JPH0586637A - 高層ビル熱搬送・揚水システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 高層ビルにおいて揚水ポンプ、空調用冷水ポ
ンプを必要とせず、低エネルギで揚水・熱搬送すること
ができる高層ビル熱搬送・揚水システムを提供すること
を目的としている。 【構成】 上下方向に向けて立設され内部に水が充填さ
れた有底筒状のパイプ１と、このパイプの下端側に設け
られて、該パイプ内の下端部において氷を製造する製氷
装置２と、上記パイプの上端部側方に設けられてパイプ
内の水中を浮上してきた氷４が流入する受水槽８とを具
備してなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は高層ビルの頂上部に飲
料水等の水を揚水するシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市開発に伴って超高層ビルが建
築されるようになり、特に大都市圏においては、地価上
昇も手伝って高さ２００メートル以上の超々高層ビルの
建築の計画が進行しつつある。

【０００３】このような、超高層ビル、超々高層ビルで
は、飲料水等の水はビルの頂上に設置されている貯水タ
ンクから配管を通じて各階に供給されるようになってい
るが、従来、貯水タンクに水を揚水するのには、揚水ポ
ンプを使用しているのが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、高層ビル、
超々高層ビルでは、ビルの高さが高くなるほど、頂上の
貯水タンクに水を揚水するための搬送エネルギが増大す
るばかりか、大型の揚水ポンプを設置したり、多数の揚
水ポンプを設置しなければならないので、建築コストの
高騰を招く一因ともなる。また、上記搬送エネルギの増
大は、飲料水に関してはその系統が開回路であるため
に、特に顕著なものとなる。

【０００５】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
であり、超々高層ビル等において揚水ポンプ、空調用冷
水ポンプを必要とせず、低エネルギで揚水、冷水の供給
を行なうことができる高層ビル熱搬送・揚水システムを
提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の請求項１の高層ビル熱搬送・揚水システ
ムは、上下方向に向けて立設され内部に水が充填された
有底筒状のパイプと、このパイプの下端側に設けられ
て、該パイプ内の下端部において氷を製造する製氷装置
と、上記パイプの上端部側方に設けられてパイプ内の水
中を浮上してきた氷が流入する受水槽とを具備してなる
ものである。また、請求項２の高層ビル熱搬送・揚水シ
ステムは、請求項１において、パイプの内側に内管を設
け、この内管の下端側に製氷装置を設けたものである。

【０００７】

【作用】この発明の高層ビル熱搬送・揚水システムにあ
っては、パイプの下端側に設けられた製氷装置によりパ
イプの下端部に位置する水が冷却されて氷となり、この
氷がパイプ内を浮力により上昇してパイプの上端の水面
に達する。そして、水面に達した氷が受水槽内に流入
し、この受水槽内で氷が完全に溶けて水となることによ
り、揚水を行なう。また、パイプの内側に内管を設けて
パイプ内を二重構造とし、この内管内を氷が浮上するこ
とにより、パイプに再利用水等が流入しても氷が汚され
ることがなく清浄な水（氷）を受水槽に揚水することが
できる。

【０００８】

【実施例】以下、図１を参照してこの発明の高層ビル熱
搬送・揚水システムの一実施例を説明する。図において
符号１はエネルギーパイプ（パイプ）を示す。このエネ
ルギパイプ１は有底円筒状をなすものであり、高層ビル
内に、下端部が地上に上端部がビルの頂上に位置するよ
うにビルの高さ方向に向けて設置されている。

【０００９】上記エネルギーパイプ１の下端左方には製
氷装置２が設置されている。この製氷装置２はチラー３
と、このチラー３からエネルギーパイプ１内に延びて該
パイプ１の下端部位置で製氷を行なう製氷部４とから構
成されており、チラー３から製氷部４に冷却剤が流れ、
この製氷部４上でパイプ１内の水が凍結されて氷Ｋが製
造されるようになっている。

【００１０】また、上記エネルギーパイプ１内には内管
５がパイプ１との間に所定の間隔をもって同軸に設置さ
れている。この内管５の下端開口には下方に向かうにし
たがって漸次拡径する拡径部５ａが形成されており、こ
の拡径部５ａは上記製氷部４の上方に位置せしめられて
いる。一方、内管５の上端開口にも同様の拡径部５ｂが
形成されている。そして、上記製氷部５で製造された氷
Ｋは、この内管５内を通じてパイプ１の上端まで浮上す
るようになっている。

【００１１】さらに、上記エネルギーパイプ１の下端右
方には濾過装置６が設けられており、この濾過装置６に
はパイプ１から延びて再び戻る配管７が接続されてい
る。そして、この濾過装置６により濾過された水が製氷
部４の近傍に供給されるようになっている。

【００１２】上記エネルギーパイプ１の上端右方には、
受水槽８が設けられており、この受水槽８とパイプ１の
上端部とは流入管９により接続されており、上記浮上し
た氷Ｋはこの流入管９を通して受水槽８内に貯留される
ようになっている。また、この受水槽８とパイプ１との
間には熱交換器１０が設けられており、この熱交換器１
０を介して受水槽８内に流入した氷Ｋがパイプ１内の水
との熱交換により完全に溶かされるようになっており、
冷熱を完全に空調に利用ができる。さらに、受水槽８に
は水処理装置１１が配管１２を介して接続されており、
受水槽８内の水はこの水処理装置１１により浄化され飲
料水として供給されるようになっている。

【００１３】また、上記エネルギーパイプ１の高さ方向
における中央部には、空調機１３が配管１４，１５を介
して接続されており、この空調機１３にパイプ１内の水
が循環供給されることにより、パイプ１内の水が直接空
調（冷房）に利用されるようになっている。さらに、パ
イプ１の側壁には上記空調機１３の上方位置において配
管１６が接続され、パイプ１の上端面には配管１７が接
続されている。そしてこれら配管１６，１７からそれぞ
れ再利用水、雨水をパイプ１内に取り込めるようになっ
ている。

【００１４】そして、上記構成の高層ビル揚水システム
では、予めパイプ１内に水をパイプ１の上端面近傍まで
充填しておき、製氷装置２の製氷部４にチラー３から冷
却剤を供給して該製氷部４を冷却すると、この製氷部４
上において氷Ｋが製造される。この氷Ｋは内管５内を浮
力により上昇してパイプ１の上端の水面に達する。この
上昇に伴って氷の一部は溶けてパイプ１内の水を冷却す
る。一方、水面に達した氷Ｋは流入管９を通じて受水槽
８内に流入する。この受水槽８内に流入した氷Ｋは熱交
換器１０を介してパイプ１内の水との熱交換により完全
に溶かされる。したがってこの際においてもパイプ１内
の水は冷却される。

【００１５】そして、上記過程を繰り返して受水槽８に
貯留された水は配管１２を通じて水処理装置１１により
浄化されて飲料水としてビルの各階に供給される。ま
た、上記氷Ｋの浮上過程中において、パイプ１内には配
管１６から再利用水が流入したり、空調機１３から空調
に使用された水が配管１５から戻るが、パイプ１内は内
管５により二重構造になっており、この内管５内を氷Ｋ
が浮上するのでこの氷Ｋは清浄な状態で浮上する。さら
に、製氷装置２の製氷部４に供給される水、すなわちパ
イプ１の下端部に位置する水は上記濾過装置６により濾
過されるので、製造される氷Ｋはゴミ等の不純物が殆ど
含まれていない純度の高いものとなる。

【００１６】また、パイプ１内には配管１７から雨水が
流入するが、内管５の内側では氷Ｋの浮上により上昇流
が生じる一方、内管５の外側では下方の水の温度が上方
に比べて低いので下降流が生じて、パイプ１内で循環流
が生じる。したがって、上記雨水は内管５の外側を流れ
るので、この雨水が内管５に流入して浮上してくる氷Ｋ
を汚すことがない。

【００１７】しかして、上記構成の高層ビル熱搬送・揚
水システムによれば以下のような効果を得ることができ
る。 水が充填されたエネルギーパイプ１をビル内に設置
し、このパイプ１の下端部において製氷装置２の製氷部
４によりパイプ１内の水から氷Ｋを製造し、この氷Ｋを
浮上させて、受水槽８に流入させて該受水槽８において
氷Ｋを熱交換器１０によって溶かして水として貯留する
ようにしたので、従来のように、揚水するのにポンプを
設置する必要もなく、しかも水中における氷Ｋの浮上を
利用したものであるからビルの高さによって揚水のため
のエネルギーが増大することもない。

【００１８】エネルギーパイプ１内の水が氷Ｋの浮上
に伴って冷却されるので、エネルギーパイプ１に空調機
１３を接続することによりパイプ１内の水を直接空調
（冷房）に有効利用することができる。 内管５によりエネルギーパイプ１内が二重構造とさ
れ、内管５内を氷Ｋが浮上するようにしたので、パイプ
１に空調機１３から空調に使用された水が戻されたり、
再利用水が流入しても、氷が汚されることがなく清浄な
水を受水槽８に揚水することができる。

【００１９】エネルギーパイプ１の下端に濾過装置６
を設け、この濾過装置６により製氷装置２の製氷部４に
供給される水、すなわちパイプ１の下端部に位置する水
を濾過するようにしたので、製造される氷Ｋはゴミ等の
不純物が殆ど含まれていない純度の高いものとなり、こ
の点においても清浄な水を受水槽８に揚水することがで
きる。 清浄な氷Ｋが浮上して受水槽８に供給されて水となる
ので、これを飲料水として使用する際における水処理装
置１１への負荷を極力少なくすることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の高層ビ
ル熱搬送・揚水システムによれば以下のような効果を得
ることができる。 パイプの下端側に設けられた製氷装置によりパイプの
下端部に位置する水が冷却されて氷となり、この氷がパ
イプ内を浮力により上昇してパイプの上端の水面に達
し、この水面に達した氷が受水槽内に流入し、この受水
槽内で氷が完全に溶けて水となって貯留するようにした
ので、従来のように、揚水するのにポンプを設置する必
要もなく、しかも水中における氷の浮上を利用したもの
であるからビルの高さによって揚水のためのエネルギー
が増大することもない。

【００２１】パイプ内の水が氷の浮上に伴って冷却さ
れるので、パイプに空調機等を接続することによりパイ
プ内の水を直接空調（冷房）に有効利用することができ
る。

【００２２】内管によりパイプ１内が二重構造とさ
れ、内管内を氷が浮上するようにしたので、パイプに空
調から空調に使用された水が戻されたり、再利用水が流
入しても、氷が汚されることがなく清浄な水を受水槽に
揚水することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の高層ビル揚水システムの一実施例を
示す概略構成図である。

【符号の説明】 １ エネルギーパイプ（パイプ） ２ 製氷装置 ５ 内管 ８ 受水槽 Ｋ 氷

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 郡 公彦 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下方向に向けて立設され内部に水が充
   填された有底筒状のパイプと、このパイプの下端側に設
   けられて、該パイプ内の下端部において氷を製造する製
   氷装置と、上記パイプの上端部側方に設けられてパイプ
   内の水中を浮上してきた氷が流入する受水槽とを具備し
   てなることを特徴とする高層ビル熱搬送・揚水システ
   ム。
2. 【請求項２】 パイプの内側に内管を設け、この内管の
   下端側に製氷装置を設けたことを特徴とする請求項１記
   載の高層ビル熱搬送・揚水システム。