JP3333758B2

JP3333758B2 - 雨水濾過貯水システム

Info

Publication number: JP3333758B2
Application number: JP16635199A
Authority: JP
Inventors: 誠保坂
Original assignee: 明協電機株式会社
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 2002-10-15
Anticipated expiration: 2019-06-14
Also published as: JP2000352082A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、雨水に含まれる
種々の汚染物質を簡易濾過により、其の害を軽減し、清
澄な水を得るとともに、濾過装置の内部堆積物の除去や
清掃等の作業を必要としない殆ど無保守の雨水濾過貯水
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水は地球上の生物にとって缺く事の出来
ない大事な資源で、特に我々人間の生活には一時も缺か
す事が出来ないものである。水は地球を取巻く大気圏も
含めて種々のルートで循環して居り、我々の日常生活で
は其の一部を利用させてもらっている。我々の水利用
は、主として河川の表流水、あるいは地下水等の形で利
用している。地球上利用出来る水資源は、水全体のほん
の一部で、将来的にも其の需要は増加の一途をたどって
居り、手近に得られる水資源の入手は益々困難になって
来て居る。

【０００３】又、一方、山野に降る雨は、水蒸気とな
り、あるいは地下水となったり、川の水となって利用さ
れて居るが、都市部に降る雨は、寧ろ殆ど資源として利
用されて居ない。最近、水資源不足の声と共に徐々にで
はあるが、雨水の利用の傾向はやや高まって来つつあ
る。水を得るためには、遥か上流に巨大ダムを建設して
そのダムから水を引いて来て居る。しかし、其の為のダ
ム建設費、ダム建設に伴う環境の破壊、ダムからの水の
輸送費、水処理の為の浄水場の建設、運転費、更に其の
水を配る配水管網等には、我々の想像も出来ない程の莫
大な費用と労力と環境変化を費やして居る。

【０００４】大事な飲料水を豊富に、而も安定的に確保
する為には、上記費用などは、やむを得ない施設投資で
はあるが、我々の日常生活の用水は、水質的にも又量的
にもすべて飲料水的なものでなければならない訳ではな
い。特に、生活用水の大部分を占めるトイレの水、洗濯
の水、散水の水、その他雑用水等の水には身近な水資源
即ち雨水を見逃す事はない筈である。

【０００５】そして、又我々の住んで居る地球上では、
水と空気と緑は三者一体となって生物の暮らしを支えて
居るのであって、雨水の利用だけで考えて居ては（設備
費・受益度等）いけない訳で、雨水の利用こそ水や空気
や緑のことを解決するための突破口である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した雨水利用に
は、下記の（１）から（６）に示すような多くの効果を
もたらすものである。（１）大自然の水循環系の内での自前の水資源の利用に
なり地球環境保全効果、（２）都市型洪水の抑制効果、
（３）渇水対策効果、（４）ヒートアイランド緩和効
果、（５）都市防災の効果、非常時の水源効果、（６）
親水、環境保全の効果。

【０００７】而し乍ら、雨水と云ってもその水質には、
大気中の塵挨、自動車排気ガスによる汚染物質や各種酸
化物、更にはダイオキシンやその他種々の環境ホルモン
等の問題もあり、その儘の利用とか、地下浸透させての
地下水涵養等にも十分な注意を払わなければ、かえって
既存の大事な資源の汚染にもつながる。雨水は、その使
用目的に応じた濾過とか、処理を行った上の利用を考え
るべきであり、せめて簡易濾過程度を行う必要がある。

【０００８】上述した従来の濾過装置は、下向流方式
で、流入する原水に含まれた爽雑物は、濾過槽上部に堆
積し、時には目詰まりを起し、時々濾過槽を逆洗して除
去しなければならない。このため、従来の濾過装置は、
保守上難点が多く、又その装置の容量の選定も融通性が
乏しいので、集水面積とか貯水規模にマッチしない点も
多々見受けられる問題がある。

【０００９】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、初期雨水を自動的に排水するとともに、逆洗操作
も自動的に行われるようにして、濾過能力維持および維
持管理を容易にし、しかも保守の簡便化を図った雨水濾
過貯水システムを提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、この発明の雨水濾過貯水システムは、雨水を収集
する手段と、この手段で収集された雨水を、落差を利用
して流して貯留する雨水貯留手段と、この雨水貯留手段
より低い値に配置され、前記雨水貯留手段で貯留された
雨水を、雨水供給路を介して下部から上部に向かう上向
流方式で供給し、その供給途中で雨水を濾過層で濾過す
る雨水濾過手段と、この雨水濾過手段で濾過された濾過
水を貯水する貯水手段とを備え、降雨初期の汚染物質を
排除するために、前記雨水貯留手段から雨水濾過手段に
雨水を供給する供給路に２つの弁を設け、降雨初期に収
集貯留した雨水は、２つの弁を制御して、雨水濾過手段
に供給させないで排水させ、また、濾過による内部堆積
物を排除するために、前記２つの弁の内、雨水供給側の
弁を閉じ、排水側の弁を開放制御して雨水濾過手段を逆
洗洗浄するようにしたことを特徴とするものである。

【００１１】

【００１２】

【００１３】濾過水質に応じて濾材の入れ替えや追加変
更を容易にして維持管理、清掃等の簡素化を図るため
に、前記雨水濾過手段が着脱自在な網袋内に濾材を収納
し、その網袋を複数積層してなることを特徴とするもの
である。

【００１４】処理水量の規模に応じて、前記雨水濾過手
段を複数個設けたことを特徴とするものである。

【００１５】上記のように、この発明では、上記の事項
を考慮して濾過流向に上向流方式を採用し、弁の制御を
自動制御することにより排水・洗浄・濾過に人手を必要
としないシステムとすることができる。又降雨初期の汚
染物質の排除の為の初期排水を確実に自動で作動せしめ
て雨水の有効回収率を高め、更にこの発明では、使用材
料に、一般標準素材を利用して極力安価に仕上げ、濾過
手段自体をユニット化して、濾過水量に対応してその組
合せ数を変更し、施設規模にマッチした容量の選定を容
易ならしめることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の第１形態
を示すシステム構成説明図で、１は家屋で、この家屋１
の雨樋２に流れ込んだ雨水は、雨樋２のドレイン３から
立樋４に流れ落ちる。ドレイン３の部位には、図示しな
いが大ゴミ除け金網が設けられている。前記立樋４の下
部には、地中に埋設された配管５が連結されている。配
管５は途中に弁６を介して排水溝７に導かれている。配
管５は弁６の手前で分岐させ、弁８を介して立ち上げ配
管９に接続する。この配管９は、約1.5mぐらいの高さを
有する集水管１０の比較的上部に接続される。この集水
管１０の更に上部にはオーバフロー配管１１が接続され
ていて、この配管１１も排水溝７に導かれている。

【００１７】集水管１０の下部には、詳細を図２に示す
雨水濾過部１２に導く配管１３に接続される。配管１３
の途中には弁１４が設けられる。弁１４の出口側には、
Ｔ字形分岐管１５の一端が接続され、その他端には、弁
１６と配管１７を介して排水溝７に導かれる。また、分
岐管１５のＴ字端は、前記雨水濾過部１２を構成する円
筒体からなる濾過槽１８の底部に接続される。濾過槽１
８内には、種々の濾材が積層されて収納され、濾過槽１
８の下部から流入した雨水が濾過槽１８内で濾過されて
上部に濾過水が得られる。この濾過槽１８の上部に得ら
れた濾過水は、配管１９を介して貯水槽２０に導かれ
る。貯水槽２０内の水は給水ポンプ２１により汲み上げ
られる。なお、貯水槽２０には、上水道から配管２２を
介して水道水が供給されるよう構成し、雨が少ないとき
に上水道から水が供給出来るように構成してある。２３
は弁であり、２４は濾過槽１８を支持する支持台であ
る。また、上述した各弁は電動弁であり、図示しない制
御回路部にてこれら電動弁は制御される。

【００１８】前記濾過槽１８は、図２に示すように、内
部に濾過層を有し、この濾過層は、将来の保守をも考慮
して濾材を網袋内に収めて順次積層し、濾材交換等が手
軽に行える様に配慮してある。網袋は、内部収納のフィ
ルタ、洗砂、小石、粒状活性炭など収納物に応じて目の
細かい物から荒目の物を使用し、又、要求される水質に
応じて濾材を選定・装備できるように構成されている。

【００１９】前記網袋２５は、図３（ａ）に示すよう
に、ステンレス製で濾過槽１８からの出し入れが容易と
なるように、把持部２５ａ，２５ｂが形成され、この把
持部２５ａ，２５ｂは袋部２５ｃに濾材である洗砂、小
石や砂利などを収納した後に、折り畳んで、図３
（ｂ）、（ｃ）に示すように円盤状に構成される。図３
（ｃ）では小石を網袋２５に収納したので、把持部２５
ａ，２５ｂの一部分の網をくりぬいてあるが、砂などの
細かいものの場合には、把持部２５ａ，２５ｂは網のま
まとする。

【００２０】次に上記のように構成された実施の形態の
作用を述べるに、濾過槽１８内には、予め水が充填され
ているものとする。図１、図２において、降雨があると
雨樋２により集められた雨水は、先ず集水管１０の流入
口１０ａより集められて集水管１０の内部の水位が上昇
して来る。（このとき弁１４、１６は共に閉成中であ
る）集水管１０内の水位がオーバーフロー近くまで上昇
して来ると、集水管１０の内部に設けられている液面リ
レー６１Ｆにより検知する。これにより、排水用電動弁
１６を開き、濾過槽１８の下部に停滞していた沈殿物や
濾過層の下部に付着していた夾雑物は、排水と共に槽外
の排水口より配管１７を通して排水溝７に排出される。
同時に濾過槽１８の上部迄溜っている水も勢いよく排水
される事となるので、濾過層の逆洗効果が発揮される事
となる。

【００２１】次に、所定時限の後、引続き弁１４が開か
れて、集水管１０側に溜った沈殿物も一気に排水される
事となる。更に、集水管１０の流入側の降雨初期におけ
る汚染物質・夾雑物の多くが含まれた流入雨水をも、濾
過槽１８内に入り込む事なく配管１７より排水溝７に排
水される為の初期排水を行う。勿論装置を設置した地域
にもよるが、都内の非常に交通量の激しい地域での数多
くの実験データーによれば、長い晴天続きの後の降雨の
際等を考慮しても降り始めの1.0〜1.5ミリ相当の降雨量
を初期排水するのが理想的である。

【００２２】この実施の形態の集水管１０は、一種の計
量桝的役目をも具備しており、装置の設置の際、降雨受
水面積に応じ又設置地域の状況を考慮して、排水回数を
カウンターで設定して置くので、降雨の強弱等に関係な
く而も確実に所定の初期雨量分を排除し、降雨を有効に
捕捉する事が出来る。

【００２３】以上の動作を所定回数行った後、排水用の
電動弁１６のみを全閉とし、雨水は濾過槽１８内に入
り、上向流となって濾過を開始し、濾過された水は出口
より配管１９を通って貯水槽２０に導かれる。なお、初
期排水システムの繰返しの周期はタイマーにより２時間
〜１６８時間の間自由に設定出来る。

【００２４】図４はこの発明の実施の第２形態を示す構
成説明図で、第１形態と同一部分には同一符号を付して
説明を省略する。図４において、集水管１０の長さを短
縮して家屋１の壁等に取り付けるとともに、集水管１０
の雨水流入口１０ａには、立樋４を接続し、集水管１０
の底部の雨水流出口１０ｂには、雨水濾過部１２に導く
配管５を接続する。このように、集水管１０を構成する
ことにより、集水管１０を簡単に構成することができ
る。

【００２５】図５（ａ），（ｂ）はこの発明の実施の第
３形態を示す雨水濾過部の正面図および平面図で、この
第３形態は雨水濾過部１２の濾過槽１８を２槽にした構
成したものであり、図６は濾過槽１８を４槽に構成した
ものである。

【００２６】上記第３形態のように、集水規模に応じて
濾過槽１８を直列や並列接続することにより、濾過能力
を増減して対応できるようにユニット化しても良い。

【００２７】上記のように、集水管１０、雨水濾過部１
２を構成し、雨水原水の濾過時の流れを上向流方式とし
たため、濾過により除去された夾雑物の重い物質は、濾
過槽１８の下部に沈殿し、殆んどの物質は濾過層の下部
に堆積する。従って、当初始動開始時弁１６を全開によ
り初期放水を行う為（弁１４は全閉中）、下部沈殿物は
排水と共に除去され、また、濾過槽１８内の最上部迄貯
溜されていた水は逆流する事となり、濾過槽１８内の濾
材を逆洗動作を兼ねての排水となって、堆積していた夾
雑物は排除されることになる。

【００２８】続いて所定時限の後、弁１４も全開となる
と、集水管１０内等の沈殿物も管内水の排水と共に除去
されるようになる。即ち上記の如く本装置が作動する都
度、逆洗、排水の動作が自動的に行われる事となり、装
置維持管理上有効となって、保守運転上の消力化が図れ
る事となり殆ど人手を必要としない保守上の利点が得ら
れる。この場合、上記の作動を順次個別に行うのは、逆
洗効果を高める為である。

【００２９】又上記排水操作中（弁１６、弁１４共全開
状態中）は、降雨初期の汚染物質を多く含んだ雨水を濾
過槽１８に廻さず、直接排水溝７に排水させるので、濾
過水の水質維持に有効である。更に、排水操作中、弁１
４の所定回数の繰返し開閉操作により集水管１０を計量
桝的に利用して初期の雨水排水の節減を図り、雨水のよ
り有効な活用を目指すことができる。

【００３０】なお、濾材は常時水中に在り、従って濾材
表面に生育する微生物により通過する雨水の浄化力を発
揮する事となり、流入水に比べて清澄な濾過水を得る事
ができるようになる。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
以下に示すような効果が得られる。（１）この発明では、自動的に雨水濾過部の初期排水・
逆洗操作が行われ、濾過能力維持が容易にして省力化の
効果大である。（２）装置の維持管理が容易にして装置の保守も簡便で
ある。平素のメンテナンスは殆とが不必要でメンテナン
スフリーである。（３）規模に応じて拡張性を自由に発揮できるよう雨水
濾過部は、標準ユニット化され、処理水量に応じて直
列、並列の組み合わせが可能である。従って、設備費も
安くなる。（４）要求される濾過水の水質に応じて濾材の交換と
か、濾材材質の組合せ変更等が容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の第１形態を示すシステム構成
説明図。

【図２】雨水濾過部の詳細な構成説明図。

【図３】濾過砂等の収納用網袋を示すもので、（ａ）、
（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図。

【図４】この発明の実施の第２形態を示す構成説明図。

【図５】この発明の実施の第３形態を示すもので、
（ａ）は正面図、（ｂ）平面図。

【図６】第３形態の異なる例を示す平面図。

【符号の説明】

１…家屋２…雨樋３…ドレイン４…立樋５、９、１１、１７、１９、２２…配管７…排水溝１０…集水管１２…雨水濾過部６、８、１４、１６、２３…弁１８…濾過槽２０…貯水槽２１…給水ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E03B 3/03 B01D 24/48 B01D 29/60 B01D 36/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】雨水を収集する手段と、この手段で収集
された雨水を、落差を利用して貯留するとともに計量桝
として機能させる雨水貯留手段と、この雨水貯留手段よ
り低い位置に配置され、前記雨水貯留手段で貯留された
雨水を、雨水供給路を介して下部から上部に向かう上向
流方式で供給し、その供給途中で雨水を濾過層で濾過す
る雨水濾過手段と、前記雨水貯留手段から雨水濾過手段
に雨水を供給する供給路に設けられた２つの弁と、この
２つの弁を制御して降雨初期に収集貯留した雨水は、前
記雨水濾過手段に供給させないで排水させる手段と、前
記２つの弁の内、雨水供給側の弁を閉じ、排水側の弁を
開放制御して前記雨水濾過手段を逆洗洗浄する手段と、
前記雨水濾過手段で濾過された濾過水を貯水する貯水手
段とを備えたことを特徴とする雨水濾過貯水システム。
【請求項２】前記雨水濾過手段は、着脱自在な網袋内
に濾材を収納し、その網袋を複数積層してなることを特
徴とする請求項１記載の雨水濾過貯水システム。
【請求項３】前記雨水濾過手段を複数個設けたことを
特徴とする請求項１、２記載の雨水濾過貯水システム。