(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平円筒胴（１Ｓ）の両端部を半楕円体形状の鏡板（１Ｃ）、（１Ｃ）で密閉したタンク本体（１Ｂ）の当該一方側の鏡板（１Ｃ）に流入管（２）を接続し他方側の鏡板（１Ｃ）に流出管（３）を接続してなる応急水タンク（１）において、上記一方側の鏡板（１Ｃ）の中心部に上記流入管（２）を接続し流入口（６）を開穿して設け、当該流入管（２）を接続した鏡板（１Ｃ）の内面に上記流入口（６）を軸として放射状に複数枚の旋回羽根（７）を、個々の旋回羽根（７）の旋回形状の始点（７Ｓ）への、旋回中心点からの放射線の延長線上に、隣接する旋回羽根（７）の旋回終点（７Ｅ）が位置するように配置し、鏡板（１Ｃ）に接する辺と対向位置にある辺は、水平円筒胴の外周に直交する形状に形成し溶接や溶着等で組付けるとともに、上記流入口（６）から高速で噴流入する高圧水道水を滑らかに反流し得る大きさの直径に形成した欠球状又は円錐状の反流板（８）の凹面を、流入水が拡散する層の影響を受けない範囲で高速を保って旋回反流し得る距離を隔接して対峙させるとともに、当該反流板（８）の外周縁部を上記複数枚の旋回羽根（７）の鏡板（１Ｃ）中心側に固定して設けたことを特徴とする応急水タンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、平常時には上水道の配水管に接続した送配水施設として使用し、震災等の緊急時には飲料水や消火用水等の応急水供給源として使用する応急水タンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
平常時に送配水施設として使用し、緊急時に応急水供給源として使用する応急水タンクは、タンク内に死水と呼ばれる停滞水が生じず、タンク内の水の全量が比較的短時間に入れ替わり、常に新鮮な水を貯蔵する機能が求められている。
【０００３】
この機能を有する応急水タンクとしては、例えば本願出願人に係る特願平７−１９４０８６号の発明や特開平６−１９９３９１号公報記載の発明、実公昭６０−２０６８７号公報記載の考案がある。
【０００４】
図示は省略するが、本願出願人に係る特願平７−１９４０８６号の発明は、竪円筒形タンク本体の下端部鏡板内面に複数の旋回羽根を中心部から放射状に組付け、その旋回羽根を組付けた鏡板の中心に向かってタンク内に配設した流入管の先端部を開口してなるもので、流入管からの水が鏡板に衝突し旋回羽根に案内されタンク内を旋回流動しながら上昇することによって、竪円筒形タンク内に死水を生じさせず、常に新鮮な水を貯蔵し得るように形成した応急水タンクの発明に関するものである。
【０００５】
また、同じく図示を省略するが、特開平６−１９９３９１号公報記載の発明は、水平円筒形タンクを密閉する両端部の一端部中央に流入管を接続するとともにその一端部付近のタンク内周に沿って旋回リブ及び吐出口を設け、両端部の他端部に流出管を接続してなるもので、タンク内周に沿って設けた旋回リブ及び吐出口によって流入水に旋回流を与え、水平円筒形タンク内に死水を生じさせないように形成した貯水タンクの発明に関するものである。
【０００６】
また、実公昭６０−２０６８７号公報記載の考案は、同じく図示を省略するが、水平円筒形タンクの上流側鏡板中心に流入管を貫通して取付け、その流入管の管口に対峙する変流部材を複数のリブを介して設けてなるもので、流入水は変流部材に衝突し、変流部材の面に沿って流れを変えられ、リブ間を抜けることにより撹拌され乱流となって鏡板に衝突し、一層乱流化されてタンク内を下流に向けて流れ、水平円筒形タンク内に死水が生じないように形成した非常用貯水装置の考案に関するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の本願出願人に係る応急水タンクの発明は、胴長に対して胴径の比率が大きく、かつタンク内の流速が比較的遅い竪円筒形タンクに適用した発明であり、この発明の構造を胴長に対して胴径の比率が小さく、かつタンク内の流速が比較的速い水平円筒形タンクに適用した場合には、タンク内に配設した流入管又は流出管の水流抵抗、つまり圧力損失のエネルギー損失は無視できなくなる心配があった。
【０００８】
また、旋回リブを設けた上記従来の貯水タンクの発明も、タンクの内周に沿って設けた大きな旋回リブの流水抵抗の心配がある。更に、大きな旋回リブの容易な設置も施工し難いといった問題をも内在していた。
【０００９】
また、流入管にリブを介して変流部材を設けた上記従来の非常用貯水装置の考案は、タンク内の水の流動方向に旋回用等の案内ガイドを設けていないために死水要因の偏流やショートパスを起こしすい心配があった。
【００１０】
この発明は、上述のような従来技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、水平円筒形タンク内に死水と呼ばれる停滞水が生じず、流入する新鮮な水道水が流水抵抗を少なくして効率良く旋回しながら下流側に向けて流れ、かつ短時間にタンクから流出して常に水道水が入れ替わり、平常時の送配水施設としての送水と緊急時の飲料水等の応急供給源としての給水を円滑に行える応急水タンクを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この応急水タンクの発明は、水平円筒胴の両端部を半楕円体形状の鏡板で密閉したタンク本体の、そのタンク本体両端部の一方側の鏡板に流入管を接続し他方側の鏡板に流出管を接続してなる応急水タンクにおいて、一方側の鏡板中心部に開穿して設けた流入口へ流入管を接続し、その流入管を接続した鏡板の内面に、流入口を軸として放射状に複数枚の旋回羽根を、個々の旋回羽根の旋回形状の始点への、旋回中心点からの放射線の延長線上に、隣接する旋回羽根の旋回終点が位置するように配置し、鏡板に接する辺と対向位置にある辺は、水平円筒胴の外周に直交する形状に形成し溶接や溶着等で組付けるとともに、上記流入口から高速で噴流入する高圧水道水を滑らかに反流し得る大きさの直径に形成した欠球状又は円錐状の反流板の凹面を、流入水が拡散する層の影響を受けない範囲で高速を保って旋回反流し得る距離を隔接して対峙させるとともに、当該反流板の外周縁部を上記複数枚の旋回羽根の鏡板中心側に固定して設けたもので、流入管から高速で流入してくる水道水が反流板に衝突し、反流板に沿って流れを変え、高速状態で旋回羽根に案内されて鏡板に沿って旋回しながら反流し、速度を落としながら水平円筒胴内を下流側に向け旋回して流れ、水平円筒形タンク内に死水を生じさせないように形成するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１及至図３により、この発明に係る応急水タンクの実施形態例を説明する。
図中、１は応急水タンク、１Ｂはそのタンク本体、２は応急水タンク１への水道水の流入管、３は水道水の流出管である。
【００１３】
応急水タンク１のタンク本体１Ｂは、水平円筒胴１Ｓの両端部を半楕円体形状の鏡板１Ｃ、１Ｃで密閉した形状に鋼板等で形成し、円筒胴１Ｓを水平にして地中に埋設している。水道本管（図示省略）からの高圧水道水は、タンク本体１Ｂの一方側の鏡板１Ｃに接続した流入管２から応急水タンク１へ高速で入り、流入管２より断面積の大きなタンク本体１Ｂの水平円筒胴１Ｓ内を、速度を落としながら下流側の他方側鏡板１Ｃへ向けて流れ、他方側の鏡板１Ｃに接続した流出管３から流出して水道本管（図示省略）へ戻り、供給先へ送水する送配水施設として平常時は使用される。
【００１４】
また、震災等の緊急時においては、応急水タンク１と水道本管（図示省略）との間に設けた緊急遮断弁（図示省略）等を閉塞作動し、タンク本体１Ｂ内に貯えた水道水を消火栓４や給水栓５等から取り出して、消火用や飲料用等の応急水の供給源として使用される。
【００１５】
このように使用する応急水タンク１の一方側の半楕円体形状の鏡板１Ｃ中心部に、図示のように開穿した流入口６を設け、その流入口６に水道水の流入管２を接続する。その流入管２を接続した鏡板１Ｃの内面には、流入口６を軸として放射状に、同一旋回方向に向けた鋼板製等の旋回平板状の複数の旋回羽根７を、図３及び図２のように溶接や接着等で組付ける。なお、この事例では、６枚の旋回羽根７を組付けて形成しているが、応急水タンク１の大きさに応じて枚数は増減させて形成する。
【００１６】
また、この複数の旋回羽根７は、図３で示したように旋回羽根旋回始点７Ｓの同一放射線上に、その旋回羽根７に隣接する旋回羽根旋回終点７Ｅを位置させて形成すると、流入水道水、つまり流入水の余計な圧力損失を少なくして、流入水を効率良く旋回動させることができる。また、半楕円体形状の鏡板１Ｃ内面に組付ける複数の旋回羽根７の高さは、図２のように、端部側を断面垂直状、つまり後述の反流板８で流れ方向を変えられた流入水の流れに沿った高さ形状に形成すると、余分な圧力損失を少なくして、流入水を複数の旋回羽根７で効率良く旋回動させることができる。
【００１７】
また、鋼板等で欠球状又は円錐状の形状に形成した反流板８を、図示のように、その反流板８の凹面を流入口６に隔接して対峙させるとともに、その反流板８の外周縁部を複数の旋回羽根７の鏡板１Ｃ中心側に固定して設ける。なお、反流板８の形状を欠球状に形成した場合は、流入水を滑らかに反流板８に沿って反転案内させることができ、円錐状に形成した場合には、反流板８の直径を大きく形成したとしても、反流板８の裏面凸部に死水域が生じ難い利点を有する。
【００１８】
また、流入口６と反流板８との隔接距離は、流入口６から高速で噴入する流入水が拡散する層の影響を受けないポテンシャルコア部が形成される範囲、例えば流入口６の口径の１２倍以内程度の距離とし、流入口６から高速で流入する水が速度を大きく低減する前に反流板８へ衝突し、反流板８に沿って流れを変えた流入水が高速を保って旋回羽根７に旋回案内され、鏡板に沿って旋回反流し得る距離に形成する。
【００１９】
また、反流板８の大きさは、少なくとも流入口６から高速で流入する高圧水道水を滑らかに反流し得る大きさの直径に形成する。なお、図示の反流板８の大きさは、流入口６から高速で噴入する流入水のポテンシャルコア部を効率良く反流し得る大きさで、かつ反流板８の裏面凸側に死水を生じさせない大きさの、コンパクトで、経済的な大きさに形成した事例を示しているが、反流板８の裏面凸側に死水を生じさせないように小さな貫通孔（図示省略）を設けた反流板８を、旋回羽根７の下流側端縁部全体、或は旋回羽根７の下流側端縁部の半分程度を覆う大きさに形成し、旋回羽根７による流入水の旋回性能を増大させる構造の大きさに形成してもよい。
【００２０】
上述のように一方側の鏡板１Ｃに流入管２に接続する流入口６を設け、複数の旋回羽根７を組付けるとともに反流板８を固定して設け、かつ他方側の鏡板１Ｃ中心部に流出管３を接続して形成し、流入口６から高速で噴入してくる高圧水道水を反流板８に衝突させ、反流板８に沿って流れを変え、高速を保った状態で反流板８に固定された複数の旋回羽根７に案内旋回されながら鏡板１Ｃに沿って旋回反流し、断面積の大きなタンク本体１Ｂの水平円筒胴１Ｓ内を、高速から低速に速度を落としながら下流に向けて旋回しながら流れ、流出管３を介して水道本管（図示省略）へ戻すように形成する。
【００２１】
このように流入口６から高速で噴出流入してくる高圧水道水を反流板８で変流し、高速状態で旋回羽根７によって旋回流動させるように形成するため、反流板８はその大きさが小さくとも効率良く流入水を変流し、かつ旋回羽根７もその大きさが小さくとも流入水を効率良く旋回流動させることができる。よって、高圧水道流入水の流れによる圧力損失、つまりエネルギー損失は、タンク内に流入管の配管を設けた従来の応急水タンクの構造やタンク内周に沿って旋回リブを設けた従来の貯水タンクの構造等と比べて、格段に小さくすることができ、そのタンク製作もより容易に行うことができる。
【００２２】
なお、この発明の構造を有する応急水タンク１は、実験によって、貯槽容量の約１．７倍の流量でタンク内の水を短時間に９５％置換することが確認されており、タンク内では死水要因となる偏流やショートパスが生じず、常に新鮮な水を貯蔵できることが確認されている。
【００２３】
【発明の効果】
叙述の説明で明らかなように、請求項１の発明に係る応急水タンクは、一方側の鏡板の中心部に上記流入管を接続し流入口を開穿して設け、当該流入管を接続した鏡板の内面に上記流入口を軸として放射状に複数枚の旋回羽根を、個々の旋回羽根の旋回形状の始点への、旋回中心点からの放射線の延長線上に、隣接する旋回羽根の旋回終点が位置するように配置し、鏡板に接する辺と対向位置にある辺は、水平円筒胴の外周に直交する形状に形成し溶接や溶着等で組付けるとともに、上記流入口から高速で噴流入する高圧水道水を滑らかに反流し得る大きさの直径に形成した欠球状又は円錐状の反流板の凹面を、流入水が拡散する層の影響を受けない範囲で高速を保って旋回反流し得る距離を隔接して対峙させるとともに、当該反流板の外周縁部を上記複数枚の旋回羽根の鏡板中心側に固定して設けたので、流入口から高速で噴入してくる高圧水道水を反流板で滑らかに効率良く変流し、高速状態で鏡板に組付けた旋回羽根によって効率良く旋回しながら反流させ、速度を落としながら下流側へ旋回させながら流し、流出管を介して水道本管へ戻すため、竪円筒形タンクに比べて流速の速い水平円筒形タンクであっても、流入水の余計な圧力損失を少なくして、効率良く旋回動させることができるとともに、タンク内では死水要因となる偏流やショートパスが生じず、常に新鮮な水を貯蔵することができる。
【００２４】
また、高圧水道流入水の流れによる圧力損失、つまりエネルギー損失は、タンク内に流入管の配管を設けた従来の応急水タンクの構造等と比べて、各段に小さくすることができ、その運用、例えば昇圧ポンプの稼働等は経済的に行え、かつそのタンク製作もより容易に行うことができるために普及し易く、平常時の送配水施設と緊急時の応急水供給源に、より適した応急水タンクとして提供することができる。
【００２５】
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る応急水タンクの実施形態例を、一部簡略化して示した概要断面説明図である。
【図２】  図１の要部を拡大して示した説明図である。
【図３】  図２のＡ−Ａ線から見た横断面説明図である。
【符号の説明】
１  応急水タンク
１Ｂ  タンク本体
１Ｓ  水平円筒胴
１Ｃ  鏡板
２  流入管
３  流出管
４  消火栓
５  給水栓
６  流入口
７  旋回羽根
７Ｓ  旋回始点
７Ｅ  旋回終点
８  反流板
【図１】
0003879076.tif 000002
【図２】
0003879076.tif 000003
【図３】
0003879076.tif 000004