JP3665764B2 - 水道水の供給方法及び供給設備 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、水道水の供給方法及び供給設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水は人の日常生活に欠くべからざるものである。そのため、地震等の災害によって水道管が破損した場合に、生活用の水を供給するために、学校、公園などの公共用地に貯水槽を設け、ここに水道水を蓄えておき、災害の発生した場合には、この水を生活用水として供給するという計画がなされている。
【０００３】
水道水は、これを貯水槽内に蓄えたまま放置したのでは、腐敗し汚染されて生活用水として使用できなくなる。従って、貯水槽に蓄えられた水は常時循環されなければならない。そのために、貯水槽はその傍らを通っている水道管に接続されて、貯水槽内の水が常に循環するようにされている。すなわち、貯水槽は、流入管と流出管とによって水道本管に接続され、水道本管内を通る水道水が常に流入管から貯水槽内へ流れ込むと同時に、流出管から流れ出るようにして、貯水槽内の水は絶えず更新されている。
【０００４】
地震の発生時には、水道本管が破損し、このために水道本管内に汚水が流れ込み、貯水槽内に蓄えられた水がこの汚水によって汚染されるおそれがある。そこで、このような場合には、水道本管と貯水槽との間を接続している流入管と流出管とを閉じて、水道本管を流れる水が貯水槽内へ流れ込まないようにする必要がある。このための試みも知られている。
【０００５】
その試みの１つは、水道本管、流入管及び流出管のそれぞれに二方口弁を付設することを要旨とするものである。その試みは、これを詳しく云えば、図１に模型的に示したように、水道本管１と貯水槽２との間を接続している流入管３と流出管４とに、それぞれ二方口弁を付設して、これらの弁を緊急遮断弁Ｐ及びＱとし、流入管３と流出管４との間にある水道本管部分に二方口弁を付設してこれを緊急開放弁Ｒとする、と云うものである。この試みでは、地震が起きた場合に、緊急遮断弁ＰとＱとが閉じるとともに、緊急開放弁Ｒが開いて、水道本管１から水道水が貯水槽２内へ流れ込まないようにしている。このような試みは、例えば実公昭６２−１１８１４号公報に記載されている。
【０００６】
また、非常時に水道水が貯水槽へ流れ込まないようにする他の試みは、流入管と流出管とに跨って四方口弁を付設することを要旨とするものである。この試みは、詳しく云えば、図２に模型的に示したような配管構成を採るものであって、水道本管１と１１との間を切断して、そこに流入管と流出管とを付設し、流入管と流出管とに跨って四方口弁Ｓを付設したものである。
【０００７】
図２に示した配管構成では、正常時は水道水が水道本管１から流入管３を通り、四方口弁Ｓの入口Ａから入って出口Ｄから出て、流入管３’を経由して貯水槽２へ入り、貯水槽２内の水は流出管４’を通り、四方口弁Ｓの入口Ｃから入って出口Ｂから出て、流出管４を通って水道本管１１へ流れ込むこととされる。こうして貯水槽２内の水は更新される。
【０００８】
図２に示した配管構成では、緊急時に四方口弁Ｓが作動して出口Ｄと入口Ｃとが閉じられる。その結果、水道本管１からの水道水は流入管３を経て四方口弁Ｓへ流入するが、流入した水は四方口弁Ｓの出口Ｂから流出管４を通って水道本管１１へ流入することとなる。こうして、水道水は貯水槽２へは流れ込まなくなる。このような提案は、例えば特許第２６０７５２７号公報に記載されている。
【０００９】
図１に示した配管構成では、二方口弁はこれを３個付設しなければならないが、図２に示した配管構成では四方口弁をただ１個付設すれば足りる。付設すべき弁の個数だけから見ると、四方口弁を付設した方が有利なように見える。ところが四方口弁は二方口弁より構造が複雑で故障が多く、また高価であるために、四方口弁の採用が常に有利であるとは限らない。何れが有利であるかは、設置する場所などによって異なる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、どのような配管構成を採用するのが有利かが、場所等によって異なるという事情を踏まえて、この発明者は、さらに別の配管構成を考える必要のあることに気付いた。この発明は、このような考えに基づいてなされたものである。
【００１１】
【課題解決のための手段】
この発明者は、水道本管の水道水を貯水槽へ流すかどうかの流路の変更には、三方口弁を採用するのが適していることを見出した。すなわち、水道本管を流れる水道水を貯水槽へ流すには、前述のように、水道本管に分岐管として流入管と流出管とを付設する必要があるので、その付設位置には必ず三叉路が形成される筈である。従ってこの三叉路にそれぞれ三方口弁を付設すれば、上述の流路の変更は一挙に解決できることを見出した。この発明は、このような知見に基づいて完成されたものである。
【００１２】
ここで云う三方口弁とは、例えば図３に断面を示したような構造のものであって、弁本体Ｊの中に回動する弁体Ｋが付設され、弁本体Ｊは三方に向かう三個の開口Ｌ、Ｍ、Ｎを持っている。弁体Ｋが図３の斜線で示した位置にあるときは、開口ＬとＭとが連通するので、開口Ｍから開口Ｌへ流体を流すことができ、また、弁体Ｋが回動して図３の二点鎖線で示した位置に来たときは、開口ＭとＮとが連通するので、開口Ｍから開口Ｎへ流体を流すことができる。この発明は、一面ではこのような三方口弁を採用した水道水の供給方法を提供するものであり、他面では三方口弁を付設した水道水の供給設備を提供するものである。
【００１３】
この発明が提供する水道水の供給方法は、水道水を供給する水道本管の傍らに貯水槽を設け、水道本管と貯水槽との間を流入管と流出管とで接続し、水道本管と流入管との接続部に第１の三方口弁を付設し、流出管と水道本管との接続部に第２の三方口弁を付設し、水道水の圧力が設定値以上である間は、第１の三方口弁を水道本管と流入管との間で開くとともに、第２の三方口弁を流出管と水道本管との間で開き、水道水の圧力が設定値よりも低下した時に、第１の三方口弁も第２の三方口弁もともに、水道本管同士の間で開くようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、この発明に係る水道水の供給設備は、水道水を供給する水道本管の傍らに貯水槽を設け、水道本管と貯水槽との間を流入管と流出管とで接続し、水道本管と流入管との接続部に第１の三方口弁を付設し、流出管と水道本管との接続部に第２の三方口弁を付設し、各三方口弁にはピストン式のアクチュエータを付設し、ピストンの一側に水道水を導入するための通水管を付設し、ピストンの他側に気体を導入するための通気管を付設してピストンを移動可能とし、ピストンが設定位置よりも上記他側がわへ位置している間は、第１の三方口弁が水道本管と流入管とを連通させるとともに、第２の三方口弁が流出管と水道本管とを連通させており、上記ピストンが設定位置より上記一側がわへ移動した時、上記２つの三方口弁がともに水道本管同士を連通させるに至ることを特徴とするものである。
【００１５】
上記の水道水の供給方法は、ピストンの一側に水道水の圧力を加えておき、ピストンの他側にばねを収容して水圧とばねとの拮抗によってピストンを移動可能とした場合も含んでいる。しかし、ばねを使用した場合には、ばねが金属で作られているために腐蝕され易いので、ばねの取替えを頻繁に行わなければならない。このために設備の保守に格別の注意が必要である。これは甚だ煩瑣である。
【００１６】
このような煩瑣を避けるために、この発明者はばねの使用を止めて代わりにピストンの他側に気体を導入することとした。とりわけ、気体の供給源として気体を加圧して蓄えたボンベを使用することとした。このようなボンベを、三方口弁の近くに設置して、緊急時にボンベが開いて加圧された気体の流れがピストンを移動させるようにした。
【００１７】
加圧気体としては、空気又は窒素等の不活性の気体が好適である。このような加圧気体を用いると、この発明は一層有利となることが判明している。そこで、実施の一例を説明するにあたっては、加圧空気を蓄えたボンベを用いた場合について説明する。
【００１８】
この発明を図面に基づいて説明すると、次のとおりである。図４と図５とは、この発明に係る水道水の供給設備を模型的に示したものであって、そのうち図４は水道水の圧力が設定値以上となっている正常時の状態を示し、図５は、水道水の圧力が設定値よりも低下した緊急時の状態を示している。
【００１９】
図４に示した設備は、次のように構成されている。水道本管１の傍らに貯水槽２が設けられ、水道本管１と貯水槽２との間に流入管３と流出管４とが設けられている。そして、水道本管１と流入管３との接続部に第１の三方口弁５が付設され、流出管４と水道本管１１との接続部には第２の三方口弁６が付設されている。三方口弁５と三方口弁６とは、直接水道水の流れを変えるものとして使用される。
【００２０】
図４では水道本管１を流れる水道水は、三方口弁５によって流入管３へ流され、貯水槽２へ入る。貯水槽２へ入った水道水は、流出管４を通って貯水槽２から出て、三方口弁６によって水道本管１１へ流される。こうして貯水槽２内の水は更新される。
【００２１】
図４に示した正常時の流れを緊急時の流れにするために、図４では三方口弁５にアクチュエータ７が付設され、また三方口弁６にはアクチュエータ８が付設されている。アクチュエータ７と８とは、何れもピストン式のものであって、その構造は全く同一であると考えてよい。
【００２２】
そこで、アクチュエータ７を例に取って説明すると、アクチュエータ７は、その一側７１に通水管９から水道水が導入されて、ピストンを押している。通水管９の水道水は水道本管１と１１との間に付設された細管１３から分岐管１４を通り、操作弁１２を経由して送られる。他方、アクチュエータ７の他側７２には、通気管１０が付設されて、ここに大気圧又は加圧気体が導入できるようにされている。こうして、ピストンは水道水の圧力と気体の圧力とが拮抗して、移動可能にされている。
【００２３】
操作弁１２は、水道水の圧力によって次のように作動する。細管１３には分岐管１５が設けられ、分岐管１５を通ってきた水道水が操作弁１２へ導入されて、ダイヤフラム１６を移動させる。水道水の圧力が設定値以上の間は、ダイヤフラム１６が押されて、操作弁１２内では分岐管１４と通水管９とが連通される。このため、正常時にはピストンの一側７１がわに水圧が加わり、三方口弁５は水道本管内の水を流入管３へ流すこととなる。
【００２４】
緊急時に、水道本管を流れる水道水の圧力が低下すると、分岐管１５を流れる水圧が低下し、そのためダイヤフラム１６が移動し、操作弁１２の流路を変更する。その結果、通水管９は開放され、通気管１０はボンベ１７からの通気管１８と連通する。するとボンベ１７内に蓄えられた加圧気体が、通気管１０を通ってアクチュエータ７及び８へ導入される。
【００２５】
通気管１０から加圧気体が導入されると、アクチュエータ７及び８では、何れもピストンがそれぞれ他側７２及び８２がわから一側７１及び８１がわへ移動する。それとともに、通水管９が操作弁１２によって開放されるので、アクチュエータ７及び８の一側７１及び８１内に残されていた水は、通水管９を通って放出されて、ピストンの移動は容易とされる。こうして、ピストンがそれぞれ他側７２及び８２がわから一側７１及び８１がわへ容易に移動する。
【００２６】
こうして、アクチュエータ７及び８におけるピストンが設定位置より一側７１及び８１がわに寄った時、三方口弁５と６とはそれぞれ流入管３及び流出管４への通路を閉じる。その結果、水道本管１を流れる水道水は、貯水槽へ流れるのを止められ、水道本管１からバイパス管１１１を経由して水道本管１１へと流れることとなる。
【００２７】
【発明の効果】
この発明に係る水道水の供給方法によれば、水道本管と流入管との接続部に第１の三方口弁を付設し、流出管と水道本管との間に第２の三方口弁を付設し、合わせて２つの三方口弁を付設するだけで、あとは水道本管の圧力低下に伴なうそれぞれの三方口弁内の流路調整をすることにより、緊急時に貯水槽への水道水の流入停止を行うことができる。従って、水道水の供給方法として簡単であって利用価値が高い。
【００２８】
また、この発明に係る水道水の供給方法及び供給設備において、緊急時に三方口弁を作動させるのに、ボンベに蓄えられた加圧気体を利用することとすれば、アクチュエータにスプリングを使用したものに比べるとスプリングの腐蝕するおそれがなく、また電気を使用するアクチュエータに比べると停電時にも使用できるという利点があるために、利用価値が高い。とくに加圧気体として空気又は窒素等を用いるときは、これが放出されても危険がなく、また環境を汚さないので好適である。また、ボンベに蓄えられた加圧気体は永く保持できるから、保守点検の手間を省くことができるので便利である。
【００２９】
また、この発明に係る水道水の供給装置では三方口弁を作動させるのにピストン式のアクチュエータを用い、ピストンの一側には水道水を導入して水道水の圧力で三方口弁を正常時の通路状態に維持することとしたので、水道水の水圧が設定値を越えており、従ってアクチュエータのピストンが設定位置より所定のがわにある間は、ピストンの他側に加圧気体が導入されないでおり、三方口弁は貯水槽へ水道水を流すこととなる。従って、貯水槽の水は清浄に保たれる。ところが、水道水の水圧が設定値より低下すると、アクチュエータのピストンの他側に加圧気体が導入されるので、アクチュエータのピストンは所定位置の反対側へ確実に移動し、三方口弁が流路を変更して水道水が流入管及び流出管を流れるのを止め、バイパス管を経由して水道水が確実に緊急状態に移行できる。この発明は、このような利益を与えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の水道水供給設備を模型的に示したものである。
【図２】従来の別の水道水供給設備を模型的に示したものである。
【図３】この発明で用いることのできる三方口弁の断面図である。
【図４】この発明に係る水道水の供給設備の正常時の状態を示した模型図である。
【図５】図４に示した水道水の供給設備の緊急時の状態を示した模型図である。
【符号の説明】
１、１１ 水道本管
２ 貯水槽
３、３’ 流入管
４、４’ 流出管
５、６ 三方口弁
７、８ アクチュエータ
９ 通水管
１０、１８ 通気管
１２ 操作弁
１３ 細管
１４、１５ 分岐管
１６ ダイヤフラム
１７ ボンベ
７１ アクチュエータ７の一側
７２ アクチュエータ７の他側
８１ アクチュエータ８の一側
８２ アクチュエータ８の他側
１１１ バイパス管
Ｊ 三方口弁の弁本体
Ｋ 三方口弁の弁体
Ｌ、Ｍ、Ｎ 三方口弁の開口
Ｐ、Ｑ 緊急遮断弁
Ｒ 緊急開放弁
Ｓ 四方口弁

Claims (2)

1. 水道水を供給する水道本管の傍らに貯水槽を設け、水道本管と貯水槽との間を流入管と流出管とで接続し、水道本管と流入管との接続部及び水道本管と流出管との接続部に何れも三方口弁を付設し、各三方口弁に何れもピストン式のアクチュエータを付設してなる水道水の供給設備において、加圧気体を蓄えているボンベに接続した操作弁を付設し、水道水の圧力が設定値以上である間は、操作弁が水道水をアクチュエータのピストンの一側へ供給しており、水道水の圧力が設定値より低下した時に、操作弁がボンベに蓄えられた加圧気体をアクチュエータのピストンの他側へ供給してピストンを移動させ、操作弁が水道水を供給している間は三方口弁が水道本管を流入管及び流出管に向けて開き、操作弁が加圧気体を流すに至った時、三方口弁が水道本管同士の間で開くようにしたことを特徴とする、水道水の供給方法。
2. 水道水を供給する水道本管の傍らに貯水槽を設け、水道本管と貯水槽との間を流入管と流出管とで接続し、水道本管と流入管との接続部に第１の三方口弁を付設し、流出管と水道本管との接続部に第２の三方口弁を付設し、各三方口弁にはピストン式のアクチュエータを付設し、加圧気体を蓄えているボンベに接続した操作弁を付設し、
   操作弁とピストンの一側との間に水道水を導入するための通水管を付設し、操作弁とピストンの他側との間にボンベに蓄えられた加圧気体を導入するための通気管を付設してピストンを移動可能とし、水道水の圧力が設定値以上の間は通水管に水道水が流れてピストンが上記他側へ位置して第１の三方口弁が水道本管と流入管とを連通させるとともに、
   第２の三方口弁が流出管と水道本管とを連通させており、水道水の圧力が設定値より低下した時、操作弁がボンベに蓄えられた加圧気体を通気管に流して上記ピストンを上記一側へ移動させ、上記２つの三方口弁がともに水道本管同士を連通させるに至ることを特
   徴とする、水道水の供給設備。

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