(57)【要約】【課題】潜水型の浮上式天蓋を有する貯水槽について、保護水層の余剰水を簡易な構造で、ローコストで、効率よく排水できる貯水槽を提供する。【解決手段】貯水槽１の浮上式天蓋の一部または全部を非透水性のフレキシブルなシート２で構成し、シート２の上方に保護水５による保護水層を形成させる。シート２の所定位置に重錘３を設け、保護水５の水面に浮かぶフロート６と重錘３を紐などの連結材８でつなぐ。降雨などにより保護水５の水量が増すと、重錘３が沈降するとともにフロート６が保護水５中に引き込まれ、フロート６に設けた排水口７および排水用ホース９を通じて、余剰水が排出され、シート２上の保護水５の水量が保たれる。また、それにより貯留水４の減少が防止される。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯留水を覆い貯留水上に浮上可能とした浮上式天蓋の一部または全部を非透水性のフレキシブルなシートで構成し、前記浮上式天蓋の上部に天蓋を保護するための保護水層を形成させるとともに、前記シートの所定位置に重錘を設けることで、貯水槽内に貯留水が満たされている状態において前記シートに張力が生じるようにし、かつ前記重錘と排水口を備えたフロートとを所定長さの連結材でつなぎ、前記保護水層の水量が所定以上に増加した場合に、前記重錘が前記フロートを保護水層中に引き込むことにより、保護水層の余剰水が前記フロートの排水口を通じて排出されるようにしたことを特徴とする貯水槽。
【請求項２】
前記浮上式天蓋は、フロートを備えた非透水性のフレキシブルな天蓋シートからなり、前記天蓋シートの外周部が貯水槽の側壁に取り付けられている請求項１記載の貯水槽。
【請求項３】
前記浮上式天蓋は、フロートを備えたまたはそれ自体がフロートを構成する天蓋本体と、天蓋本体の外周部と貯水層の側壁の内周部をつなぐ非透水性のフレキシブルな天蓋シートからなる請求項１記載の貯水槽。
【請求項４】
貯留水を覆い貯留水上に浮上可能とした浮上式天蓋の一部または全部を非透水性のフレキシブルなシートで構成し、前記浮上式天蓋の上部に天蓋を保護するための保護水層を形成させるとともに、前記シートの所定位置に重鍾を設けることで、貯水槽内に貯留水が満たされている状態において前記シートに張力が生じるようにし、かつ保護水層にフロートを浮かべ前記重錘と所定長さの連結材でつなぎ、前記保護水層の水量が所定以上に増加した場合に、前記重錘が前記フロートを保護水層中に引き込む力が働くことで生じる力を検知し、保護水層内に設けた排水装置が働き、保護水の余剰水が保護水用の排水口を通じて排出されるようにしたことを特徴とする貯水槽。
【請求項５】
貯留水を覆い貯留水上に浮上可能とした浮上式天蓋の一部または全部を非透水性のフレキシブルなシートで構成し、前記浮上式天蓋の上部に天蓋を保護するための保護水層を形成させるとともに、前記シートの所定位置に重鍾を設けることで、貯水槽内に貯留水が満たされている状態において前記シートに張力が生じるようにし、前記重錘が保護水量の増減により上下することを電気的な検知、光学的検知または電磁センサー等により検知することにより重錘位置が適正水量の時より上にあるかまたは下にあるかを判断基準として、保護水が余剰な時は保護水を排除し、保護水が不足なときは保護水を注入する装置を備え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】
本願発明は、浮上式天蓋の上部に紫外線などによる天蓋の劣化を防止したり、寒冷時における凍結による水上浮上式天蓋の水面昇降に対する追従阻害を防止するために保護水層を形成した潜水型の浮上式天蓋を備えた貯水槽の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
平成１４年５月１０日発行の日本農業新聞には、本願の発明者らが開発した浮上式天蓋を備えた貯水槽について、天蓋本体と貯水槽の側壁との間を非透水性のフレキシブルな天蓋シートでつなぎ、かつ浮上式天蓋の上方に保護水層を形成させることで、貯水槽内へのゴミの侵入やアオコや水草を発生を防止し、さらに保護水層により天蓋の材質劣化を防止できるようにした潜水型の貯水槽が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の浮上式天蓋は、従来の貯水槽側壁に架設される剛体の天蓋に比べ、ローコストであり、貯水槽本体への荷重の負担がないため、既存の貯水槽にも適用できるなど、多くの利点を有する。
【０００４】
しかし、前記の記事に、「雨が続くとシート上の水が増え貯水容量を減らすので排水などの作業が必要になるが、その自動化対策も検討する」という記述もあるように解決すべき課題が残っている。
【０００５】
すなわち、天蓋の劣化を防止するための保護水層を有する場合、降雨などによって保護水層に余剰水が発生した際、保護水層の余水吐きが適正に働かないと、貯水槽内の利用できる貯水量を減少させることになる。
【０００６】
簡易な構造としては、天蓋の所定位置にパイプを取り付け、余水吐き位置につなげるものが考えられるが、貯留水との関係で保護水槽の余剰水のみ排出するのが困難である。これは貯留水と保護水層の水が、浮上式天蓋を構成するシートで区分されているだけで、シートの上側の水圧と下側の水圧が同一となるためである。また、このようなことから、保護水層の水位の調整も難しい。
【０００７】
本願発明は、潜水型の浮上式天蓋を用いた場合の上述のような課題の解決を図ったものであり、潜水型の浮上式天蓋を有する貯水槽について、保護水層の余剰水を簡易な構造で、ローコストで、効率よく排水できる貯水槽を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る貯水槽は、貯留水を覆い貯留水上に浮上可能とした浮上式天蓋の一部または全部を非透水性のフレキシブルなシートで構成し、前記浮上式天蓋の上部に天蓋を保護するための保護水層を形成させるとともに、前記シートの所定位置に重錘を設けることで、貯水槽内に貯留水が満たされている状態において前記シートに張力が生じるようにし、かつ前記重錘と排水口を備えたフロートとを所定長さの連結材でつなぎ、前記保護水層の水量が所定以上に増加した場合に、前記重錘が前記フロートを保護水層中に引き込むことにより、保護水層の余剰水が前記フロートの排水口を通じて排出されるようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
シートの素材は、非透水性であれば特に限定されず、合成樹脂製のもの、ゴム製のものなどを使用することができる。要は浮上式天蓋としての上下動に馴染むフレキシビィリティーがあればよく、平坦であってもよいし、蛇腹状に折り曲げたものであってもよい。
【００１０】
重錘も特に限定されないが、簡単なものとしては、例えば鉄片などの鉄材を用いることができる。排水口を備えたフロートと重錘を連結する連結材も、特に限定されないが、必要な引張強度を有すれば合成繊維等からなる紐あるいはロープなどで十分であり、フレキシブルで取扱いやすいものが望ましい。
【００１１】
この請求項１に係る発明では、貯水槽内に必要量の貯水を行った状態で、降雨などにより保護水層の水量が増加すると、浮上式天蓋を下方に引っ張っている重錘が、さらに下方に沈みながら連結材でつながれたフロートを保護水層中に引き込む。
【００１２】
このとき、貯留水と保護水層とに挟まれる浮上式天蓋のシートには重錘の沈降に伴う張力が作用しており、フロートに設けられた排水口をホースなどで余水吐き位置につないでおくことで、貯留水を減少させることなく、フロートの排水口に流入する保護水層の余剰水を効率的に排出させることができる。
【００１３】
また、貯水量が一定の場合、重錘の位置は保護水層の水量で決まるため、連結材の長さの設定により保護水層の水位を設定することができ、特に監視装置などを用いなくても、降雨などによって余剰水が発生した場合に、シート最下部の重錘の位置がある限度を超えて下がることで、フロートの排水口を通じて余剰水を自動的に排水することができる。
【００１４】
請求項２は、請求項１に係る貯水槽において、前記浮上式天蓋が、フロートを備えた非透水性の天蓋シートからなり、前記天蓋シートの外周部が貯水槽の側壁に取り付けられている場合を限定したものである。
【００１５】
浮上式天蓋の全部を非透水性のシートで構成する場合としては、例えば従来の技術の項で述べた平成１４年５月１０日発行の日本農業新聞にされた貯水槽のように、所望位置に重錘を配設した非透水性フレキシブルシートを、その端部を前記貯水槽本体の側壁上端に取り付けるとともに、前記フレキシブルシートにフロートを設けたものがある。
【００１６】
請求項３は、請求項１に係る貯水槽において、前記浮上式天蓋が、フロートを備えたまたはそれ自体がフロートを構成する天蓋本体と、天蓋本体の外周部と貯水層の側壁の内周部をつなぐ非透水性の天蓋シートからなる場合を限定したものである。
【００１７】
浮上式天蓋の一部を非透水性のシートで構成する場合としては、例えば特開２００２−１２２９１号公報記載の貯水槽のように、浮上式天蓋の天蓋本体部分を貯水槽内の水面下において、水位の変動とともに上下動自在に配設するとともに、貯水槽の側壁と天蓋本体をフレキシブルシートで連結したものがある。
【００１８】
本願の請求項４に係る貯水槽は、貯留水を覆い貯留水上に浮上可能とした浮上式天蓋の一部または全部を非透水性のフレキシブルなシートで構成し、前記浮上式天蓋の上部に天蓋を保護するための保護水層を形成させるとともに、前記シートの所定位置に重鍾を設けることで、貯水槽内に貯留水が満たされている状態において前記シートに張力が生じるようにし、かつ保護水層にフロートを浮かべ前記重錘と所定長さの連結材でつなぎ、前記保護水層の水量が所定以上に増加した場合に、前記重錘が前記フロートを保護水層中に引き込む力が働くことで生じる力を検知し、保護水層内に設けた排水装置が働き、保護水の余剰水が保護水用の排水口を通じて排出されるようにしたことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１に係る貯水層が特に監視装置等を必要としないのに対し、請求項４のようにフロートを引き込む力を検知し、それに応じて排水ポンプその他の排水装置を作動させることも可能であり、比較的簡易な機構で、ローコストで、自動的に保護水の制御を行うことができる。
【００２０】
請求項５に係る貯水層は、貯留水を覆い貯留水上に浮上可能とした浮上式天蓋の一部または全部を非透水性のフレキシブルなシートで構成し、前記浮上式天蓋の上部に天蓋を保護するための保護水層を形成させるとともに、前記シートの所定位置に重鍾を設けることで、貯水槽内に貯留水が満たされている状態において前記シートに張力が生じるようにし、前記重錘が保護水量の増減により上下することを電気的な検知、光学的検知（レーザー光線等）または電磁センサー等により検知することにより重錘位置が適正水量の時より上にあるかまたは下にあるかを判断基準として、保護水が余剰な時は保護水を排除し、保護水が不足なときは保護水を注入する装置を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項４が引き込む力を検知するのに対し、請求項５は重錘の位置を検知することにより保護水の自動制御を行うものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本願発明の一実施形態として浮上式天蓋全体がフレキシブルなシート２で形成されている場合（請求項２に対応）を示したものであるが、天蓋の一部が合成樹脂やゴム等の板状体からなり、その外周部と貯水槽１本体の側壁１ａとをフレキシブルなシートでつなぐ場合（請求項３に対応）なども、基本的な構造は同様である。
【００２３】
図１（ａ）　は、貯水槽１への注水過程、すなわち貯留水４の量がまだ不十分な状態を示したもので、シート２がたわんだ状態となっている。なお、この例は、貯留水４の貯水を開始する前に、シート２上に所定量の保護水５を注水してある場合である。
【００２４】
図中、符号３はシートの所要位置に取り付けた重錘であり、貯留水４が満たされた状態では、図１（ｂ）　、図１（ｃ）　のように天蓋としてのシート２に下向きの張力を与える。
【００２５】
また、符号６は上部に排水口７を有するフロートであり、重錘３と連結材８（必要な引張強度があればよく、簡単な紐状のものなどでよい。）で連結され、排水口７の他端には余吐き位置へ余剰の保護水５を誘導する排水用ホース９が取り付けられている。
【００２６】
図１（ｂ）　は、貯水槽１を満水とした通常時の様子を示したもので、重錘４の位置と保護水５の水量が釣り合うことで、フロート６が保護水層の水面に位置している。この状態では保護水５の排水は行われない。なお、図は保護水５の量がほぼ設計における通常時の最大値の状態であり、連結材８が延び切った状態になっているが、設計によっては連結材８の長さに若干の余裕を持たせてもよい。
【００２７】
図１（ｃ）　は、降雨などにより、保護水層に余剰水が生じた状態を示したものであり、保護水５が増すことで、重錘３は下方へ沈降し、フロート６を保護水５中に引き込む。この状態で、フロート６に設けた排水口７に余剰水が流れ込み、排水用ホース９を通じて、保護水５のみが効率的に排水されることになる。
【００２８】
なお、保護水５はもともと蒸散などにより減少する分もあるため、余剰水の排水を必ずしも急激に行う必要はなく、排水口７の数や径は所望の排水速度に応じて設計すればよい。
【００２９】
余剰水が排水されて行くに従い、保護水５の減少と重錘３の上昇により、フロート６は徐々に水面に近づき、図１（ｂ）　の状態に戻って行く。
【００３０】
図２は、保護水層の水量と重錘を付けたフレキシブルなシートからなる浮上式天蓋の変形状態とを貯水槽のモデル（直径３０ｃｍ）におけるシミュレーションの結果を示したものであり、貯水前のシートがたわんで貯水槽内面に位置した状態で、保護水の平均水深が７ｍｍ、１２ｍｍ、１７ｍｍとなる場合を想定し、満水状態でのシート形状をプロットした。
【００３１】
注目すべき点は、シート最下部の重錘の位置が、保護水が多くなるに従い下がってくる点であり、本願発明はこの点に着目してシート最下部の重錘の位置がある程度以下になったとき、保護水が自動的に排出されるようにしたものである。なお、添付した図面では、貯留水側の注水口、取水口、排水口等を省略しているが、従来の貯水槽に用いられている種々の形態のものが利用可能であり、これらの形態は特に限定されるものではない。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１に係る発明では、潜水型の浮上式天蓋の保護水の水量が降雨などにより増加した場合に、重錘に連結された排水口付きのフロートが保護水中に引き込まれることで、フロートの排水口から余剰の保護水のみが効率良く排出され、従来のような貯留水の減少が避けられる。
【００３３】
保護水量の調整は重錘とフロートの配置、連結材の長さなどによって簡単に調整することができ、特別の監視設備や排水装置を必要とせず、経済的である。
【００３４】
また、機構が簡単なだけでなく、基本的にはメンテナンスフリーであり、その点でもコストの削減が図れる。
【００３５】
請求項４、５に係る発明は、請求項１に係る発明に対し、簡易な監視設備と排水装置を用いるものであるが、比較的簡単な機構により、保護水の水量の制御を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態として浮上式天蓋全体がフレキシブルなシートで形成されている場合を示したもので、（ａ）　は貯水槽への注水過程の状態を示す断面図、（ｂ）　は貯水槽を満水とした通常時の断面図、（ｃ）　は保護水層に余剰水が生じた時の排水の様子を示す断面図である。
【図２】保護水層の水量とフレキシブルなシートからなる浮上式天蓋の変形状態との関係のシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
１…貯水槽本体、１ａ…側壁、２…天蓋、３…重錘、４…貯留水、５…保護水、６…フロート、７…排水口、８…連結材、９…排水用ホース
【図１】
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【図２】
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