JP2019218769A

JP2019218769A - 排水システム

Info

Publication number: JP2019218769A
Application number: JP2018117536A
Authority: JP
Inventors: 尚紀柴田; Hisanori Shibata; 前田　康成; Yasunari Maeda; 康成前田; 紗季帆麻; Sakiho Asa
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-06-21
Filing date: 2018-06-21
Publication date: 2019-12-26
Anticipated expiration: 2038-06-21
Also published as: JP6685033B2

Abstract

【課題】横引き管路内の尿石や汚れの付着を効率よく抑制でき、かつ横引き管路内に付着した尿石や汚れを除去できる排水システムを提供する。【解決手段】排水システム１０は、小便器１からの汚水が流れ込み、汚水を建物に設けられた排水部９に排出する横引き管路１１を有しており、横引き管路１１と、横引き管路１１の下流域より分岐し、横引き管路１１の上流域に接続された戻り流路１２とより循環路１３が形成され、その循環路１３に循環用のポンプ１６と、汚水に空気を気泡化させて混入させる気泡混入部１８とが配されている。【選択図】図１

Description

本発明は、小便器に併設される排水システムに関する。

ビル等の建物における任意の階の複数の小便器から流れ落ちる汚水は、小便器の下方に設けられた横引き管路を通じて、その建物に設けられた縦排水管に排出されるようになっている。横引き管路は横方向の配管であるため、水の流れが悪くなり滞留するおそれがあり、そのため管内に残った尿が起因して尿石として堆積することがある。

このように管内に堆積した尿石を除去するために、また尿石などの汚れの管内への付着を抑制するために、横引き管路に、薬剤を混入した洗浄水を流したり、大量の洗浄水を流したりする方法が提案されている。たとえば、特許文献１には、定期的に洗浄水の流量を増加することが提案されている。

特開２０１３−１５５５２３号公報

しかしながら、上記従来の方法では、薬剤や多くの洗浄水を必要とするため、運転コストが嵩むおそれがある。

本発明は、このような事情を考慮して提案されたもので、その目的は、横引き管路内の尿石や汚れの付着を効率よく抑制でき、かつ横引き管路内に付着した尿石や汚れを除去できる排水システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の排水システムは、小便器からの汚水が流れ込み、該汚水を建物に設けられた排水部に排出する横引き管路を有した排水システムであって、前記横引き管路と、前記横引き管路の下流域より分岐し、前記横引き管路の上流域に接続された戻り流路とより循環路が形成され、該循環路に循環用のポンプと、汚水に空気を気泡化させて混入させる気泡混入部とが配されていることを特徴とする。

本発明の排水システムは上述した構成とされているため、横引き管路内の尿石や汚れの付着を効率よく抑制でき、かつ横引き管路内に付着した尿石や汚れを除去することもできる。

本発明の一実施形態に係る排水システムの概略システム系統図である。同排水システムにおける横引き管路内の洗浄の一例を示す、一部を省略した概略拡大縦断面図である。同排水システムの循環タイミングを示すタイムチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について、添付図面にもとづいて説明する。まず、本排水システム１０の概略基本構成について説明する。

この排水システム１０は、小便器１からの汚水が流れ込み、その汚水を建物に設けられた排水部（本実施形態では、縦排水管９）に排出する横引き管路１１を有した排水システム１０である。この排水システム１０には、横引き管路１１と、横引き管路１１の下流域より分岐し、横引き管路１１の上流域に接続された戻り流路１２とより循環路１３が形成されている。その循環路１３には、循環用のポンプ１６と、汚水に空気を気泡化させて混入させる気泡混入部１８とが配されている。

この排水システム１０は、複数の小便器１の下流側に、それら複数の小便器１に共通的に設けられた排水機構に関するシステムである。なお本実施形態では、上述したように、排水システム１０は、小便器１の下流側に配された循環路１３を主たる構成部として含んだものであるが、小便器１や、他の各部である給水路２、分岐路３、排出路５などを含んで構成したものであってもよい。

以下、小便器１およびその周辺機構および排水システム１０について、図１〜図３にもとづいて詳細に説明する。なお本実施形態では、排水システム１０をビル等の建物の各階に設けた場合の任意の階の例を示しており、図１に示すように、すべての小便器１から排出される汚水は、上下に通じる縦排水管９よりなる排水部に排出される。また、図１には、水の流れを模式的に矢印で図示した。

小便器１は、複数便器に共通の給水路２を通じて洗浄水が供給されるように、個々の分岐路３を介して給水路２に接続されている。また、小便器１は、汚水（尿や洗浄水）を複数便器に共通の横引き管路１１に排出するように、個々の排出路５を介して横引き管路１１に接続されている。この横引き管路１１は下流に向けて下り傾斜しており、汚水が循環していない限り、縦排水管９に排水されるようになっている。

小便器１は、ボウル部１ａと、分岐路３に接続された給水部１ｂと、排出路５に接続された排出部１ｃとを備えている。この給水部１ｂは、給水路２より分岐路３を介して送られてきた洗浄水を、ボウル部１ａの内面に沿わせるように吐出するスプレッダー等の吐出部を備えている。また排出部１ｃは、トラップ部を構成し、汚水を排出路５に流し出す構成とされている。

また、分岐路３には給水弁４が配されており、個々の小便器１ごとに、洗浄操作によりまたはセンサー動作により給水弁４を開放させることで、小便器１のボウル部１ａに給水できるようになっている。

これらの小便器１ごとに設けられた排出路５は、上述したように横引き管路１１に接続され、その横引き管路１１は下流側において、縦排水管９よりなる排水部に接続されている。したがって、小便器１から排出される汚水（尿および洗浄水）は縦排水管９に排出される。なお、排水部は排水桝であってもよい。

本排水システム１０は、上記横引き管路１１を含む循環システムとされる。具体的には上述したように、横引き管路１１の下流域から戻り流路１２に分岐し、その戻り流路１２が横引き管路１１の上流域に接続されてなる循環路１３において動作するシステムである。なお、横引き管路１１の上流域と下流域とは、水の流れにおける上下の関係であり、相対的なものとされる。図１の例のように、分岐部１１ａは最下流側の排出路５が接続された位置よりは下流側であることが望ましく、戻り部１１ｂは最上流側の排出路５が接続された位置よりも上流側であることが望ましい。

このような循環路１３にはポンプ１６が配され、そのポンプ１６で横引き管路１１内の汚水を分岐部１１ａを介して戻り流路１２に引き、さらに戻り部１１ｂを介して横引き管路１１の上流域に戻すようにしている。図例では、ポンプ１６は戻り部１１ｂに配されているが、これには限らない。また、逆流しないように、横引き管路１１には逆止弁１５が配されている。

循環路１３にはさらに、ポンプ１６に近接して気泡混入部１８（図面では「ＭＢ」と略す）を備えている。この気泡混入部１８としては、ミリメートルオーダーおよびマイクロメートルオーダーの両方または一方の微細気泡を混入させる構成とされたものでもよい。また、この気泡混入部１８は、微細気泡が混入された汚水（微細気泡含有汚水）のボイド率（流体の単位断面積当たりに含まれる気泡の面積割合）が５％〜４０％程度、好ましくは、１０％〜３０％程度となるように設定されたものでもよい。

この気泡混入部１８としては、ポンプ１６による水圧を利用して微細気泡を生成させるタイプのものが好ましい。例えば汚水の流路に、絞り部と拡径部とを連続して設け、絞り部で発生する負圧によって空気を吸引混入したのち、拡径部で発生する剪断力によって混入気泡を微細化させる構造が挙げられる（例えば、特開２００９−１５５８４４号公報の図４参照）。本実施形態では、気泡混入部１８として、上記のようなベンチュリ効果により気泡発生するものが採用されており、気泡混入部１８は図２に示すように、ポンプ１６の直下流に配されている。

横引き管路１１の下流域と戻り流路１２との分岐部１１ａは、戻り流路１２を横引き管路１１の下面と接続することにより、この接続した部分の戻り流路１２内を、汚水が下方に落下するように接続している。そのため、ポンプ１６が作動して接続した部分の戻り流路１２内に空隙がある場合は、汚水が落下して循環路１３内を循環することになり、また、ポンプ１６が停止して接続した部分の戻り流路１２内に汚水が溜まっている場合は、縦排水管９へ排出することになる。このようにポンプ１６が作動中のときには、汚水は循環路１３を循環するが、ポンプ１６が作動していないときには、汚水は下方の戻り流路１２には流れず横方向へ向かい縦排水管９へと流れる。なお、循環路１３での循環と、縦排水管９への排出とを切り替えできるように、分岐部１１ａには切替弁を設けてもよい。

さらに、図１に示すように、戻り流路１２の中途に、ろ過装置１４（フィルター）を設けることが望ましい。汚水の循環中には、横引き管路１１内より除去された異物や体毛などの固形物を含んだ汚水が戻り流路１２に流れ込むおそれがあるが、ろ過装置１４によりこれらを取り除くことができる。

また、横引き管路１１における分岐部１１ａの上流側で、かつ最下流側（図１中の右側）の排出路５が接続された位置よりは下流側に、汚水の有無を検出するための流量計１７が設けてある。この流量計１７は、循環の開始条件を検出するためのものであり、詳細については図３の説明とともに後述する。

このような排水システム１０によれば、汚水の循環により、その汚水で横引き管路１１内を繰り返し洗浄することができる。もし循環路１３が存在せず横引き管路１１に水が循環しないものであれば、横引き管路１１に残留している体毛などのごみや管の内面に尿が付着して濃縮され、それに起因して管の内面に尿石が付着するおそれがある。しかし、本排水システム１０のように、横引き管路１１が循環路１３に組み込まれていれば、汚水が横引き管路１１内を何度も通過することで管内が洗浄され、あるいは尿の濃縮が妨げられ、尿石が発生しにくくなる。また、尿石が発生した場合であっても、汚水が滞留していないため管の内面に付着することを防ぐことができる。

さらに、この排水システム１０によれば、循環路１３に気泡混入部１８が設けてあるため、微細気泡が混入した汚水で横引き管路１１内に付着した尿石などの種々の汚れを除去することも可能となる。気泡混入部１８で生成した微細気泡は、横引き管路１１の内表面に衝突して破裂することにより内表面に付着している汚れを剥離させる。さらに、微細気泡の崩壊時に生じる超音波により横引き管路１１の内表面に付着した汚れを剥離させ、尿石が付着することを防ぐことができる。

このように、この排水システム１０によれば、汚水の循環が横引き管路１１内の汚れの除去と汚れ発生の防止に寄与し、横引き管路１１の経年劣化を遅らすことができ、メンテナンスの頻度を少なくすることもできる。もちろん、この排水システム１０によれば、戻り流路１２内の汚れの発生を防止でき、かりに汚れが発生してもそれを除去することができる。

しかも、横引き管路１１には汚水を循環させているため、清浄な洗浄水を多く使用しなくても横引き管路１１を効率的に洗浄できる、節水型洗浄システムを構成することができる。なお、気泡混入部１８の給水不足によるエア噛みを防止するために、循環路１３の汚水に給水路２からの清浄な洗浄水を直接供給する構成としてもよい。

また、図２に示すように、ポンプ１６で戻り流路１２より引いた汚水は、気泡混入部１８からの微細気泡とともに、横引き管路１１に対し、管の内面に沿って斜め前方に送り出すように構成されている。このように送り出すことで、ポンプ１６から吐出される微細気泡を含む循環水が横引き管路１１内を螺旋状に流れる。ポンプ１６を調節して、管内のほぼ全長にわたり螺旋状に流せば、効率的に管内のほぼ全面を洗浄することができる。

以上に示した循環路１３を用いた排水システム１０は、上述した構成により汚水が管内を循環するが、その循環制御は、制御部２０（図１参照）によりなされている。これについて、図３のタイムチャートを参照しながら説明する。

まず、制御部２０は、いずれかの小便器１に洗浄水が給水されたことを給水弁４の開放動作（または洗浄操作でもよい）等で判別する（図３のＡ）。

その後、汚水が横引き管路１１の下流域まで流れ、流量計１７で所定の流量が検出され水量ありと判別されると、制御部２０はそのタイミングでポンプ１６を作動させて循環路１３内の汚水の循環を開始する（図３のＢ）。この循環開始とほぼ同タイミングで気泡混入が開始する（図３のＢ´）。循環が始まった後には、縦排水管９への排水量が減少、または排水が停止する。

その後、小便器１への給水が停止すると（図３のＣ）、制御部２０はその時点より所定時間Ｔを経過した後にポンプ１６を止めて循環を停止する（図３のＤ）。気泡混入部１８については、気泡混入がポンプ１６の動作と連動する構成としているため、この循環停止により停止する（図３のＤ´）。循環が停止した後には、横引き管路１１を流れる汚水は戻り流路１２内に流れ込むか、あるいは縦排水管９へと流れ出し、ほとんどの汚水が横引き管路１１から排出されれば、流量計１７による水量はなしとなる（図３のＥ）。

このように、制御部２０の制御により、小便器１が使用され給水されるごとに、排水システム１０を稼働させて、循環路１３内に汚水を循環させるようにすればよい。なお、循環時間を長くすれば、横引き管路１１内を長時間にわたり洗浄させることができ、洗浄作用を上げることができる。つまり図３の例では、所定時間Ｔを長くして、循環する時間を長くすればよい。なお、このように時間遅れで循環を停止する構成には限られず、小便器１への給水の停止（図３のＣ）で循環を停止する動作構成としてもよい。

また、小便器１への給水のタイミングや流量計１７の検出値に関係なく、排水システム１０を作動させるようにしてもよい。例えば、タイマーを設け一定周期または所定の時間に循環動作をさせるようにしてもよい。停止タイミングは、開始から一定時間後とすればよい。

また例えば、一定周期で横引き管路１１に洗浄水を供給し、一定時間、循環路１３に洗浄水を循環させるようにしてもよい。つまり、循環（ポンプ１６の駆動）は流量計１７による水量ありで開始し、一定時間後に停止すればよい。なおこの場合、洗浄水はバイパス路（不図示）で横引き管路１１に供給すればよい。

このようにすれば、循環専用の洗浄水が必要となるが、頻繁に使用されない小便器１の場合には、尿石や汚れが付着する前に水を循環させることが可能となるため、横引き管路１１内の洗浄効果を上げるには有効である。なおこの場合の循環専用の洗浄水は、特許文献１に開示された方法で必要とされる洗浄水の使用量よりは少ない水量で、尿石の付着を抑制することができる。

以上の実施形態では、流量計１７を循環路１３内に配置したが、循環路１３よりも下流側の縦排水管９の接続部近傍に配置してもよい。このように配置した場合でも、流量計１７による水量ありを循環の開始条件として用いることができる。

また、図１のように流量計１７が循環路１３内に配置してあれば、水量を循環中監視して、水量なしを検出したときにポンプ１６を停止することもできる。つまり、流量計１７による水量ありを循環の開始条件だけではなく運転条件として用いることもできる。このようにすれば、循環中（ポンプ１６が作動中）であるにもかかわらず、なんらかの要因で循環路１３内の汚水が循環路１３外に流れ出た場合に、循環を停止することができる。なお、流量計１７は用いずに、小便器１への給水のタイミングと連携してポンプ１６を動作させるようにしてもよい。

また、ろ過装置１４あるいは他の清浄装置で、循環路１３内の汚水を清浄化するようにしてもよい。その清浄化された水を、ポンプ１６の下流部分で分岐して給水路２に接続することにより小便器１の洗浄水として再利用するようにしてもよい（図１の破線矢印の流れを参照）。

１小便器
９縦排水管（排水部）
１０排水システム
１１横引き管路
１２戻り流路
１３循環路
１４ろ過装置
１６ポンプ
１７流量計
１８気泡混入部

上記目的を達成するために、本発明の排水システムは、小便器からの汚水が流れ込み、該汚水を建物に設けられた排水部に排出する横引き管路を有した排水システムであって、前記横引き管路と、前記横引き管路の下流域より分岐し、前記横引き管路の上流域に接続された戻り流路とより循環路が形成され、該循環路に循環用のポンプと、前記循環路を流れる汚水に空気を気泡化させて混入させる気泡混入部とが配されていることを特徴とする。

Claims

小便器からの汚水が流れ込み、該汚水を建物に設けられた排水部に排出する横引き管路を有した排水システムであって、
前記横引き管路と、前記横引き管路の下流域より分岐し、前記横引き管路の上流域に接続された戻り流路とより循環路が形成され、該循環路に循環用のポンプと、汚水に空気を気泡化させて混入させる気泡混入部とが配されていることを特徴とする排水システム。
請求項１において、
前記戻り流路にろ過装置が配されていることを特徴とする排水システム。
請求項１または２において、
前記ポンプから吐出される循環水が前記横引き管路内を螺旋状に流れることを特徴とする排水システム。