(57)【要約】  汚水を再使用する装置は、汚水を供給する水供給口と、供給された汚水を収集する収集容器と、水を貯蔵する貯蔵容器と、貯収集容器から貯蔵タンクに水をサイホンで汲み上げるサイホン手段と、貯蔵された水を水使用先に排出する水排出口と、下水出口と、制御システムとを有する。本発明は、さらに、水をサイホンで汲み上げる方法において、収集容器に水を供給するステップと、収集容器の所定の水位を検出するステップと、検出された水位に応じて充填口を作動させるステップと、収集容器から貯蔵タンクにサイホン接続を介して水をサイホンで汲み上げるステップとからなる方法に関する。
2009511777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水を再使用する装置において、
汚水を供給する水供給口と、
供給された汚水を収集する収集容器と、
水を貯蔵する貯蔵容器と、
前記貯収集容器から前記貯蔵タンクに水をサイホンで汲み上げるサイホン手段と、
貯蔵された水を水使用先に排出する水排出口と、
下水出口と、
制御システムとを有する装置。
【請求項２】
前記収集容器の上側に配置されたオーバーフロー口と、
水を前記下水出口に引き渡すバイパス管とをさらに有する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記サイホン手段は、
前記収集容器から前記貯蔵タンクに水をサイホンで汲み上げるサイホン接続と、
充填弁と、
供給された汚水を受け入れる受入手段とからなり、
前記受入手段は前記充填弁に接続されている請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記受入手段と前記弁の間の接続のために機械的移動部材が設けられている請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記受入手段と前記弁の間の接続は電気的である請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記サイホン手段は、ほぼ垂直に配置された収集容器のほぼ中央部に配置されている請求項３−５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記受入手段は非対称の形状を有する請求項３−６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記収集容器の水位を検出するセンサをさらに有し、
前記サイホン手段は、前記センサにより検出された水位に応じて前記制御装置により制御することができる請求項１から７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記バイパス管の水を検出するセンサをさらに有し、
前記サイホン手段は、前記センサにより検出された水位に応じて前記制御装置により制御することができる請求項２から７のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記収集容器はさらに、前記収集容器を水道水で満たすための水道水供給口を有する請求項１から９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記制御装置の制御により汚水を排水するために、排水手段が設けられている請求項１から１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記装置を洗浄するために、少なくとも１つの清浄装置が配置されている請求項１から１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記洗浄装置は前記水道水供給口により供給される水を使用する請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
支持フレームをさらに有する請求項１から１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記支持フレームに貯水槽がさらに配置されている請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
水をサイホンで汲み上げる方法において、
収集容器に水を供給するステップと、
前記収集容器の所定の水位を検出するステップと、
検出された水位に応じて充填弁を作動させるステップと、
前記収集容器から前記貯蔵タンクにサイホン接続を介して水をサイホンで汲み上げるステップとからなる方法。
【請求項１７】
前記収集容器が満たされたときに、上側のオーバーフロー口で水をオーバーフローさせるステップと、
前記オーバーフロー口でオーバーフローする水を検出するステップと、
検出したオーバーフロー水に応じて充填弁を作動させるステップとをさらに有する請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記オーバーフロー口を介して来る水を前記バイパス導管を介して前記受入手段に案内するステップと、
前記受入手段が水で満たされたときに前記受入手段を移動させるステップとをさらに有し、
前記充填弁は前記受入手段の移動に応じて作動させる請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記水位はセンサにより検出し、前記充填弁は前記センサで検出された水に応じて電気的に作動させる請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記オーバーフロー口でオーバーフローする水はセンサにより検出し、前記充填弁は前記センサで検出されたオーバーフロー水に応じて電気的に作動させる請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記請求項１−１５のいずれかによる装置を利用する請求項１６−２０のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水装置及びそれを使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境を使わないために様々なエネルギー標準が政府機関により作成されている。それらの一つに、所謂エネルギー性能係数（ＥＰＣ）で新住居のエネルギー効率を示すエネルギー性能基準（ＥＰＳ）がある。ＥＰＣは標準に記載された同一の基準ビルに対するあるビルのエネルギー消費量を示す（オランダの住居及び住宅ビル用で、現在ＮＥＮ５１２８／２００１）。このＥＰＣはビルの特性（壁、床、ガラス等の絶縁値）と設備（例えば太陽熱収集器、換気装置、暖房装置）を基準にして計算されている。数が少ないほど、ビルのエネルギー効率が大きくなる。このようにエネルギー性能係数（ＥＰＣ）は、技術設備を含むビルの（平均）エネルギー品質に対する基準とみなすことができる。ＥＰＣのレベルは、最小ＥＰＣ要件の形で建築基準法に規定され、２００６年１月１日現在で０．８に設定されている。全ての新たな建築物はこの最大許容ＥＰＣに従わなければならない。
【０００３】
エネルギー消費量は、他の要因もあるが、暖房、蛇口から出る熱湯、ポンプ、冷房、ファン及び照明のエネルギー消費を基準に決定される。新たに建築された家が０．８のＥＰＣを達成しなければ、太陽電池パネル及び/又は三重ガラスのような追加の手段を適用しなければならず、家の建築費用を著しく増加させることを意味する。
【０００４】
エネルギーと環境を有効に使用する一つの方法は、軽汚染水を再使用することである。汚水浄化プラントで相当な労力と高いコストで処理された水道水の代わりに、不浄非飲料水を幾つかの用途、例えば、トイレの洗浄に使用することができる。収集雨水の使用、軽汚染風呂水及びシャワー水の再使用を想定することができ、これらは汚水と言及されている。この水の節約の結果、下水設備でのストレスが比例的に減少する。
【０００５】
比較的温かい汚水を使用することは、エネルギー性能係数（ＥＰＣ）に関する他の良好な効果を有する。冷たい水道水が貯水槽に供給され貯留されるときに通常生じる「冷熱源（cold source）」の減少がある。システム自身はさらにまた、熱発生形態におけるＥＰＣに関する良好な効果を有する。
【０００６】
オランダ特許第ＮＬ１０１１３１７号は、汚水用の供給口と、トイレなどの汚水使用先に接続された排水口とを備えた汚水用貯留槽を記載している。この容器は、下水管に接続する出口と、タイムクロックにより規則的間隔で開放するバルブを備えている。汚水の規則的廃棄は不快な臭気が生じるのを防止することができる。
【特許文献１】オランダ特許第ＮＬ１０１１３１７号
【０００７】
本発明の目的は、前述のタイプの汚水装置を改良し、特によりコンパクト及び/又はより有効にすることである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の特徴によると、本発明は、
汚水装置において、
汚水を供給する水供給口と、
供給された汚水を収集する収集容器と、
水を貯蔵する貯蔵容器と、
前記貯収集容器から前記貯蔵タンクに水を機械的にサイホンで汲み上げるサイホン手段と、
貯蔵された水を水使用先に排出する水排出口と、
下水出口と、
制御システムとを有する装置を提供する。
【０００９】
前記好ましい実施形態の利点は、重力に基づいて作動する機械的サイホン手段を適用することにより、追加のエネルギーを必要としないことである。これにより、一方では装置を安価に購入し維持することができ、他方では使用が安価でエネルギー効率が高くなる。電気エネルギーを必要としない。これは環境に好適である。これは、例えば断熱ガラス及び/又は太陽熱発電パネルのような他の高価なエネルギー節約手段の必要性を無くしている。
【００１０】
前記収集容器の上側には、水を下水出口にそらすためのバイパス管に接続するオーバーフロー口が配置されている。オーバーフロー口及びバイパス管を介して排出される水は、サイホン手段により収集される。サイホン手段は、
前記収集容器から前記貯蔵タンクに水をサイホンで汲み上げるサイホン接続と、
充填弁と、
供給された汚水を受け入れる受入手段とからなり、
前記受入手段は前記充填弁に接続されている。
【００１１】
前記受入手段と前記弁の間の接続は、機械的又は電気的に行うことができる。
【００１２】
風呂とシャワーの水からなる汚水は軽く汚染されているので、分離が推奨される。本願発明は、水と該水の中に存在する汚染物質との間の比重の差に基づく分離の原理を適用することが好ましい。したがって、前記収集容器から前記貯蔵タンクへ水を汲み上げるサイホン接続が、ほぼ垂直に配置された収集容器のほぼ中央部に配置されている。
【００１３】
汚水装置に接続された水使用先が貯蔵された汚水を要求することはないということが生じるかもしれない。これらの状況のおける水の供給を可能にするために、貯蔵タンクは貯蔵タンクを水道水で満たすための水道水供給口が設けられることが好ましい。
【００１４】
不快な臭気や例えばレジオネラ菌を防止し、定期的に、及び/又は、ユーザに応じて、装置に蓄積した全ての汚染物質を排出できるようにするために、本発明による汚水装置は制御装置の制御により汚水を排出する排水手段を備えることが好ましい。
【００１５】
少なくとも１つの洗浄装置が汚水装置の洗浄を可能にするために配置されるのが好ましい。好ましい実施形態では、水道水供給口により供給される水はこの洗浄装置により使用される。
【００１６】
さらに好ましい実施形態では、消毒薬、洗浄剤、又は芳香剤のような添加物を水に添加するために、追加の装置が配置される。
【００１７】
さらなる好ましい実施形態では、汚水装置は支持フレームに収容されている。この実施形態の利点は、設置者により比較的短時間で設置することができるモジュールが設けられることである。
【００１８】
さらに他の好ましい実施形態では、支持フレームに貯水槽を一体化することができることである。例えば、貯水槽及び/又は収集容器又は貯蔵タンクに熱交換器を配置することは、エネルギー的に好ましい。
【００１９】
以下、添付図面を参照して例示的実施形態を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１−４に示す好ましい実施形態は、収集容器２，貯蔵タンク４，すくい取り器８を備えたオーバーフロー口６、バイパス管１０、収集容器と貯蔵タンクを接続するサイホンチューブ１２、汚水を供給する供給管１４、水をトイレ１６のような水使用先に排出する排出管、軸２０の回りに回動し重り２２を備えたアームを有する受入容器１８の形態の駆動手段、充填弁２６を駆動するプランジャーロッド２４、排水弁２８、通気装置３０，３２、下水出口３４、センサ及びアクチュエータとともにシステムの部品に接続されてユーザ依存の動作を行うことができる制御装置（ＥＣＵ）４３からなっている。
【００２１】
図１は、本発明による汚水装置の休止状態を示し、ここで収集容器は部分的に水で満たされている。シャワーや風呂を使用すると軽汚染水が発生する。この水を直接下水に消失させる代わりに、本発明によれば、供給口１４を介して収集容器２に収集し、該収集容器２を汚水で満たす。排水弁２８と充填弁２６を共に閉じることにより、汚水が供給口１４を介して供給されると、収集容器２の水位が上昇する。
【００２２】
風呂やシャワーから直接収集される汚水は、石けんの残渣、皮膚や毛の断片のような汚染物を含み、これにより分離又は濾過の形態を望ましくしている。水と該水に存在する汚染物質との間の密度又は比重の差に基づく分離原理が適用される。
【００２３】
収集容器２の上側にはオーバーフロー口６が設けられ、ここで、図示された実施形態では他の部品もあるが受入容器１８とプランジャーロッド２４を有する駆動手段の方向に、汚水がバイパス管１０を介して流出する。例えば石けんの残渣のような水よりも密度が低い（ρ汚染物質＜ρ水）汚染物質は、浮かんで、オーバーフロー口６とバイパス管１０を介して汚水とともに駆動手段の方向に排水される。汚染物質が上部に浮かび続けるのを防止するために、これらの汚染物質をバイパス管１０の方向にすくい取るためにすくい取り器（skimmer）８が配置されている。
【００２４】
水より大きい密度を有する（ρ汚染物質＜ρ水）例えば砂の残渣のような重い汚染物質は、収集容器２の底に沈下することで収集される。
【００２５】
軽い汚染物質は浮かび、重い汚染物質は沈むため、最も清浄な水は収集容器２のほぼ中央部、すなわち上部と底部の間に位置する。
【００２６】
収集容器２の上部のオーバーフロー口６とバイパス管１０を介して流出する水は、受入容器１８（図２）に受け入れられる。この受入容器１８は軸２０に非対称に配置されている。この非対称を例えばアームと重り２２のような適合した具重量分布で補償することで、受入容器１８は、空の状態でほほ水平に向くように釣り合っている。受入容器１８がバイパス管１０を介して供給される水で満たされると、非対称形態及びこの不均衡の結果、釣り合い状態が乱され、受入容器１８は傾斜し始める（図３）。この傾斜により、受入容器１８は例えばそのアームにより、例えばプランジャーロッド２４の形態の伝達部材を移動させる。プランジャーロッド２４の移動により、充填弁２６が開放される。ここで、例えば、受入容器１８の移動を検出するセンサを配置し、電気的に充填弁２６を作動させることができることは、当業者に明らかである。このようなセンサは他の適切な位置、例えばバイパス管１０に配置することもできることは、完全性のため、注意すべきことである。ここで、このセンサはオーバーフロー口６を介してバイパス管にオーバーフローする水を検出することができる。当業者に明らかであるが、種々の特徴がさらに図５に解明され、そこにはセンサ７が配置されている。このセンサ７は、配線９を介して制御装置４３に接続され、該制御装置は、センサ７から受信した信号により、配線１１を介してプランジャーロッド２４の回りに配置されたコイル２５を励磁する。
【００２７】
充填弁を開放するに先立ち、貯蔵タンク４内で、水位の上に存在する空気圧と水圧の間の釣り合いが勝る。収集容器２が満たされ、該収集容器２の水位が貯蔵タンク４の水位の上方に上昇しているので、貯蔵タンク４内の水圧が増加する。この結果、貯蔵タンク４内の水位の上に存在する空気はある程度圧縮される。充填弁２６の開口を通して、貯蔵タンク４内の空気圧は大気圧まで減少する。これにより、貯蔵タンク４内の空気と水の間の力の平衡が乱され、水は収集容器２からサイホンチューブ１２を介して貯蔵タンク４にサイホンで吸い上げられる。これにより収集容器２の水位は低下し、貯蔵タンク４の水位は上昇する。
【００２８】
受入容器１８が傾斜し、充填弁２６がプランジャーロッド２４により開放すると、受入容器１８が排水される。これにより、不均衡が消失し、受入容器１８はその平衡位置に戻り、ほぼ水平に方位される。
【００２９】
汚水が供給口１４を介して供給されるやいなや、収集容器２の水位は、水が収集容器２のオーバーフロー口６を通り、バイパス管１０を介して受入容器１８に再び流れるまで、上昇する。これにより、受入容器１８は再度傾斜する。この結果、充填弁２６は開放され、繰り返し説明するが、貯蔵タンク４と収集容器２の水位が同水位に達するまで、貯蔵タンクは脈動的に満たされる。
【００３０】
システムは、汚染物質を排出し、汚水が長期間システムに貯蔵されたときに生じる臭気的不愉快さが生じるのを防止するために、定期的に排水される。収集容器２の底に位置する沈殿汚染物質は、収集容器２の下側の排水弁２８を開放し、上側の通気装置３０，３２（図４）を開放することで、定期的に排出される。これにより、貯蔵水は全ての汚染物質とともに下水出口３４を介して下水に消失する。制御装置（エコプレイ制御装置（ＥＣＵ））は、最後の充填からの時間経過のようなパラメータにより、この排水を制御する。電源が遮断されると、システム内に存在する汚水が、例えばレジオネラ菌を防止するために、最終動作として排出され、その後、システムは通常の水道水で満たされる。水道水供給口３８はこの目的のために配置されている。
【００３１】
さらに、水道水供給口３８は、ごく少量の汚水が供給される場合、トイレのような水使用先の要求にかなうように連続するように設けることができる。
【００３２】
さらなる好ましい実施形態では、水道水供給口３８を介して供給される水道水を収集容器２の壁に噴射することができる。存在するかもしれない石灰かすは、好ましくは噴霧中又は噴霧後に、排水弁２８を開放することで除去することができる。
【００３３】
さらなる好ましい実施形態では、汚水装置は設置者により簡単かつ迅速に設置することができる支持フレーム４０内に収容される。モジュール全体は例えば多数の開きボルト（expansion bolt）で壁に装着することができる。次に、例えばクランプ継手を使用して供給及び排水導管を配設しなければならない。このようなモジュールが有する寸法の一例は、高さが約２．６ｍ、幅が約０．９ｍである。このモジュールはこれらの寸法を容易に補正できるように実施されることが好ましい。さらに他の好ましい実施形態では、貯水槽４２は支持フレーム４０に一体化される。
【００３４】
本発明はさらに、汚水用の装置内の水をサイホンで汲み上げる方法からなる。
【００３５】
これらは本発明の好ましい実施形態であるが、前述の実施形態は本発明を例証することを意図しており、いかなる場合も本発明の仕様を限定するものではない。求めようとする権利は請求の範囲に規定され、その範囲内では多くの修正が予想される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による汚水装置の休止状態の概略図を示す。
【図２】汚水が供給されたときの図１に示す汚水装置の概略図。
【図３】収集容器が汚水で満たされたときの図１に示す汚水装置の概略図。
【図４】システムが排水されたときの図１に示す汚水装置の概略図。
【図５】本発明の代案の実施形態の概略図。
【符号の説明】
【００３７】
２  収集容器
４  貯蔵タンク
６  オーバーフロー口
８  すくい取り器
１０  バイパス管
１２  サイホンチューブ
１４  供給管
１６  トイレ
１８  受入容器
２０  軸
２２  重り
２４  プランジャーロッド
２６  充填弁
２８  排水弁
３０、３２  通気装置
３４  下水出口
３８  水道水供給口
４０  支持フレーム
４３  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2009511777.tif 000009
2009511777.tif 000010