JP2004537666A - 廃棄物除去システム - Google Patents

Abstract

超低洗浄容積トイレ（２０）のためのトイレ便器（２８）を有する廃棄物除去システム。便器（２８）は、実質的にタンク（２２）に隣接して位置決めされる後端部（２８ａ）と、実質的にタンク（２２）から離れて位置決めされる前端部（２８ａ）とを有している。便器（２８）は、主出口ノズル配列（４２）を有する洗浄水出口をも含んでおり、主出口ノズル配列は、実質的に便器前端部（２８ｂ）に隣接して配置されており、洗浄水（６２）を下方へかつ便器後端部（２８ａ）に向かって送る。このシステムは、関連する洗浄方法及び配水管（９０）をも含む。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して廃棄物除去システム、特に超低洗浄容積トイレ及び関連するトイレ便器と、流し方法と、配水管とに関する。
【０００２】
“超低洗浄容積”という用語は本明細書では、それぞれ約３リットルと約２リットルとの公称の完全流し容積及び少量流し容積を有するものとして定義される。
【背景技術】
【０００３】
オーストラリアにおけるトイレ（ＷＣ）の設計は、水消費を最小限にし、かつ高レベルの公共健康を保護及び維持するために十分な衛生システムを維持する必要性によって著しく影響されてきた。
【０００４】
１９８２年以来、オーストラリアのＷＣ流し容積の低減は、一人当たりの一日の平均ＷＣ水消費を５５リットルから１８リットルへと著しく減少させた。この減少への主要な貢献は、６リットル／３リットル低水量洗浄技術を有する２ボタン式二段階洗浄トイレの開発であり、これは、使用者に、ＷＣを作動させるために６リットル完全洗浄又は３リットル少量洗浄を使用するという選択を与える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、直接に下水道内へ超低洗浄容積で作動することができるトイレ及び関連するコンポーネントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、第１の態様において、本発明は、超低洗浄容積トイレのためのトイレ便器を提供し、便器が：
実質的にタンクに隣接して位置決めされる後端部と、
実質的にタンクから離れて位置決めされる前端部と、
主出口ノズルを有する洗浄水出口とを有しており、前記主出口ノズルが、実質的に便器前端部に隣接して配置されておりかつ洗浄水を下方及び便器後端部に向かって送るように適応されている。
【０００７】
前記便器は好適には、便器端部と下水道端部とを備えたＳ字湾曲出口捕捉部をも有しており、主出口ノズル配列は、洗浄水をＳ字湾曲便器端部に向かって及び／又はＳ字湾曲便器端部内へ送り込む。
【０００８】
Ｓ字湾曲便器端部は、実質的に直線的な管区分を有しており、主出口ノズル配列は、洗浄水を実質的に管区分の長手方向軸線に対して平行にも送る。
【０００９】
洗浄水の大部分は好適には主出口ノズル配列に送られる。
【００１０】
主出口ノズル配列は好適には複数の出口ノズルを有している。
【００１１】
前記便器は好適には、実質的に便器後端部に隣接して配置されておりかつ少量の洗浄水を実質的に下方へ送る、二次出口ノズル配列をも有しおり、最も好適には二次出口ノズル配列は１つのノズルの形式である。
【００１２】
前記便器は好適には、便器の側部に沿って配置されておりかつ少量の洗浄水を実質的に下方へ送る、三次出口ノズル配列をも有しており、最も好適には三次出口ノズル配列は孔の形式である。
【００１３】
前記便器は好適には、Ｓ字湾曲部に通じる後壁を有しており、二次出口ノズル配列は、洗浄水を後壁に沿って下方へ送る。
【００１４】
少量の洗浄水は好適には二次出口ノズル配列に送られる。
【００１５】
前記便器は好適には、タンクの流し出口と、主出口ノズル配列又は主出口ノズル配列及び二次出口ノズル配列とに流体を通流させるマニホルドを有している。マニホルドは好適には実質的に便器の上縁部の形状を複製している。
【００１６】
１つの形式では、マニホルドは便器とは別個に形成されており、好適には便器と解離可能に係合可能である。別の形式では、マニホルドは便器と一体的に形成されている。別の形式では、マニホルドは便座と一体的に形成されている。
【００１７】
第２の態様において、本発明は、超低洗浄容積トイレのためのトイレ便器を洗浄する方法を提供し、便器は、実質的にタンクに隣接して位置決めされる後端部と、実質的にタンクから離れて位置決めされる前端部とを有しており、前記方法は、タンクの洗浄水の大部分を集中させられたジェットとして便器の上部前端部から便器の下部後端部に向かって、便器の前方から後方への中心線と実質的に整合した方向で送ることを含む。
【００１８】
前記方法は好適には、タンクの少量の洗浄水を便器の上部後端部から便器の後壁に沿って便器の下部後端部に向かって送ることも含む。
【００１９】
前記方法は好適には、タンクの少量の洗浄水を便器の側部に沿って下方へ送ることも含む。
【００２０】
前記方法は好適には、タンクの洗浄水の大部分を便器出口内へ直接に、便器出口の前方区分の長手方向軸線に対して実質的に平行に送ることによって便器の廃棄物出口内に部分的なサイホン作用を引き起こすことも含み、この場合、部分的なサイホン作用が洗浄の開始時に便器内の水位を下降させる。
【００２１】
第３の態様において、本発明は、超低洗浄容積トイレのためのトイレ便器を提供し、この便器は、
洗浄出口と；
洗浄出口と流体接続した出口捕捉部とを含んでおり、出口捕捉部が、下向きに凹面状の第１の下部湾曲部と、上向きに凸面状の第２の上部湾曲部とを含んでおり、
第１の湾曲部の上面と水平方向で整合した上部レベルにおける便器断面形状が、比較的より大きな第１の断面積を規定しており、第２の湾曲部の下面と水平方向で整合した下部レベルにおける便器の断面形状が、比較的実質的により小さな第２の断面積を規定している。
【００２２】
好適には、第１の断面積は第２の断面積の寸法のほぼ２倍である。
【００２３】
前記便器は好適には、実質的に第１の断面積に隣接した下縁部を備えた実質的に垂直な後壁区分を有している。後壁は好適には、水平方向から約０〜１０°で、便器の後部から上方へ角度付けられている。
【００２４】
前記便器は好適には、第１及び第２の断面積の間に前壁区分を有しており、前壁区分は、比較的鋭角に角度付けられた上部と、この上部に対して実質的に平行でありかつ上部から後方へずらされた下部と、上部と下部との間に設けられた比較的緩やかに角度付けられた中間部とを有する。
【００２５】
第１の断面積の幾何学的中心は、好適には実質的に使用者の固形物落下位置と水平方向で整合されている。第２の断面積は好適には、固形物落下位置の完全に後方である。
【００２６】
第４の態様において、本発明は、超低洗浄容積トイレのための配水管を提供し、この配水管は、約１．４：１〜１．５：１の高さ対幅比と、約３：１の上部半径対下部半径比とによって特徴付けられている。
【００２７】
配水管は好適には、押出し成形されたプラスチック材料から製造されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
発明の好適な実施形態が例としてのみ添付の図面を参照に説明される。
まず図１から図３までを参照すると、本発明の態様を組み込んだトイレアセンブリ２０の第１の実施形態が示されている。アセンブリ２０は概して、貯水タンク体２６の上面を通じてアクセス可能な１対のボタンアクチュエータ２４によって操作される、完全及び少量洗浄容積貯水タンク２２（米国では水洗タンクとして知られている）を有している。貯水タンク２２は、その超低洗浄容積のために、トイレアセンブリの他の部分とのバランスが悪い（すなわち小さすぎる）ので、より大きな貯水タンク体２６内に配置されている。
【００２９】
アセンブリ２０は、洗浄パイプ３０によって貯水タンク２２に接続された便器２８をも有している。便座３２及び蓋３４は、ヒンジによって便器２８に旋回可能に取り付けられており、よく知られている。便器２８は、後端部２８ａと、前端部２８ｂと、開口３８の周囲の縁部３６とを有している。
【００３０】
洗浄水マニホルド４０が、縁部３６の下方に配置されておりかつ洗浄パイプ３０と流体接続している。マニホルド４０は、貯水タンク２８の前端部２８ｂの近傍に位置決めされた主出口ノズル配列４２と、便器の後端部２８ａに隣接して位置決めされた、１つのノズル４４の形式の、より小さな二次出口ノズル配列とを有している。主出口ノズル配列４２は、図７に最もよく示されている、４つの出口ノズル４６を有している。マニホルド４０は、便器２８の側部に沿って配置された、孔４８の形式の、多数の三次出口ノズル配列をも有している。
【００３１】
示された好適な実施形態において、マニホルド４０は、便器の縁部３６の形状と実質的に同じである、別個の実質的に楕円形のプラスチック部材である。別の実施形態（図示せず）においては、マニホルドは、便器又は便座と一体的に形成されている。
【００３２】
便器２８は、公知の形式で主下水道システムに接続された洗浄出口５０をも有している。洗浄出口５０の下流には、第１の下向きに凸面状の下方湾曲部５２と、第２の上向きに凸面状の上方湾曲部５４とから形成されたＳ字湾曲出口捕捉部５１が設けられている。便器２８は、便器２８の後部から、水平に対して上方へ約１０°の角度を成した後壁５６をも有している。便器２８の前壁５８は、比較的急角度の上側部分５８ａと、この上側部分５８ａに対して実質的に平行でありかつ後方へずらされた比較的急角度の下側部分５８ｂと、上側部分と下側部分との間に設けられた比較的緩やかな角度の中間部分５８ｃとを有している。前壁の下側部分５８に隣接した便器２８の部分は、実質的に円筒状でありかつ中央長手方向軸線６０を有している。
【００３３】
アセンブリ２０の作動をここで説明する。アクチュエータボタン２４のうちの１つを押圧することにより、アセンブリ２０の洗浄が開始される。洗浄水は、貯水タンク２２から水洗パイプ３０へ、ひいては洗浄水マニホルド４０へ送られる。洗浄水の大部分（約８０％）は、大きな矢印６２によって示されているように、主出口配列４２における４つのノズル４６を介してマニホルド４０から排出され、前壁の下側部分５８に隣接した便器２８の円筒状部分の軸線６０に対して実質的に平行に、Ｓ字湾曲出口捕捉部５１の開始部分に向かって流される。洗浄水６２をこのように向けることにより、洗浄水のエネルギを出口捕捉部５１に集中させ、３リットル／２リットル超低洗浄容積を用いる便器２８内において廃棄物の十分な除去を生じさせる（公知の６リットル／３リットル完全／少量洗浄トイレアセンブリのための現在の標準に等しいか又はそれよりも優れている）。少量の洗浄水は、便器の後壁５６を濡らしかつ浄化するために、中間の矢印６４によって示されているように、出口４４を通って送られる。洗浄水のさらに小さな量は、便器２８の側部を濡らしかつ浄化するために、小さな矢印６６によって示されているように、孔４８から排出される。
【００３４】
水洗が行われていない場合の便器２８の水位が図１に符号６８で示されている。前述の洗浄動作時には、洗浄水６２の大部分のエネルギが、出口捕捉部５１内で部分的なサイホン作用を生じさせ、このサイホン作用は、符号７０で示された水位にほぼ当てはまる洗浄中の水位を生じさせる。水位７０における表面積は、水位６８における表面積の約半分であり、出口捕捉部５１の断面積の対応する減少が、捕捉部５１を通過する洗浄水の速度をさらに増大させ、ひいてはエネルギを集中させ、廃棄物の除去をさらに助ける。水位６８におけるより大きな表面積は、有利には、使用者の廃棄物、特に固体廃棄物のためのより大きな目標領域をも提供する。さらに有利には、水位６８における水の表面積の幾何学的中心は、使用者の近接固体廃棄物落下位置と実質的に垂直方向で一致している。
【００３５】
すなわち、洗浄の前には、便器２８は有利には、便器２８の濡れていない領域に廃棄物が当接する可能性を最小限に抑制するために（水位６８において）大きな目標表面積を提供している。洗浄中には、便器２８は、洗浄水のエネルギを集中させるために、（水位７０において）減少した表面積を提供する。この組合せは、超低洗浄容積を備えた便器２８における廃棄物の改良されたクリーニングにも貢献する。
【００３６】
図４から図６までは、図１から図３までに関連して説明されたアセンブリ２０と同様の、本発明の態様を有するアセンブリ８０の第２実施形態を示しており、図４から図６においては、同じ特徴を示すために同じ参照符号が使用されている。アセンブリ８０と２０との相違点は、アセンブリ８０は貯水タンク体２６と一体的に形成された手洗い用凹み８２を有しているということである。洗浄後、タンク２２を充填するために使用される水道水は、自由出口蛇口８４へ送られ、その後水は凹み８２から管８４を通ってタンク２２内へ流れる。この配列は、使用者が、直接に下水道へ戻される水において手を洗うのではなく、洗浄水として後で再利用される水で手を洗うようにすることによって、全体的な水の利用をさらに減少させる。
【００３７】
図７は、主出口ノズル配列４２の好適な形式の拡大した詳細図である。図８から図１７までは、出口ノズル４６を備えた別の主出口ノズル配列４２の同様の図である。
【００３８】
図１７に示された主出口ノズル配列４２は、最も好適であり、個々に上部及び下部の成形された半部４２ａ及び４２ｂから形成されている。各出口４６は、マニホルド４０のそれぞれの側から、洗浄水の別々の部分を受け取る。このことは、図７から図１５までに示された前の実施形態と比較して、主出口ノズル配列４２に進入する時に互いに衝突する２つの水流の乱流及びエネルギ損失を低減する。さらに、出口４６は、洗浄水の流れ（図１に矢印６２によって示されているような）を、水位６８における便器２８内の水面のものと同様の断面形状に形成するように成形された、上縁部、下縁部及び側縁部４６ａ，４６ｂ及び４６ｃを有している。水位６８における水面の全体を網羅するように洗浄水６２を送りかつ成形することは、廃棄物Ｓ字湾曲出口捕捉部５１に送り込まれかつ洗浄出口５０を通過させられる廃棄物の量を最大化するために働く。このように捕捉部５１内へ洗浄水６２のエネルギを集中させかつ送り込むことは、廃棄物除去を改善する。
【００３９】
図１８は、前述の超低洗浄容積トイレアセンブリと共に使用するのに適した配水管９０の端面図である。配水管９０は、約１．４：１〜１．５：１である内部高さＨ対幅Ｗの比と、約３：１である内部上部半径Ｒ対下部半径ｒの比とにより特徴付けられる。これらの比は、配水管９０の下部（より細い部分）における高められた流速に因る低流量（２．５リットル／秒未満）における廃棄物運搬と、高い流量における全体キャパシティとの間の最適なバランスを配水管に提供するということが分かった。配水管９０の好適な寸法は、内部高さＨが１３０ｍｍ、内部幅Ｗが９０ｍｍ、上部内部半径Ｒが４５ｍｍ、下部内部半径ｒが１５ｍｍである。
【００４０】
アセンブリ２０及び８０が配水管９０と組み合わされ、これらのアセンブリの性能が、産業をリードする６リットル／３リットル２段階洗浄式トイレアセンブリを基準としてテストされた場合、以下の結果が、アセンブリ２０、８０及び６／３リットル２段階洗浄式ＷＣに関する飲み水使用及び節約の比較により、５回の流しサイクル（１回の完全洗浄及び４回の少量洗浄サイクル）の一人あたりの一日の使用水量に基づき得られた。
【００４１】
【表１】

【００４２】
本発明は好適な実施形態に関して説明されたが、本発明がこのような好適な実施形態に制限されないことが当業者によって認められるであろう。例えば、本発明は、Ｐ字形に曲がった出口捕捉部を有する便器と共に使用するのにも適している。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の態様が組み込まれたトイレアセンブリの第１実施形態の縦断面図である。
【図２】図１に示されたアセンブリの正面図である。
【図３】図１に示されたアセンブリの斜視図である。
【図４】本発明の態様が組み込まれたトイレアセンブリの第２実施形態の縦断面図である。
【図５】図４に示されたアセンブリの正面図である。
【図６】図４に示されたアセンブリの斜視図である。
【図７】出口ノズル配列の１つの例の斜視図である。
【図８】出口ノズル配列の１つの例の斜視図である。
【図９】出口ノズル配列の１つの例の斜視図である。
【図１０】出口ノズル配列の１つの例の斜視図である。
【図１１】出口ノズル配列の１つの例の斜視図である。
【図１２】出口ノズル配列の１つの例の斜視図である。
【図１３】出口ノズル配列の１つの例の斜視図である。
【図１４】出口ノズル配列の１つの例の斜視図である。
【図１５】出口ノズル配列の１つの例の斜視図である。
【図１６】出口ノズル配列の１つの例の斜視図である。
【図１７】出口ノズル配列の１つの例の斜視図である。
【図１８】本発明の態様が組み込まれた配水管の実施形態の端面図である。

Claims (30)

1. 超低洗浄容積トイレのためのトイレ便器であって、
   実質的にタンクに隣接して位置決めされる後端部と、
   実質的にタンクから離れて位置決めされる前端部と、
   実質的に便器の前記前端部に隣接して配置されかつ洗浄水を下方へ及び便器の前記後端部に向かって送るための主出口ノズル配列を有する洗浄水出口とが設けられていることを特徴とする、トイレ便器。
2. 便器端部及び下水道端部を備えたＳ字湾曲出口捕捉部を有しており、前記主出口ノズル配列が、洗浄水をＳ字湾曲便器端部に向かって及び／又はＳ字湾曲便器端部内へ送るようになされていることを特徴とする、請求の範囲第１項記載の便器。
3. 前記Ｓ字湾曲便器端部が、実質的に直線的な管区分を有しており、前記主出口ノズル配列が、洗浄水を、管区分の長手方向軸線に対して実質的に平行に送るようになされていることを特徴とする、請求の範囲第２項記載の便器。
4. 洗浄水の大部分が前記主出口ノズル配列に送られることを特徴とする、請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項記載の便器。
5. 前記主出口ノズル配列が複数の出口ノズルを有していることを特徴とする、請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項記載の便器。
6. 前記二次出口ノズル配列を有していることを特徴とする、請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項記載の便器。
7. 前記二次出口ノズル配列が、実質的に便器後端部に隣接して配置された１つのノズルの形式でありかつ、少量の洗浄水を実質的に下方へ送ることを特徴とする、請求の範囲第６項記載の便器。
8. 洗浄水の大部分が二次出口ノズル配列に送られることを特徴とする、請求の範囲第６項又は第７項記載の便器。
9. 便器の側部に沿って配置されておりかつ少量の洗浄水を実質的に下方へ送る三次出口ノズル配列を有していることを特徴とする、請求の範囲第６項から第８項までのいずれか１項記載の便器。
10. 前記三次出口ノズル配列が孔の形式であることを特徴とする、請求の範囲第９項記載の便器。
11. Ｓ字湾曲部に通じる後壁を有しており、前記二次出口ノズル配列が、洗浄水を後壁に沿って下方へ送ることを特徴とする、請求の範囲第６項から第１０項までのいずれか１項記載の便器。
12. 前記タンクの洗浄出口と、前記主出口ノズル配列又は前記主出口ノズル配列及び前記二次出口ノズル配列とに流体連通するマニホルドを有していることを特徴とする、請求の範囲第６項から第１１項までのいずれか１項記載の便器。
13. 前記マニホルドが便器の上縁部の形状と実質的に同じであることを特徴とする、請求の範囲第１２項記載の便器。
14. 前記マニホルドが便器とは別個に形成されていることを特徴とする、請求の範囲第１２項又は第１３項記載の便器。
15. 前記マニホルドが便器と解離可能に係合可能であることを特徴とする、請求の範囲第１４項記載の便器。
16. 前記マニホルドが便器と一体的に形成されていることを特徴とする、請求の範囲第１２項又は第１３項記載の便器。
17. 前記マニホルドが便座と一体的に形成されていることを特徴とする、請求の範囲第１２項又は第１３項記載の便器。
18. 超低洗浄容積トイレのためのトイレ便器を洗浄する方法であって、該便器が、実質的にタンクに隣接して位置決めされる後端部と、実質的にタンクから離れて位置決めされる前端部とを有しており、前記方法が、タンクの洗浄水の大部分を集中させられたジェットとして便器の上部前端部から便器の下部後端部に向かって、便器の前方から後方への中心線と実質的に整合した方向で送ることを含むことを特徴とする、超低洗浄容積トイレのためのトイレ便器を流す方法。
19. 前記タンクの少量の洗浄水を便器の上部後端部から便器の後壁に沿って及び便器の下部後端部に向かって送ることを含むことを特徴とする、請求の範囲第１８項記載の方法。
20. 前記タンクの少量の洗浄水を便器の側部に沿って下方へ送ることを含むことを特徴とする、請求の範囲第１８項又は第１９項記載の方法。
21. 前記タンクの洗浄水の大部分を、便器出口の前方区分の長手方向軸線に対して実質的に平行な方向で便器出口内へ直接に送り込むことによって便器の廃棄物出口内に部分的なサイホン作用を誘発することを含み、この場合、部分的なサイホン作用が、流しの開始時に便器内の水位を下降させることを特徴とする、請求の範囲第１８項から第２０項までのいずれか１項記載の方法。
22. 超低洗浄容積トイレのためのトイレ便器であって、
    洗浄出口と、
    該洗浄出口と流体接続した出口捕捉部とが設けられており、該出口捕捉部が、第１の下向きに凹面状の下部湾曲と、第２の上向きに凹面状の上部湾曲とを有しており、
    第１の湾曲部の上面と水平方向で整合した上部レベルにおける便器断面形状が、第１の比較的大きな断面積を規定しており、第２の湾曲部の下面と水平方向で整合した下部レベルにおける便器の断面形状が、第２の比較的実質的により小さな断面積を規定していることを特徴とする、超低洗浄容積トイレのためのトイレ便器。
23. 前記第１の断面積が、前記第２の断面積の寸法の約２倍であることを特徴とする、請求の範囲第２２項記載の便器。
24. 実質的に前記第１の断面積に隣接した下縁部を備えた実質的に垂直な後壁区分を有することを特徴とする、請求の範囲第２２項又は第２３項記載の便器。
25. 前記後壁が、便器の後部から上方へ、水平方向から約０〜１０゜の角度を成していることを特徴とする、請求の範囲第２４項記載の便器。
26. 前記第１の断面積と前記第２の断面積との間に前壁区分を有しており、該前壁区分が、上部の比較的急角度の部分と、実質的に上部に対して平行でありかつ該上部から後方へずらされた下部と、上部と下部の間の中間の比較的緩やかな角度の部分とを有していることを特徴とする、請求の範囲第２２項から第２５項までのいずれか１項記載の便器。
27. 前記第１の断面積の幾何学的中心が、使用者の固形物落下位置と実質的に水平方向で整合していることを特徴とする、請求の範囲第２２項から第２６項までのいずれか１項記載の便器。
28. 前記第２の断面積が、固形物落下位置の後方に位置することを特徴とする、請求の範囲第２２項から第２７項までのいずれか１項記載の便器。
29. 超低洗浄容積トイレのための配水管であって、高さ対幅の比が約１．４：１〜１．５：１であり、上部半径対下部半径の比が約３．１であることを特徴とする、超低洗浄容積トイレのための配水管。
30. 前記配水管は、押出し成形されたプラスチック材料から製造されていることを特徴とする、請求の範囲第２９項記載の配水管。