JP2001348090A - 複槽型貯液タンクにおける液体の滞留防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成により貯水槽内の水の腐敗を防止
することができるとともに、構造を簡素化することがで
きる貯水タンクを提供する。 【解決手段】 貯水タンク１１内に区画壁１２を設けて
第１貯水室Ｒ１と第２貯水室Ｒ２に区画形成する。第１
貯水室Ｒ１内には給水管１３を挿入し、区画壁１２には
水のサイホン１７を装着し、サイホン１７の揚水管１７
ａを第１貯水室Ｒ１内に導出管１７ｂを区画壁１２を貫
通するように、降水管１７ｃを第２貯水室Ｒ２内に配置
する。導出管１７ｂ内にはサイホンの原理を発生させる
ための固定絞り１８を設け、第１貯水室Ｒ１内の水がサ
イホンの原理により第２貯水室Ｒ２内に移動するように
構成する。このサイホン１７内の水の排出によって死水
防止が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は例えば複槽型貯水
タンクの死水を防止したり、貯留された液体の滞留を防
止して密度を均一化したりする複槽型貯液タンクにおけ
る液体の滞留防止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、大容量の貯水タンクは保守点検
や清掃作業を考慮して二槽式になっているものが多い。
又、地震等の災害時において飲料水と給水圧力の確保を
図るため、貯水タンクの最低水位を高めに設定している
ことが多い。

【０００３】図１６は従来の二槽式タンクを示す縦断面
図であり、図１７は平断面図である。この貯水タンク１
１の内部には区画壁１２が設けられ、貯水タンク１１は
第１貯水室Ｒ１を備えた第１貯水タンク１１Ａと、第２
貯水室Ｒ２を備えた第２貯水タンク１１Ｂに区画形成さ
れている。第１貯水タンク１１Ａには給水管１３が挿入
され、第２貯水タンク１１Ｂの下部には排水管１６が接
続されている。又、区画壁１２の上下方向に関して中間
部には連通路１２ａが形成され、第１貯水タンク１１Ａ
と第２貯水タンク１１Ｂの水位は常に同じになり、コン
トロールシステムにより水位が最高水位ＨＬ１（ＨＬ
２）と最低水位ＬＬ１（ＬＬ２）の範囲内で変動する。
水位が最低水位ＬＬ１（ＬＬ２）以下にならないので、
地震災害時等に飲料水を確保し得るようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の二槽式貯水
タンク１１においては、給水管１３から第１貯水室Ｒ１
内に供給された水は、連通路１２ａから第２貯水室Ｒ２
側へ流れ、第２貯水室Ｒ２内の水は排水管１６から外部
に排水されるようになっている。このとき、給水管１３
から供給される水は、図１７の矢印Ｙ１で示すように連
通路１２ａに向かい、連通路１２ａから矢印Ｙ２で示す
ように排水管１６側に流れる。第１貯水室Ｒ１と第２貯
水室Ｒ２の水位が同時に上昇するので、給水管１３の供
給水量の二分の一しか第２貯水室Ｒ２に流れていかな
い。このため、矢印Ｙ１から該矢印Ｙ１の左右両側部の
ほぼ三角形状の領域Ａ１、領域Ａ２に向かって水の流れ
が生じる。従って、前記領域Ａ１、Ａ２においては水の
流れが遅くなり、第１貯水タンク１１Ａ内での停滞時間
が長くなる。この結果、この領域Ａ１、Ａ２における水
の残存塩素濃度が低下して死水が発生する恐れがある。

【０００５】貯水タンク１１の死水防止装置として、外
部動力により第１貯水室Ｒ１内の水を攪拌する装置を設
けることも考えられるが、この場合には製造コストが問
題となる。

【０００６】一方、貯水タンク以外の化学薬品を貯留す
る二槽型貯液タンクにおいても前述した貯水タンクと同
様に第１貯液室内において液体の滞留が生じるので、そ
れを解消して例えば液体の密度を均一化するという課題
があり、これを解決するためには高価な攪拌装置を設け
る必要があり製造コストが問題となる。

【０００７】この発明の目的は上記従来の技術に存する
問題点を解消して、複槽型貯液タンク内における液体の
滞留を防止して液体の均質化を図ることができる複槽型
貯液タンクにおける液体の滞留防止装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、貯液タンクを区画壁に
より第１貯液室と第２貯液室に区画し、前記第１貯液室
には液体供給源から液体を供給する給液管を配設し、第
２貯液室には液体を外部に排出する排液管を接続し、前
記第１貯液室と第２貯液室を連通路により連通した複槽
型貯液タンクにおいて、前記連通路はサイホンであっ
て、該サイホンは、前記第１貯液室内に配設された揚液
管と、前記揚液管の上端部を第２貯液室に導出する導出
管と、前記導出管の先端部に対し第２貯液室内に位置す
るように接続された降液管とにより構成され、前記降液
管には、給液管からの給液動作により第１貯液室の液位
が揚液管から導出管に上昇したとき、前記導出管内の圧
力を負圧力にしてサイホンを機能させるための負圧力付
与手段を設けたことを要旨とする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記揚液管の中間部には、前記第１貯液室の最低液
位を設定する空気導入孔が設けられていることを要旨と
する。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
において、前記負圧力付与手段は、降液管に設けられた
絞りであって、降液を飛散させて降液管の降液通路内に
液膜を形成し、降液管の下端開口を通して降液管内の降
液通路に侵入しようとする空気を抑制するように構成さ
れていることを要旨とする。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項３におい
て、前記絞りは、降液管の途中に嵌合されたリング状を
なす固定絞りであることを要旨とする。請求項５に記載
の発明は、請求項３において、降液管には、該降液管の
内部の降液通路と、第２貯液室とを連通する空気導入孔
が前記負圧力付与手段よりも下方に位置するように設け
られていることを要旨とする。

【００１２】請求項６に記載の発明は、請求項１又は２
において、前記負圧力付与手段は、降液管の下端の出口
を第２貯液室内の最低液位よりも下方に配置することに
より構成されていることを要旨とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、この発明
を具体化した第１実施形態を図１〜図１２に基づいて説
明する。

【００１４】図１に示すように貯水タンク１１のほぼ中
央部には垂直に区画壁１２が取り付けられ、第１貯水タ
ンク１１Ａと第２貯水タンク１１Ｂに区画形成されてい
る。前記第１貯水タンク１１Ａには給水管１３が下向き
に貫通固定されている。この給水管１３は水源１４に接
続され、給水管１３の途中にはバルブ１５が配設されて
いる。前記第２貯水タンク１１Ｂの下端部寄りには排水
管１６が接続され、第２貯水室Ｒ２内の水を外部に排出
するようになっている。

【００１５】前記揚水管１７ａの入口１７ｄは、第１貯
水室Ｒ１の最低水位ＬＬ１よりも下方位置に設定され、
揚水管１７ａの上下方向の中間部には空気流入孔１７ｆ
が形成されている。

【００１６】前記空気流入孔１７ｆの位置は、貯水タン
ク１１の底面から所定高さ位置Ｅに設定され、これによ
り第１貯水室Ｒ１内の最低水位ＬＬ１が設定されてい
る。第１貯水室Ｒ１内の最低水位ＬＬ１は、地震等の災
害時において、必要な水量を確保し得るように高く設定
されている。一方、第２貯水室Ｒ２内の最低水位ＬＬ２
は、図示しないが、水位センサからの検出信号により制
御装置から排水管１６の途中に設けた開閉弁を開閉動作
することによってほぼ所定の高さ位置になるように設定
されている。この最低水位ＬＬ２は第１貯水室Ｒ１の最
低水位ＬＬ１よりも遥かに低く設定されている。

【００１７】第１貯水室Ｒ１及び第２貯水室Ｒ２内の最
高水位ＨＬ１及び最高水位ＨＬ２は、バルブ１５の開閉
制御を図示しない制御装置からの動作信号により制御す
ることにより所定高さに設定されている。なお、制御装
置には図示しないが例えば水位センサからの検出水位の
信号が入力されるようになっている。

【００１８】前記区画壁１２には水のサイホン１７が貫
通支持され、この水のサイホン１７は前記第１貯水室Ｒ
１内に位置する揚水管１７ａと、区画壁１２を貫通する
導出管１７ｂと、第２貯水室Ｒ２内に位置する降水管１
７ｃとによりほぼアーチ状に形成されている。そして、
揚水管１７ａの下端開口、つまり、入口１７ｄから入っ
た水は、揚水管１７ａ内の揚水通路Ｃ１を上方に移動
し、導出管１７ｂ内の導出通路Ｃ２を水平に移動し、降
水管１７ｃ内の降水通路Ｃ３を下方に移動して出口１７
ｅから第２貯水室Ｒ２内に移動するようにしている。

【００１９】前記サイホン１７はサイホンの原理を利用
して第１貯水室Ｒ１内の水を第２貯水室Ｒ２内に導くも
のである。従って、このサイホン１７にサイホンの原理
を発生させるために、前記降水管１７ｃの中間部には図
３に示すように負圧力付与手段としての絞り孔１８ａを
有する固定絞り１８が嵌入固定されている。この固定絞
り１８により第２貯水室Ｒ２内が最低水位ＬＬ２となっ
た状態において、第１貯水室Ｒ１内の水位が最低水位Ｌ
Ｌ１から上昇して導出管１７ｂに達したとき、後に詳述
するように導出管１７ｂの導出通路Ｃ２の圧力を負圧に
してサイホンの原理を発生させるようにしている。

【００２０】前記サイホン１７の通路面積は、給水管１
３により第１貯水室Ｒ１内に供給される単位時間当たり
の水量よりもサイホン１７から排出される水量が多くな
るように設定されている。

【００２１】前記降水管１７ｃの途中には前記固定絞り
１８の下方に位置するように空気流入孔１７ｇが形成さ
れている。この空気流入孔１７ｇは、後述するようにサ
イホン１７による水の排出動作の回数を増やすためのも
のである。

【００２２】次に、死水防止構造を備えた貯水タンクに
ついて、その動作を説明する。図１は第１貯水室Ｒ１及
び第２貯水室Ｒ２内に水が最高水位ＨＬ１、最高水位Ｈ
Ｌ２まで貯留された状態を示す。この状態において、バ
ルブ１５が停止され、水の需要が生じて排水管１６から
水が外部に排出されると、図５に示すように前記第１貯
水室Ｒ１側の最高水位ＨＬ１は最低水位ＬＬ１となり、
第２貯水室Ｒ２側の水位は一時的に最低水位ＬＬ１と同
じ水位の中間水位ＭＬ２となる。その後、第２貯水室Ｒ
２内の所定量の水が排水管１６を通してさらに外部に排
出されると、図６に示すように第２貯水室Ｒ２内の水位
が中間水位ＭＬ２′まで下がる。

【００２３】図６に示す状態において、図示しない水位
センサにより第２貯水室Ｒ２内の水量が低下したことが
感知されると、図示しない制御装置から動作信号が出力
されてバルブ１５が作動される。すると、水源１４から
給水管１３を通して第１貯水室Ｒ１内に水が供給され、
図７に示すようにその水位が中間水位ＭＬ１まで上昇す
る。この状態においては、第１貯水室Ｒ１内の水はサイ
ホン１７の導出管１７ｂ内を通って降水管１７ｃ側に移
動される。このとき、降水管１７ｃに設けた固定絞り１
８により導出管１７ｂ内の水が図３において固定絞り１
８により中心部側に変向され、このため絞り孔１８ａを
塞ぐような水膜が形成され、固定絞り１８の下方の降水
通路Ｃ３から空気が絞り孔１８ａを通って上部の導出通
路Ｃ２に流入するのが阻止される。一方、導出通路Ｃ２
の空気が飛散された降水に巻き込まれて水の重力の働き
で絞り孔１８ａを通って降水通路Ｃ３に流入する。結
局、固定絞り１８は空気の一方通行弁の役割を果たす。
従って、導出管１７ｂ内が次第に負圧になり図４及び図
８に示すようにサイホンの原理により第１貯水室Ｒ１の
水が揚水管１７ａ、導出管１７ｂ及び降水管１７ｃを通
って第２貯水室Ｒ２に移動する。

【００２４】前記サイホン１７内を流れる水の流量は、
給水管１３により供給される水量よりも多くなるように
設定されている。このため、図８に示すように第１貯水
室Ｒ１内の水位が中間水位ＭＬ１′に低下するととも
に、第２貯水室Ｒ２内の水位が中間水位ＭＬ２″に上昇
し、互いの水位が接近することになる。

【００２５】その後、図９に示すように第１貯水室Ｒ１
内の水位は、前記最低水位ＬＬ１まで下がり、第２貯水
室Ｒ２内の水位は中間水位ＭＬ２まで上昇する。この状
態においては、空気が空気流入孔１７ｆからサイホン１
７に入り、サイホン１７の水の排出動作が停止される。

【００２６】さらに、図９に示す状態において給水管１
３から水が第１貯水室Ｒ１内に供給されているので、水
位は最低水位ＬＬ１から再び図１０に示すように中間水
位ＭＬ１まで上昇する。この結果、前述したサイホンの
原理を利用した水の排出動作が再開され、図１１に示す
ように第１貯水室Ｒ１内の水位が中間水位ＭＬ１″に下
降し、第２貯水室Ｒ２内の水位が中間水位ＭＬ２″に上
昇する。そして、図１２に示すように第１貯水室Ｒ１内
の中間水位ＭＬ１と第２貯水室Ｒ２内の中間水位ＭＬ２
が同じになったところで、サイホン１７による水の排出
が停止され、第１貯水室Ｒ１及び第２貯水室Ｒ２の水位
はともに上昇し、図１に示すように最高水位ＨＬ１と最
高水位ＨＬ２まで高められる。

【００２７】次に、前記のように構成した貯水タンクに
ついて、その効果を構成とともに列記する。 （１）前記第１実施形態では、第１貯水室Ｒ１と第２貯
水室Ｒ２を連通するサイホン１７を設け、このサイホン
１７にサイホンの機能を発揮させる固定絞り１８を設け
た。又、給水管１３の給水量よりもサイホン１７の排水
量が多くなるように設定した。このため、第１貯水室Ｒ
１においては、図２に示す領域Ａ１、Ａ２の水がサイホ
ン１７の入口１７ｄに吸い込まれて、両領域Ａ１，Ａ２
の水の滞留時間が短くなる。このため、第１貯水室Ｒ１
内の死水問題を簡単な構成により解決することができ
る。

【００２８】なお、第２貯水室Ｒ２は水位が最低水位Ｌ
Ｌ２まで降下するので、死水問題が発生することはな
い。 （２）前記第１実施形態では、揚水管１７ａの途中に空
気流入孔１７ｆを設けたので、必要に応じて空気流入孔
１７ｆの高さを調節することにより、所定量の水量を確
保するコントロールができる。この空気流入孔１７ｆの
高さ調節は、複数箇所に上下方向に設けた空気流入孔１
７ｆのいずれか一つを開放し、他の空気流入孔１７ｆを
閉鎖するようにして行う。又、図示しないが第１貯水室
Ｒ１と第２貯水室Ｒ２を常閉弁付きのバイパスで連結す
ることにより、地震等の災害時において、バイパスの常
閉弁を開けて第１貯水室Ｒ１内の水を飲料水として有効
に利用することができる。

【００２９】（３）前記第１実施形態では、サイホン１
７の降水管１７ｃに空気流入孔１７ｇを設けたので、排
水管１６により第２貯水室Ｒ２内の水が外部に排出され
た後に、第１貯水室Ｒ１内の水を第２貯水室Ｒ２内へ供
給する動作において、サイホン１７内を複数回（前記第
１実施形態では二回）にわたってサイホンの原理により
水を排出させることができる。この結果、死水防止効果
を一層高めることができる。この理由を以下に説明す
る。

【００３０】仮に、空気流入孔１７ｇが存在しない場合
には、図９に示す状態において空気流入孔１７ｇが閉鎖
され、かつ降水管１７ｃの出口１７ｅが水により閉鎖さ
れている状態と同じとなる。このため、給水管１３から
第１貯水室Ｒ１内に供給された水の水位が上昇しても、
揚水管１７ａ内の水位は上昇しないので、サイホン１７
による水の排出が行われることはない。この場合には、
例えば第１貯水室Ｒ１の水位が最高水位となつた後に、
排水管１６により排水が行われて、第２貯水室Ｒ２内の
水位が出口１７ｅよりも下方になったときに、サイホン
１７が一回のみ作動される。

【００３１】前記サイホン１７の作動回数は、固定絞り
１８及び空気流入孔１７ｇの設定位置や通路面積等の緒
元を変更することにより、三回以上とすることが可能で
ある。 （第２実施形態）次に、この発明を具体化した第２実施
形態を図１３に基づいて説明する。

【００３２】この第２実施形態では、前記区画壁１２を
貯水タンク１１の中心部より給水管１３側に変位し、第
１貯水室Ｒ１の容積を第２貯水室Ｒ２の容積よりも小さ
く設定している。

【００３３】このため、第１貯水室Ｒ１内の水の滞留防
止効果が高くなり、死水防止効果を一層高めることがで
きる。 （第３実施形態）図１４に示す第３実施形態は、貯水タ
ンク１１の内部に円筒状の区画壁１２を配置して、中心
部に第１貯水タンク１１Ａを形成し、その外周に第２貯
水タンク１１Ｂを同心状に形成したものである。この実
施形態においても前述した第１実施形態と同様の作用効
果を奏する。 （第４実施形態）図１５に示す第４実施形態は、第１貯
水タンク１１Ａと第２貯水タンク１１Ｂを別個に形成し
て、それらを水のサイホン１７の導出管１７ｂにより連
通したものである。この実施形態においても前述した第
１実施形態と同様の作用効果を奏する。

【００３４】なお、前記実施形態は以下のように変更し
て具体化することもできる。 ・図示しないが、固定絞り１８を省略し、降水管１７ｃ
を第２貯水室Ｒ２内の最低水位ＬＬ２よりも下方に配置
するようにしてもよい。この場合には、導出管１７ｂか
ら水が降水管１７ｃに流動すると、導出管１７ｂ及び降
水管１７ｃ内に残留していた空気が出口１７ｅから第２
貯水室Ｒ２内に押し出されるので、サイホン１７が機能
して、第１貯水室Ｒ１から第２貯水室Ｒ２への水の排出
を行わせることができる。

【００３５】・図示しないが、空気流入孔１７ｆを省略
してもよい。この場合には第１貯水室Ｒ１側の最低水位
ＬＬ１が低くなるので、タンク内の残留水の量は減少す
るが、前述した第１実施形態と同様に死水防止を確実に
行うことができる。

【００３６】・前記実施形態では貯水タンクの死水防止
構造として具体化したが、これ以外に例えば化学薬品を
貯留する複層タイプの貯液タンクに具体化したり、その
他液体の密度を均一化するための構造を備えた貯液タン
クに具体化したりしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜６記載
の発明は、簡単な構成により、第１貯液室内の液体の滞
留を防止して、第１貯液室から第２貯液室へ液体を適正
状態で供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明を死水防止構造を備えた貯水タンク
に具体化した一実施形態を示す縦断面図。

【図２】 図１の貯水タンクの平断面図。

【図３】 固定絞りの作用を説明する断面図。

【図４】 固定絞りの作用を説明する断面図。

【図５】 貯水タンクの動作を説明する断面図。

【図６】 貯水タンクの動作を説明する断面図。

【図７】 貯水タンクの動作を説明する断面図。

【図８】 貯水タンクの動作を説明する断面図。

【図９】 貯水タンクの動作を説明する断面図。

【図１０】 貯水タンクの動作を説明する断面図。

【図１１】 貯水タンクの動作を説明する断面図。

【図１２】 貯水タンクの動作を説明する断面図。

【図１３】 貯水タンクの別例を示す縦断面図。

【図１４】 貯水タンクの別例を示す縦断面図。

【図１５】 貯水タンクの別例を示す縦断面図。

【図１６】 従来の貯水タンクの縦断面図。

【図１７】 従来の貯水タンクの平断面図。

【符号の説明】

Ｃ３…降液通路、Ｒ１…第１貯液室、Ｒ２…第２貯液
室、ＬＬ１，ＬＬ２…最低液位、１２…区画壁、１３…
給液管、１６…排液管、１７…サイホン、１７ａ…揚液
管、１７ｂ…導出管、１７ｃ…降液管、１７ｅ…出口、
１７ｆ，１７ｇ…空気導入孔、１８…負圧力付与手段と
しての固定絞り。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯液タンク（１１）を区画壁（１２）に
   より第１貯液室（Ｒ１）と第２貯液室（Ｒ２）に区画
   し、前記第１貯液室（Ｒ１）には液体供給源から液体を
   供給する給液管（１３）を配設し、第２貯液室（Ｒ２）
   には液体を外部に排出する排液管（１６）を接続し、前
   記第１貯液室（Ｒ１）と第２貯液室（Ｒ２）を連通路に
   より連通した複槽型貯液タンクにおいて、 前記連通路はサイホン（１７）であって、該サイホン
   （１７）は、 前記第１貯液室（Ｒ１）内に配設された揚液管（１７
   ａ）と、 前記揚液管（１７ａ）の上端部を第２貯液室（Ｒ２）に
   導出する導出管（１７ｂ）と、 前記導出管（１７ｂ）の先端部に対し第２貯液室（Ｒ
   ２）内に位置するように接続された降液管（１７ｃ）と
   により構成され、 前記降液管（１７ｃ）には、給液管（１３）からの給液
   動作により第１貯液室（Ｒ１）の液位が揚液管（１７
   ａ）から導出管（１７ｂ）に上昇したとき、前記導出管
   （１７ｂ）内の圧力を負圧力にしてサイホン（１７）を
   機能させるための負圧力付与手段（１８）を設けたこと
   を特徴とする複槽型貯液タンクにおける液体の滞留防止
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記揚液管（１７
   ａ）の中間部には、前記第１貯液室（Ｒ１）の最低液位
   （ＬＬ１）を設定する空気導入孔（１７ｆ）が設けられ
   ている複槽型貯液タンクにおける液体の滞留防止装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記負圧力付
   与手段は、降液管（１７ｃ）に設けられた絞り（１８）
   であって、降液を飛散させて降液管（１７ｃ）の降液通
   路（Ｃ３）内に液膜を形成し、降液管（１７ｃ）の下端
   開口（１７ｅ）を通して降液管（１７ｃ）内の降液通路
   （Ｃ３）に侵入しようとする空気を抑制するように構成
   されている複槽型貯液タンクにおける液体の滞留防止装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記絞り（１８）
   は、降液管（１７ｃ）の途中に嵌合されたリング状をな
   す固定絞りである複槽型貯液タンクにおける液体の滞留
   防止装置。
5. 【請求項５】 請求項３において、降液管（１７ｃ）に
   は、該降液管（１７ｃ）の内部の降液通路（Ｃ３）と、
   第２貯液室（Ｒ２）とを連通する空気導入孔（１７ｇ）
   が前記負圧力付与手段（１８）よりも下方に位置するよ
   うに設けられている複槽型貯液タンクにおける液体の滞
   留防止装置。
6. 【請求項６】 請求項１又は２において、前記負圧力付
   与手段は、降液管（１７ｃ）の下端の出口（１７ｅ）を
   第２貯液室（Ｒ２）内の最低液位（ＬＬ２）よりも下方
   に配置することにより構成されている複槽型貯液タンク
   における液体の滞留防止装置。