JP6690894B2 - 吸引タンクおよび負圧吸引式トイレ - Google Patents

Description

本発明は、吸引タンクおよび負圧吸引式トイレに関する。

例えば、特開平１０−１９５９６０号公報には、吸引装置が提案されている。同公報で提案される吸引装置は、吸引タンクと、吸引機構とを備えている。吸引機構は、吸引タンク内の気体を吸引して該吸引タンク内を負圧状態とする。吸引タンクは、吸込口と、排出口とを備えている。吸込口は、負圧状態にある吸引タンク内に被吸込物を吸い込む部位である。排出口は、吸引タンクの下方に設けられ、吸引タンク内に収納された被吸込物を、吸引タンク外に排出する部位である。排出口には、開閉弁が設けられている。開閉弁は、吸引タンク内が負圧状態にあるときには排出口を閉じられている。開閉弁は、該吸引タンク内が負圧状態から解放され、吸引タンクに被吸込物が収納された後で、吸込物を排出するために開けられる。

特開平１０−１９５９６０号公報

ここで、吸引タンクは、例えば、汚水を吸い込む用途に用いられる。この際、吸い込まれた汚水は、勢いよくタンク内に流入し、汚水がタンク内で任意の方向に飛び散る。このため、タンク内の至る所に汚水がこびり付き、タンク内で悪臭を生じさせたり、タンク内の清掃を難しくしたりすることがある。

ここで提案される吸引タンクは、筒形の内周面を備えたタンク本体と、タンク本体内の気体を外部に吸い出す吸引装置とを備えている。タンク本体は、タンク本体の高さ方向の中間部において、タンク本体の内周面から周方向に連続して内径側に張り出した張出部と、張出部よりも上側に設けられ、タンク本体の外側において吸引装置が接続された吸出口と、張出部よりも下側に設けられ、タンク内周面に沿ってタンク本体を貫通した吸込口とを備えている。かかる構成によれば、吸込口から吸い込まれる液体は、張出部よりも下側でタンク本体内を旋回するように流入する。このため、吸い込まれる液体の流れが張出部によって制御でき、タンク本体内で液体が任意の方向に飛び散るのを少なく抑えることができる。

ここで、張出部の下面は、タンク本体の内方に向かうにつれて下方に延びていてもよい。タンク本体の内周面の断面形状は、例えば、円形であってもよい。この場合、張出部がタンク本体の内周面からタンク本体の内径側に張り出した高さＫは、タンク本体の内周面からタンク本体の内径Ｒに対して、０．０５Ｒ≦Ｋ≦０．９Ｒの関係を有していてもよい。また、張出部は、タンク本体の内周面の接線に対する直交方向で、タンク本体の内周面からタンク本体の内側に張り出した高さＫは２ｃｍ以上であるとよい。張り出した高さＫは、張出量あるいは張出長とも称されうる。

また、張出部は、タンク本体とは別体で設けられていてもよい。この場合、張出部は、タンク本体の吸出口と吸込口との間の中間部に装着される環状部材であるとよい。また、張出部は、タンク本体の内周面との隙間をシールするシール材を有していてもよい。

また、張出部の内径側には、張出部の上側と下側とを仕切る仕切りが取り付けられていてもよい。取り付けられる仕切りは、張出部の上側と下側との間で通気可能で、かつ、液体を遮断するとよい。

また、タンク本体の底には、廃棄口が設けられていてもよい。この場合、タンク本体の底面は、少なくとも廃棄口の周りにおいて、廃棄口に向けて徐々に低くなっているとよい。

また、吸引装置は、例えば、電動機で運転される送風機の背圧を利用した吸気装置であるとよい。また、吸引装置は、真空ポンプであってもよい。

また、負圧吸引式トイレは、上述した吸引タンクと、便器本体と、便器本体とタンク本体とを繋ぐ配管とを備えているとよい。便器本体は、底部に排出口が設けられていてもよい。配管は、便器本体の排出口と、タンク本体の吸込口とを接続しており、排出口、吸込口および配管のうち少なくとも１箇所に開閉弁が設けられているとよい。この場合、吸引装置と開閉弁とを操作する制御装置を備え、制御装置は、例えば、開閉弁が閉じられた状態で吸引装置の吸引を開始し、吸引装置の吸引を開始したタイミングから予め定められた所定時間経過後に開閉弁を開くとよい。

図１は、吸引タンク１００および負圧吸引式トイレ１０００の概略図である。 図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ断面矢視図である。 図３は、タンク本体１２０の中間部において、張出部１２１を構成する環状部材２００が装着された部位を拡大した拡大図である。 図４は、タンク本体１２０の部分断面図であり、図２のＩＶ−ＩＶ断面が示されている。 図５は、タンク本体１２０の内周面に対する吸込口１２３の配置を変えた変形例である。 図６は、タンク本体１２０の内周面に対する吸込口１２３の配置を変えた変形例である。 図７は、タンク本体１２０の内周面に対する吸込口１２３の配置を変えた変形例である。 図８は、タンク本体１２０の内周面に対する吸込口１２３の配置を変えた変形例である。 図９は、ここで提案される吸引タンク１００および負圧吸引式トイレ１０００の他の形態を示す概略図である。

以下、本発明の一実施形態に係る吸引タンクおよび負圧吸引式トイレを図面に基づいて説明する。なお、ここで説明する実施形態および実施例は、本願発明の好適な一形態を例示するものであるが、特段の言及がない限りにおいて、本願発明を限定しない。

《吸引タンク１００、負圧吸引式トイレ１０００》
図１は、ここで提案される吸引タンク１００および負圧吸引式トイレ１０００の概略図である。吸引タンク１００は、筒形のタンク本体１２０と、吸引装置１４０とを備えている。負圧吸引式トイレ１０００は、かかる吸引タンク１００を備えている。図１において、吸引タンク１００は、配管６００によって便器本体５００に接続されている。負圧吸引式トイレ１０００は、制御装置７００制御される。以下、順に各部材の構成を説明する。

《タンク本体１２０》
タンク本体１２０は、筒形の内周面を備えた有底の容器である。この実施形態では、横断断面で内周面の断面形状が円形である略円筒形状を有している。タンク本体１２０の内周面を円形とすることによって、タンク側面の歪みが均一になり易く、所要の耐圧性を確保することが容易になる。この実施形態では、タンク本体１２０は、樹脂で成形されている。筒状のタンク本体１２０は、中心軸Ｄを垂直に向けて配置されている。なお、タンク本体１２０は、筒形の内周面を備えていればよい。タンク本体１２０の内周面の断面形状は、円形に限らず楕円形状や、角が円弧に形成された正多角形形状（例えば、８角形、６角形、５角形、４角形、３角形など）でもよい。さらに、タンク本体１２０の内周面の断面形状は、特段、正多角形形状にも限定されない。

また、タンク本体１２０は、金属製であってもよいが、この実施形態では、軽量化が図れる点、耐腐食性を確保する点、任意の形状に成形し易い点などにおいて、樹脂が採用されている。タンク本体１２０に採用する樹脂としては、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエステルなどの熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、各種エンジニアリングプラスチックなどを用いることができ、繊維で補強されたものも用いることができる。中でも、射出成形で成形でき、耐薬品性や機械的強度に優れるという点において、ポリ塩化ビニルが好ましく、この実施形態では、ポリ塩化ビニルが採用されている。

タンク本体１２０は、張出部１２１と、吸出口１２２と、吸込口１２３と、廃棄口１２４と、蓋１２５とを備えている。張出部１２１は、タンク本体１２０の高さ方向の中間部に設けられている。吸出口１２２は、張出部１２１よりも上部に設けられている。吸込口１２３は、張出部１２１のよりも下部に設けられている。廃棄口１２４は、タンク本体１２０の底に設けられている。蓋１２５は、タンク本体１２０の上部に設けられている。

《張出部１２１》
張出部１２１は、タンク本体１２０の内周面から周方向に連続して内径側に張り出している。例えば、この実施形態では、タンク本体１２０の内周面の断面形状は円形である。張出部１２１の高さＫは、タンク本体１２０の内周面からタンク本体１２０の内径Ｒ（半径）に対して凡そ０．５Ｒに設定されている。ここでは、タンク本体１２０の内径Ｒは、張出部１２１の下側の内径であり、主に吸込口１２３からタンク本体１２０に流入する液体が旋回する部位の内径で評価するとよい。張出部１２１の高さＫについては、後でさらに述べる。張出部１２１の中心は開口しており、当該開口１２１ａを通じて、張出部１２１を挟むタンク本体１２０の上部領域Ｓ１と下部領域Ｓ２とが通気可能に繋がっている。

《環状部材２００》
この実施形態では、張出部１２１は、タンク本体１２０とは別体で設けられている。つまり、張出部１２１は、タンク本体１２０の中間部に装着される環状部材２００である。環状部材２００は、基部２１０と、庇部２２０とを備えている。図３は、タンク本体１２０の中間部において、張出部１２１を構成する環状部材２００が装着された部位を拡大した拡大図である。この実施形態では、タンク本体１２０の中間部には、当該張出部１２１を構成する環状部材２００を支持する支持部１２０ａが設けられている。支持部１２０ａは、タンク本体１２０の内周面に内側に張り出した段差である。タンク本体１２０の内径は、かかる支持部１２０ａとしての段差よりも下側が少し小さくなっている。

基部２１０は、図１および図３に示すように、タンク本体１２０の内周面に装着される環状の部位である。庇部２２０は、当該基部２１０から内径側に周方向に連続して張り出している。基部２１０の上部は、タンク本体１２０の支持部１２０ａとしての段差の上に載置されるフランジ２１０ａが外側に張り出している。つまり、当該フランジ２１０ａの直径は、段差１２０ａの下側におけるタンク本体１２０の内径（直径）よりも大きく、段差１２０ａの上側におけるタンク本体１２０の内径（直径）よりも小さい。基部２１０の下部の内径は、段差１２０ａの下側におけるタンク本体１２０の内径（直径）よりも少し小さい。これにより、張出部１２１を構成する環状部材２００は、タンク本体１２０の上部の開口からタンク本体１２０内に収められ、段差１２０ａに載置される。基部２１０の下部は、段差１２０ａの下側におけるタンク本体１２０の内周面に対向している。

《シール材２３１》
張出部１２１の外周部分には、タンク本体１２０の内周面との隙間をシールするシール材２３１が取り付けられている。この実施形態では、張出部１２１を構成する環状部材２００の基部２１０の下部が、段差１２０ａの下側におけるタンク本体１２０の内周面に対向している。シール材２３１は、当該基部２１０の外周側面に装着されている。

当該基部２１０の外周側面には、図３に示すように、周方向に連続した溝２３２が設けられている。シール材２３１は、当該溝２３２に装着されている。この実施形態では、シール材２３１は、ゴム製の部材であり、基部２３１ａと突出部２３１ｂとを備えている。基部２３１ａは、溝２３２に装着される部位である。突出部２３１ｂは、基部２３１ａから周方向に連続して外径方向に延びた部位である。図３に示すように、張出部１２１を構成する環状部材２００をタンク本体１２０に装着すると、シール材２３１の突出部２３１ｂがタンク本体１２０の内壁に沿って変形し、かつ、密着する。かかるシール材２３１によって、環状部材２００の基部２１０の下部と、段差１２０ａの下側におけるタンク本体１２０の内周面との隙間が埋められている。

この実施形態では、張出部１２１の下面は、タンク本体１２０の内方に向かうにつれて下方に延びている。張出部１２１の上面も同様に、タンク本体１２０の内方に向かうにつれて下方に延びている。つまり、張出部１２１を構成する環状部材２００の庇部２２０は、外側から中心に向けて低くなるように延びている。また、庇部２２０の上面の内径側には上方に突出した摘まみ部２２０ａが設けられている。摘まみ部２２０ａは、張出部１２１を構成する環状部材２００を取り付けたり取り外したりする際に摘ままれる部位である。なお、この実施形態では、環状部材２００の中心には、開口１２１ａが設けられている。環状部材２００を取り外す際には、かかる開口１２１ａに手を入れて環状部材２００をタンク本体１２０から引き上げることもできる。

なお、この実施形態では、張出部１２１は、周方向に連続した一体的な環状部材２００で構成されている。かかる環状部材２００は、例えば、大きいタンクに用いる場合には、円弧状（換言すれば扇形）の複数の部材を組み合わせてもよい。また、この実施形態では、張出部１２１は、タンク本体１２０とは別体で設けられているが、タンク本体１２０の内周面にタンク本体１２０と一体的に設けられていてもよい。

《吸出口１２２》
タンク本体１２０の吸出口１２２は、張出部１２１よりも上側に設けられ、配管１４２によってタンク本体１２０の外側において吸引装置１４０が接続されている。吸引装置１４０は、タンク本体１２０内の気体を外部に吸い出す装置である。かかる吸引装置１４０としては、例えば、吸気装置や真空ポンプが挙げられる。吸引装置１４０は、制御装置７００に接続されて電気的に制御される。この実施形態では、配管１４２には、開閉弁１４４が取り付けられている。開閉弁１４４は、例えば、吸引装置１４０を作動させてタンク本体１２０から外部に気体を吸い出す際には開かれるが、吸引装置１４０が停止している際には閉じられる。この実施形態では、開閉弁１４４は、配管１４２に設けられているが、吸出口１２２または吸引装置１４０に設けられていてもよい。また、配管１４２やタンク本体１２０には、図示する物の他にも、逆止弁、開閉弁、大気開放弁などが、適宜、取り付けられていてもよい。

また、この実施形態では、図１に示すように、配管１４２は、液体を分離するミストセパレータ１４３（ミストトラップとも称される）を備えている。また、ミストセパレータ１４３のドレン管１４３ａはタンク本体１２０に接続されている。これにより、吸出口１２２から配管１４２に汚水が入り込んだ場合でも、ミストセパレータ１４３によって汚水が分離される。この実施形態では、ミストセパレータ１４３が取り付けられる配管１４２には、大気開放弁１５０が設けられている。また、ドレン管１４３ａには開閉弁１５１が設けられている。この場合、吸引装置１４０を作動させてタンク本体１２０から外部に気体を吸い出す際には、開閉弁１４４が開けられ、大気開放弁１５０と開閉弁１５１とが閉じられているとよい。これにより、配管１４２を通じて吸引装置１４０によってタンク内の空気を吸引できる。この際、吸引される空気中に含まれる水分がミストセパレータ１４３によって分離される。そして、吸引装置１４０を停止した後、開閉弁１４４を閉じ、大気開放弁１５０を開くと、タンク内が大気開放される。また、開閉弁１５１は、大気開放の際に開けられる。これによって、ミストセパレータ１４３で分離された水分は、ドレン管１４３ａを通じて還流口１４３ｂからタンク本体１２０に還流する。なお、この実施形態では、配管１４２にミストセパレータ１４３が設けられているが、図９に示される後述する他の実施形態のように、配管１４２には、ミストセパレータ１４３が必ずしも設けられていなくてもよい。

《吸込口１２３》
吸込口１２３は、タンク本体１２０の張出部１２１よりも下側に設けられている。吸込口１２３は、タンク本体１２０の内周面に沿ってタンク本体１２０を貫通している。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ断面矢視図であり、吸込口１２３が設けられた高さ位置で、タンク本体１２０を横断した吸引タンク１００の断面図である。この実施形態では、図２に示すように、吸込口１２３は、タンク本体１２０の内周面の接線Ｔの方向に沿って、タンク本体１２０を貫通している。つまり、この実施形態では、タンク本体１２０の内周面の接線Ｔに沿って、タンク本体１２０に液体が流入するように、吸込口１２３がタンク本体１２０に設けられている。

吸込口１２３には、配管６００の一端が取り付けられている。配管６００の他端は、便器本体５００に接続されている。この実施形態では、便器本体５００の底部に排出口５１０が設けられている。配管６００の他端は、便器本体５００の底部の排出口５１０に接続されている。配管６００には、少なくとも一箇所に開閉弁６１０が設けられているとよい。かかる開閉弁６１０は、例えば、電磁弁で構成されており、制御装置７００に接続され、電気的な制御によって開閉操作される。

《廃棄口１２４》
廃棄口１２４は、図１および図２に示すように、タンク本体１２０の底に設けられている。タンク本体１２０の底面１２０ｂは、少なくとも廃棄口１２４の周りにおいて、廃棄口１２４に向けて徐々に低くなっている。かかる構成によって、タンク本体１２０内に吸い込まれた液体は、廃棄口１２４の方へ集まり、廃棄口１２４が開かれると、廃棄口１２４からスムーズに排出される。

《蓋１２５》
蓋１２５は、タンク本体１２０の上部に取り付けられている。蓋１２５は、タンク本体１２０の上部に被さる蓋部１２５ａと、タンク本体１２０内に挿入される挿入部１２５ｂとを備えている。挿入部１２５ｂは、外周面に溝１２５ｂ１が設けられており、シール材１２５ｂ２が装着されている。かかるシール材１２５ｂ２によって、蓋１２５とタンク本体１２０との隙間が埋められており、タンク本体１２０の気密性が維持されている。

ここでは、図１のように、便器本体５００に接続されて便器本体５００から汚水を吸い込む場合を説明する。上述のように、この吸引タンク１００は、図１に示すように、吸出口１２２には、配管１４２を通じて吸引装置１４０が取り付けられており、吸込口１２３には、配管６００を通じて便器本体５００が接続されている。タンク本体１２０には、張出部１２１としての環状部材２００と、蓋１２５とを取り付けておく。

《制御装置７００》
制御装置７００は、まず便器本体５００側の開閉弁６１０を閉じた状態で吸引装置１４０を作動させる。吸引装置１４０は、タンク本体１２０内の空気を吸い出すので、タンク本体１２０内は負圧（大気圧に比べて低い圧力）になる。吸引タンク１００による初動における吸引力を高めるために、制御装置７００は、吸引装置１４０を作動させてタンク本体１２０内がある程度負圧になった状態で開閉弁６１０を開く。

開閉弁６１０が開かれると、便器本体５００に溜まった汚水が配管６００を通じてタンク本体１２０内に引き込まれる。タンク本体１２０は、タンク本体１２０の内周面から周方向に連続して内径側に張り出した張出部１２１が、タンク本体１２０の高さ方向の中間部に設けられている。吸込口１２３は、張出部１２１よりも下側に設けられており、タンク本体１２０の内周面に沿ってタンク本体１２０を貫通している。上述のように、この吸引タンク１００では、制御装置７００によって吸引装置１４０を作動させ、タンク本体１２０内をある程度の負圧にしてから開閉弁６１０を開き、吸込口１２３からタンク本体１２０に汚水を引き込む。この際、タンク本体１２０内が負圧であるために、汚水は吸込口１２３から勢いよく吸い込まれる。

この吸引タンク１００の吸込口１２３は、張出部１２１よりも下側に設けられており、タンク本体１２０の内周面に沿ってタンク本体１２０を貫通している。このため、吸込口１２３から流入する汚水は、筒形のタンク本体１２０の内周面に沿ってタンク本体１２０内を旋回する。この実施形態では、タンク本体１２０の内周面は、円筒形状である。このため、タンク本体１２０に流入した汚水は、タンク本体１２０の内周面に沿ってスムーズに旋回する。

さらに、タンク本体１２０の高さ方向の中間部に張出部１２１が設けられている。この張出部１２１は、タンク本体１２０に流入した汚水がタンク本体１２０の上側（張出部１２１よりも上方）に飛び散るのを抑止する。また、この実施形態では、張出部１２１を構成する環状部材２００の庇部２２０は、外側から中心側に向けて低くなるように延びている。つまり、張出部１２１の下面は、タンク本体１２０の内方に向かうにつれて下方に延びており、汚水の旋回流は、張出部１２１（庇部２２０）に沿って下方に向けられる。このため、汚水が送気にタンク本体１２０の底に導かれる。また、張出部１２１の上面も、タンク本体１２０の内方に向かうにつれて下方に延びている。このため、張出部１２１の上側に汚水が入ったとしても、タンク本体１２０の側面および張出部１２１の上面を伝って、タンク本体１２０の底に向けて流れ落ちる。

このように、この吸引タンク１００では、タンク本体１２０の高さ方向の中間部において、タンク本体１２０の内周面から周方向に連続して内径側に張出部１２１が張り出している。吸出口１２２は、張出部１２１よりも上側に設けられている。吸出口１２２には、タンク本体１２０の外側において吸引装置１４０が接続されている。吸込口１２３は、張出部１２１よりも下側に設けられている。吸込口１２３は、タンク本体１２０の内周面に沿ってタンク本体１２０を貫通している。

この吸引タンク１００によれば、吸引装置１４０によってタンク本体１２０内の空気を排出して行くと、吸込口１２３を通じてタンク本体１２０内に便器本体５００から汚水を吸い込むことができる。この際、タンク本体１２０内をある程度負圧状態にしてから、開閉弁６１０を開くと、汚水を勢いよく吸い込むことができる。図１および図２において、矢印Ｗは、それぞれ汚水の流入方向を示している。この吸引タンク１００では、吸込口１２３が、タンク本体１２０の内周面に沿ってタンク本体１２０を貫通している。

かかる構造によって、吸込口１２３から流入する汚水は、張出部１２１の下側でタンク本体１２０の内周面に沿って旋回する。また、汚水は、張出部１２１によって流れが制御され、タンク本体１２０の上側（張出部１２１よりも上方）に飛び散りにくい。このため、タンク本体１２０の清掃やメンテナンスが容易である。また、吸出口１２２は、タンク本体１２０の張出部１２１よりも上側に設けられている。上述のように、汚水は、タンク本体１２０の上側（張出部１２１よりも上方）に飛び散りにくいので、吸出口１２２は汚れにくい。また、吸出口１２２に汚水が入り込みにくく、吸出口１２２が詰まりにくい。また、吸込口１２３から流入する液体は、張出部１２１の下側でタンク本体１２０の内周面に沿って旋回する。タンク本体１２０内で汚水が流れる位置や飛び散る位置は凡そ同じである。このため、吸込口１２３から洗浄水をタンク本体１２０に吸い込むことによって、タンク本体１２０内が洗浄できる。したがって、このような洗浄を使用後や定期的に行うとよい。また、タンク本体１２０内で汚水が流れる位置や飛び散る位置がタンク本体１２０内の限られた領域にあるため、一度の洗浄に要する洗浄水の使用量を減らすことができる。

《張出部１２１の高さＫ》
ここで、張出部１２１の高さＫは、タンク本体１２０内周面の接線Ｔに対して直交する方向に、タンク本体１２０の内周面からタンク本体１２０の内側に張り出した距離で規定される。また、張出部１２１の高さがタンク本体１２０の周方向において一様でない場合には、周方向における算術平均を、張出部１２１の高さＫとするとよい。

例えば、この実施形態では、タンク本体１２０の内周面の断面形状は円形である。張出部１２１の高さＫは、タンク本体１２０の内周面からタンク本体１２０の内径Ｒ（半径）に対して０．５Ｒ（つまり、タンク本体１２０の内径Ｒ（半径）の半分）に設定されている。

なお、張出部１２１の高さは、例えば、タンク本体１２０の内周面からタンク本体１２０の内径Ｒ（半径）に対して、０．０５Ｒ（タンク本体１２０の内径Ｒ（半径）の１／２０）以上に設定してもよい。タンク本体１２０の内周面からタンク本体１２０の内径Ｒ（半径）に対して、０．０５Ｒ以上に設定することによって、吸込口１２３からタンク本体１２０内に流入した液体がタンク本体１２０の内周面に沿って安定して旋回させる機能が認められる。かかる観点において、張出部１２１の高さＫはより高い方がよい。また、かかる観点において、例えば、０．１Ｒ以上、また０．２Ｒ以上に設定してもよい。

また、張出部１２１の中心の開口１２１ａは、吸引装置１４０によってタンク本体１２０からスムーズに空気が吸い出せる程度に通気性を有していればよい。このため、開口１２１ａは小さくてもよい。また、吸込口１２３からタンク本体１２０内に流入した液体が、張出部１２１よりも上方に飛び散るのを防止するとの観点において、張出部１２１の高さＫは高い方がよい。このため、張出部１２１の高さは、タンク本体１２０の内周面からタンク本体１２０の内径Ｒ（半径）に対して０．９Ｒ（つまり、タンク本体１２０の内径Ｒ（半径）の９割）程度に設定されていてもよい。

また、張出部１２１の高さＫは、例えば、２ｃｍ以上であるとよい。張出部１２１の高さＫを２ｃｍ以上とすることによって、吸込口１２３からタンク本体１２０内に流入した液体がタンク本体１２０の内周面に沿って安定して旋回させる機能が認められる。かかる観点において、張出部１２１の高さＫは、より高い方がよい。張出部１２１の高さＫは、より好ましくは３ｃｍ以上、さらに好ましくは５ｃｍ以上であるとよく、例えば、１０ｃｍ程度であるとよい。張出部１２１が高くなれば、吸込口１２３から流入する液体は、張出部１２１よりも上方に飛び散りにくくなる。

《吸込口１２３の配置》
吸込口１２３は、筒形のタンク本体１２０の内周面に沿ってタンク本体１２０を貫通している。吸込口１２３は、タンク本体１２０に流入する液体が、筒形のタンク本体１２０の内周面に沿って旋回するように設けられているとよい。

図２に示す形態では、筒形のタンク本体１２０は、中心軸Ｄを垂直に向けて配置されている。図４は、タンク本体１２０の部分断面図であり、図２のＩＶ−ＩＶ断面が示されている。なお、図４では、タンク本体１２０は、吸出口１２２や還流口１４３ｂが形成される前の状態である。図４の図示例では、タンク本体１２０には、吸出口１２２と還流口１４３ｂの形成が予定されている部位にそれぞれ肉厚の突起１２６が設けられている。この実施形態では、タンク本体１２０を配置する際に、かかる突起１２６を加工して、適宜に吸出口１２２と還流口１４３ｂを形成するとよい。かかるタンク本体１２０を水平に横断する横断面において、図２に示すように、タンク本体１２０の内周面に対して吸込口１２３の内径（半径）に相当する距離内径側に設定された位置Ｘ（基準位置Ｘ）を基準に、タンク本体１２０の内周面の接線Ｔに平行な線Ｔ１に沿って、吸込口１２３の中心軸Ｃが設定されている。

この実施形態では、吸込口１２３は、図２および図４に示すように、筒形のタンク本体１２０の内周面の接線Ｔと平行にタンク本体１２０に対して水平に貫通している。そして、吸込口１２３は、吸込口１２３の内側面とタンク本体１２０の内周面とが凡そ滑らかに連続している。このため、吸込口１２３から流入する汚水は、タンク本体１２０の内周面に沿ってスムーズに旋回する。

吸込口１２３は、筒形のタンク本体１２０の内周面に沿ってタンク本体１２０を貫通しているとよく、かかる形態に限定されない。この吸引タンク１００では、吸込口１２３は、筒形のタンク本体１２０の内周面に沿ってタンク本体１２０を貫通していることによって、吸込口１２３から流入する汚水が、タンク本体１２０の内周面に沿ってスムーズに旋回するとよい。これにより、タンク本体１２０に流入する汚水を制御し易く、張出部１２１によって汚水がタンク本体１２０内で飛び散りにくくできる。

このように、吸込口１２３から流入する汚水を、タンク本体１２０の内周面に沿ってスムーズに旋回させるとの観点において、吸込口１２３は、筒形のタンク本体１２０の内周面に沿ってタンク本体１２０を貫通しているとよい。図２に示す形態は、吸込口１２３が、筒形のタンク本体１２０の内周面に沿ってタンク本体１２０を貫通している好適な一形態である。ただし、タンク本体１２０に設けられる吸込口１２３は、かかる形態に限定されない。

吸込口１２３は、筒形のタンク本体１２０の内周面に沿ってタンク本体１２０を貫通しているとよい。例えば、タンク本体１２０に対する吸込口１２３が貫通する角度は、図２の形態に限定されない。図５〜図８は、それぞれ図２の形態の配置を基準として、タンク本体１２０の内周面に対する吸込口１２３の配置を変えた変形例である。

例えば、図５に示す形態では、タンク本体１２０を貫通する吸込口１２３の中心軸Ｃは、流入方向Ｗが下方に向くように、基準位置Ｘに対して下方に傾けられている。この形態でも、吸込口１２３から流入する汚水を、タンク本体１２０の内周面に沿ってスムーズに旋回させることができる。なお、図示は省略するが、タンク本体１２０を貫通する吸込口１２３の中心軸Ｃは、流入方向Ｗが上方に向くように、基準位置Ｘに対して上方に傾けられていてもよい。

また、図６に示す形態では、タンク本体１２０を貫通する吸込口１２３の中心軸Ｃは、流入方向Ｗが外径側に向くように、基準位置Ｘに対して外径方向に傾けられている。この形態でも、吸込口１２３から流入する汚水を、タンク本体１２０の内周面に沿ってスムーズに旋回させることができる。この場合、吸込口１２３から流入する汚水は、タンク本体１２０の内壁に少し衝突しつつ、タンク本体１２０の内周面に沿って旋回していく。

また、図７に示す形態では、タンク本体１２０を貫通する吸込口１２３の中心軸Ｃは、流入方向Ｗが内径側に向くように、基準位置Ｘに対して内径方向に傾けられている。この形態でも、吸込口１２３から流入する汚水を、タンク本体１２０の内周面に沿ってスムーズに旋回させることができる。この場合、吸込口１２３から流入する汚水は、タンク本体１２０内に少し流入してから、タンク本体１２０の内壁に衝突し、タンク本体１２０の内周面に沿って旋回していく。

また、図８に示す形態では、タンク本体１２０を貫通する吸込口１２３の中心軸Ｃは、タンク本体１２０の内周面の接線Ｔと平行な方向にタンク本体１２０を貫通している。図８に示す形態では、吸込口１２３は、図２の形態に比べて外径方向にずらして（オフセットして）タンク本体１２０に設けられている。この形態でも、吸込口１２３から流入する汚水を、タンク本体１２０の内周面に沿ってスムーズに旋回させることができる。なお、図示は省略するが、吸込口１２３は、図２の形態に比べて内径方向にずらしてタンク本体１２０に設けてもよい。

また、吸込口１２３を設ける高さ方向の位置も適宜に変更可能であり、例えば、図２の形態に比べて、張出部１２１に近づくように高い位置に設けてもよい。また、図２の形態に比べて、張出部１２１から離れるように低い位置に設けてもよい。

このように、吸込口１２３の配置は、タンク本体１２０に対して上方に傾けたり、下方に傾けたり、内径方向に傾けたり、外径方向に傾けたり、また径方向にずらしたり、高さ方向に位置を変えたりしてもよく、これらの配置を複合的に組み合わせてもよい。また、タンク本体１２０を貫通する吸込口１２３の中心軸Ｃを上下方向や径方向に傾かせる場合、水平面Ｈに対する吸込口１２３の中心軸Ｃの角度や垂直面に対する吸込口１２３の中心軸Ｃの角度は、４５度以下、より好ましくは３０度以下、さらに好ましくは２０度以下であるとよい。このような角度やオフセット量などは、タンク本体１２０に汚水を引き込む際の負圧の程度によって適切に設定するとよい。また、ここでは、吸込口１２３は、直線上の管路に付属した貫通孔が例示されているが、吸込口１２３に付属する管路１２３ａは湾曲していてもよい。

《仕切り２３４》
図９は、ここで提案される吸引タンク１００および負圧吸引式トイレ１０００の他の形態を示す概略図である。図９に示された吸引タンク１００では、張出部１２１の中心部分の開口１２１ａに仕切り２３４が取り付けられている。仕切り２３４は、張出部１２１の開口１２１ａに取り付けられており、張出部１２１の上側と下側とを仕切っている。仕切り２３４は、通気可能で、かつ、液体を遮断する。仕切り２３４としては、例えば、目の粗いスポンジや、通気性を有するシート材を重ねた複合材や、不織布シートなどを用いてもよい。

つまり、仕切り２３４は、吸引タンク１００の下側に吸引された汚水が、上側に上がらない構造を有し、かつ、吸引装置１４０による吸引タンク１００内の空気の吸引が可能なように通気性を有しているとよい。また、図示は省略するが、このような仕切りの上側あるいは下側に仕切り２３４をサポートする支持材を配置してもよい。支持材は、例えば、張出部１２１の開口１２１ａに装着される格子状の部材でもよい。支持材は、例えば、硬質のプラスチック材で構成してもよい。また、図示は省略するが、張出部１２１に設ける開口１２１ａは、張出部１２１の中心部に一つ設けてもよいし、中心部に複数設けてもよい。例えば、張出部１２１の中心部に、通気性を確保するための複数の小径の孔を有していてもよい。

《吸引装置１４０》
吸引装置は、例えば、吸気装置としてもよい。ここで、吸気装置としては、電動機で運転される送風機の背圧を利用した装置であり、一般的には掃除機に採用された機構を採用できる。例えば、電動モータで駆動する電動ファンを備え、空気を一定方向に送気する装置が挙げられる。吸引装置１４０としての機能は、吸引装置１４０の吸引仕事率が、高ければ高いほどよい。吸引装置１４０の吸引仕事率は、ＪＩＳ Ｃ９１０８の吸引仕事率の測定方法に準じて評価するとよい。吸引装置１４０の吸引仕事率の目安としては、タンク本体１２０の内容量が２０Ｌ以下である場合には、吸引装置１４０の吸引仕事率は、例えば、７０Ｗ以上であるとよい。また、タンク本体１２０の内容量が２０Ｌ以上である場合には、吸引装置１４０の吸引仕事率は、例えば、１００Ｗ以上であるとよい。

また、吸引装置１４０は、例えば、真空ポンプであってもよい。ここで、真空ポンプは、例えば、大気圧に対して、ゲージ圧で凡そ−３０ｋＰａ以上の真空度を実現できるものであればよく、より好ましくは−５０ｋｐａ以上の真空度を実現できるものであればよい。

《負圧吸引式トイレ１０００》
また、負圧吸引式トイレ１０００は、上述のように、ここで挙げられる吸引タンク１００と、便器本体５００と、便器本体５００とタンク本体１２０とを繋ぐ配管６００とを備えているとよい。この場合、便器本体５００は、底部に排出口５１０が設けられているとよい。配管６００は、便器本体５００の排出口５１０と、タンク本体１２０の吸込口１２３とを接続しており、排出口５１０、吸込口１２３および配管６００のうち少なくとも１箇所に開閉弁６１０が設けられているとよい。

また、制御装置７００は、上述のように、開閉弁６１０が閉じられた状態で吸引装置１４０の吸引を開始し、吸引装置１４０の吸引を開始したタイミングから予め定められた所定時間経過後に開閉弁６１０を開くように、開閉弁６１０と吸引装置１４０とを制御してもよい。これにより、タンク本体１２０内がある程度負圧になった状態で開閉弁６１０が開かれるので、吸引タンク１００による吸引力を高められ、負圧吸引式トイレ１０００として、便器本体５００からより確実に汚物を吸い込むことができる。また、制御装置７００は、開閉弁６１０が閉じられた状態で吸引装置１４０の吸引を開始し、吸引装置１４０の吸引を開始したタイミングから開閉弁６１０を開くまでの時間を適宜に変更し、吸引力が異なるモードを設けてもよい。この場合、負圧吸引式トイレ１０００は、使用者の操作に基づいて、大便を含む汚物を吸引する場合と、大便を含まない汚物を吸引する場合とで、吸引力が異なるモードが選択できる操作部を備えていてもよい。

以上、本発明の一実施形態に係る吸引タンク１００および負圧吸引式トイレ１０００および種々の変形例を説明したが、本発明は特に言及されない限りにおいて上述した実施形態および変形例に限定されず、さらに種々の変形例が含まれる。

本発明は、吸引タンクおよび負圧吸引式トイレとして産業上利用可能である。

１００ 吸引タンク
１２０ タンク本体
１２０ａ 支持部（段差）
１２０ｂ 底面
１２１ 張出部
１２１ａ 開口
１２２ 吸出口
１２３ 吸込口
１２３ａ 管路
１２４ 廃棄口
１２５ 蓋
１２５ａ 蓋部
１２５ｂ 挿入部
１２５ｂ１ 溝
１２５ｂ２ シール材
１４０ 吸引装置
１４２ 配管
１４３ ミストセパレータ
１４３ａ ドレン管
１４３ｂ 還流口
１４４ 開閉弁
２００ 環状部材
２１０ 基部
２１０ａ フランジ
２２０ 庇部
２２０ａ 摘まみ部
２３１ シール材
２３１ａ 基部
２３１ｂ 突出部
２３２ 溝
２３４ 仕切り
５００ 便器本体
５１０ 排出口
６００ 配管
６１０ 開閉弁
７００ 制御装置
１０００ 負圧吸引式トイレ
Ｃ 吸込口１２３の中心軸
Ｄ タンク本体１２０の中心軸
Ｈ 水平面
Ｋ 張出部１２１の高さ
Ｒ タンク本体１２０の内径
Ｓ１ 上部領域
Ｓ２ 下部領域
Ｔ 接線
Ｗ 流入方向
Ｘ 基準位置

Claims (15)

1. 筒形の内周面を備えたタンク本体と、
   前記タンク本体内の気体を外部に吸い出す吸引装置と
   を備え、
   前記タンク本体は、
   前記タンク本体の高さ方向の中間部において、前記タンク本体の内周面から周方向に連続して内径側に張り出した張出部と、
   前記張出部よりも上側に設けられ、前記タンク本体の外側において前記吸引装置が接続された吸出口と、
   前記張出部よりも下側に設けられ、前記タンク本体の内周面に沿って前記タンク本体を貫通した吸込口と
   を備え、
   前記吸引装置は、前記タンク本体内に大気圧に対してゲージ圧で−３０ｋＰａ以上の真空度の負圧を形成することができ、
   前記吸込口は、前記吸引装置によって前記タンク本体内に形成された前記負圧によって、当該吸込口から前記タンク本体内に導入される液体が、前記張出部の下でタンク本体の内周面に沿って旋回するように、前記タンク本体の内周面と滑らかに連続している、
   吸引タンク。
2. 前記張出部の下面は、前記タンク本体の内方に向かうにつれて下方に延びている、請求項１に記載された吸引タンク。
3. 前記タンク本体の内周面の断面形状は、円形である、請求項１または２に記載された吸引タンク。
4. 前記張出部が前記タンク本体の内周面から前記タンク本体の内径側に張り出した高さＫは、前記タンク本体の内周面から前記タンク本体の内径Ｒに対して、０．０５Ｒ≦Ｋ≦０．９Ｒの関係を有する、請求項３に記載された吸引タンク。
5. 前記張出部は、前記タンク本体の内周面の接線に対する直交方向で、前記タンク本体の内周面から前記タンク本体の内側に張り出した高さＫは、２ｃｍ以上である、請求項１から４までの何れか一項に記載された吸引タンク。
6. 前記張出部は、前記タンク本体とは別体で設けられている、請求項１から５までの何れか一項に記載された吸引タンク。
7. 前記張出部は、タンク本体の吸出口と吸込口との間の中間部に装着される環状部材である、請求項６に記載された吸引タンク。
8. 前記張出部は、前記タンク本体の内周面との隙間をシールするシール材を有している、
   請求項６または７に記載された吸引タンク。
9. 前記張出部の内径側には、張出部の上側と下側とを仕切る仕切りが取り付けられており、前記仕切りは、通気可能で、かつ、液体を遮断する、請求項１から８までの何れか一項に記載された吸引タンク。
10. 前記タンク本体の底には、廃棄口が設けられている、請求項１から９までの何れか一項に記載された吸引タンク。
11. 前記タンク本体の底面は、少なくとも前記廃棄口の周りにおいて、前記廃棄口に向けて徐々に低くなっている、請求項１０に記載された吸引タンク。
12. 前記吸引装置は、電動機で運転される送風機の背圧を利用した吸気装置である、請求項１から１１までの何れか一項に記載された吸引タンク。
13. 前記吸引装置は、真空ポンプである、請求項１から１１までの何れか一項に記載された吸引タンク。
14. 請求項１から１３までの何れか一項に記載された吸引タンクと、
    便器本体と、
    前記便器本体と前記タンク本体とを繋ぐ配管と
    を備え、
    前記便器本体は、底部に排出口が設けられており、
    前記配管は、
    前記便器本体の前記排出口と、前記タンク本体の前記吸込口とを接続しており、
    前記排出口、前記吸込口および前記配管のうち少なくとも１箇所に開閉弁が設けられている、
    負圧吸引式トイレ。
15. 前記開閉弁を操作する制御装置を備え、
    前記制御装置は、前記開閉弁が閉じられた状態で前記吸引装置の吸引を開始し、
    前記吸引装置の吸引を開始したタイミングから予め定められた所定時間経過後に前記開閉弁を開く、請求項１４に記載された負圧吸引式トイレ。

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