JPH0743239Y2 - 屎尿破砕圧送装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、集合住宅、ホテル等
の便所ユニットあるいはユニットバス内に設けられ、大
便器から屎尿中の固形分を自動的に粉砕し、液状化した
汚水と浴槽、洗面用流し、洗濯機などからの雑排水とを
合せて共用立管に圧送する屎尿破砕圧送装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１１，図１２は例えば実開昭６１−９
９６５７号公報に開示された従来の屎尿破砕圧送装置で
ある。図において、１は屎尿破砕圧送装置、１ａはその
ケーシング、２は屎尿破砕用のカッタ、３は排水を圧送
するポンプ、４はカッタ２とポンプ３とを同軸に接続し
て駆動するモータ、５は破砕部を囲繞するストレーナ、
６はストレーナ５内に開口する大便器からの排便管、７
はケーシング１ａ内の水位を検出してモータをＯＮ・Ｏ
ＦＦ作動するフロートスイッチ、８は浴槽，洗面用流
し，洗濯機などからの雑排水を流入する排水横枝管（図
中右側の横枝管の接続は省略）、９は排水横枝管のケー
シング１ａ内の開口部１０に蝶番（ジョイント）１２で
開閉自在に取り付けたフラッパー弁、１１はフラッパー
弁９と一体に蝶番１２を支点として回動するレバー１３
に固定したフロート、１４はポンプ３の吐出口に接続
し、排水を共用立管に圧送する圧送管、１５は圧送管１
４に設けたチェッキ弁（逆止弁）である。

【０００３】図１３，図１４は排水横枝管で接続されて
いる雑排水の発生源として、ホテルなどのユニットバス
１７ｂ及び集合住宅などの浴室１７ａ，洗面所１８ａ，
洗面所１９ａ（サニタリゾーン）を示したもので、図に
おいて、１６は便器、１は便器１６に併設した屎尿破砕
圧送装置、１７は浴槽、１８は洗面器、１９は図示され
ていない洗濯機が載置されるパン、２０は浴槽１７，洗
面器１８，パン１９などからの雑排水が屎尿破砕圧送装
置１に流入するように設けた排水横枝管、２１は排水横
枝管の途中に設けたバス兼トラップである。

【０００４】次に動作について説明する。便器１６から
の屎尿が排便管６を経て一気にケーシング１ａにストレ
ーナ５で囲繞されカッタ２を有する破砕部を経て流入す
ると、ケーシング１ａ内の水位が上昇し、フロートスイ
ッチ７が所定の水位Ｈを越えたことを検知するとモータ
４を起動する。その結果、カッタ２とポンプ３が駆動さ
れて、カッタ２によって屎尿中の固形分が破砕されて液
状化され、ストレーナ５を通過し、ポンプ３によって圧
送管１４に吐出される。さらに、圧送された排水は、チ
ェッキ弁１５によってケーシング１ａ内への逆流が防止
される。

【０００５】又、排水横枝管８を経て浴槽１７，洗面器
１８，パン１９に載置した洗濯機などの雑排水も流入し
ているので、この雑排水の流入中に一気に多量の屎尿が
便器１６から流入するときは、この流入量がポンプの吐
出容量を越えて一時的にケーシング１ａ内の水位が急上
昇する。このとき、排水横枝管８を経て汚水が浴槽１
７，パン１９などに逆流するのを防止するために、水位
の上昇に伴いフロート１１が浮上し、レバー１３を介し
てフラッパー弁９が閉じるように作動する構成となって
いる（図１２参照）。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】従来の屎尿破砕圧送装
置は以上のように構成されているので、排水圧送ポンプ
３の吐出側の圧送管１４に接続される排水系の立管，横
枝管，横主管あるいは敷地内の排水桝などがケーシング
１ａ内のポンプ運転水位Ｈ（図１１参照）より低い位置
で接続開放される場合には、圧送管１４内が略大気圧の
状態に近ずくまで空気を吸引する現象（以下、サイホン
現象という）が発生し、圧送管１４内およびケーシング
１ａ内の残留水を吸上げることになる。

【０００７】このようなサイホン現象により、排水圧送
ポンプ３がエアロックを発生させ、運転不能となる課題
があった。

【０００８】この考案は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、圧送管と排水系の立管，横枝管，
横主管あるいは敷地内の排水桝などの接続が低位置とな
る場合において、サイホン現象によって発生する排水圧
送ポンプのエアロックを防止することのできる屎尿破砕
圧送装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この考案に係る屎尿破砕
圧送装置は、便所ユニットあるいはユニットバス内の大
便器から汚物を破砕し、該汚物破砕後の排水を雑排水と
共に圧送するポンプと、このポンプの吐出側に接続され
た圧送管と、この圧送管の途中に組付けられた吸気弁付
きの逆止弁とを備え、この吸気弁付きの逆止弁は、前記
圧送管の一次側圧送管と二次側圧送管を接続する弁箱に
内蔵され前記ポンプの停止時に自重降下して前記一次側
圧送管を閉塞するボール弁と、前記弁箱に付設され、前
記ポンプの停止により前記ボール弁が前記一次側圧送管
を閉塞したとき前記二次側圧送管内に発生する負圧で開
弁してその弁箱内および前記二次側圧送管を大気中に開
放して略大気圧とし、且つ、前記ポンプ起動による排水
圧送時には閉弁する吸気弁とからなる構成としたもので
ある。

【００１０】

【作用】この考案における屎尿破砕圧送装置は、排水圧
送用のポンプが自動的に起動し汚物排水を圧送している
ときは、前述のごとく圧送管内は正圧の満流状態で流れ
ている。一方、ポンプ停止直後は、次に理由によりポン
プ出口側、即ち逆止弁の弁箱や圧送管の内部は負圧状態
となっている。排水流量は、ポンプの停止直後に直ぐに
は零にならず、ポンプの回転部分や汚物排水自身の慣性
で数秒間流れが継続する。このとき、ポンプ出口側排水
管の内部は、ベルヌーイの定理でタンクの内圧（大気
圧）より低い圧力（負圧）になっている。

【００１１】 例えば、排水管内径ｄ＝２０ｍｍ＝０．０２ｍ ポンプ停止直後の汚物排水の流量Ｑ＝３０ ｌ／ｍｉｎ ＝１．８ｍ³／ｈ とすれば、 排水管内断面積Ａ＝πｄ²／４＝π×０．０２²／４ ＝０．０００３１４ｍ² 排水管内の流速Ｖ＝Ｑ／Ａ＝１．８／０．０００３１４ ＝５７３２ｍ／ｈ＝１．５９ｍ／ｓｅｃ したがって、汚物排水の密度ρ＝１、重力の加速度ｇ＝
９．８ｍ／ｓｅｃ²とすれば排水管内の圧力は、ベルヌ
ーイの定理から導かれ、 配管内の圧力Ｐ＝−Ｖ²／２ｇ＝−１．５９²／（２×９．８） ＝−０．１２９ｍ＝−１２９ｍｍ（水頭圧） の負圧が発生していることになる。逆止弁の弁箱の内部
や圧送管内は、より大きい負圧が発生するので、本考案
は逆止弁の出口側に吸気弁を取り付けることで、サイホ
ン現象の発生に吸気弁を負圧力によって開き、管内を略
大気状態にさせてポンプのエアロックを防止する。

【００１２】

【実施例】以下、この考案の一実施例を図１〜図５に基
づいて説明する。なお、図１１〜図１４と同一または相
当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図１
に示された逆止弁１５は、図１１の屎尿破砕圧送装置１
における圧送管１４の途中に組付けられたものである。

【００１３】前記逆止弁１５の弁箱１５０は、下端開口
部が排水圧送ポンプ３の吐出口に可撓性の１次側圧送管
１４Ａを介して接続され、且つ、上端開口部に２次側圧
送管１４Ｂが接続されるもので、腹部には大気開放口
（以下、腹部開放口という）１５１が一体形成された図
示例構成となっている。

【００１４】そして、前記弁箱１５０は、腹部開放口１
５１から投入されたボール弁１５２を内蔵している。こ
のボール弁１５２は前記排水圧送ポンプ３の停止時に自
重降下して１次側圧送管１４Ａの接続口部を閉塞する。
これによって、弁箱１５０内および２次側圧送管１４Ｂ
内の汚物排水が図１１のケーシング１ａ内に逆流するの
を防止する。

【００１５】また、前記弁箱１５０の腹部開放口１５１
には、大気開放用の吸気口２２ａを有する蓋２２がガス
ケット２３を介して着脱可能に螺合され、その蓋２２内
には吸気弁ユニット２４が取付けセットされている。

【００１６】この吸気弁ユニット２４は、図２および図
３に示すように、前記蓋２２内にＯリング２５を介して
嵌挿された貫通円筒状のハウジング２４０と、このハウ
ジング２４０内に嵌挿され前記吸気口２２ａを開閉する
吸気弁体２４２と、この吸気弁体２４２の外周に嵌着さ
れたＯリング２４４と、吸気弁体２４２に一体の弁棒２
４３が摺動自在に嵌込まれて前記ハウジング２４０に嵌
合され、且つ、蓋２２内に止め輪２６（図１参照）で止
着された弁ガイド２４１と、前記吸気弁体２４２を閉弁
方向に付勢するスプリング（付勢手段）２４５とから構
成されている。

【００１７】ここで、前記スプリング２４５による吸気
弁体２４２の閉弁荷重は、弁箱１５０内が５０〜１００
ｍｍＨ² Ｏの負圧になると、吸気口２２ａからの大気圧
で吸気弁体２４２が開弁し図３のごとく開弁状態を保持
して空気を導入するように予め設定されている。

【００１８】従って、排水圧送ポンプ３が停止すれば、
その直後に逆止弁１５の弁箱１５０内に上述のごとく発
生した負圧で直に吸気弁体２４２が開弁し、これによっ
て前記弁箱１５０内に空気を自然導入することができ
る。なお、前記吸気弁ユニット２４は、安価な市販品を
利用することができる。

【００１９】図６は、この考案の他の実施例として実験
に使用した吸気弁付き逆止弁の断面図を示す。この実験
に使用した逆止弁１５は、ストレート管状の弁箱１５０
と、この弁箱１５０の腹部に一体接続されてその内部に
連通する吸気管１５１Ａとをそれぞれ内部が透視し易い
透明アクリル樹脂で成形した。そして、前記逆止弁１５
を図８に示す屎尿破砕圧送装置１の圧送管１４Ａ，１４
Ｂ間に組み込んで、その逆止弁１５内を観察しながら具
体的な実験を行った。この実験の結果、排水圧送ポンプ
３の停止直後に、吸気弁ユニット２４から弁箱１５０内
に大気中の空気が導入され、サイホン現象は全く発生し
なかった。

【００２０】同様の実験を図１１の従来の逆止弁１５に
ついても行ったところ、サイホン現象が発生し、ケーシ
ング１ａ内の水が全て流出してしまった。

【００２１】図９は上記実験による従来の逆止弁１５
（図１１）と本考案の逆止弁１５（図６）の出口側直後
（２次側圧送管１４Ｂ内）の圧力Ｐを測定比較したもの
である。これによって明らかなように、従来の逆止弁１
５を使用した屎尿破砕圧送装置は大きな負圧となってサ
イホン現象が発生し、この考案の逆止弁１５を取り付け
た屎尿破砕圧送装置は、吸気弁ユニット２４の作動で直
ぐ大気圧となってサイホン現象が防止できたことを裏付
けている。

【００２２】なお、上記実験結果では吸気弁ユニット２
４から大気が導入されると、この大気圧によって圧送管
１４Ｂ内の汚物排水がかなり高速で排出された。このよ
うに汚物排水がかなる高速で排出される理由は次の通り
である。即ち、汚物排水は非圧縮性流体で水に近いが、
大気である空気は圧縮性流体のために吸気弁ユニット２
４から吸い込まれて負圧の弁箱１５０内に入ると膨張す
る。この膨張で汚物排水が押されて加速され、この加速
による汚物排水の移動で逆止弁１５の弁箱１５０内の負
圧が更に大きくなるという相乗作用が発生する。ポンプ
３停止直前の２次側圧送管１４Ｂからの汚物排水速度
は、目視で約１〜２ｍ／ｓｅｃ以下であったが、吸気弁
ユニット２４から空気が導入されたときの汚物排水流速
は約数ｍ〜十数ｍ／ｓｅｃの速さで２次圧送管１４Ｂか
ら排出された。

【００２３】このような汚物排水の高速移動と空気の導
入により可撓性圧送管１４Ａ，１４Ｂ内が洗浄されるた
め、汚物の堆積が防止でき、屎尿破砕圧送装置１の目的
である細い可撓性圧送管の採用が効果的に実施できる。

【００２４】この考案の排水圧送ポンプ３の停止毎に逆
止弁１５から前記圧送管１４Ｂが接続された集合縦管
（図示せず）までの汚物排水はなくなるが、ケーシング
１ａから逆止弁１５までの汚物排水は残留しているの
で、集合縦管内の臭気が前記ケーシング１ａ内に戻るよ
うなことはない。

【００２５】なお、上記実施例では、吸気弁ユニット２
４を蓋２２に取り付けたが、この蓋２２とは別に弁箱１
５０に適当な座を設けて取り付けもよい。また、逆止弁
１５の出口側に近ずけて、適当なＴ型の継手を設け吸気
弁ユニット２４を取り付けても同様の効果が得られる。

【００２６】通常、逆止弁１５はケーシング１ａ内に設
けられているが、ケーシング１ａのスペースの都合で逆
止弁１５をケーシング１ａの外部に設けることがある。
この場合、万一、ゴミ，紙などにより吸気弁体２４２か
ら漏れたときに対処するために、吸気口２２ａをケーシ
ング１ａの上部に接続すればよい。

【００２７】

【考案の効果】以上のように、この考案によれば、屎尿
等汚物の破砕機能を有する排水圧送用のポンプの吐出側
に接続されている圧送管の途中に吸気弁付きの逆止弁を
組付けたが、この逆止弁は、前記圧送管の一次側圧送管
と二次側圧送管を接続している弁箱に内蔵されポンプ停
止時に自重降下して前記一次側圧送管を閉塞する単なる
ボール弁だけからなっているので、逆止弁の部品点数を
最小限に抑えることができてその構成が頗る簡単であ
る。しかも、前記弁箱には、ポンプ停止によりボール弁
が前記一次側圧送管を閉塞したとき前記二次側圧送管内
に発生する負圧で開弁してその弁箱内および前記二次側
圧送管を大気中に開放して略大気圧として、且つ、ポン
プ起動による排水圧送時には閉弁する吸気弁を付設した
ので、サイホン現象を未然に防止できて排水圧送ポンプ
のエアロックを確実に防止できるという効果がある。ま
た、サイホン現象で空配管となった圧送管を経由して排
水系の立管，横枝管，横主管あるいは排水桝などから上
昇してくる下水ガスの逆流をも防ぐことが可能という効
果がある。しかも、圧送管の配管経路を天井・床下など
と自由に選択可能にすることで、圧送管を細径化する屎
尿破砕圧送装置の本来の目的をより一層達成できるばか
りか、これによって、ホテル・集合住宅の水場の自由な
レイアウトや一般建物のトイレ・湯井室のレイアウトも
自由に行え、さらに、これ等の既設建物の水場の増設も
より簡便に行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による屎尿破砕圧送装置の
排水圧送系路に組付けられた吸気弁付き逆止弁の断面図
である。

【図２】図１における吸気弁ユニットの閉弁状態を示す
断面図である。

【図３】図２の吸気弁ユニットの開弁状態を示す断面図
である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】この考案の他の実施例として実験に使用した吸
気弁付き逆止弁を示す断面図である。

【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図である。

【図８】この考案による屎尿破砕圧送装置の実験に使用
した配管図である。

【図９】図８の実験による従来の逆止弁と本考案の逆止
弁の吐出側圧力を測定比較した結果の特性線図である。

【図１０】図１のＤ−Ｄ線断面図である。

【図１１】従来の屎尿破砕圧送装置を示す断面図であ
る。

【図１２】従来の屎尿破砕圧送装置におけるフラッパー
弁の作動説明図である。

【図１３】図１１の屎尿破砕圧送装置を組み込んだユニ
ットバスの雑排水系配管図である。

【図１４】図１１の屎尿破砕圧送装置を組み込んだサニ
タリゾーンの雑排水系配管図である。

【符号の説明】

１ 屎尿破砕圧送装置 ３ 排水圧送ポンプ １４Ａ 圧送管 １４Ｂ 圧送管（２次側圧送管） １５ 逆止弁 １６ 便器 １７ 浴槽 １８ 洗面器 ２４ 吸気弁ユニット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 便所ユニットあるいはユニットバス内の
   大便器から汚物を破砕し、この破砕した汚水を浴槽，洗
   面用流し，洗濯機等からの雑排水と合せて排水するよう
   に大便器にセットとして設けられた屎尿破砕圧送装置に
   おいて、前記汚物破砕後の排水を前記雑排水と共に圧送
   するポンプと、このポンプの吐出側に接続された圧送管
   と、この圧送管の途中に組付けられた吸気弁付きの逆止
   弁とを備え、この吸気弁付きの逆止弁は、前記圧送管の
   一次側圧送管と二次側圧送管を接続する弁箱に内蔵され
   前記ポンプの停止時に自重降下して前記一次側圧送管を
   閉塞するボール弁と、前記弁箱に付設され前記ポンプの
   停止により前記ボール弁が前記一次側圧送管を閉塞した
   とき前記二次側圧送管内に発生する負圧で開弁してその
   弁箱内および前記二次圧送管を大気中に開放して略大気
   圧とし、且つ、前記ポンプ起動による排水圧送時には閉
   弁する吸気弁とから成っていることを特徴とする屎尿破
   砕圧送装置。