JP7228082B2 - simple water supply system - Google Patents
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Description
本発明は、オンデマンド型の簡易水道システムに関する。 The present invention relates to an on-demand simple water supply system.
近年、人口減少および水道管の老朽化に伴い、過疎地域ばかりではなく地方都市においても水道事業の高額化と言う問題が生じている。また、通常に使われる水道システムは、地震や水害といった災害時にはほぼ機能せず、このため被災地においては生活用水が不足しがちになるといった問題点があった。また、現在の我が国の水道環境は、上水道か簡易水道の2方式に限られている。 In recent years, along with the declining population and the aging of water pipes, there has been a problem of rising water costs not only in depopulated areas but also in provincial cities. In addition, the water supply system that is normally used is almost non-functional during disasters such as earthquakes and floods, so there is a problem that water for domestic use tends to be short in disaster areas. In addition, the current water supply environment in Japan is limited to two systems, namely, water supply and simple water supply.
例えば、実登3177815号明細書(特許文献1)には、限られた用地の中で、河川表流水の取水が可能な、コンパクトで揚水効率が良く、安全性・施工性・経済性等に優れた河川表流水取水装置が記載されている。しかしながら、特許文献1は、揚水後の水の利用に関するものではない。 For example, in Japanese Patent No. 3177815 (Patent Document 1), it is possible to take in river surface water in a limited site, it is compact, has good pumping efficiency, and is safe, workable, economical, etc. A superior river surface water intake system is described. However, Patent Document 1 does not relate to utilization of water after pumping.
また、特開2018-190301号公報(特許文献2)には、水道水の配送システムおよび水道水の配送方法が記載されており、水道施設への管路送水の代替として、給水車と通信可能に接続された運用管理サーバが、配水池又は受水槽に設置された水位計、配水流量計、配水残留塩素計の少なくとも一つのデータを受信し、受信したデータから、配水池又は受水槽の残存水量を予測し、予測に応じて、給水車に予定給水量及び給水時間を通知する。これにより、浄水場等から積載した指定水量の水道水を、適切な残留塩素で、指定時間に指定場所へ給水車を配送させることが記載されている。 In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-190301 (Patent Document 2) describes a tap water delivery system and a tap water delivery method, and can communicate with water trucks as an alternative to piped water supply to water facilities. The operation management server connected to receives at least one data of the water level meter, the water flow meter, and the water residual chlorine meter installed in the distribution reservoir or the water receiving tank, and from the received data, the residual of the water distribution reservoir or the water receiving tank It predicts the amount of water and notifies the water tanker of the scheduled water supply amount and water supply time according to the prediction. According to this, it is described that a specified amount of tap water loaded from a water purification plant or the like is delivered to a specified location at a specified time with appropriate residual chlorine.
特許文献2に記載された技術は、給水車を使用することが必要であり、長期間にわたり過疎地や災害地での運用するために適切ではない。 The technology described in Patent Literature 2 requires the use of water trucks and is not suitable for long-term operation in depopulated areas or disaster areas.
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、人口減少地域で、老朽化した水道設備の維持コストを低下させ、さらに災害時に生活用水を提供することを可能とする簡易水道システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned prior art, and provides a simple water supply system that can reduce the maintenance cost of aging water supply equipment in areas with a declining population and can provide domestic water in the event of a disaster. intended to provide
すなわち、本発明によれば、
水源から水を揚水するポンプと、
揚水した水を利用者に供給するため電柱の上部に配置された導管と、
前記導管を伝って流れる水を、前記利用者の用水タンクへと分岐させるための分岐バルブと、
携帯端末からの要求を受領して最も近い水源から生活用水を汲み上げ、前記導管を通して利用者の自宅まで送付され、前記利用者の自宅に最も近い分岐バルブを開放して前記用水タンクに蓄積させる管理センターと、
を含み、
前記利用者の要求に応じてオンデマンドに前記水を供給する、
簡易水道システムが提供される。
That is, according to the present invention,
a pump for pumping water from a water source;
a conduit placed on top of a utility pole to supply pumped water to users;
a diverting valve for diverting water flowing along the conduit to the user's water tank;
Management of receiving a request from a mobile terminal, pumping domestic water from the nearest water source, sending it to the user's home through the conduit, opening the branch valve closest to the user's home, and accumulating it in the water tank. center and
including
supplying the water on demand in response to a request of the user;
A simplified water system is provided.
前記水源は、井戸、貯水タンク、河川、湖沼、給水船であり、前記ポンプによる揚水の後に前記水を浄化する簡易浄化装置を備えることができる。 The water source may be a well, a water tank, a river, a lake, or a water supply boat, and may be equipped with a simple purification device that purifies the water after being pumped up by the pump.
前記簡易水道システムを機能させる電源は、EVを充電するための電源またはEV、FCVの余剰電力を使用することができる。 A power supply for functioning the simple water supply system can use a power supply for charging EVs or surplus power of EVs and FCVs.
前記導管は、耐久性には劣るが、軽量で,安く、施工も簡単なプラスチック材料で形成されることが好ましい。 Preferably, the conduit is made of a less durable but lighter, cheaper, and easier to install plastic material.
100…利用者の自宅
101…蛇口
102…携帯端末
103…用水タンク
104…電柱
105…ヘリパッド
106…分岐バルブおよびドレインバルブ
107…加圧ポンプ
110…湖沼
120…河川
130…給水船
140…井戸
160…導管
100 User's
以下、本発明につき、実施形態を用いて説明するが、本発明は後述する実施形態に限定されるものではない。図1は、例示的な本実施形態の簡易水道システムを示す。簡易水道システムは、水を供給する導管160が、例えば、導管160は、リサイクル性・交換性の高いものを使用することができ、例えば塩化ビニールといったプラスチック材料で形成され、電柱104に沿って、電柱の上部の電線と同様の位置で、それぞれ電柱104に固定されている。電柱104を新規に設置する場合は、電柱の何本かに1本、専用の多目的支柱(Utility Pole)への交換が望ましい。また、電力用柱上トランスと、通常時簡易水道システムは、同じ電柱に設置しない方が重量負担が少なく望ましい。電化率がほぼ100%の日本では、電柱を利用する電柱水道により、地面を掘り返して水道管を敷設するのに比べ、費用を格段に抑えることができる。
Hereinafter, the present invention will be described using embodiments, but the present invention is not limited to the embodiments described later. FIG. 1 shows an exemplary simple water supply system of this embodiment. The simple water supply system has a
各電柱104には、分岐バルブおよびドレインバルブ106が設置されていて、導管160から送付される生活用水を受け取り、各利用者の自宅100に生活用水を供給する。本実施形態において、生活用水とは、飲用水を含み、洗顔、お風呂、洗濯、トイレその他に使用することができる水を言う。日本の大半では、原料水の入手は容易であり、我らの日本は世界的に珍しい有り難い国である。生活用水は、例えば井戸140、マンションの貯水タンク、防災備蓄倉庫の貯水タンク109、湖沼110、河川120、給水船130、その他の水源から供給することができ、例えば災害時等、河川・湖沼などからの場合には適宜、簡易型の浄化装置を通して供給することができる。
A branch valve and a
生活用水は、利用者からスマートホンといった携帯端末170から、簡易水道システムを管理する管理センターに要求が送付されると、最も近い水源から生活用水を汲み上げ、導管160を通して利用者の自宅まで送付され、利用者の自宅に最も近い分岐バルブが開放されて、利用者の自宅に配置した用水タンク103に蓄積される。蓄積された生活用水は、用水タンク103に備えられた供給水道管路を加圧調整する加圧ポンプ107により汲み出され、水道圧で蛇口101から利用者へと供給される。
When a user sends a request for domestic water from a mobile terminal 170 such as a smart phone to a management center that manages a simple water supply system, domestic water is pumped up from the nearest water source and sent to the user's home through a
また、分岐バルブに対応して、または分岐バルブとは別に配置されたドレインバルブ106は、利用者に供給されずに残った生活用水を導管160の内部から排出するために設置され、電柱104を通して地面へと余剰の生活用水を流すために使用される。費用を抑えるため、少々の管理した捨て水は容認するシステム。多くが埋蔵管路でないため、漏水による、地下の空洞化も発生しにくい。通常は、管路には、ほとんど水は滞留しないが、生活用水が残留した場合、圧縮空気で滞留を排水しても良い。例えば導管160を、硬質の塩ビパイプで形成しており、電柱104の間を接続する隣接する導管160の径の半分程度ずらして、一方方向に傾斜するように配置することができる。管路の排水機能を徹底すれば、水道管の凍結を逃れることができる。
In addition, a
この配置によると、生活用水の供給後、導管160内に残留した生活用水は、電柱104側に流れ、電柱104に設置されたドレインバルブ106から電柱104を伝って、地面に流される。このため、本実施形態では、導管160内に不使用の水が長期間滞留することが防止され、常時オンデマンドの生活用水の供給が可能となる。
According to this arrangement, after domestic water is supplied, the domestic water remaining in the
また、分岐バルブには、近辺の利用者のリストが割り当てられており、利用者が生活用水の要求をスマートホン、タブレット型PC、ガラケー、デスクトップ型PCといった情報端末170から送付すると、最も近い水源に配置された揚水ポンプを動作させ、利用者に生活用水を供給するための導管160へと給水を行う。なお、この場合、同一の分岐バルブに登録された利用者にも生活用水が送付されることとなるが、余剰の生活用水は、用水タンク103に蓄積されるので、無駄にはならない。また、通常使用時には、毎日要求が発生するので、用水タンク内の水質は、十分に飲用水などとして供することができる。
A list of nearby users is assigned to the branch valve, and when a user sends a request for domestic water from an information terminal 170 such as a smart phone, tablet PC, flip phone, or desktop PC, the nearest water source is displayed. By operating the water pump arranged in the water supply, water is supplied to the
また、災害時には、例えば給水船130を水源として使用し、EV用の充電スタンド、EV、FCV、または電源車などを電源として本実施形態の簡易水道システムの揚水ポンプ、分岐バルブその他を動作させ、緊急時水源としても機能させることができる。また、大型のドローンによる直接的な生活用水の供給を可能とするために、電柱104上には、ドローン用ヘリパッド105を設置することができる。ドローンは、例えば群制御により、数10機を編隊飛行させ、基地から災害地まで飛行させることもできる。
Also, in the event of a disaster, for example, the
図2は、本実施形態の簡易水道システムが設置される地方都市の概略図である。地方都市には、道の駅200、診療所201、市役所202、郵便局203、スーパーマーケット204、電気自動車販売店205、モービルコンセントが設置された電柱206が設置され、国道・県道等により交通基盤が提供されている。また、各施設には、本実施形態の簡易水道システムのための電源として機能する
EV用の充電スタンドが設置されており、EVの充電以外の場合には、簡易水道システムを機能させるための電源として使用することができる。
FIG. 2 is a schematic diagram of a local city where the simple water supply system of this embodiment is installed. Local cities have a
本実施形態の簡易水道システムは、電柱104、軽量のプラスチック材料製の導管の他には大きな設備投資を必要とせず、また動作のための電源としてEVを充電するための既存のシステムを流用できるため、低コストで構築でき、浄水を使用する植物工場用の、農業用水道としても使える。また、人口の少ない地域にある水素を製造する施設にもこの浄水は原料水として供給できる。設備費の少ない通常時簡易水道システムを使用することにより、製造費用を低くすることができる。また、災害時、備蓄倉庫等に必要基材を収納しておき、被災地の極近傍で使用できる水源およびEVなどの電源を有効利用して簡易水道システムを構築することもできるので災害時の緊急水源システムとしても機能する。
The simple water supply system of this embodiment does not require a large investment in equipment other than the
なお、この実施形態の場合導管160は、電柱104の上部を伝って延長させることなく、地面を這わせて延長することができ、導管160の先端に用水タンク103ではなく直接蛇口101を取付け、生活用水を提供することができる。
In addition, in this embodiment, the
なお、渇水時は、水源に水がないので、平時の水道設備は、あまり利用できなくなる。災害時簡易水道システムを敷設すれば、最低限の生活用水を届けることができる。また、渇水地域への、水が潤沢にある地域からの、救援送水も可能である。 It should be noted that during a drought, there is no water at the water source, so the water supply facilities during normal times cannot be used much. If you install a simple water supply system for disasters, you can deliver the minimum amount of water for domestic use. It is also possible to send relief water from a region with abundant water to a drought-prone region.
その他、AIを駆使して複数の最適水路を導き出し、給水拠点の位置および供給能力を計算し、最適な給水経路と新たに必要な部材を決定するソフトウェアを用意する。そして、各所の通常時簡易水道システムを有機的に接続して、渇水地域の、中間貯水タンクに、生活用水を有料で送水する。水路の検討には、サイホン構造、毛細原理も利用できるような設計として、ポンプ駆動に使用する電力を少なくすることができる。 In addition, AI will be used to derive multiple optimal water channels, calculate the location and supply capacity of water supply points, and prepare software that determines the optimal water supply route and newly required parts. Then, by organically connecting simple water supply systems in normal times at various places, domestic water is supplied to an intermediate water storage tank in a drought area for a fee. In the study of the water channel, it is possible to reduce the electric power used to drive the pump by adopting a design that utilizes the siphon structure and the capillary principle.
複数の送水ルートにより、常時通水とすれば、時間当たりの水量は、微小ながらも、小都市の生活用水は賄える。太い水道本管ではなく、面の毛細水道管で量を通常時簡易水道システムの知能を使って送水しても良い。 If water is constantly supplied by multiple water supply routes, the amount of water per hour is small, but it can cover the domestic water supply of a small city. Instead of using a thick water main, it is possible to use the intelligence of the normal simple water supply system to send water by using a capillary water pipe on the surface.
図3は、例示的な実施形態で使用することができる電柱104の実施形態を示す。図3に示す電柱104は、上部に導管160が設置されており、その頂部には、ドローン用のヘリパッド105が設置されていて、災害時などには大型のドローン302が着陸可能とされている。また、ヘリパッド105を形成する台には、小型の風力発電設備300および太陽電池パネル301が設置され、電柱104の適切な位置に設置された二次電池303に対して緊急時用の電力を充電している。なお、ヘリパッド105は、電柱104を中心として回転可能に形成することができ、風力発電設備300や太陽電池パネル301の発電効率を最適にするように、回転制御することができる。
FIG. 3 illustrates an embodiment of a
なお、図3に示した電柱104は、EV用の充電コンセントや二次電池303の電力を商用電力に変換して、商用電力で駆動される電気製品を動作せることが可能とされていても良い。主に制度面の改革である、民営化、広域化での水道事業の継続と異なり、本願は、新技術により、水道事業を低廉に継続しようとする提案である。コンセッション方式で水メジャーなどの民間業者が参入するのは、利益が見込める大都市のみで、地方は救済されない。
Note that the
これまで本発明を実施形態により説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施の形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and other embodiments, additions, changes, deletions, etc. may occur to those skilled in the art. It is included in the scope of the present invention as long as it can be changed within the possible range and the action and effect of the present invention can be obtained in any aspect.
Claims (4)
揚水した水を利用者に供給するため電柱の上部に配置された導管と、
前記導管を伝って流れる水を、前記利用者の用水タンクへと分岐させるための分岐バルブと、
携帯端末からの要求を受領して最も近い水源から生活用水を汲み上げ、前記導管を通して利用者の自宅まで送付され、前記利用者の自宅に最も近い分岐バルブを開放して前記用水タンクに蓄積させる管理センターと、
を含み、
前記利用者の要求に応じてオンデマンドに前記水を供給する、
簡易水道システム。 a pump for pumping water from a water source;
a conduit placed on top of a utility pole to supply pumped water to users;
a diverting valve for diverting water flowing along the conduit to the user's water tank;
Management of receiving a request from a mobile terminal, pumping domestic water from the nearest water source, sending it to the user's home through the conduit, opening the branch valve closest to the user's home, and accumulating it in the water tank. center and
including
supplying the water on demand upon request of the user;
Simple water system.
後に前記水を浄化する簡易浄化装置を備える、請求項1に記載の簡易水道システム。 2. The simple water supply system according to claim 1, wherein said water source is a well, a water storage tank, a river, a lake, or a water supply ship, and is provided with a simple purifying device for purifying said water after being pumped by said pump.
易水道システム。 The simplified water supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein said conduit is made of plastic material.
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