(57)【要約】【課題】  下流管路内への空気の混入を効率的に排除することができ、しかも槽全体の規模をコンパクトにすることが可能な水槽を提供する。【解決手段】  本発明の水槽１は、槽本体２と、槽本体２に設けられた流入管３及び流出管４と、槽本体２の内部に配置された螺旋案内路付き縦管５とを備えている。螺旋案内路付き縦管５は、下端部に流出口５１１が設けられた管本体５１と、この管本体５１の中心軸に沿って上下方向に延びる中心筒５２と、中心筒５２の外周面に螺旋状に形成された螺旋案内板５３を有し、管本体５１の流出口５１１に流出管４の一端が接続される。また管本体５１の上端部に対して上下方向に変位自在となる伸縮管部７が設けられ、槽本体２内の水位変動に伴って伸縮管部７を上下方向に変位させることにより、管本体５１内に流入する水量が調整されるように構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽本体と、槽本体に設けられた流入管及び流出管と、槽本体の内部に配置された螺旋案内路付き縦管とを備え、
この螺旋案内路付き縦管は、下端部に流出口が設けられた管本体と、この管本体の中心軸に沿って上下方向に延びる中心筒と、中心筒の外周面に螺旋状に形成された螺旋案内板を有し、管本体の流出口に流出管の一端が接続されるとともに、流出管の他端が槽本体の外部へと導かれており、
管本体の上端部には、この管本体の上端部に対して上下方向に変位自在となる伸縮管部が設けられ、この伸縮管部を上下方向に変位させる動力部を槽本体に備えて、
槽本体内の水位変動に伴って前記伸縮管部を上下方向に変位させることにより、螺旋案内路付き縦管内への水の流入を制御可能に構成されていることを特徴とする水槽。
【請求項２】
伸縮管部は少なくとも一部が蛇腹状に形成されて、管軸方向に伸縮可能とされたことを特徴とする請求項１に記載の水槽。
【請求項３】
伸縮管部と管本体とは互いに嵌め合い可能に形成され、管本体上端部と伸縮管部下端部とのいずれか一方には環状シール部材が設けられるとともに他方には抜け止め機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の水槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば農業用水、上下水道、工業用水等の分水工（分水槽）などの水槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、農業用水路などのパイプライン化が進展する中で、種々の利点から送水路系にオープンタイプ形式が採用される場合が多い。オープンタイプ形式の送水路系においては、例えば、路線上の落差、区間距離などに応じた所要地点に用水分配用の分水工（調圧スタンド）を階段状に配置している。
【０００３】
分水工としては、例えば図４に示すように、水槽３０１の内部に堰（クレスト）３０２を設け、流入管３０３から水槽３０１内に流入した用水を、堰３０２をオーバーフロー（越流）させることにより、下流管３０４への送水水量を調整（調圧）するオーバーフロー型の分水工が多く用いられている。
【０００４】
このようなオーバーフロー型の分水工では、落下水脈により静水中に発生する気泡により下流管路に空気が混入（連行）するという問題がある。
【０００５】
ここで、農林水産省構造改善局監修の土地改良事業計画設計基準・設計「パイプライン」基準書・技術書（１９９８）では、管路の中に空気が混入されると、通水障害、凸部では空気塊の形成による管内跳水及び脈動減少等の発生が見られ、安定的な送水に支障をきたすため、管路内に空気を混入させない設計がパイプラインでは原則であるという点が指摘されている。
【０００６】
オーバーフロー型の分水工において、下流管路への空気混入を防止する方法としては、図４に示すように、堰３０２から流出口３０１ｂまでの距離（槽長さ）ＬをＬ＝４Ｄ〜５Ｄ（Ｄ：流出管の内径）として水槽３０１内にエアトラップを設けるとともに、下流管３０４内に混入した空気を排除する空気抜き管３０５を設けるという方法が採られている。
【０００７】
また、下流管路への空気混入を防止する構造として、特許文献１に、流入水槽に空気集積槽を接続管を介して接続し、その流入水槽と接続管との接続部から空気集積槽の下流壁までの距離を本管（下流管路）の直径の４倍以上とした構造の空気排除装置が提案されている。
【０００８】
さらに、特許文献２に、上流水槽における落下流入水槽と排出管との間に、当該排出管の断面積よりも大きな断面積を有し、上部が開放された空気集積槽を設けるとともに、落下流入水槽と空気集積槽とを、排出管よりも大きな断面積を有する接続管にて接続することにより、落下流入水槽に流入する水に混入した気泡を分水工装置の領域内で排除する構造の分水工装置が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−０９６６４７号公報
【特許文献２】特開２０００−１９２４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、図４に示す構造の分水工では、空気混入を効果的に防止するために槽長さＬを大きくする必要があり、水槽の規模がどうして大きくなってしまう。また、下流管路内に混入した空気を排除する空気抜き管を設けているが、管路内での空気塊の形成により、空気抜き管内に跳水が発生するという問題がある。
【００１０】
一方、特許文献１記載の空気排除装置では、流入水槽に加えて、接続管及び空気集積槽が必要であるため、図４に示す構造と同様に、装置全体としては大型となってしまう。また、特許文献２記載の分水工装置においても、１つの管路系に複数の槽を設けていることから、大幅なコンパクト化は達成できない。
【００１１】
本発明はそのような実情に鑑みてなされたもので、下流管路内への空気の混入を効率的に排除することができ、しかも槽全体の規模をコンパクトにすることが可能な水槽の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した目的を達成するため、本発明に係る水槽は、槽本体と、槽本体に設けられた流入管及び流出管と、槽本体の内部に配置された螺旋案内路付き縦管とを備え、この螺旋案内路付き縦管は、下端部に流出口が設けられた管本体と、この管本体の中心軸に沿って上下方向に延びる中心筒と、中心筒の外周面に螺旋状に形成された螺旋案内板を有し、管本体の流出口に流出管の一端が接続されるとともに、流出管の他端が槽本体の外部へと導かれており、管本体の上端部には、この管本体の上端部に対して上下方向に変位自在となる伸縮管部が設けられ、この伸縮管部を上下方向に変位させる動力部を槽本体に備えて、槽本体内の水位変動に伴って前記伸縮管部を上下方向に変位させることにより、螺旋案内路付き縦管内への水の流入を制御可能に構成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の水槽においては、まず、流入管から槽本体内に流入した流入水が槽本体内に貯留し、その貯留水の水面が槽本体内への流入水の流入とともに上昇する。次に、貯留水の水面が、螺旋案内路付き縦管の伸縮管部の上端部に達した時点（水面が伸縮管部の上端よりも高いレベルになった時点）で、螺旋案内路付き縦管に貯留水が流入する。そして、螺旋案内路付き縦管に流入した流入水は、螺旋案内板に沿って旋回しながら下方に流れ、管本体の下部の流出口から流出管を通じて槽外部へと流出するように構成されている。
【００１４】
そして、螺旋案内路付き縦管の上部の伸縮管部を伸縮させて上下方向に変位させることで、かかる貯留水の流入を制御することが可能であり、貯留水量に応じて適宜、螺旋案内路付き縦管内に流入させるか否かを選択することができる。
【００１５】
また、槽本体に流入した流入水を螺旋案内路付き縦管によって螺旋状に旋回させながら流下させているので、流下する水流に空気が混入することを抑制することができる。しかも、流下水流に空気が混入しても、その混入空気は中心筒を通じて水槽上方へと逃がすことができる。従って、槽長さを大きくしてエアトラップを形成したり、空気集積槽を別途に設ける等の手段を講じることなく、規模の小さい水槽で下流管路内への空気混入を効率よく排除することができる。
【００１６】
また本発明は、上記構成の水槽において、伸縮管部は少なくとも一部が蛇腹状に形成されて、管軸方向に伸縮可能とされた構成であってもよい。
【００１７】
あるいは、伸縮管部と管本体とは互いに嵌め合い可能に形成され、管本体上端部と伸縮管部下端部とのいずれか一方には環状シール部材が設けられるとともに他方には抜け止め機構が設けられた構成であってもよい。
【００１８】
このような構成により、伸縮管部の上下方向の変位を容易に調整することが可能となり、大がかりな装置も必要とせずに、安定的な送水を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、下流管路内への混入空気を効率よく排除することができるので、安定的な送水を実現することができる。しかも、従来のオープンタイプの分水工で行われていた対策、例えば槽長さを大きくしてエアトラップを形成したり、空気集積槽を別途に設ける等の手段を講じることなく、小さな規模の水槽にて管路への混入空気を排除することができるので、水槽全体のコンパクト化を達成できる。さらに、水槽の建設工期の短縮等による経費削減も図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る水槽を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１、２は本発明の水槽の一例を縦断面とともに模式的示す説明図、図３は前記水槽の横断面図である。この例の水槽１は、例えば、農業用水路の送水経路のパイプラインのうち、オープンタイプ形式の送水路系において、路線上の落差、区間距離などに応じた所要地点に設置される用水分配用の分水工として使用される水槽であって、槽本体（例えばコンクリート製）２と、この槽本体２の内部に設置された３本の螺旋案内路付き縦管（例えば樹脂製）５…５とを備えている。
【００２２】
槽本体２は、直方体形状で上部に開口を有する。この槽本体２の上部開口は、通常はグレーチング等からなる蓋部材２１により閉止されている。槽本体２の側壁には、流入管３が接続される流入口２ａと、流出管４の貫通用の貫通穴２ｂが設けられている。流入口２ａは、後述する螺旋案内路付き縦管５の管本体５１の上端よりも下方となる位置に設けられている。また、貫通穴２ｂは流入口２ａよりも下方となる位置に設けられている。
【００２３】
螺旋案内路付き縦管５は、上端が開口し、下端部に流出口５１１が設けられた管本体５１と、管本体５１の中心軸に沿って鉛直方向に延びる中心筒（空気抜き用パイプ）５２と、この中心筒５２の外周面に螺旋状に形成された螺旋案内板５３とを備えている。管本体５１の流出口５１１は接続短管５４を介して流出管４に連通している。流出管４は、槽本体２の側壁の貫通穴２ｂを通じて槽本体２の外部に突出している。
【００２４】
中心筒５２の上端は管本体５１の上端よりも上方に位置している。また、中心筒５２の下端は、管本体５１の高さ方向の略中央部位に位置している。
【００２５】
また、本実施形態においては、上記構造の水槽１において、螺旋案内路付き縦管５の上部に伸縮管部７が設けられている。伸縮管部７は、管本体５１の上端部に対して上下方向に変位自在となされている。この伸縮管部７は蛇腹状に形成されて管軸方向に伸縮可能な略円筒形状の管体であり、上端に用水流入用の開口７１が形成されている。伸縮管部７は、少なくとも一部が蛇腹状に形成されて伸縮可能であればよく、例示のように伸縮管部７の全体が蛇腹状であってもよい。
【００２６】
伸縮管部７の開口７１には、さらに上部プレート７２が鍔状に添設されている。また、伸縮管部７と管本体５１とは、外周に固定バンド７３を固着させ、締め付けることによって接続されている。
【００２７】
さらに、螺旋案内路付き縦管５の上部には、伸縮管部７を上下方向に変位させる動力部８が備えられている。動力部８は、例えば、油圧ジャッキ、滑車、チェーンレバーホイスト等の牽引レバーなどの適宜の動力を備えた巻上機８１を有する。そして、この巻上機８１が槽本体２の蓋部材２１に備えられて、伸縮管部７に接続されている。例示の形態では、巻上機８１から吊り下げられたチェーン８２が上部プレート７２に緊結されて、伸縮管部７とを接続している。
【００２８】
伸縮管部７は、動力部８の作用によりチェーン８２に接続した上部プレート７２が引き上げられることで、管軸方向に伸張し、上端の開口７１を管軸方向の上方へ変位させることが可能となっている。また、これとは逆に、チェーン８２を引き下ろすことにより、伸縮管部７を収縮させて、上端の開口７１を下方へ変位させることできるようになっている。
【００２９】
かかる水槽１においては、まず、流入管３から槽本体２内に流入した水が槽本体２内に貯留し、その貯留水の水面ＷＬが槽本体２内への水の流入とともに上昇する。そして、貯留水の水面ＷＬが、螺旋案内路付き縦管５の伸縮管部７の上端の開口７１を越えた時点で、水が伸縮管部７の上端周縁を越流し、その上端周縁の全周から開口７１を通じて螺旋案内路付き縦管５に流入する。そこで、このような槽本体２内の水位変動に伴って、伸縮管部７を上下方向に変位させることにより、管本体５１内に流入する水量が調整されるように構成されている。
【００３０】
図１は、伸縮管部７を収縮させた状態であり、貯留水の水面ＷＬが伸縮管部７の上端よりも高い水位となるので、開口７１から水の流入が可能となり、螺旋案内路付き縦管５に導水される。
【００３１】
螺旋案内路付き縦管５に流入した水は、螺旋案内板５３に沿って旋回しながら下方に流れ、管本体５１の下部の流出口５１１から接続短管５４及び流出管４を通じて水槽１の外部へと流出する。
【００３２】
また、図２は、動力部８により伸縮管部７を上方へ伸張させており、伸縮管部７の上端の開口７１の高さと水面ＷＬの高さとが等しい状態を示している。この場合、伸縮管部７の上端周縁を水が越流しないので、開口７１から水が螺旋案内路付き縦管５に流入しなくなる。
【００３３】
このように、伸縮管部７の開口７１の高さを水面ＷＬの最高水位以上となるように調整することによって水槽１の下流側への送水を停止させることができる。すなわち、水槽１へ流入する水量に応じて適宜、伸縮管部７を上下方向に変位させることにより、水槽１の下流側への送水を可能にしたり、停止させたりして容易に制御することができる。
【００３４】
また、本発明の水槽１では、例えば分水する水を螺旋案内路付き縦管５によって螺旋状に旋回させながら流下させているので、流下する水流に空気が混入することを抑制することができる。しかも、螺旋案内路付き縦管５に水が流入する際に、ある程度の空気は連行されても、その空気は中心筒５２を通じて、槽本体２内の貯留水の水面ＷＬの上方へと逃がすことができる。従って、従来のオープンタイプの分水工で行われていた対策、例えば槽長さを大きくしてエアトラップを形成したり、空気集積槽を別途に設ける等の手段を講じることなく、規模の小さい水槽で下流管路内への空気混入を効率よく排除することができる。
【００３５】
なお、本発明の水槽１においては、上記の構造に加えて、流出管４の管内部と槽本体２内の上部とを連通する空気抜き管を設けておいてもよい。また、伸縮管部７の構造は、上記した例に限らず、伸縮管部７の上端の開口７１が管軸方向に上下変位させることが可能であれば、どのような構成であってもよい。
【００３６】
すなわち、例えば、伸縮管部７と管本体５１とが互いに嵌め合い可能に形成されて、伸縮管部７が管本体５１に対して上下方向に変位可能とされた構成であってもよい。この場合、管本体５１の上端部と伸縮管部７の下端部とのいずれか一方には、ゴム輪等の環状シール部材が設けられて、他方には抜け止め機構が設けられていることが好ましい。
【００３７】
この場合、管本体５１が上端内周面に環状シール部材を設けて受口とされるのに対し、円筒管状の伸縮管部７がその下端部の外周面に管本体５１に対する抜け止め機構を備えて差口とされ、伸縮管部７が動力部８によって適宜の高さに引き上げ、または引き下ろし可能な構造であってもよい。このように構成される場合も、伸縮管部７の開口７１の高さを水面ＷＬに対して低く設定したり、同等以上に調整したりすることにより、水の流入を制御することが可能となる。
【００３８】
また、以上の例では、槽本体２内に３本の螺旋案内路付き縦管５を配置しているが、本発明はこれに限られることなく、螺旋案内路付き縦管５の本数は任意であり、分水を行う箇所の数等に応じた本数とすればよい。また、槽本体２内に１本の螺旋案内路付き縦管５を配置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、例えば農業用水、上下水道、工業用水等の分水工（分水槽）などの水槽に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の水槽の一例を縦断面とともに模式的示す説明図である。
【図２】前記水槽の伸縮管部を伸張させた状態を模式的に示す説明図である。
【図３】前記水槽の横断面図である。
【図４】従来のオープンタイプの分水工の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    水槽
２    槽本体
２ａ  流入口
２ｂ  貫通穴
２１  蓋部材
３    流入管
４    流出管
５    螺旋案内路付き縦管
５１  管本体
５１１  流出口
５２  中心筒
５３  螺旋案内板
５４  接続短管
６    空気抜き管
７    伸縮管部
７１  開口
７２  上部プレート
７３  固定バンド
８    動力部
８１  巻上機
８２  チェーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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