JP2001182041A - 取水設備及び取水設備の操作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲートレス取水設備において、水面センサー
の保守・更新の為の付帯設備を軽減することを目的とす
る。また、空気ロックの破壊を防止することを目的とす
る。また、爆気現象に対するフェールセーフ措置を講ず
ることを目的とする。 【解決手段】 選択的に取水を行うための所定の個数の
Ｕ字管５７乃至６０と、前記Ｕ字管の頂部近傍に接続さ
れた給排気管５１と、前記Ｕ字管を閉じるために前記給
排気管を通じて前記Ｕ字管に空気を注入する注入手段
と、前記Ｕ字管を開けるために前記給排気管を通じて空
気を排気する排気手段とを備え、前記給排気管を取水設
備の塔槽頂部の機械室に導くとともに、ここに水面検出
センサー（水晶式圧力センサー、電波式レベル計）を設
ける。保守が容易になる。空気ロックの破壊防止のため
に、Ｕ字管５７乃至６０は下側のものほど長くなってい
る。塔槽５２の上部には爆気現象対策の放出窓６１が設
けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は取水設備に関し、特
に、貯水池等で用いる空気を利用したゲートレス選択取
水設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、空気を利用して取水口の開閉を
行うゲートレス取水設備の全体図を図１に示す。図１
（ａ）は取水管を中心とした縦断面図を示す。図１
（ｂ）は、図１（ｃ）のＢ−Ｂ矢視断面図を示す。図１
（ｃ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図を示す。

【０００３】このゲートレス取水設備は、図１（ａ）に
示す利水最高水位１と利水最低水位２の間で選択的に取
水を行うのに必要な個数だけ逆Ｕ字型取水管（以後はＵ
字管と呼ぶ）３を取水塔に配置し、貯水池と塔槽４の水
位差を利用して取水するものである。Ｕ字管３は総て同
一形状である。また、放流管１１の点検・保守作業を可
能にする為に修理用ゲート１２が設けられる。

【０００４】Ｕ字管の開閉は次のようにして行われる。
図２（ａ）に示す圧搾機１４で蓄圧槽１５に空気を蓄え
る。蓄えた空気を注入弁１７を開き給排気管５を通して
Ｕ字管３に送り込むことにより、空気１９が水２０を押
し下げ、水面２１が形成される。このことによりＵ字管
の両側の水が連通しなくなりＵ字管が閉じられる。以後
はこの状態を空気ロック状態と呼ぶ。一方、注入弁１７
が閉じた状態で解除弁１８を開くと、Ｕ字管３内の空気
１９が大気中に放出され、水面２１が消滅し、Ｕ字管３
は開いた状態となる。このとき、もし貯水池と塔槽４内
の水位に差があれば通水が始まる。解除弁１８を開いて
も、貯水池の水位が低くて、空気１９が抜けきらずに水
面２１が解消しない時は、真空ポンプ１６を作動させて
空気１９を完全に抜き取る。

【０００５】以上の操作を実行する為には水面２１の形
成・消滅を確認する必要があり、２個の水面センサー６
が設けられる。水面センサー６のひとつはＵ字管３の頂
部に、もうひとつは下部に設けられる。下部の水面セン
サー６は、空気ロック状態においても水に接している。
図２（ｂ）は水面センサー６の原理を示している。電極
２２が水中に没すると電気回路２３が閉じられ、水面上
に出ると回路２３が開かれるので、電極２２と水面２１
との位置関係が検知できる。すなわち、水面２１が解消
したときは電極２２の間で電流が流れ、水面２１が解消
しないときは電流が流れない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のゲートレス取水
設備には次のような問題があった。

【０００７】１．水面センサーの保守・更新の為に膨大
な付帯設備が必要である。

【０００８】水面センサー６用の電極２２の機能保全の
為に定期的な点検・保守と更新が必要であり、設置場所
はそれが可能な所に限定される。更に、電極２２の位置
は水面２１付近の高さである必要があり、図１（ｂ）及
び（ｃ）に示すように、水面センサー６は塔槽４とは別
に設けた乾燥槽３４内に設置される。この槽内には給排
気管５も設置されるが、保守作業を可能とする為に、点
検床７、階段８、昇降設備９、換気ダクト１０等の付帯
設備が必要となる。付帯設備及び乾燥槽のコストは、給
排気管５及び水面センサー６のコストに比較して、けた
違いの額となり、不合理である。

【０００９】２．空気ロックの破壊が最下段のＵ字管か
ら始まる可能性が高い。

【００１０】図３は取水時に空気ロック状態にあるＵ字
管内の水面変動を示している。上流足部２４の水面は水
面設定高さ２５に設定されるが、取水の開始に伴い、ｘ
２６だけ上昇し、下流足部２７の水面は、上流足部２４
の水面との差が塔内外水位差２９に等しくなる迄降下す
る性質がある。塔内外水位差とは貯水池と図１の塔槽４
の水位差である。何らかの事故的原因で塔内外水位差２
９が増加すると、上流足部２４の水面は更に上昇し、頂
部底面高さ３０に達し、これを越えると上流足部２４の
水が下流足部に流れ始める。この状態を空気ロックの破
壊と定義する。上流足場の水面上昇量、ｘ２６、は下段
Ｕ字管ほど大きくなる性質がある。従って、塔内水位差
２９の異常な増加によって、空気ロックが最下段Ｕ字管
から始まる可能性が高い。貯水池の選択取水では、条件
的に許されない時に貯水池底層の水が下流に流れ出るこ
とを避ける必要がある。空気ロックの不測の破壊が最下
段Ｕ字管から始まる可能性が高いことは、この観点から
好ましくない。

【００１１】３．爆気現象に対するフェールセーフ的対
応に欠けている。

【００１２】図１（ａ）において、第２取水口以下のＵ
字管３に過剰の空気を注入し続けると、塔槽４内の水圧
力が急激に低下し、全Ｕ字管内の空気が塔槽４内に噴き
出し、塔槽４内の水量が空気泡で一挙に膨張して、塔槽
上部に突進する現象が爆気現象である。爆気現象のメカ
ニズムは次のように説明されている。図４において取水
口１以外の取水口は空気ロックの状態にある。取水が行
われていない場合の塔槽４内の圧力分布は、塔槽内への
空気のリークが無い場合は３１であり、取水口３への空
気の連続的過剰注入により空気が塔槽内へリークした場
合は３２であり、更に、取水口１から塔槽内の水が流出
した後は３３となる。その結果、取水口２〜５内の空気
が一斉に塔槽４内に噴き出し、爆気現象が生じる。取水
中であると下流への放流が続けられるので、その分だけ
爆気現象の進行性が高まると考えられる。従来技術で
は、爆気現象の発生を防止する為に、操作ボタンの構造
や電気的ロックシステム等で空気の継続的過剰注入を避
ける策を講じているが、発生後の対応策が欠けている。

【００１３】この発明は係る課題を解決するためになさ
れたもので、ゲートレス取水設備において、水面センサ
ーの保守・更新の為の付帯設備を軽減することを目的と
する。また、空気ロックの破壊を防止することを目的と
する。また、爆気現象に対するフェールセーフ措置を講
ずることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】係る課題を解決するため
に、この発明は、選択的に取水を行うための所定の個数
のＵ字管と、前記Ｕ字管の頂部近傍に接続された給排気
管と、前記Ｕ字管を閉じるために前記給排気管を通じて
前記Ｕ字管に空気を注入する注入手段と、前記Ｕ字管を
開けるために前記給排気管を通じて空気を排気する排気
手段とを備えるゲートレス取水設備において、前記給排
気管を取水設備の塔槽頂部の機械室に導くとともに、前
記機械室の前記給排気管に水面検出センサーを備える。

【００１５】好ましくは、前記水面検出センサーは、前
記Ｕ字管の空気圧を測定して管内の水面の高さを検出す
る水晶式圧力センサーである。

【００１６】好ましくは、前記Ｕ字管の上流側に接続さ
れた水面ゲージ管を備え、前記水面検出センサーは、電
波により水面高さを測る電波式レベル計であり、前記水
面ゲージ管により前記Ｕ字管の上流側の水面を検出す
る。

【００１７】好ましくは、一端が前記Ｕ字管の頂部近傍
に接続され、他端が前記Ｕ字管の放水を集めて放流管に
流す前記塔槽に接続された予備給排気管を備え、前記予
備給排気管は通常は使用されず、前記給排気管が故障し
たときに新しい給排気管が取り付けられ、取水設備の前
記塔槽頂部の前記機械室に導かれる。

【００１８】好ましくは、通常は、前記予備給排気管の
前記塔槽側の端部にねじ込み栓が設けられている。

【００１９】この発明は、選択的に取水を行うための所
定の個数のＵ字管と、前記Ｕ字管の頂部近傍に接続され
た給排気管と、前記Ｕ字管を閉じるために前記Ｕ字管の
頂部を空気で満たして空気ロック状態にするべく前記給
排気管を通じて前記Ｕ字管に空気を注入する注入手段
と、前記Ｕ字管を開けるために前記給排気管を通じて空
気を排気する排気手段とを備えるゲートレス取水設備に
おいて、下段の前記Ｕ字管について発生する空気ロック
破壊現象の可能性を低くするように、下段の前記Ｕ字管
を大型化したものである。

【００２０】好ましくは、下段の前記Ｕ字管の背丈を長
くしたものである。

【００２１】好ましくは、下段の前記Ｕ字管の管径を太
くしたものである。

【００２２】この発明は、選択的に取水を行うための所
定の個数のＵ字管と、前記Ｕ字管の頂部近傍に接続され
た給排気管と、前記Ｕ字管を閉じるために前記給排気管
を通じて前記Ｕ字管に空気を注入する注入手段と、前記
Ｕ字管を開けるために前記給排気管を通じて空気を排気
する排気手段とを備えるゲートレス取水設備において、
前記Ｕ字管の下流側に設けられ、前記Ｕ字管の放水を集
めて放流管に流す塔槽と、前記Ｕ字管に過剰に空気が注
入されたときに前記Ｕ字管内の空気が前記塔槽内に噴き
出す爆気現象のエネルギーを放出するために、前記Ｕ字
管の上側であって前記塔槽の上部に設けられた爆気放出
窓とを備える。

【００２３】この発明は、選択的に取水を行うための所
定の個数のＵ字管と、前記Ｕ字管の頂部近傍に接続され
た給排気管と、前記Ｕ字管を閉じるために前記給排気管
を通じて前記Ｕ字管に空気を注入する注入手段と、前記
Ｕ字管を開けるために前記給排気管を通じて空気を排気
する排気手段とを備えるゲートレス取水設備において、
前記Ｕ字管の上側に取水用の直管を設けたものである。

【００２４】この発明は、選択的に取水を行うための所
定の個数のＵ字管と、前記Ｕ字管の頂部近傍に接続され
た給排気管と、前記Ｕ字管を閉じるために前記給排気管
を通じて前記Ｕ字管に空気を注入する注入手段と、前記
Ｕ字管を開けるために前記給排気管を通じて空気を排気
する排気手段とを備えるゲートレス取水設備において、
前記注入手段により容易に空気注入が行われるように、
前記Ｕ字管を閉じるゲートを備える。

【００２５】この発明は、選択的に取水を行うための所
定の個数のＵ字管と、前記Ｕ字管の頂部近傍に接続され
た給排気管と、前記Ｕ字管を閉じるために前記給排気管
を通じて前記Ｕ字管に空気を注入する注入手段と、前記
Ｕ字管を開けるために前記給排気管を通じて空気を排気
する排気手段とを備えるゲートレス取水設備の操作方法
において、前記Ｕ字管をゲートで一時的に閉じるステッ
プと、前記注入手段により前記Ｕ字管に空気を注入して
空気ロック状態を生じさせるステップと、前記ゲートを
除去するステップとを備える。

【００２６】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態１．この発明の
実施の形態１について図に基づき説明する。図５は、こ
の発明の実施の形態１に係るゲートレス取水設備の全体
図を表す。図１（ａ）は取水管中心の縦断面図、同図
（ｂ）は他の部分の縦断面図、同図（ｃ）は平面断面図
である。図６は、この発明の実施の形態１におけるＵ字
管への電波式レベル計の取り付け方の説明図である。図
６（ａ）は断面略図、同図（ｂ）はその部分拡大図であ
る。図７は、この発明の実施の形態１の予備給排気管を
示す図である。図８は、この発明の実施の形態１の限界
水位差に関する説明図である。

【００２７】図５において、利水最高水位５５と利水最
低水位５６の間で選択的に取水を行うのに必要な個数だ
け、背丈の異なるＵ字管５７、５８、５９、６０を、背
丈の小さい順に貯水池の水深方向に配置する。Ｕ字管５
７、５８、５９、６０は背丈の変化の代わりに管径を順
次大きくする配置も可能である。この場合、図３におけ
る上流足部２４の管径だけを変化させ、下流足部２７の
管径は一定に保つ。

【００２８】Ｕ字管５７乃至６０のそれぞれの頂部に給
排気管５１を接続するとともに、これらを塔槽５２頂部
の機械室５３に導く。機械室５３の給排気管５１に水面
センサー５４を取り付ける。給排気管５１の一端は各Ｕ
字管５７乃至６０に結合され、多端は機械室５３で水面
センサー５４に接続される。機械室５３に配置する水面
センサー５４はＵ字管の空気圧を測定して管内の水面の
高さを検出しようとするもので、近年実用化されている
高精度の水晶式圧力センサーなどの採用で実現可能であ
る。機械室５３に配置可能な他の水面センサーとして電
波式レベル計がある。図６（ａ）はその場合の配置を示
し、Ｕ字管に水面ゲージ管６６を取り付け、その頂部を
機械室５３内に引き込んで電波式レベル計６７を取り付
ける。図６（ｂ）は取り付けの詳細を示し、水面ゲージ
管６６はＵ字管の水面６９より下の位置でＵ字管に取り
付け、Ｕ字管頂部に取り付けられた空気圧管６８とも結
合される。

【００２９】塔槽５２の上部で機械室５２に近い位置に
爆気放出窓６１を設けるとともに、放流管６２の保守・
点検に必要な修理用ゲート６３を設ける。

【００３０】以上の構成により、本発明の実施の形態は
次のような作用効果を奏する。

【００３１】１．水面センサーの保守・更新用付帯設備
が必要なくなり、大幅な低コスト化が実現できる。

【００３２】図５（ｂ）に示されるように、水面センサ
ー５４を機械室５３内に配置することにより、図１にお
ける塔槽４とは別に設けた乾燥槽３４及びこの中に設置
される点検床７、階段８、昇降設備９、換気ダクト１０
等の付帯設備が不要となるので、極めて大きな低コスト
化が実現できる。従来技術では給排気管５も乾燥槽内に
配置されていて、保守・点検が常時可能な状態にあった
が、本願の発明の場合には図７（ａ）に示す予備給排気
管６４の設置などでこの点を補うことができる。図７
（ｂ）は予備給排気管６４の端末処理を示し、管端の一
方は塔槽あるいは貯水池側コンクリート壁面迄延ばし、
ねじ込み栓６５で塞ぐ。図５に示す給排気管５１が故障
した場合はねじ込み栓６５を外し、新しい給排気管を取
り付ける。給排気管の故障の可能性は閉塞及び漏れがあ
げられるが、閉塞に対しては機械室からの高圧流体によ
るフラッシングが可能であり、漏れは近年の施工技術の
向上から、発生の可能性は０に近く、予備給排気管程度
のバックアップ策で信頼性が維持できる。

【００３３】２．空気ロック破壊の可能性が下段Ｕ字管
ほど低く、取水設備の信頼性が向上する。

【００３４】図５（ａ）に示される背丈の異なるＵ字管
５７、５８、５９、６０などの採用で、空気ロックの破
壊の可能性は下段ほど低くなる。図３が示すように、Ｕ
字管の背丈が長くなった分だけ、水面上昇量ｘ２６が頂
部低面高さ３０に達し難くなるので、空気ロックは破壊
し難くなる。又、背丈の変化の代わりに管径を順次大き
くする配置でも同様の効果が得られる。限界水位差の算
式は次のようになる。

【００３５】ｄc2＝（１＋Ｒａ）÷２・ｄc1

【００３６】ただし、Ｒａ＝ａ_上÷ａ_下

【００３７】 ｄc1＝｛Ｌａ÷（１０＋Ｈ−ｈw）＋２｝ｈw

【００３８】図８に示すように、ａ_上はＵ字管の上流側
断面積、ａ_下はＵ字管の下流側断面積、ＬａはＵ字管の
上流の水面高さとＵ字管の下流の水面高さの間の中心線
上の距離、ＨはＵ字管の水面から水位までの高さ、ｈw
はＵ字管の水面からＵ字管の頂部底面までの高さであ
る。

【００３９】限界水位差ｄc2は、図３において水面上昇
量ｘ２６が頂部低面高さ３０に達した時の塔内外水位差
２９の大きさである。限界水位差が大きければ空気ロッ
クは破壊し難くい。上記式はＲaが大きいほどｄc2が大
きくなることを示している。即ち、Ｕ字管列を、貯水池
の水深方向に向かって、背丈、乃至、管径について大型
化することにより空気ロック破壊の可能性が下段ほど低
くなる。したがって、条件的に許されない時に、貯水池
底層の水が下流に流れ出る可能性が低くなるので、取水
設備としての信頼性が著しく高まる。

【００４０】３．爆気現象のエネルギーは貯水池側に解
放されるので信頼性が向上する。

【００４１】図５（ａ）に示される爆気放出窓６１の設
置により、爆気現象による塔槽５２内の気泡を多量に含
んだ水は貯水池側に放出されるので、爆気現象のエネル
ギーが放出される。したがって、盛り上がる水面が機械
室５３の床裏面に衝突したり、グレーチング張りの床を
とおして機械室５３に浸水することがなく、操作の安全
性に関する信頼性が向上する。

【００４２】発明の実施の形態２．発明の実施の形態２
について説明する。図９はＵ字管の工事コストを低減す
る為のもので、直管の採用に関するものである。

【００４３】図９において、最上段取水口に、Ｕ字管の
代わりに直管７０を設置する。

【００４４】貯水の中層や底層を選択的に取水する必要
がなく、専ら表層からの取水に供される取水設備にあっ
ては、最上段取水口に直管７０を採用することにより、
Ｕ字管コストを低減できる。

【００４５】発明の実施の形態３．発明の実施の形態３
について説明する。図１０は開閉装置のコストを低減す
る為のもので、修理用ゲートの利用に関するものであ
る。

【００４６】図１０（ａ）において、２個以上のＵ字管
が通水状態にある時に、閉じたいＵ字管の流れを修理用
ゲート６３で遮断した後、空気ロック形成の為の操作を
行う。

【００４７】通水中のＵ字管で空気ロック形成操作を行
う場合、注入した空気の一部は流れに持ち去れられるの
で、それに対抗できる容量を持った開閉装置が必要とな
る。図５における修理用ゲート６３は、常時使用するも
のでないので、これを利用してＵ字管の流れを遮断し、
空気を注入する方式を採れば、開閉装置が小型化でき、
コストの低減が可能である。空気の注入に伴いＵ字管内
部の水の一部は塔槽５２側に排出されなければならない
が、図１０（ｂ）が示す修理用ゲートの充水バルブ７１
は開閉力７２で開状態にあるので、Ｕ字管出口を修理用
ゲートで閉鎖しても空気注入は支障なく行われる。最上
段取水口が直管である場合は図１０のｃが示すように直
管を修理用ゲートで塞ぐことにより中層や底層の取水も
可能となるので、Ｕ字管及び開閉装置のコスト低減が同
時に可能となる。

【００４８】本発明は、以上の実施の形態に限定される
ことなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内
で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内
に包含されるものであることは言うまでもない。

【００４９】

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の、空気を利用して取水口の開閉を行う
ゲートレス取水設備の全体図を表す。図１（ａ）は取水
管中心の縦断面図、同図（ｂ）は他の部分の縦断面図、
同図（ｃ）は平面断面図である。

【図２】 図２（ａ）は図１の設備の開閉機構の説明
図、同図（ｂ）は水面センサーの原理図である。

【図３】 図１の設備が持つ技術的問題点のうち爆気現
象を説明するための図である。

【図４】 図１の設備が持つ技術的問題点のうち空気ロ
ックの破壊を説明するための図である。

【図５】 この発明の実施の形態１に係るゲートレス取
水設備の全体図を表す。図１（ａ）は取水管中心の縦断
面図、同図（ｂ）は他の部分の縦断面図、同図（ｃ）は
平面断面図である。

【図６】 この発明の実施の形態１におけるＵ字管への
電波式レベル計の取り付け方の説明図である。図６
（ａ）は断面略図、同図（ｂ）はその部分拡大図であ
る。

【図７】 この発明の実施の形態１の予備給排気管を示
す図である。

【図８】 この発明の実施の形態１の限界水位差に関す
る説明図である。

【図９】 この発明の実施の形態２に係るゲートレス取
水設備の全体図を表す図である。

【図１０】 この発明の実施の形態３に係るゲートレス
取水設備を表す図である。

【符号の説明】

３ Ｕ字管 ４ 塔槽 ５ 給排気管 ６ 水面センサー ７ 点検床 ８ 階段 ９ 昇降設備 １０ 換気ダクト １１ 放流管 １２ 修理用ゲート １３ 機械室 １４ 圧搾機 １５ 蓄圧槽 １６ 真空ポンプ １７ 注入弁 １８ 解除弁 １９ 空気 ２０ 水 ２１ 水面 ２２ 電極 ２３ 電気回路 ２４ 上流足部 ２５ 水面設定高さ ２６ 取水開始に伴う水面設定高さからの上昇分（ｘ
２６） ２７ 下流足部 ２８ 下流側水面 ２９ 塔内外水位差 ３０ 頂部底面高さ ３１ リーク無しのときの塔内の水圧分布 ３２ リーク有りＵ字管閉のときの塔内の水圧分布 ３３ リーク有りＵ字管Ｎｏ．１開のときの塔内の水
圧分布 ３４ 乾燥槽 ５１ 給排気管 ５２ 塔槽 ５３ 機械室 ５４ 水面センサー ５５ 利水最高水位 ５６ 利水最低水位 ５７〜６０ Ｕ字管 ６１ 爆気放出窓 ６２ 放流管 ６３ 修理用ゲート ６４ 予備給排気管 ６５ ねじ込み栓 ６６ 水面ゲージ管 ６７ 電波式レベル計 ６８ 空気圧管 ６９ 水面 ７０ 直管 ７１ 充水バルブ ７２ 開閉力

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年１月１１日（２０００．１．１
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の、空気を利用して取水口の開閉を行う
ゲートレス取水設備の全体図を表す。図１（ａ）は取水
管中心の縦断面図、同図（ｂ）は他の部分の縦断面図、
同図（ｃ）は平面断面図である。

【図２】 図２（ａ）は図１の設備の開閉機構の説明
図、同図（ｂ）は水面センサーの原理図である。

【図３】 図１の設備が持つ技術的問題点のうち空気ロ
ックの破壊を説明するための図である。

【図４】 図１の設備が持つ技術的問題点のうち爆気現
象を説明するための図である。

【図５】 この発明の実施の形態１に係るゲートレス取
水設備の全体図を表す。図１（ａ）は取水管中心の縦断
面図、同図（ｂ）は他の部分の縦断面図、同図（ｃ）は
平面断面図である。

【図６】 この発明の実施の形態１におけるＵ字管への
電波式レベル計の取り付け方の説明図である。図６
（ａ）は断面略図、同図（ｂ）はその部分拡大図であ
る。

【図７】 この発明の実施の形態１の予備給排気管を示
す図である。

【図８】 この発明の実施の形態１の限界水位差に関す
る説明図である。

【図９】 この発明の実施の形態２に係るゲートレス取
水設備の全体図を表す図である。

【図１０】 この発明の実施の形態３に係るゲートレス
取水設備を表す図である。

【符号の説明】 ３ Ｕ字管 ４ 塔槽 ５ 給排気管 ６ 水面センサー ７ 点検床 ８ 階段 ９ 昇降設備 １０ 換気ダクト １１ 放流管 １２ 修理用ゲート １３ 機械室 １４ 圧搾機 １５ 蓄圧槽 １６ 真空ポンプ １７ 注入弁 １８ 解除弁 １９ 空気 ２０ 水 ２１ 水面 ２２ 電極 ２３ 電気回路 ２４ 上流足部 ２５ 水面設定高さ ２６ 取水開始に伴う水面設定高さからの上昇分（ｘ
２６） ２７ 下流足部 ２８ 下流側水面 ２９ 塔内外水位差 ３０ 頂部底面高さ ３１ リーク無しのときの塔内の水圧分布 ３２ リーク有りＵ字管閉のときの塔内の水圧分布 ３３ リーク有りＵ字管Ｎｏ．１開のときの塔内の水
圧分布 ３４ 乾燥槽 ５１ 給排気管 ５２ 塔槽 ５３ 機械室 ５４ 水面センサー ５５ 利水最高水位 ５６ 利水最低水位 ５７〜６０ Ｕ字管 ６１ 爆気放出窓 ６２ 放流管 ６３ 修理用ゲート ６４ 予備給排気管 ６５ ねじ込み栓 ６６ 水面ゲージ管 ６７ 電波式レベル計 ６８ 空気圧管 ６９ 水面 ７０ 直管 ７１ 充水バルブ ７２ 開閉力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 592000886 八千代エンジニヤリング株式会社 東京都目黒区中目黒１丁目10番21号 (72)発明者 柏井 条助 茨城県つくば市大字旭１番地 (72)発明者 川崎 秀明 沖縄県名護市字名護4752番地 (72)発明者 喜納 敏男 沖縄県名護市字我部祖河1201−７番地 (72)発明者 寺田 溥 神奈川県横浜市旭区上白根３−11−31 (72)発明者 橋村 潔 福岡県福岡市早良区飯倉８−11−６

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 選択的に取水を行うための所定の個数の
   Ｕ字管と、前記Ｕ字管の頂部近傍に接続された給排気管
   と、前記Ｕ字管を閉じるために前記給排気管を通じて前
   記Ｕ字管に空気を注入する注入手段と、前記Ｕ字管を開
   けるために前記給排気管を通じて空気を排気する排気手
   段とを備えるゲートレス取水設備において、 前記給排気管を取水設備の塔槽頂部の機械室に導くとと
   もに、前記機械室の前記給排気管に水面検出センサーを
   備えることを特徴とする取水設備。
2. 【請求項２】 前記水面検出センサーは、前記Ｕ字管の
   空気圧を測定して管内の水面の高さを検出する水晶式圧
   力センサーであることを特徴とする請求項１記載の取水
   設備。
3. 【請求項３】 前記Ｕ字管の上流側に接続された水面ゲ
   ージ管を備え、前記水面検出センサーは、電波により水
   面高さを測る電波式レベル計であり、前記水面ゲージ管
   により前記Ｕ字管の上流側の水面を検出することを特徴
   とする請求項１記載の取水設備。
4. 【請求項４】 一端が前記Ｕ字管の頂部近傍に接続さ
   れ、他端が前記Ｕ字管の放水を集めて放流管に流す前記
   塔槽に接続された予備給排気管を備え、 前記予備給排気管は通常は使用されず、前記給排気管が
   故障したときに新しい給排気管が取り付けられ、取水設
   備の前記塔槽頂部の前記機械室に導かれることを特徴と
   する請求項１記載の取水設備。
5. 【請求項５】 通常は、前記予備給排気管の前記塔槽側
   の端部にねじ込み栓が設けられていることを特徴とする
   請求項４記載の取水設備。
6. 【請求項６】 選択的に取水を行うための所定の個数の
   Ｕ字管と、前記Ｕ字管の頂部近傍に接続された給排気管
   と、前記Ｕ字管を閉じるために前記Ｕ字管の頂部を空気
   で満たして空気ロック状態にするべく前記給排気管を通
   じて前記Ｕ字管に空気を注入する注入手段と、前記Ｕ字
   管を開けるために前記給排気管を通じて空気を排気する
   排気手段とを備えるゲートレス取水設備において、下段
   の前記Ｕ字管について発生する空気ロック破壊現象の可
   能性を低くするように、下段の前記Ｕ字管を大型化した
   ことを特徴とする取水設備。
7. 【請求項７】 下段の前記Ｕ字管の背丈を長くすること
   を特徴とする請求項６記載の取水設備。
8. 【請求項８】 下段の前記Ｕ字管の管径を太くすること
   を特徴とする請求項６記載の取水設備。
9. 【請求項９】 選択的に取水を行うための所定の個数の
   Ｕ字管と、前記Ｕ字管の頂部近傍に接続された給排気管
   と、前記Ｕ字管を閉じるために前記給排気管を通じて前
   記Ｕ字管に空気を注入する注入手段と、前記Ｕ字管を開
   けるために前記給排気管を通じて空気を排気する排気手
   段とを備えるゲートレス取水設備において、 前記Ｕ字管の下流側に設けられ、前記Ｕ字管の放水を集
   めて放流管に流す塔槽と、前記Ｕ字管に過剰に空気が注
   入されたときに前記Ｕ字管内の空気が前記塔槽内に噴き
   出す爆気現象のエネルギーを放出するために、前記Ｕ字
   管の上側であって前記塔槽の上部に設けられた爆気放出
   窓とを備えることを特徴とする取水設備。
10. 【請求項１０】 選択的に取水を行うための所定の個数
    のＵ字管と、前記Ｕ字管の頂部近傍に接続された給排気
    管と、前記Ｕ字管を閉じるために前記給排気管を通じて
    前記Ｕ字管に空気を注入する注入手段と、前記Ｕ字管を
    開けるために前記給排気管を通じて空気を排気する排気
    手段とを備えるゲートレス取水設備において、 前記Ｕ字管の上側に取水用の直管を設けることを特徴と
    する取水設備。
11. 【請求項１１】 選択的に取水を行うための所定の個数
    のＵ字管と、前記Ｕ字管の頂部近傍に接続された給排気
    管と、前記Ｕ字管を閉じるために前記給排気管を通じて
    前記Ｕ字管に空気を注入する注入手段と、前記Ｕ字管を
    開けるために前記給排気管を通じて空気を排気する排気
    手段とを備えるゲートレス取水設備において、 前記注入手段により容易に空気注入が行われるように、
    前記Ｕ字管を閉じるゲートを備えることを特徴とする取
    水設備。
12. 【請求項１２】 選択的に取水を行うための所定の個数
    のＵ字管と、前記Ｕ字管の頂部近傍に接続された給排気
    管と、前記Ｕ字管を閉じるために前記給排気管を通じて
    前記Ｕ字管に空気を注入する注入手段と、前記Ｕ字管を
    開けるために前記給排気管を通じて空気を排気する排気
    手段とを備えるゲートレス取水設備の操作方法におい
    て、 前記Ｕ字管をゲートで一時的に閉じるステップと、 前記注入手段により前記Ｕ字管に空気を注入して空気ロ
    ック状態を生じさせるステップと、 前記ゲートを除去するステップとを備える取水設備の操
    作方法。