96 GPa | 2.06 GPa | 1.97 GPa |
※引張り強さの設計強度は10.4 MPa（安全率：5）
三重県の木曽岬干拓排水機場は，吐出し側が木曽川河口に面した立地であり（図3），吸込み側の水質は汽水である。そのため，当初設置されていた鋼製の移動式除塵機のスクリーンやレーキは老朽化に加えて，腐食が進行していた。そこで，2020年に新機場向けの除塵機2基と旧機場向けの除塵機1基の更新工事によって高機能樹脂製除塵機を納入した（表2，図4）。
図3 木曽岬干拓排水機場周辺地図
| （新機場） |
| 水路幅：3 600 mm 水路深さ：3 800 mm レーキ奥行：200 mm スクリーン角度：80 度 スクリーン目幅：50 mm |
| （旧機場） |
| 水路幅：2 400 mm 水路深さ：4 800 mm レーキ奥行：200 mm スクリーン角度：80 度 スクリーン目幅：50 mm |
図4 木曽岬干拓排水機場新機場の高機能樹脂製除塵機
高知県の大間ポンプ場が設置されている地域は，沿岸に隣接していることもあり（図5），流入水（雨水）には海水が多く含まれる。さらには，水路が深く音が反響しやすい構造であり，近隣に住宅があることから，既設の鋼製除塵機の摺動音は騒音問題となっていた。そこで，2015年，2016年に水質と騒音の課題を解決するために更新工事が発注され，高機能樹脂製除塵機4基を納入した（表3，図6）。
図5 大間ポンプ場周辺地図
| （大間ポンプ場） |
| 水路幅：2 200 mm 水路深さ：5 690 mm レーキ奥行：200 mm スクリーン角度：80 度 スクリーン目幅：50 mm |
図6 大間ポンプ場の除塵機上流側の水路内状況
昨年開催された下水道展では，機場の信頼性向上をコンセプトとして高機能樹脂製除塵機を出展した（図7）。例年，下水道展では騒音や腐食，据付に関する多くのご相談をいただいており，除塵機に関する課題が多いことを実感している。本稿を通して高機能樹脂製除塵機を広く認知していただき，高機能樹脂製除塵機がより多くの方々の課題を解決できる製品となることを願っている。
図7 下水道展2021展示品外観
当社は，より一層の地域社会への貢献を目指し，営業・設計・調達・品証一体となって創意工夫することで品質を向上し続けられるよう今後も尽力していく所存である。
1） 小林：エバラペンタム自動除塵機（EKP-1），エバラ時報，179号，p.57（1998-4）．
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