JP3158524U

JP3158524U - 断水時全自動給水装置

Info

Publication number: JP3158524U
Application number: JP2009006981U
Authority: JP
Inventors: 高橋　勲; 勲高橋
Original assignee: 高橋　勲; 勲高橋
Priority date: 2009-08-19
Filing date: 2009-08-19
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2019-08-19

Abstract

【課題】断水、そして断水解消又断水と長期にわたり繰り返えされても全く特別操作や作業を必要とせず普段通り家内蛇口より新鮮水を供給できる、断水時全自動給水装置を提供する。【解決手段】水槽１と同容積のガス圧力槽２との間にガス供給管４を接続し水槽１にはさらに上水道管５を接続し先端部（水槽内）には自動開閉弁９を取付底部には、家内配管へ続く流出口６を設け、底部水留部には、フロート式ガス漏れ防止弁１０を取付る。ガス圧力槽２内には、水道水圧と同圧の窒素ガスを充填する。さらにガス圧力保持のための予備ガスボンベ３を設置しガス供給用耐圧ホース１３をガス圧力槽に接続する。【選択図】図１

Description

本考案は災害等による断水時において特別な操作又作業を全ったく必要とせず普段通り家内蛇口より水を使用することができしかも、その後断水の度に何度でも繰り返し長い年月にわたって上記の機能を発揮させることができる個人住宅向けの全自動給水装置に関する。

従来個人住宅向けの断水時による、水供給装置は特許文献１で示される様に常に新しい清水を、備蓄することが出来るとともに停電時及断水時においても通常の家内蛇口を使用して給水可能とした装置も提案されている。
特開平９−１２５４７１

上記の断水時における、水供給手段としてガス圧力を利用ししかも特別な操作や作業を必要とせず普段使用の蛇口より水を取り出せることも可能とする提案は大変有効性が高いと考えられる。

しかしながら断水が解消し再び水槽内へ上水道水が給水される場合において、すでに水槽内に充満している水を送り出すために使われた圧力ガスを外部へ輩出せねば、ならない。このため一度目の断水時による家内蛇口よりの水供給は可能であっても二度目の断水時ではすでに消費されたガスを再び圧力容器等に補充しないかぎり家内蛇口よりの水供給はできない。

断水は災害時によるものだけでなく節水による断水又本管工事等による断水など数多くある。そして、さらに震災等による断水も何年後か又何十年後かに起きるか不明でありその間にも断水は度度起きることも考えられる。したがって断水の度にガスの入替やそれに属する作業を、することなく何度も繰り返し活用できしかも上記（０００３）の有効性を発揮できる装置が求められる。

本考案は上水道圧に耐える水槽と水槽と同容積のガス圧力槽と、ガス予備タンクの３機種を主として、構成された装置である。
水槽とガス圧力槽との間にガス供給配管を接続し圧力槽内の圧力ガスはガス供給配管を通り水槽上部より水槽内を加圧し水槽内の水を水槽底部の家内配管へとつづく流出口より押し出すため常時加圧している。

通常時水槽は上部に接続された上水道管より水道水が流入し満水状態であり家内にて、水使用した量だけ新鮮水と入れ替わる。
この時点で水槽内には水道水圧（例せば４ｋｇ／ｃｍ^２）の圧力がかかっている。
一方ガス圧力槽には、水圧と同圧の４ｋｇ／ｃｍ^２−Ｇ（絶対圧力５ｋｇ／ｃｍ^２−Ａ）の圧力の窒素ガスを充填する。
ガスは供給配管を通り水槽側のガス流入口にて水道水圧と同圧であるため、水槽内が満水時ではこの流入口の位置にてガス流動は、停止し常時水槽内を加圧している。したがって通常時では、ガス圧力ではなく水道水圧が家内蛇口まで水を供給する。

断水時では上水道水の流入は止まるため水槽内の水道水圧は０となる、これに替わり常時水槽内を加圧していたガス圧力（０００６）記載により水槽内を加圧し槽内の水を底部流出口より水を押し出す効果をもたらし家内蛇口よりの水使用が可能となる。
水槽内の水量が減少すれば水槽内のガスにしめる容積は増大し水槽内の水量が０の時点ではガスにしめる容積はガス圧力槽と水槽内の容積分も加わるため２倍となる。容積が２倍となればガス圧力は１／２の２．５ｋｇ／ｃｍ^２−Ａ（ゲージ圧力１．５ｋｇ／ｃｍ^２−Ｇ）となる。
家内配管継手及蛇口等の水流抵抗を考慮すれば家内蛇口より水を取り出すためには、１．５ｋｇ／ｃｍ^２〜２ｋｇ／ｃｍ^２の圧力が必要と考えられる。上記の装置ではこの数値を上回っておりこれにより水槽内の水を最後まで押し出すことが可能である

断水状態の解消時では再び水槽内に上水道水が流入し水槽内の水位も次第に上昇する。これによりすでに水槽内に充満せしガスの容積も次第に縮少し、ガス圧力も縮少量だけ高まりガス圧力槽へ移動する。水槽内が満水状態となれば（０００７）記載の状態に戻る。この水槽とガス圧力槽との間を、水槽内の水量に応じて、ガス流のサイクルは何度も繰り返すことが可能であるためこれにより上記の果題を、解決できるものである。

本考案の最大の特徴は常時上水道水が入れ替わる備蓄用水槽とガス圧力槽を兼ね備え断水、そして断水解消の事態が長年にわたり何度繰り返されても特別操作や作業を必要とせず通常通りの水使用を、可能としたものである。

以下本考案の実施の形態を図１に基ずいて説明する。
水槽１と同容積のガス圧力槽２と予備ガスボンベ３を基本として構成された断水時全自動給水装置の全体図である。
水槽１とガス圧力槽２は断面図で表わしている。
水槽１とガス圧力槽にはガス供給配管４を配管し、ガス流が両槽内を常に移動流を可能にする。水槽１には更に上水道管５が、接続され、通常時では常に満水状態であり水槽内は（例４ｋｇ／ｃｍ^２）の水圧が掛かっている。水槽底部には水流出口６があり家内配管へと続く供給管７と直結されている。一方ガス圧力槽２には水道水圧と同じ圧力４ｋｇ／ｃｍ^２−Ｇ絶対圧力では５ｋｇ／ｃｍ^２−Ａのガスを充填する。実際にはガス圧力槽２内の容積はガス供給配管４内の容積も含まれるため水槽１には点検用（水槽内）スペース８を設けガス圧力槽＋供給配管の容積と同じとすることが重要である。

次に本考案装置の設置場所について言及する。
予備ガスボンベ３は極希に取替えも考えられるため地上設置が好ましいと考える。水槽１及びガス圧力槽２については地中埋設が好ましいと考える。その理由として。

（ロ）両槽合わせれば設置面積が大きく、個人住宅用としては不向である。
（ハ）水槽が、満水時では、その重量はかなりのものであるため、地震災害時では、大変危険なもの、となる。
又破損等により、装置の機能を大巾に低下させる恐があるため。

断水時においては、上水道水の流入は止まると同時にガス漏れと、水道水の逆流の両方を、同時に防止する自動開閉弁９（図３参照）が閉じ水圧に替わり常時水槽内（１）を加圧していたガス圧力により水槽１内を加圧し槽内の水を底部流出口６より押し出す効果をもたらし、家内蛇口よりの水使用が可能となる。水槽１内の水量が減少すれば水槽１内のガスにしめる容積は次第に増大していく。
水槽内の水残量が少量となる、時点では、水槽１内を加圧するガスが水と共に底部流出口６より流出し家内蛇口より吹き出すことを防止するためのフロートを兼ね備えた、フロート式ガス漏れ防止弁１０（図２参照）を設ける。

水槽１内の水量が０となった、時点では、水槽１内はすべてガスとなり全体のガスにしめる、容積は両槽（水槽とガス圧力槽）が同容積であるため水槽１満水時の２倍となる。容積が２倍となればガス圧力は１／２の２．５ｋｇ／ｃｍ^２−Ａ（１．５ｋｇ／ｃｍ^２−Ｇ）とこの時点においても（０００７）記載の最低必要圧力１．５ｋｇ／ｃｍ^２〜２ｋｇ／ｃｍ^２を上回っており水槽内の水を最後まで押し出すことが可能であることを示している。

上記の最低必要圧力をガス圧力槽内において保持するため予備ガスボンベ３を設けガス圧力調整バルブ１１を備え、さらにガス圧力計１２を備えガス圧力槽２とガス供給用耐圧ホース１３により継がれている。又予備ガスボンベ３からの供給圧力設定値は２．５ｋｇ／ｃｍ^２−Ａ（１．５ｋｇ／ｃｍ^２−Ｇ）とする。この値は断水時に水槽内の水が残量０となる時点での水槽及ガス圧力槽内の圧力と同圧である。
上記の補充圧力より高ければ、断水解消時水槽内の水が満水とは、ならず、水槽に対して十分な水の備蓄は出来ない。
圧縮された水槽内のガス圧力と上水道圧力の吊り合いの水位（位置）が水槽満水位より下となるからである。

水槽１内は、通常時では満水である。しかし断水し、さらに水槽内の水を使い切れば、この時点で水槽内は、ガスで満され水槽はガス圧力槽同様となる。つまり、同容積のガス圧力槽が供給配管を通して２槽になる。
この時点でガス圧力を上水道水圧４ｋｇ／ｃｍ^２の半分の２ｋｇ／ｃｍ^２−Ｇに設定し両槽内に充満させておく。断水解消し、水槽内に再び水が流入すれば水道水圧４ｋｇ／ｃｍ^２に対して、ガス圧力は、この時点では、２ｋｇ／ｃｍ^２−Ｇであるから、圧力の高い水は水槽内に流入し水位も次第に高く、なるにしたがって、全体のガス容積は縮少しつつ、圧力は高まりつつ、ガス圧力槽内へと戻っていく。

水槽内が満水となれば全体のガス容積はガス圧力槽内と供給配管内分のみとなり、水槽内の水量が０時点の１／２となる。一方ガス圧力は２倍の４ｋｇ／ｃｍ^２−Ｇになる。この圧力は水道水圧と同じであり満水時にて、水道水圧＝ガス圧力となり、上水道水はこれ以上ガス供給配管内にまで流れ込まない。この００１１、００１４、００１６、００１７記載である一連の作用又流動作が人の手を借りることなく全自動である。
これにより、断水又断水解消し又断水と繰り返されても全自動にて普段通り水使用が可能となる。

本考案の断水時全自動給水装置は、個人住宅向け、としているが
○水槽内の容積とガス圧力槽内（供給配管内も含む）の容積を全ったく同じ、とする。
○水槽とガス圧力槽の間にガス供給配管を接続し、両槽内へのガス流動を可能にする。
○水槽満水時点での上水道圧と同圧の窒素ガスをガス圧力槽内へ充填する。
上記の条件を満した本考案装置であれば装置自体の規模の大、小、については、何ら間題は、なく公共の大型施設でも活用できるものと考える。

続いて図２で示すロート式ガス漏れ防止弁の説明をする。
本弁は上部から見た図形は円形型である。非常に浮力を持つ構造である、フロート１６とガス漏れ防止弁１７（以下弁とする）を連動する様シヤフト１８にて連結する。１９は水槽内であり、水槽内に水が入っていればフロート１６及び連動する弁１７は浮力により上昇しフロートブレ防止ガイド２０に添ってフロートスドッパー２１で上げ止まる仕組となっている。
２２内は水槽底部より円形状で、一段下がっている。
水槽内の水が、小量となるに従って、フロート１６も下がり水位が０の時点で図の様に、フロートに連動する弁１７は、水槽内流出口を、完全に防ぐ。
しかしながらこの時点でも２２内は水満水である。これは、この時点ではガスが水槽内で充満し２．５ｋｇ／ｃｍ^２−Ａ（１．５ｋｇ／ｃｍ^２−Ｇ）の圧力がありこの２２内の水が媒介となり水と共にガスが流出口より吹き出すことを防ぐことが出来る。

図３は自動開閉弁の正面図である。
水槽上部の上水道管先端（水槽内）に取り付けられている。
弁２３には、シヤフト２４が取付られ十字型に組まれたシヤフト支持板２５がこれを支えシヤフト２４にはコイルスプリング２６が組込れ上部より水道水が流入すれば水流圧により弁２３は押し下げられこれによりコイルスプリング２６は縮む。断水時では、上水道水流は、止まるためコイルスプリング２６の戻る力、つまり伸びる力によりシヤフト２４に直結された弁２３は上がり開閉弁は閉られ水の逆流及圧力ガスの漏れを防ぐことが出来る。

断水時全自動給水装置の全体図である。フロート式ガス漏れ防止弁の正面の断面図である。自動開閉弁の正面の断面図である。

表１

水槽内の水量とガス圧力及気体量を表わしたものである。

１水槽
２ガス圧力槽
３予備ガスボンベ
４ガス供給配管
５上水道管
６水流出口
７水供給管
８点検用スペース
９自動開閉弁
１０フロート式ガス漏れ防止弁
１１ガス圧力調整バルブ
１２ガス圧力計
１３ガス供給用耐圧ホース
１４ガス圧力計
１５断熱材
１６フロート
１７ガス漏れ防止弁
１８シヤフト
１９水槽内
２０フロートブレ防止ガイド
（実祭は４本で構成されている）
２１フロートストッパー
２２フロート式ガス漏れ防止弁１０の機能に俗する水溜部
２３弁
２４シヤフト
２５シヤフト支持板
２６コイルスプリング

Claims

上水道水圧に耐える水槽の上部から、水道水を取り入れるための上水道管を接続し底部には、水の流出口を設け、家内配管へと継がる水供給管と直給し、さらに上部にはガス流入口を設けガス圧力槽から続く、ガス供給管を接続する。
断水時ガス圧力により水槽内の水を家内蛇口より供給できることを、特徴とする、断水時全自動給水装置。
上記の水槽と同容積のガス圧力槽に水槽からつながるガス供給管を上部に接続し、ガス圧力槽には、上水道水と同じ圧力のガスを充填しこの圧力ガスが水槽内とガス圧力槽内との間を、何度も往復移動できることを特徴とし、断水、そして断水解消、再度断水と長期にわたり、繰り返されても、特別な操作や、作業を全ったく、必要とせず普段通り水の使用できることを特徴とする請求項１記載の断水時、全自動給水装置。
請求項２に記載のガス圧力槽内のガスの必要最低圧力を保持する、ことを目的としたガス予備タンクを設け、ガス供給用耐圧ホースをガス圧力槽に接続し、さらに圧力調整弁とガス圧力計を設けた請求項１請求項２記載の断水時全自動給水装置。