JP2007205157A - 真空式下水システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、汚水受槽と、排出バルブにより汚水受槽に連結された下水配管と、下水配管に真空圧を発生させる真空圧発生手段と、排出バルブを制御する制御機構と真空圧バッファ装置とを含む真空式下水システムにおいて、使用時の真空圧レベルの減少を小型の構造で回避できるようにする活動的なバッファ装置を提供し、真空式下水システムを改良することである。
【解決手段】本発明による真空式下水システムは、制御機構（５）および下水パイプ（３）に活動的な真空圧バッファ装置（１０）を流体連結させることを特徴とする。この活動的なバッファ装置（１０）は、可変容積の筐体と、筐体の容積を拡張させる手段とを含み、第一のチューブ配列（３１）に吸引作用を誘起させるために、筐体が流通口（１０５）を通して制御機構（５）と下水パイプ（３）との間の第一のチューブ配列（３１）に流体連結される。
【選択図】図３

Description

本発明は汚水受槽と、排出バルブにより汚水受槽に連結された下水配管と、下水配管に真空圧を発生させる真空圧発生手段と、排出バルブを制御する制御機構と、真空圧バッファ手段とを含む請求項１の前文に記載された真空式下水システムに関するものである。本発明はまた請求項１１に記載された真空圧バッファ装置にも関するものである。

汚水受槽の機能が真空圧によって制御される真空式下水システムでは、真空圧の供給源が通常は下水配管であり、制御機構の真空圧を通常は排出バルブに対して下水の流れ方向に隣接した下水配管の一箇所で得ている。排出バルブが開かれるとき、下水配管に大気が流入するので真空圧レベルは減少する。この結果、制御機構で利用でき、また排出バルブを制御するために利用できる真空圧レベルは低減し過ぎて、排出バルブを適切に開口できなくなってしまう。真空式下水システムが真空圧制御の水バルブを備えた水洗構造をさらに含むならば、この低減した真空圧レベルは水バルブの機能も同様に妨げてしまうことになる。

本発明に関しては、下水受槽は、例えばトイレット・ユニットすなわち便器、小便器、流し台シンク、洗面槽、シャワーなどとされる。汚水は、例えばトイレット・ユニットや小便器からのブラック・ウォーター、または例えばシンク、洗面槽、シャワーなどからのグレイ・ウォーターとされる。水洗水装置は汚水の元に応じて配備される。

この問題を解消するために、これまでは、下水配管に真空容器とされた真空圧バッファ手段を連結して使用されてきた。しかしながらそのような容器は、十分大きい付加的真空容積を与えるために大型とならざるを得なかった。大型容器は付加的な空間を、また余分の配管やチューブ配列を必要とする。さらに汚水受槽内または容器を収容するシェル内にそのような容器を取付けることは寸法が大きいためにまったく不可能である。

本発明の目的は、上述した欠点を解消されて効果的な真空式ブースターを備えた真空式下水システムを完成することである。本発明の他の目的は、真空式下水システムの作動を改良する真空圧バッファ手段を提供することである。これらの目的は請求項１に記載された真空式下水システムおよび請求項１１に記載された真空圧バッファ手段によって達成される。

本発明の基本思想は、効果的に且つ適切な時機に排出バルブを、また任意であるが水バルブを制御するために付加的な真空圧を与える真空圧バッファ手段を備えた真空式下水システムを提供することである。この真空圧バッファ手段は制御機構および下水配管に流体連結された活動的なバッファ装置を含んでいる。活動的という用語は、バッファ装置が第一のモードから第二のモードに変化することで、制御機構で利用できる真空圧レベルを望まれるように増大させることと定義される。

請求項２および請求項３は活動的なバッファ装置の有利な据付を定めている。

この活動的なバッファ装置の活動基準を達成するために有利な構造は、可変容積の筐体と、その筐体容積を第一のモードから第二のモードに拡張させる手段とを含む活動的なバッファ装置により、また、制御機構および下水配管との間に配置された第一のチューブ配列に筐体が流通口を通して流体連通され、その流通口を通して第一のチューブ装置に吸引作用を誘起させることによって達成される。

この可変容積は、剛性のカップ形状部品と、その部品に取付けられた可撓性の膜と、筐体の容積を膨張させるためのばね手段を含む手段とを含む活動的なバッファ装置の筐体を有することによって得られる。

そのような筐体を達成する代替形態は、膨張可能ベローと、チューブ手段に取付けられた二つの可撓性の膜とを含み、筐体の容積を膨張させる手段はばね手段を含む。

吸引作用のタイミングおよび持続時間を制御する有利な構造は、ばね手段との組合せによって所望の吸引作用を得るように寸法決めされたノズルを流通口に備えることで達成できる。

真空式下水システムは複数の汚水受槽を含むことができ、活動的なバッファ装置の寸法が小さいので、活動的なバッファ装置は一つ以上の汚水受槽内に、またはそのような汚水受槽を収容する殻体内に取付けることができる。

この活動的なバッファ装置は、制御機構の真空圧レベルを上昇ざせる時機をさらに正確に制御できるようにするために、トリガー手段を備えることが有利である。

真空式下水システムは制御機構の機能を働かせるための作動手段を含むことが有利である。

真空式バッファ装置の有利な特徴は請求項１２〜請求項１６に与えられる。

以下において、本発明は添付概略図を参照して、単なる例を挙げてさらに詳細に説明される。

図１は、汚水受槽１と、排出バルブ２により汚水受槽１に連結された下水パイプ３と、下水パイプ３内に真空圧を発生させるための真空圧発生手段４とを含む真空式下水システムの実施例を一般に図示している。この真空式下水システムは排出バルブ２を制御するための制御機構５と、真空圧バッファ手段とを備えられ、このバッファ手段が本発明による活動的なバッファ装置１０である。この真空式下水システムは関連する排出バルブを有する複数の汚水受槽、制御機構および活動的なバッファ装置を含み、真空圧発生手段の個数はシステム全体の配置構成および寸法に応じて決まる。

真空圧制御機構を含む真空式下水システムは、この分野で周知であり、したがってこれに関してこれ以上詳しく説明しない。

制御機構５は、第一のチューブ配列３１によりチェック・バルブ３２を通して、下水の流れる方向（矢印で示される）の側で排出バルブ２に隣接する位置３３において下水パイプ３に連結される。制御機構５は第二のチューブ配列２１により排出バルブ２に連結される。制御機構５はまた、水洗または排出のシーケンスを開始させるために制御機構５を作動させる押しボタンや赤外線式トリガー装置のような作動手段６も備えられる。

この実施例では、汚水受槽１は便器として示されており、便器に関連して水供給装置７、水バルブ８および水洗水ノズル９を含む水洗水装置も備えている。制御機構５はまた水バルブ８の機能も制御し、第三のチューブ配列８１によってその水バルブに接続されている。

この汚水受槽は上述したように小便器、流し台シンク、洗面槽、シャワーなどとされることもできる。水洗水装置は任意であり、その使用は汚水受槽の形式に応じて決まる。

活動的なバッファ装置１０は制御機構５およびチェック・バルブ３２の間で第一のチューブ配列３１に接続される。活動的なバッファ装置１０は、排出バルブ２、および使用されているならば水バルブ８を開く適当且つ十分な真空圧レベルを保証するために、真空式下水システムに真空圧ブースター、または圧力均衡化装置を備える。

図１はトイレット・ユニットの単なる概略図である。通常、便器は殻体部品内に配置され、したがって排出バルブ、水バルブ、制御機構もまた同じから体内に配置され、しばしばフレーム構造で支持される。明らかなことは、その殻体内に大きな空間がないことである。活動的なバッファ装置のいわゆる「活動的」という特徴により、その容積は小さく抑えられ、これにより他の構成部材と一緒に殻体内に取付けられる。これは本発明の明確な利点である。この利点は他の形式の汚水受槽に関しても実現できる。

図２は活動的なバッファ装置１０の一実施例を示しており、これは可撓性の膜１０３が取付けられた剛性カップの形成部品１０１を含む筐体を形成している。剛性カップの形成部品１０１は円周フランジ１０２を備えており、このフランジに可撓性の膜１０３がスナップ嵌合式に取付けられる。この筐体は内部ばね手段１０４を備えている。したがって、活動的なバッファ装置１０は可変容積を有しており、これにより内部ばね手段１０４は活動的なバッファ装置１０の容積を第一のモード（図３）から第二のモード（図２）へ拡張させるように配置されている。

さらに、剛性カップの形成部品１０１は流通口１０５を備えており、これは活動的なバッファ装置１０の容積が第一のモードから第二のモードに拡張されたときに第一のチューブ配列３１に吸引作用を誘起させるために、制御機構５とチェック・バルブ３２との間の位置で第一のチューブ配列３１と流体連通するように配置されている。流通口１０５は流れを制御するノズル１０６を備えている。この吸引作用は第一のチューブ配列３１における真空圧レベルを増大し、これにより排出バルブ２が開かれたままになったときに制御機構５が利用できる真空圧レベルを増大させる。

活動的なバッファ装置１０のこの機能は図３を参照してここで説明される。真空式下水システムが休止または待機状態にあるとき、下水パイプ３の真空圧発生手段４（図１）によって与えられたレベルの真空圧が発生され、または保持される。この真空圧レベルは、チェック・バルブ３２を通して排出バルブ２に近い位置３３にて下水パイプに接続された第一のチューブ配列３１でも利用できる。水洗または排出のシーケンスが作動手段６により（例えば、ブロック矢印で示すように押しボタンを押すことで）起動されるとき、制御機構５は排出バルブ２をひらくために真空圧をそのバルブに伝える。水洗水装置が使用されている場合には、制御機構５は真空圧を水バルブ８をひらくためにそのバルブに同じように伝える。

しかしながら、排出バルブ２が開かれると、汚水受槽１から大気が排出バルブ２へ侵入するために下水パイプ３内の真空圧レベルが急激に減少する。これは、排出バルブ２を、使用されているならば水バルブ８をも開くために使用できる真空圧レベルが前記バルブの適当な開きを行うのに十分な圧力レベルでなくなることを意味する。本発明では、これは活動的なバッファ装置１０によって回避される。

活動的なバッファ装置１０の流通口１０５は第一のチューブ配列３１に接続されている。真空圧レベルが減少すると、流通口１０５を通して圧力が可撓性の膜１０３に伝えられ、これにより内部ばね手段１０４が起動して活動的なバッファ装置１０が第一のモード（図３）から第二のモード（図２）に拡張されて吸引力が発生する、すなわち第一のチューブ配列３１に対して真空圧発生作用が生じる。この吸引作用は、制御機構５が利用でき且つ排出バルブ２および水バルブ８を適当に開口させるのに必要な真空圧レベルを増大させる。

本発明による活動的なバッファ装置の利点は、活動的なバッファ装置が最小限の容積で十分な真空圧レベルを形成すること、多数の汚水受槽が同時に排出を行っても制御機構が十分な真空圧レベルを有すること、およびさらには排出バルブの詰まる危険が低減されることである。この真空圧バッファ装置はまた、下水パイプおよびそれに接続されたチューブ配列における圧力均衡化としても機能する。

活動的なバッファ装置１０による真空圧レベルの望まれる増大時機が、ばね手段１０４の吸引力および流通口１０５のノズル１０６の寸法決めを適当に設定することで達成される。

排出バルブ２が閉じると、下水パイプ３および第一のチューブ配列３１内で真空圧レベルが再度確立され、これは活動的なバッファ装置１０を第一のモード、すなわち圧縮状態（図３）へ戻し、可撓性の膜１０３が剛性カップの形成部品１０１へ向かって引き寄せられ、同時に次の作動のためにばね手段１０４が押し縮められる。

図４は単なる例として、活動的なバッファ装置１０の三つの代替実施例Ａ，Ｂ，Ｃを示している。三つの実施例の全ては内部ばね手段１０４と、ノズル１０６を有する流通口１０５を備えている。内部ばね手段は例えば電磁手段に置き換えることができる。

実施例Ａは内部ばね手段１０４を含む活動的な拡張可能なベロー１０７で形成される内部容積の筐体を含む。実施例Ｂは内部ばね手段１０４を含み反対両側に二つの可撓性の膜１０９が取付けられたチューブ状手段１０８で形成された可変容積を有する筐体を含む。実施例Ｃはピストン１１１を有し且つ内部ばね手段１０４を含むすシリンダ１１０で形成された可変容積の筐体を含む。これら三つの実施例の機能は図３に関して説明された実施例の機能と等しい。

図５は別々の起動手段を有する代替の活動的なバッファ装置１０（図４の実施例Ａ）を備えた真空式下水システムの流路の接続状態を示している。構成部材および関連する符号は図３に関して説明したものと同じであり、そしてこの実施例に関して詳細に説明することはしない。

起動手段は下水パイプ３の圧力を検出する圧力センサー１１を含む。圧力センサー１１は活動的なバッファ装置１０の拡張可能なベロー１０７に連結された固定装置１３と相互作用する起動手段１２に接続されている。真空式下水システムが休止状態または待機状態のとき、与えられた真空圧レベルは下水パイプ３および第一のチューブ配列３１内にある。この結果、排出バルブ２の開きが制御機構５によって作動されると、真空圧レベルは減少される。与えられた減少された真空圧レベルにおいて、圧力センサー１１は起動手段１２を起動させるように構成され、固定装置１３は解除される。この結果、内部ばね手段１０４の力で拡張可能なベロー１０７が拡張（容積が増大）され、第一のチューブ配列３１に対して吸引作用が流通口１０５を通して生じ、制御機構５で利用できる真空圧レベルが増大する。

ばね手段１０４とノズル１０６を有する流通口１０５とを適当に寸法決めすること、ならびに圧力センサー１１を作動させるために与えられる低い圧力を定めることにより、真空圧レベルの増大の望まれる時機が得られる。

同じ起動手段を上述で説明した活動的なバッファ装置の他の実施例に関する場合と同様に使用できる。

図面およびそれに関する説明は、本発明の基本思想を明確にすることだけを意図している。本発明は請求項の記載の範囲内で細部において変化できる。

真空式下水システムを示す。 活動的なバッファ装置の実施例を示す。 活動的なバッファ装置を備えた真空式下水システムの制御ユニットの流路の接続状態を示す。 活動的なバッファ装置の代替実施例を示す。 活動的なバッファ装置の代替実施例を備えた真空式下水システムの制御ユニットの流路の接続状態を示す。

符号の説明

１ 汚水受槽
２ 排出バルブ
３ 下水パイプ
４ 真空圧発生手段
５ 制御機構
６ 作動手段
７ 水供給装置
８ 水バルブ
９ 水洗水ノズル
１０ 活動的なバッファ装置
１１ 圧力センサー１１
１２ 起動手段
１３ 固定装置
３１ 第一のチューブ配列
３２ チェック・バルブ
３３ 位置
８１ 第三のチューブ配列
１０１ 剛性カップの形成部品
１０２ 円周フランジ
１０３ 可撓性の膜
１０４ 内部ばね手段
１０５ 流通口
１０６ ノズル
１０７ 拡張可能なベロー
１０９ 可撓性の膜
１１０ シリンダ
１１１ ピストン

Claims (17)

1. 汚水受槽（１）、排出バルブ（２）で汚水受槽に連結された下水パイプ（３）、下水パイプ内に真空圧を発生させる真空圧発生手段（４）、排出バルブを制御する制御機構（５）、および真空圧バッファ手段を含む真空式下水システムであって、真空圧バッファ手段が制御機構（５）および下水パイプ（３）に流体連結された活動的なバッファ装置（１０）を含むことを特徴とする真空式下水システム。
2. 制御機構（５）がチェック・バルブ（３２）を通して下水パイプ（３）と流体連結されていること、制御機構（５）が汚水受槽（１）を排出するために排出バルブを開くための真空圧を排出バルブ（２）に与えるように配置されていること、および排出バルブ（２）を開くために付加的な真空圧を制御機構（５）に与えるために、活動的なバッファ装置（１０）が制御機構（５）とチェック・バルブ（３２）との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載された真空式下水システム。
3. 汚水受槽（１）に水洗水を与えるための水供給装置（７）をさらに含むこと、水供給装置（７）が水バルブ（８）を通して汚水受槽（１）内に配置された水洗水ノズル（９）に連結されていること、汚水受槽に水洗水を供給するために、水バルブを開くために制御機構（５）が真空圧を水バルブ（８）に与えるように配置されていること、および水バルブ（８）を開くために付加的な真空圧を制御機構（５）に与えるために、活動的なバッファ装置（１０）が制御機構（５）とチェック・バルブ（３２）との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載された真空式下水システム。
4. 活動的なバッファ装置（１０）が可変容積の筐体と、筐体の容積を第一のモードから第二のモードに拡張させる手段とを含むこと、および筐体が流通口（１０５）を通して第一のチューブ配列（３１）に吸引作用を誘起させるために、流通口（１０５）を通して制御機構（５）と下水パイプ（３）との間に配置されている第一のチューブ配列（３１）に流体連結されていることを特徴とする請求項１に記載された真空式下水システム。
5. 活動的なバッファ装置（１０）の筐体が剛性カップの形成部品（１０１）と、その部品に取付けられた可撓性の膜（１０３）とを含むこと、および筐体の容積を拡張させる手段がばね手段（１０４）を含むことを特徴とする請求項４に記載された真空式下水システム。
6. 筐体が拡張可能なベロー（１０７）、チューブ状手段（１０８）に取付けられた反対両側の二つの可撓性の膜（１０９）、またはピストン（１１１）を有するシリンダ（１１０）を含むこと、および筐体の容積を拡張させる手段がばね手段（１０４）を含むことを特徴とする請求項４に記載された真空式下水システム。
7. 流通口（１０５）がノズル（１０６）を含むことを特徴とする請求項４に記載された真空式下水システム。
8. 複数の汚水受槽を含むこと、および活動的なバッファ装置（１０）が一つ以上の汚水受槽（１）内、または汚水受槽（１）のような殻体内に別々に取付けられることを特徴とする請求項１に記載された真空式下水システム。
9. 活動的なバッファ装置（１０）が起動手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載された真空式下水システム。
10. 制御機構（５）の機能を起動させるための作動手段（６）を含むことを特徴とする真空式下水システム。
11. 汚水受槽（１）、排出バルブ（２）で汚水受槽に連結された下水パイプ（３）、下水パイプ内に真空圧を発生させる真空圧発生手段（４）、および排出バルブを制御する制御機構（５）を真空圧バッファ装置であって、真空圧バッファ手段が制御機構（５）および下水パイプ（３）に流体連結された活動的なバッファ装置（１０）を含むことを特徴とする真空式バッファ装置。
12. 活動的なバッファ装置（１０）が可変容積の筐体と、筐体の容積を第一のモードから第二のモードに拡張させる手段とを含むこと、および筐体が流通口（１０５）を通して第一のチューブ配列（３１）に吸引作用を誘起させるために、流通口（１０５）を通して制御機構（５）と下水パイプ（３）との間に配置されている第一のチューブ配列（３１）に流体連結されていることを特徴とする請求項１１に記載された真空式バッファ装置。
13. 活動的なバッファ装置（１０）の筐体が剛性カップの形成部品（１０１）と、その部品に取付けられた可撓性の膜（１０３）とを含むこと、および筐体の容積を拡張させる手段がばね手段（１０４）を含むことを特徴とする請求項１２に記載された真空式バッファ装置。
14. 筐体が拡張可能なベロー（１０７）、チューブ状手段（１０８）に取付けられた反対両側の二つの可撓性の膜（１０９）、またはピストン（１１１）を有するシリンダ（１１０）を含むこと、および筐体の容積を拡張させる手段がばね手段（１０４）を含むことを特徴とする請求項１２に記載された真空式バッファ装置。
15. 流通口（１０５）がノズル（１０６）を含むことを特徴とする請求項１２に記載された真空式バッファ装置。
16. 真空式下水システムが複数の汚水受槽を含むこと、および活動的なバッファ装置（１０）が一つ以上の汚水受槽（１）内、または汚水受槽（１）のような殻体内に別々に取付けられることを特徴とする請求項１１に記載された真空式バッファ装置。
17. 活動的なバッファ装置（１０）が起動手段を備えていることを特徴とする請求項１１に記載された真空式バッファ装置。

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