JP4176248B2

JP4176248B2 - Siphon-type water intake device

Info

Publication number: JP4176248B2
Application number: JP22520499A
Authority: JP
Inventors: 恒雄小野寺; 真人小川; 浩身大沼
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc; Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc; Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-08-09
Filing date: 1999-08-09
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2019-08-09
Also published as: JP2001045888A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイホン式取水装置に関し、詳しくは、溜池等の水を水田の灌漑用水として供給するためのサイホン式取水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水田の灌漑方法は、そのほとんどが開水路によるものであり、溜池（貯水池）からの取水も斜樋による方法が多く用いられている。一方、近年は、水の有効利用や、水管理の省力化のために、パイプラインによる灌漑方法が採用されつつあるが、従来の斜樋からパイプラインに取水すると、ウオーターハンマーやエアハンマーが発生してパイプラインを破壊したり、無効放流が発生したりする問題がある。
【０００３】
このため、溜池の堤体に新たなパイプを貫通させたり、堤体底部に設けられている従来の底樋内にパイプを敷設したりすることも考えられるが、両者とも多額の費用を必要とする。また、底樋内にパイプを敷設する方法は、前者に比べて安価ではあるが、本来の底樋の機能を損なうことになり、溜池自体の寿命にも関連する問題となる。現実的には、溜池の大幅な改修を行うとき以外は、これらの方法を実施することは不可能と思われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
また、堤体の上にパイプライン（サイホン管）を配置し、サイホンにより取水する方法が考えられるが、このサイホン方式は、サイホン管内が減圧状態になるため、水中に溶解している空気が気泡となって分離し、サイホン管の最高地点に空気溜まりが発生することにより、サイホンが機能しなくなるなどの運用上の問題点を多く抱えている。
【０００５】
そこで本発明は、サイホンを形成するパイプ内で発生したり、流入したりした空気をパイプ内から確実に排除することができ、安定した取水状態を持続させることができるサイホン式取水装置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】
上記目的を達成するため、本発明のサイホン式取水装置は、溜池等の水をサイホン管により取水して灌漑用水等として給水するサイホン式取水装置であって、前記サイホン管の最高地点に、サイホン管内を流れる水に含まれる気泡を捕捉するための気泡捕捉室を設けるとともに、該気泡捕捉室の上方に水タンクを設け、気泡捕捉室と水タンクとの間に気泡捕捉室内の気泡を水タンク内に排出して水タンク内の水を気泡捕捉室に供給する気泡排出手段を設けたことを特徴としている。
【０００７】
また、前記気泡排出手段の第１の構成は、前記気泡捕捉室の上部に連設した第１の開閉弁と、該第１の開閉弁の上部に連設した耐圧タンクと、該耐圧タンクの上部に連設して前記水タンクに接続する第２の開閉弁とにより形成されていることを特徴としている。
【０００８】
気泡排出手段の第２の構成は、前記気泡捕捉室の上部にシリンダーを配置し、該シリンダーの一側方下部に前記気泡捕捉室に連通する下部開口を設け、他側方上部に前記水タンクに連通する上部開口を設けるとともに、シリンダー内を移動するスプールに、該スプールが一側方に移動したときに前記下部開口に連通し、他側方に移動したときに前記上部開口に連通する上下方向の通路を設けたものであることを特徴としている。
【０００９】
気泡排出手段の第３の構成は、前記気泡捕捉室の上部に、断面が円形の回転部材を回転可能に収納する回転部材収納室を設け、該収納室の下部に前記気泡捕捉室に連通する下部開口を設け、上部に前記水タンクに連通する上部開口を設けるとともに、前記回転部材に、該回転部材の回転によって前記下部開口及び上部開口に交互に連通する凹部を設けたものであることを特徴としている。
【００１０】
気泡排出手段の第４の構成は、前記気泡捕捉室と水タンクとの間に鉛直方向にシリンダーを設け、該シリンダー内に、連結軸により連結された上部弁体と下部弁体とを上下方向に移動可能に設けて両弁体間に弁室を形成するとともに、上部弁体には、下部弁体をシリンダー内に上昇させて上部弁体をシリンダー上端から突出させたときに、前記水タンクと前記弁室とを連通させる上部通水路と、該上部通水路の水タンク側開口より上方の水タンク内に開口して水タンクと弁室とを連通させる上部通気路とを設け、前記下部弁体には、上部弁体をシリンダー内に下降させて下部弁体をシリンダー下端から突出させたときに、前記気泡捕捉室と前記弁室とを連通させる下部通気路と、該下部通気路の気泡捕捉室側開口より下方の気泡捕捉室内に開口して気泡捕捉室と弁室とを連通させる下部通水路とを設けたものであることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明のサイホン式取水装置の第１形態例を示すもので、図１は全体的な構成を示す説明図、図２は要部の縦断面図である。このサイホン式取水装置は、溜池１から取水して灌漑用のパイプライン２に給水するためのものであって、堤体３の上にサイホンを構成するパイプラインからなるサイホン管４を配置している。このサイホン管４の溜池側４ａには、逆止弁、一方弁、仕切弁等の遮断弁５を介して取水フロート６に接続するフレキシブル管７が設けられており、パイプライン側４ｂは、遮断弁８を介してパイプライン２に接続している。
【００１２】
なお、取水フロート６は、比較的温度が高い表面水を取水するためのものであって、水位の変動に伴ってフレキシブル管７が屈曲することにより上下動する。また、取水フロート６の取水部は、取水時に空気を吸入しないような構造に形成されている。さらに、遮断弁５は、維持管理の点から水面より上部に設け、遮断弁８は、土中に設置することが好ましい。また、パイプライン２側からの空気の逆流を防止するため、パイプライン側４ｂは、Ｕ字トラップ形状としておくことが好ましい。
【００１３】
前記サイホン管４の最高地点４ｃには、サイホン管内で発生したり、流入したりした気泡を捕捉して排出するための気泡排出手段１０が設けられている。この気泡排出手段１０は、図２に示すように、サイホン管４の上部に設けられた気泡捕捉室１１と、気泡排出分に相当する水を補給するための水タンク１２との間に設けられるものであって、気泡捕捉室１１の上部に連設した第１開閉弁１３と、該第１開閉弁１３の上部に連設した耐圧タンク１４と、該耐圧タンク１４の上部に連設して前記水タンク１２に接続する第２開閉弁１５とにより形成されている。
【００１４】
さらに、この気泡排出手段１０には、自動的に気泡を排出するための手段として、ＣＰＵ等の制御装置２１と、耐圧タンク１４部分の気泡の有無を検出する気泡センサー２２と、水タンク１２の水位を検出する水位センサー２３と、水タンク１２に溜池１からの水を供給するためのポンプ２４とが設けられており制御装置２１は、各センサー２２，２３からの検出信号に応じて、前記第１開閉弁１３及び第２開閉弁１５の開閉信号２５，２６を出力するとともに、ポンプ２４の運転信号２７を出力する。
【００１５】
次に、このサイホン式取水装置により溜池１の水をパイプライン２に供給する手順を説明する。まず、パイプライン側の遮断弁８を閉じた状態で、溜池側の遮断弁５、第１開閉弁１３及び第２開閉弁１５をそれぞれ開く。これにより、サイホン管４内の空気が気泡排出手段１０を通って外部に抜け、取水フロート６からフレキシブル管７に水が流入して弁５に至る管路内が水で満たされることになる。次に、遮断弁５を閉じてからポンプ２４を運転し、水タンク１２に水を注入する。水タンク１２に注入された水は、気泡排出手段１０の部分で、サイホン管４内の空気と比重差で入れ替わり、順次サイホン管４内に流入していく。なお、このときのサイホン管４内の空気の排出と水の流入とを効果的に行うため、サイホン管４の最高地点４ｃに、別途排気弁を設けておくこともでき、ポンプ２４で気泡捕捉室１１に水を注入することもできる。さらに、真空ポンプによりサイホン管４内に溜池１の水を吸引して充填するようにしてもよい。
【００１６】
サイホン管４内が水で満たされたら、第２開閉弁１５を閉じてからサイホン管４の両端の遮断弁５，８を開く。これにより、サイホン管４にサイホン作用が発生し、溜池１の水が取水フロート６から取水され、サイホン管４を経てパイプライン２に供給される状態となる。
【００１７】
この取水運転において、サイホン管４内が減圧状態になるため、水中に溶け込んでいる空気が気泡となって分離することがある。この気泡は、サイホン管４内の流速が毎秒０．７〜０．８ｍ以上の場合は、そのまま水と共にパイプライン２にまで流れて行くが、これ以下の流速になると、気泡がサイホン管４の管壁上部側を伝わって上昇していくので、サイホン管４の最高地点４ｃに設けられている気泡捕捉室１１内に浮上して捕捉されることになる。
【００１８】
気泡捕捉室１１に捕捉された気泡（空気）は、開状態の第１開閉弁１３を経て耐圧タンク１４内に上昇し、この気泡の体積に相当する分の水が、耐圧タンク１４から第１開閉弁１３を経て気泡捕捉室１１内に流下していく。したがって、サイホン管４内を流れる気泡は、順次気泡捕捉室１１に捕捉され、耐圧タンク１４内の水と入れ替わって耐圧タンク１４内に溜まることになる。
【００１９】
耐圧タンク１４内が上昇した気泡（空気）によって満たされると、これを気泡センサー２２が検出して検出信号を制御装置２１に出力する。制御装置２１は、ポンプ２４を運転する信号を出力して水タンク１２内に溜池１からの水を注入し、水位センサー２３によって水タンク１２内に十分な量の水が補給されたことを確認し、ポンプ２４を停止させた後、第１開閉弁１３を閉じる信号を出力し、続いて第２開閉弁１５を開く信号を出力する。これにより、耐圧タンク１４内の空気が第２開閉弁１５を通って水タンク１２内に上昇し、入れ替わりに水タンク１２内の水が耐圧タンク１４内に流下していくことになり、耐圧タンク１４内の空気が排出されて耐圧タンク１４内に水が注入されることになる。適当な時間が経過した時点で第２開閉弁１５を閉じ、次いで、第１開閉弁１３を開くことにより、通常の取水運転状態に戻る。
【００２０】
このように、取水運転を継続しながら、サイホン管４の最高地点４ｃから気泡を排除するように形成したことにより、空気溜まりの発生を未然に防止することができ、安定した状態で取水運転を継続することができる。特に、制御装置２１等を設けて自動的に空気の排出を行うようにしておくことにより、無人状態での取水運転が可能となる。また、気泡センサー２２の気泡検出に頼らずに、適当な時間間隔で上記弁の開閉操作を行うようにしてもよい。
【００２１】
なお、気泡捕捉室１１は、Ｔ字管やＹ字管等の立上がり管部を上方に向けて設置することのよって形成することが可能である。さらに、第１，第２開閉弁１３，１５やその前後の配管は、空気と水との入れ替えを円滑に行える口径のものを選定し、耐圧タンク１４は、サイホン管４の最高地点４ｃにおける真空度に耐えられる強度を有するものを選定すればよい。また、第１，第２開閉弁１３，１５は、空気上昇用と水流下用とに分けて設置することもできる。例えば、第１開閉弁部分では、下端が気泡捕捉室１１の頂部に開口して上端が耐圧タンク１４の底部より上方に開口した空気上昇管と、下端が気泡捕捉室１１の頂部より下方に開口して上端が耐圧タンク１４の底部に開口した水流下管とを設け、両管に第１開閉弁に相当する弁をそれぞれ設けるようにしてもよい。さらに、水タンク１２内に水を補給する手段として、溜池１から水を汲み上げるポンプ２４を使用したが、上水道等の配水設備からの水を、例えばボールタップ等を利用して用いることも可能である。
【００２２】
図３は、本発明のサイホン式取水装置の第２形態例を示す要部の縦断面図であって、気泡排出手段として横置きのシリンダー３１を使用した例を示すものである。シリンダー３１は、気泡捕捉室１１と水タンク１２との間に、軸線を水平方向に向けて設けられており、該シリンダー３１の一側方下部には、気泡捕捉室１１に連通する下部開口３２が設けられ、他側方上部には、水タンク１２に連通する上部開口３３が設けられている。そして、駆動手段３４によってシリンダー３１内を移動するスプール３５には、リング状の溝からなる気液交換通路３６が設けられている。
【００２３】
気液交換通路３６は、スプール３５が図３において右側に移動したときに前記下部開口３２に連通し、逆に左側に移動したときに前記上部開口３３に開口する位置及び形状に形成されており、一方の開口に気液交換通路３６が連通した状態になったときには、他方の開口はスプール３５によって閉塞されるように形成されている。
【００２４】
この気泡排出手段は、前記駆動手段３４をモーター等で駆動し、スプール３５を適当な移動速度で往復動させることにより、気泡捕捉室１１内の空気を水タンク１２に自動的に排出する。すなわち、気液交換通路３６が下部開口３２に連通した状態になると、気泡捕捉室１１内の空気が気液交換通路３６に上昇して気液交換通路３６内の水が気泡捕捉室１１内に流下し、気液交換通路３６が上部開口３３に連通した状態になると、気液交換通路３６内の空気が水タンク１２に上昇して水タンク１２の水が気液交換通路３６に流下する。
【００２５】
なお、シリンダー３１の軸線は、水平方向に限るものではなく、空気と水との入れ替えができれば任意の方向に向けて設置することができる。また、気液交換通路は、スプール３５を上下方向に貫通した通孔で形成することもできる。
【００２６】
図４は、本発明のサイホン式取水装置の第３形態例を示す要部の縦断面図であって、気泡排出手段としてロータリーバルブ４１を使用した例を示すものである。このロータリーバルブ４１は、内部に４葉型の凹凸を有する弁体（回転部材）４２を回転可能に収納した円筒形の弁箱（回転部材収納室）４３を軸線を水平方向にして設置し、該弁箱１４の下部に前記気泡捕捉室１１に連通する下部開口４４を設けるとともに、上部に前記水タンク１２に連通する上部開口４５を設けたものであって、弁体４２の回転軸４６をモーター等で駆動し、弁体４２を適当な速度で回転させて弁体４２の凹部４７を上下の各開口に順次連通させることにより、気泡捕捉室１１の空気を水タンク１２に排出して水タンク１２の水を気泡捕捉室１１に流下させるようにしたものである。
【００２７】
なお、弁体４２のような回転部材は、円盤状以外にも球形のものも使用することができ、軸線を水平方向にせずに設置することも可能である。
【００２８】
図５及び図６は、本発明のサイホン式取水装置の第４形態例を示すもので、図５は要部の縦断面図、図６は作動の説明図である。本形態例は、気泡排出手段として二連バルブ５１を使用した例を示すものである。この二連バルブ５１は、前記気泡捕捉室１１と水タンク１２との間に鉛直方向に設けられたシリンダー５２内に、連結軸５３により連結した上部弁体５４と下部弁体５５とを上下方向に移動可能に収納して両弁体５４，５５間に弁室５６を形成したものである。
【００２９】
上部弁体５４には、下部弁体５５をシリンダー５２内に上昇させて上部弁体５４をシリンダー５２の上端から突出させたときに、水タンク１２と弁室５６とを連通させる上部通水路５７と、該上部通水路５７の水タンク側開口より上方の水タンク内に開口して水タンク１２と弁室５６とを連通させる上部通気路５８とが設けられている。
【００３０】
一方の下部弁体５５には、上部弁体５４をシリンダー５２内に下降させて下部弁体５５をシリンダー５２の下端から突出させたときに、気泡捕捉室１１と弁室５６とを連通させる下部通気路５９と、該下部通気路５９の気泡捕捉室側開口より下方の気泡捕捉室内に開口して気泡捕捉室１１と弁室５６とを連通させる下部通水路６０とが設けられている。
【００３１】
前記各通水路５７，６０及び通気路５８，５９は、弁体上下動の際に、上下同時に連通状態にならない位置に設けられており、いずれか一方が連通状態になったときには、他方はシリンダー５２内に進入して遮断状態になるように形成されている。また、上下両弁体５４，５５が同時にシリンダー５２内に収納された状態になってもよい。
【００３２】
さらに、水タンク１２の上方には、駆動軸６１を介して前記弁体５４，５５を上下動させるための駆動手段６２が設けられている。さらに、水タンク１２の底部には、二連バルブ５１にゴミが侵入することを防止するためのスクリーン６３が設けられている。
【００３３】
この二連バルブ５１は、図６（Ａ）に示すように、上部弁体５４をシリンダー５２内に下降させて下部弁体５５をシリンダー５２の下端から気泡捕捉室１１内に突出させると、気泡捕捉室１１内の空気が下部通気路５９を通って弁室５６内に上昇するとともに、弁室５６内の水が下部通水路６０を通って気泡捕捉室１１内に流下する状態となる。そして、図６（Ｂ）に示すように、下部弁体５５をシリンダー５２内に上昇させて上部弁体５４をシリンダー５２の上端から水タンク１２内に突出させると、弁室５６内の空気が上部通気路５８を通って水タンク１２内に上昇し、水タンク１２内の水が上部通水路５７を通って弁室５６内に流下する状態になる。
【００３４】
したがって、適当な時間間隔で弁体５４，５５を上下動させることにより、気泡捕捉室１１内の空気を水タンク１２に排出して水タンク１２内の水を気泡捕捉室１１内に導入することができる。
【００３５】
なお、第２〜第５形態例においては、水タンク１２に水位センサー２３を設けてポンプ２４を自動運転させることにより、水タンク１２内の水量を所定量以上に保持しておくことができる。また、各操作は、連続して行ってもよく、適当な時間間隔で行うようにしてもよく、さらに、気泡捕捉室１１部分に気泡センサーを設け、このセンサーからの信号で作動させるようにすることもできる。
【００３６】
図７は、本発明のサイホン式取水装置の第５形態例を示す要部の縦断面図であって、水タンクを兼用する耐圧タンク７１を設けて気泡を排出するようにした例を示すものである。耐圧タンク７１は、気泡捕捉室１１の上部に第１開閉弁７２を介して設けられた密閉容器であって、上部には、外気に連通可能な第２開閉弁７３が設けられるとともに、適宜な位置には、耐圧タンク７１内に水を供給するための水供給経路７４が設けられている。
【００３７】
水供給経路７４は、溜池１等の水を汲み上げて耐圧タンク７１内に供給するポンプ７５を備えている。このポンプ７５には、水中ポンプやマグネットポンプのように、サイホン管４での取水中に空気を吸い込むことがないような形式のものが用いられている。
【００３８】
取水運転中は、第１開閉弁７２が開、第２開閉弁７３が閉であり、気泡捕捉室１１内の空気と耐圧タンク７１内の水とが第１開閉弁７２を介して入れ替わることにより、サイホン管４内の空気が排除される。耐圧タンク７１内の水位が下がったら、第１開閉弁７２を閉じ、第２開閉弁７３を開くとともにポンプ７５を運転し、水供給経路７４から耐圧タンク７１内に水を供給し、耐圧タンク７１内の空気を第２開閉弁７３から排出する。このとき、第２開閉弁７３は、気液の交換を行わずに空気を排出するだけであるから、小口径の弁を使用することができる。
【００３９】
このように、第１開閉弁７２及び第２開閉弁７３の開閉とポンプ７５の運転とを所定の手順で繰り返すことにより、サイホン管４内の空気を排出することができる。この場合も、水位センサーや気泡センサーを使用することにより、前記開閉弁７２，７３の開閉やポンプ７５の運転を自動的に行うことができる。
【００４０】
なお、水供給経路７４に、取水運転中には閉、水供給中には開となる第３の開閉弁を設けてもよい。この場合は、ポンプ７５として空気を吸い込むようなものを用いることができ、また、水供給経路７４を上水道等に接続することも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のサイホン式取水装置によれば、サイホン管内の気泡を確実に排除することができるので、安定したサイホン作用を得ることができ、溜池等からの堤体越えの取水を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサイホン式取水装置の第１形態例を示す説明図である。
【図２】同じく要部の縦断面図である。
【図３】本発明のサイホン式取水装置の第２形態例を示す要部の縦断面図である。
【図４】本発明のサイホン式取水装置の第３形態例を示す要部の縦断面図である。
【図５】本発明のサイホン式取水装置の第４形態例を示す要部の縦断面図である。
【図６】同じく作動の説明図である。
【図７】本発明のサイホン式取水装置の第３形態例を示す要部の縦断面図である。
【符号の説明】
１…溜池、２…パイプライン、３…堤体、４…サイホン管、５…遮断弁、６…取水フロート、７…フレキシブル管、８…遮断弁、１０…気泡排出手段、１１…気泡捕捉室、１２…水タンク、１３…第１開閉弁、１４…耐圧タンク、１５…第２開閉弁、２１…制御装置、２２…気泡センサー、２３…水位センサー、２４…ポンプ、２５，２６…開閉信号、２７…運転信号、３１…シリンダー、３２…下部開口、３３…上部開口、３４…駆動手段、３５…スプール、３６…気液交換通路、４１…ロータリーバルブ、４２…弁体、４３…弁箱、４４…下部開口、４５…上部開口、４６…回転軸、４７…凹部、５１…二連バルブ、５２…シリンダー、５３…連結軸、５４…上部弁体、５５…下部弁体、５６…弁室、５７…上部通水路、５８…上部通気路、５９…下部通気路、６０…下部通水路、６１…駆動軸、６２…駆動手段、６３…スクリーン、７１…耐圧タンク、７２…第１開閉弁、７３…第２開閉弁、７４…供給経路、７５…ポンプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a siphon-type water intake device, and more particularly to a siphon-type water intake device for supplying water such as a pond as irrigation water for paddy fields.
[0002]
[Prior art]
Most of the conventional paddy field irrigation methods are based on open channels, and the method of water intake from the reservoir (reservoir) is often used by tilting. On the other hand, in recent years, irrigation methods using pipelines are being adopted to effectively use water and save water management, but water hammers and air hammers are generated when water is taken into pipelines from conventional slopes. As a result, there is a problem that the pipeline is destroyed or invalid discharge occurs.
[0003]
For this reason, it is conceivable that a new pipe penetrates the dam body of the pond or a pipe is laid in a conventional bottom wall provided at the bottom of the dam body. To do. In addition, the method of laying a pipe in the bottom basin is less expensive than the former, but it impairs the function of the original bottom basin and becomes a problem related to the life of the basin itself. In reality, it seems impossible to implement these methods, except when major renovations are made.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In addition, a method of placing a pipeline (siphon pipe) on the dam body and taking water with the siphon is conceivable, but this siphon system is in a depressurized state in the siphon pipe, so the air dissolved in the water is bubbled As a result of the separation and the accumulation of air at the highest point of the siphon tube, there are many operational problems such as the siphon becoming nonfunctional.
[0005]
Therefore, the present invention provides a siphon-type water intake device that can reliably exclude air generated or inflowed in a pipe forming a siphon from the inside of the pipe and can maintain a stable water intake state. The purpose is that.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a siphon-type water intake device according to the present invention is a siphon-type water intake device that takes water from a pond or the like through a siphon tube and supplies it as irrigation water or the like, at the highest point of the siphon tube. A bubble trapping chamber for trapping bubbles contained in the water flowing in the pipe is provided, a water tank is provided above the bubble trapping chamber, and the bubbles in the bubble trapping chamber are placed between the bubble trapping chamber and the water tank. There is provided a bubble discharging means for discharging the water into the bubble trapping chamber by discharging the water in the water tank.
[0007]
Further, the first configuration of the bubble discharging means includes a first on-off valve connected to the upper part of the bubble trapping chamber, a pressure-resistant tank connected to the upper part of the first on-off valve, It is characterized by being formed by a second on-off valve that is connected to the upper portion and is connected to the water tank.
[0008]
The second configuration of the bubble discharging means is that a cylinder is arranged at the upper part of the bubble trapping chamber, a lower opening communicating with the bubble trapping chamber is provided at one side lower part of the cylinder, and the water tank is provided at the upper part of the other side. An upper opening that communicates with the upper opening and communicates with the lower opening when the spool moves to one side and communicates with the upper opening when the spool moves to the other side. It is characterized by providing a direction passage.
[0009]
According to a third configuration of the bubble discharging means, a rotating member storage chamber for rotatably storing a rotating member having a circular cross section is provided at an upper portion of the bubble trapping chamber, and communicates with the bubble trapping chamber at a lower portion of the storage chamber. A lower opening is provided, an upper opening communicating with the water tank is provided at an upper portion, and a concave portion that alternately communicates with the lower opening and the upper opening by rotation of the rotating member is provided on the rotating member. It is a feature.
[0010]
The fourth structure of the bubble discharging means is that a cylinder is provided in a vertical direction between the bubble trapping chamber and the water tank, and an upper valve body and a lower valve body connected by a connecting shaft are vertically moved in the cylinder. The water tank is formed when the lower valve body is raised into the cylinder and the upper valve body protrudes from the upper end of the cylinder. An upper water passage that communicates with the valve chamber, and an upper air passage that opens into the water tank above the water tank side opening of the upper water passage and communicates the water tank and the valve chamber. The valve body includes a lower air passage that allows the bubble trapping chamber and the valve chamber to communicate with each other when the upper valve body is lowered into the cylinder and the lower valve body protrudes from the lower end of the cylinder. Opened in the bubble trapping chamber below the bubble trapping chamber side opening It is characterized in that to those provided and a lower water passage for communicating the bubble capture chamber and the valve chamber.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show a first embodiment of the siphon-type water intake device of the present invention. FIG. 1 is an explanatory view showing the overall configuration, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an essential part. This siphon-type water intake device is for taking water from a basin 1 and supplying water to an irrigation pipeline 2. A siphon pipe 4 comprising a pipeline constituting a siphon is disposed on a dam body 3. Yes. On the reservoir side 4a of the siphon tube 4, there is provided a flexible pipe 7 connected to the intake water float 6 through a shutoff valve 5 such as a check valve, one-way valve, gate valve, etc., and the pipeline side 4b is shut off. It is connected to the pipeline 2 via a valve 8.
[0012]
The intake water float 6 is for taking surface water having a relatively high temperature, and moves up and down as the flexible pipe 7 bends as the water level changes. Moreover, the intake part of the intake float 6 is formed in a structure that does not inhale air during intake. Furthermore, it is preferable that the shut-off valve 5 is provided above the water surface from the viewpoint of maintenance management, and the shut-off valve 8 is installed in the soil. Moreover, in order to prevent the backflow of the air from the pipeline 2 side, it is preferable that the pipeline side 4b is made into a U-shaped trap shape.
[0013]
The highest point 4c of the siphon tube 4 is provided with a bubble discharging means 10 for capturing and discharging bubbles generated or flown in the siphon tube. As shown in FIG. 2, the bubble discharging means 10 is provided between a bubble trapping chamber 11 provided in the upper part of the siphon tube 4 and a water tank 12 for replenishing water corresponding to the amount of discharged bubbles. A first on-off valve 13 connected to the upper part of the bubble trapping chamber 11, a pressure-resistant tank 14 connected to the upper part of the first on-off valve 13, and connected to the upper part of the pressure-resistant tank 14. A second on-off valve 15 connected to the water tank 12 is formed.
[0014]
Further, the bubble discharging means 10 includes, as means for automatically discharging bubbles, a control device 21 such as a CPU, a bubble sensor 22 for detecting the presence or absence of bubbles in the pressure tank 14, and a water tank 12. A water level sensor 23 for detecting the water level and a pump 24 for supplying water from the reservoir 1 to the water tank 12 are provided, and the control device 21 responds to detection signals from the sensors 22 and 23 in accordance with the detection signals. The on-off signals 25 and 26 of the first on-off valve 13 and the second on-off valve 15 are output, and the operation signal 27 of the pump 24 is output.
[0015]
Next, a procedure for supplying water from the reservoir 1 to the pipeline 2 by using this siphon type water intake device will be described. First, the shut-off valve 5, the first on-off valve 13, and the second on-off valve 15 on the pond side are opened with the shut-off valve 8 on the pipeline side closed. As a result, the air in the siphon pipe 4 passes outside through the bubble discharging means 10, and water flows into the flexible pipe 7 from the water intake float 6 and fills the pipe line reaching the valve 5 with water. Next, after closing the shutoff valve 5, the pump 24 is operated to inject water into the water tank 12. The water injected into the water tank 12 is replaced with air in the siphon tube 4 by the specific gravity difference at the bubble discharging means 10 and flows into the siphon tube 4 sequentially. In order to effectively discharge the air in the siphon tube 4 and inflow of water at this time, a separate exhaust valve can be provided at the highest point 4 c of the siphon tube 4, and bubbles are captured by the pump 24. Water can also be injected into the chamber 11. Further, the water in the reservoir 1 may be sucked and filled into the siphon tube 4 by a vacuum pump.
[0016]
When the inside of the siphon tube 4 is filled with water, the second on-off valve 15 is closed and then the shut-off valves 5 and 8 at both ends of the siphon tube 4 are opened. As a result, a siphon action occurs in the siphon pipe 4, and the water in the reservoir 1 is taken from the intake float 6 and is supplied to the pipeline 2 through the siphon pipe 4.
[0017]
In this water intake operation, since the inside of the siphon tube 4 is in a reduced pressure state, air dissolved in the water may be separated as bubbles. When the flow velocity in the siphon tube 4 is 0.7 to 0.8 m or more per second, the bubbles flow to the pipeline 2 with water as it is. However, when the flow velocity becomes lower than this, the bubbles flow into the siphon tube 4. Since it rises along the upper part of the tube wall, it rises and is trapped in the bubble trapping chamber 11 provided at the highest point 4 c of the siphon tube 4.
[0018]
Bubbles (air) trapped in the bubble trapping chamber 11 rise into the pressure tank 14 through the first open / close valve 13 in the open state, and water corresponding to the volume of the bubbles flows from the pressure tank 14 to the first. It flows down into the bubble trapping chamber 11 through the on-off valve 13. Accordingly, the bubbles flowing in the siphon tube 4 are sequentially captured in the bubble capturing chamber 11 and are replaced with the water in the pressure tank 14 and accumulated in the pressure tank 14.
[0019]
When the pressure tank 14 is filled with the raised bubbles (air), the bubble sensor 22 detects this and outputs a detection signal to the control device 21. The control device 21 outputs a signal for operating the pump 24 to inject water from the reservoir 1 into the water tank 12, and confirms that a sufficient amount of water has been supplied into the water tank 12 by the water level sensor 23. Then, after the pump 24 is stopped, a signal for closing the first on-off valve 13 is output, and subsequently, a signal for opening the second on-off valve 15 is output. As a result, the air in the pressure tank 14 rises into the water tank 12 through the second on-off valve 15, and the water in the water tank 12 flows down into the pressure tank 14 instead. The air in 14 is discharged and water is injected into the pressure tank 14. When an appropriate time has elapsed, the second on-off valve 15 is closed, and then the first on-off valve 13 is opened to return to the normal water intake operation state.
[0020]
As described above, by forming the air bubbles from the highest point 4c of the siphon tube 4 while continuing the water intake operation, it is possible to prevent the occurrence of air accumulation and to perform the water intake operation in a stable state. Can continue. In particular, by providing the control device 21 and the like so as to automatically discharge air, it is possible to perform a water intake operation in an unattended state. Further, the valve opening / closing operation may be performed at an appropriate time interval without depending on the bubble detection of the bubble sensor 22.
[0021]
The bubble trapping chamber 11 can be formed by installing a rising pipe portion such as a T-shaped tube or a Y-shaped tube facing upward. Further, the first and second on-off valves 13 and 15 and the pipes before and after them are selected to have a diameter that can smoothly exchange air and water, and the pressure tank 14 is a vacuum at the highest point 4c of the siphon tube 4. What is necessary is just to select what has the intensity | strength which can endure degree. Moreover, the 1st, 2nd on-off valves 13 and 15 can also be installed separately for the air rise use and the water flow use. For example, in the first on-off valve portion, the lower end opens to the top of the bubble trapping chamber 11 and the upper end opens upward from the bottom of the pressure tank 14, and the lower end opens downward from the top of the bubble trapping chamber 11. Then, a water flow down pipe whose upper end is opened at the bottom of the pressure resistant tank 14 may be provided, and a valve corresponding to the first on-off valve may be provided on both pipes. Further, as a means for replenishing water into the water tank 12, the pump 24 that draws water from the reservoir 1 is used, but it is also possible to use water from a water distribution facility such as a water supply using, for example, a ball tap. .
[0022]
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a second embodiment of the siphon type water intake device of the present invention, and shows an example in which a horizontally placed cylinder 31 is used as a bubble discharging means. The cylinder 31 is provided between the bubble trapping chamber 11 and the water tank 12 with the axis line oriented in the horizontal direction, and a lower opening 32 communicating with the bubble trapping chamber 11 is provided at one side lower portion of the cylinder 31. And an upper opening 33 communicating with the water tank 12 is provided at the other upper side. The spool 35 that moves in the cylinder 31 by the driving means 34 is provided with a gas-liquid exchange passage 36 formed of a ring-shaped groove.
[0023]
The gas-liquid exchange passage 36 is formed in a position and shape that communicates with the lower opening 32 when the spool 35 moves to the right side in FIG. 3 and opens to the upper opening 33 when the spool 35 moves to the left side. When the gas-liquid exchange passage 36 is in communication with one opening, the other opening is formed to be closed by the spool 35.
[0024]
The bubble discharging means automatically discharges the air in the bubble trapping chamber 11 to the water tank 12 by driving the driving means 34 with a motor or the like and reciprocating the spool 35 at an appropriate moving speed. That is, when the gas-liquid exchange passage 36 communicates with the lower opening 32, the air in the bubble trapping chamber 11 rises to the gas-liquid exchange passage 36 and the water in the gas-liquid exchange passage 36 enters the bubble trapping chamber 11. When the gas-liquid exchange passage 36 is in communication with the upper opening 33, the air in the gas-liquid exchange passage 36 rises to the water tank 12 and the water in the water tank 12 flows into the gas-liquid exchange passage 36.
[0025]
Note that the axis of the cylinder 31 is not limited to the horizontal direction, and can be installed in any direction as long as air and water can be exchanged. Further, the gas-liquid exchange passage can be formed by a through hole penetrating the spool 35 in the vertical direction.
[0026]
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a third embodiment of the siphon type water intake device of the present invention, and shows an example in which a rotary valve 41 is used as a bubble discharging means. The rotary valve 41 has a cylindrical valve box (rotating member storage chamber) 43 in which a valve body (rotating member) 42 having a four-leaf type unevenness is rotatably housed with an axis line in a horizontal direction. A lower opening 44 communicating with the bubble trapping chamber 11 is provided at the lower part of the valve box 14 and an upper opening 45 communicating with the water tank 12 is provided at the upper part. The air is driven by a motor or the like, and the valve body 42 is rotated at an appropriate speed so that the recesses 47 of the valve body 42 are sequentially communicated with the upper and lower openings. The water in the tank 12 is caused to flow down to the bubble trapping chamber 11.
[0027]
The rotating member such as the valve body 42 may be a spherical member other than the disc shape, and can be installed without the axis line being in the horizontal direction.
[0028]
5 and 6 show a fourth embodiment of the siphon type water intake device of the present invention. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the main part, and FIG. 6 is an explanatory view of the operation. This embodiment shows an example in which a double valve 51 is used as the bubble discharging means. The double valve 51 is configured to vertically move an upper valve body 54 and a lower valve body 55 connected by a connecting shaft 53 in a cylinder 52 provided in a vertical direction between the bubble trapping chamber 11 and the water tank 12. The valve chamber 56 is formed between the valve bodies 54 and 55 so as to be movable.
[0029]
The upper valve body 54 has an upper water passage 57 that allows the water tank 12 and the valve chamber 56 to communicate with each other when the lower valve body 55 is raised into the cylinder 52 and the upper valve body 54 protrudes from the upper end of the cylinder 52. And an upper air passage 58 that opens into the water tank above the water tank side opening of the upper water passage 57 and communicates the water tank 12 and the valve chamber 56.
[0030]
One lower valve body 55 has a lower part that allows the bubble trapping chamber 11 and the valve chamber 56 to communicate with each other when the upper valve body 54 is lowered into the cylinder 52 and the lower valve body 55 is protruded from the lower end of the cylinder 52. An air passage 59 and a lower water passage 60 that opens into the air bubble capturing chamber below the air bubble capturing chamber side opening of the lower air passage 59 and communicates the air bubble capturing chamber 11 and the valve chamber 56 are provided.
[0031]
The water passages 57 and 60 and the air passages 58 and 59 are provided at positions where they are not in a communication state at the same time when the valve body moves up and down, and when one of them is in a communication state, the other is a cylinder. It is formed so as to enter the state 52 and enter a shut-off state. Further, the upper and lower valve bodies 54 and 55 may be accommodated in the cylinder 52 at the same time.
[0032]
Furthermore, a drive means 62 for moving the valve bodies 54 and 55 up and down via a drive shaft 61 is provided above the water tank 12. Further, a screen 63 for preventing dust from entering the dual valve 51 is provided at the bottom of the water tank 12.
[0033]
As shown in FIG. 6 (A), when the upper valve body 54 is lowered into the cylinder 52 and the lower valve body 55 is protruded from the lower end of the cylinder 52 into the bubble trapping chamber 11, The air in the trapping chamber 11 rises into the valve chamber 56 through the lower air passage 59 and the water in the valve chamber 56 flows into the bubble trapping chamber 11 through the lower water passage 60. Then, as shown in FIG. 6B, when the lower valve body 55 is raised into the cylinder 52 and the upper valve body 54 protrudes into the water tank 12 from the upper end of the cylinder 52, the air in the valve chamber 56 is The water rises into the water tank 12 through the upper air passage 58, and the water in the water tank 12 flows into the valve chamber 56 through the upper water passage 57.
[0034]
Therefore, by moving the valve bodies 54 and 55 up and down at appropriate time intervals, the air in the bubble trapping chamber 11 is discharged to the water tank 12 and the water in the water tank 12 is introduced into the bubble trapping chamber 11. Can do.
[0035]
In the second to fifth embodiments, the amount of water in the water tank 12 can be maintained at a predetermined amount or more by providing the water level sensor 23 in the water tank 12 and automatically operating the pump 24. In addition, each operation may be performed continuously, or may be performed at an appropriate time interval. Further, a bubble sensor is provided in the bubble trapping chamber 11 and is operated by a signal from this sensor. You can also
[0036]
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a fifth embodiment of the siphon type water intake device of the present invention, and shows an example in which a pressure tank 71 also serving as a water tank is provided to discharge bubbles. It is. The pressure tank 71 is a sealed container provided in the upper part of the bubble trapping chamber 11 via the first on-off valve 72. The upper part is provided with a second on-off valve 73 capable of communicating with the outside air, A water supply path 74 for supplying water into the pressure tank 71 is provided at the position.
[0037]
The water supply path 74 includes a pump 75 that pumps up water from the reservoir 1 and supplies it into the pressure tank 71. The pump 75 is of a type that does not suck air into the water taken by the siphon tube 4, such as a submersible pump or a magnet pump.
[0038]
During the water intake operation, the first on-off valve 72 is open, the second on-off valve 73 is closed, and the air in the bubble trapping chamber 11 and the water in the pressure-resistant tank 71 are exchanged via the first on-off valve 72. The air in the siphon tube 4 is excluded. When the water level in the pressure tank 71 drops, the first on-off valve 72 is closed, the second on-off valve 73 is opened and the pump 75 is operated to supply water from the water supply path 74 into the pressure tank 71. The inside air is discharged from the second on-off valve 73. At this time, since the second on-off valve 73 only discharges air without exchanging the gas and liquid, a small-diameter valve can be used.
[0039]
Thus, the air in the siphon tube 4 can be discharged by repeating the opening and closing of the first on-off valve 72 and the second on-off valve 73 and the operation of the pump 75 in a predetermined procedure. Also in this case, the opening / closing valves 72 and 73 and the operation of the pump 75 can be automatically performed by using a water level sensor or a bubble sensor.
[0040]
The water supply path 74 may be provided with a third on-off valve that is closed during the water intake operation and opened during the water supply operation. In this case, a pump 75 that sucks air can be used, and the water supply path 74 can be connected to a water supply or the like.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the siphon-type water intake device of the present invention, air bubbles in the siphon pipe can be surely eliminated, so that a stable siphon action can be obtained, and water can be taken from a pond or the like over a dam body. Can be performed efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of a siphon type water intake device of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the main part of the same.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a second embodiment of the siphon type water intake device of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a third embodiment of the siphon type water intake device of the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a fourth embodiment of the siphon type water intake device of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory view of the operation in the same manner.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a third embodiment of the siphon type water intake device of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reservoir, 2 ... Pipeline, 3 ... Bank body, 4 ... Siphon pipe, 5 ... Shut-off valve, 6 ... Intake float, 7 ... Flexible pipe, 8 ... Shut-off valve, 10 ... Bubble discharge means, 11 ... Bubble capture chamber , 12 ... Water tank, 13 ... First on-off valve, 14 ... Pressure-resistant tank, 15 ... Second on-off valve, 21 ... Control device, 22 ... Bubble sensor, 23 ... Water level sensor, 24 ... Pump, 25, 26 ... Open / close signal 27 ... Operation signal, 31 ... Cylinder, 32 ... Lower opening, 33 ... Upper opening, 34 ... Drive means, 35 ... Spool, 36 ... Gas-liquid exchange passage, 41 ... Rotary valve, 42 ... Valve, 43 ... Valve box 44 ... Lower opening, 45 ... Upper opening, 46 ... Rotating shaft, 47 ... Recess, 51 ... Dual valve, 52 ... Cylinder, 53 ... Connecting shaft, 54 ... Upper valve body, 55 ... Lower valve body, 56 ... Valve Chamber, 57 ... Upper water passage, 58 ... Upper ventilation 59 ... Lower air passage, 60 ... Lower water passage, 61 ... Drive shaft, 62 ... Drive means, 63 ... Screen, 71 ... Pressure tank, 72 ... First on-off valve, 73 ... Second on-off valve, 74 ... Supply passage 75 ... Pump

Claims

A siphon-type water intake device that takes water from a pond or the like through a siphon tube and supplies it as irrigation water, etc., and a bubble trapping chamber for capturing bubbles contained in water flowing in the siphon tube at the highest point of the siphon tube A water tank is provided above the bubble trapping chamber, and the bubbles in the bubble trapping chamber are discharged between the bubble trapping chamber and the water tank to supply the water in the water tank to the bubble trapping chamber. A siphon-type water intake device, characterized in that a bubble discharging means is provided.

The bubble discharging means includes a first on-off valve provided continuously at an upper portion of the bubble trapping chamber, a pressure tank provided on an upper portion of the first on-off valve, and an upper portion of the pressure tank. The siphon-type water intake device according to claim 1, wherein the siphon-type water intake device is formed by a second on-off valve connected to the water tank.

The bubble discharging means includes a cylinder disposed above the bubble trapping chamber, a lower opening communicating with the bubble trapping chamber is provided at one side lower portion of the cylinder, and an upper portion communicating with the water tank at the other side upper portion. An opening is provided, and a spool that moves in the cylinder has a vertical passage that communicates with the lower opening when the spool moves to one side and communicates with the upper opening when the spool moves to the other side. The siphon-type water intake device according to claim 1, wherein the siphon-type water intake device is provided.

The bubble discharging means includes a rotating member storage chamber that rotatably stores a rotating member having a circular cross section at an upper portion of the bubble trapping chamber, and a lower opening that communicates with the bubble trapping chamber at a lower portion of the storage chamber. An upper opening that communicates with the water tank is provided at an upper portion, and a concave portion that alternately communicates with the lower opening and the upper opening by rotation of the rotating member is provided on the rotating member. Item 1. A siphon-type water intake device according to item 1.

The bubble discharging means is provided with a cylinder in a vertical direction between the bubble trapping chamber and the water tank, and an upper valve body and a lower valve body connected by a connecting shaft can be moved vertically in the cylinder. A valve chamber is formed between the two valve bodies, and the upper valve body has the water tank and the valve chamber when the lower valve body is raised into the cylinder and the upper valve body protrudes from the upper end of the cylinder. And an upper ventilation passage that opens into the water tank above the water tank side opening of the upper water passage and communicates the water tank and the valve chamber. A lower vent passage that allows the bubble trapping chamber and the valve chamber to communicate with each other when the upper valve body is lowered into the cylinder and the lower valve body protrudes from the lower end of the cylinder, and the bubble trapping chamber side of the lower vent passage Open the bubble trapping chamber below the opening Siphonic intake device according to claim 1, characterized in that the capture chamber and the valve chamber is provided with a and a lower water passage for communicating.

A siphon-type water intake device that takes water from a pond or the like through a siphon tube and supplies it as irrigation water, etc., and a bubble trapping chamber for capturing bubbles contained in water flowing in the siphon tube at the highest point of the siphon tube A pressure tank is provided above the bubble trapping chamber via a first on-off valve, a second on-off valve is provided above the pressure tank, and a path for supplying water into the pressure tank is provided. A siphon-type water intake device provided.