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発明の名称 雨水利用装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−47030(P2001−47030A)
公開日 平成13年2月20日(2001.2.20)
出願番号 特願平11−224979
出願日 平成11年8月9日(1999.8.9)
代理人
発明者 奥野 祐一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 雨水を洗濯、風呂、散水、トイレ等に利用する雨水利用装置において、降雨開始後、所定時間経過するまでの初期雨水と初期降雨以降の雨水を分割貯留する手段を設けるとともに、前記初期降雨は散水の用途に利用し、前記初期降雨以降の雨水は洗濯、風呂、トイレに利用する手段を設けたことを特徴とする雨水利用装置。
【請求項2】 前記雨水利用装置において、前記初期雨水以降の雨水を貯留する槽が満水になった場合、前記初期雨水を貯留する初期雨水貯留槽に初期雨水以降の雨水をオーバーフローさせ貯留する手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の雨水利用装置。
【請求項3】 前記雨水利用装置において、洗濯、風呂への利用の場合にはオゾンや過酸化水素等の活性酸素を発生させる酸化分解装置もしくは活性炭等を用いる吸着装置、あるいは膜濾過で分離する分離装置に通水して供給する手段を設けたことを特徴とする請求項1から2に記載の雨水利用装置。
【請求項4】 前記雨水利用装置において、洗濯、風呂、トイレへの送水時、定期的に殺菌作用のある金属イオンを電解により溶出させるか、もしくはpH3以下の酸性電解水を生成させ送水し、定期殺菌する手段を設けたことを特徴とする請求項1から3に記載の雨水利用装置。
【請求項5】 前記雨水利用装置において、洗濯への利用水はイオン交換装置によりカルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去し硬度を低下させてから供給する手段を設けたことを特徴とする請求項1から4に記載の雨水利用装置。
【請求項6】 前記雨水利用装置において、雨水貯留槽に定期的に前記殺菌器から殺菌作用のある金属イオンもしくは酸性水を滞留させ、雨水貯留槽内の微生物の繁殖を防止する手段を設けたことを特徴とする請求項1から5に記載の雨水利用装置。
【請求項7】 前記雨水利用装置において、屋根や雨樋等の集水部から雨水貯留槽に到る過程で流下の運動エネルギーを発電機および蓄電池により電気的エネルギーに変換、蓄電し、雨水利用時の送液ポンプの運転や浄化処理及び殺菌器の稼働エネルギーとして利用する手段を設けたことを特徴とする請求項1から6に記載の雨水利用装置。
【請求項8】前記雨水利用装置において、雨水貯留槽の一部を屋根軒下や建物中間層に儲け、一定水位以上になった時点で弁を空け雨樋に放流し一定流速を確保して発電する手段を設けたことを特徴とする請求項1から7に記載の雨水利用装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、集合住宅もしくは戸建て住宅用に用いる雨水利用装置に関する。
【0002】
【従来技術】従来より、雨水利用装置は、屋根面から雨水を集水し、用途はトイレ洗浄水を主体とするが、良好な水質を得られる場合には、冷却塔補給水、消化用水などに使用される。また、非常時には浄化、殺菌し、飲用水として利用することも可能である。通常の処理フローは、スクリーン、沈砂槽、さらに水質によってはストレーナーを経て貯留され、消毒し、処理水槽に蓄えられ、各用途に利用されるというものである。処理方法は用途によって区別されず一定であるのが一般的である。
【0003】しかし、雨水は降雨開始後一定時間経過するまでは、気中の埃を捕捉したり、屋根表面の汚れを洗い流すため、汚濁成分が多く、清浄度を必要とする用途に利用するには不向きである。このため、雨水利用装置は特開平10−337557に見られるように酸性度が高い初期雨水を一緒に貯留し、利用可能なpHに中和して散水、洗濯、風呂、トイレに利用するか、もしくは、特開平10−258268、特開平10−037255、特開平08−158416に見られるように機械的に初期雨水を排除するか、または特開平10−317434に見られるようにpHセンサーを設け、初期雨水を排除し、初期雨水以降の雨水を利用するのが一般的であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、初期雨水と言えども一定以上の水質を保持しており、用途を限定すれば、別槽を儲け貯留し再利用する価値のある水である。また、高度な清浄度を必要とする洗濯水、風呂水は微量の有機物がある場合、雑菌の繁殖や汚れを引き起こすことが考えられたり、洗濯水の場合、洗剤の洗浄効果が低減する可能性があるため、利用するに際し、用途に応じた浄化をする必要がある。また、洗濯機や浴槽、トイレを使用後、汚濁した水が残った場合、雑菌が繁殖し、腐敗臭や汚れが残るため雑菌の繁殖を抑える必要がある。また、特に洗濯水に供給する場合、カルシウムイオンやマグネシウムイオンなどいわゆる硬度成分がある場合、洗剤の洗浄作用が低下するため、除去するのが好ましい。また、雨水貯留槽や供給配管の汚れがあっては再利用水の水質が悪くなるため、汚れの原因を引き起こす細菌の繁殖を防止する必要がある。また、雨水の位置エネルギーを電気的エネルギーとして利用する際、屋根から直接雨樋を流下してくる雨では降雨量によって流速が変化するため、小流量の時や過大の降雨量になった場合、発電機の回転翼の回転数が安定しないため、変換効率が低下する欠点がある。
【0005】本発明は上記課題を解決するためなされたもので、初期雨水や雨水のエネルギーを有効利用し、洗濯水、風呂水、トイレ、散水の用途として適した方法で雨水を処理し利用する雨水利用装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、本発明においては、まず初期雨水と初期以降の雨水を別貯留し、初期雨水は高度の清浄度が必要ない散水の用途に供給し、初期以降の雨水は清浄度の求められる洗濯、浴室、トイレに供給するようにした。これにより、初期雨水を有効活用することができ、初期雨水を除去することにより洗濯、浴室、トイレへの利用水に適した水を供給することが可能となる。第一の発明である。
【0007】次に、初期雨水以降の雨水を貯留する貯留槽が満水になった場合、オーバーフローし初期雨水貯留槽に貯留することにした。これにより、清浄度が初期雨水より高い初期雨水以降の雨水を捨てる量を減らし有効活用することができる。第二の発明である。
【0008】次に、雨水を洗濯、風呂の用途に供する場合、高度な浄化が必要とされるためオゾンや過酸化水素などの活性酸素で有機物を高速に酸化分解か、吸着もしくは膜分離で浄化するようにした。これにより、人体に間接的あるいは直接的に接する洗濯水や風呂水の用途に安全に提供することが可能となる。第三の発明である。
【0009】次に、洗濯、風呂、トイレへの送水時、定期的に殺菌作用のある金属イオンを電解により溶出させるか、もしくはpH3以下の酸性電解水を生成させ送水し、定期殺菌する。金属イオンを溶出させた場合、金属イオンが長時間滞留するため殺菌作用が継続し腐敗を防止できる。また、pH3以下の電解酸性水の場合、塩素と低pHの相乗作用により強力な殺菌効果があるため短時間の殺菌を行うことができ、これを定期的に行えば腐敗は起こらず洗濯機や浴槽、トイレが清浄に保つことが可能となる。第四の発明である。
【0010】次に、洗濯への供給時にイオン交換装置によりカルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去した軟水を供給することにより洗剤の泡立ちが保たれ、少量の洗剤で洗濯が可能となる。第五の発明である。
【0011】次に、雨水貯留槽に定期的に殺菌器から殺菌作用のある金属イオンもしくは酸性水を滞留させることにより、雨水貯留槽内の微生物の繁殖を防止し、腐敗を防ぐことができ常に清浄な雨水を用途先に供給することが可能となる。第六の発明である。
【0012】次に、屋根や雨樋等の集水部から貯水タンクに到る過程で流下の運動エネルギーを発電機および蓄電池により電気的エネルギーに変換、蓄電し、雨水利用時の送液ポンプの運転や浄化処理及び殺菌器の稼働エネルギーとして利用することにより雨水利用装置の節電が可能になる。第七の発明である。
【0013】次に、雨水貯留槽の一部を屋根軒下や建物中間層に儲け、一定水位以上になった時点で弁を空け雨樋に放流し一定流速を確保して発電することにより、降雨量が少ない時や過大の時などに発電効率を低下させることなく発電することが可能となる。第八の発明である。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の内容をより理解しやすくするため、以下に実施例を用いて詳説する。
【0015】
【実施例】図1は、雨水利用装置の概略図である。屋根に降雨した初期雨水と初期雨水以降の雨水はそれぞれ初期雨水貯留槽11と初期雨水以降の雨水貯留槽12に別別に貯留される。初期雨水と初期雨水以降の雨水の判断は本実施例では濁度計31を設置し、濁度が一定値を下回った時点でバルブ32を切り替え流下先を変える。判断方法は、特開平10−317434に見られるようにpHメーターや、特開平10−258268、特開平10−037255、特開平08−158416に見られるような分別装置を用いて行ってもよい。初期雨水以降の雨水貯留槽12が満水になった場合は、初期雨水貯留槽11にオーバーフローし、汚れ成分が蓄積された初期雨水貯留槽液が初期雨水以降の雨水で置換される構造とする。
【0016】初期雨水はポンプ21で吸い上げ、汚れ成分があっても支障がない散水の用途に無処理で利用する。初期雨水以降の雨水は洗濯水、風呂水、トイレに利用する。洗濯水や風呂水として利用する場合は汚れ成分を浄化装置22で浄化し、殺菌器23で殺菌して送水する。さらに、洗濯水の場合、イオン交換装置24を通過させることにより、泡立ちを阻害するカルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去する。また、トイレへの利用の場合は、図1のように初期雨水以降の雨水を無処理で直接利用しても良いし、図2のように浄化装置22、殺菌器23で浄化・殺菌して送水しても良い。その時、殺菌器23を常時稼働するかどうかはトイレの汚れの具合いで設定を切り替えられるようにしておくと良い。各利用先の水質に適した処理を行うことにより、雨水を有効に利用できる。
【0017】洗濯、風呂は浄化・殺菌した雨水を供給しても、器具使用後に衣服に付いた汚れや人体から出る汚れが付着し残る。そこに微生物が繁殖し、カビ臭や腐敗臭を発生させる。そこで、汚れ成分蓄積の原因となる微生物が繁殖しないように殺菌器23から、洗濯、風呂に利用時及び定期的に殺菌作用のある金属イオンを溶出させた水を供給するか、pH3以下に調整された電解水を供給する。同様にトイレには利用時に殺菌作用のある水を定期的に供給し、雑菌の繁殖による汚れを防ぐ。同様に初期雨水貯留槽11や初期雨水以降の雨水貯留槽12も、定期的に殺菌器23から殺菌作用のある水を供給し、雑菌の繁殖を防ぐ。
【0018】初期雨水が分別貯留された後、初期雨水以降の雨水は軒下に設けられた一時貯留槽34に貯留される。一時貯留槽34が満水になった時点で、バルブ33が開となり、樋35へ放流される。流下する雨水は一時貯留槽34が空になるまで、一定流速で流下し、樋35の地上部に設置された発電機36の羽根を一定速度で回転させ発電し蓄電池37にエネルギーを蓄える。蓄電池のエネルギーは雨水利用装置のポンプ21、浄化装置22、殺菌器23やその他機器の運転のための補助電源として使用される。
【0019】
【発明の効果】第一の発明により、通常は排除され利用されていない初期雨水を初期降雨以降の雨水と別貯留し、散水など、初期雨水の水質でも浄化することなく利用な用途に供給することにすれば、有効活用することができる。
【0020】また、第二の発明により、初期雨水以降の雨水のオーバーフロー水を初期雨水貯留槽に流入すれば、より清浄な初期雨水以降の雨水を無駄なく利用することが可能である。
【0021】また、第三の発明により、浄化が必要な洗濯や風呂水に供給する時、酸化分解、吸着、膜分離などの浄化処理を施し、各用途に適した水質の水を使用することができる。
【0022】また、第四の発明により、殺菌作用のある金属イオンやpH3以下の電解酸性水を定期的に洗濯機、浴槽、トイレに送水し殺菌すれば、洗濯機内や風呂の水が腐敗した時に発するカビ臭やトイレの補給水の汚れなどを防止することが可能になる。
【0023】また、第五の発明により、洗濯水に供給する際、カルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去するイオン交換装置を通し供給すれば、洗濯の泡立ちを阻害する成分が減るため、洗剤量を減らすことが可能である。
【0024】また、第六の発明により、雨水貯留槽に殺菌作用のある金属イオンや酸性水を定期的に滞留させれば、貯留槽の腐敗を防止することができ、貯留雨水を清浄に保つことが可能である。
【0025】また、第七の発明により、雨の屋根からの流下エネルギーで発電すれば、雨水利用装置の運転を自然エネルギーで補うことが可能である。
【0026】また、第八の発明により、雨水を地上より高い位置に一度貯留し、一定量溜まった時点で放流し発電すれば、流速が安定し、発電機が安定して稼働することができるため、発電効率を向上させることができる。




 

 


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