JP2008240484A - 地表部又は地上部への給水装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 車両又は歩行者の通行する路面に露出する弾性変形可能又は上下動可能な板状体12と、板状体12の設けられた路面付近から下方に延びて帯水層21内を通り、所望の給水箇所まで延長する管路11と、管路11に設けられた透水口24から管路内への地下水の吸入を許容する第一の弁14と、管路内へ吸入された地下水を給水側へ排出することを許容するように管路に設けられた第二の弁15と、管路11において第一の弁14よりも上方に設けられたピストン13と、板状体12が弾性変形又は上下動することにより生じた変位をピストン13が管路11で往復動する力に変換させる手段とを備える。
【選択図】 図1
Description
しかしながら、これ以外の用途、例えば、ヒートアイランド現象抑制のために、舗装道路やコンクリート構造物へ散水したり、または都市化により枯れた河川に水を供給して水辺環境を整えるというような環境保護目的で地下水を汲み上げる場合、ポンプを含む装置を比較的長時間に亘り制御する必要があり、ポンプの起動及び停止操作を人間が行うことには無理があり、一方、電力によりポンプや制御装置を稼動させる場合には、その電力コストは小さなものではない。また環境保護目的で地下水を汲み上げる場合、火力又は原子力発電所等から供給された電気を装置の動力として使用することには抵抗感もある。
この装置は、道路の舗装層内の保水部に地下水を供給するものであり、太陽電池がコントローラを介して送電管により地下水送出ポンプと接続され、地下水送出ポンプのON/OFF制御はコントローラにより行われる。一般的に、太陽電池により発電された電力を利用する場合には、電流を変換する装置や、電気を蓄電する装置等の複雑な設備が必要であるため、これら装置やコントローラの維持管理は煩雑であり、手間が掛かることが考えられる。
すなわち、管路は、流体収容部から下方に延ばして帯水層まで到達させ、更に、帯水層から側方及び上方に向けて延長して所望の給水箇所に到達させる。ピストンは、管路内における帯水層よりも若干上方又は帯水層付近に配置される。流体収容部内からピストンまでの管路内には、例えば、空気等の気体又は水や油等の液体からなる流体が密閉状態、すなわち、ピストンよりも下方に漏れ出ないように充填される。管路には、ピストンよりも下方の帯水層内に位置する箇所に透水口が形成され、この透水口に第一の弁が設けられる。また管路内において、第一の弁よりも給水箇所に近い位置に第二の弁が設けられる。
以上の構成により、車両又は歩行者が板状体上に載ると、板状体が下方に変位し、その変位が油等の流体を介して圧力としてピストンに伝わり、ピストンを下方に押し下げる。ピストンが下方に動くことにより、ピストン下方の管路内の地下水が圧力を受けて第一の弁を閉鎖すると共に第二の弁を開放し、管路内の地下水は給水側に圧送される。
また車両又は歩行者が板状体上を通過すると、板状体が上方の初期位置まで復元し、その復元の動きが流体を介してピストンを上方に引き上げる力として作用する。ピストンが上方に動くことにより、ピストン下方の管路内の地下水にも上方への力が作用し、第一の弁を開放すると共に第二の弁を閉鎖し、地下水を管路内に吸入させることができる。
したがって、本発明の給水装置では、電力によらずピストンを上下動させることが可能になり、地下水の汲み上げに利用することができる。
なお管路内における第一の弁、第二の弁、透水口の相互の配置関係は、上述の管路に流体が充填された給水装置と同様である。
以上の構成により、車両又は歩行者が板状体上を通過すると、板状体が上下動し、この変位によりシャフト部材がピストンを上下動させて、地下水の汲み上げが可能になる。
なお、図1の道路は表面に透水性舗装層19が形成され、その下に保水層18が形成される。
この透水性舗装層19は、例えば、粒径がそろった砕石とアスファルトとから成るポーラスな混合材あるいはポーラスコンクリートのような材料から形成されるものである。
また保水層18は、例えば、砕石と細粒分から構成される混合土、ポーラスコンクリート、保水性レンガあるいは木質チップのような材料から形成されるものである。
流体圧シリンダ管11aは、上端が流体収容部16に連通するように上部連結管11dで連結され、流体圧シリンダ管11a内における地下水位付近又は地下水位よりも若干下方にピストン13が摺動可能に配置される。ピストン13は、ピストン13よりも上方の流体圧シリンダ管11a内から上部連結管11dを介して流体収容部16内に至るまでの空間を密閉するものであり、この密閉空間に油等の流体17が充填されている。ピストン13よりも下方の流体圧シリンダ管11a内は地下水23で満たされる。流体圧シリンダ管11aには、ピストン13よりも低く、且つ地下水位よりも低い位置に透水口24が形成され、この透水口24には第一の弁14が取り付けられる。第一の弁14は、地下水23がケーシング22内から流体圧シリンダ管11a内に流入するのを許容するように開放し、この地下水が流体圧シリンダ管11a内からケーシング22へ逆流するのを阻止するように閉鎖する一方向弁(逆止弁)である。
なお、管路11における下部連結管11cは、シリンダ管11aと導水管11bとを連通させることができるものであれば、特に、図1の形状に限定されるものではない。例えば、下部連結管11cとしてU字形状の管体を採用し、U字形管体の一方の開口が流体圧シリンダ管11aとほぼ同径、他方の開口が導水管11bとほぼ同径のものを使用し、それぞれ開口で連結するようにしても良い。
給水装置10の板状体12は、図2(b)のように、車両26又は歩行者が載っていないとき、上方に向けて若干膨らんだ形状になっている。この板状体12の上に車両又は歩行者が載ると、図2(a)のように、板状体12は下方に押されて変形し、流体収容部16内の流体17には矢印で示したような圧力が生じ、この流体17の圧力が流体圧シリンダ管11a内を通ってピストン13まで伝わり、ピストン13を下方に押し動かす。このピストン13の動きにより、流体圧シリンダ管11a内の地下水には下方に押す圧力が作用し、第一の弁14は閉鎖し、第二の弁15は開放し、地下水は下部連結管11cを通って導水管11b内に押し出され、この圧力により導水管11b内の地下水が給水管11を通って道路の保水層18に散布される。
以上のように、本発明の給水装置10では、車両26又は歩行者が板状体31の上を通り過ぎることにより、板状体12を弾性変形させてピストン13を上下動させ、地下水をケーシング22内から流体圧シリンダ管11a内へ吸い込み、その地下水を流体圧シリンダ管11から導水管11b内に押し出し、給水管25から地下水を散布し、これを繰り返すことにより、地下水を所望の給水箇所に継続的に散布するものである。
図3の給水装置30は、板状体31の変位をピストンが往復動する力に変換させる手段が、図1の給水装置10とは異なるものである。
給水装置30では、凹形状の溝32が道路の幅方向に延長するように形成され、この凹状溝32の全長を覆うように板状体31が道路表面に設けられる。この板状体31は、その幅が凹状溝32の幅よりも若干狭く、この上に車両や歩行者が載ったときにも弾性変形しないものが使用され、凹状溝32内にはコイルスプリング等の弾性部材33が設けられ、この弾性部材33により板状体31が道路表面とほぼ同じ高さに支持される。これにより、板状体31の上に車両や歩行者が載ったときに、板状体31は数ミリ程度下方に沈下し、車両や歩行者が通過した後に、板状体31は弾性部材33により初期位置に戻される。
なお、板状体は、上述した形態以外にも、例えば、その幅が凹状溝32の幅よりも若干広く、弾性変形可能なものを使用し、凹状溝32を覆うように道路表面に設けることも可能である。この形態では、板状体の下方に弾性部材は設置しなくても良く、板状体の上に車両や歩行者が載ったときに、板状体が変形して下方に膨らみ、車両や歩行者の通過後は初期形状に復元するものであれば良い。
なお、シャフト部材35とピストン13、及びシャフト部材35と板状体31は、それぞれ枢軸により回動可能に連結するのが好ましい。
以上の構成により、車両又は歩行者が板状体31上を通過して板状体31が上下動すると、この変位によりシャフト部材35がピストン13を上下動させ、第一の弁14及び第二の弁15が図1の形態と同様に作動し、地下水をケーシング22内からシリンダ管34a内へ吸い込み、その地下水をシリンダ管34bから導水管34b内に押し出し、給水管25から保水層18への地下水の散布が可能になる。
11 管路
11a 流体圧シリンダ管
11b 導水管
12 板状体
13 ピストン
14 第一の弁
15 第二の弁
16 流体収容部
17 流体
18 保水層
21 帯水層
24 透水口
31 板状体
34 管路
34a シリンダ管
34b 導水管
35 シャフト部材
Claims (5)
- 電車もしくは自動車等の車両、または歩行者の重量を利用して地下水を揚水し、地表部又は地上部の所望の場所へ給水する装置であって、
車両又は歩行者の通行する路面に露出する弾性変形可能又は上下動可能な板状体と、当該板状体の設けられた路面付近から下方に延びて帯水層内を通り、所望の給水箇所まで延長する管路と、当該管路に設けられた透水口から管路内への地下水の吸入を許容する第一の弁と、管路内へ吸入された地下水を給水側へ排出することを許容するように管路に設けられた第二の弁と、管路において第一の弁よりも上方に設けられたピストンと、前記板状体が弾性変形又は上下動することにより生じた変位をピストンが管路で往復動する力に変換させる手段とを備え、
車両又は歩行者が板状体に載ると、板状体が下方に変位を生じてピストンを下方に動かし、第一の弁を閉鎖すると共に第二の弁を開放し、管路内の地下水を圧送して地表部又は地上部の所望の場所へ給水し、
車両又は歩行者が板状体上を過ぎると、板状体が上方に復元し、ピストンを上方に動かし、第二の弁を閉鎖すると共に第一の弁を開放し、透水口から管路内へ地下水を吸入することを特徴とする地表部又は地上部への給水装置。 - 前記管路は、道路の舗装層内の保水層へ給水するように当該保水層まで延長したものである請求項1に記載の地表部又は地上部への給水装置。
- 前記管路は、道路の中央及び側方に設けられた植栽へ給水するように当該植栽地帯まで延長したものである請求項2に記載の地表部又は地上部への給水装置。
- 前記板状体の変位をピストンが往復動する力に変換させる手段は、前記板状体を含み内部に空間が形成された流体収容部と、当該流体収容部を前記管路に連通させる連結管と、前記流体収容部内から連結管を介して管路のピストンに至るまでの空間に充填された流体とを有するものである請求項1に記載の地表部又は地上部への給水装置。
- 前記板状体の変位をピストンが往復動する力に変換させる手段は、前記板状体に一端が連結され、前記管路内を通って他端がピストンに連結されたシャフト部材である請求項1に記載の地表部又は地上部への給水装置。
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