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技術 複数の水道水改質装置の集中監視方式

出願人 エイダイ開発株式会社
発明者 大森幹雄
出願日 1997年10月20日 (22年6ヶ月経過) 出願番号 1997-321870
公開日 1999年5月11日 (20年11ヶ月経過) 公開番号 1999-123387
状態 未査定
技術分野 中和・改質
主要キーワード 水溶液供給管 警報発信機 一定箇所 非腐蝕性 時運転状態 所定区域 注水ポンプ 遊離炭酸濃度
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年5月11日)のものです。
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図面 (5)

目的

原水である水道水消石灰飽和水溶液注入してその水質を改善する装置を2以上配置した場合、各装置の運転監視の効率化を図る。

構成

水質を改善する各装置に夫々前記装置の運転データ収集し保存する機能と異常の警報信号発信する機能とを有するCPUを併設するとともに、所定区域に中央CPUを配置し、前記各CPUから運転データと警報信号とを前記中央CPUに導き、該中央CPUから出力するよう構成する。

概要

背景

従来、既存のビル高層住宅等においては、水道用の配管内が腐食し、赤水が発生し、しばしば問題となっているが、この対策として荷性ソーダ注入法ソーダ灰注入法、ライニング法や消石灰注入法等が知られている。この内消石灰注入法は、単に赤水を防止するだけでなくランゲリア指数(水の腐食性判定指標)の改善力が大きいことや主成分のカルシウムが健康上に良いと言われていることなどにより近来多く実施されている。この消石灰注入法は、攪拌機を有する消石灰溶解槽内に消石灰を投入するとともに水道水の一部を供給して攪拌し消石灰をこの水道水に溶解し、ここで得られた消石灰略飽和水溶液管路を経て受水槽に供給するとともに、原水又は処理水である水道水に炭酸ガス注入して所定の遊離炭酸濃度を有する水道水となし、この所定の遊離炭酸濃度を有する水道水を前記受水槽に供給し、この受水槽内に供給される水道水と混合してこの水道水のPH値を上げるとともに水道水自体を非腐蝕性を有するように、その水質を改善するものである。即ち、消石灰が水道水中の炭酸ガス、具体的には遊離炭酸と反応して炭酸カルシウムが生成し、これにより水道水中のカルシウム分が増加するとともにこの炭酸カルシウムが水道管内壁に付着して被膜を形成し、この被膜により赤水の発生を防止するようにしたものである。ところで、かかる消石灰注入法においては、原水である水道水に消石灰略飽和水溶液を注入して、所定のPH値以下(水道局規制によるPH値8.6以下)でかつランゲリア指数がに近い水道水に改質するためには、水道水に含まれる遊離炭酸の濃度管理が重要である。そのため原水である水道水中の遊離炭酸濃度を計測し、炭酸ガスの注入量を制御して予め水道水中の遊離炭酸濃度を所定値となした後、受水槽に供給することが知られている。(例えば特開第2−194893号)そして、この受水槽に供給される水道水の供給量に対応した消石灰略飽和水溶液が受水槽内に供給されるのである。このようにして受水槽内で改善(改質)された水道水は送水ポンプ使用場所、例えば集合住宅等へ供給されることとなる。

概要

原水である水道水に消石灰略飽和水溶液を注入してその水質を改善する装置を2以上配置した場合、各装置の運転監視の効率化を図る。

水質を改善する各装置に夫々前記装置の運転データ収集し保存する機能と異常の警報信号発信する機能とを有するCPUを併設するとともに、所定区域に中央CPUを配置し、前記各CPUから運転データと警報信号とを前記中央CPUに導き、該中央CPUから出力するよう構成する。

目的

効果

実績

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請求項1

水道水消石灰とを混合して消石灰略飽和水溶液を製造する消石灰溶解槽と、原水又は処理水である水道水に炭酸ガス注入して所定の遊離炭酸濃度を有する水道水となす遊離炭酸濃度調整装置と、前記消石灰略飽和水溶液と前記所定の遊離炭酸濃度を有する水道水と、原水である水道水とを混合して所定のPH値を有する水道水となす受水槽とよりなる水道水改質装置を少なくとも2以上配置し、各水道水改質装置に夫々該水道水改質装置の運転データ収集しかつ保存する機能と警報信号発信機能とを有するCPUを併設するとともに、所定区域に中央CPUを配置し、前記各CPUが保存する運転データと発信する警報信号とを前記中央CPUに導き、該中央CPUの出力により前記各水道水改質装置の運転管理を行うようにしたことを特徴とする複数の水道水改質装置の集中監視方式。

請求項2

改質された水道水のPH値及び使用量、消石灰略飽和水溶液の使用量、炭酸ガスの消費量よりなる請求項1記載の運転データ。

請求項3

所定の間隔を置いて複数回運転データを収集・保存し、該運転データを定期的に一括して中央CPUに送信するようにした請求項1記載の複数の水道水改質装置の集中監視方式。

請求項4

改質された水道水のPH値を入力し、予め入力されている所定の上限及び下限のPH警報設定値と比較し、前記水道水のPH値が前記PH警報設定値の範囲を外れているとき警報信号を発信するよう構成されてなる請求項1記載のCPU。

請求項5

消石灰溶解槽の液面が所定の液面の範囲外になったとき警報信号を発信するよう構成されてなる請求項1記載のCPU。

請求項6

入力された警報信号は緊急通報装置を介して所定の電話回線に接続されるよう構成されてなる請求項1記載の中央CPU。

技術分野

0001

本発明は複数の水道水改質装置集中監視方式、より詳しくは、水道水に消石灰飽和水溶液注入してその水道水を改質する水道水改質装置を複数配置し、この各水道水改質装置の運転状態所定場所で集中監視するようにした複数の水道水改質装置の集中監視方式に関するものである。

背景技術

0002

従来、既存のビル高層住宅等においては、水道用の配管内が腐食し、赤水が発生し、しばしば問題となっているが、この対策として荷性ソーダ注入法ソーダ灰注入法、ライニング法や消石灰注入法等が知られている。この内消石灰注入法は、単に赤水を防止するだけでなくランゲリア指数(水の腐食性判定指標)の改善力が大きいことや主成分のカルシウムが健康上に良いと言われていることなどにより近来多く実施されている。この消石灰注入法は、攪拌機を有する消石灰溶解槽内に消石灰を投入するとともに水道水の一部を供給して攪拌し消石灰をこの水道水に溶解し、ここで得られた消石灰略飽和水溶液を管路を経て受水槽に供給するとともに、原水又は処理水である水道水に炭酸ガスを注入して所定の遊離炭酸濃度を有する水道水となし、この所定の遊離炭酸濃度を有する水道水を前記受水槽に供給し、この受水槽内に供給される水道水と混合してこの水道水のPH値を上げるとともに水道水自体を非腐蝕性を有するように、その水質を改善するものである。即ち、消石灰が水道水中の炭酸ガス、具体的には遊離炭酸と反応して炭酸カルシウムが生成し、これにより水道水中のカルシウム分が増加するとともにこの炭酸カルシウムが水道管内壁に付着して被膜を形成し、この被膜により赤水の発生を防止するようにしたものである。ところで、かかる消石灰注入法においては、原水である水道水に消石灰略飽和水溶液を注入して、所定のPH値以下(水道局規制によるPH値8.6以下)でかつランゲリア指数がに近い水道水に改質するためには、水道水に含まれる遊離炭酸の濃度管理が重要である。そのため原水である水道水中の遊離炭酸濃度を計測し、炭酸ガスの注入量を制御して予め水道水中の遊離炭酸濃度を所定値となした後、受水槽に供給することが知られている。(例えば特開第2−194893号)そして、この受水槽に供給される水道水の供給量に対応した消石灰略飽和水溶液が受水槽内に供給されるのである。このようにして受水槽内で改善(改質)された水道水は送水ポンプ使用場所、例えば集合住宅等へ供給されることとなる。

発明が解決しようとする課題

0003

ところで、この改質された水道水は、主として生活用水であるため、昼夜を問わず常に良質の水道水として準備して置く必要があるが、この水道水を改質するための装置に故障や一部誤作動が生じると、この良質の水道水を製造することができなくなる。そのため、水道水を改質するための装置が正常に運転され良質の水道水が製造されているか否かを監視する必要があるが、この監視を夫々の装置毎に装備し、各設置場所毎にパトロール等により行うことは時間的/要員的に問題が生じ迅速なる対応難及び費用アップにつながる。

課題を解決するための手段

0004

本発明は、前記したような従来の問題点を解決するためになされたものであって、水道水と消石灰とを混合して消石灰略飽和水溶液を製造する消石灰溶解槽と、原水又は処理水である水道水に炭酸ガスを注入して所定の遊離炭酸濃度を有する水道水となす遊離炭酸濃度調整装置と、前記消石灰略水溶液と前記所定の遊離炭酸濃度を有する水道水と原水である水道水とを混合して所定のPH値を有する水道水となす受水槽とよりなる水道水改質装置を少なくとも2以上配置し、各水道水改質装置に夫々該水道水改質装置の運転データ収集しかつ保存する機能と警報信号発信機能とを有するCPUを併設するとともに、所定区域に中央CPUを配置し、前記各CPUが保存する運転データと発信する警報信号とを前記中央CPUに導き、該中央CPUの出力により前記各水道水改質装置の運転管理を行うようにした複数の水道水改質装置の集中監視方式を提供せんとするものである。

0005

そして、水道水改質装置の運転データは、改質された水道水のPH値及び消石灰略飽和水溶液の使用量、炭酸ガスの消費量でありこれらの運転データは各水道水改質装置に併設されたCPUに所定の間隔(例えば1分間隔)を置いて収集かつ保存されこの保存された運転データは定期的に(例えば1回/日)中央CPUに導き保存され、必要に応じて監視者がこの中央CPUの保存された運転データを出力しかつ分析して水道水改質装置の運転状態を確認する。そして、必要に応じて各水道水改質装置の運転条件修正のための補正指令を発する。一方、水道水改質装置に併設されたCPUからは、改質された水道水のPH値、消石灰溶解槽の液面が所定の範囲を外れたとき、炭酸ガス圧力が低下したとき、もしくは動力故障等が発生し非常停止が必要となったとき警報信号が発信されこの信号は中央CPUに導かれて、警報音又は表示器により出力される。即ち、改質された水道水のPH値が所定のPH警報設定値の範囲(例えば下限PH値5.6〜上限PH値8.6)を外れたとき、又は消石灰溶解槽の液面が所定の範囲外に達したとき、炭酸ガスが所定の圧力以下となったとき、もしくは前記非常停止等が生じたときはCPUから発信される警報信号が中央CPUに導かれ、ここで異常を知らせる表示器に又はブザー等の警報音として出力され、これにより監視者が緊急対策を講じるようになっている。そして特に夜間等において監視者が不在となるときは緊急通報装置によりこの警報信号は予め定められた電話回線を経て所定の保守要員に伝達されるようになっている。

0006

下図1乃至図4に基づき本発明による複数の水道水改質装置の集中監視方式の1実施例を説明する。図1において1a,1bは水道水改質装置であって、この水道水改質装置1a,1bは消石灰a,a′と一部の水道水W1,W1′とを混合して消石灰略飽和水溶液b,b′を製造する消石灰溶解槽2a,2bと、原水又は処理水である水道水W2,W2′に炭酸ガスC,C′を注入して所定の遊離炭酸濃度を有する水道水W3,W3′となす遊離炭酸濃度調整装置3a,3bと、前記消石灰略飽和水溶液b,b′と前記所定の遊離炭酸濃度を有する水道水W3,W3′と原水である水道水W5,W5′を混合して所定のPH値を有する改質された水道水W4,W4′となす受水槽4a,4bとよりなり、この水道水改質装置1a,1bは夫々改質された水道水W4,W4′を使用する例えば集合住宅5a,5b近傍に配置される。そして、この水道水改質装置1a,1bにはCPU6a,6bが併設され、このCPU6a,6bには水道水改質装置1a,1bの運転データとして受水槽4a,4bの改質された水道水W4,W4′のPH値の信号V1,V1′、及び炭酸ガスC,C′の使用量の信号V2,V2′,消石灰略飽和水溶液b,b′の使用量の信号V3,V3′、更には炭酸ガス圧力の信号V4,V4′が、所定の間隔を置いて収集、保存されこの収集、保存された運転データは一括通常の運転データ信号V5,V5′として中央監視室として所定の区域に設けられた中央CPU7に導かれるようになっている。そして、運転管理資料Dとして又はディスプレイ8上に出力されるようになっている。

0007

一方、水道水改質装置1a,1bを構成する消石灰溶解槽2a,2bの液面が所定の範囲を外れた場合の信号V6、V6′が又水道水改質装置1a,1bが停電や故障等により非常停止したときの図示しない制御装置から信号V7,V7′が夫々CPU6a,6bに入力されたとき又はこのCPU6a,6bに入力されたPH値の信号V1,V1′がここで所定のPH警報設定値(例えばPH値5.8〜8.6)と比較され入力されたPH値がこの所定のPH警報設定値の範囲を外れているとき、もしくは炭酸ガスC,C′の圧力信号V4,V4′が所定の圧力(例えば2kg/cm2)以下となったときは、何れもCPU6a,6bから警報信号V8,V8′が中央CPU7に導かれるようになっている。そして、この警報信号V8,V8′は表示器に表示されるか又は警報ブザー等の警報発信機9より発信される。この警報信号V8,V8′は必要に応じて緊急通報装置10を介して電話回線11により所定の電話機12に伝達することができるようになっている。

0008

この実施例において、水道水改質装置1a,1bは2基配置した場合について示したがこの装置はもちろん2以上配置してもよい。そしてこの水道水改質装置1a,1b、及びCPU6a,6bは何れも同一構成、作用をなすものであるため、その一方を例にとり、より詳しく説明すると、消石灰溶解槽2aは、図2に示されるように図示しない駆動装置により回転される攪拌機13を内装するとともに上位液面WL1を検出する上位の液面計14aと下位液面WL2を検出する下位の液面計14bと異常の上限液面WL3,下限液面WL4を検出する液面計14cと14dとが配置され、一部の水道水W1が供給されかつ制御弁15を有する供給管16が、また消石灰略飽和水溶液bを受水槽4aに供給する注入ポンプ17を有する水溶液供給管18とが接続されている。19は残渣eの排出管である。そして注入ポンプ17の作動により消石灰略飽和水溶液bの使用量が検出されその信号V3がCPU6aに入力される。後述するように注入ポンプ17を作動させることにより消石灰溶解槽2a内の消石灰略飽和水溶液bは受水槽4aに供給され液面WLが低下し、その液面が下位液面WL2に達すると液面計14bから信号V9が制御弁15に導かれ、この制御弁15を開放して一部の水道水W1を消石灰溶解槽2aに供給する。消石灰溶解槽2a内には予め所定量の消石灰aが投入されているためこの水道水W1を供給することにより消石灰略飽和水溶液bが製造される。そしてこの消石灰略飽和水溶液bの液面が上位液面WL1に達すると液面計14aから信号V10が制御弁15に導かれ、この制御弁15を閉鎖する。この消石灰略飽和水溶液bの製造工程において、液面計14a、液面計14b又は制御弁15の何れか一つが故障や誤作動すると消石灰溶解槽2a内の液面は所定の上位液面WL1と下位液面WL2の範囲内に維持できなくなる。そのため異常の上限液面WL3,下限液面WL4を設定し、その液面を液面計14c,14dで検知しその信号V6a,V6bをCPU6aに入力する。消石灰略飽和水溶液bの使用量の信号V3はアナログ信号で一つの運転データの信号であって注入ポンプ17の作動により発信されCPU6aの記憶装置に入力、保存され他の運転データとともに一括して中央CPU7に導かれる。そしてこの消石灰略飽和水溶液bの使用量は消石灰aを消石灰溶解槽2aに投入する時期を判断するために用いられる。一方、液面計14c,14dの信号V6a,V6bはCPU6aに入力され、ここからは警報信号V8として、中央CPU7に入力された後所定の表示器又はブザー等の警報発信機9を介して監視者に伝達される。勿論、この警報信号V8及び後述する運転データ信号V5は装置の識別が可能でありそのため、複数の消石灰溶解槽の内の何れの運転データか又は異常液面なっているかを識別することができるようになっている。前記実施例において、消石灰溶解槽2aに所定量の消石灰を一括投入する方法について示したが、この投入方法に代えて、例えば貯留タンクに貯えられた消石灰をロータリーバルブを介して投入するよう構成し、このロータリーバルブを制御して水道水W1の供給量に対応した量の消石灰を、消石灰溶解槽2aに投入するようにしてもよい。

0009

遊離炭酸濃度調整装置3aは図3に示されるように炭酸ガスボンベ20と混合槽21と制御弁22と遊離炭酸濃度計23とガス流量計24とガス管25とにより構成され、この内の遊離炭酸濃度計23により供給管26内を流れる原水である水道水W2に含まれる遊離炭酸濃度が検出され、その信号V11が制御弁22に導かれ、その開度を制御して必要な炭酸ガスCをガス管25から混合槽21内に供給して所定の遊離炭酸濃度を有する水道水W3を製造する。そして、炭酸ガスボンベ20には圧力検出器27が配置され、この圧力検出器27からの信号V4がCPU6aに導かれる。即ち、この圧力検出器27からの信号V4はCPU6aの記憶装置に予め入力されている所定の圧力(例えば2kg/cm2)と比較され、この所定の圧力以下となった場合は、警報信号V8として中央CPU7に入力されるようになっている。一方、ガス管25に設けられたガス流量計24により炭酸ガスCの使用量が計測され、その信号V2がCPU6aに入力される。この信号V2は前記した消石灰略飽和水溶液bの使用量の信号V3と同様アナログ信号で一つの運転データの信号であって他の運転データとともに一括して中央CPUに導かれる。この遊離炭酸濃度調整装置3aは、前記実施例に限られず必要に応じて混合槽21を設けず、炭酸ガスCを供給管26内を流れる水道水W2に直接注入してもよく、又は炭酸ガスcを受水槽4a内に直接供給するようにしてもよい。

0010

水道水改質装置1aを構成する受水槽4aは図4に示されるように上位液面WL5,下位液面WL6と異常の上限液面WL7,下限液面WL8が定められ夫々の液面WL5〜WL8に対応して上位の液面計29a,下位の液面計29bと異常の液面計29c,29dとPH検知器30とが配置されている。そして、注入ポンプ17を有しかつ消石灰略飽和水溶液bを供給する水溶液供給管18と制御弁31を有しかつ所定の遊離炭酸濃度を有する水道水W3を供給する供給管32と送水ポンプ33有しかつ所定のPH値を有する如く改質された水道水W4を集合住宅5aに送水する送水管34と原水である水道水W5を供給する供給管35とが接続されている。このように構成された受水槽4aは、改質された水道水W4を送水ポンプ33により集合住宅5aに供給すると液面WLが低下し、その液面が下位液面WL6に達すると液面計29bからの信号V12が制御弁31と注水ポンプ17と供給管35に設けられた図示しない弁体とに導かれ、所定の遊離炭酸濃度を有する水道水W3と消石灰略飽和水溶液bと水道水W5とが所定の比率で受水槽4a内に供給され改質された水道水W4が製造される。そして液面が上位液面WL5に達すると液面計29aからの信号V13が制御弁31に導かれ、これを閉鎖するとともに注入ポンプ17に導かれこれを停止する。そして供給管35に設けられた弁体を閉鎖し原水である水道水W5の供給を停止する。

0011

ところで、かかる改質された水道水W4の製造工程において液面計29a,29b、注入ポンプ17、制御弁31の何れか一つが故障し又は誤作動すると、a)液面が異常に変位する、b)改質された水道水W4の水質が変化する、という問題が生ずる。そこで液面が所定の液面の範囲(液面WL5〜液面WL6)を外れたときは異常の液面計29c,29dで検知しその信号V14,V14′が発信され図示しない警報装置から出力される。勿論この信号V14,V14′は必要によりCPU6aに入力しここから警報信号V8とに中央CPU7に入力してもよい。一方、水質の変化についてはPH検知器30からの信号V1が運転データの一つとして所定の間隔を置いてCPU6aに入力され、ここで収集、保存されるとともにその信号V1は、このCPU6aの記憶装置(図示せず)に予め入力されている所定のPH警報設定値(例えばPH値5.8〜8.6)と比較され、入力された信号V1のPH値が前記所定のPH警報設定値の範囲を外れているときは、警報信号V8として中央CPU7に入力されるようになっている。このようにして水道水改質装置1aにおける改質された水道水W4のPH値の信号V1,炭酸ガスCの使用量の信号V2,消石灰略飽和水溶液の使用量の信号V3はCPU6aから運転データ信号V5として中央CPUに入力され必要により通常の運転管理資料Dとして又はディスプレイ8に出力され、一方警報信号V8は監視者が所定区域在席しているときは中央CPU7から、表示器に表示され又は警報発信機9に出力されて監視者に伝達され又は監視者が不在のときは緊急通報装置10,電話回線11を経て所定の電話機12に導かれ保守要員に伝達され緊急対応がなされるのである。

0012

勿論、本発明は前記実施例に限定されるものではない。本発明の重要な点は複数の集合住宅近傍に夫々配置される水道水改質装置にCPUを併設し水道水改質装置の運転状態を示すデータを収集しこのデータを通常運転データ信号と警報信号として中央CPUに入力し、この通常運転データを出力して運転状態を監視するとともに、警報信号を直ちに出力することにより、1ケ所で常時運転状態を管理するとともに異常を検知する点にある。したがって、消石灰溶解槽2aや受水槽4aの液面はその変位を常時検知してCPUに予め入力された所定範囲水位と比較されこの範囲を外れた場合にこのCPUから警報信号を発するように構成するなど、前記思想を逸脱しない範囲で種々変更又は追加することができることは明らかである。

発明の効果

0013

以上の説明から明らかなように本発明による複数の水道水改質装置の集中監視方式によれば、複数の場所に配置された水道水改質装置の運転状態、特には水質の管理や異常発生時の監視を一定箇所において、しかも常時行うことができるため装置の小型化による製作費や運転費用の削減を図ることができるとともに水質の維持及び水の供給維持が可能となり信頼性の向上を図ることができるという効果がある。

図面の簡単な説明

0014

図1本発明による複数の水道水改質装置の集中監視方式の一実施例の系統図である。
図2図1に示される消石灰溶解槽2aの詳細図である。
図3図1に示される遊離炭酸濃度調整装置3aの詳細図である。
図4図1に示される受水槽4aの詳細図である。

--

0015

1a,1b水道水改質装置15,23,31制御弁
2a,2b消石灰溶解槽16,26,32,35供給管
3a,3b遊離炭酸濃度調整装置17注入ポンプ
4a,4b受水槽18水溶液供給管
5a,5b集合住宅19排出管
6a,6b CPU 20炭酸ガスボンベ
7 中央CPU 21混合槽
8ディスプレイ23 遊離炭酸濃度計
9警報発信機24ガス流量計
10緊急通報装置25ガス管
11電話回線27圧力検出器
12電話器30 PH検出器
13攪拌機33送水ポンプ
ID=000003HE=015 WI=082 LX=0640 LY=2150

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