JP4132488B2

JP4132488B2 - 雨水貯水装置

Info

Publication number: JP4132488B2
Application number: JP29666799A
Authority: JP
Inventors: 松良梶原; 義春近藤
Original assignee: 株式会社川本製作所
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2019-10-19
Also published as: JP2001115501A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋根面などに降る雨のうち、降雨初期時の屋根面の汚れなどを含んだ初期雨水を除去し、初期雨水後の通常雨水だけを貯水槽に貯水するようにした雨水貯水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、雨水を雑用水として利用することが進められている。
【０００３】
こうした雨水の利用には、屋根面など集水面に降る雨を集水管で集めて、これを貯水槽内へ導き、同貯水槽内に貯水するといった雨水貯水装置が用いられている。
【０００４】
ところで、集水面から集められる雨水のうち、降雨初期時の雨水は集水面の汚れを含んでいたり、大気中の影響が強く出る雨（酸性雨）であったりするので、初期雨水は雑用水としては適さない。
【０００５】
このため、雨水貯水装置では、初期雨水除去装置を採用して、こうした問題のある初期雨水は貯水せず、初期雨水後の通常雨水だけを貯水することが行われている。
【０００６】
こうした初期雨水除去装置には、手動操作により、集水管から導出される雨水のうち、降雨初期時の雨水を初期雨水タンクに導いて、同タンクに初期雨水を溜め、その後、適当な時期に貯水槽へ切換える構造が知られている。
【０００７】
ところが、同構造は、手動で切換えるために面倒である。
【０００８】
そこで、自動的に初期雨水の除去を行なわせるために、初期雨水と通常雨水との電気伝導率の違いを利用して、雨水の電気伝導率を測定し、この測定した結果にしたがい初期雨水を外部に排水させて、その後の通常雨水を貯水する方法や、降り始めの雨は比較的雨量が少ないため集水管の内面に沿って落ち、雨量が増える集水管の中心部に落ちるという性質の違いを利用して、初期雨水を排水させ、その後の通常雨水を貯水する方法などが提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、雨水貯水装置は、家庭などで広く用いられるために安価であることが求められる。しかも、それだけでなく、できるだけ多くの通常雨水が効率良く得られることが求められる。
【００１０】
しかしながら、前者の電気伝導率を測定する方法は、コスト的な負担が大きく、かなり装置自身が高価になる。後者の雨が落ちる挙動の違いを利用した方法は、降雨中、小雨になるような状況になると、貯水が行われないので、貯水効率が良くない問題がある。
【００１１】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、面倒な切換操作を必要とせずに、安価、かつ高い貯水効率で、通常雨水を貯水槽で貯水させることができる雨水貯水装置および雨水貯水方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載した雨水貯水装置は、初期雨水除去装置として、上部に集水管からの雨水が導入される導入部を有し、底部に導入部より小さな開口の排水口を有し、初期の雨水を受け入れる受水部と、受水部内に配設され該受水部に溜まる水量に応じて変位するフロートと、フロートとつながって排水口を開閉するように設けられ排水口を所定水量までは開放させて、初期雨水を一部は排水口から外部へ排水しながら受水部に貯溜させる弁体と、所定水量の水位に対応した受水部の側壁に形成され、所定水量になるにしたがい初期雨水に続く通常雨水を貯水槽へ導く通孔部とを具備した構造を採用した。
【００１３】
これによると、フロートに連動して開閉する排水口の挙動だけで、初期雨水に続く通常雨水が、効率良く貯水槽で貯水されるようになる。
【００１４】
すなわち、例えば降雨が始り、集水管で集水された雨水が導入部から受水部内へ流れ込むとする。
【００１５】
このとき、排水口は、集水管からの雨水を受ける導入部の開口面積より小さいから、集水管から流れ込む初期の雨水は、一部が排水口から外部に排水されつつ、残りが受水部内に貯溜される。この間、汚れを含んだ初期雨水は、受水部内を通じて、外部に排水、すなわち除去される。
【００１６】
これが所定水量になるまで継続する。所定水量になるにしたがい、上昇するフロートにより弁体は閉止位置に導かれ、受水部の排水口はフロートの浮力で閉止される。
【００１７】
ここで、所定水量の水位位置には通孔部があるから、初期雨水に続く集水管からの通常雨水は、受水部内の水面沿いに流れて、通孔部から貯水槽へ導かれる。
【００１８】
これにより、初期雨水後の通常雨水は貯水槽に貯水される。
【００１９】
このとき、排水口は弁体で閉止され続けているから、たとえ降雨時、一時的に小雨となり、受水部へ流れ込む雨量が少なくなっても、通常雨水は貯水槽に貯水され続ける。
【００２０】
したがって、高い貯水効率、すなわち無駄なく通常雨水を貯水槽に貯水させることができる。しかも、初期雨水と通常雨水の切換えは、フロートの昇降により自動的に行われるから、面倒な切換操作を必要とせずにすむ。そのうえ、切換構造も、フロート、同フロートにつながる弁体ですむので、構造的に簡単であり、安価である。
【００２１】
上記目的に加え、簡単な弁装置を構成するよう、フロートから索条を吊持して下端側を排水口に貫通させ、排水口から突き出た索条の下側部分に弁体を接続する構造にして、フロートの昇降にしたがい排水口を開閉するようにしたことにある。
【００２２】
上記目的に加え、弁体の位置調整が容易に行なえるよう、弁体は、上下方向に貫通する貫通孔を有した構造とし、この貫通孔に索条の下側部分を挿通して、弁体を固定具にて索条にスライド可能に止めたことにある。
【００２３】
請求項２に記載の雨水貯水装置は、上記目的に加え、弁体の接続構造に受水部内の雨水を逃す機能をもたらすようにために、弁体の貫通孔には、索条の外面と貫通孔の内面との間に隙間を形成するよう、索条よりも大きな径寸法を有する通孔を用いて、該隙間を通じて受水部内の雨水が外部に逃げ出せるようにしたことにある。
【００２４】
請求項３の雨水貯水装置は、上記目的に加え、雨が止んだら、次回の降雨に備えるよう、タンク部は内部雨水を外部へ微少量ずつ逃がすための逃し部を有した構造としたことにある。
【００２５】
請求項４に記載の雨水貯水装置は、上記目的に加え、清浄な雨水が貯水されるよう、受水部内に、導入部から導入された雨水に混じる異物を取り除くフィルターを設けたことにある。
【００２６】
請求項７に記載の雨水貯水方法は、上記目的を達成するために、底部には排水口を有し、所定水量水位となる側部には貯水槽と連通する通孔部を有し、内部にはフロートを有し、さらに底部にはフロートの昇降に連動して排水口を開閉する弁体が組付けられた受水部を用い、集水管で集水された雨水を貯水槽へ貯水する際、降雨初期時、集水管からの雨水を、一部を前記排水口から外部へ排水させながら受水部内に貯溜させ、同タンク部内の雨水が所定水量になるに伴い、上昇するフロートにより前記弁体を閉止位置に導いて前記排水口を閉止させ、所定水量水位の位置にある通孔部から、初期雨水に続く通常雨水を貯水槽へ導いて貯水させ、この間、雨がやんだとき受水部内が空になるよう、受水部内の雨水を微少量ずつ外部へ逃すようにしたことにある。
【００２７】
これにより、面倒な切換操作を必要とせずに、安価、かつ高い貯水効率で、通常雨水の貯水が行なえる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１ないし図５に示す一実施形態にもとづいて説明する。
【００２９】
図１は、本発明が適用された自動雨水貯水装置を示していて、同図中１は例えば家屋（図示しない）の傾斜した屋根面で形成された集水面、２は例えば同家屋と隣接して地面に設置された雨水を貯水するための受水槽（貯水槽に相当）を示す。
【００３０】
受水槽２は、側壁上段に流入口３を有し、上部に貯水された雨水を汲み上げるためのポンプ装置４が設置してあり、受水槽２に貯水された雨水を雑用水として利用できるようにしてある。なお、４ａはポンプ装置４のポンプ部、４ｂは同ポンプ部４ａを駆動するモータ、４ｃは周囲を覆うカバーを示している。
【００３１】
一方、５は、集水面１の下端部、例えば軒下の一部に設置された初期雨水除去装置を示している。図２にはこの初期雨水除去装置５が拡大して示してある。
【００３２】
初期雨水除去装置５の構造について説明すれば、６は、両端が蓋体７ａ，７ｂでそれぞれ蓋されて細長の筒状に形成された受水器（受水部に相当）である。この受水器６は、スタンド部材８によって縦形に地面に設置され、軸心方向を上下方向に向かせてある。受水器６の上部、すなわち上側に配置された蓋体７ａには、導入部９が形成されている。この導入部９には、上方向に延びる縦形の集水管１０が挿入してある。この集水管１０は、集水面１の下端部（軒先）にならって配置される樋１１が接続されていて、集水面１で受ける雨を樋１１および集水管１０で集水して、受水器６内へ導けるようにしてある。さらに導入部９の下流側には、受水器６内を横切るようフィルター９ａが取付けられていて、導入される雨水に混じる砂など異物を取り除けるようにしてある。
【００３３】
また受水器６の中段の側壁部分には分岐管１２（通孔部に相当）の一端部が接続してあり、この分岐管１２の他端部が上記受水槽２の流入口３と連通接続してある。
【００３４】
受水器６内には、この分岐管１２が開口している直下の地点に短柱形のフロート１３が組付けてある。フロート１３は、受水器６内の中央に配設された環状のガイド部材１４内に挿通されて上下に移動自在としてあり、受水器６内に溜まる水量に応じて上下に変位するようにしてある。またフロート１３は、上下端部にそれぞれ被せたキャップ状のストッパー１５によって、定められた水位の範囲でしか上下方向に動かないようにしてある。
【００３５】
受水器６の下側に配置された蓋体７ｂの中央には、図４および図５に示されるように筒形の口体１６が該蓋体７ｂを貫通するように取付けられている。そして、この蓋体７ｂから受水器６外へ突き出た筒部内には、中央に弁孔１７を有し該弁孔１７の周り弁座１８を有して有底筒形に形成された弁座部材１９が底側（弁座１８側）からねじ込まれている。この受水器６の内外を連通する、弁孔１７と口体１６の空間部とで形成される通路から、受水器６の底部に、受水器６の入口開口より小さな排水口２０（導入部９の開口面積より小さな開口面積をもつ）を形成している。
【００３６】
また弁座１８と組み合う弁体２２は、受水器６の下側に配置されている。同弁体２２は、図４および図５に示されるように先端側が上側に向くピン状をなしている。この弁体２２の先端部は、弁座部材１９の筒形空間１９ａ（図４にだけ図示）に嵌入自在な形状をなしている。この先端面にはＯリング２２ａが組付けられていて、同部分に弁座部材１９の弁座１８と接離するシール部を形成している。
【００３７】
この弁体２２が、フロート１３の下端部、すなわち下端側のストッパー１５の中央から下方へ延びるように吊持されている索条、例えば細い紐条２３に、先端側（シール部側）を上側に向けた状態で連結してある。具体的には、紐条２３の下側は、排水口２０、すなわち口体１６の空間部、弁孔１７を貫通して、受水器６の下側へ延びている。また弁体２２の軸心部には、軸方向に沿って細径な貫通孔２４が形成してある。弁体２２は、貫通孔２４に受水器下側から突き出ている紐条２３の下側部分を挿通させ、該挿通した紐条部分を固定具、例えば弁体２２の側方から軸心部へ向けてねじ込まれる止めねじ２５によりスライド可能に固定されることによって、紐条２３の下側部分に連結させてある。これで、弁体２２は、フロート１３の錘となり、フロート１３の昇降に連動して昇降されるようにしてある。
【００３８】
フロート１３と弁体２２間の距離は、紐条２３と弁体２２とで行なう弁体位置の調整（止めねじ２５の操作で弁体２２をずらすことによる）により、受水器６内に溜まる雨水の水面が分岐管１２の開口下端に接近すれば、それと同じく、弁体２２の先端面が弁孔１７を塞ぐ位置（閉止位置）に接近するように設定されている。これで、受水器６内に溜まる水量が所定水量（水位）になるまでは、排水口２０を開放させるようにしてある。
【００３９】
このフロート駆動式の弁装置により、集水管１０から初期雨水が導出されると、一部は排水口２０から外部へ排水しつつ、受水器６内に貯溜されるようにしてある。これで、酸性の雨、汚れを含む初期雨水が受水器２２で貯溜されるようにしてある。また同弁装置により、所定水量まで初期雨水が貯溜されると、排水口２０の閉止が行われ、集水管１０からの初期雨水に続く通常雨水が、分岐管１２へ向かう流路に切り換わるようにしてある。
【００４０】
また紐条２３が貫通する弁体２２の貫通孔２４は、図４に示されるように紐条２２の径寸法ｄより、若干、大きな寸法Ｄ（ｄ＜Ｄ）の通孔から形成されていて、紐条２２の外面と貫通孔２４との間に渡り微少な隙間２６（逃し部に相当）を形成している。この隙間の上端は弁孔１７側に臨み、下端は外部に臨んでいて、排水口２０が閉止された状態の受水器２２から雨水を少量ずつ外部へ逃せるようにしてある。これで、雨が止んだら、受水器６の内部が空状態になるようにしている。
【００４１】
こうした雨水貯水装置により、降雨時、汚れのない雨水を効率よく貯水できるようにしている。
【００４２】
すなわち、同装置の作用を、本発明の雨水貯水方法と共に説明すれば、今、降雨が始るとする。
【００４３】
すると、落下してくる雨は、集水面１で受け止められ、樋１１を経て、集水管１０へ集水される。この降雨初期時の雨水が、受水器６内へ、上方の導入部９から、フィルター９ａを通過して、流れ込む。そして、雨水がフィルター９ａを通過する際に、雨水に混じった砂や石などの異物が取り除かれる。
【００４４】
ここで、開放している排水口２０は、導入部９の通路径より小さいから、流れ込む初期雨水は、図２および図４に示されるように一部が排水口２０から外部に排水されながら残りが受水器６内に貯溜される。
【００４５】
ある一定の水位にまで雨水が溜まると、待機位置にあるフロート１３（上側のストッパー１５で位置決められている）が上昇し始める。これに伴い、弁体２２は、上昇するフロート１３に連動して上方向へ移動していき、次第に弁座部材１９に近づく。
【００４６】
貯溜された水量が、所定水量になるにしたがい、弁体２２は、弁座部材１９内に入り、弁座１８と当接する位置、すなわち閉止位置に至る。ついで、弁体２２は、フロート１３で発生する浮力によって次第に弁座１８に強く押しつけられる。これにより、雨水が所定水量に達するにしたがい、排水口２０は、弁体２２で閉止される。
【００４７】
この閉止が行われるまでの間、図２および図４に示されるように集水面１の汚れを含んでいたり、汚れた大気の影響が強くでる酸性雨であったりする初期雨水は、少しずつ外部に排水され続ける。
【００４８】
そして、排水口２０が完全に閉止され、受水器６内の雨水が、分岐管１２の開口の下縁部に達すると、その下縁部を越える逃げ場のない雨水、すなわち初期雨水に続く通常雨水が、受水器６の水面沿いに、分岐管１２から流れ出て、受水槽２内に貯水される。
【００４９】
ここで、降雨中、途中で小雨になったりする。
【００５０】
このとき、排水口２０は、弁体２２で閉止され続けられているから、集水管１０からの通常雨水はそのまま、分岐管１２から受水槽２へ流れ出る。
【００５１】
これにより、通常雨水は、途切れることなく受水槽２に貯水され続ける。
【００５２】
一方、雨が止んだとする。
【００５３】
ここで、受水器６内の雨水は、排水口２０が閉止されるに伴い、図５に示されるように弁体２２と紐条２３との間に形成されている隙間２６を通じて、微少量ずつ外部へ排水されている。
【００５４】
そのために、雨が止んでいる時間の経過にしたがい、フロート１３が降下を始める。つまり、同フロート１３の降下に連動して弁体２２が閉止位置から降下を始める。
【００５５】
すると、再び排水口２０は開放され、受水器６の内部に溜まっている雨水が全て排水される。
【００５６】
これにより、初期の状態に戻り、次回の降雨に備える。
【００５７】
このように、どのような降雨状況でも、降雨が継続中であれば、無駄なく通常雨水を受水槽２で貯水させることができ、高い貯水効率で通常雨水を貯水することができる。しかも、溜まる雨水を微少量ずつ外部に逃すようにしてあるので、受水器６内を空状態にして、次回の降雨に備えることができる。
【００５８】
そのうえ、初期雨水と通常雨水を切換える弁装置の構造は、フロート１３および同フロート１３につながる弁体２２を用いた構造なので、構造的に簡単であり、安価ですむ。特に弁装置にはフロート１３に吊持した紐条２３に弁体２２を接続した構造を用いたので、構造的にもコスト的にも優れる。しかも、弁体２２は、止めねじ２５でスライド可能に紐条２３に固定した構造なので、開閉時期を調整するには、止めねじ２５を緩め弁体位置を調節してから再び止めねじ２５で固定すればよく、弁体２２の位置調整が容易に行なえる。そのうえ、貫通孔２４を大きくしただけで雨水を逃す構造にしたので、弁体２２の接続構造をそのまま利用して、雨水を逃す構造ができ、別途、逃し構造を設けるのに比べ、コスト的に安価な構造ですむ。
【００５９】
加えて、受水槽２に貯水される雨水は、フィルター９ａにおいて同雨水に混じる石、砂などの異物が取り除かれるから、常に清浄な雨水を貯水できる。
【００６０】
また降雨始めの初期雨水の除去、それに続く通常雨水の貯水、さらには雨が止んで、再び元の状態に復帰するまでの各工程は、フロート１３の昇降により全て自動的に行われるから、面倒な切換操作を必要とせずにすむ。
【００６１】
なお、一実施形態では、優れた効果が見い出せるので、弁体２２と紐条２３との間に隙間を形成して、受水器６内の雨水を外部に逃すようにしたが、他の構造を用いて、受水器６内の雨水を微少量ずつ外部に排水させて、次回の降雨に備えるようにしてよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、面倒な切換操作を必要とせずに、安価、かつ高い貯水効率で、初期雨水後の通常雨水を貯水槽で貯水させることができる。
【００６３】
上記効果に加え、簡単な構造で、初期雨水と通常雨水を切換えるフロート駆動式の弁装置を構成することができる。
【００６４】
上記効果に加え、弁体の位置調整を容易に行なうことができる。
【００６５】
請求項２、請求項３に記載の発明によれば、上記効果に加え、雨が止んだら、受水部内を空の状態にして、次回の降雨に備えることができる。しかも、請求項２の発明によれば、弁体の接続構造をそのまま利用して、受水部内の雨水を逃すことができるので、コスト的に安価になる利点がある。
【００６６】
請求項４に記載の発明によれば、上記効果に加え、フィルターの除去機能により、清浄な雨水を貯水させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る雨水貯水装置の全体の構成を示す図。
【図２】同雨水貯水装置の初期雨水除去装置の構造を、初期雨水が受水器内に一部が排水されながら溜まる状態と一緒に示す断面図。
【図３】同初期雨水を溜める状態から通常雨水が受水槽へ流れ込む状態に切り換わった状態を示す断面図。
【図４】受水器内の初期雨水が排水口から排水される状態を説明するための断面図。
【図５】同排水口を閉止した弁体を通じて受水器の雨水が逃げている状態を説明するための断面図。
【符号の説明】
１…集水面
２…受水槽（貯水槽）
４…ポンプ装置
５…初期雨水除去装置
６…受水器（受水部）
９…導入部
９ａ…フィルター
１０…集水管
１２…分岐管（通孔部）
１３…フロート
１４…ガイド部材
１７…弁孔
１８…弁座
１９…弁座部材
２０…排水口
２２…弁体
２３…紐条（索条）
２４…貫通孔
２５…止め具（固定具）
２６…隙間。

Claims

集水管で集水された雨水の初期雨水を初期雨水除去装置で除去してから、該初期雨水に続く通常雨水を貯水槽へ貯水させる雨水貯水装置において、
前記初期雨水除去装置は、
上部に前記集水管からの雨水が導入される導入部を有し、底部に前記導入部より小さな開口の排水口を有して形成された、初期雨水を受け入れる受水部と、
前記受水部内に配設され該受水部に溜まる水量に応じて変位するフロートと、
上下方向に貫通する貫通孔を有し、前記フロートとつながって前記排水口を開閉するように設けられ前記排水口を所定水量になるまでは開放させて、前記初期雨水を一部は前記排水口から外部へ排水しながら前記受水部に貯溜させる弁体と、
前記所定水量の水位に対応した前記受水部の側壁に形成され、所定水量になるにしたがい初期雨水に続く通常雨水を前記貯水槽へ導く通孔部と
を備え、
前記フロートは、下端側が前記排水口を貫通するよう、該フロートから吊持された索条を有し、
前記弁体は、前記排水口から突き出た前記索条の下側部分が前記貫通孔にスライド可能に挿通され、前記弁体が前記索条に固定具により固定されることで、前記フロートの昇降にしたがい前記排水口を下側から開閉するように構成されていることを特徴とする雨水貯水装置。
請求項１に記載の雨水貯水装置において、前記貫通孔は、前記索条の外面と貫通孔の内面との間に隙間を形成するよう、前記索条よりも大きな径寸法を有する通孔で形成されている
ことを特徴する雨水貯水装置。
請求項１に記載の雨水貯水装置おいて、前記受水部は、雨水を外部へ微少量ずつ逃がすための逃し部を有していることを特徴とする雨水貯水装置。
請求項１に記載の雨水貯水装置において、前記受水部内には、前記導入部から導入された雨水に混じる異物を取り除くフィルターが設けられていることを特徴とする雨水貯水装置。