(57)【要約】【課題】本発明の目的は、大便器の洗浄水量や圧送排水管の配管状況によらず、安定して良好な汚物の粉砕ができる粉砕圧送装置を提供することにある。【解決手段】本発明では、回転する粉砕翼で汚物を粉砕する粉砕部と、前記粉砕部を覆い汚水と汚物を貯留する粉砕ケーシングと、汚水と粉砕された汚物を圧送するポンプ部と、前記ポンプ部の下流に接続された圧送排水管と、を備えた粉砕圧送装置であって、前記粉砕部の粉砕中に少なくとも前記粉砕翼が水没する程度に水位を保つように、前記粉砕ケーシングからの汚水の排出を抑制する排水抑制手段を備えたことを特徴とした。【選択図】  図４
2004290843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する粉砕翼で汚物を粉砕する粉砕部と、前記粉砕部を覆い汚水と汚物を貯留する粉砕ケーシングと、汚水と粉砕された汚物を圧送するポンプ部と、前記ポンプ部の下流に接続された圧送排水管と、を備えた粉砕圧送装置であって、
前記粉砕部の粉砕中に前記粉砕翼が水没する程度に水位を保つように、前記粉砕ケーシングからの汚水の排出を抑制する排水抑制手段を備えたことを特徴とする粉砕圧送装置。
【請求項２】
前記排水抑制手段は、前記圧送排水管に備えた開閉手段であることを特徴とする請求項１記載の粉砕圧送装置。
【請求項３】
前記排水抑制手段は、前記ポンプ部の吸い込み口に備えた開閉手段であることを特徴とする請求項１記載の粉砕圧送装置。
【請求項４】
前記ポンプ部は、回転するポンプ翼によって汚水を圧送する渦巻き式ポンプであって、前記排水抑制手段は、前記ポンプ翼を正回転と逆回転に切替える切替え手段であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の粉砕圧送装置。
【請求項５】
前記ポンプ翼は、逆回転時に受ける水圧を逃がすピボット構造を有することを特徴とする請求項４に記載の粉砕圧送装置。
【請求項６】
前記粉砕翼と前記ポンプ翼は、同一のモーターで駆動し、前記排水抑制手段は、前記モーターの駆動軸と前記ポンプ翼を切り離す軸離脱手段であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の粉砕圧送装置。
【請求項７】
回転する粉砕翼で汚物を粉砕する粉砕部と、前記粉砕部を覆い汚水と汚物を貯留する粉砕ケーシングと、汚水と粉砕された汚物をポンプ翼の回転力によって圧送するポンプ部と、前記ポンプ部の下流に接続された圧送排水管と、を備えた粉砕圧送装置であって、
前記粉砕部の粉砕中に前記粉砕翼が水没する程度に水位を保つように、前記粉砕ケーシングに給水する給水手段を備えたことを特徴とする粉砕圧送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚物を粉砕し強制的に排出する粉砕圧送装置、特に便器に接続して使用する粉砕圧送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の粉砕圧送装置は、図８に示すように便器７などの排水器具から流入する汚水を粉砕し排出する主要部の構成として、粉砕後の汚水を排出するポンプケーシング２３を最下部に配置し、その上部に近接して粉砕部１０を配置し、その上部にモーター８を配置している。モーター８の駆動軸５０は、粉砕部１０の中に汚物を粉砕するカッター１３および、ポンプケーシング２３の中に粉砕した汚水を外部へ排水するポンプ翼２２と同軸である。粉砕部１０を覆うように粉砕ケーシング１５配置されている。
便器７から排出された汚物と汚水は、粉砕部１０に流入し、モーター８によって回転するカッター１３によって粉砕される。同時にポンプ翼２２も回転し、粉砕されて汚物と汚水を圧送排水管５を通して外部に排出する。
これによると、粉砕部１０はポンプケーシング２３に近接しているので、粉砕圧送駆動中は粉砕部１０が比較的水没しているため、粉砕効率がよくなるという特徴があった。また、モーター８は最上端に位置するので水没することがなく、水密構造が不要で簡単となり故障なども少ない。また、構成がコンパクトに出来ている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
【特許文献１】
実公昭５６−１３０１５号（第２３８頁、第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
粉砕圧送装置に流入する大便器の洗浄水量は従来型の２０Ｌから最近の節水型の６Ｌまで異なる。そのため、特許文献１の粉砕圧送装置では、大便器の洗浄水量が少ない場合は、粉砕翼が水没しない状態で回転するため、粉砕が不十分となり、粉砕されない汚物が粉砕部に堆積し、汚水の流入を妨げるという問題があった。
また、粉砕圧送装置の下流に接続される圧送排水管の口径や長さによってポンプ部の排出量は異なる。そのため、特許文献１の粉砕部と圧送部が同時に駆動する粉砕圧送装置では、ポンプ部の排出量が大きい場合は、粉砕圧送装置内の水位の低下速度が速く、粉砕翼が水没している時間が短く、粉砕が不十分となる。よって、粉砕されない汚物が粉砕部に堆積し、汚水の流入を妨げるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、大便器の洗浄水量や圧送排水管の配管状況によらず、安定して良好な汚物の粉砕ができる粉砕圧送装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記目的を達成するために請求項１の粉砕圧送装置は、回転する粉砕翼で汚物を粉砕する粉砕部と、前記粉砕部を覆い汚水と汚物を貯留する粉砕ケーシングと、汚水と粉砕された汚物を圧送するポンプ部と、前記ポンプ部の下流に接続された圧送排水管と、を備えた粉砕圧送装置であって、前記粉砕部の粉砕中に少なくとも前記粉砕翼が水没する程度に水位を保つように、前記粉砕ケーシングからの汚水の排出を抑制する排水抑制手段を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、排水抑制手段によって粉砕ケーシングからの汚水の排出を抑制し、汚物を粉砕している間は少なくとも粉砕翼が水没する程度に汚水を保つため、粉砕が良好に行われる。
従って、洗浄水量が少ない場合や圧送排水管の配管状況にもよらず、安定して良好な粉砕が可能となり、粉砕部や圧送装置内での汚物残留や汚物堆積が解消される。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明の実施形態として用いることができる発明であって、前記排水抑制手段は、前記圧送排水管に備えた開閉手段であることを特徴とする。
本発明によれば、開閉手段を粉砕圧送装置内の汚水を排出する圧送排水管に設けたので、粉砕圧送装置から外部への排水を抑制し、粉砕圧送装置内の水位を調節する事が出来る。具体的には、粉砕時に該開閉手段により圧送排水管からの排水量を絞っておき、粉砕圧送装置内の水位が下がることを抑制し、粉砕に必要な水位を保持することが可能である。また、粉砕圧送装置を使用していない待機状態では、開閉手段により排水管を閉止することで下水側との縁切りができ、粉砕圧送装置の衛生性が向上する。また、排水時には、徐々に開放する操作をすることで、従来の急激な排水操作によるウォーターハンマ現象を解消することができ、ウォーターハンマ現象によっておこる圧送排水管経路の耐久性の低下や破損がなくなるなど、システムの耐久性と安全性が向上する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明の実施形態として用いることができる発明であって、前記排水抑制手段は、前記ポンプ部の吸い込み口に備えた開閉手段であることを特徴とする。
本発明によれば、該開閉手段はポンプの吸込口に設けられており、排水はポンプから吸い込まれずに、吸込口手前で止められるため、粉砕圧送装置内の水位が下がることを抑制し、粉砕に必要な水位を保持することが可能である。同時に、ポンプ翼回転時において圧送による排水圧送管への加圧負荷がない状態で粉砕圧送装置内の排水をせき止めることが可能であり、従って外部への排水漏れがなく安全に粉砕処理が実施可能である。また、圧送装置の内部に設けるため圧送装置以外に開閉手段設置のための特別な場所をとることが無く、コンパクトな設計が可能となる。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３に記載の発明の実施形態として用いることができる発明であって、前記ポンプ部は、回転するポンプ翼によって汚水を圧送する渦巻き式ポンプであって、前記排水抑制手段は、前記ポンプ翼を正回転と逆回転に切替える切替え手段であることを特徴とする。
ここで渦巻き式ポンプとは、図９に示すように回転するポンプ翼２２によって水を旋回させてその遠心力で排水させるポンプである。この時排水口７０は、ポンプ翼２２が半時計周りに回転したときに、水の旋回方向の接線方向に開口している。よって排水効率が良い。この回転方向を正回転方向とした場合、それとは逆方向の回転では、水の旋回方向と逆の方向に排水口７０が開口することになるため、排水効率が著しく疎外される。よって、正回転時と逆回転時では相当の排水効率差が生まれる。
本発明によれば、上記の排水効率の違いを利用するように、切替え手段によってポンプ翼の正回転と逆回転とを切替え、粉砕時にはポンプ翼を逆回転にして粉砕圧送装置からの汚水の排出を抑制し、汚水の圧送時にはポンプ翼を正回転にして排水量を多くする。よって粉砕圧送装置内の水位を保持して粉砕ができる。特に粉砕翼とポンプ翼を同一のモーターで駆動させる粉砕圧送装置では、モーターを逆回転として汚物を粉砕し、その後正回転として汚水を排出することで、良好な粉砕ができ、且つコンパクトで構造が簡単な粉砕圧送装置となる。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明の実施形態として用いることができる発明であって、前記ポンプ翼は、逆回転時に受ける水圧を逃がすピボット構造を有することを特徴とする。
ここでピボット構造とは、ポンプ翼を構成する羽根板が一辺を支点として回動自在に動き、正回転時には水の抵抗を受けて開き、逆回転時には水の抵抗を受けて閉じ、回転方向によって開閉する構造である。
本発明によれば、ポンプ翼は、ピボット構造によって逆回転時に羽根板を閉じて水圧を逃がすので、ポンプ作用が無くなり排水できなくなる。またこの方法によると逆回転時におけるポンプ翼の動力負荷が削減され、運転効率が良好な粉砕圧送装置を提供できる。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４に記載の発明の実施形態として用いることができる発明であって、前記粉砕翼と前記ポンプ翼は、同一のモーターで駆動し、前記排水抑制手段は、前記モーターの駆動軸と前記ポンプ翼を切り離す軸離脱手段であることを特徴とする。
本発明によれば、軸離脱手段によって一時的にモーターの駆動軸とポンプ翼を切り離し、モーターの駆動力をポンプ翼に伝えないことができる。従って、粉砕時には軸離脱手段を起動させてポンプ部からの汚水の排出を抑え、粉砕ケーシング内の水位を保持することができる。またこの方法によると粉砕時におけるポンプ翼の動力負荷が削減され、運転効率が良好な粉砕圧送装置を提供できる。
ここで、軸離脱手段とは、例えばラチェット機構やクラッチ機構などである。ラチェット機構では、一方向への空回りにより応力伝達が不可能になる仕組みであり、クラッチ機構では、動力側と負荷側とに区分した接触部を設け、電磁石力や油圧、水圧などの吸着力または圧力を利用して動力側と負荷側の接触部を着脱させることで、接触面の摩擦力により動力伝達を接続または離脱する機構である。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、汚物を回転する粉砕翼で粉砕する粉砕部と、前記粉砕部を覆い汚水と汚物を貯留する粉砕ケーシングと、汚水と粉砕された汚物をポンプ翼の回転力によって圧送するポンプ部と、前記ポンプ部の下流に接続された圧送排水管と、を備えた粉砕圧送装置であって、前記粉砕部の粉砕中に少なくとも前記粉砕翼が水没する程度に水位を保つように、前記粉砕ケーシングに給水する給水手段を備えたことを特徴とする。
これにより、給水手段を粉砕ケーシングに設け、該給水手段により、粉砕時に粉砕ケーシング内に給水するようにしたので、粉砕部の水位を保持して粉砕することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は第一の実施形態における装置の主要部を含む断面図であり、図中における実線矢印は、水の流れ方向を示し、波線矢印は水位レベルを示す。また破線は制御のつながりを示す。
【００１４】
図１によると、本発明の粉砕圧送装置は、以下の構成となっている。
粉砕圧送装置は、図示しない衛生機器より排出される汚水を導入する排便流入口４を備えた貯水槽２と、流入した汚水を粉砕する粉砕翼１２を備えた粉砕部１０と、側壁に粉砕後の汚物を排出する複数の小孔１６を備えた粉砕ケーシング１５と、粉砕部１０の下に粉砕翼１２の駆動軸５０と同軸に連結して回転するポンプ翼２２とポンプ翼２２を納めたポンプケーシング２３とを備えたポンプ部２４と、ポンプ部２４からの汚水を外部へ排出するための圧送排水管５と、粉砕翼１２およびポンプ翼２２の駆動軸５０を駆動するモーター８と、を備えている。
さらに、本発明の粉砕圧送装置は、圧送排水管５に配置した開閉手段９と、粉砕ケーシング１５内に設けた水位検知手段３０と、貯水槽２上部に配した給水口４１より給水できる給水弁４２と給水管４３を備えた給水部４０と、モーター８と開閉手段９と給水弁４を駆動または開閉制御する制御部３２を備えている。
ここで、開閉手段９とは、圧送排水管５の開閉が可能な手段であり、例えばボール弁、バタフライ弁、ニードル弁、ピンチバルブなどである。水位検知手段３０は、例えば差圧計測による方式や、電極による通電方式などである。
水位Ｌ１は水位検知手段３０が設置される高さであり、粉砕翼１２より上方である。水位Ｌ０はポンプ部が貯水槽２内の汚水を排出できる下限水位である。
【００１５】
図１により、汚水の流れを説明し、図６により各要素および粉砕部１０水位の動きを説明する。
図１では、図示しない衛生機器からの汚物を含んだ汚水が、排便流入口４より粉砕ケーシング１５に流れ込む。粉砕ケーシング１５に設けた小孔１６と貯水槽２内部は連通しており、汚水はこの小孔１６より貯水槽２内にも流れ込み粉砕ケーシング１５および貯水槽２内の水位はＬ０からＬ１を越える位置まで上昇する。なお、小孔１６を通過できない汚物は粉砕ケーシング１５内にとどまる。水位検知手段３０は水位がＬ１以上であることを検知して、圧送排水管５に設けた開閉手段９を閉止したのち、モーター８を起動し駆動軸５０を回転させ、粉砕翼１２より汚物を粉砕する。ただし開閉手段９が閉じているためポンプ翼２２は回転するものの貯水槽２の汚水を排出しない。こうして、貯水槽２内の水位が保たれ、粉砕翼１２が水没する水位で所定時間粉砕処理を行う。
粉砕部１０の水位がＬ１に満たない場合は、水位検知手段３０により有効な粉砕水位ではないことが制御部３２に通信され、制御部３２からの指令により給水弁４２を開くように指示される。そして給水弁４２が開放され、給水管４３を通じて給水口４１より粉砕ケーシング１５内がＬ１になるまで給水されてから粉砕運転を実施する。なお、制御部３２は水位がＬ１に達すると給水を停止させる。
粉砕処理を所定時間行った後、モーター８を運転したままで、圧送排水管５に設けた開閉手段９を徐々に開放すると、ポンプ部２４の作用により、貯水槽内の汚水はポンプ部部の２４の底部から吸いこまれて外部へ徐々に排出される。同時に粉砕部１０内の粉砕後の汚物も汚水とともに外部へ排出される。徐々に排出を行うことで、ウォータハンマー現象を緩和し、配管系統の固定部のゆるみや、接続部のゆるみ、はずれによる漏水、配管本体および建物構造物への振動などの不具合を減少させ、粉砕圧送装置および該装置を備えた周辺部の機械的寿命を長くする。
開閉手段９を開放し、貯水槽２内の水位が減少し、水位がＬ０に達し、貯水槽２内の汚水をほぼ排出すると、モーター８を停止させ、一連の動作は終了する。なお、一連の動作終了と同時に開閉手段９を閉止さてもよく、次回粉砕圧送装置が起動するまで下水側の空間と粉砕圧送装置を隔離する事が可能となり、衛生的である。
【００１６】
図６は図１の第一の実施形態における粉砕圧送装置のタイムチャートである。図中、時間は左側より右側に進むことを示す。
図６によると、初期状態において粉砕ケーシング１５（または貯水槽２）の初期水位はＬ０、開閉手段９は開、モーターは停止である。衛生機器からの汚水が粉砕ケーシング１５に流入すると、直ちに開閉手段９を閉とし粉砕ケーシング１５からの汚水の排出を停止する。その結果、Ｓ１秒間で粉砕ケーシング１５の水位はＬ０からＬ１へ急上昇し、同時に水位検知手段３０からの信号によってモーター８が駆動し、粉砕翼によって汚物の粉砕を開始する。なお、その後も衛生機器からの汚水流入は続いており、粉砕ケーシング１５の水位は上昇を続けＬｕで流入が終了する。
開閉手段９を閉としたままで粉砕運転をＳ２秒間行う。この間において粉砕ケーシング１５の水位はＬ１以上であり、所定時間であるＳ２秒間粉砕するので、汚物を良好に粉砕できる。Ｓ２秒間の粉砕後、開閉手段９を開としてＳ３秒間ポンプ部２４による排水を継続し、粉砕ケーシング１５または貯水槽２内の水位がＬｕからＬ０に戻り、モーター８を停止させる。
仮に開閉手段９を作動せずにモーター８を運転した場合に水位は破線のような挙動をし、粉砕に有効な水位域（Ｌ１〜Ｌｕ）に至らずにＬ３まで上昇するがそこでＬ０に向けて低下する。そして粉砕すべき汚物は粉砕ケーシング１５の水位が不足して、粉砕ケーシング１５内に未粉砕の状態でとどまる。
【００１７】
このように、洗浄水量が少ない場合でも、粉砕時に圧送排水管５に設けた開閉手段９を閉止することによって粉砕部１０の水位を確保する事ができ、汚物の粉砕が有効に行われ、健全に動作する粉砕圧送装置を提供する事ができる。
また、駆動軸５０と粉砕部１０とポンプ部２４を同軸上で構成し、コンパクトな設計とできる。また、操作終了時に、開閉手段９を閉止にしておくことで、下水側の空間から本件の粉砕圧送装置を隔離する事が可能となり衛生的な粉砕圧送装置とすることが可能である。さらに排水圧送管に設けた開閉手段９を開度調整して排水操作を行い、ウォーターハンマー現象を回避して運転出来る粉砕圧送装置を提供する事が可能である。
【００１８】
図２は第二の実施形態における粉砕圧送装置の主要部を含む断面図であり、図中における実線矢印は、水の流れ方向を示し、波線矢印は水位レベルを示す。また破線は制御のつながりを示す。なお、前記の実施例と同一または相当する部分については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００１９】
図２によると、本件の粉砕圧送装置は、以下の構成となっている。
本発明の粉砕圧送装置は、貯水槽２の外側底面に制御部３２と連絡した電磁石６０と、ポンプケーシング２３の底面に開口した吸込口２５の直下にポンプ吸込口２５を開閉可能に構成した開閉手段９を設けて成る。
【００２０】
図２では、図示しない衛生機器から汚物と汚水が貯水槽２に流入し、水位がＬ１になると、水位検知手段３０が制御部３２に信号を送り、モーター８を駆動させ、駆動軸５０に固定されたポンプ翼２２が回転し、吸込口２５から汚水を吸引し始める。この吸引による汚水の流れによって、吸込口２５直下の開閉手段９が吸込口２５に吸着し、吸込口２５を閉止する。よって、粉砕処理のためにモーター８を運転しても、粉砕翼１２に同軸に連結して動くポンプ翼２２により貯水槽２内の汚水の吸い込みが起こらないため、粉砕ケーシング１５内の水位をＬ１以上に保った状態で良好な粉砕を行える。
粉砕を開始して所定時間後、モーター８を一旦停止すると、吸込口２５を閉止している開閉手段９は、自重で吸込口２５直下に落下し、吸込口２５が開口する。この状態で、電磁石６０に通電し、開閉手段９を磁力により吸引固定することで、ポンプ作動時においても開閉手段９は吸込口２５を塞がず、ポンプ部２４によって貯水槽２内の汚水を排出する。
最後に貯水槽２内の水位が減少していき、水位がＬ０になると、モーター８を停止し、同時に電磁石６０の通電も終了する。
【００２１】
このように、洗浄水量が少ない場合でも、粉砕時にポンプ部２４の吸込口２５を開閉手段９で閉止することによって、粉砕のために必要な水位が確保出来なくなるという不具合を解消し、健全に稼働する粉砕圧送装置を提供する事ができる。また、駆動軸５０と粉砕部１０とポンプ部２４を同軸上で構成しコンパクトである。また、開閉手段９を装置内部に設けたことにより、外部に設けた場合と異なり、漏水による被害が無いというメリットをもつ粉砕圧送装置を提供することができる。
【００２２】
図３は第三の実施形態における粉砕圧送装置のタイムチャートである。図中、時間は左側より右側に進むことを示す。
なお、構成図を図２に示すが、モーター８は正回転、逆回転可能なＤＣモーターであり、電磁石６０と開閉手段９は必要ない。モーター８の正回転とはポンプ部２４が正常なポンプ作用をする回転方向である、逆回転とは粉砕部１０が正常な粉砕作用をする回転方向である。前記の実施例と同一または相当する部分については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００２３】
図３と図２より、第三の実施形態の動きを説明する。
衛生機器からの排水が粉砕部１０に流入してくると、粉砕ケーシング１５または貯水槽２内の水位はＳ１秒間でＬ０からＬ１へ急上昇し、水位検知手段３０から制御部３２に信号が送られる。制御部３２はモーター８を逆回転方向にＳ２秒間回転させ、駆動軸５０に固定された粉砕翼１２とポンプ翼２２も逆回転方向にＳ２秒間回転する。このときまだ衛生機器からの排水流入は続いており、粉砕ケーシング１５の水位は上昇を続けＬｕまで至る。粉砕部１０はこのＳ２秒間で汚物の粉砕を行う。ポンプ部２４は逆回転でも若干のポンプ作用があるため、貯水槽２内の汚水をわずかに排出し、粉砕ケーシングの水位はわずかに低下する。
このとき圧送排水管５の施工条件によっては排水揚程が大きいことがあり、このような場合には、ポンプ部の逆回転時には全く排水がおきないため、粉砕ケーシング１５の水位低下はゼロである。
モーター８が逆回転をしてＳ２秒後に、今度は、モーター８を正回転方向にＳ３秒間回転させ、駆動軸５０に固定された粉砕翼１２とポンプ翼２２も逆回転方向にＳ３秒間回転する。ポンプ部はこのＳ３秒間で貯水槽２内の汚水を水位がＬ０になるまで排出する。粉砕部１０は正回転でも若干の粉砕作用がある。
モーターが正回転をしてＳ３秒後に、水位がＬ０となり、モーター８を停止させ、一連の動作を終了する。
【００２４】
このように、一定時間逆回転操作した後、正回転することで、逆回転時には水位の緩慢な低下は起こるものの、粉砕部１０の水位は粉砕にとって支障のない水位で推移させることが可能になり、良好な粉砕を実現できる。
【００２５】
図４は、前記第三の実施形態の別の態様として用いられるもので、ポンプ翼が逆回転時に駆動軸と切り離される軸離脱手段であるラチェット機構を示している。図中実線ｎの矢印は、駆動軸５０の正回転方向を示し、ポンプ翼２２は実線Ｎの矢印の方向に回転する。また、破線ｒの矢印と破線Ｒの矢印は逆回転方向を示している。
【００２６】
図４によると、本発明のラチェット機構は、以下の構成である。
駆動軸５０からの回転力を伝達可能に固定した駆動盤２１５は、特定方向の回転力をポンプ羽根ベース２１０に伝達するラチェット爪２１８を備え、該ラチェット爪２１８は駆動盤２１５に設けたラチェット溝２１９に摺動可能に収められる。またバネ２１６によってラチェット爪２１８が外力によりラチェット溝２１９に潜り込んでも、外力の消失で元の位置へ復帰可能となっている。
駆動盤２１５外周面と相対して同心円状に配置したポンプ羽根ベース２１０は、その内周面にラチェット爪２１８の一面からの応力を確実に受けるためのポンプ羽根爪２１７と、ポンプ羽根ベース２１０の外周側より中心に向けて回転力を水の旋回力に変換する４枚のポンプ羽根２１１を備えている。
【００２７】
図４によりラチェット機構の作用を説明する。
駆動軸５０をｎ方向に回転させた場合、ラチェット爪２１８は力Ｆでポンプ羽根爪２１７を押すことができる。従って、ポンプ羽根ベース２１０はＮ方向に駆動軸５０と同速度で回転することになる。また、逆にｒ方向に駆動軸５０が回転する場合、ラチェット爪２１８が回転方向ｒ側の面を斜めに構成しており、同様にポンプ羽根爪２１７の衝突面も斜めに構成しているため、衝突の応力「−Ｆ」の分力成分の一つは、ラチェット爪２１８を駆動盤２１５に設けたラチェット溝２１９に押し込む力となり、ラチェット爪２１８はラチェット溝２１９に潜り、駆動盤２１５とポンプ羽根ベース２１０は空回りする。なお、ラチェット爪２１８とポンプ羽根爪２１７が接触しないところでは、バネ２１６によってラチェット爪２１８は元の位置に戻る。
【００２８】
このように、回転方向によって駆動軸５０からの回転力がポンプ翼２２に伝達しない構造とすることで、モーターの逆回転時にポンプ翼２２の回転を防ぐことができ、粉砕部の粉砕中は貯水槽から汚水の排出を無くし、粉砕に有効な水位を確保することができる。また、粉砕時にはポンプ翼２２の回転がないために、ポンプ翼２２を駆動するための動力負荷が削減され、運転効率が良好な粉砕圧送装置を提供できる。
なお、本実施例ではラチェット機構としているが、例えば動力伝達が摩擦面の接触によるクラッチ機構などでもよく、この場合はモーターの正回転のみで接触と非接触を行い、非接触時にはモーターの動力をポンプ翼に伝達せず汚水の排出を抑えて水位を確保し、接触時にはモーターの動力をポンプ翼に伝達して汚水の排出を行うことができる。
【００２９】
図５は、前記第三の実施形態の別の態様として用いられるもので、ポンプ翼のピボット構造を示している。図中実線ｎの矢印は、駆動軸５０の正回転方向を示し、ポンプ翼２２は実線Ｎの矢印にの方向に回転し、機構部は実線矢印の方向に運動する。また、破線ｒの矢印と破線Ｒの矢印と破線矢印は逆回転方向を示している。
【００３０】
図５によると、本発明のピボット構造は、以下の構成である。
駆動軸５０からの回転力を伝達可能に固定したポンプ羽根ベース２１０は、その面上に駆動軸５０からの回転力を水の旋回力に変換する６枚のポンプ羽根板２１１を直立させて備えている。各ポンプ羽根板２１１の一端はピボットピン２１２によりポンプ羽根ベース２１０に回動自在に接続され、他端はガイドピン２１３によりポンプ羽根ベース２１０面上に備えた円弧状のガイド溝２１４に対して摺動可能である。
【００３１】
図５によりピボット構造の作用を説明する。
駆動軸５０がｎ方向に回転すると、ポンプ羽根ベース２１０はＮ方向に同速度で回転する。このときポンプ羽根ベース２１０上にあるポンプ羽根２１１は、Ｆ方向の遠心力と水を攪拌するための反力によって、ピボットピン２１２を中心にガイド溝２１４に沿って図中実線矢印の方向に移動する。そのためポンプ羽根板２１１は放射状に散開した状態でポンプ羽根ベース２１０が回転し、ポンプとしての作用を発生できる。
一方、駆動軸５０がｒ方向の回転すると、ポンプ羽根ベース２１０はＲ方向に同速度で回転する。このときポンプ羽根ベース２１０上にあるポンプ羽根２１１は、Ｆ方向の遠心力で図中実線の矢印側に移動しようとするが、水からの反力のほうが大きいため、図中破線の矢印側に移動し、図中破線の位置に納まる。そのため周囲の水を旋回させることなく回転し、ポンプとしての作用は生じない。
【００３２】
このように、ピボット構造によって回転方向によって水圧を逃がしたり、ポンプ作用を発生させたりすることができ、モーターの逆回転時は、粉砕に有効な水位を確保することができる。また、粉砕時にはポンプ翼２２の回転がないために、ポンプ翼２２を駆動するための動力負荷が削減され、運転効率が良好な粉砕圧送装置を提供できる。
【００３３】
図７は第四の実施形態における粉砕圧送装置の主要部を含む断面図であり、図中における実線矢印は、水の流れ方向を示す。前記の実施例と同一または相当する部分については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３４】
図７によると、本件の粉砕圧送装置は、以下の構成となっている。
粉砕圧送装置は粉砕機１１と圧送機１で構成される。粉砕機１１は、図示しない衛生機器より排出される汚水を導入する排便流入口４を備えた粉砕ケーシング１５と、流入した汚水を粉砕する粉砕翼であるカッター１３を備えた粉砕部１０と、カッター１３を駆動する粉砕モーター１４と、粉砕ケーシング１５の内部の水位を検知する水位検知手段３０を備えている。圧送機１は、粉砕機１１からの汚水を流入する連通路６と、汚水を貯水する貯水槽２と、ポンプ翼２２と、ポンプ翼２２を駆動する圧送モーター２１と、ポンプ作用により圧送される汚水を貯水槽の外部に導水する圧送排水管５と、貯水槽２の水位によって圧送モーター２１を起動停止させる水位スイッチ３１を備えている。連通路６には粉砕機１１からの汚水を圧送機１のへ排水調節可能な開閉手段９を設けている。
また制御部３２は、粉砕モーター１４と水位検知手段３０と開閉手段９と圧送モーター２１と水位スイッチ３１と信号線により連結されている。
【００３５】
図７により、汚水の流れを説明する。
図示しない衛生機器より排出された汚水は、排便流入口４より粉砕ケーシング１５内に流れ込み、連通路６を通過して貯水槽２にも流入する。衛生機器からの汚水の流入が終了し、または流入量が減少し、粉砕ケーシング１５内の水位が下降し、所定の水位（カッター１３が水没している程度の水位）になると、水位検知手段３０から信号が制御部３２に送られ、その信号をもとに開閉手段９が連通路６を閉止し、粉砕ケーシング１５から貯水槽２への汚水の排出をせき止める。この状態で、つまり粉砕ケーシング１５内の汚水によってがカッター１３をほぼ水没している状態で所定時間粉砕処理を行う。
そして、再び連通路６の開閉手段９が開放され、粉砕ケーシング１５から貯水槽２への汚水の排出あり、水位スイッチ３１からの信号によって圧送モーター２１が起動し、ポンプ翼２２が回転して、排水圧送管５を通して汚水を外部へ排出する。
【００３６】
このように、開閉手段９によって粉砕ケーシング１５内の水位を所定レベル以上に確保できるため、衛生機器からの排出量が少ない場合に粉砕ケーシング１５と貯水槽２とに分散して粉砕に有効な水位が確保できなくなるのを防ぎ、良好な粉砕を実現できる。よって、粉砕不良により未粉砕の汚物が残留したり堆積したりする事がなく、健全な粉砕圧送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態における粉砕圧送装置の主要部を含む断面図である。
【図２】本発明の第二の実施形態における粉砕圧送装置の主要部を含む断面図である。
【図３】本発明の第三の実施形態における粉砕圧送装置のタイムチャートである。
【図４】本発明の第三の実施形態における別の態様のポンプ翼ラチェット機構である。
【図５】本発明の第三の実施形態における別の態様のポンプ翼ピボット構造である。
【図６】本発明の第一の実施形態における粉砕圧送装置のタイムチャートである。
【図７】本発明の第四の実施形態における粉砕圧送装置の主要部を含む断面図である。
【図８】従来の粉砕圧送装置を示す断面図である。
【図９】渦巻き式ポンプを示す断面図である。
【符号の説明】
１  圧送機
２  貯水槽
４  排便流入口
５  圧送排水管
６  連通路
７  便器
８  モーター
９  開閉手段
１０  粉砕部
１１  粉砕機
１２  粉砕翼
１３  カッター
１４  粉砕モーター
１５  粉砕ケーシング
１６  小孔
２１  圧送モーター
２２  ポンプ翼
２３  ポンプケーシング
２４  ポンプ部
２５  ポンプ吸込口
３０  水位検知手段
３１  水位スイッチ
３２  制御部
４０  給水部
４１  給水口
４２  給水弁
４３  給水管
５０  駆動軸
６０  電磁石
７０  排水口
２１０  ポンプ羽根ベース
２１１  ポンプ羽根板
２１２  ピボットピン
２１３  ガイドピン
２１４  ガイド溝
２１５  駆動盤
２１６  バネ
２１７  ポンプ羽根爪
２１８  ラチェット爪
２１９  ラチェット溝
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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