JP2013117149A

JP2013117149A - 雨水循環散水装置および循環散水方法

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Publication number: JP2013117149A
Application number: JP2011280449A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Suda; 哲夫須田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2013-06-13

Abstract

【課題】雨水を循環させて屋根の散水や風呂等に利用する雨水循環散水装置であって、省エネ効果を向上させることができる雨水循環散水装置および循環散水システムを提供する。
【解決手段】竪樋２と、竪樋２内を落下する雨水を貯水する貯水タンク３と、貯水タンク３の貯水を汲み上げ生活用水として送水する給水ポンプ４とで構成される雨水循環散水装置１において、竪樋に落下する雨水を利用して発電する発電機１０と蓄電器２１を装着する。発電機１０は、雨水により回転する水車と、水車の上部に配置した集水パイプと、雨水の量により傾斜角度を調整する可動式ベロとで構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、雨水を循環させて屋根の散水や風呂等に利用する雨水循環散水装置であって、特に、樋内に発電装置を具備することで、省エネ効果を向上させることができる雨水循環散水装置および循環散水システムに関する。

一般家屋の屋根の軒下には、屋根からの雨水を集めて地面に流す軒樋が設置されている。通常の軒樋は、金属や樹脂の素材からなり、一般家屋用の断面半丸形状の半丸軒樋や、工業用の断面角形状の角軒樋等がある。

また上記軒樋から流れる雨水を利用した従来技術として、敷地内に雨水貯留タンクを埋設する専用スペースを必要とせず、現場施工も容易で設備費を安くすることができる雨水貯留利用装置がある（例えば、特許文献１参照）。

上掲特許文献１には、建物の屋根に降る雨水を回収する回収手段と、その回収手段により回収した雨水を貯留するとともに上水道からの上水を注入できるように形成した雨水貯留タンクと、その雨水貯留タンクの水を浄化する浄化手段と、前記雨水貯留タンクの水を建物内に送水する加圧ポンプとを備え、前記雨水貯留タンクは、床下基礎の内面に防水シートを貼付することにより形成してなることを特徴とする雨水貯留利用装置が開示されている。

特開平９−１００５５６号公報（特許請求の範囲等）

上掲特許文献１の雨水貯留利用装置においては、雨水貯留タンク内の貯留水を生活用水として利用するため、上水の使用の節約を図ることができる。しかしながら、雨水貯留タンク内の貯留水は加圧ポンプにて台所や洗面所等に送水されるため、加圧ポンプを作動させるための稼働電力が必要になった。

そこで本発明は、上記した従来技術の問題点を解消し、雨水を循環させて屋根の散水や風呂等に利用する循環散水装置であって、特に、樋内に発電装置を具備することで、省エネ効果を向上させることができる雨水循環散水装置および循環散水システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、竪樋と、竪樋内を落下する雨水を貯水する貯水タンクと、貯水タンクの貯水を汲み上げ生活用水として送水する給水ポンプとで構成される雨水循環散水装置において、前記竪樋に、竪樋内を落下する雨水を利用して発電する発電機を装着したことを特徴とする。

また前記発電機は、落下する雨水により回転する水車と、水車の上部に配置した、雨水を水車の一部に集水する集水パイプと、集水パイプに具備した可動式ベロとで構成されている。

また前記集水パイプに、雨水の量により傾斜角度を調整する可動部を備えた。

また前記竪樋内に、竪樋内に形成された螺旋状の内部突起部と、内部突起部から渦巻き状に落下する雨水により回転する水車部とを備える発電機を装着した。

また前記竪樋内に、複数の繊維層で構成される軒樋用収容具を配設させた。

また前記発電機に、給水ポンプを作動させる蓄電機を連結した。

また前記蓄電機に生ゴミ消滅機を具備した。

循環散水方法は、竪樋内を落下する雨水を貯水タンクにて貯水し、貯水タンクの貯水を汲み上げて生活用水として利用する循環散水方法であって、竪樋内を落下する雨水を利用して発電するた発電装置にて、給水ポンプを稼働させることを特徴とする。

また循環散水方法は、竪樋内を落下する雨水を貯水タンクにて貯水し、貯水タンクの貯水を汲み上げて屋根上部に散水し、かかる雨水を竪樋内に集水して発電する。

雨水を集水し、その集水した雨水を循環させて生活用水として再利用することで、コストの削減が実現できる。また竪樋に、竪樋内を落下する雨水を利用して発電する発電機を装着したことにより、自然エネルギーを利用して給水ポンプを可動させることができ、省エネ効果を向上させることができる。

また、雨水又は散水戻り水を地下大型貯水槽に貯める高圧循環サイクルを高圧給水ポンプを用い行う。この際の竪樋内の落下する雨水の集水安定を図る為に複数の繊維等の層で構成される軒樋用収容具（軒樋排水革命等）を軒樋に配設させ竪樋のゴミ詰まりを無くす為の対策を取り安定した水量を竪樋発電の水源に充てることを特徴とする。当初ポンプ電力を３相２００Ｖで取ることができれば樋発電による単相１００Ｖで新たな蓄電又は買電が可能となる。結果的に初期ポンプ用電力費が大幅に軽減できる。

また、竪樋発電によるハイブリット化で生活用水や非常用用水に使い易い環境に成り全体的な光熱費軽減が期待できる。

また、竪樋内を落下する雨水を利用して発電させる為に単純落下式と渦巻き落下式等水量を集中させ発電効率を上げる工夫も特徴である。竪樋発電は単純落下式と渦巻き落下式など樋環境に合わせて選択する。

本発明による雨水循環散水装置の全体図である。竪樋に具備した発電機の断面図である。他の好適例、本発明による発電機の断面図である。

発明を実施するための最良の手段

以下、本発明における雨水循環散水装置および循環散水方法の実施の形態を説明する。
本発明の雨水循環散水装置は、雨水を循環させて屋根の散水や風呂等に利用する循環散水装置であって、特に、樋内に発電装置を具備することで、省エネ効果を向上させることを特徴とするものである。

前記雨水循環散水装置１は、竪樋２と、竪樋内を落下する雨水を貯水する貯水タンク３と、貯水タンク３の貯水を汲み上げ生活用水として送水する給水ポンプ４とで構成される。また特に、前記竪樋２に、竪樋２内を落下する雨水を利用して発電する発電機１０が具備されている。

先ず、図１に基づいて、本発明の雨水循環散水装置１の基本構造を説明する。
２は屋根から集水された雨水ａを下方に流し落とす竪樋であり、該竪樋２の内部には後述詳細の発電機１０が具備されている。また竪樋２の下部には、地中に埋設された貯水タンク３が連結されている。

また前記貯水タンク３には、給水管５を介して給水ポンプ４が接続されている。また該給水ポンプ４には、配管６を介して加熱浄化装置７が接続されている。この加熱浄化装置７は、貯水タンク３から送水された雨水を適宜温度に加熱するとともに、生活用水として利用できる程度に浄化処理する特徴を有するものである。

また前記加熱浄化装置７には送水ポンプ８が連結されており、送水ポンプ８の先方には、各生活に必要な水を送水する送水管９が連結されている。

前記送水管９の先方には、屋根へ散水させ冬季の融雪や夏季の冷却効果を実現する屋根散水管Ａ、洗濯機に必要な水を供給する洗濯水供給管Ｂ、風呂へ水を供給する風呂水供給管Ｃが、トイレに必要な水を供給するトイレ水供給管Ｄ、庭に設置された水道に連結された水道水供給管Ｅがそれぞれ接続されている。なお前記送水管９には、上記以外の目的にも、生活に必要な生活水を供給する管を適宜装着することができる。

なお、前記送水管９に屋根散水管Ａを接続することで、屋根に散水した水が屋根を伝い竪樋２に集水されるため、再度、竪樋２内の発電機１０にて電力を発電させることができる。

次に、竪樋２の内部に具備された発電機１０の詳細を図２に基づいて説明する。
発電機１０は、落下する雨水により回転する複数の水車１１と、水車１１に具備された内部発電機１２と、内部発電機１２から伝達される運動エネルギーを交流エネルギーに変換するオルタネーター１３とで構成されている。

また最上部水車１１の上部には、雨水ａを水車１１の一部に集水する集水パイプ１４と、集水パイプ１４に具備した可動式ベロ１５が具備されている。可動式ベロ１５は水車１１の一部であって、集水パイプ１４の回転効率がよくなる箇所に集中して雨水ａを落下させるものである。また前記可動部１６は、集水パイプ１４に一定以上の雨水ａが落下した場合、雨水ａからの負担を軽減させるために、集水パイプ１４を適宜角度で傾斜させるものである。

また前記竪樋２内には、複数の繊維層で構成される軒樋用収容具２０が収容されている。前記軒樋用収容具２０は、複数の繊維層からなり、少なくとも二層以上であれば何層の組み合わせであってもよい。また前記軒樋用収容具２０は、密度の異なる高密度の繊維層や低密度の繊維層を複数積層させることができる。例えば、上層に高密度繊維層を配設した場合、下層に低密度の繊維層を配設したり、上層に低密度繊維層を配設した場合、下層に高密度の繊維層を配設したり、積層の組み合わせは任意に選択できる。

前記軒樋用収容具２０を竪樋２の上部に収容させることで、竪樋の集水機能を低下させることなく、竪樋２内に落葉やゴミ、鳥の巣等の侵入を防ぐことができる。また、竪樋２の劣化や建築物への悪影響を低減できる。

次に、竪樋２の内部に具備された、他の好適例である発電機３０の詳細を図３に基づいて説明する。

前記発電機３０は、竪樋２内に形成された螺旋状の内部突起部３１と、内部突起部３１から渦巻き状に落下する雨水ａにより回転する水車部３２とを備える。前記内部突起部３１は、竪樋２内に集水された雨水ａが竪樋２内の内周に螺旋状に落下するように形成されている。

水車部３２は、内部突起部３１により螺旋状に落下した雨水ａにより回転し発電するもので、縦軸３３と縦軸固定部３４を介して竪樋２内の下方に設置されている。また水車部３２の下部には発電部３５が、発電部３５にはオルターネーター３６が連結されている。

前記発電機３０は、通常の落下式発電機に比べ、雨水ａが竪樋２の内周を回り螺旋状に落下するため、流路が長くなり遠心力が増して水車３２の回転力を増加させることができる。

次に、図１に基づいて、本発明における雨水循環散水装置における他の好適例を説明する。

第一の好適例として、前記竪樋２内に具備された発電機１０には、蓄電機２０が連結されている。前記蓄電機２０は給水ポンプ４に接続されており、発電機１０で生産した電力を蓄電機２０にて蓄電し、給水ポンプ４を作動させることができる。そのため、貯水タンク３内の雨水を生活用水として送水する給水ポンプ４に必要な稼動エネルギーを軽減することができる。

第二の好適例として、前記蓄電機２０に生ゴミ消滅機２１を連結してもよい。生ゴミ消滅機２１は、野菜や魚、また食肉等の残廃を粉砕し、微生物等を用いて消滅させるものである。前記蓄電機２０に生ゴミ消滅機２１を連結することで、生ゴミ消滅機２１を可動させるためのエネルギーを補うことができる。

本発明における雨水循環散水装置を使用した循環散水方法は、竪樋内を落下する雨水を貯水タンクにて貯水し、貯水タンクの貯水を汲み上げて生活用水として利用する循環散水方法であって、竪樋内を落下する雨水を利用して発電するた発電装置にて、給水ポンプを稼働させることを特徴とするものである。

また循環散水方法は、前記送水管に屋根散水管を接続することで、竪樋内を落下する雨水を貯水タンクにて貯水し、貯水タンクの貯水を汲み上げて屋根上部に散水し、かかる雨水を堅樋内に集水して再発電することもできる。そのことにより、雨天に限らず、晴天時においても貯水した雨水により電気を発電させることができる。

１雨水循環散水装置
２竪樋
３貯水タンク
４給水ポンプ
５給水管
６配管
７加熱浄化装置
８送水ポンプ
９送水管
１０発電機
１１水車
１２内部発電機
１３オルタネーター
１４集水パイプ
１５可動ベロ
１６可動部
２０軒樋用収容具
２１蓄電機
２２生ゴミ消滅機
３０発電機
３１内部突起部
３２水車
３３縦軸
３４縦軸固定部
３５発電部
３６オルターネーター
ａ雨水
Ａ屋根散水管
Ｂ洗濯水供給管
Ｃ風呂水供給管
Ｄトイレ用水供給管
Ｅ水道水供給管

Claims

竪樋と、竪樋内を落下する雨水を貯水する貯水タンクと、貯水タンクの貯水を汲み上げ生活用水として送水する給水ポンプとで構成される雨水循環散水装置において、前記竪樋に、竪樋内を落下する雨水を利用して発電する発電機を装着したことを特徴とする雨水循環散水装置。
前記発電機は、落下する雨水により回転する水車と、水車の上部に配置した、雨水を水車の一部に集水する集水パイプと、集水パイプに具備した可動式ベロとで構成されている請求項１記載の雨水循環散水装置。
前記集水パイプに、雨水の量により傾斜角度を調整する可動部を備えた請求項２記載の雨水循環散水装置。
前記竪樋内に、竪樋内に形成された螺旋状の内部突起部と、内部突起部から渦巻き状に落下する雨水により回転する水車部とを備える発電機を装着した請求項１記載の雨水循環散水装置。
前記竪樋内に、複数の繊維層で構成される軒樋用収容具を配設させた請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の雨水循環散水装置。
前記雨水循環散水装置に、給水ポンプを作動させる蓄電機を連結した請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の雨水循環散水装置。
前記蓄電機に生ゴミ消滅機を具備した請求項６記載の雨水循環散水装置。
竪樋内を落下する雨水を貯水タンクにて貯水し、貯水タンクの貯水を汲み上げて生活用水として利用する循環散水方法であって、竪樋内を落下する雨水を利用して発電するた発電装置にて、給水ポンプを稼働させることを特徴とする循環散水方法。
竪樋内を落下する雨水を貯水タンクにて貯水し、貯水タンクの貯水を汲み上げて屋根上部に散水し、かかる雨水を竪樋内に集水して発電する請求項８記載の雨水循環散水方法。