JP7705194B2 - 浴室内の使用水を洗浄弁付便器の使用水として再利用するための水の再使用装置 - Google Patents

Description

本発明は、洗面台がある浴室内で上水（以下、「水道水」という）として使用された後、その水を回収し、これを洗浄弁付便器の使用水として再使用するための装置に関するものであり、より詳細には、シャワーや洗顔をする場合に発生する比較的きれいな水を回収した後、これを貯蔵タンク内に貯蔵させた状態で、これを洗浄弁付便器の便器用洗浄水として再使用させることにより、水資源の効果的な節約はもちろん、環境汚染を抑制できるようにしたものである。

韓國の水道法上、上水道使用時の節水器という言葉が出たのは、2001年3月28日：水道法改正(節水器設置義務条項の新設)でこの法律で節水器という用語が初めて言及され、2013年5月14日：既存の 特定建物に 節水器設置期限を定めて 節水器を設置するようにし、履行命令に従わない一部の国民には罰金を課す時期が来た。という信號で、節水がそれだけ重要であることを物語っている。

一般的にシャワーを浴びたり洗顔や手を洗ったり、台所などで上水を使うためには、シャワー室や浴室などに備えられたシャワーや洗面台を利用することになりますが、この場合、洗面台ではひどく汚染された汚染水を発生する場合に備えて洗面台下端に水道用ティーとボールバルブを取り付けて、深く汚染された汚染水発生時のボールバルブを開くと、下口管を通って 外部排出し、台所でもシンク台の底に別の穴を作った 後、シンク台の 洗浄水は現在のように下水管に排出し、果物などの 洗浄で清潔で 澄んだ 水を 生産する 場合には、シンク台の 元の下水道排水管である下水管を現在の蓋でふさいで、新しく 設置した 集水タンクに 接続されたシンク台の 排出口を通って 集水タンクに 貯蔵保存する過程で洗面台やシンク台などで異物すなわち髪などが発生したり、固形有機物が吸入される 集水タンク集水口の 下部に 濾過網を設置する。

このようにシャワーまたは洗顔や洗手、台所などには大量の上水を使用することになるが、上記のような上水は川水や雨水などを浄化処理して上水ラインを経てそれぞれの家庭や事務室などに送られるものであり、このような浄化処理段階及び輸送段階で多くの諸般の設備と費用が要求されるものである。

したがって、上水には1リットル当たりに設定された費用の料金を支払う形で徴収が行われているため、税金を通じて上水源の保護と安定した水質を確保することができる。

しかし、前記したように上水は川水や 雨水などを利用して作られるものなので水資源が豊富でない場合には上水の運用に深刻な困難を経験することになるのだ。また、前記した上水はシャワーまたは洗顔をした状態では汚染物である下水に分類されるが、このような下水も下水処理施設を通じて諸般の浄化過程を経なければならないので、それ相応の費用と環境汚染が発生する。

また、2019年世界資源研究所(WRI)が調査した結果を見ると、世界17個 国家が極度の水問題に直面しており、20億人が水不足で葛藤や社会不安定などを経験しているそうです。水不足の問題は国連の持続可能な開発目標と 関連する問題であり、持続可能な開発目標である2030年まで、すべての分野で水の使用効率を高め、淡水の持続可能 取水・供給を保障して水不足問題を解決し、水不足に苦しむ人々の数を大幅に減らす。となっている。

これに通常シャワーを行う場合には約４０～６０リットルの水が消費され、洗顔をする場合には１０～２０リットルの水が消費され 手を洗う場合にも2～4リットルの水を使用することが知られている。

さらに、上記のようなシャワーや洗顔で使用される上水以外にも、上水の最も多く使用されているのは一般的な形の便器であるので、上記の便器はおよそ6～13リットルの水タンクを備えており、1回使用ごとに6～13リットルの上水が使用されるのである。このため、大便や尿など4人家族を基準に1日平均10回内外の使用頻度を示すことになり、上記の便器からかなりの量の上水が消費されることになる。

このようにシャワーや洗顔及び便器の頻繁な使用により上水の使用量が大きく増えている傾向でありこれと共に 安定して上水を供給するための設備と施設も拡充されているので、上記のような上水の使用量を抑制するための様々な制度と装備または器具が開発されており、その中でも節水便器の開発がより活発に研究されている。

上記のような水の使用が増加すればするほど、下水に捨てられる水の量が多くなればなるほど再使用に対する欲求も高まっている。

従って、徐々に使用量が増える上水に対する制度的又は物理的な制限方法ではない、より根本的な節水方法が切実に求められている。

ところで、本発明の出願人は、本件を研究検討しながら「水の再利用への促進及び支援に関する法律」の下記の条項を検討する。制限要因が多すぎて事業上大きな問題があるようだ。2017年10月に問い合わせ、2017年10月25日環境部（生活下水課-3300）に返信を受けたところ、下記の各条文は、大型建物などで多量の下水を再利用する場合の適用という法律なので、特許の内容とは全く関係がないという公文を受け取ったので、中水道の研究開発にさらに力を注いでいる。

水 再利用への促進及び支援に関する法律

9条（中水道の設置・管理）

第18条(下・廃水処理水再利用施設等設計・施工業の登録)

水の再利用促進及び支援に関する法律施行令

第11条(中水道の設置対象・管理)

第18条(下・廃水処理水再利用施設等設計・施工業の登録等)

水の再利用促進及び支援に関する法律施行規則

第5条(中水道設置の申告・確認)

第7条(中水道の施設・管理基準)

第8条(中水道の水質基準)

第9条(中水道の安全性及び水質検査等)

本文で使用する用語のうち、大便器の定義は次の通りである。

2011年11月14日水道法改正（節水器設置義務対象拡大及び基準強化）と2013年5月14日水道法強制施行による2013年8月、国家機関である環境部水道政策課の節水設備及び節水機器設置義務化説明資料内訳書によると、次のように両便器の種類を定めている。

先行技術文献
特許文献
(特許文献0001) 大韓民国登録特許第10-0929478号
(2009.11.24.登録)

本発明は、シャワー及び洗面台、台所から発生する使用水を室内床に埋め込まれた又は露出した集水タンクに貯蔵する。そして同集水タンクに接続されて使用水を貯蔵することができる貯蔵タンクを備え、上記貯蔵タンク内の使用水は排出管を介して小型水タンクと連結するように構成しますが これらの集水タンク内部の水位センサーの機能とポンプに接続された搬送管を通じて貯藏タンクに使用水を貯蔵し、貯藏タンク内の水位センサーの機能とポンプとソレノイドバルブの作動を通じて、貯藏タンクの使用水を、小型水タンクが取り付けられた大便器洗浄バルブが取り付けられた洗浄弁付便器用洗浄水として再使用するための水再使用装置を提供することに本発明の目的がある。

本発明の出願人は、登録特許第１０－０９２９４７８号のように室内床に埋め込まれる集水タンクを備え、上記集水タンクと接続され、使用水を貯藏できるようになった貯藏タンクを備え、上記貯蔵タンク内の使用水は、左便器の水槽と接続するように構成する、これらのタンク内の水位センサーとこれらのタンクを接続している管路上に取り付けられたポンプと ソレノイドバルブの作動により、シャワーや洗面台から発生する使用水を洗浄水で再使用できるようにし、比較的汚染度の低いシャワーや洗面や手洗時に発生する使用水を回収することで、合理的な水節約を通じて経済的 利得はもちろん、環境汚染を大幅に減らすことを可能にした集水装置を案出し登録した。

しかし、世に設置されている様々な種類の両便器の一部は、本発明の出願人の特許第１０－０９２９４７８号では解決できない洗浄弁付便器があり、上記のような目的を達成するために、特許第１０－０９２９４７８号の 一定部分設備を利用し、新たに大便器洗浄弁上部には小型水タンクがあり、小型水タンク内には加圧ポンプと A、B水位センサーと人感知センサーが設置されており、集水タンクと貯蔵タンクはポンプに接続された搬送管で接続されています。貯藏タンク内の水位センサの機能とポンプと第1ソレノイドバルブ機能により排出管を介して小型水タンクに水を 供給する構造であるが、小型水タンクに水が無いことをB水位センサーで確認すると、第1ソレノイドバルブを開放しながら貯蔵タンクポンプを作動させ、小型水タンク内のA水位センサーで感知すると、貯蔵タンク内のポンプの作動を停止し、第1ソレノイドバルブも閉じる。

小型水タンクの水が満水していて人がトイレに入室すると、人感知センサが加圧ポンプを作動させ、人が用務を終えた後、洗浄弁付便器に付着した 降水ハンドルを押すと、小型水タンクの水を加圧ポンプで洗浄弁付便器に排出し、水が排出された後B水位センサーを感知すると、加圧ポンプを中断しながら貯蔵タンク内 ポンプを作動させて A水位センサーを感知するまで小型水タンクに水を補充する、貯蔵タンク内の水位センサーが上部にある 水があることを確認すると、上水遮断バルブを常時閉め、貯蔵タンク内の水位センサが下部にあり水がないことを 確認すると上水遮断バルブを常時開放する、

Ｂ水位センサに基づいて小型水タンク内の水がないことを確認し、貯蔵タンク内の水位センサが下部にあり水がないことを確認すると、人がトイレに入室しても人感知センサが加圧ポンプを作動させず、上水に接続された上水遮断バルブが開いていて、用務を終えた後に人が降水ハンドルを押すと、上水を洗浄弁付便器に供給そしてこのとき上水が加圧ポンプ配管を通って小型水タンク内に逆流することを逆流防止バルブが防止する機能をする。

本発明は、比較的汚染度の低いシャワー及び洗面や手洗時に発生する使用水を回収してこれを洗浄弁付便器で洗浄水で再使用できるようにするので、合理的な水節約を通じて経済的な利得はもちろん、環境汚染を大きく 減らせて非常に効果的なものである。

本 発明による使用水で再使用するための水再使用装置の全体構成図である。 図２は、本 発明による集水装置の集水タンク(１０)の 詳細図である。 図３は、本 発明による 使用水として 再使用するための小型水タンク(３２)において、大便器洗浄弁を介した洗浄弁付便器(３０)への移送過程拡大図である。

本明細書および特許請求の範囲で使用される用語または単語は、通常または辞書の意味に限定されて解釈されるべきではない。発明者は、自身の発明を最善の方法で説明するために 用語の概念を適切に定義することができるという 原則に基づいて、本発明の技術的思想に合致する意味と概念で表現されなければならない。

本発明による装置は、浴室等の 室内床に埋め込まれ又は 露出された集水タンク(１０)と常時 集水タンク(１０)から 貯藏タンク（20）と 貯藏タンク（20）から水を供給して受け取ることができる 小型水タンク(３２)と大便器洗浄弁とが取り付けられた洗浄弁付便器(３０)の構成からなるものである。

上記の集水タンク(１０)は、シャワーや洗面台、台所等から発生する使用水を効果的に回収するための貯水池の機能を担うものとして、内部には水位センサー(11)と排水管(12)と濾過網(12-1)で形成されている。
上記の水位センサ(１１)は、集水タンク(１０)内部の使用水に対する水位を感知できるものであり、一般化された様々な形の水位センサーを適用すればいいし、また、上記の排水管(１２)は、集水タンク(１０)に回収される使用水の 量が急激に増加する場合、貯蔵タンク(２０)に送られる使用水以外の 過剰流入使用水に対して下水ラインを通じて自動的に排出されるようにする役割をするものとして、上記の排水管(１２)の先端すなわちつまり、上端は水位センサー(11)よりも少し高い位置を持つようにすることで 集水タンク（10）に流入する使用水を安定的に回収および貯蔵できるようにする。即ち、過剰に流入する使用水に対する迅速かつ効果的な排出が行われるようにすることだ。

上記の貯蔵タンク(２０)は、浴室や洗面場などの天井に固定設置されたり、浴室や洗面場などの空きスペースがあれば、台座を作って横置きや縦置きすることもできます、内部には水位センサ(２１)が装着されており、公衆トイレと 複数の 両便器に同時に水の供給が必要な場合に備えてポンプ(２３)を設置することもできる。特に 上記の貯蔵タンク(２０)を室内天井に固定設置する理由としては、上記のような貯蔵タンク(２０)を狭小した空間である浴室がある。シャワー室などに効果的に設置する目的以外にも、貯蔵タンク（20）が小型水タンク（32）よりも高い位置にあります。これらの相互間の水圧差により、貯蔵タンク(２０)内の使用水が自然に小型水タンク(３２)に提供される。できるようにするためだ。

このとき、上記の集水タンク(10)と貯蔵タンク(20)は、別の搬送管(14)を介して互いに連結されているもので、上記の搬送管(14)にはポンプ(13)を装着して、ポンプ(13)の駆動により、低い位置である集水タンク(10)内の使用水を高い位置である貯蔵タンク(20)内部に強制輸送するものである。

また、上記の集水タンク(10)は、シャワー時に発生する使用水をより効果的に回収するために、上部面に対して別の穿孔網(15)を結合形成することにより、上記の穿孔網(15)が室内の床面に露出するように集水タンク(10)を埋設すると、上記の穿孔網(15)を通じてシャワー時に発生する使用水が自動的に集水されることができ、より効果的である

小型水タンク(３２)の内部には、便器の水排出用 加圧ポンプ(３８)を設け、貯蔵タンク(２０)と小型水タンク(３２)に連結されている。排出管（22）の末端には第1ソレノイドバルブ（40）を設け、小型水タンク（32）の上部には水の満水がないか確認する Ａ水位センサ(３６)を設置し、小型水タンク(３２)の下部には便器で水を排水した後水がないことを確認するＢ水位センサ(３５)を設置し、小型水タンク(３２)の前面に人がトイレに入室を確認する人感知センサ(３７)を設置する。加圧ポンプ（38）排出口(33-3)の末端に逆流防止バルブ（34）を連結し、水圧調整バルブ（41-1）と洗浄バルブ用ピストン（33-1）の中間に穴を開けて加圧ポンプに取り付けられた逆流防止バルブ(３４)を連結し、上水供給管(３１)と水圧調節バルブ(４１－１)中間に上水遮断バルブ(４１)を取付ける。

小型水タンク(３２)内の水がないことをＢ水位センサ(３５)が確認すると、第１ソレノイドバルブ(４０)を開放しながら貯蔵タンク(２０)内のポンプを作動させてA水位センサー(36)が滿水を感知するまで水を補充し、満水になるとポンプ(23)を作動中斷に第１ソレノイドバルブ(４０)を閉じる。

小型水タンク(３２)の水が満水していて人がトイレに入室すると、人感知センサ(３７)が加圧ポンプ(３８)を作動させる人が用務を終えた後、洗浄弁付便器（30）に取り付けられた 降水りハンドル（33）を押すと、小型水タンク（3２）の水を洗浄弁付便器(３０)に排出し、水が排出された後Ｂ水位センサ(３５)が水がないことを感知すると、圧力ポンプ(３８)を停止し、ポンプ(２３)を作動させて、Ａ水位センサ(３６)が満水を感知するまで水を補充する。ポンプ(23)の誤動作で小型水タンク(３２)の水があふれるのを防ぐために排水管(５７)を設ける。排水管(57)の上部はＡ水位センサ(３６)の位置よりやや高い位置を有するようにし、排水管の端は 両便器水排出管に接続し、小型水タンク(３２)に流入する使用水を安定的に回収及び貯蔵できるようにしながらも、過剰に流入する使用水に対する迅速かつ効果的な排出が行われるようにするものである。

貯蔵タンク(２０)内の水位センサ(２１)のプルロットボールが下部にあり水がないことを確認すると、上水遮断バルブ(４１)を常時開放する

Ｂ水位センサ(３５)に基づいて小型水タンク(３２)内の水がないことを確認し、貯蔵タンク(２０)内の水位センサ(２１)が、水がないことを確認すると、人がトイレに入室しても人感知センサ(３７)が加圧ポンプ(３８)を作動させず、水位センサー(21)に基づき上水に接続された上水遮断バルブ(41)が開いており、用務を終えた後に人が降水ハンドル(３３)を押すと 上水を洗浄弁付便器(３０)に水を供給し、このとき上水が加圧ポンプ(３８)を介して小型水タンク(３２)に逆流れることを逆流防止バルブが防止する機能をする。

これにより、シャワー時に発生する使用水に対する効果的な回収はもちろん、上記のような使用水を比較的広い内部空間を有する貯蔵タンク(２０)内に充分に貯蔵し、また複数の洗浄弁付便器(３０)による貯蔵タンク（２０）内の水貯蔵量では不足する場合には、貯蔵タンク（２０）を複数設け、これを洗浄弁付便器（30）の洗浄水として再使用するため、上水への使用量が大幅に減少し、経済的な削減と環境汚染防止に貢献することができます。

このような本発明の集水装置は、図１の図示のように浴室やトイレ等に備えられた洗面台(５０)から発生する洗浄使用水を回収し、これを洗浄弁付便器の洗浄水として活用できるようにしたのですが、既存の洗面台（5０）に設けられた排水管(５１)を集水タンク(１０)に連結形成することにより、洗面台(５０)で発生する洗顔や洗面や手洗などの目的で使用された様々な使用水が上記集水タンク(１０)に回収されるようにしたものであり、このような 使用水は集水タンク(１０)から貯蔵タンク(２０)の内部に移送されて貯蔵できる。このような場合、洗面台でひどく汚染された汚染水が発生した場合に備えて、洗面台排出管に水道用ティー(52)とボールバルブ(53)を取り付けて、ひどく汚染された汚染水が発生した場合、ボールバルブ(53)を開放するとすぐ下水管(５４)を介して外部排出し、台所でもシンク台（55）床に別々の穴を開けた後、シンク台汚染水は現在のように下水道管（54）に排出し、きれいで澄んだ水を 生産する場合には、シンク台（55）の本来の排水管は現在のフタで塞ぎ、新しく設置した集水タンクに接続された再使用水配管(５６)を通って集水タンク(１０)に貯蔵するのに貯蔵する過程で異物すなわち毛髪等が発生したり固形有機物を吸い込むことができ、集水タンクの集水口に濾過網(12-1)を設置する。

したがって、シャワーを浴びたり、洗面、台所ンなどで発生する様々な使用水を効果的に回収し、このように回収された使用水を洗浄弁付便器(３０)の洗浄水として再使用することができ、非常に経済的でありながら環境にやさしいものである。

以上のような本明細書に記載された実施形態と図面に図示される構成は、本発明の最も好ましい一実施形態に過ぎない。ただ、本発明の技術的思想をすべて代弁するわけではないので、これらを代替できる資料を提示したことを 理解しなければならない。

10：集水タンク（貯蔵容量20リットル）11：水位センサ
12: 排水管 12-1: 濾過網 13:ポンプ
14：搬送管 15：穿空網
20：貯蔵タンク（貯蔵容量80リットル） 21：水位センサー
22: 排出管 23: ポンプ
30：洗浄弁付便器 31：上水供給管
32：小型水タンク（12cm×縦30cm×高さ25cm容量9リットル）
33: 降水ハンドル
33-1：洗浄バルブ用ピストン 34：逆流防止バルブ
35：B水位センサー 36：A水位センサー
37：人感知センサ 38：加圧ポンプ
39：両便器水排出管 40：第1ソレノイドバルブ
41：上水遮断バルブ 41-1：水圧調節バルブ
50: 洗面台 51:排水管
52：水道用ティー 53：ボールバルブ
54：下水道管
55: シンク台
56: 再使用水配管
57: 排水管

Claims (1)

1. 浴室または台所で使用された使用水を洗浄弁付便器の洗浄水として再使用するための水の再使用装置であって、
   使用水を両便器の洗浄水で再使用するために回収する集水タンク(１０)、
   集水タンク(１０)に貯蔵された使用水が供給され、水位センサ(２１)を有する貯蔵タンク(２０)、
   上記 貯蔵タンク(２０)よりも低い場所に位置し、使用水の満水位を確認することができるＡ水位センサ(３６)と、使用水の枯渇を確認することができるＢ水位センサ(３５)とを有する小型水タンク(３２)、
   上記貯蔵タンク(２０)と小型水タンク(３２)との間を接続する排出管(２２)、
   上記貯蔵タンク(２０)に設置され、上記排出管(２２)を通じて上記貯蔵タンク(２０)内の使用水を上記小型水タンクに供給するポンプ(２３)、
   人がトイレに入室していることを確認するために、小型水タンク(３２)の前面に設置された人感知センサ(３７)、
   上記排出管(２２)に設置され、貯蔵タンク(２０)から小型水タンク(３２)への使用水の供給を開始または遮断する第１ソレノイドバルブ(４０)、
   上記小型水タンク(３２)に設置された加圧ポンプ(３８)、
   洗浄バルブ用ピスト(３３－１)と水圧調節バルブ(４１－１)との間の管路に連通する加圧ポンプ(３８)の排出口 末端に設けられた逆流防止バルブ(３４)、と、
   洗浄弁用 上水供給管(３１)と水圧調節バルブ(４１－１)との間に設けて両便器への上水の供給を開始または遮断する上水遮断バルブ(４１)を含むように構成され、
   上記小型水タンク(３２)の水が満水していて人がトイレに入室すると、人感知センサ(３７)が加圧ポンプ(３８)を作動させて人が用務を終えた後、洗浄弁付便器(３０)に取付ける降水ハンドル(３３)を押すと、小型水タンク(３２)の使用水を洗浄弁付便器(３０)に排出し、水が排出された後、小型水タンク(３２)内のＢ水位センサ(３５)が使用水の枯渇を感知すると、加圧ポンプ(３８)を中断し、第１ソレノイドバルブ(４０)を開放しながら貯蔵タンク内のポンプ(２３)を作動して小型水タンク(３２)に使用水が供給され、小型水タンク（３２）のＡ水位センサ(３６)で滿水位が感知された場合上記ポンプ(２３)の動作を停止し、第１ソレノイドバルブ(４０)を遮断するように構成され、
   上記Ｂ水位センサ(３５)によって小型水タンク(３２)内の水がないことを確認し、貯蔵タンク(２０)内の水位センサ(２１)が、水がないことを確認すると、人がトイレに入室しても人感知センサ(３７)が加圧ポンプ(３８)を作動させず、水位センサ(２１)によって上水に接続された上水遮断バルブ（４１）が開いているので、用務を終えた後に人が降水ハンドル（３３）を 押すと、上水が洗浄弁付便器(３０)に排出され、逆流防止バル(３４)により上水が加圧ポンプ(３８)を介して小型水タンク(３２)に逆流することが防止されるように構成され、上記ポンプ（２３）の誤動作で上記小型水タンク(３２)に水があふれるのを防止するため、小型水タンク(３２)に排水管(５７）を設けるが、上記排水管(５７)の上端は上記Ａ水位センサ(３６)の位置より高い位置を有するように構成し、上記排水管(５７)の下端は便器水排出管(３９)に連結して、上記小型水タンク（３２）に過剰に流入する使用水に対して迅速かつ効果的な排出が行われるように構成されることを特徴とする水再使用装置。

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