排水圧送システム
【課題】 排水圧送システムに従来設けられて外部の大気に開放するための通気管路をなくしてシステムの管路全体を簡略化することができ、且つ排水による臭気や有害物質などの悪影響を防ぐことができる排水圧送システムを提供する。
【解決手段】 排水圧送システム１は、給排水設備２から排出される排水３を、排水タンク４に一旦貯留したのちポンプ５で圧送する。排水タンクの上部空間８は、空気収納体積を自在に変化させることができるように密閉されたエアバッグ１０と連通し、排水タンク内の排水の水位Ｌの変化に伴なって排水タンクとエアバッグとの間で空気Ａ1が移動するとともにこの空気の移動に連動してエアバッグ１０が自在に変形する。
【解決手段】 排水圧送システム１は、給排水設備２から排出される排水３を、排水タンク４に一旦貯留したのちポンプ５で圧送する。排水タンクの上部空間８は、空気収納体積を自在に変化させることができるように密閉されたエアバッグ１０と連通し、排水タンク内の排水の水位Ｌの変化に伴なって排水タンクとエアバッグとの間で空気Ａ1が移動するとともにこの空気の移動に連動してエアバッグ１０が自在に変形する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の内部に設置されたトイレなど給排水設備から排出される排水をポンプで圧送するための排水圧送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来の各種排水圧送システムを示すフロー図である。図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にそれぞれ示す排水圧送システム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃは、建物の内部に設置されたトイレなど給排水設備１０２から排出される排水１０３を、排水タンク１０４に一旦貯留したのち、ポンプ１０５で圧送するようになっている。
排水タンク１０４は密閉構造になっているので、給排水設備１０２から排出された排水が流入管１０６を通って排水タンク１０４に流入するときや、排水タンク１０４内の排水１０３が吐出管１０７を通って吐出されるときは、排水タンク１０４内の空気圧が変動する。
この空気圧の変動を緩和させるために、排水タンク１０４に通気口１０９を設けて、排水タンク１０４内の上部空間１０８の空気を、通気口１０９を介して出し入れできるようにしている。
【０００３】
図７（Ａ）に示す排水圧送システム１０１ａは、排水タンク１０４に通気口１０９のみを設けた場合を示している。
図７（Ｂ）に示す排水圧送システム１０１ｂでは、外部の大気に開放するための通気管路１１１を通気口１０９に設け、この通気管路１１１を屋外まで延長することで、臭気の室内での拡散を防止するようにしている。この図７（Ｂ）に示す排水圧送システム１０１ｂの構成は、特許文献１（特開２００２−２７５９７２号公報）に記載された排水圧送システムにも記載されている。
また、図７（Ｃ）に示す排水圧送システム１０１ｃは、通気口１０９に設けた配管に脱臭用のフィルタ１１０を接続した場合を示している。
なお、本発明にかかる排水圧送システムを構成するエアバッグに関連する技術として、特許文献２には、エアバッグ型のウォータハンマ防止器を有する給水設備が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７５９７２号公報
【特許文献２】「給排水・衛生設備計画設計の実務の知識」，第１版，株式会社オーム社，平成１２年６月２０日，ｐ７４〜７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図７（Ａ）に示す排水圧送システム１０１ａでは、排水タンク１０４内の臭気などが通気口１０９を通って室内に拡散して悪影響を与える恐れがあった。
また、図７（Ｂ）に示す排水圧送システム１０１ｂと特許文献１に記載の排水圧送システムでは、通気管路を通気口に接続して屋外まで延長する場合には、通気管路の敷設スペースを確保して配管工事を行う必要がある。
この通気管路は、排水タンクから屋外の大気までの間でＵ字状部を設けないように十分に注意して設計，施工を行う必要がある。これは、Ｕ字状部が一箇所でもあると、通気管路内の水分が結露するとＵ字状部に水が溜まって水封部を形成してしまい、排水タンクと屋外の大気との間で空気が自在に流れなくなってしまい、通気管の役目をなさなくなるからである。そのため、排水圧送システムでは、通気管路をなくすことができる技術が求められていた。
図７（Ｃ）に示す排水圧送システム１０１ｃでは、フィルタ１１０の目詰まりの点検や交換が必要で、メンテナンスが煩雑になっていた。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、排水圧送システムに従来設けられて外部の大気に開放するための通気管路をなくしてシステムの管路全体を簡略化することができ、且つ排水による臭気や有害物質などの悪影響を防ぐことができる排水圧送システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明にかかる排水圧送システムは、建物の内部に設置された給排水設備から排出される排水を、密閉された排水タンクに一旦貯留したのちポンプで圧送する排水圧送システムであって、排水タンクの上部空間は、空気収納体積を自在に変化させることができるように密閉された空気収納部と連通し、排水タンク内の排水の水位の変化に伴なって排水タンクと空気収納部との間で空気が移動するとともにこの空気の移動に連動して空気収納部が自在に変形するようにしている。
本発明の好ましい一実施態様として、空気収納部は変形自在な面体構造体であり、この面体構造体を、排水タンクとは分離して設けるかまたは排水タンクに直接設けている。たとえば、面体構造体は、袋状に形成されたエアバッグであるか、または、スペースを上下に仕切っている仕切り用膜を有する膜状構造体であるのが好ましい。
また、本発明の好ましい他の実施態様として、空気収納部は、排水タンクと連通するシリンダと、このシリンダ内で自在に往復移動するピストンとを有している。
本発明にかかる排水圧送システムにおいて、給排水設備は大便器に給水するための給水タンクが配置されたトイレであり、拡縮自在な面体構造体を給水タンク内に設置するとともに、この面体構造体と排水タンクの上部空間とを連通管で連通するのが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の排水圧送システムは、上述のように構成したので、排水圧送システムに従来設けられて外部の大気に開放するための通気管路をなくしてシステムの管路全体を簡略化することができ、且つ排水による臭気や有害物質などの悪影響を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
排水圧送システムにおいて、臭気などの悪影響を防ぐには、排水タンクは外部の大気に対して完全に密閉しなければならないという第１の要求と、こうして密閉された排水タンク内の水位が変化すると排水タンクの空気圧が変動するが、この空気圧の変動を吸収するには、排水タンクの空気の出し入れが必要であるという第２の要求とがある。この第１の要求と第２の要求は相反するものである。
そこで、本発明では、第１の要求を満足させるために、まず、排水タンクを密閉して、排水タンク内の空気を外部の大気から完全に遮断し、排水タンク内の臭気などが外部の大気に混ざらないようにしている。
次に、本発明では、第２の要求を満足させるために、排水タンク内の空気を空気収納部で一時的に収納するようにしている。すなわち、排水タンクに入る排水の量と、その後、タイムラグをもって排水タンクから吐出する排水の量とは同じである点に、本発明者は着目した。そして、外部の大気に対して密閉された空気収納部を排水タンクと連通して設け、タイムラグの分の空気を空気収納部で一時的に収納可能にして、第２の要求を満足させた。
【００１０】
具体的には、密閉された排水タンクの上部空間と、空気収納体積を自在に変化させることができるように密閉された変形自在な空気収納部とを連通すれば、排水タンク内の水位が変化してその上部空間の体積が変化しても、排水タンクの上部空間の体積と空気収納部における空気収納体積との和は、常にほぼ一定である。
たとえば、排水タンク内の水位が上昇して上部空間の空気圧が上昇すれば、上部空間内の空気は自然に空気収納部側に流れて上部空間の空気圧を元に戻す。また、排水タンクの水位が下降して上部空間の空気圧が低下すると、空気収納部内の空気が自然に排水タンク内に流れて上部空間の空気圧を元に戻す。
このようにして、上部空間内の空気圧の変動を、空気収納体積を自在に変化させることができる空気収納部で常時吸収して、上部空間内の空気圧を常にほぼ一定に保つようにしている。
【００１１】
下記の実施例では、排水タンク内の排水の水位の変化に伴なって排水タンクと空気収納部との間で空気が移動するとともにこの空気の移動に連動して空気収納部が自在に変形するようにしている。
これにより、下記の実施例では、排水圧送システムに従来設けられて外部の大気に開放するための通気管路をなくしてシステムの管路全体を簡略化するという目的を実現している。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明にかかる実施例を、図１ないし図６を参照して説明する。
図１ないし図６は本発明の実施例を示す図で、図１は、一実施例にかかる排水圧送システムのフロー図、図２，図３，図４は、それぞれ本実施例における第１の変形例，第２の変形例，第３の変形例にかかる排水圧送システムのフロー図である。
図５は、給排水設備がトイレの場合の排水圧送システムのフロー図、図６は、図５に示す排水圧送システムの動作を示す説明図である。
【００１３】
図１ないし図６に示すように、排水圧送システム１，１ａ〜１ｄは、建物の内部に設置された給排水設備２から排出される排水３を、密閉された排水タンク４に一旦貯留したのちポンプ５で圧送するようになっている。
建物としては、集合住宅，一戸建て住宅などがあるが、ホテル，事務所ビル，病院などであってもよい。給排水設備２としては、トイレ，風呂，洗面台，流し台，台所，洗濯機などがあり、図５，図６に示す排水圧送システム１ｄでは、給排水設備２がトイレの場合を示している。
排水圧送システム１，１ａ〜１ｄにおいて、排水タンク４の上部空間８は空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃと連通している。空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃは、空気収納体積を自在に変化させることができ、変形自在で密閉された構成を有している。
そして、排水タンク４内の排水３の水位Ｌの変化に伴なって、排水タンク４と空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃとの間で空気Ａ1が移動するとともに、この空気Ａ1の移動に連動して空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃが自在に変形するようにしている。
これにより、排水タンク４に排水３が流入するときや排水タンク４からポンプ５で排水３が吐出するときに、排水タンク４内の空気圧が変動しても、排水タンク４内の空気を出し入れすることができる。
【００１４】
このように、排水タンク４に排水３が流入したのちポンプ５で抜き出されるまでの間の水位Ｌの変化による上部空間８の体積の増減を、空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃに排水タンク４内の空気を一時的に移動させて収納することにより、上部空間８内の空気圧を常時ほぼ一定に維持している。すなわち、空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃが、従来の通気管路と同じ機能を発揮している。
その結果、排水圧送システムに従来設けられて外部の大気に開放するための通気管路をなくして、排水圧送システム１，１ａ〜１ｄの管路全体を簡略化することができる。したがって、通気管路が必要な従来技術と比べて、設計，施工が容易になりその自由度が拡がり、排水圧送システム1，1ａ〜1ｄ全体を省スペースで且つ簡素な構成にすることができ、また、通気管路内の水分が結露してトラブルを生じる恐れはない。
また、排水タンク４とこれに連通する空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃの両者は、外部から密閉されているので、排水３による臭気や有害物質（細菌など）が室内に漏れ出ることがなく、悪影響を防ぐことができる。
すなわち、排水タンク４を外部の大気に開放せずに、排水タンク４内の臭気や有害物質をこの排水タンク４と空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃ内に封じ込めることができるので、衛生的である
【００１５】
図１ないし図３，図５に示す排水圧送システム１，１ａ，１ｂ，１ｄの空気収納部には、変形自在な面体構造体としてのエアバッグ１０（図１，図５）と、変形自在な面体構造体としての膜状構造体１０ａ，１０ｂ（図２，図３）とを使用している。
これら面体構造体としてのエアバッグ１０と膜状構造体１０ａ，１０ｂを、排水タンク４とは分離して設けるか（図１，図２，図５）、または、排水タンク４に直接設けている（図３）。
このように、空気収納部に面体構造体（エアバッグまたは膜状構造体）を使用すれば、排水タンク４内の空気を出し入れするための構造が簡素になる。また、排水タンク４内の排水３による臭気や有害物質などがエアバッグ１０，膜状構造体１０ａ，１０ｂ内に封じ込められて室内に漏れ出ることがない。エアバッグ１０，膜状構造体１０ａ，１０ｂは、稼動部がないのでメンテナンスが不要である。
なお、面体構造体としてエアバッグと膜状構造体の場合を示したが、面体構造体は蛇腹状の袋などであってもよい。
【００１６】
図４に示す排水圧送システム１ｃにおいて、空気収納部１０ｃは、排水タンク４と連通するシリンダ２０と、このシリンダ２０内で自在に往復移動するピストン２１とを有している。
この空気収納部１０ｃによれば、ピストン２１が移動することにより、空気収納体積を自在に変化させることができるように密閉されており、シリンダ２０とピストン２１自体の形状は変形しないので、強度的に丈夫な材質のものを使用して長寿命にすることができる。
【００１７】
次に、図１ないし図４に示す実施例および各種変形例について詳述する。
図１に示す実施例にかかる排水圧送システム１において、排水タンク給排水設備２と排水タンク４とは、流入管６により接続されている。給排水設備２から排出される排水３は、流入管６を通って排水タンク４に流入して一旦貯留される。
排水タンク４内にはポンプ（たとえば、水中ポンプ）５が設置されており、ポンプ５の吐出側に吐出管７が接続されている。これは、図２〜図４に示す排水圧送システム１ａ〜１ｃの場合も同様である。なお、ポンプ５を排水タンク４の外部に設置して吐出管７の途中に接続した場合であってもよい。
排水タンク４に貯留されている排水３は、ポンプ５により吐出管７を流れて系外に圧送される。ポンプ５は、排水３の水位Ｌが所定の高い位置まで上昇するとオンし、水位Ｌが所定の低い位置まで下降するとオフする間欠運転を行うように制御されている。
【００１８】
排水タンク４の上部空間８の所定位置（ここでは、排水タンク４の天井板１３）には通気口９が形成されている。通気口９には、エアバッグ１０と排水タンク４の上部空間８とを連通する連通管１４が取付けられている。連通管１４の素材としては、金属製または合成樹脂製の配管，合成樹脂製またはゴム製のチューブなどが使用されている。
連通管１４の一端は排水タンク４の上部空間８に開口し、他端はエアバッグ１０を支持している。
エアバッグ１０は、袋状に形成されて排水タンク４の外部で露出して設置されている。エアバッグ１０は、空気Ａ1が排水タンク４側に流れると縮小し、図１（Ａ）、空気Ａ1が排水タンク４からエアバッグ１０に流入すると膨張するように変形自在である（図１（Ｂ））。
エアバッグ１０（および、後述する膜状構造体１０ａ，１０ｂ）の素材としては、拡縮するときに抵抗が少なく、且つ臭気や有害物質に対して耐食性のある薄い合成樹脂製またはゴム製が好ましい。このエアバッグ１０は、連通管１４に接続する部分が開口部となる袋状に形成されている。
エアバッグ１０（および、膜状構造体１０ａ）は、排水タンク４とは分離して且つ露出して設置されているので、エアバッグ１０（および、膜状構造体１０ａ）が劣化したときなどに容易に交換することができ、メンテナンス作業が容易である。
【００１９】
図１（Ａ）に示すように排水３の水位Ｌが低いときには、上部空間８の体積が大きいので、エアバッグ１０の空気収納体積は小さくなっている。その後、図１（Ｂ）に示すように給排水設備２から排出された排水３が流入管６を通って排水タンク４に流入すると、水位Ｌが次第に上昇する。
すると、上部空間８内の空気Ａ1は矢印Ｂに示すように上部空間８内を上方に流れ、次いで、連通管１４を通ってエアバッグ１０内に流入する。すると、エアバッグ１０は次第に膨らんで空気収納体積が大きくなる。
やがて、水位Ｌが上方の所定高さ位置まで上昇すると、ポンプ５がオンして排水タンク４内の排水３を吐出管７を介して系外に圧送する。水位Ｌが所定の低い位置まで下降すると、ポンプ５は自動的にオフになって図１（Ａ）に示す状態に戻る。以下、前記動作を繰り返して排水３を圧送する。
このように、排水タンク４内の排水３の水位Ｌの変化に伴なって、排水タンク４とエアバッグ１０との間で空気Ａ1が移動するとともに、この空気Ａ1の移動に連動してエアバッグ１０が自在に変形することができる。
【００２０】
図２に示す排水圧送システム１ａにおいて、膜状構造体１０ａは、有底筒状の容器１５と、この容器１５内に取付けられて変形自在な仕切り用膜１６とを有している。なお、図２〜図６に示す変形例および実施例において、図１に示す実施例と同一または相当部分には同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
仕切り用膜１６はスペースを上下に仕切っている。すなわち、容器１５は、仕切り用膜１６により下部スペース１７と上部スペース１８とに仕切られている。下部スペース１７は、容器１５と仕切り用膜１６により密閉された空間で且つ空気収納体積を自在に変化させることができるようになっており、上部スペース１８は外部と連通している。連通管１４は容器１５に接続されており、下部スペース１７と排水タンク４の上部空間８とを連通している。
【００２１】
図２（Ａ）は、仕切り用膜１６が下方に位置して下部スペース１７を小さくすることにより、膜状構造体１０ａの空気収納体積が小さい場合を示している。一方、図２（Ｂ）は、仕切り用膜１６が上部スペース１８側に移動して、下部スペース１７を大きくすることにより、膜状構造体１０ａの空気収納体積を大きくした場合を示している。
したがって、排水タンク４の排水３の水位Ｌが下がれば、下部スペース１７の空気が連通管１４を通って排水タンク４の上部空間８に移動する（図２（Ａ））。水位Ｌが上昇して、上部空間８内の空気が、矢印Ｂに示すように上昇して連通管１４を通って膜状構造体１０ａの下部スペース１７に移動すれば、仕切り用膜１６は、上方に膨らんで空気収納体積を大きくすることができる（図２（Ｂ））。なお、その他の動作は、図１に示す実施例と同じである。
このように、排水３の水位Ｌの変化に伴なって、排水タンク４と膜状構造体１０ａとの間で空気Ａ1が移動するとともにこの空気Ａ1の移動に連動して仕切り用膜１６が自在に変形することができる。
【００２２】
図３に示す実施例は、排水タンク４内に膜状構造体の機能を設けた場合を示している。すなわち、排水圧送システム１ｂにおいて、膜状構造体１０ｂは、排水タンク４に直接設けられている。
膜状構造体１０ｂは、排水タンク４に取付けられて変形自在な仕切り用膜１６を有している。仕切り用膜１６はスペースを上下に仕切っている。すなわち、仕切り用膜１６は、排水タンク４の上部空間８と、上部空間８の上部側に位置して外部と連通する上部スペース１８とを仕切っている。
排水タンク４内の排水３の水位Ｌが下がると、仕切り用膜１６は下方に位置して空気収納体積を小さくし（図３（Ａ））、水位Ｌが上昇すると仕切り用膜１６は上方に膨らんで空気収納体積を大きくすることができる（図３（Ｂ））。なお、他の動作は図１，図２に示す実施例，変形例と同じである。
このようにして、排水タンク４内の排水３の水位Ｌの変化に伴なって、排水タンク４と膜状構造体１０ｂとの間で空気Ａ1が移動するとともにこの空気Ａ1の移動に連動して仕切り用膜１６が自在に変形することができる。
【００２３】
図４に示す排水圧送システム１ｃにおいて、空気収納部１０ｃは、排水タンク４とは分離して設けられたピストンタイプであり、上述のエアバッグ１０，膜状構造体１０ａ，１０ｂと同じ機能を発揮するようになっている。
シリンダ２０は、ピストン２１により下部スペース１７と上部スペース１８とに仕切られている。下部スペース１７は、密閉された空間であり連通管１４に連通している。上部スペース１８は外部と連通している。
図２に示す膜状構造体１０ａでは、仕切り用膜１６が上下に変形するのに対して、図４に示す空気収納部１０ｃでは、ピストン２１がシリンダ２０内を上下に自在に往復移動することができる。この排水圧送システム１ｃのこれ以外の構成と動作は、図２に示す変形例と同じである。
このようにして、排水タンク４内の排水３の水位Ｌの変化に伴なって、排水タンク４と空気収納部１０ｃとの間で空気Ａ1が移動するとともに、この空気Ａ1の移動に連動してピストン２１が上下に自在に移動することにより、空気収納部１０ｃが自在に変形することができる。
なお、図４（Ａ）は、水位Ｌが下降してピストン２１が下方に移動した状態を示しており、図４（Ｂ）は、水位Ｌが上昇してピストン２１も上方に移動した場合を示している。
【００２４】
図５に示す排水圧送システム１ｄにおける給排水設備は、大便器３０に給水するための給水タンク３１が配置されたトイレ２である。そして、拡縮自在な面体構造体としてのエアバッグ１０を、給水タンク３１の上部スペース３２内に設置するととともに、エアバッグ１０と排水タンク４の上部空間８とを連通管１４で連通している。
これにより、給水タンク３１は、大便器３０に流す水を貯留する機能と、エアバッグ１０を収納する機能とを発揮することになる。すなわち、給水タンク３１の内部スペースを、水の貯留用とエアバッグ１０の収納用とに兼用して有効利用することができる。
したがって、エアバッグ１０の設置場所を別途確保する必要がなくなり、排水圧送システム１ｄをコンパクトにできる。また、エアバッグ１０は、外部に出ていないので邪魔にならず、また、直接的には見えないので外観的に良好である。
【００２５】
エアバッグ１０は、排水タンク４とは分離して設けられ、連通管１４の端部に接続されている。給水タンク３１には給水管３３が接続されており、給水管３３から給水タンク３１に水３４が給水されるようになっている。
給水タンク３１に設けられたレバー３５など操作部を操作することにより、給水タンク３１に貯留された水３４が、大便器３０に一気に流れ込む。大便器３０から排出される排水３は、流入管６を通って排水タンク４に流れ込む。
給水タンク３１内の水３４の水位Ｌ1が低下とすると、給水管３３から水３４が給水されて水位Ｌ1が上昇し、この水位Ｌ1が満水時の所定の高さ位置まで上昇すると、給水管３３による給水は自動的に停止するようになっている。
【００２６】
大便器３０から流入管６に至る流路は、大便器３０の水封によりシールされているので、排水タンク４とエアバッグ１０は、連通管１４を介して連通するとともに外部に対して密閉された空間を形成している。
したがって、排水タンク４の上部空間８の体積とエアバッグ１０の空気収納体積とがそれぞれ変化しても、上部空間８の体積とエアバッグ１０の空気収納体積とを合わせた合計体積は常時ほぼ一定である。
【００２７】
このように、排水タンク４の上部空間８の体積とエアバッグ１０の空気収納体積との和は常にほぼ一定なので、給水タンク３１の水位Ｌ1が高い位置にあるときは、排水タンク４の水位Ｌが低い位置になるようにポンプ５で排水３が排出されている。その結果、エアバッグ１０は縮小した形状になっているので、給水タンク３１の上部スペース３２内に収まることができる。
その後、給水タンク３１内の水３４が大便器３０に流れ込んだのち排水３となって排水タンク４に貯留されると、排水タンク４の水位Ｌが上昇して、上部空間８の体積が縮小し、空気が排水タンク４からエアバッグ１０に流れる。
その結果、エアバッグ１０は膨らんだ状態になる。そして、このときは給水タンク３１の水位Ｌ1が低下して、上部スペース３２の体積が大きくなっているので、膨張したエアバッグ１０は上部スペース３２に収まることができる。
ポンプ５は、排水タンク４内に設置された水中ポンプの場合を示しているが、ポンプ５は、排水タンク４の外部に設置されて吐出管７の途中に接続された場合であってもよい。
また、エアバッグ１０を、給水タンク３１の上部スペース３２内に設置した場合を示したが、エアバッグ１０の一部または全部が給水タンク３１の水中に位置している場合であってもよい。
【００２８】
次に、排水圧送システム１ｄとトイレ２の動作について説明する。
図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、待機時，トイレ排水時，排水タンク満水時，ポンプ排水時の状態をそれぞれ示している。そして、待機時からポンプ排水時までの動作が順次進行し、ポンプ排水時の動作後は待機時の状態に戻ったのち、同様の動作を繰り返すことになる。
まず最初に、図５（Ａ）に示すように、トイレ２を使用しない待機時には（図６中の符号Ａ）、給水タンク３１への給水は停止し、給水タンク３１は、その水位Ｌ1が高い位置にあって満水状態である。
その結果、このときの上部スペース３２は小さいが、エアバッグ１０は縮小状態でその空気収納体積は小さいので、エアバッグ１０は狭い上部スペース３２内に収まっている。このとき、排水タンク４の水位Ｌは低い位置にあり、ポンプ５は停止している。
【００２９】
次に、図５（Ｂ）に示すように、トイレ２を使用して、給水タンク３１のレバー３５を操作すれば、給水タンク３１に貯留されていた水３４は大便器３０に一気に流れ込む（図６中の符号Ｂ）。
給水タンク３１の水位Ｌ1は下降して水３４の量が減少するので、給水管３３による給水が開始される。大便器３０から排出された排水３は、流入管６を通って排水タンク４に排出される。
すると、排水タンク４の水位Ｌが次第に上昇するので、排水タンク４内の空気は連通管１４を通ってエアバッグ１０に移動する。この空気の移動に伴なって、エアバッグ１０が次第に膨らんでいき、その空気収納体積が次第に増加していく。このとき、給水タンク３１の水位Ｌも次第に低くなっているので、エアバッグ１０は上部スペース３２に収まることができる。
【００３０】
やがて、図５（Ｃ）に示すように、大便器３０から排出される排水が止まって排水タンク４が満水になると（図６中の符号Ｃ）、上部空間８の体積は小さくなり、エアバッグ１０は膨らんだ状態になって空気収納体積が大きくなる。
このとき、給水タンク３１の水位Ｌは低い位置にあるので、エアバッグ１０は上部スペース３２内に収まっている。こうして排水タンク４が満水になると、排水タンク４とエアバッグ１０との間での空気は停止するとともに、ポンプ５をオンして稼動させる。
こうして、図５（Ｄ）に示すようにポンプ５が稼動されると、排水タンク４に貯留されていた排水３が吐出管７を通って系外に排出される（図６中の符号Ｄ）。すると、排水タンク４に貯留されている排水３の量が次第に減少して、水位Ｌが次第に下降する。
上部空間８の体積が次第に大きくなって内部の空気圧が低下するので、エアバッグ１０内の空気が連通管１４を通って排水タンク４に流れる。その結果、エアバッグ１０が縮小してその空気収納体積が減少する。
【００３１】
給水管３３から給水タンク３１への給水は、トイレ排水時から継続して行われているので、給水タンク３１内の水３４が大便器３０に流れ込んだのちは、給水タンク３１の水位Ｌ1は次第に上昇していく。
これに伴なって、上部スペース３２の体積は次第に小さくなるが、これと同時にエアバッグ１０も次第に縮小してその空気収納体積が小さくなるので、エアバッグ１０は常に上部スペース３２内に収まっている。
やがて、給水タンク３１の水位Ｌ1が満水時の所定の高さ位置まで上昇すると、給水タンク３１への給水は自動的に停止する。
なお、給水タンク３１への給水は、トイレ排水時からポンプ排水時まで連続して行う場合を示したが、給水タンク３１から大便器３０への水３４の流出が完了したのち給水タンク３１に給水を開始するようにしてもよい。
一方、排水タンク４の水位Ｌが低い所定の位置まで下降すると、ポンプ５は自動的に停止する。このようにして、ポンプ５による排水動作と給水タンク３１への給水動作が完了すると、図５（Ａ）に示す待機時の状態に戻って（図６中の符号Ａ）、以下同様の動作を繰り返すことになる。
【００３２】
病人や老人などが、寝たきりでベッドから遠く離れたトイレに行けないような場合、ベッドの傍にトイレ２と排水圧送システム１ｄを設置すれば、トイレ２を容易に使用することができるので便利である。
この場合、給水管３３と吐出管７の配管工事は必要であるが、通気管路が不要なので配管工事全体が容易になる。この場合のトイレ２は、据付けや移動が可能なポータブル型トイレが好ましいが、移動させない据付け型のトイレであってもよい。
たとえば、既設の事務所ビルを集合住宅に変更するような場合、本実施例のトイレ２と排水圧送システム１ｄを使用すれば、通気管路が不要なので配管の設計，施工が簡単である。
【００３３】
上述のように、本発明の排水圧送システム１，１ａ〜１ｄでは、空気収納部を排水タンクの近傍にまたは直接設けているので、排水圧送システムの全体を給排水設備の近くに設置することができ、設置工事やメンテナンス作業が容易になる。
また、排水タンク４と空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃとを連通させて空気が両者間を自在に移動できるようにしたので、排水タンク４内の空気圧が正圧であっても負圧であっても対応できる。
【００３４】
以上、本発明の実施例（各種変形例を含む。以下同じ）を説明したが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲で種々の変形，付加などが可能である。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、集合住宅などのトイレ，風呂など給排水設備から排出される排水を排水タンクに貯留してポンプで圧送するシステムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１ないし図６は本発明の実施例を示す図で、図１は、一実施例にかかる排水圧送システムのフロー図である。
【図２】前記実施例における第１の変形例にかかる排水圧送システムのフロー図である。
【図３】前記実施例の第２の変形例にかかる排水圧送システムのフロー図である。
【図４】前記実施例の第３の変形例にかかる排水圧送システムのフロー図である。
【図５】給排水設備がトイレの場合の排水圧送システムのフロー図である。
【図６】図５に示す排水圧送システムの動作を示す説明図である。
【図７】従来の各種排水圧送システムを示すフロー図である。
【符号の説明】
【００３７】
１，１ａ〜１ｄ 排水圧送システム
２ トイレ（給排水設備）
３ 排水
４ 排水タンク
５ ポンプ
８ 排水タンクの上部空間
１０ エアバッグ（空気収納部，面体構造体）
１０ａ，１０ｂ 膜状構造体（空気収納部，面体構造体）
１０ｃ 空気収納部
１４ 連通管
１６ 仕切り用膜
２０ シリンダ
２１ ピストン
３０ 大便器
３１ 給水タンク
３２ 給水タンクの上部スペース
Ａ1 空気
Ｌ 排水タンクの水位
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の内部に設置されたトイレなど給排水設備から排出される排水をポンプで圧送するための排水圧送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来の各種排水圧送システムを示すフロー図である。図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にそれぞれ示す排水圧送システム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃは、建物の内部に設置されたトイレなど給排水設備１０２から排出される排水１０３を、排水タンク１０４に一旦貯留したのち、ポンプ１０５で圧送するようになっている。
排水タンク１０４は密閉構造になっているので、給排水設備１０２から排出された排水が流入管１０６を通って排水タンク１０４に流入するときや、排水タンク１０４内の排水１０３が吐出管１０７を通って吐出されるときは、排水タンク１０４内の空気圧が変動する。
この空気圧の変動を緩和させるために、排水タンク１０４に通気口１０９を設けて、排水タンク１０４内の上部空間１０８の空気を、通気口１０９を介して出し入れできるようにしている。
【０００３】
図７（Ａ）に示す排水圧送システム１０１ａは、排水タンク１０４に通気口１０９のみを設けた場合を示している。
図７（Ｂ）に示す排水圧送システム１０１ｂでは、外部の大気に開放するための通気管路１１１を通気口１０９に設け、この通気管路１１１を屋外まで延長することで、臭気の室内での拡散を防止するようにしている。この図７（Ｂ）に示す排水圧送システム１０１ｂの構成は、特許文献１（特開２００２−２７５９７２号公報）に記載された排水圧送システムにも記載されている。
また、図７（Ｃ）に示す排水圧送システム１０１ｃは、通気口１０９に設けた配管に脱臭用のフィルタ１１０を接続した場合を示している。
なお、本発明にかかる排水圧送システムを構成するエアバッグに関連する技術として、特許文献２には、エアバッグ型のウォータハンマ防止器を有する給水設備が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７５９７２号公報
【特許文献２】「給排水・衛生設備計画設計の実務の知識」，第１版，株式会社オーム社，平成１２年６月２０日，ｐ７４〜７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図７（Ａ）に示す排水圧送システム１０１ａでは、排水タンク１０４内の臭気などが通気口１０９を通って室内に拡散して悪影響を与える恐れがあった。
また、図７（Ｂ）に示す排水圧送システム１０１ｂと特許文献１に記載の排水圧送システムでは、通気管路を通気口に接続して屋外まで延長する場合には、通気管路の敷設スペースを確保して配管工事を行う必要がある。
この通気管路は、排水タンクから屋外の大気までの間でＵ字状部を設けないように十分に注意して設計，施工を行う必要がある。これは、Ｕ字状部が一箇所でもあると、通気管路内の水分が結露するとＵ字状部に水が溜まって水封部を形成してしまい、排水タンクと屋外の大気との間で空気が自在に流れなくなってしまい、通気管の役目をなさなくなるからである。そのため、排水圧送システムでは、通気管路をなくすことができる技術が求められていた。
図７（Ｃ）に示す排水圧送システム１０１ｃでは、フィルタ１１０の目詰まりの点検や交換が必要で、メンテナンスが煩雑になっていた。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、排水圧送システムに従来設けられて外部の大気に開放するための通気管路をなくしてシステムの管路全体を簡略化することができ、且つ排水による臭気や有害物質などの悪影響を防ぐことができる排水圧送システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明にかかる排水圧送システムは、建物の内部に設置された給排水設備から排出される排水を、密閉された排水タンクに一旦貯留したのちポンプで圧送する排水圧送システムであって、排水タンクの上部空間は、空気収納体積を自在に変化させることができるように密閉された空気収納部と連通し、排水タンク内の排水の水位の変化に伴なって排水タンクと空気収納部との間で空気が移動するとともにこの空気の移動に連動して空気収納部が自在に変形するようにしている。
本発明の好ましい一実施態様として、空気収納部は変形自在な面体構造体であり、この面体構造体を、排水タンクとは分離して設けるかまたは排水タンクに直接設けている。たとえば、面体構造体は、袋状に形成されたエアバッグであるか、または、スペースを上下に仕切っている仕切り用膜を有する膜状構造体であるのが好ましい。
また、本発明の好ましい他の実施態様として、空気収納部は、排水タンクと連通するシリンダと、このシリンダ内で自在に往復移動するピストンとを有している。
本発明にかかる排水圧送システムにおいて、給排水設備は大便器に給水するための給水タンクが配置されたトイレであり、拡縮自在な面体構造体を給水タンク内に設置するとともに、この面体構造体と排水タンクの上部空間とを連通管で連通するのが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の排水圧送システムは、上述のように構成したので、排水圧送システムに従来設けられて外部の大気に開放するための通気管路をなくしてシステムの管路全体を簡略化することができ、且つ排水による臭気や有害物質などの悪影響を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
排水圧送システムにおいて、臭気などの悪影響を防ぐには、排水タンクは外部の大気に対して完全に密閉しなければならないという第１の要求と、こうして密閉された排水タンク内の水位が変化すると排水タンクの空気圧が変動するが、この空気圧の変動を吸収するには、排水タンクの空気の出し入れが必要であるという第２の要求とがある。この第１の要求と第２の要求は相反するものである。
そこで、本発明では、第１の要求を満足させるために、まず、排水タンクを密閉して、排水タンク内の空気を外部の大気から完全に遮断し、排水タンク内の臭気などが外部の大気に混ざらないようにしている。
次に、本発明では、第２の要求を満足させるために、排水タンク内の空気を空気収納部で一時的に収納するようにしている。すなわち、排水タンクに入る排水の量と、その後、タイムラグをもって排水タンクから吐出する排水の量とは同じである点に、本発明者は着目した。そして、外部の大気に対して密閉された空気収納部を排水タンクと連通して設け、タイムラグの分の空気を空気収納部で一時的に収納可能にして、第２の要求を満足させた。
【００１０】
具体的には、密閉された排水タンクの上部空間と、空気収納体積を自在に変化させることができるように密閉された変形自在な空気収納部とを連通すれば、排水タンク内の水位が変化してその上部空間の体積が変化しても、排水タンクの上部空間の体積と空気収納部における空気収納体積との和は、常にほぼ一定である。
たとえば、排水タンク内の水位が上昇して上部空間の空気圧が上昇すれば、上部空間内の空気は自然に空気収納部側に流れて上部空間の空気圧を元に戻す。また、排水タンクの水位が下降して上部空間の空気圧が低下すると、空気収納部内の空気が自然に排水タンク内に流れて上部空間の空気圧を元に戻す。
このようにして、上部空間内の空気圧の変動を、空気収納体積を自在に変化させることができる空気収納部で常時吸収して、上部空間内の空気圧を常にほぼ一定に保つようにしている。
【００１１】
下記の実施例では、排水タンク内の排水の水位の変化に伴なって排水タンクと空気収納部との間で空気が移動するとともにこの空気の移動に連動して空気収納部が自在に変形するようにしている。
これにより、下記の実施例では、排水圧送システムに従来設けられて外部の大気に開放するための通気管路をなくしてシステムの管路全体を簡略化するという目的を実現している。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明にかかる実施例を、図１ないし図６を参照して説明する。
図１ないし図６は本発明の実施例を示す図で、図１は、一実施例にかかる排水圧送システムのフロー図、図２，図３，図４は、それぞれ本実施例における第１の変形例，第２の変形例，第３の変形例にかかる排水圧送システムのフロー図である。
図５は、給排水設備がトイレの場合の排水圧送システムのフロー図、図６は、図５に示す排水圧送システムの動作を示す説明図である。
【００１３】
図１ないし図６に示すように、排水圧送システム１，１ａ〜１ｄは、建物の内部に設置された給排水設備２から排出される排水３を、密閉された排水タンク４に一旦貯留したのちポンプ５で圧送するようになっている。
建物としては、集合住宅，一戸建て住宅などがあるが、ホテル，事務所ビル，病院などであってもよい。給排水設備２としては、トイレ，風呂，洗面台，流し台，台所，洗濯機などがあり、図５，図６に示す排水圧送システム１ｄでは、給排水設備２がトイレの場合を示している。
排水圧送システム１，１ａ〜１ｄにおいて、排水タンク４の上部空間８は空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃと連通している。空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃは、空気収納体積を自在に変化させることができ、変形自在で密閉された構成を有している。
そして、排水タンク４内の排水３の水位Ｌの変化に伴なって、排水タンク４と空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃとの間で空気Ａ1が移動するとともに、この空気Ａ1の移動に連動して空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃが自在に変形するようにしている。
これにより、排水タンク４に排水３が流入するときや排水タンク４からポンプ５で排水３が吐出するときに、排水タンク４内の空気圧が変動しても、排水タンク４内の空気を出し入れすることができる。
【００１４】
このように、排水タンク４に排水３が流入したのちポンプ５で抜き出されるまでの間の水位Ｌの変化による上部空間８の体積の増減を、空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃに排水タンク４内の空気を一時的に移動させて収納することにより、上部空間８内の空気圧を常時ほぼ一定に維持している。すなわち、空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃが、従来の通気管路と同じ機能を発揮している。
その結果、排水圧送システムに従来設けられて外部の大気に開放するための通気管路をなくして、排水圧送システム１，１ａ〜１ｄの管路全体を簡略化することができる。したがって、通気管路が必要な従来技術と比べて、設計，施工が容易になりその自由度が拡がり、排水圧送システム1，1ａ〜1ｄ全体を省スペースで且つ簡素な構成にすることができ、また、通気管路内の水分が結露してトラブルを生じる恐れはない。
また、排水タンク４とこれに連通する空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃの両者は、外部から密閉されているので、排水３による臭気や有害物質（細菌など）が室内に漏れ出ることがなく、悪影響を防ぐことができる。
すなわち、排水タンク４を外部の大気に開放せずに、排水タンク４内の臭気や有害物質をこの排水タンク４と空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃ内に封じ込めることができるので、衛生的である
【００１５】
図１ないし図３，図５に示す排水圧送システム１，１ａ，１ｂ，１ｄの空気収納部には、変形自在な面体構造体としてのエアバッグ１０（図１，図５）と、変形自在な面体構造体としての膜状構造体１０ａ，１０ｂ（図２，図３）とを使用している。
これら面体構造体としてのエアバッグ１０と膜状構造体１０ａ，１０ｂを、排水タンク４とは分離して設けるか（図１，図２，図５）、または、排水タンク４に直接設けている（図３）。
このように、空気収納部に面体構造体（エアバッグまたは膜状構造体）を使用すれば、排水タンク４内の空気を出し入れするための構造が簡素になる。また、排水タンク４内の排水３による臭気や有害物質などがエアバッグ１０，膜状構造体１０ａ，１０ｂ内に封じ込められて室内に漏れ出ることがない。エアバッグ１０，膜状構造体１０ａ，１０ｂは、稼動部がないのでメンテナンスが不要である。
なお、面体構造体としてエアバッグと膜状構造体の場合を示したが、面体構造体は蛇腹状の袋などであってもよい。
【００１６】
図４に示す排水圧送システム１ｃにおいて、空気収納部１０ｃは、排水タンク４と連通するシリンダ２０と、このシリンダ２０内で自在に往復移動するピストン２１とを有している。
この空気収納部１０ｃによれば、ピストン２１が移動することにより、空気収納体積を自在に変化させることができるように密閉されており、シリンダ２０とピストン２１自体の形状は変形しないので、強度的に丈夫な材質のものを使用して長寿命にすることができる。
【００１７】
次に、図１ないし図４に示す実施例および各種変形例について詳述する。
図１に示す実施例にかかる排水圧送システム１において、排水タンク給排水設備２と排水タンク４とは、流入管６により接続されている。給排水設備２から排出される排水３は、流入管６を通って排水タンク４に流入して一旦貯留される。
排水タンク４内にはポンプ（たとえば、水中ポンプ）５が設置されており、ポンプ５の吐出側に吐出管７が接続されている。これは、図２〜図４に示す排水圧送システム１ａ〜１ｃの場合も同様である。なお、ポンプ５を排水タンク４の外部に設置して吐出管７の途中に接続した場合であってもよい。
排水タンク４に貯留されている排水３は、ポンプ５により吐出管７を流れて系外に圧送される。ポンプ５は、排水３の水位Ｌが所定の高い位置まで上昇するとオンし、水位Ｌが所定の低い位置まで下降するとオフする間欠運転を行うように制御されている。
【００１８】
排水タンク４の上部空間８の所定位置（ここでは、排水タンク４の天井板１３）には通気口９が形成されている。通気口９には、エアバッグ１０と排水タンク４の上部空間８とを連通する連通管１４が取付けられている。連通管１４の素材としては、金属製または合成樹脂製の配管，合成樹脂製またはゴム製のチューブなどが使用されている。
連通管１４の一端は排水タンク４の上部空間８に開口し、他端はエアバッグ１０を支持している。
エアバッグ１０は、袋状に形成されて排水タンク４の外部で露出して設置されている。エアバッグ１０は、空気Ａ1が排水タンク４側に流れると縮小し、図１（Ａ）、空気Ａ1が排水タンク４からエアバッグ１０に流入すると膨張するように変形自在である（図１（Ｂ））。
エアバッグ１０（および、後述する膜状構造体１０ａ，１０ｂ）の素材としては、拡縮するときに抵抗が少なく、且つ臭気や有害物質に対して耐食性のある薄い合成樹脂製またはゴム製が好ましい。このエアバッグ１０は、連通管１４に接続する部分が開口部となる袋状に形成されている。
エアバッグ１０（および、膜状構造体１０ａ）は、排水タンク４とは分離して且つ露出して設置されているので、エアバッグ１０（および、膜状構造体１０ａ）が劣化したときなどに容易に交換することができ、メンテナンス作業が容易である。
【００１９】
図１（Ａ）に示すように排水３の水位Ｌが低いときには、上部空間８の体積が大きいので、エアバッグ１０の空気収納体積は小さくなっている。その後、図１（Ｂ）に示すように給排水設備２から排出された排水３が流入管６を通って排水タンク４に流入すると、水位Ｌが次第に上昇する。
すると、上部空間８内の空気Ａ1は矢印Ｂに示すように上部空間８内を上方に流れ、次いで、連通管１４を通ってエアバッグ１０内に流入する。すると、エアバッグ１０は次第に膨らんで空気収納体積が大きくなる。
やがて、水位Ｌが上方の所定高さ位置まで上昇すると、ポンプ５がオンして排水タンク４内の排水３を吐出管７を介して系外に圧送する。水位Ｌが所定の低い位置まで下降すると、ポンプ５は自動的にオフになって図１（Ａ）に示す状態に戻る。以下、前記動作を繰り返して排水３を圧送する。
このように、排水タンク４内の排水３の水位Ｌの変化に伴なって、排水タンク４とエアバッグ１０との間で空気Ａ1が移動するとともに、この空気Ａ1の移動に連動してエアバッグ１０が自在に変形することができる。
【００２０】
図２に示す排水圧送システム１ａにおいて、膜状構造体１０ａは、有底筒状の容器１５と、この容器１５内に取付けられて変形自在な仕切り用膜１６とを有している。なお、図２〜図６に示す変形例および実施例において、図１に示す実施例と同一または相当部分には同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
仕切り用膜１６はスペースを上下に仕切っている。すなわち、容器１５は、仕切り用膜１６により下部スペース１７と上部スペース１８とに仕切られている。下部スペース１７は、容器１５と仕切り用膜１６により密閉された空間で且つ空気収納体積を自在に変化させることができるようになっており、上部スペース１８は外部と連通している。連通管１４は容器１５に接続されており、下部スペース１７と排水タンク４の上部空間８とを連通している。
【００２１】
図２（Ａ）は、仕切り用膜１６が下方に位置して下部スペース１７を小さくすることにより、膜状構造体１０ａの空気収納体積が小さい場合を示している。一方、図２（Ｂ）は、仕切り用膜１６が上部スペース１８側に移動して、下部スペース１７を大きくすることにより、膜状構造体１０ａの空気収納体積を大きくした場合を示している。
したがって、排水タンク４の排水３の水位Ｌが下がれば、下部スペース１７の空気が連通管１４を通って排水タンク４の上部空間８に移動する（図２（Ａ））。水位Ｌが上昇して、上部空間８内の空気が、矢印Ｂに示すように上昇して連通管１４を通って膜状構造体１０ａの下部スペース１７に移動すれば、仕切り用膜１６は、上方に膨らんで空気収納体積を大きくすることができる（図２（Ｂ））。なお、その他の動作は、図１に示す実施例と同じである。
このように、排水３の水位Ｌの変化に伴なって、排水タンク４と膜状構造体１０ａとの間で空気Ａ1が移動するとともにこの空気Ａ1の移動に連動して仕切り用膜１６が自在に変形することができる。
【００２２】
図３に示す実施例は、排水タンク４内に膜状構造体の機能を設けた場合を示している。すなわち、排水圧送システム１ｂにおいて、膜状構造体１０ｂは、排水タンク４に直接設けられている。
膜状構造体１０ｂは、排水タンク４に取付けられて変形自在な仕切り用膜１６を有している。仕切り用膜１６はスペースを上下に仕切っている。すなわち、仕切り用膜１６は、排水タンク４の上部空間８と、上部空間８の上部側に位置して外部と連通する上部スペース１８とを仕切っている。
排水タンク４内の排水３の水位Ｌが下がると、仕切り用膜１６は下方に位置して空気収納体積を小さくし（図３（Ａ））、水位Ｌが上昇すると仕切り用膜１６は上方に膨らんで空気収納体積を大きくすることができる（図３（Ｂ））。なお、他の動作は図１，図２に示す実施例，変形例と同じである。
このようにして、排水タンク４内の排水３の水位Ｌの変化に伴なって、排水タンク４と膜状構造体１０ｂとの間で空気Ａ1が移動するとともにこの空気Ａ1の移動に連動して仕切り用膜１６が自在に変形することができる。
【００２３】
図４に示す排水圧送システム１ｃにおいて、空気収納部１０ｃは、排水タンク４とは分離して設けられたピストンタイプであり、上述のエアバッグ１０，膜状構造体１０ａ，１０ｂと同じ機能を発揮するようになっている。
シリンダ２０は、ピストン２１により下部スペース１７と上部スペース１８とに仕切られている。下部スペース１７は、密閉された空間であり連通管１４に連通している。上部スペース１８は外部と連通している。
図２に示す膜状構造体１０ａでは、仕切り用膜１６が上下に変形するのに対して、図４に示す空気収納部１０ｃでは、ピストン２１がシリンダ２０内を上下に自在に往復移動することができる。この排水圧送システム１ｃのこれ以外の構成と動作は、図２に示す変形例と同じである。
このようにして、排水タンク４内の排水３の水位Ｌの変化に伴なって、排水タンク４と空気収納部１０ｃとの間で空気Ａ1が移動するとともに、この空気Ａ1の移動に連動してピストン２１が上下に自在に移動することにより、空気収納部１０ｃが自在に変形することができる。
なお、図４（Ａ）は、水位Ｌが下降してピストン２１が下方に移動した状態を示しており、図４（Ｂ）は、水位Ｌが上昇してピストン２１も上方に移動した場合を示している。
【００２４】
図５に示す排水圧送システム１ｄにおける給排水設備は、大便器３０に給水するための給水タンク３１が配置されたトイレ２である。そして、拡縮自在な面体構造体としてのエアバッグ１０を、給水タンク３１の上部スペース３２内に設置するととともに、エアバッグ１０と排水タンク４の上部空間８とを連通管１４で連通している。
これにより、給水タンク３１は、大便器３０に流す水を貯留する機能と、エアバッグ１０を収納する機能とを発揮することになる。すなわち、給水タンク３１の内部スペースを、水の貯留用とエアバッグ１０の収納用とに兼用して有効利用することができる。
したがって、エアバッグ１０の設置場所を別途確保する必要がなくなり、排水圧送システム１ｄをコンパクトにできる。また、エアバッグ１０は、外部に出ていないので邪魔にならず、また、直接的には見えないので外観的に良好である。
【００２５】
エアバッグ１０は、排水タンク４とは分離して設けられ、連通管１４の端部に接続されている。給水タンク３１には給水管３３が接続されており、給水管３３から給水タンク３１に水３４が給水されるようになっている。
給水タンク３１に設けられたレバー３５など操作部を操作することにより、給水タンク３１に貯留された水３４が、大便器３０に一気に流れ込む。大便器３０から排出される排水３は、流入管６を通って排水タンク４に流れ込む。
給水タンク３１内の水３４の水位Ｌ1が低下とすると、給水管３３から水３４が給水されて水位Ｌ1が上昇し、この水位Ｌ1が満水時の所定の高さ位置まで上昇すると、給水管３３による給水は自動的に停止するようになっている。
【００２６】
大便器３０から流入管６に至る流路は、大便器３０の水封によりシールされているので、排水タンク４とエアバッグ１０は、連通管１４を介して連通するとともに外部に対して密閉された空間を形成している。
したがって、排水タンク４の上部空間８の体積とエアバッグ１０の空気収納体積とがそれぞれ変化しても、上部空間８の体積とエアバッグ１０の空気収納体積とを合わせた合計体積は常時ほぼ一定である。
【００２７】
このように、排水タンク４の上部空間８の体積とエアバッグ１０の空気収納体積との和は常にほぼ一定なので、給水タンク３１の水位Ｌ1が高い位置にあるときは、排水タンク４の水位Ｌが低い位置になるようにポンプ５で排水３が排出されている。その結果、エアバッグ１０は縮小した形状になっているので、給水タンク３１の上部スペース３２内に収まることができる。
その後、給水タンク３１内の水３４が大便器３０に流れ込んだのち排水３となって排水タンク４に貯留されると、排水タンク４の水位Ｌが上昇して、上部空間８の体積が縮小し、空気が排水タンク４からエアバッグ１０に流れる。
その結果、エアバッグ１０は膨らんだ状態になる。そして、このときは給水タンク３１の水位Ｌ1が低下して、上部スペース３２の体積が大きくなっているので、膨張したエアバッグ１０は上部スペース３２に収まることができる。
ポンプ５は、排水タンク４内に設置された水中ポンプの場合を示しているが、ポンプ５は、排水タンク４の外部に設置されて吐出管７の途中に接続された場合であってもよい。
また、エアバッグ１０を、給水タンク３１の上部スペース３２内に設置した場合を示したが、エアバッグ１０の一部または全部が給水タンク３１の水中に位置している場合であってもよい。
【００２８】
次に、排水圧送システム１ｄとトイレ２の動作について説明する。
図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、待機時，トイレ排水時，排水タンク満水時，ポンプ排水時の状態をそれぞれ示している。そして、待機時からポンプ排水時までの動作が順次進行し、ポンプ排水時の動作後は待機時の状態に戻ったのち、同様の動作を繰り返すことになる。
まず最初に、図５（Ａ）に示すように、トイレ２を使用しない待機時には（図６中の符号Ａ）、給水タンク３１への給水は停止し、給水タンク３１は、その水位Ｌ1が高い位置にあって満水状態である。
その結果、このときの上部スペース３２は小さいが、エアバッグ１０は縮小状態でその空気収納体積は小さいので、エアバッグ１０は狭い上部スペース３２内に収まっている。このとき、排水タンク４の水位Ｌは低い位置にあり、ポンプ５は停止している。
【００２９】
次に、図５（Ｂ）に示すように、トイレ２を使用して、給水タンク３１のレバー３５を操作すれば、給水タンク３１に貯留されていた水３４は大便器３０に一気に流れ込む（図６中の符号Ｂ）。
給水タンク３１の水位Ｌ1は下降して水３４の量が減少するので、給水管３３による給水が開始される。大便器３０から排出された排水３は、流入管６を通って排水タンク４に排出される。
すると、排水タンク４の水位Ｌが次第に上昇するので、排水タンク４内の空気は連通管１４を通ってエアバッグ１０に移動する。この空気の移動に伴なって、エアバッグ１０が次第に膨らんでいき、その空気収納体積が次第に増加していく。このとき、給水タンク３１の水位Ｌも次第に低くなっているので、エアバッグ１０は上部スペース３２に収まることができる。
【００３０】
やがて、図５（Ｃ）に示すように、大便器３０から排出される排水が止まって排水タンク４が満水になると（図６中の符号Ｃ）、上部空間８の体積は小さくなり、エアバッグ１０は膨らんだ状態になって空気収納体積が大きくなる。
このとき、給水タンク３１の水位Ｌは低い位置にあるので、エアバッグ１０は上部スペース３２内に収まっている。こうして排水タンク４が満水になると、排水タンク４とエアバッグ１０との間での空気は停止するとともに、ポンプ５をオンして稼動させる。
こうして、図５（Ｄ）に示すようにポンプ５が稼動されると、排水タンク４に貯留されていた排水３が吐出管７を通って系外に排出される（図６中の符号Ｄ）。すると、排水タンク４に貯留されている排水３の量が次第に減少して、水位Ｌが次第に下降する。
上部空間８の体積が次第に大きくなって内部の空気圧が低下するので、エアバッグ１０内の空気が連通管１４を通って排水タンク４に流れる。その結果、エアバッグ１０が縮小してその空気収納体積が減少する。
【００３１】
給水管３３から給水タンク３１への給水は、トイレ排水時から継続して行われているので、給水タンク３１内の水３４が大便器３０に流れ込んだのちは、給水タンク３１の水位Ｌ1は次第に上昇していく。
これに伴なって、上部スペース３２の体積は次第に小さくなるが、これと同時にエアバッグ１０も次第に縮小してその空気収納体積が小さくなるので、エアバッグ１０は常に上部スペース３２内に収まっている。
やがて、給水タンク３１の水位Ｌ1が満水時の所定の高さ位置まで上昇すると、給水タンク３１への給水は自動的に停止する。
なお、給水タンク３１への給水は、トイレ排水時からポンプ排水時まで連続して行う場合を示したが、給水タンク３１から大便器３０への水３４の流出が完了したのち給水タンク３１に給水を開始するようにしてもよい。
一方、排水タンク４の水位Ｌが低い所定の位置まで下降すると、ポンプ５は自動的に停止する。このようにして、ポンプ５による排水動作と給水タンク３１への給水動作が完了すると、図５（Ａ）に示す待機時の状態に戻って（図６中の符号Ａ）、以下同様の動作を繰り返すことになる。
【００３２】
病人や老人などが、寝たきりでベッドから遠く離れたトイレに行けないような場合、ベッドの傍にトイレ２と排水圧送システム１ｄを設置すれば、トイレ２を容易に使用することができるので便利である。
この場合、給水管３３と吐出管７の配管工事は必要であるが、通気管路が不要なので配管工事全体が容易になる。この場合のトイレ２は、据付けや移動が可能なポータブル型トイレが好ましいが、移動させない据付け型のトイレであってもよい。
たとえば、既設の事務所ビルを集合住宅に変更するような場合、本実施例のトイレ２と排水圧送システム１ｄを使用すれば、通気管路が不要なので配管の設計，施工が簡単である。
【００３３】
上述のように、本発明の排水圧送システム１，１ａ〜１ｄでは、空気収納部を排水タンクの近傍にまたは直接設けているので、排水圧送システムの全体を給排水設備の近くに設置することができ、設置工事やメンテナンス作業が容易になる。
また、排水タンク４と空気収納部１０，１０ａ〜１０ｃとを連通させて空気が両者間を自在に移動できるようにしたので、排水タンク４内の空気圧が正圧であっても負圧であっても対応できる。
【００３４】
以上、本発明の実施例（各種変形例を含む。以下同じ）を説明したが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲で種々の変形，付加などが可能である。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、集合住宅などのトイレ，風呂など給排水設備から排出される排水を排水タンクに貯留してポンプで圧送するシステムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１ないし図６は本発明の実施例を示す図で、図１は、一実施例にかかる排水圧送システムのフロー図である。
【図２】前記実施例における第１の変形例にかかる排水圧送システムのフロー図である。
【図３】前記実施例の第２の変形例にかかる排水圧送システムのフロー図である。
【図４】前記実施例の第３の変形例にかかる排水圧送システムのフロー図である。
【図５】給排水設備がトイレの場合の排水圧送システムのフロー図である。
【図６】図５に示す排水圧送システムの動作を示す説明図である。
【図７】従来の各種排水圧送システムを示すフロー図である。
【符号の説明】
【００３７】
１，１ａ〜１ｄ 排水圧送システム
２ トイレ（給排水設備）
３ 排水
４ 排水タンク
５ ポンプ
８ 排水タンクの上部空間
１０ エアバッグ（空気収納部，面体構造体）
１０ａ，１０ｂ 膜状構造体（空気収納部，面体構造体）
１０ｃ 空気収納部
１４ 連通管
１６ 仕切り用膜
２０ シリンダ
２１ ピストン
３０ 大便器
３１ 給水タンク
３２ 給水タンクの上部スペース
Ａ1 空気
Ｌ 排水タンクの水位
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の内部に設置された給排水設備から排出される排水を、密閉された排水タンクに一旦貯留したのちポンプで圧送する排水圧送システムであって、
排水タンクの上部空間は、空気収納体積を自在に変化させることができるように密閉された空気収納部と連通し、
排水タンク内の排水の水位の変化に伴なって排水タンクと空気収納部との間で空気が移動するとともにこの空気の移動に連動して空気収納部が自在に変形するようにしたことを特徴とする排水圧送システム。
【請求項２】
空気収納部は変形自在な面体構造体であり、この面体構造体を、排水タンクとは分離して設けるかまたは排水タンクに直接設けたことを特徴とする請求項１に記載の排水圧送システム。
【請求項３】
面体構造体は、袋状に形成されたエアバッグであるか、または、スペースを上下に仕切っている仕切り用膜を有する膜状構造体であることを特徴とする請求項２に記載の排水圧送システム。
【請求項４】
空気収納部は、排水タンクと連通するシリンダと、このシリンダ内で自在に往復移動するピストンとを有していることを特徴とする請求項１に記載の排水圧送システム。
【請求項５】
給排水設備は大便器に給水するための給水タンクが配置されたトイレであり、
拡縮自在な面体構造体を給水タンク内に設置するとともに、この面体構造体と排水タンクの上部空間とを連通管で連通したことを特徴とする請求項２に記載の排水圧送システム。
【請求項１】
建物の内部に設置された給排水設備から排出される排水を、密閉された排水タンクに一旦貯留したのちポンプで圧送する排水圧送システムであって、
排水タンクの上部空間は、空気収納体積を自在に変化させることができるように密閉された空気収納部と連通し、
排水タンク内の排水の水位の変化に伴なって排水タンクと空気収納部との間で空気が移動するとともにこの空気の移動に連動して空気収納部が自在に変形するようにしたことを特徴とする排水圧送システム。
【請求項２】
空気収納部は変形自在な面体構造体であり、この面体構造体を、排水タンクとは分離して設けるかまたは排水タンクに直接設けたことを特徴とする請求項１に記載の排水圧送システム。
【請求項３】
面体構造体は、袋状に形成されたエアバッグであるか、または、スペースを上下に仕切っている仕切り用膜を有する膜状構造体であることを特徴とする請求項２に記載の排水圧送システム。
【請求項４】
空気収納部は、排水タンクと連通するシリンダと、このシリンダ内で自在に往復移動するピストンとを有していることを特徴とする請求項１に記載の排水圧送システム。
【請求項５】
給排水設備は大便器に給水するための給水タンクが配置されたトイレであり、
拡縮自在な面体構造体を給水タンク内に設置するとともに、この面体構造体と排水タンクの上部空間とを連通管で連通したことを特徴とする請求項２に記載の排水圧送システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−９４１４（Ｐ２００６−９４１４Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８８２０２（Ｐ２００４−１８８２０２）
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
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