(57)【要約】【課題】屋根面積が大きい建造物に取付ける場合であっても初期雨水タンクの大型化を抑制できる、雨水分離装置を提供する【解決手段】雨水分離装置は、雨水が流下するように立設され、流下する雨水を排水する排水管と、排水管から分岐する取水管と、排水管内の取水管との分岐部よりも下方に、排水管の内周壁との間に隙間を有して設けられ雨水を貯めることのできる初期雨水タンクと、初期雨水タンクの内部に収容され、初期雨水タンク内の水位により上下動するフロートと、フロートの上部に設けられる弁体及び排水管の内周壁に設けられる弁座を有する止水弁とを備え、排水管の内周壁と初期雨水タンクの外周壁との間の一部分には、排水管を流下する雨水の一部を初期雨水タンクに取り込む取込み部が設けられ、初期雨水タンク内の水位の上昇に伴いフロートとともに弁体が上昇して止水弁を閉鎖して流下する雨水を取水管に導入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雨水が流下するように立設され、流下する雨水を排水する排水管と、
前記排水管から分岐する取水管と、
前記排水管内の前記取水管との分岐部よりも下方に、前記排水管の内周壁との間に隙間を有して設けられ雨水を貯めることのできる初期雨水タンクと、
前記初期雨水タンクの内部に収容され、前記初期雨水タンク内の水位により上下動するフロートと、
前記フロートの上部に設けられる弁体及び前記排水管の内周壁に設けられる弁座を有する止水弁とを備え、
前記排水管の内周壁と前記初期雨水タンクの外周壁との間の一部分には、前記排水管を流下する雨水の一部を前記初期雨水タンクに取り込む取込み部が設けられ、
前記初期雨水タンク内の水位の上昇に伴い前記フロートとともに前記弁体が上昇して前記止水弁を閉鎖して流下する前記雨水を前記取水管に導入する、
雨水分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竪樋を流れる雨水を初期雨水とそれ以外の雨水とに分離する雨水分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１は、竪樋を流れる初期雨水を貯める初期雨水タンクと、それ以外の雨水を貯める雨水タンクとを備え、所定の降水量によって初期雨水タンク内の雨水が所定量に達すると、雨水の経路を切り替えることにより、それ以降に流入する雨水を雨水タンクへ貯めることができる雨水利用装置を開示している。
【０００３】
この雨水利用装置によれば、屋根に積もった土塊・落ち葉などのゴミを多量に含む初期雨水を雨水タンクとは別の初期雨水タンク内に貯水できるため、雨水タンクにゴミ等の少ない雨水を貯めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０２３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された雨水利用装置は、竪樋を流れる初期雨水の全てを初期雨水タンクに貯める構造であるため、初期雨水タンクの容量は、取付けられる建造物の屋根面積に基づいて決定される。このため、屋根面積が大きい建造物に雨水利用装置を設ける場合は、初期雨水タンクの貯留容量を大きくする必要があり、初期雨水タンクが大型化するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、屋根面積が大きい建造物に取付ける場合であっても初期雨水タンクの大型化を抑制できる、雨水分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための、本発明の一態様は、雨水が流下するように立設され、流下する雨水を排水する排水管と、排水管から分岐する取水管と、排水管内の取水管との分岐部よりも下方に、排水管の内周壁との間に隙間を有して設けられ雨水を貯めることのできる初期雨水タンクと、初期雨水タンクの内部に収容され、初期雨水タンク内の水位により上下動するフロートと、フロートの上部に設けられる弁体及び排水管の内周壁に設けられる弁座を有する止水弁とを備え、排水管の内周壁と初期雨水タンクの外周壁との間の一部分には、排水管を流下する雨水の一部を初期雨水タンクに取り込む取込み部が設けられ、初期雨水タンク内の水位の上昇に伴いフロートとともに弁体が上昇して止水弁を閉鎖して流下する雨水を取水管に導入する、雨水分離装置である。
【０００８】
本発明に係る雨水分離装置は、排水管を流れる初期雨水の一部のみを初期雨水タンクに貯める構造としている。この構造により、初期雨水を全て初期雨水タンクに貯める従来の構造に比べて、所定の降水量となるまでに初期雨水タンクに貯める雨水の量を減らすことができる。よって、従来の構造よりも初期雨水タンクの貯水容量を小さくすることができる。これにより、屋根面積が大きい建造物などに設置した場合でも、初期雨水タンクの大型化を抑制できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、屋根面積が大きい建造物に取付ける場合であっても初期雨水タンクの大型化を抑制できる、雨水分離装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る雨水分離装置の概略構造を示す断面図
【図２】図１に示す初期雨水タンクの平面図（ａ）及び正面図（ｂ）
【図３】第１の実施形態に係る雨水分離装置の動作を説明する断面図
【図４】本発明の第２の実施形態に係る雨水分離装置の概略構造を示す断面図
【図５】図４に示す整流機構の平面図（ａ）及び正面図（ｂ）
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（概要）
本発明は、竪樋を流下する雨水を、屋根に積もったゴミ等を多量に含む初期雨水とそれ以外の雨水とに分離する雨水分離装置である。この雨水分離装置では、まず初期雨水を初期雨水タンクに貯めていき、初期雨水タンクが満水になれば、初期雨水タンクへの雨水の流入路を閉鎖して、雨水を雨水タンクへ導入する。本発明に係る雨水分離装置は、初期雨水の一部のみを初期雨水タンクに貯める構造とすることで、所定の降水量となるまでに初期雨水タンクに貯める雨水の量を従来構造よりも減らした。これにより、屋根面積が大きい建造物など、初期雨水が多い建造物に設置した場合でも、初期雨水タンクの大型化を抑制できる。
【００１２】
（第１の実施形態）
［雨水分離装置の構造］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る雨水分離装置１００の概略構造を示す断面図である。図２は、図１に示す雨水分離装置１００の初期雨水タンク１３０の構造を示す平面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。雨水分離装置１００は、排水管１１０と、取水管１２０と、初期雨水タンク１３０と、フロート１６０と、弁体１５０と、弁座１４０と、を含んで構成される。なお、以下の説明では、上下方向は、図１に示すように、雨水分離装置１００の取付け状態における上下方向として予め定義し、この定義に従って説明する。また、図２では、初期雨水タンク１３０の構造を分かり易くするため、排水管１１０を切断した状態で図示している。
【００１３】
排水管１１０は、内部を雨水が流下するように立設され、流下する雨水を排出する筒状部材である。排水管１１０は、典型的には、図示しない建造物の竪樋等に接続して用いられる。図１に示すように、排水管１１０は、上端に竪樋等からの雨水が流入する開口である雨水取入口１１０ａを備え、下端に雨水を排出する開口である雨水排出口１１０ｂを備える。
【００１４】
取水管１２０は、図１に示すように、排水管１１０の途中において分岐して設けられる。取水管１２０は、後述する止水弁が閉鎖されることにより雨水排出口１１０ｂから排出されなくなった雨水が、流入する筒状部材である。取水管１２０に流入した雨水は、取水管１２０に接続された図示しない雨水タンクに貯水される。以下では、排水管１１０から取水管１２０が分岐している箇所を分岐部という。
【００１５】
初期雨水タンク１３０は、排水管１１０を流下する雨水の一部を取込み貯水するタンクである。図１及び図２に示すように、初期雨水タンク１３０は、排水管１１０内の分岐部よりも下方に、排水管１１０の内周壁との間に隙間を空けて設けられる。初期雨水タンク１３０は、タンク部１３０ａと、雨水取込み部１３０ｂと、上面開口部１３０ｃと、タンク排出管１３０ｄとを備える。
【００１６】
タンク部１３０ａは、雨水を貯めるための空間を内部に有する部品である。図１及び図２に例示するように、タンク部１３０ａは、円柱形状をしており、例えば、板状の固定部材１７０により排水管１１０の内周壁と所定の間隔を空けて固定される。
【００１７】
雨水取込み部１３０ｂは、排水管１１０を流下する雨水の一部をタンク部１３０ａ内に取込むために設けられる。図２の（ａ）に例示するように、雨水取込み部１３０ｂは、排水管１１０の内周壁とタンク部１３０ａの外周壁との間の一部分に設けられている。雨水取込み部１３０ｂは、上面にタンク部１３０ａと連通する開口部を備える。排水管１１０内を流下した雨水の一部は、雨水取込み部１３０ｂの開口部から初期雨水タンク１３０に取込まれる。
【００１８】
雨水取込み部１３０ｂの形状は、特に限定されないが、例えば、図２の（ａ）に示すように、タンク部１３０ａから排水管１１０に向かって拡がる、水平断面がタンク部１３０ａの軸心を中心とする扇型のスリットとすることができる。扇型のスリットとすることで、扇型の中心角度を変えることにより開口部の開口面積を変えることができるため、雨水取込み部１３０ｂから取込む雨水の量を容易に調整することができる。また、雨水取込み部１３０ａの上下方向の長さを変えることよって、初期雨水タンク１３０の容量を調整することもできる。
【００１９】
上面開口部１３０ｃは、後述するフロート１６０の弁体支持部１６０ｂを通すための開口である。図２の（ａ）に示すように、上面開口部１３０ｃは、タンク部１３０ａ上面の略中央に、タンク部１３０ａの内部と連通して形成される。上面開口部１３０ｃの内径は、フロート１６０の上下方向の移動を可能とするように形成されている。
【００２０】
タンク排水管１３０ｄは、一端がタンク部１３０ａの内部と連通して設けられ、他端が排水管１１０の外部に設けられた管状部材である。タンク排水管１３０ｄは、所定の時間をかけて初期雨水タンク１３０に貯まった雨水を排水管１１０の外方に排出するために設けられる。初期雨水タンク１３０に、貯まった雨水をタンク排水管１３０ｄから排出することで、次回の降雨時にも初期雨水タンク１３０雨水を貯めることができる。タンク排水管１３０ｄは、排水速度を調整することができるようにオリフィス１３０ｅを備える。オリフィス１３０ｅは、ゴミ等が詰まった際のメンテナンス性を考慮して排水管１１０の外部に設けられる。
【００２１】
フロート１６０は、初期雨水タンク１３０内に貯まった雨水の水位により上下方向の移動を可能に構成される。図１に示すように、フロート１６０は、フロート本体１６０ａと、弁体支持部１６０ｂとを含む。
【００２２】
フロート本体１６０ａは、タンク部１３０ａの内部に設けられる。フロート本体１６０ａは、タンク部１３０ａ内の水位の上昇にともなって、後述する弁体支持部１６０ｂ及び弁体１５０の上昇を可能とする部材である。フロート本体１６０ａは、例えば、内部を中空に形成した円柱形状の部品とすることができる。
【００２３】
弁体支持部１６０ｂは、フロート本体１６０ａの上方に接続された部材である。図１に示すように、弁体支持部１６０ｂは、フロート１６０を初期雨水タンク１３０内に収容した状態で上面開口部１３０ｃから外方に出るように構成される。弁体支持部１６０ｂの長さは、初期雨水タンク１３０へあらかじめ設定した量（初期雨水貯水量）の初期雨水が貯まったときに、後述する弁体１５０が弁座１４０に当接して止水弁が閉鎖される長さに設定される。
【００２４】
弁座１４０及び弁体１５０は、初期雨水タンク１３０内の水位の上昇に伴い閉鎖される止水弁を構成する。止水弁が閉鎖されることにより、排水管１１０に流入する雨水は、初期雨水タンク１３０へ流下せずに取水管１２０に導かれる。弁体１５０は、図１に示すように、フロート１６０の弁体支持部１６０ｂの上部に固定して設けられた球状の部材である。弁座１４０は、取水管１２０の分岐部と初期雨水タンク１３０との間の排水管１１０に設けられた環状の部材である。弁座１４０は、略中央に弁体１５０の外径よりも小さい孔を有し、弁体１５０が上昇して弁座１４０の孔を塞ぐことにより止水弁は閉鎖される。
【００２５】
［雨水分離装置の動作］
次に、雨水分離装置１００の動作について、図３を参照して説明する。
【００２６】
雨水分離装置１００へ雨水の流入がなく、初期雨水タンク１３０が空の場合、図３の（ａ）に示すように、フロート１６０は、フロート本体１６０ａがタンク部１３０ａの底面に接しているため、止水弁は開いた状態にある。
【００２７】
雨が降り出すと、雨水取入口１１０ａから黒矢印で示すように雨水が流入し、排水管１１０を流下した雨水の一部が、雨水取込み部１３０ｂから初期雨水タンク１３０に貯まり始め、それ以外の雨水は、初期雨水タンク１３０の外周壁と排水管１１０の内周壁との間の隙間を通って雨水排出口１１０ｂから排出される。雨水が初期雨水タンク１３０に貯まり、初期雨水タンク１３０内の水位が上昇すると、図３の（ｂ）に示すように、水位の上昇に伴ってフロート１６０とともに弁体１５０が上昇する。
【００２８】
初期雨水タンク１３０に貯まった雨水が、初期雨水貯水量に達していない場合には、図３の（ｂ）に示すように、弁体１５０が弁座１４０まで上昇しないため、弁体１５０が弁座１４０に当接せず止水弁は閉鎖されない。このため、雨水は、取水管１２０に導入されることなく、排水管１１０を流下する。
【００２９】
降雨が続き、初期雨水タンク１３０に貯まった雨水の量が初期雨水貯水量に達すると、図３の（ｃ）に示すように、弁体１５０が弁座１４０へ当接する。弁体１５０が弁座１４０に当接することで止水弁は閉鎖される。止水弁が閉鎖されることにより、排水管１１０を流下する雨水は、弁座１４０よりも下方に流下することができずに取水管１２０へ導入される。このため、取水管１２０に接続された雨水タンク（図示せず）には、初期雨水を含まないゴミ等の少ない雨水が導入される。
【００３０】
［第１の実施形態による作用・効果］
このように、雨水分離装置１００は、排水管１１０を流れる初期雨水の一部のみを初期雨水タンク１３０に貯める構造としている。この構造により、初期雨水を全て初期雨水タンクに貯める従来の構造に比べて、所定の降水量となるまでに初期雨水タンク１３０に貯める雨水の量を減らすことができる。よって、取水管１２０に雨水を導入するまでに初期雨水タンク１３０に貯めなければならない雨水量が少なくなるため、従来の構造よりも初期雨水タンク１３０の貯水容量を小さくすることができる。これにより、屋根面積が大きい建造物などに設置した場合でも、初期雨水タンク１３０の大型化を抑制できる。
【００３１】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る雨水分離装置２００の概略構造を示す断面図である。図５は、図４に示す雨水分離装置２００の整流機構の構造を示す平面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。雨水分離装置２００は、排水管１１０と、取水管１２０と、初期雨水タンク１３０と、弁座１４０と、弁体２５０と、フロート２６０と、整流機構２７０とを含んで構成される。以下の説明では、第１の実施形態と同一または対応する構成については、同じ参照符号を付与して説明を省略し、第２の実施形態に係る雨水分離装置の第１の実施形態との相違点である整流機構２７０、フロート２６０及び弁体２５０の構造について説明する。なお、図４は、初期雨水タンク１３０に雨水が貯まった状態の雨水分離装置２００を示している。また、図５では、整流機構２７０の構造を分かり易くするため、排水管１１０を切断した状態で図示している。
【００３２】
整流機構２７０は、排水管１１０を流下する雨水を集めて整流する目的で設けられている。整流機構２７０は、集水部２７０ａと、複数の三角せき２７０ｂとから構成される。
【００３３】
集水部２７０ａは、図５に黒矢印で示すように、排水管１１０を流下する雨水を初期雨水タンク１３０上に集めるために設けられる。図４及び図５の（ｂ）に示すように、集水部２７０ａは、排水管１１０の内周壁において、弁座１４０の下方から初期雨水タンク１３０上に向かって突出した漏斗状の部材である。この集水部２７０ａの内径は、初期雨水タンク１３０の外径よりも小さくなるように形成されている。
【００３４】
複数の三角せき２７０ｂは、集水部２７０ａにより集められた雨水を、初期雨水タンク１３０の外周に均等な流量で流下させることを目的として設けられる。複数の三角せき２７０ｂは、初期雨水タンク１３０の上端の外周縁に複数の三角せきを等間隔で並べて構成される。図５に例示するように、三角せきは、正面視において二等辺三角形状の板状の部材であり、２つの等しい辺が上方を向くように配置される。図５の（ａ）に示すように、初期雨水タンク１３０の雨水取込み部１３０ｂは、例えば、隣接する三角せきの間の谷部から流出する雨水を取込める位置に形成されている。
【００３５】
図５の（ｂ）に示すように、初期雨水タンク１３０の上方に集められて流下した雨水は複数の三角せき２７０ｂの間を通って、タンク部１３０ａの外周、または雨水取込み部１３０ｂに流れる。複数の三角せき２７０ｂは等しい間隔で並べられているため、各三角せきの間の谷部を通る雨水の流量はどの位置においても略同じ量となる。ことができる。
【００３６】
例えば、初期雨水タンク１３０へ貯まる雨水を排水管１１０に流入する初期雨水の１００分の１に設定したい場合には、三角せきを１００個形成し、その中の任意の隣接する三角せきの間の谷部から流出する雨水を取込める位置に雨水取込み部１３０ｂを設ければよい。複数の三角せき２７０ｂを及び雨水取込み部１３０ｂをこのように設けることで、排水管１１０に流入する初期雨水の総量の１００分の１が初期雨水タンク１３０に貯まり、残りの初期雨水は雨水排出口１１０ｂから排水される。
【００３７】
フロート２６０及び弁体２５０は、弁体２５０がフロート２６０に対して固定されていない点において雨水分離装置１００のフロート１６０及び弁体１５０と異なる。フロート２６０は、フロート本体２６０ａと、弁体支持部２６０ｂとを備える。
【００３８】
フロート本体２６０ａは、初期雨水タンク１３０の内部に、上下動可能なように収容される円柱形状のフロートである。弁体支持部２６０ｂは、フロート本体２６０ａの上方に接続された、フロート本体１６０ａよりも外周径の小さい円柱部材と、円柱部材の上方に一体的に設けられた上方のみが開口した円筒部材とにより構成される。
【００３９】
弁体２５０は、図４に示すように、弁体支持部２６０ｂに対して固定されずに、円筒部材に載せられた球状の部材である。
【００４０】
図４に示すように、弁体支持部２６０ｂは、フロート２６０を初期雨水タンク１３０内に収容した状態で、初期雨水タンク１３０の上面開口部１３０ｃから外方に出るように取付けられる。弁体支持部２６０ｂの長さは、初期雨水タンク１３０へ初期雨水貯水量の初期雨水が貯まったときに、弁体２５０が弁座１４０に嵌合して止水弁が閉鎖する長さに設定される。
【００４１】
［第２の実施形態による作用・効果］
第２の実施形態では、第１の実施形態の作用・効果に加えて次のような作用・効果が得られる。すなわち、整流機構２７０により、排水管１１０を流下する雨水を集めて整流することで、雨水取込み部１３０ｂから取込む初期雨水量の精度を向上させることができる。また、弁体２５０をフロート２６０に固定しないことにより、流下する雨水が当たることにより弁体２５０が振動する場合にも、その振動がフロート２６０に伝わることを防ぐことができる。このため、弁体の２５０の振動により、弁体支持部２６０ｂやフロート本体２６０ａが破損することを防止できる。
【００４２】
以上の説明では、雨水分離装置１００、２００は、雨水を分離する装置に適用したが、他の液体にも流用することが可能である。例えば、雨水分離装置１００、２００は、初期の所定量を除外したい液体にも流用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、建造物の竪樋を流れる雨水を貯水して利用する場合であって、屋根面積が大きい建造物に取付けることにより、初期雨水タンクが大型化することを抑制したい場合などに有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１００、２００    雨水分離装置
１１０    排水管
１１０ａ    雨水取入口
１１０ｂ    雨水排出口
１２０    取水管
１３０    初期雨水タンク
１３０ａ    タンク部
１３０ｂ    雨水取込み部
１３０ｃ    上面開口部
１３０ｄ    タンク排水管
１３０ｅ    オリフィス
１４０    弁座
１５０、２５０    弁体
１６０、２６０    フロート
１６０ａ、２６０ａ    フロート本体
１６０ｂ、２６０ｂ    弁体支持部
１７０    固定部材
２７０    整流機構
２７０ａ    集水部
２７０ｂ    複数の三角せき
【図１】
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【図２】
2018119375.tif 000004
【図３】
2018119375.tif 000005
【図４】
2018119375.tif 000006
【図５】
2018119375.tif 000007