JP3929671B2 - バキュームトイレシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前文に記載のバキュームトイレシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
全てのバキュームトイレシステムに共通なのは、トイレからトイレに接続された下水管内に押出される汚物は、その後、移送される前の長時間あるいは短時間の間、容器内に保管されなければならないことである。これは、トイレの汚物が、周囲より実質的に低く、大気圧のほぼ半分の圧力のシステム内に回収されるということに基づくバキュームトイレの考え方に関連する。以下において、この低い圧力は、“負圧”と称され、周囲の圧力は、“大気圧”と称される。
【０００３】
システムの負圧スペースから大気圧が支配する周囲に汚物を移すために特別な対策をとる必要があることは自明である。最も一般的な対策は、負圧を破壊すること、すなわち、大気をバキュームシステム内に一時的に流入させて、負圧が再形成される前に、公知の手段により、汚物を除去することである。この圧力変化を形成するために、圧力変化を生じさせる場所がなければならない。このスペースは、本明細書中で、“回収容器”と称され、少なくとも１つのこのような場所が、全てのバキュームトイレシステムに存在する。
【０００４】
列車のバキュームトイレシステムにおいて、一般的に、比較的大きな回収容器が使用され、この容器は、鉄道車両の保守のための停車中に空にする必要がある。これらの容器は、鉄道車両の車台の好適な場所に配置され、この場所は、寒冷気候で凍結する危険性を生じている。凍結の危険性を除去するために、回収容器には、加熱システムが設けられ、これは、コストをかなり上昇させた。
【０００５】
本発明の目的は、簡単で、強く、コスト的に効果的なバキュームトイレシステムを達成することである。このシステムは、とくに、時として制約があるものの、軌道上でトイレの汚物を空にすることが許容される国用に意図されている。本発明の目的は、請求項１に記載のシステムにより達成される。
【０００６】
互いに影響を及ぼす多数の構造上の原理が、本発明において組合されている。
【０００７】
第１の原理は、鉄道車両あるいはその他の車両ユニットが市街地外を走行中に、回収容器が、軌道上で直接、空にすることができ、回収容器は、比較的小型に形成することができるということである。
【０００８】
第２の原理は、回収容器が、洗面室に非常に近接して配置され、洗面室の温度が、回収容器の内容物の凍結を防止するということである。これは、１つには、回収容器が比較的小さいために、１つには、回収容器が、細長く、垂直方向に装着され、たとえば、洗面室のコーナー部に容易に取り付けられるために、可能になる。
【０００９】
回収容器の細長い形状は、容器内に回収される流体の上側に高い自由なスペースが存在するため、とくに有利である。したがって、それを介して、負圧発生装置が容器から空気を吸引するダクトに向けて流体を跳ねかけることなく、汚物流体を容器内に導くことが比較的容易である。それにも拘わらず、下水管と回収容器との接続構造に特別な注意が払われなければならない。容器の細長い形状は、容器内の流体から空気を分離し、容器が最大量の流体を収容しているときでも、容器内に十分に高い空気量を維持することもより容易にする。これらの利点は、下水管を回収容器にその中央部の近部で接続することにより達することができる。
【００１０】
回収容器は、通常の作用モードにおいて、少なくとも５回のトイレのフラッシング、好ましくは、少なくとも１０回のトイレのフラッシングを受入れることができるような寸法を有しているのが好ましい。これは、駅間で空にすることができる列車トイレシステムの場合、通常、十分である。回収容器に接続されるトイレの数は、一方でトイレの予想される使用頻度と、他方で予想される回収容器を空にする頻度とに基づく回収容器の所定の容積に適合している。また、トイレの型式のフラッシング量は、回収容器の容積に影響を有する。バキュームトイレは、型式に応じて、フラッシュ当り約１．５リットル〜約０．２リットルの量のフラッシュ水を使用する。原則として、バキュームトイレは、フラッシュ水を供給せずに、空にすることができるが、これは、通常、所定時間経過後に、衛生上の問題を生ずる。
【００１１】
実際上、回収容器を、１６０〜３５０ｍｍ、好ましくは、１７５〜３００ｍｍの内径を有するほぼ円筒状に形成することが非常に有利であることが判かった。この寸法の回収容器は、洗面室のコーナー部に容易に設置することができる。従って、その高さは、通常、２ｍ以下で、これは、設置をさらに容易とする。円筒形状の容器は、製造が容易で、大気圧の半分の圧力差により生ずる圧力歪に抗するように形成することができる。
【００１２】
十分に高くない、すなわち、垂直方向に配置される回収容器は、容器内に汚物が流入するときに、汚物の流体および固形成分から駆動空気を分離するのを困難にすることが多い。したがって、回収容器は、少なくとも１．０ｍ、好ましくは、少なくとも１．４ｍの長さを有するほぼ円筒状の主要部を備えることが好ましい。回収容器の総内部容積は、容器で、少なくとも１５リットル、好ましくは、少なくとも４０リットルまで収容することができる総汚物量を超えるのが好ましい。
【００１３】
回収容器は、トイレと同じ高さに設置されるのが好ましく、下水管は、容器の中央部に接続されなければならないので、原則として、下水管をトイレから回収容器に引き込む２つの可能性がある。流れの技術的理由から、トイレと回収容器との間の下水管は、最初、上方に延び、その後、好ましくは、洗面室の天井を介して、回収容器に向かって引き込まれ、これに、より近接して、下水管が容器に接続される点まで下方に延びることが一般的に非常に好ましいことが判かった。
【００１４】
トイレから回収容器までの汚物の効果的な搬送を達成するのに必要とされる負圧（過小圧力）は、断続的に、すなわち、便器を空にしなければならないその都度に別個に形成することができる。少なくとも、列車が移動中に、負圧が上部レベルと下部レベルとの間に絶えず維持される、いわゆる、コンスタントバキュームシステムを使用してもよい。コンスタントバキュームシステムは、負圧センサが、バキュームシステム内の圧力を感知し、所望の負圧レベルが常に得られるように負圧発生装置を制御することを必要とする。弁および管接続部における漏れのために、このシステムのエネルギ消費は、比較的大きい。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のトイレシステムは、実際には、一度に１つの鉄道車両に据え付けられ、多くても、１つの車両で見出すことができる数のトイレを備えている。したがって、このシステムの総負圧量は、非常に小さいので、最近のエジェクタ駆動負圧発生装置は、非常の短時間、僅か数秒で必要な負圧を形成することができる。したがって、負圧の形成は、上述のように、断続的に行われるのが好ましく、これにより、負圧形成を開始するインパルスは、トイレが使用状態になることにより得ることができる。負圧形成により長い時間が必要な場合、始動は、誰かが洗面室に入り、便座のカバーを持ち上げることなどにより作動するように設定することができる。負圧の形成が迅速である場合、負圧の形成は、トイレ使用者がトイレのフラッシュアクチュエータを押圧することにより、開始することができる。トイレの汚物が回収容器に達する前に負圧の形成を閉じることにより、回収容器での流体のはねかけが負圧発生装置内に吸引される危険性を除去することができる。この技術は、負圧形成と回収容器内の比較的多量の空気の正確な制御を必要とするために、必ずしも使用できるとは限らない。
【００１６】
回収容器を効果的かつ迅速に空にするために、回収容器近部の下水管は、好ましくはリモートコントロールされた閉鎖弁を有し、回収容器は、好ましくはリモートコントロールされた吐出弁あるいは底部弁と、容器の上部に接続された、加圧媒体、好ましくは、加圧空気を容器に供給する装置とを有するのが好ましい。加圧空気が容器に供給されたときに、負圧発生装置との接続は、閉じられなければならない。
【００１７】
回収容器での多量のはねかけに関する問題は、多くの場合、下水管の接続点の回収容器が、汚物流を容器内で下方に制御し、案内する案内面として作用する装置を有することで、除くことができる。この案内面は、好ましくは、容器の壁から容器の中心に向かう方向に若干下方に傾斜した部分と、これと回収容器の２つの対向部に接続され、ほぼ容器の長手方向に沿って配置された下方に向いた部分とを有する上方のシーリング手段を備えている。下方に向いた部分の、回収容器の壁または回収容器に接続された下水管の端部あるいは開口からの距離は、約１１０〜７０ｍｍ、好ましくは、約１００〜７５ｍｍでなければならない。さらに、容器内の汚物流を、下水管の端部あるいは開口の中心から所定距離、少なくとも１００ｍｍ、好ましくは、少なくとも１２０ｍｍ離れた高さまで案内する案内面が、下方に延びることが好ましい。
【００１８】
回収容器を空にする作業は、種々の態様で制御することができる。空にする機能は、列車の速度により制御され、列車が、駅に停車しているとき、あるいは、電車の速度が非常に速い、たとえば、７０ｋm／時間の速度のために、空にする作業によって、車両の車台上に、そして恐らくはステップおよびカプリングにも汚物が大量に拡散される場合、空にする作業を行うことができない。列車が、駅領域に入る前に低速になる毎に空にする作業を自動的に行うことも有利である。そうすれば、トイレは、電車が駅に停車中に使用することができる。
【００１９】
速度だけに依存して空にする作業を制御することは、所望の機能を提供するとは限らない。したがって、速度に依存した空にする作業は、他の制御機能、たとえば、鉄道の異なる部分のインパルス発生ユニット、あるいは、関連する鉄道の部分に対する列車内のプログラムされたトラベルレコーダからのリモートコントロールにより、補充あるいは代えることができる。空にする作業の間隔は、回収容器の最適な寸法に対し大きな重要性を有している。したがって、自動的に空にするシステムは、列車の乗客数および運転距離に適合していることが重要である。
【００２０】
添付概略図面を例として参照して、本発明を以下により詳細に説明する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１において、参照番号１は、洗面室トイレ３の壁２に固定された公知の構造のバキュームトイレを示している。各トイレ１は、通常は閉状態の吐出弁４を有し、この吐出弁は、トイレがフラッシュされたときのみ、すなわち、その中に存在する汚物が空にされるときのみ、開かれる。弁４は、下水管５に向かって開かれ、下水管は、トイレが空にされたときに、大気圧のほぼ半分の負圧下になければならない。したがって、洗面室と下水管との間の圧力差は、この場合、約５０ｋＰａ（約０．５バール）に達する。吐出弁４が開かれたときに、洗面室３の空気は、便器内に存在する汚物を下水管５内に押圧し、プラグの形態の汚物を高速で下水管の端部に接続された回収容器６内に駆動する。下水管の内径は、約５０ｍｍである。最初に、下水管５は、トイレ１から洗面室の天井の高さの近部まで上方に、この後、回収容器６に接続される点まで下方に引き込まれる。
【００２２】
回収容器６の上部に接続され、加圧空気で駆動されるエジェクタ８は、フラッシュボタン９が押圧され、したがって、トイレ１を空にする信号を生成するように手配されたときに、作動される。この後、エジェクタ８は、下水管５および回収容器６から、これらのスペース内の絶対圧力が約５０ｋＰａ（約０．５バール）に低下するまで、空気を迅速に吸引する。図示したシステムにおいて、弁４は、システムの負圧と大気圧により、全体的に空気圧で制御される。この制御は、フラッシュボタン９から空気圧コントロールユニット２２に延びるエアダクトを介して行われ、このコントロールユニットは、下水管５内の負圧レベルに応じて、弁４の開閉を制御する。この型式の空気圧弁コントロールは、公知であり、バキュームトイレに関連して長年、使用されている。
【００２３】
回収容器６は、洗面室３のコーナー部に配置されるのが有利であり、この後、たとえば、壁パネルなどにより覆ってもよい。図１は、バキュームトイレシステムのレイアウトの全体的な考え方を示しているにすぎない。２つのトイレが、図１に示すように、同じ回収容器に接続されるとき、回収容器は、たとえば、洗面室の間に配置してもよい。主たるポイントは、回収容器６が、トイレの暖房の影響を受けて、凍結の危険性が除去されることである。洗面室３は、列車の一般的な暖房システム（図示せず）で暖房することできる。
【００２４】
回収容器６とトイレ１の機能は、コントロールセンター７で制御される。コントロールセンター７は、フラッシュボタン９が押圧されたときに、ワイヤ２３を介して電気信号を受信する。コントロールセンター７は、フラッシュ水を、トイレに供給し、必要な場合、加圧する装置２０を作動し、駆動媒体、すなわち、加圧空気をエジェクタ８に提供し、システムのリモートコントロールされた弁１０，１１，１２の機能を制御する。
【００２５】
回収容器６は、弁１０により、下水管５から、弁１１によりエジェクタ８から分離される。これらの弁は、回収容器６が加圧されるべきときに、閉じられる。図１の実施形態において、弁１０，１１，１２は、加圧空気により制御される。他の型式のコントロール、たとえば、電気的コントロールが、可能である。弁１０，１１が閉じたときに、管路１３を介して回収容器６に加圧空気を供給することにより、約５０〜７０ｋＰａ（約０．５〜０．７バール）の過剰圧力が、回収容器内に形成される。この後、回収容器６の吐出弁あるいは底部弁１２が、開かれ、これにより、回収容器６を迅速かつ効果的に空にする作業が、鉄道車両の床２４の高さの下側で開口する排出管路１４を介して行われる。
【００２６】
回収容器６は、空にすべき前に、約１０回のトイレのフラッシングを受入れるように構成することができる。その円筒状の主要部は、２０ｃｍの内径と約１．５ｍの高さを有している。回収容器６との接続点における下水管５の中心点と回収容器の円筒部の底部との間の距離は、７０ｃｍである。フローコントロールあるいはスプラッシュガード装置１５が、下水管５と回収容器６の接続点に配置される。回収容器内の液体レベルは、常に、装置１５の十分に下方にあるべきである。このように、常に、回収容器６内に、十分多量の空気、約３０リットルを有している。
【００２７】
空にすることが不都合であるような場合に回収容器６が空になるのを防止するために、列車の使用に依存してプログラムされ、上述の態様のいずれかでコントロールセンター７に影響を及ぼすインパルス作動装置１６の形態の装置が設けられている。
【００２８】
図２は、下水管５と回収容器６との接続点のスプラッシュガードあるいはフローコントロール装置１５を示している。フローコントロール装置１５は、扇形部の形態の上方のシーリング上部１７を備え、このシーリング上部は、下水管５の接続点の回収容器の壁から下方／内方に傾斜している。ほぼ平坦なシールド部１８は、上方のシーリング上部１７の内縁部から下方に延びている。このシールド部は、回収容器６の対向壁に接続され、下水管５の開口の中心点あるいは下水管５と回収容器６との接続点からの距離ｈ離れたレベル１９まで下方に延びている。シールド部１８から下水管５の開口までの距離ｂは、１０ｃｍより若干短く、距離ｈは、約１３ｃｍである。装置１５の図示されている実施形態では、下水管５は、回収容器６の壁にほぼ直角に接続される。
【００２９】
本発明のバキュートイレシステムは、たとえば、小便器および洗面台のようなその他の衛生ユニットを負圧下水設備、すなわち、下水管に接続することにより補うことができる。これらのユニットは、蓄積された流体が負圧下水設備内に自動的に流れるのを許容するグレーウオーターバルブ(grey water valve)を介して、下水管に公知の態様で接続される。グレーウオーターバルブおよびトイレから、機能信号が、コントロールセンターに送られ、これにより、コントロールセンターは、回収容器に送られた流体量を計量し続けることができ、回収容器内でのオーバーフローの危険性がある場合に、直接コントロールセンターを介してシステムの機能を閉そくすることを可能とする。
【００３０】
鉄道車両あるいはその他の車両ユニットにおいては、多数のトイレが１つの回収容器に接続されるのも通常である。
【００３１】
本発明は、図示した実施形態に制限されず、変更が、添付特許請求の範囲の範囲内で考え得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】バキュームトイレシステムの好ましい実施形態を示す図。
【図２】図１の部分ＩＩの拡大図。
【符号の説明】
１ バキュ−ムトイレ
２ 壁
３ トイレ
４ 吐出弁
５ 下水管
６ 回収容器
７ コントロールセンター
８ エジェクタ
９ フラッシュボタン
１０，１１，１２ 弁
１３，１４ 管路
１５ スプラッシュガード装置
１６ インパルス作動装置
１７ シーリング上部
１８ シールド部
２１ エアダクト
２２ コントロールユニット
２３ ワイヤ

Claims (1)

1. 少なくとも１つのトイレ（１）と、該トイレ（１）が配置される暖まった室（３）と、吐出弁（４）と、下水管（５）と、回収容器（６）とを備え、前記回収容器（６）は、前記吐出弁（４）を開くことによって所定の前記トイレ（１）を空にするために０．５バール程度の負圧下にあり、前記回収容器（６）は、前記室（３）に密接に接続して配置されて該室（３）の暖房の影響を受け、前記回収容器（６）は、前記下水管（５）が中央部に接続され、細長いほぼ鉛直方向に装着される容器（６）であり、前記少なくとも１つのトイレ（１）は、前記吐出弁（４）を介して前記下水管（５）及び前記回収容器（６）に接続される鉄道車両およびその他の車両ユニット用バキュームトイレシステムであって、
   前記回収容器（６）の主要部は、１６０から３５０ｍｍの内径を有すると共に、少なくとも１．０ｍの長さを有するほぼ円筒状であり、
   前記少なくとも１つのトイレ（１）と該トイレ近部の回収容器（６）との間の前記下水管（５）は、上方に、そして前記回収容器（６）に近接して延びると共に、前記下水管（５）と前記回収容器（６）との間の接続点に向かって下方に延び、
   前記回収容器（６）は、前記下水管（５）と前記回収容器（６）との接続点である前記下水管（５）の開口に、下水流を下方に導く装置（１５）を含み、該装置（１５）は、前記回収容器（６）の壁から延びる第１の部分（１７）と、前記回収容器（６）の長手方向にほぼ沿って第１の部分から下方に延びると共に、前記回収容器（６）の壁から距離（ｂ）離れている第２の部分（１８）とを有し、
   前記回収容器（６）と前記トイレシステムのコントロールセンター（７）とで構成される部分は、外部要因に応じて、前記回収容器（６）を空にする作業を制御する装置（１６）を有することを特徴とするバキュームトイレシステム。

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