JP5572682B2 - 排水装置 - Google Patents

Description

この発明は、障害物により堰き止められた水を、上流側から下流側へサイホン効果を利用して排水する技術に関する。

通信ケーブル・ガス管・送電線などを敷設するために、トンネル状の設備（以下、とう道と呼ぶ。）が地中に設置されている。図１にとう道の底部の構造を示す。とう道は鉄筋コンクリート等により構成される内周壁を連結して構築される。図１において一点鎖線で示している箇所が内周壁の連結部分である。とう道の底版２０の上には作業員が通行するための歩床コンクリート２２ａ，２２ｂが設置される。とう道内には漏水等を排水するための側溝２４が設けられている。側溝２４の深さは５ｃｍ程度とすることが一般的である。また、とう道内の排水を円滑にするために上流側から下流側へ向かって十分な傾斜を設けるように設置される。なお、図１のさらに下流側には排水ピットが設置されており、溜まった水を揚水ポンプ等により地上に汲み出すことが行われている。

とう道は地中に設置されているため、構造物の不等沈下や伸縮もしくは地震等の地殻変動により内周壁の連結部２６にずれが生じ、その隙間から地下水や土砂がとう道内に入り込むことがある。これを防止するための対策として、とう道内の内周壁の連結部２６にＭ型ジョイント等の可撓性継手を設置することが行われている。図２にとう道の連結部２６へＭ型ジョイント２８を設置した状態を示す。Ｍ型ジョイント２８は、上流側の歩床コンクリート２２ａと下流側の歩床コンクリート２２ｂの間に、内周壁の連結部２６を覆うように設置される。可撓性継手はその機能上ある程度の高さが必要であり、例えば、現在普及しているＭ型ジョイント製品の一例では設置面からの高さが１１ｃｍに設計されている。上述の通り、側溝２４の深さは５ｃｍ程度なので、Ｍ型ジョイント２８が歩床面よりも高く突起してしまう。そのため、Ｍ型ジョイント２８が側溝２４内を流れる水を堰き止めて溜まり水ができると、水位が歩床面よりも高くなってしまう。歩床コンクリート２２ａの上まで水が溜まると、とう道内での作業時に通行が困難であるし、電気通信設備としての安全性にも問題がある。

従来、このような障害物による溜まり水に対しては、サイホン効果を利用した排水方法が用いられてきた。例えば、短いホース等を水に満たし、一方の先端を上流側の溜まり水の中に浸水させ、他方の先端は障害物を越えた下流側の十分に低い位置へ配置する。こうすることで、溜まり水はサイホン効果によりホースを通って障害物を越え、下流側へ排水することができる。このようなサイホン効果を用いた排水装置には、特許文献１や特許文献２に記載のものがある。

特開２００６−３２９０２４号公報 特開２０１０−９０６９６号公報

しかしながら、従来のサイホン効果による排水方法では、十分に溜まり水を排水するとホース内に空気が入り込みサイホン効果が失われて、排水機能が停止してしまう。したがって、一旦溜まり水をすべて排水した後に再度溜まり水が発生した場合には、その都度手動で排水作業を実施しなければならない。一方でとう道内には漏水等があるため、ある程度の量の溜まり水が発生した場合には自動的に排水が開始されることが望ましい。

ポンプ等の動力を用いた排水装置を設置することで溜まり水の発生に応じて自動的に排水することは可能であるが、とう道内のすべてのＭ型ジョイント設置箇所に動力を用いる排水装置を設置することは、それらへの電力供給やそれらの保守作業を考慮すると現実的ではない。

この発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、障害物により堰き止められた水を上流側から下流側へ動力を用いずに排水し、かつ溜まり水の発生に応じて自動的に排水を開始することができる排水装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明の排水装置は、障害物によって堰き止められた水を、障害物上に配設されたサイホン管によって、障害物の上流側から障害物の下流側へ排水する。排水装置の備える取水部は、サイホン管の上流側先端において上方に向けて開口し、サイホン管の上流側先端を水封する。取水部は、所定の位置に配置される。排水装置の備える排水部は、サイホン管の下流側先端において上方に向けて開口し、サイホン管の下流側先端を水封する。排水部は、障害物の下流側において、その開口面が取水部の封水水位より高いかまたは等しい位置に配置される。

この発明の排水装置は、障害物により堰き止められた水を上流側から下流側へ、動力を用いずに排水することができる。また一旦排水が完了した後もサイホン効果が維持されるため、溜まり水の発生に応じて自動的に排水を開始することができる。

とう道内の状況を例示する図である。 とう道内で溜まり水が発生した状況を例示する図である。 第１実施形態の排水装置の構成を例示する図である。 排水装置の取水部の構成を例示する図である。 第１実施形態の排水装置による排水の手順を例示する図である。 第１実施形態の排水装置により排水が完了した状態を例示する図である。 第２実施形態の排水装置の構成を例示する図である。 第３実施形態の排水装置の構成を例示する図である。 第３実施形態の排水装置に給水する手順を例示する図である。 第４実施形態の排水装置の構成を例示する図である。

以下、この発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、図面中において同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。

［第１実施形態］
図３を参照して、この実施形態に係る排水装置１の構成を説明する。排水装置１は、排水すべき水を堰き止める障害物２８を跨ぐことができる十分な長さを有するサイホン管１０と、そのサイホン管１０の一方の先端において上方に向けて開口する取水部１２と、そのサイホン管１０の他方の先端において上方に向けて開口する排水部１４とから構成される。サイホン管１０は、水平管１０ａと、水平管１０ａの一方の先端から取水部１２へ伸びる取水管１０ｂと、水平管１０ａの他方の先端から排水部１４へ伸びる排水管１０ｃとから構成される。

サイホン管１０と取水部１２と排水部１４とは、全体が一体的に形成されていてもよいし、それぞれを個別の部材で構成して分解可能としてもよい。また、サイホン管１０は、水平管１０ａと取水管１０ｂと排水管１０ｃとがそれぞれ個別の部材で構成して分解可能として構成してもよいし、水平管１０ａと取水管１０ｂと排水管１０ｃとが一体的にサイホン管１０を構成していてもよい。このように排水装置１を複数の部材で分解可能に構成することで、設置する際の運搬作業を容易にすることができる。

サイホン管１０の長さは、取水部１２と排水部１４を側溝２４の底部である底版２０近傍に配置した時に障害物を跨ぐことができる長さであれば、どのような長さであってもよい。上述のとう道における使用を例として説明すると、Ｍ型ジョイント２８が幅２０ｃｍ、高さ１１ｃｍであるとして、水平管１０ａの長さＷ０は４０ｃｍ以上とし、取水管１０ｂと排水管１０ｃの長さは、底版２０から水平管１０ａまでの高さＨ０を２０ｃｍ以上となるように調整する。サイホン効果は水平方向の長さには影響されないため、水平管１０ａの長さは上限なく伸ばすことができ、例えば数十メートルとなっても構わない。一方でサイホン効果は大気圧に影響されるため、路面から水平管１０ａまでの高さは１０ｍを超えてはならない。

水平管１０ａと取水管１０ｂのなす角度は、取水部１２が底版２０に近接して配置できるように調整すればよいが、サイホン管１０の内径が細い場合には、その角度が大きくなると水や気泡の通りが悪くなる場合があるため、サイホン管１０の内径を考慮して調整する必要がある。水平管１０ａと排水管１０ｃのなす角度も同様に調整すればよい。

サイホン管１０の内径は太いほど単位時間あたりの排水容量を大きくすることができる。ただし、サイホン管１０の内径は排水が完了した後に残存する水位に影響するため、側溝２４の構造を考慮して決定しなければならない。上述のとう道における使用を例として説明すると、排水が完了した状態で歩床面よりも十分に水位が低くならなければ目的が達成されないが、上述の通り側溝２４の深さは５ｃｍ程度であるので、サイホン管１０の内径は４ｃｍ以下であることが望ましい。

サイホン管１０の材料は排水時の負圧によって変形しない程度の剛性を有する材料であればどのような素材であってもよい。例えば、ステンレス等の金属製でもよいし、塩化ビニル等のプラスチック製でもよい。サイホン管１０の内部に異物が混入するなどにより修理する場合の保守性を考慮するとアクリル等の透光性素材で形成することが望ましい。サイホン管１０は伸縮管で形成してもよいし、フレキシブル管で形成してもよい。サイホン管１０を伸縮管もしくはフレキシブル管で形成すれば、障害物の大きさに応じて適切な位置に取水部１２と排水部１４を配置することが可能となる。

取水部１２は、サイホン管１０の一方の先端を水封することができる形状に形成される。水封とは、管の途中に水が溜めることができるように形成し、管に注水すると経路の途中もしくは先端が水で塞がれるようにすることで空気などの気体が管の内部に混入しないように遮断することである。

図４（Ａ）は取水部１２の構造の一例である。この例では、取水部１２は、サイホン管１０の一方の先端が上方に向けて屈曲しており、Ａ０点とＡ１点を通る開口面が上向きに開いている。排水装置１を設置する際には、開口面の最も低い点であるＡ０点が、サイホン管１０の先端において屈曲する部分における最も高い点であるＢ１点よりも高くなるように設置されなければならない。上述のように、とう道は排水を円滑にするために傾斜が設けられているため、排水装置１を設置する箇所の勾配を考慮して取水部１２の形状および設置位置を決定しなければならない。

図４（Ｂ）は取水部１２の構造の第２の例である。この例では、取水部１２は、サイホン管１０の一方の先端を覆うように上方に向けて立ち上がり、Ａ０点とＡ１点を通る開口面が上向きに開口している。排水装置１を設置する際には、サイホン管１０の先端であるＢ０点とＢ１点を通る開口面が、Ａ０点とＡ１点を通る開口面よりも低くなるように設置されなければならない。とう道の勾配を考慮して取水部１２の形状および設置位置を決定しなければならないことは図４（Ａ）の例と同様である。

図４（Ｃ）は取水部１２の構造の第３の例である。この例では、取水部１２は、サイホン管１０の一方の先端において２箇所で直角に屈曲しており、取水部１２のＡ０点とＡ１点を通る開口面はサイホン管１０の伸長方向に向けて開口している。排水装置１を設置する際には、取水部１２のＡ０点とＡ１点が水平になるようにして、開口面が屈曲する部分における最も高い点であるＢ１点よりも高くなるように設置されなければならない。とう道の勾配を考慮して取水部１２の形状および設置位置を決定しなければならないことは図４（Ａ）（Ｂ）の例と同様である。

排水部１４は、サイホン管１０の取水部１２とは反対側の先端を水封することができる形状に形成される。排水部１４の形状は取水部１２と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。

取水部１２の設置位置と排水部１４の設置位置との関係について説明する。排水部１４の開口面は、取水部１２の封水水位より高いかまたは等しい位置に設置されなければならない。封水水位とは、管が水封されている状態における内部の水位である。取水部１２が水封されている状態となるのは、図４（Ａ）を参照して説明すると、排水部１２の屈曲する部分の最も高い点であるＢ１点よりも高い位置に水位があるときである。したがって、排水部１４の開口面は、Ｂ１点よりも高い位置になければならない。もし排水部１４の開口面が取水部１２のＢ１点よりも低い位置に設置されると、取水部１２内部の水面がＢ１点よりも低くなるため、サイホン管１０の内部に空気が混入することにより、サイホン効果が失われることになる。

取水部１２の開口面と排水部１４の開口面は同じ高さとすることが最も望ましい。例えば、取水部１２のＡ０点が排水部１４のＡ０点よりも高い位置になるように設置されていると、取水部１２内部の水面は排水部１４のＡ０点と同じ位置に下がることになる。この場合には、障害物２８の上流部における溜まり水の水位が取水部１２内部の水位よりも高くなっても、溜まり水が取水部１２に流れ込まず排水が行われない。したがって、溜まり水の発生に応じて即時に排水を開始することができない。

サイホン管１０と取水部１２と排水部１４を個別の部品として構成し、それぞれをエルボ管で接続する構成としてもよい。このような構成とすることで、取水部１２および排水部１４が回転するようになり、それぞれの開口面の高さを調整することが可能になる。排水が完了した後の水位は取水部１２の開口面と排水部１４の開口面との関係で決定されるため、排水完了後の水位を容易に調整することが可能となる。

図５を参照して、排水装置１を用いて排水する手順を説明する。ここでは、とう道内にＭ型ジョイント２８が設置されており、このＭ型ジョイント２８が障害物となって、とう道内を流れる水を堰き止め、Ｍ型ジョイント２８の上流側において溜まり水が発生しているものとする。

まず、サイホン管１０を障害物であるＭ型ジョイント２８の上に配設する。この際、サイホン管１０の配設する方向は、取水部１２がＭ型ジョイント２８の上流側に、排水部１４がＭ型ジョイント２８の下流側に位置する方向とする。取水部１２はＭ型ジョイント２８の上流側において側溝２４の底部である底版２０の表面に近接した位置に配置する。排水部１４はＭ型ジョイント２８の下流側において側溝２４の底部である底版２０の表面に近接した位置に配置する。この際、排水部１４の開口面が、取水部１２の封水水位より高いかまたは等しい位置に配置されなければならない。

次に、サイホン管１０の内部を水で満たす。サイホン管１０に注水する方法はどのような方法であってもよい。例えば、サイホン管１０の頂上部に密封可能な給水口を設けて、その給水口から注ぎ入れてもよいし、排水部１４の側から吸引することで上流側に溜まっている水を引き込んでもよい。もしくは排水部１４の開口面と取水部１２の開口面をそれぞれ密封可能な蓋を用意し、事前に溜まり水の中にサイホン管１０を沈下させた状態で蓋を閉じるなどにより注水した状態にしてサイホン管１０の配設を行なってもよい。

サイホン管１０の内部が水で満たされると、サイホン効果によって、取水部１２から排水部１４へ溜まり水が順次排出される。Ｍ型ジョイント２８の上流側の溜まり水の水位が取水部１２の開口面よりも下がるまで排水は継続する。

図６に排水装置１を用いた排水が完了した状態を示す。上述のように取水部１２および排水部１４は、開口面の最も低い点がサイホン管１０の先端において屈曲する部分における最も高い点よりも高くなるように設置されているため、サイホン管１０は両端が水封される。これによりサイホン管１０の内部に空気等の気体が侵入することを防止することができ、溜まり水の排水が完了した後もサイホン管１０の内部は水で満たされる状態となっている。このようにサイホン管１０の内部が水で満たされていればサイホン効果は持続するため、再び溜まり水が発生してＭ型ジョイント２８の上流側の水位が取水部１２の開口面よりも高くなれば、自動的に排水を再開する。

このように第１実施形態の排水装置１は、サイホン効果により排水を行うため動力を必要とせず、簡易な設備により障害物により堰き止められた水を排水することができる。また、サイホン管１０の両端を水封することができる構造を有することで、排水が完了した後もサイホン効果が維持されるため、再度溜まり水が発生すると自動的に排水を再開することができる。

［第２実施形態］
第１実施形態の排水装置１において、溜まり水の発生頻度が低い場合には、取水部１２や排水部１４の開口面から内部の水が蒸発することで、取水部１２や排水部１４内の水位が低下することがある。もしくは地震等により排水装置１が振動することで、取水部１２や排水部１４の開口面から水が漏れ出す場合も考えられる。サイホン管１０の内部の水が減少し取水部１２や排水部１４の水封が破れると、サイホン管１０の内部に空気等の気体が侵入し、サイホン効果が失われてしまう。一旦サイホン効果が失われると再度サイホン管１０の内部を人手により水で満たさない限り排水装置１を機能させることはできない。そこで、この発明の第２実施形態では、蒸発や漏水等によりサイホン管の内部の水が減少しても即座に自動的に給水されることでサイホン効果を維持することができる排水装置２を説明する。

図７を参照して、この実施形態に係る排水装置２の構成を説明する。排水装置２は、第１実施形態の排水装置１と同様に、サイホン管１０と取水部１２と排水部１４を備え、さらにサイホン管１０の頂上部に接続される給水タンク１６を備える。給水タンク１６は底部がサイホン管１０の頂上部と連通しており、給水タンク１６内の水がサイホン管１０の内部へ流入するように構成される。また、給水タンク１６はサイホン管１０と連通する部分を除いて密封可能に構成されている。

給水タンク１６の材料はサイホン管１０の内部に発生する負圧によって変形しない程度の剛性を有する材料であればどのような素材であってもよい。例えば、ステンレス等の金属製でもよいし、塩化ビニル等のプラスチック製でもよい。給水タンク１６の内部の水量を容易に確認することができるように窓を設けたり、全体をアクリル等の透光性素材により形成したりすることが望ましい。給水タンク１６とサイホン管１０は一体的に構成してもよいし、取り外し可能なように個々の部品として構成してもよい。

給水タンク１６の容量は見込まれる水の減少量を考慮して決定すればよい。例えば、４リットル程度にすることが考えられる。

取水部１２や排水部１４の開口面から内部の水が蒸発したり、地震等の振動により取水部１２や排水部１４の開口面から水が漏れ出したりすることで、取水部１２や排水部１４の内部の水位が低下すると、周囲の空気が気泡となってサイホン管１０の内部に侵入する。サイホン管１０に入り込んだ空気はサイホン管１０の内部で浮上し、給水タンク１６の上部に溜まることになる。一方で、給水タンク１６に空気が入ると、その空気と給水タンク１６内の水が入れ替わり、入り込んだ空気と同容量の水がサイホン管１０の内部に供給される。このように、蒸発や漏水等により失われたサイホン管１０内の水は給水タンク１６から供給される水により補充されるため、給水タンク１６に水が入っている限り、サイホン管１０の内部が水で満たされた状態を保つことができる。

このように第２実施形態の排水装置２は、サイホン管１０の頂上部に接続された給水タンク１６を備えることにより、サイホン管１０内の一部の水が失われてもサイホン効果が維持されるため、再度溜まり水が発生すると自動的に排水を再開することができる。

［第３実施形態］
第２実施形態の排水装置２において、サイホン管１０の内部の水の減少が進み、給水タンク１６の内部に溜まった空気がサイホン管１０の内部に達すると、サイホン効果が失われてしまう。そこで、この発明の第３実施形態では、給水タンク１６への水の補充を容易にする排水装置３を説明する。

図８を参照して、この実施形態に係る排水装置３の構成を説明する。排水装置３は、第２実施形態の排水装置２と同様に、サイホン管１０と取水部１２と排水部１４と給水タンク１６を備え、さらに、給水タンク１６の頂上部に形成された給水口１６ａに接続する入水弁１８ａと、給水タンク１６の底部とサイホン管１０の頂上部を接続する出水弁１８ｂとを備える。なお、この実施形態では給水タンク１６の給水口１６ａを弁により開閉する構成としているが、給水口１６ａが密封可能であればその方式は限定されない。例えば、着脱可能なキャップにより給水口１６ａを密封する構成としてもよい。

図９を参照して、排水装置３に給水する手順を説明する。給水タンク１６およびサイホン管１０は水が抜けた状態であるとする。まず、給水タンク１６の底部とサイホン管１０の頂上部を接続する出水弁１８ｂを閉じ、給水タンク１６の頂上部に形成された給水口１６ａに接続する入水弁１８ａを開く。この状態で給水タンク１６の頂上部の給水口から水を注ぎ入れる。ある程度給水タンク１６に水が溜まったら、入水弁１８ａを閉め、出水弁１８ｂを開く。給水タンク１６の内部に溜まっていた水はサイホン管１０の内部に流れ込み、取水部１２と排水部１４とで堰き止められてサイホン管１０内に水が溜まる。サイホン管１０内にあった空気はサイホン管１０から給水タンク１６へ浮上し、給水タンク１６の上部に溜まる。給水タンク１６に溜めた水の量が足らず、サイホン管１０が水で満ちた状態に至らなかった場合には、出水弁１８ｂを閉め、入水弁１８ａを開け、再度給水タンク１６へ注水する。そして、再度入水弁１８ａを閉め、出水弁１８ｂを開け、サイホン管１０へ注水する。これを繰り返すことで、容易にサイホン管１０の内部を水で満たすことができる。

一旦溜まり水の排水が完了した後、蒸発や漏水等によりサイホン管１０の内部の水が失われ、給水タンク１６の内部の水位が低下した場合には、以下の手順で給水タンク１６の水を補充することができる。すなわち、出水弁１８ｂを閉め、入水弁１８ａを開け、給水タンク１６の頂上部に形成された給水口から水を注ぎ入れる。十分に注水した後は、入水弁１８ａを閉め、出水弁１８ｂを開ける。

このように第３実施形態の排水装置３は、給水タンク１６の頂上部に形成された給水口１６ａに接続する入水弁１８ａと、給水タンク１６の底部とサイホン管１０の頂上部を接続する出水弁１８ｂとを備えることにより、サイホン管１０と給水タンク１６の水が抜けた状態からサイホン効果を生じるようにサイホン管１０を水で満たす作業や、給水タンク１６の内部の水位が低下した場合に給水タンク１６へ水を補充する作業を、排水装置３を設置した状態で容易に行うことができるようになる。

［第４実施形態］
溜まり水の発生する位置と排水先の位置が離れており、その間に複数の障害物が存在するなどの環境において使用するために、サイホン管１０の水平管１０ａが複数箇所で屈曲するように構成しなければいけない場合がある。この場合には、水平管１０ａの屈曲する箇所に空気が溜まるため、サイホン管１０へ注水することが困難である。そこで、この発明の第４実施形態では、サイホン管１０の水平管１０ａが複数箇所で屈曲していても、サイホン管１０への水の補充が容易である排水装置４を説明する。

図１０を参照して、この実施形態に係る排水装置４の構成を説明する。排水装置４は、第３実施形態の排水装置３と同様に、サイホン管１０と取水部１２と排水部１４と給水タンク１６と入水弁１８ａと出水弁１８ｂを備え、さらに、取水部１２の開口面を開閉可能な取水弁１２ａと、排水部１４の開口面を開閉可能な排水弁１４ａと、第２の給水タンク１６’と入水弁１８ａ’と出水弁１８ｂ’と、サイホン管１０の屈曲する部分の頂上部に接続されたエア抜き管１９に接続する排気弁１９ａとを備える。給水タンク１６は、サイホン管１０の屈曲する部分の中で最も取水部１２に近い部分の頂上部に接続され、第２の給水タンク１６’は、サイホン管１０の屈曲する部分の中で最も排水部１４に近い部分の頂上部に接続される。この実施形態では高さの異なる３つの障害物２８ａ，２８ｂ，２８ｃに対応してサイホン管１０が屈曲しており、最も取水部１２に近い障害物２８ａに対応してサイホン管１０が屈曲する部分の頂上部に給水タンク１６を設置し、最も排水部１４に近い障害物２８ｃに対応してサイホン管１０が屈曲する部分の頂上部に給水タンク１６’を設置し、その他の障害物２８ｂに対応してサイホン管１０が屈曲する部分の頂上部にエア抜き管１９と排気弁１９ａを備える構成としているが、障害物２８の存在する箇所の数に応じてエア抜き管１９および排気弁１９ａの数は増減しても構わない。また、その数の上限も限定されない。この実施形態ではエア抜き管１９を弁により開閉する構成としているが、エア抜き管１９が密封可能であればその方式は限定されない。例えば、着脱可能なキャップによりエア抜き管を密封する構成としてもよい。図１０においては、取水部１２と排水部１４を図４（Ｂ）に例示した構造としているが、水封可能な構造であり、かつサイホン管１０の先端が密封可能な構造であれば、取水部１２と排水部１４の構造は限定されない。

給水タンク１６の設置する箇所について説明する。サイホン管１０が複数の箇所で屈曲している場合、屈曲する部分の中で、１）最も取水部１２に近い部分の頂上部、２）最も排水部１４に近い部分の頂上部、３）サイホン管１０が屈曲する部分すべての中で最も高い位置にある部分の頂上部、に対して、給水タンク１６を設置しなければならない。図１０の例では、１）最も取水部１２に近い部分の頂上部に給水タンク１６が設置され、２）最も排水部１４に近い部分の頂上部に第２の給水タンク１６’が設置されている。給水タンク１６が設置されている箇所は３）サイホン管１０が屈曲する部分すべての中で最も高い位置にある部分の頂上部でもあるため、全体で２つの給水タンク１６を備える構成となっているが、例えば、中央の障害物２８ｂに対応して屈曲する部分が最も高い位置にある場合には、中央の屈曲する部分の頂上部にも給水タンク１６を設置しなければならない。１）最も取水部１２に近い部分の頂上部と、２）最も排水部１４に近い部分の頂上部とに給水タンク１６を設置するのは、蒸発や漏水等により取水部１２もしくは排水部１４から気泡が侵入した際に、取水部１２もしくは排水部１４に対して水を供給することができないからである。３）サイホン管１０が屈曲する部分すべての中で最も高い位置にある部分の頂上部に給水タンク１６を設置するのは、水が抜けた状態から給水する際にサイホン管１０の全体に水を満たすことができないからである。

引き続き図１０を参照しながら、排水装置４に給水する手順を説明する。給水タンク１６と第２の給水タンク１６’とサイホン管１０は水が抜けた状態であるとする。まず、取水弁１２ａと排水弁１４ａを閉じ、排気弁１９ａと、給水タンク１６の入水弁１８ａおよび出水弁１８ｂと、第２の給水タンク１６’の入水弁１８ａ’および出水弁１８ｂ’を開く。この状態で給水タンク１６の頂上部の給水口１６ａから水を注ぎ入れる。排気弁１９ａを設置したサイホン管１０の屈曲する部分まで水が溜まったら、その排気弁１９ａを閉じる。排気弁１９ａを閉じた後、第２の給水タンク１６’に十分に水が溜まったら入水弁１８ａ’を閉じる。さらに、給水タンク１６に十分に水が溜まったら入水弁１８ａを閉じる。最後に、取水弁１２ａと排水弁１４ａを開ける。

このように第４実施形態の排水装置４は、障害物２８が複数存在しており、サイホン管１０が複数箇所で屈曲するように構成された場合であっても、取水部１２の開口面を開閉可能な取水弁１２ａと、排水部１４の開口面を開閉可能な排水弁１４ａと、屈曲する部分の頂上部に接続する排気弁１９ａとを備えることにより、サイホン管１０と給水タンク１６の水が抜けた状態からサイホン効果を生じるようにサイホン管１０を水で満たす作業を、容易に行うことができるようになる。

１，２，３，４ 排水装置
１０ サイホン管
１０ａ 水平管
１０ｂ 取水管
１０ｃ 排水管
１２ 取水部
１２ａ 取水弁
１４ 排水部
１４ａ 排水弁
１６，１６’ 給水タンク
１６ａ，１６ａ’ 給水口
１８ａ，１８ａ’ 入水弁
１８ｂ，１８ｂ’ 出水弁
１９ エア抜き管
１９ａ 排気弁
２０ 底版
２２ａ，２２ｂ 歩床コンクリート
２４ 側溝
２６ 連結部
２８ Ｍ型ジョイント（障害物）

Claims (5)

1. 障害物によって堰き止められた水を、前記障害物上に配設されたサイホン管によって、前記障害物の上流側から前記障害物の下流側へ排水する排水装置であって、
   前記障害物の上流側において所定の位置に配置され、前記サイホン管の上流側先端から上方に向けて開口する、前記サイホン管の上流側先端を水封する取水部と、
   前記障害物の下流側において、前記サイホン管の下流側先端から上方に向けて開口し、その開口面が前記取水部の封水水位より高いかまたは等しい位置に配置される、前記サイホン管の下流側先端を水封する排水部と、
   前記サイホン管の頂上部と連通し、前記サイホン管に水を供給する、密封された給水タンクと、
   を備え、
   前記給水タンクは、
   前記給水タンクの頂上部に形成された給水口を密封可能な入水弁と、
   前記給水タンクの底部と前記サイホン管の頂上部を接続する出水弁と、
   を備えることを特徴とする排水装置。
2. 請求項１に記載の排水装置であって、
   前記取水部は、
   上方に屈曲しており、開口面がその屈曲する部分よりも高い位置にあり、
   前記排水部は、
   上方に屈曲しており、開口面がその屈曲する部分よりも高い位置にある
   ことを特徴とする排水装置。
3. 請求項２に記載の排水装置であって、
   前記取水部は、
   鉛直上方に屈曲しており、
   前記排水部は、
   鉛直上方に屈曲している
   ことを特徴とする排水装置。
4. 請求項１に記載の排水装置であって、
   前記サイホン管は、
   上流側先端および下流側先端が下方に向けて開口し、
   前記取水部は、
   開口面が前記サイホン管の上流側先端よりも高い位置になるように、前記サイホン管の上流側先端を覆うように配設され、
   前記排水部は、
   開口面が前記サイホン管の下流側先端よりも高い位置になるように、前記サイホン管の下流側先端を覆うように配設される
   ことを特徴とする排水装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の排水装置であって、
   前記給水タンクを少なくとも２つ備え、
   前記サイホン管は、少なくとも２箇所の頂上部を有しており、
   前記サイホン管の頂上部のうち前記取水部に最も近い頂上部及び前記排水部に最も近い頂上部に、前記排水タンクがそれぞれ連通し、
   前記サイホン管の頂上部のうち最も位置が高い頂上部が、前記取水部に最も近い頂上部及び前記排水部に最も近い頂上部のいずれとも異なる場合には、前記最も位置が高い頂上部に、前記排水タンクがさらに連通している
   ことを特徴とする排水装置。

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