JPS6236160B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、川、ため池又は液槽等の適宜の水源
の液体を一連のサイフオン管路を通してサイフオ
ン効果により取出すようにしたサイフオン式液体
取出装置におけるサイフオン管路内への初期満水
と同管路内のガス抜き方法に関するものである。

（従来技術） この種のサイフオン式液体取出装置は、例えば
川又はため池等の水源から農業用水（かんがい用
水）を取出す際に使用されている。この農業用水
取出用のサイフオン式取水装置の一例として従来
第１図及び第２図に示すようなものがあるが、こ
の第１図及び第２図に示すサイフオン式取水装置
は、水源１０の内外を液面Waより高位置を迂回
して設置された一連のサイフオン管路３１で連絡
するとともに、該サイフオン管路３１の最高部位
３１ｂに該管路３１内の空気を排出するための真
空ポンプ３３を接続して構成されている。そして
水源１０の水Ｗを取出すときには、サイフオン管
路３１の出口３１ｃ側に設けたバルブ３９を閉じ
た状態で真空ポンプ３３を作動せしめて該管路３
１内の空気を外部へ排出させた後（このとき水源
１０側の水Ｗが吸い上げられてバルブ３９より上
流側の管路３１内に水が充満する）に該真空ポン
プ３３を停止させ、その後適時に前記バルブ３９
を開くことにより水源１０側の水Ｗをサイフオン
効果によりサイフオン管路３１を通してその出口
３１ｃから連続して取出すことができるようにな
つている。

ところで、この種のサイフオン式取水装置にお
いては、水中に溶存している空気が圧力の低下に
より分離し、そのようにして分離した空気は第２
図に示すように該管路３１の最高部位３１ｂに溜
まるようになる。この管路３１内に溜つた空気は
真空ポンプ３３を作動させることにより外部に排
出される。尚、第１図及び第２図に示す従来のサ
イフオン式取水装置では、管路３１内の最高部位
（空気溜り部となる）３１ｂに、該管路３１内に
サイフオン効果が減殺される程度の空気が溜つた
ときに（例えば水位が符号L′の高さまで低下した
ときに）それを検知してその信号によつて真空ポ
ンプ３３を作動せしめる如く作用する水位検知装
置３４が設けられていて、該管路３１内に所定量
の気が溜つたときには自動的に真空ポンプ３３を
作動せしめるようになつている。尚、該真空ポン
プ３３が作動せしめられることによつて管路３１
内の空気がほぼ完全に排出されたとき（水位が符
号H′で示す高位置まで上昇せしめられたとき）
にはそれを前記水位検知装置３４が検知してその
信号によつて真空ポンプ３３の作動を停止させる
ようになつている。従つてこの従来例のサイフオ
ン式取水装置では、取水しないときには管路最高
部位３１ｂ内の水位が所定の低位置L′まで低下す
る度に真空ポンプ３３が作動せしめられるように
なる。

このように、この従来のサイフオン式取水装置
では真空ポンプ３３の作動により空気の排除が行
われるようになつているが、排除されるまでの間
その空気は管路３１内に滞溜し、その結果管路３
１内にはサイフオン効果が停止されないまでも所
定量の空気（許容範囲内の空気量）が常時存在す
るようになり、該管路３１内にその空気が存在し
ている状態で取水する場合にはその管路３１内の
空気が液体の流れの障害になるという問題がある
ほか、管路３１内におけるサイフオン効果を持続
する上での空気発生限界量は比較的少なく（例え
ば第２図における水位H′から水位L′の範囲ま
で）、該管路３１内には比較的短時間でその限界
量の空気が発生するようになり、従つて真空ポン
プ３３の発停間隔が短くなつて該真空ポンプ３３
の寿命が短くなるという問題があつた。

又、この種の真空式空気抜き方法を採用してい
る従来のサイフオン式取水装置では、一般的な揚
水ポンプに比べて高価な真空ポンプを使用してい
るため設備費が嵩む上、真空ポンプの性能上の制
約（真空ポンプの到達真空度は、700mmHgである
とともに、500mmHgから600mmHgの範囲でも大幅
に能力が低下する）から実用上の揚水頭h′があま
り大きくとれず（従来の農業用水取水用サイフオ
ン式液体取出装置では５ｍ程度まで）、提防の高
い（揚程の高い）水源ではサイフオン管路をその
提防の上部を迂回して設置することができなくな
り該サイフオン管路の設置作業が困難となるとと
もに真空ポンプの故障が多くなるという問題もあ
つた。

（発明の目的） 本発明は上記の如き従来のサイフオン式液体取
出装置の問題点に鑑み、初期満水及びその後のガ
ス抜き用として高価な真空ポンプを使用しないで
も一連のサイフオン管路内に流れの障害となるガ
スが溜らないようにし得るとともに、ガス抜きの
ためのポンプの発停間隔を長くすることができ、
さらに揚水頭を大きくするとともにガス抜きポン
プの故障を防止することができるようにしたサイ
フオン式液体取出装置を提案することを目的とす
るものである。

（考案の構成） 本発明は、適宜の水源の液体を、その液面より
高位置を迂回させて設置された一連のサイフオン
管路を通してサイフオン効果により前記液面より
下方位置に取出すようにしたサイフオン式液体取
出装置において、前記サイフオン管路の最高部位
よりも下流側でしかも前記水源液面よりも低位置
において該サイフオン管路開閉用のバルブを設け
る一方、前記サイフオン管路最高部位の上方に通
常開の第１の弁を介してガス抜き弁つきの密閉形
チヤンバを接続し、さらに該チヤンバを通常閉の
第２の弁を介して大気圧をこえる高圧液体源に接
続するとともに、前記サイフオン管路内に初期満
水させるに際しては前記サイフオン管路開閉用バ
ルブを閉じる一方で前記大気圧をこえる高圧液体
源からの給水を利用して当該サイフオン管路内に
満水せしめ、さらに該サイフオン管路内の満水後
においては、前記チヤンバ内に所定量のガスが溜
まると前記第１の弁を閉じ前記第２の弁を開いて
前記大気圧をこえる高圧液体源からチヤンバ内に
液体を導入して該チヤンバ内のガスを前記ガス抜
き弁を介して外部に排出し、さらに前記チヤンバ
内のガス抜き作業が終了すると前記第１の弁を開
き前記第２の弁を閉じるようにしたことを特徴と
するものである。

（実施例） 第３図及び第４図には本発明を川又はため池等
の水源から農業用水を取水するために使用される
サイフオン式取水装置に適用した実施例が示され
ている。まずこの実施例のガス抜き方法を説明す
る前に図示のサイフオン式取水装置の構成を説明
すると、この第３図及び第４図に示すサイフオン
式液体取出装置で使用されているサイフオン管路
１は、前記第１図に示す従来例のサイフオン管路
と同様に構成されており、その液体取入口１ａが
川又はため池等の水源１０の液面Waより高位置
を迂回し、さらに液体取出口１ｃが水源１０外に
おける前記液面Waよりかなり下方位置に開口す
る如くして設置されている。

サイフオン管路１の液体取出口１ｃ付近には手
動式のバルブ９が設けられている。

サイフオン管路１における最高部位１ｂの上方
には接続管５を介して密閉形のチヤンバ２が接続
されている。接続管５の下端は管路１の最高部位
１ｂにおける上壁部分に開口され、又該接続管５
の上端はチヤンバ２の底部に開口されている。そ
して接続管５に設けている弁６を開閉することに
よつてサイフオン管路１の最高部位１ｂの上部と
チヤンバ２の底部とを接続管５を介して相互に連
通させたり或いは遮断させたりし得るようになつ
ている。

接続管５に設けている弁６は通常開のもので、
この実施例では後述する水位検知装置４からの信
号で開閉する電磁弁が採用されている。尚、この
弁６は後述する第２の弁８と区別するために本明
細書においては第１の弁と称する。

この密閉形のチヤンバ２の上部には、該チヤン
バ２内のガス（この実施例では空気）を外部へ排
出するためのガス抜き弁３が設けられている。こ
のガス抜き弁３は、チヤンバ２内のガスが外部に
向けて排出されるのを許容するが、外気がチヤン
バ２内に侵入するのを阻止する如く作用する。
尚、この実施例ではガス抜き弁３として逆止弁を
使用しているが、他の実施例では電磁弁等の他の
ガス抜き弁を使用することができる。

チヤンバ２には第２の弁８を介して高圧液体源
１１が接続されている。この高圧液体源１１は、
この実施例では水を大気圧をこえる高圧に加圧す
る水ポンプ１２が採用されており、該水ポンプ１
２によつて水源１０内の水を給水管１３を通して
強制的にチヤンバ２内に供給し得るようにしてい
る。第２の弁８は通常閉のもので前記第１の弁６
と同様に電磁弁が採用されており、後述の水位検
知装置４からの信号で開閉されるようになつてい
る。

このチヤンバ２には、該チヤンバ２内に流入す
る水の水位を検知するための水位検知装置４が設
けられている。この水位検知装置４は、チヤンバ
２内の水位が所定の低水位（符号Ｌの位置）まで
下つたときにその水位を検知してその信号をコン
トローラ１５に入力する。その低水位信号が入力
されるとコントローラ１５はまず記第１の弁６を
閉じ、次に前記第２の弁８を開き、続いて前記水
ポンプ１２を作動させる如く作用する。又、水位
検知装置４はチヤンバ２内の水位が所定の高水位
（符号Ｈの位置）まで上昇したときにその水位を
検知してその信号をコントローラ１５に入力す
る。コントローラ１５はその高水位信号が入力さ
れると先ず水ポンプ１２の作動を停止させるとと
もに第２の弁８を閉じ、次いで第１の弁６を開く
ように作用する。

尚、図示実施例では高圧液体源１１として水ポ
ンプ１２を使用しているが、本発明の他の実施例
では高圧液体源としてチヤンバ２より上方に位置
させて設置したヘツドタンクにより構成し、その
ヘツドタンクからの重力水頭を利用してチヤンバ
２側にガス排出用液体を供給するようにしてもよ
い。

次にこのサイフオン式液体取出装置の作用につ
いて説明すると、まずサイフオン管路１内に水源
１０の液体Ｗを充満させるには、サイフオン管路
１の液体取出口１ｃ側に設けているバルブ９を閉
じた状態でコントローラ１５を作動させる。そう
すると、水位検知装置４がチヤンバ２内の所定の
低位置（符号Ｌの位置）に液体がないことを検知
してその信号でコントローラ１５が第１の弁６を
閉じて第２の弁８を開き、そして水ポンプ１２を
作動させて、水源１０の液体Ｗを給水管１３を通
してチヤンバ２内へ供給するようになる。チヤン
バ２内に供給された液体は一時的にチヤンバ２内
で貯溜されるが、そのときにチヤンバ２内の空気
は該チヤンバ２内に供給される液体によつてガス
抜き弁３を通して外部へ排出されるようになる。
そしてチヤンバ２内の水位が所定の高位置（符号
Ｈの位置）まで上昇するとそれを水位検知装置４
が検知してその信号で水ポンプ１２の作動を停止
させ、第２の弁８を閉じ、第１の弁６を開いてチ
ヤンバ２内に貯溜されている液体をサイフオン管
路１側に落す。尚、そのときサイフオン管路１の
空気は接続管５を通つてチヤンバ２側に流入す
る。するとチヤンバ２内が空になつてそれを水位
検知装置４が検知し、上述の如くして再度チヤン
バ２内への給水が開始される。以後はこのような
作用が自動的に繰返されてサイフオン管路１内に
液体Ｗが充満せしめられ最終的にはチヤンバ２内
の所定の高位置（符号Ｈの位置）まで液体が充填
される。そして、その後はチヤンバ２内に空気が
流入しないかぎり該チヤンバ２内の水位は一定に
保たれる。この状態ではサイフオン管路１内は液
体が充満しており、バルブ９を開くと水源１０内
の液体Ｗをサイフオン効果により一連のサイフオ
ン管路１を通してその液体取出口１ｃから取出す
ことができる。

このサイフオン式液体取出装置においては、サ
イフオン管路１内の圧力低下時に水中の溶存空気
が分離し、そのような場合にはチヤンバ２内に空
気が流入して、該チヤンバ２内の水位が徐々に低
下するようになる。そして該チヤンバ２内の水位
が例えば符号Ｌで示す所定の低位置まで低下しそ
れを水位検知装置４が検知するとコントローラ１
５によつて第１の弁６が閉じて第２の弁８が開
き、さらに水ポンプ１２が作動せしめられる如く
制御されてチヤンバ２内に液体を供給するように
なり、そしてチヤンバ２内の水位が所定の高位置
（符号Ｈの高さ）に達すると水位検知装置４から
の信号で水ポンプ１２の作動を停止させて第２の
弁８を閉じ、さらに第１の弁６を開いてサイフオ
ン管路１とチヤンバ２内を連通せしめるようにな
る。

このようにこの実施例のサイフオン式液体取出
装置におけるサイフオン管路内のガス抜き方法で
は、チヤンバ２内の水位が所定の低位置まで低下
したときに該チヤンバ２内への給水作業が自動的
に開始されるようになつているため、サイフオン
管路１内は常に満液状態に維持されることにな
り、従来のサイフオン式液体取出装置のように分
離空気による流れの障害が起ることがなくなる。
又この実施例のサイフオン式液体取出装置を使用
すれば、チヤンバ２における水位が所定の高位置
（符号Ｈの水位）から所定の低位置（符号Ｌの水
位）まで減少するまでの容量を大きくすることが
でき、それによつて水ポンプ１２の発停間隔を長
くすることができるようになる。

又、この実施例ではチヤンバ２内への初期充水
時ならびにチヤンバ２内の水位が所定の低位置
（符号Ｌの位置）まで低下したときに水ポンプ１
２によつて該チヤンバ２内に液体を強制的に供給
するようにしているので、従来の真空ポンプ式の
場合に比べてサイフオン管路１の揚水頭ｈを大き
く（例えば10ｍ程度まで）とることができるよう
になり、従つて提防の高い水源においてもサイフ
オン管路を設置することができ、さらに該サイフ
オン管路１を提防の上部（表層部）を迂回して設
置することができるようになる。尚、サイフオン
管路１の揚水頭ｈが小さいと提防の高い水源にサ
イフオン管路１を設置する場合には、提防の比較
的深層部に埋設しなければならず、そのサイフオ
ン管路の設置作業が面倒となる。

尚、この実施例のガス抜き方法では、サイフオ
ン管路１とチヤンバ２の間に設けられる第１の弁
６及びチヤンバ２と水ポンプ１２の間に設けられ
る第２の弁８はそれぞれ電磁弁が採用されている
が、他の実施例ではそれぞれ手動式の弁を使用す
ることもできる。

（発明の効果） 本発明のサイフオン式液体取出装置におけるサ
イフオン管路内の初期満水及びガス抜き方法は次
のような効果がある。

(1) 一連のサイフオン管路１内への初期満水及び
その後のガス抜きのための手段として従来方式
のような真空ポンプを使用せず、大気圧をこえ
る高圧液体源（揚水ポンプやその他の圧力水
源）を使用しているので設備費が安価ですむ
上、真空ポンプを使用した場合に避けることが
できない性能上の制約（揚水ヘツドが低い）を
回避することができる。

(2) 一連のサイフオン管路１における最高高さ部
位１ｂの上方に通常開の第１の弁６を介して密
閉形チヤンバ２を接続し、さらに該チヤンバ２
を通常閉の第２の弁８を介して高圧液体源１１
に接続してなるサイフオン式液体取出装置を使
用しているので、サイフオン管路１内に発生し
たガスは順次チヤンバ２内に収容されるように
なり、それによつてサイフオン管路１内を常に
満液状態に維持することができ、従来のサイフ
オン式液体取出装置のようにサイフオン管路内
にガスが溜つて流れの障害を起すことがなくな
るとともに、サイフオン管路１内におけるサイ
フオン効果を持続する上でのガス発生限界量が
大きくなるのでチヤンバ２内のガス抜きのため
の操作間隔（ポンプ発停間隔）を長くすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のサイフオン式液体取出装置の概
示図、第２図は第１図のサイフオン式液体取出装
置の一部拡大図、第３図は本発明の実施例にかか
るサイフオン管路内の初期満水及びガス抜き方法
を行うためのサイフオン式液体取出装置の概示
図、第４図は第３図のサイフオン式液体取出装置
の一部拡大図である。 １……サイフオン管路、１ｂ……管路最高部
位、２……チヤンバ、３……ガス抜き弁、４……
水位検知装置、６……第１の弁、８……第２の
弁、１０……水源、１１……高圧液体源、１２…
…水ポンプ、Ｗ……液体、Wa……液面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 適宜の水源１０の液体Ｗを、その液面Waよ
   り高位置を迂回させて設置された一連のサイフオ
   ン管路１を通してサイフオン効果により前記液面
   Waより下方位置に取出すようにしたサイフオン
   式液体取出装置において、前記サイフオン管路１
   の最高部位１ｂよりも下流側でしかも前記水源液
   面Waよりも低位置において該サイフオン管路開
   閉用のバルブ９を設ける一方、前記サイフオン管
   路最高部位１ｂの上方に通常開の第１の弁６を介
   してガス抜き弁３つきの密閉形チヤンバ２を接続
   し、さらに該チヤンバ２を通常閉の第２の弁８を
   介して大気圧をこえる高圧液体源１１に接続する
   とともに、前記サイフオン管路１内に初期満水さ
   せるに際しては前記サイフオン管路開閉用バルブ
   ９を閉じる一方で前記大気圧をこえる高圧液体源
   １１からの給水を利用して当該サイフオン管路１
   内に満水せしめ、さらに該サイフオン管路１内の
   満水後においては、前記チヤンバ２内に所定量の
   ガスが溜まると前記第１の弁６を閉じ前記第２の
   弁８を開いて前記大気圧をこえる高圧液体源１１
   からチヤンバ２内に液体Ｗを導入して該チヤンバ
   ２内のガスを前記ガス抜き弁３を介して外部に排
   出し、さらに前記チヤンバ２内のガス抜き作業が
   終了すると前記第１の弁６を開き前記第２の弁８
   を閉じるようにしたことを特徴とするサイフオン
   式液体取出装置におけるサイフオン管路内の初期
   満水及びガス抜き方法。