JPH08446Y2 - 制振機能を有する高架水槽 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、建物の屋上に設置される高架水槽に係
り、特に、平常時は高架水槽として機能し、地震時には
高架水槽内の水が振動して建物の揺れを小さくする制振
機能を発揮して、高架水槽と制振水槽の双方を兼ねる制
振機能を有する高架水槽に関するものである。

〔従来の技術〕

高い建物内で水が使用される場合、高い箇所に水を供
給するためには水圧を高めなければならず、その結果、
水槽管にも高い水圧が作用し、これが水道管の破裂、漏
水などの原因となる。

このため、水道管に高い水圧が作用せず、しかも、高
い箇所にも水が供給できるように、ある階数以上の建物
にあっては高架水槽の設置が義務付けられている。

高架水槽は建物内で使用する水を貯留しこれを供給す
るための水槽であり、ポンプを利用して水を一旦建物の
高い箇所に設置されている高架水槽内に貯留し、高い箇
所にある水を重力の働きによってそれより低い箇所に自
然に流している。これにより、水道管に高い水圧を作用
させることなく、建物の高い箇所での水の使用が可能と
なっている。

このように、ある階数以上の高い建物にあっては、そ
の建物の屋上に高架水槽が一般に設置されている。

他方、近年の高い建物にあっては種々の耐震対策が施
されており、この中に、建物の屋上に制振水槽を設置
し、地震時における水槽内の水の振動を利用して、建物
の揺れを小さくする制振方法が開発されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記の制振水槽を利用して建物の揺れ
を小さくしようとする場合にあっては、建物の屋上に高
架水槽と制振水槽の双方を設置しなければならず、ま
た、屋上に重量のある高架水槽と制振水槽の双方を設置
することにより、その分建物全体の設計強度を高めなけ
ればならないという不都合があった。

また、制振水槽では水槽内の水の長期貯留によって不
純物が発生して水質が汚濁され、また、これによって水
の粘性が変わり、制振にも影響するので、定期的に水を
交換しなければならないという不都合があった。

この考案は、上記のような課題に鑑み、その課題を解
決すべく創案されたものであって、その目的とするとこ
ろは、平常時は高架水槽として使用することができ、し
かも、地震時には高架水槽内の水が振動して建物の揺れ
を小さくする制振機能を発揮して、高架水槽と制振水槽
の双方を兼ねることのできる制振機能を有する高架水槽
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

以上の目的を達成するためにこの考案は、建物の屋上
に設置される高架水槽内に、一定量の水を貯留しその水
面上に空気層を形成し、高架水槽に水を供給する補助水
槽を設けると共に、補助水槽から高架水槽への給水量を
制御して高架水槽内の水位を一定に保持する水位制御装
置を設け、水面に対して所謂空気バネの機能を果たす上
記空気層の圧力を制御する空気圧制御装置を設けた構成
よりなるものである。

〔作用〕

以上のような構成を有するこの考案は次のように作用
する。

すなわち、建物内で水が使用されて高架水槽内の水位
が下がると、水位制御装置が作動して補助水槽から高架
水槽に水を供給し、高架水槽内の水位が所定水位に回復
すると水の供給を止めて、高架水槽内の水位を一定に保
持するように作用し、また、地震時においては、一定水
位に保持された高架水槽内の水が振動して地震エネルギ
ーの一部を吸収し、建物の揺れを小さくする制振機能を
発揮するように作用する。

〔実施例〕

以下、図面に記載の実施例に基づいてこの考案をより
具体的に説明する。

ここで、第１図は一部切り欠き全体側断面図である。

図において、制振機能を有する高架水槽１はその両側
が中央部1aより高い空気室1bが形成されている。中央部
1aと空気室1bは連通していて、中央部1aはその高さ一杯
まで水ａで満たされており、両側の高くなった空気室1b
の水面上に空気層ｂが形成されている。また、高架水槽
１の下部側面には排水管1cが接続されており、高架水槽
１内の水ａはこの排水管1cを通って建物内に供給され
る。

高架水槽１の側部には空気室1b内の空気層ｂの圧力を
制御する空気圧制御装置２が設けられている。空気圧制
御装置２は空気圧入管2a、空気排出管2b、空気を供給す
るコンプレッサ2c、排出弁2dなどから構成されている。
この空気圧制御装置２は、コンプレッサ2cを作動して空
気圧入管2aから空気室1bに空気を圧入し、また、排出弁
2dを開閉して空気室1b内の空気を空気排出管2bから排出
して、空気室1bの空気層ｂの圧力を調整している。この
ようにして空気圧制御装置２によってその圧力が調整さ
れる空気室1bの空気層ｂは、水面に対して所謂空気バネ
の機能を果たす。

補助水槽３は高架水槽１に水ａを供給するために設け
られた水槽で、高架水槽１の外部に隣接して設けられて
いる。補助水槽３は後述する流水管3bを通って汲み上げ
られた水ａを高架水槽１に供給する前に一旦貯留するも
のであり、この補助水槽３は高架水槽１に比べかなり小
さい。

補助水槽３は水槽内の水ａが高低差を利用して駆動力
を用いることなく自然に高架水槽１内に供給されるよう
に、高架水槽１より高い位置に設置されている。この補
助水槽３から高架水槽１には給水管3aが接続されてい
る。給水管3aは補助水槽３内の水ａを高架水槽１に供給
する場合の通路として使用され、給水管3aの先端側は高
架水槽１の空気室1b内に延設されている。

また、補助水槽３内には流水管3bが接続されており、
この流水管3bは外部の水ａを図示しないポンプなどによ
って汲み上げて補助水槽３内に供給するときの通路とし
て使用される。流水管3bを通って汲み上げられた水ａは
補助水槽３内に一旦貯留された後、給水管3aに通って高
架水槽１内に貯留される。

空気室1b内に延設された給水管3aの給水口側には、給
水管3aを開閉する開閉弁4aが設けられている。開閉弁4a
は空気室1b内の水面上に浮かべられたフロート4bに作動
杆4cによって連動連結されていて、フロート4bの昇降に
よって開閉弁4aは給水管3aを開閉するようになってい
る。

即ち、水位が下がってフロート4bが下降すると開閉弁
4aは開いて、給水管3aから高架水槽１内に水ａを供給
し、水面が所定水位に上昇するとフロート4bも上昇して
開閉弁4aを閉じて、給水管3aからの水ａの供給を止める
機能を果たす。これらの開閉弁4a、フロート4b、作動杆
4cは水位制御装置４を構成する。

水位制御装置４は上記の開閉弁4a、フロート4b、作動
杆4cの働きによって、補助水槽３から高架水槽１への水
ａの給水量を制御して高架水槽１内の水位を一定に保持
する機能を果たす。

次に、上記実施例の構成に基づく作用について説明す
る。

平常時においては、建物内で水ａが使用されると、高
架水槽１内の水ａは排水管1cを通ってその使用に供され
る。高架水槽１内の水ａが排水されると、高架水槽１の
水位が下がる。水位が下がると、水面上に浮遊するフロ
ート4bも連動して下がる。フロート4bが下がると、作動
杆4cを介して連動されている開閉弁4aは開き、このた
め、補助水槽３内の水ａが給水管3aを通って高架水槽１
内に流入する。その結果、高架水槽１内の水位は上が
る。水位の上がるとこれに連動してフロート4bも上が
り、上昇したフロート4bは作動杆4cを介して開閉弁4aを
閉じる。開閉弁4aが閉じると、補助水槽３から高架水槽
１内への水ａの供給は停止され、高架水槽１内の水位は
一定に保持される。なお、高架水槽１内に水ａを供給し
た補助水槽３内には流水管3bを通って水ａが汲み上げら
れて逐次補給される。

一方、地震時においては、建物が揺れると高架水槽１
内の水ａも揺れるが、この揺れる水ａの振動数が建物の
固有振動数と同調するように、水ａの量および空気室1b
の空気層ｂの圧力が予め調整されているため、揺れる水
ａが建物の地震エネルギーの一部を吸収して、建物の揺
れを小さくする制振機能を発揮する。

なお、この考案は上記実施例に限定されるものではな
く、この考案の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をな
し得ることは勿論である。

例えば、上記実施例では、高架水槽１の形状を第１図
の場合で説明したが、これに限定されるものではなく、
例えば第２図に図示するような直方体状の形状でもよ
い。

〔考案の効果〕

以上の記載より明らかなように、この考案に係る制振
機能を有する高架水槽によれば、建物内で水が使用され
て高架水槽内の水位が下がると、水位制御装置が作動し
て補助水槽から高架水槽に水を供給し、高架水槽内の水
が無くなることがなく、従って、平常時には高架水槽と
して使用することができる。

しかも、高架水槽内の水位が所定水位に回復すると、
水位制御装置が作動して水の供給を止め、高架水槽内の
水位を一定に保持することができるので、地震時におい
ては、一定水位に保持された高架水槽内の水が振動して
地震エネルギーの一部を吸収し、建物の揺れを小さくす
る制振機能を遺憾なく発揮することができる。

さらに、空気層の圧力を制御する空気圧制御装置を調
整して、水面に対して所謂空気バネの機能を果たす空気
層の圧力を調整することによって、所謂空気バネのバネ
係数を調整して制振機能を高めることができる。

これに加えて、平常時には高架水槽として使用される
ため、水槽内の水は常時入れ変わり、従来の制振水槽の
ように定期的に水を交換する必要もない。

このように、高架水槽としての機能と制振水槽として
の機能の双方を兼ねることができるので、専用の制振水
槽を建物の屋上に設置する必要がなく、しかも、専用の
制振水槽が不要になることにより、建物の屋上が重たく
なるのを防ぐことができ、これにより建物の設計強度を
幾分小さくすることができ、従って、建物および設備コ
ストを廉価にすることができる等、極めて実用的有益な
る効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案に係る制振機能を有する高架水槽の実施
例を示すものであって、第１図は一部切り欠き全体側断
面、第２図は他例の一部切り欠き全体側断面図である。 〔符号の説明〕 1:高架水槽、1a:中央部 1b:空気室、1c:排水管 2:空気圧制御装置、2a:空気圧入管 2b:空気排出管、2c:コンプレッサ 2d:排出弁、3:補助水槽 3a:給水管、3b:流水管 4:水位制御装置、4a:開閉弁 4b:フロート、4c:作動杆 a:水、b:空気層

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】建物の屋上に設置される高架水槽内に、一
   定量の水を貯留しその水面上に空気層を形成し、高架水
   槽に水を供給する補助水槽を設けると共に、補助水槽か
   ら高架水槽への給水量を制御して高架水槽内の水位を一
   定に保持する水位制御装置を設け、水面に対して所謂空
   気バネの機能を果たす上記空気層の圧力を制御する空気
   圧制御装置を設けたことを特徴とする制振機能を有する
   高架水槽。