(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
角筒体を接続して矩形リング状に形成し、該環状水路の一箇所を角筒体の軸芯と直交するように仕切る壁体を設け、該仕切りの壁体を挟んで、一方の環状水路の角筒体壁に水道本管の上流側と接続する流入管を取り付けるとともに、他方の環状水路の角筒体壁に水道本管の下流側と接続する流出管を取り付けた環状流水路の貯水槽を形成し、該貯水槽の流水方向が大きく変更する流入口、流出口、及びコーナー箇所に、水流を分流し流路を変更する方向へ案内するように、延出長さ、つまり張り出し幅を進行方向に行くに従って徐々に増加する矩形の平板又は曲板よりなる整流板を、流水方向に沿って複数枚並列状に設置したことを特徴とする貯水槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、送配水施設の上水道本管に接続した圧力式の貯水槽に関するもので、震災等の緊急時には水道本管と遮断し、飲料水や消火用水等の水供給源として使用する貯水槽に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
震災等の緊急時に水道本管と遮断し、飲料水や消火用水等の水供給源として使用する圧力式の貯水槽は、一般的に、両端部を密閉した円筒胴を垂直に設置した竪円筒形貯水槽や両端部を密閉した円筒胴を水平に設置した水平円筒形貯水槽、或は両端部を密閉した円筒胴をＵ字状に設置したＵ字状円筒形貯水槽を地中に埋設し、かつその密閉した円筒胴の両端部に高圧の埋設水道本管と接続する流入出管をそれぞれ接続して、平常時は水道本管から流入した水道水が貯水槽内で停滞することなく水道本管へ流出するように形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの貯水槽は、地中に埋めて設置することが多いため、大型の貯水槽を設置する際には、竪円筒形貯水槽では、地面を深く掘る作業が大変であり、水平円筒形貯水槽では、地面を深く掘る作業を必要とはしないが、敷地対容量的に非効率な細長い埋設場所を必要とし、Ｕ字状円筒形貯水槽では、比較的狭い敷地に大容量の貯水槽を効率よく設置することはできるが、依然としてＵ字の端部間等に遊休敷地が存在し、また、これら従来の貯水槽はいずれも、内部に水道本管の高い水圧を受けるため、その密閉した円筒胴の両端部は、半楕円体形鏡板等の頑強な耐圧構造に形成する必要があった。
【０００４】
また、耐圧構造に優れた形状である円筒の胴体形状を、貯蔵量的に優れた角筒の胴体とし、敷地対容量的に高効率な矩形環状の貯水槽を形成しようとした場合には、矩形環状角の貯水槽コーナー部や貯水槽の流入出管取り付け箇所等の流水方向が大きく変更する箇所に死水と呼ばれる停滞水を生じる心配がある。
【０００５】
この発明は、上述の課題を解決し、貯水槽内に死水と呼ばれる停滞水を生じさせず、敷地対容量的に高効率で、頑強な鏡板等を不要とする経済的な構造の水道本管に接続する圧力式大容量の貯水槽を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の貯水槽は、角筒体を接続して矩形リング状に形成し、該環状水路の一箇所を角筒体の軸芯と直交するように仕切る壁体を設け、該仕切りの壁体を挟んで、一方の環状水路の角筒体壁に水道本管の上流側と接続する流入管を取り付けるとともに、他方の環状水路の角筒体壁に水道本管の下流側と接続する流出管を取り付けた環状流水路の貯水槽を形成し、該貯水槽の流水方向が大きく変更する流入口、流出口、及びコーナー箇所に、水流を分流し流路を変更する方向へ案内するように、延出長さ、つまり張り出し幅を進行方向に行くに従って徐々に増加する矩形の平板又は曲板よりなる整流板を、流水方向に沿って複数枚並列状に設置する。
【０００７】
なお、貯水槽は、円筒体等の筒体を接続してリング状の環状水路を形成した場合には、その環状水路の一箇所を筒体の軸芯と直交するように仕切る壁体を設け、その仕切りの壁体を挟んで、一方の環状水路の筒体壁に水道本管の上流側と接続する流入管を取り付けるとともに、他方の環状水路の筒体壁に水道本管の下流側と接続する流出管を取り付けて環状流水路の貯水槽に形成し、仕切りの壁体を挟んで環状水路の一方側の筒体壁に取り付けた流入管から水道本管上流側の水道水を流入し、筒体を接続したリング状の環状水路を一方向に流水させて、仕切りの壁体を挟んで環状水路の他方側の筒体壁に取り付けた流出管から水道本管の下流側へ停滞することなく流出するように形成する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１から図７までの図面に基づいて、この発明の実施の形態を説明する。
図面中、１は貯水槽、２は水道本管、３は流入管、４は流出管、１１は環状水路、１３は仕切りの壁体である。
【０００９】
貯水槽１は、角筒体や円筒体等の筒体を接続したリング状の環状水路１１をコンクリート構造体、鋼構造体、或はこれらを組み合わせた構造体等で形成するとともに、その環状水路１１の一箇所を仕切る薄板ステンレス鋼板等の壁体１３を設け、その仕切りの壁体１３を挟んで、一方の環状水路１１の筒体壁に水道本管２の上流側と接続する鋼管製等の流入管３を取り付けるとともに他方の環状水路１１の筒体壁に水道本管２の下流側と接続する鋼管製等の流出管４を取り付けて形成する。
【００１０】
また、この貯水槽１は、水道本管１の高圧水道水が、弁５で仕切った水道本管１の上流側から仕切りの壁体１３を挟んで環状水路１１の一方側の筒体壁に取り付けた流入管３を通って貯水槽１の環状水路１１へ流入し、その環状水路１１を一方向に流水し、仕切りの壁体１３を挟んで環状水路１１の他方側の筒体壁に取り付けた流出管４を通って弁５で仕切られた下流側の水道本管２へ停滞することなく流出するように形成する。
【００１１】
上記のように形成した貯水槽１は、平常時には水道水が常に入れ替わる環状水路１１を水道水の送配水施設として使用し、緊急時には図示省略したマンホール等から貯蔵水を引き抜いて給水する応急水供給施設として使用する。なお、流入出管３，４に設けた開閉弁６，７を地震動を検知して作動する感震形の緊急遮断弁で形成すれば、応答よく弁６，７を遮断することができ、貯水槽１内の貯蔵水漏れを防ぎ、破損水道本管２からの濁水侵入を素早く防止することができる。
【００１２】
また、上述のように貯水槽１を形成した場合には、矩形、円形或は長円形等の敷地にあわせて効率よく大型大容量のリング状貯水槽１を形成することができるとともに、環状水路１１を仕切る壁体１３は、両側から高圧の水道水圧を受け、生じる差圧が小さいために、従来の圧力式貯水槽の筒体を密閉する両端部のような頑強な耐圧構造の鏡板構造等に形成する必要がなく、薄平板鋼板構造等の経済的な構造で形成することができる。
【００１３】
なお、図１及び図２に示した貯水槽１は、学校等に設置された水泳プール８の側壁１０の地上外周に沿って設けたもので、プールデッキ９の下部に長方形状の断面を有する角筒体の筒体を接続して矩形リング状、つまり長四角状の環状水路１１を形成し、その長四角状環状水路１１の短辺に位置する中央部の一箇所を筒体の軸芯と直交する壁体１３で仕切り、その壁体１３を挟むとともに近接して、一方の右側環状水路１１の下部筒体壁に水道本管２の上流側に接続する流入管３を取り付け、他方の左側環状水路１１の上部筒体壁に水道本管２の下流側に接続する流出管４を取り付けて形成している。
【００１４】
このように街区防災拠点となりやすい学校等のプール８の周縁を利用して角筒体で形成した貯水槽１を設置した場合には、遊休空間となりやすいプールデッキ９周縁下部のわずかなスペースを利用して大容量の貯水槽１を設置できる利点があり、さらに、プール８の側壁１０を有効利用して環状水路１１を形成することにより環状水路１１の補強効果が得られ、加えて、円筒体の筒体より多くの水が貯えられる角筒体で形成した貯水槽１に貯蔵した応急飲料水用の水と生活雑用水のプール８の水を防災拠点に集まる避難者が選択しながら有効に活用することができる。勿論、リング状の環状水路１１は、プール８周縁地上の設置に限定することなく、防災用品収納庫等の建物や構築物の周縁地上又は地中に設置し、防災用品との組み合わせで防災施設としての活用を図ってもよく、独自の場所に設置してもよい。
【００１５】
また、図示を省略するが、円形断面を有する鋼管等の円筒体を接続して円環形等のリング状環状水路１１を形成し、その環状水路１１の一箇所に二枚の管フランジを取り付け、その管フランジの間に盲板（ブラインド・フランジ）の壁体１３を差し込んで仕切り、その壁体１３を挟んで、流入管３と流出管４を取り付けて形成すれば、構造が簡単で、構築しやすく、より経済的に圧力式の貯水槽１を形成することができる。
【００１６】
また、図１及び図２に示した貯水槽１は、下部を地中に埋設し、上部をプール８のデッキ９下部に接合した構造に形成しているが、貯水槽１に大きな水圧等が加わった時に貯水槽１の環状水路１１が外方向にスライドできるように、例えばスライドシュー（図示省略）等を設けて形成すると、高圧水を流水させる水道本管２に接続する貯水槽１として、より適した構造とすることができる。
【００１７】
また、図１及び図２に示した貯水槽１、つまり角筒体を接続して矩形リング状の角筒環状水路１２を形成するとともにその環状水路１２の一箇所を仕切る壁体１３を設け、その仕切りの壁体１３を挟んで、一方の環状水路１２の筒体壁に水道本管２の上流側と接続する流入管３を取り付けるとともに他方の環状水路１２の筒体壁に水道本管２の下流側と接続する流出管４を取り付けて形成した貯水槽１において、その貯水槽１の流水方向が大きく変更する箇所に流水方向に沿って水流を分流し変更する方向へ案内する並列状の整流板１４，１４Ａ，１４Ｂを設け、その流水方向に沿って設けた並列状の耐久性を有するステンレス鋼板等で形成した整流板１４，１４Ａ，１４Ｂが水流を分流し変更する方向に案内して、貯水槽１への流入出管３，４の取り付け箇所や環状水路１２のリング状矩形角のコーナー部１５等の流水方向が大きく変更する箇所、つまり停滞水を生じ易い箇所で死水が生じないように形成する。
【００１８】
上述のように整流板１４，１４Ａ，１４Ｂを設けた貯水槽１は、貯水槽１への流入出管３，４の取り付け箇所や環状水路１２のリング状矩形角のコーナー部１５等の流水方向が大きく変更する箇所で、停滞水の死水が生じないため、圧力式の貯水槽１に適した構造とすることができるとともに設置面積に対して大型大容量の角筒環状水路１２を設けた貯水槽１を経済的に形成することができる。
【００１９】
貯水槽１の流水方向を大きく変更する箇所に水流を分流し変更する方向に案内するように流水方向に沿って設ける並列状の整流板１４，１４Ａ，１４Ｂについて、図を参照して更に詳述する。
【００２０】
図３は、角筒環状水路１２の流水方向が直角に大きく変更する箇所のリング状矩形角のコーナー部１５に設けた整流板１４の一例を示し、この整流板１４は、複数枚の平行した平板１８を、四隅コーナー部１５の水路内壁の角部から水路外壁の角部を結ぶ対角線の位置から上流側水路１６の内壁延長線位置の下流側水路１７下流後方位置へ至る範囲まで、下流側水路１７からの延出長さを変えて並列し、水路１２の底部と図示省略した天井部を結んで垂直に設置して複数通路を設ける如く形成し、上流側水路１６から流入した水道水が、延出長さを変えた平板１８，１８・・の整流板１４に当たり、その当たった延出部毎に水流を区分して分流し、変更方向の直角方向へその当たった整流板１４に案内され、通路状の複数の平板１８間又は平板１８と壁の間を各分流が平行して進み、整流板１４を通過した後は各分流が合流し下流側水路１７へと流水し、整流板１４で仕切られた通路内を停滞することなく流水するように形成する。なお、整流板１４の隔接間隔は、図示の等間隔、又は整流板１４の構造や形状等を加味して図４のように内側から外側へ順次隔接幅を広く又は狭く設けて、流速を調整する如く形成してもよい。
【００２１】
図４は、角筒環状水路１２のリング状矩形角を曲率をもって形成したコーナー部１５に設けた整流板１４の他の例を示し、流水抵抗が小さな図３の形態例に対して水流の分流機能に優れたこの整流板１４は、角筒環状水路１２の四隅コーナー部１５の流水方向が大きく直角に変更する箇所の上流側水路１６から下流側水路１７に至る所定範囲に変更方向の直角方向の流れに沿って、弧状湾曲部１９を有する複数の曲板２０を並列させ、水路１２の底部と図示省略した天井部を結んで垂直に設置して複数通路を設ける如く形成し、上流側水路１６から流入した水道水が、整流板１４の並列した入口で各通路毎に分流区分けされ、整流板１４の複数の曲板２０間に沿って直角方向の変更方向へ案内されて進み、整流板１４設置位置を通過した後、整流板１４の出口で他の案内された分流水道水と合流し下流側水路１７へと停滞することなく流れていくように形成する。
【００２２】
図５は、角筒環状水路１２の壁体１３を挟んで一方側の流入箇所の上部側壁面に、流入管３を水平に取り付けた箇所に設置した整流板１４Ａを示し、整流板１４Ａは、図５（ａ）の斜視説明図、（ｂ）の上方からの水平断面説明図、（ｃ）の側断面説明図に示すように、流水方向が直角に変わる水平方向と垂直方向の２方向に平板２１，２２を並列状に設置し、流入管３の流入口３Ａから水平方向に導入された水道水が、張り出し幅が進行方向の前方に行くに従って徐々に増加する平板２１に当たり、張り出し幅毎に水流を分流し、変更方向の直角方向に案内されて下方垂直方向に進み、さらに、張り出し幅が進行方向の下方に行くに従って徐々に増加する平板２２に当たり、張り出し幅毎に水流を分流し、変更方向の直角方向に案内され、水平な角筒環状水路１２の流水方向に分流した水流が合流し、二度の大きな方向変換でも停滞することなく滑らかに流水するように形成する。
【００２３】
図６は、角筒環状水路１２の壁体１３を挟んで一方側の流入箇所の上部中央天井壁面に、流入管３を垂直に取り付けた箇所に設置した整流板１４Ａ示し、この整流板１４Ａは、垂直の流水方向が直角の水平方向へ変わる水平方向に並列状に平板２３を設置し、流入管３から垂直に流下した水道水が流入口３Ａで速度を落として拡がった後、張り出し幅が下方に行くに従って徐々に増加する平板２３に当たり、張り出し幅毎に水流を分流し、変更方向の直角方向に案内され、水平な角筒環状水路１２の流水方向に分流した水流が合流し、流速が低下しても停滞することなく滑らかに流水するように形成する。
【００２４】
図７は、角筒環状水路１２の壁体１３を挟んで他方側の流出箇所の上部側壁面に、流出管４を水平に取り付けた箇所に設置した整流板１４Ｂを示し、この整流板１４Ｂは、流水方向が直角に変わる水平方向と垂直方向の２方向に並列状に平板２４，２５を設置し、角筒環状水路１２から水平方向に回流してきた水道水が、水路の図示省略した天井部から張り出し幅が進行方向の前方に行くに従って徐々に増加する平板２４に当たり、張り出し幅毎に水流を分流し、変更方向の直角方向へ平板２４に案内され上方垂直方向に進んで分流した水流が合流し、さらに、張り出し幅が進行方向の上方に行くに従って徐々に増加する平板２５に当たり、張り出し幅毎に水流を分流し、変更方向の直角方向へ平板２５に案内され流出口４Ａで合流し、水平方向の流出管４から水道本管２へ二度の大きな方向変換でも停滞することなく流水するように形成する。
【００２５】
上述のように、平面矩形のリング状に形成した角筒環状水路１２の流水方向が直角等に大きく変わるコーナー部１５、流入管３の取付部及び流出管４の取付部に、水流を分流し変更する方向へ案内する整流板１４，１４Ａ，１４Ｂを設けると、上流側の水道本管２から流入した水道水は、整流板１４，１４Ａ，１４Ｂを設けた分の水路断面が減るために設置場所で流速を早め、通路状に並列した整流板１４，１４Ａ，１４Ｂの間を停滞することなく流水し、角筒環状水路１２の全周を円滑に回流して下流側の水道本管２へと流出するので、貯水槽１内は常に新鮮な水が円滑に流れるため平常時の送配水施設に適するとともに、緊急時には新鮮な水を飲料水として供給する応急水供給源に適した貯水槽１とすることができる。
【００２６】
【発明の効果】
叙述のように、角筒体を接続して矩形リング状に形成し、該環状水路の一箇所を角筒体の軸芯と直交するように仕切る壁体を設け、該仕切りの壁体を挟んで、一方の環状水路の角筒体壁に水道本管の上流側と接続する流入管を取り付けるとともに、他方の環状水路の角筒体壁に水道本管の下流側と接続する流出管を取り付けた環状流水路の貯水槽を形成し、該貯水槽の流水方向が大きく変更する流入口、流出口、及びコーナー箇所に、水流を分流し流路を変更する方向へ案内するように、延出長さ、つまり張り出し幅を進行方向に行くに従って徐々に増加する矩形の平板又は曲板よりなる整流板を、流水方向に沿って複数枚並列状に設置した貯水槽は、貯水槽への流入管及び流出管の取り付け箇所や、環状水路のリング状矩形角のコーナー部等の流水方向が大きく変更する箇所で、延出長さ毎、つまり張り出し幅毎に水流を区分して分流し、変更方向へ整流板に案内され、通路状の複数の平板又は曲板の間を各分流が平行して進み、整流板を通過した後は各分流が合流し下流側水路へと停滞することなく滑らかに流水し、停滞水の死水が生じないため、貯水槽内は常に新鮮な水が円滑に流れるため平常時の送配水施設に適するとともに、緊急時には新鮮な水を飲料水として供給する応急水供給源に適した貯水槽とすることができる。
【００２７】
また、この環状流水路よりなる貯水槽は、プール周縁地上の設置に限定することなく、防災用品収納庫等の建物や構築物の周縁地上又は地中に設置し、防災用品との組み合わせで防災施設としての活用を図ってもよく、さらに独自の場所に設置してもよく、敷地にあわせて効率よく大型大容量の貯水槽を形成することができる。
さらに、環状水路を仕切る壁体を、従来の圧力式貯水槽の筒体を密閉する両端部のような頑強な耐圧構造の鏡板構造等に形成する必要がなく、薄平板鋼板構造等の安価で経済的な構造で形成でき、停滞水が生じない大型大容量の圧力式貯水槽を経済的に構築することができる。
【００２８】
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る貯水槽の一例を一部省略し、簡略して示す水平断面概念説明図。
【図２】  図１の貯水槽を一部省略し、簡略して示す垂直断面概念説明図。
【図３】  整流板の一例を一部省略し、簡略して示す斜視説明図。
【図４】  整流板の他の例を一部省略し、簡略して示す水平断面説明図。
【図５】  流入管取付部に設けた整流板の一例を一部省略し、簡略化して示したもので、（ａ）はその一部を欠除した斜視説明図、（ｂ）はその平断面部分説明図、（ｃ）はその側断面部分説明図である。
【図６】  流入管取付部に設けた整流板の他の例を一部省略し、簡略化して示す斜視説明図。
【図７】  流出管取付部に設けた整流板の一例を一部省略し、簡略化して示す斜視説明図。
【符号の説明】
１  貯水槽
２  水道本管
３  流入管
３Ａ  流入口
４  流出管
４Ａ  流出口
５  弁
６  弁
７  弁
８  プール
９  デッキ
１０  側壁
１１  環状水路
１２  角筒環状水路
１３  壁体
１４，１４Ａ，１４Ｂ  整流板
１５  コーナー部
１６  上流側水路
１７  下流側水路
１８  平板
１９  弧状湾曲部
２０  曲板
２１  平板
２２  平板
２３  平板
２４  平板
２５  平板
【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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【図７】
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