(57)【要約】【課題】無動力で水中に穏やかな水流を発生できるようにする。【解決手段】水流発生装置１０は、密閉容器１２を備える。密閉容器１２には、吸水ポート１４および排水ポート１６が設けられ、夫々に吸水管１８および排水管２０が接続される。吸水ポート１４には、吸水管１８側から密閉容器１２側へ向かう流れのみを許容する逆止弁２２が設けられ、また、排水ポート１６には、密閉容器１２側から排水管２０側へ向かう流れのみを許容する逆止弁２４が設けられる。吸水管１８および排水管２０の先端部には、夫々、水中に配置された吸水口２６および排水口２８が設けられる。【選択図】      図１
2004251164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に無動力で水流を発生させるための装置であって、
密閉容器と、
前記密閉容器の内部と水中とを連通させる吸水通路と、
前記密閉容器の内部と水中とを連通させる排水通路と、
前記吸水通路内に設けられ、前記密閉容器の外部から内部へ向かう向きの流れのみを許容する第１の逆止弁と、
前記排水通路内に設けられ、前記密閉容器の内部から外部へ向かう向きの流れのみを許容する第２の逆止弁と、
を備えることを特徴とする水流発生装置。
【請求項２】
前記密閉容器は水面に浮かべられていることを特徴とする請求項１記載の水流発生装置。
【請求項３】
水源から水を汲み上げるための汲み上げ装置であって、
密閉容器と、
前記密閉容器の内部と前記水源の水中とを連通させる吸水通路と、
前記密閉容器の内部と水の汲み上げ先とを連通させる排水通路と、
前記吸水通路内に設けられ、前記密閉容器の外部から内部へ向かう向きの流れのみを許容する第１の逆止弁と、
前記排水通路内に設けられ、前記密閉容器の内部から外部へ向かう向きの流れのみを許容する第２の逆止弁と、
前記水源側において前記吸水通路を保持する、前記水源の表面に浮かべられたフロート部材と、を備え、
前記吸水通路の前記フロート部材よりも下方の位置に吸水口が設けられており、
前記フロート部材には、前記吸水口を取り囲むように、前記吸水口よりも低い位置まで下方へ延びるストッパー部材が設けられていることを特徴とする汲み上げ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中に無動力で水流を発生させるための水流発生装置およびこの水流発生装置の原理を用いた汲み上げ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、湖沼や溜め池・釣堀等において、水の澱みを防止するため水中に穏やかな流れを発生させたい場合がある。そのような場合、従来は、対流や拡散による水の循環を利用するか、あるいは、油圧ポンプや電動ポンプを用いて強制的に水流を発生させることが一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、対流や拡散による水の循環では、水の流れの度合いは気候変動や地形の影響を受けるため、安定して所望の水流を生じさせるのは難しい。また、油圧ポンプや電動ポンプを用いる場合には、動力源が必要であり、また、ポンプのメンテナンスも不可欠であるために、費用がかかってしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、無動力で水中に穏やかな水流を発生させることが可能な水流発生装置を提供することを目的とする。また、本発明は、このような水流発生装置の原理を用いて、無動力で水を汲み上げることが可能な汲み上げ装置を提供することをも目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、水中に無動力で水流を発生させるための装置であって、
密閉容器と、
前記密閉容器の内部と水中とを連通させる吸水通路と、
前記密閉容器の内部と水中とを連通させる排水通路と、
前記吸水通路内に設けられ、前記密閉容器の外部から内部へ向かう向きの流れのみを許容する第１の逆止弁と、
前記排水通路内に設けられ、前記密閉容器の内部から外部へ向かう向きの流れのみを許容する第２の逆止弁と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、外気温度が下がると、密閉容器内の気圧が低下することで、水が吸水通路から第１の逆止弁を通って密閉容器内へ吸入される。一方、外気温度が上がると、密閉容器内の気圧が上昇することで、密閉容器内の水が第２の逆止弁から排水通路を通って水中へ排出される。したがって、本発明によれば、昼夜の温度変化に伴って密閉容器への水の吸入および排出がゆっくりと繰り返されることとなり、これにより、無動力で水中に穏やかな水流を発生させることができる。
【０００７】
また、請求項２に記載された発明は、請求項１記載の水流発生装置において、前記密閉容器は水面に浮かべられていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載された発明は、水源から水を汲み上げるための汲み上げ装置であって、
密閉容器と、
前記密閉容器の内部と前記水源の水中とを連通させる吸水通路と、
前記密閉容器の内部と水の汲み上げ先とを連通させる排水通路と、
前記吸水通路内に設けられ、前記密閉容器の外部から内部へ向かう向きの流れのみを許容する第１の逆止弁と、
前記排水通路内に設けられ、前記密閉容器の内部から外部へ向かう向きの流れのみを許容する第２の逆止弁と、
前記水源側において前記吸水通路を保持する、前記水源の表面に浮かべられたフロート部材と、を備え、
前記吸水通路の前記フロート部材よりも下方の位置に吸水口が設けられており、
前記フロート部材には、前記吸水口を取り囲むように、前記吸水口よりも低い位置まで延びるストッパー部材が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、上記請求項１記載の発明と同様に、外気温度が低下すると、水源の水が吸水通路から第１の逆止弁を通って密閉容器内へ吸入され、外気温度が上昇すると、密閉容器内の水が第２の逆止弁から排水通路を通って排出される。また、水源の表面に浮かんだフロート部材に給水通路が保持され、フロート部材よりも下方の位置に吸水口が設けられるため、水源の水位変化にかかわらず、吸水口は水面から一定深さに位置する。したがって、本発明では、常に表面近傍の上水が吸水口から密閉容器へ吸入されることとなり、水源底部に沈んだゴミや汚泥等が吸入されることが防止される。また、この吸水口よりも低い位置まで延びるストッパー部材が給水口を取り囲むように設けられるため、このストッパー部材によって、水源の表面に浮かぶゴミ等が吸水口に吸い込まれることも防止される。したがって、本発明によれば、海や湖沼・河川等の水源の上水を、ゴミや汚泥等の混入を抑えつつ汲み上げることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態である水流発生装置１０の構成図である。本実施形態では、水流発生装置１０は、例えば、湖沼、溜め池、釣堀等である貯水１に水流を発生させる。
【００１１】
図１に示すように、水流発生装置１０は、密閉容器１２を備えている。密閉容器１２は、例えば、プラスチック板や鋼板等の材料で構成された容器であり、貯水１の水面に浮かべられている。
【００１２】
密閉容器１２には、吸水ポート１４および排水ポート１６が設けられている。吸水ポート１４および排水ポート１６には、夫々、吸水管１８および排水管２０が接続されている。吸水ポート１４には、吸水管１８側から密閉容器１２側へ向かう向きの流れのみを許容する逆止弁２２が設けられている。また、排水ポート１６には、密閉容器１２側から排水管２０側へ向かう向きの流れのみを許容する逆止弁２４が設けられている。なお、吸水ポート１４および吸水管１８が特許請求の範囲の吸水通路に相当し、排水ポート１６および排水管２０が特許請求の範囲の排水通路に相当する。
【００１３】
吸水管１８および排水管２０の先端部には、夫々、吸水口２６および排水口２８が設けられている。本実施形態では、吸水口２６と排水口２８とは、貯水１の水中に、水平方向に互いに離間した位置に配置されている。また、密閉容器１２の内部には、一定量の空間が残して水が収容されており、吸水ポート１４および排水ポート１６の開口部は常にその水面下に没しているようになっている。そして、密閉容器１２内の残りの空間には空気、あるいは、例えば窒素等の適宜な気体が充填されている。
【００１４】
上記の構成によれば、外気温が下がると密閉容器１２内の気圧は低下する。このため、貯水１の水が吸水口２６から吸い込まれ、吸水管１８および吸水ポート１４の逆止弁２２を通って密閉容器１２の内部へ吸入される。一方、外気温が上がると密閉容器１２内の気圧は上昇する。このため、密閉容器１２内の水は排水ポート１６から押し出され、逆止弁２４および排水管２０を通って排水口２８から貯水１の水中へ排出される。したがって、昼夜の温度変化に応じて、密閉容器１２に対する水の吸入と排出とが繰り返されることとなり、これに伴って、貯水１の内部には図１中に点線矢印で示すような水流が発生する。
【００１５】
このように、本実施形態の水流発生装置１０によれば、自然の温度変化を利用して無動力で水中に水流を発生させることができる。そして、自然の温度変化は一日単位のゆっくりとした周期で起きるので、発生する水流も穏やかなものとなる。
【００１６】
なお、図１に示す構成では、吸水口２６と排水口２８とを水平方向に離間して配置することで、水中に平面的な水流を発生させるようにしたが、これに限らず、例えば、図２に示すように、吸水口２６と排水口２８とを鉛直方向に離間させて配置することで、深さ方向の水流を発生させることもできる。そして、発生させる水流の向きに応じて、吸水口２６および排水口２８の向きも適宜設定すればよい。その他、吸水口２６と排水口２８との位置関係により、任意の向きの水流を発生させることが可能である。
【００１７】
また、上記実施形態において、外気温の変化に応じた水の吸入・排出が効率的に行えるように、密閉容器１２の上面に例えば凹凸を設けることにより表面積を大きくして、外気と密閉容器１２の内部との間での熱の移動が起き易くなるようにしてもよい。また、密閉容器１２の少なくとも上面を透明材料（例えばガラスや透明プラスティックなど）で構成することにより、太陽光の照射によって日中に、より大きな温度上昇が得られるようにしてもよい。
【００１８】
また、上記実施形態では、密閉容器１２を水面に浮かべることで、密閉容器１２の移動を簡単に行えるようにしているが、必ずしも密閉容器１２を水面に浮かべなくてもよく、地面上あるいは水源１に設けられた桟橋等に設置してもよい。
【００１９】
図３は、水流発生装置１０を用いて水を汲み上げる場合の構成を示す図である。同図では、ダム１００の下流側の貯水１０２の水を上流側の貯水１０４へ汲み上げる場合を示している。同図に示すように、水流発生装置１０の密閉容器１２は貯水１０４の水面に浮かべられている。そして、配水管２０の排水口２８は貯水１０４の水中に配置され、一方、吸水管１８は、下流側の貯水１０２まで導かれて、上水採取装置５０に接続されている。
【００２０】
上水採取装置５０は、フロート部材５２を備えている。このフロート部材５２は、水に浮くように、例えば発砲スチロールや木材等の軽量材料により構成され、あるいは、中空状に構成されており、貯水１０２の水面に浮かべられている。フロート部材５２の下面には吸水管１８の先端部が保持されており、吸水口２６は、吸水管１８のフロート部材５２から所定長だけ下方の位置に設けられている。また、フロート部材５２の下面には、筒状のストッパー部材５４が吸水口２６を取り囲むように設けられている。ストッパー部材５４は、例えばビニールシート、プラスチック、木材等の適宜な材料により構成された部材であり、フロート部材５２から下方へ、吸水口２６よりも下方の位置まで延在している。
【００２１】
上記の構成によれば、図１を参照して述べたように、外気温が下がって密閉容器１２内の気圧が低下すると、下流側の貯水１０２の水が吸水口２６から流入して密閉容器１２の内部へ吸入され、一方、外気温が上がって密閉容器１２内の気圧が上昇すると、密閉容器１２内の水が排水口２８から上流側の貯水１０４へ排出される。これにより、無動力で下流側の貯水１０２の水を上流側の貯水１０４へ汲み上げることができる。
【００２２】
また、吸水管１８の先端部が、貯水１０２に浮かんだフロート部材５２に保持され、吸水口２６はこのフロート部材５２から所定長だけ下方の位置に設けられているので、貯水１０２の水位変動にかかわらず、吸水口２６は常に水面から所定深さの表面近傍に位置することになる。したがって、貯水１０４には、常に、貯水１０２の表面近傍の水（上水）が供給される。さらに、ストッパー部材５４が設けられていることで、貯水１０４の表層に浮かんだゴミ等が吸水口２６へ吸い込まれることを防止でき、また、吸水口２６が表面近傍に位置することで、貯水１０４の底部の泥等が吸水口２６に吸い込まれることも防止できる。
【００２３】
このように、本実施形態によれば、動力を用いることなく、常に下流側の貯水１０２の上水を、ゴミや汚泥の混入を抑えつつ、上流側の貯水１０４へ汲み上げることができる。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１および２記載の発明によれば、無動力で水中に穏やかな水流を発生させることができる。また、請求項３記載の発明によれば、無動力で水源の上水を汲み上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である水流発生装置の構成図である。
【図２】本実施形態の水流発生装置の変形例を示す図である。
【図３】水流発生装置を用いて水を汲み上げる場合の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０  水流発生装置
１２  密閉容器
１４  吸水ポート
１６  排水ポート
１８  吸水管
２０  排水管
２２，２４  逆止弁
２６  吸水口
２８  排水口
５０  上水採取装置
５２  フロート部材
５４  ストッパー部材
【図１】
2004251164.tif 000003
【図２】
2004251164.tif 000004
【図３】
2004251164.tif 000005