特開 2023-12606 排水装置及び排水システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023012606

(43)【公開日】2023-01-26

(54)【発明の名称】排水装置及び排水システム

(51)【国際特許分類】

   A01K 63/00 20170101AFI20230119BHJP

   A01K 63/04 20060101ALI20230119BHJP

【ＦＩ】

A01K63/00 B

A01K63/04 Z

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021116122

(22)【出願日】2021-07-14

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】393022746

【氏名又は名称】ジェックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中山 裕行

【テーマコード（参考）】

2B104

【Ｆターム（参考）】

2B104CA03

2B104CB29

2B104EA01

(57)【要約】

【課題】排水のタイミングを制御可能な排水装置及び排水システムを提供すること。
【解決手段】水槽内部に設けられ、サイフォン管２０と円筒部３０により構成されるサイフォン機構２を有する排水装置であって、一端側に上部が開放された第１開口部２１ａを有すると共に、他端側が溢水管３に接続される第１接続部２４ａを有するサイフォン管２０と、サイフォン管２０よりも大きな内径を有し、サイフォン管２０の第１開口部２１ａが挿入され、下部が開放された第２開口部２１ｂを有する円筒部３０と、を有し、第２開口部２１ｂは、第１開口部２１ａよりも低い位置に設定される排水装置において、円筒部３０の上面に、円筒部内部とエアポンプ５あるいは大気とを選択的に接続するための第２接続部３０ｂが設けられていることを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水槽内部に設けられ、サイフォン管と円筒部により構成されるサイフォン機構を有する排水装置であって、
一端側に上部が開放された第１開口部を有すると共に、他端側が溢水管に接続される第１接続部を有するサイフォン管と、
前記サイフォン管よりも大きな内径を有し、サイフォン管の前記第１開口部が挿入され、下部が開放された第２開口部を有する前記円筒部と、を有し、前記第２開口部は、第１開口部よりも低い位置に設定される排水装置において、
前記円筒部の上面に、円筒部内部と空気供給部あるいは大気とを選択的に接続するための第２接続部が設けられていることを特徴とする排水装置。

【請求項2】

前記サイフォン管は、Ｕ字管の形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の排水装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の排水装置と、
前記空気供給部と、
前記空気供給部を第１弁体を介して前記第２接続部に接続する第１流路と、
大気を第２弁体を介して前記第２接続部に接続する第２流路と、
前記空気供給部、前記第１弁体、第２弁体を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする排水システム。

【請求項4】

排水動作を行わない状態では、前記制御部は、第１弁体を開放、第２弁体を閉塞させ、前記空気供給部により前記円筒部内部の前記第２開口部の位置まで空気を流入させることを特徴とする請求項３に記載の排水システム。

【請求項5】

排水動作を行う状態では、前記制御部は、第１弁体を閉塞、第２弁体を開放させ、前記円筒部内部の空気を大気に放出することにより、前記サイフォン機構による排水を行わせることを特徴とする請求項３又は４に記載の排水システム。

【請求項6】

排水動作を行う状態では、前記制御部は、第１弁体を閉塞、第２弁体を開放させ、前記円筒部内部の空気を大気に放出したのち、再度第２弁体を閉塞させ、前記サイフォン機構による排水を行わせることを特徴とする請求項３又は４に記載の排水システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水槽内部に設けられ、内筒と外筒により構成されるサイフォン機構を有する排水装置、及び、この排水装置を備えた排水システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ペットショップなどの店舗では観賞魚等を販売するために水槽が多数配置された什器を設置している。この水槽内には多くの観賞魚生体や水草が貯蔵されており、一般飼育者の水槽環境よりも飼育水の劣化が早くなる。また、生体から排出されるアンモニアを始めとする栄養塩を物理的に取り除くための水替えは健康的に生体を管理するために必要な作業である。

【0003】

このように水槽内の水は時間が経過すると共に汚れてくるために水を排水して新たな水を供給することが必要とされる。水槽内の水を排水するための排水装置として、下記特許文献１に開示されるサイフォン機構を用いた排水装置がある。

【0004】

この排水装置は、内筒と外筒により構成される。内筒は水面に開口しオーバーフローした水の排水を行う。外筒は、内筒の上部との間に隙間を保って挿入され、側面にサイフォン作用停止用の穴が形成される。外筒の上面には空気抜き及び吸気を兼ねた小さな穴が設けられる。内筒が完全に水面下で排水を行うようになったときに、外筒と内筒の間の隙間にサイフォン作用が働く。ただし、上記小さな穴から空気が吸い込まれるが、サイフォン作用が停止しない程度の穴径になっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実公平６－２５４４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１におけるサイフォン機構は、外筒の上部に小さな穴が形成されているのみであり、排水開始のタイミングを制御することができない。例えば、水槽を管理する者が適切と考える時に排水動作を開始できるようにすることが好ましい。

【0007】

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、排水のタイミングを制御可能な排水装置及び排水システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため本発明に係る排水装置は、
水槽内部に設けられ、サイフォン管と円筒部により構成されるサイフォン機構を有する排水装置であって、
一端側に上部が開放された第１開口部を有すると共に、他端側が溢水管に接続される第１接続部を有するサイフォン管と、
前記サイフォン管よりも大きな内径を有し、サイフォン管の前記第１開口部が挿入され、下部が開放された第２開口部を有する前記円筒部と、を有し、前記第２開口部は、第１開口部よりも低い位置に設定される排水装置において、
前記円筒部の上面に、円筒部内部と空気供給部あるいは大気とを選択的に接続するための第２接続部が設けられていることを特徴とするものである。

【0009】

かかる構成による排水装置の作用・効果を説明する。この構成によると、サイフォン機構は、サイフォン管と円筒部により構成されている。円筒部の内径は、サイフォン管よりも大きくなっており、円筒部とサイフォン管の間に所定の大きさの隙間が形成される。排水を行うときは、水槽内の水は、サイフォン作用により、上記隙間を介して円筒部の中に入り込む。さらにサイフォン管の第１開口部から入り込んだ水は、第１接続部を介して溢水管へと流れ込み排水される。

【0010】

ここで、円筒部の上面には第２接続部が設けられており、空気供給部または大気と選択的に接続される。空気供給部により円筒部の内部に空気を送り込んでいる状態では、サイフォン作用は働かず、水は排出されない。大気と接続されるときは、円筒部内部の空気が大気に放出され、サイフォン作用による排水が行われる。従って、空気供給部を接続するか大気と接続するかの制御を行うことで、排水のタイミングを制御することが可能になる。

【0011】

本発明に係る前記サイフォン管は、Ｕ字管の形状に形成されていることが好ましい。これにより、サイフォン管としての管路の長さを確保することができ、溢水管との接続箇所も適切な位置になるように設けることができる。

【0012】

本発明に係る排水システムは、本発明に係る排水装置と、前記空気供給部と、
前記空気供給部を第１弁体を介して前記第２接続部に接続する第１流路と、
大気を第２弁体を介して前記第２接続部に接続する第２流路と、
前記空気供給部、前記第１弁体、第２弁体を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

【0013】

かかる構成による排水システムの作用・効果は以下の通りである。排水装置を構成するサイフォン機構による排水動作を制御するために、空気供給部、第１弁体、第２弁体が設けられ、制御部により制御される。これらの要素を制御することで、サイフォン機構の円筒部の内部に空気を送り込んだり、円筒部内部の空気を排出したりすることができる。これにより、排水のタイミングを制御することが可能になる。

【0014】

本発明において、排水動作を行わない状態では、前記制御部は、第１弁体を開放、第２弁体を閉塞させ、前記空気供給部により前記円筒部内部の前記第２開口部の位置まで空気を流入させることが好ましい。

【0015】

円筒部内部の第２開口部の位置まで空気を流入させているので、円筒部とサイフォン管の間の隙間に水が入り込むことはない。従って、サイフォン作用が行われず、水は排出されない。

【0016】

本発明において、排水動作を行う状態では、前記制御部は、第１弁体を閉塞、第２弁体を開放させ、前記円筒部内部の空気を大気に放出することにより、前記サイフォン機構による排水を行わせることが好ましい。

【0017】

円筒部内部の空気を大気に放出することで、円筒部とサイフォン管の間の隙間に水が入り込み、サイフォン作用が開始される。これにより、水槽内の水がサイフォン管の中に入り、溢水管へと流れ込む。水槽内の水面がサイフォン管の第１開口部の高さまで低下した時点で排水動作が終了する。

【0018】

本発明において、排水動作を行う状態では、前記制御部は、第１弁体を閉塞、第２弁体を開放させ、前記円筒部内部の空気を大気に放出したのち、再度第２弁体を閉塞させ、前記サイフォン機構による排水を行わせることが好ましい。

【0019】

これにより、円筒部内全体と第１開口部は、水が繋がった連通状態となる。その結果、水槽内の水がサイフォン管の中に入り、溢水管へと流れ込む。水槽内の水面が円筒部の第２開口部の高さまで低下した時点で排水動作が終了する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】従来技術に係る水槽に使用される排水装置

【図2】本実施形態に係る水槽に使用される排水装置

【図3】本実施形態に係る排水システム（什器）の構成を示す模式図

【図4】図３の什器に用いられる給水系の第１実施形態を示す模式図

【図5】図３の什器に用いられる給水系の第２実施形態を示す模式図

【図6】サイフォン機構のみを示す模式的な斜視図

【図7】図６に示すサイフォン機構の平面図

【図8A】第１排水レベルにおけるサイフォン機構の作用を説明する図

【図8B】第１排水レベルにおけるサイフォン機構の作用を説明する図

【図8C】第１排水レベルにおけるサイフォン機構の作用を説明する図

【図8D】第１排水レベルにおけるサイフォン機構の作用を説明する図

【図9A】第２排水レベルにおけるサイフォン機構の作用を説明する図

【図9B】第２排水レベルにおけるサイフォン機構の作用を説明する図

【図10】別実施形態に係るサイフォン機構を示す模式的な斜視図

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１は、サイフォン機構を用いない従来技術に係る排水装置の構成を示す模式図である。水槽１の内部に溢水管１００と仕切板１０１（破線で示す）を備えている。溢水管１００は上端に開口部１００ａが設けられており、上端を超えて水を入れようとしてもオーバーフローして溢水管１０１の内部に流れ込むようになっている。

【0022】

仕切板１０１は、平面視でＬ字形をしており、水槽１の角部を取り囲んで観賞魚が溢水管１００の周囲に近づかないようにしている。これにより、排水時に観賞魚が巻き込まれないようにしている。また、仕切板１０１の上部と下部には複数のスリット１０１ａが形成されており、水槽内の水が通過できるようにしている。

【0023】

水槽１の水替えのために排水を行うときは、手動で溢水管１００を持ち上げる。これにより、水槽１の底面から排水が行われる。図示はしないが、溢水管１００の下部には、溢水管１００よりも大径の接続管が着脱可能に取り付けられており、溢水管１００を持ち上げることで、水槽内の水が接続管を介して排水されるように構成されている。

【0024】

＜サイフォン機構の構成＞
図２は、本実施形態に係る排水装置の構成を示す模式図である。仕切板１０１の構成は、図１で説明したものと同じである。排水装置は、サイフォン機構２を備えている。サイフォン機構２は、サイフォン管２０と円筒部３０により構成されている。サイフォン管２０は、溢水管３に接続されている。図６は、サイフォン機構２のみを示す模式的な斜視図である。図７は、図６に示すサイフォン機構２の平面図である。

【0025】

サイフォン管２０は、全体としてＵ字管の形状を呈している。サイフォン管２０は、第１垂直管部２１、Ｕ字管部２２、第２垂直管部２３、接続管部２４により構成される。なお、サイフォン管２０をどのような形状に構成するか、いくつの管部で構成するかは、適宜選択することができる。第１垂直管部２１、Ｕ字管部２２、第２垂直管部２３、接続管部２４は、ガラスや樹脂等の適宜の素材で形成され、また、管同士の接続は、詰まり等の清掃ができるよう、図６の第一垂直管部２１、Ｕ字管部２２、第２垂直管部２３は取り外し可能な構造が好ましい。

【0026】

第１垂直管部２１は上端が開放された第１開口部２１ａを有する。Ｕ字管部２２は、開放された２カ所の上端部が、第１垂直管部２１の下端部と、第２垂直管部２３の下端部に連結される。第２垂直管部２３は、下端部がＵ字管部２２の上端部の１つに連結され、上端部が接続管部２４の下端部に連結される。接続管部２４は、逆Ｌ字形を呈しており、下端部は第２垂直管部２３の上端部に連結され、水平方向向きの端部（第１接続部２４ａ）は溢水管３の中央部近傍に接続される。溢水管３は、垂直に設置されており、上端には開放された開口部３ａが形成され、下端にも開放された開口部３ｂが形成される。溢水管３の上端を超えて水を入れようとしてもオーバーフローして溢水管３の内部に流れ込むようになっている。すなわち、溢水管３は円筒形を呈している。また、生体入荷時に水温や水質合わせを行うため、所定時間水槽１に生体袋を浮かせることがある。その際、溢水管３を設けることで、水槽１より水が溢れることを防止している。生体入荷時は溢水管３から水が排水され、且つ特許文献１の構造のようにサイフォン作用が開始することはない。すなわち、生体入荷時に意図しないサイフォン管による排水が開始されることがない。

【0027】

円筒部３０は、サイフォン管２０の第１垂直管部２１の第１開口部２１ａが挿入されるように、下端に第２開口部３０ａが形成される。円筒部３０の内径は第１垂直管部２１の外径よりも大きくなるように設定されている。これにより、円筒部３０とサイフォン管２０との間に隙間Ｓが形成される。また、第２開口部３０ａは、第１開口部２１ａよりも低い位置になるように設定される。

【0028】

円筒部３０の上部は半球状に形成されて閉塞されているが、中央部に第２接続部３０ｂが設けられている。詳細は後述するが、この第２接続部３０ｂを介して空気の流入や排出が行われる。

【0029】

＜排水システムの構成＞
次に本発明に係る排水システムの構成を説明する。図３は、生体什器に設けられる排水システムの概要を示す模式図である。説明の便宜上、排水システムに関係のない要素は省略している。図４は、什器に用いられる給水系の第１実施形態の構成を示す模式図である。説明の便宜上、他の要素は省略している。図５は、什器に用いられる給水系の第２実施形態の構成を示す模式図である。説明の便宜上、他の要素は省略している。本発明として、いずれの実施形態を採用してもよい。

【0030】

図３に示すように、店舗等に設置される什器は、不図示の陳列棚に多数の水槽１が配置されている。本実施形態では、各段に４つの水槽１が設置されており、合計３段（上段、中段、下段）の陳列棚に合計１２個の水槽１が設置されているが、水槽１の配置態様は、これに限定されるものではなく、種々の配置態様を実施することができる。各水槽１には、図２で説明した排水装置が設けられている。

【0031】

各段の水槽１の上部には、空気流入排出管４０が水平状態に設けられており、垂直に配置された空気供給管４５を介してエアポンプ５（空気供給部に相当）からの空気が送り込まれる。空気流入排出管４０と空気供給管４５は、継手４６により連結されている。空気流入排出管４０には、第１弁体４１と第２弁体４２が設けられている。排水装置に空気を送り込むときは、第１弁体４１を開放することで、エアポンプ５からの空気が排水装置に流入する。第２弁体４２の外側（図の左側）は大気に開放されており、第２弁体４２を開放することで、排水装置内の空気を大気に開放することができる。

【0032】

空気流入排出管４０と第２接続部３０ｂとは、一方コック４３と垂直管４４を介して接続されている。エアポンプ５、第１弁体４１、第２弁体４２を制御することで、サイフォン機構２の第２接続部３０ｂは、エアポンプ５または大気と選択的に接続することができる。例えば、第１弁体４１を開放して、第２弁体４２を閉塞することで、エアポンプ５から空気をサイフォン機構２の円筒部３０内へ送り込むことができる。また、第１弁体４１を閉塞して第２弁体４２を開放することで、円筒部３０内部の空気を大気へ逃がすことができる。垂直管４４として、例えば、柔軟性を有するエアチューブを用いることができる。

【0033】

エアポンプ５から第１弁体４１を通り第２接続部３０ｂまでの流路が第１流路に相当し、大気に通じる第２弁体４２から第２接続部３０ｂまでの流路が第２流路に相当する。

【0034】

なお、各水槽１には空気（酸素）を常時供給する必要があるが、これも上記エアポンプ５により行われる。エアポンプ５からの配管を分岐させて、サイフォン機構への空気供給と水槽内への空気供給を行うことができる。あるいは、エアポンプ５は１つであるが、別々の独立した配管構成にしてもよいし、別々のエアポンプを用いてもよい。

【0035】

図３に示すように、溢水管３の中に流れ込んだ水は、溢水管３の下端にある開口部３ｂから落下する。矢印８で示すように、落下した水は、ちょうど真下にある溢水管３の開口部３ａに入り込む。そのために、上段の溢水管３の開口部３ｂと中段の溢水管３の開口部３ａをつなぐための流路として不図示のアタッチメントが設けられる。このアタッチメントは着脱可能である。なお、アタッチメントにより開口部３ａからの水の流入が妨げられないように径の大きさが設定されている。

【0036】

中段の溢水管３から下段の溢水管３へと水が落下する場合も同様なアタッチメントが設けられる。下段の溢水管３から落下する水については、図４及び図５により説明する。なお、溢水管３から排出される水の流路構成については、上記に限定されるものではなく、他の実施形態を採用することができる。例えば、水平に配置された排水管に集水することができるように構成してもよい。

【0037】

＜単独ろ過方式＞
図４は、単独濾過方式の給水系の構成を示す。図３で説明した排水システムが用いられているが説明の便宜上、図示は省略する。水槽１の水は汚染してくるので水をろ過する機構は必要であるが、単独濾過方式では個々の水槽１に濾過装置が用いられている。なお、ろ過装置は周知のものを使用でき、図示及び説明は省略する。

【0038】

什器の上部には貯水槽６が配置される。貯水槽６から各水槽１へ水（飼育水）が供給される。貯水槽６内にはフロート弁６ａが設けられており、満水になると弁体６６を閉鎖するように動作する。貯水槽６には、弁体６６と手動バルブ６７が設けられており、通常は弁体６６を介して上流側から水道水が供給される。故障等で弁体６６が使用できないときは、手動バルブ６７を操作して水を供給できるようにする。

【0039】

什器の各段の上部には第１水平配管６１（３カ所）と第２水平配管６０（１カ所）が配置される。第１水平配管６１及び第２水平配管６０は、左右で垂直配管６２（２カ所）と接続される。第１水平配管６１の左右両側には弁体６３と手動バルブ６４が設けられている。各水槽１には給水バルブ６５が設けられている。通常は、弁体６３を開放することで、貯水槽６から各水槽１へ水が供給される。故障等で弁体６３が使用できないときは、手動バルブ６４を操作して水を供給できるようにする。弁体６５，６６は制御部により開放及び閉塞が制御される。

【0040】

下段にある水槽１の溢水管３から落下した水は、水平に配置された排水管８０により集水されて回収管６８により、不図示の排水経路に送られる。回収管６８にはセンサーが設けられており、通過する水量の検出を行う。回収管６８は斜めカット６８ａが形成されており、水量を検出しやすいようにしている。

【0041】

＜集中ろ過方式＞
図５は、集中ろ過方式の給水系の構成を示す。図３で説明した排水システムが用いられているが説明の便宜上、図示は省略する。什器の上部に配置される貯水槽に関連した構成は図３と同じである。什器の下部にろ過水槽７が配置されており、このろ過水槽７でろ過された水が各水槽１に供給される。従って、各水槽１にはろ過装置は設けられていない。

【0042】

ろ過水槽７にはフロート弁７ａが設けられ、満水になると弁体７６を閉塞する。貯水槽６とろ過水槽７は垂直配管７０により接続される。弁体７６が設けられ、弁体７６を開放することで水がろ過水槽７に供給される。故障等で弁体７６が使用できないときは、手動バルブ７７を操作して水を供給できるようにする。図５に示す各弁体は制御部により制御される。

【0043】

ろ過水槽７から各水槽１への給水は、水平配管７３と垂直配管７２により行われる。弁体７５を開放することで、給水ポンプ７１により各水槽１に水が供給される。各水槽１には給水バルブ７４が設けられており、水が水槽内へ供給される。各水槽１において排水装置により排水された水は、各水槽１に設けられた溢水管３を介して、再びろ過水槽７へ送り込まれ、ろ過された状態で再び各水槽１へ供給される。このように水はろ過されながら循環して使用される。なお水が循環する場合は、排水装置の溢水管３からオーバーフローした水がろ過水槽７へ戻るようになっている。上段から中段、中段から下段への水の移動は、前述のように不図示のアタッチメントにより矢印８に沿って行われる。

【0044】

また、下段の水槽１の溢水管３から落下した水は、水平方向の配管８０により集水され、垂直方向の配管８１によりろ過水槽７へ戻される。ろ過水槽７に戻された水は、ろ過された後、再び、給水ポンプ７１により各水槽１へ送られる。

【0045】

サイフォン機構２による水の排出を行うときは、垂直配管７２の弁体７５は閉塞される。この場合、弁体７２を開放させて給水ポンプ７１により送り出される水は、弁体７２を介してろ過水槽７に戻されるようにしている。弁体７２は、通常の使用状態では閉塞させている。

【0046】

ろ過水槽７には、排出口７８が設けられている。各水槽１のサイフォン機構２により水の排出を行う場合、多くの排水がろ過水槽７に流れ込むことになるので、オーバーフローした水は排出口７８から排出されるようにしている。

【0047】

＜排水作用＞
次に、図２、図３、図６で説明した排水装置及び排水システムの作用について説明する。本実施形態では、水替えのため水槽１の水を排出する場合、その排水量を２段階に設定することができる。

【0048】

図８Ａ～図８Ｄは、第１排水レベルにおけるサイフォン機構の作用を説明する図である。サイフォン機構を動作させない（水替えによる排水をさせない）状態では、図３における第１弁体４１を開放し、第２弁体４２を閉塞する。そして、エアポンプ５により各水槽１のサイフォン機構２に空気が送り込まれる。図８Ａに示すように、円筒部３０の開口部３０ａの位置まで空気が入り込んでいる。空気が入り込んでいる領域を斜めの破線で示している。隙間Ｓには空気が入り込んでおり、サイフォン機構２によるサイフォン作用は行われない。この状態では水面Ｗ１は溢水管３の上端の開口部３ａに位置している。エアポンプ５、第１弁体４１、第２弁体４２に対する制御は、コンピュータを中核とする制御部により行われる。

【0049】

円筒部３０の内部は空気の圧力が一定にかかる状態にするため、サイフォン管はＵ字形に形成して、溢水管３の中央部で溢水管３と接続するようにしている。これにより、Ｕ字管部２２を含めたＵ字形の部分に水を常時蓄えている状態になり、安定した状態で空気圧を掛けておくことができる。

【0050】

サイフォン機構２を作動させるときは、第１弁体４１を閉塞し、第２弁体４２を開放する。これにより、円筒部３０の第２接続部３０ｂは大気に接続され、円筒部３０内の空気が押し出されていく。これにより、水槽１の水は図８Ｂ及び図８Ｄの矢印で示すように、隙間Ｓから円筒部３０内に入り込み、サイフォン作用が開始する。隙間Ｓに入り込んだ水は、さらにサイフォン管２０内に入り込み、溢水管３内へと移動する。これにより、水面Ｗ１は徐々に低下していき、排水作用が進行する。

【0051】

図８Ｃに示すように、水面Ｗ２がサイフォン管２０の第１開口部２１ａの高さまで低下したときにサイフォン作用は終了し排水動作が完了する。なお、第２接続部３０ｂは大気に開放されたままであるので空気は第１開口部２１ａの位置まで存在する。

【0052】

図９Ａ，図９Ｂは、第２排水レベルにおけるサイフォン機構２の作用を説明する図である。サイフォン機構２を動作させない状態は、前述の通りである。

【0053】

サイフォン機構２を作用させるときは、まず、第１弁体４１を閉塞し、第２弁体４２を開放する。ここまでは図８で説明したのと同じである。円筒部３０内の空気が大気に開放され、円筒部３０内に隙間Ｓを介して水が入り込んでくる。これにより、水面Ｗ２は徐々に低下する。そして、円筒部３０内に水が満たされた状態になると、第２弁体４２を開放から閉塞へと切り替える。

【0054】

第２弁体４２を開放から閉塞へと切り替えるタイミングは、例えば、タイマーにより制御することができる。図９Ｂに示すように、水面Ｗ３が円筒部３０の下端の第２開口部３０ａの位置にまで低下すると、第２開口部３０ａから円筒部３０内に空気が入り込むため、サイフォン作用による排水作用は終了する。

【0055】

以上の通り、２段階のレベルで排水を行うことができる。いずれのレベルの水位で排水させるかについては、作業者が選択することができる。排水作業の開始については、水槽内の水の汚染度などを確認して、排水を開始することができる。排水の開始は、操作盤に物理的なスイッチを設けることで行うことができる。あるいは、タッチパネルによる操作やＷｉ－Ｆｉ等の無線で接続された端末により操作を可能にしてもよい。

【0056】

また、排水を行う場合、すべての水槽１に対して同時に行う必要はなく、例えば、上段の水槽のみ、中段の水槽のみ、下段の水槽のみ、上段と中段というように、各段ごとに第１弁体４１及び第２弁体４２を制御できるようにしてもよい。

【0057】

また、水替えのための排水作業は、タイマー機能を用いて、定期的に自動的に行われるようにしてもよい。また、排水を開始する時間帯も予め設定しておき、その時間が来たら自動的に開始するようにしてもよい。各段ごとに設定を変えることもできる。どのような排水を行わせるかは、予め、コンピュータプログラムを作成して行うようにしてもよい。

【0058】

＜給水作用＞
次に、排水動作が終わった後の給水動作を説明する。給水動作の開始は、作業者による操作スイッチに基づいて行ってもよいし、排水動作が開始してから所定時間後に排水動作が完了したものとみなし、給水動作を自動的に開始するようにしてもよい。

【0059】

給水動作の終了は、例えば、図４に示す回収管６８に設けられたセンサーに基づいて終了を検出することができる。すなわち、水槽１への給水が継続すると、オーバーフローした水が溢水管３の開口部３ａから入り込むため、その水量を検出することで給水終了を検出することができる。その他、給水開始からの時間により終了を検知する方法や、各水槽１にフロート弁を設けることでも給水を停止することができる。

【0060】

各水槽１への給水が終了すると、貯水槽６への水道水の給水が行われる。満水状態になると、フロート弁６ａにより、弁体６６を閉塞させる。

【0061】

＜別実施形態＞
予期しないトラブルによる停電等により、空気流入排出管４０からエアポンプ５に空気が逆流しないように逆流防止弁をエアポンプ５の前や第１弁体４１の前に設けておくことが好ましい。

【0062】

本実施形態では、段ごとに水槽１の排出動作が制御されるが、特定の水槽１の水替えができないようにすることも可能である。そのため水槽ごとに一方コック４３を閉鎖できるようにすることで、円筒部３０内の空気圧を保持したまま排水を停止させることができる。また、排水を行わない水槽１については給水バルブ６５も閉鎖して給水がされないようにする。一方コック４３を閉鎖は、手動で行うようにしてもよいし、制御部により自動制御できるようにしてもよい。

【0063】

また、上記とは逆に特定の水槽１のみ水替えを行うことも可能である。例えば、手作業により水替えを行う場合は、次のような手順で行う。まず、一方コック４３を閉鎖する。溢水管３と一体結合されたサイフォン管２０は、水槽１に対して着脱自在に構成されており、これを引き抜くことで排水を行うことができる。一方コック４３を閉鎖しているので、他の水槽１が不用意に排水を開始することはない。排水作業の終了したのち、給水を行う必要があるが、その場合、水替えを行わない水槽１については給水バルブを閉鎖しておき、貯水槽にバイパスされた手動バルブを開放することで、バイパス経由で特定の水槽に給水を行うことができる。ただし、意図しない排水動作が開始することがありうる。そのため、エアポンプ５と第１弁体４１に隣接して逆流防止弁を設けておくことが好ましい。

【0064】

図１０は別実施形態に係るサイフォン機構を示す図である。図６に示す実施形態と同じ機能をする部材には同じ符号を付している。Ｕ字管部２２の一部が溢水管３に入り込んでおり、その途中に第１接続部２２ａが設けられている。第２垂直管部２３は溢水管３の中に挿入されており、その上端の開口部２３ａが溢水管３に臨んでいる。

【0065】

本実施形態では、空気供給部としてエアポンプを例に挙げているが、これに限定されるものではなく、他のアクチュエータ等を用いてもよい。

【符号の説明】

【0066】

１ 水槽
２ サイフォン機構
２０ サイフォン管
２１ 第１垂直管部
２１ａ 第１開口部
２２ Ｕ字管部
２３ 第２垂直管部
２４ 接続管部
２４ａ 第１接続部
３ 溢水管
３ａ 開口部
３ｂ 開口部
３０ 円筒部
３０ａ 第２開口部
３０ｂ 第２接続部
４０ 空気流入排出管
４１ 第１弁体
４２ 第２弁体
４３ 一方コック
４４ 垂直管
４５ 空気供給管
５ エアポンプ
６ 貯水槽
７ ろ過水槽７
Ｓ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2022-03-14

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項3】

請求項１又は２に記載の排水装置と、
前記空気供給部と、
前記空気供給部を第１弁体を介して前記第２接続部に接続する第１流路と、
大気を第２弁体を介して前記第２接続部に接続する第２流路と、
前記第１弁体、第２弁体を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする排水システム。