JPH09256425A - 給水装置 - Google Patents
給水装置Info
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Abstract
ことのできる給水装置を提供する。 【解決手段】水素吸蔵合金の加熱・吸熱作用により水素
ガスを放出・吸蔵する水素ガス放出・吸蔵手段、望まし
くは第１の水素ガス放出・吸蔵手段１と、第１の水素ガ
ス放出・吸蔵手段が水素吸蔵合金を加熱するとき吸熱
し、吸熱するとき加熱する逆の関係に作用させて水素ガ
スを吸蔵・放出する第２の水素ガス放出・吸蔵手段１′
と、この第１及び第２の水素ガス放出・吸蔵手段に接続
され、水素ガスを吸蔵・放出により生ずるポンプ作用を
給水路１０Ａ（１７）及びその分流路１０Ｂ′（１
７′）にそれぞれ伝達する一方及び他方のシリンダ５，
５′とを備えることを特徴とする給水装置を構成した。
Description
ン等に給水本管より上水を供給するための、あるいは海
水淡水化設備において海水を濾過装置に導入するための
給水装置に関するものである。
給水路より分岐し建物の地下等に設置された受水槽で受
水し、その後これを建物の屋上に設置された高置水槽に
ポンプで揚水した上、配管設備を介して自然流下によっ
て各戸の蛇口から水が出るようになっている。しかし、
この方式では受水槽，高置水槽への汚物．汚水の混入に
起因する衛生面での問題がある。
て、直結給水方式が検討されている。直結給水方式と
は、給水路から直接蛇口に水を送る方式であるが、この
方式では給水圧が不足し高層階まで揚水することが困難
で、２〜３階までが限度である。給水路の圧力を上げれ
ば解決されるが、 既に埋設された水道管の強度が水圧に耐え得るかどう
か。 給水路の継ぎ手等から漏水する恐れがある。 全体の水圧を上げる必要性から動力費が高くなる。 低層階で水圧が高くなりすぎる。 等の種々の問題がある。
５に示すように、建物５１の地下に増圧ポンプ５６及び
圧力タンク５７を設置し、低層階（１Ｆ，２Ｆ，３Ｆ）
の給水栓５１ｍ1 ，５１ｍ2 ，５１ｍ3 に対しては、給
水本管５２から低層階用の給水路５４を経由して直結給
水すると共に、高層階（例えば４Ｆ，５Ｆ）の給水栓５
１ｍ4 ，５１ｍ5 への給水は、給水本管５２から高層階
用の給水路５５を経由して増圧ポンプ５６及び圧力タン
ク５７により増圧して送給する給水方式が採用されつつ
ある。なお、符号５３は、給水本管５２に設けた止水栓
である。
より、一応前記した問題点が解決され所期の目的は達成
されたものの、残された課題として、下記の諸点が挙げ
られる。 圧力タンク内に入水しておくため、常に必要とする給
水圧よりも若干高い、＋αの圧力で畜圧しておかなけれ
ばならず、増圧ポンプが必要以上に高出力のものとな
る。 給水圧よりも若干高い圧力の分、減圧弁により減圧し
て給水しなければならない。 動力は電気のみに限定される。 増圧ポンプから騒音が発生する。
有する課題を解決し、熱を動力源として用い、効率のよ
い給水を行うことのできる給水装置を提供することを目
的とする。
めに、この発明は、ポンプ作用により建物の高層階に圧
送給水する給水装置、又は、海水淡水化設備における原
水を供給路から濾過装置に導入する給水装置であって、
水素吸蔵合金の加熱・吸熱作用により水素ガスを放出・
吸蔵する水素ガス放出・吸蔵手段と、この水素ガス放出
・吸蔵手段に接続され、水素ガスの吸蔵・放出により生
ずるポンプ作用を給水路に伝達するシリンダとを備える
ことを特徴とする給水装置を構成した。
１の水素ガス放出・吸蔵手段と、この第１の水素ガス放
出・吸蔵手段が水素吸蔵合金を加熱するとき吸熱し、吸
熱するとき加熱する逆の関係に作用させて水素ガスを吸
蔵・放出する第２の水素ガス放出・吸蔵手段とにより構
成し、この第１及び第２の水素ガス放出・吸蔵手段に対
応させて接続され、水素ガスの吸蔵・放出により生ずる
ポンプ作用を給水路及びその分流路にそれぞれ伝達する
一方及び他方のシリンダを備える構成とすると有効であ
る。そして、水素吸蔵合金の加熱・吸熱作用は、被供給
側の給水圧を検知し、その給水圧を基準にして圧力差に
応じた熱量を与える制御手段により行う構成とするとよ
い。また、水素吸蔵合金を加熱し又は吸熱する手段の具
体例としては、ペルチェ素子を用いたり、熱水及び冷水
を用いる手段を挙げることができる。また熱水を得る具
体的手段としては、ソーラーコレクター，ボイラー・廃
棄物焼却熱又は深夜電力を挙げることができる。
図面に基づき説明する。図１はこの発明に係る給水装置
の実施形態について示す結線図である。この給水方式
は、建物９の低層階の蛇口９ｍ1 ，９ｍ2 ，９ｍ3 に対
しては、給水本管１０から低層階用の給水路１０Ａを経
由して直結給水され、また、高層階の蛇口９ｍ4 ，９ｍ
5 へは、給水本管１０から高層階用の給水路１０Ｂを経
由して以下に詳細に説明するシリンダ５，５′のポンプ
作用により圧送給水される。
うに構成される。ある種の合金、金属水素化物は、水素
吸蔵合金と称され、自己の体積の1000倍以上もの水素を
吸蔵する。以下、本明細書において水素吸蔵合金のこと
を単に「合金」と呼ぶことがある。水素吸蔵合金（Ｍ
Ｈ）は水素を貯蔵する能力とともに、図３の（ａ）に示
す水素化反応を利用したエネルギ変換機能を有する。す
なわち、合金に熱を加えると合金の水素平衡圧が上昇し
て水素ガスが放出され、合金の温度を下げると平衡圧が
下がり水素が吸蔵される。したがって、熱を駆動源にし
て水素ガス圧の機械的エネルギを取り出すことができ
る。図３の（ｂ）は、反応熱からの熱エネルギと、水素
圧を利用した機械的エネルギ間相互の変換の模式図であ
る。
（冷却）することにより水素ガスを放出し又は吸蔵する
作動について示す結線図である。水素ガス放出・吸蔵手
段１には、電源２からコントロールボックス３を介して
所定の電流が送られる。水素ガス放出・吸蔵手段１の構
造は、駆動源である水素吸蔵合金層３１の外側に熱源で
あるペルチェ素子３２を設け、その外側を放熱フィン３
３ａを有する外装金属（アルミニウム製）３３で覆って
いる。水素吸蔵合金層３１は、合金粉末にCuの湿式無電
解めっきを行い、さらに展延性に富むCuめっき膜を利用
してプレスで合金粉末を固形化すると電熱性に優れ効果
的である。ペルチェ素子３２の水素吸蔵合金３１層への
接合は固形合金の表面にAl2 Ｏ3 （アルミナ）の絶縁膜
を溶射し、その上にCuの厚膜でペルチェ素子の回路パタ
ーンを作って取り付ける。なお、図中３４は外部に導出
されたチューブである。また、３５は封止用のＯ−リン
グ、３６は温度測定用の熱電対を示す。
で水素吸蔵合金の加熱，冷却が行われる。水素吸蔵合金
を加熱すると、前記チューブ３４から水素ガスが放出さ
れ、逆に吸熱すると水素吸蔵合金の平衡厚が下がって水
素ガスが水素吸蔵合金に吸蔵される。
吸蔵合金の加熱・冷却作用により水素ガスを放出・吸蔵
する第１の水素ガス放出・吸蔵手段１と、この第１の水
素ガス放出・吸蔵手段１が水素吸蔵合金を加熱するとき
冷却し、冷却するとき加熱する逆の関係に作用させて水
素ガスを吸蔵・放出する第２の水素ガス放出・吸蔵手段
１′を並設させている。そして、第１の水素ガス放出・
吸蔵手段１に対応させて金属ベローズ６を有する一方の
シリンダ５を、また、第２の水素ガス放出・吸蔵手段
１′に対応させて金属ベローズ６′を有する他方のシリ
ンダ５′を接続する。
及び１′には、それぞれ電源２からコントロールボック
ス３を介して所定の電流が送られるが、それぞれのペル
チェ素子３２への電流の向きを変えて水素吸蔵合金への
加熱，冷却を行う毎に、水素ガスの吸蔵・放出を繰り返
し、一方及び他方のシリンダ５及び５′は、それぞれポ
ンプ作用を行う。そして、一方のシリンダ５は高層階用
の給水路１０Ｂに、また、他方のシリンダ５′はその分
流路１０Ｂ′に接続されているので、それぞれのポンプ
作用は高層階用の給水路１０Ｂ及びその分流路１０Ｂ′
に伝達される。高層階用の給水路１０Ｂ及びその分流路
１０Ｂ′には、一方のシリンダ５と高層階用の給水路１
０Ｂとの接続部及び他方のシリンダ５′と分流路１０
Ｂ′との接続部をそれぞれ挟むように逆止弁７，７′が
設けられ、相互の流路への逆流を防止している。なお、
図中の符号８，８′は、第１の水素ガス放出・吸蔵手段
１と一方のシリンダ５との間及び第２の水素ガス放出・
吸蔵手段１′と他方のシリンダ５′との間にそれぞれ介
設された開閉弁である。
は、建物９の高層階の蛇口、例えば９ｍ4 ，９ｍ5 〜９
ｍ4 に圧送される。高層階用の給水路１０Ｂ及びその分
流路１０Ｂ′の流路には、被供給側の給水圧を測定する
ための圧力計Ｐが設けられ、検知された圧力信号がコン
トロールボックス３に送出される。コントロールボック
ス３は、被供給側の給水圧を基準にして第１の水素ガス
放出・吸蔵手段１及び第２の水素ガス放出・吸蔵手段
１′に圧力差に応じた熱量を与える。すなわち、それぞ
れのペルチェ素子に送られる電流の大きさが制御され、
一方及び他方のシリンダ５及び５′に対し、給水圧に応
じたポンプ作用を行わせる。
出・吸蔵手段１を、海水淡水化設備における原水を給水
路から濾過装置に導入する給水装置に適用した場合の作
動について説明する結線図である。水素吸蔵合金の加熱
・冷却作用により水素ガスを放出・吸蔵する第１の水素
ガス放出・吸蔵手段１と、この第１の水素ガス放出・吸
蔵手段１が水素吸蔵合金を加熱するとき冷却し、冷却す
るとき加熱する逆の関係に作用させて水素ガスを吸蔵・
放出する第２の水素ガス放出・吸蔵手段１′を設けてい
る点は、図１の実施形態と同様である。
吸蔵手段１に対応させてピストン１１を有しシリコーン
オイル１２を封入した一方のシリンダ１５を、また、第
２の水素ガス放出・吸蔵手段１′に対応させてピストン
１１′を有しシリコーンオイル１２′を封入した他方の
シリンダ１５′を接続する。そして、海水１３をポンプ
により汲み上げ高所に貯留した原水１４を膜モジュール
１６に送る給水路１７に一方のシリンダ１５を、また、
給水路１７の分流路１７′に他方のシリンダ１５′を、
それぞれ接続する。
及び１′は、それぞれ加熱・吸熱手段により水素吸蔵合
金が加熱，冷却され、水素ガスの吸蔵・放出を繰り返
し、一方及び他方のシリンダ１５，１５′がポンプ作用
を行う。したがって、給水路１７及び分流路１７′を通
して膜モジュール１６に原水が圧送される。給水路１７
及びその分流路１７′には、一方のシリンダ１５と給水
路１７との接続部及び他方のシリンダ１５′と分流路１
７′との接続部をそれぞれ挟むように、逆止弁１８，１
８′が設けられ、相互の流路への逆流を防止しているこ
とは図１の実施形態と同様である。圧送された原水は、
膜モジュール１６で淡水化され、処理水１４′が処理水
槽１９に蓄えられた後、次工程２０に送水される。な
お、符号２６は、配水である。
１，１′のそれぞれの水素吸蔵合金を加熱し又は吸熱す
る手段として、この実施形態では熱水及び冷水を用いて
いる。すなわち、給水源２１から送られる冷水は直接第
１及び第２の水素ガス放出・吸蔵手段１，１′のそれぞ
れに供給される経路と、ソーラーコレクター２２、ボイ
ラー・廃棄物焼却熱２３又は深夜電力２４により熱せら
れて、貯湯タンク２５から熱水として供給される経路と
に分けられる。
供給経路及び熱水供給経路には電磁弁Sol.１及びSol.２
が設置され、同じく第２の水素ガス放出・吸蔵手段１′
への冷水供給経路及び熱水供給経路にも電磁弁Sol.３及
びSol.４が設置されている。これらの電磁弁Sol.１及び
Sol.２とSol.３及びSol.４とは、図示しないコントロー
ル・ボックスからの制御信号により、相互に逆の関係に
開閉作動される。すなわち、第１の水素ガス放出・吸蔵
手段１が水素吸蔵合金を加熱するとき、第２の水素ガス
放出・吸蔵手段１′は水素吸蔵合金を吸熱し、また、第
１の水素ガス放出・吸蔵手段１が水素吸蔵合金を吸熱す
るとき、第２の水素ガス放出・吸蔵手段１′は水素吸蔵
合金を加熱する関係に、各電磁弁が作動するように制御
されている。これにより、給水路１７及び分流路１７′
の原水を効率よく圧送することができる。
リンダによるポンプ作用を効率的に行わせるために、第
１及び第２の水素ガス放出・吸蔵手段を並設し、これに
対応させて給水路及びその分流路にそれぞれポンプ作用
を与える２基のシリンダを備える給水装置について説明
したが、水素ガス放出・吸蔵手段及びシリンダは単一構
成であってもよいし、３以上の構成としてもよい。ま
た、各実施形態においては、一方のシリンダと給水路と
の接続部及び他方のシリンダと分流路水素吸蔵合金を加
熱し又は吸熱する手段としてペルチェ素子あるいは熱
水，冷水を用いる場合について説明したが、場合によっ
ては、温風，冷風を使用してもよい。
水装置によれば、水素吸蔵合金の加熱・吸熱作用を利用
したシリンダのポンプ作用により、給水路から水を圧送
するので、水素吸蔵合金が蓄圧とポンプの作用を兼ねて
おり、必要最小限の動力で給水することができ、従来の
給水方式のような増圧ポンプからの騒音の発生がない。
また、スペースファクタが改善される。そして、建物の
各階の蛇口に給水する例では、低層階へは給水本管から
給水路から直結給水すると共に、高層階へはシリンダの
ポンプ作用により給水路から圧送給水でき、しかも、ベ
ローズ内に送る水素の量を被供給側の給水圧に応じて水
素吸蔵合金に与える熱量をコントロールすることにより
増減して、常に被供給側で必要とする給水圧及び水量を
確保できる。さらに、従来の圧力タンク内に入水してお
く給水方式の欠点である、必要とする給水圧よりも若干
高い、＋αの圧力での畜圧が不要で、いわゆるインバー
タ制御と同機能が得られ、減圧給水の必要がない。一
方、海水淡水化設備における原水を濾過装置に導入する
例では、原水を効率よく圧送することができる。そし
て、水素吸蔵合金の加熱は、ペルチェ素子へ電流を送る
手段のほか、ソーラーコレクター，ボイラー・廃棄物焼
却熱又は深夜電力による熱水あるいは温風を供給する手
段により実現でき、動力の選択肢を広げることができ
る。
す結線図である。
て示す結線図である。
たエネルギ変換機能を説明するための模式図、（ｂ）
は、反応熱からの熱エネルギと、水素圧を利用した機械
的エネルギ間相互の変換の模式図である。
放出・吸蔵手段における水素吸蔵合金を加熱し又は吸熱
することにより水素ガスを放出し又は吸蔵する作動につ
いて示す結線図である。
る。
Claims (6)
- 【請求項１】 ポンプ作用により建物の高層階に圧送給
水する給水装置、又は、海水淡水化設備における原水を
供給路から濾過装置に導入する給水装置であって、水素
吸蔵合金の加熱・吸熱作用により水素ガスを放出・吸蔵
する水素ガス放出・吸蔵手段と、この水素ガス放出・吸
蔵手段に接続され、水素ガスの吸蔵・放出により生ずる
ポンプ作用を給水路に伝達するシリンダとを備えること
を特徴とする給水装置。 - 【請求項２】 水素ガス放出・吸蔵手段を、第１の水素
ガス放出・吸蔵手段と、この第１の水素ガス放出・吸蔵
手段が水素吸蔵合金を加熱するとき吸熱し、吸熱すると
き加熱する逆の関係に作用させて水素ガスを吸蔵・放出
する第２の水素ガス放出・吸蔵手段とにより構成し、こ
の第１及び第２の水素ガス放出・吸蔵手段に対応させて
接続され、水素ガスの吸蔵・放出により生ずるポンプ作
用を給水路及びその分流路にそれぞれ伝達する一方及び
他方のシリンダを備えてなる請求項１に記載の給水装
置。 - 【請求項３】 水素吸蔵合金の加熱・吸熱作用は、被供
給側の給水圧を検知し、その給水圧を基準にして圧力差
に応じた熱量を与える制御手段により行う請求項１又は
請求項２に記載の給水装置。 - 【請求項４】 水素吸蔵合金を加熱し又は吸熱する手段
としてペルチェ素子を用いる請求項１ないし請求項３の
いずれかに記載の給水装置。 - 【請求項５】 水素吸蔵合金を加熱し又は吸熱する手段
として熱水及び冷水を用いる請求項１ないし請求項３の
いずれかに記載の給水装置。 - 【請求項６】 熱水を得る手段として、ソーラーコレク
ター，ボイラー・廃棄物焼却熱又は深夜電力を用いる請
求項５に記載の給水装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6445996A JP3662999B2 (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | 給水装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6445996A JP3662999B2 (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | 給水装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09256425A true JPH09256425A (ja) | 1997-09-30 |
| JP3662999B2 JP3662999B2 (ja) | 2005-06-22 |
Family
ID=13258851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6445996A Expired - Fee Related JP3662999B2 (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | 給水装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3662999B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000028653A1 (fr) * | 1998-11-11 | 2000-05-18 | Techno Bank Co., Ltd. | Dispositif de conversion thermoelectrique |
| JP2005172163A (ja) * | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Civil Engineering Research Institute Of Hokkaido | 自律駆動型水素吸蔵合金アクチュエータ |
| RU2470121C2 (ru) * | 2011-02-02 | 2012-12-20 | Николай Павлович Шоромов | Способ водоснабжения города |
| JP2015171701A (ja) * | 2014-03-11 | 2015-10-01 | 恒敏 浜崎 | 微細気泡発生装置および水処理施設における散気装置 |
| CN110820857A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-02-21 | 湖南天行健能源管理有限公司 | 一种无负压的二次供水系统 |
-
1996
- 1996-03-21 JP JP6445996A patent/JP3662999B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000028653A1 (fr) * | 1998-11-11 | 2000-05-18 | Techno Bank Co., Ltd. | Dispositif de conversion thermoelectrique |
| JP2005172163A (ja) * | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Civil Engineering Research Institute Of Hokkaido | 自律駆動型水素吸蔵合金アクチュエータ |
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| JP2015171701A (ja) * | 2014-03-11 | 2015-10-01 | 恒敏 浜崎 | 微細気泡発生装置および水処理施設における散気装置 |
| CN110820857A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-02-21 | 湖南天行健能源管理有限公司 | 一种无负压的二次供水系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3662999B2 (ja) | 2005-06-22 |
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