JPS6326029B2

JPS6326029B2 -

Info

Publication number: JPS6326029B2
Application number: JP56212199A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Shibata; Motoharu Uchida; Yoshiharu Mochizuki; Toshihisa Noguchi; Masaaki Kondo
Original assignee: KANESASHI ZOSENJO KK
Current assignee: KANESASHI ZOSENJO KK
Priority date: 1981-12-29
Filing date: 1981-12-29
Publication date: 1988-05-27
Also published as: JPS58117141A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は地震、交通事故、道路陥没などの不慮
の事故により上下水道が断水した場合でも飲料水
等を確保しうるようにした耐震性貯水槽に関する
もので、特に、耐震構造の竪型円筒状貯水槽に水
道管を接続し、貯水槽内の水を絶えず循環させて
入れ換えることにより水の腐敗を防ぎ、飲用に適
した浄水がいつでも取り出せるようにしたもので
ある。

この種の耐震性貯水槽としては、耐震構造の貯
水槽内に水道の流入管と流出管とを接続したもの
が既に使用されているが、これら従来型の耐震性
貯水槽にあつては、貯水槽内における流入管と流
出管の配設位置ならびに通水方向に充分な考慮が
払われていなかつたと思われ、そのため、通水量
に対する水の循環効果（入れ換え効果）が低く、
死水の生ずるおそれがあつた。そのため貯水槽内
において水が腐敗し、飲用に適さなくなる場合が
屡々あつた。

ところで貯水槽それ自体として竪型のコンク
リート製または鋼製貯水槽あるいは横型の鋼製貯
水槽などが一般に用いられている。このうちまず
コンクリート製貯水槽について述べると、このも
のを構築する場合、設置現場でのコンクリートの
一体打ちが困難であるため、通常複数のコンクリ
ート製セグメントを現場で組立てることにより構
築している。ところが、コンクリート製セグメン
トは溶接が不可能であるから、その継目より漏水
するおそれがあり、またクラツク等が生じて漏水
の原因となることも多い。またコンクリート製貯
水槽においては上床板を支える支柱を槽内中央部
に設ける場合があるが、この支柱により水の循環
あるいは入れ換えが著しく妨げられるのみならず
（貯水槽内の水をほぼ全量入れ換えるためには、
貯水槽容量の４〜５倍の水を通水させる必要があ
る）後述の如く流出管を中央部に配設することが
不可能になるという問題も生ずる。

一方、鋼製貯水槽は一般に一枚板で構成されて
いるが、一枚板を使用する場合には強度上板厚を
大きくしなければならないため設置作業、コスト
等の面で問題がある。そこで本出願人は内面にリ
ブを縦横に設けた鋼製貯水槽を既に提案している
が（実願昭53−076156（実開昭54−178116号））、
このものにおいてはリブが槽の内面に露出してい
るので、水の循環効果が低下するという欠点があ
つた。なお横型の貯水槽は大きな工事スペースを
要するという不都合がある上に、水の循環効果と
いう面でも滞流個所をなくすことは構造上困難で
あつた。

本発明は、鋼製の竪型円筒状貯水槽の上部内壁
面附近に配設した流入管の管端を貯水槽の直径線
に対して接線方向に向くようにとりつけると共に
貯水槽内の中央部下方に配設した流出管の管端
は、これを底面に向けて開口させ、以て貯水槽内
における水の循環効果乃至は入れ替え効果を高
め、更に、貯水槽の内壁を平坦に形成させ、それ
によつて従来解決を迫られていた前記諸問題を解
消させようとしたものである。

また、鋼製貯水槽内面の防錆手段としては一般
に塗料が用いられているが、塗料は剥離して貯水
槽内面に錆を生じさせるおそれがあるため、飲料
水槽の防錆手段としては不適当である。そこで本
発明においては、塗料に代えて合成樹脂層を貯水
槽内面に形成させることにより、この問題をもあ
わせて解決したものである。

ちなみに耐震性貯水槽には、水道本管に直結さ
れ、大きな内圧を受ける圧力水槽タイプと、静水
圧のみを受け、流出管にポンプ等を取り付けた受
水槽タイプとがあるが、本発明はその両者に適用
できる。

以下本発明を図示の実施例に基いて具体的に説
明する。

まず、配管系統について述べる。水道本管直結
の圧力水槽タイプを示す第１図において、符号１
は水道本管、２は竪型円筒状の耐震性貯水槽、
３，４はそれぞれ水道本管１から耐震性貯水槽２
内に導入した流入管と流出管である。５，６，７
はそれぞれ水道本管１、流入管３、流出管４上に
設けた弁であり、８，９はそれぞれ流入管３、流
出管４の伸縮継手である。

流入管３の一端は、第１〜４，６図に示すよう
に、耐震性貯水槽２内に導入して逆Ｌ字状に折り
曲げ、その管端１０が上部内壁面附近において該
内壁面に対しほぼ接線方向を向くようにとりつけ
て、該貯水槽２の上方において槽内に対し、水道
水がほぼ接線方向に向つて流入するようになす。

流出管４は第１，２，３，６図に示すように、
貯水槽２の中央上方より垂直に導入し、その開口
端１１が貯水槽２内の中央下方に位置するように
なす。

符号１２は必要時に貯水槽２内の水を汲み上げ
るための採水管、１３は手動ポンプである。１４
は貯水槽２を防火水槽兼用とする場合に取りつけ
る消火栓用導水管である。１５は空気管、１６は
該空気管１５に取り付けた空気弁である。この空
気弁１６は貯水槽２が水で満たされているときに
は閉じているが、貯水槽２内の水が採水管１２又
は消火栓用導水管１４により汲み上げられるとき
には空気弁１６は開いて貯水槽２内に空気を導入
する。１７は貯水槽２より側溝１８に至る溢水管
であり、途中に仕切弁１９と安全弁２０とを具え
ている。

次に、貯水槽２の構成について説明する。この
ものは竪型円筒状の鋼製貯水槽であつて、周壁２
１と上床板２２と下床板２３とにより成る。周壁
２１は内壁２４と外壁２５との間にリブ２６，２
６…を縦方向又は横方向あるいはそれら両方向に
設けて成るダブルハル構造とする。しかして、周
壁２１は、一例として、上部周壁２７と下部周壁
２８とより成り、これらはそれぞれ円弧状に形成
された複数の上部セグメント２９，２９…と、下
部セグメント３０，３０…をリング状に接続して
構成する。上床板２２と下床板２３は、それぞれ
鋼製基板３１，３２の上面にリブ３３，３３…３
４，３４…を縦方向又は横方向あるいはその両方
向に取り付けることにより構成され、上床板は上
部セグメント、下床板は下部セグメントに夫々溶
接した後、コンクリート３５，３６を打設してつ
くる。

また、貯水槽２の内面における鋼製部分、すな
わち内壁２４の内面と上床板２２の下面および下
床板コンクリート３６の上面にはは、防錆手段と
して、附着性と耐浸透性にすぐれた合成樹脂層３
７（例えばエポキシ樹脂層）を形成させる。な
お、この合成樹脂層３７の表面に更にガラス繊維
層を被着させることにより、更に効果を高めるこ
とができる。

次に貯水槽２を埋設する際の施工手順を述べる
と、まず貯水槽２の据付場所を比較的浅く掘削し
て地均しを行つた後、同場所において複数の円弧
状の下部セグメント３０，３０…をリング状に溶
接して下部周壁２８を形成する。続いて、上部セ
グメント２９，２９…をリング状に溶接して形成
した上部周壁２７を下部周壁２８の上端面に溶接
して貯水槽の周壁２１を形成する。次に、周壁２
１内部の土を掘削して該周壁２１を井筒沈下させ
る。

続いて下床板２３の工事を行うのであるが、ま
ず下床板２３の鋼製基板３２に予め形成されてい
る釜場３８に対応する位置にピツト３９を掘削形
成し、該ピツト３９の周囲に栗石４０を敷く（第
９，１０図参照）。ピツト３９より湧水を外部に
排水しつつ栗石４０上にコンクリート４１を打設
した後、下床板２３の鋼製基板３２をとりつけて
下部周壁２８の内壁２４下端に溶接し、該鋼製基
板３２上にコンクリート３６を打設する。尚、符
号４５は栗石止めであり、４６は釜場塞ぎ板であ
る。

しかる後に、上床板２２における鋼製基板３１
を上部周壁２７の上端面に溶接し、配管工事を行
つた後、鋼製基板３１上にコンクリート３５を打
設する。４４は上床板２２に設けたマンホールで
ある。なお、上部周壁２７の内面上部と鋼製基板
３１の下面周縁部との間に補強部材（図示せず）
を設けてもよい。

次に本発明の作用効果について説明する。まず
水の流れについて述べると、水道本管１より流入
管３を経て耐震性貯水槽２内に導入された水はそ
の上部内壁面附近に位置する流入管の管端１０よ
り貯水槽２内にほぼ接線方向に流入するので、貯
水槽２内の水は均一な渦状の流れを生起する。一
方、貯水槽２内の水は中央下方に位置する流出管
の管端１１より槽外に排出されるので貯水槽２内
の水は上下運動をも起すことになる。すなわち、
水道本管１より貯水槽２内に導入された水は貯水
槽２内において壁面沿いに回流しながら上層、中
層、下層域へと動き、順次流出管の管端１１を通
じて水道本管１に還戻する。従つて、通水量との
関係で把握される水の循環効果と入れ換え効果
（後述の実験結果参照）は著しく向上するので、
貯水槽２内において水が腐敗するおそれはなく、
地震等による水道断水時にあつても飲用に適した
浄水が得られる。

一方、貯水槽自体についても、本発明は周壁を
鋼製のダブルハル構造としたため、板厚を薄くし
ても水道本管直結の圧力水槽に必要とされる耐内
圧強度（5kg／cm²〜50t／cm²）を満足させること
ができ、かつ耐震設計上要求される土圧外圧
（8.2t／m²）をクリアできる秀れた耐震性を発揮
するのみならず、周壁の内面は平滑でリブの露出
がないので水の循環効果を阻害することがなく、
貯水槽周壁の内面に防錆手段としての合成樹脂を
附着させるに当つても理想的である。なお、本発
明の貯水槽は鋼製であるため、水の循環乃至入れ
換えを著しく妨げる上床板の支柱が不要になるこ
とはいうまでもない。

また、本発明による貯水槽は竪型円筒状である
から設置現場でタンク周壁を組立形成し、タンク
周壁の内側の土を掘設してタンク本体の自重でこ
れをすべらせて沈下させる工法（井筒沈下工法）
で施工することができる。したがつて土留め根切
りのため、鋼矢板を打てないような狭い現場にも
設置することができ、矢板の打込み、引抜きに伴
う騒音振動の発生の問題、工期の長期化の問題、
施工占有面積が広くなる問題等をすべて解決する
ことが可能になる。

〈実験結果〉本発明者らは貯水槽内における流入管と流出管
の取付位置特に前記各管端部の配設位置および方
向の相違による水の循環効果乃至入れ換え効果差
異を調査するため、容量100lの模型水槽を用い
て実験を行つた。

この実験を行うに当つては、予め標識物として
食紅を用いた予備実験を行つた上で、前記食紅よ
りも比重の小さい下記の標識化合物を採用して、
注水時の拡散効果ならびに排水時の退色効果を確
認した。

使用した模型水槽は下記の通りである（第１１
図参照）。なお、同図において前記第１図乃至第
１０図に示した部材または部位に対応するものに
ついては、前記の符号にダッシュ（′）を付して
示す。

模型水槽Ａ…本発明の実施例に対応する。

模型水槽Ｂ…流入管の管端１０′が真下に向いて
おり、水が垂直方向に流入するようにした点を
除き、模型水槽Ａと同じ。

模型水槽Ｃ…流入管の管端１０′の高さを水槽の
ほぼ中央部まで下げた点を除き、模型水槽Ａと
同じ。

模型水槽Ｄ…流入管の管端１０′を水槽内の下方
まで下げ、流出管の管端１１′を水槽内の上方
まであげた点を除き、模型水槽Ａと同じ。

ちなみに上記各模型水槽における流入管３′は
上方の流入水調整タンクに接続し、流出管４′は
定量ポンプに接続した。

実験は、各模型水槽に予め標識化合物としての
Ｎ−（１−ナフチル）エチレンジアミン塩酸塩の
5ppm水溶液を満たした後、流入管３′より真水を
5／分の割合で流入させ、流出管４′より流出
した試料を適当な時間的間隔を置いて採取し、そ
の濃度を測定することにより行つた。

なお実験によれば、流量や流速を様々に変化さ
せてみても、配管位置（向きを含む）を変えない
限り、標識化合物の濃度変化は殆んど起らないこ
とを確認した。そこで本発明者らは流速（単位時
間当りの流量）を一定として、配管位置如何によ
る濃度変化を調べ、それによつて本発明による効
果を確かめた。以下、上記実験の結果を流出液濃
度の経時的変化として第１２図に示す。同図に示
す濃度は上記化合物の5ppm水溶液を100％として
計算したものである。

第１２図に示すように、通水開始後40分経過時
（200l、すなわち水槽容量の２倍の水を通水させ
た時）の流出液濃度は模型水槽Ａ，Ｂの場合が最
も低く、それぞれ約1.0％であつた。すなわち、
模型水槽Ａ，Ｂの場合には、水槽容量の２倍の水
を通水させることにより約99.0％の水が入れかわ
つたことになる。更に、上記の時点以降における
流出液濃度については模型水槽Ａの場合に最も良
い減少効果が見られ、例えば水槽容量の３倍の水
を通水させた時には流出液濃度は約0.1％となり
約99.9％の水が入れかわつたことになる。以後時
間の経過に伴い、模型水槽Ａにおける流出液濃度
は他の模型水槽の場合に比べて著しく低下した。
従つて、本発明の実施例に対応する模型水槽Ａは
水の循環効果乃至入れかえ効果の面で他の模型水
槽よりもすぐれていることが判明した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す平面図、第２図
は第１図II−II線における断面図、第３図は第１
図III−III線における断面図、第４図は第１図IV−
IV線における断面図、第５図は第１図V−V線に
おける断面図、第６図は第２図VI−VI線における
断面図、第７図は第６図VII−VII線における断面
図、第８図は上床板を示す平面図、第９図は下床
板を示す平面図、第１０図は第９図Ｘ−Ｘ線にお
ける断面図、第１１図は各模型水槽を示す断面
図、第１２図は実験結果としての流出液濃度の経
時的変化を示すグラフである。１：水道本管、２：耐震性貯水槽、３：流入
管、４：流出管、５〜７：弁、８，９：伸縮継
手、１０：流入管の管端、１１：流出管の管端、
１２：採水管、１３：手動ポンプ、１４：消火栓
用導水管、１５：空気管、１６：空気弁、１７：
溢水管、１８：側溝、１９：仕切弁、２０：安全
弁、２１：周壁、２２：上床板、２３：下床板、
２４：内壁、２５：外壁、２６：リブ、２７：上
部周壁、２８：下部周壁、２９：上部セグメン
ト、３０：下部セグメント、３１，３２：鋼製基
板、３３，３４：リブ、３５，３６：コンクリー
ト、３７：合成樹脂、３８：釜場、３９：ピツ
ト、４０：栗石、４１：コンクリート、４４：マ
ンホール、４５：栗石止め、４６：釜場塞ぎ板。

Claims

【特許請求の範囲】１竪型円筒状の耐震性鋼製貯水槽の周壁を内壁
と外壁との間にリブを設けたダブルハル構造と
し、該貯水槽に設けた流入管と流出管の一端をそ
れぞれ上水道本管に接続すると共に、他端を貯水
槽内に開口させ、かつ前記流入管の開口端は貯水
槽内の上部内壁面附近において該内壁面に対し、
ほぼ接線方向を向くようになし、一方前記流出管
の開口端はこれを貯水槽内の中央下方に位置する
ようにしたことを特徴とする耐震性貯水槽。