JP2001294155A - 移動体用給排水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動体内で使用される水を効率よく使用する
移動体用給排水装置を提供する。 【解決手段】 給排水装置１では、洗面所や手洗い等か
ら排出されたような比較的きれいな排水を中間タンク２
０に一時的に貯留し、これを水洗便所５０の洗浄水とし
て再利用する形態をとっている。このため、浄水タンク
１０に貯留された浄水を従来より節約でき、当該浄水タ
ンク１０への補水の時間間隔を従来よりも長くとること
ができる。この結果、車両への補水時間を短縮あるいは
カットすることができ、その運用コストの低減を図るこ
とができる。また、かかる構成をとることにより、従来
車両に設置されていなかった洋式便所用の洗浄便座を設
置することができ、利用客へのサービスの向上を図るこ
ともできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両、船舶、
航空機等の移動体内に搭載された水を効率よく使用する
ための移動体用給排水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば鉄道車両における給排水シ
ステムでは、給水については、浄水を貯留する浄水タン
クから空圧機構や電動ポンプ等を用いて便所や洗面所に
水を供給する形態をとっている。一方、排水について
は、便所からの汚水を配管を通じて汚水タンクに溜め、
洗面所や手洗いからの排水をそのまま車外へ捨てる方式
が主流となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、鉄道車両に
は、便所や洗面所、或いは供食設備等に使用する水を貯
留した浄水タンクが搭載されている。しかしながら、こ
の浄水タンクに貯留される浄水の量は決まっているた
め、水を消費する機器類については使用する水量を制限
し、水を無駄に消費しないようにする必要がある。一
方、浄水タンクの容積は、機器類の艤装スペースを犠牲
にすることや、積載水量の増加に伴う車両重量の増加を
避けるために、劇的に拡大することは困難である。この
ことは、鉄道車両に限らず、船舶、航空機その他の移動
体についても同様にいえることである。

【０００４】そこで、本発明は、移動体内で使用される
水を効率よく使用する移動体用給排水装置を提供するこ
とにより、移動体の運行効率の向上、移動体内での機器
構成上の自由度の向上、さらには節約された水を用いた
移動体内におけるサービスの向上を可能にすることを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み、本発明
に係る請求項１に記載の移動体用給排水装置（以下、単
に「給排水装置」という）は、移動体内にて使用される
浄水を貯留する浄水タンクと、この浄水タンクの浄水が
使用されて生じた排水の内、比較的きれいな二次水を一
時的に貯留する中間タンクと、これら浄水タンクの浄水
又は中間タンクの二次水を、移動体内に設置された水洗
便所の洗浄水として供給する給水手段と、この給水手段
により水洗便所に供給する洗浄水の供給源を、浄水タン
クと中間タンクとの間で切り替える給水切替手段とを備
えている。

【０００６】すなわち、本給排水装置では、例えば移動
体内に設置された洗面所や手洗いから排出されたような
比較的きれいな排水（二次水）を中間タンクに一時的に
貯留し、これを水洗便所の洗浄水として再利用する形態
をとっている。このため、浄水タンクに貯留された浄水
を従来より節約でき、当該浄水タンクへの補水の時間間
隔を従来よりも長くとることができる。この結果、移動
体がその補水のために費やす時間を全体として短くする
ことができ、従来より移動体のダイヤを効率的に設定す
ることができる。このことは、その移動体の運用コスト
の低減にもつながる。

【０００７】また、補水の時間間隔を従来通り行うとす
れば、浄水タンクの浄水を新たな用途に使用することに
より顧客へのサービスの向上を図ることもできる。例え
ば、従来、移動体に設置された洋式便所に洗浄便座が採
用されていなかった場合には、その洗浄水を浄水タンク
から供給することによりこれを採用することができる。
また、このように新たな用途に浄水を使用しない場合に
は、浄水タンク自体をより小型に構成することができ
る。このことは、移動体の省スペース化或いは軽量化等
につながり、移動体への負担を軽減することができる。

【０００８】ただし、この中間タンクには容量制限があ
るため、その内部に貯留された二次水のみでは洗浄水が
不足する場合が想定される。そのため、このような場合
には、給水切替手段が水洗便所に供給する洗浄水の供給
源を、中間タンクから浄水タンク側に切り替えることに
より、洗浄水を賄うことができる構成となっている。

【０００９】この給水切替手段の具体的態様としては種
々考えられるが、例えば請求項２に記載のように、中間
タンク内の二次水の水位を検出する水位センサと、この
水位センサの検出状態に応じて、水洗便所に供給する洗
浄水の供給源を浄水タンクと中間タンクとの間で切り替
える弁機構とからなるものでもよい。

【００１０】この場合、水位センサにより二次水の水位
が予め定める第１の水位まで低下したことが検出された
場合には、洗浄水の供給源が中間タンクから浄水タンク
に自動的に切り替えられ、逆に、水位センサにより二次
水の水位が第１の水位より高い予め定める第２の水位ま
で上昇したことが検知された場合には、洗浄水の供給源
が浄水タンクから中間タンクに自動的に切り替えられ
る。このため、中間タンクの水位に応じて効率的に二次
水を使用することができる。

【００１１】また、上記給水手段の具体的態様として
は、電動ポンプを介して中間タンクから水洗便所に二次
水を供給する態様等種々のもの考えられるが、例えば請
求項３に記載のように、中間タンク内の二次水を空気圧
で加圧することにより水洗便所に送水する圧送機構を備
えたものでもよい。この空気圧による圧送機構として
は、従来浄水タンクから空気圧により水洗便所に洗浄水
を圧送していた形式のものと同様の形式のものを採用す
ることができる。

【００１２】このように、空気圧による圧送形式とする
ことにより、洗浄水を水洗便所の便器に所定の圧力をも
って導入することができ、便器に付着した汚物を所定の
汚水タンクに排出させることができる。また、上記洗面
所や手洗い等から排出された二次水は比較的きれいな水
であるとはいえ、そのまま水洗便所に送出すると配管の
詰まり等の原因となるゴミが含まれる場合がある。

【００１３】そこで、請求項４に記載のように、二次水
がゴミを除去するためのフィルタを介して中間タンクに
導入されるように構成することが好ましい。また、以上
のような給排水装置は、船舶や航空機等種々の移動体に
採用することが可能であるが、請求項５に記載のよう
に、鉄道車両に適用すると特に効果的である。鉄道車両
は、移動体の中でも特に機器類の艤装スペースに制限が
課せられるからである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を図
面に基づいて説明する。本実施例は、本発明の移動体用
給排水装置（以下、単に「給排水装置」という）を鉄道
車両に適用したものであり、図１は当該給排水装置の概
略構成図である。

【００１５】図１に示すように、鉄道車両に搭載される
給排水装置１は、便所や洗面所或いは供食設備等に使用
するための浄水を貯留する所定容量の浄水タンク１０
と、この浄水タンク１０の浄水が使用された結果生じた
排水の内、比較的きれいな排水（二次水）を一時的に貯
留する中間タンク２０と、便所からの汚水（汚物及び洗
浄水）を溜める汚水タンク３０等を備えている。

【００１６】浄水タンク１０に接続された配管は、洗面
器４１や手洗器４３或いは洋式便器５１の洗浄便座５１
ａ等に接続される第１経路ｌ１と、洋式便器５１、和式
大便器５３、小便器５５等に接続される第２経路ｌ２と
に分岐している。浄水タンク１０内の浄水は、電動ポン
プＰ１を介して第１経路ｌ１に送出され、その末端に配
置された洗面器４１、手洗器４３、或いは洗浄便座５１
ａ等に供給される。またその一方で、浄水は必要に応じ
て電動ポンプＰ１を介して第２経路ｌ２に送出され、三
方バルブ２９を介して第２経路ｌ２の末端に配置された
洋式便器５１、和式大便器５３、小便器５５等に洗浄水
として供給される。

【００１７】そして、洗面器４１及び手洗器４３等から
排出される二次水は、それぞれ配管４１ａ、４３ａを通
り、これらの配管の接続点で合流した後、ゴミ除去用の
フィルタ２７を介して中間タンク２０に導入され、一時
的に貯留される。そして、この二次水は、中間タンク２
０に接続された圧送機構２５が発生する空気圧によって
第３経路ｌ３に送出され、三方バルブ２９を介して洗浄
水として洋式便器５１、和式大便器５３、小便器５５等
に供給される。

【００１８】尚、上記電動ポンプＰ１、三方バルブ２９
及び圧送機構２５等は、制御装置１５に接続されてお
り、この制御装置１５からの指令により動作する。ま
た、中間タンク２０には、その内部に貯留された二次水
の水位を検出するための水位センサ２１が設けられてお
り、この水位センサ２１は制御装置１５に接続されてい
る。制御装置１５は、この水位センサ２１から出力され
る信号を受け取って中間タンク２０内の二次水の水量を
管理している。

【００１９】すなわち、三方バルブ２９が第２経路ｌ２
側に閉じ、かつ第３経路ｌ３側に開放され、さらに圧送
機構２５が駆動されることにより、中間タンク２０から
水洗便所５０に洗浄水が供給されている状態において、
水位センサ２１により二次水の水位が予め定める低水位
（第１の水位Ｌ１）まで低下したことが検出されると、
圧送機構２５は駆動を停止し、三方バルブ２９は第３経
路ｌ３を閉じ、第２経路ｌ２側に開放される。すると、
電動ポンプＰ１により浄水タンク１０の浄水が第２経路
ｌ２を介して洗浄水として水洗便所５０に供給される。
そしてその間、洗面器４１或いは手洗器４３等から排出
された二次水が中間タンク２０に蓄積される。そして、
中間タンク２０内の水位が第１の水位Ｌ１より高い予め
定める高水位（第２の水位Ｌ２）まで上昇したことが検
出されると、三方バルブ２９は第２経路ｌ２を閉じ、再
び第３経路ｌ３側に開放される。すると、必要に応じて
圧送機構２５が駆動されて中間タンク２０の二次水が第
３経路ｌ３に送出され、洗浄水として再度水洗便所５０
に供給される。尚、中間タンク２０内の水位が第２の水
位Ｌ２を超えてさらに上昇した場合には、中間タンク２
０の上部に接続された排水管２３に設けられた弁が開放
され、二次水はこの排水管２３を通って車外に排出され
る。

【００２０】一方、上述のように浄水タンク１０又は中
間タンク２０から水洗便所５０の各便器に供給された洗
浄水は、所定の圧力で各便器内に流入し、便器内の汚物
と共に排出され、各々の便器に接続された配管５１ａ，
５３ａ，５５ａを通って汚水タンク３０に溜められる。

【００２１】以下、このように構成された給排水装置１
による給排水効率の向上について、従来装置との比較に
より説明する。図２は、本実施例の給排水装置１を鉄道
車両（新幹線：以下、単に「車両」という）に適用した
ときの給排水状態を時間経過と共に解析した結果を示
し、図３は、従来装置の給排水状態の時間変化を示して
いる。また、以下の説明において、車両は東京−博多間
を１日に１．５往復するものとし、その所要時間１５時
間における給排水状況を示すものとする。ただし、本実
施例の車両に設置された洋式便器５１には上述した洗浄
便座５１ａが備えられているのに対し、従来の車両には
この洗浄便座５１ａは設けられていないものとする。

【００２２】尚、図中、右上がり斜線領域は浄水タンク
１０内の浄水量（ｌ）を示している。また、散点領域が
汚水タンク３０内の汚水量（ｌ）を示し、その内、細か
い散点領域が汚物量を、粗い散点領域が洗浄水の量をそ
れぞれ示している。さらに、右下がり斜線領域が車外に
排出される二次水の量を示している。また、これらの各
領域に重複部分はなく、各々の領域の縦方向の絶対値に
より各時点における各容量（水量等の累積量）が示され
ている。

【００２３】まず、図３に基づいて従来の車両の給排水
パターンについて説明する。同図に示すように、車両に
はタンク容量が６５０ｌの浄水タンク１０とタンク容量
が８７０ｌの汚水タンク３０が搭載されている。そし
て、運行開始時（東京）に浄水タンク１０に充填されて
いた浄水は、洗面所或いは手洗い等、さらには水洗便所
５０の洗浄水として使用され、徐々に減少する。その一
方、水洗便所５０にて排出された汚水（汚物及び洗浄
水）は汚水タンク３０に溜められる。また、洗面所或い
は手洗い等から排出された二次水は、車外に排出され
る。

【００２４】そして、運行開始後１０時間が経過する時
点で、浄水タンク１０の浄水量はほぼ０となるため、こ
の時点（１往復：東京）にて浄水タンク１０の補水が行
われる。こうして再度浄水タンク１０に浄水が充填さ
れ、車両の運行開始時点からと同様の態様で給排水が行
われる。

【００２５】同図からも分かるように、１５時間経過時
点（１．５往復：博多）では、汚水タンク３０に溜めら
れた汚水量とその間に車外に排出された二次水の量とは
ほぼ等しくなっている。次に、図２に基づいて本実施例
に係る車両の給排水パターンについて説明する。

【００２６】同図に示すように、車両には従来態様と同
様、タンク容量が６５０ｌの浄水タンク１０とタンク容
量が８７０ｌの汚水タンク３０が搭載されている。そし
て、運行開始時（東京）に浄水タンク１０に充填されて
いた浄水は、洗面所或いは手洗い等、さらには水洗便所
５０の洗浄便座５１ａ或いは便器の洗浄水として使用さ
れ、徐々に減少する。その一方、中間タンク２０には洗
面所或いは手洗い等から排出された二次水が蓄積され、
その水量が上記第２の水位Ｌ２を超えた時点で水洗便所
５０への洗浄水としての給水が行われる。また、水洗便
所５０にて排出された汚水（汚物及び洗浄水）は汚水タ
ンク３０に溜められる。また、洗面所或いは手洗い等か
ら排出され、中間タンク２０内に導入された二次水の
内、その水位が第２の水位Ｌ２を超えた際に中間タンク
２０の上部に接続された排水管２３に排出された二次水
は、車外に排出される。

【００２７】同図から、本実施例の給排水装置１の採用
により、二次水が水洗便所５０の洗浄水として使用され
たため、浄水タンク１０の浄水量の減少量が緩やかとな
り、運行開始後１５時間が経過するまで、つまり運行終
了時（１．５往復：博多）まで、その浄水量が０となる
ことがないことが分かる。従って、従来態様のように、
運行の途中で浄水タンク１０への補水を行う必要もな
い。また、運行開始後１５時間経過時点（１．５往復：
博多）では、従来態様に比べ、汚水タンク３０に溜めら
れた汚水量が増加し、その間に車外に排出された二次水
の量が少なくなっていることが分かる。これは、二次水
の一部が便器の洗浄に使用された後、汚水タンク３０に
流入したからに他ならない。しかし、汚水の総量は依然
として汚水タンク３０容量の範囲内にあるため、何等問
題は生じていない。

【００２８】以上のように、本実施例の給排水装置１で
は、洗面所や手洗い等から排出されたような比較的きれ
いな排水（二次水）を中間タンク２０に一時的に貯留
し、これを水洗便所５０の洗浄水として再利用する形態
をとっている。このため、浄水タンク１０に貯留された
浄水を従来より節約でき、当該浄水タンク１０への補水
の時間間隔を従来よりも長くとることができる。この結
果、車両への補水時間を短縮あるいはカットすることが
でき、その運用コストの低減を図ることができる。

【００２９】また、このような構成をとることにより、
上記のように従来車両に設置されていなかった洋式便所
用の洗浄便座を設置することができ、利用客へのサービ
スの向上を図ることもできる。尚、上記実施例におい
て、制御装置１５及び圧送機構２５が給水手段に該当
し、制御装置１５及び三方バルブ２９が給水切替手段に
該当する。

【００３０】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定され
ることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形
態をとり得ることはいうまでもない。例えば、上記実施
例では、本発明の移動体用給排水装置１を鉄道車両に適
用した例を示したが、船舶、航空機その他の移動体にも
同様に適用するが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の移動体用給排水装置が適用されるシ
ステム全体の構成を示す説明図である。

【図２】 本発明の移動体用給排水装置による給排水形
態を表す説明図である。

【図３】 従来の移動体用給排水設備による給排水形態
を表す説明図である。

【符号の説明】

１・・・移動体用給排水装置、 １０・・・浄水タン
ク、Ｐ１・・・電動ポンプ、 １５・・・制御装置、
２０・・・中間タンク、２１・・・水位センサ、 ２５
・・・圧送機構、 ２７・・・フィルタ、２９・・・三
方バルブ、 ３０・・・汚水タンク、 ４１・・・洗面
器、４３・・・手洗器、 ５０・・・水洗便所

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 銭場 佑浩 東京都中央区日本橋本町三丁目１番８号 東海交通機械株式会社内 (72)発明者 小林 学志 東京都中央区日本橋本町三丁目１番８号 東海交通機械株式会社内 (72)発明者 山脇 芳一 兵庫県神戸市兵庫区駅前通り一丁目２番12 号 株式会社五光製作所内 Ｆターム(参考） 2D039 AC09 DA01 4D064 AA01 AA40 BA21 BK01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体に搭載され、該移動体内にて使用
   される浄水を貯留する浄水タンクと、 該浄水タンクの浄水が使用されて生じた排水の内、比較
   的きれいな二次水を一時的に貯留する中間タンクと、 前記浄水タンクの浄水又は前記中間タンクの二次水を、
   前記移動体内に設置された水洗便所の洗浄水として供給
   する給水手段と、 該給水手段により前記水洗便所に供給する洗浄水の供給
   源を、前記浄水タンクと前記中間タンクとの間で切り替
   える給水切替手段と、 を備えたことを特徴とする移動体用給排水装置。
2. 【請求項２】 前記給水切替手段は、 前記中間タンク内の二次水の水位を検出する水位センサ
   と、 該水位センサにより前記二次水の水位が予め定める第１
   の水位まで低下したことが検出された場合に、前記洗浄
   水の供給源を前記中間タンクから前記浄水タンクに切り
   替え、一方、該水位センサにより前記二次水の水位が前
   記第１の水位よりも高い予め定める第２の水位まで上昇
   したことが検知された場合に、前記洗浄水の供給源を前
   記浄水タンクから前記中間タンクに切り替える弁機構
   と、 を備えたことを特徴とする請求項１記載の移動体用給排
   水装置。
3. 【請求項３】 前記給水手段は、前記中間タンク内の二
   次水を空気圧で加圧することにより前記水洗便所に送水
   する圧送機構を備えたことを特徴とする請求項１又は請
   求項２に記載の移動体用給排水装置。
4. 【請求項４】 前記二次水は、ゴミを除去するためのフ
   ィルタを介して前記中間タンクに導入されることを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載の移動体用給排水
   装置。
5. 【請求項５】 前記移動体は、鉄道車両であることを特
   徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の移動体用給排
   水装置。