JP6538400B2 - 圧送排水システム - Google Patents

Description

本発明は、圧送ポンプを用いて排水を圧送する圧送排水システムに関する。

従来、建物の内部に設置されたトイレ、ユニットバス、洗濯機、システムキッチンなどの給排水設備からの排水を処理する手段として、給排水設備からの排水を一時的に貯留する排水タンクと、排水タンクから排水を圧送排出するための圧送ポンプとを備えた圧送排水システムが多用されている。

また、この種の圧送排水システムでは、排水タンク内の水位を検知するセンサなどを設け、排水タンクに排水が流入し運転開始水位に達するとともに圧送ポンプを駆動して排水タンクから排水を圧送し、水位が停止水位まで下がるとともに圧送ポンプを停止させる。すなわち、排水タンク内の水位を検知し、この水位に応じて圧送ポンプを間欠駆動制御することによって効率的に排水を処理できるように構成されている。

さらに、このシステムでは、給排水設備から排水タンクに排水を自動的に流入させる勾配を確保するため、給排水設備に対して排水タンクを下方に設け、給排水設備の排出口を排水タンク内の運転開始水位よりも上方に配置するようにしている。また、圧送ポンプを間欠駆動制御して好適に排水を圧送できるようにするため、停止水位は排水タンク底より数センチ以上上方に設定される（例えば圧送ポンプのインペラが常時水中に配されるようにするため）。排水タンクの流入口は給排水設備の排水口より下方に設けるが、運転水位よりも下方に設ける場合が多い。

一方、給排水設備にはＳトラップなどの水封トラップが設けられ、排水タンクと繋ぐ排水管が接続されている。排水タンクの流入口が排水タンク内水位よりも下方になる場合、排水タンク（排水タンクと圧送ポンプからなる圧送ポンプユニット）もトラップとなり、２重トラップが構成されてしまう。そして、２重トラップが構成されると、両トラップの間の配管内に空気溜まりができ、この空気溜まりが抵抗となって排水能力の低下を招くことになる。

このため、従来、給排水設備と排水タンクを繋ぐ配管に通気管を接続し、両トラップ間の空気を通気管から外部に排出するようにしたり、正圧負圧緩和機構を設けて両トラップ間の空気を逃がす（空気圧の変動を制御する）などして、排水能力の低下を防ぐようにしている（例えば、特許文献１参照）。

また、圧送ポンプユニットの排水タンクを密閉構造にすると、排水の流入時や吐出時に排水タンク内の空気圧が大きく変動し、この空気圧が抵抗となって排水能力が低下する。

このため、従来、排水タンクにも通気管を設け、排水タンク内の空気を通気管から外部に排出することにより、排水タンク内の圧力変動ひいては排水能力の低下を抑止するようにしている。

また、排水タンク内の空気を外部に排気するための通気管を設置できない場合などでは、伸縮自在容器などの圧力緩和手段（通気代替）を排水タンクに繋げて設置し、圧力に応じて自動的に排水タンクと圧力緩和手段の間で空気を給排させることによって排水タンク内の圧力変動、排水能力の低下を抑止する手法も提案、実用化されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−５７７８０号公報 特開２００６−９４１４号公報

ここで、例えば集合住宅のリフォームを行う場合など、給排水設備と排水タンクの間の排水管に通気管などを取り付け、この排水管内に溜まった空気を屋外（外部）に排気することが困難なケースも多々ある。

そして、このような場合には、排水管にも伸縮自在容器などの圧力緩和手段（通気代替）を設置することが考えられる。しかしながら、圧力緩和手段の伸縮自在容器などは単独で通気代替機能量を確保することが必要になるため、比較的大きなサイズであり、排水タンクと排水管にそれぞれ個別に圧力緩和手段が必要になると、その設置場所やメンテナンス経路などの制約が多くなってしまう。

また、設置場所やメンテナンス経路などの制約によって排水管に圧力緩和手段を設置できない場合には、トイレ、ユニットバス、洗濯機、システムキッチンなどの給排水設備をかさ上げし、給排水設備と排水タンクの間の勾配を大きくして対応せざるを得なくなってしまう。

本発明は、上記事情に鑑み、屋内外を連通させる通気管を用いることなく、好適に排水能力の低下を防止できる圧送排水システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の圧送排水システムは、建物の内部に設置される給排水設備から排出される排水を一時的に貯留する排水タンクと、該排水タンク内の排水を圧送して排出させるための圧送ポンプとを備えた圧送排水システムにおいて、前記排水タンクと、前記給排水設備と前記排水タンクを接続する排水管とを連通させる連通管を備えるとともに、前記排水タンク内の気相部と前記連通管の内部の一連の連通経路に接続し、前記連通経路内の圧力変動を緩和させる圧力緩和手段を備えて構成され、前記圧力緩和手段が前記連通管に接続して設けられていることを特徴とする。

本発明の圧送排水システムは、建物の内部に設置される給排水設備から排出される排水を一時的に貯留する排水タンクと、該排水タンク内の排水を圧送して排出させるための圧送ポンプとを備えた圧送排水システムにおいて、前記排水タンクと、前記給排水設備と前記排水タンクを接続する排水管とを連通させる連通管を備えるとともに、前記排水タンク内の気相部と前記連通管の内部の一連の連通経路に接続し、前記連通経路内の圧力変動を緩和させる圧力緩和手段を備えて構成され、前記排水管は、前記連通管と前記排水管の接続部から前記排水タンクの流入口までの部位の勾配を、前記給排水設備の排出口から前記連通管と前記排水管の接続部までの部位の勾配よりも大にして設けられていることを特徴とする。

また、本発明の圧送排水システムにおいては、前記圧送ポンプは、前記排水タンク内の排水水位が上昇して運転開始水位に達するとともに駆動し、前記排水タンク内の排水水位が下降して前記運転開始水位よりも下方の停止水位に達するとともに停止するように駆動制御され、且つ、感圧型水位検知手段を用いて前記排水タンク内の排水水位を検知するように構成されていることが望ましい。

本発明の圧送排水システムにおいては、連通管によって排水管と排水タンクが連通しているため、排水管内の空気を排水タンク内に逃がすことができ、排水タンク（及び圧送ポンプからなる圧送ポンプユニット）がトラップとして機能することを防止できる。すなわち、２重トラップが構成されてしまうことを防止できる。

また、排水タンク内の気相部と連通管の内部の一連の連通経路に接続して伸縮自在な容器などの圧力緩和手段（通気代替）を設けることで、連通経路内（排水タンク内）の圧力変動を緩和させることができる。

これにより、従来のように排水管と排水タンクにそれぞれ個別に圧力緩和手段を設ける必要がなく、少ない圧力緩和手段で２重トラップの形成防止、排水タンク内の圧力変動の抑止を図ることができる。よって、圧力緩和手段の設置場所、メンテナンス経路などの制約を大幅に低減することが可能になり、且つ好適に排水能力を確保することができる。

そして、本発明の圧送排水システムによれば、屋内外を連通させる通気管を用いることなく、また、圧力緩和手段の設置等に要する制約を小さくして好適に排水能力を確保することが可能になる。また、例えば集合住宅のリフォームなどに好適に対応することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る圧送排水システムを示す図である。 本発明の一実施形態に係る圧送排水システムを示す図である。 本発明の一実施形態に係る圧送排水システムの変更例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る圧送排水システムの変更例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る圧送排水システムの変更例を示す図である。

以下、図１及び図２を参照し、本発明の一実施形態に係る圧送排水システムについて説明する。ここで、本実施形態は、建物の内部に設置された給排水設備からの排水を圧送して外部に排出させるための圧送排水システムに関するものである。

本実施形態の圧送排水システムＡは、図１及び図２に示すように、トイレ、ユニットバス、洗濯機、システムキッチンなどの給排水設備（図１では洗濯機のパン及びトラップを例示）１からの排水Ｗを一時的に貯留する排水タンク２と、排水タンク２から排水Ｗを圧送排出するための圧送ポンプ３からなる圧送ポンプユニット４を備えて構成されている。

また、本実施形態の圧送排水システムＡにおいては、給排水設備１の排出口１ａと排水タンク２の流入口２ａが所定の勾配をもつ排水管５で接続されている。さらに、排水タンク２に感圧型水位検知手段６が設けられ、この感圧型水位検知手段６で検知した圧力に基づき、制御手段によって、排水タンク２内の排水Ｗが運転開始水位に達するとともに圧送ポンプ３が駆動し排水タンク２から排水Ｗが圧送され、水位が運転開始水位よりも下方の停止水位まで下がるとともに圧送ポンプ３が停止するように構成されている。

すなわち、排水タンク２内の水位を感圧型水位検知手段６によって圧力として検知し、この水位に応じて圧送ポンプ３を間欠駆動制御することによって効率的に排水Ｗを処理できるように構成されている。

一方、本実施形態の圧送排水システムＡは、排水タンク２と、給排水設備１と排水タンク２を接続する排水管５とを連通させる連通管７を備えている。また、連通管７と排水管５の接続部８が排水タンク２の運転開始水位よりも上方に設けられている。言い換えれば、連通管７と排水管５の接続部８の高さ位置よりも運転開始水位が下方に設定されている。

さらに、本実施形態の圧送排水システムＡは、排水タンク２内の気相部と連通管７の内部の一連の連通経路Ｒに接続し、連通経路Ｒ内の圧力変動を緩和させるための圧力緩和手段９を備えて構成されている。また、本実施形態では、この圧力緩和手段９が連通管７に接続して設けられている。

ここで、本実施形態では、圧力緩和手段９として例えば伸縮自在容器が用いられている。
伸縮自在容器は、連通管７に連通接続される密閉型の伸縮自在の容器であり、空気収納体積を自在に変化させることができる。そして、排水タンク２内の排水Ｗの水位の変化に伴って排水タンク２と伸縮自在容器との間で空気が移動すると、この空気の移動に連動して伸縮自在容器が自在に変形する。

これにより、給排水設備１から排出された排水Ｗが排水タンク２に流入する場合や排水タンク２に貯留している排水Ｗを吐出管１０を介して圧送ポンプ３で外部に圧送する場合に、排水タンク２内、ひいては連通管７を通じて連通する排水タンク２内の気相部と連通管７の内部と排水管５の内部の一連の連通経路Ｒの圧力変動を緩和させることができる。

そして、上記構成からなる本実施形態の圧送排水システムＡにおいては、まず、連通管７によって排水管５と排水タンク２が連通しているため、排水管５内の空気を排水タンク２内に逃がすことができる。これにより、排水タンク２（圧送ポンプユニット４）がトラップとして機能することを防止でき、２重トラップが構成されてしまうことを防止できる。

また、排水タンク２内の気相部と連通管７の内部の一連の連通経路Ｒに接続して伸縮自在容器が圧力緩和手段（通気代替）９として設けられているため、連通経路Ｒ内の圧力変動を１つの圧力緩和手段９でまとめて緩和させることができる。

これにより、従来のように排水管５と排水タンク２にそれぞれ個別に圧力緩和手段９を設ける必要がなく、少ない圧力緩和手段９で２重トラップの形成防止、排水タンク２内の圧力変動の抑止を図ることができる。よって、圧力緩和手段９の設置場所、メンテナンス経路などの制約を大幅に低減することが可能になり、且つ好適に排水能力を確保することができる。

したがって、本実施形態の圧送排水システムＡによれば、屋内外を連通させる通気管を用いることなく、また、圧力緩和手段９の設置等に要する制約を小さくして好適に排水能力を確保することが可能になる。また、例えば集合住宅のリフォームなどに好適に対応することが可能になる。

また、本実施形態の圧送排水システムＡにおいては、排水タンク２と排水管５を繋ぐ連通管７に接続して圧力緩和手段９を設けることで、連通管７の長さに応じて圧力緩和手段９を設ける設置場所を任意に調節することができる。これにより、圧力緩和手段９の設置場所、メンテナンス経路などの制約をさらに低減することが可能になる。

さらに、運転開始水位が連通管７と排水管５の接続部８の高さ位置よりも下方に設定されていることにより、すなわち、運転開始水位よりも上方に位置する部分で連通管７を排水管５に接続することにより、排水タンク２がトラップになることを、より効果的且つ確実に防止できる。

さらに、本実施形態の圧送排水システムＡにおいては、連通管７によって排水管５と排水タンク２が連通しているため、給排水設備１から排水Ｗが排出された際に、排水タンク２に排水Ｗが流入するよりも早く連通管７を通じて排水管５内の圧力増加が排水タンク２に伝達する。このため、感圧型水位検知手段６を用いて排水水位を検知し、圧送ポンプ３の駆動制御を行うようにすることで、排水Ｗの流入時に、連通管７を通じて伝達する圧力増加を精度よく捉えて圧送ポンプ３の始動を早めることが可能になる。これにより、容量（能力）の小さな圧送ポンプ３を用いることが可能になり、圧送ポンプ３の小型化を図ることが可能になる。

以上、本発明に係る圧送排水システムの一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、必ずしも圧力緩和手段９として伸縮自在容器を用いることに限定しなくてもよい。すなわち、連通管７を通じて連通する排水タンク２内の気相部と連通管７の内部と排水管５の内部の一連の連通経路Ｒの空気を外部に放出させることなく、この連通経路Ｒの圧力変動を緩和させることが可能であれば、本発明に係る圧力緩和手段は特にその構成を限定する必要はない。

また、図３に示すように、圧力緩和手段９は、連通管７ではなく、排水タンク２に接続して設けてもよい。この場合には、排水タンク２内の圧力変動を効率的に緩和することができる。

さらに、排水タンク２と排水管５を繋ぐ連通管７に圧力緩和手段９が設けられていないため、給排水設備１から排水Ｗを排出した際に連通管７を通じて排水管５の内部と排水タンク２の内部に生じる正圧、負圧（圧力差）をより早期に相殺させることが可能になる。

これにより、本実施形態のように排水タンク２内の圧力を検知して運転開始水位、停止水位を設定する感圧型水位検知手段６を用いて圧送ポンプ３の駆動制御を行った場合に、給排水設備１から排水Ｗが排水タンク２内に流入する際の圧力が連通管７を通じて排水管５から排水タンク２に早期に伝播する（速やかに応答する）ことになる。このため、感圧型水位検知手段６が排水Ｗの流入開始を早期に検知し、運転開始水位に達したことを精度よく捉えて圧送ポンプ３を駆動させることができる。そして、このように排水Ｗの流入時に圧送ポンプ３を早く応答させることができることによって、容量（能力）の小さな圧送ポンプ３を用いることが可能になる。また、圧送ポンプ３の小型化を図ることが可能になる。

さらに、図４に示すように、排水管５は、連通管７と排水管５の接続部８から排水タンク２の流入口２ａまでの部位５ａの勾配を、給排水設備１の排出口１ａから連通管７と排水管５の接続部８までの部位５ｂの勾配よりも大きくしてもよい。

この場合には、排水管５の長さ（排水管５の流入口２ａから接続部８までの配管距離）を短くすることができ、連通管７と排水管５の接続部８の高さをかせぐことができる。これにより、圧送排水システムＡの省スペース化を図ることが可能になる。

また、図５に示すように、複数の給排水設備１に排水タンク２や排水管５（複数の排水タンク２や複数の排水管５）に接続して連通管７を設け、圧力緩和手段９で一連の連通経路Ｒの圧力変動を緩和させるように構成してもよい。また、別系統の排水タンク２や排水管５に接続して連通管７を設け、圧力緩和手段９で一連の連通経路Ｒの圧力変動を緩和させるように構成してもよい。

この場合には、さらなる圧力緩和手段９の設置場所、メンテナンス経路などの制約の低減を図ることが可能になる。

また、本実施形態では、圧送ポンプユニット４の水位検知手段が感圧型水位検知手段であるものとして説明を行ったが、他の検知方式の水位検知手段を適用しても勿論構わない。

１ 給排水設備
２ 排水タンク
２ａ 流入口
３ 圧送ポンプ
４ 圧送ポンプユニット
５ 排水管
６ 感圧型水位検知手段
７ 連通管
８ 接続部
９ 圧力緩和手段
１０ 吐出管
Ａ 圧送排水システム
Ｒ 連通経路
Ｗ 排水

Claims (3)

1. 建物の内部に設置される給排水設備から排出される排水を一時的に貯留する排水タンクと、該排水タンク内の排水を圧送して排出させるための圧送ポンプとを備えた圧送排水システムにおいて、
   前記排水タンクと、前記給排水設備と前記排水タンクを接続する排水管とを連通させる連通管を備えるとともに、
   前記排水タンク内の気相部と前記連通管の内部の一連の連通経路に接続し、前記連通経路内の圧力変動を緩和させる圧力緩和手段を備えて構成され、
   前記圧力緩和手段が前記連通管に接続して設けられている圧送排水システム。
2. 建物の内部に設置される給排水設備から排出される排水を一時的に貯留する排水タンクと、該排水タンク内の排水を圧送して排出させるための圧送ポンプとを備えた圧送排水システムにおいて、
   前記排水タンクと、前記給排水設備と前記排水タンクを接続する排水管とを連通させる連通管を備えるとともに、
   前記排水タンク内の気相部と前記連通管の内部の一連の連通経路に接続し、前記連通経路内の圧力変動を緩和させる圧力緩和手段を備えて構成され、
   前記排水管は、前記連通管と前記排水管の接続部から前記排水タンクの流入口までの部位の勾配を、前記給排水設備の排出口から前記連通管と前記排水管の接続部までの部位の勾配よりも大にして設けられている圧送排水システム。
3. 請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の圧送排水システムにおいて、
   前記圧送ポンプは、前記排水タンク内の排水水位が上昇して運転開始水位に達するとともに駆動し、前記排水タンク内の排水水位が下降して前記運転開始水位よりも下方の停止水位に達するとともに停止するように駆動制御され、
   且つ、感圧型水位検知手段を用いて前記排水タンク内の排水水位を検知するように構成されている圧送排水システム。

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