(57)【要約】【課題】揚水性材料に水を効率よく供給することができる給水装置を提供することである。【解決手段】本発明にかかる給水装置は、揚水性材料４に水３を供給する給水装置であって、給水口８と、給水口８から供給された水３を堰き止める堰２と、堰２からあふれ出た水を排出する排出口９と、を有する閉水路１を有する。本発明において、堰２の高さは揚水性材料４が水３に浸される高さに設定されていている。また、揚水性材料４は中心部に空洞を有していてもよく、揚水性材料４の上端には蓋１２が設けられていてもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
揚水性材料に水を供給する給水装置であって、
給水口と、当該給水口から供給された水を堰き止める堰と、当該堰からあふれ出た水を排出する排出口と、を備える閉水路を有し、
前記堰の高さは前記揚水性材料が前記水に浸される高さに設定されている、給水装置。
【請求項２】
前記揚水性材料は中心部に空洞を有し、前記揚水性材料の上端には蓋が設けられている、請求項１に記載の給水装置。
【請求項３】
前記揚水性材料は所定の開気孔を有する、請求項２に記載の給水装置。
【請求項４】
前記揚水性材料の開気孔率は１０％〜９０％である、請求項３に記載の給水装置。
【請求項５】
前記揚水性材料の開気孔率は１６％〜４０％である、請求項３に記載の給水装置。
【請求項６】
前記揚水性材料の根元部分のうち前記堰により堰き止められた水と接触しない部分が所定の長さ前記閉水路内に収納されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の給水装置。
【請求項７】
前記堰の上端から前記閉水路内部の上面までの長さは、前記堰の上端から前記揚水性材料の上端までの長さに基づき決定される、請求項６に記載の給水装置。
【請求項８】
前記給水口および前記排水口は、前記閉水路を構成する側面のうち面積が大きい方の側面に設けられている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の給水装置。
【請求項９】
前記堰は、前記閉水路の隅部のうち前記排水口が設けられた位置から最も近い位置にある隅部に設けられている、請求項８に記載の給水装置。
【請求項１０】
前記給水口および前記排水口は、前記閉水路を構成する側面のうち面積が大きい方の側面であって、互いに対向する位置にある側面にそれぞれ配置されている、請求項８または９に記載の給水装置。
【請求項１１】
前記堰は着脱可能な部材で構成されている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の給水装置。
【請求項１２】
前記給水口は前記堰の高さよりも低い位置に設けられている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の給水装置。
【請求項１３】
前記堰の高さは降水量に基づき決定される、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の給水装置。
【請求項１４】
前記堰の高さは連続無降雨日数に基づき決定される、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の給水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保水・揚水性材料へ水を給水する給水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ヒートアイランド現象に代表される都市熱環境の悪化が大きな社会問題となっている。ヒートアイランドの形成要因の一つとして、都市域においてコンクリート・アスファルト等の人工被覆面が増大すると同時に緑や水面が失われ蒸発冷却効果が減少したことが挙げられる。よって、都市熱環境の改善手法の一つとして、水の蒸発潜熱による冷却効果を利用した各種システムが高い関心を集めている。
【０００３】
特許文献１には道路、広場や公園など公共施設やビルの屋上、ベランダの温度上昇を抑制する保水ブロックに関する技術が開示されている。特許文献１にかかる保水性ブロックは、１０〜４０容積％の範囲内の開気孔を有しているとともに直径が７ｎｍ〜４００μｍの開気孔が全開気孔の３０容積％以上を占めている。また、保水率が５〜４０重量％の範囲内にあり、ＪＡＳＳ７  Ｍ−１０１に準拠して測定した透水係数が１×１０−３〜１×１０−１ｃｍ／ｓｅｃの範囲内にある。また、曲げ強度が４ＭＰａ以上である。
【０００４】
特許文献１にかかる技術では、例えば揚水性を付与した上記保水性ブロックの一部を水が溜まったトレーの中に浸漬するように置くことで、また布帛を貼り付けて一体化した後、布帛の一部に水供給源を設けることで、保水性ブロックの湿潤を保ち、表面で蒸発させ温度上昇を抑制している。
【０００５】
また、特許文献２には蒸発冷却壁体に関する技術が開示されている。図６は特許文献２に開示されている蒸発冷却壁体を説明するための図である。図６に示すように蒸発冷却壁体は、冷却ユニット１３１、１３２、１３３を有する。各冷却ユニット１３１、１３２、１３３は、内面及び外面が開放された形態の枠１４０と、枠１４０の底部に形成されたトレー状の水槽１３６と、下部を水槽１３６内の水１５０に浸漬させる状態で互いに平行且つ互いの間に所定の隙間を形成する状態で水槽１３６から立ち上がる円筒形状の多数の吸水性多孔質体１３８とを備えている。そして、各冷却ユニット１３１、１３２、１３３の水槽１３６には、壁体１２０の内部において上下方向に延びる配管１４１、１４２、１４３により水が供給される。
【０００６】
つまり、中段の冷却ユニット１３２に下端部が連結された配管１４２は、最上段の冷却ユニット１３１における水槽１３６からのオーバーフロー水を中段の冷却ユニット１３２の水槽１３６に導くように設けられている。また、下段の冷却ユニット１３３に下端部が連結された配管１４３は、中段の冷却ユニット１３２における水槽１３６からのオーバーフロー水を下段の冷却ユニット１３３における水槽１３６に導くように設けられている。また、下段の冷却ユニット１３３における水槽１３６からのオーバーフロー水は、配管１６２から排水される。
【０００７】
一方、最上段の冷却ユニット１３１に下端部が連結された配管１４１は、その最上段の冷却ユニット１３１の上側において壁体１２０内部に配置された貯水タンク１４４内部の水１５０を最上段の冷却ユニット１３１の水槽１３６へ導くように設けられている。最上段の冷却ユニット１３１に連結された配管１４１にはバルブ１４６が設けられている。貯水タンク１４４の上側の天井にはすり鉢状の集水部１４８が設けられており、この集水部１４８にて雨水１５１が集められ、貯水タンク１４４に貯水される。
【０００８】
冷却ユニット１３１、１３２、１３３の枠１４０の内面開放部及び外面開放部には多数の羽板１５２が設けられており、通気可能とされている。また、壁体１２０の外パネルにも羽板１３５が設けられており、通気可能とされている。図６の白抜き矢印は空気が流れる方向を示している。そして、特許文献２にかかる蒸発冷却壁体を用いることで、各冷却ユニット１３１、１３２、１３３に設けられた吸水性多孔質体１３８間の隙間を流れる空気が、水分保持により冷えた状態にある吸水性多孔質体１３８自体による冷却効果により、更には吸水性多孔質体１３８の表面から蒸発する水分の蒸発潜熱による冷却効果により、冷却される。
【０００９】
また、蒸発冷却以外では、加湿を目的として保水・揚水性材料を用いるシステムもあり、この場合でも同様に給水装置を備え材料表面で蒸発させる形で空間を加湿している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１４６７７２号公報
【特許文献２】特開平９−２７９７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１にかかる保水性ブロックでは、蒸発冷却効果を継続して発現させるために、揚水に伴う水位減少・浸漬面減少に対応した装置・機構が必要となり、また布帛に適当量の給水が出来ないと余分な水が流れ落ちるという問題がある。
【００１２】
また、特許文献２にかかる蒸発冷却壁体では、集水した雨水を溜める貯水タンクや、壁体上部へ送水するポンプが必要であった。また、特許文献２にかかる蒸発冷却壁体では各冷却ユニット１３１、１３２、１３３の水槽１３６が開放されているため（つまり、開放水路であるため）、水路から水が蒸発し効率的に水を使用できないという問題や、水槽に異物が混入するという問題があった。
【００１３】
このように、特許文献１にかかる保水性ブロックや特許文献２にかかる蒸発冷却壁体では、冷却に使用する水を効率的に供給できていないという問題があった。よって、上記課題に鑑み、本発明の目的は揚水性材料に水を効率よく供給することができる給水装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明にかかる給水装置は、揚水性材料に水を供給する給水装置であって、給水口と、当該給水口から供給された水を堰き止める堰と、当該堰からあふれ出た水を排出する排出口と、を備える閉水路を有し、前記堰の高さは前記揚水性材料が前記水に浸される高さに設定されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、揚水性材料に水を効率よく供給することができる給水装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１にかかる給水装置を含む蒸発冷却壁体を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１にかかる給水装置を説明するための断面図である。（ａ）は給水装置を横方向からみた断面図であり、（ｂ）は給水装置を上方向からみた断面図である。
【図３】実施の形態１にかかる給水装置の他の構成例を説明するための断面図である。
【図４】実施の形態２にかかる給水装置を説明するための断面図である。（ａ）は給水装置を上方向からみた断面図であり、（ｂ）は給水装置を含む蒸発冷却壁体の外観を示す斜視図である。
【図５】実施の形態２にかかる給水装置の他の構成例を説明するための断面図である。
【図６】特許文献２にかかる蒸発冷却壁体を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１
以下、図面を参照して発明の実施の形態１について説明する。図１は、本実施の形態にかかる給水装置を含む蒸発冷却壁体を示す斜視図である。図１に示す揚水性材料４と給水装置（閉水路１）は蒸発冷却壁体を構成する。図１に示すように揚水性材料４は給水装置の閉水路１から上部に延びるように設けられている。閉水路１には配管５から水が供給され、配管６から水が排出される。揚水性材料４は、閉水路１内に一定量貯水された水を吸い上げ、吸い上げた水を揚水性材料４の表面から蒸発させることができる構造体である。このような構成を有する蒸発冷却壁体により、直達日射を遮蔽することができ、また、揚水性材料４の表面からの水の蒸発により壁面温度が下げられ、外気湿球温度に近い冷放射面が形成される。更に、壁体を通過した空気（風）が冷却され、冷気が創り出される。以下で、本実施の形態にかかる給水装置について詳細に説明する。
【００１８】
図２は本実施の形態にかかる給水装置を説明するための断面図である。図２（ａ）は給水装置を横方向からみた断面図であり、図２（ｂ）は給水装置を上方向からみた断面図である（蓋１２は省略している）。本実施の形態にかかる給水装置は、給水口８と、給水口８から供給された水を堰き止める所定の高さを備える堰２と、堰２からあふれ出た水を排出する排出口９と、を備える閉水路１で構成することができる。また、揚水性材料４は、堰２により堰き止められた水３に浸されると共に、閉水路１から上部に延びるように設置されている。揚水性材料４は、堰２により堰き止められた水３を吸い上げると共に、吸い上げた水を表面より蒸発させることで周囲の空気を加湿したり冷却したりすることができる材料である。パイプ状の揚水性材料４を用いる場合は、空洞１１を経由して閉水路１内に塵等が侵入することを防ぐために蓋１２を設けてもよい。また、閉水路１と揚水性材料４の接続部分を封止材やパッキンなどで封止してもよい。
【００１９】
ここで、図２（ａ）に示すようにパイプ状の揚水性材料４を用い、更にパイプ状の揚水性材料４に蓋１２を設けた場合、蓋１２と空洞１１とで形成される空間から空気が排出されないため、パイプ状の揚水性材料４の内面の水位がｈｓまで上昇しないという問題がある。
しかし、図２（ａ）に示すパイプ状の揚水性材料４に一定の開気孔を持たせることで、パイプ状の揚水性材料４の上端が蓋１２で閉じられている場合でも開気孔から空気を排出することができる。これにより、揚水性材料４の内面の水位を高さｈｓまで上昇させることができる。よって、揚水性材料４の内面も水３と接触させることができることから、揚水性材料４と水３との接水面を増加させることができ、給水装置から揚水性材料４へ効率よく水を供給することができる。また、蓋１２を設けることで閉水回路を構成することができ、閉水路１内への異物の混入や余分な水の蒸発を防ぐ事ができる。なお、この場合の揚水性材料４の開気孔率は、例えば１０％〜９０％、更に好ましくは１６％〜４０％とすることができる。
【００２０】
本実施の形態にかかる給水装置の閉水路１の給水口８には配管５から水が供給される。このとき、給水口８には配管５からフィルターを介して水が供給されてもよい。例えば、配管５は家屋に設けられている雨樋と接続されており、雨樋で集めた雨水を給水口８から閉水路１に供給することができる。また、本実施の形態にかかる給水装置の閉水路１には堰２が設けられており、給水口８から供給された水を堰き止めることで、閉水路１内に一定量の水３を溜めることができる。閉水路１内に溜める水３の量は堰２の高さｈｓで決めることができる。
【００２１】
例えば、堰２の高さｈｓは蒸発冷却壁体を使用する地域の連続無降雨日数など降雨パターンに基づき決定することができる。例えば、夏季降雨間隔が短い地域では堰２の高さｈｓを低めに設定する。堰２の高さｈｓを低めに設定することで、水３が閉水路１内に長期間溜まることを防止することができ、つまり、水３の循環を促進することができ、閉水路１内の水３に細菌が繁殖したり、水３が腐ったりすることを防止することができる。また、例えば夏季降雨間隔が長い地域では堰２の高さｈｓを高めに設定することで、閉水路１内に溜めることができる水の量を多くすることができ、水３が不足することを防止できる。
【００２２】
堰２は例えば着脱可能な部材からできており、降雨パターンに基づき適切な高さｈｓを有する堰を取り付けることで、堰２の高さｈｓを調整することができる。また、堰２を可能な限り排水口９寄りに設置することで、閉水路１内に溜める水の量を多くすることができる。また、給水口８の位置を堰２の高さよりも低い位置に設けることで、給水用の配管５内にも配管５の容積に対応した量の水を貯水することができる。
【００２３】
また、本実施の形態にかかる給水装置の閉水路１は排水口９を備える。排水口９からは堰２からあふれ出た水が排水される。排水口９には配管６が設けられており、排水口９からの排水は下水等に排水される。
【００２４】
また、本実施の形態にかかる給水装置を用いた場合は、揚水性材料４の根元部分のうち堰２により堰き止められた水３と接触しない部分が、所定の長さ給水装置の閉水路１内に収納されている。揚水性材料４は吸い上げた水が根元部分で染み出すため、染み出した水を排水する機構が必要となる。本実施の形態では、揚水性材料４の根元部分を一定の長さ閉水路１内に入れることで、揚水性材料４から染み出した水を閉水路１内に戻すことができる。これにより、水の染み出しにより冷却に使用される水が無駄になることを防止することができる。また、染み出した水の飛散を防止することができ、また新たに排水受けを設ける必要がなくなる。
【００２５】
揚水性材料４から水が染み出す範囲は、例えば閉水路１内の水面（堰２の上端）から揚水性材料４の上端までの長さにより決定することができる。よって、使用する揚水性材料４の閉水路１内の水面から揚水性材料４の上端までの長さに基づき、閉水路１内の最高水位（堰２の上端）から閉水路内部の上面までの長さｈａを調整することができる。
【００２６】
また、本実施の形態では揚水性材料４として、例えば図３に示すように空洞１１の無い揚水性材料４を用いてもよい。このように空洞のない円柱状の揚水性材料４を用いることで、揚水性材料４の保水量を増すことができ給水装置の閉水路１の必要容量を減少させコンパクトにすることができる。
【００２７】
以上で説明したように、本実施の形態にかかる給水装置は給水装置の閉水路１内に堰２を設けているので、給水口８から供給された水（例えば雨水）を閉水路内に貯水することができる。よって、例えば配管５の途中、つまり閉水路１の上流側に、貯水タンクを別途設ける必要がないので蒸発冷却壁体の設置コストやスペースを削減することができる。また、蒸発冷却壁体を設置する場合は、給水装置の給水口を給水用の配管に接続し排水口を排水用の配管に接続するだけで設置することができる。よって、従来よりも容易に蒸発冷却壁体を設置することができる。
【００２８】
また、本実施の形態にかかる給水装置を用いた場合は、給水装置の閉水路１内に貯水された水を揚水性材料４が吸い上げるため、揚水性材料４に常に適量の水を供給することができる。また、閉水路１内の堰２の高さで貯水量を決定することができるので、設置する地域の降水量や揚水性材料４の本数に基づき、容易に貯水量を調整することができる。更に、揚水性材料４を用いて閉水路１内に貯水された水を吸い上げているため、ポンプ等を使用する必要がなく装置構成を簡素化することができる。
【００２９】
本実施の形態にかかる給水装置は閉水路１内に水が貯水されているので、水路から水が蒸発することがないため効率的に水を使用することができる。また、閉水路１内に異物が混入することも防止することができる。また、閉水路１に雨水が供給されるたびに閉水路１内の雨水が新たな雨水と入れ替わるため、貯水された雨水の水質悪化、細菌の繁殖等を防止することができる。
【００３０】
本実施の形態にかかる給水装置では、揚水性材料４の根元部分を一定の長さ閉水路１内に設けている。これにより、水の染み出しにより冷却や加湿に使用される水が無駄になることを防止することができる。また、染み出した水の飛散を防止することができ、また新たに排水受けを設ける必要がなくなる。
【００３１】
このように、本実施の形態にかかる発明により水を効率よく供給することができる給水装置を提供することが可能となる。
【００３２】
実施の形態２
次に、発明の実施の形態２について説明する。図４は本実施の形態にかかる給水装置を説明するための断面図である。図４（ａ）は給水装置を上方向からみた断面図であり、図４（ｂ）は給水装置を含む蒸発冷却壁体の外観を示す斜視図である。本実施の形態にかかる給水装置は、複数の蒸発冷却壁体を連結する際に蒸発冷却壁体同士の間隔を短くするために、給水装置の閉水路１の給水口８ａ、８ｂおよび排水口９ａ、９ｂを、閉水路１の側面のうち面積が大きい方の側面に設けている。また、閉水路１内に設けた堰２の位置を図４（ａ）に示すように閉水路１の隅部に設けている。これ以外の構成は、実施の形態１の場合と同様であるので重複した説明は省略する。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、本実施の形態にかかる給水装置は２つの給水装置が長手方向に連結されている。第１の給水装置の閉水路１ａの給水口８ａは閉水路１の側面のうち面積が大きい方の側面に設けられている。また、閉水路１ａの排水口９ａも給水口８ａが設けられた面と同一の面に設けられている。第２の給水装置の閉水路１ｂの給水口８ｂおよび排水口９ｂも、第１の給水装置の閉水路１ａの給水口８ａ、排水口９ａが設けられた面に対応する面に設けられている。第１の給水装置の閉水路１ａの排水口９ａと第２の給水装置の閉水路１ｂの給水口８ｂは配管７で接続されている。このように、それぞれの閉水路１ａ、１ｂの給水口８ａ、８ｂと排水口９ａ、９ｂを設ける面を同一とすることで、第１の給水装置と第２の給水装置を設置するときの互いの間隔を短くすることができ、設置スペースの省スペース化を実現することができる。
【００３４】
また、この際、閉水路１ａ、１ｂ内の堰２ａ、２ｂを排水口９ａ、９ｂが設けられている位置から最も近い隅部に設けることで、閉水路１ａ、１ｂに貯水される水の量を多くすることができる。また、閉水路１ａ、１ｂ内の堰２ａ、２ｂを閉水路１ａ、１ｂ内の隅部に設けることで、揚水性材料４を設置できる面積（つまり、図４（ａ）の上面図において水が貯水されている面積）を増加させることができより多くの揚水性材料４を設けることができるため、蒸発冷却壁体の冷却効率を向上させることができる。製造においても同一形態の給水装置を量産することができるので、様々な用途の規模に対応でき、コストの低減が期待される。
【００３５】
なお、本実施の形態では給水装置の給水口８ａ、８ｂと排水口９ａ、９ｂがそれぞれ同一の側面に設けられた場合について説明したが、給水口８ａ、８ｂと排水口９ａ、９ｂはそれぞれ対向する側面に設けてもよい。この場合、例えば図５に示すように第１の給水装置の閉水路１ａの排水口９ａを給水口８ａが設けられた側面と対向する側面に設け、第２の給水装置の閉水路１ｂの給水口８ｂを第１の給水装置の閉水路１ａの排水口９ａが設けられた側面と同一側の側面に設ける。この場合、第２の給水装置の閉水路１ｂの排水口９ｂは、図５に示すように第２の給水装置の閉水路１ｂの給水口８ｂが設けられた側面と対向する側面に設けてもよく、また、第２の給水装置の閉水路１ｂの給水口８ｂが設けられた側面と同一の側面に設けてもよい。
【００３６】
本実施の形態にかかる発明では、実施の形態１で説明した場合と同様に水（例えば雨水）を効率よく使用することができる給水装置を提供することが可能となる。更に、本実施の形態にかかる発明では、複数の蒸発冷却壁体を設置する際に蒸発冷却壁体同士の距離を短くすることができ、設置スペースの省スペース化を実現することができる。
【００３７】
以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００３８】
１  閉水路
２  堰
３  水
４  揚水性材料
５、６、７  配管
８  給水口
９  排水口
１１  空洞
１２  蓋
【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図１】
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【図４】
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