特許ウォッチ

公開番号2024148462
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2023061627
出願日2023-04-05
発明の名称サイフォン送水装置及びそれを使用したサイフォン送水工法。
出願人株式会社山辰組
代理人個人
主分類E02B 7/18 20060101AFI20241010BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】水中ポンプや注水合流部材等のサイフォン起動送水部を1条配管のサイフォン送水管(ホース)の上流端にまとめて収納用枠組内にサイフォン起動送水部として収納し、収納用枠組を移動することを可能としてサイフォン送水管に直接サイフォン起動送水部の荷重が掛かることを防止する装置を提供する。
【解決手段】サイフォン送水装置は、送水機器20、サイフォン吸水口11a、送水機器接続管12、サイフォン送水管13、注水合流部材30を備え、高水位域にある貯水部の水を高水位域より低所に位置する低地域に移動させる収納式のサイフォン送水装置において、送水機器20、サイフォン吸水口11a、送水機器接続管12、注水合流部材30が、収納用枠組内にサイフォン起動送水部として収納され固定された状態で移動して貯水部内に配置されることから構成される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
高水位域にある貯水部の水を前記高水位域より低所に位置する低地域に移動させるサイフォン送水装置において、
略「Ｙ」の字形状又は略カタカナの「ト」の字形状に作製された注水合流部材と、前記注水合流部材の上流側の二股の一方の開口部に直接又は送水機器接続管を介して接続された送水機器と、他方の開口部に接続されたサイフォン吸水口と、を一体にしたサイフォン起動送水部と、
前記注水合流部材の下流側の１つの開口部には、１条配管で配管の最高部を経て下流部の吐出口まで延伸設置されるサイフォン送水管を備え、前記サイフォン送水管を連結した状態で前記サイフォン起動送水部を水中に浸漬して設置し、前記サイフォン送水管の前記最高部又はその近傍にサイフォン停止用空気吸入部材を備え、
揚程７ｍ以下の場合にサイフォン単独で使用することを特徴とするサイフォン送水装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
高水位域にある貯水部の水を前記高水位域より低所に位置する低地域に移動させるサイフォン送水装置において、
略「Ｙ」の字形状又は略カタカナの「ト」の字形状に作製された注水合流部材と、前記注水合流部材の上流側の二股の一方の開口部に直接又は送水機器接続管を介して接続された送水機器と、他方の開口部に接続されたサイフォン吸水口と、を一体にしたサイフォン起動送水部と、
前記注水合流部材の下流側の１つの開口部には、１条配管で配管の最高部を経て下流部の吐出口まで延伸設置されるサイフォン送水管を備え、前記サイフォン送水管を連結した状態で前記サイフォン起動送水部を水中に浸漬して設置し、前記サイフォン送水管の前記最高部又はその近傍にサイフォン停止用空気吸入部材を備え、
揚程７ｍ以上の場合にサイフォン送水機能と送水機器の機能とを併用して使用することを特徴とするサイフォン送水装置。
【請求項３】
高水位域にある貯水部の水を前記高水位域より低所に位置する低地域に移動させるサイフォン送水装置において、
略「Ｙ」の字形状又は略カタカナの「ト」の字形状に作製された注水合流部材と、前記注水合流部材の上流側の二股の一方の開口部にサイフォン逆流防止部材と送水機器接続管を介して接続された送水機器と、他方の開口部に接続されたサイフォン吸水口と、を一体にしたサイフォン起動送水部と、
前記注水合流部材の下流側の１つの開口部には、１条配管で配管の最高部を経て下流部の吐出口まで延伸設置されるサイフォン送水管を備え、前記サイフォン送水管を連結した状態で前記サイフォン起動送水部のうち、サイフォン逆流防止部材を空中に、かつ少なくとも送水機器とサイフォン吸水口を水中に浸漬して設置し、前記サイフォン送水管の前記最高部又はその近傍にサイフォン停止用空気吸入部材を備え、
揚程７ｍ以下の場合にサイフォン単独で使用することを特徴とするサイフォン送水装置。
【請求項４】
前記サイフォン吸水口には、サイフォン吸水用防塵カゴが備えられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のサイフォン送水装置。
【請求項５】
前記送水機器、前記サイフォン吸水口、前記サイフォン吸水用防塵カゴ、前記送水機器接続管、前記サイフォン送水管、前記注水合流部材から選択されるサイフォン起動送水部を構成するのに必要な組み合わせでサイフォン起動送水部を一体に構成し、収納用枠組内に収納されて固定された状態で前記貯水部の水中に配置されることを特徴とする請求項４に記載のサイフォン送水装置。
【請求項６】
前記収納用枠組は、壁面天端等からの吊下げ用に略矩形に形成された表側収納用吊下げ用枠組と、吊下げた際に壁面側に配置される壁面側衝撃防護型吊下げ用枠組と、これらを所定の間隔を空けて連結する連結枠組と、を備えたことを特徴とする請求項５に記載のサイフォン送水装置。
【請求項７】
前記収納用枠組の前記壁面側衝撃防護型吊下げ用枠組の表面側には、エキスパンドメタル状の格子目状又は網目状の部材固定用基礎部材が設けられていることを特徴とする請求項６に記載のサイフォン送水装置。
【請求項８】
前記収納用枠組を箱状に構成した６面の全表面に格子形状の鋼製枠又は網形状のエキスパンドメタルを固定し、これらの網目がサイフォン起動送水部の吸水作業によるゴミの吸入を防ぐことを特徴とする請求項５に記載のサイフォン送水装置。
【請求項９】
前記壁面側衝撃防護型吊下げ用枠組には、壁面側衝撃防護型吊下げ用枠組を補強すると同時に、前記サイフォン起動送水部を収納用枠組に配置し固定する際に、水平な地面に壁面側衝撃防護型吊下げ用枠組を下面となるように仮置きした場合に、地面と部材固定用基礎部材との間に空間を生じさせる吊下げ用枠組補強部材が架設されていることを特徴とする請求項６に記載のサイフォン送水装置。
【請求項１０】
前記収納用枠組には、前記収納用枠組を吊下げるときに使用する吊下げ用フックが設けられていることを特徴とする請求項５に記載のサイフォン送水装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイフォン送水作業に必要なサイフォン送水装置を構成するのに必要な各種注水用部材や吸水用部材をサイフォン管（ホース）の最上流部で送水機器による注水部とサイフォン吸水部を組み合わせて一体化してサイフォン起動送水部を構成し、サイフォン起動送水部を高水域の貯水部内に浸漬し、サイフォン起動送水部を構成する注水合流部材の下流部と連結されたサイフォン送水管（ホース）が配管の最高部を経て低水位域の吐出口まで敷設され、湛水池が直壁で構成されている場合はサイフォン起動送水部を直壁天端などから吊下げて敷設するための収納用枠組内に組み合わせたサイフォン起動送水部を固定して収納用枠組本体を吊下げるサイフォン送水装置及びサイフォン送水工法に関する。
続きを表示（約 4,400 文字）【背景技術】
【０００２】
サイフォン送水装置は、高水位域にある貯水部と低地域との間に管状部材を架設して、サイフォン作用によって高水位域にある貯水部の水を低地域に送水するためのものである。本発明者は、サイフォン作用を起動し稼働させる部材の一つして、注水合流部材を提案している（特許文献１）。
【０００３】
本発明者は送水機器に直接サイフォン送水管（ホースを含む）を接続して送水し、送水管内が満水状態で流れるようになったら送水機器の電源を停止してサイフォン作用に切替わるサイフォン送水装置を考案して特許を取得している。しかし、このサイフォン送水装置は送水機器として水中ポンプを使用しており、サイフォン送水作用に切替わった後は送水機器（水中ポンプ）がサイフォン吸水部となるためサイフォン稼働中に水中ポンプの吸水部に設けられるストレーナの小さな孔にゴミが吸い付くと送水が停止することになり、ゴミを取り除く維持作業が欠かせず煩わしかった。そこで、配管の最高部に配置する「Ｙ」の字形状の注水合流部材を開発した。この注水合流部材は、上流側の二股の一方に送水機器からの注水を流す注水用管（ホース）を連結し、他方にサイフォン吸水管（ホース）を連結しＹの字状に合流させて下流側にサイフォン送水管（ホース）を連結して送水する構造となっている。この送水装置にかかる構造の特徴の１つは、送水装置の注水管とサイフォンの吸水管が別々に構成され、サイフォン吸水口のストレーナの取り付けの必要をなくしたため、サイフォン吸水口を大きく開いて開放することができたので、サイフォン吸水中にゴミが吸水孔に詰まることをなくすことができた点である。サイフォン作用は揚程７ｍを超えるとサイフォン単独での送水作用が困難であるため、本発明者はその場合にはサイフォン作用に送水機器を併用して注水合流部材に注水することでサイフォン作用を高揚程でも持続させることができることを発見し特許を取得している。
【０００４】
特許文献１にかかるサイフォン送水装置を使用する場合は、送水機器、サイフォン吸水管、吸水用防塵カゴ、送水機器接続管、サイフォン送水管、注水合流部材及び、逆流防止装置等サイフォン送水装置として必要な部材を組み合わせる前の状態で現地に搬入し、現地で組み合わせて貯水部などに順番に浸漬けして設置し使用していた。そのため、始めて使用する現場では組み立て経験者などが組み立て手順などの技術指導をしなければ組み立てが難しかった。また、図１２に示すように、略「Ｙ」の字形状、又はカタカナの「ト」の字形状の注水合流部材１３０を配管の最高部付近に設置する構成としていたため、貯水池１０１の水中から注水合流部材１３０までの間には水中ポンプ注水用ホース１４０とサイフォン吸水用ホース１５０の２本のホースを注水合流部材１３０の二股のそれぞれの開口部に連結していた。
【０００５】
また、特許文献１にかかるサイフォン送水装置は、また、各部材は連結していても、個々の部材を組み立てた全体構成とした形状で固定できていなかったため、垂直壁面又は垂直に近い壁面に対して設置する場合は、水中ポンプなど送水機器、注水合流部材などサイフォン送水装置の各部材のそれぞれにワイヤーロープ等の吊下げ用ロープの長さを調節したロープを取付け、さらに例えば、タンパックルなどの長さ調節部材を用いて各部材に均等に荷重がかかるようにして吊下げたり、設置に必要な足場材やアンカー材、固定用資材などを使用したりして以下のように設置していた。
【０００６】
まず、空中の壁面に配管するには、図１３に示すように、まず、壁面にアンカーを打ち込んで足場２０２を組んで固定し、作業員がこの足場２０２を使用して、ホース、管状部材等の配管材２０３の配管作業を行う。次いで、連結用継手２０４を使用して壁面にアンカー孔を削孔して配管材の固定用アンカー２０５を打ち込んで配管材２０３を固定する。こうした作業を繰り返して、所定長さの配管材２０３を順番に連結し、配管延長を伸ばしていく。こうした作業工程は、施工費用が高額になるという欠点があった。
【０００７】
次に、水中の垂直壁面に配管する場合には、図１３のように、潜水夫によって、水中の壁面を削孔してアンカー孔を設けて、それにケミカルアンカー（登録商標）などの充填剤を使用して配管用アンカー２０６を施工する。連結用継手２０４を使用して所定長さの配管材２０３を順番に連結し、配管延長を伸ばしていく。こうした、水中でのアンカー孔削孔作業は想像以上に厳しい作業で、特定の資格者しか施工することができないため施工費用が多大となるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１４－１９６６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、まず、揚程が７ｍ以上ある状態でサイフォンと送水機器を併用することができるようにするため、配管の最高部に配置していた「Ｙ」の字形状の注水合流部材の二股の一方に送水機器を直接又は送水機器接続管を介して連結する構造とした。この構造にすることで他方のサイフォン吸水管（ホース）も水中に配置されることとなるため揚程７ｍ以下に限定されることなくサイフォン作用を起動させることができることができる。つまり、揚程が７ｍ以上の場合であっても、それ以上の揚程への送水機能を有する送水機器を起動することで、揚程７ｍを超えた配管の最高部以上に注水することができるため、最高部を通過した水が下流端の吐出し口に到達すると同時に、注水合流部材の二股の他方に設けたサイフォン吸水管（ホース）からのサイフォン吸水作用が起動するため、送水機器とサイフォン送水作業併用の送水作業により送水量が大幅に増量することとなる。この増水量の目安としては、各水中ポンプメーカーが示す送水機能曲線で見ると、例えば鶴見製作所製水中ポンプＫＴＺ４３．７の場合、実際には揚程が１０ｍある現場でサイフォンと水中ポンプを併用で送水作業を実施する場合、水中ポンプ単独の場合の送水量は１．０ｍ
３
／ｍｉｎであるが、サイフォン作用と併用すると１０ｍ－７ｍ（限界揚程）＝３ｍとなるため、グラフから揚程３ｍの送水機能の数値を読み取ると１．４ｍ
３
／ｍｉｎとなり、１台の水中ポンプを稼働して１．４倍の送水量とすることができることとなる。サイフォン作用を起動させる際に揚程が７ｍ以下であれば、送水機器を停止すれば注水合流部材の内部の切替弁の機能により自動的にサイフォンの流れが起動することとなる。また、揚程が７ｍ以上の場合は送水機器との併用を続けることでサイフォン作用との併用の送水作業が実施できる。このサイフォンと送水機器との併用の送水作業での一例として、あるダムでの工事に伴う送水作業の送水量の試算では口径２００ｍｍの水中ポンプを単独で使用した場合、２３台の水中ポンプを６ヶ月間稼働させなければならなかったのが、同じ２００ｍｍサイフォンと水中ポンプを併用すると１３台で同じ流量の送水作業ができることとなった。２３台の水中ポンプを稼働し続ける場合の燃料代とサイフォン併用で１３台を稼働するだけで水中ポンプ２３台分の送水作業をすることができるため燃料代が大幅に軽減されることとなった。また、注水合流部材を水中に配置するようにしたことで、先の特許技術では、必ず必要であった水中から注水合流部材までの間の２本のホースは不要となり１本で構成することができることとなった。注水合流部材の上流側の二股部の一方の開口部の連結部に送水機器を直接又は送水機器接続管を介して連結し、他方の開口部の連結部には必要に応じて吸水用防塵カゴを備えたサイフォン吸水部とを連結し、注水合流部材の下流側の１つの開口部となる連結部には送水機器による注水やサイフォン吸水した水を送水するサイフォン送水管（ホース）を連結して延伸し、配管の最高部を経て下流側の吐出口まで１本の送水ホースで構成することができるため、送水ホースの資材の省略を達成できることとなった。また、これら水中ポンプや注水合流部材等のサイフォン起動送水部材をまとめて収納用枠組内でサイフォン送水装置として組み立てた状態で全ての部材を固定した収納用枠組をそのまま貯水部に浸漬けするサイフォン送水装置及びサイフォン送水工法とした。貯水部内の法面が緩い勾配の場合は収納用枠組のまま法面上に載置して水中に設置するか、収納用枠組にフロートを取付けて、水位が変動しても一定の水深に浮遊するようにして岸辺から離れた任意の位置にクレーン等を使用して設置する方法をとることができる。また、垂直壁面又は垂直に近い壁面に対して設置する場合は収納用枠組の中にサイフォン起動送水部材を固定して、そのまま収納用枠組をワイヤーロープ等で吊下げる方法で吊下げた収納用枠組方式としたサイフォン送水装置、並びにこの吊下げ収納用枠組を採用したサイフォン送水装置を使用した送水工法を提案することによって、従来必要とした足場材やその組み立作業、送水管の壁面への固定作業などを省略して施工期間の工期短縮及び施工費用の削減を図ることができる。また、出荷元で収納用枠組内にサイフォン送水装置の必要部材を組み立てて固定した収納用枠組ごと出荷することで、現地での組み立て作業などの技術指導に出掛けなくても良いこととなることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明にかかるサイフォン送水装置は、
高水位域にある貯水部の水を前記高水位域より低所に位置する低地域に移動させるサイフォン送水装置において、
略「Ｙ」の字形状又は略カタカナの「ト」の字形状に作製された注水合流部材と、前記注水合流部材の上流側の二股の一方の開口部に直接又は送水機器接続管を介して接続された送水機器と、他方の開口部に接続されたサイフォン吸水口と、を一体にしたサイフォン起動送水部と、
前記注水合流部材の開口部には、１条配管で配管の最高部を経て下流部の吐出口まで延伸設置されるサイフォン送水管を備え、前記サイフォン送水管を連結した状態で前記サイフォン起動送水部を水中に浸漬して設置し、前記サイフォン送水管の前記最高部又はその近傍にサイフォン停止用空気吸入部材を備え、
揚程７ｍ以下の場合にサイフォン単独で使用することを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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