JP4488777B2

JP4488777B2 - 中水利用設備

Info

Publication number: JP4488777B2
Application number: JP2004088808A
Authority: JP
Inventors: 整司片江
Original assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Current assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2024-03-25
Also published as: JP2005270824A

Description

本発明は中水利用設備に関するものである。

従来から、節水のために雨水を集めた中水を水洗トイレ等で使用することが行われており、一般的な中水利用設備としては例えば図５に示すようなものがある。図中、ａは地下部に貯水ピットｂが設けられたホテル等の建築物、ｃは屋上で集水した雨水を貯水ピットｂに送給する雨水管、ｄは建築物ａの屋上に設置された中水高架水槽、ｅは貯水ピットｂの中水を中水高架水槽ｄへ送給するよう、下部に給水ポンプｆが設けられた給水管、ｇは中水高架水槽ｄからの中水を各階の水洗トイレ等の中水使用端末機器に送給するための給水管、ｈは貯水ピットｂに貯水された中水の汚れを濾過するための濾過装置である。

上記中水利用設備においては、屋上に降った雨水は雨水管ｃから貯水ピットｂに貯められる。貯水ピットｂに貯められた雨水は、循環して濾過装置ｈにより濾過され、且つ給水ポンプｆにより給水管ｅから中水高架水槽ｄへ送給されて貯水される。中水高架水槽ｄ内の中水は、給水管ｇから中水使用端末機器へ送給され、使用される。使用された水は汚水として排水される。

一方、節水を行うようにしたシステムに関する先行技術文献としては特許文献１がある。特許文献１は節水省エネ水利用システムに関するもので、浴槽と、浴槽に接続する追焚循環路と浴槽水供給路と、浴槽水を追焚循環路又は浴槽水供給路へ送水する浴槽水送水手段と、浴槽水が送水される流路を切換える流路切り換え手段と、浴槽水供給路に合流する上水供給路と、浴槽水供給路に接続された中水利用端末機器と、上水が送給される上水利用節水端末機器と、浴槽と上水利用節水端末機器とに供給する上水と追焚循環路を流れる浴槽水とを加熱する加熱手段と、浴槽水送水手段と流路切り換え手段と加熱手段の作動を制御する制御手段とを備えている。

又、特許文献１は、上水を貯留する上水貯留タンクを備え、加熱手段は上水貯留タンク内の上水と冷媒との間で熱交換する第１熱交換機と、空気と冷媒との間で熱交換する第２熱交換機と、追焚循環路を流れる浴槽水と冷媒との間で熱交換する第３熱交換機とを有するヒートポンプ式加熱手段であり、貯留した上水の熱で浴槽水を追焚きしたり、浴槽水の廃熱を貯留上水に熱回収することができるようになっている。
特開２００２−３５７３８号公報

図５に示す中水利用設備は、屋上の床面積が広い低層階の建築物ａでは、雨水回収量が多くなり、有効である。しかし、建築物ａが高層ホテルの場合には、屋上の床面積が少なく、建物全体の水使用量の多くの部分を中水利用設備でまかなうには、雨水回収量が少なく有効ではない。又、図５に示す中水利用設備を使用する場合には、浴槽水等の雑排水は再利用せず放流しているため、資源の有効利用を図ることができない。

一方、特許文献１の設備の場合は、使用ポイント上流の配管内信号によりポンプを起動して浴槽内に貯めてある浴槽水を汲出し、ワンパスで殺菌装置を通したうえ、洗濯機や水洗便器等の中水利用設備に送給するようにしているが、水は１回だけ殺菌装置を通過するだけで循環して殺菌されることはないため、充分な殺菌を行うには、殺菌装置は大掛かりなものとなる。

又、特許文献１では、浴槽水を汲出した中水は上水の替わりにワンパスで中水利用末端機器に送給されており、一度利用した中水は回収して再利用することなく排水するようにしているため、ホテルのように大量に水を消費する設備における水資源の省資源対策としては不十分である。

更に、特許文献１においては、貯留した上水の熱を利用して浴槽水を追焚きしたり、浴槽水の廃熱を貯留水に熱回収することのできるヒートポンプ熱源を備え、ヒートポンプの温熱として蒸発器側には、熱利用しない水との熱交換ができるようにして、加熱が必要な凝縮器での効率を上げているが、結局は異なる配管系の温度の異なる水の熱を利用するために電力駆動の圧縮機でヒートポンプによって熱の汲上げをしている結果、余分の電力を消費し、充分に省エネルギを図ることができない。

更に又、特許文献１では、中水の濃縮手段がなく、濃縮したスライム等を排出できないので、中水の中に細菌や雑物が排出されず残ることから中水全量に対して殺菌、濾過を長期間有効にさせるため、殺菌設備や濾過設備に多大な負担が掛かり、多大な設備費や運転維持費が必要になり、又熱交換器を逆洗して機能保持することも考慮していないので、洗浄する場合には、熱交換器の分解が必要となり、この点でも多大な運転維持費が必要となる。

本発明は、上述の実情に鑑み、使用した中水を再利用することにより、大量に水を消費する施設での水の消費量を節減して省資源化を図り、又、中水を再利用する際の殺菌を簡単な装置で容易且つ確実に行い得るようにし、更に、余分な電力を消費しないようにして省エネルギを図り、設備費、運転維持費を節減し得るようにした中水利用設備を提供することを目的としてなしたものである。

請求項１の中水利用設備は、
上水を手洗器に供給し得ると共に、第一の熱交換器を介して貯湯槽に供給し得るようにした上水高架水槽と、
中水を浴槽及び水洗トイレに供給し得るようにした中水高架水槽と、
前記貯湯槽からのお湯を前記手洗器及び浴槽に供給し得るようにした第一のラインと、
前記浴槽及び手洗器から排出された雑排水を貯留する雑排水貯水槽と、
胴部内部に前記雑排水貯水槽から供給された雑排水が流通する複数の縦管が収納されると共に、前記胴部内部で縦管の外部の空所を、蒸気ボイラから第一の蒸気ヘッダを介し供給された蒸気が流通することにより縦管を流通する雑排水が加熱されて蒸気が生成されるようにした蒸気生成手段と、
該蒸気生成手段で生成された蒸気の一部を第二の蒸気ヘッダを介し吸収式冷凍機に熱源として供給する第二のラインと、
前記上水高架水槽から前記第一の熱交換器により加熱されて貯湯槽に供給された上水を加熱するために前記蒸気生成手段で生成された蒸気の残部を前記第二の蒸気ヘッダを介し前記貯湯槽に供給し得るようにした第三のラインと、
前記蒸気生成手段からの凝縮水を中水として貯留する中水槽と、
該中水槽から前記中水高架水槽に送給する中水を前記蒸気生成手段からの凝縮水により加熱して前記第一の熱交換器に送給する第二の熱交換器と、
前記貯湯槽の上水を加熱することにより得られた凝縮水及び吸収式冷凍機の熱源に適用されて得られた凝縮水を前記蒸気ボイラの水として蓄える還水槽と、
前記雑排水貯水槽からの雑排水を濾過する濾過装置及び／又は雑排水貯槽からの雑排水に薬注を行う薬注装置を備え、
前記雑排水貯水槽と濾過装置及び／又は薬注装置との間で雑排水を循環させ得るよう構成した。ものである。

請求項２の中水利用設備は、前記ボイラからの蒸気を、前記第一の蒸気ヘッダ及び第二の蒸気ヘッダを介して前記蒸気生成手段の縦管内に供給して当該縦管内に付着しているスライムを縦管内の雑排水と共に前記蒸気生成手段の外部に排出させるよう構成したものである。

本発明の請求項１及び２記載の中水利用設備によれば、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
Ｉ）上水を手洗器で、又中水を浴槽で使用した後の雑排水を濾過し殺菌した後に、蒸気ボイラからの高圧の蒸気により蒸気生成手段において低圧の蒸気を生成させ、この低圧の蒸気を貯湯槽や吸収式冷凍機における熱源に利用すると共に、蒸気生成手段で低圧の蒸気を生成させた蒸気が凝縮した凝縮水を中水として回収し、再び中水として利用することができ、更に、貯湯槽や吸収式冷凍機の熱源として利用された低圧の蒸気が利用された後凝縮した凝縮水は蒸気ボイラの補給水として循環利用できるため、ホテルのように大量に水を消費する施設での水の消費量を節減して省資源化を図ることができる。
ＩＩ）雑排水を利用する際の薬注装置による殺菌等の処理を雑排水貯水槽と濾過装置との間で循環させつつ行うことができるため、濾過装置や薬注装置を小型にすることができ、従って、殺菌等の処理を簡単な装置で容易且つ確実に行うことができ、設備費、運転維持費を安価にすることができる。
ＩＩＩ）蒸気生成手段は機能保持するべく洗浄することができるため、機能保持のために蒸気生成手段を分解しなくても、濃縮したスライム等を容易且つ確実に排出することができ、従って、濾過装置や薬注装置を大掛かりにする必要がなく、設備費や運転維持費が安価となる。
ＩＶ）ヒートポンプのような熱回収にエネルギを必要とする装置が不要であるため、余分な電力を消費せず、省エネルギを図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１〜図４は本発明を実施する形態の一例である。図１、図２中、１は例えばホテル等の建築物の面積の狭い屋上に設置された上水高架水槽、２は同様に屋上に設置された中水高架水槽、３は浴槽、４は手洗器、５は水洗トイレである。浴槽３、手洗器４、水洗トイレ５は各階の各室に設けられている。

上水は上水高架水槽１の底部から管路６を介し熱交換器７へ送給し得るようになっていると共に、管路６及び管路６の中途部から分岐させた管路８を介し、手洗器４の湯水の混合栓９へ送給し得るようになっている。又、中水は中水高架水槽２の底部から管路１０及び管路１０の中途部から分岐させた管路１１を介して、浴槽３の湯水の混合栓１２へ送給し得るようになっていると共に、管路１０を介して水洗トイレ５に送給し得るようになっている。

浴槽３の混合栓１２には、貯湯槽１３から管路１４及び管路１４の中途部から分岐させた管路１５を介してお湯を送給し得るようになっており、手洗器４の混合栓９には貯湯槽１３から管路１４を介してお湯を送給し得るようになっている。

水洗トイレ５から排出された汚水は管路１６から屋外設備１７を介して屋外へ排出し得るようになっている。又、浴槽３及び手洗器４から排出された雑排水は管路１５を介して雑排水貯水槽１８へ送給し得るようになっていると共に、雑排水貯水槽１８の雑排水の水面レベルが上限に達して、管路１５に設けられた制御弁１９が閉止した場合には、浴槽３や手洗器４からの雑排水は、管路１５の中途部から分岐した管路２０を介して屋外設備１７へ排出されるようになっている。

雑排水貯水槽１８には、雑排水が不足する等必要な場合に中途部に開閉弁２１ａを備えた管路２１から上水を補給し得るようになっている。雑排水貯水槽１８は、雑排水貯水槽１８内の水面レベルを検出するための水面検出装置２２を備え、水面検出装置２２で検出した信号は制御装置２３へ与え得るようになっている。又、制御装置２３からは、水面検出装置２２で検出した雑排水貯水槽１８内の水面レベルが上限に達した場合には、制御弁１９を閉止させ、下限に達した場合には制御弁１９を開く弁開閉指令Ｖ１を出力して制御弁１９へ与え得るようになっている。

雑排水貯水槽１８内の雑排水は濾過装置２４との間で循環し、雑排水の濾過を行い得るようになっており、薬注装置２５から濾過装置２４に薬注して殺菌やｐＨ調整等の処理を行い得るようになっている。

雑排水貯水槽１８からは、濾過し薬注処理した雑排水を、中途部にインバータ制御可能な補給ポンプ２６を備えた管路２７を介して、熱交換器２８へ送給し得るようになっている。管路２７には、補給ポンプ２６の他に、プレッシャスイッチ２９を備えた膨張タンク３０、開閉弁３１、電動弁３２が設けられている。

蒸気生成手段である熱交換器２８は、図３に示すように縦型のシェルアンドチューブ式の熱交換器であり、中空円筒状の胴部３３と、胴部３３の上下部に配置された管板３４，３５と、上下端が管板３４，３５に支持された多数の縦管３６とを備えており、胴部３３の上部側側部には、熱媒体として、加熱するためのボイラ発生させた蒸気を胴部３３内に送給し得るよう、加熱蒸気入口管３７が接続され、胴部３３の下部側側部には、縦管３６内を下方から上方へ送給される雑排水を加熱して低圧の蒸気を生成させるため送給したボイラ発生蒸気が熱交換後凝縮した水を凝縮水として排出するための凝縮水出口管３８が接続されている。

管板３５の下部には、お椀形状の下部蓋体３９が設けられ、下部蓋体３９の下面には、管路２７からの雑排水を縦管３６内に送給し得るよう、接続管４０が接続されている。熱交換器２８の逆洗時には、接続管４０は雑排水や濃縮したスライム等の排出管としても使用し得るようになっている。

管板３４の上部には、湯飲み茶碗を上下逆にした形状の上部蓋体４１が設けられ、上部蓋体４１の頂部には、縦管３６内で蒸発して生成された蒸気を取出すための接続管４２が設けられている。熱交換器２８の逆洗時には、接続管４２は逆洗用の蒸気の送給管としても使用し得るようになっている。接続管４２の下端は上部蓋体４１内に挿入されており、接続管４２の下端には、図４に示すように、複数の孔４３ａが形成されたお椀型の水分離器４３が配置されている。

上部蓋体４１の側面には、細径接続管４４，４５を介して水面検出装置４６が接続されており、水面検出装置４６で検出した、熱交換器２８の下部蓋体３９内及び縦管３６内並びに上部蓋体４１内を満たす雑排水の水面レベルの信号は、制御装置２３へ与え得るようになっている。

又、制御装置２３からは、水面検出装置４６で検出した水面レベルが上限に達した場合には、開閉弁３１を閉止させ、下限に達した場合には開閉弁３１を開く弁開閉指令Ｖ２を出力し得るようになっている。更に、開閉弁３１が閉止して、管路２７の開閉弁３１よりも上流側においてプレッシャスイッチ２９により検出された圧力が所定の圧力に達した場合には、制御装置２３から補給ポンプ２６へ回転数を減少させるよう、回転数制御指令Ｖ３を与え得るようになっている。なお、図３中、４７，４８は水面目視用のガラス管４９を接続するための細径接続管である。

雑排水貯水槽１８の底面には、中途部に電動弁５０を備えた管路５１が接続され、熱交換器２８に雑排水を送給する管路２７の中途部には、中途部に電動弁５２を備えた管路５３が接続されており、管路５１，５３は合流して管路５４から除外設備５５へ排水やスライム等を排出し得るようになっている。

５６は蒸気ボイラで、蒸気ボイラ５６で生成された高温、高圧の蒸気は雑排水が管路２７を送給されている場合には、その大半は、蒸気ヘッダ５７から中途部に圧力制御弁５８を備えた管路５９、加熱蒸気入口管３７（図３参照）を介して熱交換器２８の胴部３３内へ送給されるようになっている。

熱交換器２８の凝縮水出口管３８には、中途部にスチームトラップ６０が接続された管路６１が接続され、管路６１から熱交換器６２へ、熱交換器２８から排出された凝縮水を送給し得るようになっており、凝縮水は熱交換器６２で中水槽６４からの中水を加熱した後、管路６３からホテル等の建造物の地下に設置された中水槽６４へ送給されるようになっている。中水槽６４へは、中水の不足時に管路６５から上水を補給し得るようになっている。又、中水は薬注装置６６へ送給されて薬注され、殺菌やｐＨ調整等の処理を行い得るようになっている。つまり、今回の蒸気ボイラ５６は、清缶剤にも気を付けていることから、中水槽６４の中水はボイラ蒸気の熱交換後の凝縮水であり、蒸留した十分に清浄な水である。

熱交換器２８の接続管４２には、熱交換器２８で生成された蒸気を蒸気ヘッダ６７へ送給するよう、中途部に圧力検出装置６８、減圧弁６９、逆止弁７０を備えた管路７１が接続されている。蒸気ヘッダ６７には、蒸気ヘッダ５７から、中途部に減圧弁７２を備えた管路７３を介して、高圧の蒸気を減圧して例えば０．１〜０．２Ｍｐａ程度の何れかに設定された低圧の蒸気を送給し得るようになっている。而して、圧力検出装置６８により検出された蒸気の圧力が所定の圧力よりも低い場合には圧力制御弁５８を開き、所定の圧力よりも高い場合には圧力制御弁５８を閉止するよう、制御装置２３から圧力制御弁５８へ弁開閉指令Ｖ４を与え得るようになっている。

中水槽６４の中水は、中途部にポンプ７４を備えた管路７５を介して熱交換器６２へ送給されるようになっており、熱交換器６２で加熱された中水は管路７６から熱交換器７へ送給され、熱交換器７で、上水高架水槽１から管路６を経て送給された上水を加熱し、管路７７から中水高架水槽２へ送給し得るようになっている。

管路７１には、減圧弁６９、逆止弁７０に対し並列となるよう、中途部に電動弁７８が設けられた管路７９が接続されており、熱交換器２８の逆洗時には、蒸気ボイラ５６で生成され、蒸気ヘッダ５７、管路７３を経て供給される高圧の蒸気を減圧弁７２で所定の圧まで減圧し、その減圧した蒸気を蒸気ヘッダ５７、管路７３、蒸気ヘッダ６７、管路７１，７９，７１を経て熱交換器２８へ送給し得るようになっている。

而して、制御装置２３からは、電動弁３２，５０，５２，７８に弁開閉指令Ｖ５を与えて、熱交換器２８の逆洗時以外の場合、すなわち、雑排水貯水槽１８から熱交換器２８へ雑排水を送給する場合には、電動弁３２を開き、電動弁５０，５２，７８を閉止し、熱交換器２８の逆洗時、すなわち、蒸気ヘッダ６７から管路７１，７９，７１を介して蒸気を熱交換器２８に吹込み、熱交換器２８を洗浄する場合には、タイマにより設定された時間の間、電動弁３２を閉止し、電動弁５０，５２，７８を開き得るようになっている。なお、熱交換器２８の逆洗時に電動弁５０を開くのは、雑排水貯水槽１８内の雑排水を抜いて雑排水貯水槽１８内のスライム等を除去するためである。この逆洗浄は、例えばホテルの場合客室に客が不在の時間帯において１日に１度設定し、熱交換器２８及び雑排水貯槽１８内の濃縮されたスライム等を排出することで、次に発生する雑排水の受入れに備えるものである。

蒸気ヘッダ６７には、管路７１以外に管路８０及び中途部に流量調整弁８１が設けられた管路８２が接続され、管路８０からは一重効用吸収式冷凍機８３へ蒸気を送給し得るようになっており、一重効用吸収式冷凍機８３で凝縮して生成された凝縮水は、中途部にスチームトラップ８４を備えた管路８５から還水槽８６へ送給されるようになっている。一重効用吸収式冷凍機８３は管路８０からの低圧の蒸気の熱を熱源として使用する冷凍機で、冷房に使用される。

蒸気ヘッダ６７からは管路８２を介し貯湯槽１３へ蒸気を送給し得るようになっており、貯湯槽１３においては、上水高架水槽１から熱交換器７で加熱されて送給された上水を加熱して所定温度のお湯を生成し、上水を加熱することにより凝縮して生成された凝縮水は、中途部にスチームトラップ８７を備えた管路８８から還水槽８６へ送給されるようになっている。

又、貯湯槽１３には温度検出装置８９が設けられていて、温度検出装置８９で検出した貯湯槽１３のお湯の温度が所定の温度以下の場合には、流量調整弁８１を開き、所定の温度に達した場合には流量調整弁８１を閉止させるよう、制御装置２３から流量調整弁８１へ弁開閉指令Ｖ６を与え得るようになっている。

還水槽８６へは管路９０から上水を補給し得るようになっており、還水槽８６の水は管路９１から蒸気ボイラ５６へ送給し得るようになっている。なお、図中、９２は熱交換器７で加熱された上水を貯湯槽１３へ送給する管路、９３は蒸気ボイラ５６で生成された蒸気を蒸気ヘッダ５７へ送給する管路である。

次に、上記図示例の作動を説明する。
Ｉ）雑排水を雑排水貯水槽１８から熱交換器２８へ送給して蒸気を生成させる通常の運転を行う場合。
この場合には、電動弁３２は開き、電動弁５０，５２，７８は閉止している。
中水高架水槽２の中水は管路１０，１１から混合栓１２へ送給され、貯湯槽１３から管路１４，１５を通り送給されたお湯と混合されて浴槽３へ送給される。又、上水高架水槽１の上水は、管路６，８から手洗器４の混合栓９へ送給され、貯湯槽１３から管路１４を通り送給されたお湯と混合されて手洗器４へ送給される。

浴槽３及び手洗器４から排出された雑排水は、雑排水貯水槽１８内の水面のレベルが上限にない場合には、水面検出装置２２からの信号を基に制御装置２３から与えられた弁開閉指令Ｖ１により制御弁１９が開いているため、管路１５から制御弁１９を通り雑排水貯水槽１８へ送給されて貯留される。しかし、雑排水貯水槽１８内の水面のレベルが上限に達している場合には、水面検出装置２２からの信号を基に制御装置２３から与えられた弁開閉指令Ｖ１により制御弁１９は閉止しているため、浴槽３及び手洗器４から排出された雑排水は、管路１５，２０から屋外設備１７へ排出される。

又、中水高架水槽２の中水は水洗トイレ５でも使用されるが、水洗トイレ５から排出された汚水は管路１６から屋外設備１７へ排出される。

熱交換器２８へ供給する補給ポンプ２６を定常的に運転している場合に、浴槽３や手洗器４から雑排水貯水槽１８へ送給される雑排水が不足の場合には、雑排水貯水槽１８へは管路２１から上水が補給される。又、雑排水貯水槽１８の中水は濾過装置２４へ送給されて濾過されると共に、薬注装置２５から薬液が注入されて殺菌、ｐＨ調整等の処理が行われる。

熱交換器２８内の雑排水の水面のレベルが上限に達していない場合には、水面検出装置４６の信号を基に制御装置２３からの弁開閉指令Ｖ２により開閉弁３１は開いているため、雑排水貯水槽１８の雑排水は、補給ポンプ２６により管路２７から開閉弁３１、電動弁３２を経て熱交換器２８の下部蓋体３９内へ送給され、熱交換器２８において、縦管３６内から上部蓋体４１内に貯留された状態となる。而して、熱交換器２８の縦管３６から上部蓋体４１内に貯留された雑排水は、蒸気ボイラ５６で生成されて管路９３、蒸気ヘッダ５７、管路５９、圧力制御弁５８を経て送給された高温、高圧の蒸気により加熱され、低圧の蒸気が生成される。熱交換器２８において雑排水を加熱した蒸気は凝縮水となり、管路６１へ送出される。

一方、熱交換器２８内の雑排水の水面のレベルが上限に達している場合には、水面検出装置４６からの信号を基に制御装置２３から与えられた弁開閉指令Ｖ２により開閉弁３１は閉止するため、雑排水貯水槽１８からの雑排水は熱交換器２８へ送給されず、膨張タンク３０に吸収される。又、同時に管路２７内の開閉弁３１よりも上流側の部分における圧力が上昇するが、プレッシャスイッチ２９により検出された圧力信号を基に制御装置２３から補給ポンプ２６に与えられた回転数制御指令Ｖ３により補給ポンプ２６の回転数が低下、若しくは停止する。このため、補給ポンプ２６からの雑排水の送給は停止される。なお、補給ポンプ２６は回転数を制御せずに、補給ポンプ２６の吐出側に、雑排水を雑排水貯水槽１８へ戻す循環管路を設けるようにしても良い。

熱交換器２８で高圧の蒸気により加熱されて雑排水から生成された低圧の蒸気は、上部蓋体４１内において、図４に示すごとく水分離器４３により下向きに反転し、更に上向きに反転して接続管４２から管路７１へ導入され、管路７１を経て減圧弁６９で減圧され、蒸気ヘッダ６７へ送給される。蒸気中の水分は、水分離器４３において蒸気が下向きから上向きに反転する際に遠心力により分離され、複数の孔４３ａから、上部蓋体４１内に貯留されている雑排水中へ戻る。圧力検出装置６８により検出された管路７１中の圧力が所定の圧力よりも高い場合には、制御装置２３から圧力制御弁５８に弁開閉指令Ｖ４が与えられ、圧力制御弁５８は閉じ勝手に調整される。このため、熱交換器２８の加熱蒸気の供給量は減少し、生成される低圧の蒸気は所定の圧力に戻る。

熱交換器２８から蒸気ヘッダ６７へ送給された低圧の蒸気の一部は、管路８０から一重効用吸収式冷凍機８３へ送給されて熱源として用いられ、凝縮水としてスチームトラップ８４から管路８５を経て還水槽８６へ送給される。

又、熱交換器２８から蒸気ヘッダ６７へ送給された低圧の蒸気の残部は、管路８２から流量調整弁８１を経て貯湯槽１３へ送給され、熱交換器７で加熱されて管路９２から送給された上水を加熱し、凝縮して凝縮水としてスチームトラップ８７から管路８８を通り、還水槽８６へ送給される。

温度検出装置８９により検出された貯湯槽１３におけるお湯の温度が予め定めた所定の温度に達した場合は、温度検出装置８９からの信号を基に制御装置２３から流量調整弁８１へ弁開閉指令Ｖ６が与えられ、流量調整弁８１は閉じ勝手に調整される。このため、貯湯槽１３のお湯の温度は所定の温度に制御される。

なお、熱交換器２８からの低圧の蒸気が不足している場合には、蒸気ボイラ５６からの蒸気は減圧弁７２で減圧され熱交換器２８からの蒸気と共に貯湯槽１３や一重効用吸収式冷凍機８３へ送給されて貯湯槽１３や一重効用吸収式冷凍機８３の熱源として用いられる。すなわち、熱交換器２８からの蒸気が不足している場合には、貯湯槽１３や一重効用吸収式冷凍機８３の熱源は、蒸気ボイラ５６からの蒸気により補完される。

一方、還水槽８６から管路９１を経て蒸気ボイラ５６へ送給された水は蒸気ボイラ５６で加熱されて高温、高圧の蒸気となり、蒸気ヘッダ５７へ送給され、大半の蒸気は前記したように、管路５９から圧力制御弁５８を通って熱交換器２８の胴部３３内へ送給され、縦管３６を介し雑排水を加熱して低圧の蒸気を生成させ、凝縮して凝縮水となり、管路６１からスチームトラップ６０を経て熱交換器６２へ送給され、熱交換器６２において、中水槽６４からポンプ７４により、管路７５を経て送給された中水を加熱し、管路６３から中水槽６４へ送給される。

更に、熱交換器６２で加熱された中水は、管路７６を通り熱交換器７において、上水高架水槽１から管路６を通り送給された上水を加熱し、管路７７を経て中水高架水槽２へ送給される。

ＩＩ）熱交換器２８の逆洗を行う場合。
熱交換器２８の逆洗は、例えばホテルの場合、午後のチェックイン開始時刻前等の中水消費量の少ない時間帯に行われる。すなわち、一日の所定の時間になると、制御装置２３からの弁開閉指令Ｖ５により電動弁３２は閉止し他の電動弁５０，５２，７８は開く。このため、雑排水貯水槽１８中の雑排水は熱交換器２８へは送給されず、管路５１，５４を通って排出される。この際、雑排水貯水槽１８の底部に溜まっていたスライム等も排出される。

一方、蒸気ボイラ５６で生成されて管路９３、蒸気ヘッダ５７、中途部に減圧弁７２を設けた管路７３を経て蒸気ヘッダ６７へ導入された蒸気は、蒸気ヘッダ６７から管路７１、電動弁７８を備えた管路７９を経て管路７１から接続管４２を通り、熱交換器２８の上部蓋体４１内に送給され、上部蓋体４１から各縦管３６内に導入され、縦管３６内から下部蓋体３９内に送給される。

この際、上部蓋体４１、縦管３６、下部蓋体３９内に溜まっている雑排水は蒸気により押出されて管路２７へ排出され、管路２７から電動弁５２が設けられた管路５３を通り、管路５１からの雑排水と共に、管路５４を経て排出され、又、縦管３６内周壁に付着していたスライム等は下方へ流れる雑排水や蒸気により剥離され、下部蓋体３９内底部に溜まっていたスライム等も雑排水と共に排出され、熱交換器２８の洗浄が行われる。

タイマにより設定された所定の時間が経過すると、制御装置２３からは弁開閉指令Ｖ５が出力されて電動弁３２は開き、電動弁５０，５２，７８は閉止して逆洗が終了する。又、弁開閉指令Ｖ１により制御弁１９が開くため、再び管路１５から雑排水貯水槽１８への雑排水の送給が開始される。而して、雑排水の雑排水貯水槽１８への送給が開始されてから一定時間経過しても、雑排水貯水槽１８の水面が上限に達しない場合には、制御装置２３からの弁開閉指令Ｖ７により開閉弁２１ａが開き、雑排水貯水槽１８へ管路２１から上水が補給される。

本図示例においては、中水を浴槽３や手洗器４で使用した後の雑排水を濾過し殺菌した後に熱交換器２８で低圧の蒸気を生成させ、この蒸気を貯湯槽１３の熱源や一重効用吸収式冷凍機８３における冷媒の熱源に利用すると共に、熱交換器２８で低圧の蒸気を生成させた蒸気が凝縮した凝縮水を中水として回収し、再び中水として利用することができるため、ホテルのように大量に水を消費する施設での水の消費量を節減して省資源化を図ることができる。

又、雑排水を利用する際の薬注装置２５による殺菌等の処理を雑排水貯水槽１８と濾過装置２４との間で循環させつつ行うことができるため、濾過装置２４や薬注装置２５を小型にすることができ、従って、殺菌等の処理を簡単な装置で容易且つ確実に行うことができ、設備費、運転維持費を安価にすることができる。

更に、熱交換器２８は機能保持するべく逆洗することができるため、熱交換器２８を分解しなくても、濃縮したスライム等を容易且つ確実に排出することができ、従って、濾過装置２４や薬注装置２５を大掛かりにする必要がなく、この点からも設備費や運転維持費が安価となる。

更に又、ヒートポンプのような装置が不要であるため、余分な電力を消費せず、省エネルギを図ることができる。

本発明の図示例における一日のマスバランスは例えば、次のようになる。すなわち、浴槽３及び手洗器４から雑排水貯水槽１８へ送給される雑排水の回収量をＱ１、蒸気ボイラ５６から送給された蒸気が熱交換器２８で凝縮して生成される凝縮水（中水）の量と、中水高架水槽２に送給される中水の量及び熱交換器２８で凝縮して生成される凝縮水（中水）の量の差で、中水槽６４に貯留される中水の量との合計量（中水製造量）をＱ２、熱交換器２８から送給された低圧の蒸気の一重効用吸収式冷凍機８３及び貯湯槽１３における合計の蒸気消費量をＱ３、浴槽３及び水洗トイレ５で消費された中水の消費量をＱ４とすると、Ｑ１＞Ｑ２＜Ｑ３＜Ｑ４の関係が必要である。

Ｑ１＞Ｑ２とするのは、回収量Ｑ１の余りは系外に放流すれば良いからであり、又、Ｑ２＜Ｑ３とするのは、中水製造量Ｑ２が蒸気消費量Ｑ３よりも多いと、ラインにおける中水と蒸気の収支バランスが保てなくなってラインの閉塞が生じるためであり、Ｑ３＜Ｑ４とするのは、蒸気消費量Ｑ３の不足分は蒸気ボイラ５６により補完することができるためである。

なお、本発明の中水利用設備においては、一重効用吸収式冷凍機を用いる場合について説明したが、冷凍機としては吸収式であれば一重効用吸収式冷凍機に限るものではないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること等は勿論である。

本発明の中水利用設備の実施の形態の一例のフロー図である。図１の雑排水貯水槽及び熱交換器の近傍の部分拡大図である。雑排水を加熱して蒸気を生成する図１の熱交換器の正面図である。図３の熱交換器の水分離器の断面図である。従来の中水利用設備の概要を示すフロー図である。

符号の説明

１上水高架水槽
２中水高架水槽
３浴槽
４手洗器
７熱交換（第一の熱交換器）
１３貯湯槽
１４管路（第一の管路）
１８雑排水貯水槽
２４濾過装置
２５薬注装置
２８熱交換器（蒸気生成手段）
３３胴部
３４縦管
５６蒸気ボイラ
５７蒸気ヘッダ（第一の蒸気ヘッダ）
６２熱交換器（第二の熱交換器）
６４中水槽
６７蒸気ヘッダ（第二の蒸気ヘッダ）
８２管路（第二のライン）
８３管路（第三のライン）
８３一重効用吸収式冷凍機（吸収式冷凍機）
８６還水槽

Claims

上水を手洗器に供給し得ると共に、第一の熱交換器を介して貯湯槽に供給し得るようにした上水高架水槽と、
中水を浴槽及び水洗トイレに供給し得るようにした中水高架水槽と、
前記貯湯槽からのお湯を前記手洗器及び浴槽に供給し得るようにした第一のラインと、
前記浴槽及び手洗器から排出された雑排水を貯留する雑排水貯水槽と、
胴部内部に前記雑排水貯水槽から供給された雑排水が流通する複数の縦管が収納されると共に、前記胴部内部で縦管の外部の空所を、蒸気ボイラから第一の蒸気ヘッダを介し供給された蒸気が流通することにより縦管を流通する雑排水が加熱されて蒸気が生成されるようにした蒸気生成手段と、
該蒸気生成手段で生成された蒸気の一部を第二の蒸気ヘッダを介し吸収式冷凍機に熱源として供給する第二のラインと、
前記上水高架水槽から前記第一の熱交換器により加熱されて貯湯槽に供給された上水を加熱するために前記蒸気生成手段で生成された蒸気の残部を前記第二の蒸気ヘッダを介し前記貯湯槽に供給し得るようにした第三のラインと、
前記蒸気生成手段からの凝縮水を中水として貯留する中水槽と、
該中水槽から前記中水高架水槽に送給する中水を前記蒸気生成手段からの凝縮水により加熱して前記第一の熱交換器に送給する第二の熱交換器と、
前記貯湯槽の上水を加熱することにより得られた凝縮水及び吸収式冷凍機の熱源に適用されて得られた凝縮水を前記蒸気ボイラの水として蓄える還水槽と、
前記雑排水貯水槽からの雑排水を濾過する濾過装置及び／又は雑排水貯槽からの雑排水に薬注を行う薬注装置を備え、
前記雑排水貯水槽と濾過装置及び／又は薬注装置との間で雑排水を循環させ得るよう構成したことを特徴とする中水利用設備。
前記ボイラからの蒸気を、前記第一の蒸気ヘッダ及び第二の蒸気ヘッダを介して前記蒸気生成手段の縦管内に供給して当該縦管内に付着しているスライムを縦管内の雑排水と共に前記蒸気生成手段の外部に排出させるよう構成した請求項１記載の中水利用設備。