Water supply and waste management system

【発明の詳細な説明】 イ． 産業上の利用分野 本発明は、輸送手段のための給水及び排泄物処理システムに係る。

ロ． 発明の目的 真空トイレツトシステムは多年にわたつて知られている（例えば、米国特許第4713847号参照）。 本発明の目的は真空トイレツトシステムであつていわゆる中水（グレーウオータ）、即ち手水鉢、シンクなどから排出される僅かに汚れた水、を使用して便器を洗浄し、それにより、水の総消費量を最小化し得るものを提供することである。

以下、添付図面を参照しつつ実施例によつて本発明を説明する。

ハ． 実施例 第１図に示される真空トイレツトシステムは航空機に据付けられるように設計され、そして排泄物を受取るための内部空間と、電気的に駆動される排出弁６の片側に接続された排出口４とを備えた便器２を有する。 排出弁６の反対側は汚水管８を通じて汚水槽10に接続される。
排出弁６は便器２から汚水槽10への排泄物の流れを制御する。 本システムを運転するためには約250mbの圧力差が要求される。 本システムを運転するための十分な圧力差は、航空機が約5000mより高い高度に位置するとき航空機客室と周囲大気との間にに存在する。 もし航空機客室と周囲大気との間の圧力差が不十分であるならば、十分な圧力差を確立するためにブロワ12が使用される。

本真空トイレツトシステムは、さらに、水弁42と吐出管44とを有する手水鉢40を有する。 水弁42は管46を通じて圧力下の水の給源（図示せず）と接続される。 水弁42
は電磁操作されそして自動的に閉じられる。 使用者がボタン（図示せず）を押すと同時に、給水スイツチ48が閉じられてソレノイド50へ電流を供給し、それによつて水弁42が開かれる。 例えば、給水スイツチ48を閉路状態に保持しているボタンから圧力を解放することによつて電流の供給が断たれると同時に、水弁42は再び閉じる。 補助給水スイツチ52が給水スイツチ48と並列に接続されている。 手水鉢40の吐出管44は中水リザーバ62と接続される。 中水リザーバ62は下ハウジング64と上ハウジング66
とを有する。 ３個の通路70,72,74が設けられ、これら通路は開口82,84,86を有する弁デイスク68によつて制御される。 弁デイスク68は上ハウジング66と下ハウジング64
との間に配置され、そして軸53に回転可能に取付けられている。

弁デイスク68は軸53と腕54（第２図）とを通じて真空作動式モータ152に結合される。 該モータ152は通路70が開く位置または通路72,74が開く位置へ選択的に弁デイスク68を回転させるように働き得る。 真空作動式モータ
152はシリンダ154を有し、シリンダ154内にはピストン1
56が摺動自在に嵌合されている。

ピストン156は第２図に図示されるように腕54を操作するピストン棒を有する。 ばね162がピストン156を通路
70が開く図示位置へ推進する。 ピストン156が第２図に示されるそれより一層右の他端位置に在るときは、通路
72と74が開いている。

吐出管44は通路70に対して整合され且つ通路72に対し開通している入口の開口76を通じて中水リザーバ62に入っている。 しかし、スリーブ80が開口76から下方へ延びそして壁87が通路72の縁から上方へ延びてスリーブ80の下端より高いレベルに達しており、従つて、開口76を通過する水は、通路70が閉ざされそして通路72が開いていないかぎり、通路72に進入しない。

通路72と同様に中水リザーバ62の内部空間に対し直接開通している通路74は管93を通じて排出弁６の下流の一点において汚水管８に接続される。

客室圧力下のドレン系統に接続されている溢流管88
は、中水リザーバ62の直ぐ上で吐出管44から分岐する。
中水リザーバ62は水位探知器91を設けられ、水位探知器
91は中水リザーバ62内の水の自由画が水位探知器91より低く落ちると同時に電気信号を発生する。

中水リザーバ62の底には管98によつて通路72に接続された排出開口14が設けられる。 管98はその下端部において開口102を形成されそしてフイルタ106によつて包囲されている。

排出開口14は、中水リザーバ62の底において、逆止弁
114を設けられた管110を通じて圧力作動式ポンプ118に接続される。 該ポンプ118はさらに、逆止弁136を設けられた洗浄水供給管135を通じて、便器２の縁に在るスプレーノズルシステム138に接続される。

前記ポンプ118は電磁三方弁130の第１のポート128と接続される。 前記三方弁130は汚水管８と接続された第２のポート144と、客室圧力に対し露出された第３のポート148とを有する。 三方弁130はソレノイド147を介してスイツチ149によつて制御される。 スイツチ149が閉じられた時、ソレノイド147はポート128をポート144に接続するように三方弁130を操作し、従つて汚水管８を通じてポンプ118の出口に供給される部分真空は、洗浄水供給管135を介してポンプ118から規制量の水を放出させる。 スイツチ149が開かれた時、三方弁130はポート128
をポート148に接続し、従つて客室圧力がポンプ118に供給され、水は管110からポンプ118内へ吸引される。 そのソレノイド173がスイツチ171によつて制御される第２の電磁三方弁170は客室圧力に対し露出された第１のポート172と、汚水管８に接続された第２のポート174と、管
150を通じてモータ152（第２図）に接続された第３のポート176とを有する。 スイツチ171が開かれたとき、ソレノイド173は消磁されそして三方弁170は客室圧力をモータ152に連通させ、従つてばね162はピストン156を第２
図に図示される位置へ推進し、その結果、弁ディスク68
は通路70が開かれる位置に配置される。 スイツチ171が閉じられたとき、三方弁170は汚水管８内の圧力をモータ152に連通させ、従つてピストン156は第２図において矢印の方向に運動し、そして通路72,74は通路70が閉じると同時に開かれる。

フラツシユ制御ユニツト180はフラツシユ開始スイツチ182から入力を受取る。 フラツシユ制御ユニツト182はフラツシユ制御ボタン（図示せず）と水位探知器91とによつて制御されそして排出弁６及びスイツチ52,149,171
の状態を制御するための出力を提供する。 また、フラツシユ制御ユニツト180はその他の入力をも受取りそしてその他の出力をも提供するが、これらは本発明に密接な関係を有しないから論及されない。

フラツシユ制御ユニツト180は２種の作動モード即ち通常作動モード及びバツクウオツシユモードを有する。
通常作動モードにおいては、前記ユニツト180は、中水リザーバ62内の水位が水位探知器91と少なくとも同じ高さに止どまることを保証する。 もし該リザーバ62内の水位が水位探知器91より低く落ちるならば、フラツシユ制御ユニツト180は給水スイツチ52を閉じ、従つて水弁42
が開きそして冷水が規定時間に亙つて中水リザーバ62へ供給される。 従つて、該リザーバ62内の水量は１フラツシユサイクルのために要求されるそれより大きい。 もし中水リザーバ62が満水になりそして吐出管44内に逆流して溢流管88に達するならば、そのあと吐出管44内に進入するすべての追加の水は溢流管88を通じて溢出しそしてドレン柱（図示せず）を介して航空機から放出される。

フラツシユ制御ボタンが押圧されたとき、フラツシユ開始スイツチ182は閉じられそしてフラツシユ制御ユニツト180はそれに応じてフラツシユサイクルを開始する。 フラツシユサイクルの間、フラツシユ制御ユニツト
180は排出弁６を開閉して排泄物を便器２から排除し、
そして洗浄水が便器２へ供給される。 フラツシユ制御ユニツト180は十分な程度の真空が汚水槽10内に存在することを保証するが、このことが達成される方法は本発明に密接な関係を有しないから、ここでは説明されない。
それに関しては米国特許第4713867号が参照される。 本発明は洗浄水が供給される手段に関係を有する。

フラツシユサイクル間の規定時刻において、フラツシユ制御ユニツト180はスイツチ149を閉じそしてそれによつて三方弁130を作動してポート144をポンプ118に接続させ、従つて水がポンプ118から洗浄水供給管135と逆止弁136とを通じてスプレーノズルシステム138へ放出される。 そのあと、フラツシユ制御ユニツト180はスイツチ1
49を開きそして三方弁130がポート148をポンプ118と連通させ、従つて水は中水リザーバ62からフイルタ106、
排出開口14、管110及び逆止弁114を通じて引出されてポンプ118内へ供給され、かくしてポンプ118が再満水される。

フイルタ106が目詰まり状態になるのを防止するためには、それを時々掃除することが必要である。 これは航空機の整備間にバツクウオツシユモードの操作を行うことによつて達成される。 バツクウオツシユモードにおいて、フラツシユ制御ユニツト180は汚水槽10内に要求部分真空を確立するためにブロワ12を励磁する。 さらに、
フラツシユ制御ユニツト180は給水スイツチ52をも閉じ、従つて水弁42が開かれて、清浄水を手水鉢40へ供給する。 手水鉢40または吐出管44内のすべての固形物が中水リザーバ62内へ洗い流されることを保証するのに十分な時間が経過したとき、給水スイツチ52は開かれる。 次いで、スイツチ171が閉じられ、従つて電磁三方弁170はポート174をポート176に接続して真空をモータ152に供給する。 従つて、弁デイスク68が回転されて通路70を閉鎖し、その結果、空気は通路70を通じて中水リザーバ62
内へ進入し得ず、一方、通路72,74を開放する。 通路72
の開放によつて大気圧より低い圧力が中水リザーバ62の内部に供給され、従つて空気の流れが手水鉢40から吐出管44,通路72,管98、開口102、フイルタ106、中水リザーバ62の内部空間及び通路74を通じて管93内へ確立される。 この空気の流れは、フイルタ106から固形物を離脱させるとともに、固形物が中水リザーバ62の底に沈澱しないで空気の流れに同伴されて中水リザーバ62から通路
74,管93及び汚水管８を通じて移転されることを保証する。

第１図−第３図において図示された真空トイレツトシステムは、便器２を洗浄するために中水を使用することを可能にし、かくして非循環真空トイレツトシステムを装備された航空機によつて携行されることを要する水量を削減する。

第４図は第１図−第３図に示された真空トイレツトシステムの一修正型であつて中水リザーバ62がポンプ118
と一体化されたものを示す。 前記ポンプ118は２個の同軸円筒形の孔を画成するハウジングと、ロツド120によつて結合された大径のピストン206と小径のピストン208
とから成る複合ピストン部材134とを有する。 ピストン2
06と208は２個の孔内にそれぞれ摺動自在に嵌合し、それにより２個の室122,126が形成される。 これら２個の室の容積は複合ピストン部材134の位置に依存する。 ばね140が複合ピストン部材134を前記室122,126が最大容積になる位置へ推進する。 中水リザーバ62は環状であり、ポンプ118の小径の孔をその長さの一部に亙つて包囲し、そして環状の底壁202を有する。 小さいピストン2
08は逆止弁114を組込まれている。 図面上、逆止弁114は小さいピストン208の穴を覆うフラツプとして概略的に示される。 室126は中水リザーバ62から壁212によつて隔離され、そしてロツド120は壁212の開口を貫いて延びる。 開口102は室122の壁に形成される。

吐出管44はその下端においてポート216を通じて中水リザーバ62内に開通している。 ポート216は弁221によつて制御される。 弁221は壁212を貫いて延びるばね付きのプランジヤ224によつて定常開放状態に保持される。 フイルタ106は中水リザーバ62の底壁202に対して据付けられそして開口102より高く延びている。

底壁202はポート252を形成され、ポート252は定常閉鎖弁254を介して真空汚水管８と連通する。 さらに、底壁202はポート260を形成され、ポート260は管262の下端に接続される。 管262の上端は溢流管88のレベルより高い位置で吐出管44に接続される。

三方弁130がその定常状態に在り、従つて客室圧力を室126に連通しているとき、ばね140は複合ピストン部材
134を上方へ推進して第４図に示される位置へ到達させる。 室122及び中水リザーバ62が空であると仮定すると、中水は手水鉢40から吐出管44を通つて中水リザーバ
62内へポート216を通過して流れる。 定常閉鎖弁254は閉じられており、従つて中水はフイルタ106を透過して室1
22内へ排出されそして洗浄水供給管135を満たす。 十分な中水が供給されると仮定すると、中水リザーバ62及びそれに対する吐出管44は溢流管88のレベルまで満たされる。 溢流管88はスプレーノズルシステム138より少し低く位置され、従つて過剰の中水は溢流管88を通じて溢出し、スプレーノズルシステム138を通じては溢出しない。 また、水は管262内へも排出され、管262は溢流管88
のレベルまで満たされる。 フラツシユ制御ボタンが押圧されたとき、フラツシユ制御ユニツト180（第１図）は三方弁130をその第２の状態まで回動させ、それによつて客室圧力に対し閉じるとともに真空に対し開く。 部分真空が室126に供給され、そして客室圧力が大きいピストン206の頂に対して供給されて、複合ピストン部材134
をばね140の力に逆らつて下方へ押圧する。 室122内の水は加圧されそして室122から洗浄水供給管135及びスプレーノズルシステム138を通じて放出される。 複合ピストン部材134が下降するにつれて、中水リザーバ62内の水はフイルタ106を透過して排出され、小さいピストン208
の頂面上の空間を満たす。 複合ピストン部材134がその最下位置に達するのに十分な時間、例えば約0.5秒、の経過後、三方弁130はその定常位置へ回動復帰して、室1
26を汚水管８内の圧力から離脱させるとともに、それを客室圧力に対して露出させる。 ばね140は複合ピストン部材134を推進してその最上位置へ復帰させ、一方、小さいピストン208内の逆止弁114は、水がピストン208の上側からその下側へ通過して室122を満たすのを可能にする。 かくして、ポンプ118は次回の行程に対し即応し得る。

中水リザーバ62内の水位が水位探知器91より低く落ちた場合は、水位探知器91はフラツシユ制御ユニツト180
に対し信号を送り、そして該ユニツト180は給水スイツチ52を閉じ、従つて上水が手水鉢40に供給され、中水リザーバ62内の水位を回復する。

中水リザーバ62内に進入する中水内の固形物はフイルタ106によつて捕捉され、従つてそれは室122内には進入しない。 前記フイルタ106は航空機の整備間に前に説明されたようにバツクウオツシングによつて清掃される。

フイルタ106のバツクウオツシングを実施するために、部分真空が汚水管８内に確立されそしてフラツシユ制御ユニツト180が定常閉鎖弁254を開く。 中水リザーバ
62及び吐出管44内に存在するすべての水がポート252を通じて除去される。 三方弁130がその第２の状態に回動され、そして複合ピストン部材134が下方へ推進される。 複合ピストン部材134がその最下位置へ達したとき、大きいピストン206はプランジヤ224と係合してそれを下方へ押圧しかくして弁221がポート216を閉鎖し、それにより、空気がポート216を通じて中水リザーバ62に進入するのを阻止する。 従つて、管262内に存在する水は中水リザーバ62内に引き入れられそして逆方向にフイルタ106を通過するとともに、フイルタ106の外面に堆積された固形物を除去する。 水が管262から完全に排除されたとき、空気が中水リザーバ62内に管262及びフイルタ106を通じて導入される。 フイルタ106から分離された固形物はポート252を通じて中水リザーバ62から移転されて汚水管８内に入る。 信頼され得るバツクウオツシングを保証するのに十分な時間、例えば約５秒、が経過した後、定常閉鎖弁254は閉じられそして三方弁130はその定常状態へ回動復帰される。

定常フラツシユの間、弁221はもし部分真空が十分な時間に亙つて室126に対し供給されるならば閉鎖されるが、このことは本真空トイレツトシステムの作動に対し何らの影響も有しないことは理解されるであろう。

第１図−第４図を参照して説明されたシステムは、おのおのポンプと弁とを有しそしてこれらポンプと弁とを保護するためにそしてスプレーノズルシステムの閉塞を防止するためにフイルタを必要とする点において不利を免れ得ない。 さらに、おのおのフラツシユを行うために常に十分な水が中水リザーバ62内に存在することを保証するため水位探知器を有する。 大形旅客機は約15台のトイレツトを装備し、おのおのがその固有の中水リザーバと水位探知器とを有するから、水位探知器の故障のリスクは相当なものであり、そしてもし水位探知器が故障するならば、飲用水系統全体が空になる。 さらに、第１図−第４図に示されたシステムにおいては、便器２内への空気の流れは顕著な洗浄効果を有しない。

第５図及び第６図に示されるトイレツトシステムにおいては、便器２は、それから離された外シユラウド300
内に据付けられる。 成形された合成ポリマー材料から形成された空気供給部材302が、便器２のリムに結合されそして便器２とシユラウド300との間の空間を架橋連絡する。 空気供給部材302は全体として環状でありそしてフランジ304を有する。 フランジ304は便器２内に向かつて下方へ突出して便器２の内面から離された関係に位置する。 従つて、環状溝306がフランジ304と便器２の内面との間に画成される。

便器２の内側には洗浄水分配管320が位置される。 洗浄水分配管320は便器２の内側を周る経路の約３分の２
に亙つて延在する。 洗浄水分配管320は３個のポート324
によつて環状溝306内に開口する。 即ち、ポート324は洗浄水分配管320の両端にそれぞれ１個、そして両端中間に１個設けられる。 偏向板（図示せず）が各ポート324
の前に配置されている。 第５図及び第６図に示されるシステムの一修正形式において、洗浄水分配管320は便器２の内側を周る経路の約４分の３に亙つて延在しそして便器２の内側を周つて概ね同等に離された４個のポートを設けられ得る。

洗浄水分配管320は洗浄水供給管328によつて中水リザーバ338によつて接続される。 中水リザーバ338は手水鉢
40から中水を受取り得る。 中水リザーバ338は洗浄水供給管328の長さを最小化するために便器２に接近して配置されることが好ましい。 しかし、代替的に、それは拡大されたウオータートラツプのように手水鉢40の直下に配置され得る。 前記中水リザーバ338は上区画室340と下区画室342とに分割される。 これら上下区画室は液体を流れさせる穴346を形成された壁344によつて分割される。 洗浄水供給管328は下区画室342のほとんど底まで延びておりそして上区画室340の頂側の直ぐ下に小さいベント穴350を形成されている。 吐出管44はそれが容易に中水リザーバ62内に排水するように構成されている。 溢流管88が中水リザーバ62に接近して配置され、それにより、中水リザーバ62が溢流管88のレベルに達するまで満たされるとき、吐出管44内に溜まる水の量を最小限にし得る。 吐出管44は下区画室342内に開口し、そして下区画室342が満水のとき下区画室342内に送り込まれた追加の中水は穴346を通じて上区画室340内に入る。 満水のとき、下区画室342は便器２の一回のフラツシユに十分な水、例えば約200ml、を収容している。 航空機客室圧力は下区画室342に対し吐出管44によつてそして洗浄水供給管328、ベント穴350及び穴346によつてそれぞれ連通される。

空気供給部材302は環状溝306内に延びる極めて多数の孔352を形成されている。 これら孔352は空気供給部材30
2に沿つて互いに離されて位置される。 本発明の実施においては、80個のそのような孔352が設けられる。 図解の明瞭化のために、孔352は第５図においては半径方向に延在するものとして示されているが、実際においては、孔352は半径方向から約５−10゜の角度傾斜され、
そして平面図において見たとき、空気供給部材302に関してすべて逆時計回りの方向に環状溝306内に延びる。
その上面において、空気供給部材302は複数の溝358を形成される。 これら溝358は空気供給部材302に関してなかば接線方向に延びそして上から見たとき逆時計回りの方向に内方へ指向される。 言うまでもなく、これら孔352
及び溝358は便器２内へ逆時計回りに代えて時計回りに指向され得る。

便器２は便座360と弁蓋362とを設けられる。 便座と便蓋はヒンジ364によつて空気供給部材302に取付けられる。 便座360が下げられたとき、それは空気供給部材302
と係合してそして頂上の溝358を覆う。 便座360は便器２
の前部においてギヤツプ366を形成される。 便蓋362はそれが下げられたとき航空機客室圧力がギヤツプ366を通じて便器２の内部と直接開放連通しないように形づくられる。 ギヤツプ366の目的は、便器２内へ空気の急速な流れを提供することであり、そしてそれにより、トイレツトの使用中に排出弁６を開かせる誤作用の場合に、便器２内に不足圧力が生じるのを防止することである。

便蓋362は第５図に概略的に示されるに過ぎないフラツシユ開始スイツチ182を動作させる。 該スイツチ182は便蓋362が閉鎖されると同時に自動的に閉じられ、そして便蓋362が開放されているときは開状態に止どまる。

便蓋362が下げられたとき、フラツシユ制御ユニツト1
80はフラツシユ開始スイツチ182の閉じに応答してフラツシユ信号を発生し、そして排出弁６が開かれる。 吸引力が便器２の内部空間に供給され、そしてこの吸引力は便蓋362が便座360に接する強密閉関係において下降位置に保持されることを保証する。 便器２の内部空間内に確立された部分真空によつて、空気は溝358と孔352とを通じて便器２の内部空間内に吸引される。 孔352を通じて環状溝306に進入する空気は相当な周方向速度成分を有し、従つて便器２の内部空間に沿つて旋回運動を行う。
溝358を通じて便器２内に入る空気も同様の旋回運動を行う。

部分真空が便器２内に確立されているとき、吸引力がポート324及び洗浄水分配管320を通じて洗浄水供給管32
8に対し供給される。 従つて、水が下区画室342から洗浄水供給管328内へ引き込まれそしてポート324を通じて環状溝306内に分配される。 ポート324を通じて洗浄水分配管320を離去する水は、偏向板（図示せず）に衝突し、
それによつて水は上向きにそして横向きに散布される。
環状溝306内に入る水は、孔352からの空気の旋回流れのなかに同伴されそして同様の旋回運動を行つて便器２の内部空間を洗浄する。 空気の流れは洗浄水の流れに対し運動のエネルギーを追加して水の洗浄作用を増強する。
便器２内における空気と水との乱流は薄霧即ちミストを発生し、このミストは上方へ流れてフランジ304の内面によつて画成された空間内へ入り、その結果として、便蓋362の下側と便座360上にミストの微滴を形成する可能性がある。 このようなミストの上昇流れは溝358を通る空気の流れによつて防止される。

吸引力が洗浄水供給管328に対して供給されるとき、
若干量の空気または水（中水リザーバ338の充填レベルによつて異なる）が上区画室340から洗浄水供給管328内に引き込まれる。 下区画室342内の水位が吐出管44の下端より低く落ちたとき、空気がベント348を通じて中水リザーバ338内に吸込まれる。 空気が下区画室342内に進入しそして穴346を通じて上方へ通過するから、フラツシユ操作が完了されたとき以外は、下区画室342はフラツシユ間に上区画室340からの重力流れによつて再充填されない。

排出弁６が閉鎖されたとき、上区画室340からの水が下区画室342内に流入して、下区画室340を再び満たす。
かようにして、中水リザーバ338は、各フラツシユにおいて、下区画室340の容積プラス下区画室の頂レベル以上の吐出管44及び洗浄水供給管328内の水の体積に概ね等しい体積の水を給送する調整装置として機能する。 体積の変動を最小化するために、吐出管44及び洗浄水供給管328は比較的細い、例えば1.25cmの直径を有する、ことが要求される。

洗浄水供給管328は、フラツシユが完了したとき、管内に残留する水が中水リザーバ338内へ流れ戻り、中水の使用量を最小化し得るように中水リザーバ338に向かつて下傾する。

一般空機において、排出弁６が開放されるとき便器２
内に確立される部分真空度は、極めて広い範囲内で変動する可能性がある。 また、或る航空機用真空トイレツトシステムにおいては、フラツシユ時間は便器２の配置場所（機体前部あるいは後部）の別によつて異なる。 従つて、中水リザーバ338は低真空度且つ短フラツシユ時間を以て中水リザーバの下区画室が辛うじて空にされるように設計される。 より高い真空度及び／またはより長いフラツシユ時間の場合、下区画室は排出弁６が閉鎖される相当前に空にされる。

第５図と第６図とに示されたシステムを適正に機能させるためには、便器２へ空気及び水を給送するための３
本の通路の流れ抵抗が均衡されその結果として異なる流れのそれぞれの作用が達成されることが必要とされる。
適正な均衡は実験を通じて最善に達成される。 例えば、
空気の流れの比較的大きい部分が孔352を通じて提供さるべきことが確認された。

航空機が運航日の始めにおいて最初に点検されるとき、フラツシユ制御ユニツト180は自動的にパワーアツプ手順を実行する。 このとき、最高５回のフラツシユを行うため充分な水を提供するのに十分な時間に亙つて手水鉢の水弁42が開かれる。 フラツシユ制御ユニツト180
は該運航日の間のフラツシユ回数と、水弁42が手動制御下で開かれる回数とを計算し、そしてこの情報を使用して中水リザーバ338が空の状態に近づく恐れが生じる時点を決定する。 もしフラツシユ制御ユニツト180が中水リザーバが空の状態に近づくと決定したならば、ユニツト180は水弁42を開かせて追加の水を中水リザーバに供給させる。 この方法によつて、中水リザーバ内に水位探知器を設ける必要が回避される。 さらにまた、ポート32
4を通じて供給される水は便器２に進入する空気の流れによつて便器２の内面に対して効果的に分配されるから、噴霧ノズルを設ける必要もない。 さらに、中水リザーバ338とポート324との間には弁もポンプも無い。 従つて、フイルタを設ける必要は回避され、そしてこの結果として、フイルタのバツクウオツシングを可能にする手段も不必要になる。 勿論、マツチあるいはボタンのごとき異物を捕捉するために、手水鉢40の吐出口または吐出管44にはストレーナが設置され得る。

第５図及び第６図のシステムにおいて便器２に進入する空気の旋回流は、たとえ洗浄水による補助が無くても、便器２の浄化において極めて有効である。 従つて、
第５図と第６図のシステムの一修正型においては、フラツシユ制御ユニツト180はフラツシユ回数を計算する能力を付与されることなしに設計され、その結果、たとえ中水リザーバ338が空になつても、便器２は空気流のみによつて洗浄される。 実際上は、中水リザーバが空になる公算は極めて小さい。 通常、トイレツトのフラツシングのため要求される水量よりも多い量の中水が手水鉢の使用を通じて生じるからである。

第５図と第６図とに図示される真空トイレツトシステムは航空機における使用に限定されず、図示されるものと同様のシステムが例えば船舶または列車に据付けられ得る。 航空機におけるそれ以外の使用のためにシステムが設計される場合においては、システムを据付けるべき装置のタイプに関連する諸要因によつて修正が決定される。 例えば、排泄物が船外へポンプによつて排出されるから排泄物の量は重要でない船舶用のシステムの場合、
洗浄水供給管328は便器２へ向かつて下傾し、従つて洗浄水供給管328内の水は、フラツシユ完了時において、
便器２内に流れ込んで水溜まりを形成する。 列車上のトイレツトシステムにおいては、真空度及びフラツシユ時間は大きく変動されないから、より簡単な中水リザーバが使用され得る。 そのような中水リザーバにおいては、
互いに分離した上及び下区画室が設けられ、そして各フラツシユにおいて引き出される中水の量は、単に部分真空度とフラツシユ時間とによつて決定される。

航空機用に設計される場合、第１図−第３図に図示され、恐らく第４図に従つて修正されるごとき真空トイレツトシステム、または、第５図と第６図とにおいて図示されるごとき真空トイレツトシステムは、航空機にユニツトとして据付けられる自立型のモジユールの形式で組込まれ得る。 このモジュールは便器並びに関連排出弁、
手水鉢、中水リザーバ及び第１図−第４図の場合にはポンプ並びにフイルタを有する。 また、このモジユールは真空汚水管、飲用水供給手段及び、もし必要とされるならば、航空機排水系に対する接続手段を除いて独立式にされる。 第５図と第６図とに示されたシステムの前述修正型であつて溢流管を設置されないものにおいては、モジユールの再配置はモジユールを離れ去る重力線が存在しないから容易化される。

第７図には鉄道列車において使用するように開発された中水フラツシユシステムが図解される。

第７図に示されるトイレツトシステムにおいて、吐出管44は穴412を形成された壁410によつて分離れた上区画室404と下区画室406とを有する中水リザーバ400内に開口する。 フロート416が上区画室404内に配置される。 上区画室404は溢流管420に接続される。

管424が中水リザーバ400の底をフイルタハウジング43
2に接続する。 フイルタハウジング432の内部空間はフイルタ要素438によつて内室434と外室436とに分割される。 管424は外室436内に開口する。 フイルタハウジング
432の内室434は管442を介してポンプ446の入口側に対し直接開放連通しており、ポンプ446の出口側は便器２のスプレーノズルに接続されている。

上水リザーバ450が中水リザーバ400に隣接して据付けられる。 上水リザーバ450は、逆止弁454と電磁弁456とを通じて列車の飲用水給源に接続される。 上水リザーバ
450はその頂壁に通気口452を有しそしてその底において管460によつてフイルタハウジング432の内室434に接続される。 上水リザーバ450は水位感知器464を設けられる。 もし上水リザーバ450内の水位が水位感知器464より低く落ちたならば、水位感知器464はフラツシユ制御ユニツト180に対し信号を発し、次いでフラツシユ制御ユニツト180が電磁弁456を開かせる信号を発し、水位感知器464を越えるレベルまで上水リザーバ450を再充填するための水が補給される。 フイルタハウジング432の外室4
36は管468によつて中水リザーバ400の下区画室406の上部に接続される。 中水リザーバ400と上水リザーバ450はフイルタハウジングを通じて連通する。 従つて、中水リザーバ400の管424及び管468内の中水の水位は、上水リザーバ450内の上水の水位と同じである。

フラツシユ制御ユニツト180がスイツチ182からフラツシユ信号を受取るたびに、ユニツト180はフイルタハウジング432から規定量の水を引き出してそれを便器２内のスプレーノズルに供給するのに十分な時間に亙つてポンプ446を励磁する。 この水量は航空機用真空トイレツトのために使用されるそれ、即ち約200−250ml、と概ね同じである。 ポンプ446はフイルタハウジング432の内室
434から水を引き出す。 フイルタ要素438は限定流れ抵抗を有し、そして管460は管424より相当大きい直径を有するから、ポンプ446によつて引き出される水の殆どは上水リザーバ450から取り出され、そして比較的少量が外室436からフイルタ要素438を通じて引き出される。 しかし、フラツシユ制御ユニツト180がポンプ446を消磁して停めるとともに、中水リザーバ400から中水がフイルタ要素438を流れ通つて上水リザーバ450を再び満たし得る。 かようにして、中水はポンプ446による便器２への即時給送に即応し得る。 中水リザーバ400は、中水が手水鉢40によつて補給されるときの速度より遅い速度でフイルタ要素438が中水を透過させることを可能にする緩衝手段として働き、かくして溢流管420を通じて排出されることを要する中水の量を最小限にし得る。

管424は弁472を通じて管476に接続される。 真空トイレツトシステムを洗浄しそしてフイルタ要素のバツクウオツシングを行うために、管476は部分真空給源に接続されそして弁472が開放される。 もし中水リザーバ400内の水位が壁410のレベルより低いならば、フロート416は穴412を密閉して水が中水リザーバ400から引き出されるのを阻止する。 その結果、外室436に対して及ぼされる吸引力によつて、上水リザーバ450から上水がフイルタ要素438を通じて外室436へ引き出されることによつて、
フイルタ要素438から固形物を押し退ける。 上水リザーバ450及び管460内に水が存在しないときは、空気がフイルタ要素438を通じて引き出されてフイルタハウジング4
32の外室436に入る。 この空気は管468から水を押し退けそして下区画室406に入りそして下区画室406内の水と固形物のすべてが管424を経由して移転されることを可能にする。

本発明は以上説明されそして図解された特定の実施例に限定されないことと、特許請求の範囲において定義される本発明の範囲から逸脱することなしに修正がそれらに関してなされ得ることが理解されるであろう。

例えば、第１図−第３図のシステムの一修正形式において、給水スイツチ48はソレノイド50に直接に接続されない。 給水スイツチ48を閉じると同時に、信号がフラツシユ制御ユニツト180に送られ、それによつて給水スイツチ52が閉じられ、そしてそれによつてソレノイド50が規定時間に亙つて励磁される。 第１図−第３図を参照して説明された真空トイレツトシステムは航空機における使用に制限されず、列車及びバスのような他の輸送手段にも適用され、そして図解された特定タイプのポンプ及びモータに限定されない。 第５図及び第６図を参照して説明された真空トイレツトシステムは特定の個数及び配列の孔及び溝に制限されず、そして孔によつて生起される旋回運動と同じ向きに旋回運動を生じさせるように溝が指向されることは本発明にとつて必須的でない。 実際上、溝はいかなる旋回運動をも生じさせないように半径方向に指向され得る。 孔352を通じて進入する空気の旋回運動を増強するために、フランジ304の半径方向外面に案内リブが設けられ、これら案内リブは逆時計回りの方向に下傾される。 さらに、図解されてたシステムのおのおのは過剰の中水のための溢流管を有するが、そのような溢流管は必ずしも常に絶対必要ではない。 従つて、
第５図及び第６図に示したシステムの場合、もし溢流管
88が省除されたならば過剰の中水は便器２内に流入し、
そしてそこから汚水槽内に流れ込むが、汚水槽が余剰の中水を収容するのに十分大きい限り、恐らくこれは問題を生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う真空トイレツトシステムの概略図、第２図は中水リザーバ及びその作動手段を部分的に断面で示した頂面図、第３図は第２図の中水リザーバの諸機能を制御するために使用される弁デイスクのデイスク部材の頂面図、第４図は複合されたポンプと中水リザーバとを示す断面図、第５図は本発明に基づく第２の真空トイレツトシステムを部分的に断面で示した概略図、
第６図は第５図のVI−VI線に沿つて取られた断面図、第７図は本発明に従う第３の真空トイレツトシステムの概略図である。 図面上、２……便器、４……排出口、 ６……排出弁、８……汚水管、12……ブロワ（部分真空給源）、40……手水鉢、 42……水弁、44……吐出管、 62……中水リザーバ、338……中水リザーバ、 400……中水リザーバ、118……ポンプ、 130,170……電磁三方弁、 180……フラツシユ制御ユニツト。

フロントページの続き (72)発明者 ブヨルン ミカエル スティル アメリカ合衆国イリノイ州 ロック フ ォード（番地なし) (72)発明者 ハラルド アントン オーケ ウアルグ レン スウェーデン国オールバヨー（番地な し) (72)発明者 レイモンド エル． ウィルヘルム アメリカ合衆国カリフォルニア州 オレ ンジ（番地なし) (56)参考文献 特開 昭54−160041（ＪＰ，Ａ) 米国特許4713847（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl. ⁶ ，ＤＢ名) E03D 1/00 E03D 5/00 B64D 11/02