(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雨水を溜める雨水貯留タンクと、この雨水貯留タンクに溜められる雨水に気体を溶解させ、高濃度気体溶存水を生成する気体溶解装置とを備えた雨水供給装置であって、
雨水貯留タンクは、高濃度気体溶存水を雨水貯留タンクの外部に取り出す取り出し部を備え、
気体溶解装置は、
ケーシングと、
雨水貯留タンクと溶解タンクとを接続し、雨水貯留タンクからの水が吸い込まれる吸い込み管と、
雨水貯留タンクに連通し、雨水貯留タンクから供給される雨水に気体を溶解させる溶解タンクと、
雨水貯留タンクおよび溶解タンクに連通し、雨水貯留タンクに溜められた雨水を取り出し、溶解タンクに供給するとともに、溶解タンクで生成された高濃度気体溶存水を雨水貯留タンクに送り出すポンプと、
溶解タンクに連通する気体供給部と、
溶解タンクと雨水貯留タンクの吐出口とを接続し、溶解タンクからの高濃度気体溶存水を雨水貯留タンクへ送り返す吐出管と、
を備え、
気体供給部は、吸い込み管におけるポンプ上流側に一端が接続する空気供給管と、この空気供給管の途中に設けられた吸気弁を有し、
ポンプの作動によって、雨水貯留タンクから吸い込み管に取り出された雨水に、吸気弁を通じて吸い込み管に吸い込まれた空気が取り込まれて気液混合流体となり、この気液混合流体が溶解タンクに送り込まれて、溶解タンク内部における加圧混合作用によって気液混合流体中の空気が雨水中に溶解して高濃度気体溶存水が生成され、吐出管を通じて雨水貯留タンクへ送り返されることを特徴とする雨水供給装置。
【請求項２】
取り出し部が、植物への給水部に接続され、連通していることを特徴とする請求項１に記載の雨水供給装置。
【請求項３】
気体溶解装置の気体供給部には、オゾンを含有する空気を溶解タンクに導入するオゾン導入部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の雨水供給装置。
【請求項４】
吐出管の吐出口との接続側の末端部に絞り部が設けられており、この絞り部は、内部に、吐出管と吐出口の両方に連通する通水路が形成されており、通水路は、その長さ方向の中央部に、流水方向に垂直な断面積が小さい小径部を備え、さらに、通水路は、吐出管の近くに位置する入口から小径部に到り、流水方向に垂直な断面積が次第に縮小する縮径部と、小径部から吐出口の近くに位置する出口に到り、流水方向に垂直な断面積が次第に拡大する拡径部とを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の雨水供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溜めた雨水を供給先へ供給する雨水供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、雨水を草花や庭木などへの散水や洗車などに利用することが行われている。このような雨水の利用は、節水を可能にし、環境の保護などに貢献している。
【０００３】
これまでに知られている雨水利用システムでは、雨樋に分岐して雨水貯留タンクを接続し、雨水貯留タンク内に雨水を溜め、必要なときに雨水を取り出せるようにしている。
【０００４】
一方、雨水については、空気中の有害物質を含んでいることもあるため、植物の生育などに用いる場合、浄化することが好ましく、雨水の浄化を簡略化された構造により実現する雨水利用システムが、下記特許文献１に記載されている。
【０００５】
特許文献１に記載された雨水利用システムは、雨水が導入される貯留槽と、貯留槽内の雨水にオゾンを供給するオゾン発生器と、雨水を貯留槽の外部を介して循環させる循環経路と、循環経路において雨水を循環させるポンプと、ミネラル溶出材が充填されたろ過器とを備えている。
【０００６】
上記雨水利用システムでは、貯留槽内の雨水にオゾンを供給し、雨水に溶解している亜硫酸イオン、亜硝酸イオンを無害な硫酸イオン、硝酸イオンに酸化する。また、貯留槽内の雨水は、ろ過器を通過することによって、塵、埃などが除去されるとともにミネラル成分が供給される。
【０００７】
このように、上記雨水利用システムは、雨水を浄化し、無害な水を供給先へ供給することができ、しかも、構成要素が少なく、構造が簡略化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、雨水は、良質で安価な水道水と比較すると、同等以下のものとして捉えられているのが一般であり、雨水貯留タンクさえも一般家庭に普及しているとは言いがたい。水道水にはない有用な機能を雨水に付与することができれば、雨水の利用が積極的に行われ、雨水利用システムの普及に資することになると期待される。
【００１０】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、溶存気体濃度の高い雨水を生成し、高濃度気体溶存水を供給先に供給することのできる雨水供給装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の特徴を有している。
【００１２】
第１の発明は、雨水を溜める雨水貯留タンクと、この雨水貯留タンクに溜められる雨水に気体を溶解させ、高濃度気体溶存水を生成する気体溶解装置とを備えた雨水供給装置であって、雨水貯留タンクは、高濃度気体溶存水を雨水貯留タンクの外部に取り出す取り出し部を備え、気体溶解装置は、ケーシングと、雨水貯留タンクと溶解タンクとを接続し、雨水貯留タンクからの水が吸い込まれる吸い込み管と、雨水貯留タンクに連通し、雨水貯留タンクから供給される雨水に気体を溶解させる溶解タンクと、雨水貯留タンクおよび溶解タンクに連通し、雨水貯留タンクに溜められた雨水を取り出し、溶解タンクに供給するとともに、溶解タンクで生成された高濃度気体溶存水を雨水貯留タンクに送り出すポンプと、溶解タンクに連通する気体供給部と、溶解タンクと雨水貯留タンクの吐出口とを接続し、溶解タンクからの高濃度気体溶存水を雨水貯留タンクへ送り返す吐出管と、を備え、気体供給部は、吸い込み管におけるポンプ上流側に一端が接続する空気供給管と、この空気供給管の途中に設けられた吸気弁を有し、ポンプの作動によって、雨水貯留タンクから吸い込み管に取り出された雨水に、吸気弁を通じて吸い込み管に吸い込まれた空気が取り込まれて気液混合流体となり、この気液混合流体が溶解タンクに送り込まれて、溶解タンク内部における加圧混合作用によって気液混合流体中の空気が雨水中に溶解して高濃度気体溶存水が生成され、吐出管を通じて雨水貯留タンクへ送り返されることを特徴としている。
【００１３】
第２の発明は、上記第１の発明の特徴において、取り出し部が、植物への給水部に接続され、連通していることを特徴としている。
【００１４】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、気体溶解装置の気体供給部には、オゾンを含有する空気を溶解タンクに導入するオゾン導入部が設けられていることを特徴としている。さらに第４の発明は、上記第１から第３の発明において、吐出管の吐出口との接続側の末端部に絞り部が設けられており、この絞り部は、内部に、吐出管と吐出口の両方に連通する通水路が形成されており、通水路は、その長さ方向の中央部に、流水方向に垂直な断面積が小さい小径部を備え、さらに、通水路は、吐出管の近くに位置する入口から小径部に到り、流水方向に垂直な断面積が次第に縮小する縮径部と、小径部から吐出口の近くに位置する出口に到り、流水方向に垂直な断面積が次第に拡大する拡径部とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
上記第１の発明によれば、雨水貯留タンクと気体溶解装置を備えているので、気体溶解装置に備えた溶解タンクにおいて雨水に気体を溶解させ、高濃度気体溶存水を生成することができる。雨水には有用な機能が付与される。気体が、たとえば酸素の場合、酸素が高濃度で溶解した雨水を植物に供給することによって、植物の発芽や成長を促進させることができる。また、植物を生育する土壌に散布する場合には、土壌を好気的雰囲気に維持、改善することができる。
【００１６】
上記第２の発明によれば、上記第１の発明の効果に加え、高濃度気体溶存水を植物または植物を生育する土壌に簡便に供給することができる。装置構成の複雑化が抑制される。
【００１７】
上記第３の発明によれば、上記第１または第２の発明の効果に加え、オゾン導入部が設けられているので、オゾンを含有する空気の溶解によってオゾン溶存水が得られる。このオゾン溶存水を植物に供給することによって、病原菌や害虫などの繁殖を抑制することができ、また、植物を生育する土壌に散布することによって、土壌における病原菌の繁殖を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の雨水供給装置の第１実施形態を概略的に示した斜視図である。
【図２】図１に示した雨水供給装置における気体溶解装置の構成を示した要部断面図である。
【図３】図２に示した気体溶解装置における絞り部の一例を示した断面図である。
【図４】本発明の雨水供給装置の第２実施形態を概略的に示した要部断面図である。
【図５】本発明の雨水供給装置の適用例を示した構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
上記のとおり、図１は、本発明の雨水供給装置の第１実施形態を概略的に示した斜視図である。図２は、図１に示した雨水供給装置における気体溶解装置の構成を示した要部断面図であり、図３は、図２に示した気体溶解装置における絞り部の一例を示した断面図である。
【００２０】
雨水供給装置１は、雨水貯留タンク２と気体溶解装置３を備えている。
【００２１】
雨水貯留タンク２は、有底筒状の形状を有し、内部に雨水ｗ１の貯留を可能にした本体２ａと、本体２ａの上端部に取り付けおよび取り外し自在に設けられた上蓋２ｂと、地面またはブロックなどへの安定な設置を可能にした脚部２ｃとを備えている。脚部２ｃは、本体２ａの底部に設けられている。
【００２２】
本体２ａの上端部には、雨水ｗ１の流入を可能にした流入口４と、本体２ａの内部に貯留する雨水ｗ１が一定量を超えたとき、雨水ｗ１の一部を本体２ａの外部に放流する流出口５とが設けられている。また、本体２ａでは、下端部に、本体２ａの内部に貯留する雨水ｗ１を外部に取り出す取り出し部６として取り出しノズル６ａが設けられている。取り出しノズル６ａは、開閉自在であり、本体２ａの内部に貯留する雨水ｗ１を取り出したいとき、開放することによって取り出しを可能とし、閉鎖することによって雨水ｗ１を本体２ａの内部に安定に貯留させることができる。
【００２３】
雨水供給装置１では、雨水貯留タンク２は、住宅などの建物の軒先に取り付けられた軒樋に連通して接続された、建物の高さ方向に延びる竪樋７に接続され、本体２ａが竪樋７に連通している。竪樋７の地上付近には、雨水ｗ１の流路を分岐する分岐枡８および竪樋７に合流させる合流枡９が接続されている。雨水貯留タンク２の本体２ａは、流入口４において流入管１０を介して分岐枡８に接続されている。また、本体２ａは、流出口５においてオーバーフロー管１１を介して合流枡９に接続されている。
【００２４】
したがって、雨水供給装置１では、竪樋７を通じて排水される雨水ｗ１の一部が、分岐枡８および流入管１０を通じて流入口４から雨水貯留タンク２の本体２ａに流入し、本体２ａの内部に雨水ｗ１を溜めることができる。また、雨水ｗ１の貯留量が本体２ａの許容量を超えると、貯留する雨水ｗ１の一部が、流出口５からオーバーフロー管１１に流出し、合流枡９を通じて竪樋７に送り返される。こうして、雨水貯留タンク２は、本体２ａの許容量の範囲内で雨水ｗ１を溜めることができる。
【００２５】
気体溶解装置３は、中空なケーシング１２を備えている。ケーシング１２は、雨水貯留タンク２の本体２ａに取り付けおよび取り外し自在に設けられている。図２に示したように、ケーシング１２の内部には、溶解タンク１３とポンプ１４が収められている。
【００２６】
溶解タンク１３は、雨水貯留タンク２の本体２ａの外殻を形成する側壁部２ａ１の下端部に設けられた吸い込み口１５および吐出口１６において本体２ａと連通している。吸い込み口１５には、吸い込み管１７の一端が接続され、吸い込み管１７の他端が、溶解タンク１３の底部に接続されている。吐出口１６には、吐出管１８の一端が接続され、吐出管１８の他端が、溶解タンク１３の底部に接続されている。吐出管１８の溶解タンク１３への接続位置は、吸い込み管１７の接続位置よりも下方とされ、吸い込み管１７を通じて溶解タンク１３の内部に流入する雨水ｗ１が、そのまま吐出管１８に流れ込むことなどを抑制している。このような吸い込み管１７および吐出管１８を介して溶解タンク１３は、雨水貯留タンク２の本体２ａと連通し、吸い込み管１７および吐出管１８は、本体２ａと溶解タンク１３の循環流路を形成してもいる。吸い込み管１７および吐出管１８は、ケーシング１２の内部に収められている。
【００２７】
ポンプ１４は、吸い込み管１７の途中に設けられ、雨水貯留タンク２の本体２ａと溶解タンク１３の両方に連通している。ポンプ１４の作動により、本体２ａの内部に貯留する雨水ｗ１が、吸い込み口１５から吸い込み管１７に取り出され、吸い込み管１７を通じて溶解タンク１３の内部に供給される。
【００２８】
吸い込み管１７においてポンプ１４の上流側には、空気供給管１９の一端が接続されている。空気供給管１９の他端は、気体溶解装置３のケーシング１２の内部に開放されている。空気供給管１９の途中には、吸気弁２０が設けられている。吸気弁２０は、逆止弁としての機能を有している。これらの空気供給管１９および吸気弁２０は、気体溶解装置３において溶解タンク１３と連通する気体供給部２１を形成し、ケーシング１２の内部の雰囲気を溶解タンク１３の内部と連通させている。空気供給管１９および吸気弁２０は、ケーシング１２の内部に収められている。
【００２９】
また、気体溶解装置３では、吐出管１８の一端部、すなわち、吐出口１６との接続側の末端部には、絞り部２２が設けられている。図３に示したように、絞り部２２には、内部に、吐出管１８と吐出口１６の両方に連通する通水路２３が形成されている。通水路２３は、その長さ方向の中央部に、流水方向に垂直な断面積が小さい小径部２４を備えている。また、通水路２３は、最も吐出管１８の近くに位置する入口２３ａから小径部２４に到り、流水方向に垂直な断面積が次第に縮小する縮径部２５と、小径部２４から最も吐出口１６の近くに位置する出口２３ｂに到り、流水方向に垂直な断面積が次第に拡大する拡径部２６とを備えてもいる。このような絞り部２２もケーシング１２の内部に収められている。
【００３０】
このような気体溶解装置３では、ポンプ１４の作動により、上記のとおり、雨水貯留タンク２の本体２ａの内部に貯留する雨水ｗ１が吸い込み口１５から吸い込み管１７に取り出される。このとき、吸い込み管１７においてポンプ１４の上流側に負圧が生じ、ケーシング１２の内部の空気が、エジェクタ効果などによって吸気弁２０を通じて吸い込み管１７に吸い込まれ、雨水ｗ１に取り込まれる。空気の取り込まれた雨水ｗ１は、気液混合流体となって吸い込み管１７を通じて溶解タンク１３の内部に送り込まれる。絞り部２２では、小径部２４において通水路２３の断面積が縮小されているので、溶解タンク１３の内部の圧力が高められる。その結果、気液混合流体中の空気は、溶解タンク１３の内部において加圧混合作用により雨水ｗ１中に溶解する。特に空気中の酸素は、空気中の分圧の関係により効率よく雨水ｗ１に溶解する。こうして、溶解タンク１３では、溶存気体濃度が、単に溜めただけの雨水と比較して高い、高濃度気体溶存水（具体的には、高濃度酸素溶存水）が生成する。
【００３１】
生成した高濃度気体溶存水ｗ２は、吐出管１８および絞り部２２を通じて吐出口１６から雨水貯留タンク２の本体２ａの内部に送り返される。絞り部２２に形成された通水路２３の縮径部２５は、径が緩やかに縮小しているので、高濃度気体溶存水ｗ２では、その圧力が急激に変化することはなく、溶存している気体（酸素）の気化が抑制される。また、拡径部２６は、径が緩やかに拡大しているので、圧力の急激な変動が抑えられ、溶存している気体の気化が抑制される。その結果、高濃度気体溶存水ｗ２は、発泡の少ない、気体の過飽和水となる。
【００３２】
雨水貯留タンク２の本体２ａの内部に貯留する雨水ｗ１は、高濃度気体溶存水ｗ２の吐出にともない溶存気体濃度が高められ、有用な機能が付与される。酸素が高濃度で溶解した雨水を植物に供給することによって、植物の発芽や成長を促進させることができ、植物を生育する土壌に散布する場合には、土壌を好気的雰囲気に維持、改善することができる。
【００３３】
図４は、本発明の雨水供給装置の第２実施形態を概略的に示した要部断面図である。
【００３４】
第２実施形態において第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、以下の説明では、その説明を省略する。
【００３５】
雨水供給装置２７では、気体溶解装置３の気体供給部２１に、オゾンを含有する空気を溶解タンク１３に導入するオゾン導入部２８が設けられている。オゾン導入部２８は、高電圧放電部２９を備え、高電圧放電部２９は、空気供給管１９の途中の吸気弁２０よりも上流側に設けられている。高電圧放電部２９による高電圧の印加によってオゾンが発生する。このため、ポンプ１４の作動によって吸い込み管１７に吸い込まれる空気は、オゾンを含有する空気となり、溶解タンク１３の内部においてオゾンが高濃度に溶解したオゾン溶存水が生成する。雨水貯留タンク２の本体２ａの内部に貯留する雨水ｗ１は、オゾン溶存水となり、有用な機能が付与される。オゾン溶存水を植物に供給することによって、病原菌や害虫などの繁殖を抑制することができ、また、植物を生育する土壌に散布することによって、土壌における病原菌の繁殖を抑制することができる。
【００３６】
図５は、本発明の雨水供給装置の適用例を示した構成図である。
【００３７】
本適用例は、上記のとおりの雨水供給装置１、２７を植物の栽培に適用し、植物栽培装置３０を構成するものである。
【００３８】
植物栽培装置３０では、上記のとおりの雨水供給装置１、２７が備える雨水貯留タンク２が、給水部３１としての散水管３２に接続され、連通している。散水管３２には、植物３３や植物３３を生育する土壌に高濃度気体溶存水ｗ２を含有する雨水ｗ１を散布する散水孔３４が複数形成されている。散水管３２は、給水管３５を介して雨水貯留タンク２と接続され、給水管３５は、雨水貯留タンク２に設けられた取り出し部６に接続されている。
【００３９】
また、植物栽培装置３０では、給水管３５の途中に、雨水貯留タンク２から高濃度気体溶存水ｗ２を含有する雨水ｗ１を給水管３５に取り出すためのポンプ３６が設けられている。ポンプ３６の作動により、雨水貯留タンク２の本体２ａに貯留する、高濃度気体溶存水ｗ２を含有する雨水ｗ１を、給水管３５を通じて散水管３２に送り込み、散水孔３４から植物３３や土壌に散布することができる。
【００４０】
以上から明らかなように、植物栽培装置３０は、高濃度気体溶存水ｗ２を植物３３または植物３３を生育する土壌に簡便に供給することができ、装置構成の複雑化が抑制されたものとなっている。
【００４１】
本発明は、以上の実施形態によって限定されるものではない。雨水貯留タンクへの雨水の供給方式、気体溶解装置の細部の構成、雨水に溶解させる気体の種類などについては各種の態様が可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１、２７  雨水供給装置
２  雨水貯留タンク
３  気体溶解装置
６  取り出し部
１３  溶解タンク
１４  ポンプ
２１  気体供給部
２８  オゾン導入部
３１  給水部
３３  植物
ｗ１  雨水
ｗ２  高濃度気体溶存水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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