JP3690741B2

JP3690741B2 - 水道水の供給方法及び供給装置

Info

Publication number: JP3690741B2
Application number: JP2002010961A
Authority: JP
Inventors: 義則万木
Original assignee: 株式会社巴技術研究所
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2022-01-21
Also published as: JP2003213739A

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装置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備えて、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、上述のような場合には、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、水道本管と貯水槽とを流入管と流出管とで接続し、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ことが試みられている。
【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６との間を接続している流入管２と流出管３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４及び５とし、流入管２と流出管３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７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４と５とが閉じるとともに、緊急開放弁７が開いて、水道本管１から水道水が貯水槽６内へ流れ込まないこととなる。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１１と１２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１４を付設したものである。
【０００７】
図２に示した配管構成では、常時は水道水が水道本管１１から流入管１３を通り、四方口弁１４の入口Ａから入って出口Ｄから出て、流入管１７を経由して貯水槽１６へ入り、貯水槽１６内の水は流出管１８を通り、四方口弁１４の入口Ｃから入って出口Ｂから出て、流出管１５を通って水道本管１２へ流れ込むこととされる。こうして貯水槽１６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１４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１１からの水道水は流入管１３を経て四方口弁１４へ流入するが、流入した水は四方口弁１４の出口Ｂから流出管１５を通って水道本管１２へ流入することとなる。こうして、水道水は貯水槽１６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及び図２に示される配管構成によれば、そこに付設されている緊急作動弁が首尾よく作動すれば、貯水槽の水が更新され、地震等の災害が発生した緊急時には生活用水が確保されることとなる。ところが、これまでの提案では、これらの配管構成において緊急作動弁を作動させる機構に問題があった。
【００１０】
例えば、実公昭６２−１１８１４号公報では、図１における緊急遮断弁４又は５を作動させるのに水道水の圧力差を利用することとしているが、このような機構のものは複雑なために故障が多く、緊急時に確実に作動することが保障されない。なぜならば、そこでは図３に示したように弁４を作動させるために、パイロット弁９、９’とスプリングを内臓した主弁１０とからなる操作装置が使用されていて複雑だからであり、とくに主弁１０ではスプリングが常に水中に浸漬されている状態に置かれているため、腐蝕されて緊急時に作動しなくなるからであり、さらには、水道水の圧力差を利用することを原理としているために、水道水が流れなくなると作動できなくなるからである。
【００１１】
また、四方口弁を使用することとしている特許第２６０７５２７号公報では、水圧の異常信号を電磁ソレノイドが検知してロック装置を解除し、これによってアームが回動可能となって、アームウエイトにより回動されて四方口弁の弁軸を回動させる、と説明されている。しかし、電磁ソレノイドを利用するには電気が必要とされるので、地震時には停電が伴なうことを考慮すると、この方法は、矢張り緊急時の操作機構として問題がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
この発明者は、上述のような事情に鑑み、緊急時に、上述のような二方口弁又は四方口弁を自動的に確実に作動させるためには、別の機構を案出する必要を感じた。この発明は、このような必要に応じて生れたものである。
【００１３】
【課題解決のための手段】
この発明者は、上述の課題を解決するための手段として、ボンベに蓄えられた気体の圧力を原動力として利用するのが適していることを見出した。すなわち、例えば加圧空気又は窒素等を蓄えたボンベを使用し、水道本管を流れる水道水の圧力が或る設定値以下になったとき、ボンベの口が自動的に開いて、ボンベから空気又は窒素を流出させ、この空気圧又は空気流等によって、二方口弁又は四方口弁を回動させるのが適していることを見出した。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。
【００１４】
この発明は、上述のような不慮の場合に備えた加圧気体による水道水の供給方法と、その装置とを提供するものである。すなわち、この発明は一面では水道水の供給方法を提供し、他面では水道水の供給装置を提供するものである。
【００１５】
この発明に係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、流入管及び流出管の何れかに緊急作動弁を付設し、平時には水道本管内を流れる水道水を貯水槽を通って流し、緊急時には水道水を貯水槽に通さないで流すようにした水道水の供給方法において、上記緊急作動弁の近くにボンベを付設し、ボンベ内に加圧気体を蓄えておき、水道本管、流入管又は流出管を流れる水圧が設定値以下になったとき、自動的にボンベが開き、流出する加圧気体を緊急作動弁に送って緊急作動弁を作動させ、緊急時の流れにすることを特徴とするものである。
【００１６】
上記水道水の供給方法は、緊急作動弁として流入管及び流出管に緊急遮断弁を付設し、水道本管に緊急時に水道水を流すための緊急開放弁を付設し、これら各弁にはピストン式のアクチュエータを付設しておき、ピストンの一側に圧力のかかっている水道水を蓄えておき、他方、加圧気体を蓄えたボンベの口には水道水の水圧によって流路を変更する三方口弁を付設しておき、水道水の圧力が設定値以下に低下したとき三方口弁が作動してボンベの口を開き、ボンベ内の気体が上記ピストンの他側へ進入してピストンを動かし、緊急遮断弁を遮断するとともに緊急開放弁を開くことによって具体的に実施することができる。
【００１７】
また、この発明が提供する水道水の供給装置は、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、流入管及び流出管の何れかに緊急作動弁を付設し、平時には水道本管内を流れる水道水を貯水槽を通って流し、緊急時には水道水を貯水槽に通さないで流すようにした水道水の供給装置において、緊急作動弁にピストン式のアクチュエータを付設し、ピストンの一側には圧力のかかった水道水を導入し、ピストンの他側には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、通気管には水道水の圧力が設定値以下になったとき、通気管を開口させる弁を付設したことを特徴とするものである。
【００１８】
また、この発明が提供する水道水の供給装置は、水道本管と貯水槽との間を接続する流入管と流出管とに跨って四方口弁を付設するか、又は流入管と流出管と水道本管とにそれぞれ二方口弁を付設し、これら各弁にはそれぞれピストン式のアクチュエータを付設し、ピストンの一側には通水管を接続して加圧下の水道水を導入しておき、ピストンの他側にはボンベからの通気管を接続しておき、通水管と通気管とには水道水の圧力が設定値以下になったとき通路を変更する弁を付設したことを特徴とするものである。
【００１９】
水道水の圧力が設定値以下になったとき、通路を変更する弁は、水道本管に別に細管を付設してその通水管に接続するのが好都合である。その弁としては水道水の圧力によってダイヤフラムが変位し、これに伴なって通路が変更されるような三方口弁を用いることが好ましい。
【００２０】
通気管に付設された三方口弁は、水道水の圧力が設定値以下になったとき、通路変更により通気管を開くものとするのが好ましい。また、通水管に付設された三方口弁は、水道水の圧力が設定値以下になったとき、通路変更により、ピストン内に蓄えられていた水道水をピストンから排出できるようにすることが好ましい。
【００２１】
この発明を実施の一例について図面に基づき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供給装置を模型的に示したものであって、そのうち、図４は平時の状態を示し、図５は緊急時の状態を示している。また図６と図７とは、この発明に係る他の水道供給装置を模型的に示したものであって、そのうち図６は平時の状態を示し、図７は緊急時の状態を示している。
【００２２】
図４に示したこの発明に係る装置は、次のように構成されている。水道本管１は途中で切断されて、流入管２により貯水槽６に接続され、貯水槽６は流出管３により水道本管８に接続されている。こうして水道本管１からの水道水は、流入管２を経て貯水槽６へ入り、流出管３を経て水道本管８へ流れる。これが平時の水道の流れである。
【００２３】
緊急時の流れにするために、図４及び図５では流入管２側に緊急遮断弁４が付設され、流出管３側に緊急遮断弁５が付設される。緊急遮断弁４と５とは、何れも二方口弁である。これら緊急遮断弁４と５とが作動して水道水の流れを閉じた時、水道水を水道本管１から８へ流すために、水道本管１と同じ径のバイパス２０が水道本管に接続されている。バイパス２０には、二方口弁からなる緊急開放弁２１が付設されている。これらの構成は図１に示した配管構成と同じである。なお、二方口弁とは実公平６−３０９１３号公報の図２に示されたようなものを指している。
【００２４】
図４に示した装置では、緊急遮断弁４、５と、緊急開放弁２１にそれぞれアクチュエータ３１、３２、３３が付設されている。このアクチュエータは何れも水圧等によって移動するピストンから成るものである。このピストンの一側には水道水が導入されていて、水圧３１１、３２１、３３１が加えられている。ピストンの他側には緊急時にボンベからの加圧気体を導入するための通気管５１、５２、５３が接続されている。
【００２５】
ピストンの一側に導入される水道水は水道本管１と８とを接続している細管４０から供給される。すなわち細管４０には２本の分岐管４１と４２とが付設され、分岐管４２からの水道水は分岐管４１に付設された三方口弁４３の流路を変更するように働き、平時は分岐管４１からの水道水を通水管４４、４５、４６へ供給するが、水道水の圧力が設定値以下になると、通水管４４、４５、４６からの水を受皿４８へ排出することとなる。流路変更のために、三方口弁４３にはダイヤフラムが設けられ分岐管４２からの水圧によってダイヤフラムが移動するようにされている。
【００２６】
アクチュエータに導入される加圧気体はボンベ６０から供給される。緊急時にだけ加圧気体を導入するために、アクチュエータ３１、３２、３３に連なる通気管５１、５２、５３には、ボンベ６０との間に三方口弁５４が付設されている。三方口弁５４は、前述の三方口弁４３と同様に、水道水の圧力が設定値以下になったとき、通路を変更するようにされている。すなわち、三方口弁５４にはダイヤフラムが含まれていて、分岐管４７からの水道水の圧力によってダイヤフラムが移動するようにされている。このため水道水の圧力が設定値以下になったときだけ、通気管５１、５２、５３へ加圧気体が送られることとなる。
【００２７】
分岐管４２及び分岐管４７の水圧が設定値以下になると、三方口弁４３と５４とは同時に流路を変更して図４に示した状態から図５に示した状態に変わり、三方口弁４３は水道水を通水管４４、４５、４６へ流さなくなり、三方口弁５４はボンベ６０からの加圧気体を通気管５１、５２、５３へ流すようになる。このため、アクチュエータ３１、３２、３３を構成しているそれぞれのピストンは、気体の圧力によって移動することとなる。このとき各ピストン内に収容されていた水道水は三方口弁４３の通路変更により、通水管４４、４５、４６を通って適当な受皿４８へ排出される。このため緊急遮断弁４と５は閉じられ、緊急開放弁２１は開かれる。こうして、水道水は貯水槽６を通ることなくバイパス２０を通って水道本管内を流れることになる。
【００２８】
図６と図７とに示した装置では、水道本管１１、１２と貯水槽１６とが流入管１３、１７と流出管１５、１８とで接続されており、流入管１３、１７と流出管１５、１８とに跨って四方口弁１４が付設されている。こうして、平時は水道水が、水道本管１１から流入管１３を通り四方口弁１４を経由して、流入管１７から貯水槽１６へ入り、また流出管１８を通り四方口弁１４を経由して流出管１５から水道本管１２へと流れる。この流れは図２に示した流れと同じである。なお、四方口弁とは特開平１１−３０４０２１号公報の図３に示されたようなものを指している。
【００２９】
図６と図７に示した装置では、緊急作動弁として四方口弁１４が唯１個付設されているだけである。四方口弁１４にはピストン式のアクチュエータ３１が付設されている。アクチュエータ３１の中では、図４及び図５に示した装置と同様に、水道本管１１に付設された細管４０から三方口弁４３を経由してきた水道水が、通水管４４を経由してピストンの一側に圧力３１１を加え、図６に示す状態となっている。このため、四方口弁１４は水道本管１１からの水道水を貯水槽１６へ通して水道本管１２へ定常的に流している。
【００３０】
図６及び図７に示した装置では、図４及び図５に示した装置と同様にボンベ６０からの加圧気体が三方口弁５４を経て通気管５１からアクチュエータ３１の他側へ導入できるようになっている。三方口弁５４は、分岐管４７からの水圧によってダイヤフラムが押されている間は、ボンベ６０からの加圧気体を通気管５１へ流さないようになっている。ところが、分岐管４７からの水圧が設定値以下になると、三方口弁５４が通路を変更し、図６から図７の状態に変わり、ボンベ６０からの加圧気体を通気管５１へ流す。従って、アクチュエータ３１は四方口弁１４を回動させて図７に示したような緊急時の状態となる。こうして、貯水槽１６への水道水の供給は遮断される。
【００３１】
このとき、三方口弁４３は、三方口弁５４の通路変更と同時に通路を変更し、通水管４４を受皿４８と連通させる。このため、アクチュエータ３１内に既に溜められていた水道水は、通水管４４を通って受皿４８へ排出される。こうしてアクチュエータ３１の図７に示したような緊急状態への移行が容易となる。
【００３２】
【発明の効果】
この発明に係る水道水の供給方法及び供給装置では緊急作動弁を作動させる原動力としてボンベに蓄えられた加圧気体を使用するので、停電などの事故があっても緊急作動弁を容易且つ確実に作動させることができる。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使用に適している。
【００３３】
また、この発明に係る装置では、緊急作動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、ピストンの一側に水道水を入れて水道水の圧力で緊急作動弁を平常時の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いる間は、水道水は貯水槽を通って流れ、従って貯水槽内の水は清浄に保たれる。この間、アクチュエータはピストン内に水道水が溜まった状態になるが、そこには従来技術のように水に接触する金属スプリングを使用していないから、アクチュエータが錆びたり腐蝕したりするおそれがなく、従っていつでも緊急状態に移行できる状態にある。この発明はこのような利益を与えるものである。
【００３４】
また、緊急作動弁として二方口弁を使用するときは、水道水の供給装置全体では二方口弁を３個所に設置する必要があるが、緊急作動弁として四方口弁を使用するときは、四方口弁をただ１個所に設置すれば足りる。しかし、四方口弁は、二方口弁に比べると構造が複雑で、高価であるから、何れが有利かは時と場所によって異なる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の水道水供給装置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装置を模型的に示したものである。
【図３】従来の水道水供給装置において用いられる緊急作動弁の操作機構を示した通水時の状態図である。
【図４】この発明に係る水道水供給装置の平常時の状態を示した模型図である。
【図５】図４に示した水道水供給装置の緊急時の状態を示した模型図である。
【図６】この発明に係る別の水道水供給装置の平常時の状態を示した模型図である。
【図７】図６に示した水道水供給装置の緊急時の状態を示した模型図である。
【符号の説明】
１、８、１１、１２水道本管
２、１３、１７流入管
３、１５、１８流出管
４、５緊急遮断弁
６、１６貯水槽
７、２１緊急開放弁
９、９’ パイロット弁
１０主弁
１４四方口弁
２０バイパス
３１、３２、３３アクチュエータ
４０細管
４１、４２、４７分岐管
４３、５４三方口弁
４４、４５、４６通水管
４８受皿
５１、５２、５３通気管
６０ボンベ

Claims

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、流入管及び流出管には何れもそれぞれ緊急作動弁を付設し、平時には水道本管内を流れる水道水を貯水槽を通って流し、緊急時には水道水を貯水槽に通さないで流すようにした水道水の供給方法において、上記緊急作動弁の近くにボンベと２個の三方口弁とを付設し、各緊急作動弁にはピストン式のアクチュエータを付設し、上記２個の三方口弁のうちの１つにはダイヤフラムと水道水通路とを設け、他の三方口弁にはダイヤフラムとボンベからの加圧気体の通路とを設け、各ダイヤフラムを水道水の圧力によって移動させ、この移動によって水道水通路又は気体通路を開閉させ、水道水の圧力が設定値以上の間は、三方口弁の上記気体通路を閉じ水道水通路を開いて水道水を各ピストンの一側に導入し、水道水の圧力が設定値より低下した時、上記水道水通路を閉じ気体通路を開いて加圧気体を各ピストンの他側へ導入してアクチュエータを作動させ、緊急時の流れにすることを特徴とする水道水の供給方法。
水道本管に細管を付設し、細管を流れる水道水を２つの三方口弁のダイヤフラムの一側に導き、水道水の圧力が設定値以上である間は、細管からの水道水を三方口弁の水道水通路を通って各ピストンの一側に導入し、細管を流れる水道水の圧力が設定値以下となったとき、三方口弁の気体通路を開いてボンベからの加圧気体を各ピストンの他側へ導入し、加圧気体がピストン内に導入されていた水道水を追い出して、緊急作動弁を作動させることを特徴とする、請求項１に記載の水道水の供給方法。
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、流入管及び流出管には何れもそれぞれ緊急作動弁を付設し、平時には水道本管内を流れる水道水を貯水槽を通って流し、緊急時には水道水を貯水槽に通さないで流すようにした水道水の供給装置において、各緊急作動弁にピストン式のアクチュエータを付設し、各ピストンの一側に水道水を導入するための通水管を接続し、各ピストンの他側にはボンベからの加圧気体を導入するための通気管を接続し、各通水管と通気管とには三方口弁を付設し、各三方口弁には水道水の圧力によって変位するダイヤフラムと、その変位によって開閉する水道水通路又は気体通路を設け、水道水の圧力が設定値以上の間は、上記気体通路が閉じ水道水通路が開いて通水管からの水道水が各ピストンの一側に導入され、水道水の圧力が設定値以下になった時、上記水道水通路が閉じ気体通路が開いて通気管からの加圧気体が各ピストンの他側に導入されるようにしたことを特徴とする水道水の供給装置。
水道本管と貯水槽との間に流入管と流出管とを付設し、流入管と流出管とには何れもそれぞれ緊急遮断用の二方口弁を付設し、水道本管には緊急開放用の二方口弁を付設し、これら各二方口弁には何れもピストン式アクチュエータを付設し、各ピストンの一側には水道水を導入するための通水管を付設し、各ピストンの他側にはボンベからの加圧気体を導入するための通気管を付設し、通水管と通気管とには何れも三方口弁を付設し、各三方口弁に水道水の圧力によって変位するダイヤフラムと、その変位によって開閉する水道水通路又は気体通路を設け、水道水の圧力が設定値以上の間は、上記気体通路が閉じ水道水通路が開いて通水管からの水道水が各ピストンの一側に導入され、水道水の圧力が設定値以下となったとき、上記水道水の通路が閉じ気体通路が開いて通気管からの加圧気体が各ピストンの他側に導入されるようにしたことを特徴とする水道水の供給装置。
水道本管と貯水槽との間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を付設し、四方口弁にはピストン式アクチュエータを付設し、ピストンの一側には水道水を導入するための通水管を付設し、ピストンの他側にはボンベからの加圧気体を導入するための通気管を付設し、通水管と通気管とには何れも三方口弁を付設し、各三方口弁に水道水の圧力によって変位するダイヤフラムと、その変位によって開閉する水道水通路又は気体通路を設け、水道水の圧力が設定値以上である間は、上記気体通路が閉じ水道水通路が開いて通水管からの水道水がピストンの一側に導入され、水道水の圧力が設定値以下となった時、上記水道水の通路が閉じ気体通路が開いて通気管からの加圧気体がピストンの他側に導入されるようにしたことを特徴とする水道水の供給装置。