JP6900726B2 - 圧送装置、およびトイレ装置 - Google Patents

Description

本発明の態様は、一般に、圧送装置、およびトイレ装置に関する。

住宅などに設けられたトイレ装置においては、便器から下水管までの排水管の傾斜勾配を利用して排水が行なわれる。排水管は建築時に設置されるため、後からトイレ装置を増設したり、移設したりするのは困難である。また、トイレ室まで移動することが困難な高齢者や要介護者などが生活する環境においては、例えば、ベッドの隣などにトイレ装置を設置したいという要望がある。そこで、設置場所の自由度が高いトイレ装置として、圧送装置を備えたトイレ装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

圧送装置を備えたトイレ装置は、排水管の傾斜勾配を利用して汚水を下水管に到達させるのではなく、便器に接続された貯留槽内に設けられたポンプにより汚水を下水管に到達させる。この場合、使用者が排便後に水を流すと、水と共に汚物が貯留槽内に導入される。そして、ポンプが作動すると汚物が粉砕され、粉砕された汚物と水とが配管を介して排水管に圧送される。そのため、既存の下水管の位置によって設置場所が制限されないので、トイレ装置の設置場所の自由度を高めることができる。

ここで、貯留槽内に存在する空気の逃げ道がないと、貯留槽内への水の導入に伴い貯留槽内の空気圧が上昇し、貯留槽内への水と汚物の導入が阻害されるおそれがある。貯留槽内への水と汚物の導入が阻害されると、便器のボウル部に汚物の一部が残留するおそれがある。この場合、貯留槽に孔を設け、孔を介して空気の一部を放出すれば、貯留槽内の空気圧が上昇するのを抑制することができる。ところが、この様にすると、貯留槽内の空気とともに悪臭が貯留槽外に放出されることになる。
そこで、貯留槽内の空気圧が上昇するのを抑制することができる技術の開発が望まれていた。

特許第５８８４２７９号公報

本発明の態様は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、貯留槽内の空気圧が上昇するのを抑制することができる圧送装置、およびトイレ装置を提供する。

第１の発明は、便器と接続され、汚水を圧送する圧送装置であって、前記汚水を貯留する貯留槽と、前記貯留槽内に設けられ、遠心力によって、外部の排水管に接続された圧送排水管へ前記汚水を圧送する圧送手段と、を備え、前記圧送排水管には、前記貯留槽内と連通する開口が設けられ、前記圧送手段は、モータを備え、前記モータは、所定の回転数で所定時間圧送運転を行い、前記所定の回転数で圧送運転を行った後、逆回転する、または、前記モータは、第１の回転数で所定の時間圧送運転を行い、前記第１の回転数で所定の時間圧送運転を行った後、前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で圧送運転を行う、または、前記モータは、圧送運転を開始した後、所定の時間の経過後、前記圧送運転を停止し、前記圧送運転を停止してから所定の時間経過後に再び前記圧送運転を開始することで、前記圧送排水管内の汚水を圧送している際に、前記圧送排水管を流れる汚水の速度を変化させて、前記圧送排水管内に負圧の領域を形成するように制御されており、前記モータは、前記負圧の領域が前記開口の設けられる位置に形成されるように制御されると共に、前記汚水の速度を繰り返し変化させることで、前記負圧の領域が順次形成されるように制御されている圧送装置である。
貯留槽に空気の逃げ道がないと貯留槽内の空気圧が上昇し、便器からの水と汚物の流入が阻害されることになる。この圧送装置によれば、圧送排水管内に負圧の領域を形成し、貯留槽内の空気を開口を介して負圧の領域に流入させることができる。そのため、貯留槽内の空気圧の上昇を抑制することができるので、便器からの水と汚物が貯留槽内に流入するのが容易となる。

第２の発明は、第１の発明において、前記開口には逆止弁が設けられている圧送装置である。
開口に逆止弁を設ければ、貯留槽から開口を介して圧送配管内に引き込まれた空気が、再び貯留槽に流入するのを抑制することができる。そのため、圧送排水管に引き込まれた空気を、より確実に外部の排水管に圧送することができる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、前記圧送排水管は、前記貯
留槽内を上下方向に延びる配管を有し、前記開口は、前記配管に設けられている圧送装置である。
この圧送装置によれば、貯留槽内を上下方向に延びる配管に開口を設ければ、貯留槽内の任意の位置に開口を設けることが容易となる。また、貯留槽内を上下方向に延びる配管を設ければ、後述するサイホン現象を発現させることが容易となる。

第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記開口は、前記貯留槽の高さ方向の中心よりも上方に設けられている圧送装置である。
貯留槽内の空気は、貯留槽内の上方に溜まる。開口を貯留槽の高さ方向の中心よりも上方に設ければ、貯留槽内の空気を開口を介して圧送排水管内に引き込むことが容易となる。

第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記開口を前記圧送排水管の外側から見た場合に、前記開口は、前記圧送排水管を流れる前記汚水の流れ方向に対して上流側、または下流側、または前記汚水の流れ方向に対して略垂直な方向を向いている圧送装置である。
開口が圧送排水管を流れる汚水の流れ方向に対して上流側を向いていれば、圧送排水管内を流れる汚水が開口から貯留槽内に流れ込むのを抑制することができる。
開口が圧送排水管を流れる汚水の流れ方向に対して下流側を向いていれば、開口を貯留槽内の上方に設けることが容易となる。
開口が圧送排水管を流れる汚水の流れ方向に対して略垂直な方向を向いていれば、開口の形成が容易となる。

第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記開口の面積は、前記圧送排水管の流路断面積よりも小さい圧送装置である。
開口の面積が、圧送排水管の流路断面よりも小さくなっていれば、圧送排水管を流れる汚水が開口から貯留槽内に流れ込むのを抑制することができる。

第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記便器は、サイホン現象が発現可能に構成され、前記便器は、前記発現させたサイホン現象により、水と汚物とを排出する圧送装置である。
サイホン式の便器であれば、発現したサイホン現象により空気がさらに巻き込まれやすくなり、洗い落とし式の便器に比べて貯留槽内の空気の量がさらに増加するおそれがある。この圧送装置によれば、サイホン式の便器であっても貯留槽内の空気の量が増加するのを抑制することができる。そのため、サイホン式の便器であっても、水と汚物が貯留槽内に流入するのが容易となる。

第８の発明は、第１〜第７のいずれか１つの発明において、前記圧送排水管は、サイホン現象が発現可能に構成され、前記開口の下流において、前記発現させたサイホン現象により、前記汚水を搬送する圧送装置である。
この圧送装置によれば、発現させたサイホン現象による吸引力を利用して汚水と取り込んだ空気とを排水管に送り出すことができる。

第９の発明は、便器と、前記便器に接続された上記の圧送装置と、を備えたトイレ装置である。
このトイレ装置によれば、貯留槽内の空気圧の上昇を抑制することができるので、便器からの水と汚物が貯留槽内に流入するのが容易となる。

本発明の態様によれば、貯留槽内の空気圧が上昇するのを抑制することができる圧送装置、およびトイレ装置を提供できる。

本発明の実施の形態に係る圧送装置を備えたトイレ装置を例示するための斜視図である。 圧送装置を備えたトイレ装置を例示するための構成図である。 圧送装置を例示するための断面図である。 圧送排水管内における負圧の発生を例示するための概念図である。 （ａ）、（ｂ）は、負圧の領域３５ｄの形成と移動を例示するための概念図である。 比較例に係るトイレ装置の動作を例示するためのタイミングチャートである。 本実施の形態に係るトイレ装置１の動作を例示するためのタイミングチャートである。 開口３５ａ１の他の配設形態を例示するための断面図である。 開口３５ａ１の他の配設形態を例示するための断面図である。 開口３５ａ１の他の配設形態を例示するための断面図である。 開口３５ａ１の他の配設形態を例示するための断面図である。 開口３５ａ１の他の配設形態を例示するための断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。尚、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
トイレ装置には、大きく分けて、洗い落とし式のトイレ装置と、サイホン式のトイレ装置とがある。洗い落とし式のトイレ装置は、ロータンクなどに貯留されている水の位置エネルギーを利用して水と汚物を貯留槽内に導入する。サイホン式のトイレ装置は、便器内に設けられた屈曲した排水管路によりサイホン現象を発現させ、サイホン現象による吸引力を利用して水と汚物を貯留槽内に導入する。
またさらに、トイレ装置には、サイホンジェット式のトイレ装置や、フラップ弁を設けたフラップ弁式のトイレ装置などもある。
本実施の形態に係る圧送装置は、各種方式のトイレ装置に設けることができる。
以下においては、一例として、圧送装置を備えたサイホン式のトイレ装置を例に挙げて説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る圧送装置を備えたトイレ装置を例示するための斜視図である。
図２は、圧送装置を備えたトイレ装置を例示するための構成図である。
図１および図２に示すように、トイレ装置１は、便器２、圧送装置３、給水管４、排水管５、および制御部６を備えている。

便器２には、ボウル部２０、給水装置２１、排水管路２２、脚２３、およびアームレスト２４が設けられている。
ボウル部２０は、便器２内において前方側に設けられ、汚物および給水装置２１から供給された水を受ける。
給水装置２１は、給水弁２１ａ、および導水路２１ｂを有する。給水弁２１ａは、給水管４と導水路２１ｂとの間に設けられている。給水弁２１ａは、導水路２１ｂからの吐水の開始と吐水の停止とを切り替える。給水弁２１ａは、例えば、電磁バルブなどとすることができる。導水路２１ｂは、ボウル部２０の上方に設けられ、給水管４から供給された水をボウル部２０に供給する。

排水管路２２は、便器２内に設けられている。排水管路２２の一端は、ボウル部２０の底部に接続されている。排水管路２２の他端は、圧送装置３に接続されている。排水管路２２は、屈曲した形態を有し、サイホン現象が発現するようになっている。
脚２３は、便器２の底面に複数設けられている。複数の脚２３は、トイレ装置１の設置場所において、便器２を支持する。
アームレスト２４は、例えば、便器２や圧送装置３などに取り付けることができる。図１に例示をしたアームレスト２４は、跳ね上げ式のアームレストである。アームレスト２４が設けられていれば、使用者の立ち座りをサポートすることができ、さらに、使用者が座った状態においてバランスを保つことができる。

給水管４の一端は給水弁２１ａに接続され、給水管４の他端は水道などの水源に接続されている。給水管４は、例えば、可撓性を有する配管とすることができる。
排水管５の一端は圧送装置３に接続され、排水管５の他端は下水管などに接続されている。排水管５は、例えば、可撓性を有する配管とすることができる。

制御部６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリなどを備えたコンピュータとすることができる。制御部６は、例えば、メモリに格納されているプログラムに基づいて、給水弁２１ａや、圧送装置３に設けられたモータ３３ｄの動作を制御する。また、制御部６には、操作部６ａと報知部６ｂを電気的に接続することができる。
操作部６ａは、例えば、便器洗浄を開始させるための洗浄スイッチなどとすることができる。使用者は、操作部６ａに所望の操作指令を入力することができる。例えば、使用者が操作部６ａに洗浄動作の開始を入力すると、その操作指令は制御部６に送信される。制御部６はメモリに格納されているプログラムに基づいて、給水弁２１ａを所定の時間開き、導水路２１ｂからボウル部２０に水を供給して洗浄を行う。また、制御部６はメモリに格納されているプログラムに基づいて、圧送装置３に設けられたモータ３３ｄを制御して、汚物を粉砕するとともに、粉砕された汚物と水（以下、汚水と称する）とを排水管５に圧送する。
なお、圧送装置３の動作に関する詳細は後述する。
報知部６ｂは、ＬＥＤランプや小型スピーカーなどを備え、操作指令や状態情報を視覚や音により報知する。また、報知部６ｂは、制御部６からの信号に基づいて、ＬＥＤランプを点灯又は点滅させたり、小型スピーカーから警告音を発生させたりすることで、使用者に異常を知らせることもできる。

圧送装置３は、排水管路２２と排水管５との間に設けられている。圧送装置３は、排水管路２２を介して水とともに流入した汚物を粉砕し、汚水として排水管５に圧送する。
図３は、圧送装置３を例示するための断面図である。
図３に示すように、圧送装置３には、貯留槽３１、粉砕部３２、ポンプ３３、空気収納部３４、圧送排水管３５が設けられている。
貯留槽３１は、箱状を呈している。貯留槽３１は、例えば、気密構造および水密構造を有するものとすることができる。貯留槽３１は、汚水を貯留する。
粉砕部３２は、貯留槽３１内に設けられている。粉砕部３２は、粉砕槽３２ａ、および回転部３２ｂを有する。

粉砕槽３２ａは、筒状を呈し、貯留槽３１内に設けられている。粉砕槽３２ａの一方の端部は、貯留槽３１の上面に設けられている。粉砕槽３２ａの他方の端部は、貯留槽３１内の底面側に設けられている。粉砕槽３２ａは、貯留槽３１と一体に形成することもできるし、貯留槽３１に接合することもできるし、ネジなどの締結部材を用いて貯留槽３１に取り付けることもできる。

粉砕槽３２ａの下部には、排水管路２２が接続されている。そのため、粉砕槽３２ａ内には、水と汚物が流入する。この際、粉砕槽３２ａ内に存在する空気の逃げ道がないと、水と汚物が流入することで粉砕槽３２ａ内の空気圧が上昇し、水と汚物の流入が阻害されることになる。そのため、粉砕槽３２ａの上部には開口３２ａ１が設けられている。開口３２ａ１を設ければ、水と汚物が流入した際に粉砕槽３２ａ内の空気を貯留槽３１内に逃がすことができるので、水と汚物の流入が阻害されるのを抑制することができる。また、粉砕槽３２ａの下部には、複数の開口３２ａ２が設けられている。

回転部３２ｂは、粉砕槽３２ａ内に設けられている。回転部３２ｂは、粉砕槽３２ａ内の、複数の開口３２ａ２が設けられた領域に設けることができる。回転部３２ｂは、回転軸３３ｃを介してモータ３３ｄにより回転する。回転部３２ｂは、基部３２ｂ１、円板３２ｂ２、および突起３２ｂ３を有する。基部３２ｂ１は、筒状を呈し、回転軸３３ｃに取り付けられている。円板３２ｂ２は、基部３２ｂ１の下端に設けられている。突起３２ｂ３は、円板３２ｂ２の上面に複数設けられている。複数の突起３２ｂ３を設ければ、汚物が引っ掛かり易くなるので、汚物の粉砕と、粉砕された汚物と水との撹拌が容易となる。

図３中の矢印は、汚物および水の流動状態を表している。粉砕槽３２ａ内に流入した水と汚物は、粉砕槽３２ａ内を下降し、回転している円板３２ｂ２の近傍に到達する。円板３２ｂ２に到達した水と汚物は、円板３２ｂ２の外周側に移動し、粉砕槽３２ａの内壁に衝突し、粉砕槽３２ａの内壁に沿って上昇し、粉砕槽３２ａの中心側に移動しながら再び回転している円板３２ｂ２の近傍に到達する。そのため、汚物は、粉砕槽３２ａ内を循環しながら撹拌、粉砕される。この様にして生成された汚水は、複数の開口３２ａ２を介して、粉砕槽３２ａ内から貯留槽３１内に供給される。この際、開口３２ａ２より小さく粉砕された汚物のみが、貯留槽３１内に供給される。

ポンプ３３は、汚水を圧送する。ポンプ３３の種類には特に限定はないが、比較的小型且つ安価で高揚程が実現可能な遠心式ポンプとすることが好ましい。以下においては一例として、ポンプ３３が遠心式ポンプである場合を例に挙げて説明する。
ポンプ３３は、ポンプ室３３ａ、インペラ３３ｂ、回転軸３３ｃ、およびモータ３３ｄを有する。本実施の形態においては、ポンプ室３３ａおよびインペラ３３ｂが、貯留槽３１内に設けられ、遠心力によって、外部の排水管５に接続された圧送排水管３５へ汚水を圧送する圧送手段となる。

ポンプ室３３ａは、粉砕槽３２ａの底面に設けられている。ポンプ室３３ａは、粉砕槽３２ａと一体に形成することもできるし、粉砕槽３２ａに接合することもできるし、ネジなどの締結部材を用いて粉砕槽３２ａに取り付けることもできる。

インペラ３３ｂは、ポンプ室３３ａ内に設けられている。インペラ３３ｂは、回転軸３３ｃに取り付けられている。インペラ３３ｂは、複数の羽根３３ｂ１を有する。複数の羽根３３ｂ１は、例えば、同じ形状を有し、平面視において回転軸３３ｃの中心を中心として点対称となるように設けることができる。

回転軸３３ｃは、粉砕槽３２ａ内を上下方向に延びている。回転軸３３ｃの一方の端部は、モータ３３ｄと接続されている。回転軸３３ｃは、カップリングなどを介してモータ３３ｄの回転軸と接続することもできるし、モータ３３ｄの回転軸を回転軸３３ｃとすることもできる。

モータ３３ｄは、回転軸３３ｃを介して、回転部３２ｂおよびインペラ３３ｂを回転させる。モータ３３ｄの種類には特に限定はないが、可変速制御が可能なものとされている。モータ３３ｄは、例えば、ＤＣブラシレスモータなどとすることができる。モータ３３ｄは、貯留槽３１外に設けることができる。モータ３３ｄは、例えば、ケーシング３３ｄ１を介して貯留槽３１の上面に設けることができる。

モータ３３ｄによりインペラ３３ｂが回転すると、図３中の矢印で表したように、粉砕槽３２ａ内にある汚水が開口３２ａ２を介して貯留槽３１内に流入する。貯留槽３１内に流入した汚水は、ポンプ室３３ａの開口３３ａ３を介してポンプ室３３ａ内に流入し、圧送排水管３５に圧送される。

空気収納部３４は、貯留槽３１外に設けられている。空気収納部３４は、貯留槽３１と連通し、貯留槽３１内の空気を収納する。空気収納部３４は、貯留槽３１内の空気が存在する部分と接続される。そのため、空気収納部３４は、貯留槽３１の上面や、側面の上部に設けることが好ましい。空気収納部３４は、袋状を呈し、可撓性を有するシート状材料から形成されている。前述したように、水と汚物が粉砕槽３２ａ内に流入すると、粉砕槽３２ａ内の空気が開口３２ａ１を介して貯留槽３１内に流入する。貯留槽３１は気密構造を有しているので、空気の逃げ道がないと貯留槽３１内の空気圧、ひいては粉砕槽３２ａ内の空気圧が上昇し、水と汚物の流入が阻害されることになる。そのため、貯留槽３１内の空気圧、ひいては粉砕槽３２ａ内の空気圧を調整するために空気収納部３４が設けられている。空気収納部３４を設ければ、貯留槽３１内の空気圧が上昇した際に、貯留槽３１内の空気を空気収納部３４内に流入させることができる。そのため、貯留槽３１内の空気圧の上昇、ひいては粉砕槽３２ａ内の空気圧の上昇を抑制することができるので、水と汚物が粉砕槽３２ａ内に流入するのが容易となる。
なお、汚水がポンプ３３により圧送されると、貯留槽３１内の水位が下がり貯留槽３１内の空気の体積が増加するので、貯留槽３１内の空気圧が低下する。そのため、空気収納部３４内の空気の一部が貯留槽３１内に再び供給される。

圧送排水管３５の一端はポンプ室３３ａと接続され、圧送排水管３５の他端は圧送装置３の外部の排水管５と接続されている。圧送排水管３５は、配管３５ａ、配管３５ｂ、および配管３５ｃを有する。
配管３５ａの一端は貯留槽３１内に設けられ、配管３５ａの他端は貯留槽３１外に設けられている。配管３５ａは、貯留槽３１内を上下方向に延びている。配管３５ｂの一端は配管３５ａに接続され、配管３５ｂの他端は配管３５ｃに接続されている。なお、配管３５ｂは必ずしも必要ではなく、配管３５ａと配管３５ｃとが直接接続されるようにしてもよい。配管３５ｃは、貯留槽３１外に設けられている。配管３５ｃは、上下方向に延びている。配管３５ｃの排水管５側の端部は、ポンプ室３３ａと同じ位置、または、ポンプ室３３ａより下方に設けられている。そのため、圧送排水管３５は、サイホン現象を発現させることができる。サイホン現象を発現させることができれば、サイホン現象による吸引力を利用して汚水と取り込んだ空気とを排水管５に送り出すことができる。

ここで、水と汚物がボウル部２０から粉砕槽３２ａ内に流入する際に、空気が巻き込まれて粉砕槽３２ａ内に空気が流入する場合がある。粉砕槽３２ａ内に空気が流入すると空気の体積が増加するので、水と汚物が流入した際に粉砕槽３２ａ内の空気圧が上昇し易くなる。この場合、使用者がトイレ装置１を使用するたびに空気が粉砕槽３２ａ内に流入することになる。また、貯留槽３１は気密構造を有しているので、使用者がトイレ装置１を使用するたびに貯留槽３１内の空気の体積が徐々に増え続けることになる。この場合、空気収納部３４により貯留槽３１内の空気圧の上昇を抑えることができるが、空気収納部３４内に収納可能な空気の体積には限度がある。空気収納部３４内に空気が収納しきれなくなると、貯留槽３１内の空気圧の上昇、ひいては粉砕槽３２ａ内の空気圧の上昇が抑制できなくなり、粉砕槽３２ａ内への水と汚物の流入が阻害されることになる。

この場合、貯留槽３１に開口を設け、貯留槽３１内の空気の一部を外部に放出することもできるが、貯留槽３１内の空気とともに悪臭が貯留槽３１外に放出されることになる。 また、遠心式ポンプなどのポンプ３３は、回転軸の遠心方向に向かって流体を搬送するものであり、比重の軽いものは回転軸側に集まり、比重の重いものは回転軸の遠心方向側に集まる。つまり、遠心式ポンプなどのポンプ３３は、液体（水）を圧送することはできるが、液体（水）よりも比重の軽い気体（空気）を圧送することはできない。そのため、ポンプ３３により、汚水とともに貯留槽３１内の空気を貯留槽３１外に放出することも難しい。

本発明者は検討の結果、圧送排水管３５内を圧送される汚水の速度を変化させれば、圧送排水管３５内に負圧を発生させることができるとの知見を得た。
図４は、圧送排水管３５内における負圧の発生を例示するための概念図である。
図５（ａ）、（ｂ）は、負圧の領域３５ｄの形成と移動を例示するための概念図である。
圧送排水管３５内を圧送される汚水の速度を低下させると、汚水は、慣性力や、圧送排水管３５により発現したサイホン現象による吸引力により上流側に移動しようとする。一方、圧送排水管３５には管路抵抗があるので汚水の上流側への移動が阻害される。そのため、図４に示すように、汚水の上流側と、汚水の下流側との間に隙間が生じ、この領域３５ｄの圧力は負圧となる。

図３および図４に示すように、圧送排水管３５に貯留槽３１の内部と連通する開口３５ａ１を設ければ、貯留槽３１内の空気を圧送排水管３５内に流入させることができる。貯留槽３１内の空気が領域３５ｄ内に流入することで、領域３５ｄ内の空気圧が貯留槽３１内の空気圧とほぼ同じになる。

次に、図５（ａ）に示すように、汚水の速度を再び増加させると、下流側の汚水が上流に移動する。この際、領域３５ｄ内には空気があるので、上流側の汚水と下流側の汚水とが再び合体するのが阻害される。そのため、下流側の汚水が上流に移動することで、上流側の汚水が領域３５ｄを介して上流側に押し出される。
以降、汚水の速度を繰り返し変化させれば、図５（ｂ）に示すように、領域３５ｄが順次形成されるとともに、領域３５ｄ内の空気が排水管５に順次圧送される。そのため、貯留槽３１内の空気を排出することができる。

領域３５ｄの形成位置は、モータ３３ｄ（インペラ３３ｂ）の回転数により制御することができる。この場合、領域３５ｄの形成位置は、汚水の粘度、圧送排水管３５の管路抵抗、汚水の圧送速度などの影響を受け得る。そのため、モータ３３ｄの制御量は、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定することが好ましい。

図６は、比較例に係るトイレ装置の動作を例示するためのタイミングチャートである。 図６に示すように、洗浄スイッチ（操作部６ａ）をＯＮにすると、便器洗浄が開始される。すなわち、給水弁２１ａが開き、導水路２１ｂからボウル部２０に水が供給される。ボウル部２０に供給された水は、サイホン現象による吸引力で汚物とともに粉砕槽３２ａ内に流入する。次に、ポンプ３３のモータ３３ｄが動作し、汚物を粉砕するとともに、粉砕された汚物と水からなる汚水を排水管５に圧送する。そのため、貯留槽３１内の汚水の量が減少していく。前述したように、水と汚物がボウル部２０から粉砕槽３２ａ内に流入する際に、空気が巻き込まれて粉砕槽３２ａ内、ひいては貯留槽３１内の空気の量が増加する。貯留槽３１内の空気の量の増加は、使用者がトイレ装置１を使用するたびに生じることになる。

この場合、サイホン式のトイレ装置１であれば、発現したサイホン現象により空気がさらに巻き込まれやすくなり、貯留槽３１内の空気の量がさらに増加するおそれがある。
貯留槽３１内の空気の量が増加すると、貯留槽３１と連通する粉砕槽３２ａ内の空気圧が上昇し、水と汚物の流入が阻害されることになる。

図７は、本実施の形態に係るトイレ装置１の動作を例示するためのタイミングチャートである。
図７に示すように、洗浄スイッチ（操作部６ａ）をＯＮにすると、便器洗浄が開始される。すなわち、給水弁２１ａが開き、導水路２１ｂからボウル部２０に水が供給される。ボウル部２０に供給された水は、サイホン現象による吸引力で汚物とともに粉砕槽３２ａ内に流入する。次に、ポンプ３３のモータ３３ｄが動作し、汚物を粉砕するとともに、粉砕された汚物と水からなる汚水を排水管５に圧送する。この際、モータ３３ｄを制御して、圧送される汚水の速度を変化させる。そのため、貯留槽３１内の汚水の量が段階的に減少していく。また、前述したように、モータ３３ｄを制御して、圧送排水管３５の開口３５ａ１の位置に負圧の領域３５ｄが形成される様にする。そのため、貯留槽３１内の空気が領域３５ｄに流入し、領域３５ｄの形成と移動を繰り返すことで貯留槽３１内の空気が段階的に排出される。そのため、サイホン式の便器２であっても、貯留槽３１と連通する粉砕槽３２ａ内の空気圧が上昇し、水と汚物の流入が阻害されるのを抑制することができる。

図７においては、ポンプ３３（モータ３３ｄ）は、圧送運転を開始した後、所定の時間の経過後、圧送運転を停止し、圧送運転を停止してから所定の時間経過後に再び圧送運転を開始するようにしている。すなわち、モータ３３ｄの起動と停止を繰り返す断続運転を行う場合を例示した。
しかしながら、ポンプ３３の運転形態はこれに限定されるわけではない。
例えば、ポンプ３３（モータ３３ｄ）は、第１の回転数で所定の時間圧送運転を行い、第１の回転数で所定の時間圧送運転を行った後、第１の回転数よりも低い第２の回転数で圧送運転を行う様にしてもよい。すなわち、モータ３３ｄは、減速運転と加速運転を繰り返す様にしてもよい。この様にしても、負圧の領域３５ｄの形成と、領域３５ｄへの空気の流入と、空気が流入した領域３５ｄの移動とを行うことができる。すなわち、前述した場合と同様の作用効果を得ることができる。
また、モータ３３ｄ（モータ３３ｄ）は、所定の回転数で所定時間圧送運転を行い、所定の回転数で圧送運転を行った後、逆回転することもできる。遠心式ポンプであるポンプ３３のインペラ３３ｂは、所定の方向に回転すれば汚水を圧送できるが、逆方向に回転すれば効率が低下して汚水の圧送が抑制される。そのため、この様にしても、負圧の領域３５ｄの形成と、領域３５ｄへの空気の流入と、空気が流入した領域３５ｄの移動とを行うことができる。すなわち、前述した場合と同様の作用効果を得ることができる。

また、開口３５ａ１の面積は、圧送排水管３５（配管３５ａ）の流路断面積（配管３５ａが延びる方向と直交する方向における内断面積）よりも小さくなっている。開口３５ａ１の面積が、圧送排水管３５の流路断面よりも小さくなっていれば、圧送排水管３５を流れる汚水が開口３５ａ１から貯留槽３１内に流れ込むのを抑制することができる。
また、開口３５ａ１は、貯留槽３１の高さ方向の中心よりも上方に設けることが好ましい。貯留槽３１内の空気は、貯留槽３１内の上方に溜まる。開口３５ａ１を貯留槽３１の高さ方向の中心よりも上方に設ければ、貯留槽３１内の空気を開口３５ａ１を介して圧送排水管３５内に引き込むことが容易となる。
また、図３に示すように、開口３５ａ１には逆止弁３６を設けることもできる。開口３５ａ１に逆止弁３６を設ければ、貯留槽３１から開口３５ａ１を介して圧送配管３５内に引き込まれた空気が、再び貯留槽３１に流入するのを抑制することができる。そのため、圧送排水管３５に引き込まれた空気を、より確実に外部の排水管５に圧送することができる。

図８〜図１２は、開口３５ａ１の他の配設形態を例示するための断面図である。
図３に例示をした開口３５ａ１は、配管３５ａに直接設けられているが、図８〜図１２に例示をした開口３５ａ１は、配管３５ａの側面に接続された配管３５ａ２の開口を開口３５ａ１としている。配管３５ａの側面に接続された配管３５ａ２を設ければ、開口３５ａ１を任意の位置に設けることができる。

この場合、図８および図１１に示すように、開口３５ａ１を圧送排水管３５の外側から見た場合に、開口３５ａ１は、配管３５ａを流れる汚水の流れ方向に対して上流側を向くようにすることができる。
この様にすれば、圧配管３５ａ内を流れる汚水が開口３５ａ１から貯留槽３１内に流れ込むのを抑制することができる。
また、配管３５ａ２は、図８に示すように真っ直ぐな形態を有していてもよいし、図１１に示すように屈曲した形態を有していてもよい。
また、図８に示すように、配管３５ａ２の中心軸が、配管３５ａの中心軸に対して傾斜している様にすることもできる。

また、図９に示すように、開口３５ａ１を圧送排水管３５の外側から見た場合に、開口３５ａ１は、配管３５ａを流れる汚水の流れ方向に対して略垂直な方向を向くようにすることができる。
この様にすれば、開口３５ａ１の形成が容易となる。

また、図１０および図１２に示すように、開口３５ａ１を圧送排水管３５の外側から見た場合に、開口３５ａ１は、配管３５ａを流れる汚水の流れ方向に対して下流側を向くようにすることができる。
この様にすれば、開口３５ａ１を貯留槽３１内の上方に設けることが容易となる。貯留槽３１内の空気は、貯留槽３１内の上方に溜まる。開口３５ａ１が貯留槽３１内の上方に設けられていれば、貯留槽３１内の空気を圧送排水管３５内に引き込むことが容易となる。
この場合、配管３５ａ２は、図１０に示すように真っ直ぐな形態を有していてもよいし、図１２に示すように屈曲した形態を有していてもよい。
また、図１０に示すように、配管３５ａ２の中心軸が、配管３５ａの中心軸に対して傾斜している様にすることもできる。

以上、実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１ トイレ装置、２ 便器、３ 圧送装置、４ 給水管、５ 排水管、６ 制御部、２０ ボウル部、２１ 給水装置、２２ 排水管路、３１ 貯留槽、３２ 粉砕部、３２ａ 粉砕槽、３２ｂ 回転部、３３ ポンプ、３３ａ ポンプ室、３３ｂ インペラ、３３ｃ 回転軸、３３ｄ モータ、３４ 空気収納部、３５ 圧送排水管、３５ａ 配管、３５ａ１ 開口、３５ａ２ 配管、３５ｂ 配管、３５ｃ 配管

Claims (9)

1. 便器と接続され、汚水を圧送する圧送装置であって、
   前記汚水を貯留する貯留槽と、
   前記貯留槽内に設けられ、遠心力によって、外部の排水管に接続された圧送排水管へ前記汚水を圧送する圧送手段と、
   を備え、
   前記圧送排水管には、前記貯留槽内と連通する開口が設けられ、
   前記圧送手段は、モータを備え、
   前記モータは、所定の回転数で所定時間圧送運転を行い、前記所定の回転数で圧送運転を行った後、逆回転する、または、
   前記モータは、第１の回転数で所定の時間圧送運転を行い、前記第１の回転数で所定の時間圧送運転を行った後、前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で圧送運転を行う、または、
   前記モータは、圧送運転を開始した後、所定の時間の経過後、前記圧送運転を停止し、前記圧送運転を停止してから所定の時間経過後に再び前記圧送運転を開始することで、前記圧送排水管内の汚水を圧送している際に、前記圧送排水管を流れる汚水の速度を変化させて、前記圧送排水管内に負圧の領域を形成するように制御されており、
   前記モータは、前記負圧の領域が前記開口の設けられる位置に形成されるように制御されると共に、前記汚水の速度を繰り返し変化させることで、前記負圧の領域が順次形成されるように制御されている圧送装置。
2. 前記開口には逆止弁が設けられている請求項１記載の圧送装置。
3. 前記圧送排水管は、前記貯留槽内を上下方向に延びる配管を有し、
   前記開口は、前記配管に設けられている請求項１または２に記載の圧送装置。
4. 前記開口は、前記貯留槽の高さ方向の中心よりも上方に設けられている請求項１〜３のいずれか１つに記載の圧送装置。
5. 前記開口を前記圧送排水管の外側から見た場合に、前記開口は、前記圧送排水管を流れる前記汚水の流れ方向に対して上流側、または下流側、または前記汚水の流れ方向に対して略垂直な方向を向いている請求項１〜４のいずれか１つに記載の圧送装置。
6. 前記開口の面積は、前記圧送排水管の流路断面積よりも小さい請求項１〜５のいずれか
   １つに記載の圧送装置。
7. 前記便器は、サイホン現象が発現可能に構成され、前記便器は、前記発現させたサイホン現象により、水と汚物とを排出する請求項１〜６のいずれか１つに記載の圧送装置。
8. 前記圧送排水管は、サイホン現象が発現可能に構成され、
   前記開口の下流において、前記発現させたサイホン現象により、前記汚水を搬送する請求項１〜７のいずれか１つに記載の圧送装置。
9. 便器と、
   前記便器に接続された請求項１〜８のいずれか１つに記載の圧送装置と、
   を備えたトイレ装置。」

Images