(57)【要約】      （修正有）【課題】構造が簡単で、水位のことなる複数の水溜め部にも設置できる分岐吸送水部材と吸送水工法を提供すること。【解決手段】上流側の水をサイホン作用によって送水する送水装置を構成するための分岐吸送水部材１０ａであって、逆止弁１２を内蔵した分岐吸水部１１ａを有し、上流側に配置された水中ポンプ１５と下流側に向けて送水する送水管５との間に介装されるところに構成特徴があり、分岐吸水部１１ａ、水中ポンプ１５側、または送水管５側のいずれか１箇所又はその複数箇所に、その通水を遮断する開閉弁を備えたものや、前記開閉弁の開閉動作が、水溜め部に配置された水位センサーにより制御されるものを含み、吸送水工法は、上流側に配置された水中ポンプ１５を駆動して分岐吸送水部材１１ａ内と送水管５を水で充満させ、水中ポンプ１５を停止し、サイホン作用によって下流側に送水するところに構成特徴がある。【選択図】 図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側の水溜め部の水をサイホン作用によって送水する送水装置を構成するための分岐吸送水部材であって、
分岐吸水部を有し、上流側に配置された水中ポンプと下流側に向けて送水する送水管との間に介装されることを特徴とする分岐吸送水部材。
【請求項２】
前記分岐吸水部に、逆止弁が内蔵されていることを特徴とする請求項１記載の分岐吸送水部材。
【請求項３】
前記分岐吸水部に、開閉可能又は着脱可能なストレーナ部がさらに備えられていることを特徴とする請求項１又は２記載の分岐吸送水部材。
【請求項４】
前記分岐吸送水部材は水中ポンプと分離不能に一体形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の分岐吸送水部材。
【請求項５】
前記分岐吸水部、水中ポンプ側、または送水管側のいずれか１箇所又はその複数箇所に、その通水を遮断する開閉弁が備えられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の分岐吸送水部材
【請求項６】
前記開閉弁の開閉動作が、水溜め部に配置された水位センサーにより制御されることを特徴とする請求項５記載の分岐吸送水部材。
【請求項７】
上流側に配置された送水ポンプを駆動して分岐吸送水部材内を水で充満させ、送水ポンプを停止しサイホン作用によって下流側に送水することを特徴とする吸送水工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として河川や閉塞水域の土木工事等において、上流側に溜った水や堆積土砂などを下流側へ移動させるサイホン作用による送水装置、を構成する分岐吸送水部材と吸送水工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば河川等の工事（たとえば橋桁や堰堤等の工事など）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、一般にはエンジン式発電機により発電して水中ポンプを駆動し、送水ホースを通して下流側に流している。
【０００３】
出願人は、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装置を開示している（特許文献１）
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３９０９９（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の送水装置にあっては、その製造工程が複雑で、製造コスト高になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構造が簡単で容易に製造でき特には、既存の水中ポンプにも簡単に装着できる実効性に優れた分岐吸送水部材と吸送水工法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明が採用した手段は、請求項１の発明は、上流側の水溜め部の水をサイホン作用によって送水する送水装置を構成するための分岐吸送水部材であって、分岐吸水部を有し、上流側に配置された水中ポンプと下流側に向けて送水する送水管との間に介装されているところに特徴がある。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の分岐吸送水部材において、前記分岐吸水部に逆止弁が内蔵されているところに特徴がある。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の分岐吸送水部材において、前記分岐吸水部に、開閉可能又は着脱可能なストレーナ部がさらに備えられているところに特徴がある。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の分岐吸送水部材において、前記分岐吸送水部材は水中ポンプと分離不能に一体形成されているところに特徴がある。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の分岐吸送水部材において、前記分岐吸水部、水中ポンプ側、または送水管側のいずれか１箇所又はその複数箇所に、その通水を遮断する開閉弁が備えられているところに特徴がある。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５記載の分岐吸送水部材において、前記開閉弁の開閉動作が、水溜め部に配置された水位センサーにより制御されるところに特徴がある。
【００１３】
つぎに、請求項７の発明は、上流側に配置された送水ポンプを駆動して分岐吸送水部材内を水で充満させ、送水ポンプを停止しサイホン作用によって下流側に送水するところに特徴を有する吸送水工法を、その要旨とする。
【００１４】
本発明の分岐吸送水部材によると、上流側の例えば水溜め部に配置された水中ポンプを駆動して送水管に給水することによって送水管内を水で充満させ、結果としてサイホンを形成することができる。すなわち、上流側の水溜め部の水をサイホン作用によって下流側に向け吸送水できる。
【００１５】
また、水中ポンプの吐出部と送水管の間に着脱自在に連結させるように構成されているので、例えば、従来ポンプの吐出側に存する例えば竹の子形の接続部材を取り外して分岐吸送水部を接合させ、ついで、反対側に前記竹の子形の接続部材を取り付けこの接続部材に送水管の先端部分を連結することができる。すなわち、既存の水中ポンプに適用できるし、また、接続部材の両端部の口径を設計変更することで、所望する口径の送水管に自在に接続できる。
【００１６】
特に、請求項２の分岐吸送水部材によると、前記分岐吸水部に逆止弁が内蔵されているから、逆流を確実に防止でき、分岐吸送水部材内を水で充満された状態に保持できる。
【００１７】
請求項３の分岐吸送水部材によると、前記分岐吸水部に、開閉可能又は着脱可能なストレーナ部がさらに備えられているので、ストレーナ部を例えば取り外すことによって、土砂やゴミなどの固形物、汚泥、魚類などを水と共に移動させることができる。また、分岐吸水部を継ぎ足して延長するもできる。
【００１８】
請求項４の分岐吸送水部材によると、水中ポンプ製造工場において、水中ポンプを製作する時に一体に構成させることができる。
【００１９】
請求項６の発明に係る分岐吸送水部材によると、水溜め部に配置された水位センサーにより各開閉弁の開閉動作を自動制御できる。
【００２０】
請求項７の分岐吸送水部材によると、水中ポンプと、分岐吸水部の吸水側先端を、水位の異なる水溜め部にそれぞれを配置することができる。とりわけ、水中ポンプ側にその通水を遮断する開閉弁が備えてあるものは、サイホンをセットした後にこの開閉弁を閉じて取り外すと、別の分岐吸水部材を構成する部材として繰り返し利用できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の分岐吸送水部材は、構造が簡単で容易に製造でき、廉価に提供できる。
【００２２】
また、水中ポンプを停止させサイホン作用によって送水するように構成されているから、エンジン式発電機により発生するＣＯ2や騒音公害を防止でき、また、消費電力や消費燃料が節減できるため、かかる経費を大幅に削減することができる。
【００２３】
特に、請求項２の発明に係る分岐吸送水部材によると、分岐吸水部に逆止弁が内蔵され、分岐吸水部内の逆流を防止できるので、分岐吸水部の径を大きくすることができるため、上記効果に加えて、多量の水を送水できる。
【００２４】
請求項３の発明に係る分岐吸送水部材によると、例えば、ストレーナ部を取り外したり、ストレーナ部を開放状態にすることによって、汚泥、土砂やゴミなどの固形物、魚類などを送水と共に下流側に移動させることができる。また、分岐吸水部を継ぎ足して延長できるので、例えば水溜め部の水面が低下しても対応でき、作業性が向上する。
【００２５】
請求項４の分岐吸送水部材は水中ポンプの製作時に製造できるので、生産性が向上し、製造コストを下げることができる。
【００２６】
請求項５の発明に係る分岐吸送水部材は、サイホン作用にて送水できるようになった後にこの開閉弁を閉じて水中ポンプを取り外しできるので、これとは別の分岐吸水装置に装着できる。すなわち、一台の水中ポンプにて複数の分岐吸水装置を動作させることができ、水面の高さが異なる複数の水溜め部（貯水池）からの送水が可能となる。
【００２７】
請求項６の発明に係る分岐吸送水部材によると、水溜め部に配置された水位センサーにより各開閉弁の開閉動作を自動制御できるため、送水装置の運転状態を常時監視している必要がない。
【００２８】
請求項７の吸送水工法によると、ＣＯ2の発生や騒音公害を防止でき、また、消費電力や消費燃料が節減できるため、かかる工事費を大幅に削減することができるなど、実効性に優れた効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の態様を示すが、以下の実施例に限定されるものではなく、発明要旨を逸脱しない範囲で、様々に設計変更できるものとする。
【００３０】
先ず、図１は、本発明の分岐吸送水部材を使用して構成される送水装置５０による送吸水工法を説明するための概略図である。
【００３１】
図において、吸送水工法にあっては、障害物例えば河川の締切部１の一方側例えば上流側には第１の水溜め部２が設けられ流下した水が貯留されている。締切部１の他方側例えば下流側には、第１の水溜め部２よりも低水位の貯水部３が設けられている。
【００３２】
送水管５は、中央部が障害物例えば締切部１よりも上部に位置し、上流側の下端に、本発明となる分岐吸送水部材１０を介して、第１の水溜め部２内に浸漬された水中ポンプ１５が接続されており、その下流側の下端は、貯水部３に接続されている。
【００３３】
つぎに、図２は第１の実施例の分岐吸送水部材１０ａを模式的に示す部分断面正面図であり、図３はこの分岐吸送水部材１０ａの一取り付け方法を説明するための部分断面正面図である。
【００３４】
図において、この分岐吸送水部材１０ａは、先端部に開閉可能又は着脱自在に備えたストレーナ部１３を有し、かつ、その内部に逆止弁１２が内蔵された分岐吸水部１１ａを有しており、水中ポンプ１５の吐出部１６と送水管５の上流側端部との間に着脱自在に介装されこれらを連通させている。
【００３５】
例えば従来の水中ポンプ１５の吐出側１６に存する例えば竹の子形の接続部材１７を取り外して分岐送水部材１０ａを接合させ、ついで、反対側に前記竹の子形の接続部材１７を取り付け、この接続部材１７に送水管５の先端部分を接続するようになっている（図３参照）。すなわち、既存の水中ポンプ１５にも簡単に接続でき、さらに、水中ポンプ１５と反対側の接続部材口径を設計変更することによって、口径の異なる所望する送水管５に自在に接続できる。
【００３６】
この分岐吸送水部材１０ａによると、上流側の水溜め部２に配置した水中ポンプ１５を駆動して分岐吸送水部１１ａに給水されるため、結果として、分岐吸水部１１ａ及び送水管５内を水で充満連通させるができる（サイホンを形成することができる）。
【００３７】
また、この分岐吸送水部材１０ａによると、前記分岐吸水部１１ａに、開閉可能又は着脱可能なストレーナ部１３がさらに備えられているので、ストレーナ部１３を開放状態にしたり取り外しすると、ストレーナ部１３の開口より大きな土砂やゴミ等の固形物、魚類などを水と共に上流側から下流側に向けて移動させることができる。
【００３８】
送水の原動力となるサイホンの構築過程をより詳しく説明する。
先ず水中ポンプ１５を駆動させると、水溜部２の水を汲み上げて送水管５内に勢い良く送水する。この時、とりわけ分岐吸水部１１ａが小径である場合、分岐吸水部１１ａ内の水の表面張力が大きいために自然落下せず、分岐吸水部１１ａ内においてエアー部分Ｘとなって残る（図４ａ参照）。しかし、水中ポンプ１５を停止させて開閉弁１５ａを閉じると、送水管５内の水が自然落下する。そしてこれに伴い、分岐吸水部１１ａ内のエアー部分Ｘは送水管５側に移動し（図４ｂ参照）、ついには送水管５内をから外に排除される動作図４ｃ参照）。一方、分岐吸水部１１ａの径が比較的大きい場合、分岐吸水部１１ａ内における表面張力が弱く水の自重（自然落下力）に打ち勝つことができないため、分岐吸水部１１ａの中に自然落下するので、この部分のエアーを押し出して気泡となり送水管５から外に排除される。
【００３９】
これらの動作が互いに相まって、結果として、分岐吸水部１１ａと送水管５内を水で満たしサイホンを形成することができる。すなわちサイホン作用によって上流側の水溜め部２の水を下流側に向け送水できる。
【００４０】
つぎに、図５は第２の実施例の分岐吸送水部材１０ｂを示す部分破断正面図である。図において、この分岐吸送水部材１０ｂは、分岐吸水部１１ｂが接続部材１８を介して着脱自在に組み付けされている点と、逆止弁が内蔵されストレーナ部１３を取り付けた先端部分が接続部材１９を介して着脱自在に組み付けされている点を除き、他の構成は第１の実施例の分岐吸送水部材１０ａと実質同一である。
【００４１】
上記実施例２の分岐吸送水部材１０ｂによれば、水溜め部２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水溜め部に水中ポンプ１５を浸漬すればよいので、重量物の水中ポンプ、電源の運搬が容易になり、しかも、送水すべき水溜め部には比較的軽量物な分岐吸送水部材１０ｂを運搬すればよいので、複数の水溜め部の水を送水する場合に好都合である。
【００４２】
前記接続部材１８と接続部材１９により、例えば柔軟な送水パイプ１４にて連通することができるため、第１の実施例の分岐吸送水部材１０ａと実質同一の作用効果が得られることに加えて、水中ポンプ１５と分岐吸水部１１ｂを、互いに離間して水位の異なる別々の水溜め部にそれぞれ配置することができる。
【００４３】
また、接続部材１８や接続部材１９の間に、相互に対応する接続部材を備えた別体の送水パイプ１４を継ぎ足したり取り除き分岐吸水部１１ｂの全長を調整できるので、水溜め部の水位変化に対応でき、また、例えば水位の異なる複数の水溜め部にも対応でき、設置作業性の多様化と、作業性の向上が図れる。
【００４４】
つぎに、図６及び図７は、第３の実施例の分岐吸送水部材１０ｃの使用状態を模式的に示す模式図である。
【００４５】
図６において、この分岐吸送水部材１０ｃは、分岐吸送水部材１０ｃの水中ポンプ１５側と分岐吸水部１１ｃ側、及び送水管５側の３箇所に開閉弁（電磁弁）１５ａ，１１ｄ，５ａが備えられている。
【００４６】
分岐吸送水部材１０ｃと水中ポンプ１５は相互に水位の異なる別々の水溜め部２ａ、２ｂに浸漬されており、各水溜め部２ａ、２ｂにそれぞれ配設された水位センサー７ａ，７ｂにより開閉弁（電磁弁）１１ｄ，１５ａの開閉がそれぞれ自動制御できるようになっている。なお、分岐吸水部１１ｃに逆止弁が内蔵されており、かつ、開閉可能又は着脱可能なストレーナ部１３を備えてあることが好ましい。
【００４７】
より詳しく説明すると、水溜め部２ａには、分岐吸送水部材１０ｃの先端部と、予め最低検知水位と最高検知水位を記憶させた水位センサー７ａが浸漬されている。水溜め部２ａの水位が水位センサー７ａが記憶する最低検知水位に達すると、水位センサー７ａからの情報を受け、開閉弁（電磁弁）１１ｄが閉じる。また、水溜め部２ａに水が溜まり、水位センサー７ａが記憶する最高検知水位に達すると、水位センサー７ａからの情報を受け、開閉弁（電磁弁）１１ｄが開くようになっている。
【００４８】
開閉弁（電磁弁）１１ｄが閉じると送水は停止されるが、送水管５内は水が充満された状態に保持される。従って、水位センサー７ａからの情報を受け、開閉弁（電磁弁）１１ｄが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１５を駆動させる必要はない。
【００４９】
一方、水溜め部２ｂには水中ポンプ１５と、予め最低検知水位と最高検知水位を記憶させた水位センサー７ｂとが浸漬されており、水溜め部２ｂの水位が水位センサー７ｂが記憶する最低検知水位に達すると、水位センサー７ｂからの情報を受け、開閉弁（電磁弁）１５ａが閉じ、そして、水溜め部２ｂの水位が、水位センサー７ｂが記憶する最高検知水位に達すると、水位センサー７ｂからの情報を受け、開閉弁（電磁弁）１５ａが開くようになっている。
【００５０】
開閉弁（電磁弁）１５ａが閉じて水中ポンプ１５からの送水が停止しても、水溜め部２ａの水位が最低検知水位以上あれば、水溜め部２ａからの送水が持続する。また、水溜め部２ａの水位が最低検知水位に達すると送水は停止されるが、送水管５内は水が充満された状態に保持される。水位センサー７ａからの情報を受け、開閉弁（電磁弁）１１ｄが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１５を駆動させる必要はない。
【００５１】
かかる使用方法によれば、上記第２実施例の分岐吸送水部材１０ｂが奏する作用効果に加えて、水溜め部２ａ及び水溜め部２ｃからの送水を、自動監視できる。
【００５２】
つぎに、図７に示す使用方法は、水溜め部２に、分岐吸送水部材１０ｃの先端部とポンプ１５が浸漬されており、かつ、予め最低検知水位と最高検知水位を記憶させた水位センサー７ｃが浸漬されている。水溜め部２の水位が水位センサー７ｃが記憶する最低検知水位に達すると、水位センサー７ｃからの情報を受け、開閉弁（電磁弁）５ａが閉じ、そして、水溜め部２の水位が、水位センサー７ｃが記憶する最高検知水位に達すると、水位センサー７ｃからの情報を受け、開閉弁（電磁弁）５ａが開くようになっている。従って、水溜め部２の水位を自動監視しつつ、送水ができる。
【００５３】
以上、本発明の最も代表的な実施例について説明したが、これはその代表的なものとして例示したに過ぎず、その要旨を越えない限り本発明が限定されるものではなく、様々に設計変更して実施できる。
【００５４】
例えば、水中ポンプ２０のハウジング２１内に、水中ポンプ２０の通水部２２に、比較的小口径の分岐吸水部１０ｄの一端が開口するように隔壁２５を備えたもの（図８（ａ）参照）や、水中ポンプ３０のハウジング３１内に、水中ポンプ３０の通水部３２に、ストレーナ部３３を有し内部に逆止弁３４が内蔵された比較的大口径の分岐吸水部１０ｄ’の一端が開口するように隔壁３５を備えたもの（図８（ｂ）参照）ものなどが例示できる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る分岐吸送水部材及び吸送水工法は、
１）排水処理プラントにおける、処理水などの移動、
２）造船分野における、海水などの移動、
３）建設分野における、雨水の移動
４）各種工場内における、液状資材の移動、
５）上下水道工事における、水の移動、
６）農業分野における、灌漑用水の移動、
など、多方面的な適用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の分岐吸送水部材を使用して構成される送水装置による送吸水工法を説明するための概略図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施例を示す部分破断正面図である。
【図３】図３はこの分岐吸送水部材の一取り付け方法を説明するための部分破断正面図である。図３（ａ）は取り付け中の状態を模式的に示す正面図であり、図３（ｂ）は取り付け後の状態を模式的に示す部分破断正面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、送水の原動力となるサイホンの一構築過程を説明するために示す概念図である。
【図５】図５は、第２の実施例を示す部分破断正面図である。
【図６】図６は、第３の実施例を、その一使用状態とともに示す概略図である。
【図７】図７は、第３の実施例を他の使用状態とともに示す概略図である。
【図８】図８は、第４の実施例を模式的に示す部分破断正面である。図８（ａ）は、水中ポンプのハウジング内に、ポンプの通水部吐出側に分岐吸水部の一端が開口するように隔壁が備えられており、図８（ｂ）は、水中ポンプのハウジング内に、ポンプの通水部吐出側に、ストレーナ部を有し内部に逆止弁が内蔵された分岐吸水部の一端が開口するように隔壁が備えられている。
【符号の説明】
【００５７】
１    締切部
２    水溜め部
２ａ  水溜め部
２ｂ  水溜め部
３    貯水部
５    送水管
５ａ  開閉弁（電磁弁）
７ａ  水位センサー
７ｂ  水位センサー
７ｃ  水位センサー
１０    分岐吸送水部材
１０ａ  分岐吸送水部材
１０ｂ  分岐吸送水部材
１０ｃ  分岐吸送水部材
１０ｄ  分岐吸送水部材
１０ｄ’分岐吸送水部材
１１    分岐吸水部
１1 ａ  分岐吸水部
１1 ｂ  分岐吸水部
１1 ｃ  分岐吸水部
１1ｄ  開閉弁
１２    逆止弁
１３    ストレーナ部
１４    送水パイプ
１５    水中ポンプ
１５ａ  開閉弁
１６    吐出部
１７    接続部材
１８    接続部材
１９    接続部材
２０    水中ポンプ
２１    ハウジング
２２    通水部
２５    隔壁
３０    水中ポンプ
３１    ハウジング
３２    通水部
３３    ストレーナ部
３４    逆止弁
３５    隔壁
５０    送水装置
Ｘ      エアー部分
【図１】
2006214363.tif 000003
【図２】
2006214363.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006214363.tif 000006
【図５】
2006214363.tif 000007
【図６】
2006214363.tif 000008
【図７】
2006214363.tif 000009
【図８】
2006214363.tif 000010