JP2784335B2 - 液体貯槽 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中に埋設した複
数個の貯槽をサイフォン管で連通した液体貯槽に関する
ものである。本発明の貯槽は、降雨水、湧水、工業用
水、防災用水、飲料水等の水や、その他一切の液状体の
貯留に適用できる。

【０００２】

【従来の技術】灌漑・洗浄・防災等の目的で、降雨水や
湧水を集水して貯留する液体貯槽が用いられている。こ
の種の液体貯槽としては、地表面から掘削した孔の内部
にコンクリートを打設して構築した大容量の箱形の水槽
が知られている。しかしながら、阪神大震災の教訓は、
地中に構築したコンクリート製の大型構造物にはクラッ
クが生じやすく、緊急時の水の備蓄には必ずしも適して
いないことを示している。

【０００３】現在ではプレキャストの組立式の箱形水槽
が普及してきている。この箱形水槽で大型備蓄を行うた
めに、複数の前記箱形水槽を連結管路で接続して大量の
備蓄ができる水槽の集合体を構成することも考えられ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】プレキャストの組立式
の箱形水槽は耐震構造にはなっているものの、大地震に
対して完全であるという保証はない。また、大型備蓄の
ため、複数の前記箱形水槽を連結管路で接続する場合に
は、多くの前記箱形水槽を配置する広い面積が必要とな
り、都市の中では設置するための場所を見いだすのに不
都合がある。さらに、備蓄する水等の液体を隣接する箱
形水槽間で流通させるには連絡管路を箱形水槽の底部付
近に取り付ける必要があるが、この位置では連絡管路に
加わる地盤の振動等の影響が大きくなって水漏れ等の事
故が発生しやすいという懸念があった。

【０００５】本発明は、複数個の貯槽を連通させて構成
する液体貯槽において、隣接する貯槽を地表に近い位置
で連通させることができ、各貯槽の強度が高く、容量の
大きさに対して設置面積が小さい利便性の高い液体貯槽
を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された液
体貯槽（１１，２１，４１）は、地中に形成されて表面
水を集水する集水枡（１２）と、前記集水枡の底部から
地中に埋設されて開口した上端が集水枡の最高水位より
も低い位置にある複数個の貯槽（１３，２３，４２）
と、前記複数個の貯槽を連通するとともに最高所が前記
集水枡の最高水位よりも低い位置にあるサイフォン管
（４）とを有している。

【０００７】請求項２に記載された液体貯槽は、請求項
１記載の液体貯槽において、前記集水枡の内部において
前記貯槽と貯槽を連絡管（７，２２，３６）で連通した
ことを特徴としている。

【０００８】請求項３に記載された液体貯槽（１，３
１）は、地中に埋設した複数個の貯槽（２，３３）と、
前記複数個の貯槽を連通するサイフォン管（４）と、前
記サイフォン管の最高所よりも高い水位を有して前記貯
槽と貯槽とを連通する連絡管（７，３６）と、前記貯槽
の少なくとも一部に液体を供給する供給管（８）とを有
している。

【０００９】請求項４に記載された液体貯槽は、請求項
３記載の液体貯槽において、前記サイフォン管（４）の
最高所に空気抜き手段を設け、前記連絡管（７，３６）
の内部に前記サイフォン管を通すとともに、前記連絡管
に前記空気抜き手段を操作するための操作孔を設けたこ
とを特徴としている。

【００１０】請求項５に記載された液体貯槽は、請求項
４記載の液体貯槽において、前記空気抜き手段が空気抜
きバルブ（６，３８）であることを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の液体貯槽は、地中に埋設
した複数個の貯槽をサイフォン管で連通したものであ
る。かかる発明の第１の実施の形態を、図１〜図４を参
照して説明する。本例の液体貯槽１は、宅地内等に設置
されて敷地内の降雨水を貯留する設備であり、比較的少
量の水を貯留するために利用される。本例では、貯槽と
してコンクリート製の中空筒体を用いる。図１に示すよ
うに、コンクリート製の中空筒体である複数個の貯槽２
が地中に埋設されている。各貯槽２は、地中にある下端
は予め閉止されており、地表に位置する開放された上端
は開閉可能な蓋３で閉止されている。また、各貯槽２の
内面の全面にアスファルト等を塗布して不透水性皮膜を
形成し、地震等の振動によって貯槽２に割れが生じても
貯留している水が失われにくいようにしてもよい。

【００１２】隣接する貯槽２と貯槽２はサイフォン管４
で連通されている。サイフォン管４は、液体を一度高所
に上げて低所に移すために用いられる曲管をいう。本例
のサイフォン管４は逆Ｕ字形であり、その両端をなす一
対の垂直管部４ａ，４ａは隣接する２基の貯槽２，２の
内部にそれぞれ配置され、中央の最高所にある水平管部
４ｂは各貯槽２の上端の周壁を貫通している。サイフォ
ン管４の垂直管部４ａの開口した下端部は、貯槽２の底
板の近傍に所定の間隔をおいて設定される。その間隔
は、径年使用によって貯槽２の底に異物が堆積した場合
にも、サイフォン管４の開口した下端部が容易に塞がれ
ない程度に設定する。

【００１３】図２に示すように、サイフォン管４は貯槽
２の内周壁に固定された取り付け手段５によって前述し
た位置に固定されている。取り付け手段５は、貯槽２の
内周壁に固定される環状部５ａと、該環状部５ａに一体
に形成された一対の把持部５ｂ，５ｂと、サイフォン管
４を把持した該把持部を固定する固定手段としてのボル
ト及びナット５ｃを有している。サイフォン管４は取り
付け手段５によって固定されているので、貯槽２内の水
位が上下動する場合にも移動することがない。例えば貯
槽２が鋼管である場合には、貯槽２の内周面に把持部５
ｂを直接固定してもよい。

【００１４】図１に示すように、前記サイフォン管４の
最高所である水平管部４ｂの中央には、空気抜き手段と
しての空気抜きバルブ６が設けられている。この空気抜
きバルブ６を利用してサイフォン管４内の空気を抜き、
サイフォン管４内を液体で満たすことによってサイフォ
ン管４はサイフォンの機能を発揮するようになる。空気
抜きバルブ６は地表から開閉操作できる。

【００１５】隣接する貯槽２と貯槽２の上部の間は連絡
管７で連通されており、サイフォン管４の内部から空気
を抜きやすくし、サイフォン管４内に空気が侵入しにく
くしている。連絡管７は、サイフォン管４の最高所であ
る水平管部４ｂよりも高い位置にある。

【００１６】複数の貯槽２の少なくとも一部には、前記
連絡管７と同じ高さの位置又はこれよりも高い位置に、
貯槽２内に水を供給するための供給管８が連通されてい
る。この供給管８は付近に設置されている図示しない集
水枡に連通している。集水枡は地表を流れる雨水等を集
めるために地表付近に構築された貯槽空間である。

【００１７】この液体貯槽１を使用するには、まず供給
管８から貯槽２内に水を導き、全ての貯槽２の水位をサ
イフォン管４の水平管部４ｂよりも高い位置に設定す
る。各貯槽２は連絡管７によってサイフォン管４の水平
管部４ｂよりも高い位置で連通しているので、供給管８
が接続されているある特定の貯槽２に水を供給すれば、
当該貯槽２で所定水位に達した水は連絡管７から隣接の
貯槽２にあふれるので、最終的には全ての貯槽２の水位
をサイフォン管４の水平管部４ｂよりも高い位置に設定
することができる。

【００１８】前述した状態において、サイフォン管４内
には空気が残留しているので、ここで前記空気抜きバル
ブ６を開放し、サイフォン管４内の空気を抜く。サイフ
ォン管４内の空気が抜け、サイフォン管４内が水で充満
すれば、以後、貯槽２内の水位がサイフォン管４の最高
所より低くなっても、サイフォン管４を介して一方の貯
槽２から他方の貯槽２に水が移動できる。従って、サイ
フォン管４で連通された各貯槽２の水位は、水の供給又
は貯槽２からの水の汲み上げに伴って、ほぼ一定に上下
する。サイフォン管４内の気密性が保持され、揚水時
（水使用時）にサイフォン管４の下端以下に水位が下が
らない限り、サイフォン管効果は維持される。

【００１９】図３は、液体貯槽１から貯留した水を汲み
上げるための２つの手段を例示している。（ａ）は、吸
水管９を貯槽２内に設置しておき、使用時に市販のエン
ジンポンプＰ１の吸水側をこの吸水管９に接続して揚水
する状態を示す。（ｂ）は、貯槽２に設置した手こぎポ
ンプＰ２を示す。前記吸水管９の下端部は、サイフォン
管４の開口した下端よりも上に配置しなければならな
い。

【００２０】図１には３つの貯槽２が図示されている
が、貯槽２の数・配置・サイフォン管４による連結の態
様は、設置する目的・設置する場所等に応じて任意に定
めてよい。例えば、図４に示すような各種の態様が考え
られる。

【００２１】本発明の第２の実施の形態を、図５〜図８
を参照して説明する。本例の液体貯槽１１は、集水枡１
２内に複数の貯槽１３を埋設したものである。貯槽とし
ては、前述したようなコンクリート管でもよいし、鋼管
やある程度の可撓性を有する塩化ビニール管も使用でき
るが、外圧を受けても容易には破壊しない程度の強度を
有するものが好ましい。本例の液体貯槽１１は、公園・
工場・駐車場・グラウンド・歩道・道路の中央分離帯等
に設置され、雨水排水等の表面水を集水して貯留する比
較的大規模の液体貯槽である。

【００２２】図５乃至図６に示すように、地表には平面
視矩形の集水枡１２が形成されている。集水枡１２は、
内側面の外枠コンクリート１２ａと底面の均しコンクリ
ート１２ｂによって区画された箱形であり、地表の開口
部には蓋１４が取り付けられている。蓋１４は透水性で
もよく、また蓋１４と開口部との間に表面水が流れ込め
る程度の隙間を設けてもよい。また、図示しない他の排
水溝や集水枡からの水が流入するようになっていてもよ
い。集水枡１２及び蓋１４は、その上を人や車が通行し
ても支障がないような構造とする。

【００２３】前記集水枡１２の均しコンクリート１２ｂ
には、円筒形の複数本（本例では３本）の貯槽１３が所
定間隔で並べられて固定されている。各貯槽１３の地中
内の下端は閉止されている。各貯槽１３の開口した上端
は、均しコンクリート１２ｂの層を貫通して上方に突出
し、集水枡１２内に位置している。従って集水枡１２内
の砂や砂利等は貯槽１３内に入りにくい。なお、開口し
た貯槽１３の上端にメッシュ蓋を設ければ集水枡１２内
の浮遊物が貯槽内に入るのを防止することができる。

【００２４】隣接する各貯槽１３，１３はサイフォン管
４で連通されている。隣接する各貯槽１３，１３は連絡
管７で連通されている。連絡管７は、サイフォン管４の
水平管部４ｂよりも上の集水枡１２内に位置している。
連絡管７は集水枡１２の均しコンクリート１２ｂに固定
され、水平状態に保持されている。なお、本例では集水
枡１２内に各貯槽１３が開口しているので、各貯槽１３
を連通する連絡管７は必ずしも必要ではない。なお、こ
の液体貯槽１１の集水枡１２には、他の集水枡や道路の
側溝が接続されていてもよい。

【００２５】本例の液体貯槽１１を構築する工程につい
て図７及び図８を参照して説明する。図７（ａ）に示す
ように、設置場所に集水枡となる溝１５を堀る。集水枡
となる溝１５の幅は、後工程で溝１５の底部に円筒形の
貯槽１３を埋設する際の作業性等を考慮して適当に定め
る。図７（ｂ）に示すように、アースオーガ掘削機１６
を用いて溝１５の底部から鉛直方向に地中を掘削する。
図７（ｃ）に示すように、地表からみて埋設する貯槽１
３が埋設できる深い位置まで掘削する。掘削孔の内径は
貯槽１３の外径よりも大きくする。地盤が崩れやすい場
合には、掘削孔内に泥水を充満させ、掘削と同時に泥水
を加えていく。掘削壁面は泥水圧で押さえられて崩れに
くくなる。

【００２６】図８（ａ）に示すように、掘削終了後、掘
削孔内に円筒形の貯槽１３を建て込む。貯槽１３は地上
で予め適当な長さに設定しておく。貯槽１３の完成高さ
が大きい場合には、所定単位長さの貯槽単体を順次掘削
孔内に下ろしながら組み立てていってもよい。貯槽１３
の下端が開口している場合には、予め下端を蓋体等を用
いて閉止しておく。又は、始めから下端が閉止されてい
るものを使用する。又は、下端が開口したままでも、掘
削孔の底部を人工的に不透水層とし、ここに開口した下
端部を嵌入してもよい。又は、下端が開口した貯槽を掘
削孔内に埋設した後、貯槽内の底部にコンクリート等を
打設して開口を塞いでもよい。

【００２７】図８（ｂ）に示すように、掘削孔の内周と
貯槽１３の外周の間（余掘部分）に砂等の充填層１７を
設けて地中の貯槽１３を安定させる。貯槽１３の内部に
サイフォン管４を設置する。以上の工程を繰り返して所
定本数の貯槽１３を地中に設置する。

【００２８】図８（ｃ）に示すように、地表に開口した
溝１５の側面にコンクリートブロックで外枠コンクリー
ト１２ａを形成し、溝１５の底面に均しコンクリート１
２ｂを打設する。サイフォン管４及び連絡管７を接続す
る。本例の使用方法は第１の例と同様である。

【００２９】本発明の第３の実施の形態を、図９を参照
して説明する。本例の液体貯槽２１は、前記第２の例と
ほぼ同様の構成であるが、連絡管２２及びサイフォン管
４の水平管部４ｃを、伸縮曲折自在の軟質可撓性管で構
成している。従って、地震等の外力に対してさらに被害
を受けにくくなっている。また、貯槽２３は下端が開放
された鋼管であり、底蓋２４によって閉止されている。
その他、第２の例と同様の構成の部分については、図５
と同一の符号を付して説明を省略する。

【００３０】本発明の第４の実施の形態を、図１０〜図
１２を参照して説明する。本例の液体貯槽３１は、歩道
等の舗装３２の下に一列に埋設された複数の貯槽３３を
サイフォン管４で連通し、該貯槽３３を舗装３２の隅に
設置された側溝３４と導水管３５で結んで雨水を貯留す
る液体貯槽である。

【００３１】図１０〜図１２に示すように、本例の液体
貯槽３１では、隣接する貯槽３３，３３をつなぐ可撓性
の連絡管３６の内部を、サイフォン管４の水平管部４ｂ
が挿通している。水平管部４ｂは、連絡管３６内の底部
に配置されており、連絡管３６内の最高水位はサイフォ
ン管４の最高所である水平管部４ｂより高い。

【００３２】連絡管３６には地表に連通する操作孔３７
があり、サイフォン管４の水平管部４ｂに設けられた空
気抜きバルブ３８をこの操作孔３７から開閉できるよう
になっている。サイフォン管４から空気を抜く手順は前
述した通りである。

【００３３】図１２に示すように、空気抜きバルブ３８
は、水平管部４ｂの周壁に形成された貫通孔に気密に取
り付けられた管状のめす栓３８ｂと、上下に開口しため
す栓３８ｂの内面に形成されたねじ孔３８ａに螺合して
移動可能なおす栓３８ｃとを有している。めす栓３８ｂ
の周壁にはエア抜き孔３８ｆが貫通して形成され、水平
管部４ｂの内外を連通させる。おす栓３８ｃの下端部に
はストッパ３８ｄがある。ストッパ３８ｄは、水平管部
４ｂ内のめす栓３８ｂの端部に接しておす栓３８ｃがめ
す栓３８ｂの上端から外れるのを防止する。水平管部４
ｂ外のおす栓３８ｃの上端部には係合部３８ｅが設けら
れている。係合部３８ｅには、おす栓３８ｃを回動させ
る操作具が係合する。この係合部３８ｅに操作具を結合
させれば、地表からの操作でおす栓３８ｃを回転させる
ことができる。おす栓３８ｃがねじ孔３８ａに螺入され
てエア抜き孔３８ｆが閉まれば、サイフォン管４は外気
に対して閉止される。おす栓３８ｃを回しておす栓３８
ｃを上方に移動させ、エア抜き孔３８ｆが開けば、サイ
フォン管４は外気に対して開放される。

【００３４】図１０及び図１１に示すように、貯槽３３
の下端に設けられた底蓋３９は、外側にフランジ状に張
り出した係止部３９ａを有している。貯槽３３の内部に
相当量の水が貯留されている場合には、貯槽全体の比重
は周囲の土砂等よりも大きい。しかしながら、貯槽３３
内の水が少なく、貯槽全体の比重が小さい状態で地震が
発生し、強い振動によって地盤が液状化すると、比重の
軽い貯槽３３は浮力を受けて地上に浮き上がってしまう
恐れがある。本例によれば、貯槽３３の底部に係止部３
９ａを設けてあるので、このような場合にも貯槽３３は
地盤に係止して浮き上がる恐れが少ない。

【００３５】貯槽３３の固定手段としては、前記係止部
３９ａの他、本液体貯槽３１を構築する工程において、
貯槽３３と掘削孔との間に設けたモルタル等の充填層で
もよい。また、貯槽３３を埋設する孔を掘削する際、地
盤の崩壊を防止するために泥水を注入する場合には、同
工程中においてモルタル等の自硬性安定液を注入し、貯
槽３３の埋設後に掘削土砂とともに貯槽３３の周りを個
化させて充填層としてもよい。

【００３６】本発明の第５の実施の形態を、図１３〜図
１５を参照して説明する。本例の液体貯槽４１は、箱形
中空体の貯槽４２をサイフォン管４で連通して埋設した
ものである。サイフォン管４は連絡管３６の中に配設さ
れている。サイフォン管４の空気抜きバルブ３８は連絡
管３６の操作孔３８を介して地表から操作する。貯留す
る水の種類及びその用途、設置する場所等は、以上説明
した各例に記載した範囲で任意に設定してよい。また、
以上説明した各例と機能上同様の構成部分には、前記例
と同一の符号を付して説明を省略する。

【００３７】

【発明の効果】地中に掘削した坑内に型枠を組み、コン
クリート等を打設して形成する一般の大型貯槽では、広
範囲に地盤を掘り起こさなければならず、また掘削開口
部を作業期間中放置することは安全対策上許されない。
さらに、掘削のための土留め方法によっては近隣の構造
物に対する影響も問題となる。しかしながら、以上説明
した複数の実施の形態から明らかなように、本発明の液
体貯槽の工事では、長さ（深さ）に対して比較的小さい
径で垂直方向に掘削するので地盤が比較的崩壊しにく
く、近隣に与える影響が小さくて済む。

【００３８】また、設置面積が小さくても、長い（深
い）貯槽を何本も列設してサイフォン管４で連通すれ
ば、総貯水量は十分に大きなものとなる。このため、歩
道、道路の中央分離帯、公園、グラウンド敷地や駐車場
の外周部等、従来は貯槽の埋設箇所としては全く考慮さ
れていなかった狭く不規則な形状の土地でも、液体貯槽
を設置するために十分に有効に利用することができる。
また、防災を目的として街路に沿って街路の地下に並べ
て多数の貯槽を設置すれば、消防施設の充実が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の断面図である。

【図２】第１の実施の形態におけるサイフォン管の固定
構造を示す図である。

【図３】第１の実施の形態における揚水方法を示す図で
ある。

【図４】第１の実施の形態における貯槽の配置及びサイ
フォン管による連結の態様を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態の断面図である。

【図６】（ａ）は図５のＡ−Ａ切断線における断面図で
ある。（ｂ）は図５のＢ−Ｂ切断線における断面図であ
る。

【図７】第２の実施の形態の液体貯槽を構築する際の工
程図である。

【図８】第２の実施の形態の液体貯槽を構築する際の工
程図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態の断面図である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態の断面図である。

【図１１】本発明の第４の実施の形態の斜視図である。

【図１２】本発明の第４の実施の形態における空気抜き
バルブの断面図である。

【図１３】本発明の第５の実施の形態の断面図である。

【図１４】本発明の第５の実施の形態の斜視図である。

【図１５】本発明の第５の実施の形態の斜視図である。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１，４１ 液体貯槽 ２，１３，２３，３３，４２ 貯槽 ４ サイフォン管 ６，３８ 空気抜き手段としての空気抜きバルブ ７，２２，３６ 連絡管 ８ 供給管 １２ 集水枡 １７ 固定手段としての充填層 ３７ 操作孔 ３９ａ 固定手段としての係止部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E03B 11/14 B65D 88/76 E03B 3/02 E03B 3/36 E03F 1/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に形成されて表面水を集水する集水
   枡と、前記集水枡の底部から地中に埋設されて開口した
   上端が集水枡の最高水位よりも低い位置にある複数個の
   貯槽と、前記複数個の貯槽を連通するとともに最高所が
   前記集水枡の最高水位よりも低い位置にあるサイフォン
   管とを有する液体貯槽。
2. 【請求項２】 前記集水枡の内部において前記貯槽と貯
   槽を連絡管で連通した請求項１記載の液体貯槽。
3. 【請求項３】 地中に埋設した複数個の貯槽と、前記複
   数個の貯槽を連通するサイフォン管と、前記サイフォン
   管の最高所よりも高い水位を有して前記貯槽と貯槽とを
   連通する連絡管と、前記貯槽の少なくとも一部に液体を
   供給する供給管と、を有する液体貯槽。
4. 【請求項４】 前記サイフォン管の最高所に空気抜き手
   段を設け、前記連絡管の内部に前記サイフォン管を通す
   とともに、前記連絡管に前記空気抜き手段を操作するた
   めの操作孔を設けた請求項３記載の液体貯槽。
5. 【請求項５】 前記空気抜き手段が空気抜きバルブであ
   る請求項４記載の液体貯槽。