JP2000192530A - 真空排水システム - Google Patents

真空排水システム

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JP2000192530A
JP2000192530A JP11363121A JP36312199A JP2000192530A JP 2000192530 A JP2000192530 A JP 2000192530A JP 11363121 A JP11363121 A JP 11363121A JP 36312199 A JP36312199 A JP 36312199A JP 2000192530 A JP2000192530 A JP 2000192530A
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vacuum
drain
intermediate container
sanitary unit
drain valve
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JP11363121A
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Henry Olin
オリン ヘンリー
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Evac Oy
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Evac International Oy
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G51/00—Conveying articles through pipes or tubes by fluid flow or pressure; Conveying articles over a flat surface, e.g. the base of a trough, by jets located in the surface
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F1/00—Methods, systems, or installations for draining-off sewage or storm water
    • E03F1/006—Pneumatic sewage disposal systems; accessories specially adapted therefore

Abstract

(57)【要約】 【課題】 とくに大真空排水管システムにおいて使用す
るのに適した、騒音レベルが低くかつ作用の制御を容易
に実施しうる、真空排水技術に基づく排水装置をえるこ
と。 【解決手段】 周期的放出サイクルに使用される衛生ユ
ニット１、通常閉鎖された第１排水弁４を介して衛生ユ
ニットに連結された第１排水管２、第１排水管２に真空
を発生するための装置５および第１排水管２を通って衛
生ユニット１から、たとえば収集コンテナに、真空誘導
廃棄物輸送を可能にするため引続いて第１排水弁を作動
するための装置を有する真空排水システム。衛生ユニッ
ト１からの廃棄物の真空輸送は二段階で実施される。第
１段階は、中間コンテナ３への前記第１排水管２を通る
衛生ユニット１からの廃棄物輸送を含む。第２段階は、
衛生ユニット１と第１排水管２との間の連通が閉鎖され
ているとき、中間コンテナ３から第２排水弁７および第
２排水管６を通って収集装置２１または排水管への真空
下の廃棄物輸送を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物を収集コン
テナ、都市の排水管（下水道）等に輸送するための、請
求項１の前段に記載された真空排水システムに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】真空排水システムに関する一つの基本的
課題は、それらが発生する大きい騒音である。騒音は、
排水弁が開閉するとき、および空気が開放した排水管に
吸込まれるとき発生する。真空排水技術は、比較的大き
い容積の空気が迅速に排水管内に、輸送されるべき物質
に続いて流れ込むことを必要としている。さらに、排水
弁は迅速に開閉しなければならない。これらの作用は、
騒音を発生するかなりの圧力変動を生ずる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】大型真空排水システム
において、騒音レベルを下げることは困難である。この
ことは、長い排水管が大きい全容積を持っているためで
あり、そのことは多量の空気を排水管に吸込まなければ
ならないことを意味している。
【０００４】本発明の目的は、完全に真空排水技術に基
づき、とくに大型真空排水システムにおいて使用するの
に適合しうる、騒音レベルが低くかつ作用の制御を容易
に実施しうる排水装置を創造することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記請
求項１に記載された真空排水システムが得られる。この
種の真空排水システムは、排水容積が大きいにもかかわ
らず、真空排水技術の利点を低騒音レベルと組合わせて
保有する。
【０００６】本発明は二つの観点に基づいている。第１
に、もし衛生ユニット、たとえばトイレットを通って排
水管に流されなければならない空気の量が少ないなら
ば、騒音は減少する。第２に、もし問題の空気流の速度
を、衛生ユニット放出する間、下げることができるなら
ば、騒音レベルは低下する。
【０００７】本発明によれば、衛生ユニット、たとえば
トイレットから廃棄物を放出すること、およびそこから
の廃棄物の輸送は二段階で実施され、そのいずれもが真
空下の排水の一部分を形成している。第１段階におい
て、廃棄物の輸送は、自体公知のように、第１の排水部
分を通って中間コンテナ内に真空下で実施される。この
ことは輸送距離を短くし、かつ真空を適用される容積を
比較的小さく保つことを可能にする。真空排水システム
全体の大きさにもかかわらず、廃棄物輸送の第１段階は
標準的構造のシステムによって実施可能であり、そのこ
とは標準的システムがその機能をもっともよく発揮する
ため、機能の信頼性を改善する。この型の基本的機能を
有する小型真空排水システムは、米国特許第５１３３８
５３号明細書から公知である。それらの主要な弱点は、
真空吸込み廃棄物輸送が中間コンテナに終わることであ
る。廃棄物はそこから加圧空気によってまたは他の圧力
媒体によって輸送されなければならないことであり、そ
のことは大型システムにおいてまったく厄介である。本
発明によれば、廃棄物輸送機構全体は真空排水技術に基
づき、周囲の空気以外のいかなる圧力媒体もいずれの輸
送段階においても必要でない。したがって、本発明によ
るシステムは、旅客船またはホテルのような、大型真空
排水ネットワークに使用可能である。本発明の特殊な特
性のため、真空排水ネットワークの大きさは騒音レベル
にマイナスの影響を及ぼさない。
【０００８】本発明によるシステムが、廃棄物輸送の第
１段階を、衛生ユニットを介して中間コンテナに流れ込
む空気が中間コンテナ内の圧力を周囲空気の圧力の近く
まで上昇させるように、制御するための装置を有するこ
とは有利である。このことは空気流の平均速度を低下
し、そのことは騒音レベルを低下する。一方、中間コン
テナの大きさを、第１輸送段階の後、第２廃棄物輸送段
階が中間コンテナまたはその下流の排水部分に外気を供
給することなく実施しうるようにするため、十分な空気
を収容するような大きさにすることは適当である。も
し、いかなる外部空気の供給も必要ないならば、システ
ムの構造はまったく複雑でないままに保たれ、起こりう
る漏洩点の数は減少する。もし衛生ユニットがトイレッ
トであるならば、中間コンテナの容積は少なくとも４リ
ットルとすることが推奨される。好適には、かなり大き
く、たとえば１０から１５リットルとすべきである。
【０００９】好適な実施例において、第１排水部分の下
流端は、中間コンテナの上方部分に放出するＵ字管とし
て形成されている。第１排水部分の下流端は、中間コン
テナ内に収集される汚水の表面より確実に高いレベルに
すべきである。それにより、中間コンテナ内にならびに
第１排水部分内に収容される空気容積は、廃棄物輸送の
第２排水段階に対して技術的に有利な方法で利用可能で
ある。
【００１０】もし第１排水部分がまったく短く保持され
るならば、その中で起こる廃棄物輸送は、騒音をできる
だけ小さくする。全体的に、第１排水部分が、その排水
弁から中間コンテナ内のその下流端まで、せいぜい最大
３ｍ、好適にはせいぜい最大２ｍの全長をもつのが有利
である。
【００１１】真空排水において、とくに衛生ユニットの
下流近くにおいて、物質の輸送は一般的に上向き方向で
もっとも確実に実施される。それ故、もし第１排水部分
の下流端がその上流端よりかなり高いレベルにあるなら
ば、有利である。
【００１２】同じ真空レベル、すなわち、廃棄物輸送の
第１ならびに第２段階において、システムの真空発生装
置によって維持されるいわゆる“システム真空”を使用
することが有利である。この真空レベルは、好適には、
配水管内の絶対圧力を周囲空気圧力の７５から３０％に
設定される。もっともよい作用の信頼性は、もし配水管
内の絶対圧力が周囲空気圧力の約６５から４０％である
ならば、一般に達成される。
【００１３】もし中間コンテナの容積が可変でかつ可動
装置、たとえば膜、ピストン等によって制御可能にされ
るならば、廃棄物輸送の第１段階の効率は改善される。
このアイデアは、中間コンテナの容積を廃棄物輸送の第
１段階の始めに小さく保持し、同じ段階の終わりに拡大
することである。これは廃棄物輸送の第１段階の効率を
増進する。有利な実施例において、中間コンテナの容積
を制御する装置は、圧力作動、好適には“システム真
空”によって作動される。それ故、中間コンテナの容積
変化は廃棄物輸送の第１段階に適用可能であり、そこで
中間コンテナの容積は、輸送の第１段階の始めにおいて
同じ段階の終わりよりも自動的にかなり小さくなる。容
積制御装置の作用と排水弁の作用との間に関連する時間
関係をもつことが有利である。このことは、容積変化が
排水弁の作用装置を通じて空気的に制御されるならば、
達成される。そのようなシステムは、システムの作用に
もっともよく役立つ方法で中間コンテナの容積を制御す
るためのもっともよい展望を与える。同時に、制御装置
の構造はまったく複雑でないままであり、かつ真空排水
システムにすでに従来使用された制御技術に基づいてい
る。
【００１４】本発明によるシステムの構造は、その開閉
運動が第１排水部分に連結された衛生ユニットの排水弁
の作用に作用的に関連する、第２排水弁を通って第２排
水部分にの中間コンテナの連結を配置することによって
簡単化することができる。基本的アイデアは、一方の排
水弁が開放するとき他方が閉鎖しまたその反対になるこ
とである。そのような作用的接続は、両方の排水弁が、
それらの作動機構が機械的に相互連結可能であるよう
に、相互に開閉されるように配水管を配置することによ
って容易に得ることができる。そうでなければ、両方の
排水部分が同じ円板弁に連結され、そこで弁板の貫流開
口が二つの排水部分の一方または他方と連通する位置を
とることができる。
【００１５】騒音レベルの低下は、衛生ユニットを室空
間に、中間コンテナを壁またはその室の他の境界面の外
側に設置することによって実際上もっとも良く得られ
る。室の境界面は、廃棄物輸送の第１段階において中間
コンテナを充填するときおよび廃棄物輸送の第２段階に
おいてそれを空にするとき発生する騒音に対する防音装
置として作用する。
【００１６】
【発明の実施の形態】下記において、本発明は、添付の
略図を参照して一層詳細に説明されるであろう。図面に
おいて、１は真空トイレットを、２はそこに連結された
第１排水部分を示す。第１排水部分２は、中間コンテナ
３に通じている。トイレット１からの廃棄物の輸送は、
通常は閉鎖されたままの排水弁４によって制御され、も
し、配水部分２に、トイレット廃棄物の有効な輸送のた
めに十分高い真空が存在するならば、開放可能である。
システムの真空は真空ポンプ５によって発生される。
【００１７】別の排水管６が中間コンテナ３から外に通
じている。この管は、その上流端に排水弁４と同様の原
理で作動する排水弁７を有する。排水弁４が閉鎖されて
いるとき、排水弁７は開いたままであるが、排水弁４が
開放されるとき弁７は閉鎖される。排水管６は容器２１
に通じ、容器２１は、真空ポンプが管６内に大気圧のほ
ぼ半分の真空を連続して維持しているにもかかわらず、
大気圧になることを可能にする（図示しない）装置によ
って管６から分離されている。この種の装置は、たとえ
ば米国特許第３６２９０９９号、同第４１８４５０６号
〜同第４０３４４２１号および同第４２４６９２５号各
明細書から公知である。ここに使用される“容器”なる
語は、図１および２に示されたような、収集コンテナま
たは地域排水管のような、廃棄物用のいかなる型の行き
先をも含むことができる。
【００１８】図１の装置の作用は下記のとおりである。
すなわち、圧力センサが真空ポンプを、ポンプが管６内
に連続して、予め設定された上限および下限の間である
程度変動する大気圧の約半分の真空を維持するように、
制御する。装置の不作動状態において、この同じ真空が
中間コンテナ３内および排水管２内に行き亘っている。
トイレットを放出するため弁７が閉鎖され、排水弁４が
開放される。それにより、周囲空気の圧力は迅速にトイ
レット内に存在する廃棄物を排水管内に、そしてそこか
ら中間コンテナ３に押し出す。弁４は、中間コンテナ３
内の圧力がほぼ周囲空気の圧力レベルまで上昇するのに
十分な時間開放されたままで、それは１秒ないし数秒続
く。その後、弁４は閉鎖されそして弁７が開放され、そ
れにより、排水管６内に行き亘っている真空のため、中
間コンテナ３内の大気圧は中間コンテナ３に収集された
廃棄物を管６に押出す。弁７は開いたままで、それによ
り、真空ポンプ５によって発生される真空は、ふたたび
中間コンテナ３および管２内に行き亘る。
【００１９】システムの作用は、トイレットのフラッシ
ュ要求押しボタン１０が接続されている、制御装置９に
よって制御される。制御装置９の作用はそれ自体公知
で、したがってここでは説明しない。制御装置９は真空
排水システムに一般に使用されている装置とすることが
でき、フィンランド国、ヘルシンキ市の、Ｅｖａｃ Ｉ
ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｙ社から、商品名ＥＶＡ
Ｃ９０として市販されている。逆止弁１７を通して、こ
の装置は連続して真空下にある真空排水管の一部に接続
されている。押しボタン１０を押すことにより、制御装
置９の作用が開始される。制御装置９は、システムの真
空装置５に存在し、それにより、排水弁４および７の開
閉運動の、およびトイレット１に連結されたフラッシュ
水管２２の閉鎖弁１８の作用および時間を制御する、異
なった制御装置に接続するための装置を有する。
【００２０】上記作用は、中の容積を制御する装置を備
えた中間コンテナ３を設けることによって実施すること
ができる。図１において、そのような装置は、コンテナ
３の上方部分に設置された可動気密可撓膜１１の型式を
有する。コンテナ３が真空下にあるとき、膜１１はその
下方位置において周囲空気によって支持板１２に押付け
られる。ついでコンテナ３の内容積は最小になり、図示
の例において約５から７リットルである。排水弁４が開
放されるとき、制御装置９は、管１４を通して、コンテ
ナ３の膜１１の上方の、これも約５から７リットルであ
る空間１３を、システムの真空源に連通し、それにより
膜１１は、コンテナ３の上方部分の内面またはそこに近
い、破線で示された位置を占める。膜１１は、排水弁４
がふたたび閉鎖されるまで、この位置にとどまる。この
状態において、排水弁７の開放前、コンテナ３内の圧力
は大気圧で、装置９がもはや膜の上側に真空を維持しな
いときでさえも、その上方位置に膜１１を保持する。
【００２１】上記装置は下記の利点を有する。すなわ
ち、中間コンテナ３の容積は最初は小さく、そのことは
廃棄物をトイレット１からコンテナ３に輸送するために
必要な空気量も比較的少ないことを意味する。このこと
は騒音の低下を支持する。コンテナ３の容積が膜を移動
することによって拡大するとき、追加の空気が排水弁４
を通ってコンテナ３に流入するが、この流れの速度は比
較的小さく、そこで騒音が多く発生することはない。
【００２２】中間コンテナ３内に存在する廃棄物が管２
内に逆流することを防止するため、排水部分２の下流端
が中間コンテナ３の内部自由空間の上方部分内に、好適
には、排水部分２の下流端が、たとえば図１に示された
ように、逆Ｕ字型に形成されるように放出することが有
利である。弁４から排水部分の下流端までの排水部分２
の全長は、図１による実施例において、約１．５ｍであ
る。この長さの大部分は上向きで、それは廃棄物の有効
な真空誘起輸送を達成するために有利である。
【００２３】図２に示された実施例において、排水弁４
および７は円板弁の型式で配置されている。この目的に
適した弁の型式は、たとえば、米国特許第４７１３６４
７号明細書に記載されている。弁４および７は、管２な
らびに６に連結された一つの弁装置１５に組合わされて
いる。弁装置１５のハウジング内には、その運動動力を
作動装置１６から受け入れる回転可能な円形弁板２３が
設けられている。弁板２３は交互に管２また管６と整合
する位置を占める貫通開口２４、または一方が管６の位
置に移動するとき、他方が管２の位置から離れる二つの
貫通開口２４を備えることができる。もし二つの貫通開
口が使用されると、図示の実施例において、弁体（弁板
２３）の運動を、一つの貫通開口が使用されるときより
も弁板２３の小さい回転角度しか必要としないように、
配置することが可能である。このことはまた、もし管
２，６が、図２に示されたように、円板２３の回転軸線
に対して直径方向に配置されていないで、代わりに角度
的に互いに接近しているならば、ただ一つの貫通開口し
か存在しないときにも可能である。回転可能な円形弁板
の代わりに、弁体は（弁において３６０°以下の角度を
なす一部のみを有する円板、または扇形である）扇形板
または直線的に移動する板のような種々の異なった型式
で設けることができる。複合弁１５の作動ユニット１６
は、“システム真空”と周囲空気との間の圧力差によっ
て付勢され真空制御装置、電気的に付勢される装置また
は他の装置として設けることができる。
【００２４】トイレット１は、室１９内に設けられてい
る。中間コンテナ３およびそこに接続された制御装置
は、好適には室１９の壁２０の反対側に設置され、それ
により室内の騒音レベルを低下する。本発明は図示され
た実施例のみに限定されるものでなく、そのいくつかの
変形が請求項の記載の範囲内で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】トイレットとして役立つ本発明によるシステ
ム。
【図２】図１のシステムの二つの排水弁がどのように作
用的に相互に関連するかを示す図。
【符号の説明】
１ 衛生ユニット（トイレット） ２ 第１排水管 ３ 中間コンテナ ４ 第１排水弁 ５ 真空発生装置 ６ 第２排水管 ７ 第２排水弁 ９ 制御装置 １０ 押しボタン １１ 気密可撓膜 １２ 支持板 １３ 膜の上側空間 １４ 管 １５ 複合弁 １６ 作動装置 １７ 逆止弁 １９ 室内 ２０ 壁 ２１ 収集装置 ２２ フラッシュ水管 ２３ 円板弁 ２４ 貫通開口

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 周期的放出サイクルに使用される衛生ユ
    ニット（１）、通常閉鎖された第１排水弁（４）を介し
    て衛生ユニットに連結された第１排水管（２）、第１排
    水管（２）に真空を発生するための装置（５）および第
    １排水管（２）を通って衛生ユニット（１）から真空誘
    導廃棄物輸送を可能にするため引続いて第１排水弁を作
    動するための装置を含む真空排水システムにおいて、衛
    生ユニット（１）からの廃棄物の真空輸送が二段階で実
    施され、第１段階が、自体公知の、中間コンテナ（３）
    への前記第１排水管（２）を通る衛生ユニット（１）か
    らの廃棄物輸送を含み、第２段階が、衛生ユニット
    （１）と第１排水管（２）との間の連通が閉鎖されてい
    るとき、中間コンテナ（３）から第２排水弁（７）およ
    び第２排水管（６）を通って収集装置（２１）または排
    水装置への真空下の廃棄物輸送を含むことを特徴とする
    真空排水システム。
  2. 【請求項２】 前記システムは、真空輸送の第１段階
    中、十分な空気が、衛生ユニット（１）を介して、中間
    コンテナ（３）に流れ込むこと、中間コンテナ（３）内
    の圧力が少なくとも大気圧近くまで上昇することを確実
    にするための制御装置（９）を有することを特徴とする
    請求項１に記載されたシステム。
  3. 【請求項３】 中間コンテナ（３）は、第１廃棄物輸送
    段階の後、第２廃棄物輸送段階が外部空気の供給なしで
    適切に実施し得ることを確実にするため、十分な空気を
    含むような大きさにされることを特徴とする請求項１ま
    たは２に記載されたシステム。
  4. 【請求項４】 中間コンテナ（３）の容積が少なくとも
    ４リットル、好適には１０から１５リットルであること
    を特徴とする請求項１、２または３のいずれかの１項に
    記載されたシステム。
  5. 【請求項５】 第１排水管（２）の下流端が中間コンテ
    ナ（３）の上方部分に流出することを特徴とする請求項
    １から４のいずれかの１項に記載されたシステム。
  6. 【請求項６】 第１排水弁（４）から第１排水管の下流
    端までの、第１排水管（２）の全長がせいぜい３ｍ、好
    適にはせいぜい２ｍであることを特徴とする請求項１か
    ら５のいずれかの１項に記載されたシステム。
  7. 【請求項７】 第１排水管（２）の下流端が第１排水弁
    （４）の高さよりかなり高いレベルにあることを特徴と
    する請求項１から６のいずれかの１項に記載されたシス
    テム。
  8. 【請求項８】 真空システムに使用される圧力の通常の
    レベルが、自体公知のように、周囲空気の圧力の約７５
    から３０％、好適には６５から４０％であることを特徴
    とする請求項１から７のいずれかの１項に記載されたシ
    ステム。
  9. 【請求項９】 中間コンテナ（３）の容積が可動装置
    （１１）によって制御しうることを特徴とする請求項１
    から８のいずれかの１項に記載されたシステム。
  10. 【請求項１０】 可動装置（１１）の位置が圧力で制御
    され、好適には真空発生装置（５）によって発生される
    真空によって制御され、そこで、廃棄物輸送の第１段階
    の始めにおいて、中間コンテナ（３）の容積は廃棄物輸
    送の第１段階の終わりにおける容積よりかなり小さくな
    ることを特徴とする請求項９に記載されたシステム。
  11. 【請求項１１】 可動装置（１１）の作動と第１排水弁
    （４）の作動との間には相互に関連する時間が存在する
    こと、および可動装置（１１）の作動が好適には同様に
    排水弁（４）の作動も制御する前記制御装置（９）を介
    して空気的に制御されることを特徴とする、それぞれ請
    求項２に従属するときの、請求項９または１０のいずれ
    かの１項に記載されたシステム。
  12. 【請求項１２】 第２排水弁（７）の開閉運動が、一方
    の排水弁が開放するとき他方が閉鎖しまたはその反対に
    なるように、第１排水弁（４）の作用に作用的に、好適
    には機械的に関係づけられていることを特徴とする請求
    項１から１１のいずれかの１項に記載されたシステム。
  13. 【請求項１３】 衛生ユニット（１）が室空間（１９）
    に設置され、中間コンテナ（３）が室空間（１９）の境
    界面または壁（２０）の外側に設置されていることを特
    徴とする請求項１から１２のいずれかの１項に記載され
    たシステム。
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