取水槽
【課題】空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができ、かつ製造コストを抑えることができる取水槽を提供する。
【解決手段】取水槽１は、後部壁１１２から突出するとともに上下方向に延びる後部梁３２と、一対の側壁１１３Ａ，１１３Ｂとポンプ２１とのそれぞれの間に設けられ、水の流れを制限する一対の制限手段とを備え、制限手段は、側壁１１３Ａ，１１３Ｂからポンプ２１方向へ突出するとともに上下方向に延びる側壁梁３３Ａ，３３Ｂを有し、制限手段の少なくとも一方の側壁梁３３Ａは、上下方向において、水の後部壁１１２側への流れを制限する制限領域を異ならせていることを特徴とする。
【解決手段】取水槽１は、後部壁１１２から突出するとともに上下方向に延びる後部梁３２と、一対の側壁１１３Ａ，１１３Ｂとポンプ２１とのそれぞれの間に設けられ、水の流れを制限する一対の制限手段とを備え、制限手段は、側壁１１３Ａ，１１３Ｂからポンプ２１方向へ突出するとともに上下方向に延びる側壁梁３３Ａ，３３Ｂを有し、制限手段の少なくとも一方の側壁梁３３Ａは、上下方向において、水の後部壁１１２側への流れを制限する制限領域を異ならせていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取水槽に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラント、上下水道においては、河川等から水を取り入れて貯留するために水路に連通して取水槽が設けられ、この取水槽からポンプにより揚水し、揚水した水をそれぞれの使用対象に供給するようにしている。
ここで、ポンプによる揚水は、通常ベルマウス構造の吸い込み管から揚水を行っている。
【０００３】
このような取水装置のうち、特に各種プラントに用いるものにおいては、例えば特許文献１に記載された装置のように、揚水した水を各種の装置に供給した後、これを回収して再び水路に戻し、取水槽に貯留する循環構造のものが多用されている。
【０００４】
ところで、このような取水装置においては、下記特許文献１に記載の通り、循環する水の流速が速くなると、吸い込み管の周辺の空気が水と混合されて空気を含んだ空気吸い込み渦が発生する。また、水が取水装置の側面や底面、対向壁近くを通過してベルマウスに吸い込まれるときには、各壁を起点として水中渦も発生する。
【０００５】
空気吸い込み渦が発生するとポンプの揚水性能が低下し、水中渦が発生すると振動が生じ、ポンプ内のインペラが損傷を受ける場合がある。
そこで、これら渦の発生を抑制するために、吸込管の上流側に対向する側壁に横梁を架設し（下記特許文献２参照）、吸込管の側方及び下流側の取水装置の壁から内方に向かって突出する梁を設ける構成が採用されている。
そして、横梁により、横梁の上流側から下流側に向かう水の流れを抑制することができるため、空気吸い込み渦の発生を防止することができる。また、水中渦が発生した場合でも、該渦が吸込管の側方及び下流側に設けられた梁と干渉することにより消勢された後、消失する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２１３３９６号公報
【特許文献２】実公平３―１１４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述の特許文献２に記載の取水槽に設けられた横梁は、一般にコンクリート製で重量が大であることからして、側壁間に強固に横梁を設置することが困難であるという問題点があった。また、このような横梁を設置するにはコストが嵩むという問題点もあった。
そこで、横梁をなくす方法も考えられるが、この場合には、別途空気吸い込み渦の発生を抑制する方策を考えなければならなかった。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができ、かつ製造コストを抑えることができる取水槽を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る取水槽は、内部に挿入されたポンプに対して取水側と反対側に位置する後部壁と、該後部壁から前記ポンプを挟んで設けられ取水側へと延びる一対の側壁とを有し、ポンプから揚水するための取水槽であって、前記後部壁から突出するとともに上下方向に延びる後部梁と、前記一対の側壁と前記ポンプとのそれぞれの間に設けられ、水の流れを制限する一対の制限手段とを備え、該制限手段は、前記側壁から前記ポンプ方向へ突出するとともに上下方向に延びる側壁梁を有し、前記制限手段の少なくとも一方の側壁梁は、上下方向において、前記水の後部壁側への流れを制限する制限領域を異ならせていることを特徴とする。
【００１０】
このような取水槽では、取水槽のポンプと該ポンプの外周に設けられた側壁との間の水の流れは、該側壁に設けられた側壁梁により制限される。また、後部壁への流れを制限する制限領域が上下方向で異なる。これにより、ポンプの外周の上方と下方では、後部壁への水の流れの型が異なるため、上方から下方に同一の水の流れが形成されることにより生じる空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができる。
また、後部梁及び側壁梁は、それぞれ後部壁、側壁から内方に突出する構成であり、製造が容易であるため製造コストを抑えることができる。
【００１１】
また、本発明に係る取水槽は、前記少なくとも一方の側壁梁は、上部と下部とにおいて、前記側壁からの突出長さを異ならせていることを特徴とする。
【００１２】
これによって、水の流れに影響を及ぼすポンプから側壁梁までの距離が上部と下部において異なるため、上部と下部において後部壁への水の流れの型が異なる。よって、上方から下方に同一の水の流れが形成されることにより生じる空気吸い込み渦及び水中渦の発生を確実に抑制することができる。
【００１３】
また、本発明に係る取水槽は、前記少なくとも一方の側壁梁は、前記側壁から一定寸法ｔ１突出した下部梁と、該下部梁の上側に設けられ、前記側壁から一定寸法ｔ２突出した上部梁（ｔ１＞ｔ２）とを有することを特徴とする。
【００１４】
これによって、下部梁側の方が上部梁側よりも、水の後部壁側への流れを大きく制限する。よって、上方から下方に同一の水の流れが形成されることはなく、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を確実に抑制することができる。
【００１５】
また、本発明に係る取水槽は、前記制限手段の一対の側壁梁は、互いにその長さを異ならせていることを特徴とする。
【００１６】
これによって、長さの短い方の側壁梁側においては、ポンプから側壁梁までの距離が上部と下部において異なるため、上部と下部において後部壁への水の流れの型が異なる。よって、上方から下方に同一の水の流れが形成されることはなく、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を確実に抑制することができる。
【００１７】
また、本発明に係る取水槽は、前記ポンプから前記取水側には、前記一対の側壁とに跨って配される梁部材がないことを特徴とする。
【００１８】
これによって、一対の側壁に両端を固定される梁部材の製造コストが不要となり、製造コストを確実に抑えることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る取水槽によれば、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができ、かつ製造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る取水槽の平面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る取水槽の図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る取水槽の図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る取水槽の図２のＣ−Ｃ部分における水の流れを示した模式図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る取水槽の図２のＤ−Ｄ部分における水の流れを示した模式図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る取水槽の側壁梁部分の断面図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係る取水槽の側壁梁部分の断面図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係る取水槽を高さｈ３部分における水の流れを示した図である。
【図９】本発明の第三実施形態に係る取水槽を高さｈ４部分における水の流れを示した図である。
【図１０】本発明の第四実施形態に係る取水槽の側壁梁部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第一実施形態）
前述のように、循環する水の流速が速くなると、吸い込み管の周辺の空気が水と混合されて空気を含んだ空気吸い込み渦が発生する。また、水が取水装置の側面や底面、対向壁近くを通過してベルマウスに吸い込まれるときには、各壁を起点として水中渦も発生する。そこで、本発明は取水槽の上部と下部とで水の流れを異ならせることにより、上記渦の発生を抑制するものである。
以下、図面を参照し、本発明の第一実施形態に係る取水槽について説明する。
図１及び図２に示すように、水路Ｗに連通するように設けられた取水槽１は、水を貯留する槽本体１１と、槽本体１１の内部に配設され水を揚水するポンプ２１と、槽本体１１から内方に向かって突出する梁部３１とを備える。ここで、図１に示す取水側となる右方を前方、左方を後方と称する。
【００２２】
槽本体１１は、床面を形成する床部１１１と、該床部１１１から立設し、ポンプ２１の後方に配された後部壁１１２と、該後部壁１１２からポンプ２１を挟んで設けられ前方へと延びる一対の側壁１１３Ａ，１１３Ｂとを備える。
【００２３】
ポンプ２１は、槽本体１１内の水を揚水し、その下端には揚水口としてベルマウス１２１が装着されている。
【００２４】
梁部３１は、後部壁１１２から突出するとともに上下方向に延びる後部梁３２と、一対の側壁１１３Ａ，１１３Ｂから内方へ突出するとともに上下方向に延びる一対の側壁梁３３Ａ，３３Ｂとを備える。
【００２５】
図２に示すように、後部梁３２は、後部壁１１２から前方に突出する後部突出部１３１と、該後部突出部１３１の下部から前方に延在する後部延在部１３２とを備える。
後部突出部１３１は、床部１１１からポンプ２１の途中部分までの高さｈ１で形成され、該ポンプ２１との間に間隙を設けるようにして前方に突出している。
後部延在部１３２は、後部突出部１３１の下部から前方に向かって延在し、その高さは床部１１１からベルマウス１２１との間に間隙を設ける程度である。また、後部延在部１３２の前部は、前方に向かうにしたがって、下方に向かうように傾斜して形成されている。
【００２６】
図３に示すように、側壁梁３３Ａは、床部１１１からポンプ２１の途中部分までの高さｈ１で形成され、該ポンプ２１との間に間隙を設けるようにして内方に突出している。一方、側壁梁３３Ｂは、床部１１１からポンプ２１の途中部分までの高さｈ２で形成され、該ポンプ２１との間に間隙を設けるようにして内方に突出している。また、側壁梁３３Ａと側壁梁３３Ｂとでは、上下方向における床部１１１から上端までの長さを互いに異ならせている。本実施形態では、側壁梁３３Ｂの方が側壁梁３３Ａよりも高い。
また、側壁梁３３Ａと側壁梁３３Ｂとは、互いに連結部１３６で連結されている。連結部１３６は、床部１１１の上面に設けられ、側壁梁３３Ａの下部と側壁梁３３Ｂの下部とを連結している。また、連結部１３６の上部とベルマウス１２１との間に間隙が形成されている。
ここで、側壁梁３３Ａ，３３Ｂは前方から後方へ向かう水の流れに対して、該流れを干渉する方向に設けられることにより該流れを制限する制限手段として構成されている。また、側壁梁３３Ａ，３３Ｂは、側壁１１３Ａ，１１３Ｂからの突出する面積分が前方から後方への水の流れを制限する。一方、側壁梁３３Ａの上方では、前方から後方への水の流れを制限する梁等が設けられていない。このように、床部１１１から高さｈ１までの部分と、高さｈ１以上の部分とで、下部に側壁梁３３Ａを設け、上部に梁を設けないことにより、水の流れと干渉する方向の制限領域を異ならせている。
なお、ポンプ２１の前方には、側壁１１３Ａと側壁１１３Ｂとに跨って配される梁部材（横梁など）は設けられていない。
【００２７】
また、側壁梁３３Ａの高さｈ１の最小寸法は、床部１１１からベルマウス１２１までの高さｈ５以上とする。また、高さｈ１の最大寸法は、側壁梁３３Ｂの高さｈ２からベルマウス１２１の高さｈ５を差し引いた長さｈ６とすると、（ｈ２−ｈ６／３）以下とする。
【００２８】
次に、上記のように構成された取水槽１での水の流れについて説明する。
ここで、図４は取水槽１の上部である図２のＣ−Ｃ断面（高さｈ３）部分の水の流れを表した図であり、図５は取水槽１の下部である図２のＤ−Ｄ断面（高さｈ４）部分の水の流れを表した図である。
【００２９】
水の流れの概略は、図４に示すように、水路Ｗ側から水が供給され、取水槽１で貯留された後、ポンプ２１から揚水される。
以下、詳細に説明する。
水路Ｗ側から供給された水は、取水槽１の上部では、前方から後方に向かい、ポンプ２１の外周で側壁１１３Ａ側に向かう水流Ｓ１と、側壁１１３Ｂ側に向かう水流Ｓ２とに分岐する。ここで、側壁１１３Ｂ側の水流Ｓ２は側壁梁３３Ｂにより、その流れが堰き止められることにより、制限される。一方、側壁１１３Ａ側の水流Ｓ１は、図３に示すように高さｈ３部分には側壁梁３３Ａが存在しないため、その流れが制限されることがない。そして、水流Ｓ１は、ポンプ２１の外周を図４に示す反時計回りに流れ、後部壁１１２の前方においては、高さｈ３部分に後部梁３２が存在しないため、その流れが制限されることはない。このようにして、水流Ｓ１は水流Ｓ２よりも速く流れる構成である。
【００３０】
図５に示すように、取水槽１の下部では、水は前方から後方に向かい、ポンプ２１の外周で側壁１１３Ａ側に向かう水流Ｓ３と、側壁１１３Ｂ側に向かう水流Ｓ４とに分岐する。ここで、側壁１１３Ａ側の水流Ｓ３、側壁１１３Ｂ側の水流Ｓ４は、それぞれ側壁梁３３Ａ，３３Ｂにより、その流れを制限される。よって、水流Ｓ３，Ｓ４は、その流れを略同一の速さでポンプ２１の後部梁３２に向かう構成である。
【００３１】
このように構成された取水槽１では、例えば高さｈ３部分の上部の水流Ｓ１，Ｓ２と、高さｈ４部分の下部の水流Ｓ３，Ｓ４とでは、水の流れパターンが異なる。すなわち、高さｈ３部分では、水流Ｓ１の方が水流Ｓ２よりも大きく流れるのに対して、高さｈ４部分では、水流Ｓ３と水流Ｓ４とは略同一の速さである。よって、空気吸い込み渦及び水中渦は、上部と下部とで同一パターンの水の流れが形成されて、その流れが上下方向で連続することにより生じるのに対して、上部と下部とで水の流れパターンが異なるため、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができる。
また、上記により空気吸い込み渦を抑制できるため、一般に空気吸い込み渦の発生を抑制するための部材であって、ポンプ２１の前方に、側壁１１３Ａと側壁１１３Ｂとに跨って配される梁部材を設ける必要がない。よって、床部１１１に固定される後部梁３２及び側壁梁３３Ａ，３３Ｂのみの施工でよいため、側壁１１３Ａと側壁１１３Ｂとに跨って配される梁部材を設ける場合と比較して、製造コストを確実に抑えることができる。
【００３２】
（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態に係る取水槽１Ｘついて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３３】
図６に示すように、本実施形態では、側壁梁３４Ａとして、側壁１１３Ａから突出した下部梁２０１と、該下部梁２０１の上側に設けられ、側壁１１３Ａから突出した上部梁２０２とを備える。
下部梁２０１は、側壁１１３Ａから寸法ｔ１突出するとともに、床部からの高さｈ１として形成されている。
上部梁２０２は、下部梁２０１の上側に設けられ、側壁１１３Ａから寸法ｔ２突出するようにして形成されている。また、床部１１１から上部梁２０２の上端までの高さはｈ２である。ここで、下部梁２０１の突出長さｔ１は、上部梁２０２の突出長さｔ２より長い。なお、本実施形態では、下部梁２０１の突出長さｔ１は、側壁梁３３Ｂの側壁１１３Ｂからの突出長さｔ３と略同一であるが、これに限定されず、互いに異なっていてもよい。また、本実施形態では、側壁梁３３Ｂと側壁梁３４Ａは、上下方向における床部１１１から上端までの長さが互いに同じ高さｈ２であるが、これに限定されず、互いに異なっていてもよい。
また、連結部２０３は、下部梁２０１の下部と、側壁梁３３Ｂの下部とを連結するとともに、ポンプ２１の下方に設けられている。また、連結部２０３の上部とベルマウス１２１との間に間隙が形成されている。
【００３４】
次に、上記のように構成された取水槽１Ｘでの水の流れについて説明する。
本実施形態では、例えば高さｈ３部分の上部の水流と、高さｈ４部分の下部の水流とでは、水の流れパターンが異なり、第一実施形態と同様となる。すなわち、高さｈ３部分では、側壁１１３Ａに向かう水流の方が側壁１１３Ｂに向かう水流よりも速く流れるのに対して、高さｈ４部分では、側壁１１３Ａに向かう水流と側壁１１３Ｂに向かう水流とは略同一の速さである。よって、上部と下部とで水の流れパターンが異なるため、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができる。
【００３５】
（第三実施形態）
以下、本発明の第三実施形態に係る取水槽１Ｙついて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３６】
図７に示すように、本実施形態では、一対の側壁梁２１１Ａ，２１１Ｂは、側壁１１３Ａ，１１３Ｂからそれぞれ突出するとともに、下方に向かうにしたがってその突出長さを長くするようにして形成されている。
また、連結部２１２は、側壁梁２１１Ａの下部と側壁梁２１１Ｂの下部とを連結するとともに、ポンプ２１の下方に設けられている。また、連結部２１２の上部とベルマウス１２１との間に間隙が形成されている。
【００３７】
次に、上記のように構成された取水槽１Ｙでの水の流れについて説明する。
ここで、図８は取水槽の上部である高さｈ３（図７参照）部分の水の流れを表した図であり、図９は取水槽の下部である高さｈ４（図７参照）部分の水の流れを表した図である。
【００３８】
図８に示すように、取水槽１Ｙの上部では、水は前方から後方に向かい、ポンプ２１の外周で側壁１１３Ａ側に向かう水流Ｓ９と、側壁１１３Ｂ側に向かう水流Ｓ１０とに分岐する。そして、水流Ｓ９，Ｓ１０は、それぞれ側壁梁２１１Ａ，２１１Ｂによりその流れを制限されて、後部壁１１２に向かって流れる構成である。
【００３９】
一方、取水槽１Ｙの下部では、図９に示すように、水は前方から後方に向かい、ポンプ２１の外周で側壁１１３Ａ側に向かう水流Ｓ１１と、側壁１１３Ｂ側に向かう水流Ｓ１２とに分岐する。そして、水流Ｓ１１，Ｓ１２は、それぞれ側壁梁２１１Ａ，２１１Ｂによりその流れを制限されて、後部壁１１２に向かって流れる構成である。
【００４０】
ここで、図７に示すように、高さｈ３における側壁梁２２１Ａ，２２１Ｂの突出長さｔ３の方が、高さｈ４における側壁梁２２１Ａ，２２１Ｂの突出長さｔ４よりも短い。よって、水流Ｓ９と水流Ｓ１１とを比較すると、水流Ｓ９の方が水流Ｓ１１よりもその流れを制限されにくいため、水流Ｓ９の方が水流Ｓ１１よりも流速が速くなる。水流Ｓ１０と水流Ｓ１２とを比較しても、同様の理由により水流Ｓ１０の方が水流Ｓ１２よりも流速が速くなる。
【００４１】
このように構成された取水槽１Ｙでは、高さｈ３部分の水流Ｓ９，Ｓ１０の方が、高さｈ４部分の水流Ｓ１１，Ｓ１２よりも速くなり、上部と下部とで水の流れパターンが異なるため、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができる。
【００４２】
（第四実施形態）
以下、本発明の第四実施形態に係る取水槽１Ｚついて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４３】
図１０に示すように、本実施形態では、一対の側壁梁２２１Ａ，２２１Ｂは、側壁１１３Ａ，１１３Ｂから突出するとともに階段状に形成されて、下方に向かうにしたがってその突出長さを長くするようにして形成されている。
また、連結部２２２は、側壁梁２２１Ａの下部と側壁梁２２１Ｂの下部とを連結するとともに、ポンプ２１の下方に設けられている。また、連結部２２２の上部とベルマウス１２１との間に間隙が形成されている。
【００４４】
次に、上記のように構成された取水槽１Ｚでの水の流れについて説明する。
本実施形態では、第三実施形態と同様に、高さｈ３における側壁梁２２１Ａ，２２１Ｂの突出長さｔ５の方が、高さｈ４における側壁梁２２１Ａ，２２１Ｂの突出長さｔ６よりも短いため、上部側の水流の方が下部側の水流よりも流速が速くなる。
【００４５】
このように構成された取水槽１Ｚでは、上部と下部と水の流れパターンが異なるため、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができる。
【００４６】
なお、上述した実施の形態において示した組立手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４７】
例えば、第二実施形態に係る取水槽１Ｘにおいて、下部梁２０１と上部梁２０２との突出長さｔ１、ｔ２において、ｔ２の方がｔ１よりも長くしてもよい（不図示）。この場合も、上部と下部で水の流れのパターンがことなるため、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１，１Ｘ，１Ｙ，１Ｚ…取水槽
２１…ポンプ
３２…後部梁
３３Ａ，３３Ｂ，３４Ａ，２１１Ａ，２１１Ｂ，２２１Ａ，２２１Ｂ…側壁梁
１１２…後部壁
１１３Ａ，１１３Ｂ…側壁
２０１…下部梁
２０２…上部梁
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２…水流（水の流れ）
ｔ１，ｔ２…寸法（一定寸法）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取水槽に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラント、上下水道においては、河川等から水を取り入れて貯留するために水路に連通して取水槽が設けられ、この取水槽からポンプにより揚水し、揚水した水をそれぞれの使用対象に供給するようにしている。
ここで、ポンプによる揚水は、通常ベルマウス構造の吸い込み管から揚水を行っている。
【０００３】
このような取水装置のうち、特に各種プラントに用いるものにおいては、例えば特許文献１に記載された装置のように、揚水した水を各種の装置に供給した後、これを回収して再び水路に戻し、取水槽に貯留する循環構造のものが多用されている。
【０００４】
ところで、このような取水装置においては、下記特許文献１に記載の通り、循環する水の流速が速くなると、吸い込み管の周辺の空気が水と混合されて空気を含んだ空気吸い込み渦が発生する。また、水が取水装置の側面や底面、対向壁近くを通過してベルマウスに吸い込まれるときには、各壁を起点として水中渦も発生する。
【０００５】
空気吸い込み渦が発生するとポンプの揚水性能が低下し、水中渦が発生すると振動が生じ、ポンプ内のインペラが損傷を受ける場合がある。
そこで、これら渦の発生を抑制するために、吸込管の上流側に対向する側壁に横梁を架設し（下記特許文献２参照）、吸込管の側方及び下流側の取水装置の壁から内方に向かって突出する梁を設ける構成が採用されている。
そして、横梁により、横梁の上流側から下流側に向かう水の流れを抑制することができるため、空気吸い込み渦の発生を防止することができる。また、水中渦が発生した場合でも、該渦が吸込管の側方及び下流側に設けられた梁と干渉することにより消勢された後、消失する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２１３３９６号公報
【特許文献２】実公平３―１１４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述の特許文献２に記載の取水槽に設けられた横梁は、一般にコンクリート製で重量が大であることからして、側壁間に強固に横梁を設置することが困難であるという問題点があった。また、このような横梁を設置するにはコストが嵩むという問題点もあった。
そこで、横梁をなくす方法も考えられるが、この場合には、別途空気吸い込み渦の発生を抑制する方策を考えなければならなかった。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができ、かつ製造コストを抑えることができる取水槽を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る取水槽は、内部に挿入されたポンプに対して取水側と反対側に位置する後部壁と、該後部壁から前記ポンプを挟んで設けられ取水側へと延びる一対の側壁とを有し、ポンプから揚水するための取水槽であって、前記後部壁から突出するとともに上下方向に延びる後部梁と、前記一対の側壁と前記ポンプとのそれぞれの間に設けられ、水の流れを制限する一対の制限手段とを備え、該制限手段は、前記側壁から前記ポンプ方向へ突出するとともに上下方向に延びる側壁梁を有し、前記制限手段の少なくとも一方の側壁梁は、上下方向において、前記水の後部壁側への流れを制限する制限領域を異ならせていることを特徴とする。
【００１０】
このような取水槽では、取水槽のポンプと該ポンプの外周に設けられた側壁との間の水の流れは、該側壁に設けられた側壁梁により制限される。また、後部壁への流れを制限する制限領域が上下方向で異なる。これにより、ポンプの外周の上方と下方では、後部壁への水の流れの型が異なるため、上方から下方に同一の水の流れが形成されることにより生じる空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができる。
また、後部梁及び側壁梁は、それぞれ後部壁、側壁から内方に突出する構成であり、製造が容易であるため製造コストを抑えることができる。
【００１１】
また、本発明に係る取水槽は、前記少なくとも一方の側壁梁は、上部と下部とにおいて、前記側壁からの突出長さを異ならせていることを特徴とする。
【００１２】
これによって、水の流れに影響を及ぼすポンプから側壁梁までの距離が上部と下部において異なるため、上部と下部において後部壁への水の流れの型が異なる。よって、上方から下方に同一の水の流れが形成されることにより生じる空気吸い込み渦及び水中渦の発生を確実に抑制することができる。
【００１３】
また、本発明に係る取水槽は、前記少なくとも一方の側壁梁は、前記側壁から一定寸法ｔ１突出した下部梁と、該下部梁の上側に設けられ、前記側壁から一定寸法ｔ２突出した上部梁（ｔ１＞ｔ２）とを有することを特徴とする。
【００１４】
これによって、下部梁側の方が上部梁側よりも、水の後部壁側への流れを大きく制限する。よって、上方から下方に同一の水の流れが形成されることはなく、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を確実に抑制することができる。
【００１５】
また、本発明に係る取水槽は、前記制限手段の一対の側壁梁は、互いにその長さを異ならせていることを特徴とする。
【００１６】
これによって、長さの短い方の側壁梁側においては、ポンプから側壁梁までの距離が上部と下部において異なるため、上部と下部において後部壁への水の流れの型が異なる。よって、上方から下方に同一の水の流れが形成されることはなく、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を確実に抑制することができる。
【００１７】
また、本発明に係る取水槽は、前記ポンプから前記取水側には、前記一対の側壁とに跨って配される梁部材がないことを特徴とする。
【００１８】
これによって、一対の側壁に両端を固定される梁部材の製造コストが不要となり、製造コストを確実に抑えることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る取水槽によれば、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができ、かつ製造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る取水槽の平面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る取水槽の図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る取水槽の図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る取水槽の図２のＣ−Ｃ部分における水の流れを示した模式図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る取水槽の図２のＤ−Ｄ部分における水の流れを示した模式図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る取水槽の側壁梁部分の断面図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係る取水槽の側壁梁部分の断面図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係る取水槽を高さｈ３部分における水の流れを示した図である。
【図９】本発明の第三実施形態に係る取水槽を高さｈ４部分における水の流れを示した図である。
【図１０】本発明の第四実施形態に係る取水槽の側壁梁部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第一実施形態）
前述のように、循環する水の流速が速くなると、吸い込み管の周辺の空気が水と混合されて空気を含んだ空気吸い込み渦が発生する。また、水が取水装置の側面や底面、対向壁近くを通過してベルマウスに吸い込まれるときには、各壁を起点として水中渦も発生する。そこで、本発明は取水槽の上部と下部とで水の流れを異ならせることにより、上記渦の発生を抑制するものである。
以下、図面を参照し、本発明の第一実施形態に係る取水槽について説明する。
図１及び図２に示すように、水路Ｗに連通するように設けられた取水槽１は、水を貯留する槽本体１１と、槽本体１１の内部に配設され水を揚水するポンプ２１と、槽本体１１から内方に向かって突出する梁部３１とを備える。ここで、図１に示す取水側となる右方を前方、左方を後方と称する。
【００２２】
槽本体１１は、床面を形成する床部１１１と、該床部１１１から立設し、ポンプ２１の後方に配された後部壁１１２と、該後部壁１１２からポンプ２１を挟んで設けられ前方へと延びる一対の側壁１１３Ａ，１１３Ｂとを備える。
【００２３】
ポンプ２１は、槽本体１１内の水を揚水し、その下端には揚水口としてベルマウス１２１が装着されている。
【００２４】
梁部３１は、後部壁１１２から突出するとともに上下方向に延びる後部梁３２と、一対の側壁１１３Ａ，１１３Ｂから内方へ突出するとともに上下方向に延びる一対の側壁梁３３Ａ，３３Ｂとを備える。
【００２５】
図２に示すように、後部梁３２は、後部壁１１２から前方に突出する後部突出部１３１と、該後部突出部１３１の下部から前方に延在する後部延在部１３２とを備える。
後部突出部１３１は、床部１１１からポンプ２１の途中部分までの高さｈ１で形成され、該ポンプ２１との間に間隙を設けるようにして前方に突出している。
後部延在部１３２は、後部突出部１３１の下部から前方に向かって延在し、その高さは床部１１１からベルマウス１２１との間に間隙を設ける程度である。また、後部延在部１３２の前部は、前方に向かうにしたがって、下方に向かうように傾斜して形成されている。
【００２６】
図３に示すように、側壁梁３３Ａは、床部１１１からポンプ２１の途中部分までの高さｈ１で形成され、該ポンプ２１との間に間隙を設けるようにして内方に突出している。一方、側壁梁３３Ｂは、床部１１１からポンプ２１の途中部分までの高さｈ２で形成され、該ポンプ２１との間に間隙を設けるようにして内方に突出している。また、側壁梁３３Ａと側壁梁３３Ｂとでは、上下方向における床部１１１から上端までの長さを互いに異ならせている。本実施形態では、側壁梁３３Ｂの方が側壁梁３３Ａよりも高い。
また、側壁梁３３Ａと側壁梁３３Ｂとは、互いに連結部１３６で連結されている。連結部１３６は、床部１１１の上面に設けられ、側壁梁３３Ａの下部と側壁梁３３Ｂの下部とを連結している。また、連結部１３６の上部とベルマウス１２１との間に間隙が形成されている。
ここで、側壁梁３３Ａ，３３Ｂは前方から後方へ向かう水の流れに対して、該流れを干渉する方向に設けられることにより該流れを制限する制限手段として構成されている。また、側壁梁３３Ａ，３３Ｂは、側壁１１３Ａ，１１３Ｂからの突出する面積分が前方から後方への水の流れを制限する。一方、側壁梁３３Ａの上方では、前方から後方への水の流れを制限する梁等が設けられていない。このように、床部１１１から高さｈ１までの部分と、高さｈ１以上の部分とで、下部に側壁梁３３Ａを設け、上部に梁を設けないことにより、水の流れと干渉する方向の制限領域を異ならせている。
なお、ポンプ２１の前方には、側壁１１３Ａと側壁１１３Ｂとに跨って配される梁部材（横梁など）は設けられていない。
【００２７】
また、側壁梁３３Ａの高さｈ１の最小寸法は、床部１１１からベルマウス１２１までの高さｈ５以上とする。また、高さｈ１の最大寸法は、側壁梁３３Ｂの高さｈ２からベルマウス１２１の高さｈ５を差し引いた長さｈ６とすると、（ｈ２−ｈ６／３）以下とする。
【００２８】
次に、上記のように構成された取水槽１での水の流れについて説明する。
ここで、図４は取水槽１の上部である図２のＣ−Ｃ断面（高さｈ３）部分の水の流れを表した図であり、図５は取水槽１の下部である図２のＤ−Ｄ断面（高さｈ４）部分の水の流れを表した図である。
【００２９】
水の流れの概略は、図４に示すように、水路Ｗ側から水が供給され、取水槽１で貯留された後、ポンプ２１から揚水される。
以下、詳細に説明する。
水路Ｗ側から供給された水は、取水槽１の上部では、前方から後方に向かい、ポンプ２１の外周で側壁１１３Ａ側に向かう水流Ｓ１と、側壁１１３Ｂ側に向かう水流Ｓ２とに分岐する。ここで、側壁１１３Ｂ側の水流Ｓ２は側壁梁３３Ｂにより、その流れが堰き止められることにより、制限される。一方、側壁１１３Ａ側の水流Ｓ１は、図３に示すように高さｈ３部分には側壁梁３３Ａが存在しないため、その流れが制限されることがない。そして、水流Ｓ１は、ポンプ２１の外周を図４に示す反時計回りに流れ、後部壁１１２の前方においては、高さｈ３部分に後部梁３２が存在しないため、その流れが制限されることはない。このようにして、水流Ｓ１は水流Ｓ２よりも速く流れる構成である。
【００３０】
図５に示すように、取水槽１の下部では、水は前方から後方に向かい、ポンプ２１の外周で側壁１１３Ａ側に向かう水流Ｓ３と、側壁１１３Ｂ側に向かう水流Ｓ４とに分岐する。ここで、側壁１１３Ａ側の水流Ｓ３、側壁１１３Ｂ側の水流Ｓ４は、それぞれ側壁梁３３Ａ，３３Ｂにより、その流れを制限される。よって、水流Ｓ３，Ｓ４は、その流れを略同一の速さでポンプ２１の後部梁３２に向かう構成である。
【００３１】
このように構成された取水槽１では、例えば高さｈ３部分の上部の水流Ｓ１，Ｓ２と、高さｈ４部分の下部の水流Ｓ３，Ｓ４とでは、水の流れパターンが異なる。すなわち、高さｈ３部分では、水流Ｓ１の方が水流Ｓ２よりも大きく流れるのに対して、高さｈ４部分では、水流Ｓ３と水流Ｓ４とは略同一の速さである。よって、空気吸い込み渦及び水中渦は、上部と下部とで同一パターンの水の流れが形成されて、その流れが上下方向で連続することにより生じるのに対して、上部と下部とで水の流れパターンが異なるため、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができる。
また、上記により空気吸い込み渦を抑制できるため、一般に空気吸い込み渦の発生を抑制するための部材であって、ポンプ２１の前方に、側壁１１３Ａと側壁１１３Ｂとに跨って配される梁部材を設ける必要がない。よって、床部１１１に固定される後部梁３２及び側壁梁３３Ａ，３３Ｂのみの施工でよいため、側壁１１３Ａと側壁１１３Ｂとに跨って配される梁部材を設ける場合と比較して、製造コストを確実に抑えることができる。
【００３２】
（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態に係る取水槽１Ｘついて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３３】
図６に示すように、本実施形態では、側壁梁３４Ａとして、側壁１１３Ａから突出した下部梁２０１と、該下部梁２０１の上側に設けられ、側壁１１３Ａから突出した上部梁２０２とを備える。
下部梁２０１は、側壁１１３Ａから寸法ｔ１突出するとともに、床部からの高さｈ１として形成されている。
上部梁２０２は、下部梁２０１の上側に設けられ、側壁１１３Ａから寸法ｔ２突出するようにして形成されている。また、床部１１１から上部梁２０２の上端までの高さはｈ２である。ここで、下部梁２０１の突出長さｔ１は、上部梁２０２の突出長さｔ２より長い。なお、本実施形態では、下部梁２０１の突出長さｔ１は、側壁梁３３Ｂの側壁１１３Ｂからの突出長さｔ３と略同一であるが、これに限定されず、互いに異なっていてもよい。また、本実施形態では、側壁梁３３Ｂと側壁梁３４Ａは、上下方向における床部１１１から上端までの長さが互いに同じ高さｈ２であるが、これに限定されず、互いに異なっていてもよい。
また、連結部２０３は、下部梁２０１の下部と、側壁梁３３Ｂの下部とを連結するとともに、ポンプ２１の下方に設けられている。また、連結部２０３の上部とベルマウス１２１との間に間隙が形成されている。
【００３４】
次に、上記のように構成された取水槽１Ｘでの水の流れについて説明する。
本実施形態では、例えば高さｈ３部分の上部の水流と、高さｈ４部分の下部の水流とでは、水の流れパターンが異なり、第一実施形態と同様となる。すなわち、高さｈ３部分では、側壁１１３Ａに向かう水流の方が側壁１１３Ｂに向かう水流よりも速く流れるのに対して、高さｈ４部分では、側壁１１３Ａに向かう水流と側壁１１３Ｂに向かう水流とは略同一の速さである。よって、上部と下部とで水の流れパターンが異なるため、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができる。
【００３５】
（第三実施形態）
以下、本発明の第三実施形態に係る取水槽１Ｙついて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３６】
図７に示すように、本実施形態では、一対の側壁梁２１１Ａ，２１１Ｂは、側壁１１３Ａ，１１３Ｂからそれぞれ突出するとともに、下方に向かうにしたがってその突出長さを長くするようにして形成されている。
また、連結部２１２は、側壁梁２１１Ａの下部と側壁梁２１１Ｂの下部とを連結するとともに、ポンプ２１の下方に設けられている。また、連結部２１２の上部とベルマウス１２１との間に間隙が形成されている。
【００３７】
次に、上記のように構成された取水槽１Ｙでの水の流れについて説明する。
ここで、図８は取水槽の上部である高さｈ３（図７参照）部分の水の流れを表した図であり、図９は取水槽の下部である高さｈ４（図７参照）部分の水の流れを表した図である。
【００３８】
図８に示すように、取水槽１Ｙの上部では、水は前方から後方に向かい、ポンプ２１の外周で側壁１１３Ａ側に向かう水流Ｓ９と、側壁１１３Ｂ側に向かう水流Ｓ１０とに分岐する。そして、水流Ｓ９，Ｓ１０は、それぞれ側壁梁２１１Ａ，２１１Ｂによりその流れを制限されて、後部壁１１２に向かって流れる構成である。
【００３９】
一方、取水槽１Ｙの下部では、図９に示すように、水は前方から後方に向かい、ポンプ２１の外周で側壁１１３Ａ側に向かう水流Ｓ１１と、側壁１１３Ｂ側に向かう水流Ｓ１２とに分岐する。そして、水流Ｓ１１，Ｓ１２は、それぞれ側壁梁２１１Ａ，２１１Ｂによりその流れを制限されて、後部壁１１２に向かって流れる構成である。
【００４０】
ここで、図７に示すように、高さｈ３における側壁梁２２１Ａ，２２１Ｂの突出長さｔ３の方が、高さｈ４における側壁梁２２１Ａ，２２１Ｂの突出長さｔ４よりも短い。よって、水流Ｓ９と水流Ｓ１１とを比較すると、水流Ｓ９の方が水流Ｓ１１よりもその流れを制限されにくいため、水流Ｓ９の方が水流Ｓ１１よりも流速が速くなる。水流Ｓ１０と水流Ｓ１２とを比較しても、同様の理由により水流Ｓ１０の方が水流Ｓ１２よりも流速が速くなる。
【００４１】
このように構成された取水槽１Ｙでは、高さｈ３部分の水流Ｓ９，Ｓ１０の方が、高さｈ４部分の水流Ｓ１１，Ｓ１２よりも速くなり、上部と下部とで水の流れパターンが異なるため、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができる。
【００４２】
（第四実施形態）
以下、本発明の第四実施形態に係る取水槽１Ｚついて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４３】
図１０に示すように、本実施形態では、一対の側壁梁２２１Ａ，２２１Ｂは、側壁１１３Ａ，１１３Ｂから突出するとともに階段状に形成されて、下方に向かうにしたがってその突出長さを長くするようにして形成されている。
また、連結部２２２は、側壁梁２２１Ａの下部と側壁梁２２１Ｂの下部とを連結するとともに、ポンプ２１の下方に設けられている。また、連結部２２２の上部とベルマウス１２１との間に間隙が形成されている。
【００４４】
次に、上記のように構成された取水槽１Ｚでの水の流れについて説明する。
本実施形態では、第三実施形態と同様に、高さｈ３における側壁梁２２１Ａ，２２１Ｂの突出長さｔ５の方が、高さｈ４における側壁梁２２１Ａ，２２１Ｂの突出長さｔ６よりも短いため、上部側の水流の方が下部側の水流よりも流速が速くなる。
【００４５】
このように構成された取水槽１Ｚでは、上部と下部と水の流れパターンが異なるため、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができる。
【００４６】
なお、上述した実施の形態において示した組立手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４７】
例えば、第二実施形態に係る取水槽１Ｘにおいて、下部梁２０１と上部梁２０２との突出長さｔ１、ｔ２において、ｔ２の方がｔ１よりも長くしてもよい（不図示）。この場合も、上部と下部で水の流れのパターンがことなるため、空気吸い込み渦及び水中渦の発生を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１，１Ｘ，１Ｙ，１Ｚ…取水槽
２１…ポンプ
３２…後部梁
３３Ａ，３３Ｂ，３４Ａ，２１１Ａ，２１１Ｂ，２２１Ａ，２２１Ｂ…側壁梁
１１２…後部壁
１１３Ａ，１１３Ｂ…側壁
２０１…下部梁
２０２…上部梁
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２…水流（水の流れ）
ｔ１，ｔ２…寸法（一定寸法）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に挿入されたポンプに対して取水側と反対側に位置する後部壁と、該後部壁から前記ポンプを挟んで設けられ取水側へと延びる一対の側壁とを有し、前記ポンプから揚水するための取水槽であって、
前記後部壁から突出するとともに上下方向に延びる後部梁と、
前記一対の側壁と前記ポンプとのそれぞれの間に設けられ、水の流れを制限する一対の制限手段とを備え、
該制限手段は、前記側壁から前記ポンプ方向へ突出するとともに上下方向に延びる側壁梁を有し、
前記制限手段の少なくとも一方の側壁梁は、上下方向において、前記水の後部壁側への流れを制限する制限領域を異ならせていることを特徴とする取水槽。
【請求項２】
請求項１に記載の取水槽において、
前記少なくとも一方の側壁梁は、上部と下部とにおいて、前記側壁からの突出長さを異ならせていることを特徴とする取水槽。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の取水槽において、
前記少なくとも一方の側壁梁は、前記側壁から一定寸法ｔ１突出した下部梁と、該下部梁の上側に設けられ、前記側壁から一定寸法ｔ２突出した上部梁（ｔ１＞ｔ２）とを有することを特徴とする取水槽。
【請求項４】
請求項１又は請求項３のいずれか一項に記載の取水槽において、
前記制限手段の一対の側壁梁は、互いにその高さを異ならせていることを特徴とする取水槽。
【請求項５】
請求項１又は請求項４のいずれか一項に記載の取水槽において、
前記ポンプから前記取水側には、前記一対の側壁とに跨って配される梁部材がないことを特徴とする取水槽。
【請求項１】
内部に挿入されたポンプに対して取水側と反対側に位置する後部壁と、該後部壁から前記ポンプを挟んで設けられ取水側へと延びる一対の側壁とを有し、前記ポンプから揚水するための取水槽であって、
前記後部壁から突出するとともに上下方向に延びる後部梁と、
前記一対の側壁と前記ポンプとのそれぞれの間に設けられ、水の流れを制限する一対の制限手段とを備え、
該制限手段は、前記側壁から前記ポンプ方向へ突出するとともに上下方向に延びる側壁梁を有し、
前記制限手段の少なくとも一方の側壁梁は、上下方向において、前記水の後部壁側への流れを制限する制限領域を異ならせていることを特徴とする取水槽。
【請求項２】
請求項１に記載の取水槽において、
前記少なくとも一方の側壁梁は、上部と下部とにおいて、前記側壁からの突出長さを異ならせていることを特徴とする取水槽。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の取水槽において、
前記少なくとも一方の側壁梁は、前記側壁から一定寸法ｔ１突出した下部梁と、該下部梁の上側に設けられ、前記側壁から一定寸法ｔ２突出した上部梁（ｔ１＞ｔ２）とを有することを特徴とする取水槽。
【請求項４】
請求項１又は請求項３のいずれか一項に記載の取水槽において、
前記制限手段の一対の側壁梁は、互いにその高さを異ならせていることを特徴とする取水槽。
【請求項５】
請求項１又は請求項４のいずれか一項に記載の取水槽において、
前記ポンプから前記取水側には、前記一対の側壁とに跨って配される梁部材がないことを特徴とする取水槽。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−６８１７２（Ｐ２０１３−６８１７２Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０７７３７（Ｐ２０１１−２０７７３７）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]