地下貯水構造体
【課題】 任意の場所の地中に容易かつ安価に設置可能な地下貯水構造体の提供。
【解決手段】
地面を掘削して形成した貯水ピット１０と、貯水ピット１０内の水を送出するポンプ１７と、から地下貯水構造体１を形成し、貯水ピット１０の内面である底面１１と側壁１２とを防水シート１４で覆い、貯水ピット１０内に透水性のポーラスコンクリート製のブロック体２０を積み上げて充填する。
【解決手段】
地面を掘削して形成した貯水ピット１０と、貯水ピット１０内の水を送出するポンプ１７と、から地下貯水構造体１を形成し、貯水ピット１０の内面である底面１１と側壁１２とを防水シート１４で覆い、貯水ピット１０内に透水性のポーラスコンクリート製のブロック体２０を積み上げて充填する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下貯水構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
我々の周囲では、古来、数多くの貯水施設が造られており、様々な用途に用いられてきた。貯水施設として多く見られるものが雨水等を蓄える貯水タンクである（例えば、特許文献１を参照）。
貯水タンクは様々な場所に設置されているが、スペースを有効活用するために地中に埋設されることが多い（例えば、特許文献２を参照）。
貯水タンク自体は、鋼板や樹脂素材によって形成されており、通常は工場において製造される。また、通常、工場で製造される貯水タンクは形状や大きさが規格化されている。そして、貯水タンクは工場から出荷され、設置場所に搬入され、必要に応じて地中に埋設される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６４６９０号公報
【特許文献２】特開２００４−２０３４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
貯水タンクを地中に埋設する場所は様々である。いびつな形状の場所に設置しなければならないケースも多い。このような場合、規格化された貯水タンクでは対応が困難であり、設置場所に応じた形状の貯水タンクをわざわざ製作しなければならなくなってしまう。しかし、貯水タンクを個別に製作する場合のコストは、既存の規格品を購入する場合のコストに比して高額になりやすい。
【０００５】
また、貯水タンクを工場から埋設場所まで搬送しなければならない。容器本体は中が空洞であるため、重量に比して容積が大きくなり、大型車両を使って搬送しなければならないことが多い。とりわけ、道路事情が劣悪な地域においては、その搬送作業に要する手間とコストが大きくなりやすい。
本発明は、上記問題を解決するものであり、その目的とするところは、任意の場所の地中に容易かつ安価に設置可能な地下貯水構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明に係る地下貯水構造体は、地面を掘削して形成された貯水ピットと、当該貯水ピット内の水を当該貯水ピット外へ送出可能なポンプと、を有し、前記貯水ピットの内面が防水壁で覆われており、前記貯水ピット内に、透水性のポーラスコンクリート製のブロック体が充填されている。
【０００７】
透水性のポーラスコンクリート製のブロック体が、貯水ピット内に充填されている。貯水ピットに入った水は、ブロック体に上から浸み込み、貯水ピットの底にたまる。そして、貯水ピットの底にたまった水は、ポンプによって貯水ピット外へ送出される。
貯水ピット内において、水はブロック体の中を通って上から下へ徐々に移動する。水がブロック体の中を下に移動するにつれて、水の温度は、貯水ピットの周囲の地中の温度と同じになる。一年を通じて、地中の温度変化が小さい。このため、貯水ピットの底にたまる水の温度は、一年を通じて安定している。そして、一年を通じて温度変化の小さな水を貯水ピットから取り出すことができる。
【０００８】
地下貯水構造体を設置するに当たっては、必要な容積の穴を貯水ピットとして地面に掘削し、貯水ピットの内面を防水性の素材で覆い、防水壁を形成する。防水壁は、例えば、防水シートを貯水ピットの内面に張り巡らして形成することができる。また、貯水ピットの内面をブロック体の一部を用いて形成し、この内面をなすブロック体の表面に遮水性の塗料等を塗装してしてもよい。
【０００９】
その後、ポンプを設置する。ポンプは貯水ピットの底に設置されてもよいし、地表に設置されてもよい。また、貯水ピットに隣接して、ポンプ設置用のスペースを地中に形成してもよい。そして、ブロック体を貯水ピット内に積み上げるなどして充填する。
大型の容器を地中に埋設する必要がなくなり、準備作業や設置作業が簡単である。また、地形に応じた形の穴を貯水ピットとして地面に掘削すれば済むので、設置場所を選定する際の柔軟性が高い。
【００１０】
請求項２の発明に係る地下貯水構造体は、請求項１に記載の地下貯水構造体であって、
前記ブロック体は、直方体をなし、当該直方体を貫通する穴が、当該直方体の互いに平行な２枚の面の中央において開口し、前記貯水ピット内に充填される前記ブロック体のうち、前記貯水ピット内の下部にたまる水に浸漬する前記ブロック体の集合体が、第１の集合体を形成し、前記第１の集合体を形成する前記ブロック体である前記直方体において、前記穴が鉛直に前記ブロック体を貫通しており、前記貯水ピット内に充填されている前記ブロック体のうち、前記第１の集合体の上に充填される前記ブロック体の集合体が、第２の集合体を形成し、前記第２の集合体を形成する前記ブロック体である前記直方体において、前記穴が水平に前記ブロック体を貫通している。
【００１１】
ブロック体の形状が直方体であるので、貯水ピット内にブロック体を積み上げて充填することができる。全く同じ形のブロック体を用いて第１の集合体と第２の集合体を形成することができる。この場合、第１の集合体と第２の集合体とにおいて、ブロック体の穴が貫通する方向をそれぞれ変えてやれば足りる。
第１の集合体を形成するブロック体の穴は、ブロック体を鉛直に貫通している。この穴が存在することにより、貯水ピット内にたまる水の量が増える。また、ポンプが貯水ピットの水を吸引する際、ポンプにより吸引される水は、第１の集合体のブロック体を形成するポーラスコンクリートの中を通過して濾過される。
【００１２】
第２の集合体を形成するブロック体の穴は、ブロック体を水平に貫通している。貯水ピットに入った水は、第２の集合体のブロック体を形成するポーラスコンクリートの中を通って下に移動して濾過される。
また、第２の集合体のブロック体の穴の中には空気が存在している。第２の集合体のブロック体の中を通って移動する水によって、第２の集合体のブロック体が暖められたり冷やされたりしても、ブロック体の穴の中の空気がブロック体に水から伝わる熱を吸収し、ブロック体の温度変化が抑制される。この結果、貯水ピットの底にたまる水の温度変化も抑制される。
【００１３】
請求項３の発明に係る地下貯水構造体は、請求項２に記載の地下貯水構造体であって、前記第２の集合体において、前記ブロック体が１段又は複数段をなして積み上げられており、前記第２の集合体の同じ段を形成する前記ブロック体どうしにおいては、ひとつの前記ブロック体の前記穴が開口する面と、隣接する前記ブロック体の前記穴が開口する面と、が、互いに対向している。
【００１４】
第２の集合体の同じ段を形成するブロック体において、互いに隣接するブロック体の穴どうしが互いに連通している。互いに連通する複数個の穴が集まってひとつの空洞を形成している。この空洞の中には空気が存在している。
第２の集合体のブロック体の中を通って移動する水によって、第２の集合体が局所的に暖められたり冷やされたりしても、空洞の中の空気が第２の集合体に局所的に伝わる熱を吸収する。そして、空洞の中の空気が吸収した熱は、この空洞を共有する他のブロック体に分散され、第２の集合体に局所的な温度のムラが生じることが抑制される。
【００１５】
請求項４の発明に係る地下貯水構造体は、請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の地下貯水構造体であって、前記ブロック体を形成するポーラスコンクリートは、シラスと、ゼオライトと、活性炭と、のうちの少なくともいずれかひとつを、含有している。
シラスとは、例えば、九州南部一帯に厚い地層として分布する細粒の軽石や火山灰のことである。
【００１６】
貯水ピットに入る水は、例えば、雨水であってもよいし、貯水ピットから一度取り出され後に戻される水であってもよい。このような水の中には、様々な微小な異物が含まれている。貯水ピットに入った水がブロック体の中を通って移動する際、ブロック体の中に含まれているシラス、ゼオライトあるいは活性炭が、水の中の微小な異物を吸着する。したがって、貯水ピットの底にたまる水は、微小な異物を除去された清浄な水となる。
【００１７】
請求項５の発明に係る地下貯水構造体は、請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の地下貯水構造体であって、前記貯水ピット内において、上方に充填された前記ブロック体の空隙率が、下方に充填された前記ブロック体の空隙率よりも小さい。
貯水ピット内において、上方に充填されるブロック体の空隙率を小さくし、下方に充填されるブロック体の空隙率を大きくすることにより、貯水ピットに入った水から異物を効率良く除去できる。貯水ピットに入った水の中の比較的大きな異物は、貯水ピット内の上方に充填されるブロック体によって除去されてしまう。
【００１８】
例えば、貯水ピット内の底にたまる水に浸漬するブロック体の空隙率は、これらのブロック体の上に充填されるブロック体の空隙率より大きければよい。また、貯水ピット内の底にたまる水に浸漬するブロック体よりも上に充填されるブロック体において、空隙率が上から下に段階的に大きくなっていてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
上記のような地下貯水構造体であるので、任意の場所の地中に容易かつ安価に設置することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】地下貯水構造体の構造説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線横断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線横断面図である。
【図４】ブロック体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態を図１〜図４を参照しつつ説明する。
図１〜図３に示すように、地下貯水構造体１は、地面を掘削して形成した貯水ピット１０を有する。貯水ピット１０は直方体の形状を有し、その内面である底面１１と側壁１２とはすべて防水シート１４によって隙間なく覆われている。防水シート１４により覆われた底面１１と側壁１２が防水壁をなしている。
【００２２】
貯水ピット１０の底面１１の片隅に、縦長の筒状体１６が設置されている。筒状体１６の底に、ポンプ１７が設置されている。ポンプ１７の吸引口は、筒状体１６の下部外側面において、貯水ピット１０内に向かって開口している
筒状体１６が設置されている部分を除いて、貯水ピット１０内には、ブロック体２０が７段に積み上げられて充填されている。図４に示すように、ブロック体２０は立方体をなし、透水性を有するポーラスコンクリートによって形成されている。ブロック体２０を形成するポーラスコンクリートは、シラスを含有している。
【００２３】
ブロック体２０には穴２１が形成されている。穴２１は、ブロック体２０の中心を通ってまっすぐに貫通している。穴２１は、ブロック体２０の１枚の面と、この面に平行な別の１枚の面の中央に開口している。
貯水ピット１０の底面１１から３段に積み上げられたブロック体２０の集合体が、第１の集合体２３を形成している。第１の集合体２３をなすブロック体２０がブロック体２０Ａである。
【００２４】
ブロック体２０Ａにおいて、穴２１はブロック体２０Ａを鉛直に貫通している（図１及び図２を参照）。上下に隣接して積み重なるブロック体２０Ａどうしにおいて、穴２１が開口する面どうしが対向し、互いの穴２１が上下に連通している。そして、ブロック体２０Ａの連通した穴２１どうしが集まり、鉛直にまっすぐ延びる空洞２５Ａが形成されている。
【００２５】
第１の集合体２３の上に地表面の高さまで４段に積み上げられたブロック体２０の集合体が、第２の集合体２４を形成している。第２の集合体２４をなすブロック体２０のうち、一番上の段に積み上げられているものがブロック体２０Ｂである。また、第２の集合体２４のうちの下の３段に積み上げられているものがブロック体２０Ｃである。
ブロック体２０Ｂにおいて、穴２１はブロック体２０Ｂを水平に貫通しており、ブロック体２０Ｃにおいても、穴２１はブロック体２０Ｃを水平に貫通している（図１及び図３を参照）。同じ段のブロック体２０Ｃどうしにおいては、穴２１が貫通する方向はすべて同じである。
【００２６】
水平に隣接する同じ段のブロック体２０Ｂどうしにおいて、穴２１が開口する面どうしが対向し、互いの穴２１が連通している。そして、ブロック体２０Ｂの連通した穴２１どうしが集まり、水平にまっすぐ延びる空洞２５Ｂが形成されている。
同様に、水平に隣接する同じ段のブロック体２０Ｃどうしにおいて、穴２１が開口する面どうしが対向し、互いの穴２１が連通している。そして、ブロック体２０Ｃの連通した穴２１どうしが集まり、水平にまっすぐ延びる空洞２５Ｃが形成されている。
【００２７】
また、空洞２５Ｂが伸びる方向と、一番上の段に積み上げられたブロック体２０Ｃの中に形成された空洞２５Ｃが延びる方向と、は、互いに直交している。また、あるひとつの段のブロック体２０Ｃの中に形成された空洞２５Ｃが延びる方向と、その下に隣接する段のブロック体２０Ｃの中に形成された空洞２５Ｃが延びる方向と、は、互いに直交している。
【００２８】
ブロック体２０Ａの空隙率はρ１であり、ブロック体２０Ｃの空隙率はρ２であり、ブロック体２０Ｂの空隙率はρ３である。ρ１＞ρ２＞ρ３の関係が成立している。
また、ブロック体２０Ｂの側面が集まって貯水ピット１０の表面２７を形成している。表面２７は一枚の平坦な面である。表面２７にブロック体２０Ｂの穴２１は露出していない。表面２７は貯水ピット１０の周辺の地表面と同じ高さにある。
【００２９】
表面２７の片隅において、筒状体１６の上方部分がマンホール２８によって覆われている。ポンプ１７の吐出口に連なる配管３０が、マンホール２８を貫通して地上に延びている。
配管３０から配管３０Ａと配管３０Ｂとが分岐している。配管３０Ａの末端には蛇口３１が形成されている。蛇口３１の下にドレン３２が形成されている。ドレン３２は、表面２７の上まで延びている。また、配管３０Ｂは、貯水ピット１０の脇に建つ建物３３の壁と床の中を通っており、配管３０Ｂの末端はドレン３２につながっている。
【００３０】
地下貯水構造体１は以上述べた構成を有している。次に、地下貯水構造体１が奏する作用効果について説明する。
空洞２５Ｂ、２５Ｃの中の空気は、貯水ピット１０の周囲の地中温度と同じ温度になっている。そして、ブロック体２０Ｂ、２０Ｃの温度も貯水ピット１０の周囲の地中温度と同じ温度になっている。
【００３１】
地表に降った雨水やドレン３２から流れ出る水が、表面２７の上に流れる。表面２７の上に流れた水は、表面２７を通ってブロック体２０Ｂの中に浸み込む。雨水やドレン３２から流れ出る水の中に異物が含まれていたとしても、大きな異物は、ブロック体２０Ｂの中に入ることなく、表面２７の上に残る。
ブロック体２０Ｂの中に浸み込んだ水は、重力によって下方に移動し、次いで、ブロック体２０Ｃの中に浸み込む。ブロック体２０Ｃの中に浸み込んだ水は、重力によってさらに下方に移動する。
【００３２】
表面２７からブロック体２０Ｂの中に浸み込む水の温度が、地中温度より暖かい場合、ブロック体２０Ｂ、２０Ｃはこの水によって暖められる。しかし、空洞２５Ｂ、２５Ｃの中の空気によって、ブロック体２０Ｂ、２０Ｃは冷やされて貯水ピット１０の周囲の地中温度と同じ温度に維持される。
また、表面２７からブロック体２０Ｂの中に浸み込む水の温度が、地中温度より冷たい場合、ブロック体２０Ｂ、２０Ｃはこの水によって冷やされる。しかし、空洞２５Ｂ、２５Ｃの中の空気によって、ブロック体２０Ｂ、２０Ｃは暖められて貯水ピット１０の周囲の地中温度と同じ温度に維持される。
【００３３】
そして、水が、第２の集合体２４の中を下方に移動するにつれて、水の温度は、貯水ピット１０の周囲の地中温度と同じ温度になる。
また、表面２７の一部分から暖かい水や冷たい水が第２の集合体２４に浸み込むと、この浸み込んだ部分の下方にある第２の集合体２４が局所的に暖められたり冷やされたりすることになる。しかし、第２の集合体２４に局所的に水から伝わる熱は、空洞２５Ｂ、２５Ｃ内の空気によって吸収される。空洞２５Ｂ、２５Ｃ内の空気が吸収した熱は、空洞２５Ｂ、２５Ｃを共有する他のブロック体２０Ｂ、２０Ｃに分散して伝わり、第２の集合体２４に局所的な温度のムラが生じることが抑制される。そして、ブロック体２０Ｂ、２０Ｃの温度は貯水ピット１０の周囲の地中温度と同じ温度に維持される。
【００３４】
ブロック体２０Ｂの中に浸み込む水の中に、微小な異物が混入していたとしても、水が第２の集合体２４の中を下まで移動する間に、ブロック体２０Ｂ、２０Ｃを形成するポーラスコンクリートに含まれるシラスが、微小な異物を吸着してしまう。
第２の集合体２４の中を下まで移動した水は、さらに、下方の第１の集合体２３へ移動する。第１の集合体２３の中に入った水はそのまま貯水ピット１０の底にたまり、ブロック体２０Ａは水に浸漬した状態となる。
【００３５】
貯水ピット１０の底にたまる水の温度は、周囲の地中温度と同じ温度であり、一年を通じて温度変化が小さい。また、貯水ピット１０の底にたまる水は、ブロック体２０Ｃ、Ｂ２の中を通って濾過されており清浄な水となっている。
貯水ピット１０の底にたまった水は、ポンプ１７によって吸引され地上に送水される。ポンプ１７が貯水ピット１０から水を吸引すると、貯水ピット１０の底にたまっていた水は、ポンプ１７に向かって貯水ピット１０の底を横方向に移動する。
【００３６】
ブロック体２０Ａの穴２１はブロック体２０Ａを鉛直に貫通しているので、貯水ピット１０の底にたまっていた水は、ブロック体２０Ａの中に浸み込んで通過しなければならない。したがって、ポンプ１７が吸引する貯水ピット１０の水は、ポンプ１７に吸引される前に、ブロック体２０Ａによって濾過されることになる。
ポンプ１７によって貯水ピット１０から地上に送られる水は、一年を通じて温度変化が小さく、夏場は冷たく、冬場は暖かい。この水を配管３０から配管３０Ｂに送り、建物３３の冷暖房に利用することができる。また、この水を配管３０から配管３０Ａに送り、蛇口３１から取り出して利用することができる。
【００３７】
配管３０Ｂに送られた水はドレン３２に流れる。また、蛇口３１から出た水もドレン３２に流れる。ドレン３２に流れた水は表面２７の上に排出され、再び、表面２７からブロック体２０Ｂの中に浸み込む。
ブロック体２０Ｃの空隙率ρ２は、ブロック体２０Ｂの空隙率ρ３よりも大きいので、ブロック体２０Ｂ内における水の下方への移動速度は、ブロック体２０Ｃ内における水の下方への移動速度よりも遅い。表面２７からブロック体２０Ｂの中に浸み込む水の温度と、貯水ピット１０の底にたまっている水の温度と、の間に温度差がある場合でも、水がブロック体２０Ｂの中を移動する間に、この温度差が小さくなる。そして、貯水ピット１０の底にたまっている水の温度変動が防止される。
【００３８】
また、ブロック体２０Ａの空隙率ρ１は、ブロック体２０Ｃの空隙率ρ２よりも大きいので、ブロック体２０Ａ内における水の横方向への移動速度が速くなる。これにより、ポンプ１７の空引きが防止される。
貯水ピット１０の表面２７は一枚の平面となっているので、駐車場等、様々な形で利用可能である。
【００３９】
地下貯水構造体１を設置するに当たっては、地形に応じて貯水ピット１０を掘削し、ブロック体２０を貯水ピット１０の中に積み上げて充填すればよい。このため、貯水ピット１０の形を地形に合わせて選定できる。そして、貯水ピット１０を設置するために必要な資材は、防水シート１４、筒状体１６、ポンプ１７、ブロック体２０であるので、これらの資材の搬入が容易であり、その設置作業も容易である。
【００４０】
本実施の形態において、第２の集合体２４は３段に積み上げたブロック体２０Ｃと、その上に１段積み打上げられたブロック体２０Ｂと、によって形成されているとしたが、ブロック体２０Ｃの段数が３段に限定されないことは勿論であり、ブロック体２０Ｂの段数が１段に限定されないことも勿論である。
なお、ブロック体２０Ｂを複数段に積み上げる場合、
上下に隣り合う段のブロック体２０Ｂにおいて、上段側のブロック体２０Ｂの中に形成されている空洞２５Ｂが延びる方向と、下数側のブロック体２０Ｂの中に形成されている空洞２５Ｂが延びる方向と、は、互いに直交することが好ましい。かかる構成とすることにより、第２の集合体２４の温度ムラをより効果的に抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
上記のような地下貯水構造体であるので、設置される場所の自由度が非常に高い地下貯水構造体として有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１ 地下貯水構造体
１０ 貯水ピット
１１ 貯水ピットの底面
１２ 貯水ピットの側壁
１４ 防水シート
１６ 筒状体
１７ ポンプ
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ ブロック体
２１ ブロック体の穴
２３ 第１の集合体
２４ 第２の集合体
２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ 空洞
２７ 表面
２８ マンホール
３０、３０Ａ、３０Ｂ 配管
３１ 蛇口
３２ ドレン
３３ 建物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下貯水構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
我々の周囲では、古来、数多くの貯水施設が造られており、様々な用途に用いられてきた。貯水施設として多く見られるものが雨水等を蓄える貯水タンクである（例えば、特許文献１を参照）。
貯水タンクは様々な場所に設置されているが、スペースを有効活用するために地中に埋設されることが多い（例えば、特許文献２を参照）。
貯水タンク自体は、鋼板や樹脂素材によって形成されており、通常は工場において製造される。また、通常、工場で製造される貯水タンクは形状や大きさが規格化されている。そして、貯水タンクは工場から出荷され、設置場所に搬入され、必要に応じて地中に埋設される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６４６９０号公報
【特許文献２】特開２００４−２０３４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
貯水タンクを地中に埋設する場所は様々である。いびつな形状の場所に設置しなければならないケースも多い。このような場合、規格化された貯水タンクでは対応が困難であり、設置場所に応じた形状の貯水タンクをわざわざ製作しなければならなくなってしまう。しかし、貯水タンクを個別に製作する場合のコストは、既存の規格品を購入する場合のコストに比して高額になりやすい。
【０００５】
また、貯水タンクを工場から埋設場所まで搬送しなければならない。容器本体は中が空洞であるため、重量に比して容積が大きくなり、大型車両を使って搬送しなければならないことが多い。とりわけ、道路事情が劣悪な地域においては、その搬送作業に要する手間とコストが大きくなりやすい。
本発明は、上記問題を解決するものであり、その目的とするところは、任意の場所の地中に容易かつ安価に設置可能な地下貯水構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明に係る地下貯水構造体は、地面を掘削して形成された貯水ピットと、当該貯水ピット内の水を当該貯水ピット外へ送出可能なポンプと、を有し、前記貯水ピットの内面が防水壁で覆われており、前記貯水ピット内に、透水性のポーラスコンクリート製のブロック体が充填されている。
【０００７】
透水性のポーラスコンクリート製のブロック体が、貯水ピット内に充填されている。貯水ピットに入った水は、ブロック体に上から浸み込み、貯水ピットの底にたまる。そして、貯水ピットの底にたまった水は、ポンプによって貯水ピット外へ送出される。
貯水ピット内において、水はブロック体の中を通って上から下へ徐々に移動する。水がブロック体の中を下に移動するにつれて、水の温度は、貯水ピットの周囲の地中の温度と同じになる。一年を通じて、地中の温度変化が小さい。このため、貯水ピットの底にたまる水の温度は、一年を通じて安定している。そして、一年を通じて温度変化の小さな水を貯水ピットから取り出すことができる。
【０００８】
地下貯水構造体を設置するに当たっては、必要な容積の穴を貯水ピットとして地面に掘削し、貯水ピットの内面を防水性の素材で覆い、防水壁を形成する。防水壁は、例えば、防水シートを貯水ピットの内面に張り巡らして形成することができる。また、貯水ピットの内面をブロック体の一部を用いて形成し、この内面をなすブロック体の表面に遮水性の塗料等を塗装してしてもよい。
【０００９】
その後、ポンプを設置する。ポンプは貯水ピットの底に設置されてもよいし、地表に設置されてもよい。また、貯水ピットに隣接して、ポンプ設置用のスペースを地中に形成してもよい。そして、ブロック体を貯水ピット内に積み上げるなどして充填する。
大型の容器を地中に埋設する必要がなくなり、準備作業や設置作業が簡単である。また、地形に応じた形の穴を貯水ピットとして地面に掘削すれば済むので、設置場所を選定する際の柔軟性が高い。
【００１０】
請求項２の発明に係る地下貯水構造体は、請求項１に記載の地下貯水構造体であって、
前記ブロック体は、直方体をなし、当該直方体を貫通する穴が、当該直方体の互いに平行な２枚の面の中央において開口し、前記貯水ピット内に充填される前記ブロック体のうち、前記貯水ピット内の下部にたまる水に浸漬する前記ブロック体の集合体が、第１の集合体を形成し、前記第１の集合体を形成する前記ブロック体である前記直方体において、前記穴が鉛直に前記ブロック体を貫通しており、前記貯水ピット内に充填されている前記ブロック体のうち、前記第１の集合体の上に充填される前記ブロック体の集合体が、第２の集合体を形成し、前記第２の集合体を形成する前記ブロック体である前記直方体において、前記穴が水平に前記ブロック体を貫通している。
【００１１】
ブロック体の形状が直方体であるので、貯水ピット内にブロック体を積み上げて充填することができる。全く同じ形のブロック体を用いて第１の集合体と第２の集合体を形成することができる。この場合、第１の集合体と第２の集合体とにおいて、ブロック体の穴が貫通する方向をそれぞれ変えてやれば足りる。
第１の集合体を形成するブロック体の穴は、ブロック体を鉛直に貫通している。この穴が存在することにより、貯水ピット内にたまる水の量が増える。また、ポンプが貯水ピットの水を吸引する際、ポンプにより吸引される水は、第１の集合体のブロック体を形成するポーラスコンクリートの中を通過して濾過される。
【００１２】
第２の集合体を形成するブロック体の穴は、ブロック体を水平に貫通している。貯水ピットに入った水は、第２の集合体のブロック体を形成するポーラスコンクリートの中を通って下に移動して濾過される。
また、第２の集合体のブロック体の穴の中には空気が存在している。第２の集合体のブロック体の中を通って移動する水によって、第２の集合体のブロック体が暖められたり冷やされたりしても、ブロック体の穴の中の空気がブロック体に水から伝わる熱を吸収し、ブロック体の温度変化が抑制される。この結果、貯水ピットの底にたまる水の温度変化も抑制される。
【００１３】
請求項３の発明に係る地下貯水構造体は、請求項２に記載の地下貯水構造体であって、前記第２の集合体において、前記ブロック体が１段又は複数段をなして積み上げられており、前記第２の集合体の同じ段を形成する前記ブロック体どうしにおいては、ひとつの前記ブロック体の前記穴が開口する面と、隣接する前記ブロック体の前記穴が開口する面と、が、互いに対向している。
【００１４】
第２の集合体の同じ段を形成するブロック体において、互いに隣接するブロック体の穴どうしが互いに連通している。互いに連通する複数個の穴が集まってひとつの空洞を形成している。この空洞の中には空気が存在している。
第２の集合体のブロック体の中を通って移動する水によって、第２の集合体が局所的に暖められたり冷やされたりしても、空洞の中の空気が第２の集合体に局所的に伝わる熱を吸収する。そして、空洞の中の空気が吸収した熱は、この空洞を共有する他のブロック体に分散され、第２の集合体に局所的な温度のムラが生じることが抑制される。
【００１５】
請求項４の発明に係る地下貯水構造体は、請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の地下貯水構造体であって、前記ブロック体を形成するポーラスコンクリートは、シラスと、ゼオライトと、活性炭と、のうちの少なくともいずれかひとつを、含有している。
シラスとは、例えば、九州南部一帯に厚い地層として分布する細粒の軽石や火山灰のことである。
【００１６】
貯水ピットに入る水は、例えば、雨水であってもよいし、貯水ピットから一度取り出され後に戻される水であってもよい。このような水の中には、様々な微小な異物が含まれている。貯水ピットに入った水がブロック体の中を通って移動する際、ブロック体の中に含まれているシラス、ゼオライトあるいは活性炭が、水の中の微小な異物を吸着する。したがって、貯水ピットの底にたまる水は、微小な異物を除去された清浄な水となる。
【００１７】
請求項５の発明に係る地下貯水構造体は、請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の地下貯水構造体であって、前記貯水ピット内において、上方に充填された前記ブロック体の空隙率が、下方に充填された前記ブロック体の空隙率よりも小さい。
貯水ピット内において、上方に充填されるブロック体の空隙率を小さくし、下方に充填されるブロック体の空隙率を大きくすることにより、貯水ピットに入った水から異物を効率良く除去できる。貯水ピットに入った水の中の比較的大きな異物は、貯水ピット内の上方に充填されるブロック体によって除去されてしまう。
【００１８】
例えば、貯水ピット内の底にたまる水に浸漬するブロック体の空隙率は、これらのブロック体の上に充填されるブロック体の空隙率より大きければよい。また、貯水ピット内の底にたまる水に浸漬するブロック体よりも上に充填されるブロック体において、空隙率が上から下に段階的に大きくなっていてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
上記のような地下貯水構造体であるので、任意の場所の地中に容易かつ安価に設置することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】地下貯水構造体の構造説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線横断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線横断面図である。
【図４】ブロック体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態を図１〜図４を参照しつつ説明する。
図１〜図３に示すように、地下貯水構造体１は、地面を掘削して形成した貯水ピット１０を有する。貯水ピット１０は直方体の形状を有し、その内面である底面１１と側壁１２とはすべて防水シート１４によって隙間なく覆われている。防水シート１４により覆われた底面１１と側壁１２が防水壁をなしている。
【００２２】
貯水ピット１０の底面１１の片隅に、縦長の筒状体１６が設置されている。筒状体１６の底に、ポンプ１７が設置されている。ポンプ１７の吸引口は、筒状体１６の下部外側面において、貯水ピット１０内に向かって開口している
筒状体１６が設置されている部分を除いて、貯水ピット１０内には、ブロック体２０が７段に積み上げられて充填されている。図４に示すように、ブロック体２０は立方体をなし、透水性を有するポーラスコンクリートによって形成されている。ブロック体２０を形成するポーラスコンクリートは、シラスを含有している。
【００２３】
ブロック体２０には穴２１が形成されている。穴２１は、ブロック体２０の中心を通ってまっすぐに貫通している。穴２１は、ブロック体２０の１枚の面と、この面に平行な別の１枚の面の中央に開口している。
貯水ピット１０の底面１１から３段に積み上げられたブロック体２０の集合体が、第１の集合体２３を形成している。第１の集合体２３をなすブロック体２０がブロック体２０Ａである。
【００２４】
ブロック体２０Ａにおいて、穴２１はブロック体２０Ａを鉛直に貫通している（図１及び図２を参照）。上下に隣接して積み重なるブロック体２０Ａどうしにおいて、穴２１が開口する面どうしが対向し、互いの穴２１が上下に連通している。そして、ブロック体２０Ａの連通した穴２１どうしが集まり、鉛直にまっすぐ延びる空洞２５Ａが形成されている。
【００２５】
第１の集合体２３の上に地表面の高さまで４段に積み上げられたブロック体２０の集合体が、第２の集合体２４を形成している。第２の集合体２４をなすブロック体２０のうち、一番上の段に積み上げられているものがブロック体２０Ｂである。また、第２の集合体２４のうちの下の３段に積み上げられているものがブロック体２０Ｃである。
ブロック体２０Ｂにおいて、穴２１はブロック体２０Ｂを水平に貫通しており、ブロック体２０Ｃにおいても、穴２１はブロック体２０Ｃを水平に貫通している（図１及び図３を参照）。同じ段のブロック体２０Ｃどうしにおいては、穴２１が貫通する方向はすべて同じである。
【００２６】
水平に隣接する同じ段のブロック体２０Ｂどうしにおいて、穴２１が開口する面どうしが対向し、互いの穴２１が連通している。そして、ブロック体２０Ｂの連通した穴２１どうしが集まり、水平にまっすぐ延びる空洞２５Ｂが形成されている。
同様に、水平に隣接する同じ段のブロック体２０Ｃどうしにおいて、穴２１が開口する面どうしが対向し、互いの穴２１が連通している。そして、ブロック体２０Ｃの連通した穴２１どうしが集まり、水平にまっすぐ延びる空洞２５Ｃが形成されている。
【００２７】
また、空洞２５Ｂが伸びる方向と、一番上の段に積み上げられたブロック体２０Ｃの中に形成された空洞２５Ｃが延びる方向と、は、互いに直交している。また、あるひとつの段のブロック体２０Ｃの中に形成された空洞２５Ｃが延びる方向と、その下に隣接する段のブロック体２０Ｃの中に形成された空洞２５Ｃが延びる方向と、は、互いに直交している。
【００２８】
ブロック体２０Ａの空隙率はρ１であり、ブロック体２０Ｃの空隙率はρ２であり、ブロック体２０Ｂの空隙率はρ３である。ρ１＞ρ２＞ρ３の関係が成立している。
また、ブロック体２０Ｂの側面が集まって貯水ピット１０の表面２７を形成している。表面２７は一枚の平坦な面である。表面２７にブロック体２０Ｂの穴２１は露出していない。表面２７は貯水ピット１０の周辺の地表面と同じ高さにある。
【００２９】
表面２７の片隅において、筒状体１６の上方部分がマンホール２８によって覆われている。ポンプ１７の吐出口に連なる配管３０が、マンホール２８を貫通して地上に延びている。
配管３０から配管３０Ａと配管３０Ｂとが分岐している。配管３０Ａの末端には蛇口３１が形成されている。蛇口３１の下にドレン３２が形成されている。ドレン３２は、表面２７の上まで延びている。また、配管３０Ｂは、貯水ピット１０の脇に建つ建物３３の壁と床の中を通っており、配管３０Ｂの末端はドレン３２につながっている。
【００３０】
地下貯水構造体１は以上述べた構成を有している。次に、地下貯水構造体１が奏する作用効果について説明する。
空洞２５Ｂ、２５Ｃの中の空気は、貯水ピット１０の周囲の地中温度と同じ温度になっている。そして、ブロック体２０Ｂ、２０Ｃの温度も貯水ピット１０の周囲の地中温度と同じ温度になっている。
【００３１】
地表に降った雨水やドレン３２から流れ出る水が、表面２７の上に流れる。表面２７の上に流れた水は、表面２７を通ってブロック体２０Ｂの中に浸み込む。雨水やドレン３２から流れ出る水の中に異物が含まれていたとしても、大きな異物は、ブロック体２０Ｂの中に入ることなく、表面２７の上に残る。
ブロック体２０Ｂの中に浸み込んだ水は、重力によって下方に移動し、次いで、ブロック体２０Ｃの中に浸み込む。ブロック体２０Ｃの中に浸み込んだ水は、重力によってさらに下方に移動する。
【００３２】
表面２７からブロック体２０Ｂの中に浸み込む水の温度が、地中温度より暖かい場合、ブロック体２０Ｂ、２０Ｃはこの水によって暖められる。しかし、空洞２５Ｂ、２５Ｃの中の空気によって、ブロック体２０Ｂ、２０Ｃは冷やされて貯水ピット１０の周囲の地中温度と同じ温度に維持される。
また、表面２７からブロック体２０Ｂの中に浸み込む水の温度が、地中温度より冷たい場合、ブロック体２０Ｂ、２０Ｃはこの水によって冷やされる。しかし、空洞２５Ｂ、２５Ｃの中の空気によって、ブロック体２０Ｂ、２０Ｃは暖められて貯水ピット１０の周囲の地中温度と同じ温度に維持される。
【００３３】
そして、水が、第２の集合体２４の中を下方に移動するにつれて、水の温度は、貯水ピット１０の周囲の地中温度と同じ温度になる。
また、表面２７の一部分から暖かい水や冷たい水が第２の集合体２４に浸み込むと、この浸み込んだ部分の下方にある第２の集合体２４が局所的に暖められたり冷やされたりすることになる。しかし、第２の集合体２４に局所的に水から伝わる熱は、空洞２５Ｂ、２５Ｃ内の空気によって吸収される。空洞２５Ｂ、２５Ｃ内の空気が吸収した熱は、空洞２５Ｂ、２５Ｃを共有する他のブロック体２０Ｂ、２０Ｃに分散して伝わり、第２の集合体２４に局所的な温度のムラが生じることが抑制される。そして、ブロック体２０Ｂ、２０Ｃの温度は貯水ピット１０の周囲の地中温度と同じ温度に維持される。
【００３４】
ブロック体２０Ｂの中に浸み込む水の中に、微小な異物が混入していたとしても、水が第２の集合体２４の中を下まで移動する間に、ブロック体２０Ｂ、２０Ｃを形成するポーラスコンクリートに含まれるシラスが、微小な異物を吸着してしまう。
第２の集合体２４の中を下まで移動した水は、さらに、下方の第１の集合体２３へ移動する。第１の集合体２３の中に入った水はそのまま貯水ピット１０の底にたまり、ブロック体２０Ａは水に浸漬した状態となる。
【００３５】
貯水ピット１０の底にたまる水の温度は、周囲の地中温度と同じ温度であり、一年を通じて温度変化が小さい。また、貯水ピット１０の底にたまる水は、ブロック体２０Ｃ、Ｂ２の中を通って濾過されており清浄な水となっている。
貯水ピット１０の底にたまった水は、ポンプ１７によって吸引され地上に送水される。ポンプ１７が貯水ピット１０から水を吸引すると、貯水ピット１０の底にたまっていた水は、ポンプ１７に向かって貯水ピット１０の底を横方向に移動する。
【００３６】
ブロック体２０Ａの穴２１はブロック体２０Ａを鉛直に貫通しているので、貯水ピット１０の底にたまっていた水は、ブロック体２０Ａの中に浸み込んで通過しなければならない。したがって、ポンプ１７が吸引する貯水ピット１０の水は、ポンプ１７に吸引される前に、ブロック体２０Ａによって濾過されることになる。
ポンプ１７によって貯水ピット１０から地上に送られる水は、一年を通じて温度変化が小さく、夏場は冷たく、冬場は暖かい。この水を配管３０から配管３０Ｂに送り、建物３３の冷暖房に利用することができる。また、この水を配管３０から配管３０Ａに送り、蛇口３１から取り出して利用することができる。
【００３７】
配管３０Ｂに送られた水はドレン３２に流れる。また、蛇口３１から出た水もドレン３２に流れる。ドレン３２に流れた水は表面２７の上に排出され、再び、表面２７からブロック体２０Ｂの中に浸み込む。
ブロック体２０Ｃの空隙率ρ２は、ブロック体２０Ｂの空隙率ρ３よりも大きいので、ブロック体２０Ｂ内における水の下方への移動速度は、ブロック体２０Ｃ内における水の下方への移動速度よりも遅い。表面２７からブロック体２０Ｂの中に浸み込む水の温度と、貯水ピット１０の底にたまっている水の温度と、の間に温度差がある場合でも、水がブロック体２０Ｂの中を移動する間に、この温度差が小さくなる。そして、貯水ピット１０の底にたまっている水の温度変動が防止される。
【００３８】
また、ブロック体２０Ａの空隙率ρ１は、ブロック体２０Ｃの空隙率ρ２よりも大きいので、ブロック体２０Ａ内における水の横方向への移動速度が速くなる。これにより、ポンプ１７の空引きが防止される。
貯水ピット１０の表面２７は一枚の平面となっているので、駐車場等、様々な形で利用可能である。
【００３９】
地下貯水構造体１を設置するに当たっては、地形に応じて貯水ピット１０を掘削し、ブロック体２０を貯水ピット１０の中に積み上げて充填すればよい。このため、貯水ピット１０の形を地形に合わせて選定できる。そして、貯水ピット１０を設置するために必要な資材は、防水シート１４、筒状体１６、ポンプ１７、ブロック体２０であるので、これらの資材の搬入が容易であり、その設置作業も容易である。
【００４０】
本実施の形態において、第２の集合体２４は３段に積み上げたブロック体２０Ｃと、その上に１段積み打上げられたブロック体２０Ｂと、によって形成されているとしたが、ブロック体２０Ｃの段数が３段に限定されないことは勿論であり、ブロック体２０Ｂの段数が１段に限定されないことも勿論である。
なお、ブロック体２０Ｂを複数段に積み上げる場合、
上下に隣り合う段のブロック体２０Ｂにおいて、上段側のブロック体２０Ｂの中に形成されている空洞２５Ｂが延びる方向と、下数側のブロック体２０Ｂの中に形成されている空洞２５Ｂが延びる方向と、は、互いに直交することが好ましい。かかる構成とすることにより、第２の集合体２４の温度ムラをより効果的に抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
上記のような地下貯水構造体であるので、設置される場所の自由度が非常に高い地下貯水構造体として有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１ 地下貯水構造体
１０ 貯水ピット
１１ 貯水ピットの底面
１２ 貯水ピットの側壁
１４ 防水シート
１６ 筒状体
１７ ポンプ
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ ブロック体
２１ ブロック体の穴
２３ 第１の集合体
２４ 第２の集合体
２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ 空洞
２７ 表面
２８ マンホール
３０、３０Ａ、３０Ｂ 配管
３１ 蛇口
３２ ドレン
３３ 建物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面を掘削して形成された貯水ピットと、当該貯水ピット内の水を当該貯水ピット外へ送出可能なポンプと、を有し、
前記貯水ピットの内面が防水壁で覆われており、
前記貯水ピット内に、透水性のポーラスコンクリート製のブロック体が充填されていることを特徴とする地下貯水構造体。
【請求項２】
前記ブロック体は、直方体をなし、当該直方体を貫通する穴が、当該直方体の互いに平行な２枚の面の中央において開口し、
前記貯水ピット内に充填される前記ブロック体のうち、前記貯水ピット内の下部にたまる水に浸漬する前記ブロック体の集合体が、第１の集合体を形成し、
前記第１の集合体を形成する前記ブロック体である前記直方体において、前記穴が鉛直に前記ブロック体を貫通しており、
前記貯水ピット内に充填されている前記ブロック体のうち、前記第１の集合体の上に充填される前記ブロック体の集合体が、第２の集合体を形成し、
前記第２の集合体を形成する前記ブロック体である前記直方体において、前記穴が水平に前記ブロック体を貫通していることを特徴とする請求項１に記載の地下貯水構造体。
【請求項３】
前記第２の集合体において、前記ブロック体が１段又は複数段をなして積み上げられており、
前記第２の集合体の同じ段を形成する前記ブロック体どうしにおいては、ひとつの前記ブロック体の前記穴が開口する面と、隣接する前記ブロック体の前記穴が開口する面と、が、互いに対向していることを特徴とする請求項２に記載の地下貯水構造体。
【請求項４】
前記ブロック体を形成するポーラスコンクリートは、シラスと、ゼオライトと、活性炭と、のうちの少なくともいずれかひとつを、含有していることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の地下貯水構造体。
【請求項５】
前記貯水ピット内において、上方に充填された前記ブロック体の空隙率が、下方に充填された前記ブロック体の空隙率よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の地下貯水構造体。
【請求項１】
地面を掘削して形成された貯水ピットと、当該貯水ピット内の水を当該貯水ピット外へ送出可能なポンプと、を有し、
前記貯水ピットの内面が防水壁で覆われており、
前記貯水ピット内に、透水性のポーラスコンクリート製のブロック体が充填されていることを特徴とする地下貯水構造体。
【請求項２】
前記ブロック体は、直方体をなし、当該直方体を貫通する穴が、当該直方体の互いに平行な２枚の面の中央において開口し、
前記貯水ピット内に充填される前記ブロック体のうち、前記貯水ピット内の下部にたまる水に浸漬する前記ブロック体の集合体が、第１の集合体を形成し、
前記第１の集合体を形成する前記ブロック体である前記直方体において、前記穴が鉛直に前記ブロック体を貫通しており、
前記貯水ピット内に充填されている前記ブロック体のうち、前記第１の集合体の上に充填される前記ブロック体の集合体が、第２の集合体を形成し、
前記第２の集合体を形成する前記ブロック体である前記直方体において、前記穴が水平に前記ブロック体を貫通していることを特徴とする請求項１に記載の地下貯水構造体。
【請求項３】
前記第２の集合体において、前記ブロック体が１段又は複数段をなして積み上げられており、
前記第２の集合体の同じ段を形成する前記ブロック体どうしにおいては、ひとつの前記ブロック体の前記穴が開口する面と、隣接する前記ブロック体の前記穴が開口する面と、が、互いに対向していることを特徴とする請求項２に記載の地下貯水構造体。
【請求項４】
前記ブロック体を形成するポーラスコンクリートは、シラスと、ゼオライトと、活性炭と、のうちの少なくともいずれかひとつを、含有していることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の地下貯水構造体。
【請求項５】
前記貯水ピット内において、上方に充填された前記ブロック体の空隙率が、下方に充填された前記ブロック体の空隙率よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の地下貯水構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−６８０５７（Ｐ２０１３−６８０５７Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０９１４２（Ｐ２０１１−２０９１４２）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（５９６０８５７９３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（５９６０８５７９３）
【Ｆターム（参考）】
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