JP2021185307A - 水洗大便器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、旋回流により汚物受け面を洗浄する水洗大便器において、節水化により洗浄水量が削減された場合でも浮遊系汚物の排出性能を向上できることである。【解決手段】洗い落とし式水洗大便器であって、汚物受け面と、リム部と、凹部と、を備えたボウル部と、リム部の内周面に沿って旋回する旋回流を形成するリム吐水部と、ボウル部の凹部に入口が接続され、入口から後方に向かって上昇するように形成された上昇管路と、を備え、ボウル部が、リム吐水部から吐水された洗浄水がボウル部の前方側より上昇管路の入口に向けて流れる主流を形成するように構成され、上昇管路は、洗浄水の流れ方向の中心軸線よりも上方の上方領域を形成する天面と、中心軸線よりも下方の下方領域を形成する底面とで構成されており、底面が、上昇管路の入口付近において、天面の方向に向けて突出する凸部を有することを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、水洗大便器に係り、特に、洗浄水源から供給される洗浄水により便器本体を洗浄して汚物を排出する洗い落とし式水洗大便器に関する。

従来から、リム吐水口から吐水された洗浄水をリム部の内周面に沿って旋回させて、旋回流により汚物受け面を洗浄する水洗大便器が知られている。
このような水洗大便器では、排水管路の上昇管路に洗浄水を押し込む力が弱く、浮遊系汚物の排出性能が悪いという問題があった。
そこで、特許文献１のように、排水管路の上昇管路に向けて洗浄水を吐水するゼット吐水口がボウル部の凹部に設けられたサイホン式の水洗大便器が知られている。この特許文献１の水洗大便器では、サイホン作用による引き込み力と、ゼット吐水口から吐水される洗浄水による押し出し力とにより排水管路から浮遊系汚物を排出し、浮遊系汚物の排出性能の低下を抑制していた。

しかしながら、特許文献１のような水洗大便器では、サイホン作用の発生とゼット吐水口からの吐水のため、大流量の洗浄水が必要になり、近年の節水化の要望を満足することが難しい。

そこで、特許文献２のように、リム吐水口から吐水された洗浄水によって形成された旋回流の主流を汚物受け面の前方から排水管路の上昇管路の入口へと後方に向けて流し込む洗い落とし式水洗大便器が知られている。
この特許文献２では、洗い落とし式であるため、サイホン作用を発生させるための洗浄水が不要であり、汚物受け面の前方から排水管路の上昇管路の入口へと後方に向けて流入させた旋回流の主流により浮遊系汚物を上昇管路に押し込み、排水管路から浮遊系汚物を排出することができるため、ゼット吐水口から吐水された洗浄水による押し込み力も不要である。
従って、節水化により洗浄水量が減少された場合でも、浮遊系汚物の排出性能の低下を抑制することができる。

特許５４２９６８８号公報 特開２０１１−１５７７３８号公報

しかしながら、特許文献２のように、旋回流の主流によって浮遊系汚物を排出しようとすると、ボウル部の凹部と排水管路の上昇管路の入口において、主流の向きが大きく変わる際に、洗浄水の速度分布が偏り、そのボウル部の凹部と接続される上昇管路において、上昇管路の上方領域を流れる主流の速度よりも上昇管路の下方領域を流れる主流の速度のほうが速くなる。そのため、排水管路の上昇管路の上方領域において淀みが発生し、その淀みに浮遊系汚物が入ると、浮遊系汚物が排水管路から押し出されず滞留してしまい浮遊系汚物の排出性能が悪くなるという問題があった。
特に、洗い落とし式水洗大便器では、排水管路の流路断面積がサイホン式の水洗大便器の流路断面積よりも大きくなるため、上昇管路の下方領域と上方領域での流速差もより顕著になる。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、旋回流により汚物受け面を洗浄する水洗大便器において、節水化により洗浄水量が削減された場合でも浮遊系汚物の排出性能を向上できることを目的としている。

前述した目的を達成するために、本発明は、洗浄水源から供給される洗浄水により便器本体を洗浄して汚物を排出する洗い落とし式水洗大便器であって、汚物受け面と、上縁に位置するリム部と、汚物受け面の下方に形成された凹部と、を備えたボウル部と、洗浄水をボウル部に向けて吐水しリム部の内周面に沿って旋回する旋回流を形成するリム吐水部と、ボウル部の凹部に入口が接続され、この入口から後方に向かって上昇するように形成された上昇管路と、を備え、ボウル部が、リム吐水部から吐水された洗浄水が前記ボウル部の前方側より上昇管路の入口に向けて流れる主流を形成するように構成され、上昇管路は、この上昇管路における洗浄水の流れ方向の中心軸線よりも上方の上方領域を形成する天面と、中心軸線よりも下方の下方領域を形成する底面とで構成されており、底面が、上昇管路の入口付近において、天面の方向に向けて突出する凸部を有することを特徴とする。
このように構成された本発明においては、上昇管路の入口付近において、上昇管路の下方領域を形成する底面付近を流れる主流が凸部に乗り上げることで、主流の流れ向きが天面方向に変わり、流速の比較的速い主流の流れを上昇管路の上方領域を形成する天面付近に向かわせることができる。
そのため、上昇管路内での速度分布の偏りによる上方領域を形成する天面付近での淀みの発生を抑制でき浮遊系汚物の排出性能を向上させることができる。

本発明において、好ましくは、凸部は、洗浄水の流れ方向に沿った断面視において、その全体が湾曲した形状で形成されていることを特徴とする。
このように構成された本発明においては、凸部に上昇管路の下方領域を流れる主流が乗り上げる際に、上昇管路の上方領域に向かわず、継続して上昇管路の下方領域の底面に沿って流れる主流の流れを円滑に形成し、洗浄水の速度の低下を抑制できるため、より効率的に浮遊系汚物の排出性能を向上させることができる。

本発明において、好ましくは、凸部は、上昇管路の底面の最下点となる上昇管路の入口よりも下流側の底面から形成されていることを特徴とする。
このように構成された本発明においては、廃棄された汚物が溜まりやすい底面の最下点よりも下流側から凸部が形成されており、上昇管路に主流が流入するまでに多くの汚物が凸部に付着し、上昇管路に主流が流入してからも凸部に付着したまま、上昇管路から排出されないことを抑制することができる。

本発明において、好ましくは、凸部は、洗浄水の流れ方向に直交した断面視における中央が最も突出率が大きいことを特徴とする。
このように構成された本発明においては、主流が最も多く流れ上方領域を形成する天面付近での淀みが発生しやすくなっている上昇管路の主流の流れ方向に直交する断面視における中央において、主流を最も上昇管路の上方領域に向かわせることができ、排水性能の低下を効率よく抑制することができる。

本発明によれば、旋回流により汚物受け面を洗浄する水洗大便器において、節水化により洗浄水量が削減された場合でも浮遊系汚物の排出性能を向上できる。

本発明の実施形態による洗い落とし式水洗大便器の側面断面図である。 図１の洗い落とし式水洗大便器の平面図である。 本発明の実施形態による洗い落とし式水洗大便器の排水管路の拡大側面断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線によるに沿って見た洗い落とし式水洗大便器の排水管路の流路断面図である。 本発明の実施形態による洗い落とし式水洗大便器の上昇管路での洗浄水の流れを示す側面断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による洗い落とし式水洗大便器について説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
まず、図１及び図２により、本発明の実施形態による洗い落とし式水洗大便器の基本構造について説明を行う。
図１は、本発明の実施形態による洗い落とし式水洗大便器の側面断面図である。図２は、図１の洗い落とし式水洗大便器の平面図である。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態による洗い落とし式水洗大便器１は、後述する排水管路内の水位上昇による落差を利用して汚物を排出する洗い落とし式水洗大便器（ウォッシュダウン式便器）であり、便器本体２と、この便器本体２の後方上部に取り付けられた洗浄水源である貯水タンク（図示ぜす）を備えている。貯水タンクには、排水弁が設けられ、操作レバーの操作により開閉し、便器本体２へ洗浄水が供給されるようになっている。

便器本体２は、ボウル部４と、このボウル部４から汚物を排出する排水管路６と、を有する。また、便器本体２は、ボウル部４を洗浄するための洗浄水が貯水タンクから供給される通水室８（図２参照）を有する。

ボウル部４は、ボウル形状の汚物受け面１０と、この汚物受け面１０の上縁部に位置しその内周面の上部が内方へ向かって張り出しているリム部１２と、汚物受け面１０とリム部１２との間に形成された棚部１４と、汚物受け面１０の下方に形成された凹部１６とを備えている。

排水管路６は、ボウル部４の凹部１６に接続される入口６ａが形成され、その入口６ａから斜め上方に延びる上昇管路１８と、最高点６ｂから斜め下方に延び、排水管（図示せず）に接続される排水管路６の出口６ｃが形成された下降管路２０と、を備える。
洗い落とし式水洗大便器１の溜水水位Ｌは、排水管路６の最高点６ｂの高さと等しくなる。
また、排水管路６は、サイホン式の水洗大便器に設けられるものよりも管径が大きくなっている。

図２に示すように、ボウル部４の前方から見て左側後方側に位置するリム部１２の内周面には、棚部１４上に洗浄水を吐水する第１吐水口２２が形成されている。
また、ボウル部４の前方から見て右側後方側に位置するリム部１２の内周面には、棚部１４上に洗浄水を第２吐水口２４が形成されている。なお、第２吐水口２４から吐水される洗浄水は、第１吐水口２２から吐水される洗浄水と比べて、流量が少なくなっている。
なお、本実施形態において、第１吐水口２２がリム吐水部である。

通水室８は、便器本体２の後部に設けられており、その後端側が貯水タンク（図示せず）と連通し、先端側には、第１吐水口２２に洗浄水を供給する第１通水路２６、第２吐水口２４に洗浄水を供給する第２通水路２８がそれぞれ設けられている。

ここで、貯水タンクから通水室８に供給された洗浄水は、第１通水路２６及び第２通水路２８を通り第１吐水口２２及び第２吐水口２４から棚部１４上に吐水される。
第１吐水口２２から吐水された洗浄水は、ボウル部４において旋回流を形成し、第２吐水口２４から吐水された洗浄水は、第１吐水口２２から吐水された洗浄水と同一方向へ旋回（反時計回りに旋回）する旋回流を形成するようになっている。
そして、第１吐水口２２から吐水された洗浄水の旋回流の大部分である主流Ｍは、排水管路６における上昇管路１８の入口６ａに向かってボウル部４の前方側から凹部１６に流入し、凹部１６の溜水に溜まった汚物を排水管路６の上昇管路１８に押し込む流れになっている。
また、第２吐水口２４から吐水された洗浄水の大部分である主流Ｓは、ボウル部４の側方側から凹部１６に流入し、凹部１６の溜水を上下に旋回し、汚物を攪拌する流れを形成している。

次に、図３及び図４により、排水管路６の詳細構造を説明する。
図３は、本発明の実施形態による洗い落とし式水洗大便器の排水管路の拡大側面断面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線によるに沿って見た洗い落とし式水洗大便器の排水管路の流路断面図である。なお、図４において、点線は凸部がない場合の底面を表した仮想断面線である。

図３及び図４に示すように、上昇管路１８は、凹部１６の上方側の壁面と接続される天面３０と、凹部１６の下方側の壁面と接続される底面３２と、を備える。
ここで、上昇管路１８において、洗浄水の流れ方向の中心軸線Ａよりも天面３０側を上方領域と中心軸線Ａよりも底面３２側を下方領域とする。
つまり、上昇管路１８は、天面３０によって上方領域を形成し底面３２によって下方領域を形成している。

天面３０は、水平に延びる水平壁と、その両側方から立ち下がる側壁とから形成されている。
本実施形態における洗い落とし式水洗大便器１は、安価な構造の水洗大便器であるため、天面３０は、その壁面の一部が凹部１６の壁面の一部と共通壁３４で兼用されており、排水管路６の上昇管路１８の傾斜角が壁面を兼用せず製造される水洗大便器と比べて大きくなっている。

底面３２は、水平に延びる水平壁と、その両側方から立ち上がる側壁から構成されており、底面３２の側壁は天面３０の側壁と繋がっている。
また、底面３２は、天面３０と同等の傾斜角度で上昇するように形成されている。

図３に示すように、底面３２には、上昇管路１８の入口６ａ付近において底面３２から天面３０側に突出して形成された凸部３６が設けられている。
この凸部３６は、底面３２の一部を下方から凹ませることで、天面３０側に向かって、突出させている。
凸部３６は、底面３２付近を流れる洗浄水を乗り上げさせることで、その洗浄水の向きを天面３０方向に変え、上昇管路１８の上方領域に向かわせることができる。

また、凸部３６は、洗浄水の流れ方向に沿った断面視において、その全体が湾曲した形状で形成されており、天面３０側への突出が急激に大きくならないようになっている。
具体的には、凸部３６は、洗浄水の流れ方向に沿った断面視において、天面３０側に突出が始まる始点３６ａから徐々に天面３０側に突出し、頂点３６ｂで最も天面３０側に突出した後徐々に天面３０側への突出が少なくなり、終点３６ｃまで天面３０側への突出が続いている。
この際、頂点３６ｂは、始点３６ａから終点３６ｃまでの距離Ｄ１の中点である。
また、始点３６ａは、底面３２の最下点となる入口６ａの位置よりも下流側に位置するようになっている。
なお、本実施形態において、始点３６ａが位置している入口６ａの位置よりも下流側とは、入口６ａから最高点６ｂまでの距離Ｄ２と、入口６ａから始点３６ａまでの距離Ｄ３との比率が１：３乃至１：５の範囲の位置のことである。

ここで、凸部３６において、始点３６ａから終点３６ｃの距離Ｄ１は、２０ｍｍ乃至３０ｍｍにするのが好ましく、入口６ａから始点３６ａまでの距離Ｄ３は、３５ｍｍ乃至５０ｍｍにするのが好ましい。
また、頂点３６ｂにおける始点３６ａからの突出量Ｈ１は、５ｍｍ乃至１０ｍｍにするのが好ましい。

図４に示すように、凸部３６は、洗浄水の流れ方向に直交した断面視において、底面３２の水平壁に形成されている。
この凸部３６は、洗浄水の流れ方向に直交した断面視において、点線で示される仮想底面３８からの突出量Ｈ２は、中央で最も高くなっており、中央から側方に向かうにつれて、突出量が低くなっている。
つまり、凸部３６は、洗浄水の流れ方向に直交する断面視における中央での突出率が最も高く、洗浄水の流れ方向に直交する断面視における中央における洗浄水をより多く上昇管路１８の上方領域に向かわせることができる。
なお、仮想底面３８は、凸部３６が形成されていない場合の底面であり、底面３２の一部が下方から凹んでおらず連続的に上昇した場合の底面である。
また、本実施形態において、凸部３６は、洗浄水の流れ方向に直交する断面視において、底面３２全体に形成されず、底面３２の水平壁に形成されているが、底面３２の側壁側まで形成されていても良い。

次に、図５により、上述した本発明の実施形態によるトイレ装置における作用について説明する。図５は、本発明の実施形態による洗い落とし式水洗大便器の上昇管路での洗浄水の流れを示す側面断面図である。

まず、本発明の実施形態による洗い落とし式水洗大便器１によれば、ボウル部４の前方側から排水管路６における上昇管路１８の入口６ａに流入する第１吐水口２２から吐水された洗浄水による旋回流の主流Ｍは、上昇管路１８の入口６ａに流入する際に主流Ｍの流れ方向が急激に変化するため、上昇管路１８の上方領域と下方領域で速度差が生じる。具体的には、排水管路６の上昇管路１８の入口６ａ付近において、主流Ｍの流速は、上昇管路１８の下方領域を流れる主流Ｍ１の流速よりも、上昇管路１８の上方領域を流れる主流Ｍ２の流速のほうが遅くなる。
この際、排水管路６の上昇管路１８の入口６ａ付近において、上昇管路１８の下方領域を流れる主流Ｍ１が凸部３６に乗り上げることで、主流Ｍ１の流れ向きが天面３０方向に変わり、流速の比較的速い主流Ｍ３の流れを上昇管路１８の上方領域に向かわせることができる。そして、この天面３０方向に流れる主流Ｍ３の流れが上昇管路１８の上方領域を流れる主流Ｍ２と合流することで、上方領域を流れる主流Ｍ２の流れも比較的速くなる。また、主流Ｍ１の一部は、主流Ｍ４の流れを形成し底面３２に沿ってそのまま上昇管路１８の下方領域を流れる。
そのため、上昇管路１８内での速度分布の偏りによる上方領域を形成する天面３０付近での淀みが発生を抑制でき排出性能を向上させることができる。

また、本発明の実施形態による洗い落とし式水洗大便器１によれば、凸部３６が流れ方向に沿った断面視において、その全体が湾曲して形成されているので、凸部３６に上昇管路１８の下方領域を流れる主流Ｍ１が乗り上げる際に、上昇管路１８の上方領域に向かわず、継続して上昇管路１８の下方領域の底面３２に沿って流れる主流Ｍ４の流れを円滑に形成し、主流Ｍ４の速度の低下を抑制できるため、より効率的に排出性能を向上させることができる。

また、本発明の実施形態による洗い落とし式水洗大便器１によれば、凸部３６の始点３６ａは、廃棄された汚物が溜まりやすい底面３２の最下点となる入口６ａの位置よりも下流側に位置するので、排水管路６に洗浄水Ｍが流入するまでに多くの汚物が凸部３６に付着し、上昇管路１８に主流Ｍが流入してからも凸部３６に付着したまま、上昇管路１８から排出されないことを抑制することができる。

また、本発明の実施形態による洗い落とし式水洗大便器１によれば、凸部３６は、洗浄水の流れ方向に直交する断面視における中央での突出率が最も高くなっている（図４参照）ので、主流Ｍ２が最も多く流れ、上方領域を形成する天面３０付近での淀みが発生しやすくなっている上昇管路１８の洗浄水の流れ方向に直交した断面視における中央において、主流Ｍ３を最も上昇管路１８の上方領域に向かわせることができ、浮遊系汚物の排水性能をより効率よく向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではなく、前述の本実施形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、本実施形態においては、第２吐水口２４から吐水された洗浄水Ｓの大部分がボウル部４の側方側から凹部１６に流入し、凹部１６の溜水を上下に旋回し、汚物を攪拌する流れを形成していたが、これに限らず、凹部１６の溜水を上下に旋回させ汚物を攪拌する流れを形成する吐水口を凹部の側方側の壁面に設けても良い。

１ 洗い落とし式水洗大便器
２ 便器本体
４ ボウル部
６ 排水管路
６ａ 入口
６ｂ 最高点
６ｃ 出口
８ 通水室
１０ 汚物受け面
１２ リム部
１４ 棚部
１６ 凹部
１８ 上昇管路
２０ 下降管路
２２ 第１吐水口
２４ 第２吐水口
２６ 第１通水路
２８ 第２通水路
３０ 天面
３２ 底面
３４ 共通壁
３６ 凸部
３６ａ 始点
３６ｂ 頂点
３６ｃ 終点
３８ 仮想底面

Claims (4)

1. 洗浄水源から供給される洗浄水により便器本体を洗浄して汚物を排出する洗い落とし式水洗大便器であって、
   汚物受け面と、上縁に位置するリム部と、汚物受け面の下方に形成された凹部と、を備えたボウル部と、
   洗浄水を前記ボウル部に向けて吐水し前記リム部の内周面に沿って旋回する旋回流を形成するリム吐水部と、
   前記ボウル部の凹部に入口が接続され、この入口から後方に向かって上昇するように形成された上昇管路と、を備え、
   前記ボウル部が、前記リム吐水部から吐水された洗浄水が前記ボウル部の前方側より前記上昇管路の入口に向けて流れる主流を形成するように構成され、
   前記上昇管路は、この上昇管路における洗浄水の流れ方向の中心軸線よりも上方の上方領域を形成する天面と、前記中心軸線よりも下方の下方領域を形成する底面とで構成されており、前記底面が、前記上昇管路の入口付近において、前記天面の方向に向けて突出する凸部を有することを特徴とする洗い落とし式水洗大便器。
2. 前記凸部は、洗浄水の流れ方向に沿った断面視において、その全体が湾曲した形状で形成されていることを特徴とする請求項１記載の洗い落とし式水洗大便器。
3. 前記凸部は、前記上昇管路の底面の最下点となる前記上昇管路の入口よりも下流側の前記底面から形成されていることを特徴とする請求項２記載の洗い落とし式水洗大便器。
4. 前記凸部は、洗浄水の流れ方向に直交した断面視における中央が最も突出率が大きいことを特徴とする請求項３記載の洗い落とし式水洗大便器。

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