JP2018076726A - 貯水制御方法及び貯水システム - Google Patents

Abstract

【課題】地震発生時に、できるだけ多くの飲料水を確保することができる貯水制御方法及び貯水システムを提供する。【解決手段】本発明に係る貯水制御方法は、被水供給部へ水木を供給する送水管が第１弁を介して接続され、給水管が第２弁を介して接続された貯水槽における貯水制御方法であって、被水供給部へ水を供給する際には、前記第１弁を開状態に維持して前記貯水槽から送水を行い、前記第２弁を前記貯水槽の残量に応じて開閉する、通常運用モードと、地震を検知したとき、前記第１弁を閉状態に維持して前記貯水槽からの送水を停止し、前記第２弁を開状態に維持して前記貯水槽への給水を行う緊急運用モードと、を備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、貯水制御方法及び貯水システムに関する。

従来より、建物には貯水槽が付設されており、この貯水槽に上水道からの水を貯水した上で、建物に給水を行っている。このような貯水槽は、地震が発生したときに利用されることが期待される。そのため、例えば、特許文献１では、地震情報を受信すると、貯水槽に設けられた弁を閉じ、貯水槽から水が排水されるのを防止する貯水システムが開示されている。

特開２００６−１０９０７２号公報

ところで、地震が発生した場合には、上水道が広範囲に亘って破損しているおそれがあり、時間の経過とともに上水の供給が停止する可能性がある。したがって、被災者が利用する飲料水や生活水をできるだけ確保しておく必要がある。これに対し、上述した特許文献１の貯水システムは、排水を制御することで貯水を確保するものであるが、地震発生時には多くの水が必要になるため、さらに多くの水の確保を行うことができる貯水システムが要望されていた。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、地震発生時に、多くの水を確保することができる貯水制御方法及び貯水システムを提供することを目的とする。

本発明に係る貯水制御方法は、被水供給部へ水を供給する送水管が第１弁を介して接続され、給水管が第２弁を介して接続された貯水槽における貯水制御方法であって、被水供給部へ水を供給する際には前記第１弁を開状態に維持して前記貯水槽からの送水を行い、前記第２弁を前記貯水槽の残量に応じて開閉する通常運用モードと、地震を検知したとき、前記第１弁を閉状態に維持して前記貯水槽から送水を停止し、前記第２弁を開状態に維持して前記貯水槽への給水を行う緊急運用モードと、を備えている。

地震が発生した場合、上水道は多くの箇所で破損するおそれがあり、これによって、建物などの被水供給部への給水はいずれ停止することになる。そのため、給水が停止する前に、できるだけの水を確保する必要がある。そこで、本発明においては、地震を検知した場合には、緊急運用モードに移行し、第１弁を閉状態に維持して送水管からの送水を停止し、第２弁を開状態に維持して給水管からの給水を開始することで、貯水槽内にできるだけの水を確保するようにしている。これにより、上水道からの給水が停止する前に、多くの飲み水を確保することができ、被災者への救援に利用することができる。

なお、通常運用モードとは、地震が発生していないときに、被水供給部へ水を供給するモードであり、緊急運用モードとは、地震が発生したときに、通常運用モードから移行するモードである。

上記各貯水制御方法においては、検知した地震に関する情報を記憶する地震情報記憶ステップをさらに備えることができる。

これにより、記憶した地震に関する情報を事後的に利用することができる。例えば、この貯水槽の付近の地震の程度を事後的に正確に知ることができる。あるいは、この情報を通信回線などで送信することもできる。

上記各貯水制御方法では、前記緊急運用モードにおいて、所定時間経過後に、前記貯水槽が所定の貯水量に満たないとき、前記第２弁を閉状態にして前記給水管からの給水を停止することができる。

このように、所定時間が経過しても貯水槽が所定の貯水量に満たないときには、例えば、貯水槽が破損し、水が漏れているなどの問題が生じている可能性がある。このような場合には、上記のように、給水管からの給水を停止することで、水が無駄に給水されるのを防止することができる。

上記各貯水制御方法においては、地震を検知した後、前記貯水槽に関する情報を送信する情報送信ステップをさらに備えることができる。

これにより、例えば、貯水槽の貯水状況などを送信することができ、被災者への救援物資に関する情報として活用することができる。

上記各貯水制御方法では、前記緊急運用モードにおいて、前記通常運用モードにおける最大貯水量を超える緊急時用の最大貯水量まで給水を行うことができる。

通常、貯水槽の満水位は、上記のように、貯水槽の天面から所定の距離をあけるなど、規則などで決められていることが多いが、地震のような緊急時には、通常の最大貯水量を越える貯水量に貯水することができる。これにより、より多くの飲み水を確保することができる。

上記各貯水制御方法では、前記緊急運用モードにおいて、前記給水管の圧力が低下していることを検知したとき、前記第２弁を閉状態にして前記給水管からの給水を停止することができる。

このように給水管の圧力の低下を検知した場合には、給水管、あるいは給水管へ水を供給する上水道が破損している可能性がある。したがって、第２弁を閉じ、給水を停止することで、破損箇所から汚水が流入するのを防止することができる。

本発明に係る貯水システムは、給水管及び送水管が接続された貯水槽と、前記貯水槽から前記送水管への送水を制御する第１弁と、前記給水管から前記貯水槽への給水を制御する第２弁と、地震を検知する検知部と、前記第１弁及び第２弁の開閉を制御する制御部と、を備え、前記検知部により地震を検知したとき、前記制御部は、前記第１弁を閉状態にして前記貯水槽からの送水を停止し、前記第２弁を開状態にして前記貯水槽への給水を開始するように制御を行う。

上記各貯水システムにおいて、前記制御部は、通常運用時の第１最大貯水量と、前記第１最大貯水量を超える緊急時の第２最大貯水量とを設定するように構成することができ、前記検知部が地震を検知した後、前記第２最大貯水量まで給水を行うように、前記第２弁を制御することができる。

上記各貯水システムにおいて、前記給水管の圧力を検知する圧力検知部をさらに備えることができ、前記圧力検知部により、前記給水管の圧力が所定値よりも低下していることを検知したとき、前記制御部は、前記第２弁を閉状態にして前記給水管からの給水を停止することができる。

本発明によれば、地震発生時に、できるだけ多くの飲料水を確保することができる。

本発明に係る貯水システムの一実施形態を示す斜視図である。 図１の貯水システムの概略構成図である。 通常運用モードでの貯水制御方法を示すフローチャートである。 緊急運用モードでの貯水制御方法を示すフローチャートである。

以下に、本発明に係る貯水システム及び貯水制御方法の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。以下では、まず、貯水システムの概要を説明し、その後、この貯水システムにおける貯水制御方法について説明する。

＜１．貯水システム＞
図１は本実施形態に係る貯水システムの斜視図、図２は図１の貯水システムの概略構成図である。図１及び図２に示すように、この貯水システムは、建物などに付設され、一般的には、建物内（被水供給部）へ水を供給するために用いられるものであり、直方体状の貯水槽１と、この貯水槽１に接続される排水管（送水管）２と、同じくこの貯水槽１に接続される給水管３と、排水や給水などの制御を行う制御盤４と、を備えている。

貯水槽１は、建物へ供給する水を貯水する貯水空間を有し、ＦＲＰなどの樹脂性のパネル、ステンレスなどの金属製のパネルなど、種々の材料で形成することができる。また、貯水槽１の天面１１には、直方体状の隆起部１２が形成されており、この隆起部１２に給水管３が接続されている。そして、隆起部１２の内部は貯水空間と連通する中空に形成されており、この中空の空間内に給水管３の給水口３３が位置するように構成されている。そのため、例えば、貯水槽１に水が満水になったとしても、給水管３の給水口３３には水が接触しないようになっている。

給水管３は、公共の上水道に接続されており、上水道からの水を貯水槽１に給水するものである。この給水管３には、貯水槽１への給水を制御する給水弁（第２弁）３１が取り付けられており、この給水弁３１は制御盤４によって開閉されるようになっている。また、この給水管３において、給水弁３１よりも上流側には給水管３内の圧力を測定する圧力計（圧力検知部）３２が取り付けられている。

貯水槽１の側面１６の下部には、上述した排水管２が接続されている。排水管２は、貯水槽１から建物へ水を供給するものであり、貯水槽１からの排水（送水）を制御する排水弁（第１弁）２１が取り付けられている。この排水弁２１は制御盤４によって開閉されるようになっている。

図２に示すように、貯水槽１の内部には、水位センサ１３が設けられており、貯水槽１内の水位を測定できるようになっている。水位センサ１３は、例えば、水圧を検出することで、水位を算出するものを用いることができる。但し、これ以外でもフロート式など水位が測定できれば特には限定されない。また、貯水槽１の内部には、オーバーフロー管１４が配置されている。このオーバーフロー管１４は、貯水槽１の内部から外部へと延びるように配置されている。より詳細に説明すると、オーバーフロー管１４の一端部の開口１４１は、貯水槽１の天面から所定の長さだけ離れた位置に配置されている。これにより、貯水槽１内の水は所定量を超えると、オーバーフロー管１４の開口１４１に流れ込み貯水槽１の外部へ排出されるようになっている。したがって、貯水槽１には、所定量以上の貯水ができないようになっている。

さらに、オーバーフロー管１４には、オーバーフロー弁１５が取り付けられており、このオーバーフロー弁１５は制御盤４によって開閉されるようになっている。

図２に示すように、制御盤４には、主として上記各弁２１，３１，１５の開閉を制御するコントローラ４１、振動を検知するセンサ４２、通信部４３、ＧＰＳ発信機４４、及びバッテリ４５が設けられている。また、コントローラ４１には、センサ４２で検知した振動を記憶する記憶部４１１、及びタイマー４１２が内蔵されている。記憶部４１１は、例えば、ＨＤＤ、ＳＳＤなどで構成することができる。センサ４２は、加速度センサなどで構成され、主として地震などの振動を検知するものであり、この検知に基づいて、コントローラ４１が、上記各弁２１，３１，１５の開閉を行う。また、コントローラ４１は、水位センサ１３に基づいて３つの水位を設定している。すなわち、図２に示すように、給水が必要となる給水開始水位（例えば、貯水槽の容積の６０％程度）、通常運用時の最大貯水量（第１最大貯水量）となる第１満水位（例えば、天面１１から２００〜５００ｍｍ程度）、及び緊急時の最大貯水量（第２最大貯水量）であり、通常運用時の最大貯水量を超える第２満水位（例えば、天面１１まで）を設定している。なお、第１満水位は、オーバーフロー管１４の開口１４１とほぼ同じ位置であり、第２満水位は、オーバーフロー管１４の開口１４１よりも高い水位である。

また、この制御盤４は、通常は公共の送電線より給電をされているが、上記のようにバッテリ４５を備えており、緊急時に送電線からの給電が停止した場合には、バッテリ４５によりコントローラ４１が駆動するようになっている。

通信部４３は、有線または無線により、公共の電話回線または専用のネットワークと通信するものである。ＧＰＳ発信機４４は、地震により通信部４３が外部との通信を遮断されたとき、貯水槽１の位置を発信するために用いられる。

＜２．貯水制御方法＞
次に、上記貯水システムにより貯水制御方法について、図３及び図４を参照しつつ説明する。本実施形態に係る貯水制御方法は、地震が発生していないときの通常運用モードと、地震が発生したときの緊急運用モードと、を有する。図３は通常運用モードでの貯水制御方法を示すフローチャートであり、図４は緊急運用モードでの貯水制御方法を示すフローチャートである。

＜２−１．通常運用モード＞
図３に示すように、通常運用モードでは、排水弁２１を開き、貯水槽１から排水管２へ排水を行って、建物へ水を供給する（ステップＳ１０１）。そして、水位センサ１３で貯水槽１内の水位を監視しつつ、水位が上記給水開始水位よりも低下すると（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、コントローラ４１は、給水弁３１を開き、給水管３１から給水を行う（ステップＳ１０３）。そして、通常運用モードの最大貯水量となる第１満水位に達すると（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、コントローラ４１は、給水弁３１を閉じ、給水を停止する（ステップＳ１０５）。そして、排水を停止する場合には（ステップＳ１０６のＮＯ）、排水弁２１を閉じ、排水を停止する（ステップＳ１０７）。一方、排水を停止しない場合には（ステップＳ１０６のＮＯ）、上記ステップＳ１０２〜Ｓ１０５を繰り返す。

＜２−２．緊急運用モード＞
次に、緊急運用モードについて説明する。図４に示すように、センサ４２が地震を検知すると（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、コントローラ４１は、排水弁２１及びオーバーフロー弁１５を閉じるとともに、給水弁３１を開く（ステップＳ２０２）。また、公共の電気の供給が停止した場合には、制御盤４をバッテリ４５による駆動に切り替える。そして、排水弁２１が閉じることで、貯水槽１からの排水が停止し、給水弁３１が開くことで、貯水槽１内への給水が開始される。但し、地震発生時に給水弁３１が開いていた場合には、そのままの給水を続ける。また、オーバーフロー弁１５を閉じることで、オーバーフロー管１４への水の流入が規制されることになり、オーバーフロー管１４の開口よりも高い水位まで貯水が可能となる。そして、コントローラ４１は、貯水槽１内の水位が第２満水位に達すると（ステップＳ２０３のＹＥＳ）、給水弁３１を閉じ、給水を停止する（ステップＳ２０４）。

また、給水弁３１を開いてからの時間はタイマー４１２で計時されており、所定時間内に第２満水位に達しないときには（ステップＳ２０５のＹＥＳ）、貯水槽１が破損し、水が漏れている可能性がある。この場合には、給水弁３１を閉じ、給水を停止する（ステップＳ２０４）。これにより、無駄に水が給水されるのを防止することができる。なお、給水弁３１を閉じるタイミングは、給水弁３１を開いたときを基準とするほか、種々の時間に基づいて設定することができる。

このほか、給水管３に設けられた圧力計３２により給水管３の圧力の低下を検知した場合には、給水管３、あるいは給水管３へ水を供給する上水道が破損している可能性がある。この場合は、破損箇所から汚水が流入する可能性があるため、給水弁３１を閉じ、給水を停止する。

さらに、センサ４２で地震を検知したときには、その振動を記憶部４１１に記憶するとともに、通信部４３によって記憶した振動を送信する。送信先は、この貯水システムの管理を行っている施設、当該地域の行政機関などであり、これによって、この貯水槽１が設置されている位置での地震の程度を送信することができる。また、貯水量などの貯水状況や、貯水槽１の各部位の故障の有無なども通信部４３を介して送信することができる。さらに、地震によって通信部４３による通信が遮断されているときには、ＧＰＳ発信機４４により、この貯水槽１の位置を確認することができる。これにより、被災者に対する救援物資を提供するための情報とすることができる。

＜３．特徴＞
以上のように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
（１）地震が発生した場合、上水道は多くの箇所で破損するおそれがあり、これによって、各建物への給水はいずれ停止することになる。そのため、給水が停止する前に、できるだけの水を確保する必要がある。そこで、本実施形態では、地震を検知した場合には、排水管２からの排水を停止するとともに、給水管３からの給水を開始し、貯水槽１内にできるだけの水を確保するようにしている。これにより、上水道からの給水が停止する前に、多くの飲み水を確保することができ、被災者への救援に利用することができる。

（２）通常、貯水槽１の第１満水位は、上記のように、貯水槽１の天面１１から所定の距離をあけるなど、規則などで決められていることが多いが、地震のような緊急時に限り、上記のように、通常の第１満水位を越える第２満水位で貯水することができる。これにより、被災者用に、より多くの飲み水を確保することができる。なお、貯水量が第２満水位になったとしても、給水管３の吸水口３３は、貯水槽１の天面１１に設けられた隆起部１２内に配置され、貯水に接触しない。したがって、貯水の衛生を確保することができる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。以下、変形例について説明する。但し、以下の変形例は適宜組合せ可能である。

＜１＞
上記実施形態では、全ての弁２１，３１，１５の開閉をコントローラ４１で制御しているが、例えば、各弁２１，３１，１５に振動を検知するセンサを設けておき、このセンサで振動を検知した場合に、各弁２１，３１，１５を開閉できるようにすることもできる。あるいは、開または閉のいずれかのみ、コントローラ４１で制御することもできる。なお、上記実施形態のコントローラ４１が、本発明の制御部に相当するが、各弁２１，３１，１５において開閉の制御を行う場合には、本発明の制御部は各弁に設けられる。

＜２＞
上記実施形態では、制御盤４に設けられたセンサ４２で、地震の振動を検知しているが、例えば、通信部４３を介して、気象庁などの地震警報に係る信号を受信し、これによって地震を検知することもできる。また、各弁２１，３１，１５にセンサを設けた場合にも同様に構成することができる。但し、このような地震情報は、実際に検知される振動と相違する場合があるため、実態に即した運用を行うためには、上述したようなセンサ４２を設けて地震を検知することが好ましい。

＜３＞
上記実施形態では、地震発生時にオーバーフロー弁１５を閉じているが、開いたままにしておき、第１満水位を最大水位とすることもできる。

＜４＞
貯水槽１の形状は特には限定されず、種々の形状が可能である。また、定期的な清掃のため、貯水槽１の内部空間を複数に区切ることができる。また、排水管２及び給水管３は複数設けてもよい。また、隆起部１２やオーバーフロー管１４は必ずしも設ける必要はなく、必要に応じて適宜設ければよい。

＜５＞
上記通常運用モードでは、貯水槽１の水位が、給水開始水位まで下がったときに、給水を開始し、第１満水位に達したときに給水を停止しているが、これに限定されるものではなく、貯水槽１の水の残量に応じて、給水弁３１を適宜開閉して残量を調整すればよい。

＜６＞
上記緊急運用モードでは、給水弁３１を開状態にすることと、排水弁２１及びオーバーフロー弁１５を閉状態にすることとは、いずれを先に行ってもよいし、あるいは同時に行うこともできる。

＜７＞
上記実施形態では、被水供給部として、建物に水を供給する例を挙げたが、これに限定されるものではなく、建物以外の種々の施設、貯水池、池などの自然の水の供給地など、種々のものを被水供給部とすることができる。

＜８＞
給水弁３１、排水弁２１、及びオーバーフロー弁１５を設ける位置は特には限定されず、貯水槽１への給水、排水、及びオーバーフローを調整できる位置であれば，どの位置でもよい。

１ 貯水槽
２ 排水管（送水管）
２１ 排水弁（第１弁）
３ 給水管
３１ 給水弁（第２弁）
３２ 圧力検知部（圧力計）
４ コントローラ（制御部）
４１１ 記憶部
４２ センサ（検知部）
４３ 通信部

Claims (9)

1. 被水供給部へ水を供給する送水管が第１弁を介して接続され、給水管が第２弁を介して接続された貯水槽における貯水制御方法であって、
   被水供給部へ水を供給する際には、前記第１弁を開状態に維持して前記貯水槽から送水を行い、前記第２弁を前記貯水槽の残量に応じて開閉する通常運用モードと、
   地震を検知したとき、前記第１弁を閉状態に維持して前記貯水槽からの送水を停止し、前記第２弁を開状態に維持して前記貯水槽への給水を行う緊急運用モードと、
   を備えている、貯水制御方法。
2. 検知した地震に関する情報を記憶する地震情報記憶ステップをさらに備えている、請求項１に記載の貯水制御方法。
3. 前記緊急運用モードにおいては、所定時間経過後に、前記貯水槽が所定の貯水量に満たないとき、前記第２弁を閉状態にして前記給水管からの給水を停止する、請求項１または２に記載の貯水制御方法。
4. 地震を検知した後、前記貯水槽に関する情報を送信する情報送信ステップをさらに備えている、請求項１から３のいずれかに記載の貯水制御方法。
5. 前記緊急運用モードにおいては、前記通常運用モードにおける最大貯水量を超える緊急時用の最大貯水量まで給水を行う、請求項１から４のいずれかに記載の貯水制御方法。
6. 前記緊急運用モードにおいては、前記給水管の圧力が低下していることを検知したとき、前記第２弁を閉状態にして前記給水管からの給水を停止する、請求項１から５のいずれかに記載の貯水制御方法。
7. 給水管及び送水管が接続された貯水槽と、
   前記貯水槽から前記送水管への送水を制御する第１弁と、
   前記給水管から前記貯水槽への給水を制御する第２弁と、
   地震を検知する検知部と、
   前記第１弁及び第２弁の開閉を制御する制御部と、
   を備え、
   前記検知部により地震を検知したとき、前記制御部は、前記第１弁を閉状態にして前記貯水槽からの送水を停止し、前記第２弁を開状態にして前記貯水槽への給水を開始するように制御を行う、貯水システム。
8. 前記制御部は、通常運用時の第１最大貯水量と、前記第１最大貯水量を超える緊急時の第２最大貯水量とを設定するように構成され、
   前記検知部が地震を検知した後、前記第２最大貯水量まで給水を行うように、前記第２弁を制御する、請求項７に記載の貯水システム。
9. 前記給水管の圧力を検知する圧力検知部をさらに備え、
   前記圧力検知部により、前記給水管の圧力が所定値よりも低下していることを検知したとき、前記制御部は、前記第２弁を閉状態にして前記給水管からの給水を停止する、請求項７または８に記載の貯水システム。

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