JP3578170B2 - 水洗便器 - Google Patents

Description

本発明は洗浄水を溜水として貯留するボウル部を有する便器本体と、便器本体に洗浄水を供給する洗浄水供給手段とを備える水洗便器に関する。

洗浄水を溜水として貯留するボウル部を有する便器本体と、便器本体に洗浄水を供給する洗浄水供給手段とを備える水洗便器であって、サイホン現象の発生を促進すべくボウル部の底部から排水トラップへ向けて吐出するジェット吐水に空気を吸引混入して節水を図った水洗便器が、特許文献１に特開平６−２９９５８５号等に開示されている。
・・・特開平６−２９９５８５号公報

洗浄水中に多数の気泡が分散混入した洗浄水の気泡流は、固体表面に衝突した際の水跳ねや騒音が少なく、また固体表面に衝突した際に発生する高周波振動により高い洗浄力を有する。従って、洗浄水の気泡流は、単にジェット吐水の節水に有効であるのみならず、溜水の静止界面よりも上方のボウル部内壁面の洗浄にも有効である。本発明は溜水の静止界面よりも上方のボウル部内壁面の洗浄に、気泡流を有効利用した水洗便器を提供することを目的とする。

本発明においては、上記課題を解決するために、洗浄水を溜水として貯留するボウル部を有する便器本体と、便器本体に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、溜水の静止界面よりも上方のボウル部内壁面に沿って洗浄水を略水平に吐出し、ボウル部内壁面に沿って旋回させる第１洗浄水吐出部分と、第１洗浄水吐出手段から吐出する加圧洗浄水に空気を混入する空気混入手段を備え、また、前記空気混入手段には、一端が空気混入手段に連通し他端が大気開放された空気導入管を備える構成とした。

第１洗浄水吐出手段により、洗浄水の気泡流が、溜水の静止界面よりも上方のボウル部内壁面に沿って略水平に吐出される。洗浄水の気泡流はボウル部内壁面に衝突する際の水跳ねや騒音が少ないので、ボウル部内壁面の洗浄が衛生化され静音化される。洗浄水の気泡流は、溜水の静止界面よりも上方のボウル部内壁面上を周回しつつ、ボウル部内壁面を洗浄する。

ボウル部内壁面上を周回する洗浄水の気泡流は、ボウル部内壁面上に滞留する時間が長いので、気泡流自体の高い洗浄力と相まって、溜水の静止界面よりも上方のボウル部内壁面を強力に洗浄する。

洗浄水に多数の気泡が分散混入されることにより、ボウル部内壁面の洗浄に要する洗浄水の節水が図られる。上記説明から分かるように、本発明に係る水洗便器においては、気泡流を有効利用して、ボウル部内壁面の洗浄に要する洗浄水の節水と、ボウル部内壁面の洗浄の衛生化と静音化と、ボウル部内壁面の洗浄力強化とを達成している。

本発明の好ましい態様においては、水洗便器は第１洗浄水吐出手段から吐水される洗浄水の流量を制御する洗浄水流量制御手段を備える。洗浄水の流量を制御して洗浄水の流速を制御することにより、空気混入率を制御することができ、ひいては空気混入率を適正値に制御して洗浄水の気泡流を生成することができる。

本発明の水洗便器においては、気泡流を有効利用して、ボウル部内壁面の洗浄に要する洗浄水の節水と、ボウル部内壁面の洗浄の衛生化と静音化と、ボウル部内壁面の洗浄力を強化する効果がある。

また、空気導入管の配設により、空気吸引位置の配置の自由度が増し、便器利用者の目に触れない場所で、且つ水のかからない場所に空気吸引位置を配置することが可能となる。空気導入管の配設により、空気混入手段で発生する騒音を利用者から遠ざけることが可能となり、水洗便器の静音性が向上する。

本発明の実施例を説明する。図１に示すように、サイホン式の便器本体１は、溜水を貯留するボウル部２と、一端がボウル部２の底部に連通するリバースタイプのＳトラップ３と、ボウル部２の上端周縁に配設されたボウル部２内壁面のオーバーハング４と、ボウル部２の後方に配設された機器収納区画５とを備えている。Ｓトラップ３の他端は、図示しない外部排出管に接続している。

機器収納区画５内に、バルブユニット６が収納されている。バルブユニット６は、図２に示すように、止水弁７と、洗浄水流路８を介して止水弁７に接続された流路切替弁９と、洗浄水流路１０ａを介して流路切替弁９に接続された大流量用定流量弁１１ａと、洗浄水流路１０ｂを介して流路切替弁９に接続された小流量用定流量弁１１ｂと、大流量用定流量弁１１ａから延びる洗浄水流路１２ａと、小流量用定流量弁１１ｂから延びる洗浄水流路１２ｂと、洗浄水流路１２ａの末端と洗浄水流路１２ｂの末端とが接続する洗浄水流路１３とを有している。止水弁７、流路切替弁９は、図示しない制御装置を介して、図示しない電磁ソレノイドにより駆動される。便器洗浄操作を指示するための図示しない操作装置が配設されている。

止水弁１４を介して水道配管１５に接続する洗浄水配管１６が、バルブユニット６の止水弁７に接続している。バルブユニット６の洗浄水流路１３は、洗浄水配管１７に接続している。図１に示すように、洗浄水配管１７は空気混入装置１８に接続している。空気混入装置１８は、洗浄水配管１９を介して洗浄水吐出ノズル２０に接続している。洗浄水吐出ノズル２０は、ボウル部２内の溜水の静止界面よりも上方に、且つオーバーハング４の直下に配設されている。洗浄水吐出ノズル２０は、ボウル部２の側壁を貫通してボウル部２の内壁面に開口している。洗浄水吐出ノズル２０の吐出口はボウル部２の内壁面に沿って略水平に差し向けられている。空気混入装置１８から延びる空気導入配管２１が、洗浄水配管１９に平行に延在している。空気導入配管２１は洗浄水吐出ノズル２０の上方で、ボウル部２の側壁を貫通してボウル部２の内壁面に開口している。

図３に示すように、空気混入装置１８は、洗浄水用管部材１８ａと、洗浄水用管部材１８ａに直交する空気用管部材１８ｂとを有している。洗浄水用管部材１８ａの一端は洗浄水配管１７に接続し、他端は洗浄水配管１９に接続している。空気用管部材１８ｂは空気導入配管２１に接続している。

本実施例に係る水洗便器の作動を説明する。便器利用者が、図示しない操作装置を操作して、便器洗浄を指示すると、バルブユニット６の止水弁７が開くと共に、流路切替弁９が洗浄水流路８を洗浄水流路１０ａに接続する。止水弁７、洗浄水流路８、流路切替弁９、洗浄水流路１０ａを介して大流量用定流量弁１１ａに洗浄水が流入する。大流量用定流量弁１１ａで所定の大流量に流量調整された洗浄水が、洗浄水流路１２ａ、１３、洗浄水配管１７を介して、空気混入装置１８へ流入する。空気混入装置１８の洗浄水用管部材１８ａを流れる洗浄水のエジェクタ作用により、ボウル部２内の空気が、空気導入配管２１内へ吸引される。空気導入配管２１内へ吸引された空気は、空気用管部材１８ｂを介して、洗浄水用管部材１８ａを流れる洗浄水に吸引混入される。洗浄水用管部材１８ａを流れる洗浄水の流量は、大流量用定流量弁１１ａにより所定の適正な大流量に調整されており、ひいては洗浄水用管部材１８ａを流れる洗浄水の流速は適正値に調整されているので、空気混入率は１３０％程度未満に抑制される。この結果、空気が混入された洗浄水は、空気層と洗浄水層とが分離し空気層内に洗浄水のミストが分散する噴霧流とはならず、洗浄水中に多数の気泡が分散混入した気泡流となる。

洗浄水の気泡流は、洗浄水配管１９を通り、洗浄水吐出ノズル２０からボウル部２内へ吐出する。洗浄水の気泡流は、溜水の静止界面よりも上方のボウル部２内壁面に沿って略水平に吐出される。洗浄水の気泡流はボウル部２内壁面に衝突する際の水跳ねや騒音が少ないので、ボウル部２内壁面の洗浄が衛生化され静音化される。洗浄水の気泡流は、溜水の静止界面よりも上方のボウル部２内壁面上を周回しつつ、ボウル部内壁面を洗浄する。ボウル部２内壁面上を周回する洗浄水の気泡流は、ボウル部２内壁面上に滞留する時間が長いので、高周波振動の惹起による気泡流自体の高い洗浄力と相まって、溜水の静止界面よりも上方のボウル部２内壁面を強力に洗浄する。洗浄水に多数の気泡が分散混入されることにより、ボウル部２内壁面の洗浄に要する洗浄水の節水が図られる。

上記説明から分かるように、本実施例に係る水洗便器においては、気泡流を有効利用して、ボウル部２内壁面の洗浄に要する洗浄水の節水と、ボウル部２内壁面の洗浄の衛生化と静音化と、ボウル部２内壁面の洗浄力強化とを達成している。

洗浄水吐出ノズル２０からボウル部２内への大流量の洗浄水吐出が所定時間継続すると、Ｓトラップ３が汚水で満たされ、サイホン現象が発生する。サイホン現象により、ボウル部２内の汚水が一気にＳトラップ３を介して、外部排出管へ排出される。Ｓトラップ３の空気吸込によりサイホン現象が終了し、ボウル部２内の汚水排出が終了する。

ボウル部２内の汚水排出が終了した時点で、バルブユニット６の流路切替弁９は、流路８の接続先を流路１０ａから流路１０ｂヘ切り替える。止水弁７、洗浄水流路８、流路切替弁９、洗浄水流路１０ｂを介して小流量用定流量弁１１ｂに洗浄水が流入する。大流量用定流量弁１ｂａで所定の小流量に流量調整された洗浄水が、洗浄水流路１２ａ、１３、洗浄水配管１７を介して、空気混入装置１８へ流入する。空気混入装置１８の洗浄水用管部材１８ａを流れる洗浄水の流量が少ないので、エジェクタ作用が抑制され、洗浄水中への空気の混入が抑制される。この結果気泡含有量が少ない洗浄水が、洗浄水吐出ノズル２０を介して、ボウル部２へ供給される。ボウル部２へ供給された洗浄水により、ボウル部２に溜水が形成される。吐出流量が少ないので、洗浄水がボウル部２内壁面に衝突する際の水跳ね、騒音は少ない。

洗浄水吐出ノズル２０からボウル部２内への小流量の洗浄水吐出が所定時間継続すると、止水弁７が閉じて、洗浄水吐出ノズル２０からの洗浄水の吐出が終了し、便器洗浄が終了する。

本実施例に係る水洗便器においては、水道配管１５から便器本体１へ直接洗浄水を供給している。水道配管１５内の水圧は、便器本体の近傍に配設した洗浄水貯留タンクから水頭差を利用して便器本体に洗浄水を供給する場合の前記水頭差に比べて高い。水道配管１５から便器本体１へ洗浄水を直接供給することにより、水道配管１５内の水圧を利用して空気混入装置１８の洗浄水用管部材１８ａを流れる洗浄水の流速を十分に高め、十分な量の空気を洗浄水中に吸引混入して、洗浄水の気泡流を生成することができる。

本実施例に係る水洗便器においては、ボウル部２内壁面の上端にオーバーハング４が形成されているので、略水平に吐出した洗浄水の気泡流がボウル部２の上端を越えて外部へ流出する事態の発生が防止される。

本実施例に係る水洗便器においては、洗浄水吐出ノズル２０はオーバーハング４の直下に配設されているので、溜水の静止界面よりも上方のボウル部２内壁面の略全面を洗浄することが可能である。

本実施例に係る水洗便器においては、洗浄水配管１９を介して空気混入装置１８を洗浄水吐出ノズル２０に接続している。この結果、空気混入装置１８を洗浄水吐出ノズル２０から所定距離離して配設することが可能となり、ボウル部２側壁の洗浄水吐出ノズル２０貫通部をシールするシール部材の配設が容易になる。

本実施例に係る水洗便器においては、空気混入装置１８から空気導入配管２１が延びている。空気導入配管２１の配設により、空気吸引位置の配置の自由度が増し、便器利用者の目に触れない場所で、且つ水のかからない場合に空気吸引位置を配置することが可能となる。空気導入配管２１の配設により、空気混入装置１８で発生する騒音を利用者から遠ざけることが可能となり、水洗便器の静音性が向上する。

本実施例に係る水洗便器においては、空気導入配管２１の開放端はボウル部２内壁面に開口している。この結果、洗浄水吐出ノズル２０が閉塞した場合に、洗浄水をボウル部２に排出することができる。

本実施例に係る水洗便器においては、洗浄水配管１９と空気導入配管２１とは略平行に延在している。両者を略平行に延在させることにより、空気混入装置１８、洗浄水配管１９、洗浄水吐出ノズル２０、空気導入配管２１により構成される装置が小型化される。

以上本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されない。図３に示すように、空気導入配管２１の途上に膨出部２１ａを形成しても良い。膨出部２１ａが消音器として機能し、空気混入装置１８で発生した騒音を低減できる。図３に示すように、空気導入配管２１から分岐して下方へ延在する洗浄水排出管２２を配設しても良い。空気混入装置１８から逆流する洗浄水を、空気導入配管２１から洗浄水排出管２２を介して排出することにより、洗浄水への安定した空気混入が可能となる。空気導入配管２１を高速で流れる空気と水との接触を防止することにより、前記接触による騒音の発生を防止できる。図３で二点鎖線で示すように、空気導入配管２１を開放端へ向けて下方へ傾斜させても良い。空気導入配管２１が、開放端へ向かって下方へ傾斜していれば、空気混入手装置１８から逆流する洗浄水は、自重によって開放端へ向けて流れ、開放端からボウル部２へ排出される。空気導入配管２１を除去しても良い。

洗浄水配管１９を短くして空気混入装置１８を洗浄水吐出ノズル２０の直近に配設しても良い。空気混入装置１８と洗浄水吐出ノズル２０との間の距離を短くすることにより、空気混入装置１８と洗浄水吐出ノズル２０との間の配管１９に起因する圧力損失による吐出気泡流の流速低下を抑制し、吐出気泡流の洗浄力低下を抑制することができる。図４に示すように、洗浄水用管部材１８ａ′の側壁に空気穴１８ｂ′が穿設された空気混入装置１８′を、洗浄水配管を介することなく洗浄水吐出ノズル２０′に直結しても良い。空気混入装置１８′と洗浄水吐出ノズル２０′とを直結することにより、洗浄水配管１９が不要になり、当該配管による圧力損失が零になる。

図５に示すように、洗浄水配管１９に膨出部１９ａを形成しても良い。膨出部１９ａ内に気泡が混入された洗浄水を一時的に滞留させることにより、大径気泡の破砕が促進され、気泡の分散が促進され、気泡流の生成が促進される。図５に示すように、洗浄水配管１９の膨出部１９ａよりも上流側の部位と、膨出部１９ａよりも下流側の部位とを、互いに偏心させても良い。洗浄水配管１９の膨出部１９ａよりも上流側の部位と、膨出部１９ａよりも下流側の部位とを、互いに偏心させることにより、膨出部１９ａ内での気泡が混入された洗浄水の一時的な滞留が促進され、大径気泡の破砕が促進され、気泡の分散が促進され、気泡流の生成が促進される。

図１に示すように、空気導入配管２１の途上に流量調整弁２３を配設しても良い。定流量弁１１ａの作動不良等により空気混入装置１８の洗浄水用管部材１８ａを流れる洗浄水の流量が変動する場合でも、洗浄水流量の変動に応じて空気混入量を調整することにより、安定して気泡流を生成することができる。

流路切替弁９、定流量弁１１ａ、１１ｂを除去し、洗浄水流路８を流量調整弁を介して洗浄水流路１３に接続しても良い。流量調整弁によって空気混入装置１８の洗浄水用管部材１８ａを流れる洗浄水の流量を調整し、空気混入率を適正値に調整して、洗浄水の気泡流を生成することができる。また、便器洗浄時の大流量と溜水供給時の小流量とを流量調整弁によって得ることができる。

バルブユニット６に代えて、フラッシュバルブを配設しても良い。適正な流量特性を有するフラッシュバルブを使用することにより、気泡流を吐出する便器洗浄と、気泡の混入率が少ない洗浄水による溜水の生成とを実現できる。

図６に示すように、洗浄水流路１３の下流端を流路切替弁２４に接続し、流路切替弁２４から洗浄水配管１７と洗浄水配管２５とを延在させ、洗浄水配管２５の下流端に接続した洗浄水吐出ノズル２６をボウル部２の底面に且つＳトラップ３へ差し向けて開口させても良い。

上記構成によれば、流路切替弁２４から洗浄水配管１７へ大流量の洗浄水を流し、洗浄水の気泡流を洗浄水吐出ノズル２０からボウル部２内壁面に沿って吐出させて、溜水の境界線より上方のボウル部２内壁面を洗浄し、次いで、流路切替弁２４から洗浄水配管２５へ大流量の洗浄水を流し、ボウル部２の底部を貫通する洗浄水吐出ノズル２６からＳトラップ３へ向けて気泡を含まない洗浄水を吐出させてボウル部２の溜水をＳトラップ３へ向けて駆動し、サイホン現象を起こさせてボウル部２内の汚水を一気に外部排出管へ排出し、次いで、流路切替弁２４から洗浄水配管１７へ小流量の洗浄水を流し、気泡含有量の少ない洗浄水を洗浄水吐出ノズル２０からボウル部２内壁面に沿って吐出させて溜水を形成することができる。

洗浄水吐出ノズル２６から洗浄水を吐出してボウル部２の溜水を駆動することにより、サイホン現象の発生が促進され、水洗便器の汚水排出機能が強化される。洗浄水吐出ノズル２０からの洗浄水吐出によってボウル部２の溜水の水位が上昇した時点で、洗浄水吐出ノズル２６からの洗浄水吐出へ切り替えることにより、洗浄水吐出ノズル２６から吐出する洗浄水による溜水駆動作用に、溜水の水位上昇による溜水駆動作用が付加される。この結果、洗浄水吐出ノズル２６から吐出する洗浄水の溜水駆動機能が強化される。洗浄水吐出ノズル２６から吐出する洗浄水には空気を混入しないので、空気混入による洗浄水の流速低下が無く、高速の洗浄水を洗浄水吐出ノズル２６から吐出することができる。この結果、洗浄水吐出ノズル２６から吐出する洗浄水の溜水駆動機能が強化される。

逆流防止機能付きの空気混入装置を用いても良い。図７に示すように、空気混入装置２８の、洗浄水用管部材２８ａから延びる空気用管部材２８ｂに、可動弁体２９ａと弁座２９ｂとから成る逆流防止弁２９が取り付けられている。弁座２９ｂに対峙して、空気用管部材２８ｂに弁体支持部２８ｂ1 が形成されている。支持部２８ｂ1 には、複数の通気溝２８ｂ2 が形成されている。弁体２９ａは洗浄水よりも密度の小さな素材で構成されている。空気混入装置２８においては、通常の状態では、逆流防止弁２９の弁体２９ａは自重により弁座２９ｂから離れて、支持部２８ｂ1 に当接している。空気用管部材２８ｂヘ吸引された空気は、複数の通気溝２８ｂ2 を通って、洗浄水用管部材２８ａを流れる洗浄水に混入される。洗浄水用管部材２８ａから洗浄水が空気用管部材２８ｂへ逆流すると、逆流する洗浄水から付勢力を受けた弁体２９ａが支持部２８ｂ1 から離れ、弁座２９ｂに押し当てられる。この結果、空気用管部材２８ｂが閉鎖され、洗浄水の外部への漏出が防止される。

弁体２９ａと弁座２９ｂとから成る逆流防止弁２９は構造が単純であり、容易に製造可能である。弁体２９ａの密度は洗浄水よりも小さいので、洗浄水の逆流速度が遅い場合でも、逆流した洗浄水によって弁体２９ａは確実に弁座２９ｂに押当てられ、確実に漏水が防止される。

弁体２９ａは、水洗便器の非洗浄時に、弁座２９ｂから離れているので、非洗浄時に、空気混入装置２８が接続される洗浄水配管内の洗浄水を空気に置換することができ、衛生的である。空気混入装置に取り付けられる洗浄水の逆流防止機構は逆流防止弁２９に限定されない。空気用管部材内にラビリンスを配設して、洗浄水の逆流を抑制するようにしても良く、或いは他の任意の方法で逆流を防止しても良い。

空気混入装置１８、１８′、２８は、バルブユニット６の近傍下流に配設するのが望ましい。便器洗浄を停止する際に、洗浄水配管１７内の洗浄水の慣性運動により、洗浄水配管１７のバルブユニット６近傍部に負圧が発生する。当該負圧はウォーターハンマーの原因となる。空気混入装置１８、１８′、２８を、バルブユニット６の近傍下流に配設することにより、前記負圧の発生が抑制され、ウォーターハンマーの発生が抑制される。

本発明の実施例に係る水洗便器の一部を透視した斜視図である。 本発明の実施例に係る水洗便器が備えるバルブユニットの構成図である。 本発明の実施例に係る水洗便器が備える空気混入装置の断面図である。 互いに直結された空気混入装置と洗浄水吐出ノズルの断面図である。 洗浄水配管の途上に設けた膨出部の断面図である。 バルブユニット変形例の部分構成図である。 逆流防止機能を備える空気混入装置の構造図である。（ａ）は側断面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。

符号の説明

１ サイホン式の便器本体
２ ボウル部
３ Ｓトラップ
４ オーバーハング
６ バルブユニット
１８、１８′、２８ 空気混入装置
２０、２６ 洗浄水吐出ノズル
２１ 空気導入配管
２９ 逆流防止弁

Claims (2)

1. 洗浄水を溜水として貯留するボウル部を有する便器本体と、便器本体に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、溜水の静止界面よりも上方のボウル部内壁面に沿って洗浄水を吐出し、ボウル部内壁面に沿って旋回させる第１洗浄水吐出手段と、第１洗浄水吐出手段には、一端が空気混入手段に連通し他端が大気開放された空気導入管を備えることを特徴とする水洗便器。
2. 請求項１に記載の水洗便器において、前記第１洗浄水吐出手段から吐水される洗浄水の流量を制御する流量制御手段を備えることを特徴とする水洗便器。