JP2013170376A

JP2013170376A - 捨水装置

Info

Publication number: JP2013170376A
Application number: JP2012034194A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Motokura; 義弘本蔵
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2013-09-02

Abstract

【課題】コストの削減が可能であるとともに容易に捨水を行うことが可能な捨水装置を提供する。
【解決手段】地中に埋設された上水道配水管に連結された捨水配管と、前記捨水配管に設置された電磁弁と、前記電磁弁の開閉を制御する制御部と、前記制御部に電力を供給する電源部と、地上に設置され、前記制御部及び前記電源部を収納する収納容器と、を備え、前記捨水配管の末端は排水系に設置され、前記制御部により前記電磁弁が開放されたのに伴って排水系に捨水することを特徴とする捨水装置。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、捨水装置に関する。

浄水場から各需要家に至るまでの上水道の配水管網においては、その構造上、水道水が流れやすい幹・支線や、水道水がほとんど流れない幹・支線が存在している。水道水の流速が遅い配水管内や、水道水が使用されずに停滞している配水管内においては、水道水の残留塩素の低下を招く事態が生じうる。

また、配水管網を構成する管材質や敷設・埋設状況によっては、配水管内に発生した錆や、配水管内の堆積物などによって、残留塩素の低下、濁度や色度の上昇と言った水質基準を逸脱する事態が発生している事業体も少なくは無い状況にある。

このような事態に対しては、予め水質劣化を想定できる地点や、水質苦情などの情報を基に設定した地点において、人海戦術によって定期的に配水管内から排水するいわゆる捨水作業を実施している。捨水水量は収益にならない無収水量であり、捨水作業にかかる人件費と併せて事業体の収益を圧迫している。

特開２００７−１９８０３３号公報特開２００９−２２１７６２号公報

本実施形態の目的は、コストの削減が可能であるとともに容易に捨水を行うことが可能な捨水装置を提供することにある。

本実施形態によれば、
地中に埋設された上水道配水管に連結された捨水配管と、前記捨水配管に設置された電磁弁と、前記電磁弁の開閉を制御する制御部と、前記制御部に電力を供給する電源部と、地上に設置され、前記制御部及び前記電源部を収納する収納容器と、を備え、前記捨水配管の末端は排水系に設置され、前記制御部により前記電磁弁が開放されたのに伴って排水系に捨水することを特徴とする捨水装置が提供される。

図１は、本実施形態における捨水装置の一構成例を概略的に示す図である。図２は、本実施形態における捨水装置１の他の構成例を概略的に示す図である。図３は、図２に示した捨水装置１における捨水制御動作を説明するためのフローチャートである。図４は、本実施形態における捨水装置１の他の構成例を概略的に示す図である。図５は、図４に示した捨水装置１における捨水制御動作を説明するためのフローチャートである。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態における捨水装置１の一構成例を概略的に示す図である。

すなわち、捨水装置１は、捨水配管１０、電磁弁２０、制御部３０、電源部４０、収納容器５０を備えている。捨水配管１０は、地中に埋設された上水道配水管Ｗに連結されている。このような捨水配管１０には、上水道配水管Ｗから水道水が流れ込む。なお、捨水配管１０の末端は、例えば、排水が可能な下水道管や河川などの排水系に設置されている。

電磁弁２０は、捨水配管１０に設置されている。より具体的には、電磁弁２０は、捨水配管１０の中途部、つまり、上水道配水管Ｗと排水系Ｄとの間に設置されている。この電磁弁２０は、捨水配管１０に流れ込んだ水道水の流れを流通もしくは遮断する。つまり、電磁弁２０が開放の状態では、上水道配水管Ｗから捨水配管１０に流れ込んだ水道水は排水系Ｄに向かって流通する。一方、電磁弁２０が閉鎖の状態では、上水道配水管Ｗから捨水配管１０に流れ込んだ水道水の流れは遮断され、排水系Ｄへの流通が阻止される。

制御部３０は、電磁弁２０の開閉を制御する。この制御部３０による捨水制御動作は後に詳述する。

電源部４０は、制御部３０に電力を供給する。この電源部４０は、例えば、太陽光発電装置ＰＶ、風力発電装置ＷＰ、及び、外部電源ＯＰの少なくとも１つに接続された充電器４１と、充電器４１によって充電される蓄電池４２と、を備えている。なお、この電源部４０は、一次電池であっても良い。

収納容器５０は、地上に設置され、少なくとも制御部３０及び電源部４０を収納している。この収納容器５０は、例えば、ポール状に形成されている。なお、図示した例では、電磁弁２０は、地上側に設置されており、収納容器５０に収納されている。

このような構成の捨水装置１においては、制御部３０は、必要に応じて電磁弁２０を開放して捨水を行う。例えば、制御部３０は、電源部４０が十分な電力を有する場合に電磁弁２０を開放して捨水を行う、あるいは、電源部４０において十分な電力が充電されたのに伴って電磁弁２０を開放して捨水を行うなどの捨水制御が可能である。一方で、上記の通り、捨水水量は収益にならない無収水量であるため、必要以上の捨水は行わないことが望ましい。

また、本実施形態の捨水装置１は、据置型である。このため、捨水作業のたびに、作業員が可搬型の捨水装置を毎回持ち運びし、現地に出向いて捨水作業を行う場合と比較して、捨水作業にかかる人材を確保する必要がなくなり、人件費を抑制することが可能となるとともに、捨水作業のたびに作業員が現地に出向く必要がなくなり、作業員の負荷の軽減及び捨水作業に要する作業効率の改善を図ることが可能となる。

また、本実施形態の捨水装置１では、その主要部である制御部３０及び電源部４０が地上に設置された収納容器５０に収納されている。このため、排水マスやマンホール内に捨水装置を設置する場合と比較して、浸水による主要部の水没を防止することが可能となり、厳重な浸水対策が不要となるため、装置のコストを削減することが可能となる。また、捨水装置１そのものが排水マスなどにおいて浸水することも防止することが可能となり、水道水としての衛生面で問題となるような事態の発生を抑制することが可能となる。

また、ポール状に形成された収納容器５０を適用した場合には、比較的小さなスペースに設置することが可能となるとともに、捨水を需要者に積極的にＰＲすることが可能となる。

また、本実施形態の捨水装置１は、地上に設置された据置型であるため、収納容器５０には、太陽光発電装置ＰＶや風力発電装置ＷＰを設置することが可能である。捨水装置１の稼動電源として太陽光発電装置ＰＶや風力発電装置ＷＰを利用することで、電源部４０に一次電池を使用した場合と比較して、電池交換などのメンテナンス頻度を低減することができ、更なる人件費の抑制及び作業員の負荷の軽減を図ることが可能となる。また、停電が発生したり、外部電源ＯＰが不安定な状況が続いたりしたとしても、太陽光発電装置ＰＶや風力発電装置ＷＰによって安定的に電力を確保することが可能となり、安定的に捨水作業を行うことが可能となる。

次に、制御部３０による他の捨水制御動作について説明する。

図２は、本実施形態における捨水装置１の他の構成例を概略的に示す図である。

図１に示した構成例と比較して、さらに、電磁弁２０を開閉するタイミングに対応したタイミング情報を記憶する記憶部６０を備えた点で相違している。ここでのタイミング情報とは、例えば電磁弁２０を開放する日時、頻度（例えば、２日に１回）、電磁弁２０の開放時間などの情報である。この記憶部６０は、例えば、収納容器５０に収納されている。他の構成については、図１に示した例と同一であり、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

図３は、図２に示した捨水装置１における捨水制御動作を説明するためのフローチャートである。

すなわち、制御部３０は、記憶部６０に記憶されたタイミング情報を参照して、現在時刻が電磁弁２０を開放する開タイミングであるか否かを判断する（ＳＴ１１）。そして、制御部３０は、開タイミングであると判断したのに基づいて（ＳＴ１１、ＹＥＳ）、電磁弁２０を開放する（ＳＴ１２）。電磁弁２０が開放されたのに伴って、上水道配水管Ｗから捨水配管１０に流れ込んだ水道水が排水系Ｄに捨水される。

続いて、制御部３０は、電磁弁２０を閉鎖するか否かを判断する（ＳＴ１３）。例えば、制御部３０は、記憶部６０に記憶されたタイミング情報を参照して、現在時刻が電磁弁２０を閉鎖する閉タイミングであるか否かを判断する。あるいは、制御部３０は、電磁弁２０を開放してから所定時間が経過したか否かを判断する。

そして、制御部３０は、記憶部６０に記憶されたタイミング情報を参照して閉タイミングであると判断したのに基づいて、あるいは、電磁弁２０を開放してから所定時間が経過したと判断したのに基づいて（ＳＴ１３、ＹＥＳ）、電磁弁２０を閉鎖する（ＳＴ１４）。これにより、一連の捨水制御動作が終了し、再びステップＳＴ１１に戻る。

このような捨水制御動作によれば、捨水水量を低減することが可能となる。したがって、更なるコストの削減が可能となる。また、制御部３０による電磁弁２０の開閉以外に、電力を必要とする電気的な駆動要素を必要としないため、低コスト且つ低消費電力を実現可能となる。

図４は、本実施形態における捨水装置１の他の構成例を概略的に示す図である。

図１に示した構成例と比較して、さらに、上水道配水管Ｗの水道水の水質を検査する水質センサ７０を備えた点で相違している。ここでの水質センサ７０は、例えば、水道水の水質として、残留塩素を測定する残留塩素計、水温を測定する水温計、ｐＨを測定するｐＨ計、濁度を測定する濁度計などである。なお、水質センサ７０については、低コスト且つ低消費電力の観点から、電気的な駆動を必要としないものを選択することが望ましい。また、水質センサ７０のうち、常時電力を必要とするものを適用する場合には、外部電源を取り込むことで対応可能となる。

捨水配管１０は、上水道配水管Ｗと連結された位置から電磁弁２０までの間で分岐し、水質センサ７０に連結されている。水質センサ７０に流れ込んだ水道水は捨水される。他の構成については、図１に示した例と同一であり、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

図５は、図４に示した捨水装置１における捨水制御動作を説明するためのフローチャートである。

すなわち、制御部３０は、水質センサ７０によって検査された水道水の水質が所定の水質基準範囲外であるか否かを判断する（ＳＴ２１）。例えば、水質センサ７０が流れ込んだ水道水の残留塩素を測定する残留塩素計である場合、制御部３０は、所定の水質基準として、許容される残留塩素濃度の下限値（例えば、約０．１５ｍｇ／Ｌ）を閾値として有している。

そして、制御部３０は、水質センサによって検査された水道水の水質が所定の水質基準範囲外であると判断したのに基づいて（ＳＴ２１、ＹＥＳ）、電磁弁２０を開放する（ＳＴ２２）。例えば、制御部３０は、水質センサ７０によって検査された水道水の残留塩素濃度が閾値を下回ったと判断したのに基づいて、電磁弁２０を開放する。電磁弁２０が開放されたのに伴って、上水道配水管Ｗから捨水配管１０に流れ込んだ水道水を排水系Ｄが捨水される。

続いて、制御部３０は、電磁弁２０を閉鎖するか否かを判断する（ＳＴ２３）。例えば、制御部３０は、水質センサ７０によって検査された水道水の水質が所定の水質基準範囲内であるか否かを判断する（より具体的には、制御部３０は、水質センサ７０によって検査された水道水の残留塩素濃度が閾値を上回ったか否かを判断する）。あるいは、制御部３０は、電磁弁２０を開放してから所定時間が経過したか否かを判断する。

そして、制御部３０は、水質センサ７０によって検査された水道水の水質が所定の水質基準範囲内であると判断したのに基づいて、あるいは、電磁弁２０を開放してから所定時間が経過したと判断したのに基づいて（ＳＴ２３、ＹＥＳ）、電磁弁２０を閉鎖する（ＳＴ２４）。これにより、一連の捨水制御動作が終了し、再びステップＳＴ２１に戻る。

このような捨水制御動作によれば、捨水水量を低減することが可能となる。したがって、更なるコストの削減が可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、コストの削減が可能であるとともに容易に捨水を行うことが可能な捨水装置を提供することが可能となる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Ｗ…上水道配水管Ｄ…排水系
ＰＶ…太陽光発電装置ＷＰ…風力発電装置ＯＰ…外部電源
１…捨水装置
１０…捨水配管
２０…電磁弁
３０…制御部
４０…電源部４１…充電器４２…蓄電池
５０…収納容器
６０…記憶部
７０…水質センサ

Claims

地中に埋設された上水道配水管に連結された捨水配管と、
前記捨水配管に設置された電磁弁と、
前記電磁弁の開閉を制御する制御部と、
前記制御部に電力を供給する電源部と、
地上に設置され、前記制御部及び前記電源部を収納する収納容器と、を備え、
前記捨水配管の末端は排水系に設置され、
前記制御部により前記電磁弁が開放されたのに伴って排水系に捨水することを特徴とする捨水装置。
前記電源部は、太陽光発電装置、風力発電装置、及び、外部電源の少なくとも１つに接続された充電器と、前記充電器によって充電される蓄電池と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の捨水装置。
前記収納容器は、ポール状に形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の捨水装置。
さらに、前記電磁弁を開閉するタイミングに対応したタイミング情報を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されたタイミング情報を参照して開タイミングであると判断したのに基づいて前記電磁弁を開放することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の捨水装置。
前記制御部は、前記記憶部に記憶されたタイミング情報を参照して閉タイミングであると判断したのに基づいて、あるいは、前記電磁弁を開放してから所定時間が経過したと判断したのに基づいて、前記電磁弁を閉鎖することを特徴とする請求項４に記載の捨水装置。
さらに、上水道配水管の水道水の水質を検査する水質センサを備え、
前記制御部は、前記水質センサによって検査された水道水の水質が所定の水質基準範囲外であると判断したのに基づいて前記電磁弁を開放することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の捨水装置。
前記制御部は、前記水質センサによって検査された水道水の水質が所定の水質基準範囲内であると判断したのに基づいて、あるいは、前記電磁弁を開放してから所定時間が経過したと判断したのに基づいて、前記電磁弁を閉鎖することを特徴とする請求項６に記載の捨水装置。