JP2002371597A - 雨水集水方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来では、家屋の最上部にある山形のおお
い、即ち、屋根の上に降った雨水を、該屋根及び樋及び
縦排水管を介して貯水タンクへ導いていたため、雨水の
貯水手段として別に比較的大きな貯水タンクが必要とな
り、該貯水タンクの設置場所の確保が我が国の住宅事情
からして難く、雨水を、風呂や洗濯やトイレの水、洗車
や庭木への散水の用水、防火用水や非常用飲用水として
利用（備蓄）することがなかなか普及しない要因となっ
ていた。本件はその普及しない要因を解消し、前記のよ
うな雨水の利用方法の普及を促進させる。 【解決手段】 建築物の屋根を漏斗形に形成し、該屋根
によって雨水を集め、かつ、溜めることにより、従来の
ような大きな貯水タンク及びその設置場所を不要にす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、雨水を生活用水等
に利用するための雨水集水技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図５に示す如く、家屋の最上部に
ある山形のおおい、即ち、屋根１の上に降った雨水を、
該屋根１及び樋２及び縦排水管３を介して貯水タンク４
へ導き、該貯水タンク４に溜めた雨水を、風呂や洗濯や
トイレの水、洗車や庭木への散水の用水、防火用水や非
常用飲用水として利用（備蓄）することは既に周知であ
り、このような雨水の利用方法が普及することによっ
て、洪水対策や渇水対策となり、また自然環境を保護す
ることにもなる等、様々な社会的効果が得られることも
既に周知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
雨水集水方法は、屋根１と樋２と縦排水管３とを雨水の
集水手段として用いているため、雨水の貯水手段として
比較的大きな貯水タンク４が必要となり、該貯水タンク
４の設置場所の確保が我が国の住宅事情からして難く、
前記のような雨水の利用方法がなかなか普及しない要因
の一つになっていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】従って、本発明の雨水集
水方法は、建築物の屋根を漏斗形に形成し、該屋根によ
って雨水を集め、かつ、溜めることを特徴とするもので
ある。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて詳述する。図１は本発明に係る雨水集水装置を示
す説明図であり、建築物の屋根１０を漏斗形に形成し、
該屋根１０によって雨水を集め、かつ、溜めるようにし
ている。言い換えれば、漏斗形の天水桶を建築物の最上
部に設置し、該天水桶で建築物をおおい、該天水桶を建
築物の屋根とするものである。

【０００６】前記のような屋根１０は、例えば、木造或
いは鉄骨造の一般家屋等においては、木材或いは鋼材で
漏斗形の屋根骨組を作り、その上に合板等を置き、その
上に木製パネル（耐水加工を施したもの）、ステンレス
やアルミや銅等のスチールパネル、プラスチックパネ
ル、タイル等、耐水性を有する屋根材を置いて漏斗形の
屋根表面を作り、かつ、屋根材同士の継ぎ目及び釘穴や
ねじ穴等、屋根表面のあらゆる隙間及び穴にコーキング
処理を施し、また好ましくは屋根表面全体に防水処理を
施すことにより作ることができる。また鉄筋コンクリー
ト造の一般家屋や集合住宅、その他商業用ビル等におい
ては、屋根部分の鉄筋とコンクリート型枠を漏斗形に作
る点以外は従来の陸屋根を作る方法で作ることができ
る。また小さなガレージや倉庫等においては、木材或い
は鋼材で漏斗形の屋根骨組を作り、その上にステンレス
やアルミや銅等のスチール製、プラスチック製等、例え
ば浴槽或いは水槽と同様の一体構造の漏斗を直接置いて
漏斗形の屋根表面を作ることにより作ることができる。
このように、雨水を集め、かつ、溜めることができる漏
斗形の屋根１０は、建築物の種類、大きさ、形、建築の
構造及び材料等に応じて作ることができる。

【０００７】そして、前記屋根１０の底面給水口１１を
雨水用の給水配管を介して屋内外の任意の箇所に配設し
た雨水用の蛇口に接続し、前記屋根１０に溜めた雨水
を、例えば風呂、洗濯、トイレの水、洗車や庭木への散
水の用水、防火用水や非常用飲用水として利用（備蓄）
するようにしている。

【０００８】如何なる建築物でも屋根は不可欠の要素で
あり、前記のように建築物の最上部にある屋根に雨水の
集水機能と貯水機能を持たせたことにより、従来のよう
な大きな貯水タンク及びその設置場所が不要になり、前
記のような雨水の利用方法が普及し易くなる。また前記
屋根が、揚水手段が不要な高架水槽或いは給水塔の役目
を果たし、従来のようにポンプで雨水に圧力を加えるこ
となく、貯水部から重力配水で任意の箇所に配水するこ
とができ、該配水設備の簡素化と合わせて、従来のよう
な集水専用の樋及び貯水専用の大きな貯水タンクも不要
になることにより、雨水集水設備全体の低廉化を図るこ
とができる。また前記屋根が、ビルの屋上庭園化と同様
に都市部でのヒートアイランド現象の防止に寄与でき
る。また夏期は前記屋根が室内の冷却器と溜めた雨水の
温水器の役目を果たし、逆に冬期は室温で前記屋根が暖
められて該屋根の上に積る雪を融かすことができ、寒冷
地での使用が可能となる上に、雪下ろし作業が不要にな
ると共に、除雪費の削減を図ることができる。

【０００９】また、前記屋根１０に溜めきれない雨水
は、該屋根１０の上部に設けるオーバーフロー用の排水
口１２から排水管路を介して直接下水道や雨水路或いは
排水溝に流しても良いが、雨水を溜める貯水タンク１３
を屋外等に設置し、前記排水口１２から排水された雨水
を排水管路を介して前記貯水タンク１３に導き、該貯水
タンク１３にも雨水を溜め、該貯水タンク１３に溜めき
れない雨水を、該貯水タンク１３の上部に設けるオーバ
ーフロー用の排水口１４から排水管路を介して下水道や
雨水路或いは排水溝に流すようにしている。

【００１０】そして、前記貯水タンク１４に溜めた雨水
は、前記屋根１０を空状態にしないように、該屋根１０
の貯水量が著しく減ったときに一時的に利用し、常時は
前記屋根１０に溜めた雨水を利用するようにしている。
これによって、前記貯水タンク１３は、あくまで予備的
なものとして取扱うことができ、大きなものを用意する
必要はなく、小形のもので充分その役目を果たすことが
でき、狭い場所に容易に設置できるようにし、前記のよ
うな雨水の利用方法の普及を妨げないようにしている。

【００１１】また、前記屋根１０及び貯水タンク１３に
は、それぞれ図示しない水位（水量）計を設け、該屋根
１０及び貯水タンク１３の貯水量に基づいてこれらに溜
めた雨水を無駄なく適正に有効利用し、引いては水道水
と雨水の効果的な併用を実現するようにしている。

【００１２】また、前記屋根１０の開放上面を覆う目の
細かい網戸状のカバー１５を設け、雨水を該カバー１５
の網目を通過させて前記屋根１０に溜める一方、該カバ
ー１５により蚊やハエ等の昆虫、スズメやハトやネズミ
等の小動物、枯葉等の塵屑、等の雨水以外の異物を防
ぎ、前記屋根１０に溜めた雨水が汚染されるのを防止す
るようにしている。ここで、前記屋根１０に溜めた雨水
を衛生的に保つためには、屋根１０及びカバー１５を定
期的に清掃する必要があるため、前記カバー１５は屋根
１０に取外し可能に取付けている。また寒冷地で使用す
る場合、降雪がある時期には、雨水或いは雪以外の異物
の侵入及び細菌の繁殖等がほとんどなくなるため、前記
カバー１５を屋根１０から取外した状態で使用しても問
題はなく、融雪効果を得ることができる。

【００１３】また、前記屋根１０の底面給水口１１の入
口に濾過器１６を設け、屋根１０の底面給水口１１の入
口で、該濾過器１６により雨水に混じる微細な塵屑を取
除き、雨水を前記のような用途に利用しても支障がない
程度に浄化すると共に、給水配管系に詰まりや作動不良
や漏れを起こさせるのを防止している。該濾過器１６も
屋根１０及びカバー１５と同様に清掃及び交換を行える
ように屋根１０に取外し可能に取付けている。尚、濾過
器１６は前記屋根１０の底面給水口１１より下流側の給
水配管系に組込むこともでき、この場合、屋根１０の底
面給水口１１の入口に設けるものより、濾過機能に優れ
たものを選択することができる。

【００１４】次に、雨水と同様に貯蔵が難しい電力を得
るための風力発電について説明する。

【００１５】図２は風力発電装置の説明図であり、図中
２０は箱形の基台、２１は前記基台２０の上側に配置す
る風車、２２は前記風車２１の上側に配置する漏斗形の
屋根であり、風車２１は、基台２０の上面中央部に垂直
に立設する回転軸２３と、該回転軸２３の周面から放射
方向に等間隔に延出する複数枚の回転羽根２４とからな
り、基台２０と屋根２２との間で風向きと直角な前記回
転軸２３を中心に何れの方向にも回転可能に設けてい
る。屋根２２はこの中心が前記回転軸２３の軸芯延長線
上に位置するように風車２１の直ぐ上側に配置し、風車
２１の外周側で風をほとんど遮ることがない屋根骨組を
介して基台２０に該屋根２２を固定支持すると共に、該
屋根２２の中心部で前記回転軸２３の上端部を回転自在
に軸受けし、風車２１の上側を通過しようとする自然風
を該屋根２２により回転羽根２４の回転範囲内に誘導す
るようにしている。

【００１６】前記風車２１の回転羽根２４は、下縁を基
台２０の上面に沿うように回転軸２３の周面から水平方
向に延出し、上縁を屋根２２の漏斗形底面に沿うように
回転軸２３の周面から斜め上方向に延出し、先端縁をく
の字形（山形）に形成して、基台２０と屋根２２との間
に流入する自然風を効率よく堰き止めるようにしてい
る。

【００１７】また、図中２５は発電機、２６は整流器、
２７は蓄電池であり、前記発電機２５を基台２０の上面
中央部裏面側に固定支持し、該発電機２５から上向きに
垂直に突出させる発電機軸２５ａを、前記回転軸２３の
下端部に同一軸芯上で直結し、自然風により回転させる
風車２１により発電機２５を駆動して電力を発電すると
共に、該発電機２５に整流器２６を介して接続した前記
蓄電池２７を充電するようにしている。

【００１８】また、図中２８はコンバーターであり、前
記蓄電池２７に充電された電力を該コンバーター２８に
より交流１００Ｖ等の商用電源に変換し、例えば住居の
電力線に投入して家庭用電源として利用できるようにし
ている。

【００１９】前記のように、風力発電装置は、風向き
（水平方向）と直角（垂直方向）な回転軸２０の周面か
ら放射方向に複数枚の回転羽根２４を延出する風車２１
と、該風車２１の上方に配置する漏斗形の屋根２２と、
該風車２１の回転軸２３に該回転軸２３と平行な発電機
軸２５ａを連結する発電機２５とからなるもので、自然
風を漏斗形の屋根２２により効率よく集めて誘導するこ
とと、風車２１の回転軸２３と発電機軸２５ａを共に縦
軸回りで回転させることにより、自然風のエネルギーを
効率的に電気エネルギーに変換できる。また風車２１を
小型にできて設置場所の制限が少なくなり、一般電力会
社からの架線による電力供給が困難な地域での発電設備
として利用するだけでなく、太陽電池を使用する太陽光
発電と同様の目的で、トラックや電車や船舶等の移動体
に設置したり、一般家屋や商用ビル等の建築物の屋上に
設置する発電設備としても利用できるようになる。

【００２０】尚、従来の風力発電装置は、風向きと平行
な回転軸の周面から放射方向に複数枚の回転羽根を延出
する（回転羽根の回転面が風向きに直交する）プロペラ
形の風車により発電機を駆動していた。しかしながら、
プロペラ形の風車の場合、大きさの割りにエネルギーの
変換効率が高くない上に、風車の回転を発電機軸に伝え
るときの機械損失も多くなるため、装置全体が大形にな
るにも拘わらず発電効率は必ずしもよいとは言えず、ま
た設置場所もかなりの制約を受ける問題があった。

【００２１】図２に示した風力発電装置は、図１に示し
た雨水集水装置に組込むことができるもので、その風力
発電装置付雨水集水装置を図３に示している。

【００２２】該風力発電装置付雨水集水装置は、建築物
の天井と漏斗形の屋根１０との間に、風力発電用の風車
２１Ａと後述する増速歯車とを組込むスペースを形成す
るように、漏斗形の屋根１０を、風力発電装置の屋根骨
組と同様の屋根骨組を介して建築物の天井から所定高さ
持上げて作る点と、建築物の天井と漏斗形の屋根１０と
の間の風車組込みスペースの中心に該風車２１Ａの垂直
な回転軸芯を設けるように、漏斗形の屋根１０を建築物
の天井から持上げた分だけ該屋根１０の底面給水口１１
の長さを延長形成する点以外は、雨水集水構造及び機能
については図１に示した雨水集水装置と同じ構造及び機
能を有する。

【００２３】そして、風力発電用の風車２１Ａは、回転
軸を中空パイプ状とする点以外は、図２に示した風力発
電装置の風車２１と同じ構造及び機能を有し、該風車２
１Ａの中空パイプ状の回転軸２３Ａを屋根１０の底面給
水口１１の外側に複数のベアリングを介して回転自在に
嵌合支持し、建築物の天井と漏斗形の屋根１０との間の
スペースに風車２１Ａを何れの方向にも回転可能に組込
み、建築物の雨水集水用の漏斗形の屋根１０を風力発電
における漏斗形の屋根２２として兼用するようにしてい
る。

【００２４】また、発電機２５は、風車２１Ａの回転軸
芯である屋根１０の底面給水口１１を避けた位置で、建
築物の天井内側に固定支持し、発電機軸２５ａを、建築
物の天井を貫通させて建築物の天井と前記風車２１Ａと
の間に屋根１０の底面給水口１１と平行に突出させ、風
車２１Ａの回転軸２３Ａの回転を大小二枚の増速歯車３
０，３１を介して発電機軸２５ａに伝達し、図２に示し
た風力発電装置と同様に、自然風により回転させる風車
２１Ａにより発電機２５を駆動して蓄電池２７を充電
し、家庭用電源を得るようにしている。

【００２５】前記の風力発電装置付雨水集水装置は、建
築物の屋根を漏斗形に形成し、建築物の屋根によって雨
水を集め、かつ、溜める雨水集水装置を備えると共に、
前記漏斗形の屋根と、該屋根の下方に配置し、かつ、該
屋根底の排水口を中心に回転させる風車と、該風車の回
転軸に該回転軸と平行な発電機軸を連結する発電機とか
らなる風力発電装置を備えるもので、図１に示した雨水
集水装置と図２に示した風力発電装置の両作用効果を同
時に得ることができると共に、構成要素の兼用化による
設備費の低廉化を図ることができる。

【００２６】図２に示した風力発電装置の風車２１の回
転羽根２４及び図３に示した風力発電装置付雨水集水装
置の風車２１Ａの回転羽根２４は、下縁を基台２０の上
面や建築物の天井に沿うように回転軸２３，２３Ａの周
面から水平方向に延出したが、図４に示すように、回転
羽根２４の下縁を上縁と対称に回転軸２３，２３Ａの周
面から斜め下方向に延出し、回転羽根２４の形状を蝶々
の羽根のように形成する方が自然風をより効率よく堰き
止めることができる点で好ましい。この場合、屋根２
２，１０を上下逆さにしたような傘形の風向板３０を基
台２０の上面や建築物の天井に設置し、回転羽根２４の
下縁を風向板３０に沿わせ、風車２１の下側を通過しよ
うとする自然風を該風向板３０により回転羽根２４の回
転範囲内に誘導する。

【００２７】

【発明の効果】以上実施例から明らかなように本発明の
雨水集水装置は、建築物の屋根を漏斗形に形成し、該屋
根によって雨水を集め、かつ、溜めるから、従来のよう
な大きな貯水タンク及びその設置場所が不要になり、雨
水を、風呂や洗濯やトイレの水、洗車や庭木への散水の
用水、防火用水や非常用飲用水として利用（備蓄）する
ことを普及させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る雨水集水装置を示す説明図

【図２】 風力発電装置の説明図

【図３】 風力発電装置付雨水集水装置の説明図

【図４】 風車の回転羽根の変形例を示す説明図

【図５】 従来の雨水集水方法を示す説明図

【符号の説明】

１０ 建築物の屋根

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建築物の屋根を漏斗形に形成し、該屋根
   によって雨水を集め、かつ、溜めることを特徴とする雨
   水集水方法。