JP7228082B2

JP7228082B2 - 簡易水道システム

Info

Publication number: JP7228082B2
Application number: JP2019137415A
Authority: JP
Inventors: 映二白石
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2023-02-24
Anticipated expiration: 2039-07-26
Also published as: JP2021021221A

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。

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。

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。

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。

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。

実登３１７７８１５号明細書特開２０１８－１９０３０１号公報

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。

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。

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。

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。

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。

例示的な本実施形態の簡易水道システムを示す図。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。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。

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

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（ＵｔｉｌｉｔｙＰｏｌｅ）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims

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。
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、請求項１に記載の簡易水道システム。
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、請求項１または２に記載の簡易水道システム。
前記導管は、プラスチック材料で形成される、請求項１～３のいずれか１項に記載の簡
易水道システム。