(57)【要約】【課題】真空式トイレシステムの即座の廃棄を回避することを可能にするトイレシステムを提供する。【解決手段】真空式トイレシステム（１０）は、便器（１２）と、真空下の廃水槽（１６）と、廃水槽（１６）から空気を放出するための弁（３０）と、を備える。真空式トイレシステム（１０）は、放出弁（３０）の作動の頻度を監視するための手段（３６）と、放出弁（３０）を作動させるためのセンサ（３８）と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2020176512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  便器（１２）と、
−  真空下の廃水槽（１６）と、
−  前記廃水槽（１６）に収容された空気の排出が可能な空気放出弁（３０）と、
を備える真空式トイレシステム（１０）であって、前記空気放出弁（３０）の作動の頻度を監視するための手段（３６）と、前記空気放出弁（３０）の作動を検出するための作動センサ（３８）と、を備えることを特徴とする真空式トイレシステム（１０）。
【請求項２】
前記作動センサ（３８）が電圧センサである、請求項１に記載の真空式トイレシステム（１０）。
【請求項３】
−  前記便器（１２）と前記廃水槽（１６）との間に介在されたリリーフ弁（２０）であって、前記リリーフ弁（２０）は、パイプ（２２）と、前記パイプを開放／閉鎖するための開放／閉鎖部材（２４）と、を備え、前記開放／閉鎖部材（２４）は、前記パイプ（２２）を流れる流体の通過を可能にする開位置と、前記パイプ（２２）が閉じられている閉位置と、の間で移動可能であり、前記リリーフ弁（２０）は、前記閉位置での気密性を確保するために、前記開放／閉鎖部材（２４）と相互作用する少なくとも１つのシール（２８）をさらに備える、リリーフ弁（２０）と、
−  前記リリーフ弁（２０）を作動させるための制御部材と、
−  前記廃水槽（１６）内の圧力を測定するように構成された圧力センサ（４０）と、
−  前記リリーフ弁（２０）の作動後の所定の期間の、前記廃水槽（１６）内の圧力の変化の積分を計算するための手段（４２）と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の真空式トイレシステム（１０）。
【請求項４】
前記開放／閉鎖部材（２４）が、前記パイプ内に配置されかつ中心において貫通開口部（２６）によって穿孔されたボールであり、前記ボール（２４）は、前記貫通開口部（２６）に垂直な軸（Ｘ）の周りで、前記貫通開口部（２６）が前記パイプ（２２）と連通する前記開位置と、前記貫通開口部（２６）が前記パイプ（２２）と連通しない前記閉位置と、の間で回転可能であり、少なくとも１つの前記シール（２８）が、前記閉位置での気密性を確保するために、穿孔された前記ボール（２４）と相互作用することを特徴とする請求項３に記載の真空式トイレシステム（１０）。
【請求項５】
前記空気放出弁（３０）と接続された排気口（３２）と、前記廃水槽（１６）と前記排気口（３２）との間に配置された臭気フィルター（３４）と、を備え、前記圧力センサ（４０）が前記臭気フィルター（３４）の上流に配置されることを特徴とする請求項３または４に記載の真空式トイレシステム（１０）。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の真空式トイレシステム（１０）における漏出を検出するための方法であって、前記作動センサ（３８）を用いて、前記空気放出弁（３０）の作動の頻度をチェックするステップを含み、前記作動の頻度が第１の所定の値を超えると漏出が確認されることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項３から５のいずれか１項に記載の真空式トイレシステム（１０）における漏出を検出するための方法であって、
−  前記圧力センサ（４０）を使用して前記廃水槽（１６）内の圧力を監視するステップと、
−  前記作動制御部材が作動されると、前記リリーフ弁（２０）の作動後の所定の期間の前記廃水槽（１６）内の圧力の変化の積分を計算するステップと、
を含み、計算された前記積分が所定の回数だけ第２の所定の値を超えかつ前記作動の頻度が前記第１の所定の値を超えると、前記シール（２８）が摩耗していると見なされることを特徴とする請求項６に記載の漏出を検出するための方法。
【請求項８】
新しいシール（２８）を使用して前記第２の所定の値を特徴付ける準備ステップであって、前記作動制御部材のかなりの回数の作動と、各作動について対応する積分の計算と、を含み、全ての計算された前記積分を含む区間を取得する、ステップを含み、前記第２の所定の値が当該区間の上限以上となるように選択されることを特徴とする請求項７に記載の漏出を検出するための方法。
【請求項９】
前記第１の所定の値が、６０秒ごとに１回の作動と５秒ごとに１回の作動との間にある、請求項６から８のいずれか１項に記載の漏出を検出するための方法。
【請求項１０】
請求項１から５のいずれか１項に記載の真空式トイレシステムを備えた少なくとも１つの個室を備えることを特徴とする公共輸送車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に鉄道車両等の公共輸送車両に備えるよう意図された、真空式トイレシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術における既知の真空式トイレシステムは、便器と、真空下の廃水槽と、便器と廃水槽との間に介在されたリリーフ弁と、を備える。リリーフ弁が開いているとき、便器からの流出物は廃水槽に吸い込まれる。システムはまた、廃水槽内に収容された空気放出弁を含み、特に、リリーフ弁の作動後に廃水槽内の真空が再確立されることを可能にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
場合によっては、トイレシステムのシールが劣化し、廃水槽内の真空の維持に影響を与える漏出が発生することがある。このような漏出は、真空式トイレシステムの機能停止を引き起こすことがある。
【０００４】
本発明の目的は、特に、真空式トイレシステムの即座の廃棄(decommissioning)を回避することを可能にすることにより、この欠点を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のために、本発明は特に、
−  便器と、
−  真空下の廃水槽と、
−  廃水槽内に収容された空気の排出に適した空気放出弁と、
を備える真空式トイレシステムであって、放出弁の作動の頻度を監視するための手段と、放出弁の作動を監視する作動センサと、を備えることを特徴とする真空式トイレシステムに関する。
【０００６】
システムにおいて漏出が発生した場合、空気放出弁を作動することにより、廃水槽内の真空が定期的に再確立される。したがって、漏出が顕著になると、空気放出弁はより頻繁に作動される。
【０００７】
放出弁作動センサは、空気放出弁の作動回数を監視することと、放出弁の作動頻度が第１の所定の値を超えた場合に、作動回数から漏出の存在を推定することと、を可能にする。
【０００８】
選択的に、真空式トイレシステムは、
−  便器と廃水槽との間に介在されたリリーフ弁であって、リリーフ弁が、パイプと、パイプを開放／閉鎖する部材と、を備え、開放／閉鎖部材は、パイプを流れる流体の通過を可能にする開位置と、パイプが閉じられている閉位置と、の間で移動することができ、リリーフ弁は、閉位置での気密性を確保するために開放／閉鎖部材と相互作用する少なくとも１つのシールをさらに備える、リリーフ弁と、
−  リリーフ弁のための作動制御部材と、
−  廃水槽内の圧力を測定するように構成された圧力センサと、
−  リリーフ弁の作動後の所定の期間の、廃水槽内の圧力の変化の積分を計算するための手段と、
を備えてもよい。
【０００９】
好ましくは、開放／閉鎖部材は、パイプ内に配置されかつ貫通開口部に中心を穿孔されたボールであり、ボールは、開口部に垂直な軸周りで、開口部がパイプと連通する開位置と、開口部がパイプと連通しない閉位置と、の間で回転することが可能であり、少なくとも１つのシールが、閉位置での気密性を確保するために、穿孔されたボールと相互作用する。
【００１０】
リリーフ弁のボールはシールと恒久的に接触しているため、ボールが回転するときシールに対して摩擦を発生させる。この摩擦はシールの摩耗を引き起こし、したがって、シールの摩耗が過大となるときにトイレシステムが機能しなくなるまで、トイレシステムの機能を低下させる。
【００１１】
圧力センサは、特に、リリーフ弁の作動後の所定の期間の、廃水槽内の圧力の変化の積分を計算することで、リリーフ弁の作動中の廃水槽内の圧力の挙動を調べることを可能にする。
【００１２】
本発明は、この積分の値が第２の所定の値より所定の回数だけ大きく、かつ、同時に空気放出弁の前記作動頻度が前記第１の所定の値を超えると、要交換の状態となったシールを介して漏出が生じるという事実を強調する。
【００１３】
したがって、本発明は、作動センサと圧力センサとを組み合わせることにより、漏出の原因の診断を実行することを可能にし、それにより、技術者はトイレシステムの意図しない廃棄に先立って都合よくシールを交換することができる。
【００１４】
本発明によるトイレシステムは、単独でまたは任意の技術的に実現可能な組み合わせで得られた、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。
−  作動センサは電圧センサである。
−  真空式トイレシステムは、空気放出弁に接続された排気口と、廃水槽と排気口との間に配置された臭気フィルターと、を備え、圧力センサが、臭気フィルターの上流に配置されている。
【００１５】
本発明はまた、前述の記載のいずれか一つに記載の、真空下のトイレシステムにおいて漏出を検出するための方法であって、作動センサを介して空気放出弁の作動の頻度を監視するステップを含み、作動頻度が第１の所定の値を超えると、漏出が確認されることを特徴とする方法に関する。
【００１６】
本発明による漏出検出方法は、単独でまたは任意の技術的に実現可能な組み合わせで得られた、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。
−  漏出検出方法は、圧力センサを用いて廃水槽内の圧力を監視するステップと、作動制御部材が作動されると、リリーフ弁の作動後の所定の期間中の廃水槽内の圧力の変化の積分を計算するステップと、を含んでもよく、この計算された積分が所定の回数だけ第２の所定の値を超えかつ前記作動頻度が前記第１の所定の値を超えると、シールが摩耗していると見なされる。
−  漏出検出方法は、新しいシールを使用して第２の値を特徴付ける準備ステップであって、作動制御部材のかなりの回数の作動と、各作動について対応する積分の計算と、を含み、全ての計算された積分を含む区間を取得する、ステップを含み、第２の値がこの区間の上限以上となるように選択される。
−  第１の所定の値は、６０秒ごとに１回の作動と５秒ごとに１回の作動との間にある。
【００１７】
最後に、本発明は、上記で定義された真空下のトイレシステムを備えた少なくとも１つの個室を備えることを特徴とする公共輸送車両に関する。
【００１８】
本発明は、単に例として与えられ、添付の図面を参照してなされる以下の記述を読むことにより、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の例示的な実施形態によるトイレシステムを概略的に示す。
【図２】図１のトイレシステムに取り付けられたリリーフ弁の断面図を示す。
【図３】リリーフ弁が作動されたときの図１のトイレシステムの廃水槽内の圧力の変化を表すグラフを示す。
【図４】複数の、リリーフ弁の作動中における圧力の変化の積分の分布を表し、得られた各積分値に対するこの値の発生数を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明の例示的な実施形態による真空式トイレのシステム１０を示す。トイレシステム１０は、例えば、公共の車、特に公共輸送車両、より具体的には鉄道車両に備えるよう意図されている。
【００２１】
トイレシステム１０は、従来の個室トイレに配置されており、従来の個室トイレについては詳細に記述しない。この個室トイレは、想定され得る任意の適切な機器を備えていてもよい。
【００２２】
トイレシステム１０は、流出物を排出するための装置１４に接続された便器１２を備える。
【００２３】
排出装置１４は、パイプ１８を介して便器１２に接続された、真空下の廃水槽１６を備える。
【００２４】
排出装置１４はまた、パイプ１８上で便器１２と廃水槽１６との間に介在された、リリーフ弁２０を備える。
【００２５】
図２により詳細に示されるリリーフ弁２０は、パイプ２２と、パイプを開放／閉鎖するための部材２４と、を備える。開放／閉鎖部材２４は、パイプ２２を流れる流体の通過を可能にする開位置と、パイプ２２が閉じられている閉位置と、の間で移動することができる。リリーフ弁２０はさらに、閉位置での気密性を確保するために開放／閉鎖部材２４と相互作用する少なくとも１つのシール２８を備える。
【００２６】
記述される例では、開放／閉鎖部材２４は、ボール２４の形態であり、ボール２４は、パイプ２２内に収容されかつ貫通開口部２６によって中心を穿孔されている。パイプ２２は、いずれかの側でパイプライン１８と連通する。
【００２７】
穿孔されたボール２４は、開口部２６に垂直な軸Ｘの周りで、（図２に示される）開口部２６がパイプ２２と連通する開位置と、開口部２６がパイプ２２と連通しない閉位置と、の間で回転可能である。
【００２８】
リリーフ弁２０はさらに、少なくとも１つのシール２８、好ましくは２つのシール２８を備え、シール２８は、閉位置での気密性を確保するために、穿孔されたボール２４と相互作用する。
【００２９】
リリーフ弁２０は従来のものであり、さらに詳細には記述しない。
【００３０】
リリーフ弁２０は、個室トイレに存在する作動制御部材（図示せず）、例えば従来の水洗制御部を用いて作動される。
【００３１】
廃水槽１６は、真空下、例えば、−４０ｋＰＡに実質的に等しい圧力（すなわち、大気圧よりも４０ｋＰＡ低い）に維持される。この目的のために、トイレシステム１０は、廃水槽に収容された空気を放出するための弁３０を備える。この放出弁３０は、槽１６内の圧力が第１の所定の閾値、例えば、−３８ｋＰＡよりも大きくなるとすぐに、従来の方法で自動的に作動される。
【００３２】
作動されると、放出弁３０は、この槽１６内の圧力が第２の所定の閾値、例えば、−４２ｋＰＡを下回るまで、槽１６から空気を引き出す。引き出された空気は、その後、排気口３２を介して排出される。
【００３３】
有利には、臭気防止フィルター３４が槽１６と排気口３２との間に配置される。この臭気防止フィルター３４は、従来の様式であり、槽１６への空気の戻りを防止する逆止弁を備える。
【００３４】
本発明によるトイレシステム１０は、放出弁３０の作動の頻度を監視するための手段３６と、放出弁３０の作動を検出するための作動センサ３８と、を備える。作動センサ３８は、放出弁３０が作動される度検出するよう意図される。例えば、作動センサは電圧センサであってもよい。
【００３５】
監視手段３６は、単位時間当たりの作動回数として表される、放出弁の作動の頻度を測定する。
【００３６】
放出弁３０は、以下の事象が発生したときに作動される：
ａ）リリーフ弁２０の作動制御部材が作動されたとき。その後、リリーフ弁２０が開かれ、便器１２からの流出物が廃水槽１６に向かって吸い込まれる。必然的に、空気も吸い込まれ、槽１６内の圧力の増大を引き起こす。その後、圧力を所望のレベルまで低下させるため、放出弁３０が作動される。
ｂ）槽またはパイプ、あるいはその両方に、わずかな漏出がある場合がある。その後、槽内の圧力は、放出弁３０の始動閾値を超えて増大することがある。これらの漏出は通常受け入れられており、平均して通常６０秒ごとに約１回の作動という第１の頻度で、放出弁の作動を引き起こす。
ｃ）技術者の介入を必要とする、より大きな漏出が発生した場合、槽内の圧力は、放出弁３０の始動閾値をはるかに超えて上昇する。そのような漏出は、平均して通常５秒ごとに約１回の作動という第２の頻度での放出弁３０の作動を引き起こす。
【００３７】
本発明によるトイレシステム１０を設計するとき、第１の所定の値は、監視手段３６が、放出弁の作動の頻度が該第１の所定の値を超えると判断したとき、トイレシステム１０に漏出があることを示すように、定義される必要がある。この第１の所定の値は、通常、漏出に対する所望の許容範囲に従って、上記で定義された第１の頻度と第２の頻度との間にある。第１の所定の値は、例えば、６０秒ごとに１回の作動と５秒ごとに１回の作動との間に設定されてもよい。
【００３８】
漏出の原因、特にシール２８からの漏出かどうか、を診断するため、トイレシステム１０は、廃水槽１６内の圧力を測定するように構成された圧力センサ４０を、リリーフ弁２０の作動後の所定の期間の廃水槽１６内の圧力の変化の積分を計算する手段４２と共に備える。
【００３９】
記述される例では、圧力センサ４０は、槽１６と臭気フィルター３４との間に配置される。
【００４０】
例えば、所定の持続時間は約２０秒であってもよく、これは通常、リリーフ弁２０の作動後、廃水槽１６内が正常な圧力に戻るのに必要な時間に対応する。
【００４１】
廃水槽１６内の圧力のこの変化は、リリーフ弁２０の作動後の所定の期間について図３に示されている。この図では、横軸は時間を秒で表す一方で、縦軸は圧力をｋＰＡで表す（基準圧力、通常は大気圧、に対応する圧力を０とする）。
【００４２】
図３のこの曲線は、新しいシール２８で得られたものである。
【００４３】
リリーフ弁２０の作動中（点Ａ）、槽１６内の圧力は、当該槽１６への空気の吸い込みにより、例えば−１０ｋＰＡ（点Ｂ）に達するまで、急激に増大する。
【００４４】
その後、圧力が空気放出弁３０の始動閾値よりも大きくなると、空気放出弁３０が作動され、圧力がその初期値（−４０ｋＰＡ）に戻るまで、通常はリリーフ弁２０の作動後、１４秒〜２０秒間まで、この槽１６から空気を放出する。
【００４５】
圧力の変化の積分は、例えば、図３の曲線と横軸との間の面積を所定の区間、例えばリリーフ弁２０の作動後２０秒間にわたって、計算することにより決定されてもよい。この積分計算は、当然知られている方法で、コンピュータによって実行される。
【００４６】
シール２８を介した漏出が発生した場合、圧力が正常に戻るために必要な時間が長くなるため、計算された積分は、新しいシールで計算されたものよりも大きくなる。
【００４７】
したがって、計算された積分が第２の所定の値よりも所定の回数、例えばリリーフ弁２０の５回の連続した作動のうち３回だけ大きいときに、シールが摩耗していると想定されてもよい。
【００４８】
この第２の所定の値は、シールが新しいときに、作動制御部材をかなりの回数作動し、各作動について対応する積分の計算を記録し、全ての計算された積分を含む区間を取得することで、事前に特徴付けられる。その後、第２の値がこの区間の上限以上となるように選択される。
【００４９】
選択された第２の値が大きいほど、シールの交換のための介入前にシールに許容される摩耗が顕著になる。
【００５０】
例として、図４は、複数の、リリーフ弁の作動中の圧力の変化の積分の分布を表す。この図では、横軸は、計算された積分の値を示す一方で、縦軸は、与えられた積分の各区間について、この区間における計算された積分の発生数を示す。
【００５１】
この図によると、−６２０．６３ｋＰａ．ｓより大きい第２の値が選択される。
【００５２】
次に、前述のトイレシステム１０の漏出を検出する方法について記述する。
【００５３】
この方法は、新しいシールを使用して第２の値を特徴付ける準備ステップであって、作動制御部材のかなりの回数の作動を含み、各作動について対応する積分を計算し、全ての計算された積分を含む区間を取得する、ステップを含み、第２の値がこの区間の上限以上となるように選択される。
【００５４】
この方法はさらに、作動センサを用いて放出弁３０の作動の頻度を継続的に検証するステップであって、作動の頻度が第１の所定の値を超えると漏出が確認される、ステップを含む。たとえば、第１の所定の値は、５秒ごとに1回の作動であってもよい。
【００５５】
この方法は、圧力センサを用いて廃水槽内の圧力を監視するステップと、作動制御部材が作動されると、リリーフ弁の作動後の所定の期間の廃水槽内の圧力の変化の積分を計算するステップと、も含む。
【００５６】
この計算された積分が所定の回数だけ（例えば、連続した５回の作動中に３回）第２の所定の値を超え、かつ、前記作動の頻度が前記第１の所定の値を超えると、シールが摩耗していると見なされる。
【００５７】
この場合、シールを交換するために技術者による介入が必要であることを警告するアラートが発せられてもよい。
【００５８】
本発明は、上述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲から逸脱することなく、様々な補完的な変形を表すことができることに留意されたい。
【符号の説明】
【００５９】
１０  真空式トイレシステム
１２  便器
１６  廃水槽
２０  リリーフ弁
２２  パイプ
２４  開放／閉鎖部材
２６  貫通開口部
２８  シール
３０  空気放出弁
３２  排気口
３４  臭気フィルター
３６  空気放出弁の作動の頻度を監視するための手段
３８  作動センサ
４０  圧力センサ
４２  廃水槽内の圧力の変化の積分を計算するための手段
Ｘ  貫通開口部に垂直な軸
【図１】
2020176512.tif 000003
【図２】
2020176512.tif 000004
【図３】
2020176512.tif 000005
【図４】
2020176512.tif 000006
【外国語明細書】
2020176512000001.pdf