JP5064574B2 - 使用水利用装置 - Google Patents

Description

本発明は、水栓の開放後にスイッチオンされるヒータにより温度が上昇される水道水の利用方法に関する。

本発明はさらに、水栓の開放後にスイッチオンされるヒータにより温度が上昇される水道水の利用装置に関する。

消費すべき水の量と品質に関する水供給への要求がますます高まり、この必要性に新しい水資源の開発が遅れているため、水道料金はますます上昇している。新しい水資源を開発せよとの呼び声がますます切迫している。ここでは、すでに出水された水を複数回使用することによる再利用がますます注目されている。

すでに使用された水を再利用する場合には、大きな問題がある。この問題は、格別の改造処置を、とりわけ浴室で行われなければならないことによって引き起こされる。この場合、多数の線路および管路を敷設しなければならず、そのため設備コストが高くならざるを得ない。多くの場合、一軒に大規模な改造処置を施工しなければならない。

したがって本発明の課題は、第１の側面において、水道水を節約することのできる方法を提供することである。第２の側面において本発明の課題は、本発明の方法を実施することのできる装置を提供することである。

この課題は、本発明の第１の側面において請求項１の特徴を備える方法によって解決される。

本発明の背景には、従来技術によれば、洗面台に配置することのできる水栓が開放された直後では、温水管路が開放されていても最初は冷たい水が流れると観察されている。洗面台の上で歯磨き等する場合、使用者は通例、流れる水が最低温度に達するまで待っている。最低温度に達するまで、冷たい水道水が使用されずに下水に達する。この歯磨き、洗面等には冷たすぎても清潔である水道水が、本発明によれば中間容器に収集され、好ましくは他の使用のために供給される。

所望の最低温度に達すると、中間容器への給水路が閉鎖され、下水が水道水のために開放される。温かい水道水が歯磨き、洗面等に使用され、汚染されると、好ましくは下水系統に接続された下水に供給されなければならない。

本方法では、わずかしか汚れていない使用水が中間容器に一時蓄積される。この水はこれまで、温水弁が開放した後、水栓に流入する水が、それぞれの使用者により所望される温度に達するまで軽率に下水に導かれていた。そのため高品質の飲料水が浪費される。この水を中間容器に収集することにより、このわずかしか汚れていない使用水を、通常は新鮮水を注水しなければならないような目的のために用いることができる。蓄積された水は純粋な飲料水品質を有しており、したがって臭気を発しないから、中間容器に問題なく蓄積することができる。

この方法は、ほぼ自動的に経過する。一時蓄積された水の使用者は、自分の洗面習慣および入浴習慣をこの方法ステップにすぐに適応することができる。価値のある飲料水を節約することにより、所要の設備部分が速やかに償却される。

本発明の好ましい実施形態によれば、中間容器に収集された水が、水洗装置の水洗容器に導かれる。この水洗容器は、使用者が水洗水の由来に気付くことなく通常と同じように操作される。ここで中間容器は十分に大きく寸法設定されており、定期的な需要に対して十分な水がトイレの水洗のために使用される。

本発明の別の好ましい実施形態によれば、中間容器の充填レベルが監視される。このようにして、中間容器にその容量の限界まで水道水を満たすことができ、この水が例えばトイレの水洗のために水洗容器に導かれる。一方、中間容器の上側充填レベルを越え、そのため水が周囲の浴室に溢れる危険性を心配する必要がない。この過充填が発生する前に、排水用の弁が開放され、中間容器に流れ込む水がこの弁から下水系統に放出される。

本発明の別の好ましい実施形態によれば、中間容器の下側充填レベルを下回る場合、および水洗容器が同時に空になる場合、水道水が水道網から中間容器に給水される。この中間容器から給水された水道水が水洗容器に達し、したがって水洗容器が水洗水で空になることはない。

本発明の別の好ましい実施形態によれば、水道水の給水機能全体が中央で制御される。このためには比較的小さな制御装置で十分であり、この制御装置は浴室内に設置され、通例は完全自動で制御される。制御が故障した場合のみ、非常の場合には使用者により操作可能な制御が介入する。使用者は、中央制御部を使用してすべての方法の経過に介入することができ、このようにして場合により障害が発生しても、水洗過程を円滑に実行することができる。

この課題は、本発明の第２の側面において請求項１３の特徴を備える装置によって解決される。

洗面台の上に配置することのできる水栓の水道水給水路には、温度測定装置が設けられている。温度測定装置は、デフレクタのための制御ユニットにその測定値を印加する。制御ユニットは、測定された最低温度を上回るとデフレクタを、中間容器への給水路から下水に切り換える。

本発明の好ましい実施形態では、デフレクタが、制御ユニットにより制御可能な逆止弁を、下水の下水管内に有する。通流方向で逆止弁の前方には、中間容器への給水路のためのフランジが配置されている。逆止弁を閉鎖することにより、流出する水道水によって逆止弁の前方に背圧が自動的に形成され、この背圧によって水道水は中間容器への給水路に導かれる。

温度測定装置により測定された最低温度に達すると、制御ユニットが逆止弁を開放し、歯磨き、洗面等に使用され、したがって汚れた水道水が下水に導かれる。

温水管路と冷水管路とが別個の場合、温度測定装置は有利には温水給水路に配置されている。そこで温度測定装置は、流量測定装置と組み合わせることができる。

コスト的に有利な実施形態では、デフレクタは逆止弁を備える管部材として構成されており、取付け状態で地面とは反対側の管部材の壁面から発するフランジを給水路のために有する。

この装置は、機能的な構成と、取り付けた際の簡単な操作性の点で有利である。したがって多くの水使用者がこの装置の利点を利用するようになり、これにより飲料水の消費が低減される。この装置は、この装置によって水を節約することができることを知っている使用者に格別の要求を課さない。

この種の装置により、水道水の使用がとくに低コストになる。なぜならこの装置では、大量に調達され、簡単に取り付けることのできる構成部材が使用されるからである。このようにして製造された装置は、浴室の見た目をほんのわずかしか変更しない。なぜならこの装置は小さな空間に設置され、浴室の既存の装備に有利に格納することができるからであり、例えば洗面台の下方に設けられた浴室キャビネットに格納することができる。このキャビネットは洗面台の下方に配置されているので、これに設けられた中間容器には、重力により落下する水を充填することができる。

この装置に関して、中間容器と水洗容器との間には、水を搬送するためのポンプが配置されている。このポンプは水中ポンプとして構成されており、そのため中間容器内に格納することができ、したがって設置空間を付加的に必要としない。このポンプは非常に頑強であり、格別の障害なしにその機能を遂行する。

本発明の別の好ましい実施形態によれば、中間容器からの水放出を制御するために、充填レベルセンサが水洗容器に設けられている。したがって水洗容器内の水位が特定のマークより低下すると、これにより水中ポンプが駆動制御され、水を中間容器から水洗容器にポンピングすることができる。

本発明の別の好ましい実施形態によれば、中間容器内には充填レベルセンサが設けられており、この充填レベルセンサは中間容器が空になると、水道水を中間容器に給水するために制御部を作動する。特別の場合で水の流れを切り換える前に十分な水道水が中間容器に流れ込んでいなければ、非常時には、中間容器を水道網に直接接続することによって再び充填することができる。このようにして水洗容器に給水するために、常に十分な水が中間容器に存在する。

本発明の別の好ましい実施形態によれば、水道水を給水するための制御部はフロートスイッチとして構成されている。この種のフロートスイッチは、多数の水洗容器から公知であり、高い発展状態を備えている。このようにして中間容器の再充填は、高い動作確実性を以て行われる。

本発明の別の好ましい実施形態では、フロートスイッチは通常の場合、水道水供給を機械的にロックする。このようにして、必要がないのに水が水道網からすでに早期に中間容器へ導かれることが阻止される。しかしロックは、水洗容器と中間容器の両方で水洗水が必要になった場合にだけスイッチオンされるサーボモータにより制御される。

本発明の別の好ましい実施形態によれば、装置の中央制御部に手動で介入することができる。したがって制御過程が自動で実行されるときに一度、障害が発生しても、この障害を手動の介入によって簡単に除去することができる。このとき本発明の別の好ましい実施形態によれば、逆止弁の切替位置を表示するために発光ダイオードが設けられている。

本発明のさらなる詳細は、以下の実施形態の説明、および本発明の好ましい実施形態が例として示された添付図面から明らかとなる。

下水の前方にフランジと逆止弁を備える管部材を有する洗面台の概略図である。 水道水を使用するための施設の概略図である。

まず水道水を利用するための方法を、図２に示した使用水利用装置２に基づいて説明する。この使用水利用装置２によって洗面台１からの使用水が、再利用のためにトイレ水洗装置４６に供給される。洗面台１は、フランジ５を備える管部材を介して下水管４と接続されている。下水管４は逆止弁６を有し、この逆止弁６はサーボモータ８によって開放または閉鎖することができる。フランジ５はホース２２と接続されている。ホース２２は中間容器２６に合流しており、この中間容器２６には使用水を一時蓄積することができる。ここでフランジ５はホース２２に対して、下水管４内に形成される背圧によってのみ使用水がホース２２に入り込むことができるように設けられている。したがって下水管４が逆止弁６の閉鎖によって閉じられると、逆止弁６の前方に背圧が形成され、この背圧はホース２２を介して中間容器２６の方向に導かれる。

逆止弁６を操作するサーボモータ８の制御は、洗面台１に流入する温水流の領域に設けられた温度センサ１４によって行われる。この温水流は、温水止水栓１０の領域に設けられた流れ監視器１２により検出される。この温水止水栓１０には、図示しない市販の湯沸かし器から水流が流れ込む。湯沸かし器は、洗面台１に設けられた温水栓５８が開放されると直ちに、湯沸かし器を去る水流を加熱するヒータを有する。温水栓５８の開放後、図示しない湯沸かし器の同様に図示しないヒータは、湯沸かし器により発生される温水流によって自動的にスイッチオンされる。これにより水道水流の加熱が開始されるが、しかしこの水道水流はある程度の準備時間の後、図示しないヒータが水道水を加熱するために必要な加熱エネルギーを展開して初めて所望の温度に達する。

図２は、本発明の装置の側面図を示す。ここでは従来の下水管に、フランジ５を備える管部材が取り付けられている。この管部材は、公共下水系統への下水管４と、フランジ５から発して中間容器２６に至るホース２２とに分岐する。

この加熱時間の間、逆止弁６は下水管４を閉鎖し、これにより管部材５内に背圧を形成することができ、この背圧はホース２２を介して中間容器２６に導かれる。温度センサ１４が水流の加熱を検出し、対応する信号を形成して初めて、この信号によりサーボモータ８が制御され、これによりサーボモータ８は下水管４を開放することができ、下水管４から使用水が図示しない下水へ流出することができる。これにより下水管４内の背圧は消滅し、これによりホース２２はさらなる水供給から切り離される。

サーボモータ８、流れ監視器１２および温度センサ１４とは、図示しない線路により制御ユニット１６が接続されている。この制御ユニット１６は、例えば図示しないマイクロプロセッサを有することができる。この制御ユニット１６は、防水または防沫型のケーシング１８に格納されている。制御ユニット１６の給電は図示しない電流網から行われる。

さらに洗面台１には冷水供給部が設けられている。この冷水供給部は温水供給部とともに、ワンレバー混合栓６０を介して制御することができ、このワンレバー混合栓６０には冷水が冷水壁止水栓３６から流入する。さらにこの冷水壁止水栓には圧力管２０が接続されており、この圧力管２０を介してフロートスイッチ３２が冷水供給部に接続されている。このフロートスイッチ３２は中間容器２６内に配置されており、まれであるが例外的に十分な水がホース２２を介して中間容器２６に流入しない場合に中間容器２６を充填するために用いられる。フロートスイッチ３２が、圧力管２０から中間容器２６への入口を開放すると、この圧力管２０を通って中間容器２６には冷水が充填される。しかし通例、中間容器２６はホース２２を介して充填され、フロートスイッチ３２が中間容器２６の後充填のために作動する必要はない。この時間の間、フロートスイッチ３２はサーボモータ３４により機械的にブロックされる。中間容器２６内のレベル状態が大幅に低下し、ホース２２から十分な量の水の後供給が期待できない場合に初めて、サーボモータ３４が図示しない線路を介して駆動制御される。このために必要な制御命令は、図示しない制御線路を介してサーボモータ３４と接続された制御ユニット１６で発生される。

中間容器２６内にはその充填レベルを検出するために、充填レベルセンサ２８の構成体が設けられている。この構成体は、それぞれの充填レベルを３つの異なる充填レベル高さについて、すなわち最高充填レベル、中間充填レベル、そして最低充填レベルについて測定する。充填レベルセンサ２８は、図示しない線路を介して制御ユニット１６と接続されている。充填レベルセンサ２８により測定された充填レベルの高さに応じて、最低充填レベルの場合は水が中間容器２６に給水され、また最高充填レベル場合は水のさらなる給水は阻止される。

さらに中間容器２６には水中ポンプ３０が設けられており、この水中ポンプ３０はホース４２によってトイレ４７の水洗ケース４６と接続されている。ホース４２を介して水が中間蓄積器２６から水洗ケース４６に給水される。これにより中間蓄積器２６内の充填レベルが低下し、新たに水が下水管４からホース２２を介して中間蓄積器２６に導かれる。このとき下水管４は逆止弁６により閉鎖されている。水中ポンプ３０は、図示しない線路を介して制御ユニット１６と接続されている。ホース４２には、水洗ケース４６から中間蓄積器２６への逆流が場合により生じるのを阻止するために逆止弁４０が設けられている。ホース４２も中間容器２６も埋め込んで敷設することができる。とりわけ中間容器を洗面台下方キャビネット内に格納することも考えられる。ホース４２は前記の制御線路とともに、標準ケーブルダクト内に敷設することができる。

水洗ケース４６には、中間蓄積器２６と同じように充填レベルセンサ４４の構成体が設けられている。この構成体も、図示しない線路を介して制御ユニット１６と接続されている。充填レベルセンサ４４は、水洗ケース４６内の最高充填レベル、中間充填レベル、および最低充填レベルを通知する。最低充填レベルが充填レベルセンサ４４により検出される場合、制御ユニット１６を介して水中ポンプ３０が駆動制御され、これにより水中ポンプ３０は水を中間蓄積器２６から水洗ケース４６に搬送することができる。しかしこの時点で、中間蓄積器２６内においても最低充填レベルが充填レベルセンサ２８により通知されると、制御ユニット１６を介してフロートスイッチ３２にあるサーボモータ３４が駆動制御される。このサーボモータはフロートスイッチ３２のブロックを中止し、これにより今度は圧力管２０を介して、水道網からの水が冷水壁止水栓３６から中間蓄積器２６に直接、そしてこの中間蓄積器２６から水中ポンプ３０を介して水洗ケース４６に給水される。

最後に洗面台１の上方には操作ユニット５２が配置されており、この操作ユニット５２はセンサキー４８「逆止弁オン」とセンサキー５０「逆止弁オフ」を有する。これらのセンサキーによって下水管４を手動で遮断または開放することができ、このとき２つのＬＥＤ５４、５６が目下の状態を指示する。このために操作ユニット５２も、図示しない線路を介して制御ユニット１６と接続されている。

温水栓５８が開放されて、水が洗面台１に流れると、この水流を流れ通報器１２が識別する。しかし水が使用者にとって適切な温度をまだ有していない場合には、温度センサ１４が制御ユニット１６を制御する。制御ユニット１６は、サーボモータ８に対して逆止弁６を閉鎖させる。下水管４内に発生した背圧によって、下水管４をホース２２と接続するフランジ５から水が押し出され、ホース２２を通って中間容器２６に流れる。

逆止弁６は、以下の条件の１つが存在して初めてサーボモータ８により開放される：
・例えば２２℃である所望の水温に達し、これが温度センサ１４により測定された場合、
・温水管を通って水が流れない場合（温水栓が閉鎖されている）、
・充填レベル通報器２８が、中間容器２６内での最高充填レベルを通報する場合、
・センサキー５０「逆止弁オフ」が操作された場合、
・手動操作の場合に、監視時間（例えば３分）を越えた場合、または障害が発生した場合。

逆止弁６が閉鎖されている場合、中間容器２６は、充填レベルセンサ２８により検出される最高充填レベルに達するまで充填される。

択一的に、センサキー４８，５０によって逆止弁６を手動で開放または閉鎖することができる。これは例えば逆止弁６が閉鎖されているときに、あまり汚れていない汚水を洗面台１を介して同様に中間容器２６を満たすため、または冷水により手を洗い、このあまり汚れていない水を同様に中間容器２６に導くためである。この場合、目下の切替状態がＬＥＤ５４、５６により指示される。逆止弁６の閉鎖された状態は時間的にも監視される。センサキー５０「逆止弁オフ」の操作が行われない場合には、約３分後に逆止弁６が自動的に開放される。

トイレ水洗装置の操作後に、充填レベルセンサ４４が水洗ケース４６に最高充填レベルが存在していないことを検出すると、水中ポンプ３０によって水が中間容器２６からホース４２を通して水洗ケース４６に、最高充填レベルに達するまで、または中間容器２６が空になるまでポンピングされる。

中間容器２６が空であれば、水洗ケース４６の充填レベルに応じて以下のことが行われる：水洗ケース４６が半分だけ満たされていれば、水洗には十分である。したがって水洗ケース４６で最低充填レベルが検出されない限り、静止状態においてフロートスイッチ３２のアームを、中間容器２６内の充填レベルに応じて上方に維持するサーボモータ３４はスイッチオンされない。サーボモータ３４がスイッチオンされると、このサーボモータ３４は９０°回転し、これによりアームを解放する。したがってフロートが下方に落下し、冷水が圧力管２０を介して流れることができる。サーボモータ３４は、水位が中間充填レベルに上昇するまでスイッチオンされたままである。そしてフロートスイッチ３２が水流をストップする。したがってサーボモータ３４は、中間容器２６と水洗ケース４６の両方で最低充填レベルを下回る場合だけスイッチオンされる。

さらに中間容器２６が中間充填レベルに達すると、サーボモータ３４は再びスイッチオフされ、サーボモータのレバーアームがフロートスイッチ３２のアームをロックする。水中ポンプ３０は、中間容器２６内で最低充填レベルに達すると直ちに運転再開し、水洗容器４６で中間充填レベルに達するまで水洗ケース４６に水を搬送する。これによりトイレ水洗が開始される前にも、使用水を中間容器２６に引き続き収集することができる。

１ 洗面台
２ 使用水利用装置
４ 下水管
５ フランジ
６ 逆止弁
８ サーボモータ
１０ 温水壁止水栓
１２ 流れ監視器
１４ 温度センサ
１６ 制御ユニット
１８ ハウジング
２０ 圧力管
２２ ホース
２４ 逆止弁
２６ 中間蓄積器
２８ 充填レベルセンサ
３０ 水中ポンプ
３２ フロートスイッチ
３４ サーボモータ
３６ 冷水壁止水栓
３８ フィルタ
４０ 逆止弁
４２ ホース
４４ 充填レベルセンサ
４６ 水洗ケース
４７ トイレ
４８ センサキー「逆止弁オン」
５０ センサキー「逆止弁オフ」
５２ 操作ユニット
５４ ＬＥＤ「逆止弁オン」
５６ ＬＥＤ「逆止弁オフ」
５８ 温水栓
６０ ワンレバー混合栓

Claims (15)

1. 下水（４）用の特定の水道水の利用方法であって、水栓（５８）が開放され、該水栓（５８）から流出する水道水の温度がヒータにより上昇される方法において、
   水道水の温度上昇が温度測定装置（１４）により測定され、水栓（５８）から流出する水道水が、まず給水路（２２，２４，３８）を介して中間容器（２６）に導かれ、
   水栓（５８）から流出する水道水が最低温度に達すると直ちに、水道水用の下水（４）が開放され、中間容器（２６）への給水路（２２，２４，３８）が遮断される、ことを特徴とする方法。
2. 逆止弁（６）による下水（４）の閉鎖によって背圧が該逆止弁（６）の前方に形成され、水栓（５８）から流出する水道水が、該逆止弁（６）の前方に形成された背圧によって、水流の通流方向で逆止弁（６）の前方に配置されたフランジ（５）を介し給水路（２２，２４，３８）に導かれる、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 中間容器（２６）に収集された水道水が使用者に供給される、ことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 中間容器（２６）に収集された水道水が、水洗装置の水洗容器（４６）に供給される、ことを特徴とする請求項２記載の方法。
5. 中間容器（２６）内の充填レベルが監視される、ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 上側充填レベルを上回ると、後から流入する水は下水（４）に導かれる、ことを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 水洗容器（４６）内で下方の充填レベルを下回ると、水が中間容器（２６）から水洗容器（４６）に搬送される、ことを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 中間容器（２６）内で下方の充填レベルを下回り、かつ同時に水洗容器（４６）が空になると、水道水が水道網（２０，３２，３６）から中間容器（２６）に給水される、ことを特徴とする請求項５から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 水道水の給水の全機能は中央で制御される、ことを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 請求項１から９までのいずれか１項記載の方法を実施するための、下水（４）用の特定の水道水を利用する装置であって、
    水洗（５８）と、該水洗（５８）のための水道水給水路と、該水道水給水路に配置されたヒータとを備え、該ヒータにより、前記水洗（５８）から流出する水道水の温度が上昇可能である装置において、
    下水（４）と、中間容器（２６）への給水路（２２，２４，３８）と、水道水の通流方向で前記水洗（５８）の後方に配置され、該水洗（５８）から流出する水道水を下水（４）に、または中間容器（２６）への給水路（２２，２４，３８）に導くデフレクタ（５，６，８）と、制御ユニット（１６）と、水道水給水路内の水道水のための温度測定装置（１４）とを有し、該温度測定装置は制御ユニット（１６）に測定値を印加し、前記デフレクタ（５，６，８）は最低温度を上回る場合、中間容器（２６）への給水路（２２，２４，３８）から下水（４）へ水流を導く、ことを特徴とする装置。
11. 前記デフレクタ（５，６，８）は、制御ユニット（１６）により制御可能な逆止弁（６）と、通流方向で該逆止弁（６）の前方に配置された、給水路（２２，２４，３８）のためのフランジ（５）を有する、ことを特徴とする請求項１０記載の装置。
12. 中間容器（２６）には、該中間容器（２６）からトイレ水洗装置の水洗容器（４６）に水を搬送するためのポンプ（３０）が配置されている、ことを特徴とする請求項１０または１１記載の装置。
13. 水洗容器（４６）には、中間容器（２６）から水洗容器（４６）へ流入する水流を制御するための充填レベルセンサ（４４）が設けられている、ことを特徴とする請求項１２記載の装置。
14. 中間容器（２６）には、中間容器（２６）が空になると、中間容器（２６）へ水道水を給水するための制御を作動する充填レベルセンサ（２８）が設けられている、ことを特徴とする請求項１０から１３までのいずれか１項記載の装置。
15. 前記制御ユニット（１６）は手動で操作可能である、ことを特徴とする請求項１０記載の装置。

Images