(57)【要約】【課題】真空吸引を利用して水を循環させる装置を供給する。【手段】高さ２３ｍの揚水タンク１と、高さ２４ｍの降水タンク２とを備えており、両者は下部において連通管３，４  で接続されている。揚水タンク１は、１５ｍの水位を保持した大気水槽７と、その上方に位置した給水タンク６とに分かれている。大気水槽７から水導入管８を介して給水タンク６に水を真空吸引する。給水タンク６に移動した水は、真空差により、通水管２１を通って降水タンク２に移動する。降水タンク２に流れ込んだ水は、自重で下降して大気水槽に戻る。【選択図】    図２
2004232604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
適当な間隔を隔てて鉛直方向に起立した揚水タンクと降水タンクとを備えており、
前記揚水タンクは、例えば、内径が１８０ｃｍで高さが２３ｍの円筒形であって、この揚水タンクのうち例えば高さ１６ｍよりも上方の部分を底板で仕切られた給水タンクと成し、その下方は大気に開放された大気水槽と成しており、
前記給水タンクの床板に貫通して上下に延びる例えば内径８０ｃｍの水導入管を、底板から給水タンク内に例えば３ｍ鉛直に立ち上げて大気水槽側には底板から例えば３ｍだけ垂下しており、
前記大気水槽には、例えば、高さ１５ｍまで水が充満すると共に高さ１５．９ｍの位置には大気に開放した通気管が設けられており、
給水タンクの上部を例えば−０．４ｋｇｆ／ｃｍ２  の真空度に設定することにより、大気水槽の水が給水タンクに揚水されるようになっている一方、
前記降水タンクは例えば内径１２０ｃｍで高さが２４ｍの円筒形であって、この降水タンクの上部と前記給水タンクとを給水管によって接続すると共に、降水タンクの下部と前記大気水槽とを連通管によって接続しており、降水タンクの上部を例えば−０．２ｋｇｆ／ｃｍ２  に設定して給水タンクと降水タンクとの間に真空差を設けて、給水管から降水タンクに流れた水をその自重によって大気水槽に戻すことにより、水が大気水槽と給水タンクと給水管と降水タンクと連通管とで構成された閉回路を循環することを可能ならしめている、
水の循環装置。
【請求項２】
大気に開放された例えば水深１８ｍ以上の水槽と、この水槽に立設した円筒形等の揚水タンク及び降水タンクとを備えており、
前記揚水タンクは、水槽に例えば深さ２ｍまで入り込んで水面からは例えば６ｍの高さに立ち上がっており、前記揚水タンクの上部のうち例えば上端から５ｍの範囲を底板で仕切られた給水タンクと成し、この給水タンクの底板を貫通して上下に延びる水導入管を、給水タンクの底板から例えば３ｍの高さで立ち上げて下方には例えば３ｍの長さで垂下し、揚水タンクのうち水槽の水面は給水タンクの底板との間の高さ位置に、大気に開放した通気管を設けており、
給水タンクを例えば０．４ｋｇｆ／ｃｍ２  の真空度に設定することにより、水槽の水が給水タンクに揚水されることを許容している一方、
前記降水タンクは、例えば内径が１２０ｃｍで全高は２４ｍであって、水槽には例えば水深１６ｍまで入り込んでおり、この降水タンクのうち水槽の水面よりも高い部分と前記給水タンクとが給水管で接続されており、降水タンクの上部を例えば０．２ｋｇｆ／ｃｍ２  の真空度に設定することにより、真空差によって水が給水タンクから降水タンクに移動して自重で水槽に戻るようになっている、
水の循環装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水等を循環させる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
水の循環装置は様々な設備に利用されており、この場合、循環の動力として圧送ポンプが使用されている。
【０００３】
しかし、圧送ポンプは水量が増加するとポンプ動力が増加し、揚程が高くなると送水量が減少する。水を圧送するので騒音が問題になる場合もある。冷熱を利用するための循環装置の場合、ポンプの発生熱で熱損失が発生する問題もあった。また、例えば２０ｍの高さに大量の水を循環させる事は大きな動力を必要とする。また、常にポンプを駆動していないと循環を行えないという欠点もある。
【０００４】
本発明は、このような現状を改善することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
ところで、水槽に筒を差し込んで真空作用によって水を揚水する場合、大気中では真空作用では、水は、最大で１．３６ｇ  ×７６０ｍｍ＝１０３３ｃｍの高さに上昇する。図１を用いて、水槽への筒の浸漬深さと真空による吸引水位との関係を説明する。
【０００６】
水槽Ｓの水深は例えば２０ｍに設定しており、水位は水位制御弁Ｄで一体に保たれている。この水槽に、３本の筒Ａ，Ｂ，Ｃを鉛直状に立てる。
【０００７】
第１筒Ａは全長１２３３ｃｍにして水深３３ｃｍまで入り込んでいる。第２筒Ｂは全長１７３３ｃｍにして水深５３３ｃｍまで入り込むんでいる。第３筒Ｃは全長３０ｍにして水深１８ｍまで入り込んでいる。各筒Ａ、Ｂ、Ｃの上部に接続した配管から真空ポンプで真空吸引し、各管Ａ、Ｂ、Ｃの内部を０ｋｇｆ／ｃｍ２  の絶対真空状態にすると、第１筒Ａの内部では水位が１０ｍ上昇、第２筒Ｂの内部では水位は５ｍ上昇、また、第３筒Ｃの低部では水位の変化はない。
【０００８】
各筒Ａ、Ｂ、Ｃを同じ真空状態にしているのに水位差があるのは、水槽への入り込みの深さに関係があり、筒に入った水の全高が、真空によって吸引できる上限である１０３３ｃｍになると、水の自重と真空作用とが釣り合って水位が上昇しないと考えられる。
【０００９】
例えば水槽Ｓの底から２８ｍの高さに高架水槽Ｅを設けて、この高架水槽Ｅと各筒Ａ，Ｂ，Ｄの上部とを開閉弁Ｆ付きの管で接続し、真空ポンプＡで各Ａ，Ｂ，Ｃの真空状態を維持しつつ、高架水槽４の開閉弁Ｆを開放すると、高架水槽Ｅの水位は水槽Ｓの水面より高い位置にあるので、高架水槽Ｅに対する大気圧の作用と各筒Ａ，Ｂ，Ｃの真空作用とにより、各筒Ａ，Ｂ，Ｃには高架水槽Ｅの水が吸引される。
【００１０】
真空作用による吸引では、筒の内部での水位は１０３３ｃｍ以上の高さには上昇しない事から、各筒Ａ，Ｂ，Ｃに流れた水はその自重で下降し、水槽Ｓの排水口Ｇから排水される。
【００１１】
高架水槽Ｅから水を給水すると、いずれの筒Ａ，Ｂ，Ｃにおいても真空作用の吸引による水位の上昇はなく、水はその自重で水槽Ｓに流れ込む事が判明した。すなわち、真空吸引状態の各筒Ａ，Ｂ，Ｃに水を移動させれば水は下降する事が判明した。この原理を利用して水を循環させる事が可能になり、本願発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、請求項１の発明は、適当な間隔を隔てて鉛直方向に起立した揚水タンクと降水タンクとを備えており、前記揚水タンクは、例えば、内径が１８０ｃｍで高さが２３ｍの円筒形であって、この揚水タンクのうち例えば高さ１６ｍよりも上方の部分を底板で仕切られた給水タンクと成し、その下方は大気に開放された大気水槽と成している。
【００１３】
前記給水タンクの床板に貫通して上下に延びる例えば内径８０ｃｍの水導入管を、底板から給水タンク内に例えば３ｍ鉛直に立ち上げて大気水槽側には底板から例えば３ｍだけ垂下しており、前記大気水槽には、例えば、高さ１５ｍまで水が充満すると共に高さ１５．９ｍの位置には大気に開放した通気管が設けられており、給水タンクの上部を例えば−０．４ｋｇｆ／ｃｍ２  の真空度に設定することにより、大気水槽の水が給水タンクに揚水されるようになっている。
【００１４】
一方、前記降水タンクは例えば内径１２０ｃｍで高さが２４ｍの円筒形であって、この降水タンクの上部と前記給水タンクとを通水管によって接続すると共に、降水タンクの下部と前記大気水槽とを連通管によって接続しており、降水タンクの上部を例えば−０．２ｋｇｆ／ｃｍ２  に設定して給水タンクと降水タンクとの間に真空差を設けて、通水管から降水タンクに流れた水をその自重によって大気水槽に戻すことにより、水が大気水槽と給水タンクと通水管と降水タンクと連通管とで構成された閉回路を循環することを可能ならしめている。
【００１５】
請求項２の発明では、大気に開放された例えば水深１８ｍ以上の水槽と、この水槽に立設した円筒形等の揚水タンク及び降水タンクとを備えており、前記揚水タンクは、水槽に例えば深さ２ｍまで入り込んで水面からは例えば６ｍの高さに立ち上がっており、前記揚水タンクの上部のうち例えば上端から５ｍの範囲を底板で仕切られた給水タンクと成し、この給水タンクの底板を貫通して上下に延びる水導入管を、給水タンクの底板から例えば３ｍの高さで立ち上げて下方には例えば３ｍの長さで垂下し、揚水タンクのうち水槽の水面は給水タンクの底板との間の高さ位置に、大気に開放した通気管を設けており、給水タンクを例えば０．４ｋｇｆ／ｃｍ２  の真空度に設定することにより、水槽の水が給水タンクに揚水されることを許容している。
【００１６】
一方、前記降水タンクは、例えば内径が１２０ｃｍで全高は２４ｍであって、水槽には例えば水深１６ｍまで入り込んでおり、この降水タンクのうち水槽の水面よりも高い部分と前記給水タンクとが給水管で接続されており、降水タンクの上部を例えば０．２ｋｇｆ／ｃｍ２  の真空度に設定することにより、真空差によって水が給水タンクから降水タンクに移動して自重で水槽に戻るようになっている。
【００１７】
なお、請求項に記載した数値は、発明の理解を助けるための例示であり、実際の数値は使用目的等の様々の条件を勘案して定めたらよい。また、本願発明において水は液体を代表する用語として使用しており、通常の意味での水の他に油等の液体を含むものである。
【００１８】
【発明の実施形態】
次に、本発明の具体的な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
（１）．第１実施形態（図２〜図４）
図２〜図４では請求項１に対応した第１実施形態を示している。図１は運転状態を示す図、図３は運転前に至る状態の図、図３はある用途に使用している状態の図である。
【００２０】
≪構造の説明≫
水循環装置は、適当な間隔を隔てて鉛直状に立ち上げ配置した揚水タンク１と降水タンク２とを備えている。両タンク１，２は共に円筒形で（勿論、角形等の他の断面形状でもよい）、上端及び下端は塞がれている。なお、以下の説明での高さは、特に断りがない限り、両タンク１，２の下端を基準位置（例えば地上面）として、この基準位置からの高さで説明する。
【００２１】
揚水タンク１は内径が１８０ｃｍで高さが２３ｍに、降水タンク２は内径が１２０ｃｍで高さが２４ｍに設定されている。揚水タンク１と降水タンク２との下部は、主連通管４と補助連通管５とで接続されている。両連通管３，４は円筒形で、内径８０ｃｍに設定している。主連通管４は例えは５０ｃｍの高さに位置し、補助連通管４は３ｍの高さに位置している。補助連通管４には開閉弁５を設けている。
【００２２】
揚水タンク１を上下に２分割して、上部７ｍの部分は給水タンク６に、下部１６ｍの部分は大気水槽７としている。従って、高さ１６ｍの高さに給水タンク６の底板６ａを設けている。
【００２３】
給水タンク６の天板から、内径が１５０ｃｍで高さが５．５ｍの筒８を垂下することにより、筒８と給水タンク６の内面との間の部分を空気溜まり９ａと成し、筒導入管８の内側の部分を真空槽１０となしている。給水タンク６の周壁のうち、高さ２２ｍの位置に、空気溜まり９ａに連通する空気弁１１を取り付けて、空気弁１１と空気圧縮器１２とを吸気管１２ａで接続している。給水タンク６の上端には真空管１３を接続し、真空管１３に真空弁１４を取り付けている。真空管１３は真空ポンプ１５に接続されている。
【００２４】
給水タンク６の底板６ａには、水導入管８が貫通している。水導入管８は、内径８０ｃｍの円筒形で、給水タンク６の内部には３ｍの高さに立ち上がり、大気水槽には３ｍの長さで垂下している。
【００２５】
大気水槽７のうち高さ１５ｍの位置に第１水位調整弁１６を取り付けている。また、大気水槽７のうち１５．９ｍの高さ位置に、大気に開放する通気管１７を設けている。通気管１７は水平方向に若干だけ延びてから２．５ｍだけ上向きに立ち上がっている。この立ち上がり部のうち基準位置から１６．５ｍの高さ位置に給水弁１８を設けている。
【００２６】
運転前に水を給水器１９から装置に給水するため、加圧給水器１９と前記給水弁１８とを送水管２０で接続している。
【００２７】
降水タンク２のうち１９ｍの高さ位置位置と給水タンク６のうち１６．５ｍの高さ位置とを主通水管２１で接続し、降水タンク２のうち２０．５ｍの高さ位置位置と給水タンク６のうち１７．５ｍの高さ位置とを水位調節用通水管２２で接続している。
【００２８】
主通水管２１  は水の循環作用を主として司るもので内径は８０ｃｍである。水位調節用通水管２２は文字通り水位調節のためのもので、内径は２５ｃｍである。両通水管２１，２２には開閉弁２３，２４を設けている。水位調節用通水管２２の開閉弁は自動開閉弁となっており、以下、「自動開閉弁２４」と表示する。
【００２９】
降水タンク２のうち１４．５ｍの高さ位置に第２水位調整弁２５を設け、また、降水タンク２のうち２３ｍの高さ位置の側面に真空弁２６を取り付けている。また、降水タンク２のうち１８ｍから２１ｍの範囲の水位を検知できるように水位計２７を設けている。
【００３０】
降水タンク２の内部には、内径３０ｃｍの内管２８を配置している。内管２８は、その下端は基準位置から３ｍの高さに位置し、上端は降水タンク２の天板を貫通して上向きに１ｍ突出している。従って、内管２８の上端は基準位置から２５の高さになっている。内管２８の上部には、大気に開放した通気管２９が２ｍの高さで立ち上がっていいる。
【００３１】
≪運転の準備・運転≫
装置には次のような手順で準備し、運転する。
【００３２】
▲１▼．図示しない排水弁と空気弁１１、通水管２１，２２の開閉弁２３，２４を閉じてから、まず、給水弁１８から加圧給水器１９を用いて給水する。第１水位調整弁１６から水がオーバーフローしたら第１水位調整弁１６を閉じて、給水弁１８を閉じる。
【００３３】
▲２▼．給水タンク６の真空弁１３を空けて、真空ポンプ１５を用いて内部を−０．４ｋｇｆ／ｃｍ２  に設定し、それから真空弁１３を閉じる。
【００３４】
▲３▼．空気弁１１を空けて、空気圧縮器Ｂを用いて圧縮空気を空気溜まり９ａに送気して、空気溜まり９ａの内圧を＋０．２ｋｇｆ／ｃｍ２  に設定し、設定した後、空気弁１１を閉じる。
【００３５】
▲４▼．降水タンク２の真空弁２６を空けて真空ポンプ１５で真空吸引し、降水タンク２の内部を−０．２ｋｇｆ／ｃｍ２  の真空度に設定し、そのあと真空弁２６を閉じる。
【００３６】
▲５▼．経緯調節用通水管２１の自動開閉弁２４を開いて、給水弁１８から加圧給水器１２を用いて給水して、水位が２０．５ｍに達したら、給水を停止して自動開閉弁２４を閉じる。
【００３７】
≪細部の作用≫
大気水槽７の水面は通気管１７によって大気に開放されているので、給水タンク６を０．４ｋｇｆ／ｃｍ２  の真空度に設定すると、給水タンク６では、真空作用により、大気水槽７の水位から、（１ｋｇｆ−０．４ｋｇｆ）×１．３６ｇ×７６０ｍｍＨｇ≒６２０ｃｍだけ水位が上昇する。給水タンク６の内部での上昇後水位は、基準位置から見ると、１３００＋６２０＝１９２０ｃｍになる。
【００３８】
水導入管８の高さは、基準位置から１３００＋６００＝１９００ｃｍであるから、水は水導入管８を超えて給水タンク６に溢れ出る。
【００３９】
降水タンク２の真空度を０．２ｋｇｆ／ｃｍ２  に設定すると、給水タンク６よりも真空度が高いので、給水タンク６の水は主通水管２１を通って降水タンク２に移動する。第１図で説明した原理により、降水タンク２に移動した水は主連通３を通って揚水タンク１に移動する。
【００４０】
この場合、降水タンク２内での真空による吸引高さ（大気圧水位からの高さ）は、（１ｋｇｆ−０．２ｋｇｆ）×１．３６ｇ×７６０ｍｍＨｇ≒８２６ｃｍで、基準位置からの水位は１３００＋８２６＝２１２６ｃｍになる。
【００４１】
降水タンク２の真空度を０．２ｋｇｆ／ｃｍ２  に設定して、主通水管２１の内径が８０ｃｍである場合、流量と降水タンク２の容積との関係で、降水タンク２の水位は４．１５４，２４５÷１０５４０ｃｍ＝３９４ｃｍになる。降水タンクのＦＬ＋１５００ｃｍ＋３９４ｃｍ＝１８９４ｃｍになる。
【００４２】
なお、降水タンク２内での水位の変動が大きくなった場合、降水タンク２の容積に対する大気水槽７の容積の比率がある程度以上に小さい場合は、例えば水導入管８の流れ抵抗等によって水が大気水槽７から溢れて、降水タンク２の水位を上昇させて水の循環を行い難くなる虞がある。従って、大気水槽７の容積は降水タンク２の容積に比べてある程度以上に大きくしているのが好ましい。
【００４３】
請求項２のように、両タンク１，２の容積に対して水槽３１の容積が遥かに大きい場合は、両タンク１，２での水位の変動に関係なく水槽３１の水位が一定（又は殆ど一定）になるため、水が循環し難くなることはない。
【００４４】
ところで、流路内には熱交換器等を配置すると、流れ抵抗のために水の循環速度が遅くなり、その結果、降水タンク２での水位が上昇することがある。そこで、降水タンク２の水位を基準位置から２０００ｃｍ〜２０５０ｃｍの高さとなるように、３０％の余裕をみて、最大能力の７０％の能力で装置を駆動する。
【００４５】
前記の通り、降水タンク２の真空度を０．２ｋｇｆ／ｃｍ２  に設定して、主通水管２１の内径が８０ｃｍである場合、降水タンク２の水位は１８９４ｃｍになるから、３０％の余裕を見ると、最高水位は、（２１２６ｃｍ−１８９４ｃｍ＝２３２ｃｍ）×７０％＝１６２ｃｍとなる。従って、１８９４＋１６２ｃｍ＝２０５６によって、降水タンク２の水位を基準水位から２０ｍ〜２０．５ｍの間に制御する。
【００４６】
降水タンク２の水位の制御は、自動開閉弁２４を自動制御することによって行われる。
【００４７】
熱交換器のような抵抗体を降水タンク２に入れる場合、抵抗体の上流側と下流側とを繋ぐバイパス管を設け、このパイパス管に開閉弁を設けておくことも可能である。なお、降水タンク２に抵抗体を入れる場合は、基準位置から３ｍ以下の高さに設けるのが好ましい。パイパス通路を空けて水に熱交換の仕事をさせるたとなく流しても抵抗が大きい場合は、補助連通管４の開閉弁５を空けて、降水タンク２から大気水槽７への通水を促進させる。
【００４８】
大気圧位は１５００ｃｍであるから、降水タンク２の水位を２０００ｃｍ〜２０５０ｃｍの範囲に制御すると、１ｃｍ２  当たり５ｍ×９．８＝４９ｋｇの加圧作用が働く。
【００４９】
一方、給水タンク６は真空作用で大気水槽７の水を吸引し、降水タンク２の内径は８０ｃｍ、水導入管８の内径は８０ｃｍであるから、水導入管８に作用する水位差は４．１５４，２４５÷２０２５９ｃｍ＝２０５ｃｍとなり、水導入管８を介して降水タンク２に作用する水の圧力は、２．０５ｍ×９．８＝２０ｋｇとなる。従って、降水タンク２の内部での水の下降圧力は、（４９ｋｇ ＋２０ｋｇ）／ｃｍ２  ＝６９ｋｇ／ｃｍ２  の作用になる。
【００５０】
自然界では大気圧は常に変化する。大気圧が下がると、両タンク１，２での水位が変化する。
【００５１】
そして、給水タンク６の真空度は０．４ｋｇｆ／ｃｍ２  に設定しているので、既述のとおり、真空吸引高さは（１−０．４）×１．３６×７６０＝８２６ｃｍで、基準位置からの水位は１３００＋８２６＝２１２６ｃｍである。
【００５２】
他方、既述のとおり、主通水管２１からの移動水量による水位は、４．１５４，２４５÷１０５４０ｃｍ＝３９４ｃｍで、降水タンク２における基準位置からの水位は１５００ｃｍ＋３９４ｃｍ＝１８９４ｃｍとなり、従って降水タンク２の水位が２０〜２０．５ｍとなるように制御すると、降水タンク２では（２０．５〜２０）−１５ｍ＝５．５〜５ｍの下降圧で水が下降する。
【００５３】
つまり、降水タンク２の真空度を０．２ｋｇｆ／ｃｍ２  として高い真空量で吸引しているので、大気が変動による影響が少ない。
【００５４】
給水タンク６に設けた空気溜まり９ａの容積が変化することにより、給水タンク６の均衡状態の時に、少しの水位の変化で真空作用が促進されて、水の移動をスムーズに行える。
【００５５】
なお、各配管での流速等の計算値は次の通りである。
【００５６】
▲１▼．水導入管８での流速ｖ１  は、
【表１】
2004232604.tif 000003
となる。
【００５７】
▲２▼．主通水管２１での流速ｖ２  は、
【表２】
2004232604.tif 000004
となる。
【００５８】
▲３▼．循環水量ｗは、
【表３】
2004232604.tif 000005
となる。
【００５９】
▲４▼．降水タンク２での流速ｖ３  は、
【表４】
2004232604.tif 000006
となる。
【００６０】
▲５▼．大気水槽７での流速はｖ４、
【表５】
2004232604.tif 000007
となる。
【００６１】
▲６▼．主連通管３の流速ｖ４は、
【表６】
2004232604.tif 000008
となる（補助連通管４を閉じている場合）。なお、内径８０ｃｍの場合の断面積は５０２４ｃｍ２  である。
【００６２】
（２）．第２実施形態（図４）
図４では請求項２を具体化した第２実施形態を示している。
【００６３】
この実施形態では、大気に開放された水深１８ｍ以上の水槽３１と、この水槽３１に深さ２ｍまで入り込んで水面からは６ｍの高さに立ち上がった円筒形等の揚水タンク１と、前記水槽３１に入り込むと共に前記揚水タンク１から適当な間隔を離れて配置された円筒形等の降水タンク２とを備えている。
【００６４】
前記揚水タンク１の上部のうち上端から５ｍの範囲は底板６ａで仕切られた給水タンク６と成しており、この給水タンク６の底板６ａを貫通して上下に延びる水導入管８を、給水タンクの底板から例えば３ｍの高さで立ち上げて下方には例えば３ｍの長さで垂下し、揚水タンク１のうち水槽３１の水面と給水タンクの底板６ａとの間の高さ位置に、大気に開放した通気管１７を設けている。
【００６５】
給水タンク６を例えば０．４ｋｇｆ／ｃｍ２  の真空度に設定することにより、水槽３１の水が給水タンク６に揚水されることを許容している。
【００６６】
前記降水タンク２は、内径が１２０ｃｍで全高は２４ｍであって、水槽３１には水深１５ｍまで入り込んでいる。降水タンク２のうち水面上４ｍの高さ位置と給水タンク６のうち水面上１．５ｍの高さ位置とを主通水管２１で接続し、降水タンク２のうち水面上５．５ｍの高さ位置と給水タンク６のうち水面上２ｍの高さ位置とを水位調節用通水管２２で接続している。
【００６７】
降水タンク２を例えば０．２ｋｇｆ／ｃｍ２  の真空度に設定することにより、真空差によって水が給水タンクから降水タンクに移動して自重で水槽に戻るようになっている。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、真空吸引を利用して水を循環させるものであるので静粛であり，また、循環高さに関係なく循環することができる。このため、様々の用途に使用できる。
【００６９】
例えば、熱源側に冷・暖水用の熱交換器を設けて循環水に熱を供給し、熱の必要な場所で熱交換器を設けて冷水または熱をポンプで取り出すという用途に使用できる。
【００７０】
請求項２の発明によれば、流水プール、水族館等の大型水槽の水の循環に使用でき、例えば降水タンク側に熱交換器を設け水の温度管理を行ったり、流路の途中にフィルターを設けて浄化を行ったりすることが可能になる。通水管の流量を弁で調節することにより、循環量を調節できる。また、ポンプ等の運転音がないので自然な水流を実現できると共に、経費を削減できる。
【００７１】
両請求項の発明とも、大量の水を循環できるので、発電用羽根車を降水タンク又は連通管部に設けることにより、発電に利用する事も可能である。このように利用範囲は広い。
【００７２】
発電に使用する場合は、落差と水量で発電量が決まるので、水量を多くすれば落差が小さくても発電量を大きくできる。発電量の計算では、発電量＝流量ｍ３  ×落差ｈ×９．８×水車効率×発電機効率で計算する。
【００７３】
本発明の水の循環装置を発電に使用する場合、水の有効利用率を２５％設定し、水量４．１ｍ３  ／ｓ、水位１５ｍ、水位制御位置２０ｍ、有効落差３ｍとすると、４．１ｍ３  ×３ｍ×９．８×７０％×８０％×２５％＝１７．９ｋｗ／ｈの発電量となる。発電効率は羽根車の効率で大きく変わるので、実際には値は変化する。
【００７４】
本発明の循環装置を各種の装置に使用するに当たっては、使用目的や使用地域によって、例えば装置を保温したり、凍結防止剤を注入して凍結を避けるなどの必要があり得る。
【００７５】
本発明に係る循環装置の運転においては、真空ポンプによる真空度の管理を必要とする。また、水位維持の加圧給水器が必要であるが、小さな動力で装置を運転できる利点がある。
【００７６】
圧送ポンプを利用した回路の場合、水量が多くなるほど動力の増加となり、限界能力に近い揚程で使用すると運転音が高くなる。本発明の水の循環装置を例えば冷暖房に使用すると、ポンプによる熱の損失が少なくなると共に騒音を防止できる。更に、循環に要する動力は少ない事から経費が大幅に節約できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】水が循環する原理を示した図面である。
【図２】請求項１を具体化した第１実施形態の図面である。
【図３】第１実施形態の装置の調整段階の図である。
【図４】請求項２を具体化した図面である。
【符号の説明】
１  揚水タンク
２  降水タンク
３，４  連通管
６  給水タンク
７  大気水槽
９ａ  空気溜まり
８  水導入管
１０  真空部
１４，２６  真空弁
１７，２９  通気管
２１  主通水管
２２  水位調節用通水管
２８  内管
【図１】
2004232604.tif 000009
【図２】
2004232604.tif 000010
【図３】
2004232604.tif 000011
【図４】
2004232604.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成15年2月3日(2003.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
主通水管２１は水の循環作用を主として司るもので内径は８０ｃｍである。水位調節用通水管２２は文字通り水位調節のためのもので、半径は２５ｃｍである。両通水管２１，２２には開閉弁２３，２４を設けている。水位調節用通水管２２の開閉弁は自動開閉弁となっており、以下、「自動開閉弁２４」と表示する。