(57)【要約】【課題】遠心式ポンプを用いて給水を行う場合でも、有効水量を確保しつつ、コンパクトに形成することができる貯水槽を提供する。【解決手段】本発明に係る貯水槽は、遠心式ポンプによって排水が行われる貯水槽であって、底壁部を有する貯水槽本体と、前記貯水槽本体の底壁部の一部から下方へ突出し、前記貯水槽本体の内部空間と連通する空間を有する第１突出部と、前記第１突出部において、当該第１突出部の上端及び下端から所定の距離だけ離れた位置に連結され、前記遠心式ポンプに連結される排水管と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心式ポンプによって給水が行われる貯水槽であって、
底壁部を有する貯水槽本体と、
前記貯水槽本体の底壁部の一部から下方へ突出し、前記貯水槽本体の内部空間と連通する空間を有する第１突出部と、
前記第１突出部において、当該第１突出部の上端及び下端から所定の距離だけ離れた位置に連結され、前記遠心式ポンプに連結される給水管と、
を備えている、貯水槽。
【請求項２】
前記貯水槽本体は、天壁部を有し、
前記天壁部の一部から上方へ突出し、前記貯水槽本体の内部空間と連通する空間を有する第２突出部をさらに備えている、請求項１に記載の貯水槽。
【請求項３】
前記第２突出部の下端部よりも下方で、前記貯水槽本体に連結されたオーバーフロー管をさらに備えている、請求項１または２に記載の貯水槽。
【請求項４】
前記第２突出部に連結されたオーバーフロー管をさらに備えている、請求項１または２に記載の貯水槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯水槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建物には貯水槽が付設されており、この貯水槽に上水道からの水を貯水した上で、建物に給水を行っている。このとき、加圧ポンプを用いて建物に給水する方式、あるいは揚水ポンプを用いて建物の屋上の高架水槽に水を送った後、自重によって建物内に給水する方式が採用される。加圧ポンプや揚水ポンプとしては、例えば、遠心ポンプが用いられる。
【０００３】
また、貯水槽に給水するための給水管は、貯水槽の上部に連結される。さらに、貯水槽の上部には、給水管よりも下方にオーバーフロー管が設けられ、貯水槽内の水位が、オーバーフロー管の連結位置を超えると、溢れた水がオーバーフロー管から外部に排出されるようになっている。また、このような給水管としては、例えば、特許文献１に記載のものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２５９１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような遠心ポンプを用いると、給水管から水を吸い込むときに渦流が発生することがあり、これによって、貯水槽内の空気や異物が遠心ポンプに流入することがある。遠心ポンプのように駆動力が高いポンプの場合、通常使用されているポンプに比べ、このような空気等の流入が生じると、キャビテーション現象が発生し、遠心ポンプにおいて振動の発生、吐出力の低下、インペラ（羽根車）等の故障などが生じやすくなるおそれがある。そのため、例えば、図６に示す貯水槽１０のように、給水管６の出水口６１を、貯水槽１０の低壁部から所定の高さに配置して異物の流入を防止する必要がある。また、出水口６１の上方の所定の高さまで水を貯めておくことで、空気の流入を防止する必要がある。そのため、貯水槽の下部に貯められる水は、建物への給水に用いることができず、供給可能な有効水量が少なくなるという問題があった。
【０００６】
同様に、図６に示すように、貯水槽１０の上部にも、オーバーフロー管５と流入管４との間に距離Ｈを確保しなければならないため、貯水槽１０の上部には水を貯めることができない。したがって、貯水槽１０の上部の空間は、水を貯めるために利用できない。これに対して、特許文献１では、貯水槽の内部に給水管を通し、給水口が上方を向くように配置することで、オーバーフロー管との距離を短くするようにしているが、給水管が水の中を通るため、破損するおそれがあったり、衛生上の問題もある。
【０００７】
このように、従来の貯水槽では、遠心式ポンプを用いると、有効水量を確保するために、貯水に利用できない領域が生じるため、貯水槽を大きくする必要があった。本発明は、この問題を解決するためになされたものであり、遠心式ポンプを用いて給水を行う場合でも、有効水量を確保しつつ、コンパクトに形成することができる貯水槽を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る貯水槽は、遠心式ポンプによって給水が行われる貯水槽であって、底壁部を有する貯水槽本体と、前記貯水槽本体の底壁部の一部から下方へ突出し、前記貯水槽本体の内部空間と連通する空間を有する第１突出部と、前記第１突出部において、当該第１突出部の上端及び下端から所定の距離だけ離れた位置に連結され、前記遠心式ポンプに連結される給水管と、を備えている。
【０００９】
上記貯水槽において、前記貯水槽本体は、天井壁を有し、前記天壁部の一部から上方へ突出し、前記貯水槽本体の内部空間と連通する空間を有する第２突出部を備えることができる。
【００１０】
上記貯水槽においては、前記第２突出部の下端部よりも下方で、前記貯水槽本体に連結されたオーバーフロー管をさらに備えることができる。
【００１１】
上記貯水槽においては、前記第２突出部に連結されたオーバーフロー管をさらに備えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る貯水槽によれば、遠心式ポンプを用いて給水を行う場合でも、有効水量を確保しつつ、コンパクトに形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る貯水槽の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】第１突出部に連結される給水管の他の例を示す断面図である。
【図４】第１突出部に連結される給水管の他の例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る貯水槽の他の例を示す断面図である。
【図６】従来の貯水槽を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る貯水槽の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
＜１．貯水槽の構成＞
図１は本実施形態に係る貯水槽の斜視図、図２は図１の断面図である。この貯水槽は、建物などに付設され、一般的には、建物内へ水を供給するために用いられ。そして、この貯水槽に貯められた水は、加圧ポンプによって建物に給水されるか（加圧給水方式）、あるいは揚水ポンプによって建物の屋上に設置される高架水槽に送られた後、高架水槽から自重で建物へ給水される（高架水槽給水方式）。
【００１６】
図１及び図２に示すように、この貯水槽は、直方体状の貯水槽本体１と、この貯水槽本体１の下部に取り付けられた第１突出部２と、貯水槽本体１の上部に取り付けられた第２突出部３と、を有している。貯水槽本体１は、天壁部１１と、底壁部１２と、周壁部１３とで囲まれた内部空間を有している。第１突出部２は、上部が開放された直方体状に形成され、底壁部１２に設置されている。したがって、第１突出部２の内部空間は、貯水槽本体１の内部空間と連通している。一方、第２突出部３は、下部が開放された直方体状に形成され、天壁部１１の端部に設置されている。したがって、第２突出部３の内部空間は、貯水槽本体１の内部空間と連通している。このように、貯水槽本体１、第１突出部２、及び第２突出部３の内部空間は連通し、この中に水が貯められている。また、第１突出部２及び第２突出部３の平面視の面積は、貯水槽本体１の平面視の面積よりも小さく形成されている。
【００１７】
第１突出部２の側面には、貯水槽から水を送水するための給水管６が連結されている。給水管６は、第１突出部２の側面から第１突出部２の内部へ水平方向に貫通し、第１突出部２の内部の中央付近で開口している。すなわち、貯水槽の水は、第１突出部２の内部で開口する出水口６１から、給水管６を通じて外部に送水されるようになっている。なお、給水管６には、図示を省略する加圧ポンプまたは揚水ポンプが取り付けられており、これらポンプによって貯水槽の水が吸引され、建物へ供給される。このようなポンプとしては、遠心式ポンプを用いることができ、特に加圧ポンプとしてはインバータ方式のタービンポンプ、揚水ポンプとしてはメカニカルシールタイプの渦巻ポンプを用いることができる。
【００１８】
ここで、給水管６の口径をＤ１とすると、第１突出部２の下端から出水口６１の下端までの距離Ｈ１は、ｍ＊Ｄ１（例えば、ｍ＝０．５〜１．０）とすることができる。このような距離Ｈ１を設定することで、第１突出部２の下面に溜まる異物が出水口６１に吸い込まれるのを防止することができる。
【００１９】
一方、出水口６１の上端からは、少なくとも距離Ｈ２の高さまで水が溜められていることが好ましく、これにより、出水口６１に、遠心式ポンプの吸引による空気渦が流入するのを防止することができる。この距離Ｈ２は、ｎ＊Ｄ１（例えば、ｎ＝１〜２）とすることができる。したがって、出水口６１の上端から第１突出部２の上端までの距離は、Ｈ２以上であることが好ましい。こうして、給水管６の上下に距離Ｈ１，Ｈ２を確保することで、遠心式ポンプにおいてキャビテーションが発生するのを防止することができる。
【００２０】
次に、第２突出部３について説明する。第２突出部３の側面には、貯水槽に水を供給するための流入管４が連結されている。また、第２突出部３の側面において、流入管４との連結部分よりも下方には、オーバーフロー管５が連結されている。オーバーフロー管５の下端は、天壁部１１とほぼ同じ位置に連結されており、貯水槽に貯められ水の水位が、天壁部１１を超えると、オーバーフロー管５から外部に排水されるようになっている。流入管４を連結する位置は特には限定されず、例えば、第２突出部３の天面に連結することもできる。また、オーバーフロー管５を連結する位置も特には限定されず、例えば、天壁部１１の下方、つまり天壁部１１と、貯水槽本体１に貯められ水の水位との間に設置されていても良い。この場合、貯水槽本体１に貯められた水の水位がオーバーフロー管５に達すると、オーバーフロー管５から外部に排水されるようになっている。
【００２１】
ここで、流入管４の口径をＤ２とすると、オーバーフロー管５の下端から給水管４の下端までの距離Ｈ３は、ｈ＊Ｄ２（例えば、ｈ＝１．０〜２．５）とすることができる。このような距離Ｈ３を設定することで、貯水槽から給水管４への水の逆流を防止することができる。これにより、例えば、貯水槽の水が汚染されたときに、汚染水が水道本管へ流入するのを防止することができる。
【００２２】
なお、貯水槽は、ＦＲＰなどの樹脂性のパネル、ステンレスなどの金属製のパネルなど、種々の材料で形成することができる。
【００２３】
＜２．特徴＞
本実施形態に係る貯水槽によれば、次の効果を得ることができる。すなわち、貯水槽本体１の下部に貯水槽本体１よりも小さい第１突出部２を設け、この第１突出部２に給水管６を連結している。そのため、給水管６への異物の流入や空気渦の吸い込み防止のために確保する領域の容積を小さくすることができる。同様に、貯水槽本体１の上部に貯水槽本体１よりも小さい第２突出部３を設け、この第２突出部３に流入管４とオーバーフロー管５を連結している。そのため、流入管４への水の逆流を防止するために確保する領域の容積を小さくすることができる。したがって、従来例のように、このような領域を確保するために、貯水槽全体を大きくする必要がない。そのため、有効水量を確保しつつ、貯水槽をコンパクトにすることができる。その結果、省スペース化により密接する機械室内の有効利用が可能となったり、貯水槽の軽量化による施工性の改善により工期を短縮することも可能となる。
【００２４】
特に、第１突出部２を設けることで、建物に付設された貯水槽を、遠心式ポンプを用いて建物に給水を行った場合に空気渦の吸い込み（泡噛み）でキャビテーションが発生した際の以下の課題を解決できる。
（１）ポンプケーシングやインペラ（羽根車）から異音・非定常な振動により固定ボルトのゆるみ
（２）インペラ回転数の低下に伴うポンプ吐出量・流量の性能低下
（３）インペラに掛かる荷重が変化し、縦方向や軸方向に過剰な力が掛かることで主軸やインペラが破損しポンプ故障に繋がる
【００２５】
本発明における当該構成は、一般的なポンプの場合は、（１）と（２）の課題のみが生じるが、遠心式ポンプは、一般的なポンプと加圧力等が異なるため、（３）の課題が新たに生じる傾向にある。その場合、遠心式ポンプが破損し、継続使用ができなくなる恐れがあるが、本発明の場合、（１）〜（３）の全ての課題を解決することが可能となる。
【００２６】
例えば、１０階建て５０戸の集合住宅の場合、飲料用の貯水槽の有効水量は２７〜３２ｍ3程度であるが、有効水量が３０ｍ3の場合には、貯水槽のサイズは３．５ｍｘ３．０ｍｘ３．５ｍが一般的である。給水方式が加圧給水方式であるときに使用する加圧ポンプは、給水量２７０Ｌ／ｍｉｎ、給水圧（吐出揚程）５０ｍ、出水口径８０ｍｍ、流入口径５０ｍｍが一般的である。一方、高架水槽給水方式に使用する揚水ポンプは、給水量１００Ｌ／ｍｉｎ、給水圧（吐出揚程）５０ｍ、出水口径５０ｍｍ、流入口径５０ｍｍが一般的である。これに対して、上記のような突出部２，３を設けると、同じサイズの貯水槽を作製した場合は、有効水量は３６ｍ3となり、２０％増大する。また、有効水量を３０ｍ3とする場合には、貯水槽のサイズを３．０ｍｘ３．０ｍｘ３．５ｍＨと縮小することができる。
【００２７】
＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。以下、変形例について説明する。但し、以下の変形例は適宜組合せ可能である。
【００２８】
＜１＞
第１突出部２及び第２突出部３の形状、位置は特には限定されず、上述したＨ１〜Ｈ３の距離が確保され、貯水槽本体よりも小さく形成されていればよい。但し、メンテナンスのため、例えば、第１突出部２の横幅が貯水槽の底面の幅に応じて、所定サイズであることが好ましい。具体的には、第１突出部２の平面視の面積が、例えば、６０ｃｍ×６０ｃｍ以上とし、第１突出部２の側壁と貯水槽本体とで構成される空間内に作業員が入れる程度の大きさであることが好ましい。また、貯水槽本体１の形状も特には限定されない。
【００２９】
＜２＞
第１突出部２に連結される給水管６の形態は、特には限定されず、例えば、図３及び図４のようにすることができる。図３の例では、給水管６が第１突出部２の下面から第１突出部２内へ挿入されており、出水口６１は上方に開口している。図４の例では、給水管６が第１突出部２の下面から第１突出部２内へ挿入されており、さらに、給水管６の先端６１が第１突出部２の内部で水平方向に屈曲している。したがって、出水口６１は水平方向に開口している。上記図３及び図４のいずれの場合も、出水口の上下に、距離Ｈ１，Ｈ２が確保される。
【００３０】
＜３＞
流入管４を連結する位置は特には限定されず、例えば、第２突出部３の天面に連結することもできる。また、オーバーフロー管５を連結する位置も特には限定されず、例えば、図５に示すように、天壁部１１の下方、つまり天壁部１１と、貯水槽本体１に貯められ水の水位との間に設置されていても良い。この場合、貯水槽本体１に貯められた水の水位がオーバーフロー管５に達すると、オーバーフロー管５から外部に排水されるようになっている。
【００３１】
＜４＞
上記実施形態では、貯水槽本体１の下部及び上部に第１突出部２及び第２突出部３をそれぞれ設けているが、少なくとも第１突出部２が設けられていればよい。すなわち、貯水槽本体１の下部に第１突出部２を設けた貯水槽であってもよい。このような貯水槽であっても、上述した領域を確保するために、貯水槽全体を大きくする必要がない。そのため、コンパクトでありながら、有効水量を確保することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  貯水槽本体
１１  天壁部
１２  底壁部
２  第１突出部
３  第２突出部
４  流入管
５  オーバーフロー管
６  給水管
Ｈ３  吐水口空間
６１  出水口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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