JP2005320694A - 衛生洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ユニットバス用の衛生洗浄装置の捨湯動作終了時の、ウォータハンマー現象で発生する衝撃音の低減を目的とする。
【解決手段】 給水管６および給湯管７より給水された水と湯を混合して洗浄水を生成する混合バルブ９と、洗浄水の局部への供給を制御する洗浄バルブ１０と、冷えた湯を捨てる捨湯バルブ１１と、混合バルブ９と洗浄バルブ１０と捨湯バルブ１１を途中に設けた配管と、配管内の湯温を検出する湯温検出手段９ａと、湯温検出手段９ａによる検出湯温が適正温度に到達すると捨湯バルブ１１を閉止して捨湯を停止するコントローラ１６とを備えた衛生洗浄装置において、捨湯バルブ１１の上流に、配管内の温度によって開度を変更し、適正温度に近づくと流路面積を狭くする開度可変管路１９を備えた。
【選択図】 図５

Description

本発明は、特にユニットバス（ホテル向け）の衛生洗浄装置において、捨湯動作終了時のウォーターハンマーによる衝撃音対策に関するものである。

腰掛け式の水洗便器に付設して使用される局部洗浄用の衛生洗浄装置は、外部から供給した水を加熱して温水として洗浄ノズルから噴出させるというものがその基本的な構成である。そして、水の加熱手段としては、貯湯式の温水タンクや瞬間湯沸かし式の熱交換器等が用いられ、洗浄ノズルからの洗浄水が最適温度となるように、温水温度に関しての制御がきめ細かく行われる仕様としたものが一般的である。

このような衛生洗浄装置において、近来では、一般家庭向けのものの他にたとえばホテル等ではユニットバスにも組み込まれるようになった。このユニットバス仕様のものとしては例えば特許文献１記載のものがある。

特開平２−１９７６３３号公報

このホテル等でのユニットバス仕様のものでは、セントラル給湯システムによる給湯が行われるため、貯湯式の温水タンクや熱交換器を備えるのに代えて、外部からの給水と給湯の配管に接続した湯水混合栓が利用されている。そして、この湯水混合栓としては給湯温度の変動等に対応して混合水の温度を常に設定した温度に安定させるサーモスタットミキシングバルブが活用されている。

このサーモスタットミキシングバルブは、内蔵した弁体の軸線方向の移動を利用して湯と水の混合比を変える機構を備えると共に、混合水の温度が高くなるほど湯の量比を小さくする向きに弁体を動かす感温体を設けた構成を持つ。そして、予め感温体と弁体との関係を調整して、洗浄ノズル側への混合水の温度が適正値（たとえば３７．５℃程度）となるようにすることで、常にこの温度での洗浄を可能としたものである。

また、一般の洗浄ノズルでも行われているように、洗浄初期では洗浄ノズルまでの流路に残っていた洗浄水が冷えるので、洗浄開始から或る時間が経過して適正温度となるまで捨湯するシステムも組み込まれている。

また、使用されない待機中に循環してない部分の湯温が適正温度以下に下がっても洗浄水が適正温度を吐水出来るよう、洗浄開始前（着座に連動して）に冷えた湯を排出する捨湯機構も備えている。

ところが、衛生洗浄装置周りの環境温度が低い場合や循環していない部分の配管が長い場合、給湯圧が低い場合等で適正温度になるまでの捨湯排出時間が長くなってしまう。その為極力捨湯の流量を多くし（通常の洗浄水に比べて非常に多い）、捨湯時間を短くするようにしていた。

しかし、この場合適正温度になった洗浄水をバルブで止水すると、捨湯流量が多いので、止水時にウォーターハンマー現象が起こり、配管内で衝撃音が発生し、衝撃音により他の部屋などに衝撃音が伝わり等して使用者に不快感を与えてしまっていた。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、衛生洗浄装置における捨湯終了時にウォータハンマー現象で発生する衝撃音を低減させることを目的する。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、給水管および給湯管より給水された水と湯を混合して洗浄水を生成する混合バルブと、前記洗浄水の局部への供給を制御する洗浄バルブと、冷えた湯を捨てる捨湯バルブと、前記混合バルブと洗浄バルブと捨湯バルブを途中に設けた配管と、前記配管内の湯温を検出する湯温検出手段と、前記湯温検出手段による検出湯温が適正温度に到達すると前記捨湯バルブを閉止して捨湯を停止するコントローラとを備えた衛生洗浄装置において、前記捨湯バルブの上流に、配管内の温度によって開度を変更し、前記適正温度に近づくと流路面積を狭くする流路面積可変手段を備えたことにより、湯温が低い場合は捨湯量を多く保て適温まで早く到達でき、設定温度に達すれば、流路を絞りウォータハンマー現象を押えることが可能となる。

また、請求項２記載の発明によれば、請求項１の発明に加え、前記流路面積可変手段は、前記捨湯の温度を検知する感温部材を有し、前記感温部材によって流路内の開度を変更することにより、自動で流路の開度を制御することが可能となる。

また、請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２の発明に加え、前記混合バルブの下流に、前記洗浄バルブが設けられた流路と捨湯バルブが設けられた流路を、並列に備え、前記流路面積可変手段を捨湯バルブが設けられた流路に設けたことにより、人体局部の洗浄時には洗浄水は流路面積可変手段を通過しないので、洗浄中に洗浄水温度を変更しても流量が変わるようなこともなく、安定した局部洗浄が行なえる。

本発明によれば、配管内の湯温が低い時は捨湯流量が多く、局部洗浄が可能となるまでの準備時間である捨湯時間がさほど長くならず使用勝手を維持した上で、止水時のウォーターハンマー現象による衝撃音を低減することが出来る。

図１は本発明の衛生洗浄装置を示す図である。

図１において、便器（図示無し）に固定した衛生洗浄装置１のケーシング２には、便座３及び便蓋４を開閉自在に取り付け、洗浄水の供給等の操作のための操作盤５を側部に備えている。また外部からの給水管６及び給湯管７が衛生洗浄装置１に接続され、その湯水によって中央部に配置されているノズル装置８から局部へ洗浄水を供給する。

図２は衛生洗浄装置１の内部機構を示す概略図である。

衛生洗浄装置１の内部には、給水管６及び給湯管７に連通する配管を配置し、配管の途中にサーモスタットミキシングバルブ９を備え、その下流には配管を２系統に分けてそれぞれ吐水用バルブユニット１０及び捨湯用バルブユニット１１を接続する。これらの吐水用バルブユニット１０及び捨湯用バルブユニット１１は、いずれも流路を開閉する吐水用電磁弁１０ａ及び捨湯用電磁弁１１ａや逆止弁（図示無し）等を組み込んだものである。

吐水用バルブユニット１１は、洗浄水供給管１２を介してケーシング２中央部に配置された水圧により伸出と収納動作をするノズル装置８と接続される。ノズル装置８の側部には流量調整弁と流路切替弁を備えた流調切替弁部８ａが設けられている。

捨湯用バルブユニット１１には排出管１３を接続し、その流路端をノズル本体８ｂに沿って位置する２本の捨湯管１４、１５を設け、捨湯管１４は便器本体（図示無し）のボール部に向けて配置し、捨湯管１５はノズル装置８の側部のノズル本体洗浄室８ｃに接続されるに配置される。

洗浄水の温度やノズル装置８の作動及び捨湯のタイミングや時間幅等はケーシング２内に配置したコントローラ１６によって全て制御される。このコントローラ１６は、人が便座３に着座をした場合に検知する着座スイッチ１７からの信号により、着座している間のみ機能部が作動し、人が便座から離れるとオフ操作しないでも機能部を停止させる制御を備えている。この着座スイッチ１７は、たとえば便座に圧力検知型の着座センサやケーシングの前面側から赤外線を投光する赤外線センサ等からの信号を受けてコントローラに信号を入力する。

図３は、ノズル装置の作動及び停止等を行う操作盤５の図である。衛生洗浄装置１の洗浄の発停は、操作盤５に設けた洗浄スイッチ５ａ及び停止スイッチ５ｂによって行なう。お尻洗浄、ビデ洗浄の切替操作及び流量調整は、流調切替つまみ５ｃにて行う。また、操作盤５には表示灯５ｄが設けられており、捨湯状態などの表示を行う。

流調切替つまみ５ｃは、回転式のつまみであり、お尻洗浄、ビデ洗浄の設定側に回してその領域で流量設定を設定し、その後洗浄スイッチ５ａを押し洗浄が開始される。この流調切替つまみ５ｃは、図２に示すフレキシブルワイヤー１８を介しノズル装置８の流調切替部８ａに接続され、流調切替つまみ５ｃの回転を流調切替部８ａに伝達して流路面積を変更しノズル本体８ｂからの洗浄水の流量を調節あるいは流路切替（お尻洗浄、ビデ洗浄）をすることが可能となっている。

図４はノズル装置８の内部説明図である。ノズル装置８はケース８ｄを有しており、ケース８ｄはピストンシリンダ８ｅと本体シリンダ８ｆとノズル本体洗浄室８ｃを形成している。ケース８ｄ内には、お尻洗浄用の吐水穴８ｇとビデ洗浄用の吐出穴８ｈを有するノズル本体８ｂと、ノズル伸出用のピストン８ｉ、ノズル収納用のリターンバネ８ｊが収納され、側部には流調切替弁部８ａが設けられている。

図４（ａ）は、お尻洗浄の場合のノズル動作を示し、吐水用バルブユニット１０により給水された洗浄水は、ピストンシリンダ８ｅに入りピストン８ｉを押し出す。ピストン８ｉが押し出されると、側部の流調切替弁部８ａに洗浄水が供給され、ノズル本体８ｂの側部に設けられた給水口（図示無し）よりノズル本体８ｂ内の管路（図示無し）に給水され、お尻洗浄用の吐水穴８ｇから洗浄水が吐出される。

図４（ｂ）は、ビデ洗浄の場合のノズル動作を示し、吐水用バルブユニット１０により給水された洗浄水は、ピストンシリンダ８ｅに入りピストン８ｉを押し出す。ピストン８ｉが押し出されると、側部の流調切替弁部８ａに洗浄水が供給され、前述したのとは異なる給水口よりノズル本体８ｂとピストン８ｉの間に水が供給される。それにより、ノズル本体８ｂが更に伸出する。その後、流調切替弁部８ａよりノズル本体８ｂの側部に設けられたお尻給水口とは別の給水口（図示無し）よりノズル本体８ｂ内の管路（図示無し）に給水され、ビデ洗浄用の吐水穴８ｈから洗浄水が吐出される。

なお、流調切替弁部８ａ内で吐水用バルブユニット１０から洗浄水供給管１２を介して流入する水量に対しノズル本体８ｂに供給する水量が流調切替部８ａによって絞られたときにその一部を便器本体のボール部に排出するための捨水口８ｋが設けられている。

停止スイッチ５ｂの操作によってコントローラ１６から発信される停止信号により、吐水用バルブユニット１０の吐水用電磁弁１０ａは閉弁しリターンバネ８ｊによりノズル本体８ｂはケース８ｄ内へ収納される。

図５は洗浄水の流れの系を示す概略図である。

サーモスタットミキシングバルブ９から吐水用バルブユニット１０及び捨湯用バルブユニット１１の間の流路には、通過する温水の温度を検知するための温度センサ９ａを組み込んでいる。この温度センサ９ａは、たとえば温度によって抵抗値が変わるサーミスタを利用したもので、検知された温度に関しての信号をコントローラ１６に入力する。そして、サーモスタットミキシングバルブ９から出た温水の温度を検知することによって、捨湯用バルブユニット１１による捨湯過程がコントローラ１６によって制御され、この捨湯が完了した時点でノズル本体８ｂによる洗浄過程へと移行するように制御する。

ここで、ノズル装置８によって洗浄するときには、まずサーモスタットミキシングバルブ９から供給される温水の温度を温度センサ９ａによって検知しながら捨湯用バルブユニット１１によって捨湯を継続する。そして、温水温度が適正定常温度に達して安定した時点で、吐水用バルブユニット１０からノズル装置８に洗浄水を供給する。以下、捨湯過程から洗浄過程までに行われる制御を順に説明する。

図６は人が便座に座った後の捨湯過程の開始から終了までの間の捨湯用電磁弁１１ａの動作と温度センサ９ａによる検知温度の推移等とを合わせて示す図である。

人が便座に座ると着座スイッチ１７（図２参照）がオンしてコントローラ１６に信号が入力され、これによって捨湯用バルブユニット１１の捨湯用電磁弁１１ａが開くと同時に操作盤５に設けられた表示灯５ｄのＬＥＤが点滅し、捨湯中であることを使用者に知らせる。

一方、捨湯の開始時刻では、たとえば環境温度が３０℃程度以下であるとき、サーモスタットミキシングバルブ９に残っている温水も３０℃以下に冷えている。したがって、サーモスタットミキシングバルブ９では、弁体が湯側を開く方向に感温体が移動されているので、図中の湯温は捨湯の開始時期から次第に上昇していき、その後洗浄に適切な定常温度へと変化していく。

この例では、温度センサ９ａによって湯温が３２．５℃が検出された後には、温度の読み込みを１秒周期で行ってモニタしていき、温度変動が２．１ｄｅｇの範囲内に連続する４秒の間で検出されたときに定常温度に達したと判断し、コントローラ１６によって捨湯用バルブユニット１１の捨湯用電磁弁１１ａが閉弁すると同時に表示灯５ｄの点滅もなくなって、捨湯過程が終了する。

この捨湯過程では、温度センサ９ａによって４５℃以上の湯温が検知されても、湯温が洗浄に適切な温度となってこれが定常化されるまで捨湯が継続され、捨湯過程の中途で洗浄機能がロックされることはない。また、この捨湯の期間では、洗浄スイッチ５ａを押してもこれは受け付けられない制御とすることによって、吐水用バルブユニット１０の吐水用電磁弁１０ａが開弁したりノズル本体８ｂが伸出動作したりすることもない。

さらに、本発明では、図５に示すように、捨湯用バルブユニット１１とサーモスタットミキシングバルブ９の間の水路に、流路面積可変手段として、流路の開度が温度によって可変する開度可変管路１９が設けられている。

図７（ａ）は、開度可変管路１９の第1の実施例の断面図である。開度可変管路１９は、サーモスタットミキシングバルブ９より湯水が給水される入水口１９ａと、弁体保持用バネ１９ｂと、熱膨張部材１９ｃと、弁体１９ｄと、捨湯用バルブユニット１１へ給水させる排出口１９ｅを有する固定部材１９ｆとで構成されている。

捨て湯動作の際に、流体温度が低い時は弁体１９ｄと排出口１９ｅの間で構成されるオリフィス部１９ｇが大きくなり維持され流量を確保し、流体温度が一定温度以上に達すると熱膨張部材１９ｃが熱膨張し弁体１９ｄを変移させてオリフィス部１９ｇを小さくし流量が抑えられる構造となっている。したがって熱膨張部材１９ｃの変移温度域を捨湯完了直前の温度に設定すれば捨湯完了直前までは大流量で排水し、捨湯完了直前で流量を絞るため止水時のウォーターハンマーを低減できることが可能となる。熱膨張部材１９ｃは、ワックスエレメント方式であっても良い。

図７（ｂ）は、開度可変管路１９の第２の実施例の断面図である。サーモスタットミキシングバルブ９より湯水が給水される入水口１９ａと、温度よってバネ力が変化する形状記憶合金バネ１９ｈと、弁体１９ｄと、弁体１９ｄを保持する保持用バネ１９ｂと、捨湯用バルブユニット１１へ給水させる排出口１９ｅを有する固定部材１９ｆとで構成されている。

捨て湯動作の際に、流体温度が低い時は弁体１９ｄと排出口１９ｅの間で構成されるオリフィス部１９ｇが大きくなり維持され流量を確保し、流体温度が一定温度以上に達すると熱により形状記憶合金バネ１９ｈのバネ力が変化し、弁体１９ｄを変移させオリフィス部１９ｇが小さくなり流量が抑えられる構造となっている。したがって形状記憶合金バネ１９ｈの変移温度域を捨湯完了直前の温度に設定すれば捨湯完了直前までは大流量で排水し、捨湯完了直前で流量を絞るため止水時のウォーターハンマーを低減できることが可能となり、本実施例の形状記憶合金バネ１９ｈが熱膨張部材の役割を果たすことにより、第1の実施例と同様の効果が得られる。

このように、開度可変管路１９を、サーモスタットミキシングバルブ９の下流で捨湯用バルブユニット１１上流に設置することにより、捨て水時のウォーターハンマー現象低減の効果を発揮する。また、サーモスタットミキシングバルブ９の下流側であって、吐水用バルブユニット１０と捨湯用バルブユニット１１との分岐後、すなわち捨湯専用流路に開度可変管路１９を設置すると、局部洗浄時の温水は開度可変管路１９を通過しないので、例えば洗浄中に吐水温度を変更しても流量が変わることもなく、局部洗浄への影響も無い。

また、図８のように、サーモスタットミキシングバルブ９の下流側であって、吐水用バルブユニット１０と捨湯用バルブユニット１１との分岐前に開度可変管路１９を設置すれば、捨湯専用流路に流れるのは実質的に人体局部にかかる洗浄水（温水）と同じなので、局部にかかる温度に近い温度によって流路面積可変手段の開度を絞るので、冷えた湯を確実に捨てることができる。

さらに、図９のように、サーモスタットミキシングバルブ９の上流側の湯側に設置すれば、洗浄水より高温の湯で開度可変管路１９を作動させることになるので、ウォーターハンマー現象低減の効果を一層発揮することになる。

捨て湯後に操作盤５の洗浄スイッチ５ａをオンすると、これは洗浄スイッチ５ａをオンして捨湯用バルブユニット１１の捨湯用電磁弁１１ａが開弁して１秒後の湯温が４５℃以下のときには、この時点で捨湯用電磁弁１１ａが一旦閉弁し、吐水用バルブユニット１０の吐水用電磁弁１０ａが開弁しノズル装置８へ湯水が給水され局部洗浄が行われる。

本発明の斜視図 本発明の内部図 本発明の操作盤図 本発明のノズル装置図 本発明の水路系統図 本発明の捨水動作説明図 本発明の開度可変管路説明図 本発明の別実施例の水路系統図 本発明のさらに別の実施例の水路系統図

符号の説明

１・・・衛生洗浄装置
２・・・ケーシング
３・・・便座
４・・・便蓋
５・・・操作盤
６・・・給水管
７・・・給湯管
８・・・ノズル装置
９・・・サーモスタットミキシングバルブ（混合バルブ）
９ａ・・・温度センサ（湯温検出手段）
１０・・・吐水用バルブユニット（洗浄バルブ）
１１・・・捨湯用バルブユニット（捨湯バルブ）
１２・・・洗浄水供給管
１３・・・排出管
１４・・・捨湯管
１５・・・捨湯管
１６・・・コントローラ
１７・・・着座スイッチ
１８・・・フレキシブルワイヤー
１９・・・開度可変管路（流路面積可変手段）
１９ｃ・・・熱膨張部材（感温部材）
１９ｈ・・・形状記憶合金バネ（感温部材）

Claims (3)

1. 給水管および給湯管より給水された水と湯を混合して洗浄水を生成する混合バルブと、前記洗浄水の局部への供給を制御する洗浄バルブと、冷えた湯を捨てる捨湯バルブと、前記混合バルブと洗浄バルブと捨湯バルブを途中に設けた配管と、前記配管内の湯温を検出する湯温検出手段と、前記湯温検出手段による検出湯温が適正温度に到達すると前記捨湯バルブを閉止して捨湯を停止するコントローラとを備えた衛生洗浄装置において、前記捨湯バルブの上流に、配管内の温度によって開度を変更し、前記適正温度に近づくと流路面積を狭くする流路面積可変手段を備えたことを特徴とする衛生洗浄装置。
2. 前記流路面積可変手段は、前記捨湯の温度を検知する感温部材を有し、前記感温部材によって流路内の開度を変更することを特徴とする請求項１記載の衛生洗浄装置。
3. 前記混合バルブの下流に、前記洗浄バルブが設けられた流路と捨湯バルブが設けられた流路を、並列に備え、前記流路面積可変手段を捨湯バルブが設けられた流路に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の衛生洗浄装置。
   
   
   

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