特開 2024-85432 バルブシステム及びこれを取り付けた初期雨水除去装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024085432

(43)【公開日】2024-06-27

(54)【発明の名称】バルブシステム及びこれを取り付けた初期雨水除去装置

(51)【国際特許分類】

   E03B 3/03 20060101AFI20240620BHJP

【ＦＩ】

E03B3/03 B

E03B3/03 A

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022199854

(22)【出願日】2022-12-15

(71)【出願人】

【識別番号】390013815

【氏名又は名称】学校法人金井学園

(71)【出願人】

【識別番号】000165295

【氏名又は名称】兼工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100124718

【弁理士】

【氏名又は名称】増田 建

(74)【代理人】

【識別番号】100136216

【弁理士】

【氏名又は名称】増田 恵美

(72)【発明者】

【氏名】笠井 利浩

(72)【発明者】

【氏名】川合 弘高

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼畑 淳樹

(57)【要約】

【課題】本発明は、コンピュータ制御による初期雨水排除向けに、安価でシンプルな新しい構造の、排水用のバルブシステムを提供する。
【解決手段】本発明に係るバルブシステムは、底部に排水弁により開閉可能な底部開口部と底部通水孔とが設けられ、直線状の主管と枝管とから成るチーズの上端接続部を、底部開口部の下方に取り付けて、排水弁を開閉することにより、チーズからの排水・貯水を行う貯水容器において、チーズの主管の上端部に収容された中空の排水弁ハウジング管と、主管の下端部に収容され、底面に底面通水孔を設けたピストン弁ハウジング管と、貯水容器の底部通水孔とピストン弁ハウジング管の底面通水孔とを接続して電磁バルブが装着された通水管とから構成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

その底部に、排水弁により開閉可能な底部開口部と底部通水孔とが設けられ、
上端部と下端部に夫々上端接続部と下端接続部が設けられた直線状の主管と、該主管から枝分かれした枝管とから成るチーズの該上端接続部を、該底部開口部の下方に取り付けて、
該排水弁を開閉することにより、該チーズからの排水及び貯水を行う貯水容器において、
前記チーズの主管の上端接続部に収容された中空の排水弁ハウジング管と、
該チーズの主管の下端接続部に収容され、底面に底面通水孔を設けたピストン弁ハウジング管と、
貯水容器の底部に設けた底部通水孔と該ピストン弁ハウジング管の底面通水孔とを接続し、電磁バルブが装着された通水管と、から構成されるバルブシステムであって、
前記排水弁ハウジング管は、上端が開放され、内部に保持するフロート排水弁により、下端に設けた排水口を開閉可能であり、
前記ピストン弁ハウジング管は、該排水口を介して、該フロート排水弁を上方に押圧するための押圧棒を上端から突出させたピストン弁を、内壁を案内として上下に昇降可能であり、
前記電磁バルブを開放すると、前記通水管に貯水容器の貯水が通水して前記ピストン弁ハウジング管のピストン弁を押し上げ、該ピストン弁の押圧棒が前記フロート排水弁を上方に押圧することにより、前記排水弁ハウジング管の排水口から前記チーズの枝管を介して、貯水容器の貯水が排水されるバルブシステム。

【請求項2】

集水口を設けた上底部と底部と、その両者を接続する側部からなり、
その底部に、フロート排水弁により開閉可能な底部開口部と底部通水孔とが設けられ、
上端部と下端部に夫々上端接続部と下端接続部が設けられた直線状の主管と、該主管から枝分かれした枝管とから成るチーズの該上端接続部を、該底部開口部の下方に取り付けて、
該フロート排水弁を開閉することにより、該チーズからの排水及び貯水を行う貯水容器において、
前記チーズの主管の上端接続部に収容する排水弁ハウジング管と、
該チーズの主管の下端接続部に収容するピストン弁ハウジング管と、
該ピストン弁ハウジング管の底面と貯水容器の底部に夫々設けた底面通水孔と前記底部通水孔とを接続する通水管と、
該通水管に装着した電磁バルブと、
を含むバルブシステムであって、
前記排水弁ハウジング管は、
上端が開放され、底面に排水口が設けられた中空容器を本体とし、
該中空容器の内壁から内径方向に突出した１又は複数のリブが、該中空容器の底部と離間するようにシリンダを中空に支持しており、
該シリンダ内を上下に昇降可能なフロート排水弁により、該排水口を開閉可能であり、
前記ピストン弁ハウジング管は、
上底面と底面に夫々上底孔と前記底面通水孔を有する柱状容器を本体とし、
該柱状容器の内壁を案内として上下に昇降可能で、その上端から押圧棒を上方に突出させたピストン弁を内部に収容し、
該押圧棒は、該上底孔と前記排水口を貫通して、前記フロート排水弁の下端と当接可能であり、
電磁バルブを閉鎖すると、前記排水弁ハウジング管のフロート排水弁が、前記排水口に嵌合して、貯水容器が貯水され、
電磁バルブを開放すると、前記通水管に貯水容器の貯水が通水して前記ピストン弁ハウジング管のピストン弁を押し上げ、その押圧棒が前記排水口に嵌合した前記フロート排水弁を上方に押圧することにより該排水口が開放されて、前記チーズの枝管を介して、貯水容器の貯水が排水されるバルブシステム。

【請求項3】

前記排水弁ハウジング管において、
前記中空容器は、その内壁から突出した１又は複数のリブにより支持するシリンダの下端と、該中空容器の底部との間に底部空間が形成されており、
該底部空間における該シリンダの下端と該中空容器の底部間の離間された距離が、該シリンダ内で上下に昇降可能なフロート排水弁の鉛直長さより短いことを特徴とする、請求項２に記載のバルブシステム。

【請求項4】

前記排水弁ハウジング管は、
前記中空容器の外壁から外径方向に突出した中空円状のフランジを、貯水容器の底部開口部を囲繞してその底部の下方に取り付け可能であり、
その下方を前記チーズの主管の上端接続部に収容することができ、
前記中空容器の内壁から突出した１又は複数のリブにより内部中空に支持されたシリンダと、該内壁の間に内壁空間が形成されており、
この内壁空間と前記底部空間とを通じて、開放された上端から侵入した水を、
その底面に設けた排水口から前記チーズへ排水することができる、請求項２に記載のバルブシステム。

【請求項5】

前記排水弁ハウジング管は、貯水容器底面に取り付けた前記フランジが、前記中空容器の解放された上端から外形方向に突設されており、
前記中空容器の内壁から突出した１又は複数のリブの上方と、及び、該１又は複数のリブにより支持するシリンダの上端が、前記フランジより上方に突出している、請求項２に記載のバルブシステム。

【請求項6】

前記ピストン弁ハウジング管において、
前記柱状容器の上底面には上面通水孔が設けられており、
前記ピストン弁と該柱状容器の内壁間には間隙が設けられており、
該ピストン弁が重力により下降すると共に該ピストン弁の下方の水は、該間隙を介して、該ピストン弁の上方に上昇し、該上面通水孔を通じて該柱状容器から前記チーズ内に通水する、請求項２に記載のバルブシステムであって、
電磁バルブを閉鎖すると、前記ピストン弁が重力により下降すると共に該ピストン弁の下方の水が上昇して前記チーズ内の水と通水し、該ピストン弁が前記柱状容器の底面の位置に復帰するバルブシステム。

【請求項7】

貯水容器の上底部に設けた集水口に集水弁ハウジング管を取り付けた請求項２に記載のバルブシステムであって、
前記集水弁ハウジング管は、
上端と下端とがともに開口され、上端の開口直径が下端の開口直径より小さい集水弁収容容器を本体とし、
該集水弁収容容器の下端近傍から外延され、前記集水口に固定可能なフランジと、
該集水弁収容容器の内壁に突出して設けられた複数のガイドと、
該ガイドに案内されて該集水弁収容容器の内部を昇降し、その断面直径が該上端の開口直径より大きいフロート集水弁と、を含み、
前記フランジが貯水容器の集水口の外周縁部に固定されて、
前記集水弁収容容器の上端の開口から侵入した水を、該集水弁収容容器の内壁と前記フロート集水弁との間隙に沿って、前記複数のガイド間を介して該集水口へ案内し、貯水容器に貯水すると共に、
該集水口から該集水弁収容容器の内部に上昇した貯水容器の貯水により、前記フロート集水弁が浮揚されて、該集水弁収容容器の上端の開口を塞ぎ得るバルブシステム。

【請求項8】

前記通水管に装着した電磁バルブと送受信可能なコンピュータを備え、
該コンピュータから送信された開口信号又は閉口信号を受信した該電磁バルブが、該通水管を開放又は閉鎖する、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載のバルブシステム。

【請求項9】

貯水容器の上底部に設けた集水口に集水弁ハウジング管を取り付けた請求項８に記載のバルブシステムにおいて、
前記集水弁ハウジング管は、
上端と下端とがともに開口され、上端の開口直径が下端の開口直径より小さい集水弁収容容器を本体とし、
該集水弁収容容器の下端近傍から外延され、前記集水口に固定可能なフランジと、
該集水弁収容容器の内壁に突出して設けられた複数のガイドと、
該ガイドに案内されて該集水弁収容容器の内部を昇降し、その断面直径が該上端の開口直径より大きいフロート集水弁と、を含み、
前記フランジが貯水容器の集水口の外周縁部に固定されて、
前記集水弁収容容器の上端の開口から侵入した水を、該集水弁収容容器の内壁と前記フロート集水弁との間隙に沿って、前記複数のガイド間を介して該集水口へ案内し、貯水容器に貯水すると共に、
該集水口から該集水弁収容容器の内部に上昇した貯水容器の貯水により、前記フロート集水弁が浮揚されて、該集水弁収容容器の上端の開口を塞ぎ得るバルブシステムであって、
前記フロート集水弁の下端部に磁石が埋め込まれ、
前記集水弁収容容器の下端には、その内部にリードスイッチ及びこれに接続した２本の導線を内蔵した棒状の開閉センサが、該集水弁収容容器の下端の開口を横切って設置され、
該開閉センサの２本の導線が前記コンピュータに接続されて、
該フロート集水弁の下端部の磁石が該開閉センサに接触すると、そのリードスイッチが閉じることにより該２本の導線が通電し、該コンピュータに電気信号を送る、請求項８に記載のバルブシステム。

【請求項10】

建造物の屋根と雨水タンクとの間に挿入され、
建造物の屋根から集めた雨水を雨水タンクへ送る分岐管から集水管を分岐させ、この集水管に接続された貯水容器に集水した初期雨水を取り除き、該分岐管の先端に接続した注水管を介して雨水タンクに清浄な雨水を貯水する初期雨水除去装置において、
前記初期雨水除去装置は、
その底部に底部開口部及び底部通水孔を設け、その上底部に集水口を設けた貯水容器、
貯水容器の上底部に設けた集水口の上方に取り付けられ、磁石を埋め込んだフロート集水弁がその内部を昇降し、該集水口を横切るように開閉センサをその下端に設置した集水弁ハウジング管、
貯水容器の底部開口部に取り付けられ、主管と枝管とからなるチーズ、
該チーズの主管の上端接続部に収容され、その内部を昇降する排水弁が、その底面に開口した排水口を閉鎖し得る排水弁ハウジング管、
該チーズの主管の下端接続部に収容され、電磁バルブを備える通水管により貯水容器と通水し得る前記ピストン弁ハウジング管、
該電磁バルブ及び該開閉センサと通信可能なコンピュータ、
を含み、
該電磁バルブを開放すると、該通水管に貯水容器の貯水が通水して該ピストン弁ハウジング管のピストン弁を押し上げ、このピストン弁が、該排水弁ハウジング管の排水弁を上方に押圧することにより、該排水弁ハウジング管の排水口及び該チーズの枝管を介して、貯水容器の貯水を排水し得るバルブシステムを装備した初期雨水除去装置であって、
貯水容器の集水口の外周縁部に固定された集水弁ハウジング管は、
貯水容器の貯水が集水口に達しないと、フロート集水弁は集水口を横切って設置した開閉センサの位置まで下降しており、その下端部に埋め込んだ磁石が開閉センサに作用し、オンとなった開閉センサが前記コンピュータと通電し、
貯水容器の貯水が、集水口から集水弁収容容器の内部に上昇すると、フロート集水弁が浮揚され、該磁石と離間した開閉センサがオフとなり、フロート集水弁が集水弁収容容器の上端の開口を閉鎖し、前記分岐管を流れる雨水は前記集水管を通過して、前記注水管を介して雨水タンクへ貯水され、
前記コンピュータは、
該開閉センサのオン・オフにより、貯水容器の貯水が集水口の位置まで達したか否かを検知すると共に、前記電磁バルブに開口信号又は閉口信号を送信して該電磁バルブを開閉し、
該電磁バルブの開閉に応じて、ピストン弁が昇降し、貯水容器の貯水と排水を行うことができる、初期雨水除去装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バルブシステム、及び、これを取り付けた初期雨水除去装置に関する。

【背景技術】

【0002】

今後、地球温暖化による気候変動に伴う豪雨や渇水対策として雨水活用システムの導入が進むと考えられる。また、地震等の被災時における持続的給水システムとして雨水活用システムは注目されている。

【0003】

雨水活用に関する発明については、これまでに種々開示されている。その中でも、初期雨水除去装置とこれを備えた雨水タンク装置，雨水タンク装置の通信ネットワーク，初期雨水除去装置（特許文献１）は、コンピュータ制御により清浄な雨水を集めるためのシステムであり、今後、社会に導入が進むと予想される中～大型の雨水利用装置には無くてはならないものである。

【0004】

初期雨水は降り始めの雨であり、その中には大気中の汚染物質や無降水時間中に堆積した集水面（屋根面）の埃等が多く含まれており、清浄な雨水を貯水するためには初期雨水除去が必須である。また、効率的な初期雨水除去にはマイコン等を用いた雨水の常時水質モニタリングとその結果による貯水、排水制御が必要となる。その制御にはバルブを用いる必要があるが、上述のように初期雨水には様々な汚れが含まれており、一般的なバルブではゴミ等のつまりによるトラブル発生の可能性が高く、また相当な排水速度が求められるため大きくて高価なバルブが必要となる。

【0005】

【特許文献1】特許第６８６０８９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、このような問題を解決するため、コンピュータ制御による初期雨水排除向けに、安価でシンプルな新しい構造の、排水用のバルブシステムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

１．バルブシステム
本発明に係るバルブシステムは、その底部に、排水弁により開閉可能な底部開口部と底部通水孔とが設けられ、上端部と下端部に夫々上端接続部と下端接続部が設けられた直線状の主管と、該主管から枝分かれした枝管とから成るチーズの該上端接続部を、該底部開口部の下方に取り付けて、排水弁を開閉することにより、該チーズからの排水及び貯水を行う貯水容器において、
前記チーズの主管の上端接続部に収容された中空の排水弁ハウジング管と、該チーズの主管の下端接続部に収容され、底面に底面通水孔を設けたピストン弁ハウジング管と、貯水容器の底部に設けた底部通水孔と該ピストン弁ハウジング管の底面通水孔とを接続し、電磁バルブが装着された通水管と、から構成されるバルブシステムであって、
前記排水弁ハウジング管は、上端が開放され、内部に保持するフロート排水弁により、下端に設けた排水口を開閉可能であり、前記ピストン弁ハウジング管は、該排水口を介して、該フロート排水弁を上方に押圧するための押圧棒を上端から突出させたピストン弁を、内壁を案内として上下に昇降可能であり、前記電磁バルブを開放すると、前記通水管に貯水容器の貯水が通水して前記ピストン弁ハウジング管のピストン弁を押し上げ、該ピストン弁の押圧棒が前記フロート排水弁を上方に押圧することにより、前記排水弁ハウジング管の排水口から前記チーズの枝管を介して、貯水容器の貯水が排水される。

【0008】

本発明に係るバルブシステムは、その底部に、排水弁により開閉可能な底部開口部と底部通水孔とが設けられ、上端部と下端部に夫々上端接続部と下端接続部が設けられた直線状の主管と、該主管から枝分かれした枝管とから成るチーズの該上端接続部を、該底部開口部の下方に取り付けて、該排水弁を開閉することにより、該チーズからの排水及び貯水を行う貯水容器において、
前記チーズの主管の上端接続部に収容する排水弁ハウジング管と、該チーズの主管の下端接続部に収容するピストン弁ハウジング管と、該ピストン弁ハウジング管の底面と貯水容器の底部に夫々設けた底面通水孔と前記底部通水孔とを接続する通水管と、該通水管に装着した電磁バルブと、を含むバルブシステムであって、
前記排水弁ハウジング管は、上端が開放され、底面に排水口が設けられた中空容器を本体とし、該中空容器の内壁から内径方向に突出した１又は複数のリブが、該中空容器の底部と離間するようにシリンダを中空に支持しており、該シリンダ内を上下に昇降可能なフロート排水弁により、該排水口を開閉可能であり、前記ピストン弁ハウジング管は、上底面と底面に夫々上底孔と前記底面通水孔を有する柱状容器を本体とし、その内壁を案内として上下に昇降可能で、その上端から押圧棒を上方に突出させたピストン弁を内部に収容し、該押圧棒は、該上底孔と前記排水口を貫通して、前記フロート排水弁の下端と当接可能であり、電磁バルブを閉鎖すると、前記排水弁ハウジング管のフロート排水弁が、前記排水口に嵌合して、貯水容器が貯水され、電磁バルブを開放すると、前記通水管に貯水容器の貯水が通水して前記ピストン弁ハウジング管のピストン弁を押し上げ、その押圧棒が前記排水口に嵌合した前記フロート排水弁を上方に押圧することにより該排水口が開放されて、前記チーズの枝管を介して、貯水容器の貯水が排水される。

【0009】

本発明のバルブシステムの構成要素である排水弁ハウジング管、ピストン弁ハウジング管、通水管は、プラスチック、金属などで形成され、特に限定されないが、中空容器（排水弁ハウジング管）内に支持されたシリンダ内を上下に昇降可能なフロート排水弁は、水に浮くように形成され、排水口が開放されて貯水容器の貯水を排水する際は、その排水に浮いて排水口を閉鎖しない。また、通水管に装着する電磁バルブも市販されているものでよく、特に限定されない。

【0010】

（排水弁ハウジング管底部空間）
本発明に係るバルブシステムは、前記排水弁ハウジング管において、前記中空容器は、その内壁から突出した１又は複数のリブにより支持するシリンダの下端と、該中空容器の底部との間に底部空間が形成されており、該底部空間における該シリンダの下端と該中空容器の底部間の離間された距離が、該シリンダ内で上下に昇降可能なフロート排水弁の鉛直長さより短いことを特徴とする。

【0011】

（排水弁ハウジング管内壁空間）
本発明に係るバルブシステムにおいて、前記排水弁ハウジング管は、前記中空容器の外壁から外径方向に突出した中空円状のフランジを、貯水容器の底部開口部を囲繞してその底部の下方に取り付け可能であり、その下方を前記チーズの主管の上端接続部に収容することができ、前記中空容器の内壁から突出した１又は複数のリブにより内部中空に支持されたシリンダと、該内壁の間に内壁空間が形成されており、この内壁空間と前記底部空間とを通じて、開放された上端から侵入した水を、その底面に設けた排水口から前記チーズへ排水することができる。

【0012】

（排水弁ハウジング管リブ、シリンダの上端）
本発明に係るバルブシステムにおいて、前記排水弁ハウジング管は、貯水容器底面に取り付けた前記フランジが、前記中空容器の解放された上端から外形方向に突設されており、前記中空容器の内壁から突出した１又は複数のリブの上方と、及び、該１又は複数のリブにより支持するシリンダの上端が、前記フランジより上方に突出してもよい。

【0013】

（間隙を有するピストン弁機構）
本発明に係るバルブシステムは、前記ピストン弁ハウジング管において、前記柱状容器の上底面には上面通水孔が設けられており、前記ピストン弁と該柱状容器の内壁間には間隙が設けられており、該ピストン弁が重力により下降すると共に該ピストン弁の下方の水は、該間隙を介して、該ピストン弁の上方に上昇し、該上面通水孔を通じて該柱状容器から前記チーズ内に通水する、上記バルブシステムであって、
電磁バルブを閉鎖すると、前記ピストン弁が重力により下降すると共に該ピストン弁の下方の水が上昇して前記チーズ内の水と通水し、該ピストン弁が前記柱状容器の底面の位置に復帰する。

【0014】

（集水弁ハウジング管）
本発明に係るバルブシステムは、貯水容器の上底部に設けた集水口に集水弁ハウジング管を取り付けた上記バルブシステムであって、
前記集水弁ハウジング管は、上端と下端とがともに開口され、上端の開口直径が下端の開口直径より小さい集水弁収容容器を本体とし、該集水弁収容容器の下端近傍から外延され、前記集水口に固定可能なフランジと、該集水弁収容容器の内壁に突出して設けられた複数のガイドと、該ガイドに案内されて該集水弁収容容器の内部を昇降し、その断面直径が該上端の開口直径より大きいフロート集水弁と、を含み、
前記フランジが貯水容器の集水口の外周縁部に固定されて、前記集水弁収容容器の上端の開口から侵入した水を、該集水弁収容容器の内壁と前記フロート集水弁との間隙に沿って、前記複数のガイド間を介して該集水口へ案内し、貯水容器に貯水すると共に、該集水口から該集水弁収容容器の内部に上昇した貯水容器の貯水により、前記フロート集水弁が浮揚されて、該集水弁収容容器の上端の開口を塞ぎ得る。

【0015】

（コンピュータ）
本発明に係るバルブシステムは、前記通水管に装着した電磁バルブと送受信可能なコンピュータを備え、該コンピュータから送信された開口信号又は閉口信号を受信した該電磁バルブが、該通水管を開放又は閉鎖し得る。

【0016】

（開閉センサ）
本発明に係るバルブシステムは、貯水容器の上底部に設けた集水口に集水弁ハウジング管を取り付けた上記バルブシステムにおいて、
前記集水弁ハウジング管は、上端と下端とがともに開口され、上端の開口直径が下端の開口直径より小さい集水弁収容容器を本体とし、該集水弁収容容器の下端近傍から外延され、前記集水口に固定可能なフランジと、該集水弁収容容器の内壁に突出して設けられた複数のガイドと、該ガイドに案内されて該集水弁収容容器の内部を昇降し、その断面直径が該上端の開口直径より大きいフロート集水弁と、を含み、前記フランジが貯水容器の集水口の外周縁部に固定されて、前記集水弁収容容器の上端の開口から侵入した水を、該集水弁収容容器の内壁と前記フロート集水弁との間隙に沿って、前記複数のガイド間を介して該集水口へ案内し、貯水容器に貯水すると共に、該集水口から該集水弁収容容器の内部に上昇した貯水容器の貯水により、前記フロート集水弁が浮揚されて、該集水弁収容容器の上端の開口を塞ぎ得るバルブシステムであって、
前記フロート集水弁の下端部に磁石が埋め込まれ、前記集水弁収容容器の下端には、その内部にリードスイッチ及びこれに接続した２本の導線を内蔵した棒状の開閉センサが、該集水弁収容容器の下端の開口を横切って設置され、該開閉センサの２本の導線が前記コンピュータに接続されて、該フロート集水弁の下端部の磁石が該開閉センサに接触すると、そのリードスイッチが閉じることにより該２本の導線が通電し、該コンピュータに電気信号を送り得る。

【0017】

（初期雨水除去装置）
本発明に係る初期雨水除去装置は、建造物の屋根と雨水タンクとの間に挿入され、建造物の屋根から集めた雨水を雨水タンクへ送る分岐管から集水管を分岐させ、この集水管に接続された貯水容器に集水した初期雨水を取り除き、該分岐管の先端に接続した注水管を介して雨水タンクに清浄な雨水を貯水する初期雨水除去装置において、
前記初期雨水除去装置は、その底部に底部開口部及び底部通水孔を設け、その上底部に集水口を設けた貯水容器、貯水容器の上底部に設けた集水口の上方に取り付けられ、磁石を埋め込んだフロート集水弁がその内部を昇降し、該集水口を横切るように開閉センサをその下端に設置した集水弁ハウジング管、貯水容器の底部開口部に取り付けられ、主管と枝管とからなるチーズ、該チーズの主管の上端接続部に収容され、その内部を昇降する排水弁が、その底面に開口した排水口を閉鎖し得る排水弁ハウジング管、該チーズの主管の下端接続部に収容され、電磁バルブを備える通水管により貯水容器と通水し得る前記ピストン弁ハウジング管、該電磁バルブ及び該開閉センサと通信可能なコンピュータ、を含み、
該電磁バルブを開放すると、該通水管に貯水容器の貯水が通水して該ピストン弁ハウジング管のピストン弁を押し上げ、このピストン弁が、該排水弁ハウジング管の排水弁を上方に押圧することにより、該排水弁ハウジング管の排水口及び該チーズの枝管を介して、貯水容器の貯水を排水し得るバルブシステムを装備した初期雨水除去装置であって、
貯水容器の集水口の外周縁部に固定された集水弁ハウジング管は、貯水容器の貯水が集水口に達しないと、フロート集水弁は集水口を横切って設置した開閉センサの位置まで下降しており、その下端部に埋め込んだ磁石が開閉センサに作用し、オンとなった開閉センサが前記コンピュータと通電し、貯水容器の貯水が、集水口から集水弁収容容器の内部に上昇すると、フロート集水弁が浮揚され、該磁石と離間した開閉センサがオフとなり、フロート集水弁が集水弁収容容器の上端の開口を閉鎖し、前記分岐管を流れる雨水は前記集水管を通過して、前記注水管を介して雨水タンクへ貯水され、前記コンピュータは、該開閉センサのオン・オフにより、貯水容器の貯水が集水口の位置まで達したか否かを検知すると共に、前記電磁バルブに開口信号又は閉口信号を送信して該電磁バルブを開閉し、該電磁バルブの開閉に応じて、ピストン弁が昇降し、貯水容器の貯水と排水を行うことができる。

【発明の効果】

【0018】

（バルブシステム）
本発明に係るバルブシステムは、貯水容器の底部開口部の下方に取り付けたチーズに設置して、当貯水容器の排水及び貯水を行うことができる。本発明のバルブシステムは、チーズの主管の上端接続部に収容された中空の排水弁ハウジング管と、チーズの主管の下端接続部に収容されたピストン弁ハウジング管と、貯水容器の底部に設けた底部通水孔とピストン弁ハウジング管の底面通水孔とを接続し、電磁バルブが装着された通水管とから構成され、コンピュータにより電磁バルブを制御することも可能である。

【0019】

（排水機構）
このような構成の本発明に係るバルブシステムは、排水弁ハウジング管の内部に保持するフロート排水弁により、下端に設けた排水口を開閉する。ピストン弁ハウジング管は、内蔵するピストン弁の上端から突出させた押圧棒を昇降させ、排水弁ハウジング管の排水口を介して、フロート排水弁を上方に押圧することができる。電磁バルブを開放すると、通水管に貯水容器の貯水が通水してピストン弁ハウジング管のピストン弁を押し上げ、その押圧棒がフロート排水弁を上方に押圧することにより、排水弁ハウジング管の排水口からチーズの枝管を介して、貯水容器の貯水を排水することができる。

【0020】

（間隙を有するピストン弁機構の動作）
本発明に係るバルブシステムは、間隙を有するピストン弁機構としてもよい。柱状容器（ピストン弁ハウジング管）の上底面には上面通水孔が設けられており、ピストン弁と柱状容器の内壁間には間隙が設けられているので、ピストン弁が下降すると、ピストン弁の下方の水は、間隙を介して、ピストン弁の上方に逃げることが可能である。従って、電磁バルブを閉鎖すると、電磁バルブとピストン弁間の水は、排水されずに、柱状容器（ピストン弁ハウジング管）内のピストンの下方に残ったままとなる。しかし、ピストン弁が重力により下降すると共に、ピストン弁の下方の水が間隙を介して上昇するので、上面通水孔を通じて柱状容器からチーズ内に通水し、貯水容器及び中空容器（排水弁ハウジング管）の排水口からの水と共に、枝管を介して排水される。このようにしてピストン弁は下降を続け、柱状容器の底面の位置に復帰することができる。

【0021】

（間隙を有するピストン弁機構）
このような間隙を有するピストン弁機構を採用した本発明に係るバルブシステムは、柱状容器（ピストン弁ハウジング管）内のピストンの気密性に注意を払わなくて済むため、そのピストン弁機構を簡易化することができ、低コスト化することができる。

【0022】

（間隙を有するピストン弁機構を採用のバルブシステム）
また、本発明に係るバルブシステムは、コンピュータにより電磁バルブを制御するのが好ましい。間隙を有するピストン弁機構を採用した本発明のバルブシステムは、特にコンピュータ制御による初期雨水排除向けに安価でシンプルな新しい構造の排水用バルブである。本バルブシステムは、初期雨水排除用の他にも、農業用等の比較的精度が低くとも良く、一方で悪条件下でもトラブルを起こしにくい安価な排水制御用途のバルブとして広く利用できる可能性がある。

【0023】

（集水機構と開閉センサ）
また、本発明に係るバルブシステムは、集水弁ハウジング管を貯水容器の集水口の外周縁部に取り付けてもよい。集水弁ハウジング管は、貯水容器の貯水がいっぱいになって、集水口から本体（集水弁収容容器）の内部に上昇すると、フロート集水弁が浮揚され、本体の上端の開口を塞ぐので、集水を停止することができる。一方、貯水容器の貯水が少くなれば、フロート集水弁が下降して、その下端部に埋め込んだ磁石が、集水口を横切るように取り付けた開閉センサに接触し、電気信号をコンピュータに送って、本体の集水可能を知らせることができる。

【0024】

（初期雨水除去装置）
本発明に係る初期雨水除去装置は、建造物の屋根と雨水タンクとの間に挿入され、建造物の屋根から集めた雨水を貯水容器に集水して初期雨水を取り除き、雨水タンクに清浄な雨水を貯水することができる。本発明の初期雨水除去装置は、上述したバルブシステムを装備しており、電磁バルブの開閉に応じて、ピストン弁が昇降し、貯水容器の貯水と排水を行うことができる。

【0025】

本発明の初期雨水除去装置において、貯水容器の集水口の外周縁部に固定された集水弁ハウジング管は、貯水容器の貯水が集水口に達しないと、フロート集水弁は集水口を横切って設置した開閉センサの位置まで下降しており、その下端部に埋め込んだ磁石が開閉センサに作用し、オンとなった開閉センサがコンピュータと通電する。一方、貯水容器の貯水が、集水口から集水弁収容容器の内部に上昇すると、フロート集水弁が浮揚され、磁石と離間した開閉センサがオフとなる。そして、フロート集水弁が集水弁収容容器の上端の開口を閉鎖するので、屋根から集まって分岐管を流れる雨水は集水管を通過し、清浄な雨水を雨水タンクへ貯水することができる。

【0026】

また、コンピュータは、開閉センサのオン・オフにより、貯水容器の貯水が集水口の位置まで達したか否かを検知すると共に、電磁バルブに開口信号又は閉口信号を送信して電磁バルブを開閉することができる。電磁バルブの開閉に応じて、ピストン弁が昇降するので、本発明の初期雨水除去装置は、上述のように、貯水容器の貯水と排水を行うことができる。

【0027】

このような本発明の初期雨水除去装置は、予め排水する回数Ｎをコンピュータにインプットし、予め定めた一定時間内にコンピュータがＮ回開口信号を電磁バルブに送信した場合は、（Ｎ＋１）回の開口信号は送信しないようにすることができる。これにより、貯水容器に貯水された初期雨水はＮ回排水され、その後貯水容器に貯水されると、集水弁収容容器の上端の開口は閉鎖されるので、屋根などから集水して分岐管を流れる雨水は、以後集水管を通過し、雨水タンクに清浄な雨水を貯水することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明に係るバルブシステムの正面模式図。

【図2】本発明に係るバルブシステムの拡大正面模式図。

【図3】本発明に係るバルブシステムにおいて、電磁バルブを開放して排水を行う際の動作を表す正面模式図であって、（ａ）電磁バルブを開放した直後のピストン弁とフロート排水弁の動作及び通水管の水の流れを表す正面模式図、（ｂ）電磁バルブを開放から一定時間経過後のピストン弁とフロート排水弁の動作及び排水の様子を表す正面模式図。

【図4】本発明に係るバルブシステムにおいて、電磁バルブを閉鎖して貯水を行う際の動作を表す正面模式図であって、（ａ）電磁バルブを閉鎖した直後のピストン弁とフロート排水弁の動作及び柱状容器（ピストン弁ハウジング管）内の水の流れを表す正面模式図、（ｂ）電磁バルブを閉鎖から一定時間経過後のピストン弁とフロート排水弁の動作及び柱状容器（ピストン弁ハウジング管）内の水の流れを表す正面模式図。

【図5】間隙を有するピストン弁機構を採用した本発明に係るバルブシステムにおいて、電磁バルブを閉鎖して貯水を行う際の動作を表す正面模式図であって、（ａ）電磁バルブを閉鎖した直後のピストン弁とフロート排水弁の動作及び柱状容器（ピストン弁ハウジング管）内の水の流れを表す正面模式図、（ｂ）電磁バルブを閉鎖から一定時間経過後のピストン弁とフロート排水弁の動作及び柱状容器（ピストン弁ハウジング管）内の水の流れを表す正面模式図。

【図6】本発明に係るバルブシステムの排水弁ハウジング管の、（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）裏面図、（ｄ）上方斜視図、（ｅ）下方斜視図。

【図7】実施例に係るコンピュータの回路図。

【図8】本発明に係る集水バルブシステムの集水弁ハウジング管の断面図。

【図9】本発明に係る集水バルブシステムの集水弁ハウジング管の、（ａ）上方斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）裏面図、（ｄ）下方斜視図、及び、（ｅ）開閉センサの模式図。

【図10】本発明に係るバルブシステムの応用例である初期雨水除去装置の正面模式図。

【図11】本発明に係るバルブシステムの他の応用例である初期雨水除去装置の正面模式図。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、図面を参照しながら本発明に係るバルブシステムの実施形態、実施例について説明する。なお、以下各図面を通して同一の構成要素には同一の符号を使用するものとする。

１．バルブシステム

【0030】

本発明に係るバルブシステム１は、図２に示すように、その底部１００ｄに、排水弁により開閉可能な底部開口部１０２と底部通水孔１０４とが設けられた貯水容器１００において、底部開口部１０２の下方に取り付けたチーズ５０内に設置して、貯水容器１００の排水及び貯水を行う。

【0031】

貯水容器１００は、その底部１００ｄに、底部開口部１０２と底部通水孔１０４とが設けられている。そして、上端部と下端部に夫々上端接続部５２ｕと下端接続部５２ｄが設けられた直線状の主管５２と、主管５２から枝分かれした枝管５４とから成るチーズ５０の上端接続部５２ｕを、底部開口部１０２の下方に取り付けて、排水弁３０を開閉することにより、底部開口部１０２からチーズ５０を介して排水及び貯水を行う。

【0032】

バルブシステム１は、チーズ５０の主管５２の上端接続部５２ｕに収容された中空の排水弁ハウジング管１０と、チーズ５０の主管５２の下端接続部５２ｄに収容され、底面２１ｄに底面通水孔２６を設けたピストン弁ハウジング管２０と、貯水容器１００の底部１００ｄに設けた底部通水孔１０４とピストン弁ハウジング管２０の底面通水孔２６とを接続し、電磁バルブ６が装着された通水管４０と、から構成される。

【0033】

排水弁ハウジング管１０は、上端１１ｕが開放され、内部に保持するフロート排水弁３０により、下端１１ｄに設けた排水口１２を開閉可能である。また、ピストン弁ハウジング管２０は、排水口１２を介して、フロート排水弁３０を上方に押圧するための押圧棒３３を上端から突出させたピストン弁３２を、内壁を案内として上下に昇降可能である。

【0034】

本発明に係るバルブシステム１は、電磁バルブ６を開放すると、通水管４０に貯水容器１００の貯水が通水してピストン弁ハウジング管２０のピストン弁３２を押し上げ、ピストン弁３２の押圧棒３３がフロート排水弁３０を上方に押圧することにより、排水弁ハウジング管１０の排水口１２からチーズ５０の枝管５４を介して、貯水容器１００の貯水が排水される。

【0035】

本発明に係るバルブシステム１は、例えば図１０のように、貯水容器１００の底部開口部１０２の下方に取り付けて、電磁バルブ６と通信可能なコンピュータ５や貯水容器１００に配置した水位センサ２５０などと共に、初期雨水除去装置７を構成することができる。この初期雨水除去装置７は、集水口２２２が建造物１０００の竪樋（雨樋）１０１１に取り付けられ、その屋根１００２から集水した雨水から初期雨水を除去して、注水管１０１６から雨水タンク５００の方向に清浄な雨水を取り出すことができる。

（１・１）実施形態１（排水弁を有するバルブシステム）

【0036】

本実施形態１において、本発明のバルブシステム１は、図１１のように、集水口２２２を設けた上底部１００ｕと底部１００ｄと、その両者を接続する側部１００ｓからなる貯水容器１００に取り付けられる。

【0037】

（貯水容器及びチーズ）
図２において、本実施形態のバルブシステム１を設置するチーズ５０は、上記と同様、その上端部と下端部に夫々上端接続部５２ｕと下端接続部５２ｄが設けられた直線状の主管５２と、主管５２から枝分かれした枝管５４とから成る。貯水容器１００は、底部開口部１０２の下方にチーズ５０の上端接続部５２ｕを取り付けて、フロート排水弁３０を開閉することにより、チーズ５０からの排水及び貯水を行うことができる。

【0038】

（構成要素；排水弁ハウジング管とピストン弁ハウジング管）
本実施形態に係るバルブシステム１は、このような貯水容器１００において、図２に示すように、チーズ５０の主管５２の上端接続部５２ｕに収容する排水弁ハウジング管１０と、チーズ５０の主管５２の下端接続部５２ｄに収容するピストン弁ハウジング管２０と、ピストン弁ハウジング管２０の底面２１ｄと貯水容器１００の底部１００ｄに夫々設けた底面通水孔２６、底部通水孔１０４を接続する通水管４０と、通水管４０に装着した電磁バルブ６と、を含んで構成される。

【0039】

（材料）
本実施形態のバルブシステム１の構成要素である排水弁ハウジング管１０、ピストン弁ハウジング管２０、通水管４０を構成する材料は、プラスチック、金属などであるが、特に限定されず、通水管４０に装着する電磁バルブ６も市販されているものでよく、特に限定されない。また、中空容器１１（排水弁ハウジング管１０）内に支持されたシリンダ１３内を上下に昇降可能なフロート排水弁３０は、水に浮くように形成され、排水口１２が開放されて貯水容器１００の貯水を排水する際は、その排水される中空容器１１内の貯水に浮いて、排水口１２を閉鎖しないように設計される。

【0040】

以下、これらの構成要素（排水弁ハウジング管１０、ピストン弁ハウジング管２０、通水管４０、電磁バルブ６等）について、さらに詳細に説明する。

【0041】

（排水弁ハウジング管）
図２に示すように、チーズ５０の主管５２の上端接続部５２ｕには、排水弁ハウジング管１０を収容する。排水弁ハウジング管１０は中空であり、本体１１（下記する中空容器）の上端１１ｕが開放され、内部に保持するフロート排水弁３０により、本体（中空容器）１１の下端１１ｄに設けた排水口１２を開閉可能である。なお、フロート排水弁３０の形状は柱状が好ましいが、球状その他の形状でもよく、排水弁ハウジング管１０内を昇降できれば特に限定されない。

【0042】

（ピストン弁ハウジング管）
また、チーズ５０の主管５２の下端接続部５２ｄには、底面２１ｄに底面通水孔２６を設けたピストン弁ハウジング管２０を収容する。ピストン弁ハウジング管２０は、内壁を案内としてピストン弁３２を上下に昇降可能である。このピストン弁３２は、その上端から押圧棒３３を突出させており、押圧棒３３により、排水弁ハウジング管１０の排水口１２を介して、フロート排水弁３０を上方に押圧することができる。

【0043】

（電磁バルブの動作）
電磁バルブ６が装着された通水管４０は、このピストン弁ハウジング管２０の底面通水孔２６と、貯水容器１００の底部１００ｄに設けた底部通水孔１０４とを接続している。そして、図３（ａ）のように、電磁バルブ６を開放すると、通水管４０に貯水容器１００の貯水が通水してピストン弁ハウジング管２０のピストン弁３２を押し上げ、図３（ｂ）のようにピストン弁３２の押圧棒３３がフロート排水弁３０を上方に押圧することにより、排水弁ハウジング管１０の排水口１２から枝管５４を介して、貯水容器１００の貯水を排水することができる。

【0044】

以下の実施例１において、本発明に係るバルブシステム１について更に詳細に説明する。

【実施例0045】

実施例１に係るバルブシステム１は、上記のように構成され、貯水容器１００の底部開口部１０２の下方に取り付けたチーズ５０に収容されて、排水弁ハウジング管１０のシリンダ（内壁）１３内を上下に昇降可能なフロート排水弁３０により、本体（中空容器）１１の底面１１ｄに設けた排水口１２を開閉して、チーズ５０を介して貯水容器１００の貯水及び排水を行う。

【0046】

（排水弁ハウジング管）
実施例１に係るバルブシステム１の排水弁ハウジング管１０は、図６に示すように、上端１１ｕが開放され（図６（ａ）、（ｄ）参照）、底面１１ｄに排水口１２が設けられた（図６（ｃ）、（ｅ）参照）中空容器１１を本体とする。中空容器１１の内壁から内径方向に突出した１又は複数のリブ１５が（図６（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）参照）、中空容器１１の底面１１ｄと離間するようにシリンダ１３を中空に支持している（図２参照）。すなわち、複数のリブ１５は、シリンダ１３を中空に支持するが、複数のリブ１５の下端は底面１１ｄには到達しておらず、底面１１ｄとは離間している。フロート排水弁３０は、シリンダ１３内を上下に昇降して、排水口１２を開閉することができる。

【0047】

（排水弁ハウジング管；底部空間）
排水弁ハウジング管１０において、中空容器１１は、上記のように、その内壁から突出した１又は複数のリブ１５により支持するシリンダ１３の下端１３ｄと、中空容器１１の底面１１ｄとの間に底部空間１７が形成されている（図２参照）。底部空間１７におけるシリンダ１３の下端と中空容器１１の底面１１ｄ間の離間された距離は、シリンダ１３内で上下に昇降可能なフロート排水弁３０の鉛直長さより短く、フロート排水弁３０がシリンダ１３を下降して、その下端が中空容器１１の底面１１ｄに到達すると、排水口１２を閉鎖することができる（図３（ａ）参照）。

【0048】

（排水弁ハウジング管）
このような排水弁ハウジング管１０は、中空容器１１の外壁から外径方向に突出した中空円状のフランジ１６を、図２のように、貯水容器１００の底部開口部１０２を囲繞してその底部１００ｄの下方に取り付け可能である。また、フランジ１６の下方をチーズ５０の主管５２の上端接続部５２ｕに収容することができる。

【0049】

（排水弁ハウジング管；内壁空間）
上述のように、排水弁ハウジング管１０において、中空容器１１の内壁から突出した１又は複数のリブ１５がシリンダ１３を内部中空に支持しており、シリンダ１３と中空容器１１の内壁（及びリブ１５）との間に内壁空間１８が形成されている（図６（ａ）参照）。排水弁ハウジング管１０は、この内壁空間１８と上記底部空間１７とを通じて、開放された中空容器１１の上端から侵入した水を、その底面１１ｄに設けた排水口１２からチーズ５０へ排水することができる。

【0050】

（排水弁ハウジング管；リブ、シリンダの上端）
排水弁ハウジング管１０において、貯水容器１００の底面１００ｄに取り付けたフランジ１６は、中空容器１１の解放された上端１１ｕから外形方向に突設されるのが好ましい。また、中空容器１１の内壁から突出した１又は複数のリブ１５の上方と、及び、このリブ１５により支持するシリンダ１３の上端１３ｕが、フランジ１６より上方に突出していてもよい（図２、図６等参照）。

【0051】

（ピストン弁ハウジング管）
一方、ピストン弁ハウジング管２０は、図２のように、上底面２１ｕと底面２１ｄに夫々上底孔２３と底面通水孔２６を有する柱状容器２１を本体（２１）とする。柱状容器２１は、押圧棒３３をその上端から上方に突出させたピストン弁３２を内部に収容しており、ピストン弁３２は柱状容器２１の内壁を案内として上下に昇降可能である。そして、ピストン弁３２の押圧棒３３は、柱状容器２１（ピストン弁ハウジング管２０）の上底面２１ｕに設けた上底孔２３と、中空容器１１（排水弁ハウジング管１０）の底面１１ｄに設けた排水口１２を貫通して、フロート排水弁３０の下端と当接することができる。

【0052】

（電磁バルブの開動作）
フロート排水弁３０は、上記のようにその材質は特に限定されないが、水に浮くフロート式である。電磁バルブ６を閉状態から開放すると、図３（ａ）のように、貯水容器１００の貯水が、電磁バルブ６の鉛直上方からピストン弁３２方向に、通水管４０に通水する。このため、柱状容器２１（ピストン弁ハウジング管２０）のピストン弁３２は押し上げられ、その押圧棒３３がフロート排水弁３０を上方に押圧することにより、図３（ｂ）のように、中空容器１１（排水弁ハウジング管１０）の排水口１２からフロート排水弁３０が開放される。そして、貯水容器１００及び中空容器１１（排水弁ハウジング管１０）に貯水されていた水は、排水口１２から枝管５４を介して排水される。

【0053】

押圧棒３３により上方に押圧されて、排水口１２から開放されたフロート排水弁３０は、図３（ｂ）のように、排水される排水弁ハウジング管１０中の貯水に浮いているため、押圧棒３３に支持がなくても排水口１２は開放状態となる。したがって、電磁バルブ６を開状態にして、フロート排水弁３０を排水口１２から解放した後は、速やかに電磁バルブ６を閉状態に戻してもよい。電磁バルブ６を閉状態に戻しても、排水口１２は開放状態を維持するので、貯水容器１００及び中空容器１１内の水が無くなるまで、排水が継続する。

【実施例0054】

（三方バルブ）
図４（ａ）は、中空容器１１の排水口１２からチーズ５０の枝管５４方向へ排水中のバルブシステム１において（開状態）、電磁バルブ６を開状態から閉鎖した直後の閉状態を表す。本実施例２では、電磁バルブ６が三方バルブの場合に、電磁バルブ６の閉動作について説明する。

【0055】

（電磁バルブの閉動作１）
図４（ａ）において、ピストン弁３２を押し上げていた電磁バルブ６からピストン弁３２の直下までの通水管４０内の水は、電磁バルブ６の鉛直下方の排水管４２に流れるようになる。電磁バルブ６の鉛直上方の通水管４０に流れる水は、電磁バルブ６によりストップされ、排水管４２への排水により、柱状容器２１のピストン弁３２の直下の水位が下がり、図４（ｂ）のようにピストン弁３２が下降する。そして、ピストン弁３２が柱状容器２１（ピストン弁ハウジング管２０）の底面２１ｄまで下降する。しかし、この間、上記のように、フロート排水弁３０は排水に浮いているため、中空容器１１の排水口１２は解放されており、排水口１２からチーズ５０の枝管５４方向への排水は影響されない。

【0056】

（電磁バルブの閉動作２）
電磁バルブ６を開状態から閉鎖する際に、排水口１２から枝管５４方向へ排水が完了している場合は、図示しないが、フロート排水弁３０の下方を押圧棒３３が支持しており、チーズ５０内の水は枝管５４方向へ排出されて存在しない。電磁バルブ６を閉鎖すると、ピストン弁３２が柱状容器２１の底面２１ｄまで下降すると共に、排水弁ハウジング管１０のフロート排水弁３０が下降して排水口１２を閉鎖し、貯水容器１００に貯水できるようになる。