(57)【要約】      （修正有）【課題】散水によるヒートアイランド現象の軽減を図るのにおいて、都市部であっても問題なく設置が可能となされた散水システムを提供する。【解決手段】光触媒１に紫外線照射装置２からの紫外線が照射されて活性化されて酸化作用を呈し、光触媒１に接触している貯水Ｗ１がその酸化作用によって浄化され、雑菌の殺菌や不純物質の分解が行われることで、貯水Ｗ１を散水しても悪影響が生じる恐れをなくして都市部であっても問題なく設置が可能なものできる。また光触媒１を用いているので環境への負荷が少なく、また損耗も少ないため浄化の効果を長期間維持することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雨水を貯水する貯水槽と、自然エネルギー発電装置と、前記貯水槽の貯水を散水する散水手段とを備え、前記散水手段が前記自然エネルギー発電装置により生起された電力により駆動して散水を行うようになされた散水システムであって、前記貯水槽内に、前記貯水と接触された光触媒体と、前記光触媒体に紫外線を照射する紫外線照射手段とが備えられていることを特徴とする散水システム。
【請求項２】
前記光触媒体は、前記貯水槽の内側表面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の散水システム。
【請求項３】
雨水を貯水する貯水槽と、自然エネルギー発電装置と、前記貯水槽の貯水を散水する散水手段とを備え、前記散水手段が前記太陽電池により生起された電力により駆動して散水を行うようになされた散水システムであって、前記散水手段に、前記貯水と接触して光触媒体が備えられ、前記光触媒体に太陽光及び／又は紫外線照射手段から発せられた紫外線が照射されるようになされていることを特徴とする散水システム。
【請求項４】
更に散水した後の余剰水を回収し、再度貯水槽に貯水する余剰水回収手段が備えられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の散水システム。
【請求項５】
前記自然エネルギー発電装置は、太陽電池と風力発電機とを用いたものである請求項１〜４のいずれかに記載の散水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、散水による気化熱を利用して、ヒートアイランド現象の軽減等を図ることができる散水システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヒートアイランド現象とは、とりわけ大都市において顕著に見られ、夜間に都市の気温が郊外の気温より３℃〜８℃高くなるというもので、その温度差によって都市上空に上昇気流が発生し、大気汚染物質の集中や突発的な大雨等の好ましくない自然現象を発生させる要因となっており、近年とみに社会問題化してきている。
【０００３】
ヒートアイランド現象の対策として、最もよく知られているのが所謂「打ち水作戦」であり、２００４年には全国で約８３７万人が参加した実績がある。これは地面に散水することで散水された水が蒸散する際に熱を持ち去る気化熱を利用して地面に蓄積された熱エネルギーを大気中に放出し、都市部の温度を下げようとするものである。この「打ち水作戦」により、都市部の気温が約０．３℃低下したとのデータがあり、高い効果は認められるものの、言うまでもなく連続的な実施が困難なことが問題であり、ヒートアイランド現象の軽減には継続的に散水が可能なシステムが求められる。
【０００４】
継続的に散水が可能な散水システムとして、例えば雨水を回収する回収装置と、この回収した雨水を庭へ放出する放水手段と、外気温が一定の温度以上になったときに前記の放水手段を駆動させる駆動制御手段とを備えることで、庭を活用して涼を採ることができる庭の散水装置が開示されている（例えば特許文献１）。また当該散水システムにおいては、太陽光発電で得られた電力を駆動源として庭の散水を行うことで、自然エネルギーを利用して継続的な散水を行うことができる内容についても記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１２１７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のような雨水を用いた散水システムでは、雨水中にレジオネラ菌、大腸菌等の雑菌や、臭気の原因となる不純物質が数多く含まれるために、散水時に走行車両や歩行者等に散水した水がかかる可能性のある都市部に設置して散水した場合に、極めて強い嫌悪感を抱かれたり、散水を浴びた人間が思わぬ病気に罹ったりする等の恐れがあることから、都市部への設置が躊躇されるものであった。
【０００７】
本発明は上記の如き課題に鑑みてなされたものであり、散水によるヒートアイランド現象の軽減を図るのにおいて、都市部であっても問題なく設置が可能となされた散水システムを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は以下のような構成としている。すなわち、本発明に係わる散水システムは、雨水を貯水する貯水槽と、自然エネルギー発電装置と、前記貯水槽の貯水を散水する散水手段とを備え、前記散水手段が前記自然エネルギー発電装置により生起された電力により駆動して散水を行うようになされた散水システムであって、前記貯水槽内に、前記貯水と接触された光触媒体と、前記光触媒体に紫外線を照射する紫外線照射手段とが備えられていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係わる散水システムによれば、光触媒体に紫外線照射装置からの紫外線が照射されて活性化されて酸化作用を呈し、光触媒体に接触している貯水がその酸化作用によって浄化され、雑菌の殺菌や不純物質の分解が行われることで、貯水を散水しても悪影響が生じる恐れをなくして都市部であっても問題なく設置が可能なものできる。また光触媒体を用いているので環境への負荷が少なく、また損耗も少ないため浄化の効果を長期間維持することができる。
【００１０】
また前記光触媒体は、前記貯水槽の内側表面に設けられていれば、貯水槽内面への藻類の付着を防止して、貯水槽のメンテナンスに係わる作業のほとんどを占める内面の清掃の頻度を格段に少なくでき好ましい。
【００１１】
また本発明に係わる散水システムは、雨水を貯水する貯水槽と、自然エネルギー発電装置と、前記貯水槽の貯水を散水する散水手段とを備え、前記散水手段が前記太陽電池により生起された電力により駆動して散水を行うようになされた散水システムであって、前記散水手段に、前記貯水と接触して光触媒体が備えられ、前記光触媒体に太陽光及び／又は紫外線照射手段から発せられた紫外線が照射されるようになされていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係わる散水システムによれば、光触媒体に太陽光及び／又は紫外線照射装置からの紫外線が照射されることで光触媒体が活性化されて酸化作用を呈し、光触媒体に接触している貯水がその酸化作用によって浄化され、雑菌の殺菌や不純物質の分解が行われることで、貯水を散水しても悪影響が生じる恐れをなくして都市部であっても問題なく設置が可能なものできる。また光触媒体を用いているので環境への負荷が少なく、また損耗も少ないため浄化の効果を長期間維持することができる。
【００１３】
また更に散水した後の余剰水を回収し、再度貯水槽に貯水する余剰水回収手段が備えられていれば、降雨の少ない状況となっても貯水を効率よく活用することができ好ましい。
【００１４】
また前記自然エネルギー発電装置は、太陽電池と風力発電機とを用いたものであれば、太陽光や自然風といった自然エネルギーを利用して環境に負荷を掛けることなく散水の能力を高めてヒートアイランド現象の軽減をより高い効率で図ることができ、また各々が電力を補完し合うことで、日照や風速の変化が生じても安定して散水を行うことができるようになり好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係わる請求項１に記載の散水システムによれば、光触媒体に紫外線照射装置からの紫外線が照射されて活性化されて酸化作用を呈し、光触媒体に接触している貯水がその酸化作用によって浄化され、雑菌の殺菌や不純物質の分解が行われることで、貯水を散水しても悪影響が生じる恐れをなくして都市部であっても問題なく設置が可能なものできる。また光触媒体を用いているので環境への負荷が少なく、また損耗も少ないため浄化の効果を長期間維持することができる。
【００１６】
また本発明に係わる請求項３に記載の散水システムによれば、光触媒体に太陽光及び／又は紫外線照射装置からの紫外線が照射されることで光触媒体が活性化されて酸化作用を呈し、光触媒体に接触している貯水がその酸化作用によって浄化され、雑菌の殺菌や不純物質の分解が行われることで、貯水を散水しても悪影響が生じる恐れをなくして都市部であっても問題なく設置が可能なものできる。また光触媒体を用いているので環境への負荷が少なく、また損耗も少ないため浄化の効果を長期間維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係わる最良の実施の形態について、図面に基づき以下に具体的に説明する。
【００１８】
図１〜図３は、本発明に係わる散水システムの、実施の一形態を示すもので、図１は駐車場に適用した状態を示す概略図である。駐車場Ｐの地面Ｒ上には複数の駐車スペースＰ１が設けられ、屋根等が設けられていないアスファルト路面であることから、夏場の晴天時には地面Ｒに太陽光が照りつけて地面Ｒに蓄熱がなされ、ヒートアイランド現象の要因となっていた。かかる駐車場Ｐにポンプ５１と散水ホース５２を備えた散水手段５を設け、貯水槽３に貯えられた貯水を導水管５３により導いて駐車場Ｐの地面Ｒに散水することで打ち水と同様の効果を発揮させるものである。ポンプ５１を駆動させる電力は、太陽電池４ａと風力発電機４ｂとが組み合わされた自然エネルギー発電装置４により供給される。
【００１９】
地面Ｒは、図中奥から手前に向かって低くなるように傾斜されており、散水ホース５２は図中奧側に設けられ、図中手前側には散水後に蒸発することなく残った余剰水を集めて回収する排水溝６１と、排水溝に回収された余剰水を貯水槽３に送る導水ホース６２とからなる余剰水回収手段６が設けられていることで、貯水を循環して使用できることで雨水の少ない時期であっても効率よく貯水を活用することができ、また降雨時に駐車場Ｐの地表面全体に降る雨を集めて効率よく水を貯えることができる。
【００２０】
図２は、貯水槽３の内部を示す貯水槽の縦断面図である。貯水槽３はタンク部３１内に貯水Ｗ１が貯えられるようになされ、水を導入する導水ホース６２との間には、塵埃や砂塵等を除去するためのフィルター装置３２が設けられ、タンク部３１の上端にはメンテナンスやガス抜きに用いる蓋体３３、下端にはドレイン３４が設けられている。タンク部３１の内表面には光触媒体１が設けられており、タンク部３１の内表面に設けられることで、光触媒体１と貯水Ｗ１とが広い面積で接触することが可能となされている。タンク部３１の中心付近には、透明なケース２２内に紫外線蛍光灯２１を収納した紫外線照射装置２が設けられている。
【００２１】
ここで、紫外線照射装置２から紫外線が光触媒体１に照射されると、光触媒体１に含まれる光触媒体性半導体が活性化されて酸化作用を呈し、光触媒体１に接触している貯水Ｗ１に含まれる雑菌をその酸化作用により殺菌したり、悪臭の原因となる有機物等の不純物質を分解したりすることで、貯水Ｗ１が浄化されて、貯水Ｗ１を散水しても嫌悪感を抱かれたり、散水を浴びた際に思わぬ事態が起こる恐れ等の悪影響が生じる恐れをなくし、都市部であっても問題なく設置が可能なものできる。また光触媒体１は塩素等と異なり酸化作用を発揮した後に元の状態に戻ることで損耗が少なく長期間に亘って酸化作用を発揮することができ、また塩素等残留した場合に有害となる物質を全く用いる必要がなく、環境への負荷もほとんど生じることがない。
【００２２】
また、タンク部３１内表面に光触媒体１が設けられていることで、その酸化作用によりタンク３１内表面に付着しようとする藻類の細胞壁が破壊されたり、不純物質で悪臭の原因となる有機物が分解されたり等して、貯水槽３のメンテナンスにおいて最大の懸念となっている内表面への藻類や汚染物資の付着が防止され、メンテナンスの作業が軽減された散水システムとすることができる。
【００２３】
更にまた、貯水槽３に浄化された貯水Ｗ１を貯えておくことで、災害等により水の供給が絶たれた場合に、貯水Ｗ１を活用して防災対策用の水として用いることができる。
【００２４】
光触媒体１は、単に光触媒性結晶を微粒子化したものや、微粒子状とした光触媒性結晶の表面の一部をシリカ等の光触媒機能に対して不活性な保護物質により被覆する等した光触媒微粒子を、塗料に配合して塗布したり、合成樹脂に配合して熱成形したり、布帛状の繊維に担持させる等して形成することができる。光触媒性結晶は光触媒機能を発揮するものであれば特に限定されるものではなくＦｅ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｏ、Ｉｎ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｆｅ２ＴｉＯ３、ＰｂＯ、Ｖ２Ｏ５、ＦｅＴｉＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ３、ＳｒＴｉＯ３、ＺｎＯ、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＫＴａＯ３、ＳｎＯ２、ＺｒＯ２などの金属酸化物半導体材料を用いてよいが、比較的低廉で扱いが簡便である酸化チタンが好適に用いられる。また酸化チタンの中でも活性の高いアナターゼ型の二酸化チタンが好適である。
【００２５】
紫外線照射装置２を駆動させて紫外線を照射するのに用いる電力は、商用電源等外部電力に頼るものとしてもよいが、自然エネルギー発電装置４により生起された電力を用いて駆動させることで、環境への負荷を更に小さいものとすることができ好ましい。また貯水Ｗ１を撹拌する撹拌装置をタンク部３１内に設け、より多くの貯水Ｗ１が光触媒体１と接触するようにしておいてもよい。更には、タンク部３１の内表面に、紫外線の照射を妨げない程度の凹凸を設けて、光触媒体１と貯水Ｗ１との接触面積を拡大するようにしてもよい。
【００２６】
更にまた、散水装置５についても光触媒体を設けて散水する水を浄化するようにしてもよい。具体的には、散水ホース５２や導水管５３の内面に光触媒体を設けて水が光触媒体に接触するようにして、且つ散水ホース５２や導水管５３を透光性のものとすることで、光触媒体に太陽光が入射されて光触媒体が酸化作用を呈し、散水手段５において殺菌や不純物質の分解を図ることができる。またポンプ５１の内面に光触媒体を設け、更に貯水槽３と同様に紫外線照射手段を設けて浄化をするようにしてもよい。
【００２７】
図３は、散水の対象となる駐車場Ｐの、地面Ｒの詳細を示す縦断面図である。地面Ｒは、基礎地面Ｒ４上に主に砂を敷き固めた砂礫層Ｒ３が設けられ、砂礫層Ｒ３の上に更に遮水シートである遮水層Ｒ２と、保水アスファルトである保水性舗装Ｒ１とが設けられて形成されたものである。保水性舗装Ｒ１は汎用アスファルト等からなる通常舗装でもよいが、多孔質で水分の保持性能が高くなされた保水ブロックや保水アスファルトを用いて形成した保水性舗装としておけば、散水した水が路面に保持されて蒸発を続けることで、気化熱による温度の低下を長時間に亘って発揮することができるようになり好ましい。また保水性舗装Ｒ１は水が浸透する度合いが高いことから、砂礫層Ｒ３上に直接敷設すると散水した水が地中に浸透してしまい、気化熱による温度低下に寄与しないものとなる恐れがあることから、遮水層Ｒ２により保水性舗装Ｒ１に水が保持されるようにしておくことで、散水した水を須く気化熱による温度低下に寄与させることができるようになる。
【００２８】
保水性舗装Ｒ１は、保水性を有するものであれば特に限定されるものではないが、道路や駐車場等、車両や歩行者などが通過する場所に適用するには、上述の如く保水ブロックや保水アスファルトが好適に用いられる。既設の路面に適用するには、遮水シート等を敷設した上に保水ブロックを配置するのが作業が簡便となり、新設の路面に適用するには、コンクリート等の遮水層Ｒ２を形成した上で保水アスファルトを敷設すれば構造的に強固なものとできる。
【００２９】
遮水層Ｒ２は、砂礫層Ｒ３や基礎地面Ｒ４への水の浸透を防止できるものであれば特に限定されるものではなく、繊維を合成樹脂で被覆した遮水シートや、モルタル、コンクリートにより形成した平面等を用いることができる。
【００３０】
自然エネルギー発電装置４により生起された電力は、蓄電手段により蓄電して制御装置と併用することで電力を効率よく用いるようにしてもよいが、蓄電手段は環境負荷に繋がることと、メンテナンスが繁雑なものとなり、また散水が必要となるのは夏季の晴天時で、地面Ｒに太陽光が照射されている状態であることから、自然エネルギー発電装置４に太陽電池４ａを備えさせ、制御装置等を設けることなく生起された電力を散水手段５に直接供給して、太陽光が強く照射されている場合のみに散水を行うようにしておいてもよい。
【００３１】
また、温度計と制御装置とを更に備えさせ、制御装置を用いて温度計がしきい値以上の温度となった場合に散水を行うようにしておいてもよい。かかる構成により、ヒートアイランド現象により好ましくない自然現象が発生する気温の高い時期においてのみ散水を行うようにでき、不要な散水を行うことをなくすることができる。温度計により測定する温度は、気温、路面温度のいずれもよく、しきい値とする温度としては、気温であれば３０℃以上程度、路面温度であれば４０℃以上程度とするのが好適である。
【００３２】
本実施形態においては、散水の対象としているのは駐車場Ｐの地面Ｒであるが、散水システムを同様に適用する対象としては他に、舗装された車道や歩道、公園、運動場、ビルの屋上や壁面、住宅の屋根、商業施設等に適用するのも可能である。また、ヒートアイランド現象の軽減のみならず、降雪や積雪を融解させるのに用いることもできる。
【００３３】
図４は、本発明に係わる散水システムの散水の対象となる地面の、他の例を示す縦断面図である。図３に示した地面と同様に、基礎地面Ｒ４、砂礫層Ｒ３及び遮水層Ｒ２が積層されているが、遮水層Ｒ２の上には、保水材にコケ植物を担持させた緑化資材Ｒ５が敷設されている。緑化資材Ｒ５が敷設され、その上に散水を行うことで、打ち水的な温度低下の効果に加え、緑化資材Ｒ５の生育に必要な水分の供給も併せて行うことができる。また、気化熱による温度低下と共に、緑化資材Ｒ５に用いられた植物により空気中の二酸化炭素が吸収され、温室効果ガス濃度を低減することが期待されることと相俟って、ヒートアイランド現象の更なる軽減に繋げることができる。
【００３４】
緑化資材Ｒ５としては、保水性舗装Ｒ１の場合と同様に保水が可能な材料を用いるのが好ましく、例えば多孔質や繊維集合体のマット、土壌等に、樹木、芝生、セダムなどの多肉植物、蘇苔類等を植生したものを好適に用いることができる。また人工芝、人工樹木等の人工緑化材料を用いれば、二酸化炭素の吸収は期待できないものの、保水効果と美観とを併せて備えさせることができる。
【００３５】
図５は、本発明に係わる散水システムの、他の実施形態を示すもので、住宅屋根に適用した状態を示す説明図である。住宅Ｈの屋根面Ｈ１は、南面に面している側は強い日差しを受けて蓄熱し、住宅が密集している場所ではその熱がヒートアイランド現象を起こす要因となっているが、かかる南面の屋根面Ｈ１に対して散水を行う散水システムを適用することでヒートアイランド現象の軽減を図ることができる。散水システムは、貯水槽３に貯えられた貯水は、貯水槽３内で光触媒体により浄化されて、貯水槽３近傍に設置されたポンプ５１に送られる。ポンプ５１から導水管５３により屋根面Ｈ１上に設置された水圧式スプリンクラー５４に加圧されて送られることで屋根面Ｈ１に散水がなされる。屋根面Ｈ１に散水された水は蒸散して屋根面Ｈ１の蓄熱を放出するが、蒸散しなかった余剰水は、傾斜された屋根面Ｈ１を下方に流れて、屋根面Ｈ１の下端に設けられた雨樋６１に受けられ、更に導水ホース６２を備えた余剰水回収手段６によって貯水槽３に戻されて再度浄化されて散水されることで、貯水を効率よく用いるようになされている。
【００３６】
自然エネルギー発電装置４としては、屋根面Ｈ１上に太陽電池４ａが設けられており、太陽電池４ａにより生起された電力により、貯水槽３中の紫外線照射装置が駆動される。前記電力によりポンプ５１を動作させてもよい。ここで太陽電池４ａの受光面には、水圧式スプリンクラー５４からの散水が降り注がれるようになされていれば、太陽電池４ａの受光面に付着し発電効率の低下の要因となる汚染物質が洗い流されて発電効率の維持に繋げることができる。更に、太陽電池４ａの受光面にも光触媒体を設けておくことで、光触媒体の活性化による超親水性によって汚染物質が洗い流されやすくなり、更には太陽電池４ａの受光面においても水の浄化を図ることができるようになり得る。
【００３７】
更には、屋根面Ｈ１から放熱がなされることで、住宅Ｈ内も冷却されて冷房効果を高めることができ、冷房に用いるエネルギーを低減して更なる環境負荷の軽減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係わる散水システムを適用した駐車場を示す概略図である。
【図２】貯水槽内の詳細を示す縦断面図である。
【図３】図１に示した地面の詳細を示す縦断面図である。
【図４】図１に示した地面の、他の例を示す縦断面図である。
【図５】本発明に係わる散水システムを適用した住宅を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    光触媒体
２    紫外線照射装置
３    貯水槽
４    自然エネルギー発電装置
４ａ  太陽電池
４ｂ  風力発電機
５    散水手段
６    余剰水回収手段
【図１】
2007077589.tif 000003
【図２】
2007077589.tif 000004
【図３】
2007077589.tif 000005
【図４】
2007077589.tif 000006
【図５】
2007077589.tif 000007