JP3180169B2 - 水中貯水装置 - Google Patents

水中貯水装置

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JP3180169B2 JP23269392A JP23269392A JP3180169B2 JP 3180169 B2 JP3180169 B2 JP 3180169B2 JP 23269392 A JP23269392 A JP 23269392A JP 23269392 A JP23269392 A JP 23269392A JP 3180169 B2 JP3180169 B2 JP 3180169B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば非常時給水、生
活雑用水(清掃用、水洗トイレ用、空調用冷却水等)、
プール用、植物散布用、養魚用、修景用(噴水、人工滝
等)、各種産業用等として使用される水を、例えば湖
沼、池、濠等を利用して簡便に安定して貯水する装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、貯水装置としては、陸上に貯水す
る陸上型のものと、海中に貯水する海中型ものとが知ら
れている。
【0003】一般的なのは陸上型の貯水装置で、地下や
地上に構築した貯水槽に雨水等を濾過して導き入れて蓄
える形式となっている。
【0004】海中型の貯水装置は、最近提案されている
もので、海中に袋状の構造体を沈め、その中に雨水や河
川からの水を浄化して蓄える形式となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の貯水装置には次のような問題がある。
【0006】陸上型の貯水装置は、貯水槽に広い設置場
所をとることから、設置に大きな制限を受ける問題があ
る。
【0007】海中型の貯水装置は、海に近い地域ではよ
いが、内陸部では利用することができないばかりか、陸
上に浄水設備を設ける必要があり、その設置場所の制約
を受ける問題がある。また、自然環境の厳しい海に設置
するので、装置が大掛かりになり、狭い地域内での小規
模な用途には適さないものである。
【0008】更に、陸上型及び海中型のいずれの貯水装
置においても、その水源を湖沼等に求めた場合、降雨量
の少ない季節に十分な貯水量を確保しようとすると、水
源となる湖沼等の水位を引き下げてしまうことになる。
この水源の水位低下は、通常水中に没している地肌が露
出して景観を見苦しくするだけでなく、ボート等の付帯
設備がある場合に、その利用を妨げる問題もある。
【0009】一方、特に小さな湖沼、池、濠等は比較的
多くの地域に存在し、狭い地域内での小規模な用途の水
源として十分な水量が存在してはいるが、近年の水質汚
濁からそのままでは使用できないことが多く、また、浄
化して貯水しておくにも上記の問題があることから、こ
れらの水源としての利用はほとんどなされていないのが
現状である。
【0010】本発明は、このような現状に鑑みてなされ
たもので、多くの地域に存在する小さな湖沼、池、濠等
の水を、貯水場所の問題や水位低下の問題を生じること
なく、簡便に安定して有効利用できるようにすることを
目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】このために請求項1の発
明では、図1に示されるように、水中に位置するフレキ
シブルタンク1と、フレキシブルタンク1から水面上2
に突出する注入口3と、水面2上に半没状態で位置し、
水面2下に設けられた取水孔4の内側に濾材5が充填さ
れた濾過器6と、濾材5を通過した濾過器6内の濾過水
7をフレキシブルタンク1の注水口3へ送るポンプ8と
を有する水中貯水装置としているものである。
【0012】また、請求項3の発明では、図2に示され
るように、水中に位置するフレキシブルタンク1と、こ
のフレキシブルタンク1が底部に連結されて水面2上に
位置し、フレキシブルタンク1との連結部上に濾材5が
充填された濾過器6と、フレキシブルタンク1が沈んで
いる水を濾過器6内に汲み入れるポンプ8とを有する水
中貯水装置としているものである。
【0013】
【作用】フレキシブルタンク1は濾過水を蓄えるもの
で、フレキシブルであることによって、その中の貯水量
が増えるに従って押し広げられることになる。そして、
このフレキシブルタンク1が水中に位置していること
と、フレキシブルタンク1が沈んでいる水(以下「外
水」という)自体を濾過器6で濾過してフレキシブルタ
ンク1に貯水していることにより、いわば外水の取水に
よるその水位低下に相応してフレキシブルタンク1が押
し広げられて外水の水位を引き上げるので、外水の水位
が一定に保たれることになる。
【0014】請求項1の発明において、水面2上に半没
状態で位置する濾過器6の水面2下に取水孔4が設けら
れているのは、濾過器6内外の水頭圧差によって、外水
を濾過器6内に導き入れると共に濾材5中を透過させる
ためのものである。また、濾過器6内の濾過水7を水面
2上に突出した注水口3へと送るポンプ8を設けている
のは、フレキシブルタンク1の周囲に加わる外水の水圧
以上の水頭圧で濾過水をフレキシブルタンク1内へと送
り込み、フレキシブルタンク1の押し広げを可能にする
ためのものである。
【0015】請求項3の発明において、濾過器6の底部
にフレキシブルタンク1を連結し、しかもこの濾過器6
に外水を汲み入れるポンプ8を設けているのは、濾過器
6内の水頭圧を利用して、外水を濾過すると同時に、フ
レキシブルタンク1の周囲に加わる外水の水圧以上の水
頭圧で濾過水をフレキシブルタンク1内へと送り込める
ようにするものである。
【0016】
【実施例】まず、図1に基づいて請求項1の発明の一実
施例を説明する。
【0017】図中1はフレキシブルタンクで、水面2下
に没して位置している。このフレキシブルタンク1の上
面中央部には注水ヘッド管10が立てられており、注水
ヘッド管10の上端は水面2上に突出した注水口3とな
っている。
【0018】フレキシブルタンク1の上面と下面には、
それぞれすり鉢状をなす上板11と下板12が付設され
ている。この上板11と下板12は、例えば硬質合成樹
脂板、金属板、木板等の硬質材料によって構成されたも
ので、フレキシブルタンク1の上面と下面の内面をその
中央方向に傾斜した形状に維持するものである。
【0019】上板11は、注水ヘッド管10から濾過水
7を注入した時に、フレキシブルタンク1内に残留して
いる空気をその傾斜に沿って注水ヘッド管10へと導
き、外に逃げやすくするものである。フレキシブルタン
ク1内残留した空気が逃げないと、濾過水7の注入と共
に昇圧されるこの残留空気によって、フレキシブルタン
ク1が変形膨張して損傷されやすくなることから、上記
上板11等によってフレキシブルタンク1内の残留空気
を逃がしやすくしておくことが好ましい。また、下板1
2は、注水ヘッド管10を介してフレキシブルタンク1
内に挿入された、インジケーターを兼ねた集水管13に
よる集水時に、フレキシブルタンク1内の濾過水を残さ
ず取り出しやすくするもので、設けておくことが好まし
い。
【0020】尚、集水は、注水ヘッド管10から集水管
13を挿入することによらず、予めフレキシブルタンク
1の底部に集水管13を接続しておくことで行うことも
できる。
【0021】フレキシブルタンク1の周側部は、上下に
伸縮可能な蛇腹状のフレキシブル膜14となっている。
【0022】フレキシブルタンク1は、防水性材料で構
成されていれば、風船のように構成素材自身の伸縮性に
よるフレキシブル性が持たされたものでもよい。しか
し、フレキシブルタンク1の強度確保及びできるだけ小
さな力でのフレキシブルタンク1の押し広げを可能にす
る上で、本実施例のように、折り畳みとその展開による
フレキシブル性を持たせたものが好ましい。また、本実
施例のように上下方向に伸縮可能なものの他、左右方向
に伸縮可能なものでもよい。
【0023】一方、水面2上には、箱状の濾過器6が位
置している。この濾過器6は、その底面を貫通する前記
注水ヘッド管10の中間部に取り付けられているもの
で、水面2上に半没状態で位置している。
【0024】濾過器6の水面2下に位置する底部には、
外水を濾過器6内に取り入れるための取水孔4が形成さ
れている。この取水孔4は、濾過器6の底部に穿孔した
孔の他、濾過器6の底部を形成する網状物の網目であっ
てもよい。また、濾過器6には、この取水孔4の内側に
濾材5が充填されている。
【0025】従って、外水は、水面2下に開口する取水
孔4から濾過器6内に流入し、濾材5を透過した濾過水
7として、濾過器6内外の水頭圧がバランスするレベル
まで自然に濾過器6内に溜められることになる。
【0026】図示される濾過器6は、濾材5の交換を容
易にするため、上部が解放されているが、埃等の侵入防
止のためにこれを閉鎖する蓋等を設けてもよい。また、
濾材5は、貯水する水の使用目的等に応じて適宜選択す
ればよい。
【0027】濾過器6の周囲には、前述のフレキシブル
タンク1及び上記濾過器6を浮揚支持するフロート15
が設けられている。即ち、フレキシブルタンク1が水面
2下に位置しかつ濾過器6が水面2上に半没状態となる
よう、このフロート15で浮揚支持しているものであ
る。
【0028】フレキシブルタンク1と濾過器6を、本実
施例のような一体とせず、別体として各々をフロート1
5で浮揚支持したり、一体又は別体のフレキシブルタン
ク1と濾過器6を水底に立てた支柱等で所定位置に支持
することもできる。しかし、本実施例のように一体のフ
レキシブルタンク1と濾過器6をフロート15で浮揚支
持するのが設置構成が最も簡略で好ましい。
【0029】フロート15上には、太陽光アレイ16と
ポンプ8が設けられている。このポンプ8は太陽光アレ
イ16によって駆動される太陽電池モーターポンプで、
揚水管17によって、濾過器6内の濾過水7を注水ヘッ
ド管10上端の注水口3へと送るものである。
【0030】ところで、本水中貯水装置は、常時外水を
濾過しながらフレキシブルタンク1内に溜めて必要に備
えることができるものであることから、濾過器6として
も大きな濾過速度と濾過流量が要求されるものではな
く、またポンプ8としても大流量のものが要求されるも
のではない。従って、ポンプ8はきわめて小型のもので
済み、その駆動電力も小さなもので済むことから、外部
から電源を引く方式でもよいが、本実施例のようにポン
プ8を太陽電池モーターポンプとすることが好ましい。
【0031】尚、本実施例の水中貯水装置において、外
水の水面2と濾過水7の水面間の高低差を16cmと
し、濾材5として透過係数10-3のものを用いたとする
と、濾過速度、濾過流量、濾過面積、濾材5の厚みは各
々次のようになることが計算上求められる。
【0032】 濾過速度 0.1m/hr 濾過流量 0.03m3 /hr 濾過面積 0.3m2 濾材5の厚み 0.06m 前述のように常時濾過貯水を継続できることを考える
と、実用上上記濾過流量程度で十分であり、この濾過流
量の場合、ポンプは1リットル/分×0.3m水頭程度
で十分なため、ポンプ8として太陽電池モーターポンプ
の適用が十分可能である。
【0033】次に、図2に基づいて請求項3の発明の一
実施例を説明する。
【0034】本実施例におけるフレキシブルタンク1は
前述の請求項1の発明の実施例で説明したものと同様の
もので、周側部が蛇腹状のフレキシブル膜14で、上面
と下面にそれぞれ上板11と下板12が付設されてい
る。
【0035】フレキシブルタンク1の上部には、フレキ
シブルタンク1と連続して濾過器6が取り付けられてい
る。
【0036】濾過器6は、底部に多孔板や網状物等の仕
切り板18を有し、その上に濾材5が充填されたものと
なっている。また、濾過器6の中央には集水管挿入筒9
が立てられており、この集水管挿入筒9を介して集水管
13がフレキシブルタンク1内に挿入されている。
【0037】尚、請求項1の発明の実施例で説明したよ
うに、集水管13を予めフレキシブルタンク1の底部に
接続しておくこともできる。この場合、集水管挿入筒9
を省略することができる。
【0038】濾過器6の周囲には、フレキシブルタンク
1及び濾過器6を浮揚支持するフロート15が設けられ
ている。本実施例においても、フレキシブルタンク1と
濾過器6を水底に立てた支柱等で所定位置に支持するこ
ともできる。しかし、フロート15で浮揚支持するのが
設置構成が最も簡略で好ましい。
【0039】フロート15上にはポンプ8と太陽光アレ
イ16が設けられている。本実施例におけるポンプ8
は、外水を揚水管17を介して濾過器6へ汲み上げるも
のである。
【0040】本実施例において濾過器6へ外水を汲み上
げると、濾過器6内の水位が外水の水面2より上方にな
ることによって、フレキシブルタンク1の周囲に加わっ
ている水圧に打ち勝つ水頭圧がもたらされ、濾材5を透
過した濾過水がフレキシブルタンク1に流下してこれを
押し広げる。
【0041】
【発明の効果】本発明は、以上説明した通りのものであ
り、次の効果を奏するものである。
【0042】(1)湖沼、池、濠等の中に貯水するもの
であるため、設置場所を新たに用意する必要がない。
【0043】(2)水源でもある湖沼、池、濠等の水位
が、貯水量が変動しても変わらないので、通常水没して
いる地肌が露出して景観を損ねたり、ボート等の付帯設
備の利用を妨げることがない。
【0044】(3)フレキシブルタンク1の大きさや数
を調整することで、貯水量を任意に設定できる。
【0045】(4)水源内に貯水しているので、万一過
大貯水を生じて水が溢れ出ても全く支障がなく、溢流事
故がない。また、水頭圧を利用してフレキシブルタンク
1への濾過水の供給が行われるので、ポンプ8の機能等
を厳密に定めなくとも自然にバランスが保たれ、特殊な
制御が不要である。
【0046】(5)水源から常時取水して徐々にフレキ
シブルタンク1に貯水できるので、大流量高速濾過器6
が不要で、小型かつ簡易な緩速濾過を適用でき、設備的
負担が小さい。同時にポンプ8も小型のもので済み、太
陽電池モーターポンプの適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明の一実施例を示す断面図であ
る。
【図2】請求項3の発明の一実施例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 フレキシブルタンク 2 水面 3 注水口 4 取水孔 5 濾材 6 濾過器 7 濾過水 8 ポンプ 9 集水管挿入筒 10 注水ヘッド管 11 上板 12 下板 13 集水管 14 フレキシブル膜 15 フロート 16 太陽光アレイ 17 揚水管 18 仕切り板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E03B 11/00 - 11/14 E03B 3/00 E03B 3/04 E03B 3/32 - 3/36 B63B 35/44 B01D 35/02

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水中に位置するフレキシブルタンクと、
    フレキシブルタンクから水面上に突出する注入口と、水
    面上に半没状態で位置し、水面下に設けられた取水孔の
    内側に濾材が充填された濾過器と、濾材を通過した濾過
    器内の濾過水をフレキシブルタンクの注水口へ送るポン
    プとを有することを特徴とする水中貯水装置。
  2. 【請求項2】 濾過器とフレキシブルタンクとを浮揚支
    持するフロートを備えていることを特徴とする請求項1
    の水中貯水装置。
  3. 【請求項3】 水中に位置するフレキシブルタンクと、
    このフレキシブルタンクが底部に連結されて水面上に位
    置し、フレキシブルタンクとの連結部上に濾材が充填さ
    れた濾過器と、外水を濾過器内に汲み入れるポンプとを
    有することを特徴とする水中貯水装置。
  4. 【請求項4】 濾過器とフレキシブルタンクとを浮揚支
    持するフロートを備えていることを特徴とする請求項3
    の水中貯水装置。
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