JP2642127B2 - 真空式下水管渠装置 - Google Patents

真空式下水管渠装置

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JP2642127B2
JP2642127B2 JP8396488A JP8396488A JP2642127B2 JP 2642127 B2 JP2642127 B2 JP 2642127B2 JP 8396488 A JP8396488 A JP 8396488A JP 8396488 A JP8396488 A JP 8396488A JP 2642127 B2 JP2642127 B2 JP 2642127B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は真空式の下水管渠装置に関する。
従来の技術 大気圧のほぼ1/2の圧力差によつて生じた真空圧下で
作動する真空式下水管渠装置に関する一つの最大の問題
点は、ノイズ（騒音）レベルが高いことである。このよ
うなノイズは、下水管渠バルブ（弁）が開閉するとき、
および開かれた下水管渠へ空気が吸い込まれるときに発
生する。真空式の下水管渠技術に於ては、汚物排出の後
にかなり大量の空気が下水管渠内部へ流れる必要があ
る。このようにかなり大量の空気が下水管渠内部へ流れ
ると、かなり高い圧力変動が生じてノイズが生じる。
発明の目的 本発明の目的は、特にトイレツトの下水管渠装置とし
て使用されたときに、ノイズレベルをかなり低減するこ
とができる真空式下水管渠装置を提供することである。
課題を解決するための手段 本発明の特徴は、下水供給ユニツトと、内部空間を画
成している下水管渠と、下水の有効な搬送を行うために
十分な強さの真空圧を下水管渠の内部空間に発生させる
ための手段と、下水供給ユニツトと下水管渠との間に接
続されている常閉の下水管渠バルブと、該下水管渠バル
ブの作動を制御するための制御装置と、下水供給ユニツ
トとは別に下水管渠へ空気を導入するための空気取り入
れダクト（管）と、該空気取入れダクトを通して真空状
態にある下水管渠へ流入する空気流量を制御するための
空気取り入れバルブを、下水管渠バルブの開成と時間的
に同期して空気取入れバルブが閉成し且つ該下水管渠バ
ルブが開成した後に該空気取入れバルブが開成するよう
に空気取り入れバルブの作動を制御するための手段とを
有する真空式下水管渠装置を提供することである。
作 用 上述したような特徴を有して構成された真空式のトイ
レツト等装置に於るノイズレベルは、従来の重力式トイ
レツトとほぼ同じノイズレベル、即ち従来の真空式トイ
レツトのノイズレベルよりは格段に低いレベル、に迄低
減することができるのである。
本発明によれば、下水管渠バルブよりも下流位置にて
真空下水管渠（真空状態にある下水管渠）内へ空気を導
くために、バルブ制御される空気取り入れダクトが適用
される。これにより、下水管渠バルブは下水即ち汚水が
真空下水管渠内へ流れ込んだ直後に速やかに閉じること
ができるようになされるのである。何故ならば、下水即
ち汚水の搬送に必要とされる空気は空気取り入れダクト
から受け入れることができるからである。これ故に、開
かれている下水管渠バルブを通して下水管渠内へ流入す
る空気流量は少なくなり、下水管渠バルブが閉じられる
と空気は空気取り入れダクトを通して下水管渠内へ流入
し、これが下水管渠バルブに作用する圧力差を低減させ
るのである。このような対策はノイズレベルを大幅に低
減させる傾向を示すのである。空気取り入れダクトは遮
音体として作ることができ、マフラーを備えることがで
きる。空気取り入れダクトを通して流れる空気がノイズ
レベルの撹乱を生じることはない。本発明による真空式
のトイレツトに於るノイズレベルは、便器の頂部に実質
的に気密の音遮断の閉塞体を形成する蓋を便器に備える
ことによつて、更に低減させることができるのである。
この蓋により、便器内に収容されている空気量は、下水
の適正な排出を行うには少な過ぎる量となるので、この
場合には追加の空気が別のチユーブを通して供給される
のである。このチユーブはバルブよりも上流位置にて空
気取り入れダクトに接続されることができる。このよう
な構造の真空トイレツトに於ては、最低限のノイズレベ
ルが達成されるのである。
下水管渠バルブの直ぐ下流の位置で、或いは下水管渠
バルブを通して、空気取り入れダクトを真空下水管渠に
接続することによつて、下水供給ユニツトから下水管渠
内へ流入する空気量は格段に減少でき、これによりノイ
ズレベルを最低減に低限させることができるのである。
通常は、真空下水管渠装置の下水管渠バルブは、真空
下水管渠の内部に発生する真空圧を使用して作動され
る。本発明の装置によれば、この真空圧が空気取り入れ
ダクトを制御するためのバルブを作動させるのにも使用
できるのである。このことが簡単で信頼性の高い構造に
しているのである。好ましくは、全く同じ或いは実質的
に同じ構造のバルブが、下水管渠バルブ及び空気取り入
れバルブの両方に使用されるのである。このことは、唯
一種類の形式のバルブのみが必要とされることから、製
造並びにスペアー部品のサービスを簡単化するのであ
る。
空気取り入れバルブの作動は下水管渠バルブの作動と
同じように行われるが、通常僅かな遅延を伴う。下水管
渠バルブを作動させるのに必要とされる圧力差を空気取
り入れバルブへもスロツトル（絞り弁）付空気管を通し
て供給することによって適切な遅延を得ることができ
る。これにより空気取り入れバルブを作動させる上で要
求される時間遅延が与えられるのである。
特に、下水管渠バルブが開成したときに真空下水管渠
内に圧力上昇が生じるから、下水管渠から利用し得る真
空圧は二つのバルブ（空気取り入れバルブと下水管渠バ
ルブ）を作動させるには十分ではないかもしれない。真
空圧が不十分なために作動がうまくいかないという問題
は、それ自体は知られている真空圧アキユムレータ（蓄
圧器）を真空下水管渠と下水管渠バルブの作動装置との
間に配置することによって簡単に解決することができる
のである。下水管渠内の圧力上昇が真空圧アキユムレー
タに於る圧力に何らの影響も及ぼさないように、真空圧
アキユムレータと下水管渠との間には、チエツクバルブ
（チエツク弁）を配置しなければならない。
或る真空式下水管渠装置に於ては、機械的又は電気的
に作動する下水管渠バルブを使用するのが好ましい。航
空機の真空式クロゼツトに於ける場合がそうであり、こ
こでの洗浄水の量は極端に少なくて0.2以下である。
この場合には、下水管渠バルブは非常に高精度に働かな
ければならない。この形式の真空式トイレットとして
は、米国特許第４、713、847号明細書がバルブの使用を
示唆しており、これに於てはバルブの閉塞部材は開口が
形成されている回転ディスクとされている。このような
バルブの回転デイスクはモータ、ソレノイド及び／又は
機械的駆動力伝達装置によって駆動することができる。
更に、この形式のバルブは他の多くの形式のバルブと同
様に、下水管渠バルブと空気取り入れバルブとの統合バ
ルブ（弁）装置である三方向バルブとして働くように容
易に設計することができる。すなわち、この形式の三方
向バルブは、一つの作動位置に於て空気取り入れダクト
を真空下水管渠に接続し、他の作動位置に於て下水供給
ユニツトを真空下水管渠に接続する。従って、この三方
向バルブには下水供給ユニツトからのダクト又は下水供
給ユニツトそれ自体、空気取り入れダクトおよび真空下
水管渠が連結されており、この三方向バルブは下水供給
ユニットを真空下水管渠に接続する部分（第一機能部
分）と空気取り入れダクトを真空下水管渠に接続する部
分（第二機能部分）とを有している。またこの三方向バ
ルブの回転可能な閉塞部材（円板状閉塞部材）に二つの
開口を形成して、一方の開口を下水管渠バルブの流通開
口として機能させ、他方の開口を空気取り入れバルブの
流通開口として機能させることもできる。
本発明は下水管渠バルブが開かれていなければならな
い時間をかなり短縮することができる。通常は約３秒間
にわたつてバルブを開口させておくことで十分である
が、良く調整した装置に於ては更に短くすることも可能
である。適当なバルブ制御装置は、空気取り入れバルブ
が開動する約１秒前に下水管渠バルブを開動させ、下水
管渠バルブが閉塞された後２〜３秒で空気取り入れバル
ブが閉塞されるように、構成される。効率の良い下水搬
送を可能にする目的やその他の理由によつて非常に強力
な真空圧（絶対圧力が非常に低い）が使用されている場
合には、下水管渠バルブの前後に作用する圧力差は好ま
しくない程に高くなつてしまう。従つて、この圧力差を
低減するために、空気取り入れダクトを通して下水管渠
バルブが開口状態にある間にも空気が下水管渠に与えら
れるのである。トイレツトの便器がノイズレベルを最小
限にするために気密の蓋を備えているならば、この蓋を
比較的厚い遮音材で作ることが好ましい。各種のブラス
チツク材、サンドイツチ構造等がこの目的のために好ま
しく使用できるのである。
トイレツトの便器に対して付加的な空気を供給するこ
とはこのときにも望ましいことである。
本願明細書に於て、「真空（圧）」は真空式の下水管
渠装置に使用するのに適当とされる強さの「部分真空
（圧）」を意味している。通常は、このような装置に使
用される真空圧は大気圧の約1/2の圧力、即ち38cmHgで
ある。
本発明は以下に添付図面を参照して更に詳しく説明さ
れる。
実施例の説明 第１図はトイレツトの便器１を示しており、この便器
１は真空状態にある下水管渠２に対して下水管渠バルブ
３を介して接続されている。下水管渠２の内部空間に
は、それ自体は良く知られている真空ポンプ23によつて
真空圧が与えられている。このポンプは通常は下水管渠
２の下流端に位置され、或いは真空状態にある下水集積
タンクに接続される。下水管渠バルブ３は、真空圧が供
給されたときにそのバルブを開動させる作動装置（図示
せず）を含んでいる。この形式の様々なバルブが米国特
許第3,482,267号、第3,807,431号、第3,984,080号及び
第4,376,444号に記載されている。真空圧で作動される
適当なバルブは知られているので、そのバルブの構造を
ここでは説明しない。
空気取り入れダクト４が下水管渠バルブ３の直ぐ下流
位置にて下水管渠２に接続されている。この空気取り入
れダクト４の上流端５は、チエツクバルブ19及びマフラ
ー20を介して周囲の大気と連通している。空気取り入れ
ダクト４には空気取り入れバルブ６が配備されており、
このバルブは第１図に示す実施例では下水管渠バルブ３
と全く同じ構造のものとされている。両方のバルブ３及
び６を制御するための制御装置７は入力信号８によって
作動される。このような信号は、トイレツトを使用した
者が操作する押しボタンによって発生され、例えば圧力
信号の形態で機械的に或いは電気的に、制御装置７へ伝
達することができる。この入力信号８は、例えば便器の
蓋を閉じること、或いはトイレツトの洗浄を制御するこ
とに係わる因子に応じて発生させることができる。これ
らの因子もまた技術的に良く知られているので、入力信
号の発生並びに制御装置７の作動方法をここでは説明し
ない。
真空下水管渠装置の一般的な原理によれば、下水を有
効に搬送するために十分な真空圧が下水管渠内に発生し
ているときにのみ、下水管渠バルブが作動しなければな
らないのである。これを達成するために、下水管渠バル
ブ３を開成させるために必要な真空圧は下水管渠２また
は他の位置から利用することができる。利用することが
できる真空圧が下水を搬送するのに弱すぎるならば、下
水管渠バルブ３は開成しない。第１図の実施例に於て
は、下水管渠バルブ３を作動させるために必要な真空圧
は、下水管渠２からチユーブ（管）９、チエツクバルブ
10及びチユーブ12を通して制御装置７に伝達される。真
空圧アキユムレータ11はチエツクバルブ10及びチユーブ
12の間に接続される。入力信号８を受け入れると、この
制御装置７は下水管渠２及び／又は真空圧アキユムレー
タ11から得た真空圧をチユーブ13を通して下水管渠バル
ブ３に伝達し、この下水管渠バルブ３を開成する。これ
と同時に制御装置７はチユーブ14を通して真空圧を空気
取り入れバルブ６へ伝達し、この空気取り入れバルブ６
も又その作動装置が真空圧の影響を受けたときに開成す
る。
装置への真空圧の伝達は、実際には装置内の大気圧が
低圧空間内に消散することを意味する。これにより、真
空圧が空気取り入れバルブ６の作動装置へ伝達されると
き、その部分に存在する空気がチユーブ14を通して流出
される。通常は、空気取り入れバルブ６が下水管渠バル
ブ３よりも僅かに遅れて開成されることが好ましいの
で、空気取り入れバルブ６の作動装置からの空気の流出
は遅くなる。これは好ましくは調整可能なスロツトル装
置（スロツトル付空気管）16によつて達成される。ま
た、チユーブ14にはチエツクバルブ15を配備することが
でき、このチエツクバルブは完全な気密閉塞を行うもの
ではないが、閉じた位置に於て空気取り入れバルブ６か
ら制御装置７へ向かう、絞り調整された僅かな量の空気
の流れを通過可能にしている。このことにより、チユー
ブ14における異なる流れ方向（空気取り入れバルブ６か
らチユーブ14、チエツクバルブ15およびスロツトル装置
16を経て制御装置７へと至る流れ方向及びその逆をたど
る流れ方向）に対しては、それぞれ絞り量が異なること
になる。
真空圧アキユムレータ11の使用が常に必要であるとは
限らない。真空圧アキユムレータの目的は、バルブ３及
び６に対して十分な強さの真空圧が与えられるのを確実
化することである。バルブ３が開口されるとき、下水管
渠内部の圧力は上昇する。チエツクバルブ10はこの高ま
つた圧力がチユーブ12に到達するのを防止し、又、バル
ブ３及び６の作動装置に存在する真空圧が低減するのを
防止する。真空圧アキユムレータ11は又、真空の下で容
積を拡大し、バルブ３及び６の両方のバルブを作動させ
るのに十分な真空圧が得られるようになすのである。
勿論のことながら、バルブ３及び６を例えばモータ
ー、ソレノイド或いは同様装置によつて電気的に作動さ
せるようにすることは可能である。
本発明による装置の基本的な構成では、下水供給ユニ
ツト１が空となされるべきときに空気取り入れダクト４
を通して空気が真空下水管渠２内へ導かれることを必要
としている。このことがノイズレベルを実質的に低減さ
せるのであるが、それにも拘わらずにそのノイズレベル
は不快な程高いかも知れない。従つて、空気取り入れダ
クトによつて空気を導入することがノイズレベルを許容
値に迄低減させるのに十分であるとは言えないのであ
る。本発明の基本的な実施例の技術的な効果を改善する
には付加的な対策が必要となるのである。適当な付加的
な対策はトイレツトの便器、或いは同様な下水供給ユニ
ツトに気密の蓋17を備え付けることである。このような
蓋は比較的に遮音性の材料で作られねばならない。下水
管渠バルブ３を開動させることは、それ自体が知られて
いる技術であるように蓋17を閉じることに応じて容易に
行えるのであつて、蓋が閉じられたときにバルブ３が開
動されるようになされ得るものである。
真空式トイレツトに気密の蓋を使用することにより、
便器内に存在する量の空気では効果的な洗浄を行うのに
少な過ぎる事態を生じる。これは便器１に空気チユーブ
18を接続することで解決される。このチユーブ18を通し
て便器内へ導かれる空気は如何なる実質的なノイズも発
生することがない。チユーブ18を通して行われる空気の
供給は、何れの場所から、例えばトイレツト個室の外部
から、行えるのである。空気取り入れダクト４が既に備
え付けらてれいるので、通常、最良の解決方法はこのダ
クトから便器へ空気を供給することである。この場合、
チユーブ18は空気取り入れバルブ６の上流位置にて空気
取り入れダクト４に接続される。
第２図は開口が形成されている回転可能なデイスク
（円板状閉塞部材）29によって構成されているバルブ閉
塞部材を示している。デイスク29をその中心点21の回り
に反時計方向へ90゜回転させることにより、このデイス
クの開口28が下水供給ユニツトと真空下水管渠との間で
下水管渠ダクト2aと整合され、これにより下水管渠ダク
ト2aは完全に開成されるのである（第一位置）。この位
置からのデイスク29の回転は、引き続き反時計方向、又
はそれと逆方向へと両方向へ行える。このデイスク29が
下水管渠バルブを開成させている位置から何れかの方向
へ180゜回転すると、開口28は空気取り入れダクト4aと
整合され、これによりこの空気取り入れダクト4aは完全
に開成されるのである（第二位置）。
第3A図はデイスク29の回転角度の関数として下水管渠
ダクト2aの開閉状態を示しており、第3B図はこれと対応
する空気取り入れダクト4aの開閉状態を示している。ダ
クト2a及び4aの開口率は、第3A図及び第3B図の両図に於
る垂直方向の軸線にて示されている。下水管渠ダクト2a
が完全に閉まる前に空気取り入れダクト4aが開き始めな
ければならないことが望まれるならば、ダクト4aの位置
は開口28の移動経路に沿つて第２図の右側でダクト2aに
接近させて調整される。しかしながらこのことは、デイ
スク29が反時計方向へのみ回転されるようになされるこ
とを必要とするのである。
第４図の実施例によれば、デイスク29は又更に小さな
開口22を有している。大きな開口28が下水管渠ダクト2a
へ向かつて移動するとき、小さな開口22は空気取り入れ
ダクト4aの上を通過し、これによりこのダクトは第5B図
に於て曲線25で示すように部分的に開口されるのであ
る。開口28が下水管渠ダクト2aと整合されると、この小
さな開口は位置22aにあつてダクト4aは閉じられるので
ある。次にデイスク29は反対方向へ回転され、下水管渠
ダクト2aを閉じるようになす。これと同時、空気取り入
れダクトは再び第5B図に於て曲線26で示すように部分的
に開口されるのである。デイスク29が最初の位置を越え
て時計方向へ回転され続けることにより、開口28は空気
取り入れダクト4aと整合するようになされ、このダクト
は第5B図に於て曲線27の左側半分で示すように完全に開
口されるのである。開口22は次に位置22bへ位置され
る。デイスク29をその最初の位置へと反時計方向へ回転
することによつて、空気取り入れダクトは第5B図に於て
曲線27の右側半分で示すように閉じられるのである。第
４図による実施例に於ては、空気取り入れダクトは下水
管渠ダクトが開く初期位相（曲線25）並びにその閉じる
最終位相（曲線26）に於て部分的に開くのである。第5A
図及び第5B図に於る相対位置は、ダクト2a及び4aの位置
及び／又はデイスクの開口28及び22の位置を変更するこ
とによつて変化することができる。ダクト2a及び4aの開
口率は第3A図及び第3B図に於るのと同様に第5A図及び第
5B図に示されている。
本発明は図示実施例に限定されるものではなく、本発
明に於て幾つかの変更が特許請求の範囲の欄に記載の範
囲から逸脱することなく実施できるのである。
【図面の簡単な説明】
第１図は真空圧で作動する下水管渠バルブを備えた本発
明の一つの実施例を示す概略断面図。 第２図は本発明による組合わされたバルブ装置を示す概
略図。 第3A図及び第3B図は第２図によるバルブの機能線図。 第４図は第２図によるバルブ装置の他の実施例を示す概
略図。 第5A図及び第5B図は第４図によるバルブの機能線図。 １……トイレツトの便器、２……下水管渠、2a……下水
管渠ダクト、３……下水管渠バルブ、４……空気取り入
れダクト、4a……空気取り入れダクト、６……空気取り
入れバルブ、７……制御バルブ、８……入力信号、９…
…チユーブ、10……バルブ、11……真空圧アキユムレー
タ、12,13,14……チユーブ、15……チエツクバルブ、16
……スロツトル装置、17……蓋、18……チユーブ、19…
…チエツクバルブ、20……マフラー、21……中心点、2
2,28……開口、23……真空ポンプ、25,26,27……曲線、
29……デイスク。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−98151（ＪＰ，Ａ) 実公 昭49−44289（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】下水供給ユニットと、 内部空間を画成している下水管渠と、 下水の有効な搬送を行うために十分な強さの真空圧を前
    記下水管渠の内部空間に発生させるための手段と、 前記下水供給ユニットと前記下水管渠との間に接続され
    ている常閉の下水管渠弁と、 該下水管渠弁の作動を制御するための制御装置と、 前記下水供給ユニットとは別に、前記下水管渠へ空気を
    導入するための空気取り入れ管と、 該空気取入れ管を通して真空状態にある前記下水管渠へ
    流入する空気流量を制御するための空気取り入れ弁と、 前記下水管渠弁の開成と時間的に同期して前記空気取入
    れ弁が開成し且つ該下水管渠弁が開成した後に該空気取
    入れ弁が開成するように、前記空気取り入れ弁の作動を
    制御するための手段とを有する真空式下水管渠装置。
  2. 【請求項２】前記空気取り入れ管が前記下水管渠弁の直
    ぐ下流の位置で真空状態にある前記下水管渠に接続され
    ている特許請求の範囲第１項に記載された真空式下水管
    渠装置。
  3. 【請求項３】前記空気取入れ弁が少なくとも前記下水管
    渠弁と実質的に同じ構造とされている特許請求の範囲第
    １項に記載された真空式下水管渠装置。
  4. 【請求項４】前記下水管渠弁を開成させるために該下水
    管渠弁に連結されている第一弁作動装置、および前記空
    気取り入れ弁を開成させるために該空気取り入れ弁に連
    結されている第二弁作動装置を有し、これら二つの弁作
    動装置は真空圧に応答して作動し且つ真空状態にある前
    記下水管渠に対して連通可能である特許請求の範囲第１
    項に記載された真空式下水管渠装置。
  5. 【請求項５】これを通じて前記第１及び第２弁作動装置
    の二つに対して真空圧を伝達させるための弁制御装置を
    有し、該弁制御装置がスロツトル付空気管を介して前記
    第２弁作動装置に接続されている特許請求の範囲第４項
    に記載された真空式下水管渠装置。
  6. 【請求項６】前記下水管渠と前記第一及び第二弁作動装
    置との間に接続されている真空圧アキユムレータ、およ
    び該真空圧アキユムレータと前記下水管渠との間に接続
    されているチエツク弁を有する特許請求の範囲第４項に
    記載された真空式下水管渠装置。
  7. 【請求項７】前記下水管渠弁と前記空気取り入れ弁とが
    統合弁装置として構成され、 該統合弁装置が、前記下水供給ユニットを前記下水管渠
    に接続する第一機能部分と、前記空気取り入れ管を該下
    水管渠に接続する第二機能部分とを有している特許請求
    の範囲第１項に記載された真空式下水管渠装置。
  8. 【請求項８】前記統合弁装置が、少なくとも一つの開口
    が形成されている回転可能な円板状閉塞部材を有し、前
    記一つの開口は、前記下水供給ユニットと前記下水管渠
    との間を開通連結させる第一位置から、前記空気取り入
    れ管と前記下水管渠との間を開通連結させる第二位置へ
    と移動可能である特許請求の範囲第７項に記載された真
    空式下水管渠装置。
  9. 【請求項９】前記円板状閉塞部材には少なくとも二つの
    開口が形成されており、該開口のうちの一方の開口が前
    記空気取り入れ管と前記下水管渠との間を開通連結させ
    る位置に移動可能である特許請求の範囲第８項に記載さ
    れた真空式下水管渠装置。
  10. 【請求項１０】前記下水供給ユニットが閉じ蓋を備えて
    いる便器である特許請求の範囲第１項に記載された真空
    式下水管渠装置。
  11. 【請求項１１】前記閉じ蓋が実質的に気密蓋である特許
    請求の範囲第10項に記載された真空式下水管渠装置。
  12. 【請求項１２】便器の前記閉じ蓋が閉じられているとき
    に該便器へ空気を供給するための管が該便器に備えられ
    ている特許請求の範囲第11項に記載された真空式下水管
    渠装置。
  13. 【請求項１３】便器へ空気を供給するための管が前記空
    気取り入れ弁の上流で前記空気取り入れ管に接続されて
    いる特許請求の範囲第12項に記載された真空式下水管渠
    装置。
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