(57)【要約】【課題】貯水槽の水に塩素を添加する際に塩素の過剰添加を防止し、残留塩素を確実に制御するとともに構造が簡単な給水設備を提供する。【解決手段】貯水槽１の水位を検出する水位検出器７と、残留塩素濃度を検出する塩素検出器８と、塩素を含む薬液または水を上記の貯水槽内に注入する塩素注入装置９を設け、貯水槽内１の水位を所定の水位範囲に維持しつつ給水をなすとともに上記の貯水槽１内の水の残留塩素の値が設定量より減少した場合に上記の塩素注入装置９を作動させて給水管３に塩素を含む薬剤または水を注入し、給水とともに塩素を添加する。【選択図】    図１
2005262054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水槽と、この貯水槽内に給水をなす給水弁と、この給水弁から上記の貯水槽の上部との間に配管された給水管と、上記の貯水槽内の水位を検出する水位検出器と、上記の貯水槽の内部の水の残留塩素濃度を検出する塩素検出器と、塩素を含む薬液または水を上記の貯水槽内に注入する塩素注入装置と、上記の水位検出器および塩素検出器からの信号を受け、上記の給水弁の開閉制御をなし上記の貯水槽内の水位を給水停止水位と給水開始水位との間の所定の水位範囲に維持するとともに上記の貯水槽内の水の残留塩素の値が設定量より減少した場合に上記の塩素注入装置を作動させる制御装置とを備え、上記の塩素注入装置は上記の給水弁の下流側の上記給水管に塩素を注入するものであり、また上記の制御装置は上記の給水弁が開弁している場合にのみ上記の塩素注入装置を作動させるものであることを特徴とする給水設備。
【請求項２】
前記の制御装置は、前記の塩素注入装置からの塩素を含む薬液または水の注入流量を設定可能であることを特徴とする請求項１の給水設備。
【請求項３】
前記の給水弁は、前記の貯水槽の上面より下方に設置され、前記の給水管はこの給水弁から上方に立ち上がり前記の貯水槽の上部に達しているものであり、前記の塩素注入装置はこの給水管の前記給水弁の近傍箇所に塩素を注入するものであることを特徴とする請求項１の給水設備。
【請求項４】
前記の塩素検出器は、前記の給水管の吐水口の下方より離れた位置に設置されていることを特徴とする請求項１の給水設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯水槽内の水の残留塩素濃度の低下を防止することができる給水設備に関する。さらに特定すれば、本発明は貯水槽内の水の残留塩素濃度が低下した場合に塩素を含む薬液または水を注入して残留塩素濃度の低下を防止するとともに塩素の過剰添加を防止し、またこの注入された塩素の拡散、混合を促進する給水設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、オフィスビル、マンション、病院、学校、ホテルなどの施設では、断水時の給水の確保、給水量の平準化などの目的のために、受水槽、高置水槽、その他の貯水槽
が設置されている。これらの貯水槽は、施設の水の消費量、施設の目的などによりその容量が設定され、必要な貯水量を確保するとともに、貯留された水と新たな給水との交換率を適度に設定し、貯水槽内の水の残留塩素濃度が所定値より低下しないように配慮されている。しかし、リゾート施設やイベント施設、学校などでは、曜日や季節により水の消費量が大きく変動するので、水の消費量が低下した場合にこの貯水槽内の水の交換率が低下し、塩素の散逸により水中の残留塩素濃度が低下し、雑菌の繁殖等、水質の低下を招く可能性がある。
【０００３】
このため、従来から、このような貯水槽内の水の残留塩素濃度の低下を防止し、水質を維持する各種の試みがなされている。低下した残留塩素濃度を回復する確実な手段としては、従来から塩素を含む薬剤、たとえば次亜塩素酸ナトリウムの添加がある。しかし、従来は、貯水槽内の水の残留塩素濃度の測定、次亜塩素酸ナトリウムの投入などの作業をすべて人手に頼っており、多くの労力を必要とする。
【０００４】
このような作業を自動化するため、たとえば特許文献１のようなものがある。このものは、貯水槽内に残留塩素濃度検出手段を設け、塩素濃度が低下した場合に自動的に次亜塩素酸ナトリウムを注入するものである。また、食塩水等の塩素イオンを含む水を電気分解していわゆる電解次亜塩素酸ソーダを生成し、このような塩素を含んだ水を貯水槽内に注入する装置もあり、特許文献２にはこのような装置の例が示されている。
【０００５】
ところで、このような塩素を含んだ薬剤または水を貯水槽内の水に自動的に添加する場合に、その添加量の制御の問題が発生する。すなわち、貯水槽内に塩素を含んだ薬剤または水を注入しても、この塩素が貯水槽内全体に拡散するには長時間を必要とし、塩素検出器による残留塩素濃度の上昇の検出には時間の遅れが生じ、正確な制御ができない。このため、上記の特許文献１のものは、貯水槽内の水をポンプにより循環させている。しかし、このように水を循環させるには、ポンプ、配管などの設備が必要であり、またポンプの運転に多くの電力を必要とする。
【０００６】
この不具合を解消するため、特許文献３に示すように、貯水槽内の残留塩素濃度が低下した場合にのみ循環ポンプを運転するものがある。このものは、電力の消費は抑制されるものの、やはり電力を必要とし、また設備の設置コストも高い。また、特許文献３に示すように、急速攪拌池の出口の残留塩素濃度を測定し、季節、気象等の条件から添加塩素必要量を計算するものがある。しかし、このようなものは、大規模な貯水設備を対象としたものであり、貯水槽などに適用することは実用的ではない。
【０００７】
また、上述のように、残留塩素濃度の上昇の検出に時間遅れが生じることは、塩素の過剰添加の問題を生じることになる。特許文献４には、この問題を解消する技術が開示されており、塩素濃度が一定値以下に低下した場合には、残留塩素センサの測定値のしきい値を低く変更し、オーバーシュートすなわち塩素の過剰添加の傾向を解消する。また特許文献５にも同様に、残留塩素濃度が設定過剰範囲となった場合には、次回の次亜塩素酸ソーダの投入量を減少させることが開示されている。しかし、いずれも設備が複雑となり、また塩素の過剰添加の問題は本質的に解消されない。
【特許文献１】特公昭６１−１１７３３８号公報
【特許文献２】特開２００２−３２６０８６号公報
【特許文献３】特開平１０−２０２２６８号公報
【特許文献４】特許第３４３９１６８号公報
【特許文献５】特開２００１−２３２３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の事情に基いてなされたもので、貯水槽内の水の残留塩素濃度を検出して残留塩素濃度が低下した場合に塩素を含む薬剤または水を添加するものにおいて、簡単な装置により塩素を含む薬剤または水の過剰添加を防止し、残留塩素を確実に制御するとともに構造が簡単な給水設備を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の本発明は、貯水槽と、この貯水槽内に給水をなす給水弁と、この給水弁から上記の貯水槽の上部との間に配管された給水管と、上記の貯水槽内の水位を検出する水位検出器と、上記の貯水槽の内部の水の残留塩素濃度を検出する塩素検出器と、塩素を含む薬液または水を上記の貯水槽内に注入する塩素注入装置と、上記の水位検出器および塩素検出器からの信号を受け、上記の給水弁の開閉制御をなし上記の貯水槽内の水位を給水停止水位と給水開始水位との間の所定の水位範囲に維持するとともに上記の貯水槽内の水の残留塩素の値が設定量より減少した場合に上記の塩素注入装置を作動させる制御装置とを備え、上記の塩素注入装置は上記の給水弁の下流側の上記給水管に塩素を含む薬剤または水を注入するものであり、また上記の制御装置は上記の給水弁が開弁している場合にのみ上記の塩素注入装置を作動させるものである。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、前記の制御装置は、前記の塩素注入装置からの塩素を含む薬液または水の注入流量を設定可能なものである。
【００１１】
請求項３に記載の本発明は、前記の給水弁は、前記の貯水槽の上面より下方に設置され、前記の給水管はこの給水弁から上方に立ち上がり前記の貯水槽の上部に達しているものであり、前記の塩素注入装置はこの給水管の前記給水弁の近傍箇所に塩素を含む薬剤または水を注入するものである。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、前記の塩素検出器は、前記の給水管の吐水口の下方より離れた位置に設置されているものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の本発明は、上記の塩素注入装置は上記の給水弁の下流側の上記給水管に塩素を含む薬剤または水を注入するので、この薬剤または水は多量の給水中に混合、拡散されてから貯水槽内に流入し、かつこの給水は貯水槽内の水面に落下してさらに攪拌、拡散される。よって塩素の拡散が早く、この塩素濃度の上昇の検出の時間遅れが少なくなるので、塩素濃度の制御が確実となる。
【００１４】
また給水弁が開弁している場合にのみ上記の塩素注入装置が作動し、給水中に塩素が注入され、希釈、拡散されたのち貯水槽内に流入するので、塩素の過剰添加が防止される。すなわち、このような給水設備では、貯水槽内の水位が給水開始水位まで低下した場合に給水が開始され、給水停止水位に達するまで給水がなされるので、１回の給水量は貯留されている水量に対して一定の割合である。よって、この給水中に所定の割合で塩素を添加すれば、貯水槽内の水に対する塩素の添加量は一定の割合以上にはならず、塩素の過剰添加の可能性がない。
【００１５】
また、この給水設備は、貯水槽への給水を制御し、貯水槽内の水位を所定の範囲に維持する給水装置の基本的な構成に塩素検出器、塩素注入装置等を付加したものであり、貯水槽内の水位を所定の範囲に維持する給水装置と塩素注入装置や残留塩素濃度を測定制御する塩素濃度維持装置とを別々に設置する場合より構造が簡単であり、また装置のコスト、保守管理のコストも低減できる。
【００１６】
また、請求項２に記載の本発明は、前記の制御装置は、前記の塩素注入装置からの塩素を含む薬液または水の注入流量を設定可能としたものである。よって、貯水槽の容量や水の消費量、その他の条件に対応して添加する塩素の量を調整できるので、塩素濃度をより正確に制御できる。
【００１７】
また、請求項３に記載の本発明は、給水弁から上方に立ち上がり前記の貯水槽の上部に達している給水管の給水弁の近傍箇所に塩素を注入するので、この塩素は給水と十分に攪拌されて貯水槽内に流入するので、この貯水槽内の水中での塩素の拡散がより早く、塩素濃度の制御がより正確となる。
【００１８】
請求項４に記載の本発明は、前記の塩素検出器は、前記の給水管の吐水口の下方より離れた位置に設置されているものである。よって、この吐水口から給水される塩素濃度の高い水が塩素検出器に直接接触し、塩素濃度を平均より高く検出することがなく、制御が安定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。この実施形態は、上水の受水槽を対象としたものであるが、本発明は雑用水、その他塩素濃度を管理すべき水の貯水槽の給水設備に適用できることはもちろんである。
【００２０】
図１には、この給水装置の全体を示す。図中の１は受水槽、高置水槽等の貯水槽である。この貯水槽１には給水弁２および給水管３を介して上水が給水される。また、この貯水槽１内に貯留された水は流出管４を介してポンプ等により末端の水栓等に給水される。なお、この実施形態では、上記の給水弁２として自力型の自動弁が用いられる。このような給水弁２は内部にシリンダ、ピストンなどを内蔵しており、シリンダ内の水圧を放圧することにより、給水の水圧により自動的に開閉する。なお、この給水弁２のシリンダ内の水を放出するためにパイロット管５および副弁６が接続されており、この副弁６が開弁すると上記の給水弁２も開弁し、またこの副弁６が閉弁すると給水弁２も閉弁する。なお、上記の副弁６は、電気的に開閉する電磁弁が使用されている。
【００２１】
なお、上記の給水弁２は、上記の貯水槽１の上面より下方、たとえば貯水槽１の設置された床面の上に設置されたもので、上記の給水管３はこの給水弁２から上方に立ち上がって貯水槽１の上部に達するいわゆる立ち上がり管の形態をなしている。
【００２２】
また、この貯水槽１の底部には水位検出器７が取り付けられている。この水位検出器７は、この貯水槽１内底部の水圧すなわち水頭圧を測定し、この水頭圧からこの貯水槽１内の水位が算定される。
【００２３】
また、この貯水槽１の内の底部中央部には、塩素検出器８が取り付けられている。この塩素検出器８は、たとえば特許第３３９０１５４号公報に開示されているような、起電力測定方式、または電流測定方式の電極式の残留塩素検出器が好ましい。この塩素検出器８は、この貯水槽１内の水の残留塩素濃度を測定する。この塩素検出器８は、上記の給水管３の吐水口の下方より離れた位置、たとえば給水管３の吐水口が貯水槽１の隅部に配置されている場合は上記のように貯水槽１の中央部に設置される。
【００２４】
また、９は塩素注入装置である。この塩素注入装置は、塩素を含む薬剤、たとえば次亜塩素酸ソーダ液をポンプ等により設定された所定量ずつ注入する装置であり、この実施形態の場合には、上記の給水管３の給水弁２の近傍位置においてこの給水管３内に次亜塩素酸ソーダを注入するように構成されている。なお、最近では、食塩水等の塩素イオンを含む水を電気分解し、電解次亜塩素酸ソーダを生成してこの塩素イオンを殺菌力のある遊離塩素に転換し、この塩素を含んだ水を注入する塩素注入装置も開発されており、このような塩素注入装置を使用してもよい。
【００２５】
また、１０はこの給水装置の制御装置であり、上記の副弁６、水位検出器７、塩素検出器８および塩素注入装置９ははこの制御装置に接続されている。図２にはこの制御装置１０の回路の概略的なブロック図を示し、１１はＣＰＵである。このＣＰＵ１１には、上述の水位検出器７、塩素検出器８、塩素注入装置９および前記の副弁６を開閉させる弁駆動回路１２がインターフェース１３を介してそれぞれ接続されている。
【００２６】
また、このＣＰＵ１１には、作動プログラムを記憶したＲＯＭ１６、測定値や設定値を記憶するＲＡＭ１７、各種のスイッチ類１８、測定値や設定値を表示する表示器１９、クロック２０等が接続されている。また、このＣＰＵ１１には、水位設定回路２１、塩素濃度設定回路２２および塩素の注入量設定回路２３が接続されている。
【００２７】
この制御装置１０には図１に示すように前記の水位検出器７で検出された貯水槽１内の水位を表示する水位表示器１９ａが設けられている。また、１８ｄ、１８ｅは給水停止水位設定キー、給水開始設定キーであり、これらを操作して水位設定モードに切替え、アップダウンキー１８ａを操作して設定水位を水位表示器１９ａに表示させた後に設定することにより、給水停止水位および給水開始水位が設定される。そして、貯水槽１内の水位が給水開始水位まで低下すると、弁駆動回路１２からの信号により副弁６が開弁され、給水弁２が開弁して給水管２を介して貯水槽１内に給水がなされる。また、貯水槽１内の水位が給水停止位置まで上昇すると、給水弁２が閉弁され、給水が停止される。このようにして、この貯水槽１内の水位は、給水停止水位と給水開始水位の間の所定の水位範囲に制御される。
【００２８】
また、上記の塩素検出器８で検出された残留塩素濃度は塩素濃度表示器１９ｂに表示される。さらに、この貯水槽１内の水の残留塩素濃度が低下した場合に、上記の塩素注入装置９を作動させるための残留塩素濃度の値を設定する機能が設けられ、この残留塩素濃度の値の設定はアップダウンキー１８ｂにより行われる。
【００２９】
また、実施形態では、この制御装置１０には上記の塩素注入装置９から注入される次亜塩素酸ソーダの注入流量を設定する機能が備えられている。１９ｃは塩素の注入量の表示器であり、アップダウンキー１８ｃを操作することにより塩素の注入流量を所定の値に設定することができる。
【００３０】
また、この制御装置１０は、貯水槽１内の水の残留塩素濃度が低下した場合に、自動的に塩素注入器９を作動させて残留塩素濃度を維持する機能が備えられており、以下図３のフローチャートを参照してその作動を説明する。
【００３１】
まず、ＳＴＥＰ１で貯水槽１内の水位が給水開始水位以下か否かが判別され、給水開始水位以上の場合には作動しない。そして、給水開始水位以下の場合には、まずＳＴＥＰ２により貯水槽１内の水の残留塩素濃度が測定される。そして、ＳＴＥＰ３でこの残留塩素濃度が設定された値以下か否かが判別され、残留塩素濃度が所定の設定値以上の場合にはＳＴＥＰ５に移行し、そのまま給水が開始される。
【００３２】
一方、ＳＴＥＰ３で残留塩素濃度が設定値以下と判別された場合には、ＳＴＥＰ４で上記の塩素注入装置９が作動され、次亜塩素酸ソーダの注入が開始され、さらにＳＴＥＰ５で給水が開始される。この場合に、塩素注入装置９から次亜塩素酸ソーダは給水管３の給水弁２の近傍位置に注入され、この給水管３内を流れる新たな給水と攪拌されて希釈されたのち、貯水槽１内に給水される。そして、貯水槽１内の水位が給水停止水位まで上昇すると、ＳＴＥＰ６でこれが判別され、ＳＴＥＰ７で給水が停止され、同時に塩素注入装置も停止される。なお、ＳＴＥＰ６において、給水停止水位に達しない場合は、次の処理を実行しない。
【００３３】
上記のように、貯水槽１内の水の残留塩素濃度が所定の濃度以下となった場合には、給水毎に塩素注入装置９が作動して次亜塩素酸ソーダを注入するので、この貯水槽１内の水の残留塩素濃度を所定の値以上に維持できる。また、この次亜塩素酸ソーダは、多量の給水とともにこれに希釈された形で給水さるので、この塩素は貯水槽１内の水に迅速に拡散し、均一な塩素濃度となる。このため、塩素の添加による貯水槽１内の水の塩素濃度の上昇の検出遅れが少なく、より確実な塩素濃度制御が可能となる。なお、前記の塩素検出器８は給水管３の吐水口の下方から離れた位置にあるので、塩素濃度の高い新たな給水がこの塩素検出器８に接触して平均より高い塩素濃度が検出されてしまうことがなく、誤作動を防止できる。
【００３４】
また、１回の給水作動でこの貯水槽１内に給水される水の量は、この貯水槽１内の水の量に対して常に一定である。たとえば給水停止水位が３００ｃｍ、給水開始水位が２５０ｃｍに設定されていれば、１回の給水毎に貯水槽１内に貯留されている水の約２０％の水が新たに給水される。したがって、前記の制御装置１０で塩素注入装置９の注入流量を設定しておけば、１回の給水毎に添加される塩素の量を正確に設定でき、塩素の過剰添加の問題は発生しない。なお、この塩素の注入流量は、上述のような１回の給水量、貯水槽１の容量等の条件に対応して適宜設定でき、各種の給水設備に対応できる。
【００３５】
なお、本発明は上記の実施形態には限定されない。たとえば、給水弁が貯水槽の上方に設置され、そのまま下方に吐水されて給水をなすようなものにおいては、この給水弁の流出口に接続された立下り管である給水管に塩素を注入するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の給水装置の全体の概略図。
【図２】制御装置の回路のブロック図。
【図３】設定水位変更作動のフローチャート。
【符号の説明】
【００３７】
１    貯水槽
２    給水弁
３    給水管
７    水位検出器
８    塩素検出器
９    塩素注入装置
１０  制御装置
１１  ＣＰＵ
１２  弁駆動回路
１９  表示器
２１  水位設定回路
２２  塩素濃度設定回路
２３  塩素注入量設定回路
【図１】
2005262054.tif 000003
【図２】
2005262054.tif 000004
【図３】
2005262054.tif 000005