JP5187706B2 - 流出雨水連続サンプラー｛ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｓａｍｐｌｅｒｆｏｒｒｕｎｏｆｆｗａｔｅｒ｝ - Google Patents

Description

本発明は事前に指定した所定の時間間隔によって流出雨水試料を連続して採集することができるようにしたサンプラーに関する。

代替水資源としての雨水のリサイクルと、水の循環過程で雨水によって河川または地下に流入される非点汚染の低減のために流出雨水の水質が一定の水準以上になるように維持管理しなければならず、このためには降雨初期における雨水の洗浄現象（ｆｉｒｓｔ ｆｌｕｓｈ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ）、すなわち流出雨水の水質変化に対する研究が必要である。一般的に集水面の汚染によって降雨初期の流出雨水は降雨後期の流出雨水に比べて相対的により汚染した特性を示す。これによって初期の流出雨水を降雨初期の流出雨水を水処理（ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）したり、分離排除して実際に利用される雨水の水質を向上させる研究が活発である。流出雨水の水質は季節別は勿論のこと、降雨の進行時間帯別に違いを示し、特に集水面の種類及びその特性によって汚染の種類及び汚染の程度の違いが大きく現われるため、流出雨水の水質を正確に分析するためには降雨開始時点から降雨終了時まで流出雨水を連続して採取可能にしなければならず、流出雨水試料の採取後に試料が蒸発したり、揮発性有機物（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）の損失などを防ぐために試料の採取完了直後にサンプル瓶の密封が要求される。

本発明は上記のような問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は雨水試料を採集しようとする地域で雨水の地表面流出が発生する時、これを自動で感知し、事前に決められた時間によって流出雨水試料を連続して採集可能にした。降雨時に下方向に傾斜したレール部材に沿って多数の保存部材が下方向に移動するようにし、上記レール部材の中段にストッパーを設置し、電気アクチュエーターを用いて保存部材から保存管体を取り外してストッパーを通過する。すなわち、本発明は保存管体が取り外しされた保存部材のみがストッパーを通過する過程を連続して行うことで、使用者が決められた時間によって雨水採集を連続的に行えるようにした流出雨水連続サンプラーを提供することにある。保存管体と保存部材が油圧カプラーで連結されており、保存部材からの保存管体の取り外しは油圧カプラーのソケットとプラグの分離を意味し、これは保存管体を密封する手段となる。
本発明の他の目的及び長所は下記の通りであり、本発明の実施例によって明らかになる。また、本発明の目的及び長所は特許請求の範囲に示した手段及び組み合わせによって実現することができる。

本発明は上記のような問題点を解決するための手段として、一方向に向かって下方向に傾斜して設置されるレール部材（１０）； 上記レール部材（１０）に搭載されて下方向に移動し、上段にカプラー部（２５）を形成する保存管体（２１）からなる保存部材（２０）； 上記保存部材（２０）の移送を制御するためにレール部材（１０）の中段に設置されるストッパー（３０）； 上記ストッパー（３０）前段に位置する保存部材（２０）に雨水流入と、雨水流入が完了した保存部材（２０）の保存管体（２１）を取り外す流出雨水供給及び保存管体落下誘発装置（４０）； 上記流出雨水供給及び保存管体落下誘発装置（４０）に提供するための流出雨水取水ポンプ（５０）； からなることを特徴とする。
また、上記保存部材（２０）は下段に開閉手段（２２）を具備する保存管体（２１）； 上記保存管体（２１）の上段に一体型に結合されるプラグ（２３）と、上記プラグ（２３）に着脱可能に対応結合されるソケット（２４）からなるカプラー部（２５）；上記レール部材（１０）に対応するようにソケット（２４）の両側に延長形成されて回転する駆動部材（２８）； 上記ソケット（２４）と保存管体（２１）相互間を連結するワイヤ（２９）；からなることを特徴とする。
また、上記流出雨水供給及び保存管体落下誘発装置（４０）は上下に昇降運動する電気アクチュエーター部（４１）；上記電気アクチュエーター部（４１）の下段で上下に伴動し、下降運動によって上記連結部材のソケット（２４）がプラグ（２３）と取り外しされるように上記ソケット（２４）を押圧する流入管（４３）；からなることを特徴とする。
また、上記ストッパー（３０）は中段部に垂直方向に開口した移動路（３１）を形成し、上記移動路（３１）は保存管体（２１）の直径（Ｄ）よりも相対的に小さい幅（Ｗ）を有することで、上記保存管体（２１）が取り外しされてカプラー部（２５）のソケット（２４）にワイヤ（２９）で垂下する場合のみに上記保存部材（２０）が通過することを特徴とする。
また、降雨によって、電気アクチュエーター部（４１）の昇降作動を制御することで、多数の保存部材（２０）に使用者が事前に指定した所定の時間間隔で雨水を連続して採集可能にする制御装置（６０）がさらに具備されることを特徴とする。

以上で考察したように、本発明は降雨時に、これを感知して流出雨水連続サンプラーを自動的に作動させることで、雨水を連続して採集することができる効果がある。
また、本発明は採集しようとする雨水を時間別に区分して自動的に容易にサンプルを採取することができ、それによって採集した雨水の水質分析の精度を向上させる効果がある。
また、本発明は時間帯別の雨水試料を採取するために作業者が手作業をしなくてもよく、人的及び物的節減の効果がある。
また、本発明は流出雨水を採水後、保存管体を直ぐに密封することで流出雨水の蒸発及び揮発性有機物の損失を削減する効果がある。

本発明による流出雨水連続サンプラーを示した一実施例の斜視図である。 本発明による保存部材と流出雨水供給及び保存管体落下誘発装置を示した一実施例の斜視図である。 本発明による流出雨水供給及び保存管体落下誘発装置によって保存管体が分離する様子を示した一実施例の側面図である。 図３の正面図である。 本発明による流出雨水連続サンプラーの作動を示した一実施例の作動図である。

本発明のいくつかの実施例を詳細に説明する前に、以下の詳細な説明に記載されたり、図面に図示された構成要素の構成及び配列の詳細によりその応用が制限されるものではないことに注意されたい。本発明は他の実施例により具現されて実施することができ、多様な方法で行なわれる。また、装置または要素方向（例えば “前（ｆｒｏｎｔ）”、“後（ｂａｃｋ）”、“上（ｕｐ）”、“下（ｄｏｗｎ）”、“上（ｔｏｐ）”、“下（ｂｏｔｔｏｍ）”、“左（ｌｅｆｔ）”、“右（ｒｉｇｈｔ）”、“横（ｌａｔｅｒａｌ）”）などのような用語に関して本願に使用された表現及び術語は単に本発明の説明を単純化するために使用されたものであり、係る装置または要素が単純に特定方向を有するものであったり、意味するものではないことは自明である。また、“第１（ｆｉｒｓｔ）”及び“第 ２（ｓｅｃｏｎｄ）”などのような用語は説明のために本願及び添付の請求項に使用され、相対的な重要性または趣旨を示したり意味したりするものではない。
本発明は上記の目的を達成するために下記の特徴を有する。
以下、添付された図面を参照にして本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。これに先立ち、本明細書及び請求の範囲に使用された用語や単語は通常的あるいは字義的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者はその自己の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に即して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されなければならない。
したがって、本明細書に記載された実施例と図面に図示された構成は本発明の最も好ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替することができる多様な均等物と変形例があることに注意されたい。
以下、図１ないし図５を参照して、本発明の好ましい実施例による流出雨水連続サンプラーを詳細に説明する。
図示したように、本発明による流出雨水連続サンプラーはレール部材（１０）、保存部材（２０）、ストッパー（３０）、流出雨水供給及び保存管体落下誘発装置（４０）、取水ポンプ（５０）、制御装置（６０）を含む。
上記レール部材（１０）は相互間対向して所定間隔に離隔される複数列のレール（１１）からなる。このような、上記レール部材（１０）は一方向に向かって下方向に傾斜した形態を有し、後述する保存部材（２０）が上記レール部材（１０）に沿って下方向に移動する。
上記レール部材（１０）の両端は高く調節することができ、レール部材（１０）の下向角度が調節可能である。
上記保存部材（２０）は前述のレール部材（１０）に沿って下方向に移動し、保存管体（２１）、カプラー部（２５）、駆動部材（２８）、ワイヤ（２９）からなる。
上記保存管体（２１）は雨水が保存される両端が開口した円形管体の形状を有し、下段には開閉が可能なカバー形式の開閉手段（２２）が着脱可能に結合され、内部の雨水を排出させたり、または洗浄を容易にする。
上記カプラー部（２５）は保存管体（２１）の上段に結合形成され、上記カプラー部（２５）は保存管体（２１）の上段に一体型に結合されるプラグ（２３）と、上記プラグ（２３）に着脱可能に結合されるソケット（２４）からなる。上記カプラー部（２５）はソケット（２４）とプラグ（２３）が結合されている場合、ソケット（２４）とプラグ（２３）が連通されることで、保存管体（２１）の内部に雨水が流入して保存されるようにカプラー部（２５）の上段に結合されたソケット（２４）が開放形態を有し、上記ソケット（２４）が保存管体（２１）のプラグ（２３）から分離すると上記ソケット（２４）の一端は密閉されて雨水の流入及び流出を遮断する作動を行い、係るカプラー部（２５）は公知の技術であるため詳細な説明は省略する。
上記駆動部材（２８）は保存管体（２１）のプラグ（２３）に着脱可能に結合されているソケット（２４）の両側に延長形成され、さらに詳細に説明すれば、上記ソケット（２４）の外周縁から両側に延長形成される複数の支持体（２６）と、上記複数の支持体（２６）の端部に形成される回転可能なローラー（２７）からなる。
すなわち、上記複数のローラー（２７）が複数列レール（１１）にそれぞれ対応して設置されることで、保存部材（２０）を下方向に傾斜したレール部材（１０）の長手方向に移動できるようにする。
上記ワイヤ（２９）は前述のソケット（２４）の外周縁と雨水が保存される保存管体（２１）の外周縁に両端が固定されて上記ソケット（２４）と保存管体（２１）を連結し、上記ワイヤ（２９）はプラグ（２３）を形成した保存管体（２１）がソケット（２４）と分離して落下する時、上記保存管体（２１）が一定の長さ落下した後、ワイヤ（２９）を通じてソケット（２４）に垂下する形態を有することで、保存管体（２１）のストッパー（３０）の通過を可能にした。
上記ストッパー（３０）は前述のレール部材（１０）の中段に直立設置され、レール部材（１０）の下方向に沿って移動する多数の保存部材（２０）の移動を制御するためのものである。
さらに詳細に説明すれば、上記ストッパー（３０）はレール部材（１０）に沿って下向き移動する多数の保存部材（２０）をストッパー（３０）の前段で移動を遮断させて、ストッパー（３０）の前段で多数の保存部材（２０）を順次待機させた後、上記ストッパー（３０）に最初に移動が制御された保存部材（２０）から内部に流出雨水を流入させた後、保存管体（２１）カプラーのプラグ（２３）がソケット（２４）と分離しながらストッパー（３０）の後段に移動させる。
このために、上記ストッパー（３０）は中段部に垂直方向に開口した移動路（３１）を形成し、上記移動路（３１）の幅（Ｗ）は保存管体（２１）の直径（Ｄ）よりも相対的に小さい幅を有するように形成することで、上記レール部材（１０）に沿って移動した保存部材（２０）はストッパー（３０）の開口した移動路（３１）前で移動路（３１）を通過できずに止まるようになる。
その後、ソケット（２４）とプラグ（２３）が連結して上部が開口した保存管体（２１）内部に、後述する流出雨水供給及び保存管体落下誘発装置（４０）を通じて雨水が流入し、所定の時間間隔後に上記ソケット（２４）とプラグ（２３）が分離しながら保存管体（２１）が降下してソケット（２４）にワイヤ（２９）で垂下される形態を有するようになる。
そうすると、上記移動路（３１）を通過できなかった保存管体（２１）は保存管体（２１）を止めていたストッパー（３０）よりも下段に位置してソケット（２４）とワイヤ（２９）で垂下された状態になり、保存管体（２１）とソケット（２４）を連結するワイヤ（２９）が移動路（３１）前段に位置して移動路（３１）を通過可能にするので、結論的に保存部材（２０）がストッパー（３０）を通過するようになる。
通過した保存部材（２０）は下方向に傾斜したレール部材（１０）に沿って移動した後、レール部材（１０）の最下段で掛止し、その後他の保存部材（２０）も上記のような作動を繰り返し、その後ストッパー（３０）を通過して順次レール部材（１０）の一端に止まるようになる。
上記流出雨水供給及び保存管体落下誘発装置（４０）はストッパー（３０）前段上部に設置されて前述の保存部材（２０）に流出雨水を流入させ、保存部材（２０）の上段に一体に結合されたプラグ（２３）をソケット（２４）と取り外す役目をするため、電気アクチュエーター部（４１）、流入管（４３）からなる、
上記電気アクチュエーター部（４１）は本発明のレール部材（１０）が内設されるハウジングまたは天井などに垂直下方に設置されて上下で昇降運動する。（上記電気アクチュエーター部（４１）の電源供給装置（４２）としては別途に設置されたバッテリーまたは太陽光エネルギーなどが使用される。）
上記流入管（４３）は底面が開口して内部が中空の管体形状を有し、電気アクチュエーター部（４１）の最下段部に固設され、上記電気アクチュエーター部（４１）と一体型で構成されることによって上記電気アクチュエーター部（４１）が上下に昇降運動する時に同様に上下に昇降運動して伴動する。
このような、上記流入管（４３）はストッパー（３０）によって移動が遮断され、待機中の最初の保存部材（２０）の上段近くに位置し、さらに詳細に説明すれば、上記保存部材（２０）のソケット（２４）上部に位置する。
係る上記流入管（４３）はソケット（２４）とプラグ（２３）が結合した状態の保存部材（２０）の保存管体（２１）に雨水を流入する役目をし、上記流入管（４３）の外周縁には後述する取水ポンプ（５０）と連結しているフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）な流入ホース（４６）の一端が内設され、上記取水ポンプ（５０）から流入した流出雨水が流入管（４３）に内入された後、連通したソケット（２４）とプラグ（２３）を通過して保存管体（２１）内部に流入される。
また、上記保存管体（２１）に雨水が流入されるようにした後、使用者が事前に指定した所定の時間が経過すると、上記電気アクチュエーター部（４１）が作動し、こうして流入管（４３）が降下しながらソケット（２４）の上部を押圧して下段に押され、そのため、上記プラグ（２３）と締結されていたソケット（２４）はプラグ（２３）と分離しながらプラグ（２３）が上段に結合されている保存管体（２１）が下段に落下する。
言い換えれば、上記流入管（４３）は保存管体（２１）内部に雨水を落下させる役目をすると同時に、上記のようにソケット（２４）とプラグ（２３）を分離する役目をする。
上記取水ポンプ（５０）は降雨が持続する間に前述の流出雨水供給及び保存管体落下誘発装置（４０）に流出雨水を持続的に供給する役目をする。
上記制御装置（６０）は電気アクチュエーター部（４１）、降雨感知器（５１）と電気的に連結し、降雨時に電気アクチュエーター部（４１）の昇降作動を制御することで、多数の保存部材（２０）に使用者が事前に指定した所定の時間間隔で雨水を連続して採集可能にする。
以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれによって限定されるものではなく、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって本発明の技術思想と下記に記載する特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは当然である。

１０： レール部材
２０： 保存部材
２１： 保存管体
２２： 開閉手段
２３： プラグ
２４： ソケット
２５： カプラー部
２７： ローラー
２８： 駆動部材
２９： ワイヤ
３０： ストッパー
３１： 移動路
４０： 流出雨水供給及び保存管体落下誘発装置
４１： 電気アクチュエーター部
４２： 電源供給装置
４３： 流入管
４４： バイパス管
４５： 制御バルブ
４６： 流入ホース
５０： 取水ポンプ
５１： 降雨感知器
６０： 制御装置

Claims (5)

1. 一方向に向かって下方向に傾斜して設置されるレール部材（１０）；
   前記レール部材（１０）の下方向に移動し、上段にカプラー部（２５）を形成する保存管体（２１）からなる保存部材（２０）；
   前記保存部材（２０）の移送を制御するためにレール部材（１０）の中段に設置されるストッパー（３０）；
   前記ストッパー（３０）前段に位置する保存部材（２０）に雨水を流入させ、雨水が保存された保存部材（２０）の保存管体（２１）を取り外す流出雨水供給及び保存管体落下誘発装置（４０）；
   前記流出雨水供給及び保存管体落下誘発装置（４０）に提供するための雨水を収集する取水ポンプ（５０）；
   からなることを特徴とする流出雨水連続サンプラー。
2. 前記保存部材（２０）は
   下段に開閉手段（２２）を具備する保存管体（２１）；
   前記保存管体（２１）の上段に一体型に結合されるプラグ（２３）と、前記プラグ（２３）に着脱可能に対応結合されるソケット（２４）からなるカプラー部（２５）；
   前記レール部材（１０）に対応するようにソケット（２４）の両側に延長形成されて回転する駆動部材（２８）；
   前記ソケット（２４）と保存管体（２１）相互間を連結するワイヤ（２９）；
   からなることを特徴とする請求項１に記載の流出雨水連続サンプラー。
3. 前記流出雨水供給及び保存管体落下誘発装置（４０）は
   上下に昇降運動する電気アクチュエーター部（４１）；
   前記電気アクチュエーター部（４１）の下段で上下に伴動し、下降運動によって前記連結部材のソケット（２４）がプラグ（２３）と取り外しされるように前記ソケット（２４）を押圧する流入管（４３）；
   からなることを特徴とする請求項１に記載の流出雨水連続サンプラー。
4. 前記ストッパー（３０）は
   中段部に垂直方向に開口した移動路（３１）を形成し、
   前記移動路（３１）は保存管体（２１）の直径（Ｄ）よりも相対的に小さい幅（Ｗ）を有することで、前記保存管体（２１）が取り外しされてカプラー部（２５）のソケット（２４）にワイヤ（２９）で垂下する場合のみに前記保存部材（２０）が通過することを特徴とする請求項１に記載の流出雨水連続サンプラー。
5. 降雨によって、電気アクチュエーター部（４１）の昇降作動を制御することで、多数の保存部材（２０）に使用者が事前に指定した所定の時間間隔で雨水を連続して採集可能にする制御装置（６０）が具備されることを特徴とする請求項３に記載の流出雨水連続サンプラー。