JP6071096B1 - 防災水洗トイレシステム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の防災水洗トイレシステムは、電気を効率良く利用しながら、電動ポンプ部によって地下水を安定して供給する。【解決手段】防災水洗トイレシステム１は、地中に埋設されて、電動ポンプ部３１２によって井戸２から汲み上げられた地下水Ｗを貯水する貯水槽３１４と、電動ポンプ部３１２と貯水槽３１４とを接続し、電動ポンプ部３１２で汲み上げられた地下水Ｗを貯水槽３１４に供給する供給管３１５と、貯水槽３１４の内部に溜められた地下水Ｗの貯水量が予め定めた基準貯水量を超えることで供給管３１５を閉塞させる供給管閉塞部３１６と、供給管３１５内の圧力を検出する圧力検出部３１７と、圧力検出部３１７で検出した圧力が予め定めた基準圧力を超えた場合に、電動ポンプ部３１２を停止させる電動ポンプ制御部３１８と、地下水Ｗが流通し地中に埋設されている排水管７と、排水管７に着脱可能に接続される便器４と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、防災水洗トイレシステムに関する。

地震や洪水等の災害によって、建物や住居の施設機能の低下やライフラインである上下水道が損傷してしまい、施設内の水洗トイレが使用できなくなる場合がある。このような場合には、小学校や公園等の避難場所にて仮設トイレが使用されている。

このような仮設トイレとして、例えば、特許文献１には、予め避難場所に設置しておく防災水洗トイレシステムが記載されている。この防災水洗トイレシステムは、井戸から地下水を汲み上げる深井戸ポンプ部及び電動ポンプ部と、地下水を貯水する貯水槽と、貯水槽から地下水が供給される複数の便器と、便器で処理された排泄物等を含む排水を流通させる排水管と、を備えている。の防災水洗トイレシステムでは、地下に埋設した貯水槽に溜められた地下水を便器に供給している。便器を安定して使用するためには、貯水槽内に一定量の地下水を溜めておく必要がある。

そのため、電動ポンプ部で汲み上げた地下水を貯水槽に送る前に一定量溜めておく圧力タンクが地上に設けられている。この圧力タンクは、内部が密閉されていることで、内部に溜められた地下水の貯水量が低下したことを圧力によって検出している。これにより、圧力タンクでは、貯水量に応じて電動ポンプ部の駆動を調整し、常に一定量の地下水が溜められているよう自動的に調整されている。

特許第５６２５１９７号公報

しかしながら、貯水槽以外に貯水タンクを別途設けるにはスペースが必要となる。そのため、貯水タンク用のスペースを確保できない場合には、地下に埋設した貯水槽のみを設けることがある。ところが、貯水タンクは便器や排水管に直接接続されているために、圧力タンクのように内部を密閉することが難しい。その結果、溜めている地下水の量の変化に正確に連動して内部の圧力が変化しない可能性がある。そのため、貯水槽内の地下水の量に応じて電動ポンプ部を停止させて、電気を効率良く利用することが難しいという課題がある。一方、災害時には、電気が安定して供給されない可能性がある。そのため、電気を効率良く使用しながら、電動ポンプ部によって安定して地下水を確保する必要がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、電気を効率良く利用しながら、電動ポンプ部によって地下水を安定して供給することが可能な防災水洗トイレシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の第一の態様における防災水洗トイレシステムは、井戸と、前記井戸内を挿通された揚水管と、前記揚水管に接続され、地下水を汲み上げる電動ポンプ部と、地中に埋設されて、前記電動ポンプ部によって前記井戸から汲み上げられた前記地下水を貯水する貯水槽と、前記電動ポンプ部と前記貯水槽とを接続し、前記電動ポンプ部で汲み上げられた前記地下水を前記貯水槽に供給する供給管と、前記貯水槽の内部に溜められた前記地下水の貯水量が予め定めた基準貯水量を超えることで前記供給管を閉塞させる供給管閉塞部と、前記供給管内の圧力を検出する圧力検出部と、前記圧力検出部で検出した圧力が予め定めた基準圧力を超えた場合に、前記電動ポンプ部を停止させる電動ポンプ制御部と、前記電動ポンプ部によって汲み上げられた前記地下水が流通し、前記地下水が流通する上流側から下流側に向かって下り勾配で傾斜するように地中に埋設されている排水管と、前記排水管に着脱可能に接続されて、排泄物を受ける便器と、を備える。

このような構成によれば、基準貯水量を超えた場合に、供給管が閉塞される。そのため、電動ポンプ部から貯水槽への地下水の供給を停止させることができる。また、地下水の供給の停止に伴い、供給管が閉塞された状態で電動ポンプ部から地下水が供給されることで、供給管内の圧力が上昇する。この圧力が基準圧力を超えた場合に、電動ポンプが停止されることで、地下水を供給する必要が無い場合に、電動ポンプ部を停止させることができる。その結果、電動ポンプ部を効率的に運転させることができる。

また、上記防災水洗トイレシステムでは、前記供給管閉塞部は、前記貯水槽内に配置され、貯水されている前記地下水から浮力を受けるフロート部と、前記供給管を閉塞可能な弁部と、前記フロート部と前記弁部とを接続する支持部を有し、前記支持部は、前記フロート部が上昇することで前記供給管を閉塞させる閉塞位置に前記弁部を移動させ、前記フロート部が下降することで前記供給管を開放させる開放位置に前記弁部を移動させてもよい。

このような構成によれば、貯水槽内に溜められた地下水の水面の位置に応じてフロート部が移動する。このフロート部の移動により弁部が移動することで、水面の上昇によって供給管を閉塞及び開放させることができる。したがって、貯水槽内の貯水量に応じて高い精度で電動ポンプ部の駆動を制御できる。

また、上記防災水洗トイレシステムでは、前記揚水管に接続され、前記貯水槽に前記地下水を供給する深井戸ポンプ部と、前記深井戸ポンプ部と前記供給管とを接続する送水配管と、前記深井戸ポンプ部で汲み上げられた前記地下水の流通方向を切り替えて、前記深井戸ポンプ部で汲み上げられた前記地下水を前記送水配管に送る送水切替部とを備えていてもよい。

このような構成によれば、仮に電気を供給することができずに電動ポンプ部を運転させることができない場合でも、代わりに深井戸ポンプ部によって手動で地下水を汲み上げることで貯水槽に地下水を溜めることができる。したがって、電動ポンプ部と深井戸ポンプ部との少なくとも一方によって地下水を貯水槽内に供給することができる。これにより、災害時のように電気を確保することが困難な環境であっても、地下水を安定して貯水して、便器を使用することができる。

また、上記防災水洗トイレシステムでは、前記貯水槽は、前記基準貯水量を超えた場合に、前記貯水槽内の前記地下水を前記排水管に排出するオーバーフロー配管を有していてもよい。

このような構成によれば、貯水槽内の地下水の量が基準貯水量を超えた場合には、オーバーフロー配管から排水管に排出される。そのため、貯水槽から地表に地下水があふれ出ることを抑えることができる。

本発明の防災水洗トイレシステムによれば、電気を効率良く利用しながら、電動ポンプ部によって地下水を安定して供給することができる。

本発明の実施形態に係る防災水洗トイレシステムを説明する模式図である。 本発明の実施形態に係る供給管閉塞部を説明する要部拡大図である。 本発明の実施形態に係る送水切替部を説明する要部拡大図である。

以下、本発明に係る実施形態の防災水洗トイレシステム１について図１から図３を参照して説明する。
第一実施形態の防災水洗トイレシステム１は、地震等の災害が発生時に避難場所となる学校等に予め設けておくことで、災害時に水洗式の仮設トイレとして使用するものである。図１に示すように、防災水洗トイレシステム１は、地下水Ｗを採取可能な井戸２と、井戸２から地下水Ｗを汲み上げる汲水部３と、汲水部３から地下水Ｗが供給される複数の便器４と、地表Ｇで後述する便器４が固定される被固定部５と、便器４を覆うテント部６と、便器４で処理された排泄物等を含む排水Ｗ２を流通する排水管７と、排水管７に接続されて既設の下水管１００に地下水Ｗ等を排出する中間マンホール１０と、を備えている。

井戸２は、地表Ｇから地中に向かって鉛直方向下方の地下水源まで貫通する穴である。本実施形態の井戸２は、例えば、２０ｍ程度の深さにある地下水Ｗを採取可能な深井戸である。井戸２は、井戸ケーシング２１が鉛直方向に延在して埋設されていることで、穴を掘削することと同時に内壁が支持されている。

井戸ケーシング２１は、後述する揚水管ユニット３１３が挿通可能な大きさの断面形状をなす管材である。

汲水部３は、地表Ｇに設けられる便器４に汲み上げた地下水Ｗを供給する。汲水部３は、地下水Ｗを地表Ｇまで供給する供給部３１と、地表Ｇで供給部３１から便器４に地下水Ｗを供給する着脱ポンプ部３５とを有する。

供給部３１は、井戸２の深部から地表Ｇの着脱ポンプ部３５まで地下水Ｗを供給させる。供給部３１は、地表Ｇに設けられる深井戸ポンプ部３１１と、深井戸ポンプ部３１１と同じく井戸２から地下水Ｗを汲み上げる電動ポンプ部３１２と、井戸２内から深井戸ポンプ部３１１及び電動ポンプ部３１２まで地下水Ｗを送る揚水管ユニット３１３と、井戸２から汲み上げられた地下水Ｗを貯水する貯水槽３１４と、電動ポンプ部３１２と貯水槽３１４とを接続する供給管３１５と、貯水槽３１４内の貯水量に応じて供給管３１５を閉塞する供給管閉塞部３１６と、供給管３１５内の圧力を検出する圧力検出部３１７と、圧力検出部３１７の検出結果に応じて電動ポンプ部３１２を制御する電動ポンプ制御部３１８と、深井戸ポンプ部３１１と供給管３１５とを接続する送水配管３１９と、深井戸ポンプ部３１１で汲み上げられた地下水Ｗの流通方向を切り替える送水切替部３２０と、貯水槽３１４から地表Ｇまで延びる接続管３２１と、を有している。

深井戸ポンプ部３１１は、貯水槽３１４に地下水Ｗを供給する。深井戸ポンプ部３１１は、本実施形態のように２０ｍ程度の深さの井戸２から地下水Ｗを汲み上げる深井戸用の手押しポンプである。深井戸ポンプ部３１１は、井戸２の鉛直方向上方の地表Ｇに予め設けられている。本実施形態の深井戸ポンプ部３１１は、地下水Ｗを汲み上げる深井戸ポンプ本体３１１ａと、深井戸ポンプ本体３１１ａに地下水Ｗの汲み上げを行わせる深井戸ポンプレバー３１１ｂと、深井戸ポンプ本体３１１ａに設けられて地下水Ｗを吐出する深井戸ポンプ水口３１１ｃとを有している。

深井戸ポンプ本体３１１ａは、架台を介して地表Ｇに設置されている。深井戸ポンプ本体３１１ａは、内部にピストンを有している。深井戸ポンプ本体３１１ａは、ピストンを鉛直方向上下に動かすことで揚水管ユニット３１３を介して地下水Ｗを引き上げて、井戸２内から地下水Ｗを汲み上げている。

深井戸ポンプレバー３１１ｂは、深井戸ポンプ本体３１１ａに取り付けられている。深井戸ポンプレバー３１１ｂは、上下方向に動かされることで、深井戸ポンプ本体３１１ａ内のピストンを鉛直方向上下に動かしている。

深井戸ポンプ水口３１１ｃは、深井戸ポンプ本体３１１ａに取り付けられている吐出口である。深井戸ポンプ水口３１１ｃは、深井戸ポンプ本体３１１ａが汲み上げた地下水Ｗを外部に吐出している。

電動ポンプ部３１２は、井戸２から地下水Ｗを汲み上げる深井戸用の電動ポンプ部３１２である。電動ポンプ部３１２は、不図示の発電機やバッテリーから電気が供給されることで、揚水管ユニット３１３を介して地下水Ｗを汲み上げている。電動ポンプ部３１２は、後述する揚水管ユニット３１３の水中ポンプ３１３ｃの駆動を調整する地上ユニット３１２ａを有している。なお、電動ポンプ部３１２は、４５０Ｗ以上の出力を有するポンプが好ましい。

地上ユニット３１２ａは、揚水管ユニット３１３と接続されている。地上ユニット３１２ａは、水中ポンプ３１３ｃに信号を送ることで地下水Ｗの汲み上げ量を調整している。地上ユニット３１２ａは、図示しないスイッチ部が操作されることによって信号が入力され、水中ポンプ３１３ｃによる地下水Ｗの吸い上げの開始及び停止や、吸い上げる量を調整している。

揚水管ユニット３１３は、深井戸ポンプ部３１１の揚水管と電動ポンプ部３１２の揚水管とが一体に形成されている揚水管である。本実施形態の揚水管ユニット３１３は、例えば、タンデム式ポンプの一部として使用されている。揚水管ユニット３１３は、深井戸ポンプ部３１１及び電動ポンプ部３１２に接続されて地下水Ｗを汲み上げている。具体的には、本実施形態の揚水管ユニット３１３は、井戸ケーシング２１内を地下水Ｗまで挿通するタンデム揚水管本体３１３ａと、タンデム揚水管本体３１３ａに固定されるタンデムユニット３１３ｂと、タンデムユニット３１３ｂよりも鉛直方向下方でタンデム揚水管本体３１３ａに固定される水中ポンプ３１３ｃとを備えている。さらに、揚水管ユニット３１３は、タンデム揚水管本体３１３ａから分岐して電動ポンプ部３１２に接続される分岐揚水管３１３ｄと、分岐揚水管３１３ｄ内の地下水Ｗの流通方向を調整して供給量を切り替える切替弁３１３ｅとを備えている。

タンデム揚水管本体３１３ａは、深井戸ポンプ本体３１１ａに接続されて鉛直方向下方に向かって延在している。タンデム揚水管本体３１３ａは、井戸ケーシング２１内を挿通する配管である。本実施形態のタンデム揚水管本体３１３ａは、地下水Ｗを地上の深井戸ポンプ本体３１１ａまで流通させている。

タンデムユニット３１３ｂは、井戸２内の地下水Ｗに浸かる位置に配置されている。タンデムユニット３１３ｂは、タンデム揚水管本体３１３ａの途中に設けられている。タンデムユニット３１３ｂは、電動ポンプ部３１２及び深井戸ポンプ本体３１１ａの最高揚程を向上させる。

水中ポンプ３１３ｃは、井戸２内に設けられている。水中ポンプ３１３ｃは、タンデムユニット３１３ｂよりも鉛直方向下方で地下水Ｗ中に浸かるよう配置されている。水中ポンプ３１３ｃは、タンデム揚水管本体３１３ａの鉛直方向下方の端部に設けられている。水中ポンプ３１３ｃは、電動ポンプ部３１２からの信号を受けて地下水Ｗを汲み上げる。本実施形態における水中ポンプ３１３ｃは、例えば、最大径１００ｍｍ程度で揚程３０ｍ、吐出量２０Ｌ以上の深井戸用水中ポンプを使用することが好ましい。

分岐揚水管３１３ｄは、地上においてタンデム揚水管本体３１３ａより水平方向に分岐して地上ユニット３１２ａに接続されている。本実施形態では、深井戸ポンプ部３１１が設置されている架台内で、タンデム揚水管本体３１３ａと接続されている。

切替弁３１３ｅは、揚水管ユニット３１３における地下水Ｗの流通方向を切り替えて、深井戸ポンプ部３１１と地上ユニット３１２ａとに供給する地下水Ｗの供給量を調整している。具体的には、切替弁３１３ｅは、閉塞されることで分岐揚水管３１３ｄへの地下水Ｗの供給を停止して深井戸ポンプ部３１１への地下水Ｗの供給量を増加させる。逆に、切替弁３１３ｅは、開放されることで分岐揚水管３１３ｄへの地下水Ｗの供給量を増加させて、深井戸ポンプ部３１１への地下水Ｗの供給量を減少させる。より具体的には、本実施形態では、深井戸ポンプ部３１１を使用する際には、切替弁３１３ｅを閉塞して、分岐揚水管３１３ｄへの地下水Ｗの供給を停止させる。一方、電動ポンプ部３１２を使用する際には、切替弁３１３ｅを開放して、分岐揚水管３１３ｄへの地下水Ｗの供給を開始させる。この状態で、深井戸ポンプ部３１１を使用せずに電動ポンプ部３１２を使用することで、分岐揚水管３１３ｄから電動ポンプ部３１２に向かって大量の地下水Ｗが供給される。

貯水槽３１４は、深井戸ポンプ部３１１や電動ポンプ部３１２によって揚水管ユニット３１３を介して汲み上げられた地下水Ｗを溜める。本実施形態の貯水槽３１４は、深井戸ポンプ部３１１や電動ポンプ部３１２とは独立した位置で地中に埋め込まれている。貯水槽３１４は、地下水Ｗを溜めておく貯水槽本体３１４ａと、貯水槽本体３１４ａの貯水量が予め定めた基準貯水量を超えた場合に、貯水槽本体３１４ａ内の地下水Ｗを排水管７に排出するオーバーフロー配管３１４ｂとを有する。

ここで、基準貯水量とは、便器４を水洗トイレとして複数回連続して使用する際に、必要な地下水Ｗの量である。基準貯水量は、接続される便器４の数や想定される使用頻度に基づいて定められる。

貯水槽本体３１４ａは、地中に埋設されている。貯水槽本体３１４ａは、鉛直方向上方が地表Ｇで開口している。貯水槽本体３１４ａは、後述するマンホール蓋１０ａのような貯水蓋３１４ｃを有している。貯水槽本体３１４ａは、後述する供給管３１５に接続されている。貯水槽本体３１４ａは、供給管３１５から供給される地下水Ｗを貯水可能とされている。本実施形態の貯水槽本体３１４ａは、ポリ塩化ビニルによって形成され、１００Ｌ程度の地下水Ｗを貯水可能とされている。貯水槽本体３１４ａは、鉛直方向上方が開口した有底円筒状や有底角筒状をなしている。

オーバーフロー配管３１４ｂは、貯水槽本体３１４ａから地下水Ｗがあふれ出ないように、貯水槽本体３１４ａ内の地下水Ｗを排水管７に排出する。本実施形態のオーバーフロー配管３１４ｂは、基準貯水量となった場合の水面の鉛直方向の位置よりもわずかに上方で、貯水槽本体３１４ａと接続されている。

供給管３１５は、電動ポンプ部３１２で汲み上げられた地下水Ｗを貯水槽３１４に供給する。本実施形態の供給管３１５は、地上ユニット３１２ａと貯水槽本体３１４ａとを接続する配管である。供給管３１５は、地中に埋設されている。供給管３１５は、オーバーフロー配管３１４ｂよりも鉛直方向の上方で貯水槽本体３１４ａに接続されている。

供給管閉塞部３１６は、貯水槽本体３１４ａの内部に溜められた地下水Ｗの貯水量が基準貯水量を超えることで供給管３１５を閉塞させる。供給管閉塞部３１６は、供給管３１５の貯水槽本体３１４ａ側の開口部付近に設けられている。供給管閉塞部３１６は、ボールタップである。本実施形態の供給管閉塞部３１６は、図２に示すように、フロート部３１６ａと、弁部３１６ｃと、支持部３１６ｂとを有している。

フロート部３１６ａは、貯水槽本体３１４ａ内に配置されている。フロート部３１６ａは、貯水槽本体３１４ａ内に溜められている地下水Ｗから浮力を受けて、水面上に浮いている。本実施形態のフロート部３１６ａは、中空球状のプラスチック部材である。

弁部３１６ｃは、供給管３１５を閉塞可能とされている。弁部３１６ｃは、供給管３１５内の地下水Ｗが流通する流路を閉塞する。弁部３１６ｃは、パッキンが付いていて供給管３１５に嵌まり込むことで、供給管３１５を閉塞する。

支持部３１６ｂは、フロート部３１６ａと弁部３１６ｃとを接続している。支持部３１６ｂは、フロート部３１６ａが上昇することで供給管３１５を閉塞させる閉塞位置に弁部３１６ｃを移動させる。支持部３１６ｂは、フロート部３１６ａが下降することで供給管３１５を開放させる開放位置に弁部３１６ｃを移動させる。

圧力検出部３１７は、供給管３１５内の圧力を検出する。本実施形態の圧力検出部３１７は、供給管３１５の内部に設けられている。圧力検出部３１７は、検出した圧力情報を電動ポンプ制御部３１８に送っている。なお、圧力検出部３１７は、電動ポンプ制御部３１８とともに地上ユニット３１２ａに一体に組み込まれていても良い。

電動ポンプ制御部３１８は、圧力検出部３１７で検出した圧力が予め定めた基準圧力を超えた場合に、電動ポンプ部３１２を停止させる。電動ポンプ制御部３１８は、圧力検出部３１７から送られてくる圧力情報が基準圧力を超えているか否かを判定する。電動ポンプ制御部３１８は、圧力情報が基準圧力を超えていると判定した場合には、電動ポンプ部３１２に運転を停止するよう指示を送る。電動ポンプ制御部３１８は、圧力情報が基準圧力を超えていないと判定した場合には、電動ポンプ部３１２に運転を開始または継続するよう指示を送る。

ここで、基準圧力とは、供給管３１５が閉塞されているとみなせる供給管３１５内の圧力値である。基準圧力は、供給管３１５の長さに基づいて予め定められる。

送水配管３１９は、図１に示すように、深井戸ポンプ部３１１と供給管３１５とを接続している。本実施形態の送水配管３１９は、供給管閉塞部３１６及び圧力検出部３１７よりも下流側で供給管３１５に接続されている。送水配管３１９は、図３に示すように、深井戸ポンプ部３１１の深井戸ポンプ水口３１１ｃに接続されている。送水配管３１９は、深井戸ポンプ部３１１で汲み上げられた地下水Ｗの流通方向をそのまま後述する桝部７３に吐出させる第一流通方向と、供給管３１５に送る第二流通方向とに分岐させている。

送水切替部３２０は、深井戸ポンプ部３１１で汲み上げられた地下水Ｗの流通方向を切り替えている。送水切替部３２０は、深井戸ポンプ部３１１で汲み上げられた地下水Ｗを供給管３１５に送る。本実施形態の送水切替部３２０は、送水配管３１９と深井戸ポンプ水口３１１ｃとの接続部分に設けられている。送水切替部３２０は、地下水Ｗの流通方向が第一流通方向及び第二流通方向の何れか一方となるように切り替えている。送水切替部３２０が地下水Ｗの流通方向を第二流通方向に切り替えることで、地下水Ｗは供給管３１５に送られる。送水切替部３２０が地下水Ｗの流通方向を第一流通方向に切り替えることで、地下水Ｗは桝部７３に受かって外部に吐出される。

接続管３２１は、図１に示すように、貯水槽本体３１４ａの内部から着脱ポンプ部３５まで延びている。接続管３２１は、着脱ポンプ部３５に対して着脱可能に接続されている。本実施形態の接続管３２１は、貯水槽本体３１４ａに溜められた地下水Ｗを着脱ポンプ部３５まで流通させる配管である。接続管３２１は、設置される便器４ごとに設けられている。接続管３２１は、地表Ｇの被固定部５から貯水槽３１４内部の底部分まで延びている。接続管３２１は、一方の端部が貯水槽本体３１４ａ内で地下水Ｗに浸かる位置に配置されている。接続管３２１は、他方の端部が地表Ｇの被固定部５の鉛直方向上方を向く面で開口するように配置されている。

着脱ポンプ部３５は、貯水槽３１４に溜められた地下水Ｗを汲み上げて便器４に供給する。着脱ポンプ部３５は、地表Ｇに設けられた被固定部５で供給部３１に対して着脱可能に接続される。着脱ポンプ部３５は、便器４に対して着脱可能に接続される。着脱ポンプ部３５は、設置される便器４ごとに設けられている。本実施形態の着脱ポンプ部３５は、浅井戸用の手押しポンプである。

被固定部５は、地表Ｇに設けられている。被固定部５は、便器４及び着脱ポンプ部３５が固定される。本実施形態の被固定部５は、コンクリートによって平板状に形成されている。本実施形態の被固定部５は、設置される便器４ごとに設けられている。被固定部５には、内部を地中から延びる接続管３２１が挿通しており、被固定部５の鉛直方向上方を向く面で開口している。また、被固定部５には、内部を後述する縦管７２が挿通しており、接続管３２１の開口と隣接して被固定部５の鉛直方向上方を向く面で開口している。本実施形態の被固定部５には、鉛直方向上方を向く面の接続管３２１及び縦管７２の開口の周りにボルト固定用孔が複数形成されている。被固定部５では、これらの孔に固定具であるボルトが便器４及び着脱ポンプ部３５に設けられた不図示の貫通孔を挿通させた状態で固定されることで、便器４及び着脱ポンプ部３５が着脱可能に固定される。

なお、便器４及び着脱ポンプ部３５と被固定部５との固定構造は、本実施形態のような構造に限定されるものではなく、被固定部５に対して着脱可能な構造であればよい。

便器４は、陶器製の洋式便器である。便器４は、離間して複数箇所に配置されている。本実施形態では例えば、便器４は、二ケ所に配置されている。便器４は、地表Ｇに設けられた被固定部５で接続管３２１及び縦管７２に対して着脱可能とされている。本実施形態の便器４は、底部分の外周にボルトが挿通可能な貫通孔（不図示）が形成されている。

テント部６は、地表Ｇで組み立てられて便器４及び着脱ポンプ部３５を覆う。本実施形態のテント部６は、鉛直方向に長い縦長のドーム形状をなしている。テント部６は、折り畳み式となっており、例えば、災害の発生していない通常時には折りたたまれて収容されており、災害の発生した緊急時に広げて組み立てることで便器４及び着脱ポンプ部３５の周りに設置される。テント部６は、利用者の入室時、退室時に開閉自由なファスナー（不図示）が設けられている。テント部６は、このファスナーを閉めることで、外部から内部が見えないように形成されている。

排水管７は、便器４から排出される排泄物や地下水Ｗを含む排水Ｗ２を既設の中間マンホール１０まで流通させている。排水管７は、下流側に向かって下り勾配で傾斜するよう地中に埋設される排水管本体７１と、排水管本体７１と各便器４とを接続する縦管７２と、深井戸ポンプ部３１１から排出される地下水Ｗを受ける桝部７３と、桝部７３と排水管本体７１とを接続する注水孔７４と、をさらに有している。
を有している。

排水管本体７１は、地中に埋設されており、便器４から排出される排水Ｗ２や貯水槽３１４のオーバーフロー配管３１４ｂから排出される地下水Ｗを中間マンホール１０に向かって流通させている。本実施形態の排水管本体７１は、上流側でオーバーフロー配管３１４ｂと接続され、下流側で中間マンホール１０と接続されている。

縦管７２は、地表Ｇから鉛直方向下方に延びており、排水管本体７１まで連通する管材である。縦管７２は、排水管本体７１の延在方向に沿って離間して、設置される便器４に対応して複数箇所に配置されている。縦管７２は、便器４が被固定部５に取り付けられることで便器４と連通する。

桝部７３は、深井戸ポンプ部３１１から吐出された地下水Ｗを受けるコンクリート桝であり、地表Ｇから直方状に窪んで形成されている。桝部７３は、深井戸ポンプ水口３１１ｃから吐出された地下水Ｗを飛散しないように受けている。桝部７３には、例えば、グレーチングが設けられていてもよい。

注水孔７４は、桝部７３で受けた地下水Ｗを排水管本体７１に流通させている。注水孔７４は、排水管本体７１の上流側と接続されている。

中間マンホール１０は、排水管本体７１と接続されており、排水Ｗ２や地下水Ｗを既設の下水管１００に流通させている。中間マンホール１０は、マンホール蓋１０ａを有している。中間マンホール１０は、マンホール蓋１０ａを取り外すことで内部を点検可能とされている。なお、本実施形態における中間マンホール１０が接続されている下水管１００は、既に地中に埋設されている下水道の汚水管であり、公知の下水管１００である。

次に、上記構成の防災水洗トイレシステム１の作用について説明する。
本実施形態の防災水洗トイレシステム１は、地震等の災害が起きた際に学校や公園等の避難所で使用される。この防災水洗トイレシステム１では、予め地上ユニット３１２ａが作動して電動ポンプ部３１２によって地下水Ｗが汲み上げられる。

具体的には、揚水管ユニット３１３の切替弁３１３ｅを切り替えて分岐揚水管３１３ｄ内に地下水Ｗを流通させる。また、地上ユニット３１２ａの図示しないスイッチ部を操作することで、地上ユニット３１２ａから水中ポンプ３１３ｃに対して駆動するよう信号が出力され、水中ポンプ３１３ｃは地下水Ｗの吸い上げを開始する。水中ポンプ３１３ｃによって吸い上げられ地下水Ｗは、タンデム揚水管本体３１３ａ及び分岐揚水管３１３ｄ内を流通して汲み上げられる。

地上ユニット３１２ａで汲み上げた地下水Ｗは、供給管３１５を介して貯水槽本体３１４ａに送られる。貯水槽本体３１４ａ内では、地下水Ｗの貯水量に応じて、水面に浮いているフロート部３１６ａが上下する。地下水Ｗが予め定めた基準貯水量を上回ると、支持部３１６ｂを介して弁部３１６ｃが閉塞位置まで移動する。これにより、供給管３１５が閉塞される。供給管３１５が閉塞された状態で地上ユニット３１２ａから地下水Ｗが供給され続けることで、供給管３１５内の圧力が上昇する。供給管３１５内の圧力は圧力検出部３１７によって検出され続け、圧力情報が電動ポンプ制御部３１８に送られる。供給管３１５内の圧力が基準圧力を超えると、圧力検出部３１７から圧力情報を受けた電動ポンプ制御部３１８は、電動ポンプ部３１２に運転を停止するよう指示を送る。これにより、貯水槽３１４内に基準貯水量の地下水Ｗが確保された状態で電動ポンプ部３１２が停止する。

利用者が便器４を使用する際には、貯水槽本体３１４ａに地下水Ｗが溜められた状態で、利用者はテント部６の中に入りファスナー部を閉めることで、テント部６の内部で排泄を行う。利用者が排泄した排泄物は、縦管７２内を排水管本体７１に向かって落下する。

その後、利用者が、着脱ポンプ部３５を動かし、着脱ポンプ部３５によって貯水槽本体３１４ａ内の地下水Ｗを汲み上げる。地下水Ｗは、接続管３２１内を流通して着脱ポンプ部３５まで汲み上げられて便器４に送られる。便器４に送られた地下水Ｗは、便器４内を洗浄する。便器４内を洗浄した地下水Ｗは、縦管７２内を排水管本体７１に向かって落下する。排泄物及び便器４を洗浄した地下水Ｗを含む排水Ｗ２は、排水管本体７１を中間マンホール１０に向かって流通する。中間マンホール１０まで流れた排水Ｗ２は、下水管１００に排出される。

また、貯水槽本体３１４ａ内の地下水Ｗの量が減少するとフロート部３１６ａの位置も下がる。この状態で基準貯水量を下回ると、支持部３１６ｂを介して弁部３１６ｃが開放位置まで移動する。これにより、供給管３１５が開放される。供給管３１５が開放されることで、供給管３１５内の圧力が低下する。供給管３１５内の圧力が基準圧力を下回ると、圧力検出部３１７から圧力情報を受けた電動ポンプ制御部３１８は、電動ポンプ部３１２に運転を開始するよう指示を送る。これにより、貯水槽本体３１４ａ内に再び地下水Ｗが供給される。

また、仮に地上ユニット３１２ａに何らかの故障が生じた場合や、地上ユニット３１２ａへの電気の供給が断たれてしまった場合には、送水切替部３２０を第二流通方向に切り替えて深井戸ポンプ部３１１を使用する。具体的には、送水切替部３２０を第二流通方向に切り替えた状態で、深井戸ポンプレバー３１１ｂを上下方向に動かす。これにより、深井戸ポンプ本体３１１ａ内のピストンが作動し、地下水Ｗが汲み上げられる。この際、分岐揚水管３１３ｄへ地下水Ｗが流通しないように切替弁３１３ｅを切り替えておく。そして、深井戸ポンプ部３１１によって汲み上げられた地下水Ｗは、送水配管３１９を介して供給管３１５に送り込まれる。これにより、深井戸ポンプ部３１１によって地下水Ｗが貯水槽本体３１４ａに供給される。

上記のような防災水洗トイレシステム１によれば、貯水槽本体３１４ａ内の地下水Ｗの量が基準貯水量を超えた場合に、供給管閉塞部３１６によって供給管３１５が閉塞される。そのため、地上ユニット３１２ａから貯水槽本体３１４ａ内への地下水Ｗの供給を停止させることができる。また、この状態で地上ユニット３１２ａから地下水Ｗが供給され続けることで、供給管３１５内の圧力が上昇する。その後、供給管３１５内の圧力が基準圧力を超えると、電動ポンプ制御部３１８によって地上ユニット３１２ａが停止される。したがって、貯水槽本体３１４ａに十分な地下水Ｗが貯留されており、地下水Ｗを貯水槽本体３１４ａに供給する必要が無い場合に、地上ユニット３１２ａを停止させることができる。その結果、電気を効率良く利用して電動ポンプ部３１２を効率的に運転させることができる。これにより、災害時のように電気を確保することが困難な環境であっても、電気を効率良く利用しながら、地下水Ｗを貯水槽３１４に安定して供給し、水洗式の便器４を使用することができる。

また、貯水槽本体３１４ａ内の地下水Ｗの量が減少して基準貯水量を下回った場合に、供給管３１５が供給管閉塞部３１６によって開放される。そのため、供給管３１５内の圧力が低下する。その後、供給管３１５内の圧力が基準圧力を下回ると、電動ポンプ制御部３１８によって地上ユニット３１２ａが運転を再開する。したがって、地上ユニット３１２ａから貯水槽本体３１４ａ内への地下水Ｗの供給を開始させることができる。その結果、地上ユニット３１２ａから供給される地下水Ｗによって、貯水槽本体３１４ａに基準貯水量まで地下水Ｗを再び溜めることができる。したがって、貯水槽３１４内の地下水Ｗの量に連動させて電動ポンプ部３１２の駆動を制御することができる。これにより、電気を節約しながら電動ポンプ部３１２を効率良く運転させて、貯水槽本体３１４ａ内に地下水Ｗを安定して確保することができる。その結果、電気を効率良く利用しながら、水洗式の便器４を長期間継続して使用することができる。

また、便器４を個別に使用するたびに、電動ポンプ部３１２を何度も連続して起動と停止とを繰り返させる必要がなくなり、電動ポンプ部３１２に供給する電気量を抑えられる。

また、フロート部３１６ａによって貯水槽本体３１４ａ内の地下水Ｗの水面の位置に応じて弁部３１６ｃが閉塞位置と開放位置との間で移動する。そのため、水面の位置の変化に合わせて供給管３１５を閉塞及び開放させることができる。したがって、貯水槽本体３１４ａ内の貯水量に応じて高い精度で電動ポンプ部３１２の駆動を制御できる。

また、電動ポンプ部３１２だけでなく、深井戸ポンプ部３１１を備えている。この深井戸ポンプ部３１１によって汲み上げられた地下水Ｗは、送水切替部３２０を第二流通方向に切り替えることで、送水配管３１９から供給管３１５を介して貯水槽本体３１４ａ内に供給される。したがって、電動ポンプ部３１２と深井戸ポンプ部３１１との少なくとも一方によって地下水Ｗを貯水槽本体３１４ａ内に供給することができる。そのため、仮に電気を供給することができずに電動ポンプ部３１２を運転させることができない場合でも、深井戸ポンプ部３１１によって手動で地下水Ｗを汲み上げて貯水槽本体３１４ａに供給することができる。これにより、災害時のように電気を確保することが困難な環境であっても、地下水Ｗを安定して貯水槽本体３１４ａ内に供給し、便器４を長期間継続して使用することができる。

また、送水管切替部を第一流通方向に切り替えることで、深井戸ポンプ部３１１を貯水槽本体３１４ａ内に地下水Ｗを溜めるために利用するだけでなく、深井戸ポンプ水口３１１ｃから地下水Ｗを桝部７３に排出する場合と同様に使用することもできる。

また、貯水槽本体３１４ａ内の地下水Ｗの貯水量が予め定めた量を超えた場合には、オーバーフロー配管３１４ｂから排水管本体７１に排出される。そのため、貯水槽本体３１４ａから地表Ｇに地下水Ｗがあふれ出てしまうことを防ぐことができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

なお、本発明で使用される便器４の数は、本実施形態に限定されるものではなく、排水管７の長さや配置を変更することで、設置場所に合わせて適宜選択することが可能となる。

また、排水管本体７１の中間マンホール１０に向かう下り勾配の角度は、特に限定されるものではなく、設置される場所や設置する便器４の数に合わせて適宜選択すれば良い。即ち、排水管本体７１の下り勾配を大きくすれば、地下水Ｗの流れる速度を上げることができ、多くの排泄物を一度の処理することが可能となる。

また、井戸２の深さが浅く、地下水Ｗの水面が地表Ｇから７ｍ以内の浅井戸であれば、本実施形態のように揚水管ユニット３１３を用いた構造に限定されるものではない。

１…防災水洗トイレシステム Ｇ…地表 Ｗ…地下水 ２…井戸 ２１…井戸ケーシング ３…汲水部 ３１…供給部 ３１１…深井戸ポンプ部 ３１１ａ…深井戸ポンプ本体 ３１１ｂ…深井戸ポンプレバー ３１１ｃ…深井戸ポンプ水口 ３１２…電動ポンプ部 ３１２ａ…地上ユニット ３１３…揚水管ユニット ３１３ａ…タンデム揚水管本体 ３１３ｂ…タンデムユニット ３１３ｃ…水中ポンプ ３１３ｄ…分岐揚水管 ３１３ｅ…切替弁 ３１４…貯水槽 ３１４ａ…貯水槽本体 ３１４ｂ…オーバーフロー配管 ３１４ｃ…貯水蓋 ３１５…供給管 ３１６…供給管閉塞部 ３１６ａ…フロート部 ３１６ｂ…支持部 ３１６ｃ…弁部 ３１７…圧力検出部 ３１８…電動ポンプ制御部 ３１９…送水配管 ３２０…送水切替部 ３２１…接続管 ３５…着脱ポンプ部 ４…便器 ５…被固定部 ６…テント部 ７…排水管 ７１…排水管本体 ７２…縦管 ７３…桝部 ７４…注水孔 １０…中間マンホール １０ａ…マンホール蓋 １００…下水管 Ｗ２…排水

Claims (4)

1. 井戸と、
   前記井戸内を挿通された揚水管と、
   前記揚水管に接続され、地下水を汲み上げる電動ポンプ部と、
   地中に埋設されて、前記電動ポンプ部によって前記井戸から汲み上げられた前記地下水を貯水する貯水槽と、
   前記電動ポンプ部と前記貯水槽とを接続し、前記電動ポンプ部で汲み上げられた前記地下水を前記貯水槽に供給する供給管と、
   前記貯水槽の内部に溜められた前記地下水の貯水量が予め定めた基準貯水量を超えることで前記供給管を閉塞させる供給管閉塞部と、
   前記供給管内の圧力を検出する圧力検出部と、
   前記圧力検出部で検出した圧力が予め定めた基準圧力を超えた場合に、前記電動ポンプ部を停止させる電動ポンプ制御部と、
   前記電動ポンプ部によって汲み上げられた前記地下水が流通し、前記地下水が流通する上流側から下流側に向かって下り勾配で傾斜するように地中に埋設されている排水管と、
   前記排水管に着脱可能に接続されて、排泄物を受ける便器と、を備える防災水洗トイレシステム。
2. 前記供給管閉塞部は、
   前記貯水槽内に配置され、貯水されている前記地下水から浮力を受けるフロート部と、
   前記供給管を閉塞可能な弁部と、
   前記フロート部と前記弁部とを接続する支持部を有し、
   前記支持部は、前記フロート部が上昇することで前記供給管を閉塞させる閉塞位置に前記弁部を移動させ、前記フロート部が下降することで前記供給管を開放させる開放位置に前記弁部を移動させる請求項１に記載の防災水洗トイレシステム。
3. 前記揚水管に接続され、前記貯水槽に前記地下水を供給する深井戸ポンプ部と、
   前記深井戸ポンプ部と前記供給管とを接続する送水配管と、
   前記深井戸ポンプ部で汲み上げられた前記地下水の流通方向を切り替えて、前記深井戸ポンプ部で汲み上げられた前記地下水を前記供給管に送る送水切替部とを備える請求項１または請求項２に記載の防災水洗トイレシステム。
4. 前記貯水槽は、前記基準貯水量を超えた場合に、前記貯水槽内の前記地下水を前記排水管に排出するオーバーフロー配管を有する請求項１から請求項３の何れか一項に記載の防災水洗トイレシステム。

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