JP2000104851A - 減勢装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 減勢水槽１のコンパクト化を図るとともに減
勢効果の向上を図る。 【解決手段】 減勢水槽１を地中Ｇにコンクリートによ
り構築し、この減勢水槽１に上流側からの圧力水を導水
管３を介して導き、この減勢水槽１内で減勢して取水口
５から取水する。導水管３は水位調整弁７によって開閉
し、この弁７はボールタップ８により導圧管９を介し作
動して給水し、水槽１内を一定の水位に維持する。水槽
１内面にはディフレクタ２ａ、２ｂが設けられ、中央に
導水管３が導かれて下向きに開口している。このため、
圧力水は、下方のコーン４に衝突して放射状に流出し、
減勢筒２の内壁に衝突し、ディフレクタ２ａ、２ｂによ
って減勢される。また、水位によっても減勢される。取
水は、取水筒６の上端６ａから取出口５を介して行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、貯水ダムなどか
らの圧力水を貯水槽内に導き、ここで減勢して放流する
ための減勢装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】貯水ダムなどの水源の水を減勢して農業
用水として使用する農業用パイプラインでは、そのパイ
プラインに調圧施設（減勢水槽）を配置し、調圧施設の
水位を一定に保つ設備が必要である。

【０００３】従来のこの種の調圧施設（減勢水槽）とし
て、実公昭６３−９８２４号公報を挙げることができ
る。この基本的構造は、貯水槽内のフロートチャンバー
内を貯水槽内水位の変動により上下動するフロートによ
ってレバーおよび弁杆を介して導水管端の弁体を開閉す
るように構成される。

【０００４】すなわち、図７において、２１は貯水槽、
２２は貯水ダム等（図示省略）から導かれた導水管、２
３は導水管上向き開口端に設けた弁座、２４は弁体、２
５は弁杆、２６は貯水槽２１の側壁間に架設された横
桁、２７は開閉レバー、２８は開閉レバーの支持台で、
横桁２６上に取付けられ水平軸２９を介して開閉レバー
２７が揺動可能に支持されている。開閉レバー２７の端
には、弁杆２５の上端が、水平軸２９と平行な水平ピン
３０を介して枢着されており、開閉レバー２７の他端に
はフロート吊り下げ杆３１の上端が水平ピン３２を介し
て枢着されている。３３はフロートチャンバーで、貯水
槽２１内の導水管２２に近接して設けられ、連通口３４
を介して貯水槽２１と連通し、水の流通が行われる。３
５はフロートで、フロート吊り下げ杆３１の下端に水平
ピン３６を介して連結され、フロートチャンバー３３内
を水位の変動により所定水位の範囲を上下動するように
なっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
構造の場合、導水管２２とフロート３５とフロートチャ
ンバー３３は貯水槽２１内に並設され、フロート３５の
上下動により直接に開閉レバー２７を介して導水管２２
の弁体２４を開閉するものであるから、フロート３５と
弁体２４を繋ぐ開閉レバー２７の必要性から、貯水槽２
１の大きさが決まり、大きな貯水槽になる。

【０００６】また、水のエネルギーを減勢するのに、貯
水槽２１の水位（ヘッド）のみを利用しているため、貯
水槽２１としては、減勢効率が悪く、大きな貯水槽が必
要となる。

【０００７】この発明は、以上のような従来の欠点を解
消したものであり、減勢水槽の大きさをコンパクトにす
るとともに減勢効果の大きい減勢装置を提供することを
課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、この発明の減勢装置は、上流側からの圧力水を導水
管を介して減勢水槽内に導き、該減勢水槽内で減勢して
取水口から下流側へ流出するようにした減勢装置におい
て、前記減勢水槽を地中にコンクリートにより構築し、
この減勢水槽内に導いた導水管の端部を該減勢水槽底面
近傍に開口し、この導水管に前記圧力水を流通・遮断す
る水位調整弁を前記減勢水槽の外側で介装し、前記減勢
水槽に該減勢水槽内の水位の変動により作動するボール
タップを設け、前記ボールタップと前記水位調整弁とを
導圧管で接続し、前記ボールタップが前記減勢水槽内の
水位が最高設定水位の低下によって導圧管を解放するこ
とにより、その導圧管を介して前記水位調整弁が作動し
て開となり、前記導水管内を圧力水が流通するようにし
たのである。

【０００９】この構成とすれば、通常、水源から導水管
を経て流れてきた圧力水は、水位調整弁により遮断して
いる。この状態から、下流側に流出（放流）され、水槽
の水位が最高設定水位（Ｈ．Ｗ．Ｌ）から最低設定水位
（Ｌ．Ｗ．Ｌ）まで下がると、ボールタップが開き、導
圧管が解放されて水位調整弁が開く。これによって圧力
水は導水管を経て減勢水槽内に流出するとともに周囲放
射状に放流されて、減勢される。また、上部の水位（ヘ
ッド）によっても減勢され、減勢された水が取水口より
下流に放流される。

【００１０】取水口からの放流が停止され、水位が最高
設定水位になれば、ボールタップが閉じ、水位調整弁が
閉じて、水槽内への放流（流入）が停止する。以上の作
用が繰り返されて、減勢しながら水位が一定に保たれ
る。

【００１１】上記構成において、上記減勢水槽内面周囲
にディフレクタを設ければ、導水管からの放流が、周囲
放射状になった後、減勢水槽内壁及びディフレクタに衝
突して、高い減勢効果を得ることができ、減勢水槽の小
型化を図り得る。このとき、ディフレクタを複数の下位
ディフレクタと上位ディフレクタとからなし、上位ディ
フレクタを下位ディフレクタの間に位置するようにすれ
ば、下位ディフレクタ間を通り過ぎた水流が上位ディフ
レクタに衝突して減勢される。因みに、ディフレクタを
減勢筒の内面全周に連続して設けて、ディフレクタを水
が通り得ないようにすると、水流が内側のみに流れ、圧
力溜りが生じて減勢効果が劣る。

【００１２】上記取水口には取水筒体を立設して、減勢
水槽の上位から取水するようにすれば、導水管からの圧
力水が短絡して流れ出ることもなく、十分に減勢された
取水を行い得る。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の実施形態を図１乃至図
６に基づいて説明する。

【００１４】１は地中Ｇに縦穴を掘り、型枠を組んでコ
ンクリートを打設して構築したコンクリート製の減勢水
槽で、外郭を構成する所定の長さと巾と深さを有する四
角形（正４角形または矩形）等の筒状部１ａと底部１ｂ
とからなる。

【００１５】この筒状部１ａは、これを現場で構築して
もよいが、一定長のプレキャストコンクリート筒体また
は遠心力成形された鉄筋コンクリート管を用い、これを
現場に搬送し、掘削した穴に嵌め込み形成することがで
きる。そして、深い場合には、一定長さのコンクリート
管（筒体）をシール材を介在して順次接続して積み上
げ、所定の深さにすることができる。

【００１６】この様にすれば、現場でコンクリート打設
するものに比べて工期が大幅に短縮される。たとえぱ、
下水配管用に使用されている最大口径３ｍ（×管長２．
４ｍ）の上記鉄筋コンクリート管を用い、縦方向に２〜
３本接続すれば、約５〜７ｍの深さのものを容易に形成
することができる。

【００１７】底部１ｂは、予め、管の嵌め込み前にコン
クリートで構築しておくか、別途成形されたコンクリー
ト製底板を用いてもよい。

【００１８】このように、減勢水槽１を地中Ｇに構築す
れば、水圧は地中Ｇが大部分を受けもつため、地上に設
置する方式に比べて製作費が安価につき、比較的容易に
深くすることが出来て、それだけ水頭による減勢効果が
アップするばかりかメンテナンスも容易である。

【００１９】減勢水槽１の四隅のコーナ部には下位ディ
フレクタ２ａを設け、さらにその隙間（側面）の上方に
上位ディフレクタ２ｂを設ける。ディフレクタ２ａ、２
ｂは水平板の両端に補強リブ２ｃを設けたものである。

【００２０】３は上流の水を減勢水槽１に導く導水管
で、一端側は図示省略した貯水池に開口し、他端側は筒
状部１ａを貫通し、端部にベンド管３ａを接続し、底部
１ｂ近傍に下向きに開口３ｂする。この開口３ｂは、円
筒部１ａの中心に位置し、かつ底部１ｂとの間に所定間
隔をあける。

【００２１】４は底部１ｂ上に開口３ｂと同一心かつ対
向して設けた截頭円錐状のコーンであり、このコーン４
に十字状に立設した支持部材４ａをベンド管３ａに嵌入
してその振れを防止している（図３参照）。

【００２２】５は取水口で、この取水口の上方に取水筒
６を立設する。この取水筒６上部の流入口６ａの位置は
少なくとも後述する水槽水位の最低設定水位（Ｌ．Ｗ．
Ｌ）よりさらに低く設定される。

【００２３】７は円筒状本体１ａの外側で導水管３に介
装した水位調整弁で、図４に示すように流入口７ａと流
出口７ｂが弁口７ｃにより連通する弁箱７ｄと、弁箱蓋
７ｅと、弁口７ｃを開閉する弁体７ｆと、弁体７ｆの背
部に形成したシリンダ７ｇと流入口７ａ側とシリンダ７
ｇ内とを連通する小孔７ｈに若干の隙間を有して挿入す
る先端部に向かってテーパ形状としたニードル７ｉとか
らなる。７ｊは導出口である。

【００２４】８は、減勢水槽１内上方の一側に設けたボ
ールタップで、図５に示すように流入口８ａと流出口８
ｂとを有する本体８ｃと、弁口８ｄを開閉する弁体８ｅ
と、弁体８ｅを進退させるためのピン８ｇにより回動す
る回動レバー８ｆ、回動レバー８ｆにロッド８ｈを介し
て取付けたフロート８ｉとからなる。そして、フロート
８ｉは通常の使用の様に水槽１内の水面に位置し、水面
すなわち、水槽１の水位の変動に追従するようになって
いる。

【００２５】すなわち、フロート８ｉが水槽１の水位が
最高設定水位（Ｈ．Ｗ．Ｌ）にあるときは、ボールタッ
プ８の弁体８ｅは閉じており、それから水位の低下とと
もに弁体８ｅが解放され、再び、水槽１の水位が最高設
定水位（Ｈ．Ｗ．Ｌ）になるまでその弁体８ｅは解放さ
れる。

【００２６】９は水位調整弁７の導出口７ｊとボールタ
ップ８の流入口８ａとを接続するパイロット管（導圧
管）である。

【００２７】１０はボールタップ８を囲むフロート室
で、フロート室１０と水槽１内とを連通する連通口１０
ａを有する。なお、フロート室１０の上部は水槽１の最
高設定水位（Ｈ．Ｗ．Ｌ）より上方に位置し、水面の波
立ちの影響を受けないようにする。なお、１１は玉形
弁、１２は玉形弁（空気抜き用）である。

【００２８】この実施形態は以上の構成であり、つぎに
その作用を説明すると、取水口５からの取水がない場
合、水位調整弁７は遮断され「閉」状態であるから、導
水管３からの水槽１への流入はない。したがって、水槽
１内の水位は最高設定水位に維持されていて、ボールタ
ップ８も「閉」状態である。

【００２９】この状態で、水位調整弁７の流入口７ａ側
の水の一部がニードル用小孔７ｈを通ってシリンダ７ｇ
内に流入するとともにパイロット管９を経てボールタッ
プ８へ流入すると、ボールタップ８はフロート８ｉが最
上位にあり（図５実線状態）、弁体８ｅにより弁口８ｄ
が押し付けられて「閉」状態であるから、流出口８ｂか
ら水は流出しない。このため、水位調整弁７のシリンダ
７ｇ内の圧力は封じ込まれた状態であり、流入口７ａ側
の圧力と等しい。

【００３０】このとき、弁体７ｆが開こうとして受ける
流入口７ａ側の力と、弁体７ｆが閉じようとしてシリン
ダ７ｇ側から受ける力は、シリンダ７ｇの横断面積を弁
体７ｆの受圧面積より大きく設定して、その受圧が等し
いので、図４（ａ）に示すように弁体７ｆが閉じようと
する力が勝り、弁体７ｆが弁口７ｃを押し付け「閉」状
態となって、導水管３を遮断する。

【００３１】この状態において、取水口５から取水され
ると、水槽１内の水位は最高設定水位から低下すること
から、ボールタップ８が「開」となり、つづいて水位調
整弁７も「開」となり、水は導水管３から水槽１へ流入
し始める。

【００３２】すなわち、水槽１内の水位が最高設定水位
から低下するに伴ってフロート８ｉが下降する。これに
よって、弁体８ｅが弁口８ｄから離れるため、パイロッ
ト管９内の水がボールタップ８の流出口８ｂから水槽１
内に流出して管９内が解放され、シリンダ７ｇ内の圧力
が下がり、図４（ｂ）に示すようにシリンダ７ｇ内の圧
力と流入口７ａ側の圧力とのバランスが崩れて、弁体７
ｆが開こうとして受ける流入口７ａ側の力が勝り、弁体
７ｆは後退し弁口７ｃが「開」となる。これによって、
水は水位調整弁７を流通する。

【００３３】このため、圧力水は導水管３、ベンド管３
ａを通り、開口３ｂから流出する。流出した圧力水は、
減勢筒２内のコーン４に衝突して向きを変え底部１ｂに
沿いながら放射状に流れ、さらに減勢水槽１の内壁、さ
らにディフレクタ２ａ、２ｂに衝突し減勢される。

【００３４】このとき、下位ディフレクタ２ａに衝突し
た圧力水は、その下方で後続する圧力水によりデッドス
ペースすなわち圧力溜まりが発生しようとする。しか
し、この圧力溜まりの圧力水は隣接する下位ディフレク
タ２ａ間の隙間から上方に流出して、圧力溜まりの発生
が未然に防がれて、減勢水槽１の内壁、下位ディフレク
タ２ａへの衝突が確実に行われ、減勢効果が損なわれる
ことがない。

【００３５】一方、下位ディフレクタ２ａ間の隙間から
上向きの水流は、上位ディフレクタ２ｂに衝突して減勢
される。また、上部の水位（ヘッド）によっても減勢さ
れる。特に、この場合の水位は底部１ｂの近傍に設けた
開口３ｂから水面までの距離であるから、これによる減
勢効果も大きい。減勢された水は取水口５から下流へ放
流される。

【００３６】減勢水槽１は、図６（ａ）に示すようにコ
ーナ部１ｄは面取り状とすることができ、また、同
（ｂ）に示すように、円筒形などと任意の筒状とし得
る。このとき、鉄筋コンクリート管などの円筒状管の場
合、コーナー部を有しないので、同図のごとく、内壁内
面の周方向に所定の隙間を開けて複数のディフレクタ２
ａを設け、さらにその隙間の上方にティフレクタ２ｂを
設ける。ディフレクタ２ａ、２ｂはいずれの実施形態で
も省略することができ、また、一方のみの省略もし得
る。

【００３７】なお、前記実施形態では、減勢水槽１の上
面は開口１ｃのままであるが、この開口１ｃを図示省略
のコンクリート製などの蓋板で塞いだり、格子板で覆っ
たりすることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、地中に埋設した減勢水槽内に導いた導水管
の端部をその減勢水槽底面近傍に開口し、この導水管に
圧力水を流通・遮断する水位調整弁を前記減勢水槽の外
側で介装し、前記減勢水槽に該減勢水槽内の水位の変動
により作動するボールタップを設け、前記ボールタップ
と前記水位調整弁とを導圧管で接続し、前記ボールタッ
プが前記減勢水槽内の水位が最高設定水位の低下によっ
て前記導圧管を解放することにより、その導圧管を介し
て前記水位調整弁が作動して開となり、前記導水管内を
圧力水が流通するようにしたので、従来のようなバルブ
を直接に開閉するための大形のフロート室を有するもの
に比べて、減勢水槽の容積が１／２〜１／３に大幅にコ
ンパクトにでき、このコンパクト化と相俟って、地中の
構築が容易となって製作費が安価となるとともに、ボー
ルタップも水位調整弁を間接的に作動させるため、小形
となる。

【００３９】また、圧力水を減勢水槽内に設けたディフ
レクタ衝突させるようにすれば、大きな減勢効果が発揮
されるとともに、水位（ヘッド）による減勢効果も向上
する。

【００４０】また、ボールタップによって水位調整弁を
操作するため、商用電源が不要で、省エネルギーで維持
管理費がかからない。

【００４１】さらに、調整弁が水槽の外側に設置してい
るため、メンテナンスが極めて容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る減勢水槽の一実施形態の切断概
略正面図

【図２】同実施形態の切断概略平面図

【図３】同実施形態の導水管端部の断面図

【図４】同実施形態の作用を示し、（ａ）は水位調整弁
の「閉」状態の断面図、（ｂ）は同「開」状態の断面図

【図５】同実施形態のボールタップの断面図

【図６】他の各実施形態の切断概略平面図

【図７】従来例の概略図

【符号の説明】

１ 減勢水槽 １ａ 筒状部 １ｂ 底部 １ｃ 開口 ２ａ 下位ディフレクタ ２ｂ 上位ディフレクタ ３ 導水管 ３ａ ベンド管 ３ｂ 開口 ４ コーン ５ 取水口 ６ 取水筒 ７ 水位調整弁 ８ ボールタップ ９ パイロット管（導圧管） Ｇ 地中

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上流側からの圧力水を導水管３を介して
   減勢水槽１内に導き、この減勢水槽１内で減勢して取水
   口５から下流側へ流出するようにした減勢装置におい
   て、 上記減勢水槽１を地中Ｇにコンクリートにより構築し、
   この減勢水槽１内に導いた導水管３の端部を該減勢水槽
   １底面近傍に開口し、この導水管３に上記圧力水を流通
   ・遮断する水位調整弁７を前記減勢水槽１の外側で介装
   し、前記減勢水槽１に減勢水槽１内の水位の変動により
   作動するボールタップ８を設け、このボールタップ８と
   前記水位調整弁７とを導圧管９で接続し、前記ボールタ
   ップ８が前記減勢水槽１内の水位が最高設定水位の低下
   によって前記導圧管９を解放することにより、その導圧
   管９を介して水位調整弁７が開となり、前記導水管３を
   圧力水が流通するようにしたことを特徴とする減勢装
   置。
2. 【請求項２】 上記減勢水槽１の内面周囲にディフレク
   タを設けたことを特徴とする請求項１に記載の減勢装
   置。
3. 【請求項３】 上記ディフレクタが複数の下位ディフレ
   クタ２ａと上位ディフレクタ２ｂとからなり、上位ディ
   フレクタ２ｂは下位ディフレクタ２ａの間に位置するこ
   とを特徴とする請求項２に記載の減勢装置。
4. 【請求項４】 上記取水口５に取水筒体６を立設したこ
   とを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の
   減勢装置。