JP4397384B2

JP4397384B2 - 排水システム

Info

Publication number: JP4397384B2
Application number: JP2006186856A
Authority: JP
Inventors: 潤原田
Original assignee: Kubota CI Co Ltd
Current assignee: Kubota CI Co Ltd
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2026-07-06
Also published as: JP2008014032A

Description

この発明は排水システムに関し、特にたとえば、生活排水および雨水の少なくとも一方を利用する、排水システムに関する。

従来、水資源の保全および水道料金の節約などの観点から、上水の代わりに生活排水や雨水などを利用して、上水を節約する技術が提案されている。

たとえば、特許文献１に開示されるカスケード配管システムでは、浴槽と洗濯機および水洗トイレとを残湯供給配管で接続し、浴槽内の残湯を自然流下または強制圧送して、洗濯用洗い水およびトイレの洗浄水として利用する。

また、特許文献２に開示される中水処理システムでは、たとえば、浴室排水や雨水などの比較的汚濁物質濃度の低い被処理水を中水処理装置によって処理し、この処理によって得た中水をトイレの給水タンクに供給し、トイレの洗浄水として利用する。
特開平１−２４４０３１号公報［Ｅ０３Ｃ１／１２］特開２００４−２３０２３８号公報［Ｃ０２Ｆ３／３０］

特許文献１の技術では、浴槽内の残湯に特別な処理を施こさずにトイレの洗浄水などに利用するので、便器などが汚れ易く、また臭気が発生する。

また、特許文献２の技術では、浴室排水や雨水などを中水処理してからトイレの洗浄水に利用するため、中水処理装置が必要であり、イニシャルコストおよびランニングコスト等が嵩む。

それゆえに、この発明の主たる目的は、経済的かつ衛生的に使用できる、排水システムを提供することである。

請求項１の発明は、上水によって洗浄されて、固形物を含む汚水や排水を排出するトイレまたはシンク、トイレまたはシンクと接続されてトイレまたはシンクから排出される汚水や排水を流す汚水管、生活排水および雨水の少なくとも一方を貯留する貯留タンク、および汚水管と貯留タンクとを接続して貯留タンクに貯留された貯留水を汚水管に対して供給する供給管を備える排水システムであって、貯留タンクは、貯留水を貯留する貯留部の体積を変化させる体積変化手段を備え、体積変化手段による貯留部の体積変化に応じた水量の貯留水を供給管にオーバーフローすると共に、内部に所定量を超える水量の水が供給されたときには、余剰の貯留水を供給管にオーバーフローして汚水管を洗浄する、排水システムである。

請求項１の発明では、排水システム（１０：実施例で相当する参照番号。以下同じ。）は、生活排水および雨水の少なくとも一方を利用して、汚物を含む汚水を排出するトイレ（１８）や、生ゴミ等を含む排水（シンク排水）を排出するシンク（３６）の洗浄水に使用される上水を節約する。トイレまたはシンクには、汚水管（１２，４４）が接続されており、汚水管は、トイレまたはシンクから排出される汚水や排水を公共マス（２８）等まで流す。また、風呂（３０）および洗濯機（３２）などの住設機器から排出された生活排水は、貯留タンク（１４）に貯留される。貯留タンクには、生活排水の代わりに、或いは生活排水と共に、雨水を貯留することもできる。また、貯留タンクは、体積変化手段（６０，６２）を備える。体積変化手段は、たとえば、貯留タンク内の下部に設けられる、上昇および下降が可能な可動板（６０）であって、たとえばこの可動板の上昇および下降によって、貯留水を貯留する貯留部（５６）の体積を変化させる。供給管（１６）は、汚水管と貯留タンクとを接続する。たとえば、トイレに汚物が排出されると、上水によってトイレを洗浄し、汚水管へ汚物を排出する。汚物を含む汚水が汚水管に排出されると、これと連動して、貯留タンクは、体積変化手段によって貯留部の体積を減少させ、貯留部の体積変化に応じた水量の貯留水を供給管にオーバーフローする。オーバーフローした貯留水は、供給管を通じて汚水管に供給され、汚水管を流れる汚水と合流し、汚水に含まれる汚物を公共マス等まで搬送する。

請求項１の発明によれば、トイレまたはシンクの洗浄に上水を用いることによって、生活排水などでトイレまたはシンクが汚されることがなく、臭気も発生しないので、トイレまたはシンクを清潔に保つことができる。

そして、この上水によってトイレまたはシンクから汚水管に排出された汚物や生ゴミ等の固形物を生活排水などで公共マス等まで搬送するので、トイレまたはシンクの洗浄に使用する上水の水量は、トイレまたはシンクを洗浄すると共に、固形物を汚水管に排出し、汚水管と供給管とが接続される地点まで固形物を搬送するだけの水量があればよい。このため、トイレまたはシンクの洗浄水として使用される上水を節約でき、水資源を保全できる。また、貯留部の体積変化に応じた水量の貯留水が一度に貯留タンクから流出するので、短時間に多量の貯留水を汚水管に対して供給できる。

また、貯留水を汚水管に対して供給するので、中水処理などの特別な処理を施すことなく生活排水などをトイレの排水に利用できる。このため、コストの嵩む中水処理設備などを備える必要が無く、設備コストおよびランニングコスト等を抑えることができる。

この発明によれば、上水を使用してトイレまたはシンクに排出された汚物や生ゴミ等の固形物を汚水管へ洗い流し、生活排水などを使用して汚水管に排出された固形物を搬送するので、経済的かつ衛生的に使用できる排水システムを提供できる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１を参照して、この発明の一実施例である排水システム１０は、風呂３０、洗濯機３２および洗面所３４などの住設機器から排出された生活排水を利用して、戸建住宅や集合住宅などに設けられたトイレ１８に使用される上水を節約する。

図１−３に示すように、トイレ１８は、水洗用の給水タンク２０を備え、この給水タンク２０には、トイレ１８を洗浄する洗浄水として上水が貯留される。また、トイレ１８には、トイレ１８から排出された汚水を流す汚水管１２が接続される。たとえば、大便およびトイレットペーパなどの汚物がトイレ１８に排出されると、トイレ使用者が行う給水タンク２０等に設けられたレバーやボタン等の操作に応じて、給水タンク２０からトイレ１８に洗浄水、すなわち上水が供給され、汚物および洗浄水を含む汚水が汚水管１２に排出される。

汚水管１２は、たとえば、汚水が自然流下する自然流下管であって、その管径は７５ｍｍである。汚水管１２は、たとえば、上流側に位置する立て管部である汚水管１２ａと、下流側に位置し、勾配を有する横引き管部である汚水管１２ｂおよび１２ｃとを含み、基礎２２を貫通するさや管２４を通って屋外に延び、屋外に埋設される汚水マス２６ａおよび２６ｂを介して、公共マス２８、公共下水道、或いは浄化槽などまで汚水を流す。トイレ１８から排出された汚水は、汚水管１２ａおよび１２ｂを通って汚水マス２６ａに流入し、さらに汚水管１２ｃおよび汚水マス２６ｂを通って公共マス２８等に排出される。なお、汚水管１２の管径および配管構造などはこれに限定されず、適宜選択可能である。

また、風呂３０、洗濯機３２および洗面所３４などの住設機器には、風呂排水管３８、洗濯機排水管４０および洗面所排水管４２などがそれぞれ接続されており、各排水管は、たとえば貯留タンク１４の上部に接続される。各住設機器から排出された生活排水は、貯留タンク１４の上部から貯留タンク１４に流入し、一時貯留される。

なお、貯留タンク１４に貯留する生活排水には、シンク３６から排出される排水を含むこともできるが、シンク３６からの排水は、油成分を多く含む等、他の住設機器からの排水と比較して汚れが大きいので、貯留タンク１４に貯留する生活排水から除くことが望ましい。そこで、以下、シンク３６から排出される排水はシンク排水として、他の住設機器から排出される生活排水とは区別する。

シンク３６には、汚水管４４が接続されており、汚水管４４は、たとえば汚水マス２６ｂを介して汚水管１２に接続される。シンク３６から排出されたシンク排水は、汚水管４４を通って汚水管１２に流入し、公共マス２８等に排出される。

貯留タンク１４は、各住設機器から排出された生活排水を一時貯留するタンクであって、たとえば、直方体或いは円柱形などに形成され、戸建住宅などの床下などに設置される。貯留タンク１４には、たとえば１００リットルの生活排水が貯留される。ただし、貯留タンク１４の形状、設置位置および貯留タンク１４に貯留される水量などはこれに限定されず、適宜選択可能である。

たとえば貯留タンク１４の側面下部には、供給管１６が接続される。供給管１６は、たとえば汚水管１２の立て管部、すなわち汚水管１２ａに接続され、貯留タンク１４に貯留された生活排水、すなわち貯留水を汚水管１２に対して供給する。

また、たとえば貯留タンク１４の側面上部には、オーバーフロー管４６が接続される。オーバーフロー管４６は、たとえば供給管１６に接続され、貯留タンク１４内の水量が所定量、たとえば１００リットルを超えると、その超過した水量の生活排水を供給管１６を介して汚水管１２に排出する。

また、供給管１６には、たとえば電動ポンプ４８が設けられる。トイレ１８から汚水管１２に対して汚水が排出されると、それと連動して電動ポンプ４８が作動し、貯留タンク１４に貯留された貯留水が供給管１６を通って汚水管１２に供給される。たとえば、上述の給水タンク２０からトイレ１８へ洗浄水を供給するときにトイレ使用者が行うレバー操作やボタン操作などと連動させて、電動ポンプ４８を作動させるとよい。また、トイレ１８から排出された汚水を検知するセンサ（図示せず）によって、電動ポンプ４８を作動させるようにしてもよい。なお、図１および図３では、電動ポンプ４８は貯留タンク１４の外部において供給管１６と接続されているが、貯留タンク１４の内部に電動ポンプ４８を設けることもできる。

通常、トイレ１８から汚物を排出する場合には、汚物を公共マス２８等まで搬送できる水量を考慮して、トイレ１８に供給する洗浄水量が設定される。上水を節約する観点からは、洗浄水量を少なくする方が望ましいが、洗浄水量を少なくすると、汚水に含まれる汚物を搬送できる距離が短くなり、汚水管１２が汚物によって詰まる恐れが生じる。

しかし、上述のように、トイレ１８から汚物を排出するための洗浄水には上水を使用し、それと連動させて、汚水管１２に対して貯留水を供給することによって、汚水管１２に流入した貯留水は、汚水と合流して、汚物を搬送する搬送水として作用するため、洗浄水に使用する上水は少量で済む。つまり、洗浄水として供給する上水の水量は、トイレ１８を洗浄すると共にトイレ１８から汚物を排出し、供給管１６から貯留水が合流する地点まで汚物を搬送できる水量があればよい。また、貯留タンク１４に貯留された貯留水は、汚水管１２に対して供給され、トイレ１８を汚す恐れが無いため、中水処理装置などによって浄化する必要が無い。このため、コストの嵩む中水処理装置を用いることなく、生活排水を有効利用できる。したがって、経済的かつ衛生的に、トイレ１８の洗浄水に使用する上水を節約することができる。

また、貯留タンク１４に貯留する水量を１００リットル程度にすることで、貯留タンク１４は、床下などに設置しても邪魔にならない大きさに設計できる。また、たとえば、１回のトイレの使用に対して、８リットルの貯留水を汚水管１４に供給すると仮定すると、１００リットルの水量は１２回程度のトイレの使用で使い切ることができる水量であり、また、各住設機器からの生活排水は順次貯留タンク１４内に流入するので、貯留タンク１４内の貯留水は、適度に循環される。このため、貯留タンク１４内に貯留水が長時間滞留することは無く、この滞留によって生じる貯留タンク１４内の汚れは生じ難い。

さらに、貯留タンク１４に設けたオーバーフロー管４６を供給管１６に接続することによって、貯留タンク１４からオーバーフローした貯留水は、供給管１６を介して汚水管１２に流入し、汚水管１２内を流れる。これによって、汚水管１２内は、貯留水が貯留タンク１４からオーバーフローする毎に適宜洗浄されるので、汚水管１２が汚物などによって詰まる可能性は低くなる。ただし、オーバーフロー管４６の接続位置はこれに限定されず、適宜変更可能である。たとえば、オーバーフロー管４６を汚水管１２に直接接続することもできる。

なお、上述の実施例では、供給管１６と汚水管１２とを汚水管１２の立て管部において接続したが、供給管１６と汚水管１２との接続位置は、これに限定されず、汚水管１２の配管構造などに応じて適宜変更可能である。ただし、汚水管１２内を流れる汚水は、横引き管部において流れ難くなる、すなわち汚物が搬送され難くなるので、汚水管１２の横引き管部の上流側端部、或いはその上流側端部より上流部に供給管１６を接続することが望ましい。

また、上述の各実施例では、汚物を搬送する搬送水として生活排水を利用したが、生活排水に代えて、或いは生活排水と共に、雨水を貯留タンク１４に貯留して、この貯留水を搬送水として利用することもできる。この場合には、たとえば、図４に示すように、屋根などに降った雨水を雨樋などを用いて集水して、雨水管５０を介して貯留タンク１４に流入させるとよい。

また、上述の各実施例では、貯留水を利用して、トイレ１８から排出される汚水に含まれる汚物を搬送したが、これに限定されない。トイレ１８に貯留水を利用すると共に、或いはトイレ１８に貯留水を利用することに代えて、シンク３６から排出されるシンク排水に含まれる生ゴミ等の固形物やディスポーザ処理された厨芥などを搬送することに貯留水を利用することもできる。たとえば、図５および図６に示すように、ディスポーザ５０を備えたシンク３６から排出されるシンク排水を流す汚水管４４と貯留タンク１４とを供給管５２を介して接続し、供給管５２には、たとえば電動ポンプ５４を設ける。たとえば、シンク３６、すなわちディスポーザ５０から汚水管４４への厨芥などを含むシンク排水の洗い出しに連動させて、電動ポンプ５４を作動させ、貯留水を汚水管４４に対して供給する。この場合には、たとえば、ディスポーザ５０を作動させるボタン操作と連動させて電動ポンプ５４を作動させてもよいし、ボタン操作ではなく厨芥などの排出によって自動的に作動するディスポーザ５０においては、ディスポーザ５０のモータの作動と連動させて電動ポンプ５４を作動させてもよい。また、ディスポーザ５０から排出されたシンク排水を検知するセンサによって、電動ポンプ５４を作動させるようにしてもよい。

これによって、汚水管４４に供給された貯留水は、厨芥などを搬送する搬送水として作用するため、トイレ排水の場合と同様に、ディスポーザ５０から汚水管４４へ厨芥などを排出するときに使用する上水の水量は少量で済み、上水を節約できる。

また、上述の各実施例では、電動ポンプ４８，５４によって、貯留水を汚水管１６，４４に対して送り出したが、これに限定されず、手動ポンプ、たとえばフットポンプを用いて、貯留水を汚水管１６に対して送り出すこともできる。手動ポンプを用いることによって、ポンプを作動させる電源が不要となり、節電されると共に、この排水システム１０を適用したトイレ１８は、災害時或いは停電時などにも利用可能となる。この場合には、たとえばトイレ使用者は、少量の上水などによって汚物などを汚水管１２に排出した後、便器の横などに設けた手動ポンプの操作部を操作して、汚水管１２に対して貯留水を供給するとよい。また、この手動ポンプを用いた排水システム１０を共用トイレを備える集合住宅に適用すれば、この共用トイレは、災害時或いは停電時にも使用可能な災害用共用トイレとして利用することができる。この場合には、たとえば、集合住宅の屋上或いは各フロアに雨水を貯留する貯留タンク１４を設けるようにして、それを災害用共用トイレの搬送水として利用するとよい。

また、貯留タンク１４から汚水管１２，４４への貯留水の供給は、自然流下によって行うこともできる。たとえば、屋上を有する住宅では、屋上に雨水を貯留する貯留タンク１４を設けるようにする。そして、この貯留タンク１４と汚水管１２などとの高低差を利用して、勢いよく貯留水を自然流下させ、汚水管１２などに対して貯留水を供給することもできる。また、たとえば２階に風呂３０などの住設機器を備え、１階にトイレ１８を備える住宅では、たとえば２階の床下、すなわち１階の天井裏に生活排水を貯留する貯留タンク１４を設けるようにする。そして、この貯留タンク１４と汚水管１２との高低差を利用して、勢いよく貯留水を自然流下させ、汚水管１２に対して貯留水を供給することもできる。ただし、このように、自然流下によって貯留水を汚水管１２に対して供給する場合には、貯留タンク１４と汚水管１２との高低差をつけるために、貯留タンク１４を高い位置に設ける必要がある。したがって、ポンプを用いて貯留水を汚水管１２に対して供給することは、自然流下による場合と比較して、貯留タンク１４の設置場所や供給先の箇所数などの制約が少なくなる利点がある。

さらに、貯留タンク１４から汚水管１２，４４への貯留水の供給は、貯留タンク１４内の体積、すなわち貯留水を貯留する貯留部５６の体積を変化させ、その体積変化に応じた水量の貯留水をオーバーフローさせることによって行うこともできる。この場合には、たとえば、図７および図８に示すような貯留タンク１４を用いるとよい。

図７に示す貯留タンク１４は、たとえば、モータ等の動力源によって作動するジャッキやバネなどの可動体５８によって上昇および下降を行う可動板６０を備える。可動板６０は、たとえば貯留タンク１４の内部下方に、横向きに設けられる。また、たとえば貯留タンク１４の上部には、風呂などからの排水管３８，４０，４２が接続され、側面上部には、供給管１６が接続される。貯留タンク１４には、上述のように、排水管３８，４０，４２から生活排水が適宜流入し、貯留水として貯留される。また、供給管１６は、汚水管１２と接続されて、汚水管１２に対して貯留水を供給する。なお、この場合の供給管１６は、上述のオーバーフロー管４６としても作用し、余剰の貯留水は汚水管１２に適宜排出される。

たとえば、トイレ１８から汚水管１２に対して汚水が排出されると、それと連動して可動板６０が上昇、すなわち貯留部５６の体積が減少し、その体積変化に応じた水量の貯留水が供給管１６にオーバーフローする。オーバーフローした貯留水は、自然流下によって供給管１６を通って汚水管１２に供給され、汚水管１２内の汚物を搬送する。その後、可動板１６は、排水管３８，４０，４２からの生活排水の流入などに応じて適宜下降する。この可動板６０の上昇および下降は、たとえば貯留タンク１４内の貯留水の水位や重量、或いは可動体５８のストローク量などを検知するセンサ（図示せず）を用いて制御するとよい。

ただし、ジャッキ等の可動体５８は、モータの代わりに、或いはモータと共に、油圧や空気圧などを用いる手動操作によって作動させることもできる。また、可動板６０を縦向きに設けて、水平方向に移動させることによって、貯留部５６の体積を変化させることもできる。

図８に示す貯留タンク１４は、図７に示す貯留タンク１４の可動体５８および可動板６０の代わりに、エアパック６２を備える。エアパック６２には、エア管６４が接続されており、エア管６４を介して貯留タンク１４外に設けられるエア源６６から空気などが供給される。たとえば、トイレ１８から汚水管１２に対して汚水が排出されると、それと連動してエア源６６からエアパック６２に空気が供給されてエアパック６２が膨らみ、貯留部５６の体積が減少する。この体積変化に応じた水量の貯留水が供給管１６にオーバーフローして、自然流下によって汚水管１２に供給され、汚水管１２内の汚物を搬送する。その後、エアパック６２は、排水管３８，４０，４２からの生活排水の流入などに応じて適宜萎む。

また、貯留タンク１４の側部などを伸縮可能に形成することによって、貯留タンク１４自体の体積を変化させて、貯留部５６の体積を変化させることもできる。この場合には、たとえば、貯留タンク１４の上部を固定し、貯留タンク１４の下（すなわち、外部）にジャッキなどの可動体を設ける。そして、この可動体を作動させることによって、貯留タンク１４、すなわち貯留部５６の体積を変化させて、貯留水をオーバーフローさせるようにしてもよい。

また、貯留タンク１４を傾けて貯留水をオーバーフローさせるようにしてもよい。

このように、貯留部５６の体積が変化する貯留タンク１４を用いて貯留水を汚水管１２に供給することによって、その体積変化に応じた貯留水が一度にオーバーフローし、短時間に多量の貯留水を汚水管１２に対して供給できるので、汚水管１２内の汚物が搬送され易くなる。

また、戸建住宅や集合住宅に排水システム１０を適用するだけでなく、たとえば、住居以外の建物、或いは公園などの公共施設に設けられるトイレ１８に排水システム１０を適用することもできる。公園などのトイレ１８に排水システム１０を適用する場合には、たとえば、雨水および手洗い場などから排出される排水を貯留タンク１４に貯留するようにして、その貯留水を汚物を搬送する搬送水として利用するとよい。

また、上述の各実施例では、貯留タンク１４に貯留される貯留水の水量が所定量を超えると、その超過した水量をオーバーフロー管４６によって排出するようにしたが、たとえば、貯留水の水量が少なくなった場合には、上水を貯留タンク１４に供給、或いは補充するようにしてもよい。一般的に、家庭から排出される排水において、トイレ１８からの汚水が占める割合は２５％程度であり、シンク排水を除く風呂などからの生活排水が占める割合は５０％程度であるため、通常、貯留タンク１４内の貯留量は所定量で満たされていると考えられるが、保証されるものではない。これによって、貯留タンク１４内には常に一定量以上の水量が必ず保たれることになり、汚水管１２に供給される貯留水が不足して汚水管１２が詰まることを回避できる。特に、雨水のみを貯留タンク１４に貯留する場合には有効である。

また、上述の各実施例では、汚水管１２は自然流下管であって、自然流下によって公共マス２８等まで汚水を搬送したが、たとえば汚水管１２にグラインダーポンプを設けた汚水タンクを設置して、この汚水タンクから公共マス２８等まで汚水を強制的に搬送することもできる。この場合には、汚水管１２に供給される貯留水は、汚水タンクまで汚物を搬送する搬送水として作用すると共に、汚水を希釈して、グラインダーポンプにかかる負荷を軽減する希釈水としても作用する。

この発明の一実施例の排水システムの概略を示す平面図である。図１に示す排水システムの一部を示す側面図である。図１に示す排水システムの他の一部を示す側面図である。この発明の他の実施例の排水システムの概略を示す平面図である。この発明のさらに他の実施例の排水システムの概略を示す平面図である。図５に示す排水システムの一部を示す側面図である。この発明のさらに他の実施例の排水システムに用いる貯留タンクの一実施例の概要を示す断面図である。この発明のさらに他の実施例の排水システムに用いる貯留タンクの他の実施例の概要を示す断面図である。

符号の説明

１０ …排水システム
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，４４ …汚水管
１４ …貯留タンク
１６，５２ …供給管
１８ …トイレ
３０，３２，３４ …住設機器（風呂，洗濯機，洗面台）
３６ …シンク
４８，５４ …ポンプ

Claims

上水によって洗浄されて、固形物を含む汚水や排水を排出するトイレまたはシンク、
前記トイレまたは前記シンクと接続されて、前記トイレまたは前記シンクから排出される汚水や排水を流す汚水管、
生活排水および雨水の少なくとも一方を貯留する貯留タンク、および
前記汚水管と前記貯留タンクとを接続して、前記貯留タンクに貯留された貯留水を前記汚水管に対して供給する供給管を備える排水システムであって、
前記貯留タンクは、前記貯留水を貯留する貯留部の体積を変化させる体積変化手段を備え、前記体積変化手段による前記貯留部の体積変化に応じた水量の前記貯留水を前記供給管にオーバーフローすると共に、内部に所定量を超える水量の水が供給されたときには、余剰の貯留水を前記供給管にオーバーフローして前記汚水管を洗浄する、排水システム。