JP4851358B2

JP4851358B2 - 厨芥排水の搬送システム

Info

Publication number: JP4851358B2
Application number: JP2007031385A
Authority: JP
Inventors: 敦司濱田; 宏赤嶺; 誠田辺
Original assignee: Teral Inc
Current assignee: Teral Inc
Priority date: 2007-02-10
Filing date: 2007-02-10
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2027-02-10
Also published as: JP2008196171A

Description

本発明は、厨芥粉砕装置から押し出される厨芥排水を排水横枝管を経て立て管内に効果的に搬送することのできる厨芥排水の搬送システムに関する。

台所に設置される厨芥粉砕装置の排出口から押し出される厨芥排水を該排出口に連通される排水横枝管を経て立て管内に搬送するものとなされた厨芥排水の搬送システムは存在している（特許文献１参照）。

この種の搬送システムでは、一般に、排水横枝管は管径を例えば４０Ａ〜５０Ａ程度となされ出口側へ漸次降下するように傾斜されており、厨芥粉砕装置の排出口から押し出された厨芥排水は該排水横枝管内を管長さ方向上の高低差によるポテンシャルエネルギーにて出口側へ流下するのであり、このさい排水横枝管内の厨芥排水にはこれの流下を促進するためのサイホン作用は付与されない。

また水回り器具（洗面器など）の排出口から排出される排水を排水横枝管を経て立て管内に搬送するさいに、排水横枝管内にサイホン水頭ポテンシャルエネルギーによりサイホン作用を付与し、排水横枝管内の排水の流下を促進するものとなされたサイホン排水システムは存在している（特許文献３）。
特開２００４−５７８８４号公報特開２００３−１３６０４３号公報特開２００６−２４１７０９号公報特開２０００−２９７４４７号公報

上記した従来の厨芥排水の搬送システムでは次のような問題点がある。
即ち、
（１）比重の重い固形物の含まれる厨芥排水を搬送するためには、排水横枝管の配管勾配を１／５０以上にする必要があって、高さ方向の配管施工スペースが大きくなり、この結果、床下の不要なスペースが増えることになって不経済である。
（２）厨芥排水には、比重の重い固形物や比重の軽い固形物などが種々の割合で混合した多種多様のものが存在するが、このような厨芥排水において、比重の重い生ゴミなどの固形物は排水横枝管の管底を流れるため、多量の追い水を流しても影響を受け難く、配管途中で堆積し、配管閉塞を生じさせる危険性がある。
（３）従来のサイホン排水システムは全て同径であるため、有効なサイホン水頭ポテンシャルエネルギーを得るには、引落とし立て管の配管長さが１０００ｍｍ以上必要であり（特許文献４参照）、配管施工スペースが大きくなり、不経済である。

本発明は、上記した（１）〜（３）に記載した問題点を解決することのできる厨芥排水の搬送システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、台所に設置され動力回転体の回転により厨芥を粉砕して生成した厨芥排水を押し出す厨芥粉砕装置の排出口に連通され、排水横枝管の末端を引落とし立て管となして階下へ落とし、該引落とし立て管の高さ途中位置よりも下方部位を、その上流側よりも小径となされた絞り管部となし、該絞り管部をその絞り開始点から２００ｍｍ以上低い位置で立て管に接続した厨芥排水の搬送システムであって、厨芥粉砕装置から排水横枝管に至る途中にトラップが形成され、そのトラップに厨芥粉砕装置の運転停止に応答してその後時間経過した後に水を供給するものとした水供給手段を設けたことを特徴とする。

上記した本発明によれば、引落とし立て管の配管長さが短くても、絞り管部を有し、かつ絞り開始点から２００ｍｍ以上低い位置で立て管に接続するために、サイホン作用が排水横枝管内の厨芥排水に効率よく付与され、厨芥粉砕装置の作動による厨芥排水の排水が終了してその作動が停止した際も、サイホン作用により、厨芥粉砕装置と排水横枝管との間に形成されたトラップ内の水までが下流側へ引き出されることに起因してトラップの水封が破れることが生じ得る。厨芥粉砕装置の運転停止に応答してその後時間経過した後に、水供給手段からトラップ内に水が供給されるため、トラップの破封を防止することができる。

図１はマンションに設置された本願の第１発明に係る厨芥排水の搬送システムの全体構成を示す説明図であり、図２は前記搬送システムの排水横枝管の末端を示す図である。

図１において、１はマンションの台所に設置された流し台、２は流し台のシンクである。シンク２の下面にはシンク２の底面透口２ａを介して厨芥粉砕装置３が垂下状に固定されている。

厨芥粉砕装置３は本体内の処理室の内方に厨芥を粉砕するための図示しない動力回転体が設けられており、前記処理室内にシンク２の底面透口２ａを通じて厨芥を投入した後に水を供給しながら動力回転体を回転させると、該動力回転体の回転により厨芥が粉砕されて厨芥排水が生成され、該厨芥排水が動力回転体の回転により厨芥粉砕装置３の排出口３ａから押し出されるものとなされている。

４は台所の床面に敷設された管径３０Ａの排水横枝管であり、５はマンションの各階に到達するように設けられた垂直状の立て管である。このさい、排水横枝管４は必ずしも流れ方向の下り勾配を必要とするものではなく、逆勾配になされてもその程度によっては差し支えないものである。排水横枝管４の上流端はＵ字形のトラップ６を介して厨芥粉砕装置３の排出口３ａに接続されており、排水横枝管４の下流側の端末は垂直状の引落とし立て管４ａとなされ階下へ導かれている。

引落とし立て管４ａは図２に示すように、高さ途中位置ｐ１よりも下方部位をその上流側よりも小径となされた絞り管部ａ１となされており、該絞り管部ａ１はその管径Ｒ２を前記高さ途中位置ｐ１よりも上流側の管径Ｒ１の凡そ４／５以下となされ且つ絞り開始点から長さＬ１凡そ２００ｍｍ以上〜６００ｍｍ以下程度低い位置で立て管５に接続されている。なお、高さ途中位置ｐ１での絞りは管径が漸減するようなテーパ状の異径継ぎ手管を使用するのがよい。

７は制御回路であって、厨芥粉砕装置３の排出口３ａから下流側へ排水が流れたことを検出装置８で検出して厨芥粉砕装置３を自動的に起動させるものである。検出装置８は適宜な場所に設けて差し支えないものであるが、図示例ではトラップ６の入口に設けてある。

９は水供給手段であって、厨芥粉砕装置３から排水横枝管４に至る途中に形成されたトラップ６の内方に厨芥粉砕装置３の作動に関連して水を供給するものとなされている。さらに具体的には、厨芥粉砕装置３の運転が停止された時点から例えば数十秒後（凡そ２０秒程度）に自動的に例えば数秒間（凡そ５秒程度）、水を供給するものである。

次に上記した厨芥排水の搬送システムの使用例及び作用について説明する。
厨芥粉砕装置３の処理室内に厨芥を投入し、蛇口を開放操作するなどしてシンク２内に水を流量凡そ毎分８リットル程度で供給する。

シンク２内に供給された水は排水となって底面透孔２ａを経て厨芥粉砕装置３の処理室内に流入し、この後、排出口３ａ、トラップ６、排水横枝管４を経て立て管５内に排出される。この排水の流れは検出装置８が検出し、この検出に関連して、制御回路７が厨芥粉砕装置３の動力回転体を回転させる。これにより、厨芥粉砕装置３は処理室内で厨芥排水を生成し、その排出口３ａから動力回転体の作動により押し出す。

厨芥粉砕装置３の排出口３ａから押し出された厨芥排水は、排水横枝管４内に到達して、該管４内の排水の圧力を上昇させ、該排水の流下を促進する。しかし、排出口３ａから押し出される厨芥排水の圧力による排水流下の促進は排水横枝管４の下流側へ向け摩擦抵抗などに起因して漸次に減衰される。

排水横枝管４内を流下した厨芥排水はやがて引落とし立て管４ａの絞り管部ａ１内に到達し、該絞り管部ａ１内を空気と排水の２相状態で或いは満水状態で流下する。この流下が引落とし立て管４ａの長さＬ１に対応したサイホン水頭によるポテンシャルエネルギーに基づくサイホン作用を安定的且つ継続的に発生させる。
このサイホン作用は引落とし立て管４ａの下流端まで及ぶことから、排水横枝管４内の排水はこのサイホン作用で流下を促進される。しかし、このサイホン作用による排水流下の促進は排水横枝管４の上流側へ向け摩擦抵抗などに起因して漸次に減衰される。

したがって、排水横枝管４の上流側部分では厨芥粉砕装置３による排水の押出しによる排水の流下促進が効果的に図られ、一方、排水横枝管４の下流側部分では引落とし立て管４ａでのサイホン水頭に係るサイホン作用による流下促進が効果的に図られ、他方、排水横枝管４の長さ中央部分では厨芥粉砕装置３の排水の押出しによる流下促進とサイホン作用による流下促進の双方が各々幾分減衰された状態で作用し、これに対応した流下促進が図られる。この結果、排水横枝管４の長さ全長に亘って比較的一様な流下促進が図られて、厨芥排水は比較的大きな流速及び流量で排水横枝管４内を立て管５内へ向けて流下する。

絞り管部ａ１において排水横枝管４内の厨芥排水の流量が変動しても、厨芥排水は安定的に２相状態流れ或いは満水状態流れとなり、サイホン作用が安定的に生成されるものとなる。絞り管部ａ１の長さが２００ｍｍ以上であるときは、２相状態流れ中の一塊の空気部分の長さが２００ｍｍを超えない限り、サイホン作用の低下は生じないと考えられる。排水横枝管４内の厨芥排水の流量が凡そ毎分８リットル程度であるときには、絞り管部ａ１における２相状態流れの一塊の空気部分の長さは２００ｍｍを超えることはなく、サイホン作用は安定的に生成されるものとなるのであり、このことは後述の実験結果によっても確認されている。このサイホン作用は引落とし立て管４ａの長さに対応して大小に変化する。絞り管部ａ１の長さが６００ｍｍ以下であるときは、２相状態流れの一塊の空気部分の長さが６００ｍｍを超えない限り、サイホン作用の低下は生じないと考えられるので、サイホン作用は一層安定的に生成されるものとなる。なお、引落とし立て管４ａの長さが２００ｍｍ〜８００ｍｍであるときは絞り管部ａ１の形成されない場合にはサイホン作用が安定的に得られないことが試験により確認されている。

本願の第２発明に係る厨芥排水の搬送システムは、図１に示すように、排水横枝管４の末端を引落とし立て管４ａとなして階下へ落とし、該引落とし立て管４ａの高さ途中位置ｐ１よりも下方の部位を、その上流側よりも小径となされた絞り管部ａ１となし、該絞り管部ａ１内の排水流下がサイホン作用の生成を促進させるものとした構成とするものであり、第１発明の場合と異なり必ずしも厨芥粉砕装置３を構成要素とするものではない。
このさいの各部の作用は第１発明のうち厨芥粉砕装置３を除外したものの作用と実質的に変わりない。

出願人は、この第２発明の引落とし立て管４ａに絞り管部ａ１を形成することの有効性を明確にするため、種々の条件下に、サイホン作用の発生について実験装置により試験を行った。

以下、この試験の内容及び結果などについて説明する。
（１）試験箇所
引落とし立て管の径と長さ（図３参照）

（２）試験要領及び考察
〈試験要領〉
ａ：サイホン作用の発生は水を流し充分時間を置き、サイホン作用が発生するか否かを確認した。
ｂ：試験を３回行い、サイホン作用が３回とも発生した場合は○印、１〜２回発生した場合は△印、発生しない場合は×印で表示した。
ｃ：流速は、水を流し充分時間を置き、サイホン作用が発生したと思われる時の流速を測定した。
ｄ：配管内残渣は、標準生ごみ２５０ｇ（平成１６年度版
下水道のためのディスポーザ排水処理システム性能基準（案））を配管に搬送した後、配管を洗浄し、残渣を測定した。
ｅ：２相状態は目視で確認した。

〈考察〉
ａ：サイホン作用について
図４から判断されるように、配管径を絞ることで、引落し立て管４ａの配管長さが短い状態で、サイホン作用を発生させることができる。また、サイホン作用の発生も確実である。
また排水横枝管４の径に拘わらず、径を絞ることで、サイホン作用を確実に発生させるには、図４に示すように、引落とし立て管４ａの配管径が２０Ａの場合、配管長さは６００ｍｍ以上必要である。しかし、配管径を１６Ａに絞ることで６００ｍｍ以下でもサイホン作用を発生させることができる。
また配管径を絞った状態では配管長さが２００ｍｍ以上でサイホン作用が持続し易い。
サイホン作用は、引落し立て管４ａの配管径、配管長さ、給水量によって変化する。
ｂ．流速
配管でごみを搬送するのに必要な流速は０．６ｍ／ｓとされている。
試験結果では、配管径を絞った状態で配管長さが６００ｍｍ程度のときこの流速が得られる。
ｃ：配管内残渣
一般的な排水勾配１／５０では、配管内残渣は１ｇ程度である。
図５から判断されるように、配管径を絞った状態では配管長さが２００ｍｍ以上でほぼ同等の残渣であると言える。
また、図５において配管径を絞る場合と、絞らない場合の残渣を比較する。配管径を絞った場合の配管長さ1００ｍｍと、配管径を絞らない場合の配管長さ６００ｍｍの残渣はほぼ等しい。配管径を絞ると配管長さが短くても効率良く搬送できている。

ｄ：その他
従来のサイホン作用を用いた排水配管は排水のみであり、厨芥を含んだことを想定していない。今回の配管は厨芥搬送を考慮した形状であり、かつサイホン作用が持続し易い。
サイホン作用が持続する流量は８Ｌ／ｍｉｎ以上である。
図６に残渣量と配管流速のグラフを示す。管内流速が０．６ｍ／ｓで残渣量が１ｇ程度になる。
即ち、配管でごみを搬送するのに必要な流速０．６ｍ／ｓの場合の配管内残渣は、一般的な排水勾配１／５０の場合の配管内残渣と同じように約１ｇ程度となる。
よって、実際に必要な引落とし立て管４ａの長さは２０Ａから１６Ａに絞る場合４００ｍｍ以上、２５Ａから１６Ａに絞る場合は６００ｍｍ以上、３０Ａから１６Ａに絞る場合は１０００ｍｍ以上の配管長さが必要となる。

本願の第１発明に係る厨芥排水の搬送システムを示す図である。前記搬送システムの排水横枝管の末端を示す図である。試験に係る引落とし立て管を示す側面図である。試験結果を示す一覧図である。試験結果を示す他の一覧図である。配管内残渣の傾向を示すグラフである。

３ａ
排出口
３
厨芥粉砕装置
４
排水横枝管
４ａ
引落とし立て管
５
立て管
６
トラップ
７
制御回路
９
水供給手段
ａ１
絞り管部
ｐ１高さ途中位置

Claims

台所に設置され動力回転体の回転により厨芥を粉砕して生成した厨芥排水を押し出す厨芥粉砕装置の排出口に連通され、排水横枝管の末端を引落とし立て管となして階下へ落とし、該引落とし立て管の高さ途中位置よりも下方部位を、その上流側よりも小径となされた絞り管部となし、該絞り管部をその絞り開始点から２００ｍｍ以上低い位置で立て管に接続した厨芥排水の搬送システムであって、厨芥粉砕装置から排水横枝管に至る途中にトラップが形成され、そのトラップに厨芥粉砕装置の運転停止に応答してその後時間経過した後に水を供給するものとした水供給手段を設けたことを特徴とする厨芥排水の搬送システム。
厨芥粉砕装置から排水横枝管に至る排水系に排水が流れることを検知して厨芥粉砕装置を自動的に起動させるものとした制御回路を備えたことを特徴とする請求項１記載の厨芥排水の搬送システム。