JP7365713B2 - 遮水装置及びシェルタ - Google Patents

Description

本発明は、管内に水が流入すると閉塞する遮水装置と、この遮水装置を備えたシェルタに関するものである。

近年、地震や洪水等の災害が多発している。このような災害から身を守るため個人住宅の地下や庭に設置可能な防災シェルタが市販されている。そして、このようなシェルタに関する発明として、例えば下記［特許文献１］、［特許文献２］に記載の発明が開示されている。尚、このようなシェルタにおいては屋根等の上部に通気口を設けることが一般的で、また［特許文献２］に記載されているように、通気口の開口を下に向けて水の流入を防ぐものが多い。

しかしながら、近年の川の氾濫等では市街地に濁流が流れ込むことも多く、その流速やうねり具合によっては下に向いた通気口のＵ字部を越えて水が流入する可能性がある。またこのような洪水の場合、流木や家財、車両等が押し流されてくることが考えられ、これらが通気口に衝突して破損し、そこから水が流入する可能性がある。この問題点に対し、例えば図４に示すような定水位弁１０を用いた遮水装置１が考えられる。この従来の遮水装置１は一定の容量を有する水槽３に通気管１５（吸気管もしくは排気管）が接続し、この通気管１５の先端にフロート１２を備えた定水位弁１０が接続している。また、水槽３の上面には水槽３を介して通気管１５とシェルタ内部とを繋ぐ室内通気管１６が設けられている。そして、通常時では水槽３の内部が空の状態でフロート１２は低位置にある。このとき、定水位弁１０は開状態をとり、空気は通気管１５、定水位弁１０、水槽３、室内通気管１６を通して流通する。しかしながら、通気管１５に水が流入すると、この水は定水位弁１０を通って水槽３内に溜まり、これによりフロート１２が浮上する。そして、フロート１２が所定の高位置にまで浮上すると定水位弁１０は閉状態となって通気管１５は閉塞し、これ以上の水槽３への水の流入は遮断される。これにより、シェルタ内部への水の浸入を防止することができる。

特開２０１９－１０００１６号公報 特開２０２０－０９０８７６号公報

しかしながら、定水位弁１０を用いた従来の遮水装置１は、少なくともフロート１２がアーム１２ａによって回動可能なサイズの水槽３が必要となり、装置寸法が大きくなるという問題点がある。また、水槽３のサイズが大きくなると、水槽３に無視できない重量の水が溜まるため水槽３を床に置く必要が生じる。このことは、シェルタ内の床面積を圧迫することとなり好ましいものではない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、コンパクトで天井等に設置が可能な遮水装置及びこれを備えたシェルタの提供を目的とする。

本発明は、
（１）上面に外部通気口３２を備え下面に内部通気口３４を備えた外筒部３０と、前記外筒部３０内に立設したシャフト４０と、前記外筒部３０内を前記シャフト４０に沿って上下動し上面に内筒通気口５２を備えるとともに下面に連通口５４を備えた内筒部５０と、前記内筒部５０の上方に位置し前記外筒部３０の上面から所定の間隙を取って設けられた整流板６０と、前記整流板６０から下方に伸び前記内筒部５０の側面上部を所定の間隙を取って囲う側壁６０ａと、防水性を有するとともに前記内筒部５０の上下動に伴って伸縮し前記連通口５４と前記内部通気口３４とを繋ぐ伸縮管４２と、前記内筒部５０の上面に前記内筒通気口５２を囲うように設けられた防水部６２と、を有し、
前記外筒部３０内に水が貯留すると前記内筒部５０が上方に浮上し、前記防水部６２が前記整流板６０に当接して前記内筒通気口５２を閉塞し、前記内部通気口３４への水の流入を防止することを特徴とする遮水装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）防水部６２が、内筒通気口５２の縁に設けられた第１の防水部６２ａと、前記第１の防水部６２ａを囲うように設けられた第２の防水部６２ｂとで構成されたことを特徴とする上記（１）記載の遮水装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）伸縮管４２を２重で構成することを特徴とした上記（１）または上記（２）に記載の遮水装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）内部が目視可能で外筒部３０の上部と下部とに接続し、前記外筒部３０内に貯留した水の水位を視認可能な水位確認管７０を備えたことを特徴とする上記（１）乃至上記（３）のいずれかに記載の遮水装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（５）防水性を有するシェルタ本体１０２と、閉じた状態で防水性を有し人が出入り可能な扉部１０４と、前記シェルタ本体１０２の屋根に設けられ外部と前記シェルタ本体１０２内部とで空気を流通させる通気管１５と、上記（１）乃至上記（４）のいずれかに記載の遮水装置８０と、を有し、
前記遮水装置８０の外部通気口３２が前記通気管１５と接続したことを特徴とするシェルタ１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（６）遮水装置８０が、シェルタ本体１０２の天井部分に設置されていることを特徴とする上記（５）記載のシェルタ１００を提供することにより、上記課題を解決する。

本発明に係る遮水装置は、内筒部が空気の流路と、フロートとしての機能と、流路を開閉する開閉弁との機能を兼ね備えている。また、内筒部の移動は単純な上下動のため、移動に必要な空間が小さい。このため装置規模をコンパクトにまとめ小型化することができる。また、内筒部をフロートとして機能させるため、比較的少量の水でも遮水装置を機能させることができる。これにより、外筒部の貯水量を低減でき、閉状態時の重量を軽減することができる。これにより、遮水装置を上部に設置することが可能となり、室内空間を有効利用することができる。

本発明に係る遮水装置の開状態を示す模式的な断面図である。 本発明に係る遮水装置の閉状態を示す模式的な断面図である。 本発明に係るシェルタを示す図である。 フロートを用いた従来の遮水装置を示す図である。

本発明に係る遮水装置及びシェルタの実施の形態について図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る遮水装置８０の開状態を示す模式的な断面図であり、図２は遮水装置８０の閉状態を示す模式的な断面図である。尚、本発明に係る遮水装置８０はシェルタの通気管に好適なものであるが、使用方法はこれに限定されるものではなく、例えば水密措置、防水措置もしくは排水設備を有する地下室や地下駐車場、地下駐輪場、通路、トンネル、倉庫、電気設備等の地下施設、半地下施設、地上施設、埋設管その他の通気口等にも適用が可能である。

先ず、図１に示す本発明に係る遮水装置８０は、ケーシングとしての外筒部３０と、この外筒部３０内に立設したシャフト４０と、外筒部３０内をシャフト４０に沿って上下動可能な内筒部５０と、この内筒部５０の上方に位置し外筒部３０内の上部に固定した整流板６０と、この整流板６０から下方に伸び内筒部５０の側面上部を囲う側壁６０ａと、防水性を有するとともに内筒部５０の上下動に伴って伸縮する伸縮管４２と、内筒部５０の上面に設けられた防水部６２と、を有している。

そして、外筒部３０の上面中央には外部通気口３２が設けられ、この外部通気口３２は例えば外部と繋がった通気管１５と接続する。また、シャフト４０は基本的に外筒部３０の下面の略中心から上方に向けて立設される。そして、外筒部３０の下面にはシャフト４０を囲うように内部通気口３４が設けられ、この内部通気口３４は例えばシェルタや地下施設等の室内と繋がった室内通気管１６と接続する。また、外筒部３０の下面には、外筒部３０内に溜まった水を排出するドレン管３６が設けられ、このドレン管３６は例えば開閉弁３６ａによって開閉する。さらに、外筒部３０の下部には内筒部５０の上下動の下限を規定するスペーサ３８を設けても良い。尚、外筒部３０の外形形状は四角柱、六角柱等、特に限定は無いが、円柱状とすることが好ましい。

また、外筒部３０には水位確認管７０を設けても良い。この水位確認管７０は外筒部３０の外側に設けられるとともに内部が目視可能な透明もしくは半透明のパイプで構成され、一端が外筒部３０の上部に接続し、もう一端が外筒部３０の下部に接続している。そして、外筒部３０内に水が貯留すると、その水の一部は外筒部３０にも流入し、このときの水位確認管７０内の水の水位は外筒部３０内に貯留した水の水位と等しくなる。よって、使用者が水位確認管７０内の水の有無及び水位を確認することで、通気管１５からの水の流入、及び外筒部３０内に貯留した水の水量を把握することができる。また、水位確認管７０に遮水装置８０が閉動作する水位を予めマーキングしておくことで、使用者は遮水装置８０の閉動作を知ることができる。尚、この水位確認管７０を備えた構成では外筒部３０内の水位の把握に水位センサ等の電力を必要とする部材を用いないため、停電時でも通気管１５からの水の流入や遮水装置８０の閉動作を認識することができる。

また、内筒部５０は下面の略中心にシャフト４０が貫通するシャフト孔と、シャフト４０を保持するシャフト受５６とを有しており、このシャフト受５６にシャフト４０がスライド可能に挿入することで、内筒部５０は外筒部３０内をシャフト４０に沿って上下動可能となる。尚、内筒部５０は円柱形とすることが特に好ましい。そして、内筒部５０の上面中央には内筒通気口５２が設けられ、また、内筒部５０下面にはシャフト受５６を囲うように連通口５４が設けられる。

また、内筒部５０の連通口５４と外筒部３０の内部通気口３４とは伸縮管４２によって繋がれる。これにより、内筒通気口５２、連通口５４、内部通気口３４、及び室内通気管１６は連通する。また、前述のように伸縮管４２は防水性を有しているから、外筒部３０内に水が貯留した場合でも内筒部５０側に水が浸入することはない。尚、伸縮管４２はアルミフレキシブルダクト等の蛇腹状のダクトやホース、その他の伸縮が可能な周知の管状部材が用いられ、これにより防水性を維持しながら内筒部５０の上下動に伴って伸縮する。尚、伸縮管４２は第２の伸縮管４２ａ内に設けて２重構造とし、防水性の更なる向上を図ることが好ましい。

また、内筒部５０の上方に設けられた整流板６０は、外筒部３０の上面（天井面）から空気の流通を妨げない所定の間隙を取って設けられるとともに、内筒部５０が上昇した際には内筒部５０の上面が当接し、内筒部５０が下限位置にあるときは内筒部５０との間に空気の流通を妨げない十分な間隙が形成されるよう設計される。また、この整流板６０には内筒部５０の側面上部を囲うように下方に伸びた側壁６０ａが設けられる。よって、この整流板６０と側壁６０ａとは内筒部５０の側面上部を覆う下に凹のキャップ形状を呈する。また、内筒部５０の側面と側壁６０ａの内面との間には空気の流通を妨げない所定の間隙が設けられる。尚、側壁６０ａの長さは図１に示すように内筒部５０が下限位置にある状態でも内筒部５０の上面が側面視で側壁６０ａの内側に位置していれば良い。

また、内筒部５０の上面には、内筒通気口５２を囲うように防水部６２が設けられる。尚、防水部６２は整流板６０の下面に押圧されることで内筒通気口５２を閉塞するものであり、パッキン等の周知の防水部材を用いることができる。また、防水部６２は内筒通気口５２の縁部に設けられたゴムパッキン等の第１の防水部６２ａと、この第１の防水部６２ａを囲うように設けられた第２の防水部６２ｂとの２重構造とすることが好ましい。さらに、第２の防水部６２ｂは第１の防水部６２ａよりも柔らかなウレタンやスポンジ等で構成するとともに、第１の防水部６２ａよりも先に整流板６０に当接することが好ましい。この構成では、外筒部３０内に水が急激に流入し内筒部５０が急上昇した場合でも、第２の防水部６２ｂが緩衝材となって衝撃を和らげ、第１の防水部６２ａによる内筒通気口５２の閉塞を確実に行うことができる。

次に、本発明に係る遮水装置８０を備えたシェルタ１００を図３に示す。本発明に係る遮水装置８０を備えたシェルタ１００は、防水性を有するシェルタ本体１０２と、閉じた状態で防水性を有し人が出入り可能な扉部１０４と、シェルタ本体１０２の屋根に設けられ外部とシェルタ本体１０２内部とで空気を流通させる通気管１５と、本発明に係る遮水装置８０と、を有し、この遮水装置８０の外部通気口３２と通気管１５のシェルタ側の管端とが接続する。尚、図３に示すシェルタ１００では、シェルタ本体１０２の側面と上面に扉部１０４を設けた例を示しているが、地中埋設型では上面の扉部１０４のみで良く、また地上設置型では側面の扉部１０４のみで良い。また、地上設置型ではシェルタ１００の屋根に上るための階段を設け、側面と上面の両方に扉部１０４を設けても良い。この構成では、シェルタ１００の周囲が浸水した状態でも上面の扉部１０４から人の出入りが可能となる。

また、シェルタ１００には通気管１５を２本設け、一方は外気をシェルタ本体１０２内に取り込む吸気管１５ａとし、もう一方はシェルタ本体１０２内の空気を外部に排出する排気管１５ｂとすることが好ましい。この場合、本発明に係る遮水装置８０は吸気管１５ａと排気管１５ｂのそれぞれに個別に設置する。そして、吸気管１５ａに接続した遮水装置８０の内部通気口３４には室内通気管１６としての外気供給管１６ａが接続し、この外気供給管１６ａには例えば送気ファンや空気清浄機等の外気供給機１７ａが接続する。また、排気管１５ｂに接続した遮水装置８０の内部通気口３４には室内通気管１６としての室内排気管１６ｂが接続し、この室内排気管１６ｂには例えば吸気ファン等の吸気設備１７ｂが接続する。尚、遮水装置８０は吸気管１５ａ、排気管１５ｂの設置個所であるシェルタ本体１０２の天井部分に設けることが特に好ましい。この構成では、遮水装置８０がシェルタ本体１０２内の床面積を圧迫せず、シェルタ１００の室内空間を有効利用することができる。

次に、本発明に係る遮水装置８０の動作をシェルタ１００の例を用いて説明する。先ず、使用者が扉部１０４を通じてシェルタ本体１０２内に入室し、扉部１０４を所定の操作で水密状態とする。このとき、遮水装置８０は外筒部３０内に水が貯留していない空の状態であり、内筒部５０は自重によってスペーサ３８によって規定された図１に示す下限位置にある。そして、この状態では内筒部５０と整流板６０とは離間しており、通気管１５と室内通気管１６とは、遮水装置８０の外部通気口３２、外筒部３０、内筒通気口５２、内筒部５０、連通口５４、伸縮管４２、内部通気口３４を介して連通し、シェルタ１００内外での空気の流通が可能となる。

そして、例えば外気供給機１７ａが稼働すると、外気が吸気管１５ａから外部通気口３２を通って外筒部３０内に取り込まれる。そして、側壁６０ａと内筒部５０の側面との間隙を通って内筒部５０と整流板６０との間の空間に入り、内筒通気口５２を通して内筒部５０内に取り込まれる。また、内筒部５０内に取り込まれた空気は連通口５４、伸縮管４２、内部通気口３４を通して外気供給管１６ａに送出され、外気供給機１７ａを介してシェルタ本体１０２内に供給される。

また、例えば吸気設備１７ｂが稼働すると、シェルタ本体１０２内の空気は吸気設備１７ｂを介して室内排気管１６ｂから取り込まれ、内部通気口３４、伸縮管４２、連通口５４、内筒部５０を通して内筒通気口５２から排出される。そして、内筒部５０の側面と側壁６０ａとの間隙を通して外筒部３０内に送出され、整流板６０の上方から外部通気口３２に排出される。そして、排気管１５ｂを通して屋外に排出される。

次に、シェルタ１００が浸水して通気管１５（吸気管１５ａ、排気管１５ｂ）から水が浸入したと仮定する。このとき、水は外部通気口３２から外筒部３０内に流入し、外筒部３０内に貯留する。またこのとき、貯留した水の一部は水位確認管７０内に流入し、使用者は水位確認管７０を介して外筒部３０内に貯留した水の水位を確認することができる。尚、水が外筒部３０内に流入した場合、外気供給機１７ａ、吸気設備１７ｂは自動もしくは手動で停止させることが好ましい。そして、外筒部３０内の水位が上昇すると、外筒部３０内に貯留した水の浮力によって内筒部５０が浮上する。そして、図２に示すように、内筒部５０の上面の防水部６２と整流板６０の下面とが当接し、整流板６０の下面に押圧される。これにより、内筒通気口５２は閉塞する。尚、このとき整流板６０と側壁６０ａとで形成された空間Ａは空気溜りとなり、防水部６２側への水の流入を阻止する役割を果たす。これにより、遮水装置８０は水も空気も通さない閉状態となり、内部通気口３４及び室内通気管１６側への水の流入は防止され、シェルタ１００内への水の流入は阻止される。尚、遮水装置８０が閉状態となるとシェルタ本体１０２内は密閉状態となるため、シェルタ１００に予め酸素ボンベ１０６等を準備しておき、適宜使用して酸欠を防止する事が好ましい。

また、シェルタ１００の屋根もしくはシェルタ１００の近傍の高所にはカメラ１０８を設け、周囲の状況をシェルタ１００内から確認可能とすることが好ましい。そして、シェルタ１００の周囲の水が引いたことが確認できたら、使用者は開閉弁３６ａを開け外筒部３０内の水をドレン管３６から排出する。また、何らかの原因でカメラが動作しない場合、ドレン管３６を短時間、手動で開状態とし、水位確認管７０の水位の変化を確認する。そして、水位確認管７０の水位が低下すれば、通気管１５から新たな水が流入しないとして使用者はドレン管３６から外筒部３０内の水を排出する。これにより、外筒部３０内の水の水位は低下して内筒部５０が下降し、防水部６２が整流板６０から離れ内筒通気口５２が開放する。これにより、遮水装置８０は開状態となり、通気管１５（吸気管１５ａ、排気管１５ｂ）と室内通気管１６（外気供給管１６ａ、室内排気管１６ｂ）とが連通して空気の流通が可能となる。

以上のように、本発明に係る遮水装置８０は、内筒部５０が空気の流路と、フロートとしての機能と、流路（内筒通気口５２）を開閉する開閉弁との機能を兼ね備えている。このため装置規模をコンパクトにまとめ小型化することができる。また、内筒部５０の移動はシャフト４０に沿った単純な上下動のため、移動に必要な空間が小さく、これも装置規模の小型化に寄与する。さらに、外筒部３０内に内筒部５０を収容し、この内筒部５０をフロートとして機能させるため、比較的少量の水でも内筒部５０を浮上させ遮水装置８０を閉状態とすることができる。これにより、外筒部３０の貯水量を低減でき、閉状態時（外筒部３０内の水の貯留時）の重量を軽減することができる。これにより、遮水装置８０を天井等の室内の上部に設置することが可能となり、遮水装置８０が床面積を圧迫せず、室内空間を有効利用することができる。

尚、本例で示した遮水装置８０、シェルタ１００は一例であり、外筒部３０、内筒部５０、伸縮管４２、整流板６０、防水部６２、シェルタ１００及びその他の各部の形状、構成、機構、動作等は上記の例に限定されるわけではなく、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。

１５ 通気管
３０ 外筒部
３２ 外部通気口
３４ 内部通気口
４０ シャフト
４２ 伸縮管
５０ 内筒部
５２ 内筒通気口
５４ 連通口
６０ 整流板
６０ａ 側壁
６２ 防水部
６２ａ 第１の防水部
６２ｂ 第２の防水部
７０ 水位確認管
８０ 遮水装置
１００ シェルタ
１０２ シェルタ本体
１０４ 扉部

Claims (6)

1. 上面に外部通気口を備え下面に内部通気口を備えた外筒部と、
   前記外筒部内に立設したシャフトと、
   前記外筒部内を前記シャフトに沿って上下動し上面に内筒通気口を備えるとともに下面に連通口を備えた内筒部と、
   前記内筒部の上方に位置し前記外筒部の上面から所定の間隙を取って設けられた整流板と、
   前記整流板から下方に伸び前記内筒部の側面上部を所定の間隙を取って囲う側壁と、
   防水性を有するとともに前記内筒部の上下動に伴って伸縮し前記連通口と前記内部通気口とを繋ぐ伸縮管と、
   前記内筒部の上面に前記内筒通気口を囲うように設けられた防水部と、を有し、
   前記外筒部内に水が貯留すると前記内筒部が上方に浮上し、前記防水部が前記整流板に当接して前記内筒通気口を閉塞し、前記内部通気口への水の流入を防止することを特徴とする遮水装置。
2. 防水部が、内筒通気口の縁に設けられた第１の防水部と、前記第１の防水部を囲うように設けられた第２の防水部とで構成されたことを特徴とする請求項１記載の遮水装置。
3. 伸縮管を２重で構成することを特徴とした請求項１または請求項２に記載の遮水装置。
4. 内部が目視可能で外筒部の上部と下部とに接続し、前記外筒部内に貯留した水の水位を視認可能な水位確認管を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の遮水装置。
5. 防水性を有するシェルタ本体と、
   閉じた状態で防水性を有し人が出入り可能な扉部と、
   前記シェルタ本体の屋根に設けられ外部と前記シェルタ本体内部とで空気を流通させる通気管と、
   請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の遮水装置と、を有し、
   前記遮水装置の外部通気口が前記通気管と接続したことを特徴とするシェルタ。
6. 遮水装置が、シェルタ本体の天井部分に設置されていることを特徴とする請求項５記載のシェルタ。

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