JP4368412B2 - 軽度汚水インターフェイスバルブ装置および方法 - Google Patents

Description

この出願は、２００５年６月２４日に、軽度汚水インターフェイスバルブという名称で出願した米国仮出願シリアル番号６０・６９３，７２６号の優先権を主張し、その全ての内容をここに引用にて、組み入れる。

本発明は廃水、特に旅客輸送乗り物上にて発生する軽度汚水を回収し貯蔵する装置に関する。

旅客輸送車両（例えば航空機、船舶、バス，列車、およびその他の旅客輸送車両）中での食品サービスおよびその他の旅客サービスは、廃水および廃棄物を発生させる。この廃水はしばしば飲料の飲み残し、洗面台からの廃水、などからなる。廃水の特徴的な形態は軽度汚水（グレーウオータとも云う）である。軽度汚水とは、飲料水装置から、手洗い動作中の洗面器から排出される「使用済み」の水、厨房の流しから押し流される物、または水が汚されているか廃棄物（例えば、石鹸，洗剤、手洗いからの汚物）を負荷されているいずれかのその他の事例のことである。軽度汚水は、一般的には、腐敗性廃棄物（水が含む腐敗性廃棄物は通常「重度汚水」と云い、「ブラックウオーター」とも呼ばれる）のような汚染物質は含まない。

大抵の大型旅客輸送車両は、軽度汚水、および重度汚水のようなその他の廃棄水を回収し、貯蔵し、最終的に処分するための軽度汚水装置および廃棄水装置を装備している。例えば、一般的に、航空機は真空を使用して、トイレおよび／または流しから機上廃水貯蔵タンクへそのような廃水を吸い取る真空処理装置を有する。吸引力は，高飛行高度では加圧機室と航空機の外側の減圧状態との間の圧力差か、地上レベルまたは低飛行高度では真空発生器か、のいずれかにより発生される
現在のところ、航空会社に対する現行の健康基準指針によれば、重度汚水は機上の腐敗物タンクヘ真空搬送され、軽度汚水は真空搬送されて別のタンクまたは、機外へ排出される。公衆衛生規則は、軽度汚水と重度汚水とを同一タンク中で処理することを認めない。これは、主として、万が一、逆流が起こった場合には、生汚水が厨房の水溜と洗面台の水溜、およびトイレからも排出され、これが無数の健康問題を引き起こす惧れがあるからである。したがって、軽度汚水を別に処分排出することが課題となる。第一には、軽度汚水を機外に処分する場合には、航空機は空気が非常に冷たい高い高度を航行しており室温で軽度汚水を放出すればそれは直ちに凍結するので、それを加熱することが必要となる。したがって、航空機は、軽度汚水の排出に先立ちそれを加熱する排出マストを装着する。このことは、余分のエネルギーを使用することとなり、保守問題（例えば，詰まりがしばしば形成されその除去が必要となる）を増加させ、排出マストを閉じられなかった場合（例えば、地上で航空機から非常に熱い液体が排出され航空機の下にいる作業員が火傷をする）、地上での安全問題を引きこす可能性がある。第二に、軽度汚水を機外で処分すると、しばしばそれが機体の側面に「塗装」状態を作る（機外に捨てられて長い目障りな筋を残すワインやオレンジジュースのことを考えよう）。このことは、新たな保全，洗浄費用を必要とし、専門的であり良く整備されているという航空会社の名声を汚すこととなる。第三に、幾つかの飛行場では滑走路上での軽度汚水の処分を認めず、このため航空会社は機外処分に対し別の解決策を探さねばならないことになる。第四に、洗剤および他の汚物により汚染されている廃棄物を機外で処分することは環境障害となりうる。したがって、軽度汚水の処分に対し別の解決策が必要とされる。軽度汚水に対し別のタンクを用意することは経済的な解決策ではない。

目下のところ、最も営利的な航空機は厨房用水溜と洗面台用水溜とを備えている。これらの水溜は、一般的には、過剰な飲料、溶解する氷からの水、手洗いからの汚水、などのような液状廃棄物の処分を意図している。これらは、（詰まった場合には容易に逆流可能な）小径排出路に接続して大気中に排出すべく航空機排出マストを終点としている。上述の処分問題に加えて、これらの水溜装置は、普通に堆積する液体および固体の廃棄物質の懸濁液(例えば、コーヒー滓または他の固体／液体混合廃棄製品)を通常処分できない。

軽度汚水により生じた処分の課題への一つの回答は、現在ある航空機真空トイレ設計に基づく厨房水溜装置を含む食品廃棄物処分装置を提供することであった。これらの設計に伴う一つの問題は、それらが非常に大きな騒音を発生する可能性があることである。フラッシュバルブを開けるときにフラッシュ音を発生する、その差圧は排水管中で廃棄物を強く引き下ろす時のものである。そのような装置が（必ずしも閉ざされたドアの背後にある必要はなく乗客が座る座席列間の通路にある）厨房用水溜に組み込まれる場合には、蓋を付けることは可能であるが、これは不便であり騒音削減のために非常に有効であるとは言い難い。

したがって、厨房廃棄物処分装置、とくに、液状廃棄物(固形廃棄物と部分的に混合可能な液状廃棄物も)を除去可能な、この除去を個別の、比較的に静かな、環境にやさしい仕方で実施可能な、航空機のような旅客輸送乗り物から軽度汚水を除去する装置および方法を提供することが望ましい。軽度汚水を受け取る水溜または水盤へのタンクからの逆流を防止する安全バルブを有し、航空機に搭載されている、重度汚水(または腐敗性)タンクに軽度汚水を貯蔵する装置および方法を提供することも、また望ましい。

本発明の実施例は、真空廃棄物装置と連動する厨房廃棄物処分装置を提供する。此処に記載の種々の実施例に対する一つの出願は、洗面台の水溜および厨房の水溜から軽度汚水（または「使用済み水」)を回収しそれを飛行中の航空機の廃棄物タンクに貯蔵する航空機真空廃棄物装置と関係するものである。本発明の実施例は(機上の軽度汚水を航空機の底部にある排出マストを介して投棄する)航空機上の現行軽度汚水装置と置換でき、機上の如何なる廃棄物質をも排出しない「環境にやさしい」航空機を提供する。これらの実施例はまた、同一回収タンクで軽度汚水と重度汚水とを組み合わせることにより安全および健康懸念を処理することが出来る航空機に搭載の重度汚水腐敗性タンク中で軽度汚水を組み合わせる安全な仕方を提供する。

具体的な実施例では、真空源および回収タンクとともに使用する軽度汚水インターフェイスバルブの装置と方法とが提供されている。これらの装置と方法とは、放水口を有し軽度汚水を回収する水盤と、家庭軽度汚水を収容するように構成され、放水口と液状連通する貯水槽と、貯水槽と繋がった通気管路と、貯水槽が満杯の場合には信号を発生するように構成され、貯水槽と繋がった圧力スイッチと、必要な場合には真空源をチェックしスイッチを入れることにより排出サイクルを開始するように構成させた制御器と、装置を通る真空の流れを制御するために制御器により作動される電磁バルブと、真空圧を介して開き貯水槽から軽度汚水を排除するように構成された排水バルブであって、該排水バルブは貯水槽からの全部の軽度汚水が排出される前に閉鎖するように構成され、騒音を削減する前記排水バルブと、から構成されている。

本発明の実施例は、航空機のような旅客輸送乗り物における軽度汚水処理に特に有用な厨房廃棄物処理装置１０を提供する。以下により詳しく説明するように、装置１０は普通、水盤１２、貯水槽２０、通気管路３０、圧力スイッチ４０、制御器５０、電磁バルブ６０、排出バルブ７０、およびチェックバルブ８０から構成される。排出バルブ７０は装置１０を通る軽度汚水の流れを制御し、その特有の開け閉め動作は廃棄物除去工程中の大きな吸引騒音を防止する助けとなるとともに回収タンクから水盤へのいかなる逆流をも防止するフェイルセーフ機能を提供する。チェックバルブ８０もまた、逆流防止に使用される。設計により、チェックバルブ８０によって、該チェックバルブ８０を詰まらせることができ、チェックバルブ８０を要求により適宜機能しないようにすることができる電磁バルブ６０に、軽度汚水が戻り浸透することを防止することが出来る。装置１０は、回収タンク(図示せず)に延びる真空下水管に接続する。

図１に示すように、廃棄水(または軽度汚水)を受ける水盤１２が装備されている。水盤１２は、廃棄水を受容する旅客輸送車両の洗面台、厨房、食品サービスエーリア、またはその他の任意の場所にある水溜である。水盤１２はカウンタートップに装着されるか、またはカウンタートップにより支持されている。ある実施例では、水盤１２はまた、使用後水盤１２を濯ぐことの出来る随意の濯ぎ水装置を備えることも出来る。水盤１２の基盤にある放水口１４は使用済み軽度汚水を水路１６を通って貯水槽２０へ搬送する。水盤１２と関連配管とは接続領域１８において貯水槽２０に取り付けられ、これと液状連通している。

貯水槽２０は装置１０の一部として備えられて、軽度汚水を一定期間保持貯蔵する。貯水槽２０は適当なサイズ、形態、材料のものでよい。ある実施例においては、貯水槽２０は、少なくとも短時間の手洗いに使用する水と同等の、例えば少なくとも約227グラムの量の軽度汚水を保持することが出来る。しかしながら、その容量は、ずっと大きくとも良い。貯水槽２０のサイズは、そこに装置１０を据え付けなければならないスペースの制限、乗り物が保持できる容積の大きさ、および必要とされる音響減衰の大きさ(例えば、排出音を防止するため排出サイクル以前に貯水槽が大量の水を保持することが望まれる場合には、貯水槽２０はしかるべきサイズとすべきである)のような、多数の要因に従うことが出来る。水盤１２と液状連通状態にある貯水槽２０を装備すれば、真空吸入力が使われて貯水槽２０を装置１０から引き離す前に、貯水槽２０が軽度汚水に対し「保持タンク」として作用することが出来る。以下に一層詳しく記述するように、貯水槽に保持された液体は、排出サイクルの間、水盤からの音響を遮断するのに役立つ。

貯水槽２０はまた、通気管路３０と繋がっている。図1に示すように、貯水槽２０は通気管路３０と並んでいてもよく、あるいは通気管路３０は空間を節約することが出来る(コップ一杯の水の中の閉じ込められた藁のコンセプトと同様に)貯水槽２０の中央を走り上がることもできる。貯水槽２０と通気管路３０とが互いに液状連通している限りにおいては、如何なる適当な形状も可能である。

水が貯水層２０に入ると、水は、貯水槽２０を通気管路３０に接続する、貯水槽の底部にある孔部３５を通って貯水層２０と通気管路３０とを満たす（以下に更に詳しく説明する）。貯水槽は、水溜排出において聞こえる騒音を削減するとともに水溜排出において発生する泡水を減らすために排気口２５にて排気するようにしても良い。排気口２５は貯水槽２０の上部にあって通気管路３０と連通するか、通気管路３０へ「排気する」こともできる。排気口２５は、貯水槽２０中の空気と通気管路３０中の空気とを均等化することができる。別の実施例では、排気口２５は、貯水槽の頂上部分から上または外に延びる別のチューブであっても良い。排気口は、それが貯水槽２０内部の余剰空気を貯水槽２０の外へ排出する機能を全うするものでさえあれば、形態は如何ようのものであっても良い。

排水バルブ７０は水の貯留段階の間は閉ざされたままであることは留意しておくべきである。通気管路３０および貯水槽２０が満杯になるか、満杯近くなると、圧力スイッチ４０が作動する。圧力スイッチを作動する容量（または軽度汚水の量）は如何なる所望レベルにも設定できる。例えば，圧力スイッチ４０を押して作動させるように水柱のある特定の高さをプログラムできる。圧力スイッチは、貯水槽２０内部に延在するチューブ４２と接続していても良い。こうすれば、圧力スイッチ４０が水の容量を検知する助けになる。ひとたび貯水槽２０と通気管路３０とが設定容量に達すると、圧力スイッチ４０は、貯水槽と通気管路は満杯であり排出サイクルを開始すべきであるとの信号を制御器５０に発する。

スイッチ４０は制御器５０に信号を発しサイクルを開始させる。制御器は水盤の下方に取り付けても良いし、遠方に取り付けて電子的にまたは無線でスイッチ４０と接続しても良い。制御器５０は集水タンクが満杯であるか否かをまずチェックして判定する。集水タンクがまだ満杯にならない間は、制御器５０は装置中に充分な真空があるか否かを判定する。（例えば、航空機が地上にあるか低高度にいる場合には、真空吸入を行うのに充分な圧力差がない場合があり、そのような場合には別の真空源が作動される。）充分な真空がない場合には、制御器は、真空源（または真空発生器）に命令してスイッチを入れさせる。充分な真空がある場合には、電磁バルブ５０に対し信号を送って開かせ、排水バルブ７０に対し真空をシャトル輸送する。（電磁バルブは、電圧源（例えば28ボルト）であってもよい電磁バルブ制御源により制御されるが、制御が、空気圧、水圧、太陽光電力、またはその他の適切な制御源により実行できることは理解されるべきである。）
ここまでは排水バルブは閉鎖された状態であった。排出バルブ７０は、排出機能を果たすためほんの数秒（またはそれ以下）の間、開き、その後、以下に記述するように、すぐに閉じる。軽度汚水を腐敗物タンクにおいて安全に重度汚水と結合することが出来るのは、排水バルブ７０のこの特徴および作用の故であることを留意しておくことは重要である。腐敗物回収タンクに逆流が起こる場合には、それは排水バルブの先へは進むことが出来ず、したがって、厨房の水溜および洗面台の水溜では逆流は起こらない。排水バルブ７０は、腐敗物回収タンクからの逆流を防止するフェイルセーフ装置を提供する。

排水バルブ７０が真空により開かれると、軽度汚水は貯水槽２０および通気管路３０から排除される。装置により作動された真空作用は、再び、軽度汚水を貯水槽２０、通気管路３０、および排水バルブ７０から吸い取る。排水バルブ７０は、その背後の吸引力なしには開くことが出来ない。軽度汚水が除去されると、少量の空気もまた引き入れられ通気管路３０を通って流入することが許容される。このことは、空気が水盤を通っての引き込まれることを防止することにより騒音を削減する手助けとなり（もちろん、若干の空気が水盤を通って引き込まれるが、好ましくは、大部分の空気が通気管路３０を通って引き込まれることと理解される）、同時に、軽度汚水の廃棄物回収タンクへの輸送の手助けとなる。

前記したように、軽度汚水は、貯水槽２０に投棄されるが、貯水槽２０を通気管路３０に接続する、貯水槽２０の底部に位置する孔部３５を通って、直ちに通気管路３０へ流出する。この孔部３５は、主として、貯水槽２０から通気管路３０への軽度汚水の流れを制限する。孔部３５は、一般的にはその直径が通気管路３０の直径より小さく（例えば、これは一般的には約5センチで、設計要因にしたがいそれ以上でも以下でも良い）、一般的には約6ミリより大きければ、いずれの適当なサイズでもよく、さもないと、流れが過剰に制限される可能性がある。ある実施例では、孔部３５の直径は約6ミリと約5センチとの間で、更に、より具体的には、1.2５センチと1.9センチとの間である。ある具体的実施例では、孔部３５は約1.6センチである。孔部３５を備えると、通気管路３０を貯水槽２０より早く空にすることができ、これが排出サイクル中の騒音削減を助ける。この騒音削減は、通気管路３０を最初に空にすることと、排水バルブ７０を貯水槽２０が完全に空になる前に閉めるよう同期することとにより起こる。このことはまた、水盤配水管１４を通って引き出される空気量を削減する。貯水槽２０を完全に空にしないことによって、軽度汚水が孔部の上部にあることにより作られる密封は決して破られることはなく、水盤配水管１４を通って引き込まれうる空気の急激な流入とそれに伴い発生されうる騒音とを避けることができる。幾つかの実施例では、排出サイクルの音は約70 デシベルの低さとすることが可能である。

ひとたびサイクルが完了すると、真空発生器が作動されていれば、それはすぐに作動停止させられる。貯水槽に残る水は安定化し、装置１０は、次のサイクルのために、軽度汚水の回収を開始する準備ができる。

軽度汚水が、安定した流れで装置１０への流入を続けると、装置は、圧力スイッチ４０がリセットされるまで、排水バルブ７０を開いたままにしておくように設計することが出来る。更に、貯蔵目的のためには、全ての軽度汚水を貯水槽２０から除去して貯蔵期間中に凍結や臭気が発生することを防止する、自動浄化サイクルを作動させても良い。

装置１０へ追加できる更なる特徴は、「詰まり除去」機能として知られている。本来的には、もし装置１０が一旦詰まってしまい、浄化サイクルが詰まりを除去できない場合には、この詰まりを除去するため「詰まり除去」機能を使用できる。既に説明したように、浄化サイクルの使用は詰まりを除去する最初の試みであり、浄化サイクルは、真空発生器からのものか、機室内と外部との間に発生する差圧からのものかには関係なく、利用可能な真空を利用する。しかしながら、利用可能な真空は、通気管路３０と貯水槽２０とを通って同時に利用されるので、真空の影響は減殺される。真空が詰まりを除去するのに充分ではない場合には、この問題は、通気管路３０に手動バルブ９０（詰まり除去機能または詰まり除去バルブの一例）を加えることにより、処理できる。貯水槽２０に詰まりが出現した場合には、その詰まりを無くすために、手動バルブ９０を閉めて装置の真空全量を水盤配水管１４および貯水槽２０を通して引き込むことが出来る。バルブ９０が水盤レベルに備えられている場合には、アクセスが容易にはなるが、バルブ９０は通気管路３０上のどこにあっても良い。しかしながら、バルブ９０は、貯水槽と通気管路３０との間の孔部３５の近く、または通気管路の上部に設置できることは理解されるべきである。

本発明の範囲または精神，および下記の請求項から離脱することなしに、以上に説明し図面に示した構成と方法に対し変更と修正、追加と削除を行うことが出来る。

図１は、本発明のいくつかの実施例にしたがう厨房廃棄物処理装置の正面図を示す。 図1の装置の概略図を示す。

Claims (11)

1. 真空源および回収タンクとともに使用する軽度汚水インターフェイスバルブ装置であって、
   放水口を有して、軽度汚水を回収する水盤と、
   放水口と液状連通し、軽度汚水を収容する貯水槽と、
   貯水槽と繋がった通気管路であって、該貯水槽と該通気管路が並べて設置されて貯水槽の下方側部に設けられた貯水槽孔を介して液状連通し、貯水槽に入る軽度汚水が該貯水槽孔を通して通気管路に流入し貯水槽と通気管路を同時に満たすようにされた通気管路と
   貯水槽と繋がり、貯水槽が満杯の場合には信号を発生する圧力スイッチと、
   圧力スイッチと繋がり、必要な場合には真空源をチェックしスイッチを入れることにより排出サイクルを開始する制御器と、
   装置の真空の流れを制御するために制御器により作動される電磁バルブと、
   真空圧を介して開き通気管路と貯水槽から軽度汚水を排除する排水バルブとを備え、通気管路は前記貯水槽孔により該貯水槽より早く排出し、該排水バルブは、貯水槽からの軽度汚水が全て排出される前に閉鎖し、騒音を削減することを特徴とする前記軽度汚水インターフェイスバルブ装置。
2. 軽度汚水が電磁バルブへ戻り浸透することを防止するチェックバルブをさらに有することを特徴とする請求項1記載の装置。
3. 前記制御器は、
   タンクが満杯であるか否かを判定することにより、
   タンクが満杯でない場合には、装置中に充分な真空があるか否かを判定することにより、
   充分な真空がない場合には、真空源を作動することにより、
   充分な真空が利用できる場合には、電磁バルブへ信号を送って排水バルブを開き真空を排水バルブへシャトル輸送することにより、排出サイクルを開始することを特徴とする請求項1記載の装置。
4. 貯水槽と通気管路との間の貯水槽孔は、排出サイクル中に貯水槽からの空気流を制限することを特徴とする請求項1記載の装置。
5. 貯水槽からの通気口をさらに有することを特徴とする請求項1記載の装置。
6. 貯水槽からの軽度汚水が空になる前に排水バルブを閉めることによって、空気が排出サイクル中に水盤を通って装置中へ引き込まれることを防止するもので、このようにして騒音レベルを低下させることを特徴とする請求項1記載の装置。
7. 軽度汚水が継続して軽度汚水機器に流入している場合には、排水バルブは圧力スイッチがリセットされるまで開かれたままでいることを特徴とする請求項1記載の装置。
8. 貯水槽は少なくとも約225グラムの軽度汚水を保持できることを特徴とする請求項1記載の装置。
9. 装置は航空機の厨房内に設置されていることを特徴とする請求項1記載の装置。
10. 装置は航空機の洗面台中に設置されていることを特徴とする請求項1記載の装置。
11. 水盤から軽度汚水を排除する方法であって、
    軽度汚水を回収する水盤であって、該水盤は貯水槽と液状連通しており貯水槽は通気管路と液状連通しており、該貯水槽と該通気管路が並べて設置されて貯水槽の下方側部に設けられた貯水槽孔を介して液状連通している水盤を提供する工程と、
    軽度汚水が貯水槽と通気管路とに広がり、貯水槽に入る軽度汚水が該貯水槽孔を通して通気管路に流入し貯水槽と通気管路を同時に満たすように水盤を軽度汚水で満たす工程と、
    貯水槽が満杯の場合には圧力スイッチに信号を発せさせる工程と、
    必要の場合には、真空源にスイッチを入れることにより、制御器に排出サイクルを開始させる工程と、
    真空が装置を通って流れさせるように電磁バルブを開く工程と、
    排出バルブを開いて軽度汚水を通気管路から回収タンク中へ排除する工程と、
    全部の軽度汚水が貯水槽から排出される前に排出バルブを閉める工程と、から構成されていることを特徴とする前記水盤から軽度汚水を排除する方法。

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