JP5156198B2 - 車両用汚水処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、電車、列車、特に新幹線（登録商標）車両や長距離用の電車、列車内に設置され、小便等の汚水を処理する車両用汚水処理装置、詳細には小便等の汚水を汚水受器から汚水を重力によって汚物タンクまで落下させる方式の車両用汚水処理装置に関する。

新幹線（登録商標）車両、長距離用電車、列車内に設置される小便用の車両用汚水処理装置は、従来、小便器に為された汚水が汚水管を経由して汚物タンクへ流す方式として、重力による重力落下式、又は真空で吸引する真空吸引式の２通りの方式によって行われており、車内と車外の気圧差のための逆流を防止するため、汚水管の中間に１つの弁体を設けていたことは知られている。（従来技術１）

更に、改良された小便用の車両用汚水処理装置は、真空圧送方式によるもので、小便器にされた汚水が汚水管を経由して一度中間タンクに入り、更に中間タンクに内圧を加えることにより汚水管から汚物タンクに流されている方式も知られていた。そしてこのような真空圧送方式は、中間タンクの上流側と下流側の汚水管にそれぞれ弁体を設け中間タンクを加圧減圧することにより汚水を、小便器から汚物タンクへ圧送する構造であった。（従来技術２）

すなわち、従来技術２の小便用の車内用汚水処理装置は、第１段階として小便器が使用されると中間タンク内を減圧することにより、上流側弁体を開き、下流側弁体を閉め、中間タンクへ汚水を吸引する。中間タンクに汚水が入ると、次に第２段階として上流側弁体を閉めてから中間タンク内を加圧し、次に下流側弁体を開いて汚水を中間タンクから汚物タンクへ圧送していた。また、特開平６−１９９２３４号公報（従来技術３）には高速走行を行なう新幹線（登録商標）車両は乗客の不快感（耳への不快感など）をなくすための車両用換気装置が開示されている。

長距離用電車や列車内に設置される小便用の車両用汚水処理装置、特に新幹線（登録商標）車両に設置される小便用の車両用汚水処理装置において、乗客が使用する小便器は車内に設置され、小便等の汚水が溜められる汚物タンクは車外の底部に設けられている。

そして乗客が使用する車内、特に高速走行を行う新幹線（登録商標）車両内は、乗客の耳等に感じる不快感を無くすため従来技術３に開示されているような車両用換気装置を使用して車内圧力が一定範囲で保たれている。しかし汚物タンクが設置されている車外底部は、この圧力調整が行なわれていない。そのため高速列車同士のすれ違い時や車両のトンネルへの突入時やトンネル内に入り走行する状態になると、急激に汚物タンクにも高圧が掛かることになり、汚物タンク内の圧力も高くなる。例えば高速走行時の新幹線（登録商標）が明かり区間（通常の地上部）で、高速列車同士のすれ違い時の場合に、汚物タンクに掛かる圧力が通常の大気圧にプラスして４００ｍｍＡｑまで上がる状態も発生し、さらにトンネル突入時やトンネル内での走行時では、汚物タンクに掛かる圧力が大気圧にプラスして１２００ｍｍＡｑまで上がる状態も発生する可能性があった。

この圧力により、上記従来技術１のように弁体が１つであると、トンネル内での走行等により汚物タンクへ高圧が掛かると、汚水管内の汚水が圧力の低い車内に設置された汚水受器である小便器へ逆流することがあるという問題点を有していた。特に汚水を流すために弁体を開けている状態のときに汚物タンクへ高圧が掛かると、汚水が逆流しやすい欠点があった。

また、従来技術２では、中間タンクや、その加圧減圧を行うための各種付属部品が必要なため、それらを設置する場所や価格が高くなってしまう課題や、強制的に汚水を吸引するため、汚水とともに空気を吸引してしまい、そのときの空気摩擦による騒音が高い頻度で発生してしまう課題があった。

この発明に係る車両用汚水処理装置は、
車両内に設けられる小便用の汚水受器から車両外に設けられる汚物タンクまで汚水を送る車両用汚水処理装置であって、
汚水受器から重力により移動する汚水を汚物タンクまで案内する汚水管と、
汚水管の上流側に設けられる上流側開閉弁と、
汚水管の下流側に設けられる下流側開閉弁と、
上流側開閉弁と下流側開閉弁との間に設けられ、下流側開閉弁により汚水が溜まった状態で発生する臭気を含む空気を排出するための空気抜き弁と、
を有し、
上流側開閉弁と下流側開閉弁とが同時には開口状態にならないとともに、
空気抜き弁が車内部分に設置され、空気抜き弁の近傍に又は空気抜き弁への配管に消臭装置が設けられ、臭気を含む空気は消臭装置により臭気を抜かされ且つ空気抜き弁を通して車内へ排出されることを特徴とする。

この発明によれば、圧力が常圧にほぼ調整されている車内に設置された汚水受器と、車外にある汚物タンクとの間に少なくとも２つの弁を設けて、その中間に空気抜き弁を設けるとともに、２つの弁のどちらかが必ず閉鎖しているため、汚水管に車外から圧力が掛かっても、空気抜き弁から空気を排気することにより、汚物タンクからの汚水管を経由して汚水受器に伝わる圧力を防止することができる。特に上流側開閉弁が車内部分に設置され、下流側開閉弁が車外部分に設置される車両内に設けられる車両用汚水処理装置であると、車両外部からの圧力は車内の汚水受器まで達することはない。

また、空気抜き弁近傍に、又は空気抜き弁を有する配管に消臭装置を設けることにより、車内へ排気される空気の脱臭を行うことにより不快な臭気を防止している。

図１及び図２は、この発明の実施形態を示すもので、図１は、この発明の車両用汚水処理装置の模式説明図、図２はこの発明の作動状態を示すタイムチャートである。

次に、この発明の車両用汚水処理装置について１つの実施形態を示す図１及び図２に基づいて説明する。車両用汚水処理装置は、車両内に設けられる小便器である汚水受器１と、汚水管２と、汚物タンク３と、排気用配管４と、上流側開閉弁５と、下流側開閉弁６と、コントロールユニット（制御部）７、洗浄スイッチ８を有する。９は車内と車外を区分する部分であり、実施形態では車内床部分である。

汚水受器１は、この実施形態では小児用小便器であるが大人用小便器でもよい。汚水受器１は、上部に開閉自在の給水管７０を設けている。給水管７０は、その上流で給水タンク７１に接続しており、電磁開閉弁である洗浄弁７２が適宜の状態で開閉して汚水受器１に送水し汚水受器１を洗浄する。コントロールユニット７は、予め入力されたプログラムによって洗浄弁７２、洗浄スイッチ８、上流側開閉弁５、下流側開閉弁６に検知信号の受信や指示信号の送信を行う。洗浄スイッチ８は光電センサー或いは押しボタンスイッチ等からなる。

汚水管２は、この実施例では上部汚水管２０と、中間部汚水管２１と、下部汚水管２２とを直列に接続してなり、上部汚水管２０は上流側端部で汚水受器１に接続し、下部汚水管２２は下流側端部で汚物タンク３に接続している。上部汚水管２０と中間部汚水管２１との間で、かつ車内部分に上流側開閉弁５を設けており、中間部汚水管２１と下部汚水管２２との間で、かつ車外部分に下流側開閉弁６を設けている。

汚水管２の他の実施例では、１本の汚水管の上端部、すなわち汚水管２と汚水受器１との接続部でかつ車内部分に上流側開閉弁５を設けてもよく、１本の汚水管２の下端部、すなわち汚水管２と汚物タンク３との接続部で、かつ車外部分に下流側開閉弁６を設けてもよい。この実施例では、後述する排気用配管４は、１本の汚水管２の中間部で車内部分となる位置に管途中から分岐するように設けている

上流側開閉弁５及び下流側開閉弁６は、この実施例では電磁式エアスライドバルブとからなるスライド式開閉弁であるが、管路を開閉する弁であればボール弁等の他の開閉弁で構成してもよい。７３はエアタンクであり、エアスライドバルブへエアを供給している。そして、上流側開閉弁５と下流側開閉弁６は、少なくとも互いの開口状態が同時には起こらないようにコントロールユニット７によって制御している。すなわち、上流側開閉弁５が開口状態のときは、下流側開閉弁６は閉鎖状態であり、下流側開閉弁６が開口状態のときには上流側開閉弁５が閉鎖状態である。

中間部汚水管２１は、管途中から分岐する排気用配管４を車内部分となる位置に設けている。排気用配管４は、端部を車内に開口させ、その開口に空気抜き弁（エア抜きバルブ）４０を設けており、空気抜き弁４０の外側、又は内側、又は排気用配管４内に消臭装置４１を設けている。

汚物タンク３は、各汚水管２や図示しない汚物管等の下流側に接続され各汚水、汚物を列車、電車使用中、貯留する装置である。汚物タンク３は、車体の底部９の下方の車外に配設され、車内の圧力調整を受けない。

次に、この発明の実施形態の車両用汚水処理装置の作用について図２の作動タイムチャートに基づき説明する。車内において、使用者の使用が無い状態では、コントロールユニット７からの指示で、上流側開閉弁５も下流側開閉弁６も閉鎖した状態である。この状態で車両がトンネル内に入っても、下流側開閉弁６によって管内の加圧は、そこで止り、それより上流部へ波及しない。

次に使用者が小用をした後、洗浄スイッチ８によりコントロールユニット７へ信号が送られる。コントロールユニット７から洗浄弁７２及び上流側開閉弁５へ信号が送られ洗浄弁７２が開口して汚水受器１へ送水し洗浄すると同時に上流側開閉弁５も開口する。この実施例では洗浄弁７２の開口時間及び上流側開閉弁５の開口時間は数秒程度であり、時間経過後各開閉弁７２、５は閉鎖する。

洗浄スイッチ８は、光電センサーである場合は自動的に使用者が小用後汚水受器１から離れたことを検知してコントロールユニット７に検知信号を送る。また、洗浄スイッチ８が、押しボタンスイッチである場合は、使用後の使用者の押しボタンの押圧により洗浄弁７２と上流側開閉弁５を開口させる信号がコントロールユニット７へ送られる。汚水は、重力により上部汚水管２０から中間部汚水管２１を落下して流れ、下流側開閉弁６まで行って、そこで止められ一瞬溜まる。

次に、上流側開閉弁５が時間の経過後自動的に閉鎖し、その閉鎖の数秒後に閉鎖していた下流側開閉弁６が開口する。このプログラムは、予め設定されてコントロールユニット７に入力されている。下流側開閉弁６はコントロールユニット７からの指示で数秒後に閉鎖される。上流側開閉弁５を閉鎖させた状態で下流側開閉弁６を開口させて汚水を下部汚水管２２から汚物タンク３へ落下させる。

この状態は、使用者の使用前の状態（００２２欄参照）となり、順次使用者の使用により汚水は順次、上述の作用を繰り返す。これらの作動は、予めコントロールユニット７に入力したプログラムに従って自動的に行われる。

したがって、下流側開閉弁６が開口した状態で車両がトンネル内に入り汚物タンク３に圧力が掛かった場合でも、上流側開閉弁５の閉鎖によって管内の加圧はそこで止り、それより上流部へ波及しない。そのため、汚水が汚水受器１内まで逆流することがない。また上流側開閉弁５が開口した状態で車両がトンネル内に入っても、下流側開閉弁６が閉鎖しているので管内の加圧は、そこで止り、それより上流部へ波及しない。

また、上流側開閉弁５と下流側開閉弁６との間で、かつ開口が車内部分に配置された空気抜き弁４０を設けているため、下流側開閉弁６に汚水が溜まった状態で発生する臭気を含む空気は、排気用配管４から空気抜き弁４０を通して車内へ排気されるが、このとき消臭装置４１を通るため臭気は抜かされる。また排気用配管４の開口部分が車内であるため外部から圧力は受けない。

この発明は、電車、列車、特に新幹線（登録商標）車両や長距離用の電車、列車内に設置され利用される可能性が高い。特に汚水を重力で落下する方式の小児用小便器について実用性が高い。

この発明の実施形態を示すもので、車両用汚水処理装置の模式説明図 同じくこの発明の作動状態を示すタイムチャート

符号の説明

１ 汚水受器
２ 汚水管
２０ 上部汚水管
２１ 中間部汚水管
２２ 下部汚水管
３ 汚物タンク
４ 排気用配管
４０ 空気抜き弁
４１ 消臭装置
５ 上流側開閉弁（電磁スライドバルブ）
６ 下流側開閉弁（電磁スライドバルブ）
７ コントロールユニット（制御部）
７０ 給水管
７１ 給水タンク
７２ 洗浄弁（電磁開閉弁）
７３ エアタンク
８ 洗浄スイッチ
９ 車内部分と車外部分を区分する部分（車両床部分）

Claims (1)

1. 車両内に設けられる小便用の汚水受器から車両外に設けられる汚物タンクまで汚水を送る車両用汚水処理装置であって、
   汚水受器から重力により移動する汚水を汚物タンクまで案内する汚水管と、
   汚水管の上流側に設けられる上流側開閉弁と、
   汚水管の下流側に設けられる下流側開閉弁と、
   上流側開閉弁と下流側開閉弁との間に設けられ、下流側開閉弁により汚水が溜まった状態で発生する臭気を含む空気を排出するための空気抜き弁と、
   を有し、
   上流側開閉弁と下流側開閉弁とが同時には開口状態にならないとともに、
   空気抜き弁が車内部分に設置され、空気抜き弁の近傍に又は空気抜き弁への配管に消臭装置が設けられ、臭気を含む空気は消臭装置により臭気を抜かされ且つ空気抜き弁を通して車内へ排出される車両用汚水処理装置。

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