JP4308947B2 - 貯水槽とこの貯水槽を用いた貯水装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平常時には保守や水替えが一切不要で通常の上水と変わりなく利用でき、災害発生時には飲料水として一定期間利用できるとともに、人力だけで大きな吐出量を持った消火槽として利用できる貯水槽とこの貯水槽を用いた貯水装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の防火槽には、消火専用型、飲料専用型、消火と飲料の兼用型がある。
このうち、飲料専用型の場合には、各家庭で配置するいわゆるポリタンクという２０リットル水タンクなど、小容量が一般的である。また、家庭用で、より容量の大きな貯水槽には、特開平９−１９５３２８号に記載されているような太いパイプを螺旋状に巻きつけたものがあり、さらに、特開平９−３１０３８３号に記載されているような水道管の途中に太いパイプを配置し、平常時でも水道水がそのパイプを通して流れ、非常時には、貯水槽となるようにしたものである。
また、各自治体が震災対策として配置していたり、今後配置しようと計画されているものに、公園や学校の敷地を利用して埋設する大型の公共貯水槽がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記家庭用ポリタンクを飲料水の貯水に利用するには、細菌繁殖を防ぐために３日に１回の周期で新しい水に入れ替える必要があり、この交換作業を平常時に継続して実行することは極めて困難であった。
【０００４】
特開平９−１９５３２８号に記載されているような太いパイプを螺旋状に巻きつけたものであっても、一定周期で新しい水に入れ替える必要があり、継続して実行することは極めて困難であった。
特開平９−３１０３８３号に記載されているような水道管の途中に太いパイプを配置し、平常時でも水道水を流す方式では、一定周期で新しい水への入れ替え作業が不要になるという利点を有するが、災害発生時に貯水を使用し始めると、貯水槽の中で水と空気が置換されながら排水されるので、水道水に含まれている残留塩素濃度が低下して水道水の腐敗が生じる。また、実際に製作可能なものは、空間利用率（貯水量／装置占有空間）が低く、地下に設置できるとしても取水する機能がないから、実際は、地上か屋上など、高度設置の場合だけが可能となる。これらは、落差を利用して排水するので、防火用水としての装置はまだ実現していない。
【０００５】
前記大型飲料水兼用型の公共貯水槽は、貯水槽周辺の地域住民５千人から１万人を対象に供給するように配置された大規模の施設である。防火用としての視点で見ると、火災発生現場とその施設の距離が遠い可能性が高い上、操作に専門的な人間を必要とするため、同時多発すると想定される火災において、消火の決め手となる初期段階から速やかに可動することは、困難が予想される。
東京都の防災部会がまとめた東京都都区部で、冬の夕刻に阪神淡路地震規模の地震が発生した場合の被害想定では、８００件の火災が発生し、そのうち、１５０件が初期消火に失敗し、その結果、３８万件の家屋が消失する。つまり、１件の初期消火の失敗によって２千件以上の家屋が消失する計算である。給水設備としての観点では、公共貯水槽は、飲料水の供給対象人数が多いため、すべての人が給水を受けるまでに多大な時間が費やされ、受給者も配給者もともに肉体的にも精神的にも負担が増大する。
【０００６】
以上のように、大容量一局集中化でリスクを増大することは、地震によって火災や倒壊で到達できないか又は貯水槽そのものの亀裂などによって使用できない場合を考えれば明らかである。人的にも地理的範囲にも大きな影響を受ける。コスト面では、大容量化した結果、貯水槽が大きくなり、地震の衝撃を受け易くなり、その分、耐震強度を強化するために強固な基板や構造が必要となり、装置及び設備の初期コストが上昇する。また、大型貯水槽は、多数のメーカーが製造しているが、これらに共通しているのは、水道水に含まれる沈殿堆積物が貯水槽の水流の弱いところに沈殿堆積するので、定期的に清掃作業を必要とし、維持のためのコストを見逃せない。
【０００７】
その他の防火槽又は貯水槽は、消火専用であるが、阪神淡路地震でも明らかになったが、地震の衝撃によって亀裂が入り、多くは、水が抜けてなくなっていたという報告があるように、既存の防火槽は、老朽化したものが多い。
【０００８】
このように、災害初期には、有効で手近な消火用水がない可能性が高い。各家庭が消火用水を保有できて、その貯水量を近隣の複数の家庭に消火用水としてまた飲料水として一定期間供給できる規模であれば、ある１件の家屋が倒壊して貯水槽が使用できなくなっても隣からのもらい水が可能となるシステムを組むことができる。
前記東京都の災害予想を再度引用すると、２５６万件の家屋のうち、倒壊するのは、１４万件であるとの予想である。２０件に１件の家屋が倒壊するという割合であり、上記の仮定は、多くの場合成り立つと考えられる。
【０００９】
本発明は、手近で、しかも近隣組織の機能を有効に発揮できるように、各家庭に設置でき、かつ、平常時の保守を必要としない給水器として、また、災害発生時に飲料水のみならず、消火用水として容易に使用でき、さらに、平常時に戻るときにも復帰作業がほとんど不要で、屋外に配置し又は地下に埋設することのできる小規模の貯水装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
本発明は、給水本管の途中に貯水槽を介在し、この貯水槽は、内部に貯水する軟質管と、この軟質管の外側に案内路からなる隙間をもって包囲し、かつ、加圧空気を注入する加圧孔を有する硬質材料の保護外套と、この保護外套を外側から風袋で気密に被覆し、加圧空気を注入して前記軟質管の内部に貯水された水を吐出するための加圧手段とからなり、前記軟質管の一端を前記給水本管の入口側給水系に連結し、前記軟質管の他端を前記給水本管の出口側給水系に連結して貯水槽を給水本管の一部として機能せしめてなることを特徴とする貯水装置である。
【００１１】
平常時には、給水本管１７から入口側給水系１５の可撓管１８を経て貯水槽１０の入口側に水が送り込まれて、この貯水槽１０の内部を通過して出口側から出口側給水系１６の可撓管１８を経て通常の上水として使用される。
非常時には、給圧系１４における切換え弁３３、給圧側切換え弁３１を開き、切換え弁３０、空気逃し弁３４を閉じて常設の加圧ポンプ３２又は簡易型のポンプにより加圧空気を送る。加圧空気は、風袋１２内に充満すると、保護外套４９の加圧孔６１から案内路７５内に入り込み、軟質管４８を押しつける。この軟質管４８は、軟質であるから、縮む方向に作用して内部の水７３を貯水槽１０の出口側から排出する。このため、出口側給水系１６側のリミット弁２５、遮断弁２６を経て飲料水などとして使用される。
消防ホースを出口側給水系１６の防火用水取り出し口２８に連結して加圧ポンプ３２又は簡易ポンプから加圧空気を送ることによって、消防ホースから水７３が噴射して初期消火などに利用する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
図１において、１０は、貯水槽である。この貯水槽１０は、家族の人数や災害発生時の使用目的、例えば、生命維持の最低限とするか、近隣分も含めるか、火災発生時の消火用にも使用するか、何日分とするかなどによりその容量は異なるが、５０〜２０００リットル程度に設定される。
この貯水槽１０は、全体が加圧手段を構成する風袋１２で包囲され、さらに、その外側を外殻シェル１１で保護して図２に示すように地中に埋設され、又は、図１４に示すように地上に設置される。なお、貯水槽１０の加圧手段は、図１５に示すような風袋１２を使用しない場合であってもよい。これら異なる実施例の詳細な構造は、後述する。
【００１３】
以下、本発明の一実施例として、加圧手段に風袋１２が使用され、貯水槽１０を地中に埋設した場合について説明する。
前記貯水槽１０の一端側には、給水本管１７の途中を切り離して入口側給水系１５の各弁が連結され、また、前記貯水槽１０の他端側には、出口側給水系１６の各弁が連結され、再び給水本管１７に連結され、さらに、貯水槽１０の下端部には、沈殿物放出弁７４が連結される。
【００１４】
前記入口側給水系１５の各弁は、供給側の可撓管１８に連結された遮断弁１９、逆止め弁２０、緊急遮断弁２１、給水側切換え弁２４及び前記緊急遮断弁２１に並列なバイパスコック２３からなり、前記緊急遮断弁２１は、感震器２２からの信号で開閉制御される。
【００１５】
前記出口側給水系１６の各弁は、リミット弁２５と、給水本管１７の可撓管１８に連結された遮断弁２６と、緊急飲料水取り出し口２７と、防火用水取り出し口２８とからなる。なお、緊急飲料水取り出し口２７と、防火用水取り出し口２８は、いずれか一方だけであってもよい。
【００１６】
また、１４は、前記風袋１２の内部に加圧した空気を送るための給圧系で、この給圧系１４は、簡易ポンプなどに連結された逆止め式給圧弁２９、切換え弁３０、給圧側切換え弁３１と、人力や電気で可動する加圧ポンプ３２に連結された切換え弁３３と、風袋１２内の空気を逃がすときに使用される空気逃し弁３４からなる。
なお、前記給水側切換え弁２４と給圧側切換え弁３１は、機械的にリンケージされている。
【００１７】
図２において、前記貯水槽１０は、地中に穿設された孔に敷き板３９を敷き、その上に容器３６を載せ、この容器３６に貯水槽１０を収納し、蓋３７を被せて砂利４０で埋設した状態を示す。前記蓋３７の上部には、入口側給水系１５と出口側給水系１６の各弁が配置されるが、特に、防火用水取り出し口２８に臨ませて、各弁の操作のためや放水ホース連結のための貯水桝４１が着脱自在に被せられている。また、貯水桝４１の側には、手押し消火ポンプ、ホースなどの非常用具入れ４２が設けられている。なお、吊りフック３８は、据付け、交換、補修などのときに吊りあげるためのものである。
【００１８】
本発明による貯水装置は、地震で建物などが崩壊して、貯水桝４１を塞いでしまっては、肝心なときに使用できなくなるおそれがある。そこで、図３では、建物などが崩壊しても使用できるようにした例を示している。まず、貯水槽１０そのものを保護するために、地中に穿設した孔に貯水槽１０を余裕を持って収納するだけの大きさのコンクリート保護壁４３を形成し、このコンクリート保護壁４３内に貯水槽１０を収納した後、その間に緩衝材として砂利４０を充填する。また、貯水桝４１が塞がれて各弁の操作ができなくなることから保護するために、図３（ａ）（ｂ）（ｅ）の例では、貯水桝４１の上部に、貯水桝４１との間に隙間を持ってリジェクタ４４を設けておき、建物などが崩れ落ちても貯水桝４１を開くことができ、消火活動に支障がないようにしている。このうち、図３（ａ）は、貯水槽１０の長手方向に向けてコンクリート保護壁４３にリジェクタ４４を差し込み設けた例を示し、図３（ｂ）は、貯水槽１０の短手方向に向けてコンクリート保護壁４３にリジェクタ４４を差し込み設けた例を示し、図３（ｅ）は、貯水槽１０の外殻シェル１１にリジェクタ４４を差し込み設けた例を示している。また、建物などが崩れ落ちることがない場合には、図３（ｃ）のように、マンホール４５の下にマンホール４５とともに貯水槽１０を収納するか、図３（ｄ）のように、マンホール４５の下の地中に直接貯水槽１０を埋設する。
【００１９】
次に、前記貯水槽１０の具体的構成例を図４以下の図面に基づき説明する。
図４乃至図７において、貯水槽１０を構成する保護外套４９は、金属板、プラスチック板、その他の硬質の材料からなる上部函体５６と下部函体５７を上下に重ね合わせてなるもので、上部函体５６には、下向きのＷ型のくぼみを形成し、このくぼみ部分の外周をフランジ５８となし、また、下部函体５７には、上向きのＷ型のくぼみを形成し、このくぼみ部分の外周をフランジ５８となし、これら上部函体５６と下部函体５７を重ね合わせると、くぼみ部分によってＷ型の案内路７５が一端から他端まで平面内に連通して形成される。これらの上部函体５６と下部函体５７のいずれか一方又は両方に、所定間隔で複数個の加圧孔６１が穿設されている。前記フランジ５８部分には、多段に重ね合わせたときに連結するための連結孔５９が形成されているとともに、補強リブ７６が形成されている。
【００２０】
前記保護外套４９内の案内路７５には、この案内路７５と略同じ断面積を有する軟質管４８が収納されている。この軟質管４８は、ゴム製ホース、水漏れ処理を施した布製ホースなどの他、硬質塩化ビニールなどの変形する合成樹脂ホースなどからなる。この軟質管４８の内部には、さらに、軟質管４８がつぶれて密着することのないように、粗く編んだ細目のホースなどからなる隙間形成部材５０が入口側から出口側まで１本又は複数本挿入されている。
【００２１】
このようにして形成された保護外套４９は、上下に複数段に積み重ねられ、１段目の出口側と２段目の入口側が図４に示すように、傾斜した保護外套４９により連結され、以下同様にして、最下段まで連結する。このようにして、最上段の入口から最下段の出口まで１本の案内路７５として順次連結され、この案内路７５内の軟質管４８と隙間形成部材５０も同様にすべて一本に連結される。
【００２２】
保護外套４９を複数段に連結する場合には、図７に示すように、上部函体５６と下部函体５７に一体に形成された連結孔５９、５９にダボ６０を圧入して固定する。
【００２３】
保護外套４９を複数段重ね合わせた後、図４に示すように、全体を密閉した風袋１２で包み込み、これを枠体４６と連結具４７からなる外殻シェル１１に組み込む。このとき、図５（ａ）に示すように、保護外套４９の下面に接着剤８０にて風袋１２を気密に接着し、枠体４６と保護外套４９との間は、枠体４６に固着したボルトなどのスペーサ５１を保護外套４９の下面の位置保持孔８１に差し込む。又は、図５（ｂ）に示すように、保護外套４９と風袋１２との間に、ワッシャ５４、Ｏリング５５を介在し、さらにワッシャ５４を嵌め込み、スリーブナット５３を保護外套４９にねじ込んで密着し、このスリーブナット５３を貫通して枠体４６に固着したにスペーサ５１を保護外套４９の下面の位置保持孔８１に差し込む。
また、保護外套４９の入口側と出口側に連結した配管（図示せず）を風袋１２から外部へ導出する場合にも、略同様にして気密に連結される。
【００２４】
前記風袋１２の内部に空気を送るための注入口弁６５は、図１１に示すように、風袋１２を貫通し、２枚のワッシャ６８で風袋１２をはさみ付け、袋ナット６９で締め付ける。注入口弁６５の内部には、コイルばね６７で付勢された逆止め弁体６６が設けられており、入口側から加圧した空気が送り込まれると、コイルばね６７に抗して逆止め弁体６６が開いて吐出孔８２から内部に空気が送り込まれる。この場合、ゴムチューブ７０は、省かれる。
又は、逆止め弁体６６とコイルばね６７を省略して、注入口弁６５の下端部に吐出孔８２を塞ぐようにゴムチューブ７０を嵌め込むことにより、入口側からの空気圧でゴムチューブ７０が押し広げられて空気が送り込まれるようにしてもよい。
【００２５】
前記風袋１２の底部には、保護外套４９内の軟質管４８の水漏れ発生を検知するための電極７１が取り付けられ、リード線７２により外部に導出されている。もし、水漏れのため、風袋１２の底部に水７３が溜ると、電気抵抗が変化して水漏れを知らせる。
【００２６】
図８（ａ）に示すように、軟質管４８は、空気が送り込まれていないときには、水圧により点線で示すように、加圧孔６１側へ膨出し、加圧空気が送り込まれると実線のように内方に凹みが生じて、軟質管４８に局部的な疲労が生じるおそれがある。
そこで、平常時の加圧空気が送り込まれていないときには、軟質管４８が膨出しないように、図８（ｂ）に示すように、加圧孔６１の内側に網体６２を設けたり、図８（ｃ）に示すように、軟質管４８の加圧孔６１に臨ませた部分に肉厚部６４を形成する。また、加圧孔６１の回りにも肉厚部６３を形成して変形を防止するようにしてもよい。
【００２７】
図４乃至図７に示した第１実施例における保護外套４９は、下向きのＷ型くぼみを形成した上部函体５６と上向きのＷ型くぼみを形成した下部函体５７を上下に重ね合わせてなるもので、これら上部函体５６と下部函体５７を重ね合わせると、くぼみ部分によってＷ型の案内路７５が一端から他端まで連通して形成されるもので、言い替えれば、水平方向に屈曲した案内路７５を多段に重ねて上の段から順次下の段へ連結したものある。
これに対して、図９及び図１０に示した実施例は、水平面では屈曲せず、垂直面だけで屈曲した平らな案内路７５となるように円管をつぶしたような構成で、右下がりに傾斜した第１段の保護外套４９の端部と左下がりに傾斜した第２段の保護外套４９の一端をフランジ５８部分で連結し、同様に順次連結してなるもので、この様にして上下方向に屈曲した案内路７５とし、これらの中にも軟質管４８と隙間形成部材５０が収納されてなるものである。また、保護外套４９には、前記同様に加圧孔６１が穿設され、さらに、図示しないが、全体が風袋１２で被覆される。
【００２８】
次に本発明による貯水装置の作用を平常時と非常時に分けて説明する。
Ａ．平常時
（１）入口側給水系１５では、遮断弁１９、緊急遮断弁２１、給水側切換え弁２４が開き、バイパスコック２３が閉じている。また、出口側給水系１６では、リミット弁２５、遮断弁２６が開き、緊急飲料水取り出し口２７、防火用水取り出し口２８が閉じている。
給圧系１４では、切換え弁３０、給圧側切換え弁３１、切換え弁３３が閉じているが、空気逃し弁３４は、開いておく。
（２）この状態では、給水本管１７から入口側給水系１５の可撓管１８を経て貯水槽１０の入口側に水が送り込まれて、この貯水槽１０の内部を通過して出口側から出口側給水系１６の可撓管１８を経て通常の上水として使用される。
（３）このときの貯水槽１０内の水７３の流れをさらに詳しく説明すると、入口側給水系１５側から供給された水７３は、保護外套４９で構成された案内路７５内の軟質管４８に入口側から供給され、軟質管４８を保護外套４９で規制されている範囲内で十分膨らませた状態で流れる。
（４）軟質管４８内の水７３は、案内路７５を形成しているので、内部で一部分が留まるようなことなく順次出口側給水系１６側へ送り出される。
（５）出口側給水系１６側で栓（図示せず）が閉じられ、使用が遮断されると、案内路７５は、貯水槽１０の軟質管４８内に水７３が満杯の状態で留まり、再び栓が開かれると、貯水槽１０内の水７３は、出口側から順次供給される。
（６）定期的に、又は、必要に応じて沈殿物放出弁７４を開いて貯水槽１０の出口付近に溜っている沈殿物を水７３とともに放出する。
（７）もし、貯水槽１０に水漏れなどが生じて風袋１２の底部に水７３が溜ると、電極７１の抵抗値が低下するので、それを電気信号としてリード線７２にて導出して水漏れ発生をランプ、ブザーなどで知らせる。なお、水漏れ発生の検出は、定期的な点検、例えば水道使用量の検針時などに便利なように、外部に又は貯水桝４１にテスタジャックを設けるようにしてもよい。
（８）リミット弁２５は、平常時の上水使用毎に、軟質管４８が膨張収縮を繰り返すと、長期間の使用によって軟質管４８の一部が疲労するので、これを避けるために用いられる。このリミット弁２５は、設置後に最大流量に合わせた開度に調整する。このためには、まず、リミット弁２５を閉止し、複数の蛇口を最大に開き、次にリミット弁２５を徐々に開く。それ以上開いても流量が増加しないか、又は逆に減少しはじめたら、開度を縮小して、流量が変わらない範囲で最低の開度に設定する。このリミット弁２５の調整は、設置当初に１回実施すれば、以後は最大使用量が変わらない限り再調整は必要ない。
【００２９】
Ｂ．非常時
（１）地震の発生が感震器２２で検出されると、緊急遮断弁２１が閉じる。また、緊急遮断弁２１が閉じなくても、入口側給水系１５側の本管破裂などの非常時が発生したときには、手動により遮断弁１９を閉じる。従って、遮断弁２６を開いても貯水槽１０の水圧が低下して出口側給水系１６側へ水７３が供給されない。
（２）そこで、給圧系１４における切換え弁３３、給圧側切換え弁３１を開き、切換え弁３０、空気逃し弁３４を閉じて常設の加圧ポンプ３２を駆動する。この加圧ポンプ３２は、商用電源により、又はバッテリにより駆動するものであってもよいし、もし、電力の供給がないときには、自力で駆動するものであってもよい。さらに、常設の加圧ポンプ３２がないか、故障しているようなときには、切換え弁３０、給圧側切換え弁３１を開き、切換え弁３３、空気逃し弁３４を閉じて簡易型のポンプ、例えば、ゴムボート用の足踏み式ポンプを、非常用具入れ４２内から取り出して逆止め式給圧弁２９に連結して加圧空気を送る。なお、給圧側切換え弁３１が開くと、連動している給水側切換え弁２４は、閉じて水７３が逆流するのを防止する。
（３）出口側給水系１６における遮断弁２６を開き、加圧ポンプ３２を駆動するか又は逆止め式給圧弁２９に連結した簡易ポンプを駆動すると、加圧された空気が、注入口弁６５の逆止め弁体６６をコイルばね６７に抗して押し開き、風袋１２の内部へ送り出される。
（４）風袋１２内に送り込まれた加圧空気は、風袋１２内に充満すると、保護外套４９の加圧孔６１から案内路７５内に入り込み、軟質管４８を押しつける。この軟質管４８は、軟質であるから、縮む方向に作用して内部の水７３を貯水槽１０の出口側から排出する。このため、出口側給水系１６側のリミット弁２５、遮断弁２６を経て飲料水などとして使用される。
（５）出口側給水系１６の緊急飲料水取り出し口２７を開けば、緊急用の飲料水として取り出せる。
（６）非常用具入れ４２に収納しておいた消防ホースを出口側給水系１６の防火用水取り出し口２８に連結してこの防火用水取り出し口２８を開き、加圧ポンプ３２又は逆止め式給圧弁２９の簡易ポンプから加圧空気を送ることによって、消防ホースから水７３が噴射して初期消火などに利用する。防火用水取り出し口２８は、地域消防団のホースに合致するように選んでおくのが好ましい。しかし、緊急時の最も初期には、バケツで十分な可能性が強いから、非常用具入れ４２には、少なくともバケツを収納しておくことが好ましい。
（７）なお、加圧空気により軟質管４８が次第につぶれて行くと、平均的につぶれずに局部的につぶれてその部分の軟質管４８が密着して水７３の流れを遮断するおそれがある。しかし、軟質管４８の内部に隙間形成部材５０が設けられていることにより、軟質管４８が完全につぶれて水７３の流れを遮断するのを防止している。
【００３０】
次に、貯水槽１０内に水漏れ、空気漏れなどの異常が発生したときや、貯水槽１０内の部品の交換、点検保守のときなどのために、図１３又は図１の２点鎖線に示すように構成することもできる。
即ち、給水本管１７の制水弁７９と入口側給水系１５の制水弁７９と出口側給水系１６の制水弁７９は、平常時であっても異常時であっても全閉とする。
ここで、平常時には、図１３（ａ）に示すように、緊急切換え弁７７を開いておいて入口側給水系１５から貯水槽１０に連通し、さらに貯水槽１０から出口側給水系１６へ連通する。このようにして、貯水槽１０を給水本管１７の一部として機能させる。
給水本管１７の水圧が異常に低下したことをパイロット弁７８で検知して自動的に、又は、手動により、図１３（ｂ）に示すように、緊急切換え弁７７を閉じて入口側給水系１５から緊急切換え弁７７を介して出口側給水系１６へ直接連通する。すると、貯水槽１０は、入口側給水系１５、出口側給水系１６から完全に切り離される。
【００３１】
図１に示した配管図おける入口側給水系１５の遮断弁１９、逆止め弁２０、緊急遮断弁２１、バイパスコック２３のいずれか１つ又は全部を省略してもよい。
図１に示した配管図おいて、出口側給水系１６の遮断弁２６に代えて、入口側給水系１５の緊急遮断弁２１とバイパスコック２３と同様、感震器２２により駆動される弁を挿入してもよい。
【００３２】
前記のような地下埋設の場合、即ち、水の吐出口が貯水槽１０の水位よりも高い位置にある場合には、消防用ポンプなどの用水を吸引できる形式の取水手段とすれば、注入口弁６５を開き、防火用水取り出し口２８をポンプの吸引口に接続することによって、貯水槽１０内の上水を得ることができる。
【００３４】
図１４は、貯水槽１０を屋外設置とした本発明の第３実施例を示すものである。この屋外設置は、貯水の自重からくる水圧によって取水するのであるが、内部水の自重により軟質管４８の外部の圧力が軟質管４８内部の圧力より高くなるので、貯水を使用すると、水の自重により水が下方へ移動しようとして貯水槽１０の上部の軟質管４８内圧は、大気圧より低下する。この結果、注入口弁６５側より空気が流入して出口側に設けた取水弁８４から連続的に水が吐出する。
【００３５】
前記防火用水取り出し口２８からの吸引型又は屋外設置の自然落下型の取水であれば、風袋１２に取り付けられた注入口弁６５は、無用であるか、むしろ、吐出量を制限してしまう可能性がある。このような形式の場合には、注入口弁６５は設けない。従って、給圧系１４には、給圧側切換え弁３１の上流側に、切換え弁３３と、切換え弁３０と、さらに、図１の鎖線で示す遮断弁８３を設けた配管とすることにより、加圧型、吸引型、自然落下型の３種の加圧方法が可能となる。
【００３６】
前記実施例における加圧型では、ポンプを使用する例をあげたがそれに限定されるものではない。
例えば、オフィス機器ダストブロー用液体空気ボンベ、写真フィルムダストブロー用液体空気ボンベ、その他の簡易液体ガスボンベが使用される。具体的には、一般市販されている内容量４６５ｇのボンベで、地下２ｍにある貯水槽１０の上水を約２８０リットルだけ吐出する能力がある。非常用具入れ４２にそのボンベ３本を常備することにより、人力も動力も使用せずに速やかに８００リットル以上の上水を得ることができる。また、スポーツ用酸素ボンベを前記液体空気ボンベと同様に上水の排出に利用でき、この場合には、負傷者の応急処理用にも利用できる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明による貯水槽１０は、内部に貯水する軟質管と、この軟質管の外側に案内路からなる隙間をもって包囲し、かつ、加圧空気を注入する加圧孔を有する硬質材料の保護外套と、この保護外套を外側から風袋で気密に被覆し、加圧空気を注入して前記軟質管の内部に貯水された水を吐出するための加圧手段とからなるので、軟質管４８内の水７３を出口側から順次吐出させることができ、内部で貯溜することがない。
【００３８】
軟質管４８の内部に、軟質管４８の変形で変形することがなく軟質管４８に比較して十分小さな径の孔のあいた隙間形成部材５０を設けたので、加圧手段により軟質管４８の一部が加圧されたとしても、つぶれにより密着して水７３の流れを遮断するようなことがない。
【００３９】
案内路７５は、水平面内に折り返し屈曲した保護外套４９を上下多段に重ね合わせ、上から順次連結して１本に連通してなるか、又は、平たい保護外套４９を上から順次垂直面内に折り返し屈曲して１本に連通してなるので、軟質管４８の途中にて留まるようなことなく円滑な流れができる。
【００４０】
貯水槽１０は、硬質材料で構成された案内路７５と、この案内路７５内に収納され、内部に貯水する軟質管４８と、この軟質管４８の外側から加圧して内部に貯水された水７３を吐出するための加圧手段とからなり、前記軟質管４８の一端を給水本管１７の入口側給水系１５に連結し、軟質管４８の他端を給水本管１７の出口側給水系１６に連結して貯水槽１０を給水本管１７の一部として機能せしめたので、新しい水に入れ替える交換作業を必要とせず、軟質管４８内の水７３が吐出しても、軟質管４８がつぶれて空気が入り込まないので、貯水されている水と空気が置換されることがなく、水道水に含まれている残留塩素濃度も低下せず、水道水の腐敗が生じることはない。また、空間利用率（貯水量／装置占有空間）が高く、地下に設置できる。さらに、簡単なポンプの連結により、防火用水として作用する。
小容量であるから、コストを低く抑えることができ、地震などの衝撃を受けにくく、その分、装置が簡単になり、初期コストも低い。また、貯水槽１０を給水本管１７の一部として機能せしめたので、水が抜けてなくなっていたというようなことがない。
【００４１】
以上のように、本発明の貯水装置は、手近で、しかも近隣組織の機能を有効に発揮でき、各家庭に設置でき、かつ、平常時の保守を必要とせず、また、災害発生時に飲料水のみならず、消火用水として容易に使用でき、さらに、平常時に戻るときにも復帰作業がほとんど不要で、屋外に配置し又は地下に埋設することのできる小規模の貯水装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による貯水装置の一実施例を示す配管図である。
【図２】 本発明による貯水槽１０を地下に埋設した状態の説明図である。
【図３】 本発明による貯水槽１０の埋設状態の他の例を示し、（ａ）は、貯水槽１０の長手方向に向けてコンクリート保護壁４３にリジェクタ４４を差し込み設けた例を示し、（ｂ）は、貯水槽１０の短手方向に向けてコンクリート保護壁４３にリジェクタ４４を差し込み設けた例を示し、（ｃ）は、マンホール４５の下にマンホール４５とともに貯水槽１０を収納した例を示し、（ｄ）は、マンホール４５の下の地中に直接貯水槽１０を埋設した例を示し、（ｅ）は、貯水槽１０の外殻シェル１１にリジェクタ４４を差し込み設けた例を示した説明図である。
【図４】 貯水槽１０の案内路７５を、水平面内に折り返し屈曲した保護外套４９を上下多段に重ね合わせ、上から順次連結して１本に連通した例を示す一部切り欠いた正面図である。
【図５】 （ａ）（ｂ）は、それぞれ図４において、風袋１２の異なる取付け状態を示す断面図である。
【図６】 図４における保護外套４９の一部切り欠いた斜視図である。
【図７】 図４における保護外套４９を上下多段に連結している状態の断面図である。
【図８】 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ加圧孔６１と軟質管４８との異なる例を示す断面図である。
【図９】 貯水槽１０の案内路７５を、平たい保護外套４９を上から順次垂直面内に折り返し屈曲して１本に連通して１本に連通した例を示す一部切り欠いた正面図である。
【図１０】 図９における保護外套４９の縦断面図である。
【図１１】 風袋１２の加圧空気の注入部分の断面図である。
【図１２】 水漏れ検知用の電極７１の取付け状態の断面図である。
【図１３】 （ａ）は、給水本管１７と貯水槽１０とが連通した平常時の配管図、（ｂ）は、給水本管１７と貯水槽１０とが遮断した異常時の配管図である。
【図１４】 本発明による貯水槽１０を地上設置とした場合の正面図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、平常時には保守や水替えが一切不要で通常の上水と変わりなく利用でき、災害発生時には飲料水として一定期間利用できるとともに、人力だけで大きな吐出量を持った消火槽として利用できる貯水槽とこの貯水槽を用いた貯水装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の防火槽には、消火専用型、飲料専用型、消火と飲料の兼用型がある。
このうち、飲料専用型の場合には、各家庭で配置するいわゆるポリタンクという２０リットル水タンクなど、小容量が一般的である。また、家庭用で、より容量の大きな貯水槽には、特開平９−１９５３２８号に記載されているような太いパイプを螺旋状に巻きつけたものがあり、さらに、特開平９−３１０３８３号に記載されているような水道管の途中に太いパイプを配置し、平常時でも水道水がそのパイプを通して流れ、非常時には、貯水槽となるようにしたものである。
また、各自治体が震災対策として配置していたり、今後配置しようと計画されているものに、公園や学校の敷地を利用して埋設する大型の公共貯水槽がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記家庭用ポリタンクを飲料水の貯水に利用するには、細菌繁殖を防ぐために３日に１回の周期で新しい水に入れ替える必要があり、この交換作業を平常時に継続して実行することは極めて困難であった。
【０００４】
特開平９−１９５３２８号に記載されているような太いパイプを螺旋状に巻きつけたものであっても、一定周期で新しい水に入れ替える必要があり、継続して実行することは極めて困難であった。
特開平９−３１０３８３号に記載されているような水道管の途中に太いパイプを配置し、平常時でも水道水を流す方式では、一定周期で新しい水への入れ替え作業が不要になるという利点を有するが、災害発生時に貯水を使用し始めると、貯水槽の中で水と空気が置換されながら排水されるので、水道水に含まれている残留塩素濃度が低下して水道水の腐敗が生じる。また、実際に製作可能なものは、空間利用率（貯水量／装置占有空間）が低く、地下に設置できるとしても取水する機能がないから、実際は、地上か屋上など、高度設置の場合だけが可能となる。これらは、落差を利用して排水するので、防火用水としての装置はまだ実現していない。
【０００５】
前記大型飲料水兼用型の公共貯水槽は、貯水槽周辺の地域住民５千人から１万人を対象に供給するように配置された大規模の施設である。防火用としての視点で見ると、火災発生現場とその施設の距離が遠い可能性が高い上、操作に専門的な人間を必要とするため、同時多発すると想定される火災において、消火の決め手となる初期段階から速やかに可動することは、困難が予想される。
東京都の防災部会がまとめた東京都都区部で、冬の夕刻に阪神淡路地震規模の地震が発生した場合の被害想定では、８００件の火災が発生し、そのうち、１５０件が初期消火に失敗し、その結果、３８万件の家屋が消失する。つまり、１件の初期消火の失敗によって２千件以上の家屋が消失する計算である。給水設備としての観点では、公共貯水槽は、飲料水の供給対象人数が多いため、すべての人が給水を受けるまでに多大な時間が費やされ、受給者も配給者もともに肉体的にも精神的にも負担が増大する。
【０００６】
以上のように、大容量一局集中化でリスクを増大することは、地震によって火災や倒壊で到達できないか又は貯水槽そのものの亀裂などによって使用できない場合を考えれば明らかである。人的にも地理的範囲にも大きな影響を受ける。コスト面では、大容量化した結果、貯水槽が大きくなり、地震の衝撃を受け易くなり、その分、耐震強度を強化するために強固な基板や構造が必要となり、装置及び設備の初期コストが上昇する。また、大型貯水槽は、多数のメーカーが製造しているが、これらに共通しているのは、水道水に含まれる沈殿堆積物が貯水槽の水流の弱いところに沈殿堆積するので、定期的に清掃作業を必要とし、維持のためのコストを見逃せない。
【０００７】
その他の防火槽又は貯水槽は、消火専用であるが、阪神淡路地震でも明らかになったが、地震の衝撃によって亀裂が入り、多くは、水が抜けてなくなっていたという報告があるように、既存の防火槽は、老朽化したものが多い。
【０００８】
このように、災害初期には、有効で手近な消火用水がない可能性が高い。各家庭が消火用水を保有できて、その貯水量を近隣の複数の家庭に消火用水としてまた飲料水として一定期間供給できる規模であれば、ある１件の家屋が倒壊して貯水槽が使用できなくなっても隣からのもらい水が可能となるシステムを組むことができる。
前記東京都の災害予想を再度引用すると、２５６万件の家屋のうち、倒壊するのは、１４万件であるとの予想である。２０件に１件の家屋が倒壊するという割合であり、上記の仮定は、多くの場合成り立つと考えられる。
【０００９】
本発明は、手近で、しかも近隣組織の機能を有効に発揮できるように、各家庭に設置でき、かつ、平常時の保守を必要としない給水器として、また、災害発生時に飲料水のみならず、消火用水として容易に使用でき、さらに、平常時に戻るときにも復帰作業がほとんど不要で、屋外に配置し又は地下に埋設することのできる小規模の貯水装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
本発明は、給水本管の途中に貯水槽を介在し、この貯水槽は、内部に貯水する軟質管と、この軟質管の外側に案内路からなる隙間をもって包囲し、かつ、加圧空気を注入する加圧孔を有する硬質材料の保護外套と、この保護外套を外側から風袋で気密に被覆し、加圧空気を注入して前記軟質管の内部に貯水された水を吐出するための加圧手段とからなり、前記軟質管の一端を前記給水本管の入口側給水系に連結し、前記軟質管の他端を前記給水本管の出口側給水系に連結して貯水槽を給水本管の一部として機能せしめてなることを特徴とする貯水装置である。
【００１１】
平常時には、給水本管１７から入口側給水系１５の可撓管１８を経て貯水槽１０の入口側に水が送り込まれて、この貯水槽１０の内部を通過して出口側から出口側給水系１６の可撓管１８を経て通常の上水として使用される。
非常時には、給圧系１４における切換え弁３３、給圧側切換え弁３１を開き、切換え弁３０、空気逃し弁３４を閉じて常設の加圧ポンプ３２又は簡易型のポンプにより加圧空気を送る。加圧空気は、風袋１２内に充満すると、保護外套４９の加圧孔６１から案内路７５内に入り込み、軟質管４８を押しつける。この軟質管４８は、軟質であるから、縮む方向に作用して内部の水７３を貯水槽１０の出口側から排出する。このため、出口側給水系１６側のリミット弁２５、遮断弁２６を経て飲料水などとして使用される。
消防ホースを出口側給水系１６の防火用水取り出し口２８に連結して加圧ポンプ３２又は簡易ポンプから加圧空気を送ることによって、消防ホースから水７３が噴射して初期消火などに利用する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
図１において、１０は、貯水槽である。この貯水槽１０は、家族の人数や災害発生時の使用目的、例えば、生命維持の最低限とするか、近隣分も含めるか、火災発生時の消火用にも使用するか、何日分とするかなどによりその容量は異なるが、５０〜２０００リットル程度に設定される。
この貯水槽１０は、全体が加圧手段を構成する風袋１２で包囲され、さらに、その外側を外殻シェル１１で保護して図２に示すように地中に埋設され、又は、図１４に示すように地上に設置される。なお、貯水槽１０の加圧手段は、図１５に示すような風袋１２を使用しない場合であってもよい。これら異なる実施例の詳細な構造は、後述する。
【００１３】
以下、本発明の一実施例として、加圧手段に風袋１２が使用され、貯水槽１０を地中に埋設した場合について説明する。
前記貯水槽１０の一端側には、給水本管１７の途中を切り離して入口側給水系１５の各弁が連結され、また、前記貯水槽１０の他端側には、出口側給水系１６の各弁が連結され、再び給水本管１７に連結され、さらに、貯水槽１０の下端部には、沈殿物放出弁７４が連結される。
【００１４】
前記入口側給水系１５の各弁は、供給側の可撓管１８に連結された遮断弁１９、逆止め弁２０、緊急遮断弁２１、給水側切換え弁２４及び前記緊急遮断弁２１に並列なバイパスコック２３からなり、前記緊急遮断弁２１は、感震器２２からの信号で開閉制御される。
【００１５】
前記出口側給水系１６の各弁は、リミット弁２５と、給水本管１７の可撓管１８に連結された遮断弁２６と、緊急飲料水取り出し口２７と、防火用水取り出し口２８とからなる。なお、緊急飲料水取り出し口２７と、防火用水取り出し口２８は、いずれか一方だけであってもよい。
【００１６】
また、１４は、前記風袋１２の内部に加圧した空気を送るための給圧系で、この給圧系１４は、簡易ポンプなどに連結された逆止め式給圧弁２９、切換え弁３０、給圧側切換え弁３１と、人力や電気で可動する加圧ポンプ３２に連結された切換え弁３３と、風袋１２内の空気を逃がすときに使用される空気逃し弁３４からなる。
なお、前記給水側切換え弁２４と給圧側切換え弁３１は、機械的にリンケージされている。
【００１７】
図２において、前記貯水槽１０は、地中に穿設された孔に敷き板３９を敷き、その上に容器３６を載せ、この容器３６に貯水槽１０を収納し、蓋３７を被せて砂利４０で埋設した状態を示す。前記蓋３７の上部には、入口側給水系１５と出口側給水系１６の各弁が配置されるが、特に、防火用水取り出し口２８に臨ませて、各弁の操作のためや放水ホース連結のための貯水桝４１が着脱自在に被せられている。また、貯水桝４１の側には、手押し消火ポンプ、ホースなどの非常用具入れ４２が設けられている。なお、吊りフック３８は、据付け、交換、補修などのときに吊りあげるためのものである。
【００１８】
本発明による貯水装置は、地震で建物などが崩壊して、貯水桝４１を塞いでしまっては、肝心なときに使用できなくなるおそれがある。そこで、図３では、建物などが崩壊しても使用できるようにした例を示している。まず、貯水槽１０そのものを保護するために、地中に穿設した孔に貯水槽１０を余裕を持って収納するだけの大きさのコンクリート保護壁４３を形成し、このコンクリート保護壁４３内に貯水槽１０を収納した後、その間に緩衝材として砂利４０を充填する。また、貯水桝４１が塞がれて各弁の操作ができなくなることから保護するために、図３（ａ）（ｂ）（ｅ）の例では、貯水桝４１の上部に、貯水桝４１との間に隙間を持ってリジェクタ４４を設けておき、建物などが崩れ落ちても貯水桝４１を開くことができ、消火活動に支障がないようにしている。このうち、図３（ａ）は、貯水槽１０の長手方向に向けてコンクリート保護壁４３にリジェクタ４４を差し込み設けた例を示し、図３（ｂ）は、貯水槽１０の短手方向に向けてコンクリート保護壁４３にリジェクタ４４を差し込み設けた例を示し、図３（ｅ）は、貯水槽１０の外殻シェル１１にリジェクタ４４を差し込み設けた例を示している。また、建物などが崩れ落ちることがない場合には、図３（ｃ）のように、マンホール４５の下にマンホール４５とともに貯水槽１０を収納するか、図３（ｄ）のように、マンホール４５の下の地中に直接貯水槽１０を埋設する。
【００１９】
次に、前記貯水槽１０の具体的構成例を図４以下の図面に基づき説明する。
図４乃至図７において、貯水槽１０を構成する保護外套４９は、金属板、プラスチック板、その他の硬質の材料からなる上部函体５６と下部函体５７を上下に重ね合わせてなるもので、上部函体５６には、下向きのＷ型のくぼみを形成し、このくぼみ部分の外周をフランジ５８となし、また、下部函体５７には、上向きのＷ型のくぼみを形成し、このくぼみ部分の外周をフランジ５８となし、これら上部函体５６と下部函体５７を重ね合わせると、くぼみ部分によってＷ型の案内路７５が一端から他端まで平面内に連通して形成される。これらの上部函体５６と下部函体５７のいずれか一方又は両方に、所定間隔で複数個の加圧孔６１が穿設されている。前記フランジ５８部分には、多段に重ね合わせたときに連結するための連結孔５９が形成されているとともに、補強リブ７６が形成されている。
【００２０】
前記保護外套４９内の案内路７５には、この案内路７５と略同じ断面積を有する軟質管４８が収納されている。この軟質管４８は、ゴム製ホース、水漏れ処理を施した布製ホースなどの他、硬質塩化ビニールなどの変形する合成樹脂ホースなどからなる。この軟質管４８の内部には、さらに、軟質管４８がつぶれて密着することのないように、粗く編んだ細目のホースなどからなる隙間形成部材５０が入口側から出口側まで１本又は複数本挿入されている。
【００２１】
このようにして形成された保護外套４９は、上下に複数段に積み重ねられ、１段目の出口側と２段目の入口側が図４に示すように、傾斜した保護外套４９により連結され、以下同様にして、最下段まで連結する。このようにして、最上段の入口から最下段の出口まで１本の案内路７５として順次連結され、この案内路７５内の軟質管４８と隙間形成部材５０も同様にすべて一本に連結される。
【００２２】
保護外套４９を複数段に連結する場合には、図７に示すように、上部函体５６と下部函体５７に一体に形成された連結孔５９、５９にダボ６０を圧入して固定する。
【００２３】
保護外套４９を複数段重ね合わせた後、図４に示すように、全体を密閉した風袋１２で包み込み、これを枠体４６と連結具４７からなる外殻シェル１１に組み込む。このとき、図５（ａ）に示すように、保護外套４９の下面に接着剤８０にて風袋１２を気密に接着し、枠体４６と保護外套４９との間は、枠体４６に固着したボルトなどのスペーサ５１を保護外套４９の下面の位置保持孔８１に差し込む。又は、図５（ｂ）に示すように、保護外套４９と風袋１２との間に、ワッシャ５４、Ｏリング５５を介在し、さらにワッシャ５４を嵌め込み、スリーブナット５３を保護外套４９にねじ込んで密着し、このスリーブナット５３を貫通して枠体４６に固着したにスペーサ５１を保護外套４９の下面の位置保持孔８１に差し込む。
また、保護外套４９の入口側と出口側に連結した配管（図示せず）を風袋１２から外部へ導出する場合にも、略同様にして気密に連結される。
【００２４】
前記風袋１２の内部に空気を送るための注入口弁６５は、図１１に示すように、風袋１２を貫通し、２枚のワッシャ６８で風袋１２をはさみ付け、袋ナット６９で締め付ける。注入口弁６５の内部には、コイルばね６７で付勢された逆止め弁体６６が設けられており、入口側から加圧した空気が送り込まれると、コイルばね６７に抗して逆止め弁体６６が開いて吐出孔８２から内部に空気が送り込まれる。この場合、ゴムチューブ７０は、省かれる。
又は、逆止め弁体６６とコイルばね６７を省略して、注入口弁６５の下端部に吐出孔８２を塞ぐようにゴムチューブ７０を嵌め込むことにより、入口側からの空気圧でゴムチューブ７０が押し広げられて空気が送り込まれるようにしてもよい。
【００２５】
前記風袋１２の底部には、保護外套４９内の軟質管４８の水漏れ発生を検知するための電極７１が取り付けられ、リード線７２により外部に導出されている。もし、水漏れのため、風袋１２の底部に水７３が溜ると、電気抵抗が変化して水漏れを知らせる。
【００２６】
図８（ａ）に示すように、軟質管４８は、空気が送り込まれていないときには、水圧により点線で示すように、加圧孔６１側へ膨出し、加圧空気が送り込まれると実線のように内方に凹みが生じて、軟質管４８に局部的な疲労が生じるおそれがある。
そこで、平常時の加圧空気が送り込まれていないときには、軟質管４８が膨出しないように、図８（ｂ）に示すように、加圧孔６１の内側に網体６２を設けたり、図８（ｃ）に示すように、軟質管４８の加圧孔６１に臨ませた部分に肉厚部６４を形成する。また、加圧孔６１の回りにも肉厚部６３を形成して変形を防止するようにしてもよい。
【００２７】
図４乃至図７に示した第１実施例における保護外套４９は、下向きのＷ型くぼみを形成した上部函体５６と上向きのＷ型くぼみを形成した下部函体５７を上下に重ね合わせてなるもので、これら上部函体５６と下部函体５７を重ね合わせると、くぼみ部分によってＷ型の案内路７５が一端から他端まで連通して形成されるもので、言い替えれば、水平方向に屈曲した案内路７５を多段に重ねて上の段から順次下の段へ連結したものある。
これに対して、図９及び図１０に示した実施例は、水平面では屈曲せず、垂直面だけで屈曲した平らな案内路７５となるように円管をつぶしたような構成で、右下がりに傾斜した第１段の保護外套４９の端部と左下がりに傾斜した第２段の保護外套４９の一端をフランジ５８部分で連結し、同様に順次連結してなるもので、この様にして上下方向に屈曲した案内路７５とし、これらの中にも軟質管４８と隙間形成部材５０が収納されてなるものである。また、保護外套４９には、前記同様に加圧孔６１が穿設され、さらに、図示しないが、全体が風袋１２で被覆される。
【００２８】
次に本発明による貯水装置の作用を平常時と非常時に分けて説明する。
Ａ．平常時
（１）入口側給水系１５では、遮断弁１９、緊急遮断弁２１、給水側切換え弁２４が開き、バイパスコック２３が閉じている。また、出口側給水系１６では、リミット弁２５、遮断弁２６が開き、緊急飲料水取り出し口２７、防火用水取り出し口２８が閉じている。
給圧系１４では、切換え弁３０、給圧側切換え弁３１、切換え弁３３が閉じているが、空気逃し弁３４は、開いておく。
（２）この状態では、給水本管１７から入口側給水系１５の可撓管１８を経て貯水槽１０の入口側に水が送り込まれて、この貯水槽１０の内部を通過して出口側から出口側給水系１６の可撓管１８を経て通常の上水として使用される。
（３）このときの貯水槽１０内の水７３の流れをさらに詳しく説明すると、入口側給水系１５側から供給された水７３は、保護外套４９で構成された案内路７５内の軟質管４８に入口側から供給され、軟質管４８を保護外套４９で規制されている範囲内で十分膨らませた状態で流れる。
（４）軟質管４８内の水７３は、案内路７５を形成しているので、内部で一部分が留まるようなことなく順次出口側給水系１６側へ送り出される。
（５）出口側給水系１６側で栓（図示せず）が閉じられ、使用が遮断されると、案内路７５は、貯水槽１０の軟質管４８内に水７３が満杯の状態で留まり、再び栓が開かれると、貯水槽１０内の水７３は、出口側から順次供給される。
（６）定期的に、又は、必要に応じて沈殿物放出弁７４を開いて貯水槽１０の出口付近に溜っている沈殿物を水７３とともに放出する。
（７）もし、貯水槽１０に水漏れなどが生じて風袋１２の底部に水７３が溜ると、電極７１の抵抗値が低下するので、それを電気信号としてリード線７２にて導出して水漏れ発生をランプ、ブザーなどで知らせる。なお、水漏れ発生の検出は、定期的な点検、例えば水道使用量の検針時などに便利なように、外部に又は貯水桝４１にテスタジャックを設けるようにしてもよい。
（８）リミット弁２５は、平常時の上水使用毎に、軟質管４８が膨張収縮を繰り返すと、長期間の使用によって軟質管４８の一部が疲労するので、これを避けるために用いられる。このリミット弁２５は、設置後に最大流量に合わせた開度に調整する。このためには、まず、リミット弁２５を閉止し、複数の蛇口を最大に開き、次にリミット弁２５を徐々に開く。それ以上開いても流量が増加しないか、又は逆に減少しはじめたら、開度を縮小して、流量が変わらない範囲で最低の開度に設定する。このリミット弁２５の調整は、設置当初に１回実施すれば、以後は最大使用量が変わらない限り再調整は必要ない。
【００２９】
Ｂ．非常時
（１）地震の発生が感震器２２で検出されると、緊急遮断弁２１が閉じる。また、緊急遮断弁２１が閉じなくても、入口側給水系１５側の本管破裂などの非常時が発生したときには、手動により遮断弁１９を閉じる。従って、遮断弁２６を開いても貯水槽１０の水圧が低下して出口側給水系１６側へ水７３が供給されない。
（２）そこで、給圧系１４における切換え弁３３、給圧側切換え弁３１を開き、切換え弁３０、空気逃し弁３４を閉じて常設の加圧ポンプ３２を駆動する。この加圧ポンプ３２は、商用電源により、又はバッテリにより駆動するものであってもよいし、もし、電力の供給がないときには、自力で駆動するものであってもよい。さらに、常設の加圧ポンプ３２がないか、故障しているようなときには、切換え弁３０、給圧側切換え弁３１を開き、切換え弁３３、空気逃し弁３４を閉じて簡易型のポンプ、例えば、ゴムボート用の足踏み式ポンプを、非常用具入れ４２内から取り出して逆止め式給圧弁２９に連結して加圧空気を送る。なお、給圧側切換え弁３１が開くと、連動している給水側切換え弁２４は、閉じて水７３が逆流するのを防止する。
（３）出口側給水系１６における遮断弁２６を開き、加圧ポンプ３２を駆動するか又は逆止め式給圧弁２９に連結した簡易ポンプを駆動すると、加圧された空気が、注入口弁６５の逆止め弁体６６をコイルばね６７に抗して押し開き、風袋１２の内部へ送り出される。
（４）風袋１２内に送り込まれた加圧空気は、風袋１２内に充満すると、保護外套４９の加圧孔６１から案内路７５内に入り込み、軟質管４８を押しつける。この軟質管４８は、軟質であるから、縮む方向に作用して内部の水７３を貯水槽１０の出口側から排出する。このため、出口側給水系１６側のリミット弁２５、遮断弁２６を経て飲料水などとして使用される。
（５）出口側給水系１６の緊急飲料水取り出し口２７を開けば、緊急用の飲料水として取り出せる。
（６）非常用具入れ４２に収納しておいた消防ホースを出口側給水系１６の防火用水取り出し口２８に連結してこの防火用水取り出し口２８を開き、加圧ポンプ３２又は逆止め式給圧弁２９の簡易ポンプから加圧空気を送ることによって、消防ホースから水７３が噴射して初期消火などに利用する。防火用水取り出し口２８は、地域消防団のホースに合致するように選んでおくのが好ましい。しかし、緊急時の最も初期には、バケツで十分な可能性が強いから、非常用具入れ４２には、少なくともバケツを収納しておくことが好ましい。
（７）なお、加圧空気により軟質管４８が次第につぶれて行くと、平均的につぶれずに局部的につぶれてその部分の軟質管４８が密着して水７３の流れを遮断するおそれがある。しかし、軟質管４８の内部に隙間形成部材５０が設けられていることにより、軟質管４８が完全につぶれて水７３の流れを遮断するのを防止している。
【００３０】
次に、貯水槽１０内に水漏れ、空気漏れなどの異常が発生したときや、貯水槽１０内の部品の交換、点検保守のときなどのために、図１３又は図１の２点鎖線に示すように構成することもできる。
即ち、給水本管１７の制水弁７９と入口側給水系１５の制水弁７９と出口側給水系１６の制水弁７９は、平常時であっても異常時であっても全閉とする。
ここで、平常時には、図１３（ａ）に示すように、緊急切換え弁７７を開いておいて入口側給水系１５から貯水槽１０に連通し、さらに貯水槽１０から出口側給水系１６へ連通する。このようにして、貯水槽１０を給水本管１７の一部として機能させる。
給水本管１７の水圧が異常に低下したことをパイロット弁７８で検知して自動的に、又は、手動により、図１３（ｂ）に示すように、緊急切換え弁７７を閉じて入口側給水系１５から緊急切換え弁７７を介して出口側給水系１６へ直接連通する。すると、貯水槽１０は、入口側給水系１５、出口側給水系１６から完全に切り離される。
【００３１】
図１に示した配管図おける入口側給水系１５の遮断弁１９、逆止め弁２０、緊急遮断弁２１、バイパスコック２３のいずれか１つ又は全部を省略してもよい。
図１に示した配管図おいて、出口側給水系１６の遮断弁２６に代えて、入口側給水系１５の緊急遮断弁２１とバイパスコック２３と同様、感震器２２により駆動される弁を挿入してもよい。
【００３２】
前記のような地下埋設の場合、即ち、水の吐出口が貯水槽１０の水位よりも高い位置にある場合には、消防用ポンプなどの用水を吸引できる形式の取水手段とすれば、注入口弁６５を開き、防火用水取り出し口２８をポンプの吸引口に接続することによって、貯水槽１０内の上水を得ることができる。
【００３４】
図１４は、貯水槽１０を屋外設置とした本発明の第３実施例を示すものである。この屋外設置は、貯水の自重からくる水圧によって取水するのであるが、内部水の自重により軟質管４８の外部の圧力が軟質管４８内部の圧力より高くなるので、貯水を使用すると、水の自重により水が下方へ移動しようとして貯水槽１０の上部の軟質管４８内圧は、大気圧より低下する。この結果、注入口弁６５側より空気が流入して出口側に設けた取水弁８４から連続的に水が吐出する。
【００３５】
前記防火用水取り出し口２８からの吸引型又は屋外設置の自然落下型の取水であれば、風袋１２に取り付けられた注入口弁６５は、無用であるか、むしろ、吐出量を制限してしまう可能性がある。このような形式の場合には、注入口弁６５は設けない。従って、給圧系１４には、給圧側切換え弁３１の上流側に、切換え弁３３と、切換え弁３０と、さらに、図１の鎖線で示す遮断弁８３を設けた配管とすることにより、加圧型、吸引型、自然落下型の３種の加圧方法が可能となる。
【００３６】
前記実施例における加圧型では、ポンプを使用する例をあげたがそれに限定されるものではない。
例えば、オフィス機器ダストブロー用液体空気ボンベ、写真フィルムダストブロー用液体空気ボンベ、その他の簡易液体ガスボンベが使用される。具体的には、一般市販されている内容量４６５ｇのボンベで、地下２ｍにある貯水槽１０の上水を約２８０リットルだけ吐出する能力がある。非常用具入れ４２にそのボンベ３本を常備することにより、人力も動力も使用せずに速やかに８００リットル以上の上水を得ることができる。また、スポーツ用酸素ボンベを前記液体空気ボンベと同様に上水の排出に利用でき、この場合には、負傷者の応急処理用にも利用できる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明による貯水槽１０は、内部に貯水する軟質管と、この軟質管の外側に案内路からなる隙間をもって包囲し、かつ、加圧空気を注入する加圧孔を有する硬質材料の保護外套と、この保護外套を外側から風袋で気密に被覆し、加圧空気を注入して前記軟質管の内部に貯水された水を吐出するための加圧手段とからなるので、軟質管４８内の水７３を出口側から順次吐出させることができ、内部で貯溜することがない。
【００３８】
軟質管４８の内部に、軟質管４８の変形で変形することがなく軟質管４８に比較して十分小さな径の孔のあいた隙間形成部材５０を設けたので、加圧手段により軟質管４８の一部が加圧されたとしても、つぶれにより密着して水７３の流れを遮断するようなことがない。
【００３９】
案内路７５は、水平面内に折り返し屈曲した保護外套４９を上下多段に重ね合わせ、上から順次連結して１本に連通してなるか、又は、平たい保護外套４９を上から順次垂直面内に折り返し屈曲して１本に連通してなるので、軟質管４８の途中にて留まるようなことなく円滑な流れができる。
【００４０】
貯水槽１０は、硬質材料で構成された案内路７５と、この案内路７５内に収納され、内部に貯水する軟質管４８と、この軟質管４８の外側から加圧して内部に貯水された水７３を吐出するための加圧手段とからなり、前記軟質管４８の一端を給水本管１７の入口側給水系１５に連結し、軟質管４８の他端を給水本管１７の出口側給水系１６に連結して貯水槽１０を給水本管１７の一部として機能せしめたので、新しい水に入れ替える交換作業を必要とせず、軟質管４８内の水７３が吐出しても、軟質管４８がつぶれて空気が入り込まないので、貯水されている水と空気が置換されることがなく、水道水に含まれている残留塩素濃度も低下せず、水道水の腐敗が生じることはない。また、空間利用率（貯水量／装置占有空間）が高く、地下に設置できる。さらに、簡単なポンプの連結により、防火用水として作用する。
小容量であるから、コストを低く抑えることができ、地震などの衝撃を受けにくく、その分、装置が簡単になり、初期コストも低い。また、貯水槽１０を給水本管１７の一部として機能せしめたので、水が抜けてなくなっていたというようなことがない。
【００４１】
以上のように、本発明の貯水装置は、手近で、しかも近隣組織の機能を有効に発揮でき、各家庭に設置でき、かつ、平常時の保守を必要とせず、また、災害発生時に飲料水のみならず、消火用水として容易に使用でき、さらに、平常時に戻るときにも復帰作業がほとんど不要で、屋外に配置し又は地下に埋設することのできる小規模の貯水装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による貯水装置の一実施例を示す配管図である。
【図２】 本発明による貯水槽１０を地下に埋設した状態の説明図である。
【図３】 本発明による貯水槽１０の埋設状態の他の例を示し、（ａ）は、貯水槽１０の長手方向に向けてコンクリート保護壁４３にリジェクタ４４を差し込み設けた例を示し、（ｂ）は、貯水槽１０の短手方向に向けてコンクリート保護壁４３にリジェクタ４４を差し込み設けた例を示し、（ｃ）は、マンホール４５の下にマンホール４５とともに貯水槽１０を収納した例を示し、（ｄ）は、マンホール４５の下の地中に直接貯水槽１０を埋設した例を示し、（ｅ）は、貯水槽１０の外殻シェル１１にリジェクタ４４を差し込み設けた例を示した説明図である。
【図４】 貯水槽１０の案内路７５を、水平面内に折り返し屈曲した保護外套４９を上下多段に重ね合わせ、上から順次連結して１本に連通した例を示す一部切り欠いた正面図である。
【図５】 （ａ）（ｂ）は、それぞれ図４において、風袋１２の異なる取付け状態を示す断面図である。
【図６】 図４における保護外套４９の一部切り欠いた斜視図である。
【図７】 図４における保護外套４９を上下多段に連結している状態の断面図である。
【図８】 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ加圧孔６１と軟質管４８との異なる例を示す断面図である。
【図９】 貯水槽１０の案内路７５を、平たい保護外套４９を上から順次垂直面内に折り返し屈曲して１本に連通して１本に連通した例を示す一部切り欠いた正面図である。
【図１０】 図９における保護外套４９の縦断面図である。
【図１１】 風袋１２の加圧空気の注入部分の断面図である。
【図１２】 水漏れ検知用の電極７１の取付け状態の断面図である。
【図１３】 （ａ）は、給水本管１７と貯水槽１０とが連通した平常時の配管図、（ｂ）は、給水本管１７と貯水槽１０とが遮断した異常時の配管図である。
【図１４】 本発明による貯水槽１０を地上設置とした場合の正面図である。
Claims (9)
- 内部に貯水する軟質管と、この軟質管の外側に案内路からなる隙間をもって包囲し、かつ、加圧空気を注入する加圧孔を有する硬質材料の保護外套と、この保護外套を外側から風袋で気密に被覆し、加圧空気を注入して前記軟質管の内部に貯水された水を吐出するための加圧手段とからなることを特徴とする貯水槽。
- 内部に貯水する軟質管と、この軟質管の内部に設けられ、軟質管の変形で変形することがなく軟質管に比較して十分小さな径の孔のあいた隙間形成部材と、前記軟質管の外側に案内路の隙間をもって包囲し、かつ、加圧空気を注入する加圧孔を有する硬質材料の保護外套と、この保護外套を外側から風袋で気密に被覆し、加圧空気を注入して前記軟質管の内部に貯水された水を吐出するための加圧手段とからなることを特徴とする貯水槽。
- 保護外套と内部の軟質管は、水平面内に折り返し屈曲して上下多段に重ね合わせ、上から順次連結して１本に連通してなることを特徴とする請求項１又は２記載の貯水槽。
- 保護外套と内部の軟質管は、平たい形状のものを上から順次垂直面内に折り返し屈曲して１本に連通してなることを特徴とする請求項１又は２記載の貯水槽。
- 加圧手段は、保護外套を外側から風袋で気密に被覆し、加圧空気を注入するためのポンプを連結してなることを特徴とする請求項１又は２記載の貯水槽。
- 加圧手段は、保護外套を外側から風袋で気密に被覆し、この保護外套に多数の加圧孔を穿設し、この加圧孔から軟質管の外周に加圧空気を注入してなることを特徴とする請求項１又は２記載の貯水槽。
- 加圧手段は、ガスボンベからなることを特徴とする請求項１又は２記載の貯水槽。
- 給水本管の途中に貯水槽を介在し、この貯水槽は、内部に貯水する軟質管と、この軟質管の外側に案内路からなる隙間をもって包囲し、かつ、加圧空気を注入する加圧孔を有する硬質材料の保護外套と、この保護外套を外側から風袋で気密に被覆し、加圧空気を注入して前記軟質管の内部に貯水された水を吐出するための加圧手段とからなり、前記軟質管の一端を前記給水本管の入口側給水系に連結し、前記軟質管の他端を前記給水本管の出口側給水系に連結して貯水槽を給水本管の一部として機能せしめてなることを特徴とする貯水装置。
- 給水本管の途中に貯水槽を介在し、この貯水槽は、内部に貯水する軟質管と、この軟質管の内部に設けられ、軟質管の変形で変形することがなく軟質管に比較して十分小さな径の孔のあいた隙間形成部材と、前記軟質管の外側に案内路の隙間をもって包囲し、かつ、加圧空気を注入する加圧孔を有する硬質材料の保護外套と、この保護外套を外側から風袋で気密に被覆し、加圧空気を注入して前記軟質管の内部に貯水された水を吐出するための加圧手段とからなり、前記軟質管の一端を前記給水本管の入口側給水系に連結し、前記軟質管の他端を前記給水本管の出口側給水系に連結して貯水槽を給水本管の一部として機能せしめてなることを特徴とする貯水装置。
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