JP2014132133A - 散水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】夏場の温暖化対策として、少量の水を長時間散水するのに、井戸ポンプを使用するより省エネでしかも安定した水量の水を散水できるようにする。
【解決手段】密閉式の貯水タンク３０に、圧縮空気用タンク２０から減圧弁等２２で、一定圧となるように調整した圧縮空気を加圧し、貯水タンク３０から水を排出させ、流量をゲートバルブ等３２で調整し、散水器具４０により散水する散水装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、加圧空気の膨張力により適度に散水を行うことができる散水方法に関するものである。

夏場を快適に過ごすために散水をして道路、家屋全体や屋根を冷却する方法が昔から行われている。近年では、このような散水は、水道水を機械的に撒くことが行われている。このように機械的に行われる散水は、畑などでもよく行われている。
このような機械的な散水は、少量の水を長時間散水することで、散水する水量を押さえつつ所望の散水効果を得ることができるように行われている。具体的には、水圧ポンプによる散水や上水道をそのまま用いて行う散水等がある。
しかし水圧ポンプで散水するとポンプの電気消費量が大きく、コストがかかる他、少量の水を散布するために水圧ポンプを用いるとポンプへの負荷が大きくなり、結果としてポンプの故障も増加する。また上水道をそのまま用いて直圧式で散水する方法では、配管の強度をあげないと水漏れをする危険がある他、水量を調節するのが困難で、結果的にあまり少量の散布量に維持できずに所望の水量よりも大量に水を使用することになる。

特許文献１には揚水した地下水を圧力容器からなるタンク内に貯蔵し、該タンクに圧縮空気を注入することでタンク内の水を外部に押し出すことにより散水を行う装置及び方法が提案されている。

実用新案文献２には圧力タンク内部を圧縮空気用蓄圧室と噴霧媒体封入室に分離し、蓄圧室から噴霧媒体封入室の圧縮空気を一定の圧力で噴霧媒体封入室に供給する連通手段とを備えた圧力タンクと車両用電源にて駆動するコンプレッサーにより構成され、圧力タンクと噴霧ノズル連通する噴霧装置が提案されている。

特開２００６−１７００８２号公報

実用新案文献２

実開平６−０５０４７９号公報

しかしながら、上述の特許文献１の提案にかかる装置及び当該装置を用いた散水方法では、水の使用量が多くなりすぎ、地下水の使える場所であればいいが、そうでない場合には水の使用量が多くなりすぎて水資源の確保、電気使用量及び水使用量の観点から問題があった。このため、低使用電力で且つ少ない水使用量で十分な散水を行うことができる散水装置及び散水方法の開発が要望されているのが現状である。

また実用新案文献２の噴霧装置は一つの圧力タンクを圧縮空気用蓄圧室と噴霧媒体封入室に分けて使用する噴霧装置なので、その圧力タンクの強度等に制約され、封入液の容量の大きい圧力タンクを制作するとコストが高くなり実用に向かない。また電動式コンプレッサーにより圧縮空気を蓄圧する方法も有効であるがその他に人力空気圧縮器や水圧等による圧縮空気を蓄圧する方法も散水装置には有効である。

したがって、本発明の目的は、低使用電力で且つ少ない水使用量で十分な散水を行うことができる散水装置を提供することにある。

本発明者は、上記の課題を解消すべく鋭意検討した結果、貯水した加圧容器内に容器内の圧力があまり高くならない範囲で圧縮空気を投入して水を排出するようにすれば上記目的を達成しうることを知見し本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は下記散水装置を提供するものである。
圧縮空気用圧力タンクと貯水タンクを減圧弁等を介して連結し、減圧弁等にて圧力を一定とした加圧空気を貯水タンクに加圧し、貯水タンクとゲートバルブ等で連結した散水器具にて散水する。その際水量は、主にゲートバルブ等で調整するが、必要に応じて加圧空気の圧力を調整する。

本発明の散水装置は、少ない消費エネルギーで且つ少量の水量でも長時間にわたり水を撒くことができるものである。

図１は、本発明の散水装置の１実施形態全体の概要を示す模式図である。 図２は、本発明の散水装置の２実施形態全体の概要を示す模式図である 図３は、図１，図２の貯水タンクの内部構造を示す縦方向断面図である。

散水装置１；散水装置２；コンプレッサー１０；圧縮空気用タンク２０；貯水タンク３０；散水器具４０；逆止弁２１；減圧弁２２；バルブ３１；ゲートバルブ等３２；バルブ３３；逆止弁３４；配管５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１；

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
図１に示す本実施形態の散水装置１は、圧縮空気を生成するコンプレッサー１０と、コンプレッサー１０に連結されている圧縮空気用圧力タンク２０と減圧弁２２を介して連結された貯水タンク３０とゲートバルブ等３２を介して連結された散水器具４０とからなる。

図２に示す本実施形態の散水装置２は、弁３１を介して上水道又は水圧ポンプ等から、水を貯水タンク３０に供給し、３０とその水圧によって加圧された圧縮空気用タンク２０と弁３３を介して連結する。２０と減圧弁２２を介して連結された貯水タンク３０とゲートバルブ等３２を介して連結された散水器具４０とからなる。

本実施形態の散水装置１において、コンプレッサー１０は、通常空気を圧縮して移送する際に用いられるものを特に制限なく用いることができる。人力の空気圧縮器も用いることができる。散水装置１及び２において圧縮空気用タンク２０は圧縮空気供給口５２と圧縮空気排出口５３を具備している。逆止弁２１と一定圧を供給するための減圧弁２２は通常空気を圧縮して移送する際に用いられるものを特に制限なく用いることができる。
貯水タンク３０は、図３に示すように、耐圧容器からなる本体３０と、本体３０の上部に設けられた圧縮空気注入口５５と圧縮空気排出口５８を具備し、本体３０の最下部に設けられた水供給口５６と水排出口５７とを具備している。
本体３０は、中空の耐圧容器であり、各開口部には開閉自在とするためのバルブ３１、３２、３３、３４、を具備し、それらは、通常空気を圧縮して移送する際に用いられるものを特に制限なく用いることができる。圧縮空気注入口５５に設けられた減圧弁２２と逆止弁３４は圧縮空気用タンク２０と配管５３，５４，５５、を介して連結されている。水供給口５６に設けられたバルブ３１は配管６１を介して水道や水圧ポンプ等の水供給源（図示せず）に連結されている。ゲートバルブ等３２は配管５７、６０を介して散水器具４０に連結されている。また、各バルブ３１，３２，３３，３４、はそれぞれ特に図示しないが開閉自在の弁機構が内蔵されており、開閉時には本体の内部を加圧状態で保持できるようになっている。

本体の３０容量は、散水装置１は、５０〜１０００ リットルとするのが好ましい。
散水装置２は２０〜２００ リットルとするのが好ましい。
圧縮空気用タンク１０は１０〜４０ リットルとするのが好ましい。

本実施形態において用いられる配管５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５９，６０，６１は、鉄製や塩化ビニル製の配管の他、可撓性のあるプラスチックホースを用いることもでき、特に配管６０としては可撓性のあるビニールホースなどを用いることが好ましい。
散水器具４０としては、特開平０６−１８２２６６号公報に記載されている回転式のスプリンクラーなどのように３つのノズルが水圧により回転するように構成されたもの等を用いることができる。また散水チュブ、霧状散水装置等を用いることができる

そして、本発明の散水方法は、上記散水装置を用いて以下のように実施することができる。
すなわち、貯水タンク３０内に水を貯水する貯水工程と、貯水タンク３０内に圧力調整した圧縮空気を注入して貯水タンク３０内を加圧して、水排出口５７から水を排出して散水する加圧散水工程とを行う。

以下、さらに詳細に説明する。
図１の散水装置１の貯水工程は、バルブ３２、３４、が閉鎖されている状態でバルブ３３を大気に開放して、バルブ３１より水道水又は水圧ポンプ等にて水を供給することにより行う。 この際、投入量は、本体３０の内容積の１／３〜１０／１０とするのが効果的に水を排出して散水を行えるようにする点で好ましい。

図２の散水装置２の貯水工程は、バルブ３２，３４、が閉鎖されている状態でバルブ３１より水道水又は水圧ポンプ等にて水を供給し、バルブ３３と連結した圧縮空気用タンク２０内の空気を加圧する。井戸ポンプの圧力タンクのように水を供給しながら空気を加圧する。この際、投入量は、本体３０の内容積の４／５〜１０／１０とするのが効果的に水を排出して散水を行えるようにする点で好ましい。

加圧散水工程は、貯水工程の終了後、圧縮空気用タンク２０より、減圧弁２２を介して割合に圧力が高くならないように調整した圧縮空気を貯水タンクに加圧する。この際、圧縮空気は貯水タンクの本体３０内の圧力を０．０２〜０．２ＭＰａに、好ましくは０．０５〜０．１２ＭＰａに調整して投入する。貯水タンク３０とゲートバルブ等３２を介して連結された散水器具４０により散水するが、上記圧力を上記範囲となるように調整し、ゲートバルブ等３２、を調整し適度な排出量で水を散水することが可能となる。
また、この工程を行うに際しては、本体３０内部の圧力が上述の範囲内となるように内部のある力を圧力計でモニタリングしながら圧縮空気を逐次導入するのが好ましい。
そして、このように本体３０からの水の排出を行うことで散水器具４０から適量の散水が行われることになる。

上述のように上記散水装置を用いて散水を行うことにより、一旦本体３０内に収容された量の水で十分な長時間の散水を行うことができ、水や電気使用量をおさえつつ効果的な散水を行うことができる。
また、本発明の散水方法では、ゲートバルブ等３２と本体３０内部の圧力調製することで水の散布量を容易に調整できるという利点もある。

なお、本発明の散水方法は、貯水工程は従来の水道及び水圧ポンプ等を用いて貯水タンクに貯水するが、散水工程は圧縮空気の膨張性を利用して散水することが特長です、また圧縮空気の排出圧力を割合に低い範囲で水に加圧することが特長です、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

以下、本発明を、実施例を示して詳細に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。

家庭用コンプレッサーで、０．７６ＭＰａの圧縮空気を２０リットル製造した。その使用した電力量は０．０２５ｋＷｈであった。
別に、断面積１０７５ｃｍ^２、容量１１６リットルの本体内に１００リットルの水を投入した（貯水工程）。
ついで、水投入口のバルブを閉鎖して、得られた圧縮空気を本体内における上部に形成された空隙に注入して本体の内部を加圧した、その際の容器の本体内部の圧力は０．０５ＭＰａであった。
次に水排出口のバルブを開放して水量を調整し散水を行った。
その結果、７０分間以上の散水を行うことができた。
また、別に１１６リットルの本体いっぱいに水を投入しておき（貯水工程）、その他は同様に散水を行ったところ、コンプレッサーの消費電力は０．０３７ｋｗｈであり、同様に８０分間以上の散水を行うことができた。

実施例１と同じ本体を用いて、貯水工程で本体内に１１５リットルの水を投入しておき、水投入口のバルブを閉鎖した後、０．０８ＭＰａの圧縮空気を本体内に投入し、水排出口のバルブを開放して屋根に設置した散水器具を通じて屋根の散水を行った。散水器具としてのスプリンクラーを一つ設けた場合には約５０分間散水を行うことができた。またスプリンクラーを２つ設けた場合には約２５分間散水を行うことができた。この際の電力使用量は０．０６０ｋｗｈであった。
通常の深井戸用ポンプで１１５Ｌの水を汲み上げるとき、約４分間で汲み上げると０．０７５ｋｗｈ消費し、約３２分間だと０．３２ｋｗｈ消費する。この対比からも明らかなように本発明の散水方法は消費電力の観点からも有利である。

本発明の散水方法は、空気圧によって水を押し出すため省電力にて長時間安定して散水でき、家庭用、工業施設、酪農施設の屋根散水装置や家庭菜園用の散水システムや駐車場等への霧状散水装置として好適である。

本発明者は、上記の課題を解消すべく鋭意検討した結果、貯水した加圧容器内に容器内の圧力があまり高くならない範囲で圧縮空気を投入して水を排出するようにすれば上記目的を達成しうることを知見し本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は下記散水装置を提供するものである。
圧縮空気用圧力タンクと貯水タンクを減圧弁を介して連結し減圧弁等にて圧力を０．０２〜０．２ＭPa未満の範囲で一定として加圧空気を貯水タンクに加圧し、貯水タンクとゲートバルブ等で連結した散水器具にて散水する。その際水量は主にゲートバルブ等で調整するが必要に応じて加圧空気の圧力を調整する。

本発明の散水装置は、少ない消費エネルギーで且つ少量の水量でも長時間にわたり水を撒くことができるものである。本散水装置は、上水道の水圧よりも低い水圧を容易に作り出すことが出来、必要以上の水量を散水することがなくなります。また貯水タンクに貯水し、圧縮空気用圧力タンクに圧縮空気を貯めれば水道施設・電気施設の有無に関係なく散水できます。

Claims (2)

1. 密閉式の貯水タンク３０に、圧縮空気用タンク２０から、減圧弁等２２で一定圧となるように調整した圧縮空気を加圧し、貯水タンクから水を排出させ、流量をゲートバルブ等３２で調整し、散水器具４０により散水する散水装置。
2. 密閉式の貯水タンク３０に、加圧する圧縮空気の加圧力を０．０２〜０．２ＭＰａとする請求項１の散水装置

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