JP4517978B2 - 便器洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、便器洗浄装置に関するものである。

便鉢の下部に連なる第１トラップ部と、この第１トラップ部の下流側の第２トラップ部と、便器洗浄時に第１トラップ部と第２トラップ部との間から排気してサイホン形成を早期化するための負圧発生用アスピレータとを設けた洋風便器設備が特開平１０−９６２５５号公報に記載されている。同号公報では、アスピレータの排出水は便器のリムへ排出される。

特開２００２−６１２６２号には、便器洗浄に際し、エゼクタによってトラップの頂部から空気を吸い出し、この空気をトラップの下降管路へ吐出するようにした便器の洗浄方法が記載されている。同号公報では、エゼクタ排出水は、上記の吸い出した空気と共にトラップの下降管路へ排出される。
特開平１０−９６２５５号公報 特開２００２−６１２６２号公報

上記特開平１０−９６２５５号公報及び特開２００２−６１２６２号公報では、排水流路から空気を吸い出すための配管に汚水が入り込んで汚れが該配管に固着し、閉塞や臭気発生等の不具合をもたらすおそれがある。

本発明は、負圧通路を介して配管流路から空気を吸引排出するようにした便器において、この負圧通路の少なくとも一部を水で洗うことができる便器洗浄装置を提供することを目的とする。

請求項１の便器洗浄装置は、便器の便鉢に便器洗浄水を供給する給水手段と、便器のトラップの下流側に連なる排水流路と、便器洗浄時に該排水流路から空気を負圧通路を介して吸引排出する吸排気手段とを有する便器洗浄装置において、該吸排気手段は、エゼクタと、該エゼクタの空気吸引口と連通しており、該エゼクタへの通水により発生した負圧を蓄えるタンクと、該タンク内と該排水流路とを連通する該負圧通路と、該負圧通路に設けられた弁とを備えてなり、該エゼクタの排出水を該負圧通路へ導く導水路が設けられていることを特徴とするものである。

請求項２の便器洗浄装置は、請求項１において、前記吸排気手段は、前記負圧通路のうち前記弁よりも前記排水流路側に設けられた、該負圧通路からの汚水が該弁に向って浸入することを阻止するための汚水浸入防止手段を備えており、前記導水路は、前記エゼクタの排出水を該汚水浸入防止手段へ導くものであることを特徴とするものである。

請求項３の便器洗浄装置は、請求項１又は２において、前記トラップの下流側の排水流路にサブトラップが設けられており、前記吸排気手段は、該トラップとサブトラップとの間から空気を吸引排出するものであることを特徴とするものである。

本発明では、便器洗浄に際し、トラップ下流側の排水流路からエゼクタ及び負圧通路を介して空気を吸引排出するので、便鉢から排水流路へ流出するサイホン排出流が早期に形成される。

本発明では、空気の吸引排出用の負圧をエゼクタで発生させて負圧タンクに溜めておくことにより、負圧の発生及び蓄圧と、排水流路の空気の吸引排出とを別に行うことができる。また、このエゼクタの排出水を負圧通路に導くので、負圧通路がエゼクタ排出水で洗われる。これにより、負圧通路に汚水が入り込んで閉塞や臭気発生等をもたらすことが防止される。

本発明では、吸排気手段は、エゼクタと、該エゼクタへの通水により発生した負圧を蓄えるタンクと、該タンク内と前記排水流路とを連通する負圧通路と、該負圧通路に設けられた弁とを有する。かかる吸排気手段は、弁を閉としておいてエゼクタを作動させることにより、タンク内に負圧が蓄積される。この弁を開放すると直ちに排水流路から空気を急速に吸引排出することが可能である。

本発明では、該弁よりも排水流路側の負圧通路に、汚水の浸入防止手段を設けておくことが好ましい。このようにすれば、排水流路からの汚水がそれ以上負圧通路内に浸入することが防止される。

この汚水浸入防止手段にエゼクタ排出水を導入することにより、該汚水浸入防止手段及びそれよりも排水流路側の負圧通路内を水で洗うことができる。

本発明では、トラップの下流側にサブトラップを設け、このトラップとサブトラップとの間の排水流路から空気を吸引排出するのが好適である。

このようにすれば、便器下流側の排水管内の空気を吸引排出することが防止ないし抑制され、排水流路内の空気を効率よく吸引排出することが可能となる。ただし、本発明では、前記特開２００２−６１２６２号のように、吸引排出した空気と水とをトラップの下降管路へ排出する場合にも適用することができ、この場合にはサブトラップは省略されてもよい。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

第１図は実施の形態に係る便器洗浄装置を備えた洋風便器設備の模式図、第２図は第１図の便器洗浄装置の作動を説明するフロー図である。第３図〜第８図は、第１図の洋風便器設備が、それぞれ順に、非洗浄時、便鉢水位上昇工程、汚物排出工程、トラップ−サブとラップ間圧力の大気開放工程、覆水・負圧蓄積工程及び待機状態にあるときの作動状態を示す模式図である。なお、第３図〜第８図では、見易くするために第１図のうちの一部の図示を省略している。

陶器製の洋風便器本体１における便鉢２の上部内周にリム３が設けられている。便鉢２は、トラップ４、排水流路５及びサブトラップ６を介して排水口７と連通している。この排水流路５は、トラップ最高位部４ａから、下方に立ち下がってサブトラップ６に連なっている。排水口７は排水管に接続される。

このサブトラップ６は、該排水流路５の管壁下部の最低位部６ｂの下側を回り込み、次いで溢出用の最高位部６ａに到るＵ字状流路よりなる。このサブトラップ６の該最高位部６ａの高さは、該最低位部６ｂよりも若干高位となっており、便器の非使用時に該最低位部６ｂがサブトラップ６の封水中に没している。

ただし、該最低位部６ｂは、最高位部６ａよりも若干高位とされ、便器非使用時のサブトラップ６の封水面よりも若干上位に位置してもよい。このように最低位部６ｂが封水面よりも上位となっていても、排水流路５に負圧がかけられたり、サブトラップ６に水が流れ込んだりして水位が上昇したときには、該最低位部６ｂが封水中に浸り、排水流路５内と排水口７側とを封隔することが可能である。

上記リム３に対し給水管１０が接続されている。なお、この便器本体１は、リム３に対し便鉢後方側から右側又は左側３にのみ水が供給される片回り給水方式となっている。給水管１０より便鉢後方側から右側又は左側のリム３に向って水が前方に供給されると、便鉢２内に右回り又は左回りの旋回流が形成される。

この給水管１０には、上流側から順次に主弁Ｖ_１、調圧弁Ｖ_ＲＥＧ、水車１２を有する水車ユニット１１及びバキュームブレーカ１４が設けられている。

この主弁Ｖ_１は弁体のヘッド側に給水圧を印加して弁体を弁シート部に着座させて閉弁させると共に、このヘッド側の水圧を第１起動弁Ｖ_２又は第２起動弁Ｖ_７によって開放することにより開弁する水圧管制式の弁である。

この第１起動弁Ｖ_２の排水側は配管１８ａを介して主弁Ｖ_１と調圧弁Ｖ_ＲＥＧとの間に接続されている。第２起動弁Ｖ_７の排水側は配管１８ｂによって後述するケーシング５０内に連通している。第１起動弁Ｖ_２は、押すことにより開弁し、手を離すと閉弁する自閉弁よりなる。

該給水管１０の水車ユニット１１とバキュームブレーカ１４との間の位置から、エゼクタ給水弁Ｖ_４を備えた配管１５が分岐している。この配管１５の末端は、負圧蓄積用エアタンク２０内に配置されたエゼクタ２１の流入口に接続されている。

エゼクタ２１のスロート部に設けられた空気吸引口に、逆止弁２３を備えた空気吸引配管２２の基端が接続されている。該配管２２の先端はエアタンク２０の底面近傍に配置されており、エアタンク２０内に水が溜っても、エゼクタ２１の作動時にこの水を配管２２を介して吸引排出することが可能とされている。

上記逆止弁２３は、空気が空気吸引配管２２からエゼクタ２１へ流れることを許容し、これと反対方向へ空気が流れることを阻止するものである。

エゼクタ２１の流出口に配管（エゼクタ２１の排出水の導水路）１６の一端が接続されており、該配管１６の他端はエアタンク２０外に引き出され、フロート弁装置（排水流路５からの汚水の浸入防止手段）３０の上部の水用ポート３０ａに接続されている。このフロート弁装置３０の下部は配管３３を介して排水流路５の上部に連通している。フロート弁装置３０の構成については後述する。

エゼクタ２１は通水方向を上向きとして設置されており、前記配管１５はエゼクタ給水弁Ｖ_４から立ち下ってエゼクタ２１の下端の流入口に連なっている。前記配管１６は、エゼクタ２１の上端の流出口に連なって上方に立ち上っている。これらの配管１５、エゼクタ２１及び配管１６により、略Ｕ字形のトラップが構成されている。このトラップは、配管１６から配管１５側への水の流れを阻止する機能を有する。

エアタンク２０の上部に負圧伝達用の配管２４が接続されており、該配管２４は開閉弁Ｖ_５及び配管２５を介してフロート弁装置３０の上端部の負圧用ポート３０ｂに接続されている。

フロート弁装置３０内の下部にはフロート弁支持体３２が設けられており、このフロート弁支持体３２の上側に上下方向に遊動可能なフロート弁３１が配置されている。フロート弁３１が支持体３２上に載っているときには、前記ポート３０ａ，３０ｂは配管３３を介して排水流路５に連通している。配管３３を介して排水流路５から水がフロート弁装置３０内に流入してきたときには、このフロート弁３１はこの水に乗って上昇し、ポート３０ｂに下側から着座して該ポート３０ｂを塞ぎ、汚水がフロート弁装置３０よりもエアタンク２０側の配管２５へ浸入することを阻止する。

このように、この実施の形態では、配管２４，２５，３３によって負圧通路が構成され、この負圧通路の途中に開閉弁Ｖ_５が設けられ、それよりも排水流路５側に汚水浸入防止手段としてのフロート弁装置３０が設置されている。そして、エゼクタ排出水の導水路である配管１６が該フロート弁装置３０に接続されている。

配管２５の途中部分から配管２６が分岐しており、この配管２６の末端がサブトラップ６よりも下流側（排水口７の近傍）に接続されている。この配管２６に開閉弁Ｖ_６が設けられている。

前記エゼクタ給水弁Ｖ_４は弁体のヘッド側に給水圧を印加して弁体を弁シート部に着座させて閉弁させると共に、このヘッド側の水圧を起動弁Ｖ_８によって開放することにより開弁する水圧管制式の弁である。この起動弁Ｖ_８は配管３５によって該エゼクタ給水弁Ｖ_４のヘッド側に連通している。

前記主弁Ｖ_１の管制用の第２起動弁Ｖ_７と、このエゼクタ起動弁Ｖ_８と、前記開閉弁Ｖ_５，Ｖ_６とは、いずれもカム駆動式となっており、共通のカムシャフト４０に固着されたカム４１，４２，４３，４４とカムロッド４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａとによって作動される。このカムシャフト４４は、前記水車ユニット１１内の水車１２に対し歯車列４５を介して連結されている。また、このカムシャフト４０には手動レバー４６が固着され、手動によっても回動可能とされている。

起動弁Ｖ_７，Ｖ_８を囲むようにケーシング５０が設けられている。起動弁Ｖ_７，Ｖ_８からの排水は、該ケーシング５０から配管５１を介してリム３へ排出される。

このように構成された洋風便器設備の作動について次に説明する。

［非洗浄時（第３図）］
第２図において、ｔ_１時点よりも前の非洗浄時には、主弁Ｖ_１及び主弁用の第１，第２起動弁Ｖ_２，Ｖ_７は閉弁している。

この状態では、エゼクタ起動弁Ｖ_８が開とされており、エゼクタ給水弁Ｖ_４も開となっている。ただし、給水管１０には通水されていないので、エゼクタ２１は停止している。

この状態では、開閉弁Ｖ_５は閉弁しており、エアタンク２０内が密閉されている。従って、後述する覆水・負圧蓄圧工程においてエアタンク２０内に蓄圧された負圧がそのまま保持されている。

また、この状態では、開閉弁Ｖ_６は開弁している。開閉弁Ｖ_６が開弁しているため、排水流路５は排水管内と連通し、通常は大気圧となっている。

［便鉢水位上昇工程（第４図）］
用便後、便器使用者によって第１起動弁Ｖ_２又は手動レバー４５が操作される。

説明の便宜上、ここでは第１起動弁Ｖ_２が操作された場合について説明する。

起動弁Ｖ_２が操作されたときには、主弁Ｖ_１のヘッド側の水圧が起動弁Ｖ_２を介して主弁Ｖ_１の下流側へ抜け、主弁Ｖ_１が開弁する。これにより、給水管１０から洗浄水がリム３に供給され、便鉢２の内面に沿って旋回しながら流れ落ち、便鉢２内に旋回流が形成される。このとき、便鉢２内の水の一部はトラップ最高位部４ａを溢流して流出するが、リム３からの流入水量の方が多いので、便鉢２内の水位が上昇する。この旋回流により、固形排泄物が便鉢の中央側に集められると共に、ペーパーがほぐれて水となじみ、水中に分散するようになるので、後にサイホン排出流が形成されると、排泄物及びペーパーがスムーズに排出される。なお、トラップ最高位部４ａを溢流した水はサブトラップ６に溜まる。このため、乾燥等によってサブトラップ６内の水位が低下していた場合にあっても、この溢流水によってサブトラップ６内の水位が上昇する。これにより、後述するサイホン排出流の形成が容易になる。

また、給水管１０内に洗浄水が流れると、水車ユニット１１内の水車１２が回転し、歯車列４５を介してカムシャフト４０が水車１１の回転よりも減速して回転する。

カムシャフト４０の回転に伴ってカム４２，４３，４４も回転し、弁Ｖ_８，Ｖ_５，Ｖ_６が所定のタイミングで開弁する。

この開弁や閉弁のタイミングについて第２図を参照して説明する。

ｔ_１時点でカムシャフト４０の回転が開始すると、直ちに主弁用の第２起動弁Ｖ_７が開弁する。そのため、第１起動弁Ｖ_２から手を離して該第１起動弁Ｖ_２が閉弁した後も、主弁Ｖ_１のヘッド側には水圧がかからず、主弁Ｖ_１は開のままとなる。なお、主弁Ｖ_１は、後述の通り、第２起動弁Ｖ_７が閉となるまで開のままである。

主弁Ｖ_１の開の後、所定時間は便鉢２内の水位が上昇すると共に鉢面が洗浄され、また、前述の通り旋回流が形成される。

このとき、エゼクタ起動弁Ｖ_８が開のままでありエゼクタ給水弁Ｖ_４も開となっているので、給水管１０に水が流れるとエゼクタ２１にも水が流れて負圧が発生し、この負圧によってエアタンク２０内に負圧が蓄積される。なお、エゼクタ２１の排出水は、配管１６、フロート弁装置３０を介して排水流路５へ排出される。このときのエゼクタ排水により、フロート弁装置３０内及び配管３３内が水洗いされる。また、このエゼクタ排水は、排水流路５を通ってサブトラップ６内に溜まり、これによりサブトラップ６内の水位が上昇する。

所定時間が経過した時点ｔ_２になると、エゼクタ起動弁Ｖ_８が閉となり、エゼクタ給水弁Ｖ_４が閉となる。これにより、給水管１０を通る水のすべてが便鉢２へ供給されるようになる。

このｔ_２と同一又は近接した時点ｔ_３に達すると、開閉弁Ｖ_６が閉とされ、排水流路５と排水口７側との配管２５，２６を介した連通が遮断され、排水流路５が閉空間となる。

［汚物排出工程（第５図）］
ｔ_４の時点に達すると開閉弁Ｖ_５が開放する。これにより、エアタンク２０内の負圧が配管２４，２５、フロート弁装置３０及び配管３３を介して排水流路５に伝達され、排水流路５内が減圧される。このとき、便鉢２内の水位は第１図のΔＨで示されるように十分に高くなっており、トラップ最高位部４ａとの間の水頭差ΔＨが十分に大きなものとなっている。このため、便鉢２内の汚水は、この水頭差ΔＨと排水流路５内の負圧との重畳した付勢力によりトラップ４から排水流路５へ勢いよく排出され、トラップ４及び排水流路５内に強力なサイホン排出流が形成される。

このように、本工程では負圧蓄圧のためにエゼクタ２１に水を供給する必要がないため、給水管１０を通るすべての水が便鉢２へ供給される。このため、便鉢２内の水位が十分に大きなものとなり、強力なサイホン排出流が形成される。また、前記便鉢水位上昇工程で予めエアタンク２０内に十分に負圧が蓄積され、この負圧が本工程で排水流路５に伝達されるため、排水流路５内が瞬間的に減圧され、早期にサイホン排出流が形成される。

なお、排水流路５内の汚水がフロート弁装置３０内に吸引された場合、フロート弁３１が浮力によって上昇し、ポート３０ｂを閉止する。これにより、排水流路５内の汚水が配管２５やエアタンク２０内に逆流することが防止される。また、汚水で汚染されたフロート弁装置３０の内面は、前述の通り、エゼクタ２１の動作時にエゼクタ排出水により水洗いされる。

この汚物排出工程の末期の時点ｔ_５になると、開閉弁Ｖ_５が閉弁し、エアタンク２０からの負圧伝達が停止される。

［トラップ−サブトラップ間圧力の待機開放工程（第６図）］
その後、ｔ_５’の時点になると、開放弁Ｖ_６が開となり、トラップ４とサブトラップ６との間が排水口７と連通し、このトラップ４とサブトラップ６との間が大気圧に戻る。これにより、後述する覆水・負圧蓄積工程において、便鉢２、トラップ４及びサブトラップ６への覆水・封水を安定して行うことができる。

［覆水・負圧蓄積工程（第７図）］
その後、ｔ_６の時点になると、エゼクタ起動弁Ｖ_８が開とされ、これによりエゼクタ給水弁Ｖ_４が開とされる。また、開閉弁Ｖ_６が開とされる。このｔ_６の時点では便鉢２内の汚水はほぼ全量が排出されており、汚水と空気とが混合して所謂ゴボゴボと音をたてて排水流路５に向って流れている。このとき、開閉弁Ｖ_５が閉とされているので、エアタンク２０へ排水流路５から大気が流入することがなく、エアタンク３０内の負圧の無駄な消費が回避される。

ｔ_６の時点で開閉弁Ｖ_６が開とされることにより排水流路５の負圧が解消し、便鉢２からの排水も停止する。このとき、主弁Ｖ_１、給水管１０を介してリム３への給水が継続しているので、便鉢２内に徐々に水が溜まり、覆水が行われる。便鉢２内の水位は、トラップ最高位部４ａと同水位まで上昇する。

なお、ｔ_６の時点でエゼクタ給水弁Ｖ_４が開となることにより、エゼクタ２１が起動し、エアタンク２０内に再び負圧が蓄積される。また、エゼクタ２１の排出水がフロート弁装置３０内に流入することにより、該フロート弁装置３０内及び配管３３内が水洗いされる。

［待機状態（第８図）］
ｔ_７の時点になると、主弁用第２起動弁Ｖ_７が閉となり、これに追従して主弁Ｖ_１が閉となり、給水管１０の通水が停止する。これにより、便器洗浄装置は待機状態となる。

給水管１０の通水停止に伴って、エゼクタ２１への通水も停止する。エゼクタ２１のスロート部とエアタンク２０との間には逆止弁２３が設けられているので、停止したエゼクタ２１からエアタンク２０内へ大気が流入することはなく、エアタンク２０内に蓄積された負圧がそのまま維持される。

なお、ｔ_７の時点になってもエゼクタ給水弁Ｖ_４、開閉弁Ｖ_６は開のままであり、この状態が次回の便器洗浄（第１起動弁Ｖ_２の操作）まで継続する。

＜手動ハンドル時の動作＞
上記の動作説明は主弁用第１起動弁Ｖ_２を操作した場合であるが、手動ハンドル４６を操作した場合にも同様の一連の動作が行われる。この場合、主弁用第１起動弁Ｖ_２は閉のままである。主弁Ｖ_１は第２起動弁Ｖ_７の開閉に追従して開閉する。その他の弁Ｖ_４〜Ｖ_６，Ｖ_８の動作順序は第２図と同一である。

＜ｔ_１とｔ_４との時間差＞
主弁Ｖ_１が開となり、リム３へ給水が開始される時点ｔ_１と、排水流路５内を吸引開始する時点ｔ_４との時間差は３〜２０秒特に７〜１５秒程度が好ましい。このようにｔ_１〜ｔ_４の間隔を時間差で設定する代りに、リム３への給水量で設定してもよい。

＜別態様＞
本実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記実施の形態に何ら限定されない。例えば、すべて又は一部の弁の開閉を電気制御により行ってもよい。

上記実施の形態はサイホン式洗浄であるが、サイホンジェット式洗浄としてもよい。

実施の形態に係る洋風便器設備の模式図である。 第１図の洋風便器設備の作動を説明するフローである。 非洗浄時における第１図の洋風便器設備の作動を説明する模式図である。 便鉢水位上昇工程における第１図の洋風便器設備の作動を説明する模式図である。 汚物排出工程における第１図の洋風便器設備の作動を説明する模式図である。 トラップ−サブトラップ間圧力の大気開放工程における第１図の洋風便器設備の作動を説明する模式図である。 覆水・負圧蓄積工程における第１図の洋風便器設備の作動を説明する模式図である。 待機状態における第１図の洋風便器設備の作動を説明する模式図である。

符号の説明

１ 便器本体
２ 便鉢
３ リム
４ トラップ
５ 排水流路
６ サブトラップ
７ 排水口
１０ 給水管
１１ 水車ユニット
２０ エアタンク
２１ エゼクタ
３０ フロート弁装置
４０ カムシャフト
４１，４２，４３，４４ カム

Claims (3)

1. 便器の便鉢に便器洗浄水を供給する給水手段と、
   便器のトラップの下流側に連なる排水流路と、
   便器洗浄時に該排水流路から空気を負圧通路を介して吸引排出する吸排気手段とを有する便器洗浄装置において、
   該吸排気手段は、エゼクタと、該エゼクタの空気吸引口と連通しており、該エゼクタへの通水により発生した負圧を蓄えるタンクと、該タンク内と該排水流路とを連通する該負圧通路と、該負圧通路に設けられた弁とを備えてなり、
   該エゼクタの排出水を該負圧通路へ導く導水路が設けられていることを特徴とする便器洗浄装置。
2. 請求項１において、前記吸排気手段は、前記負圧通路のうち前記弁よりも前記排水流路側に設けられた、該負圧通路からの汚水が該弁に向って浸入することを阻止するための汚水浸入防止手段を備えており、
   前記導水路は、前記エゼクタの排出水を該汚水浸入防止手段へ導くものであることを特徴とする便器洗浄装置。
3. 請求項１又は２において、前記トラップの下流側の排水流路にサブトラップが設けられており、
   前記吸排気手段は、該トラップとサブトラップとの間から空気を吸引排出するものであることを特徴とする便器洗浄装置。

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