JP2015101849A

JP2015101849A - 溜め池の排水装置

Info

Publication number: JP2015101849A
Application number: JP2013241507A
Authority: JP
Inventors: 昇一森; Shoichi Mori; 豊畠中; Yutaka Hatanaka; 和敬小西; Kazutaka Konishi
Original assignee: KYOWA KAKO; Kyowa Kako Co Ltd
Current assignee: KYOWA KAKO; Kyowa Kako Co Ltd
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2015-06-04

Abstract

【課題】
溜め池や貯水池等の底部に堆積した高濃度の底土である汚物や放射性汚泥を排出することがなく、かつ、溜め池等の大量の水を最小の電力で用水路に排水する排水装置を極めて簡易に設置でき安価で提供する。
【解決手段】
用水路の底の位置よりも底の位置が高い溜め池において、溜め池の表面水位に追従する浮体に取水口と濁度計と取水ポンプとを設けるとともに、該取水口から用水路の排水口までを連続する配管を設け、該配管の溜め池の堤に位置する部分には空気のみを外部に放出する空気弁を設け、前記排水口の近傍には電動弁を設け、サイホン現象・作用により溜め池の上澄水を排水する溜め池の排水装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、農業用等の溜め池に堆積した高濃度の放射性汚泥を巻き込むことなく汚染されていない上澄水を排出する排水装置に関する。

農業用溜め池の流出部は、ほとんど水門形式になっている。このため、溜め池の水位に関係なく流出水位が決定するために上澄水のみを流出させることが出来ない構造であり、農業用溜め池の底部に堆積した高濃度の底土である汚物や放射性汚泥を巻き込むことが避けられないといった問題点があった。
また、水門形式以外で溜め池から排水するために、排水ポンプを使用する場合には、長時間稼働させることからポンプの電気料金が使用者にとって大きな負担となるといった問題点があった。
ところで、溜め池や貯水池において、水面近くの上層の水を取水する装置は、特許文献１及び２として開示されている。

特開２００１−２５４４０３号公報特開２００３−２７８１３９号公報

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたもので、溜め池や貯水池等の底部に堆積した高濃度の底土である汚物や放射性汚泥を排出することがなく、かつ、溜め池等の大量の水を最小の電力で用水路に排水する排水装置を極めて簡易に設置でき安価で提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、用水路の底の位置よりも底の位置が高い溜め池において、溜め池の表面水位に追従する浮体に取水口と濁度計と取水ポンプとを設けるとともに、該取水口から用水路の排水口までを連続する配管を設け、該配管の溜め池の堤に位置する部分には空気のみを外部に放出する空気弁を設け、前記排水口の近傍には電動弁を設け、サイホン現象(作用)により溜め池の上澄水を排水することを特徴とする溜め池の排水装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の溜め池の排水装置において、前記管路の前記取水口から所定の距離は屈曲可能な可撓管としたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の溜め池の排水装置において、前記溜め池のほぼ中央には、溜め池の底に固定し水面まで延びた固定杭を設け、該固定杭と前記堤とにはロープを掛け渡し、該ロープの適所に前記浮体を取り付けたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１又は２又は３に記載の溜め池の排水装置において、前記空気弁の上流近傍には流量計を設けたことを特徴とする。

大気中に放射性微粒子が拡散された場合に、放射性微粒子が雨等で地表に降り注ぎ溜め池や貯水池等に貯留されるが、時間が経つにしたがって、放射性微粒子は汚物や放射性汚泥に付着して溜め池等の底部に堆積する。しかし、これらの堆積した汚物や汚泥は次第に高濃度になるので外部に自由に排出するには危険であることも懸念される。しかし、溜め池の上澄水は放射性物質が少なく無害であることが多い。
ただし、従来の溜め池等の排出機構は水門形式が多く、これでは底部の高濃度の放射性微粒子も上澄水と一緒に用水路等に排出されてしまう。
このため、本発明によれば、溜め池の表面水位に追従する浮体に取水口を設けて、上澄水だけを排出するようにし、取水口の近傍に濁度計を設けたので汚泥の濃度が高いことを検出すれば底部近傍での取水ポンプを停止すれば排出しないようにしているので、溜め池の底土である汚物や放射性汚泥を排出することがない。また、大雨後には濁流が流入して表面水位付近でも高濃度の放射性微粒子が混入する虞があるが、この場合にも濁度計が所定値に達すれば取水ポンプを停止し、電動弁の弁を閉める設定にすれば、外部の用水路等に排出することがない。

また、サイホン現象を利用した排水装置なので、始動時に取水ポンプを稼働して用水路への排水が始まれば、その後はサイホン現象(作用)により自然に排水が継続されるので、排水装置の起動時と停止開始時等の稼働時のみの電力使用であり、溜め池等の大量の水を最小の電力で用水路に排水することができ、運転経費が削減できる。
さらに、放射性物質に関係なく、農業用水として澄んだ水で溜め池の表面水位の比較的暖かい水が必要な場合にも有効な装置となる。
しかも、本発明の排水装置は、運転開始後の保守、修理が容易となり、特に、請求項２、３では前記取水口から所定の距離を可動可能な可撓管にしたので、取水口を堤である陸上付近に移動可能であるので、保守がより簡単になる。更に、構成がシンプルで極めて簡易に設置でき、且つ安価で提供することができる。

本発明の排水装置を溜め池に使用した場合の、溜め池全体の説明図、図１のＢ−Ｂ線(２点鎖線)の断面図、図１のＡ部分の拡大平面図、図３の側断面図である。

次に、本発明に好適な溜め池の排水装置の実施例について、図面に基づいて説明する。
[実施例]
本発明の参考例および実施例を図１に沿って説明する。
図１において、農業用の溜め池１は円形の堤１１が形成され、堤１１は外側斜面１１２と内側斜面１１３によって小高く形成され上部には歩道１１１が形成されて、雨時には溜め池１内には雨水が貯留され、図２に示すように、溜め池１の水は隣接した用水路２に接続されており、用水路２の底部２１の位置(標高)よりも溜め池１の底部１２の位置(標高)が高く築かれている。これは、後述するようにサイホン現象が作用するような構成である。

次に、主に図１のＢ−Ｂ線(２点鎖線)の断面図である図２〜４に沿って説明するが、溜め池１のほぼ中央には取水機構３を設けた浮体３１が浮かんでいる。この浮体３１は両側にフロート３１１を配備したボート部３１２であり、ボート部３１２の前後には移動用のロープ３２（３２１、３２２）が取り付けられ、一方のロープ３２１は堤１１に設けた一方の係留杭１４１に係留され、他方のロープ３２２は溜め池１のほぼ中央の底部１２に固定配置された固定杭１３に繋がれた滑車１３１を介して、他方の係留杭１４２に係留されている。
したがって、常時には浮体３１が溜め池１のほぼ中央に位置するように係留され、保守や修理の場合には、ロープ３２２を繰り出し、逆に、ロープ３２１を堤１１側に引っ張れば、浮体３１を陸側の堤１１に係留することができる。
取水機構３は浮体３１に設けられ、溜め池１の表面近くの上澄水を取水ポンプ４で吸い込み、配管５によって用水路２まで導かれ排水される。取水ポンプ４から溜め池１の底部１２の固定アンカー１５までの配管５は屈曲可能な可撓管５１としている。これは、浮体３１の底部１２までの距離が変化することや、前述した浮体３１を溜め池１の中央部から陸側の堤１１まで往復させることが出来るようにするためである。

固定アンカー１５から用水路２までの配管５は塩ビ等の円筒配管５２であり、途中に内側斜面１１３に斜面固定アンカー１６で固定し、堤１１では流量計６１と空気弁６２が設けられ、外側斜面１１２に沿って用水路２に下降する円筒配管５２の下部開口（排水口）５３の上流近傍には電動弁６３が設けられている。
ここで、浮体３１に設けられた取水機構３を平面図の図３、その断面図の図４に沿って説明すると、ボート部３１２の両側にフロート３１１を配備して安定して浮くようにしてあり、ボート部３１２のほぼ中央には取水ポンプ４を固定され、ボート部３１２の底部３１３を貫通して水中で下に向いた取水口４１が設けられ、この取水口４１はＵ字管４２を用いて可撓管５１の配管５に接続している。この取水口４１には、取水口４１の周辺の水の濁りの程度を検出して、取水ポンプ４の稼働を制御するための濁度計６４がボート部３１２の底部３１３に取付部材６４２によって固設されている。
また、ボート部３１２の適所には取水ポンプ４のケーブル接続用の防水プルボックス４３、濁度計６４の防水プルボックス６４１が配備されている。また、取水ポンプ４、流量計６１、空気弁６２、電動弁６３、濁度計６４等の検出・作動の配線は堤１１の適所に設けた制御盤６５に接続され、特に、取水ポンプ４と濁度計６４のケーブルは大半を配管５に付随して制御盤６５まで敷設され、これらの作動の指令は制御盤６５に内蔵されたシステムコントローラー（図示無）により操作指令され稼働する。

次に、以上のような構成の実施例の溜め池の排水装置の動作を説明する。
[サイホン現象・作用による排水]
以上説明したように、浮体３１は、取水ポンプ４と濁度計６４を保持し、可撓管５１に繋がれているので、溜め池１の水面の変動に同調して取水ポンプ４の取水口４１を水面下の一定位置に保持することを可能にしている。
そして、運転開始時には、取水ポンプ４で汲み上げられた溜め池１の上澄水は、取水口４１、可撓管５１、円筒配管５２、流量計６１、空気弁６２、電動弁６３を通過して用水路２へ排出される。この際、配管５内に供給された上澄水は、配管５の最も高い位置に有る堤１１に設置された空気弁６２から配管５の管内の空気を排出し、満管状態となるとサイホン現象(作用)を起こし流下する。
そして、流量変化状況を流量計６１で計測し、制御盤６５に設置したシステムコントローラー（図示無）の指示により取水ポンプ４の運転を停止し、その後は、自然にサイホン現象が継続し上澄水は用水路２に流下し続ける。
また、濁度計６４が取水口４１に設けられているので、溜め池１内の水が底土を巻き上げた場合には、濁度計６４で検知し、制御盤６５に設置したシステムコントローラーの指示により配管５の下降部に設置した電動弁６３を締めて運転を停止する。なお、本実施例では電動弁６３を用いたので、弁の切り替え時にのみモータ回転で作動するが、弁が開閉が完了した時点では、モータへの給電は必要がないので節電になる。

また、取水口４１の近傍に濁度計６４を設けたので、溜め池１内の水が底土を巻き上げた場合等の汚泥の濃度が高いことを検出すれば、底部１２近傍での取水ポンプ或いは吸水ポンプでもある取水ポンプ４を停止して、同時に電動弁６３を閉めて溜め池１の水を用水路２に排出しないようにしているので、溜め池１の底土である汚物や放射性汚泥を排出することがない。また、大雨後には濁流が流入して表面水位の付近でも高濃度の放射性微粒子が浮遊し混入する虞があるが、この場合にも濁度計６４が所定値に達すれば取水ポンプ４を停止し、電動弁６３を閉める設定にすれば、外部の用水路２に排出することがない。
更に、溜め池１の水位が上がり、濁度計６４が汚泥の濃度が低くなったことを検知すれば、配管５内は水が満管状態にあるので電動弁６３を開放することにより、サイホン現象が再開し、上澄水が自然と用水路２に流下し続けることになる。

[保守、修理]
浮体３１には取水ポンプ４のメンテナンス用の移動用のロープ３２１,３２２が設けられ、配管５も移動範囲に移動可能となるように所定長さの可撓管５１が浮体３１に接続されているので、浮体３１は移動可能であり、常時には浮体３１が溜め池１のほぼ中央に位置するように係留され、保守や修理の場合には、ロープ３２２を繰り出し、逆に、ロープ３２１を堤１１側に引っ張れば、浮体３１を陸上付近まで移動させ、堤１１に係留することができる。また、元の溜め池１のほぼ中央に位置するように移動させ、所定位置に係留にはロープ３２２を引っ張れば浮体３１は固定杭１３に取り付けられた滑車１３１に近づくように移動し、適所に浮体３１が移動した状態で、移動用のロープ３２１,３２２を堤１１の係留杭１４１,１４２に固定すれば良い。

以上説明したように、本発明の実施例によれば、溜め池１の表面水位に追従する浮体３１に取水ポンプ４の取水口４１を設けて、上澄水だけを排出するようにし、取水口４１の近傍に濁度計６４を設けたので汚泥の濃度が高いことを検出すれば底部１２近傍での取水ポンプ４を停止し、同時に電動弁６３を閉めて排出しないようにしているので、溜め池１の底土である汚物や放射性汚泥を排出することがない。また、大雨後には濁流が流入して表面水位付近でも高濃度の放射性微粒子が混入する虞があるが、この場合にも濁度計６４が所定値に達すれば取水ポンプ４を停止し、電動弁６３を閉める設定にして、溜め池１の外部の用水路２等に排水しないようにすることができる。

また、サイホン現象を利用した排水装置なので、始動時に取水ポンプ４を稼働して用水路２への排水が始まれば、その後はサイホン現象・作用により自然に排水が継続されるので、排水装置の起動時と停止時のみの電力使用であり、溜め池１等の大量の水を最小の電力で用水路２に排水することができ、運転経費が削減できる。
さらに、放射性物質に関係なく、農業用水として澄んだ水で溜め池１の表面水位の比較的暖かい水の供給が必要な場合にも有効な装置となる。
しかも、本発明の排水装置は、運転開始後の保守、修理が容易となり、特に、取水口４１から所定の距離を可動可能な可撓管５１にしたので、取水口４１を堤１１である陸上付近に移動可能であるので、保守がより簡単になる。更に、構成がシンプルで極めて簡易に設置でき、且つ安価で提供することができる。
なお、本発明の特徴を損なうものでなければ、上記の実施例に限定されないことは勿論である。例えば、実施例では溜め池で説明したが、同等の貯水池等に適用しても良いことは勿論であり、また、配管を円筒配管としたが断面矩形の配管でも良いことは勿論である。

１・・溜め池、１１・・堤、１１１・・歩道、１１２・・外側斜面、
１１３・・内側斜面、１２・・底部、１３・・固定杭、１３１・・滑車、
１４１,１４２・・係留杭、１５・・固定アンカー、
１６・・斜面固定アンカー、
２・・用水路、２１・・底部、
３・・取水機構、３１・・浮体、３１１・・フロート、３１２・・ボート部、
３１３・・底部、
３２,３２１,３２２・・ロープ、
４・・取水ポンプ（吸水・水中)ポンプ、４１・・取水口、４２・・Ｕ字管、
４３・・防水プルボックス、
５・・配管、５１・・可撓管、５２・・円筒配管、
５３・・下部開口（排水口）、
６１・・流量計、６２・・空気弁、６３・・電動弁、
６４・・濁度計、６４１・・防水プルボックス、６４２・・取付部材、
６５・・制御盤

Claims

用水路の底の位置よりも底の位置が高い溜め池において、
溜め池の表面水位に追従する浮体に取水口と濁度計と取水ポンプとを設けるとともに、
該取水口から用水路の排水口までを連続する配管を設け、
該配管の溜め池の堤に位置する部分には空気のみを外部に放出する空気弁を設け、
前記排水口の近傍には電動弁を設け、
サイホン現象より溜め池の上澄水を排水することを特徴とする溜め池の排水装置。
前記管路の前記取水口から所定の距離は屈曲可能な可撓管としたことを特徴とする請求項１に記載の溜め池の排水装置。
前記溜め池のほぼ中央には、溜め池の底に固定し水面まで延びた固定杭を設け、該固定杭と前記堤とにはロープを掛け渡し、該ロープの適所に前記浮体を取り付けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の溜め池の排水装置
前記空気弁の上流近傍には流量計を設けたことを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の溜め池の排水装置。