JP2014118734A - 高品位雨水取得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】雨水を有効活用、水資源の削減を目的とし、好適な洗車、洗濯、トイレ、ガラス表面洗浄等の用水を提供する。
【解決手段】家屋及びビルディングの屋根等より取水する雨水を本装置によって初期汚濁雨水を自動的に排水し、初期降雨以降の不純物の少ない雨水をさらに濾過を行い、清浄水として洗車、洗濯、トイレ、ガラス表面等、洗浄用水が取得出来る。
本装置の特徴として、初期汚濁雨水自動排水、濾過フィルターの自動逆洗浄、自動液面設定機によって不必要に雨水を取水しないため、濾過フィルターの寿命を永らえることが出来る。これら一連の作動は自動的に、機械的に雨水の位置エネルギー及び自然エネルギーの利用し、電気制御機器等を使用しないため、あらゆる場所に設置できる高品位雨水取得装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は雨水資源を利用することによる初期雨水に混ざる汚濁物質の除去対策に関するものである。

水は、人間の生活において必要不可欠な重要な資源となっている。
近年では、上下水道が整備されており、工場や一般家庭においては、水道水を気軽に利用できるようになっている。
例えば一般家庭においては、炊事、洗濯、或いは入浴等の生活のためには勿論のこと、例えば庭や畑の水やりといった用途や洗車等にも水道水が利用されている。

しかしながら、例えば一般家庭において、上記のように種々の用途に水道水を利用すると、水道料金がかさんでしまい負担が増加する。
例えば、洗車において水道水を利用すると、以下のような問題がある。水道水を使って洗車を行った場合、から拭きを十分に行わないと、水道水中の塩素（カルキ）及びカルシウム等が残ってしまって、乾燥した後に車体に白い斑点が残る。よって、洗車後に車体に白い斑点が残らないようにするためには、塩素（カルキ）及びカルシウム等の残留を防止すべくから拭きを入念に行う必要がある。しかし、から拭きは非常に手間がかかるとともに重労働であり、大きな負担である。

このような点から言えば、洗車において水道水の利用は適当でなく、雨水は自然の蒸留水であり水滴が車体に残っても乾燥した後の表面は前記のような白い斑点が残らず、美しく上がるため、ガラス表面洗浄用水或いは洗濯用に雨水（軟水に該当）を利用すると汚れ等が落ちやすく、雨水利用が最適とも言える。
地球温暖化に伴い都市型洪水等の災害が増加しているため、雨水を貯留できれば対策のひとつにもなる。

特開２００９−１９４３０号公報 特開２００５−９０２１０号公報

雨水を洗車水、洗濯水、トイレの水洗水、ガラス表面洗浄水等に利用するにおいて高い清浄性を求められるが、屋根に堆積していた花粉、排気煤、黄沙、鳥糞、塵、砂、等が降雨により洗い流され汚濁雨水となるためそのまま利用するには困難である。
又、清浄な雨水を得るため降雨初期の汚濁雨水を濾過処理行った場合は濾過フィルターの目詰まりが激しく濾過フィルターの交換維持費及び交換手間を課題としていた。
或いは、汚濁雨水を沈殿分離槽へ溜め、上澄み雨水を使用する方法があるが、設備が大型となり、雨水をそのまま取り込むため、不純物及び雑菌が混入するため雨水の腐敗が早まり、槽の底に泥が堆積するため高頻度の清掃の必要性が生じる。
或いは、ポンプを使用し濾過装置よって濾過を行い清浄な雨水を取得する方法があるが高価な設備となるため一般には普及が困難である。
本発明はこうした問題に鑑みなされたもので、雨水を有効活用して水資源のコストを削減できることを目的とする。

上記課題を達成するためになされた請求項１に記載の発明は以下である。

高品位雨水取得装置は家屋及びビルディングの屋根等より雨水を取水するために取水管、濾過装置、排水管、初期雨水自動判別装置、給水管、自動液面設定機、及び雨水貯留槽から構成されている。
請求項１において、雨水は屋根雨トイへ接続されている取水管から取り入れ濾過装置へ入るが、初期降雨時の汚濁雨水は濾過されずに濾過装置の底に接続されてある排水管を通って初期雨水自動判別装置の排水口から装置外へ排出される。（排水モード）
そしてさらに降雨が続くと、初期雨水自動判別装置の雨水受けパンに溜まる雨水の質量の増大によって初期雨水自動判別装置の円錐プラグを作動させ固定式ラッパ状排水弁座を閉ざすことによる排水停止となる。（取水モード）
すなわち、雨水受けパンに設定質量の雨水が溜る頃には屋根等の表面の汚濁物質はほとんど洗い流されており不純物の少ない雨水を取得することができる。

排水弁座が閉ざされると取水管及び濾過装置の容器は雨トイからの雨水によって満水となり位置エネルギーによる水圧が作用し、不純物の少ない雨水は濾過フィルターによって残留不純物を濾過し、清浄水として給水管を通って雨水貯留槽へ給水され清浄な雨水が貯槽される。
このように、不純物の少ない雨水のみ濾過装置を通過し雨水貯留槽へ給水され、雨水貯留槽が満水となれば、雨水貯留槽内に設置されてあるフロート式自動液面設定機の浮力によって雨水供給を停止し、一連の雨水取得の自動停止を行う。このように無駄に汚濁雨水の濾過を行わず、設定量の清浄水を貯留槽へ溜めるため、濾過フィルターの寿命を延ばすことが出来る。

そして降雨が終了し、曇天時或いは晴天時において、初期雨水自動判別装置の雨水受けパンに溜まっている雨水が自然蒸発によって設定質量以下となると円錐プラグ及び固定式ラッパ状排水弁座は元の開状態となって取水管、濾過装置及び給水管内等に溜まっていた雨水を排水し次回の降雨に備える。
これら一連の動作は雨水の位置エネルギー及び自然エネルギーを利用し作動するように装置構成されていることを特徴とする高品位雨水取得装置である。

上記課題を達成するためになされた請求項２に記載の発明は以下である。

初期雨水自動判別装置は雨水受けパン、シーソーアーム、カウンターウェイト、円錐プラグ、固定式ラッパ状排水弁座、及び本体支持材から構成されており、請求項１において、初期降雨汚濁水或いは初期降雨後以降の不純物の少ない雨水の選別を雨水受けパンに溜まる雨水の質量の増減によって行い、排水モード及び取水モードを自動的に決定される。
そして降雨が終了すると雨水受けパンに溜まっている雨水の自然蒸発が開始され、質量が減少するとシーソーアームのバランスが崩れ、カウンターウェイトによって固定式ラッパ状排水弁座を開放し、装置内の残留雨水を排水させ次回の降雨に備えることが出来る手段である。

シーソーアームの支点を境にして一方に取り付けられた雨水受けパンと他方に取り付けられた円錐プラグ及びカウンターウェイト、それらのシーソー動作が可能なようになっており、円錐プラグのシーソー動作（上下作動）によって固定式ラッパ状排水弁座を自動開閉ができる。 又 カウンターウェイトは円錐プラグ側に取り付けられ、雨水受けパンに設定量の雨水が溜まっていない場合は固定式ラッパ状排水弁座を常時開放するようにカウンターウェイトの重量を決定したもので、カウンターウェイトの質量を変更することによって自在に雨水の選別が出来る装置構成となっている。

本装置は屋外に設置され、雨水受けパンに設定量の雨水が溜まってない状態では、一方の雨水受けパンは上死点の位置、同時に他方にある円錐プラグは下死点にある。すなわちこの状態では排水弁は開いている。
降雨が始まり雨水受けパンに雨水が溜まるにつれ質量が増大し、雨水受けパンが上死点から下死点へ下降作動を開始する。 今まで初期降雨時の汚濁雨水は初期雨水自動判別装置によって濾過装置を素通りするように排水を行っていたが、雨水受けパンに溜る降雨量が設定量に達すると上死点から下死点へ移動すると、他方にある円錐プラグが固定式ラッパ状排水弁座を閉じることになり、濾過容器内及び取水管に雨水が満水となるにつれ、雨水の位置エネルギー水圧の増大によって濾過が開始される。
カウンターウェイトの質量を変更することによって雨水受けパンに初期降雨が溜まる量を自在に設定変更が出来るため、屋根等の表面の汚濁物質は洗い流された後の不純物の少ない雨水を取得することができる。
経験的に３〜５ｍｍ程度の降雨量で汚濁物質は洗い流される。

反対に降雨終了後、曇天時或いは晴天時には雨水受けパンに溜まっていた雨水の自然蒸発が始まり雨水の質量の減少に伴い、雨水受けパンが上昇作動を開始するため、他方の円錐プラグをカウンターウェイトにより下降作動させ固定ラッパ状排水弁座を開放し取水管及び濾過装置内の残留雨水の排水を開始し次回の降雨に備える。
このことは、同時に濾過容器内の雨水を排水することによって位置エネルギーの逆転が発生し、降雨終了毎にフィルター枠内に溜まっていた清浄水が逆流する事となり自動的に濾過フィルター表面に付着している微粒子ゴミを逆洗浄によって洗い落とす機能がある。
このように晴天―降雨のサイクルを繰り返し対応することが可能で、又 断続的降雨にも対応することができる手段である。

上記課題を達成するためになされた請求項３に記載の発明は以下である。

自動液面設定機はフロート式円錐プラグ、ガイドバー、固定ラッパ状給水弁座、及びワッシャー及び固定用ナットから構成されており、請求項１において、雨水貯留槽の液面を管理するため、すなわち雨水貯留槽が満水となれば清浄水の取得を停止し、貯留槽より清浄水を無駄にオーバーフロー排水することを防止するため、濾過フィルターの寿命を延ばすことが出来ることが可能で、反対に貯留槽が減水すれば給水可能な状態を自動的に行う手段である。

自動液面設定機は雨水貯留槽内上部に設置されフロート式円錐プラグ、ガイドバーと固定ラッパ状給水弁座から成っており、フロート式円錐プラグはフロートの上端にプラグ弁が取り付けられた構造で浮力によって上下作動し、雨水貯留槽の満水時にはフロート式円錐プラグの上昇によって相手側の固定ラッパ状給水弁座を閉し雨水貯留槽への給水を停止の出来る構造の物である。
反対に減水時にはフロート式円錐プラグの自重によって作動し、下降によって相手側の固定ラッパ状給水弁座を開き、雨水貯留槽への給水を開始の出来る構造の物である。
ガイドバーはフロート式円錐プラグの上下作動を支障の無いように、又 給水弁を確実に閉止するために設置されているものである。
自動液面設定機によって止水すると、高品位雨水取得装置全体の取水が停止される機能となっているため、必要雨水量のみ雨水の濾過処理を行うため、濾過フィルターの寿命を飛躍的に永らえることが出来きる。

上記課題を達成するためになされた請求項４に記載の発明は以下である。

濾過装置は濾過容器、フィルター枠、濾過フィルター、取水管接続口、排水管接続口及び給水管接続口から構成されてあり、請求項１の高品位雨水取得装置では、雨水に混入している残留不純物を濾過するための手段である。
降雨初期時においては上部の取水管より入ってくる汚濁雨水は濾過容器内へ取り込まれるが素通りし、下部の排水管接続口より初期雨水自動判別装置の排水弁座をへて装置外へ排水される。
その後、初期雨水自動判別装置の排水管が閉止されると、降雨によって雨水は濾過容器、取水管を満水することに成り、濾過容器内に設置された濾過フィルターは位置エネルギーによる水圧が作用し濾過フィルター面の周囲から内側へ均等水圧となり、雨水が浸透し漏れなく雨水が確実に濾過され清浄な雨水を取得できる。

このように、水圧は均等に濾過フィルター（不織布）およびフィルター枠へ作用するため、より高い圧力にも耐えることができる特徴を持っている。 フィルター枠は筒状でフィルター濾材と枠の間に隙間を設ける目的でその筒表面に凹凸部を設けることにより濾過フィルターを凸部で支持し、濾過された清浄水は凹部に集め、凹部に適当な間隔において穴を設けた構造で、濾過された清浄水はフィルター枠内部へ給水管が接続されており、濾過された清浄水は給水管によって貯留槽へ給水される。
そして、濾過容器内の残留雨水が排水されると、清浄水によって濾過フィルターの自動逆洗を行い、雑菌の繁殖を低減できる構造を有する物である。
又、希望の雨水清浄度は任意に選定する濾過フィルターによって取得することができる。
このように位置エネルギーの落差を利用して雨水が濾過されるため、例えばポンプ等を用いて雨水を循環させないため経済的な装置である。

取得した清浄水を洗車用水、洗濯用水、トイレット洗浄水、ガラス表面洗浄水及び花壇への散水等の利用を想定しているため水道料金負担の軽減ができる。
本発明は水の位置エネルギー及び自然エネルギーを利用し自動的に作動するように装置構成されている非常に簡単な機械構造のため電気動力および制御を必要としないため電気代不要、安価で確実に清浄な雨水を提供できるエコロジーな装置である。
自然資源の枯渇の無い雨水を利用するため永続的に水道水の使用節約が計れ、又 雨水を一時貯留することによる都市型洪水の軽減ができる。

本実施形態にかかる高品位雨水取得装置の構成を示す系統図である 濾過装置を説明する詳細図である フィルター枠を説明する詳細図である 初期雨水自動判別装置を説明する詳細図である 自動液面設定機を説明する詳細図である 雨水貯留槽を説明する詳細図である

以下に、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
尚、実施例に示す材料、その他具体的数値などは発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものでない。

図１は本実施形態の高品位雨水取得装置１の構成系統図である。
高品位雨水取得装置１は取水管２、濾過装置１０、排水管３、初期雨水自動判別装置２０、給水管４、自動液面設定機３０、雨水貯留槽４０、等より構成されている。

図１において取水管２は家屋の雨樋等から濾過装置１０上部の取水タップ１２へ接続され雨水を取得できる構造で材質は、たとえばプラスチックパイプ或いはチューブと同等のものである。
雨樋とは、例えば家屋の外部に設けられ、屋根からの雨水を集めて所望の箇所（例えば地面や下水道）に導くためのU字状或いは管状の装置である。

排水管３は濾過装置１０下部の排水タップ１４より初期雨水自動判別装置２０の固定式ラッパ状排水弁座２５へと接続され、初期雨水自動判別装置２０によって汚濁雨水或いは濾過容器内の残留雨水を排水可能な構造で材質は、たとえばプラスチックパイプ或いはチューブと同等のものである。
同様に給水管４は濾過フィルター１５上部の給水タップ１７より自動液面設定機３０の給水タップ３３へと接続され雨水貯留槽４０へ清浄水を給水されるが、雨水貯留槽４０は満水状態になると雨水貯留槽４０内に設置されてある自動液面設定機３０によって給水弁を閉止するように構成されており、給水管の材質はたとえばプラスチックパイプ或いはチューブと同等のものである。

従って雨水を取得するため、雨樋から取水管２、濾過装置１０、排水管３、初期雨水自動判別装置２０、へと順に高低差を設け、逆に雨水貯留槽４０から給水管４、濾過装置１０、排水管３、初期雨水自動判別装置２０、へと順に高低差を取り設置される。
そうする事によって、初期降雨汚濁水は初期雨水自動判別装置２０の固定式ラッパ状排水弁座２５から排水され、その後、固定式ラッパ状排水弁座２５を閉止する事による濾過装置１０によって濾過され清浄水として雨水貯留槽４０へ給水管４によって送水され貯槽される。
その後降雨が終了すると、雨水受けパン２１の自然蒸発による雨水の質量減少によって固定式ラッパ状排水弁座２５を開け濾過容器１３内の残留雨水を排水し、次回の降雨に準備対応できる。
これら一連の作動は雨水の位置エネルギー及び自然エネルギーを利用できるようにそれぞれの設置高さを考慮され設置されてある。

図２濾過装置１０において、上部にねじ式蓋１１、取水タップ１２、濾過容器１３、下部に排水管用タップ１４から構成しており、その濾過容器１３内に図３の濾過フィルター１５は給水管タップ１７を給水管４によって接続され濾過容器１３内に設置されるように構成されている。
濾過装置１０に使用されている全ての部品の材質はたとえばプラスチックあるいは同等のものである。
濾過装置１０の上部に設置されてある取水タップ１２より雨水が流入するが、初期降雨時の汚濁雨水は濾過されずに素通りし、下部にある排水用タップ１４より初期雨水自動判別装置２０の固定式ラッパ状排水弁座２５へと接続されおり装置外へ排水される。
そして初期降雨後以降の不純物の少ない雨水は初期雨水自動判別装置２０によって自動判別され、濾過装置１０及び取水管２は降雨により満水にされ、雨水の位置エネルギーによって濾過容器１３の内部に設置されてある濾過フィルター１５は外周囲より内部へ浸透し濾過され清浄水となって上部の給水タップ１７から給水管４を通って雨水貯留槽４０にて清浄水は貯留されるように機能構成されてある。

濾過装置１０は上部のねじ式蓋１１を開けることにより濾過フィルター１５を簡単に外部へ取り出すことが出来き、濾過フィルター１５交換あるいは濾過容器１３内に泥等が溜まれば容易に内部の清掃ができる容器構造である。
又、濾過容器１３は排水を行う際には雨水が残留しないように考慮されており、前項にて述べたように自動的に残留雨水を排水させることによって清浄水を逆流させ、濾過フィルター１８は逆流洗浄（逆洗）が行われ濾過フィルター１８の寿命を延ばす効果がある。
同時に、自動排水させることによって、濾過容器１３内及び濾過フィルター１５を乾燥させるため、雑菌発生を抑制する効果もある。

図３濾過フィルター１５において、フィルター枠１６は排水を行う際には雨水が内部に残留しないような構造となっており、フィルター枠１６、給水タップ１７、 濾過フィルター１８と固定用テープ１９から構成されている。
濾過フィルター１５に使用されている部品の材質はたとえばプラスチックと同等のものである。

フィルター枠１６はフィルター濾材と枠の間に隙間を設ける目的で筒状の表面に凹凸部を設けることにより濾過フィルター１８を凸部で支持し、濾過された清浄水は凹部に集め、凹部に適当な間隔において穴を設けた構造で、濾過された清浄水が濾過フィルター１８と凹部の隙間に集められ、穴へ通り筒状のフィルター枠１６の中へ入り、そして給水タップ１７より雨水貯留槽へと給水される。
濾過フィルター１８は筒状のフィルター枠１６を包むように取り付けられ雨水に混入している不純物を取り除き、 濾過フィルター１８は固定用テープ１９によってフィルター枠１６と共に密封し隙間漏れの無い構造のものである。
濾過フィルター１８の材質はたとえばポリプロピレン不織布(例 PFE > 99.9% 0.1μm）と同等あるいは、希望の濾過フィルターを選ぶことで希望の水質を得られる。

図４の初期雨水自動判別装置２０は雨水受けパン２１、シーソーアーム２２、カウンターウェイト２３、円錐プラグ２４、固定式ラッパ状排水弁座２５、及び本体支持材２６から構成されている。
初期雨水自動判別装置２０の部品に使用されている材質はたとえばプラスチック、あるいはそれらと同等のものから成っているものである。

この初期雨水自動判別装置２０においては屋外に設置され濾過装置１０の排水タップ１４と初期雨水自動判別装置２０の固定式ラッパ状排水弁座２５へ排水管３によって接続されており初期降雨の雨水を装置外へと排水できる機能を持っている。
シーソーアーム２２の支点を挟んで一方に雨水受けパン２１他方にカウンターウェイト２３及び円錐プラグ２４を設け、シーソー作動が可能なように本体支持材２６によってシーソーアーム２２の中央を支える構造で、雨水受けパン２１に雨水が溜まっていない無質量の状態においてはカウンターウェイト２３によって雨水受けパン２１は上死点の位置にあり、すなわち固定式ラッパ状排水弁座２５は開いており、雨水受けパン２１に溜まる雨水の質量の増加に伴って上死点の位置から下降作動を行うことによって他方側にあるカウンターウェイト２３と円錐プラグ２４を下死点の位置から上昇作動をさせて、円錐プラグ２４が固定式ラッパ状排水弁座２５を閉止できるように機能構成されている。

降雨が始まり雨水受けパン２１に雨水が溜まる質量の増加に伴って雨水受けパン２１が降下作動を開始すると、他方側の円錐プラグ２４をシーソーアーム２２によって上昇作動に変換させて固定式ラッパ状排水弁座２５を閉じる。
それまで晴天時あるいは初期降雨時はカウンターウェイト２３によって固定式ラッパ状排水弁座２５は開いているため雨水は濾過装置１０を素通りし装置外へ排水を行っていた。
固定式ラッパ状排水弁座２５が閉止されると、排水が停止され、濾過装置１０内及び取水管は雨水によって満水となり、（この頃には不純物の少ない雨水となっている）位置エネルギー水圧によって濾過が開始され、濾過された清浄水は給水管４を通って雨水貯留槽４０に貯留される。

反対に降雨終了以後 曇天時或いは晴天時は雨水受けパン２１に溜まっていた雨水の自然蒸発によって雨水受けパン２１の雨水の質量が低減するとカウンターウェイト２３によって雨水受けパン２１が上昇作動を開始し、他方の円錐プラグ２４をシーソーアーム２２の作動によって下降させ、固定式ラッパ状排水弁座２５を自動的に開くことによって取水管２及び濾過装置１０内の残留雨水の排水を開始する、と同時に初期雨水自動判別装置２０は元の状態へ戻り次回の降雨に備える。

濾過装置１０内の残留雨水が排水されることによって、濾過フィルター１５内に溜まっていた濾過済みの清浄水が位置エネルギーによって自動的に逆流が行われ、濾過フィルター１８の表面に付着している微粒子ゴミを逆洗浄し次回の降雨に備える。（専用逆洗雨水槽を設ける場合もある）
濾過装置１０内の残留雨水を排水することによって装置内を乾燥させ雑菌の発生を抑制する目的もある。
このように、この装置は晴天―降雨のサイクルを繰り返し対応することができ、そして 降雨量積算タイプであるため断続的降雨にも対応することができる初期雨水自動判別装置２０である。

たとえば、初期降雨時間を設定するにはカウンターウェイト２３の重量を増減することによって初期降雨時間の設定を簡単に設定変更することが出来る。
又、より落差のある雨樋からの雨水取得あるいは雨水取得量の増大には雨水受けパン２１のサイズ変えることによっても対応する事が出来る。

しかしながら、清浄水を取得し続け雨水貯留槽４０が満水となっても自動液面設定機３０が設置してなければ、雨水の濾過をし続け雨水貯留槽４０より無駄にオーバーフローする事となり 結果的に濾過フィルター１８の寿命を無駄に縮小することになる。
よって、清浄水の取得を雨水貯留槽４０が満水と成る事によって自動的に停止する必要がある。

図５において、自動液面設定機３０は雨水貯留槽４０内部に設置されフロート式円錐プラグ３１、固定式ラッパ給水弁座３２、給水タップ３３、ガイドバー３４と固定用ナット及びワッシャー３５より構成されている。
自動液面設定機３０に使用されている部品のフロート式円錐プラグ３１、固定式ラッパ給水弁座３２、給水タップ３３及びガイドバー３４の材質はたとえばプラスチックと同等、そしてナット及びワッシャー３５は金属製あるいはプラスチックそれと同等のものから成っているものである。

自動液面設定機３０は雨水貯留槽４０の蓋４２に固定用ナット及びワッシャー３５によって固定され、そして、自動液面設定機３０の構造及び機能はフロート式円錐プラグ３１の浮力によって上下作動が可能な構造で、フロート式円錐プラグ３１が固定式ラッパ給水弁座３２へ確実に閉止作動が出来るようにガイドバー３４によって、たとえば4箇所ガイドしている。
雨水貯留槽４０の満水時はフロート式円錐プラグ３１が浮力によって相手側の固定式ラッパ給水弁座３２を閉し雨水貯留槽４０への給水を停止の出来る構造の物で、逆に雨水貯留槽４０の減水時はフロート式円錐プラグ３１の下降作動によって弁は再び開状態となって雨水貯留槽４０への給水を可能な構造の物である。
この結果、必要貯水量のみ濾過処理を行うため 濾過フィルター１８の寿命を飛躍的に永らえることが出来る自動液面設定機３０である。

図６において、雨水貯留槽４０は貯留槽４１、蓋４２、配水タップ４３、より構成されている。
また、貯留槽４１、蓋４２、配水タップ４３の材質はプラスチックあるいは同等のものである。
雨水貯留槽４０は清浄水を貯留するためのものである。

このように、本発明の実施形態では、降雨さえあれば自動的に清浄水を雨水貯留槽４０へ絶えず満水となるように、いつでも清浄水を使用できるように装置構成されてあり、
雨水を効率的かつ確実に濾過して有効利用することができるため、水資源のコストを削減することができる。
本発明の実施形態では一般家庭やマンションその他工場等において使用されることを前提としている。
一般家庭において、洗車用水、洗濯用水、トイレ用水、ガラス表面洗浄用水及び花壇用水として、工場においては工業用水の補助水として使用することを想定している。
具体的に、使用者のメンテナンスコスト及び手間が大幅に低減できる装置で、水道水に代えて雨水を利用することによって上下水道料金を節約することができる。

また、本発明の実施形態では取水管２、濾過装置１０、排水管３、初期雨水自動判別装置２０、給水管４、自動液面設定機３０、雨水貯留槽４０をはじめとして、高品位雨水取得装置１の全体の大きさ又は数量は問わない、設置場所あるいは雨水取得量に応じて適宜大きさ或いは数量を決定すれば良い趣旨である。
たとえば、上記実施形態において、濾過装置１０をさらに二重、三重に設置し雨水を多段濾過するようにしても良い。又、雨水貯留槽４０を２槽、３槽と接続することも可能である。
雨水取水位置と雨水貯留槽４０との高低差が大きいほど水圧が高くとれ、濾過装置１０内の 濾過フィルター１８の差圧が大きく作用するためフィルター寿命が長くなり利便性が向上する。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の技術範囲内において種々の形態をとることができる。

１ 高品位雨水取得装置
２ 取水管
３ 排水管
４ 給水管
１０ 濾過装置
１１ ねじ式蓋
１２ 取水タップ
１３ 濾過容器
１４ 排水タップ
１５ 濾過フィルター
１６ フィルター枠
１７ 給水タップ
１８ 濾過フィルター
１９ フィルター押さえテープ
２０ 初期雨水自動判別装置
２１ 雨水受けパン
２２ 連接棒
２３ 固定用蝶ナット
２４ スプリング
２５ シーソーアーム
２６ 円錐プラグ
２５ 固定式ラッパ状排水弁座
２８ 本体支持材
３０ 自動液面設定機
３１ フロート式円錐プラグ
３２ 固定式ラッパ状給水弁座
３３ 給水タップ
３４ ガイドバー
３５ 固定用ナット及びワッシャー
４０ 雨水貯留槽
４１ 貯水槽
４２ 蓋
４３ 配水タップ

Claims (4)

1. 雨水を屋根等から取水するに際して、降雨量によって汚濁雨水あるいは不純物の少ない雨水を自動選別が出来る機能を有し、初期降雨の汚濁雨水は排水し、それ以後の降雨水（不純物が少ない雨水）をさらにフィルター濾過を行い清浄水を取得する。
   そしてその清浄水を貯留槽へ給水し貯留槽が満水となれば給水を自動停止できる手段を有し、降雨が終了すると初期雨水自動判別装置の溜まり雨水が自然蒸発することで初期の状態に戻り次回の降雨に備える。
   これら一連の作動は流体位置エネルギー及び自然エネルギーを利用した電気制御の不要な装置構成されていることを特徴とする高品位雨水取得装置である。
   高品位雨水取得装置は取水管、濾過装置、排水管、初期雨水自動判別装置、給水管、フロート式自動液面設定機、雨水貯留槽から構成されている。
   雨水は雨樋から接続された取水管を通って濾過装置へ入り、濾過装置と初期雨水自動判別装置は排水管で接続されており、初期降雨時においては、初期雨水自動判別装置の固定式ラッパ状排水弁座は開いているため、初期雨水自動判別装置の排水口より外部へ排水される。
   そしてさらに降雨が続くと初期雨水自動判別装置の雨水受けパンに溜る雨水の質量増大によって初期雨水自動判別装置の円錐プラグが作動し固定式ラッパ状排水弁座を閉ざすことによって濾過装置及び取水管は雨水によって満水となるため、流体位置エネルギー増大によって濾過装置の水圧が高くなり、容器内に設置された濾過フィルターは周囲から内部へ浸透し濾過を開始する。
   初期雨水自動判別装置の雨水受けパンに降雨水が設定量溜る頃には濾過装置へ入ってくる雨水には不純物が少なくなっており、雨水に混入している少量の不純物を濾過装置によってさらに濾過を行い、給水管によって濾過された雨水は清浄水として雨水貯留槽へ給水される。
   雨水貯留槽が満水となれば、が満水状態の浮力を利用しフロート式自動液面設定機の給水弁を閉止することによって給水及び濾過動作の停止、すなわち一連の高品位雨水取得装置の停止を行うことが出来る。
   反対に降雨が終了すると、初期雨水自動判別装置の雨水受けパンに溜まっている雨水は自然蒸発を開始するため、雨水受けパンに溜まっていた雨水の質量は減少しカウンターウェイトの質量が相対的に大きくなると、円錐プラグが作動し固定式ラッパ状排水弁座を開き、濾過装置の容器内部と取水管の残留雨水を排水させ次回の降雨に備える。
   このようにサイクルを繰り返し、位置エネルギー及び自然エネルギーを利用し自動的に作動する高品位雨水取得装置である。
2. 請求項１に記載の高品位雨水取得装置において、初期雨水自動判別装置は初期降雨時の汚濁雨水を自動的に排水し初期降雨後以降の不純物の少ない雨水を自動選別し濾過装置へ供給できる手段である。
   初期雨水自動判別装置は雨水受けパン、シーソーアーム、カウンターウェイト、円錐プラグ、固定式ラッパ状排水弁座、及び本体支持材から構成されている。
   シーソーアームの一方には雨水受けパンそして他方には円錐プラグとカウンターウェイトが設けられ支点によって雨水受けパンの質量の変動に応じてシーソー機能が可能なもので、円錐プラグが上下することによって固定式ラッパ状排水弁座を開閉可能な機能を有するものである。
   雨水受けパンに雨水が溜まっていない状態ではカウンターウェイトにより雨水受けパンは上死点にあり、初期降雨においては雨水受けパンに溜まっている雨水は設定質量に達していないためシーソーアームの一方にある円錐プラグ及び固定式ラッパ状排水弁座は開状態で初期降雨時の雨水は連続的に排水可能な構造となっている。
   そして降り続く降雨により雨水受けパンに溜まる雨水の設定質量を利用し雨水受けパンを下死点へ押し下げ、シーソーアームの反対側の先端にある円錐プラグを上昇作動させ固定式ラッパ状排水弁座を閉じ排水を停止することによって濾過装置の容器内及び取水管は雨水によって満水となり、流体位置エネルギー増大より容器内の水圧が高くなり、自動的に濾過を開始し雨水貯留槽への給水を行う取水モードとなる。
   反対に、降雨が終了し雨水受けパンに溜まっていた雨水は曇天時、晴天時における自然蒸発によって質量が減少すると、シーソーアームの他方の下死点にあった雨水受けパンをカウンターウェイトによって上昇作動させると、円錐プラグを下降作動させ固定式ラッパ状排水弁座を開け排水モードとなり、取水管及濾過装置の容器内の残留雨水の排水を開始し次回の降雨に備える。
   又、濾過装置内に溜まっている残留雨水を排水することによって、既に濾過された清浄水は排水位置より高い位置にあるため、位置エネルギー（水圧）が逆となり自動的に毎回逆流（逆洗浄）する事となり濾過フィルター表面に付着している微粒子ゴミを洗い落せる構造のものである。
   このように初期降雨時の汚濁水排水より始まり、初期降雨後以降の不純物の少ない雨水を降雨量によって自動的に選択し濾過を行い清浄水の取得、そして降雨終了後の残留雨水を自動的に排水すると同時に、濾過フィルターの自動逆洗浄、そして雨水排水による濾過装置内の雑菌発生を抑制することが出来る特徴を持った初期雨水自動判別装置である。
3. 請求項１に記載の高品位雨水取得装置において、フロート式自動液面設定機は雨水等液体を貯留槽等に溜める場合の自動液面設定手段である。
   雨水貯留槽内に設置されたフロート式自動液面設定機（満水時自動閉止弁）はフロート式円錐プラグと固定ラッパ状給水弁座及びガイドバーから構成されており、円錐プラグはフロートに取り付けられ浮力によって上下作動し固定式ラッパ状排水弁座を開閉可能な機能を有するものである。
   雨水貯留槽の満水時にはフロート式円錐プラグ上昇動作によって相手側の固定ラッパ状給水弁座を閉し雨水貯留槽への給水が停止できる構造の物で、逆に雨水貯留槽の減水時にはフロート式円錐プラグの下降作動によって相手側の固定式ラッパ状排水弁座を開き、雨水貯留槽への給水開始を可能に出来る構造の物である。
   このように必要貯水量を設定すれば、設定水位に止水あるいは設定水位以下であれば、給水可能な機能を持った自動液面設定機である。
4. 請求項１においての高品位雨水取得装置では、雨水の濾過手段として濾過装置が設置されてある。
   濾過装置は濾過容器、フィルター枠及び濾過フィルターから構成されてあり、濾過容器の内部にフィルター枠に取り付けられた濾過フィルターが設置され、雨水の位置エネルギー水圧によって濾過フィルターの周囲から内部へ浸透濾過を開始し取得した清浄水を給水管によって雨水貯留槽へ給水を行うことが可能な機能を有するものである。
   雨水が取水管より濾過容器に入り初期雨水自動判別装置の降雨量によって雨水の水質が判別され、今まで排水モードから取水モードになると濾過容器内に雨水が溜まり始め、濾過装置は取水管によって雨水トイへ接続されているため位置エネルギーによる水圧が作用し、濾過容器内に濾過フィルター及びフィルター枠が設置されることによって、フィルター枠の周囲から内部へ雨水が浸透することによって濾過が行われる。
   フィルター濾材と枠の間に隙間を設ける目的でフィルター枠の表面に凹凸部を設けることにより濾過フィルターを凸部で支持し、濾過された清浄水は凹部に集められ、凹部には適当な間隔において清浄水の通過する穴を設けた構造で、水圧は濾過フィルター面をフィルター枠へ押さえつけるように周囲から内部へ作用し均等に水圧が働くため、濾過フィルターの破れ及び漏れがなく雨水が確実に濾過され清浄水を取得できる特徴を持った濾過装置である。
   

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