JP2006009414A - 排水圧送システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 排水圧送システム1は、給排水設備2から排出される排水3を、排水タンク4に一旦貯留したのちポンプ5で圧送する。排水タンクの上部空間8は、空気収納体積を自在に変化させることができるように密閉されたエアバッグ10と連通し、排水タンク内の排水の水位Lの変化に伴なって排水タンクとエアバッグとの間で空気A1が移動するとともにこの空気の移動に連動してエアバッグ10が自在に変形する。
【選択図】 図1
Description
排水タンク104は密閉構造になっているので、給排水設備102から排出された排水が流入管106を通って排水タンク104に流入するときや、排水タンク104内の排水103が吐出管107を通って吐出されるときは、排水タンク104内の空気圧が変動する。
この空気圧の変動を緩和させるために、排水タンク104に通気口109を設けて、排水タンク104内の上部空間108の空気を、通気口109を介して出し入れできるようにしている。
図7(B)に示す排水圧送システム101bでは、外部の大気に開放するための通気管路111を通気口109に設け、この通気管路111を屋外まで延長することで、臭気の室内での拡散を防止するようにしている。この図7(B)に示す排水圧送システム101bの構成は、特許文献1(特開2002−275972号公報)に記載された排水圧送システムにも記載されている。
また、図7(C)に示す排水圧送システム101cは、通気口109に設けた配管に脱臭用のフィルタ110を接続した場合を示している。
なお、本発明にかかる排水圧送システムを構成するエアバッグに関連する技術として、特許文献2には、エアバッグ型のウォータハンマ防止器を有する給水設備が開示されている。
また、図7(B)に示す排水圧送システム101bと特許文献1に記載の排水圧送システムでは、通気管路を通気口に接続して屋外まで延長する場合には、通気管路の敷設スペースを確保して配管工事を行う必要がある。
この通気管路は、排水タンクから屋外の大気までの間でU字状部を設けないように十分に注意して設計,施工を行う必要がある。これは、U字状部が一箇所でもあると、通気管路内の水分が結露するとU字状部に水が溜まって水封部を形成してしまい、排水タンクと屋外の大気との間で空気が自在に流れなくなってしまい、通気管の役目をなさなくなるからである。そのため、排水圧送システムでは、通気管路をなくすことができる技術が求められていた。
図7(C)に示す排水圧送システム101cでは、フィルタ110の目詰まりの点検や交換が必要で、メンテナンスが煩雑になっていた。
本発明の好ましい一実施態様として、空気収納部は変形自在な面体構造体であり、この面体構造体を、排水タンクとは分離して設けるかまたは排水タンクに直接設けている。たとえば、面体構造体は、袋状に形成されたエアバッグであるか、または、スペースを上下に仕切っている仕切り用膜を有する膜状構造体であるのが好ましい。
また、本発明の好ましい他の実施態様として、空気収納部は、排水タンクと連通するシリンダと、このシリンダ内で自在に往復移動するピストンとを有している。
本発明にかかる排水圧送システムにおいて、給排水設備は大便器に給水するための給水タンクが配置されたトイレであり、拡縮自在な面体構造体を給水タンク内に設置するとともに、この面体構造体と排水タンクの上部空間とを連通管で連通するのが好ましい。
そこで、本発明では、第1の要求を満足させるために、まず、排水タンクを密閉して、排水タンク内の空気を外部の大気から完全に遮断し、排水タンク内の臭気などが外部の大気に混ざらないようにしている。
次に、本発明では、第2の要求を満足させるために、排水タンク内の空気を空気収納部で一時的に収納するようにしている。すなわち、排水タンクに入る排水の量と、その後、タイムラグをもって排水タンクから吐出する排水の量とは同じである点に、本発明者は着目した。そして、外部の大気に対して密閉された空気収納部を排水タンクと連通して設け、タイムラグの分の空気を空気収納部で一時的に収納可能にして、第2の要求を満足させた。
たとえば、排水タンク内の水位が上昇して上部空間の空気圧が上昇すれば、上部空間内の空気は自然に空気収納部側に流れて上部空間の空気圧を元に戻す。また、排水タンクの水位が下降して上部空間の空気圧が低下すると、空気収納部内の空気が自然に排水タンク内に流れて上部空間の空気圧を元に戻す。
このようにして、上部空間内の空気圧の変動を、空気収納体積を自在に変化させることができる空気収納部で常時吸収して、上部空間内の空気圧を常にほぼ一定に保つようにしている。
これにより、下記の実施例では、排水圧送システムに従来設けられて外部の大気に開放するための通気管路をなくしてシステムの管路全体を簡略化するという目的を実現している。
図1ないし図6は本発明の実施例を示す図で、図1は、一実施例にかかる排水圧送システムのフロー図、図2,図3,図4は、それぞれ本実施例における第1の変形例,第2の変形例,第3の変形例にかかる排水圧送システムのフロー図である。
図5は、給排水設備がトイレの場合の排水圧送システムのフロー図、図6は、図5に示す排水圧送システムの動作を示す説明図である。
建物としては、集合住宅,一戸建て住宅などがあるが、ホテル,事務所ビル,病院などであってもよい。給排水設備2としては、トイレ,風呂,洗面台,流し台,台所,洗濯機などがあり、図5,図6に示す排水圧送システム1dでは、給排水設備2がトイレの場合を示している。
排水圧送システム1,1a〜1dにおいて、排水タンク4の上部空間8は空気収納部10,10a〜10cと連通している。空気収納部10,10a〜10cは、空気収納体積を自在に変化させることができ、変形自在で密閉された構成を有している。
そして、排水タンク4内の排水3の水位Lの変化に伴なって、排水タンク4と空気収納部10,10a〜10cとの間で空気A1が移動するとともに、この空気A1の移動に連動して空気収納部10,10a〜10cが自在に変形するようにしている。
これにより、排水タンク4に排水3が流入するときや排水タンク4からポンプ5で排水3が吐出するときに、排水タンク4内の空気圧が変動しても、排水タンク4内の空気を出し入れすることができる。
その結果、排水圧送システムに従来設けられて外部の大気に開放するための通気管路をなくして、排水圧送システム1,1a〜1dの管路全体を簡略化することができる。したがって、通気管路が必要な従来技術と比べて、設計,施工が容易になりその自由度が拡がり、排水圧送システム1,1a〜1d全体を省スペースで且つ簡素な構成にすることができ、また、通気管路内の水分が結露してトラブルを生じる恐れはない。
また、排水タンク4とこれに連通する空気収納部10,10a〜10cの両者は、外部から密閉されているので、排水3による臭気や有害物質(細菌など)が室内に漏れ出ることがなく、悪影響を防ぐことができる。
すなわち、排水タンク4を外部の大気に開放せずに、排水タンク4内の臭気や有害物質をこの排水タンク4と空気収納部10,10a〜10c内に封じ込めることができるので、衛生的である
これら面体構造体としてのエアバッグ10と膜状構造体10a,10bを、排水タンク4とは分離して設けるか(図1,図2,図5)、または、排水タンク4に直接設けている(図3)。
このように、空気収納部に面体構造体(エアバッグまたは膜状構造体)を使用すれば、排水タンク4内の空気を出し入れするための構造が簡素になる。また、排水タンク4内の排水3による臭気や有害物質などがエアバッグ10,膜状構造体10a,10b内に封じ込められて室内に漏れ出ることがない。エアバッグ10,膜状構造体10a,10bは、稼動部がないのでメンテナンスが不要である。
なお、面体構造体としてエアバッグと膜状構造体の場合を示したが、面体構造体は蛇腹状の袋などであってもよい。
この空気収納部10cによれば、ピストン21が移動することにより、空気収納体積を自在に変化させることができるように密閉されており、シリンダ20とピストン21自体の形状は変形しないので、強度的に丈夫な材質のものを使用して長寿命にすることができる。
図1に示す実施例にかかる排水圧送システム1において、排水タンク給排水設備2と排水タンク4とは、流入管6により接続されている。給排水設備2から排出される排水3は、流入管6を通って排水タンク4に流入して一旦貯留される。
排水タンク4内にはポンプ(たとえば、水中ポンプ)5が設置されており、ポンプ5の吐出側に吐出管7が接続されている。これは、図2〜図4に示す排水圧送システム1a〜1cの場合も同様である。なお、ポンプ5を排水タンク4の外部に設置して吐出管7の途中に接続した場合であってもよい。
排水タンク4に貯留されている排水3は、ポンプ5により吐出管7を流れて系外に圧送される。ポンプ5は、排水3の水位Lが所定の高い位置まで上昇するとオンし、水位Lが所定の低い位置まで下降するとオフする間欠運転を行うように制御されている。
連通管14の一端は排水タンク4の上部空間8に開口し、他端はエアバッグ10を支持している。
エアバッグ10は、袋状に形成されて排水タンク4の外部で露出して設置されている。エアバッグ10は、空気A1が排水タンク4側に流れると縮小し、図1(A)、空気A1が排水タンク4からエアバッグ10に流入すると膨張するように変形自在である(図1(B))。
エアバッグ10(および、後述する膜状構造体10a,10b)の素材としては、拡縮するときに抵抗が少なく、且つ臭気や有害物質に対して耐食性のある薄い合成樹脂製またはゴム製が好ましい。このエアバッグ10は、連通管14に接続する部分が開口部となる袋状に形成されている。
エアバッグ10(および、膜状構造体10a)は、排水タンク4とは分離して且つ露出して設置されているので、エアバッグ10(および、膜状構造体10a)が劣化したときなどに容易に交換することができ、メンテナンス作業が容易である。
すると、上部空間8内の空気A1は矢印Bに示すように上部空間8内を上方に流れ、次いで、連通管14を通ってエアバッグ10内に流入する。すると、エアバッグ10は次第に膨らんで空気収納体積が大きくなる。
やがて、水位Lが上方の所定高さ位置まで上昇すると、ポンプ5がオンして排水タンク4内の排水3を吐出管7を介して系外に圧送する。水位Lが所定の低い位置まで下降すると、ポンプ5は自動的にオフになって図1(A)に示す状態に戻る。以下、前記動作を繰り返して排水3を圧送する。
このように、排水タンク4内の排水3の水位Lの変化に伴なって、排水タンク4とエアバッグ10との間で空気A1が移動するとともに、この空気A1の移動に連動してエアバッグ10が自在に変形することができる。
仕切り用膜16はスペースを上下に仕切っている。すなわち、容器15は、仕切り用膜16により下部スペース17と上部スペース18とに仕切られている。下部スペース17は、容器15と仕切り用膜16により密閉された空間で且つ空気収納体積を自在に変化させることができるようになっており、上部スペース18は外部と連通している。連通管14は容器15に接続されており、下部スペース17と排水タンク4の上部空間8とを連通している。
したがって、排水タンク4の排水3の水位Lが下がれば、下部スペース17の空気が連通管14を通って排水タンク4の上部空間8に移動する(図2(A))。水位Lが上昇して、上部空間8内の空気が、矢印Bに示すように上昇して連通管14を通って膜状構造体10aの下部スペース17に移動すれば、仕切り用膜16は、上方に膨らんで空気収納体積を大きくすることができる(図2(B))。なお、その他の動作は、図1に示す実施例と同じである。
このように、排水3の水位Lの変化に伴なって、排水タンク4と膜状構造体10aとの間で空気A1が移動するとともにこの空気A1の移動に連動して仕切り用膜16が自在に変形することができる。
膜状構造体10bは、排水タンク4に取付けられて変形自在な仕切り用膜16を有している。仕切り用膜16はスペースを上下に仕切っている。すなわち、仕切り用膜16は、排水タンク4の上部空間8と、上部空間8の上部側に位置して外部と連通する上部スペース18とを仕切っている。
排水タンク4内の排水3の水位Lが下がると、仕切り用膜16は下方に位置して空気収納体積を小さくし(図3(A))、水位Lが上昇すると仕切り用膜16は上方に膨らんで空気収納体積を大きくすることができる(図3(B))。なお、他の動作は図1,図2に示す実施例,変形例と同じである。
このようにして、排水タンク4内の排水3の水位Lの変化に伴なって、排水タンク4と膜状構造体10bとの間で空気A1が移動するとともにこの空気A1の移動に連動して仕切り用膜16が自在に変形することができる。
シリンダ20は、ピストン21により下部スペース17と上部スペース18とに仕切られている。下部スペース17は、密閉された空間であり連通管14に連通している。上部スペース18は外部と連通している。
図2に示す膜状構造体10aでは、仕切り用膜16が上下に変形するのに対して、図4に示す空気収納部10cでは、ピストン21がシリンダ20内を上下に自在に往復移動することができる。この排水圧送システム1cのこれ以外の構成と動作は、図2に示す変形例と同じである。
このようにして、排水タンク4内の排水3の水位Lの変化に伴なって、排水タンク4と空気収納部10cとの間で空気A1が移動するとともに、この空気A1の移動に連動してピストン21が上下に自在に移動することにより、空気収納部10cが自在に変形することができる。
なお、図4(A)は、水位Lが下降してピストン21が下方に移動した状態を示しており、図4(B)は、水位Lが上昇してピストン21も上方に移動した場合を示している。
これにより、給水タンク31は、大便器30に流す水を貯留する機能と、エアバッグ10を収納する機能とを発揮することになる。すなわち、給水タンク31の内部スペースを、水の貯留用とエアバッグ10の収納用とに兼用して有効利用することができる。
したがって、エアバッグ10の設置場所を別途確保する必要がなくなり、排水圧送システム1dをコンパクトにできる。また、エアバッグ10は、外部に出ていないので邪魔にならず、また、直接的には見えないので外観的に良好である。
給水タンク31に設けられたレバー35など操作部を操作することにより、給水タンク31に貯留された水34が、大便器30に一気に流れ込む。大便器30から排出される排水3は、流入管6を通って排水タンク4に流れ込む。
給水タンク31内の水34の水位L1が低下とすると、給水管33から水34が給水されて水位L1が上昇し、この水位L1が満水時の所定の高さ位置まで上昇すると、給水管33による給水は自動的に停止するようになっている。
したがって、排水タンク4の上部空間8の体積とエアバッグ10の空気収納体積とがそれぞれ変化しても、上部空間8の体積とエアバッグ10の空気収納体積とを合わせた合計体積は常時ほぼ一定である。
その後、給水タンク31内の水34が大便器30に流れ込んだのち排水3となって排水タンク4に貯留されると、排水タンク4の水位Lが上昇して、上部空間8の体積が縮小し、空気が排水タンク4からエアバッグ10に流れる。
その結果、エアバッグ10は膨らんだ状態になる。そして、このときは給水タンク31の水位L1が低下して、上部スペース32の体積が大きくなっているので、膨張したエアバッグ10は上部スペース32に収まることができる。
ポンプ5は、排水タンク4内に設置された水中ポンプの場合を示しているが、ポンプ5は、排水タンク4の外部に設置されて吐出管7の途中に接続された場合であってもよい。
また、エアバッグ10を、給水タンク31の上部スペース32内に設置した場合を示したが、エアバッグ10の一部または全部が給水タンク31の水中に位置している場合であってもよい。
図5(A),(B),(C),(D)は、待機時,トイレ排水時,排水タンク満水時,ポンプ排水時の状態をそれぞれ示している。そして、待機時からポンプ排水時までの動作が順次進行し、ポンプ排水時の動作後は待機時の状態に戻ったのち、同様の動作を繰り返すことになる。
まず最初に、図5(A)に示すように、トイレ2を使用しない待機時には(図6中の符号A)、給水タンク31への給水は停止し、給水タンク31は、その水位L1が高い位置にあって満水状態である。
その結果、このときの上部スペース32は小さいが、エアバッグ10は縮小状態でその空気収納体積は小さいので、エアバッグ10は狭い上部スペース32内に収まっている。このとき、排水タンク4の水位Lは低い位置にあり、ポンプ5は停止している。
給水タンク31の水位L1は下降して水34の量が減少するので、給水管33による給水が開始される。大便器30から排出された排水3は、流入管6を通って排水タンク4に排出される。
すると、排水タンク4の水位Lが次第に上昇するので、排水タンク4内の空気は連通管14を通ってエアバッグ10に移動する。この空気の移動に伴なって、エアバッグ10が次第に膨らんでいき、その空気収納体積が次第に増加していく。このとき、給水タンク31の水位Lも次第に低くなっているので、エアバッグ10は上部スペース32に収まることができる。
このとき、給水タンク31の水位Lは低い位置にあるので、エアバッグ10は上部スペース32内に収まっている。こうして排水タンク4が満水になると、排水タンク4とエアバッグ10との間での空気は停止するとともに、ポンプ5をオンして稼動させる。
こうして、図5(D)に示すようにポンプ5が稼動されると、排水タンク4に貯留されていた排水3が吐出管7を通って系外に排出される(図6中の符号D)。すると、排水タンク4に貯留されている排水3の量が次第に減少して、水位Lが次第に下降する。
上部空間8の体積が次第に大きくなって内部の空気圧が低下するので、エアバッグ10内の空気が連通管14を通って排水タンク4に流れる。その結果、エアバッグ10が縮小してその空気収納体積が減少する。
これに伴なって、上部スペース32の体積は次第に小さくなるが、これと同時にエアバッグ10も次第に縮小してその空気収納体積が小さくなるので、エアバッグ10は常に上部スペース32内に収まっている。
やがて、給水タンク31の水位L1が満水時の所定の高さ位置まで上昇すると、給水タンク31への給水は自動的に停止する。
なお、給水タンク31への給水は、トイレ排水時からポンプ排水時まで連続して行う場合を示したが、給水タンク31から大便器30への水34の流出が完了したのち給水タンク31に給水を開始するようにしてもよい。
一方、排水タンク4の水位Lが低い所定の位置まで下降すると、ポンプ5は自動的に停止する。このようにして、ポンプ5による排水動作と給水タンク31への給水動作が完了すると、図5(A)に示す待機時の状態に戻って(図6中の符号A)、以下同様の動作を繰り返すことになる。
この場合、給水管33と吐出管7の配管工事は必要であるが、通気管路が不要なので配管工事全体が容易になる。この場合のトイレ2は、据付けや移動が可能なポータブル型トイレが好ましいが、移動させない据付け型のトイレであってもよい。
たとえば、既設の事務所ビルを集合住宅に変更するような場合、本実施例のトイレ2と排水圧送システム1dを使用すれば、通気管路が不要なので配管の設計,施工が簡単である。
また、排水タンク4と空気収納部10,10a〜10cとを連通させて空気が両者間を自在に移動できるようにしたので、排水タンク4内の空気圧が正圧であっても負圧であっても対応できる。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
2 トイレ(給排水設備)
3 排水
4 排水タンク
5 ポンプ
8 排水タンクの上部空間
10 エアバッグ(空気収納部,面体構造体)
10a,10b 膜状構造体(空気収納部,面体構造体)
10c 空気収納部
14 連通管
16 仕切り用膜
20 シリンダ
21 ピストン
30 大便器
31 給水タンク
32 給水タンクの上部スペース
A1 空気
L 排水タンクの水位
Claims (5)
- 建物の内部に設置された給排水設備から排出される排水を、密閉された排水タンクに一旦貯留したのちポンプで圧送する排水圧送システムであって、
排水タンクの上部空間は、空気収納体積を自在に変化させることができるように密閉された空気収納部と連通し、
排水タンク内の排水の水位の変化に伴なって排水タンクと空気収納部との間で空気が移動するとともにこの空気の移動に連動して空気収納部が自在に変形するようにしたことを特徴とする排水圧送システム。 - 空気収納部は変形自在な面体構造体であり、この面体構造体を、排水タンクとは分離して設けるかまたは排水タンクに直接設けたことを特徴とする請求項1に記載の排水圧送システム。
- 面体構造体は、袋状に形成されたエアバッグであるか、または、スペースを上下に仕切っている仕切り用膜を有する膜状構造体であることを特徴とする請求項2に記載の排水圧送システム。
- 空気収納部は、排水タンクと連通するシリンダと、このシリンダ内で自在に往復移動するピストンとを有していることを特徴とする請求項1に記載の排水圧送システム。
- 給排水設備は大便器に給水するための給水タンクが配置されたトイレであり、
拡縮自在な面体構造体を給水タンク内に設置するとともに、この面体構造体と排水タンクの上部空間とを連通管で連通したことを特徴とする請求項2に記載の排水圧送システム。
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