(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側の水溜め部に浸漬され送水管に連結された分岐吸水路を備え、送水手段を駆動して送水管に送水した後、該送水手段を停止してサイホン作用により前記分岐吸水路から吸水して下流側に送水するサイホン作用による送水装置であって、
前記送水管に水流制御装置を設け、送水開始時に送水管内の空気を排出し、送水停止時に外気を吸入する空気吸排部を設けるとともに送水管を通過する水量を調節する流量調節部を設けたことを特徴とするサイホン作用による送水装置。
【請求項２】
流量調節部は、分岐吸水路が浸漬された水溜め部の水位に応じて流量を調節するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のサイホン作用による送水装置。
【請求項３】
サイホン作用による送水装置に取付けられて水流の生成並びに送水の停止及び再開を制御する水流制御装置であって、
送水管に接続された流水部と、
この流水部の上部に設けられ前記流水部に連通する空気溜め部と、
この空気溜め部に設けられ送水開始時に該空気溜め部に集められた送水管内の空気を排出し、送水停止時に外気を吸入する空気吸排部と、
前記流水部又は送水管を通過する水量を調節する流量調節部とを備えたことを特徴とする水流制御装置。
【請求項４】
流量調節部は、流水部を開閉する流量弁により構成され、分岐吸水路が浸漬された水溜め部の水位に応じて流水部の開放面積が自動的に調節することを特徴とする請求項３記載の水流制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川の締切り工事等において、障害物を設けて河川を堰き止めたときに上流側に溜った水を下流側へ移動させるサイホン作用による送水装置及びその水流制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
河川等の工事例えば橋桁や堰堤等の工事を行なう場合は、工事箇所の上流側及び下流側で、河川を横断する方向に障害物を設けて締切工事を行っている。上流側に水溜め部を設けて、ここに溜まった水を一般にエンジン式発電機により発電し、水中ポンプを駆動してホースを通して下流側に流している。
【０００３】
出願人は、特許第３０９９２２７号において送水ポンプを開発し、送水ポンプによる下流側への送水が安定した後は、該送水ポンプを停止してサイホン作用により送水を継続し、エンジン式発電機により発生するＣＯ2や騒音公害を防止し、消費電力を節減した送水を行なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、河川工事においては工事の進捗状況に応じて、送水を停止し、或いは再開する場合がある。
【０００５】
この様な機会に従来の送水方法においては、つぎの問題が発生した。
【０００６】
１，送水ポンプの排水容量が小さい場合、或いは送水高低差が大きい場合には、送水管の断面一杯に水が充満されない。この結果、送水管に空気の溜まり部が出来て空気が残ることとなり、サイホン作用による送水量が充分でない。
【０００７】
これを解決するため、送水管の下流部の開閉弁を一時閉じると、水は送水管の低いところから充満されるので、空気は送水管の上部に閉じこめられて、完全に排除されない。
【０００８】
２，サイホン作用による送水量が調節できないので、上流側の水溜め部への流入量に比べてサイホン作用による送水量が大きすぎると、水溜め部の水位が下がって送水管内に空気を吸い込む結果となり、サイホン作用が停止する。
【０００９】
３，また、緊急に送水停止をする場合は、送水ポンプを水面から持ち上げて空気を送水管に導入しているので、作業が大変である。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、サイホン作用による送水管内への水流の生成が容易であって、しかも送水の停止及び再開が簡単にできるサイホン作用による送水装置及びその水流制御装置を提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上流側の水溜め部に浸漬され送水管に連結された分岐吸水路を備え、送水手段を駆動して送水管に送水した後、該送水手段を停止してサイホン作用により前記分岐吸水路から吸水して下流側に送水するサイホン作用による送水装置であって、
前記送水管に水流制御装置を設け、送水開始時に送水管内の空気を排出し、送水停止時に外気を吸入する空気吸排部を設けるとともに送水管を通過する水量を調節する流量調節部を設けたところに特徴を有する。
【００１２】
尚、送水手段をより具体的に例示すると、水中ポンプ、エンジンポンプなどがある。
【００１３】
請求項２の発明の流量調節部は、分岐吸水路が浸漬された水溜め部の水位に応じて流量を調節するところに特徴を有する。
【００１４】
請求項３の発明は、サイホン作用による送水装置に取付けられて水流の生成並びに送水の停止及び再開を制御する水流制御装置であって、
送水管に接続された流水部と、
この流水部の上部に設けられ前記流水部に連通する空気溜め部と、
この空気溜め部に設けられ送水開始時に該空気溜め部に集められた送水管内の空気を排出し、送水停止時に外気を吸入する空気吸排部と、
前記流水部又は送水管を通過する水量を調節する流量調節部とを備えたところに特徴を有する。
【００１５】
請求項４の発明の流量調節部は、流水部を開閉する流量弁により構成され、分岐吸水路が浸漬された水溜め部の水位に応じて流水部の開放面積が自動的に調節するところに特徴を有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
請求項１、２に係る第１の実施例の送水装置１０について図１〜図２を参照して説明する。
先ず図１において、障害物例えば河川の締切部１１の一方側例えば上流側には第１の水溜め部１２が設けられ流下した水が貯留されている。締切部１１の他方側例えば下流側には、第１の水溜め部１２よりも低水位の貯水部１３が設けられている。
【００１７】
送水管１４は、中央部が障害物例えば締切部１１よりも上部に位置し、上流側１４ａの下端には第１の水溜め部１２内に浸漬された水中ポンプ２１が接続されている。また、下流側１４ｂの下端は貯水部１３に浸漬されている。また、下流側１４ｂには送水管１４を開閉する弁１５が設けられている。
【００１８】
この水中ポンプ２０の一例は、図１に示すように特許第３０９９２２７号において開示されたもので、水中ポンプ２１の吐出側２１ａが送水管１４の上流側１４ａに接続されており、設置された電力線あるいはエンジン式発電機により適宜に運転される。
【００１９】
また、水中ポンプ２１及び吐出側２１ａを囲むように分岐吸水路２２が形成されている。この分岐吸水路２２は吐出側２１ａに形成された複数個の連通孔２３を介して送水管１４に連通している。また、底部には、複数個の吸入弁２２ａが設けられている。この吸入弁２２ａは水中ポンプ２１が駆動されているとき分岐吸水路２２から底部に水が吐出することを防止している。
【００２０】
つぎに請求項３，４に係る水流制御装置３０について説明する。水流制御装置３０は送水管１４の上端部に接続されている。本実施例においては、送水管１４の中間部であって最も高い位置に取付けられている。
【００２１】
流水部３１は、送水経路の一部を構成するもので、両端部が送水管１４に接続されている。この流水部３１は、台座３２を介して適宜の場所に固定される。この台座３２には、送水管１４のねじれなどにより発生する傾きを修正する手段が講じられていることが好ましい。
【００２２】
空気溜め部３３は、流水部３１の上部に一体に形成されており、連通孔３４を介して送水管１４に連通している。この空気溜め部３３には上部に空気吸排部としての空気弁３５が設けられている。この空気弁３５は、周知の構成であり、レバー３５ａを操作することにより手動で開閉することができる。
【００２３】
また、空気吸排部の第２の実施例としては、図２に示すように、細径のパイプ３６が接続されており、その他端は第１の水溜め部１２の水中に浸漬されている。
【００２４】
なお、空気弁３５は、上記構成に限らず、空気が空気溜め部３３内に集結されて圧力が高くなった空気を自動的に外部に排出し、空気溜め部３３内の圧力が大気圧より低下した場合でも外気は侵入しないように構成してもよい。
【００２５】
また、空気溜め部３３にガラス窓などを利用した覗き窓を設ければ、内部の水位を認知できるので、サイホン作用の開始時期を確認できて好都合である。
【００２６】
また、図示はしないが、空気溜め部３３内にフロート及びこれに連動する弁を設け、水位の上昇とともにフロートの浮力により弁を閉鎖するようにしても良い。
【００２７】
流量調節部３７は、流水部３１の開放面積を調節することにより流量を調節するもので、本実施例においては、ハンドル３８を操作することによりねじ３９に連結した流量弁４０を上下させるようにしている。
【００２８】
本実施例においては、流量調節部３７を流水部３１と一体に設けたがこれに限らず、流水部３１から離れた部位の送水管１４に設けても良い。
【００２９】
つぎに上記構成の作用について説明する。
（１）まず、流量調節部３７の流量弁４０及び空気弁３５を開く。
【００３０】
（２）水中ポンプ２１を駆動する。水は送水管１４に送られ、下流側１４ｂから充満される。送水能力が大きい場合、送水管１４の空気は流れに巻き込まれて排出される。送水能力が小さい場合には空気弁１５を閉じると、管内に残った空気は、順次上部に追い出されて空気溜め部３３に集められ、空気弁３５から排出される。
【００３１】
尚、送水管１４の下流側１４ｂの弁１５を閉じて水中ポンプ２１を駆動すれば、空気の排出はより一層促進される。
【００３２】
（３）送水管１４内の空気が完全に排出されると、水位は空気溜め部３３内まで上昇して、水が空気弁３５から噴出する。そこで、空気排出弁３５を閉じる。
【００３３】
第２の実施例においては、噴出した水はパイプ３６を通って第１の水溜め部１２に導かれる。パイプ３６の先端は第１の水溜め部１２に浸漬されているので、パイプ３６内の空気は排出されて内部は水で充満され、パイプ３６は自動的に閉塞される。
【００３４】
（４）送水管１４の下流側１４ｂの弁１５を開くと、送水が開始される。
ここで水中ポンプ２０を停止する。送水管１４は水により充満されているので、水中ポンプ２０を停止しても、上流側と下流側との落差によるサイホン作用が発生して、送水が継続される。
【００３５】
送水量は、流量調節部３７の流量弁４０を上下して、第１の水溜め部１２の水位が一定に保たれるように制御する。
【００３６】
尚、第１の水溜め部１２の水位を検知するセンサ１２ａを設けるとともに、ハンドル３８をモータにより正逆回転させ、このセンサの信号に応じて流量弁４０を上下させて第１の水溜め部１２の水位を一定に管理することが好都合である。
【００３７】
（５）作業の都合で送水を中断する場合がある。
この場合は、流量調節部３７の流量弁４０を徐々に閉じる。送水は停止されるが、送水管１４内は水が充満された状態に保持される。従って、送水再開に当たっては、流量弁４０を開けば直ちに送水が開始される。従って、送水開始に水中ポンプ２０を駆動させる必要はない。
【００３８】
（６）送水管１４の位置を変えたり、送水設備を撤収する場合には、空気弁３５を開き、送水管１４内に空気を導入すれば、内部の水は直ちに排出されるので、空の送水管１４を移動させればよく作業が楽にできる。
【００３９】
第２の実施例においては、パイプ３６の下端を水面から上方に引き揚げればよい。
【００４０】
（７）再びサイホン作用による送水を開始する場合は（１）〜（５）の工程を実施すればよい。
【００４１】
上記実施例によれば、つぎの効果を奏する。
ａ，送水ポンプの排水容量の大小、送水管１４の径の大小或いは送水高低差に拘わらず送水管内の空気を確実に除去できるので、サイホン作用による送水が確実に実施できる。
【００４２】
ｂ，流量調節部３７の流量弁４０を上下させることにより送水量が調節できるので、上流側の水溜め部の水位を一定に保持できる。
【００４３】
ｃ，流量調節部３７の流量弁４０を制御することにより、送水の中断及び再開が簡単にできる。
【００４４】
ｄ，空気排出弁３５を開けば、緊急に送水を中止でき、しかも、送水管１４内の水は直ちに排出されるので、撤収作業が楽にできる。
【００４５】
図３は、第３の実施例の送水装置５０である。第１の実施例との相違点は、分岐吸水装置５１を使用して、水中ポンプ２１と分岐吸水路５２とを併設させたところにある。
【００４６】
まず、分岐吸水装置５１について説明する。
この分岐吸水装置５１は、分岐吸水路５２と、吐出路５３が併設されており、これらの一端部が合体して連通部５１ａを形成しており、この連通部５１ａが送水管１４に連結されている。
【００４７】
吐出路５３には他端部に連結部５４が設けられ、ここに水中ポンプ２１が着脱自在に連結されている。また、吐出路５３には水中ポンプ２１から吐出される水を通し、送水管１４から逆流する水を阻止する吐出弁５５が設けられ、さらに、吐出路５３を閉鎖して水及び空気の流通を遮断する締切り部５６が設けられている。
【００４８】
また、分岐吸水路５２には、吸水弁５７が設けられている。この吸水弁５７は、水中ポンプ２１が送水管１４に送水しているときは閉鎖状態を維持し、サイホン作用による送水時には開放するものである。
【００４９】
この第３の実施例においては、締切り部５６を開放して、水中ポンプ２１を駆動すると、前述と同様に送水管１４に水流が形成され、水中ポンプ２１を停止すれば、分岐吸水路５２を通してサイホン作用による送水が形成される。そこで、締切り部５６を閉鎖すれば、送水管１４内に空気が侵入することがない。従って、分岐吸水装置５１から水中ポンプ２１を取り外すことができる。
【００５０】
なお、吐出路５３が水中に浸漬されている場合は、送水管１４内に空気が侵入する虞がないので、締切り部５６は必ずしも必要ではなく、水の流失を防ぐための少なくとも吐出弁５５が設けられておれば、水中ポンプ２１を取り外すことができる。
【００５１】
この第３の実施例によれば、サイホン作用による送水が生成された後は、水中ポンプ２１を取り外すことができるので、複数の水溜め部から送水を行う工事の場合には、水中ポンプ２１を流用することが出来て、水溜め部の数だけ水中ポンプ２１を用意する必要がなく、設備費用を節減することができるという効果を奏するものである。
【００５２】
図４は、第４の実施例の送水装置６０である。第３の実施例との相違点は、送水のための水源となる第１の水溜め部１２に分岐吸水装置５１を浸漬して送水管１４に接続する。
【００５３】
水中ポンプ２１は、第１の水溜め部１２とは別の第２の水溜め部６１に浸漬したものである。そして、水中ポンプ２１の吐出側に延長管６２を接続し、その端部を吐出路５３の連結部５４に接続したものである。これにより、水中ポンプ２１は送水管１４に接続される。
【００５４】
この送水装置６０においても、水中ポンプ２１を連続して駆動すれば、前述と同様に送水管１４内の空気を排除して水により充満させることができる。そこで、水中ポンプ２１を停止すれば、サイホン作用により送水が開始されて、分岐吸水路５２を通して第１の水溜め部１２の水が下流側へ送水される。
【００５５】
サイホン作用により送水が開始されれば、締切り部５６を締めて水中ポンプ２１を取り外すことができる。
【００５６】
上記第４の実施例の送水装置６０によれば、第１の実施例の効果に加えて、複数箇所に水溜め部を形成し、これらをサイホン作用により下流側に送水する場合には、電源の設置等便利のよい第２の水溜め部６１に水中ポンプ２１を浸漬すればよいので、重量物の水中ポンプ２１、電源の運搬が容易になり、しかも、送水すべき水源には、分岐吸水路５２等比較的軽量物を運搬すればよいので、複数の水源を工事する場合に好都合である。
【００５７】
しかも、水中ポンプ２１の必要台数を減少して設備費用を節減するとともに、運搬労力を著しく簡単になし得るという優れた効果を奏するものである。
【００５８】
図５は、異なる直径を有する送水管を連結する実施例を示すもので、連結用のねじを有し直径の異なる継ぎ手６３，６４，６５を用意し、夫々の連結部にはねじ連結を可能に構成し、太い管例えば分岐吸水装置５１と送水管１４との間を連結するようにしたものである。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１の発明は、上流側の水溜め部に浸漬され送水管に連結された分岐吸水路を備え、例えば水中ポンプを駆動して送水管に送水した後、該水中ポンプを停止してサイホン作用により前記分岐吸水路から吸水して下流側に送水するサイホン作用による送水方式であって、
前記送水管に水流制御装置を設け、送水開始時に送水管内の空気を排出し、送水停止時に外気を吸入する空気吸排部を設けるとともに送水管を通過する水量を調節する流量調節部を設けたので、サイホン作用による送水が確実に実施でき、送水の中断及び再開が簡単にできるという優れた効果を奏するものである。
【００６０】
請求項２の発明の流量調節部は、分岐吸水路が浸漬された水溜め部の水位に応じて流量を調節するように構成されているので、上流側の水溜め部の水位が一定に保持することができるという効果を奏するものである。
【００６１】
請求項３の発明は、サイホン作用による送水装置に取付けられて水流の生成並びに送水の停止及び再開を制御する水流制御装置であって、
送水管に接続された流水部と、
この流水部の上部に設けられ前記流水部に連通する空気溜め部と、
この空気溜め部に設けられ送水開始時に該空気溜め部に集められた送水管内の空気を排出し、送水停止時に外気を吸入する空気吸排部と、
前記流水部又は送水管を通過する水量を調節する流量調節部とを備えたので、サイホン作用により水流の生成並びに送水の停止及び再開を簡単に且つ確実に実施できるという効果を奏するものである。
【００６２】
請求項４の発明の流量調節部は、流水部を開閉する流量弁により構成され、分岐吸水路が浸漬された水溜め部の水位に応じて流水部の開放面積が自動的に調節するので、上流側の水溜め部の水位が一定に保持することができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例を示す正面図である。
【図２】  本発明の第２の実施例を示す正面図である。
【図３】  本発明の第３の実施例を示す正面図である。
【図４】  本発明の第４の実施例を示す正面図である。
【図５】  径の異なる送水管を連結する実施例を示す図である。
【符号の説明】
１０  送水装置
１１  締切部（障害物）
１２  第１の水溜め部
１４  送水管
２１  水中ポンプ
２２  分岐吸水路
３０  水流制御装置
３１  流水部
３３  空気溜め部
３４  連通孔
３５  空気弁（空気吸排部）
３６  パイプ（空気吸排部）
３７  流量調節部
４０  流量弁
５０  送水装置
５１  分岐吸水装置
５２  分岐吸水路
５３  吐出路
５４  連結部
５５  吐出弁
５６  締切り部
５７  吸水弁
６０  送水装置
６１  第２の水溜め部
６２  延長管
【図１】
0003665897.tif 000002
【図２】
0003665897.tif 000003
【図３】
0003665897.tif 000004
【図４】
0003665897.tif 000005
【図５】
0003665897.tif 000006