特開 2024-94782 給水システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024094782

(43)【公開日】2024-07-10

(54)【発明の名称】給水システム

(51)【国際特許分類】

   E03B 3/28 20060101AFI20240703BHJP

   C02F 1/44 20230101ALI20240703BHJP

   B01D 5/00 20060101ALI20240703BHJP

【ＦＩ】

E03B3/28

C02F1/44 A

B01D5/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022211556

(22)【出願日】2022-12-28

(71)【出願人】

【識別番号】000144072

【氏名又は名称】ＳＡＮＥＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】牧 照明

【テーマコード（参考）】

4D006

4D076

【Ｆターム（参考）】

4D006GA02

4D006HA01

4D006KA03

4D006KD23

4D006KE03P

4D006KE13P

4D006KE15P

4D006KE21P

4D006KE22Q

4D006MC05

4D006PA01

4D006PB02

4D076BC00

4D076HA01

(57)【要約】

【課題】空気から生成した水を上水として使用するとともに、水の需要に水の生成能力が追いつかない場合に対処することが可能な給水システムを提供する。
【解決手段】飲料水を供給する給水システム１である。空気に含まれる水分を凝結させて生成水を得る創水装置２と、創水装置２からの生成水を除菌濾過する第１塩素添加装置４ａ及び濾過装置３と、濾過装置３からの濾過水を貯留する貯水タンク５と、貯水タンク５内の濾過水が所定量を下回ったときに貯水タンク５に水道水５４を供給する第２ポンプ６ｂと、貯水タンク５から飲料水供給先５３に濾過水及び／又は水道水を供給する第１ポンプ６ａと、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

飲料水を供給する給水システムであって、
空気に含まれる水分を凝結させて生成水を得る創水装置と、
該創水装置からの前記生成水を除菌濾過する除菌濾過装置と、
該除菌濾過装置からの濾過水を貯留する貯水タンクと、
前記貯水タンク内の前記濾過水が所定量を下回ったときに前記貯水タンクに水道水を供給する第２ポンプと、
前記貯水タンクから飲料水供給先に前記濾過水及び／又は前記水道水を供給する第１ポンプと、を有する給水システム。

【請求項2】

請求項１において、
前記除菌濾過装置と前記貯水タンクとの間には前記濾過水の水質を検知する分析計が配設されており、
前記第２ポンプと前記貯水タンクとの間の配管には第１水道水開閉バルブが配設されており、
前記第２ポンプと前記飲料水供給先との間の配管には第２水道水開閉バルブが配設されており、
前記分析計において水質が飲用に不適合である旨の信号が発せられたとき、前記第１ポンプが止められ、前記第１水道水開閉バルブが閉じられ前記第２水道水開閉バルブが開けられ前記第２ポンプが作動させられて、前記水道水のみが前記飲料水供給先に供給される給水システム。

【請求項3】

請求項２において、
雨水を貯留する雨水タンクを備え、
該雨水タンクからの水を水質を問わないトイレや洗車等の用途に使用可能とされており、
前記分析計により前記濾過水の水質が飲用に不適合とされ前記第１ポンプが止められたときに前記貯水タンクに入っている水を前記雨水タンクに移送することができるようになっている給水システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、給水システムに関する。詳しくは、空気から水を生成するとともに水の需要が水の生成能力を上回る場合に対処することが可能な給水システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、空気中に含まれる水分を凝結させて飲料水等の上水を生成する方法が知られている。特許文献１に開示された技術においては、導入した空気を減菌処理したのちの減菌処理済空気中の水分を結露させて結露水を生成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６７８２０４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に開示された技術においては、結露水中に空気中のウイルスが混入することを防いで、空気から安全性の高い水を生成することができる。しかし、空気中に含まれる水分は季節によって大きく変動し、冬場等の乾燥時には水の需要に対して水の生成能力が追い付かない事態が生ずるという問題があった。

【0005】

このような問題に鑑み本発明の課題は、空気から生成した水を上水として使用するとともに、水の需要に水の生成能力が追いつかない場合に対処することが可能な給水システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１発明は、飲料水を供給する給水システムであって、空気に含まれる水分を凝結させて生成水を得る創水装置と、該創水装置からの前記生成水を除菌濾過する除菌濾過装置と、該除菌濾過装置からの濾過水を貯留する貯水タンクと、前記貯水タンク内の前記濾過水が所定量を下回ったときに前記貯水タンクに水道水を供給する第２ポンプと、前記貯水タンクから飲料水供給先に前記濾過水及び／又は前記水道水を供給する第１ポンプと、を有することを特徴とする。

【0007】

第１発明によれば、空気中に含まれる水分が充分ある場合は、創水装置によって生成された生成水を除菌濾過した濾過水のみを飲料水供給先に供給することで水道水の使用を低減できる。そして、空気からの生成水だけでは需要がまかなえず、貯水タンク内の濾過水が所定量を下回ったときには水道水を貯水タンクに供給して濾過水の不足分を補うことができる。これによって、季節によって変動する空気中に含まれる水分量に関わらず、安定して飲料水供給先に濾過水及び／又は水道水を供給することができる。

【0008】

本発明の第２発明は、上記第１発明において、前記除菌濾過装置と前記貯水タンクとの間には前記濾過水の水質を検知する分析計が配設されており、前記第２ポンプと前記貯水タンクとの間の配管には第１水道水開閉バルブが配設されており、前記第２ポンプと前記飲料水供給先との間の配管には第２水道水開閉バルブが配設されており、前記分析計において水質が飲用に不適合である旨の信号が発せられたとき、前記第１ポンプが止められ、前記第１水道水開閉バルブが閉じられ前記第２水道水開閉バルブが開けられ前記第２ポンプが作動させられて、前記水道水のみが前記飲料水供給先に供給されることを特徴とする。

【0009】

第２発明によれば、濾過水が飲用に不適合である場合、濾過水は飲料水供給先に供給されず水道水のみが飲料水供給先に供給されるので、安全性が担保できる。

【0010】

本発明の第３発明は、上記第２発明において、雨水を貯留する雨水タンクを備え、該雨水タンクからの水を水質を問わないトイレや洗車等の用途に使用可能とされており、前記分析計により前記濾過水の水質が飲用に不適合とされ前記第１ポンプが止められたときに前記貯水タンクに入っている水を前記雨水タンクに移送することができるようになっていることを特徴とする。

【0011】

第３発明によれば、分析計により濾過水の水質が飲用に不適合とされ第１ポンプが止められたときに貯水タンクに入っている水を有効利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態である給水システムを示すブロック図である

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の一実施形態に係る給水システム１について、図１を用いて説明する。給水システム１は、標準的な家庭において生活に必要な飲料水を供給するシステムである。図１において、四角枠で示す各要素を連結する実線が配管を示し、配管と平行の細線矢印が配管中を流れる水の向きを表している。

【0014】

創水装置２で空気から生成された生成水は、第１配管１１を通って濾過装置３に送られる。創水装置２は、周りの空気を導入して空気に含まれる水分を凝結させて生成水を得る装置である。濾過装置３は、多孔質体、カーボンフィルタ又は中空糸フィルタ等の従来周知のフィルタを用いて生成水の濾過を行う装置である。第１配管１１には、創水装置２に近い側に第１開閉バルブ２１が配設され、濾過装置３に近い側に第１塩素添加装置４ａが連結されている。第１塩素添加装置４ａは、第１配管１１内を流れる生成水に除菌のための塩素を添加する装置である。ここで、第１塩素添加装置４ａと濾過装置３が、特許請求の範囲の「除菌濾過装置」に相当する。

【0015】

濾過装置３によって生成水は、浄化されて濾過水となって第２配管１２を通って貯水タンク５に送られ貯留される。第２配管１２には、濾過装置３の側から貯水タンク５の側に向かって、順に第１流量計３１と第１分析計４１、第１逆止弁６１、第２開閉バルブ２２、第２流量計３２が配設されている。第１流量計３１と第２流量計３２は、第２配管１２内を流れる濾過水の単位時間当たりの流量を測定するものであり、第１分析計４１は第２配管１２内を流れる濾過水の塩素濃度、ｐＨ、濁度等の水質を測定するものである。貯水タンク５は、標準的な家庭における１日当たりの生活水の消費量である５００Ｌ程度の容量を備えたタンクであって、貯留した水の液面の高さを計測する液面計８と貯留した水の水質を測定する第１分析計４１と同一の第２分析計４２が配設されている。ここで、第１分析計４１が、特許請求の範囲の「分析計」に相当する。

【0016】

貯水タンク５の底面部と第１ポンプ６ａとの間が第３配管１３によって連結されている。第３配管１３には、貯水タンク５の側から第１ポンプ６ａの側に向かって、順に分枝した第４配管１４、分枝した第５配管１５、第３開閉バルブ２３が配設されている。第４配管１４は、第４開閉バルブ２４を経由して排水口５１に連結されている。第５配管１５は、第５開閉バルブ２５を経由して雨水タンク７に連結されている。雨水タンク７は、住居の屋根に降り注いだ雨水を集積して貯留するタンクである。雨水タンク７からは、第６配管１６を通じて住居内のトイレや住居外に設置された洗車設備等の水質を問わない用途の雨水供給先５２に水が供給されるようになっている。

【0017】

第１ポンプ６ａと、貯水タンク５に貯えられた濾過水である飲料水を住居内のキッチンや風呂等の飲料水供給先５３と、の間が、第７配管１７によって連結されている。第７配管１７には、第１ポンプ６ａの側から飲料水供給先５３の側に向かって、順に第２塩素添加装置４ｂ、第３分析計４３、第６開閉バルブ２６、後述する分枝する第９配管１９が配設されている。第２塩素添加装置４ｂは、第１塩素添加装置４ａと同じもので、第７配管１７内を流れる濾過水に除菌のための塩素を添加する装置である。第３分析計４３は、第１分析計４１と同一のものである。

【0018】

水道水５４と貯水タンク５が第８配管１８によって連結されている。第８配管１８には、水道水５４の側から貯水タンク５の側に向かって、順に第２ポンプ６ｂ、分枝した第９配管１９、第７開閉バルブ２７、第３流量計３３が配設されている。第９配管１９は、第７配管１７における第６開閉バルブ２６と飲料水供給先５３との間の部分に連結されている。第９配管１９には、第８配管１８の側から第７配管１７の側に向かって、順に第８開閉バルブ２８、第２逆止弁６２が配設されている。ここで、第７開閉バルブ２７と第８開閉バルブ２８が、それぞれ特許請求の範囲の「第１水道水開閉バルブ」と「第２水道水開閉バルブ」に相当する。

【0019】

以上のように構成される本実施形態に係る給水システム１は、以下のように作動する。通常の状態においては、創水装置２で空気から生成された生成水は、第１塩素添加装置４ａにより塩素が添加されたのち濾過装置３を通って浄化され濾過水となって貯水タンク５に溜められる。このとき、第１配管１１における第１開閉バルブ２１と第２配管１２における第２開閉バルブ２２は開状態となって、第１流量計３１と第２流量計３２は単位時間当たりの流量を測定し、第１分析計４１は水質を測定する。そして、第２ポンプ６ｂは作動を停止しており水道水５４は貯水タンク５には供給されていない。この状態で、第３開閉バルブ２３と第６開閉バルブ２６は、開状態とされ、第４開閉バルブ２４と第５配管１５は、閉状態とされて、第１ポンプ６ａが作動することによって貯水タンク５内の濾過水が飲料水供給先５３に供給される。第１ポンプ６ａは定常的に作動状態とされており、第７配管１７内の濾過水を昇圧状態としている。第７配管１７においては、中を流れる濾過水に第２塩素添加装置４ｂから塩素が添加され、第３分析計４３によって水質が検査される。貯水タンク５内の濾過水の量は、液面計８によって監視されるとともに、貯水タンク５内の濾過水の水質は第２分析計４２によって監視されている。

【0020】

貯水タンク５内の濾過水の液面の高さが所定の上限高さより高くなると、液面計８からの信号に基づき図示しない制御装置によってまずは第５開閉バルブ２５を開いて余剰の濾過水を雨水タンク７に導出し、必要に応じて第４開閉バルブ２４も開いて余剰の濾過水を排水口５１に流す。これらの操作を行ってもなお貯水タンク５内の濾過水の液面の高さが所定の上限高さより高い状態が所定の時間維持される場合には、制御装置によって創水装置２の作動が止められる。そして、飲料水供給先５３における濾過水の使用や濾過水の雨水タンク７への導出ならびに濾過水の排水口５１への排出により、濾過水の液面の高さが所定の上限高さを下回ると制御装置によって第４開閉バルブ２４および第５開閉バルブ２５が閉じられ、併せて創水装置２の作動が開始される。こうして、濾過水の液面の高さが所定の上限高さ近傍に保たれるように制御装置によって創水装置２の作動が制御される。一方、飲料水供給先５３における濾過水の使用に創水装置２による生成水の生成が追いつかず、貯水タンク５内の濾過水の液面の高さが所定の下限高さより低くなると、液面計８からの信号に基づき制御装置によって第２ポンプ６ｂが作動を開始し水道水５４を第８配管１８を通じて貯水タンク５に供給する。このとき、第７開閉バルブ２７は開状態にあり、第８開閉バルブ２８は閉状態にある。また、このとき、創水装置２の作動は止められず、創水装置２で空気から生成された生成水は、第１塩素添加装置４ａにより塩素が添加されたのち濾過装置３を通って浄化され濾過水となって貯水タンク５に溜められ続ける。そして、貯水タンク５内の濾過水及び水道水の液面の高さが所定の上限高さより高くなると、液面計８からの信号に基づき制御装置によって第２ポンプ６ｂの作動が止められる。

【0021】

通常の状態において、第１分析計４１から飲料水として不適合である旨の信号が発せられたとき、制御装置は創水装置２の作動を停止し第２開閉バルブ２２を閉じる。そして、第２分析計４２と第３分析計４３から飲料水として不適合である旨の信号が発せられなければ、第１ポンプ６ａを作動状態にして貯水タンク５内の濾過水及び／又は水道水を飲料水供給先５３に供給する。そして、貯水タンク５内の濾過水及び／又は水道水の液面の高さが所定の下限高さより低くなったら、液面計８からの信号に基づき制御装置によって第２ポンプ６ｂの作動を開始させ水道水５４を第８配管１８を通じて貯水タンク５に供給する。このとき、第３開閉バルブ２３、第６開閉バルブ２６、第７開閉バルブ２７は開状態で、第４開閉バルブ２４、第５開閉バルブ２５、第８開閉バルブ２８は閉状態とされている。または、第１分析計４１から飲料水として不適合である旨の信号が発せられたとき、第２分析計４２と第３分析計４３の検知結果に関わらず、制御装置は創水装置２の作動を停止するとともに、第２開閉バルブ２２と第６開閉バルブ２６と第７開閉バルブ２７を閉じて第８開閉バルブ２８を開けて第２ポンプ６ｂを作動させて水道水５４を直接飲料水供給先５３に供給してもよい。

【0022】

通常の状態において、第１分析計４１と第２分析計４２から飲料水として不適合である旨の信号が発せられたとき、制御装置は創水装置２の作動を停止するとともに、第２開閉バルブ２２と第６開閉バルブ２６と第７開閉バルブ２７を閉じて第８開閉バルブ２８を開ける。そして、この状態で第２ポンプ６ｂを作動させて水道水５４を直接飲料水供給先５３に供給する。これによって、貯水タンク５内の飲料水として不適合な濾過水及び／又は水道水は飲料水供給先５３に供給されずにすむ。かかる場合に、貯水タンク５内に残された飲料水として不適合な濾過水及び／又は水道水は、第３開閉バルブ２３を閉じた状態で第５開閉バルブ２５を開いて雨水タンク７に流して利用するか、第４開閉バルブ２４を開いて排水口５１に流すかする。

【0023】

第１流量計３１及び第２流量計３２は、第２配管１２を流れる濾過水の単位時間当たりの流量を計測して創水装置２の作動状況を監視する。第３流量計３３は、第８配管１８を流れる濾過水の単位時間当たりの流量を計測して第２ポンプ６ｂの作動状況を監視する。

【0024】

以上のように構成される本実施形態は、以下のような作用効果を奏する。夏場のように、空気中に含まれる水分が充分ある場合は、創水装置２によって生成された生成水を除菌濾過した濾過水のみを飲料水供給先５３に供給することで水道水５４の使用を低減できる。そして、空気からの生成水だけでは需要がまかなえず、貯水タンク５内の濾過水が所定量を下回ったときには水道水５４を貯水タンク５に供給して濾過水の不足分を補うことができる。これによって、季節によって変動する空気中に含まれる水分量に関わらず、安定して飲料水供給先５３に濾過水及び／又は水道水を供給することができる。

【0025】

また、濾過装置３から流れる濾過水が第１分析計４１によって飲用に不適合であると判断された場合、濾過水は飲料水供給先５３に供給されず水道水５４のみが飲料水供給先５３に供給されるので、安全性が担保できる。さらに、濾過水が第１分析計４１によって飲用に不適合であると判断され第１ポンプ６ａが止められたときに、貯水タンク５に入っている水を雨水タンク７に移送することができるようになっているので、貯水タンク５に入っている飲用に不適合であると判断された濾過水及び／又は水道水を有効利用することができる。

【0026】

以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、次のようなものが挙げられる。

【0027】

上記実施形態の給水システム１においては、液面計８からの信号に基づき制御装置によって創水装置２と第２ポンプ６ｂの作動、及び第７開閉バルブ２７と第８開閉バルブ２８の開閉を制御するように構成した。しかし、これに限らず、液面計８からの信号に基づき手動で創水装置２と第２ポンプ６ｂの作動、及び第７開閉バルブ２７と第８開閉バルブ２８の開閉を行うように構成してもよい。

【0028】

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0029】

１ 給水システム、２ 創水装置、３ 濾過装置（除菌濾過装置）、４ａ 第１塩素添加装置（除菌濾過装置）、５ 貯水タンク、６ａ 第１ポンプ、７ 雨水タンク、８ 液面計、２７ 第７開閉バルブ（第１水道水開閉バルブ）、２８ 第８開閉バルブ（第２水道水開閉バルブ）、４１ 第１分析計（分析計）、５３ 飲料水供給先、５４ 水道水

【図1】