JP2017145680A - 初期雨水除去装置とこれを備えた雨水タンク装置、雨水タンク装置の通信ネットワーク、初期雨水除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】清浄な雨水を自動的に状況判断して取水可能な次世代型の初期雨水除去装置を提案する。【解決手段】初期雨水除去装置は、建造物への降雨水を排水するために建造物の屋根の下方に取付けた竪樋と雨水タンクとを中継し、注水口２４から雨水タンクへ注水し得る貯留方式の初期雨水除去装置であって、排水口２６からの水位を測定可能な、通信装置を備えた水位センサ５０と、水位センサ５０と送受信可能なコンピュータ７０と、コンピュータ７０から受信した信号により排水口２６を開閉可能な排水手段６０とを備え、水位センサ５０は、本体１０に貯留した雨水の水位を感知してコンピュータ７０に水位を送信し、コンピュータ７０は、水位に応じて、排水手段６０に開口信号又は閉口信号を送信し、排水手段６０が受信した信号に応じて排水口２６を開閉して、雨水の貯水・排水を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、初期雨水除去装置に関する。

近年、地球温暖化の影響によるゲリラ豪雨や局所的な大雨の発生回数が増加しており、文明の発展に伴なう都市化の影響も相俟って、日本国内では各地で都市型洪水が頻発するようになっている。

このような自然環境の激変に対応して、わが国では２０１４年５月、「雨水の利用の推進に関する法律」が施行された。この法律では、雨水を資源として有効活用しながら、下水道や河川への流出を抑えることを目的としており、国や独立行政法人の施設における雨水利用の義務化など、雨水利用の普及を国や自治体の責務としている。この法律の運用により一層注目を浴びると思われる雨水利用（活用）ではあるが、それに関わる技術に対する画一的な手法での検証は殆どされておらず、日本工業規格（JIS）等による規格化も皆無である。

雨水を雨水貯留タンク（以下、雨水タンク）に溜めて何らかの用途に利用する場合、最も問題となるのがその水質である。雨は、雨滴形成から地上への落下過程において、大気エアロゾル粒子を雨滴内に取り込みながら落下するため、特に降り始めの雨は汚染度が高い。また、竪樋に流出する雨水中には雨水集水面となる屋根面に蓄積した汚れも含まれる。このため、雨水タンク内の水質を清浄に保持する上で、最も重要な要素技術の一つに初期雨水制御が挙げられる。

現在、初期雨水装置として数種の製品が一般に販売されているが、初期雨水除去装置は、屋根面から竪樋に流入した雨水を雨水タンクに導く過程で、大気中の汚染物質等によって汚れた初期雨水を排除し、より水質の良い雨水を取水するための装置である。以下、戸建住宅での利用を目的とした従来の初期雨水除去装置について、機能や除去方法の違いにより分類する。

［初期雨水除去装置の機能と分類］
上記戸建住宅で使用される初期雨水除去装置とは、竪樋に取り付け、雨水を貯留槽に導く際に、初期雨水や落ち葉等の混入物を除去するものである。初期雨水除去は、取水装置の付属機能であり、「初期雨水除去装置」と表現しているが、実際には初期雨水の除去だけを行う装置は市販の製品としては存在しない。

（１） 排水孔方式
図６のように、初期雨水を装置内の取水カップで受け、その底部に設けた孔から徐々に除去する方式を「排水孔方式」とする。

この方式では、装置内の取水カップで受けた雨水が貯留槽に導かれるが、その際に取水カップに設けた“雨水排水孔”から一定量の雨水が排水され、排水量を超えた分の雨水が取水カップに溜まり、徐々に雨水貯留槽へ導かれる（図６）。“初期雨水排水孔”の径によって初期雨水除去量を調節できる構造ではあるが、市販の製品で調節可能なものは無い。

排水孔方式では、取水カップに設けられた“初期雨水排水孔”によって常に一定量の雨水を排水してしまうため、降り始めから一定時間経過し、雨水の水質が向上した後も、一定量の雨水は排水され続けることになる。また、降り始めから徐々に強くなる降雨の場合は、一定の初期雨水除去効果は認められるが、集水面積が大きい場合、また、近年多発傾向にある局所的集中豪雨などの場合では、一気に多量の雨水が装置内に流れ込み、初期雨水が十分に除去できない。

（２） 貯留方式
次に、図７のように、初期雨水を装置内で一定量溜め、除去する方式を「貯留方式」とよぶこととする。

この方式は、初期雨水を一時的に“初期雨水溜まり”に溜め、そこから越流した分の雨水が雨水貯留槽へ導かれる（図７）。初期雨水溜まり容量の増減によって、初期雨水の除去量を調節できるが、市販のものは、容量の増減に代えて、初期雨水溜まりに取り付けたオリフィスからの排水量を増減させることで、除去量を調節できるようになっている。初期雨水溜まりに設けられたオリフィスは、初期雨水の除去量の調節だけではなく、その排水によって、降雨終了後に初期雨水溜まり内の雨水を自動的に排水し、装置を降雨前の状態に戻す機能を併せ持つ。

貯留方式は、 “初期雨水溜まり”を設けることで、常に一定量を排水してしまう「排水孔方式」の短所を補っているが、オリフィスにごみが詰まってしまうと初期雨水除去効果は得られないという欠点は「排水孔方式」と同様である。加えて「排水孔方式」に比べ構造が複雑でメンテナンスがしにくい上、メンテナンス不備による動作不良が起きやすい。また、装置に流れ込む雨水の量や勢いによっては、初期雨水溜まり内の雨水が貯留槽へ流れ込んでしまう場合もある。

また、この貯留方式の初期雨水除去装置については、特許文献１、２、３などが開示されている。しかし、いずれも以下のような課題が解決されていない。
（ａ）建物（屋根等）の大きさにより汚染初期雨水量は変化するが、分離する初期雨水量を容易には調整できない。従って、屋根等の大きさに合わせて初期雨水貯水タンクの大きさ（容量）を決定する必要がある。
（ｂ）初期雨水貯水タンクの容量が常に一定なので、貯水の目的（上水用、下水用、散布用、単なる排水用など）に応じた初期後雨水の貯水・排水等に対応できない。
（ｃ）コンピュータ制御ができないので、降雨の汚染の程度（黄砂など）や降雨の強度など、降雨条件に応じた臨機応変な初期雨水貯水量の調整ができない。すなわち、降雨間隔による雨水の汚染度の変化に対応できない。

（３） 流速利用方式
最後に、図８のような、流速差を利用して初期雨水を除去する方式を「流速利用方式」とした。

この方式は、降り始めは装置内を流れる雨量が少ないため流速は低く、経過時間とともに水量が増え流速が上がることを利用し、流量が少なく流速が低い場合には、流れ方向に対し手前側に流れる落ちるため排水され、一定以上の流速になると遠くに流れていくため雨水貯留槽へ導かれる（図８）。

この方式については、特許文献４、５などが開示されている。前述の２つの方式と異なり、装置のメンテナンスをするか否かに係わらず、初期雨水除去能力を発揮できる。しかし、その反面、集水面積、竪樋の形状や大きさといった条件の違いで、装置内を流れる雨水の流速差が生じやすいため、この方式で初期雨水を除去することは難しいと言わざるを得ない。また、「排水孔方式」と同様、局所的集中豪雨等により、一気に大量の雨水が装置内を流れるような場合も、初期雨水除去能力は十分に機能しない。

特開平８−１５８４１６号公報 特開２００３−２６８８１２号公報 特許４８６１０７６号公報 特開２００１−１２３４８４号公報 特開２００３−２５３７０５号公報 特許５７６９２６６

この様に初期雨水装置を分類し、その特徴を比較したが、それぞれに一長一短があり、どのような条件でも一様に初期雨水除去能力が発揮できるという製品はないことが判った。一方、雨水を水資源として利用しながら、雨水の流出抑制を図ることを目的とする「雨水の利用の推進に関する法律」が施行されたことにより、雨水利用に関する様々な技術が求められる。

以上のことから、本発明では雨水活用システムを構成する最も重要な装置である初期雨水除去装置について、従来型の装置が持つ問題点を改良して効率的かつ的確に清浄な雨水を集水可能な初期雨水除去装置を提案する。また、雨水タンクと初期雨水除去装置を、コンピュータにより協働させる雨水タンク装置を提案し、さらに、複数の雨水タンク装置を防災・気象用等のコンピュータ装置に接続する通信ネットワークを提供する。

本発明に係る初期雨水除去装置は、建造物への降雨水を排水するために当該建造物の屋根の下方に取付けた竪樋と雨水タンクとを中継し、前記竪樋に接続され、当該竪樋から雨水を集水する集水口と、当該集水口から集水した雨水を排水し得る排水口と、前記雨水タンクと接続して通水可能な注水口と、を具備する本体が、前記集水した雨水を前記注水口の位置まで貯留可能であり、前記注水口の位置を超えた雨水を、当該注水口から前記雨水タンクへ注水し得る、貯留方式の初期雨水除去装置であって、
前記排水口からの水位ｈ（ｔ）を測定可能な、通信装置を備えた水位センサと、前記水位センサと送受信可能なコンピュータと、前記コンピュータから受信した信号により前記排水口を開閉可能な排水手段と、を備え、前記水位センサは、前記本体に貯留した雨水の水位ｈ（ｔ）を感知して前記コンピュータに当該水位ｈ（ｔ）を送信し、当該コンピュータは、当該受信した水位ｈ（ｔ）に応じて、前記排水手段に、開口信号Ｓ_ＯＰ又は閉口信号Ｓ_ＣＬを送信し、当該開口信号Ｓ_ＯＰ又は当該閉口信号Ｓ_ＣＬを受信した当該排水手段が、当該受信した信号Ｓ_ＯＰ又はＳ_ＣＬに応じて前記排水口を開閉して、雨水の貯水・排水を行う。

本発明に係る初期雨水除去装置において、前記本体は、底部と、上底部と、両者を接続する側部とを有する容器であり、前記底部近傍に配置した前記排水口の位置を高さ０として、前記注水口の高さが前記所定の高さＨ_ｔｈである、上記初期雨水除去装置であって、
前記集水口を前記竪樋に接続し、前記排水口から所定の高さＨ_ｔｈに配置した注水口を前記雨水タンクに接続して、前記コンピュータから前記閉口信号Ｓ_ＣＬを受信した前記排水手段が前記排水口を閉口した後、前記本体に貯留して前記所定の高さＨ_ｔｈを超えた雨水を、前記注水口から前記雨水タンクへ注水し得る。

本発明に係る初期雨水除去装置において、前記本体は、前記排水口（高さ０）を有し、容器Ａ（以下、「導入管」ともいう。）と、これと平行に配置された容器Ｂ（以下、「排出管」ともいう。）とを、各々の管の下方で通水管により接続して通水可能なＵ字管であり、前記導入管（容器Ａ）は、上底部ａと、側部ａと、底部ａとを有し、当該上底部ａ近傍に集水口２２を設け、これを前記竪樋に接続して鉛直方向に配置し、当該竪樋から雨水を集水し、
前記排出管（容器Ｂ）は、上底部ｂと、側部ｂと、底部ｂとを有し、側部ｂの内壁に前記水位センサを設置して前記排水口（高さ０）からの水位ｈ（ｔ）を測定し、
前記本体の前記所定の高さＨ_ｔｈに、前記雨水タンクに注水するための前記注水口を設けると共に、当該本体の底部（底部ａ、底部ｂを含む）の近傍（側部ａ、側部ｂを含む）に前記排水口（高さ０）を設けてもよい。

本発明に係る初期雨水除去装置は、前記Ｕ字管の前記通水管から鉛直方向に、予備貯水管を設けてもよい。

本発明に係る初期雨水除去装置において、前記排水手段は、前記本体の上底部に設けた引上げ機構と、前記排水口を開閉する蓋部と、を連結機構により接続し、前記コンピュータから、前記開口信号Ｓ_ＯＰ又は閉口信号Ｓ_ＣＬを受信した当該引上げ機構が、当該連結機構を介して当該蓋部を開閉可能としてもよい。

本発明に係る初期雨水除去装置において、前記排水手段は、通信機能を有し、前記コンピュータから、前記開口信号Ｓ_ＯＰ又は閉口信号Ｓ_ＣＬを受信して前記排水口を開閉可能な、電気制御可能な開閉器（以下「バルブ」ともいう。）であってもよい。

本発明に係る初期雨水除去装置において、前記水位センサは、通信機能を有し、前記排水口の高さ０近傍と前記注水口の高さＨ_ｔｈ間を水位ｈ（ｔ）と共に浮沈可能な全水位測定型の、又は、前記排水口の高さ０近傍と前記注水口の高さＨ_ｔｈの少なくとも１箇所に取付けられた局所水位測定型水位センサとしてもよく、少なくとも水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ）を感知し、前記コンピュータに送信し得るようにするのが好適である。

本発明に係る初期雨水除去装置において、前記水位センサは、通信機能を有し、前記排水口の高さ０と前記注水口の高さＨ_ｔｈ間に、前記本体の内壁に沿って設置された静電容量式水位センサとし、水位ｈ（ｔ）を感知して前記コンピュータに送信し得るようにしてもよい。

本発明に係る初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置は、上記雨水タンクが、前記初期雨水除去装置の前記注水口から、該注水口の位置を超えた雨水の注水を受ける、第１電動ポンプを取り付けた第１雨水タンクと、
前記第１雨水タンクと通水管により接続されて通水可能な、第２電動ポンプを取り付けた第２雨水タンクと、を有し、
第１雨水タンクの貯水が一定の高さに到達すると、該一定の高さを超えた雨水を前記通水管を介して前記第２雨水タンクに注水させることができ、
前記第１電動ポンプが、前記初期雨水除去装置による初期雨水除去直後の水質レベルの貯水を供給し、
前記第２電動ポンプが、前記第１電動ポンプより水質レベルの高い貯水を供給し得る。

本発明に係る初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置は、上記初期雨水除去装置の前記注水口から、該注水口の位置を超えた雨水の注水を受ける前記雨水タンクが、時刻ｔにおける該雨水タンク内部の貯水量、貯水速度、排水量、排水速度のいずれか１以上を含むデータΩ（ｔ）を感知可能な感知センサと、有線又は無線により送受信可能な送受信装置と、該送受信装置から得た情報を解析する制御装置を備える自動開閉バルブと、を備えた雨水タンク装置であって、
前記センサが感知したデータΩ（ｔ）を、前記送受信装置から上記初期雨水除去装置が具備するコンピュータに送信可能であり、該コンピュータから該送受信装置が受信した情報を前記制御装置が解析して、前記自動開閉バルブを開閉可能な、初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置である。

本発明に係る初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置は、上記雨水タンク装置において、前記雨水タンクを構成する前記第１雨水タンク及び／又は第２雨水タンクが、前記感知センサと、前記送受信装置と、前記自動開閉バルブとを備える。

本発明に係る初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置通信ネットワークは、広域な町の一般家庭、事業所および公共事業所等の各所に設置した複数の前記初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置が形成するネットワークであって、
前記複数の雨水タンク装置の初期雨水除去装置が具備する、各々の前記コンピュータと、気象データ、河川データを取得可能で、当該データに基づいて、前記複数の雨水タンク装置の存在地域の局所的な気象情報、河川情報を計算可能なコンピュータ装置と、
が公衆回線網又はノード間通信網に接続され、前記コンピュータ装置と前記各所に設置した複数の雨水タンク装置とが通信可能である。

本発明に係る初期雨水除去方法は、
（１）初期雨水除去装置を準備するステップと、
（２）時間計測可能なコンピュータが、所定のサイクル回数Ｎを予め記憶する記憶ステップと、
（３）水位センサが水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ）を感知すると、飽和水位信号Ｓ_ｔｈを前記コンピュータに送信し、これを受信した当該コンピュータが前記開口信号Ｓ_ＯＰを排水手段に送信して、当該排水手段が排水口を開口して排水を行う排水ステップと、
（４）前記コンピュータが前記閉口信号Ｓ_ＣＬを前記排水手段に送信して、当該排水手段が前記排水口を閉口して貯水を開始する貯水開始ステップと、
（５）連続する前記排水ステップと前記貯水開始ステップからなる初期雨水除去サイクルをＮ回反復する、初期雨水除去サイクル反復ステップと、
（６）前記本体内に貯水して前記所定の高さＨ_ｔｈを超えた雨水を、前記注水口から雨水タンクへ注水開始する、注水ステップと、
を含む。

本発明に係る初期雨水除去方法は、
（１）’初期雨水除去装置を準備するステップにおいて、当該初期雨水除去装置の水位センサは水位ｈ（ｔ）＝０（排水口の高さ）を感知可能であり、
（４）’貯水開始ステップは、
水位センサが水位ｈ（ｔ）＝０（排水口の高さ）を感知すると、ゼロ水位信号Ｓ_０を前記コンピュータに送信し、これを受信した当該コンピュータが前記閉口信号Ｓ_ＣＬを前記排水手段に送信して、当該排水手段が前記排水口を閉口して貯水を開始するのが好適である。

本発明に係る初期雨水除去方法は、
（１１）初期雨水除去装置を準備するステップと、
（１２）時間計測可能なコンピュータが、所定のサイクル回数Ｎと、所定の時間間隔ΔＴ_１とを、予め記憶する記憶ステップと、
（１３）前記コンピュータから開口信号Ｓ_ＯＰを受信すると、排水手段が排水口を開口して排水を行う排水ステップと、
（１４）水位センサが水位ｈ（ｔ）＝０（排水口の高さ）を感知すると、ゼロ水位信号Ｓ_０を前記コンピュータに送信し、これを受信した当該コンピュータが閉口信号Ｓ_ＣＬを前記排水手段に送信して、当該排水手段が前記排水口を閉口して貯水を開始する貯水開始ステップと、
（１５）前記水位センサが水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_０（≧０）を感知すると、当該水位センサから感知信号を受信した前記コンピュータが、当該受信時刻ｔを計測開始時刻ｔ_ｓにセットする計測時刻設定ステップと、
を含む初期雨水除去方法であって、
水位センサが水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ）を感知すると、
（１６）
（１６−１）ｔ＜ｔ_ｓ＋ΔＴ_１であれば、前記コンピュータが、サイクル回数ｋを１増加させ、
（１６−２）ｔ＞ｔ_ｓ＋ΔＴ_１であれば、当該コンピュータが、サイクル回数ｋを０にリセットする、
サイクル回数カウントステップと、
（１７）
（１７−１）
サイクル回数ｋ＜Ｎであれば、前記コンピュータが開口信号Ｓ_ＯＰを排水手段に送信して、（１３）の排水ステップと（１４）の貯水開始ステップと（１５）の計測時刻設定ステップとからなる初期雨水排水ステップ、または、
（１７−２）
サイクル回数ｋ≧Ｎであれば、前記所定の高さＨ_ｔｈを超えた雨水を、注水口から雨水タンクへ注水開始する注水ステップ、
の何れかを実行する判別ステップと、を含む。

本発明に係る初期雨水除去方法において、
（１２）前記記憶ステップは、
（１２−１）前記時間計測可能なコンピュータが、ΔＴ_２（ΔＴ_１＜ΔＴ_２）を、予め記憶するステップを含み、
（１８）ｔ＝ｔ_ｓ＋ΔＴ_２の経過時に、
前記コンピュータが、開口信号Ｓ_ＯＰを排水手段に送信して、（１３）の排水ステップと（１４）の貯水開始ステップと（１５）の計測時刻設定ステップを行う、リセット排水ステップ、
を更に含み得る。

本発明に係る初期雨水除去方法において、（１８）リセット排水ステップは、（１３）の排水ステップと（１４）の貯水開始ステップと（１５）の計測時刻設定ステップを行うと共に、サイクル回数ｋを０にリセットするようにしてもよい。

本発明に係る初期雨水除去方法において、（１８）リセット排水ステップは、
（１８−１）
（１８−１−１）前記コンピュータが、ｔ＝ｔ_ｓ＋ΔＴ_１以内に、前記水位センサから、水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ）を感知した飽和水位信号Ｓ_ｔｈを受信しない非降雨状態の場合は、非降雨期間数ｍをｍ＝ｍ＋１とし、
（１８−１−２）前記コンピュータが、ｔ＝ｔ_ｓ＋ΔＴ_１以内に、前記水位センサから、水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ）を感知した飽和水位信号Ｓ_ｔｈを受信した降雨状態の場合は、非降雨期間数ｍをｍ＝０とする、
非降雨期間数カウントステップを含み、
（１２）前記記憶ステップは、
（１２−２）前記時間計測可能なコンピュータが、前記サイクル回数Ｎを、前記非降雨期間数ｍと時間間隔ΔＴ_２の積の関数であるサイクル回数Ｎ（ｍ・ΔＴ_２）として記憶するステップと、を含んでもよい。

本発明に係る初期雨水除去装置は、その本体に集水した雨水を、雨水タンクに注水する注水口の高さまで貯水することができると共に、その具備するコンピュータと通信可能な排水手段を用いて排水することができる。特に、雨水を集水する集水口と排水口を底部に配置し、これより高位置に上記注水口を配置して上記雨水タンクに接続すれば、比重の大きい不純物は底部に沈降するので、こうした不純物を排除した高品質の雨水のみを雨水タンクに注水することができる。

上記コンピュータは、本体に備えた水位センサと通信することにより、本体の水位ｈ（ｔ）を管理する事ができる。したがって、コンピュータが、水位ｈ（ｔ）に応じて、排水手段に信号を送信することにより、本初期雨水除去装置は雨水の貯水・排水を自由に制御することができる。

従って、本発明に係る初期雨水除去方法によれば、初期雨水除去装置の本体に貯水した初期雨水ないし汚染雨水を、例えばＮサイクル回分排水した後に、注水口から雨水タンクへ注水することができるので、非常に綺麗な高品質の雨水のみを雨水タンクに貯水することができる。

本発明に係る初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置は、初期雨水除去装置の本体と雨水タンクとが、コンピュータを介して連携可能であるので、例えば、前回降雨終了時からの経過時間が短く、初期雨水の汚れが少ないと予想される場合などには、初期雨水除去装置における初期雨水除去の回数Ｎを減らすなどの調整を行い、より効率的に雨を貯水することができる。

本発明に係る初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置通信ネットワークは、例えば気象用あるいは災害用コンピュータ装置と、上記各所に設置した雨水タンク装置とを通信可能とする。従って、例えば、気象データ、河川データ等を収集したコンピュータ装置が、各雨水タンク装置から貯水量等のデータΩ（ｔ）を収集し、解析することが可能となる。その結果、当該雨水タンク装置の設置地域の局所的な気象情報、河川情報を計算・予想すると共に、当該地域の各雨水タンク装置に、例えば、排水や貯水に関する指示を行うことができる。

本発明に係る初期雨水除去装置の概略図。 本発明に係る初期雨水除去装置の第１実施形態の概略図。 本発明に係る初期雨水除去装置の第２実施形態の概略図。 本発明に係る初期雨水除去装置の斜視図。 本発明に係る初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置が構成する通信ネットワークの概略図。 従来の排水孔方式の初期雨水除去装置の概略図。 従来の貯留方式の初期雨水除去装置の概略図。 従来の流速利用方式の初期雨水除去装置の概略図。 本発明に係る初期雨水除去方法のフロー図。 従来型の初期雨水除去装置の評価装置。 それぞれ、（ａ）製品Ａ（排水孔方式）、（ｂ）製品Ｂ（流速利用方式）、（ｃ）製品Ｃ（貯留方式）、に係る市販の初期雨水除去装置の概略図。 従来型の初期雨水除去装置（製品Ａ、製品Ｂ）の実施例における想定降雨強度と取水率、取水量の関係図。 本発明に係る初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置の正面図。 本発明の実施例に係る初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置の概略図。 本発明の実施例に係る初期雨水除去装置１のコンピュータ制御および、使用水量計測の概略図。 本発明の実施例に係る遠隔式水量メータおよび記録用データロガーの正面図。 本発明の実施例に係るコンピュータの回路図。

Ｉ．［初期雨水除去装置］
以下、図面を参照しながら本発明に係る初期雨水除去装置の実施形態について説明する。なお、以下各図面を通して同一の構成要素には同一の符号を使用するものとする。

図４に示すように、本発明に係る初期雨水除去装置１は、建造物１０００への降雨水を排水するために建造物１０００の屋根１００２の下方に取付けた竪樋１０１２と雨水タンク１００とを中継する。

図１に示すように、本発明の初期雨水除去装置１の本体１０は、屋根１００２の下方の軒樋１０１０に接続された竪樋１０１２（図４参照）から雨水を集水する集水口２２と、集水口２２から集水した雨水を排水し得る排水口２６と、雨水タンク１００と接続して通水可能な注水口２４と、を具備する。本発明の初期雨水除去装置１は、集水した雨水を前記注水口２４の位置まで貯留可能であり、注水口２４の位置を超えた雨水を、注水口２４から雨水タンク１００へ注水し得る、貯留方式の初期雨水除去装置である。図１において、本体１０は円筒形であるが、本明細書において、本体１０の形状は特に限定されない。

また、本初期雨水除去装置１は、図１のように、排水口２６からの水位ｈ（ｔ）を測定可能な、通信装置を備えた水位センサ５０と、水位センサ５０と送受信可能なコンピュータ７０と、コンピュータ７０から受信した信号（下記する開口信号Ｓ_ＯＰ、閉口信号Ｓ_ＣＬ）により排水口２６を開閉可能な排水手段６０と、を備えている。

そして、水位センサ５０は、本体１０に貯留した雨水の水位ｈ（ｔ）を感知してコンピュータ７０に当該水位ｈ（ｔ）を送信し、コンピュータ７０は、当該受信した水位ｈ（ｔ）に応じて、排水手段６０に、開口信号Ｓ_ＯＰ又は閉口信号Ｓ_ＣＬを送信し、当該開口信号Ｓ_ＯＰ又は閉口信号Ｓ_ＣＬを受信した排水手段６０が、当該受信した信号Ｓ_ＯＰ又はＳ_ＣＬに応じて排水口２６を開閉することにより、本初期雨水除去装置１は雨水の貯水・排水を行うことができる。

［実施形態］
図１に示す本発明の実施形態において、本体１０は、底部１６と、上底部１２と、両者を接続する側部１４とを有する容器であり、これを例えば図４のように、上記建造物１０００と略平行に略鉛直方向に設置する。底部１６近傍に配置した排水口２６の位置を高さ０とし、初期雨水除去装置の上底部１２の高さをＨ_Ｔ、注水口２４の高さを上記所定の高さＨ_ｔｈとする。

したがって、上底部１２近傍に配置した集水口２２を竪樋１０１２に接続し、排水口２６から所定の高さＨ_ｔｈに配置した注水口２４を雨水タンク１００に接続すると、本実施形態の初期雨水除去装置１は、コンピュータ７０から閉口信号Ｓ_ＣＬを受信した排水手段６０が排水口２６を閉口した後、本体１０に貯留して所定の高さＨ_ｔｈを超えた雨水を、注水口２４から雨水タンク１００へ注水することができる。

すなわち、例えば図１の実施形態において、水位センサ５０は、注水口２４の高さ位置（水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ）付近に取付けられており、水位センサ５０が水位を感知すると、コンピュータ７０を介して排水手段６０が開口信号Ｓ_ＯＰを受信して排水を行う。その後コンピュータ７０は、例えば適当な一定の時間間隔を置いて閉口信号Ｓ_ＣＬを排水手段６０に送信し、本体１０に雨水が貯水される。このような初期雨水の排水工程を、例えば所定のＮ回繰り返すと、水位センサ５０が水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈを感知してもコンピュータ７０は排水手段６０への開口信号Ｓ_ＯＰ送信をストップし、所定の高さＨ_ｔｈを超えた雨水を、注水口２４から雨水タンク１００へ注水することができる。

以下、本発明に係る初期雨水除去装置１の各構成要素について説明する。

上記排水手段６０としては、例えば電磁弁のような、電気制御可能な開閉器（以下「バルブ」ともいう。）を用いるのが好適である。本発明の初期雨水除去装置１が排水手段６０として採用する電気制御可能なバルブは、通信機能を有し、コンピュータ７０から、上記開口信号Ｓ_ＯＰ又は閉口信号Ｓ_ＣＬを受信して排水口２６を開閉可能である。

より単純な例として、排水手段６０は、図１のように、本体１０の上底部１２に設けた引上げ機構６２と、排水口２６を開閉する弁の蓋部６６とを、針金６４（連結機構）などで接続した構成としてもよい。引上げ機構６２は、コンピュータ７０から、上記のように開口信号Ｓ_ＯＰ又は閉口信号Ｓ_ＣＬを受信し、針金６４（連結機構）を介して蓋部６６を開閉することができる。蓋部６６としては、ゴム製の栓等を用いてもよい。また、引上げ機構６２は、ソレノイド又はサーボなどで構成すればよい。

また、上記水位センサ５０は、排水口２６の高さ０近傍と注水口２４の高さＨ_ｔｈ近傍間を、本体１０内の水位ｈ（ｔ）と共に浮沈可能な全水位測定型のフロート式水位センサ５０を用いることができる（図示せず）。又は、水位センサ５０は、図１に示すように、注水口２４の高さＨ_ｔｈ近傍の少なくとも１箇所に取付けられた局所水位測定型の水位センサ５２（５２ｕ）であってもよい。局所水位測定型の水位センサ５２は、このように、少なくとも水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ）を感知し得るのが望ましく、図２のように、排水口２６の高さ０近傍と注水口２４の高さＨ_ｔｈ近傍の２箇所に局所水位測定型の水位センサ５２（５２ｕ、５２ｄ）を取付け、水位ｈ（ｔ）＝０（排水口の高さ）と水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ）を感知するようにしてもよい。

あるいは、水位センサ５０は、図２に概略を示すように、排水口２６の高さ０近傍と注水口２４の高さＨ_ｔｈ近傍間に、本体１０の内壁に沿って設置された静電容量式水位センサ５４としてもよい。水位センサ５０に静電容量式水位センサ５４を用いれば、これと通信可能なコンピュータ７０は、本体１０の水位ｈ（ｔ）を随時把握することができる。

実施例１に係る本発明の初期雨水除去装置１を、図２に示す。この実施例１に係る初期雨水除去装置１において、本体１０は高さ０の位置に排水口２６を有し、容器Ａ（以下、「導入管１０ａ」ともいう。）と、これと平行に配置された容器Ｂ（以下、「排出管１０ｂ」ともいう。）とを、各々の管の下方で通水管１０ｃにより接続して通水可能なＵ字管である。

導入管（容器Ａ）１０ａは、上底部１２ａと、側部１４ａと、底部１６ａとを有し、上底部１２ａ近傍に集水口２２を設け、これを竪樋１０１２に接続して鉛直方向に配置し、当該竪樋１０１２から雨水を集水する（図４参照）。

排出管（容器Ｂ）１０ｂは、上底部１２ｂと、側部１４ｂと、底部１６ｂとを有し、側部１４ｂの内壁に水位センサ５０を設置して、排水口２６（高さ０）からの水位ｈ（ｔ）を測定する。

上述の図１のように、通常は排水口２６を本体１０の底部１６（又はその近傍の側部１４）に設けるので、本体１０に貯水された雨水の水位ｈ（ｔ）や上底部１２ａの高さＨ_Ｔ、注水口２４の高さＨ_ｔｈ（所定の高さ）などは、排水口２６を基準（高さ０）として測るのが好適である。したがって、本実施例１のような本体１０がＵ字管である場合も、底部１６ａ及び底部１６ｂを含む本体１０の底部１６又はその近傍（側部１４ａ、側部１４ｂを含む）に排水口２６を設け、その高さを０とするのが好ましい。図２の例では、排水口２６は排出管（容器Ｂ）１０ｂの底部１６ｂ直下に設け、その高さを０とした。なお、このように「本体１０の底部１６近傍に排水口２６を設ける」とは、「本体１０の底部１６や、その直下、あるいはその直近の側部１４などの底部１６の近傍に排水口２６を設ける」ことと同義であるとする。

また、上述のように、本体１０の上記所定の高さＨ_ｔｈに、雨水タンク１００に注水するための注水口２４を設けるが、本実施例１では、図２のように、導入管（容器Ａ）１０ａの側部１４ａに注水口２４を設けている。

このような実施例１に係る初期雨水除去装置１において、例えば排水手段６０は、排出管１０ｂの上底部１２ｂに設けた引上げ機構６２と、排出管１０ｂの底部１６ｂの排水口２６を開閉する蓋部６６と、を連結機構６４で接続し、コンピュータ７０から、上記開口信号Ｓ_ＯＰ又は閉口信号Ｓ_ＣＬを受信した引上げ機構６２が、連結機構６４を介して蓋部６６を開閉可能である。

なお、図２に示すように、Ｕ字管（本体１０）の通水管１０ｃから鉛直方向に、予備貯水管１０ｄを設けてもよい。予備貯水管１０ｄを設けることにより、本体１０の貯水容量を増加させることができ、汚染した初期雨水を排水するために排水手段６０により排水口２６を開閉させる回数を減少させることができる。

また、水位センサ５０として、排水口２６の高さ（高さ０）と排出管１０ｂの注水口２４の高さＨ_ｔｈの位置に、それぞれ局所水位測定型の水位センサ５２を設置すればよい。図２においては、局所水位測定型の水位センサ５２として、高さＨ_ｔｈに設置した上部取付水位センサ５２ｕと、高さ０に設置した下部取付水位センサ５２ｄを表示している。上部取付水位センサ５２ｕは、水位ｈ（ｔ）が所定の高さＨ_ｔｈまで達しているか否かを、下部取付水位センサ５２ｄは、水位ｈ（ｔ）が排水口２６の高さ０から当該水位センサ５２ｄの設置位置まで増加しているか否かを感知し、水位を感知すると、例えばスイッチオンの信号をコンピュータ７０に送信する。

あるいは、水位センサ５０として、排水口２６の高さ（高さ０）と注水口２４の高さＨ_ｔｈ間に、排出管１０ｂの内壁に沿って静電容量式水位センサ５４を設置してもよい。静電容量式水位センサ５４は、高さ０と高さＨ_ｔｈ間の全水位ｈ（ｔ）を感知し、コンピュータ７０に送信することができる。しかし、静電容量式水位センサ５４は、周囲の環境条件によって誤差を生じることもあるので、少なくとも高さ０と所定の高さＨ_ｔｈが確実に感知できる上記局所水位測定型の５２（５２ｕ、５２ｄ）と併用するのが好適である。

なお、雨水タンク１００内部に雨水タンク設置センサを設置し、コンピュータ７０を当該雨水タンク設置センサと送受信可能とすると便利である。雨水タンク１００の貯水可能容積をコンピュータ７０にインプットすると共に、雨水タンク設置センサが感知する、当該雨水タンク１００内部の貯水量、貯水速度、排水量、排水速度などのデータΩ（ｔ）をコンピュータ７０に適宜送信し、これを受信したコンピュータ７０がこれらのデータを記憶して活用可能とするのが好適である。

図３は、本発明に係る初期雨水除去装置１の実施例２の概略図である。本発明に係る実施例２の初期雨水除去装置１は、建造物１０００への降雨水を排水するために、建造物１０００の屋根１００２の下方に取付けた軒樋１０１０から、竪樋１０１２と給水管１０１４を介して接続され、雨水タンク１００とは注水管１０１６を介して接続されて、竪樋１０１２と雨水タンク１００とを中継する。

図３に示すように、本発明の初期雨水除去装置１の本体１０は、上底部１２に注水口２４を配置し、本体１０の上方に配した注水管１０１６により雨水タンク１００に注水することができる。

本実施例２では、図３のように、集水口２２と排水口２６とを、いずれも底部１６に配置し、集水口２２を給水管１０１４を介して軒樋１０１０に接続して雨水を集水し、排水口２６を排水管１０１８に接続して排水を行う。したがって、本実施例２の初期雨水除去装置１は、注水口２４の位置を所定の高さＨ_ｔｈに設定し、高さ０の集水口２２から集めた雨水を高さＨ_ｔｈ付近（Ｈ_ｔｈ以下）まで貯水し、初期雨水除去のため、高さ０の排水口２６より排水する。このような初期雨水除去を所定回数のＮ（Ｎは０又は自然数）回繰り返した後、排水口２６を閉口し、当該Ｈ_ｔｈを超えた雨水を、注水口２４から雨水タンク１００へ注水することができる。

すなわち、本実施例２の初期雨水除去装置１は、上述の実施形態等と同様に、排水口２６からの水位ｈ（ｔ）を測定可能な、通信装置を備えた水位センサ５０、水位センサ５０と送受信可能なコンピュータ７０、コンピュータ７０から受信した信号により排水口２６を開閉可能な排水手段６０等を備えており、上述の実施形態、実施例１と同様に初期雨水除去と注水を行うことができる。

なお、集水口２２と排水口２６を同一の集排水口とし、給水管１０１４と排水管１０１８に接続して、集排水を行ってもよい。また、給水管１０１４と排水管１０１８も同一の配水管であってよく、上記集排水口と接続して集排水を切り替えるようにしてもよい。また、給水管１０１４と排水管１０１８等は、地下に埋設されていてもよい。

ＩＩ．［初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置］

本発明に係る初期雨水除去装置１を備えた雨水タンク装置２は、図１３のように、第１雨水タンク１００Ａと第２雨水タンク１００Ｂの２つの雨水タンクを有する。すなわち、初期雨水除去装置１の注水口２４から、注水口２４の位置を超えた雨水の注水を受ける第１雨水タンク１００Ａ、および、第１雨水タンク１００Ａと通水管１０１７により接続されて通水可能な第２雨水タンク１００Ｂとを有している。

このような本発明の初期雨水除去装置１を備えた雨水タンク装置２においては、第１雨水タンク１００Ａの貯水量が一定の高さに到達すると、例えばボールタップにより水の流れが切り替わり、当該一定の高さを超えた貯水を通水管１０１７を介して第２雨水タンク１００Ｂに注水させることができる。このため、第２雨水タンク１００Ｂには、初期雨水の影響を受けない水質レベルの高い雨水を貯水することができる。

本発明に係る雨水タンク装置２では、初期雨水除去装置１による初期雨水排除直後の、少ないながらもまだ汚濁が残っていると推測される雨水を第１雨水タンク１００Ａに貯水し、あまり高い水質レベルが求められない、例えばトイレ洗浄用に用いることができる。また、第２雨水タンク１００Ｂに貯水した、初期雨水の影響を受けない水質レベルの高い雨水は、例えば洗濯用に用いることができる。

以上のように、実施例３に係る雨水タンク装置２では、水質レベルの異なる雨水を第１雨水タンク１００Ａと第２雨水タンク１００Ｂとに別々に貯水することができるので、求められる水質に応じて第１雨水タンク１００Ａと第２雨水タンク１００Ｂの貯水を使い分け、より有効に貯水した雨水を活用することができる。

あるいは、本発明に係る初期雨水除去装置１を備えた雨水タンク装置２は、図４に示すように、初期雨水除去装置１と１つの雨水タンク１００から構成し、雨水タンク１００とコンピュータ７０とを連携させてもよい。すなわち、雨水タンク１００は、時刻ｔにおける雨水タンク１００内部の貯水量、貯水速度、排水量、排水速度のいずれか１以上を含むデータΩ（ｔ）を感知可能なセンサ１０２と、有線又は無線により送受信可能な送受信装置１０４と、送受信装置１０４から得た情報を解析する制御装置１０６を備える自動開閉バルブ１０８と、を備える。

このような本発明に係る雨水タンク装置２は、センサ１０２が感知したデータΩ（ｔ）を送受信装置１０４から初期雨水除去装置１のコンピュータ７０に送信する。そして、その返信として送受信装置１０４がコンピュータ７０から受信した情報を制御装置１０６が解析して、本発明の雨水タンク装置２は、自動開閉バルブ１０８を開閉することができる。

したがって、本発明に係る初期雨水除去装置１を備えた雨水タンク装置２は、初期雨水除去装置の本体１０と雨水タンク１００とが、コンピュータ７０を介して連携可能である。例えば、渇水期に雨水タンク１００の貯水量が不足しているときなどは、初期雨水除去装置１における初期雨水除去の回数Ｎを０にしたりするなどの調整を行い、雨水タンク１００の貯水量を効果的に制御することができる。

なお、上記２つの雨水タンクを有する図１３の雨水タンク装置２において、第２雨水タンク１００Ｂ（及び／又は第１雨水タンク１００Ａ）に、感知センサ１０２（図示せず）と、送受信装置１０４と、制御装置１０６と、自動開閉バルブ１０８とを取り付けて、初期雨水除去装置１とコンピュータ７０を介して連携可能としてもよい。

ＩＩＩ．［初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置の通信ネットワーク］

上述のような本発明に係る初期雨水除去装置１を備えた雨水タンク装置２を、一般家庭、事業所および公共事業所等、広域な町の各所に複数設置して、各初期雨水除去装置１が備えるコンピュータ７０の通信ネットワークを構築することは、非常に有意義である。

本発明に係る初期雨水除去装置１を備えた雨水タンク装置２の通信ネットワーク３（図５参照）においては、上記複数の雨水タンク装置２の初期雨水除去装置１が具備する、各々のコンピュータ７０同士を、公衆回線網やノード間通信網に接続するのが好適である。そして、気象データ、河川データ等を取得可能で、当該データに基づいて、上記複数の雨水タンク装置２の存在地域の局所的な気象情報、河川情報を計算可能なコンピュータ装置２００を、上記公衆回線網又はノード間通信網に接続して、本発明に係る通信ネットワーク３を構築することができる。

このような通信ネットワーク３により、コンピュータ装置２００と上記各所に設置した雨水タンク装置２とが通信可能となる。従って、コンピュータ装置２００は、例えば、収集した気象データ、河川データ等から当該雨水タンク装置２の設置地域の局所的な気象情報、河川情報を計算・予想すると共に、各雨水タンク装置２から収集した貯水量等のデータΩ（ｔ）を解析して、当該地域の各該雨水タンク装置２に排水や貯水に関する指示を行うことができる（特許文献６参照）。

図５に、本発明に係る通信ネットワーク３の概略図を示す。図５中、Ａ、Ｂがコンピュータ装置２００、「ｔａｎｋ」が各所に設置した雨水タンク装置２を表す。Ａのコンピュータ装置２００には、スター型に雨水タンク装置２が直接、有線又は無線の回線等で接続されており、雨水タンク装置２同士は接続されていない。一方、Ｂのコンピュータ装置２００には、直接接続される雨水タンク装置２が存在すると共に、ノード間通信網等で雨水タンク装置２同士も接続され、広範な通信ネットワーク３を構成している。

なお、本実施例３で、ノード間通信網は、例えばＰ２Ｐ（peer to peer）通信、メッシュ・ネットワーク、センサー・ネットワーク、などを利用できるが、これらに限定されるものではない。ノード間通信網とは、コンピュータ装置２００と通信可能なｎ個のノード（ｎは２以上の任意の整数）が、相互に近隣のノード間でアドホック通信を行う通信網である。ノード間通信網は、上記ｎ個のノード中の少なくとも１つのノードがコンピュータ装置２００と交信中であることを必要とする。なお、本発明の通信ネットワーク３において、ノードの役割は各雨水タンク装置２のコンピュータ７０が担うが、中継基地や家庭におかれたＰＣや無線装置、あるいはタブレットやスマートホンなどの可動な携帯デバイス、携帯端末などがノードとなってもよい。

Ａのコンピュータ装置２００に接続された雨水タンク装置２と、Ｂのコンピュータ装置２００に接続された雨水タンク装置２とが少なくとも１つずつノード間通信網等で接続されれば、さらに広範囲の通信ネットワーク３を構築することができ、Ａ、Ｂのコンピュータ装置２００を各々の地域のローカル局として機能させることができる。

ＩＶ．［初期雨水除去方法］

以上、本発明に係る初期雨水除去装置１、これを備えた雨水タンク装置２、およびこれらの通信ネットワーク３について説明したが、以下に、上述した初期雨水除去装置１を用いた本発明に係る初期雨水除去方法について説明する。

本発明に係る初期雨水除去方法は、図１を参照して、
（１）初期雨水除去装置１を準備するステップと、
（２）時間計測可能なコンピュータ７０が、所定のサイクル回数Ｎ（Ｎは１以上の整数）を予め記憶する記憶ステップと、
（３）水位センサ５０が水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（上記所定の高さ）を感知すると、飽和水位信号Ｓ_ｔｈを上記コンピュータ７０に送信し、これを受信したコンピュータ７０が上記開口信号Ｓ_ＯＰを上記排水手段６０に送信して、排水手段６０が排水口２６を開口して排水を行う排水ステップと、
（４）コンピュータ７０が上記閉口信号Ｓ_ＣＬを排水手段６０に送信して、排水手段６０が排水口２６を閉口して貯留を開始する貯水開始ステップと、
（５）連続する上記排水ステップ（３）と上記貯水開始ステップ（４）からなる初期雨水除去サイクルを、上記所定のＮ回のサイクル回数反復する、初期雨水除去サイクル反復ステップと、
（６）上記本体１０内に貯留したＮサイクル回分の汚染雨水を排水した後、当該本体１０内に貯水して上記所定の高さＨ_ｔｈを超えた雨水を、注水口２４から雨水タンク１００へ注水する、注水開始ステップと、
を含む。

本発明に係る初期雨水除去方法によれば、上述のように、初期雨水除去装置１の本体１０に貯水した初期雨水ないし汚染雨水を、Ｎサイクル回分排水した後、注水口２４から雨水タンク１００へ注水することができるので、非常に綺麗な雨水のみを雨水タンク１００に貯水することができる。

このようなＮ回の初期雨水除去サイクル反復ステップを行うことを特徴とする本発明に係る初期雨水除去方法は、種々の有用な変形が可能である。例えば、排水ステップ（３）を実行後、所定時間経過後に貯水開始ステップ（４）を実行するようにしてもよい。

あるいは、貯水開始ステップ（４）は、水位センサ５０を局所水位測定型の水位センサ５２（５２ｕ、５２ｄ）として、
（４）’水位センサ５２（５２ｄ）が水位ｈ（ｔ）＝０（排水口２６の高さ）を感知すると、ゼロ水位信号Ｓ_０をコンピュータ７０に送信し、これを受信したコンピュータ７０が上記閉口信号Ｓ_ＣＬを排水手段６０に送信して、排水手段６０が排水口２６を閉口して貯留を開始する貯水開始ステップと、
のように変形、又は具体化することができる。

以下にこのような具体例、変形例を、いくつか実施例として紹介する。

以下に示す本実施例４のような方法により、本発明の初期雨水除去装置１を用いて、自動的に、効果的な初期雨水（汚染雨水）除去を行うことができる。

実施例４に係る初期雨水除去方法は、
（１１）初期雨水除去装置１を準備するステップと、
（１２）時間計測可能なコンピュータ７０が、所定のサイクル回数Ｎと、所定の時間間隔ΔＴ_１とを、予め記憶する記憶ステップと、
（１３）コンピュータ７０から開口信号Ｓ_ＯＰを受信すると、排水手段６０が排水口２６を開口して排水を行う排水ステップと、
（１４）水位センサ５０が水位ｈ（ｔ）＝０（排水口の高さ）を感知すると、ゼロ水位信号Ｓ_０をコンピュータ７０に送信し、これを受信したコンピュータ７０が閉口信号Ｓ_ＣＬを排水手段６０に送信して、排水手段６０が排水口２６を閉口して貯水を開始する貯水開始ステップと、
（１５）水位センサ５０が水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_０（≧０）を感知すると、水位センサ５０から感知信号を受信したコンピュータ７０が、当該受信時刻ｔを計測開始時刻ｔ_ｓにセットする計測時刻設定ステップと、
を含む初期雨水除去方法である。なお、計測時刻設定ステップ（１５）において、水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_０は微小な高さが望ましく、０であってもよい。

なお、貯水開始ステップ（１４）において、「水位センサ５０が水位ｈ（ｔ）＝０（排水口の高さ）を感知する」場合は、水位センサ５０が直接水位ｈ（ｔ）＝０を測定する場合に限られない。例えば、水位センサ５０として局所水位測定型の水位センサ５２を用い、下部取付水位センサ５２ｄと上部取付水位センサ５２ｕにより構成した場合、下部取付水位センサ５２ｄがオンからオフとなれば、この一連のオン・オフ信号を受信したコンピュータ７０が当該信号を「ゼロ水位信号Ｓ_０」と判定してもよい。例えばこのような場合も、「水位センサ５０が水位ｈ（ｔ）＝０（排水口の高さ）を感知すると、ゼロ水位信号Ｓ_０をコンピュータ７０に送信」する場合に含まれる。

そして、水位センサ５０が水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ≧Ｈ_０）を感知すると、
（１６）
（１６−１） ｔ＜ｔ_ｓ＋ΔＴ_１であれば、コンピュータ７０が、サイクル回数ｋを１増加させ、
（１６−２）ｔ＞ｔ_ｓ＋ΔＴ_１であれば、コンピュータ７０が、サイクル回数ｋを０にリセットする、
サイクル回数カウントステップと、
（１７）
（１７−１）
サイクル回数ｋ＜Ｎであれば、コンピュータ７０が開口信号Ｓ_ＯＰを排水手段６０に送信して、（１３）の排水ステップと（１４）の貯水開始ステップと（１５）の計測時刻設定ステップとからなる初期雨水排水ステップ、
または、
（１７−２）
サイクル回数ｋ≧Ｎであれば、所定の高さＨ_ｔｈを超えた雨水を、注水口２４から雨水タンク１００へ注水開始する注水ステップ、
の、（１７−１）又は（１７−２）の何れかを実行する判別ステップと、
を含む。

このような本実施例４に係る初期雨水除去方法においては、排水直後の計測開始時刻ｔ_ｓからΔＴ_１以内に水位センサ５０が水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ）を感知した場合のみ、初期雨水除去サイクルが反復される。所定のサイクル回数のＮ回連続で初期雨水除去サイクルが反復されると、注水口２４から雨水タンク１００へ注水開始する注水ステップが実行される。

あるいは本実施例４に係る初期雨水除去方法において、
（１２）前記記憶ステップは、
（１２−１）時間計測可能なコンピュータ７０が、ΔＴ_２（ΔＴ_１＜ΔＴ_２）を、予め記憶するステップを含み、
（１８）ｔ＝ｔ_ｓ＋ΔＴ_２の経過時に、コンピュータ７０が、開口信号Ｓ_ＯＰを排水手段に送信して、排水ステップ（１３）、貯水開始ステップ（１４）、計測時刻設定ステップ（１５）を行うと共に、コンピュータ７０がサイクル回数ｋを０にリセットする、リセット排水ステップ、
を更に含んでもよい。降雨時、非降雨時を問わず、計測開始時ｔ_ｓから一定時間ΔＴ_２が経過したときは、強制的に排水する意図である。

あるいは、上記リセット排水ステップ（１８）において、コンピュータ７０は、排水ステップ（１３）、貯水開始ステップ（１４）、計測時刻設定ステップ（１５）の実行後、サイクル回数ｋをそのままにしてもよく、０にリセットしなくてもよい。

このような初期雨水除去方法においては、初期雨水除去装置１が、
（ａ）降雨時で、
（ａ−１）初期雨水排水ステップ（１７−１）、
（ａ−２）注水ステップ（１７−２）
の何れかの判別ステップ（１７）の最中であっても、あるいは、
（ｂ）非降雨時で、
（ｂ−１）サイクル回数ｋ＝０のまま、ΔＴ_１毎の排水を繰り返す場合、
（ｂ−２）サイクル回数ｋ＝Ｎ又はｋ＞Ｎのまま、即ち、水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ）のまま、事実上注水を行わない、
などのいずれの場合であっても強制的に排水を行い、同時に計測時刻設定ステップ（１５）により、計測開始時刻ｔ_ｓをリセットする。そして、注水ステップ（１７）（初期雨水排水ステップ（１７−１）又は注水ステップ（１７−２））を引き続きｋ不変のまま実行し、サイクル回数ｋを０にリセットするのであれば、注水ステップ（１７）をｋ＝０からやり直す。

したがって、以下に示すように、ｔ＝ｔ_ｓ＋ΔＴ_１以内に、コンピュータ７０が水位センサ５０から、水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ）を感知した飽和水位信号Ｓ_ｔｈを受信するか否かにより、現在降雨状態か非降雨状態かをコンピュータ７０は判断することができる。

すなわち、
（１８）’リセット排水ステップが、
（１８−１）
（１８−１−１）コンピュータ７０が、ｔ＝ｔ_ｓ＋ΔＴ_１以内に、水位センサ５０から、水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ）を感知した飽和水位信号Ｓ_ｔｈを受信しない非降雨状態の場合は、非降雨期間数ｍをｍ＝ｍ＋１とし、
（１８−１−２）コンピュータ７０が、ｔ＝ｔ_ｓ＋ΔＴ_１以内に、水位センサ５０から、水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ）を感知した飽和水位信号Ｓ_ｔｈを受信した降雨状態の場合は、非降雨期間数ｍをｍ＝０とする、
非降雨期間数カウントステップを含むことによって、ΔＴ_２を単位非降雨期間とする非降雨期間数ｍをカウントすることができる。

そして、
（１２）上記記憶ステップが、
（１２−２）時間計測可能なコンピュータ７０が、上記サイクル回数Ｎを、上記非降雨期間数ｍと時間間隔ΔＴ_２の積の関数であるサイクル回数Ｎ（ｍ・ΔＴ_２）として記憶するステップと、
を含むことにより、非降雨期間がｍ・ΔＴ_２であれば、予め記憶されたサイクル回数Ｎ（ｍ・ΔＴ_２）サイクル回の初期雨水除去を行うことができる。

すなわち、このような初期雨水除去方法によれば、非降雨期間を非降雨期間数ｍと時間間隔ΔＴ_２の積ｍ・ΔＴ_２と定義し、所定のサイクル回数Ｎをｍ・ΔＴ_２の関数Ｎ（ｍ・ΔＴ_２）としてコンピュータ７０にインプットさせておけば、非降雨期間の長さに応じた初期雨水除去のサイクル回数を自動的に選択させることができる。例えば、関数Ｎ（ｍ・ΔＴ_２）を、Ｎ（ｍ・ΔＴ_２）＝ΔＴ_２＋ｍ・ΔＴ_２＝（１＋ｍ）ΔＴ_２とすればよい。

Ｖ．［シミュレーション及び従来装置との比較］

本実施例５では、実際に完成した本発明に係る初期雨水除去装置１をモデルとして、これに本発明に係る初期雨水除去方法を適用して、初期雨水除去についてのシミュレーションを行った。また一方で、従来の初期雨水除去装置の評価を行うための試験装置（以下、「評価装置」という。）を作製し、市販の初期雨水除去装置の初期雨水除去性能を評価した。以下に、（Ａ）本発明に係る初期雨水除去装置１を用いたシミュレーション、（Ｂ）市販の初期雨水除去装置を上記評価装置により評価した実験、について説明し、（Ｃ）これらを比較・検討する。

（Ａ）本発明に係る初期雨水除去装置１を用いたシミュレーション
（Ａ−１）装置の内容
本実施例５に係るシミュレーションでは、実施例２で説明した、図３に示す初期雨水除去装置１をモデルに用いた。この初期雨水除去装置１は、竪樋１０１２と給水管１０１４を介して接続され、雨水タンク１００と注水管１０１６を介して接続されている。

本実施例５に係る初期雨水除去装置１において、集水口２２と排水口２６は同一であり（集排水口（２２、２６））、これと接続する１つの集排水管により集排水を行っている。また、給水管１０１４と排水管１０１８も同一の給排水管（１０１４、１０１８）とし、給排水管の先端部に取付けられた電磁バルブの開閉によって雨水の流れる方向が切り替わる構成としている（図３参照）。なお、これら給排水管、集排水管等は、地下に埋設されている。

本実施例５に係る初期雨水除去装置１は、水位センサ５０として局所水位測定型の水位センサ５２を用い、集排水口（２２、２６）の直近側部に水位センサ５２ｄ（下部取付水位センサ）を、注水口２４の直近側部に水位センサ５２ｕ（上部取付水位センサ）を取り付け、それぞれの位置の水位を感知することができる。ｈ（ｔ）を集排水口（２２、２６）からの水位として、水位センサ５２ｄは、ｈ（ｔ）＝０より僅かに大きい場合（水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_０）にオンとなり、また、水位センサ５２ｕは、ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（注水口２４の高さ）の場合にオンとなって、それぞれスイッチオンの感知信号をコンピュータ７０に送信する。コンピュータ７０は、当該信号の受信により排水手段６０に信号（開口信号Ｓ_ＯＰ、閉口信号Ｓ_ＣＬ）を送り、集排水口（２２、２６）、注水口２４から、それぞれ初期雨水の排水、注水を行うことができる。

（Ａ−２）実験方法
本実験では、上記実施例２に係る初期雨水除去装置１の本体１０内の貯水量と、これに応じた水位センサ５２ｕ、５２ｄのオン・オフ状態、バルブ（集排水口（２２、２６））の開閉動作（ＯＰＥＮ、ＣＬＯＳＥ）、各サイクルにおける計測開始時刻ｔ_ｓ（Ｓｅｃ１、Ｓｅｃ２、Ｓｅｃ３）を、時刻ｔについて調べた。時刻ｔ（以下、本シミュレーションで〔単位時間〕）の降雨量には、２０００年から２００９年の地域気象観測システム（ＡＭｅＤＡＳ）の福井観測所の降水データを用いた。表３は、上記シミュレーションにおけるデータ中で、本発明の特徴を表す一部を取り出したものである。

初期雨水除去方法として上記実施例４に係る方法を用い、そのフローを図９に示した。本実施例５では、上記所定の時間間隔ΔＴ_１＝１０、ΔＴ_２＝３６〔単位時間〕とし、強制排水ステップ（１７−１）による初期雨水除去を所定回数のＮ＝３回繰り返した後、集排水口（排水口２６）を閉口し、当該Ｈ_ｔｈを超えた雨水を、注水口２４から雨水タンク１００へ注水することとした。

（Ａ−３）本シミュレーションの結果および考察
表３において、ｔ＝２１１１において、ΔＴ_２毎のリセット排水ステップ（１８）を行い、暫く降雨０が続いた後（２０単位時間；表３中省略）、ｔ＝２１３１において水位センサ５２ｄがオンとなり、ｔ_ｓ＝２１３１（Ｓｅｃ１）、２１４２（Ｓｅｃ２）、２１４５（Ｓｅｃ３）からΔＴ_１以内に、それぞれ水位センサ５２ｕがオンとなったため、計Ｎ＝３回の初期雨水排水ステップ（１７−１）を連続して行った。

３回目の初期雨水排水ステップ（１７−１）後、ｔ＝２１４７で水位センサ５２ｄがオンとなり、それからΔＴ_１以内のｔ＝２１５０で水位センサ５２ｕがオンとなって、注水ステップ（１７−２）が実行された。ｔ＝２１４７からΔＴ_２経過したｔ＝２１８３に、ΔＴ_２毎のリセット排水ステップ（１８）が実行された。

（Ｂ）従来の初期雨水除去装置の評価装置
（Ｂ−１）装置の内容
従来の初期雨水除去装置の評価装置の開発にあたり、擬似的に雨の降り始めから本降りの状態を再現できる装置を作製した。評価装置の写真を、図１０に示す。

疑似雨水は、評価装置下部の貯水トレーから浅井戸ポンプで評価装置上部の疑似雨水給水パイプに送水される。その後、軒樋−呼び樋−竪樋を経て初期雨水除去装置（従来型）に導かれ、雨水タンク方向と排水用竪樋方向の二つに分流される。竪樋方向に流れた疑似雨水は、底部貯水トレーに戻り、もう一方の雨水タンク方向に流れた分については計量容器に貯水される。なお、想定する降雨強度に従った疑似雨水流量は、浅井戸ポンプに設置されている三方バルブの開閉調節によって制御される。

（Ｂ−２）実験方法
（Ｂ−２−１）評価条件および評価対象

単位時間当たりの疑似雨水流量は、想定降雨強度と屋根面積の積によって決定される（表１）。今回の実験では、日本全国の戸建て住宅の平均建築面積８６ｍ^２と、住宅の四隅に竪樋が有るとの仮定から、１本の竪樋が負担する屋根面積をその約１／４の２０ｍ^２として流量設定した。また、想定降雨強度については、表１に記載されている１〜５０ｍｍ／ｈとした。

今回評価対象とした初期雨水除去装置の構造模式図を、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。各初期雨水除去装置の構造は、（１）製品Ａが、排水孔方式（図１１（ａ））、（２）製品Ｂが、流速利用方式（図１１（ｂ））、（３）製品Ｃが、貯留方式（図１１（ｃ））、に分類される。

（Ｂ−２−２）性能評価試験
従来型の初期雨水除去装置（図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ））の性能評価試験は、評価装置に各初期雨水除去装置を取付け、上記（Ｂ−２−１）の評価条件に従って行った。試験は、浅井戸ポンプに設置した三方バルブを操作して任意流量に設定して流量変化が無いことを確認した後、５分間雨水タンク側に分流された疑似雨水を採取、計量して行った。

（Ｂ−３）従来型の初期雨水除去装置の性能評価試験結果および考察
製品Ａおよび製品Ｂ実験時の想定降雨強度と取水率、取水量の関係を、図１２に示す。製品Ａは、一般的な初期雨水時の降水強度と考えられる１ｍｍ／ｈ時の取水率がほぼ０％であり、初期雨水除去性能が比較的高いと考えられる。それ以上の降雨強度では、一般的な強さの雨の強度である３〜１０ｍｍ／ｈの雨で６０％以上の取水率を示しており、比較的バランスの取れた取水性能を持つことが分る。それ以上の降雨強度では、取水カップ内の雨水が中央部に向かって溢れ、急激に取水率が落ちており、大流量に対応した吐出口形状にすることで、より効率の良い装置になると考えられる。製品Ｂは、降雨強度１ｍｍ／ｈ時から約５０％の取水効率を示し、初期雨水除去はあまり期待できない。しかしながら、降雨強度が高い範囲まで取水効率が高く、より多くの雨水貯留を目指す場合に向く。

製品Ｃ実験時の想定降雨強度と取水開始時間の関係を、表２に示す。製品Ｃについては、構造上初期雨水溜まりに初期雨水が満たされた後は、ほぼ１００％の取水率となるため、疑似雨水流入開始後から取水開始までの時間を計測した。この装置の場合、取水開始までの状態では、底部のオリフィスから初期雨水溜まり内の水位によって０．３〜１．０Ｌ／分で疑似雨水が流出していた。これによって、初期雨水溜まりの容量の小ささをカバーし、より確実に初期雨水を除去することができる。以上のことから、降り始めから一定量の初期雨水を除去しつつ、取水開始後は全量取水するという理想的な動作に近い働きをする装置と位置づけられる。しかしながら、降雨強度の弱い雨が降り続くような場合には取水が始まらず、このような降り方の雨の場合には取水できない。また、装置構造の複雑さからメンテナンスを行う際の煩雑さやオリフィスの目詰まりなどのトラブルが起こる可能性が挙げられる。

（Ｃ）本発明に係る装置と従来装置との比較
上述のように、製品Ａは、一般的な初期雨水時の降水強度（１ｍｍ／ｈ時）での初期雨水除去性能は比較的高く、初期以降の一般的な降雨強度（３〜１０ｍｍ／ｈ）でも６０％以上の取水率を示したが、それ以上の降雨強度では、急激に取水率が落ちた。また、製品Ｂは、初期雨水除去はあまり期待できない。製品Ｃについては、降り始めから一定量の初期雨水を除去しつつ、取水開始後は全量取水可能であるが、降雨強度の弱い雨が降り続くような場合には取水が始まらず、このような降り方の雨の場合には雨水タンクへの注水はできない。

これらの従来装置に対して、本発明に係る初期雨水除去装置に本発明の初期雨水除去方法を適用すれば、所定の時間間隔ΔＴ_１の調整により、降雨の強弱に拘わらず確実に初期雨水の除去ができると共に、初期雨水除去後は略１００％の取水率が期待できる。また、一定の時間間隔（ΔＴ_２〔単位時間〕）毎のリセット排水ステップにより、降雨状況を確認できると共に、長時間（ΔＴ_２〔単位時間〕以上）にわたって装置内に雨水が溜まっている状態を回避し、常に一定以上の品質の雨水を雨水タンクへ注水することができる。

本実施例６では、現に実装した最新の本発明に係る初期雨水除去装置１を備えた雨水タンク装置２を紹介する。全体概略図を図１４に示す、本実施例６の雨水タンク装置２は、平成２７年１０月に福井県福井市内で竣工した、新築戸建住宅に設置された。雨水タンクからトイレ、洗濯機、屋外水栓へ配管工事が行われており、雨水を生活用水等として利用可能である。

雨水タンク装置２の構成要素は、雨水タンク２基（１００Ａ、１００Ｂ）、コンピュータ７０、初期雨水除去装置１および使用水量の計測装置類である。２基の雨水タンク１００Ａ、１００Ｂは２ｍ^３容積のもので、合計４ｍ^３の容積をもつ。雨水タンク１００Ａ、１００Ｂは、それぞれトイレ用と洗濯および屋外水栓用に用途分類されており、初期雨水除去装置１では除去しきれなかった、汚染物質を含む雨水が雨水タンク１００Ａからトイレ用タンクに流入し、もう一方の洗濯および屋外水栓用タンクへは初期雨水降雨後の清浄な雨水が雨水タンク１００Ｂから流入する（図１３参照）。

屋根１００２の竪樋１０１２（２箇所）から取水した雨水は、地面下の配管１０１４で運搬され、初期雨水除去装置１内を上昇し、上部から雨水タンク１００Ａ内へ流入する。初期雨水除去装置１の内径１４６ｍｍ塩ビパイプの上下２箇所には、フロート式水位センサ５２ｕ、５２ｄが取付けられている。初期雨水除去装置１の下部には、排水用電磁バルブ（（株）キッツ、ＥＡ１００−ＴＥ）が設置され、コンピュータ７０によるコンピュータ制御によってバルブ開閉が行われる。トイレ、洗濯および屋外水栓へは浅井戸用電動ポンプ（(株)川本製作所、ＮＦ２−１５０Ｓ）により供給する。また、配管に設置された遠隔式水量メータ（愛知時計電機（株）、ＭＧ７００Ｍ）により使用水量の計測が行える。

初期雨水除去装置１のコンピュータ制御および、使用水量計測の概略図を、図１５に示す。また、遠隔式水量メータおよび記録用データロガー（グラフテック（株）、ＧＬ２４０）を、図１６に示す。水量メータは、１０Ｌの流量毎に内部のリードスイッチがＯＮ（短絡）／ＯＦＦ（絶縁）に切替わる仕様である。各メータのリードスイッチが切り替わる日時をデータロガーで記録する。

また、コンピュータ７０の回路図を、図１７に示す。回路は、Ａｒｄｕｉｎｏと呼ばれるマイクロコンピュータ（以下、マイコン）を用いた組み込みシステムの一種を応用したものである。直流５Ｖで動作し、回路内には電磁バルブ制御用リレースイッチの他、各項目（リレー作動、電磁バルブの開閉状況、各水量メータの４項目）の確認用ＬＥＤがある。また、液晶モニタモジュールにより、電磁バルブの開閉状況や現在のモード、経過時間、リレースイッチの切り替わり回数を表示する。電磁バルブの開閉は、マイコンからの信号により１極双投型のリレースイッチを切替えることにより制御する。

このような実施例６に係る初期雨水除去装置１を備えた雨水タンク装置２を用いて、雨水の有効活用を行えると共に、装備した遠隔式水量メータおよび記録用データロガーを用いて、さらに詳細なデータ収集とその解析を行い、本発明に係る雨水タンク装置２の改善に資することができる。

以上、本発明の初期雨水除去装置、これを備えた雨水タンク装置、雨水タンク装置の通信ネットワーク、初期雨水除去方法について説明したが、本発明は上記実施形態や実施例に限定されるものではない。また、本発明は汚染した初期雨水の除去に主眼を置いたが、初期雨水除去を含む、広く汚染した汚染雨水の除去に対応することもでき、必ずしも初期雨水除去に限定されるものではない。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

本発明に係る初期雨水除去装置は、雨水タンク貯留雨水の水質向上、雨水の取水効率向上、および近年特に顕著に発生する局所的ゲリラ豪雨による都市の洪水被害を効果的な抑制などに利用することができる。

１：初期雨水除去装置
２：雨水タンク装置
３：雨水タンク装置通信ネットワーク
１０：本体
１０ａ：導入管（容器Ａ）
１０ｂ：排出管（容器Ｂ）
１０ｃ：通水管
１０ｄ：予備貯水管
１２、１２ａ、１２ｂ：上底部
１４、１４ａ、１４ｂ：側部
１６、１６ａ、１６ｂ：底部
２２：集水口
２４：注水口
２６：排水口
５０：水位センサ
５２：局所水位測定型の水位センサ
５２ｕ：上部取付（水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ）水位センサ
５２ｄ：下部取付（水位ｈ（ｔ）＝０）水位センサ
５４：静電容量式水位センサ
６０：排水手段
６２：引上げ機構
６４：連結機構
６６：蓋部
７０：コンピュータ
１００：雨水タンク
１００Ａ：第１雨水タンク
１００Ｂ：第２雨水タンク
１０２：センサ
１０４：送受信装置
１０６：制御装置
１０８：自動開閉バルブ
２００：コンピュータ装置（放送局、気象観測所などを含む）
１０００：建造物
１００２：屋根
１０１０：軒樋
１０１２：竪樋
１０１４：給水管
１０１６：注水管
１０１７：通水管
１０１８：排水管
ｈ（ｔ）：時刻ｔにおける水位
Ｓ_ＯＰ：開口信号
Ｓ_ＣＬ：閉口信号
Ｓ_ｔｈ：飽和水位信号
Ｓ_０：ゼロ水位信号

Claims (18)

1. 建造物への降雨水を排水するために当該建造物の屋根の下方に取付けた竪樋と雨水タンクとを中継し、
   前記竪樋に接続され、該竪樋から雨水を集水する集水口と、
   該集水口から集水した雨水を排水し得る排水口と、
   前記雨水タンクと接続して通水可能な注水口と、
   を具備する本体が、前記集水した雨水を前記注水口の位置まで貯留可能であり、
   前記注水口の位置を超えた雨水を、該注水口から前記雨水タンクへ注水し得る、貯留方式の初期雨水除去装置であって、
   前記排水口からの水位ｈ（ｔ）を測定可能な、通信装置を備えた水位センサと、
   前記水位センサと送受信可能なコンピュータと、
   前記コンピュータから受信した信号により前記排水口を開閉可能な排水手段と、を備え、
   前記水位センサは、前記本体に貯留した雨水の水位ｈ（ｔ）を感知して前記コンピュータに該水位ｈ（ｔ）を送信し、
   該コンピュータは、該受信した水位ｈ（ｔ）に応じて、前記排水手段に、開口信号Ｓ_ＯＰ又は閉口信号Ｓ_ＣＬを送信し、
   該開口信号Ｓ_ＯＰ又は該閉口信号Ｓ_ＣＬを受信した該排水手段が、該受信した信号Ｓ_ＯＰ又はＳ_ＣＬに応じて前記排水口を開閉して、雨水の貯水・排水を行う初期雨水除去装置。
2. 前記本体は、
   底部と、上底部と、両者を接続する側部とを有する容器であり、
   前記底部近傍に配置した前記排水口の位置を高さ０として、前記注水口の高さが前記所定の高さＨ_ｔｈである、請求項１に記載の初期雨水除去装置であって、
   前記集水口を前記竪樋に接続し、
   前記排水口から所定の高さＨ_ｔｈに配置した注水口を前記雨水タンクに接続して、
   前記コンピュータから前記閉口信号Ｓ_ＣＬを受信した前記排水手段が前記排水口を閉口した後、前記本体に貯留して前記所定の高さＨ_ｔｈを超えた雨水を、前記注水口から前記雨水タンクへ注水し得る、初期雨水除去装置。
3. 前記本体は、前記排水口（高さ０）を有し、
   容器Ａ（以下、「導入管」ともいう。）と、これと平行に配置された容器Ｂ（以下、「排出管」ともいう。）とを、各々の管の下方で通水管により接続して通水可能なＵ字管であり、
   前記導入管（容器Ａ）は、
   上底部ａと、側部ａと、底部ａとを有し、該上底部ａ近傍に集水口２２を設け、これを前記竪樋に接続して鉛直方向に配置し、該竪樋から雨水を集水し、
   前記排出管（容器Ｂ）は、
   上底部ｂと、側部ｂと、底部ｂとを有し、側部ｂの内壁に前記水位センサを設置して前記排水口（高さ０）からの水位ｈ（ｔ）を測定し、
   前記本体の前記所定の高さＨ_ｔｈに、前記雨水タンクに注水するための前記注水口を設けると共に、該本体の底部（底部ａ、底部ｂを含む）の近傍（側部ａ、側部ｂを含む）に前記排水口（高さ０）を設けた、
   請求項２に記載の初期雨水除去装置。
4. 前記Ｕ字管の前記通水管から鉛直方向に、予備貯水管を設けた、
   請求項３に記載の初期雨水除去装置。
5. 前記排水手段は、
   前記本体の上底部に設けた引上げ機構と、前記排水口を開閉する蓋部と、を連結機構により接続し、
   前記コンピュータから、前記開口信号Ｓ_ＯＰ又は閉口信号Ｓ_ＣＬを受信した該引上げ機構が、該連結機構を介して該蓋部を開閉可能な、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の初期雨水除去装置。
6. 前記排水手段は、通信機能を有し、
   前記コンピュータから、前記開口信号Ｓ_ＯＰ又は閉口信号Ｓ_ＣＬを受信して前記排水口を開閉可能な、電気制御可能な開閉器（以下「バルブ」ともいう。）である、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の初期雨水除去装置。
7. 前記水位センサは、通信機能を有し、
   前記排水口の高さ０近傍と前記注水口の高さＨ_ｔｈ間を水位ｈ（ｔ）と共に浮沈可能な全水位測定型の、又は、
   前記注水口の高さＨ_ｔｈの少なくとも１箇所に取付けられた局所水位測定型の水位センサであり、
   少なくとも水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ）を感知し、前記コンピュータに送信し得る、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の初期雨水除去装置。
8. 前記水位センサは、通信機能を有し、
   前記排水口の高さ０と前記注水口の高さＨ_ｔｈ間に、前記本体の内壁に沿って設置された静電容量式水位センサであり、
   水位ｈ（ｔ）を感知して前記コンピュータに送信し得る、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の初期雨水除去装置。
9. 請求項１に記載の雨水タンクが、
   前記初期雨水除去装置の前記注水口から、該注水口の位置を超えた雨水の注水を受ける、第１電動ポンプを取り付けた第１雨水タンクと、
   前記第１雨水タンクと通水管により接続されて通水可能な、第２電動ポンプを取り付けた第２雨水タンクと、
   を有し、
   第１雨水タンクの貯水が一定の高さに到達すると、該一定の高さを超えた雨水を前記通水管を介して前記第２雨水タンクに注水させることができ、
   前記第１電動ポンプが、前記初期雨水除去装置による初期雨水除去直後の水質レベルの貯水を供給し、
   前記第２電動ポンプが、前記第１電動ポンプより水質レベルの高い貯水を供給し得る、
   初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置。
10. 請求項１に記載された初期雨水除去装置の前記注水口から、該注水口の位置を超えた雨水の注水を受ける前記雨水タンクが、
    時刻ｔにおける該雨水タンク内部の貯水量、貯水速度、排水量、排水速度のいずれか１以上を含むデータΩ（ｔ）を感知可能な感知センサと、
    有線又は無線により送受信可能な送受信装置と、
    該送受信装置から得た情報を解析する制御装置を備える自動開閉バルブと、
    を備えた雨水タンク装置であって、
    前記センサが感知したデータΩ（ｔ）を、前記送受信装置から請求項１に記載の初期雨水除去装置が具備するコンピュータに送信可能であり、
    該コンピュータから該送受信装置が受信した情報を前記制御装置が解析して、前記自動開閉バルブを開閉可能な、初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置。
11. 請求項９に記載の雨水タンク装置において、
    前記雨水タンクを構成する前記第１雨水タンク及び／又は第２雨水タンクが、前記感知センサと、前記送受信装置と、前記自動開閉バルブとを備えた、
    請求項１０に記載の初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置。
12. 広域な町の一般家庭、事業所および公共事業所等の各所に設置した、複数の請求項９に記載の雨水タンク装置が形成するネットワークであって、
    前記複数の雨水タンク装置の初期雨水除去装置が具備する、各々の前記コンピュータと、
    気象データ、河川データを取得可能で、該データに基づいて、前記複数の雨水タンク装置の存在地域の局所的な気象情報、河川情報を計算可能なコンピュータ装置と、
    が公衆回線網又はノード間通信網に接続され、
    前記コンピュータ装置と前記各所に設置した複数の雨水タンク装置とが通信可能な、初期雨水除去装置を備えた雨水タンク装置通信ネットワーク。
13. （１）初期雨水除去装置を準備するステップと、
    （２）時間計測可能なコンピュータが、所定のサイクル回数Ｎ（Ｎは1以上の整数）を予め記憶する記憶ステップと、
    （３）水位センサが水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ）を感知すると、飽和水位信号Ｓ_ｔｈを前記コンピュータに送信し、これを受信した該コンピュータが前記開口信号Ｓ_ＯＰを排水手段に送信して、該排水手段が排水口を開口して排水を行う排水ステップと、
    （４）前記コンピュータが前記閉口信号Ｓ_ＣＬを前記排水手段に送信して、該排水手段が前記排水口を閉口して貯水を開始する貯水開始ステップと、
    （５）連続する前記排水ステップと前記貯水開始ステップからなる初期雨水除去サイクルをＮ回反復する、初期雨水除去サイクル反復ステップと、
    （６）前記本体内に貯水して前記所定の高さＨ_ｔｈを超えた雨水を、前記注水口から雨水タンクへ注水開始する、注水ステップと、
    を含む、初期雨水除去方法。
14. （１）’初期雨水除去装置を準備するステップにおいて、該初期雨水除去装置の水位センサは水位ｈ（ｔ）＝０（排水口の高さ）を感知可能であり、
    （４）’貯水開始ステップは、
    水位センサが水位ｈ（ｔ）＝０（排水口の高さ）を感知すると、ゼロ水位信号Ｓ_０を前記コンピュータに送信し、これを受信した該コンピュータが前記閉口信号Ｓ_ＣＬを前記排水手段に送信して、該排水手段が前記排水口を閉口して貯水を開始する、
    請求項１３に記載の初期雨水除去方法。
15. （１１）初期雨水除去装置を準備するステップと、
    （１２）時間計測可能なコンピュータが、所定のサイクル回数Ｎと、所定の時間間隔ΔＴ_１とを、予め記憶する記憶ステップと、
    （１３）前記コンピュータから開口信号Ｓ_ＯＰを受信すると、排水手段が排水口を開口して排水を行う排水ステップと、
    （１４）水位センサが水位ｈ（ｔ）＝０（排水口の高さ）を感知すると、ゼロ水位信号Ｓ_０を前記コンピュータに送信し、これを受信した該コンピュータが閉口信号Ｓ_ＣＬを前記排水手段に送信して、該排水手段が前記排水口を閉口して貯水を開始する貯水開始ステップと、
    （１５）前記水位センサが水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_０（≧０）を感知すると、該水位センサから感知信号を受信した前記コンピュータが、該受信時刻ｔを計測開始時刻ｔ_ｓにセットする計測時刻設定ステップと、
    を含む初期雨水除去方法であって、
    水位センサが水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ≧Ｈ_０）を感知すると、
    （１６）
    （１６−１）ｔ＜ｔ_ｓ＋ΔＴ_１であれば、前記コンピュータが、サイクル回数ｋを１増加させ、
    （１６−２）ｔ＞ｔ_ｓ＋ΔＴ_１であれば、該コンピュータが、サイクル回数ｋを０にリセットする、
    サイクル回数カウントステップと、
    （１７）
    （１７−１）
    サイクル回数ｋ＜Ｎであれば、前記コンピュータが開口信号Ｓ_ＯＰを排水手段に送信して、（１３）の排水ステップと（１４）の貯水開始ステップと（１５）の計測時刻設定ステップとからなる初期雨水排水ステップ、
    または、
    （１７−２）
    サイクル回数ｋ≧Ｎであれば、前記所定の高さＨ_ｔｈを超えた雨水を、注水口から雨水タンクへ注水開始する注水ステップ、
    の何れかを実行する判別ステップと、
    を含む、初期雨水除去方法。
16. （１２）’前記記憶ステップは、
    （１２−１）前記時間計測可能なコンピュータが、ΔＴ_２（ΔＴ_１＜ΔＴ_２）を、予め記憶するステップを含み、
    （１８）ｔ＝ｔ_ｓ＋ΔＴ_２の経過時に、
    前記コンピュータが、開口信号Ｓ_ＯＰを排水手段に送信して、（１３）の排水ステップと（１４）の貯水開始ステップと（１５）の計測時刻設定ステップを行う、リセット排水ステップ、
    を更に含む、請求項１５に記載の初期雨水除去方法。
17. （１８）リセット排水ステップは、
    （１３）の排水ステップと（１４）の貯水開始ステップと（１５）の計測時刻設定ステップを行うと共に、サイクル回数ｋを０にリセットする、
    請求項１６に記載の初期雨水除去方法。
18. （１８）’リセット排水ステップは、
    （１８−１）
    （１８−１−１）前記コンピュータが、ｔ＝ｔ_ｓ＋ΔＴ_１以内に、前記水位センサから、水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ）を感知した飽和水位信号Ｓ_ｔｈを受信しない非降雨状態の場合は、非降雨期間数ｍをｍ＝ｍ＋１とし、
    （１８−１−２）前記コンピュータが、ｔ＝ｔ_ｓ＋ΔＴ_１以内に、前記水位センサから、水位ｈ（ｔ）＝Ｈ_ｔｈ（所定の高さ）を感知した飽和水位信号Ｓ_ｔｈを受信した降雨状態の場合は、非降雨期間数ｍをｍ＝０とする、
    非降雨期間数カウントステップを含み、
    （１２）前記記憶ステップは、
    （１２−２）前記時間計測可能なコンピュータが、前記サイクル回数Ｎを、前記非降雨期間数ｍと時間間隔ΔＴ_２の積の関数であるサイクル回数Ｎ（ｍ・ΔＴ_２）として記憶するステップと、
    を含む、請求項１６または請求項１７に記載の初期雨水除去方法。