JP3180169B2

JP3180169B2 - 水中貯水装置

Info

Publication number: JP3180169B2
Application number: JP23269392A
Authority: JP
Inventors: 正彦熊谷
Original assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Current assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Priority date: 1992-08-10
Filing date: 1992-08-10
Publication date: 2001-06-25
Anticipated expiration: 2016-06-25
Also published as: JPH0657789A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば非常時給水、生
活雑用水（清掃用、水洗トイレ用、空調用冷却水等）、
プール用、植物散布用、養魚用、修景用（噴水、人工滝
等）、各種産業用等として使用される水を、例えば湖
沼、池、濠等を利用して簡便に安定して貯水する装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、貯水装置としては、陸上に貯水す
る陸上型のものと、海中に貯水する海中型ものとが知ら
れている。

【０００３】一般的なのは陸上型の貯水装置で、地下や
地上に構築した貯水槽に雨水等を濾過して導き入れて蓄
える形式となっている。

【０００４】海中型の貯水装置は、最近提案されている
もので、海中に袋状の構造体を沈め、その中に雨水や河
川からの水を浄化して蓄える形式となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の貯水装置には次のような問題がある。

【０００６】陸上型の貯水装置は、貯水槽に広い設置場
所をとることから、設置に大きな制限を受ける問題があ
る。

【０００７】海中型の貯水装置は、海に近い地域ではよ
いが、内陸部では利用することができないばかりか、陸
上に浄水設備を設ける必要があり、その設置場所の制約
を受ける問題がある。また、自然環境の厳しい海に設置
するので、装置が大掛かりになり、狭い地域内での小規
模な用途には適さないものである。

【０００８】更に、陸上型及び海中型のいずれの貯水装
置においても、その水源を湖沼等に求めた場合、降雨量
の少ない季節に十分な貯水量を確保しようとすると、水
源となる湖沼等の水位を引き下げてしまうことになる。
この水源の水位低下は、通常水中に没している地肌が露
出して景観を見苦しくするだけでなく、ボート等の付帯
設備がある場合に、その利用を妨げる問題もある。

【０００９】一方、特に小さな湖沼、池、濠等は比較的
多くの地域に存在し、狭い地域内での小規模な用途の水
源として十分な水量が存在してはいるが、近年の水質汚
濁からそのままでは使用できないことが多く、また、浄
化して貯水しておくにも上記の問題があることから、こ
れらの水源としての利用はほとんどなされていないのが
現状である。

【００１０】本発明は、このような現状に鑑みてなされ
たもので、多くの地域に存在する小さな湖沼、池、濠等
の水を、貯水場所の問題や水位低下の問題を生じること
なく、簡便に安定して有効利用できるようにすることを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このために請求項１の発
明では、図１に示されるように、水中に位置するフレキ
シブルタンク１と、フレキシブルタンク１から水面上２
に突出する注入口３と、水面２上に半没状態で位置し、
水面２下に設けられた取水孔４の内側に濾材５が充填さ
れた濾過器６と、濾材５を通過した濾過器６内の濾過水
７をフレキシブルタンク１の注水口３へ送るポンプ８と
を有する水中貯水装置としているものである。

【００１２】また、請求項３の発明では、図２に示され
るように、水中に位置するフレキシブルタンク１と、こ
のフレキシブルタンク１が底部に連結されて水面２上に
位置し、フレキシブルタンク１との連結部上に濾材５が
充填された濾過器６と、フレキシブルタンク１が沈んで
いる水を濾過器６内に汲み入れるポンプ８とを有する水
中貯水装置としているものである。

【００１３】

【作用】フレキシブルタンク１は濾過水を蓄えるもの
で、フレキシブルであることによって、その中の貯水量
が増えるに従って押し広げられることになる。そして、
このフレキシブルタンク１が水中に位置していること
と、フレキシブルタンク１が沈んでいる水（以下「外
水」という）自体を濾過器６で濾過してフレキシブルタ
ンク１に貯水していることにより、いわば外水の取水に
よるその水位低下に相応してフレキシブルタンク１が押
し広げられて外水の水位を引き上げるので、外水の水位
が一定に保たれることになる。

【００１４】請求項１の発明において、水面２上に半没
状態で位置する濾過器６の水面２下に取水孔４が設けら
れているのは、濾過器６内外の水頭圧差によって、外水
を濾過器６内に導き入れると共に濾材５中を透過させる
ためのものである。また、濾過器６内の濾過水７を水面
２上に突出した注水口３へと送るポンプ８を設けている
のは、フレキシブルタンク１の周囲に加わる外水の水圧
以上の水頭圧で濾過水をフレキシブルタンク１内へと送
り込み、フレキシブルタンク１の押し広げを可能にする
ためのものである。

【００１５】請求項３の発明において、濾過器６の底部
にフレキシブルタンク１を連結し、しかもこの濾過器６
に外水を汲み入れるポンプ８を設けているのは、濾過器
６内の水頭圧を利用して、外水を濾過すると同時に、フ
レキシブルタンク１の周囲に加わる外水の水圧以上の水
頭圧で濾過水をフレキシブルタンク１内へと送り込める
ようにするものである。

【００１６】

【実施例】まず、図１に基づいて請求項１の発明の一実
施例を説明する。

【００１７】図中１はフレキシブルタンクで、水面２下
に没して位置している。このフレキシブルタンク１の上
面中央部には注水ヘッド管１０が立てられており、注水
ヘッド管１０の上端は水面２上に突出した注水口３とな
っている。

【００１８】フレキシブルタンク１の上面と下面には、
それぞれすり鉢状をなす上板１１と下板１２が付設され
ている。この上板１１と下板１２は、例えば硬質合成樹
脂板、金属板、木板等の硬質材料によって構成されたも
ので、フレキシブルタンク１の上面と下面の内面をその
中央方向に傾斜した形状に維持するものである。

【００１９】上板１１は、注水ヘッド管１０から濾過水
７を注入した時に、フレキシブルタンク１内に残留して
いる空気をその傾斜に沿って注水ヘッド管１０へと導
き、外に逃げやすくするものである。フレキシブルタン
ク１内残留した空気が逃げないと、濾過水７の注入と共
に昇圧されるこの残留空気によって、フレキシブルタン
ク１が変形膨張して損傷されやすくなることから、上記
上板１１等によってフレキシブルタンク１内の残留空気
を逃がしやすくしておくことが好ましい。また、下板１
２は、注水ヘッド管１０を介してフレキシブルタンク１
内に挿入された、インジケーターを兼ねた集水管１３に
よる集水時に、フレキシブルタンク１内の濾過水を残さ
ず取り出しやすくするもので、設けておくことが好まし
い。

【００２０】尚、集水は、注水ヘッド管１０から集水管
１３を挿入することによらず、予めフレキシブルタンク
１の底部に集水管１３を接続しておくことで行うことも
できる。

【００２１】フレキシブルタンク１の周側部は、上下に
伸縮可能な蛇腹状のフレキシブル膜１４となっている。

【００２２】フレキシブルタンク１は、防水性材料で構
成されていれば、風船のように構成素材自身の伸縮性に
よるフレキシブル性が持たされたものでもよい。しか
し、フレキシブルタンク１の強度確保及びできるだけ小
さな力でのフレキシブルタンク１の押し広げを可能にす
る上で、本実施例のように、折り畳みとその展開による
フレキシブル性を持たせたものが好ましい。また、本実
施例のように上下方向に伸縮可能なものの他、左右方向
に伸縮可能なものでもよい。

【００２３】一方、水面２上には、箱状の濾過器６が位
置している。この濾過器６は、その底面を貫通する前記
注水ヘッド管１０の中間部に取り付けられているもの
で、水面２上に半没状態で位置している。

【００２４】濾過器６の水面２下に位置する底部には、
外水を濾過器６内に取り入れるための取水孔４が形成さ
れている。この取水孔４は、濾過器６の底部に穿孔した
孔の他、濾過器６の底部を形成する網状物の網目であっ
てもよい。また、濾過器６には、この取水孔４の内側に
濾材５が充填されている。

【００２５】従って、外水は、水面２下に開口する取水
孔４から濾過器６内に流入し、濾材５を透過した濾過水
７として、濾過器６内外の水頭圧がバランスするレベル
まで自然に濾過器６内に溜められることになる。

【００２６】図示される濾過器６は、濾材５の交換を容
易にするため、上部が解放されているが、埃等の侵入防
止のためにこれを閉鎖する蓋等を設けてもよい。また、
濾材５は、貯水する水の使用目的等に応じて適宜選択す
ればよい。

【００２７】濾過器６の周囲には、前述のフレキシブル
タンク１及び上記濾過器６を浮揚支持するフロート１５
が設けられている。即ち、フレキシブルタンク１が水面
２下に位置しかつ濾過器６が水面２上に半没状態となる
よう、このフロート１５で浮揚支持しているものであ
る。

【００２８】フレキシブルタンク１と濾過器６を、本実
施例のような一体とせず、別体として各々をフロート１
５で浮揚支持したり、一体又は別体のフレキシブルタン
ク１と濾過器６を水底に立てた支柱等で所定位置に支持
することもできる。しかし、本実施例のように一体のフ
レキシブルタンク１と濾過器６をフロート１５で浮揚支
持するのが設置構成が最も簡略で好ましい。

【００２９】フロート１５上には、太陽光アレイ１６と
ポンプ８が設けられている。このポンプ８は太陽光アレ
イ１６によって駆動される太陽電池モーターポンプで、
揚水管１７によって、濾過器６内の濾過水７を注水ヘッ
ド管１０上端の注水口３へと送るものである。

【００３０】ところで、本水中貯水装置は、常時外水を
濾過しながらフレキシブルタンク１内に溜めて必要に備
えることができるものであることから、濾過器６として
も大きな濾過速度と濾過流量が要求されるものではな
く、またポンプ８としても大流量のものが要求されるも
のではない。従って、ポンプ８はきわめて小型のもので
済み、その駆動電力も小さなもので済むことから、外部
から電源を引く方式でもよいが、本実施例のようにポン
プ８を太陽電池モーターポンプとすることが好ましい。

【００３１】尚、本実施例の水中貯水装置において、外
水の水面２と濾過水７の水面間の高低差を１６ｃｍと
し、濾材５として透過係数１０^-3のものを用いたとする
と、濾過速度、濾過流量、濾過面積、濾材５の厚みは各
々次のようになることが計算上求められる。

【００３２】濾過速度０．１ｍ／ｈｒ濾過流量０．０３ｍ³ ／ｈｒ濾過面積０．３ｍ² 濾材５の厚み０．０６ｍ前述のように常時濾過貯水を継続できることを考える
と、実用上上記濾過流量程度で十分であり、この濾過流
量の場合、ポンプは１リットル／分×０．３ｍ水頭程度
で十分なため、ポンプ８として太陽電池モーターポンプ
の適用が十分可能である。

【００３３】次に、図２に基づいて請求項３の発明の一
実施例を説明する。

【００３４】本実施例におけるフレキシブルタンク１は
前述の請求項１の発明の実施例で説明したものと同様の
もので、周側部が蛇腹状のフレキシブル膜１４で、上面
と下面にそれぞれ上板１１と下板１２が付設されてい
る。

【００３５】フレキシブルタンク１の上部には、フレキ
シブルタンク１と連続して濾過器６が取り付けられてい
る。

【００３６】濾過器６は、底部に多孔板や網状物等の仕
切り板１８を有し、その上に濾材５が充填されたものと
なっている。また、濾過器６の中央には集水管挿入筒９
が立てられており、この集水管挿入筒９を介して集水管
１３がフレキシブルタンク１内に挿入されている。

【００３７】尚、請求項１の発明の実施例で説明したよ
うに、集水管１３を予めフレキシブルタンク１の底部に
接続しておくこともできる。この場合、集水管挿入筒９
を省略することができる。

【００３８】濾過器６の周囲には、フレキシブルタンク
１及び濾過器６を浮揚支持するフロート１５が設けられ
ている。本実施例においても、フレキシブルタンク１と
濾過器６を水底に立てた支柱等で所定位置に支持するこ
ともできる。しかし、フロート１５で浮揚支持するのが
設置構成が最も簡略で好ましい。

【００３９】フロート１５上にはポンプ８と太陽光アレ
イ１６が設けられている。本実施例におけるポンプ８
は、外水を揚水管１７を介して濾過器６へ汲み上げるも
のである。

【００４０】本実施例において濾過器６へ外水を汲み上
げると、濾過器６内の水位が外水の水面２より上方にな
ることによって、フレキシブルタンク１の周囲に加わっ
ている水圧に打ち勝つ水頭圧がもたらされ、濾材５を透
過した濾過水がフレキシブルタンク１に流下してこれを
押し広げる。

【００４１】

【発明の効果】本発明は、以上説明した通りのものであ
り、次の効果を奏するものである。

【００４２】（１）湖沼、池、濠等の中に貯水するもの
であるため、設置場所を新たに用意する必要がない。

【００４３】（２）水源でもある湖沼、池、濠等の水位
が、貯水量が変動しても変わらないので、通常水没して
いる地肌が露出して景観を損ねたり、ボート等の付帯設
備の利用を妨げることがない。

【００４４】（３）フレキシブルタンク１の大きさや数
を調整することで、貯水量を任意に設定できる。

【００４５】（４）水源内に貯水しているので、万一過
大貯水を生じて水が溢れ出ても全く支障がなく、溢流事
故がない。また、水頭圧を利用してフレキシブルタンク
１への濾過水の供給が行われるので、ポンプ８の機能等
を厳密に定めなくとも自然にバランスが保たれ、特殊な
制御が不要である。

【００４６】（５）水源から常時取水して徐々にフレキ
シブルタンク１に貯水できるので、大流量高速濾過器６
が不要で、小型かつ簡易な緩速濾過を適用でき、設備的
負担が小さい。同時にポンプ８も小型のもので済み、太
陽電池モーターポンプの適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】請求項３の発明の一実施例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１フレキシブルタンク２水面３注水口４取水孔５濾材６濾過器７濾過水８ポンプ９集水管挿入筒１０注水ヘッド管１１上板１２下板１３集水管１４フレキシブル膜１５フロート１６太陽光アレイ１７揚水管１８仕切り板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E03B 11/00 - 11/14 E03B 3/00 E03B 3/04 E03B 3/32 - 3/36 B63B 35/44 B01D 35/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水中に位置するフレキシブルタンクと、
フレキシブルタンクから水面上に突出する注入口と、水
面上に半没状態で位置し、水面下に設けられた取水孔の
内側に濾材が充填された濾過器と、濾材を通過した濾過
器内の濾過水をフレキシブルタンクの注水口へ送るポン
プとを有することを特徴とする水中貯水装置。
【請求項２】濾過器とフレキシブルタンクとを浮揚支
持するフロートを備えていることを特徴とする請求項１
の水中貯水装置。
【請求項３】水中に位置するフレキシブルタンクと、
このフレキシブルタンクが底部に連結されて水面上に位
置し、フレキシブルタンクとの連結部上に濾材が充填さ
れた濾過器と、外水を濾過器内に汲み入れるポンプとを
有することを特徴とする水中貯水装置。
【請求項４】濾過器とフレキシブルタンクとを浮揚支
持するフロートを備えていることを特徴とする請求項３
の水中貯水装置。