(57)【要約】【課題】散水を停止している際、主管内に残留した水を外部に排出できる散水式消雪装置の残留水排出機構を提供すること。【解決手段】地中に埋め込まれたノズル４から路面２１に水を放射する散水式消雪装置において、主管２内に残留した水を抜くための逃し管５ａを設けて、この逃し管５ａに流路９ａを開閉できる可動弁６ａを組み込み、散水のためポンプ１が作動した際は、主管２から伝わる水圧が可動弁６ａに作用することで、付勢部材８を圧縮させるなどの手段で流路９ａを閉止して、またポンプ１が停止した際は、主管２から伝わる水圧が低下することを利用して、付勢部材８の付勢力などを利用して可動弁６ａを移動させ、流路９ａを開放する散水式消雪装置の残留水排出機構により、散水を停止している際、主管２内に残留した水は外部に排出される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主管（２）内に残留した水を抜くための逃し管（５ａ）の内部に、流路（９ａ）を開閉可能な可動弁（６ａ）と、該可動弁（６ａ）に対して流路（９ａ）の開放方向に付勢力が作用する付勢部材（８）と、を備えており、散水のためポンプ（１）が作動した際に、主管（２）から伝わる水圧によって、付勢部材（８）の付勢力に抗する方向に可動弁（６ａ）を移動させ流路（９ａ）を閉止し、一方ポンプ（１）が停止した際は、主管（２）から伝わる水圧の低下によって、付勢部材（８）の付勢方向に可動弁（６ａ）を移動させ流路（９ａ）を開放するよう、前記付勢部材（８）の付勢力は調整されていることを特徴とする散水式消雪装置の残留水排出機構。
【請求項２】
主管（２）内に残留した水を抜くための逃し管（５ｂ）の途中に配置するバルブボックス（１３）と、該バルブボックス（１３）の内部には支点（１４）を中心に揺動するアーム（１６）の一端に取り付けられ且つ流路（９ｂ）を開閉する可動弁（６ｂ）と、前記アーム（１６）の他端には可動弁（６ｂ）に対して流路（９ｂ）の開放方向に付勢力が作用する錘（１８）と、を備えており、
散水のためポンプ（１）が作動した際に、主管（２）から伝わる水圧によって、錘（１８）の付勢力に抗する方向に可動弁（６ｂ）を移動させ流路（９ｂ）を閉止し、一方ポンプ（１）が停止した際は、主管（２）から伝わる水圧の低下によって、錘（１８）の付勢方向に可動弁（６ｂ）を移動させ流路（９ｂ）を開放するよう、錘（１８）の重量による付勢力は調整されていることを特徴とする散水式消雪装置の残留水排出機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋め込まれたノズルから路面に水を放射することで、積雪を防止する散水式消雪装置の残留水排出機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
消雪装置は路面の積雪を防止するため、降雪地帯を中心に普及しており、雪を消す方法としては、地中に電熱線などの発熱体を埋設するものも一部で使用されているが、路面に水を放射して雪を解かす形態の散水式消雪装置が最も普及している。この散水式消雪装置で使用される水は、汲み上げられた地下水が主に使用されており、ポンプで圧力を高めて主管に送り込まれ、枝管を経て末端のノズルから地表面に散水される。
【０００３】
散水式消雪装置は、地下水を汲み上げる井戸が設置される場所に、ポンプなどの各設備が一括して据え付けられ、ここを起点として送水のための主管が道路に沿って地中に埋め込まれ、主管から分岐した枝管は、路面に向けて立ち上がっており、枝管の端部にノズルを備えている。通常、一台のポンプで延長約１Ｋｍの主管に水を供給しているが、道路の勾配や管内での抵抗に打ち勝って末端まで確実に水を送れるよう、十分な圧力を加えて送り出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
散水のため水を送るポンプは常時作動しているわけではなく、気温や積雪をセンサーで監視しており、雪が降っている間だけ限定的に散水を行うことで地下水や電力の消費を抑えている。したがって天候が回復して降雪のない場合、これをセンサーが感知して自動でポンプを停止させるが、ポンプより下流にある主管や枝管の内部には、ポンプの停止後も水が残留している。この際、道路の勾配などの作用で標高の低い位置にあるノズルからは、内部の水が少しずつ散水され続けるため、路面上に水が膜状に拡散していき、この水が夜間の低温により凍結すると、自動車や人の通行が非常に危険な状態になる。
【０００５】
このような事態を防止するため、ポンプの停止後に配管内に残留した水を抜き取る専用のバルブを設置する場合がある。このバルブは電気的な指令で作動するもので、ポンプの停止に合わせて作動して配管内の水を排出できるが、このバルブより低い位置にある水は排出できない。したがってバルブは、配管の最も低い場所に設置すべきだが、その場所は用地や地形の問題でポンプから遠く離れていることもあり、電気配線の施工や維持管理が難しくなる。
【０００６】
本発明はこうした実状を基に開発されたもので、散水を停止している際、配管内に残留した水を外部に排出できる、散水式消雪装置の残留水排出機構の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を克服する請求項１記載の発明は、主管内に残留した水を抜くための逃し管の内部に、流路を開閉可能な可動弁と、該可動弁に対して流路の開放方向に付勢力が作用する付勢部材と、を備えており、散水のためポンプが作動した際に、主管から伝わる水圧によって、付勢部材の付勢力に抗する方向に可動弁を移動させ流路を閉止し、一方ポンプが停止した際は、主管から伝わる水圧の低下によって、付勢部材の付勢方向に可動弁を移動させ流路を開放するよう、前記付勢部材の付勢力は調整されていることを特徴とする散水式消雪装置の残留水排出機構である。
【０００８】
本発明による配管内の残留水排出機構は、ポンプの停止後も主管に残留した水を外部の側溝などに排出するもので、道路に沿って埋設されている主管において最も標高が低い位置に設置され、主管から水抜きのための逃し管が分岐して、この端部は側溝など排水が可能な場所に設置される。逃し管は可動弁により流路の開閉が可能で、ポンプが作動している際は流路を閉じて、停止している際は流路を開いて主管内の水を排出する必要がある。可動弁は何らかの保持手段により一定範囲で自由に移動可能で、可動弁が主管から水圧に押されて下流側に移動すると、逃し管内の流路を閉じる構造である。
【０００９】
散水のためポンプが作動している際は、主管内の水圧が高まるため可動弁が流路を閉じており、逃し管から排水されることはない。そしてポンプが停止した場合、主管内の水圧は低下するものの、残留している水による水圧で可動弁は移動できず、逃し管から水を排出することはできない。そこで可動弁は、バネなどの付勢部材と組み合わされて、この付勢力を利用して可動弁を水圧に対抗して上流側に移動できる構造になっている。したがってポンプの停止により水圧が低下していくと、付勢部材の付勢力で可動弁を移動させて、逃し管内の流路が開放させるため、主管に残留する水を排出できる。
【００１０】
ポンプの作動と停止に応じて、確実に流路の開閉ができるよう、付勢部材の付勢力や、水圧を受けて移動する可動弁の大きさは、設計段階で十分に検討する必要があり、またポンプの出力や主管の長さや標高など、各種の要因も施工箇所ごとに異なるため、これらの点も検討に加えるべきである。なお逃し管は、主管と同様に地中に埋められており、また可動弁は維持管理など備えてマンホールに収容される場合が多い。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様、ポンプが停止している際に配管に残留した水を抜くためのものであり、主管内に残留した水を抜くための逃し管の途中に配置するバルブボックスと、該バルブボックスの内部には支点を中心に揺動するアームの一端に取り付けられ且つ流路を開閉する可動弁と、前記アームの他端には可動弁に対して流路の開放方向に付勢力が作用する錘と、を備えており、散水のためポンプが作動した際に、主管から伝わる水圧によって、錘の付勢力に抗する方向に可動弁を移動させ流路を閉止し、一方ポンプが停止した際は、主管から伝わる水圧の低下によって、錘の付勢方向に可動弁を移動させ流路を開放するよう、錘の重量による付勢力は調整されていることを特徴とする散水式消雪装置の残留水排出機構である。
【００１２】
この残留水排出機構も、主管において最も標高が低い位置に設置され、主管から水抜きのための逃し管が分岐している。逃し管の途中にはバルブボックスが設置され、この中に流路の開閉を行う可動弁を備え、バルブボックスを通過した水は側溝などに排出される。可動弁は、アームの一端に結合されており、他端には錘が取り付けられ、アームは支点を中心に回転可能に支持され揺動できる構成であり、錘が重力で落下することで可動弁は流路を閉じる方向に移動して、また可動弁に水圧が作用すると、可動弁は流路を閉じる方向に移動して、錘は重力に逆らい持ち上げられる。
【００１３】
散水のためポンプが作動している場合、主管内の水圧が高まり可動弁は錘を持ち上げて流路を閉じるが、一方ポンプが停止すると、主管内の圧力が低下するため錘の重量で流路は開放され残留水は排出される。なお可動弁の大きさや錘の重量やアームの長さや支点の位置などは、本発明を確実に機能させるため十分な検討が必要で、ポンプの出力や主管の長さや標高などにも配慮すべきである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、請求項１に記載した残留水排出機構の構造例を示し、図１は縦断面図で、図２は平面図である。ただし図２において、逃し管５ａなどは断面形状を描いている。なお両図は、ポンプ１が停止している状態である。水脈から汲み上げた地下水は、ポンプ１で主管２に送り込まれ、主管２からは多数の枝管３が地表面に向けて分岐しており、枝管３の末端のノズル４から水が路面２１に放射される。残留水排出機構は、地中に施工されたマンホール１０の中に収容され、主管２から分岐した逃し管５ａがマンホール１０内を貫通して、この末端は側溝２２に突き出ている。逃し管５ａは断面が円形の管を複数接続した形状であり、マンホール１０内は、断面が太くなっている。なおマンホール１０の上にはカバー１１が設置され、底部には雨水などを抜くための補助排水管１２が設置されている。
【００１５】
逃し管５ａの内部には、中心に軸を持つ円盤状の可動弁６ａが組み込まれ、可動弁６ａの上流側にある保持具７ｆにより流れ方向に移動できる構造で、また可動弁６ａの下流側にはバネ（付勢部材）８が配置され、このバネ８は自然長から圧縮された状態で組み込まれるため、可動弁６ａを上流側へ移動させる付勢力を発生している。なおバネ８の周囲は、保持具７ｒに囲まれており離脱することはなく、各保持具７ｆ，７ｒは、外周を水が通過するため、スポーク２３で逃し管５ａと接続されている。可動弁６ａがバネ８により上流側に移動している場合、逃し管５ａの流路９ａが開放されており側溝２２に水を排出できる。
【００１６】
ポンプ１の停止中は主管２内に残留水があるものの、可動弁６ａに作用する水圧は低いため、バネ８の付勢力により流路９ａが開放され、水は側溝２２に排出される。またポンプ１が作動すると、主管２および逃し管５ａの水圧が増加するため、バネ８の付勢力に逆らって可動弁６ａを下流側に移動させ、流路９ａを閉止する。以降ポンプ１の作動中は流路９ａが閉止され続け、水はノズル４からのみ放射される。図３は、図１と同一の構図だが、ポンプ１が作動しており、可動弁６ａが下流側に移動して流路９ａを閉じている状態を示している。
【００１７】
図４および図５は、請求項２に記載した残留水排出機構の構造例を示し、図４は縦断面図で、図５は平面図である。ただし図５において、バルブボックス１３などは断面形状を描いている。なお両図は、ポンプ１が停止した状態である。逃し管５ｂは、主管２から分岐してマンホール１０内を通過して側溝２２に到達しているが、マンホール１０内にはバルブボックス１３が介在する。バルブボックス１３の内部には、流路９ｂを塞ぐことのできる可動弁６ｂが取り付けられ、バルブボックス１３の両側面を貫通している支点１４とアーム１６を介して一体化している。支点１４は軸受１５により両側を回転可能に支持され、またバルブボックス１３内の水が漏れないよう、軸受１５に隣接してシール材が組み込まれている。
【００１８】
支点１４の端部は、バルブボックス１３の外側に突出しており、この位置に錘１８を支持するアーム１６が取り付けられている。錘１８はアーム１６上を自由に移動しないよう、二個のストッパ１７に挟まれ移動範囲を制限しており、またストッパ１７は、アーム１６の任意の位置で固定可能である。錘１８の重量により、可動弁６ｂは流路９ｂを開放する方向に移動するが、可動弁６ｂに主管２からの水圧が作用した場合、流路９ｂを閉止する方向に移動すると同時に錘１８を持ち上げる。なお錘１８には、その自重を増減できるよう内部に約十リットルの水を貯えることができる。さらに錘１８内の水を抜くため、底部には水抜き穴１９が設けられ、時間の経過に連れて水は逃げていく。この流量は全量を五分程度で抜けるように設定されている。
【００１９】
錘１８は前記のように貯水可能で、バルブボックス１３から導水管２０を経由して水が供給できる。ポンプ１の作動中は、可動弁６ｂが流路９ｂを閉じているためバルブボックス１３内は水が貯まっており、この水は導水管２０を通って錘１８に送られる。ただしこの際、導水管２０の流量は、毎分一リットル程度で十分であり、流量調整弁を設ける場合もある。
【００２０】
図６は、図４と同一の構図でポンプ１が作動している状態を示す。ポンプ１を作動させると主管２と逃し管５ｂを通過して、水がバルブボックス１３内に流れ込み、可動弁６ｂに水圧が作用して流路９ｂを閉止する。この際、錘１８の内部は空なので容易に持ち上げられる。一旦流路９ｂが閉じられると、バルブボックス１３内の空気が導水管２０から逃げていき、その後に導水管２０から錘１８に水が送られて、錘１８の重量が増加する。しかし錘１８の中が満水になった場合も、可動弁６ｂに作用する水圧の方が大きいため、流路９ｂが開放されない。なお錘１８の中の水は一杯になると溢れ出るが、これはマンホール１０底部の補助排水管１２から側溝２２に流される。なお錘１８の水抜き穴１９からも、わずかながらも水が流出している。
【００２１】
図６の状態からポンプ１が停止すると、バルブボックス１３内の水圧が下がるため、錘１８の重量により可動弁６ｂは流路９ｂを開放する。一旦流路９ｂが開放されると主管２などに残留した水は、急速に側溝２２に排出される。この際に錘１８内の水は、水抜き穴１９から次第に逃げていくが、これが空になっても錘１８単体の重量で、可動弁６ｂは流路９ｂを開放し続ける。
【００２２】
図７は本発明による残留水排出機構を設置する場所を示す概要図で、地面などを縦断面図で示している。ポンプ１は水脈に合わせて設置され、主管２はここから地中に入り、当初は路面２１に合わせて斜面を下っているが、途中から斜面を上り始める。この勾配が変わる位置は、周辺で最も標高が低いため、ここに残留水排出機構を設置すると共に、また主管２の末端部も、斜面の最も下に位置するため、同様に残留水排出機構を設置している。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１および２記載の発明のように、ポンプの停止後に主管に残留した水を素早く外部に排出できる残留水排出機構を備えることで、これまで問題になっていた残留水による路面の凍結を防止できるため、自動車や歩行者の通行がより安全になり、また本発明は電力を使用せず自立的に機能するため、維持管理に手間が掛からず、全てを地中に埋設できるため設置場所の制約も少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載した残留水排出機構の構造例を示す縦断面図である。
【図２】請求項１に記載した残留水排出機構の構造例を示す平面図である。なお逃し管や可動弁などは、断面形状を描いている。
【図３】図１と同一の構図で、ポンプが作動している状態を示す。
【図４】請求項２に記載した残留水排出機構の構造例を示す縦断面図である。
【図５】請求項２に記載した残留水排出機構の構造例を示す平面図である。なおバルブボックスなどは、断面形状を描いている。
【図６】図４と同一の構図で、ポンプが作動している状態を示す。
【図７】本発明による残留水排出機構を設置する場所を示す概要図で、図中の網掛け部が当該機構の設置場所である。
【符号の説明】
１  ポンプ
２  主管
３  枝管
４  ノズル
５ａ，５ｂ  逃し管
６ａ，６ｂ  可動弁
７ｆ，７ｒ  保持具
８  付勢部材（バネ）
９ａ，９ｂ  流路
１０  マンホール
１１  カバー
１２  補助排水管
１３  バルブボックス
１４  支点
１５  軸受
１６  アーム
１７  ストッパ
１８  錘
１９  水抜き穴
２０  導水管
２１  路面
２２  側溝
２３  スポーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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