JP2718874B2 - 貯水タンクの異常流出防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、貯水タンク、上水道
用貯水槽などにおいて、地震災害などによる貯水タンク
内の水が異常流出するのを防止するための安全装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地震などの災害時に、必要となる
非常用水を備蓄することを目的として、貯水タンク内の
水が異常流出するのを防止する安全装置として、貯水タ
ンクなどの排水口の外側に設置された流出制御弁を、そ
の近くに設置されるバッテリーにより作動する感震器な
どからの閉止信号を受けて作動させるものが一般的であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際にはこの
ような災害の発生は稀であることもあり、貯水タンクな
どに設置された異常流出防止装置などの安全装置のメン
テナンス作業というのは、ほとんど行われていないのが
現状である。このため感震器がバッテリー切れのために
作動しないことも多く、さらに感震器内の断線、感震器
と流出制御弁間における断線、流出制御弁自体の作動不
良などの原因で、実際の災害時にこのような安全装置が
正常に作動しないおそれが多分にあった。さらに、この
ような貯水タンクなどの排水口の外側に流出制御弁が設
置された異常流出防止装置は、地震時などには貯水タン
ク槽壁と流出制御弁との間の管路において折損が生じる
危険性も大きいため、このような場合、安全装置が正常
に作動したとしても、貯水タンクなどからの水の異常流
出は避けられず、二次災害を引き起こす恐れが大きいと
いう本質的な不安要素を有するものであった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、貯水タンク
などの液面制御用として公知のフロート式の流量制御弁
を逆作用に用いることにより、貯水タンク内の水位の異
常減少をフロートの浮力減衰によって捉え、貯水タンク
の内部でもって貯水タンクの排水口を遮断する流出制御
弁を作動し、貯水タンクからの水の異常流出を防止する
機構的に単純な信頼性の高い安全装置を提供することを
その目的とする。

【０００５】すなわち、この発明は貯水タンク内の所定
高さ位置にフロートが設定され、貯水タンク内の水位の
下降による前記フロートの浮力減衰をもって貯水タンク
の排水口を貯水タンクの内部でもって遮断する流出制御
弁を有することを特徴とする貯水タンクの異常流出防止
装置をその要旨とする。

【０００６】また、好ましい実施態様としては、前記流
出制御弁の動作をより円滑にかつ安定したものとするた
め、該流出制御弁を、流体が流れる弁箱内に設けられ、
弁棒によって搖動自在に枢支されて流量を制御する蝶形
弁体と、前記弁棒の外端部に取り付けられた小ギヤと、
該小ギヤよりも大きなピッチ円直径の歯部を有し、前記
小ギアに噛合された扇形ギヤと、前記フロートと前記扇
形ギヤとを連動連結する搖動腕とから構成することが望
ましい。

【０００７】

【作用】平常時において貯水タンク内の水位が所定高さ
以上に保たれているときは、フロートは水中に没して大
きな浮力を発現し、この浮力をもって流出遮断弁を開放
状態に維持する。従って、この状態では、貯水タンク内
から排水管に向けての平常の排水が支障なく行われる。

【０００８】ところが、地震等の発生により、排水管が
貯水タンクの外部において破損等を生じると、貯水タン
ク内の水の流出によりその水位が急激に低下する。そし
て、この水位が所定の低水位に達するとフロートの一部
が水面上に露出するに至り、その浮力が減衰される。こ
のため、この浮力減衰により、流出制御弁が閉止作動
し、貯水タンクの排水口をタンクの内側において遮断
し、それ以上の水の流出を防止する。

【０００９】

【実施例】以下、図示実施例に基いてこの発明を詳しく
説明する。

【００１０】図１に示す第１の実施例において、（１）
は流出制御弁（Ｖ1 ）の弁箱であり、両側部に流入口
（２）及び流出口（３）を有し、上面の開口（１５）が
蓋（１４）によって閉鎖されている。弁箱（１）の内部
は、内壁（４）によって流入口（２）側の流入室（１
２）と流出口（３）側の流出室（１３）の２室に分けら
れている。そして該内壁（４）にはその水平状の中央部
に上記両室（１２）（１３）の連通孔（５）が設けら
れ、その周縁に環状弁座（１１）が取付けられている。

【００１１】上記弁箱（１）は、貯水タンク（３０）内
の所定の高さ位置に配設され、その流入口（２）はタン
ク内に開放される一方、流出口（３）がタンク壁の排水
孔（１７）を貫通して外部にのびた排水管（１８）に接
続されている。

【００１２】（６）は弁体であり、蓋（１４）の中央部
を気密状態に貫通した垂直な弁棒（７）により、弁箱
（１）内に上下動自在に取り付けられ、前記弁棒（７）
の下降により前記の弁座（１１）に当接して連通孔
（５）を閉鎖し、流入室（１２）と流出室（１３）との
間を遮断しうるものとなされている。

【００１３】（８）は水位（１０）と共に昇降するフロ
ートであり、該フロート（８）を上下に貫通するフロー
ト軸（２３）の下端部が、搖動腕（９）の先端部に高さ
位置調節自在に連結されている。前記搖動腕（９）は、
その基端部が蓋（１４）上方に突設された枢支片（２
４）にピン（２５）などにより搖動自在に枢着されと共
に、その中間部が蓋（１４）の上方に突設された振れ止
め支柱（２６）によって上下方向の変位を所定範囲に規
制されつつ前後方向への振れを抑えられるものとなされ
ている。かつ搖動腕（９）は、上記枢支片（２４）と揺
れ止め支柱（２６）との間の位置において、リンク（２
７）を介して弁棒（７）の上端に枢支連結されている。
従って、フロート（８）の上下運動により、搖動腕
（９）を介して、弁棒（７）を昇降し、弁体（６）によ
る連通孔（５）の開閉を司るものとなされている。

【００１４】上記において図１の状態は水位（１０）が
最低水位にあって、貯水タンク（３０）の水のそれ以上
の流出を防止するべく、弁（６ａ）と弁座（１１）が当
接された閉弁状態を示している。この最低水位は、フロ
ート軸（２３）と搖動腕（９）との連結位置を変更する
ことにより任意に調節可能であり、適当な最低水位の設
定によって、確保する非常用水量を設定することができ
る。

【００１５】平常使用時は、水面（１０）は上記の最低
水位より十分上方にあり、フロート（８）は水中に没し
十分な浮力によって搖動腕（９）を図中破線にて示す振
れ止め支柱（２６）に規制される上限位置まで持ち上げ
ており、この時弁体（６）は、リンク（２７）、弁棒
（７）を介して搖動腕（９）に持ち上げられ開弁状態を
維持する。

【００１６】そして貯水タンク（３０）外の配管の折損
などによるトラブルから異常な水の流出が発生し、水位
が下がり最低水位に達すると、フロート（８）はその上
部を水面上に出して浮力が減衰され、フロート（８）、
搖動腕（９）の重量を支えきれず図１に示す閉弁状態に
至る。従って、以降タンク内の水のそれ以上の流出が防
止される。

【００１７】また、図２、図３に流出制御弁の構造を変
えた他の実施例を示す。

【００１８】これらの図において（３１）は流出制御弁
（Ｖ2 ）の弁箱、（３２）は流入管、（３３）は流出管
である。流入管（３２）と流出管（３３）は、それらの
間に弁箱（３１）を介して対向フランジ部（４２）（４
３）どうしがボルト・ナット（４４）で一体的に結合さ
れており、それらの内部に一連の断面円形の流路（３
４）を形成している。そして上記流入管（３２）は一端
が貯水タンク（６０）内に開口される一方、流出管（３
３）は一端がタンク（６０）の排出口（４７）を介して
外部の排水管（４８）に接続されている。

【００１９】（３６）は蝶形弁体であって、弁箱（３
１）内に弁棒（３７）により流路開閉自在に枢支されて
いる。即ち該蝶形弁体（３６）は前記弁棒（３７）の中
間部に固着され、該弁棒（３７）の回転により、弾性部
材より形成された弁座（３５）と当接して流路（３４）
を閉止することができるようになされている。

【００２０】また、前記弁棒（３７）は弁箱（３１）を
横断状に貫通して設けられたもので、その一端は弁箱
（３１）の外方に突出し、該突出部に小ギヤ（４５）が
取り付けられている。

【００２１】（４６）は該小ギヤよりも大きなピッチ円
直径を有する扇形ギヤ（４６）であり、常時前記小ギヤ
（４５）と噛み合う関係配置において、弁箱（３１）に
取り付けられた支持板（４１）に支軸（５８）によって
搖動自在に枢着されている。（３８）は水位（４０）と
共に昇降するフロートであり、該フロート（３８）を上
下に挿通するフロート軸（５４）が、管状連結金具（５
５）に挿通状態に固定されている。また、該連結金具
（５５）は、その上端部と下端部とが、互いに平行状に
のびた搖動腕（３９）と副搖動腕（５９）の各先端部に
枢支連結されている。（５７）はフロートのバランスウ
ェイトである。

【００２２】そして、前記搖動腕（３９）の基端は前記
扇形ギヤ（４６）に固着される一方、前記副搖動腕（５
９）の基端は前記支持板（４１）上に設けられた支持片
（６２）に枢着されている。しかして副搖動腕（５９）
はフロート（３８）の上下動に対応して搖動腕（３９）
と平行状態を保ったまま搖動し、搖動腕（３９）の動作
をより滑らかなものとする作用を果す。

【００２３】（６５）は小ギヤ（４５）と一体に回転す
るストッパ盤で、円周の一部に切欠部を有する環状板か
らなり、その切欠部内に前記固定支持板（４１）に突設
されたストッパピン（６４）が位置されることにより、
小ギヤ（４５）の回転許容角度範囲を規制し、ひいては
弁箱（３１）内で蝶形弁体（３６）の搖動角度が、流路
（３４）を全開状態から閉止状態までの範囲内となるよ
うに規制するものとなされている。

【００２４】図２において水位（４０）は最低水位を示
しており、蝶形弁体（３６）と弁座（３５）が当接され
た閉弁状態を示している。この最低水位は、フロート軸
（５４）と連結金具（５５）との連結位置を変更するこ
とにより任意に調節可能であり、適当な最低水位の設定
によって、確保する非常用水量を設定することができ
る。

【００２５】平常使用時は、水面（４０）は最低水位よ
り十分上方にあり、フロート（３８）は水中に没し十分
な浮力によって搖動腕（３９）および副搖動腕（５９）
を図中破線にて示す上限位置まで持ち上げている。この
時蝶形弁体（３６）は、扇形ギヤ（４６）、小ギヤ（４
５）、弁棒（７）を介して水平状に維持され、開弁状態
をなしている。

【００２６】そして貯水タンク（６０）外の配管の折損
などによるトラブルから異常な水の流出が発生し、水位
が下がり最低水位に達すると、フロート（３８）はその
上部を水面上に出して浮力が減衰され、フロート（３
８）、搖動腕（３９）などの重量を支えきれず図１に示
す閉弁状態に至る。

【００２７】上記搖動腕（３９）および副搖動腕（５
９）の上限位置は、弁棒（３７）側に固着されたストッ
パ盤（６５）とストッパピン（６４）により規制され
る。一方、蝶形弁体（３６）は開弁時、閉弁時に９０度
の変位を必要とするので、例えば扇形ギヤ（４６）と小
ギヤ（４５）のピッチ円径比を２：１に形成した場合、
図２に示す搖動腕（３９）の下限位置と、図中破線にて
示す上限位置との角度は４５度にできる。このように扇
形ギヤ（４６）と小ギヤ（４５）のピッチ円径比をさら
に大きくすれば搖動腕（３９）の微小な搖動角度変化に
よって弁の開閉を行うことができる。また、扇形ギヤ
（４６）と、蝶形弁体（３６）と連動する小ギヤ（４
５）との噛み合わせ位置を変更することによって、搖動
腕（３９）の搖動角度は、図２に示すように上限が斜め
上方で下限が水平状である以外に、搖動角度の２等分線
を水平状としたり、あるいは上限を水平状とし下限を斜
め下方とすることも自由である。

【００２８】なお、この発明に係る貯水タンクの異常流
出防止装置は、水以外の液体の貯液タンクに適用して、
災害時の液体の異常流出防止にも同様に使用しうるもの
であることは言うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】この発明に係る貯水タンクの異常流出防
止装置は、貯水タンクなどの液面制御用として公知のフ
ロート式の流量制御弁を逆作用に用いることにより、貯
水タンク内の水位の異常減少をフロートの浮力減衰によ
って捉えるものであるから、貯水タンクの排水口を遮断
するべき情報をバッテリーなどを必要とする感震器など
に頼ることなく、ほとんどメンテナンスを必要とせず高
い信頼性を有するフロートによって得ることができ、異
常流出防止装置自体を単純な機構により構成することが
できる。

【００３０】さらに、流出制御弁が貯水タンクの内部に
設置され、貯水タンクの内側で貯水タンクの排水口が遮
断されるので、地震災害時などに貯水タンク外の配管部
に折損などが生じた場合においても、不本意な水の異常
流出を最小限度に抑えることができ、十分な非常用水を
確保することができる。

【００３１】また、請求項２のように流出制御弁とし
て、フロートに連動連結された搖動腕の搖動をギヤを介
して搖動角度を増幅し蝶形弁体に伝え開閉機構をなす構
成を採用することによって、弁の開閉動作は回転運動に
よるものとなり、このため流出制御弁の動作をより円滑
にかつ安定したものとなすことができる。さらに弁箱内
には蝶形弁体のみが内装されているため弁箱がコンパク
ト化され取り付け設置が容易であると共に、縦向きでも
横向きでも設置箇所に最も好ましい姿勢で取り付けるこ
とができる。さらにまた、搖動腕の搖動はギヤを介して
搖動角度を増幅されるため、搖動腕の微小な搖動角度変
化によって弁の開閉を行うことができ、設定水位を的確
に捉え速やかな開閉動作を可能とすると共に、搖動腕を
より長いものとすることによって大きなトルクを得てよ
り確実な開閉動作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る貯水タンクの異常流出防止装置
の一実施例を示す断面図である。

【図２】同装置の他の実施例を示す正面図である。

【図３】図２におけるIII − III線の断面図である。

【符号の説明】

（８）（３８）…フロート （１０）（４０）…水位 （１７）（４７）…排水口 （３０）（６０）…貯水タンク （３１）…弁箱 （３６）…蝶形弁体 （３７）…弁棒 （３９）…搖動腕 （４５）…小ギヤ （４６）…扇形ギヤ （Ｖ1 ）（Ｖ2 ）…流出制御弁

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯水タンク（３０）（６０）内に所定高
   さ位置にフロート（８）（３８）が設定され、貯水タン
   ク（３０）（６０）内の水位（１０）（４０）の下降に
   よる前記フロート（８）（３８）の浮力減衰をもって貯
   水タンク（３０）（６０）の排水口（１７）（４７）を
   貯水タンクの内部でもって遮断する流出制御弁（Ｖ1 ）
   （Ｖ2 ）を有することを特徴とする貯水タンクの異常流
   出防止装置。
2. 【請求項２】 前記流出制御弁（Ｖ2 ）は、流体が流れ
   る弁箱（３１）内に設けられ、弁棒（３７）によって搖
   動自在に枢支されて流量を制御する蝶形弁体（３６）
   と、前記弁棒（３７）の外端部に取り付けられた小ギヤ
   （４５）と、該小ギヤ（４５）よりも大きなピッチ円直
   径の歯部を有し、前記小ギア（４５）に噛合された扇形
   ギヤ（４６）と、前記フロート（３８）と前記扇形ギヤ
   （４６）とを連動連結する搖動腕（３９）とから構成さ
   れてなることを特徴とする請求項１記載の貯水タンクの
   異常流出防止装置。