JP2007224518A - 便器排水路の排気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気を含んだ水がリムに供給されて異音が発生することが防止される便器排水路の排気装置を提供する。
【解決手段】ｔ_１の時点において、主弁Ｖ_１が開弁操作されると、制御手段が開閉弁Ｖ_２を開弁し、配管１２から洗浄水がエゼクタ５０に供給される。エゼクタ５０内に水が流れることにより、エゼクタ５０が、負圧タンク３０内の空気を吸引する。エゼクタ５０の流出口から流出するエゼクタ吐出水は水槽２０内に導入され、水槽２０内においてエゼクタ吐出水から空気が分離される。分離された空気は、通気口２２から水槽２０の外に排気される。空気が分離された水は配管１４を介してリム３に供給される。このため、水がリム３から便鉢２に流出されるときに、気泡の破裂音などに起因する異音が発生することが防止ないし抑制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、サイホン形成を早期化するための便器排水路の排気装置に係り、特にエゼクタを有する該排気装置に関するものである。

便器洗浄時におけるサイホン形成を早期化するために、便器本体の下流側に連なる排水路と、該排水流路内の空気を排気するアスピレータとを備えた便器洗浄装置が、特開平１０−９６２５５号公報に記載されている。該アスピレータによって排水路から吸い出した空気は、アスピレータ排出水と共に便器本体のリム通水路へ放出される。
特開平１０−９６２５５号公報

上記特開平１０−９６２５５号公報では、排水路から吸い出された空気が混入されたアスピレータ排出水を、リム通水路へ放出している。このため、該アスピレータ排出水がリム通水路から便鉢内へ放出されるときに、気泡の破裂音などの異音が発生する。

本発明は、この異音の発生が防止される便器排水路の排気装置を提供することを目的とする。

請求項１の便器排水路の排気装置は、エゼクタによって便器排水路から排気し、該エゼクタの吐出水を水路を介して便器に流出させる便器排水路の排気装置において、該水路に、該吐出水から空気を分離し、分離した空気を該水路外へ排出する空気分離手段を備えたことを特徴とするものである。

請求項２の便器排水路の排気装置は、請求項１において、該空気分離手段は、該エゼクタからの吐出水が導入される水槽と、該水槽の上部に設けられた空気の流入及び流出用の通気口とを有することを特徴とするものである。

請求項３の便器排水路の排気装置は、請求項２において、該水槽内の水が該通気口から流出することを阻止し、水槽内ヘ空気が流入することを許容する開閉手段が設けられていることを特徴とするものである。

請求項４の便器排水路の排気装置は、請求項３において、該開閉手段は、該水槽の水位が上昇するときに該水槽内の水面に浮いて上昇して該通気口を閉止し、その後、該空気分離槽の水位が低下して該水槽内の空気圧力が所定圧以下まで低下すると、下降して該通気口を開放する浮子とを有するフロート弁であることを特徴とするものである。

請求項５の便器排水路の排気装置は、請求項３において、該開閉手段は、エゼクタへの通水及び通水停止に応じて開閉制御される開閉弁であることを特徴とするものである。

本発明の便器排水路の排気装置では、エゼクタに通水すると、エゼクタに負圧が発生し、この負圧によって便器排水路から空気が吸引され、該排水路においてサイホンが早期に形成される。

本発明の便器排水路の排気装置では、このエゼクタの吐出水は、空気分離手段によって空気が分離されてから便器に流出する。このため、エゼクタの吐出水が便器に流出するときに異音（例えば、気泡の破裂音など）が発生することが防止ないし抑制される。

本発明では、該空気分離手段は、該エゼクタからの吐出水が導入される水槽と、該水槽の上部に設けられた空気の流入及び流出用の通気口とを有することが好ましい。この開閉手段により、水槽内の水が通気口から溢出することが阻止される。また、水槽内の水位が低下するときに水槽内に空気が流入し、水槽内が大気圧となる。

本発明では、水槽内の水が該通気口から流出することを阻止し、水槽内ヘ空気が流入することを許容する開閉手段が設けられていることが好ましい。

この開閉手段は、該水槽の水位が上昇するときに該水槽内の水面に浮いて上昇して該通気口を閉止し、その後、該空気分離槽の水位が低下して該水槽内の空気圧力が所定圧以下まで低下すると、下降して該通気口を開放する浮子とを有するフロート弁であってもよい。

この場合、エゼクタの作動に伴って水槽内に水が流入すると、この水中の空気が水中から離脱し、通気口を経て大気へ排出される。水槽内の水位上昇に伴って浮子が通気口を閉止すると、その後は水槽内の上部に、水中から離脱した空気が溜まってくる。この空気は水道水圧によって加圧されている。

エゼクタからの水の溢出が停止した後、この蓄圧された空気によって、水槽内に残留していた水が便器へ速やかに流出する。この水がリムへ放出されるときには、リムに供給される鉢洗浄水に水槽からの水が追加されることになり、鉢洗浄水量を増加させることができる。この鉢洗浄水の増加は、通常は、便器洗浄工程の後期に当たる。この便器洗浄工程の後期にリムへの洗浄水供給量が増加すると、便鉢内の浮遊物が排水路へ排出され易くなると共に、サイホンのブレーク（破封）が遅延され、便器洗浄が十分に行われるようになる。

また、上記開閉手段は、エゼクタへの通水及び通水停止に応じて開閉制御される開閉弁であってもよい。この場合、該開閉弁の開閉動により、水槽内から便器に供給される水量を増加させるタイミングを制御することができる。

即ち、例えば、エゼクタが作動開始してから所定の間は開閉弁を開としておく。この間、エゼクタ吐出水は水槽を通過するときに空気が分離されると共に、水槽内の水位を徐々に上昇させる。

エゼクタ作動開始後、所定時間が経過して水槽内の水位が十分に高くなった時点で開閉弁を閉とする。これにより、通気口を経て水槽から水が溢出することが防止される。その後は、エゼクタ吐出水から分離された空気が水槽内に徐々に溜まる。この空気は、水槽水圧によって加圧状態となっている。エゼクタへの通水が停止した後、この加圧空気によって水槽内の水が便器へ速やかに流出する。

上記のフロート弁の場合と同じく、この水がリムに供給される場合、便器洗浄工程後期において便鉢洗浄水量を増加させ、便器を十分に洗浄することが可能となる。

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１〜６図は実施の形態に係る便器排水路の排気装置を備えた洋風便器設備が、それぞれ順に、非洗浄時、便鉢洗浄・負圧蓄圧工程、吸排気工程、洗浄水増加工程初期、洗浄水増加工程中期及び覆水工程にあるときの作動状態を示す模式図である。第７図は第１〜６図の洋風便器設備の作動を説明するタイミングチャートである。

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てもよい。この場合、サブトラップ６内に水が溜まっても、水面の高さは最低位部６ｂより低位となっている。しかし、排水流路５に後述の通り負圧がかけられ、サブトラップ６内に多量の水が流れ込むと、サブトラップ６内の水位が該最低位部６ｂよりも上昇し、サブトラップ６が封水される。これにより、排水流路５内と排水口７側とが封隔される。

上記リム３に対し、主弁Ｖ_１を備えた給水配管１０が接続されている。なお、この便器本体１は、便鉢後方側からリム３の右側又は左側にのみ水が供給される片回り給水方式となっている。このため、給水配管１０よりリム３に向って水が供給されると、便鉢２内に右回り又は左回りの旋回流が形成される。

この給水配管１０のうち主弁Ｖ_１よりも下流側から、配管１１，１２が分岐している。配管１１の先端にはバキュームブレーカ１１ａが設けられている。

配管１２は、開閉弁Ｖ_２を備えている。この配管１２は、エゼクタ５０の流入口に接続されている。エゼクタ５０の流出口は、配管１３を介して水槽２０の下部に接続されている。

この水槽２０は天板２０ａ及び底板２０ｂを有する略円筒形となっている。この天板２０ａの一部は上方に突起して凸部２１となっており、該凸部２１内の空間に浮子２３が収容されている。また、この浮子２３が水槽２０の下側に落下するのを防止するために、この凸部２１内の空間の下側に、金網や平板等よりなるストッパ２４が設けられている。この凸部２１の上面に、通気口２２が設けられている。

この水槽２０の下部に、配管１４の一端側が接続されている。この配管１４は、水槽２０の通気口２２よりも高位まで立ち上げられており、その他端側が上記リム３に接続されている。

なお、これら配管１３，１４は、略円筒形の水槽２０の接線方向に接続されている。

エゼクタ５０のスロート部に設けられた空気吸引口は、逆止弁Ｖ_３を備えた空気吸引配管５１を介して負圧タンク３０に接続されている。

上記逆止弁Ｖ_３は、空気が空気吸引配管５１からエゼクタ５０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。

負圧タンク３０は、作動弁Ｖ_４を備えた配管３１を介して、作動タンク４０の上部に接続されている。この作動タンク４０内は可動仕切体としての隔膜４３によって上側の第１室４１と下側の第２室４２とに区画されている。該配管３１は第１室４１に接続されている。また、該作動タンク４０の第１室４１には、大気開放弁Ｖ_５を備えた大気開放配管３２が接続されている。該配管３２は大気に開放している。該作動タンク４０の第２室４２と前記排水流路５の上端部とが連通路４４を介して連通している。

この洋風便器設備には、主弁Ｖ_１、開閉弁Ｖ_２、作動弁Ｖ_４及び大気開放弁Ｖ_５の開閉のタイミングを制御する制御手段（図示略）が設けられている。この制御手段としては特に限定はなく、例えば電気信号によって各弁を開閉させるものであってもよく、機械的に弁を開閉させるものであってもよい。機械的に弁を開閉させる場合、例えば、給水配管１０に水車を設け、該水車の回転を歯車列を介して複数のカムを備えた軸に伝え、各カムの回転によりカム駆動式の各弁Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_４及びＶ_５を開閉させるようにしてもよい。

図示は省略するが、これら水槽２０、負圧タンク３０、作動タンク４０、制御手段等は洋風便器本体１の後部に設けられたユニットケース内に収納されている。

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１図）］
第７図において、ｔ_１時点よりも前の非洗浄時には、主弁Ｖ_１、開閉弁Ｖ_２、作動弁Ｖ_４及び大気開放弁Ｖ_５は閉弁している。

この状態では、作動タンク４０内の隔膜４１は作動タンク４０内の底面に当接している。また、水槽２０内の浮子２３はストッパ２４に支持され、通気口２２は開放している。

［便鉢洗浄・負圧蓄圧工程（第２図）］
用便後、第７図のｔ_１の時点において、便器使用者によって主弁Ｖ_１が開弁操作される。このとき、制御手段によって、開閉弁Ｖ_２が開弁される。

主弁Ｖ_１が開弁すると、給水配管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。この旋回流によって固形排泄物が便鉢の中央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。このため、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。

また、開閉弁Ｖ_２が開弁すると、給水配管１０内を流れる洗浄水の一部が、配管１２を通ってエゼクタ５０に供給される。このエゼクタ５０内に水が流れることにより、エゼクタ５０が、負圧タンク３０内の空気を、配管１２及び逆止弁Ｖ_３を介して吸引する。これにより、負圧タンク３０内に負圧が徐々に蓄積される。

配管１２からの洗浄水と負圧タンク３０から吸引された空気とは、エゼクタ５０内で混合され、エゼクタ吐出水としてエゼクタ５０の流出口から流出する。このエゼクタ吐出水は、配管１３を介して水槽２０内に導入される。

水槽２０内において、このエゼクタ吐出水中の空気は、浮上して水中から離脱することにより、エゼクタ吐出水中から分離される。ここで、配管１３は、略円筒形の水槽２０の接線方向に接続されている。このため、水は配管１３から水槽２０内に乱れることなくスムーズに流入することになり、水槽２０内において空気が水中から効率よく分離される。

分離された空気は、通気口２２から水槽２０の外に排気される。なお、水槽２０の上流側からの水道水圧により、水槽２０内の水位は徐々に上昇する。

このようにして空気が分離された水は、配管１４及びリム３を介して便鉢２に供給される。このため、水が便鉢２に流出するときに、気泡の破裂音などに起因する異音が発生することが防止ないし抑制される。

このように、給水配管１０及び配管１４からの水によって、便鉢２が洗浄される。

なお、この配管１４も水槽２０の接線方向に接続されている。このため、水は水槽２０から配管１３内に乱れることなくスムーズに流れることになる。

［吸排気工程（第３図）］
ｔ_２の時点において、制御手段によって作動弁Ｖ_４が開弁される。これにより、負圧タンク３０内の負圧が配管３１及び作動弁Ｖ_４を介して作動タンク４０の第１室４１に伝達され、該第１室４１内が減圧される。この第１室４１内の減圧により作動タンク４０内の隔膜４３が引き上げられ、第３図の通り隔膜４３が移動して作動タンク４０の天井面に当接する。

該隔膜４３が移動することにより、排水流路５内の空気が連通路４４を介して作動タンク４０の第２室４２内に吸引排気され、排水流路５内が減圧される。このとき、便鉢２内の水位は給水配管１０からの給水によって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。

このサイホン排出流の形成により便鉢２内の水が勢いよく流れると、便鉢２内の水位が低下し、トラップ４の入口の高さに近づく。このため、ペーパー等の水に浮く軽量物がトラップ４の入口から容易に排出される。

このように、本実施の形態では、負圧タンク３０内に十分に蓄積された負圧を用いて排水流路５内を負圧にする。このため、作動弁Ｖ_４を開弁すると、急激に排水流路５内が減圧され、便鉢２からトラップ４へ水が勢い良く流れ込むようになり、効率よくサイホン排出流が形成される。

本実施の形態では隔膜４３によって作動タンク４０内が第１室４１と第２室４２とに区画され、第２室４２のみが排水流路５と連通している。このため、排水流路５の汚水や臭気を含んだ空気などが負圧タンク３０やエゼクタ５０側へ入り込むことが防止される。

本実施の形態では、隔膜４３が作動タンク４０の底面と当接する位置から作動タンク４０の天井面に当接する位置に移動することにより、作動タンク４０の容積に相当する一定量の空気が排水流路５から排気される。従って、作動タンク４０の容積を適切に選定することにより、排水流路５から適量の空気を過不足なく排気することができる。

なお、便鉢２やトラップ４、排水流路５の容積などに応じて該作動タンク４０の内容積を選定することにより、排水流路５から第２室４２へ排気される空気量を適切な量にすることができる。

また、負圧タンク３０の容積や作動弁Ｖ_４の開口径、開度、配管３１の管径などを調整することにより、排水流路５内の空気の排気速度を調整することができる。例えば、負圧タンク３０の容積が大きく、大容量の負圧を蓄えることができる場合にあっては、負圧タンク３０内の負圧により隔膜４３は急激に引き上げられることになり、排水流路５内からの空気の排気速度が速くなる。作動弁Ｖ_４の開度を大きくした場合も同様である。一方、負圧タンク３０の容積を小さくしたり、作動弁Ｖ_４の開度を小さくした場合にあっては、排水流路５内からの空気の排気速度が遅くなる。

なお、本工程においても、水槽２０の上流側の水道水圧のために、水槽２０内の水位は上昇を続ける。

［洗浄水増加工程（第４，５図）］
第４図の通り、便鉢２の水位がトラップ４の入口の高さ近傍にまで低下したｔ_３の時点において、水槽２０内が満水となる。このとき、浮子２３が浮上して通気口２２を閉止する（第４図）。この通気口２２が閉止されると、水槽２０から流出する水の量は、通気口２２が開放しているときよりも増加する。

即ち、通気口２２が開放している状態にあっては（第３図）、水槽２０内の上部は、通気口２２を介して大気と連通しているため大気圧となっている。一方、水槽２０内の水は、上流側の水道水圧によって加圧状態となっている。このため、水槽２０内の水位は徐々に上昇することになり、この水位上昇に伴い、水槽２０上部の空気は通気口２２から流出する。ここで、水槽２０内の水位が上昇するということは、水槽２０に流入した水の一部が水槽２０内に溜まり、残部のみが配管１４を通ってリム３に供給されるということである。このように、水槽２０から流出する水量は、水槽２０に流入する水量よりも少なくなる。

これに対して、通気口２２が閉止される場合にあっては（第４図）、エゼクタ吐出水が水槽２０内に流入すると、エゼクタ吐出水中の空気は、浮上して水中から離脱し、水槽２０の上部に溜まる。空気が溜まるに従って水槽２０の水面は下方に押圧され、溜まった空気と同体積の貯留水が、水槽２０から流出する。このため、水槽２０内に流入する水の量よりも、水槽２０内に溜まった空気の分だけ、流出する水の量の方が多くなる。

このように、水槽２０から流出する水量が増加するため、便鉢２に供給される水量が増加する。このため、トラップ３は破封せず、サイホン作動が途切れることなく継続するようになり、汚物の排出能力が高いものとなる。また、この水によって便鉢２内に残留するペーパー等の軽量物が強力に排出される。

なお、水槽２０内の上部に溜まっている空気は、水道水圧によって加圧されている。このため、水槽２０内の水位が低下しても、浮子２３は通気口２２に押し付けられ、通気口２２は浮子２３によって閉止される（第５図）。

ｔ_３の時点からしばらく経過したｔ_４の時点で、開閉弁Ｖ_２が制御手段によって閉弁される。なお、開閉弁Ｖ_２を閉とした後も、水槽２０から水が空気圧で押し出されることにより、便鉢洗浄及びサイホンが継続する。開閉弁Ｖ_２の閉弁により、水槽２０内に水道水圧が加わらなくなると共に、水槽２０からリム３へ水が流出することにより、水槽２０内の圧力が低下して、浮子２３が通気口２２から離反する。これにより、水槽２０内が大気圧に戻り、水槽２０から便鉢２への水の流出も停止する。

その後、便鉢２内の水位がさらに低下し、やがてサイホンがブレークする。

［大気開放・覆水工程（第６図）］
ｔ_５の時点で、制御手段によって作動弁Ｖ_４が閉弁されると共に、大気開放弁Ｖ_５が開弁される。これにより、作動タンク４０内の第１室４１が大気圧に戻り、この大気圧及び隔膜４３の自重により隔膜４３が下方に押し下げられて作動タンク４０内の底面に当接し、第１図の状態に復帰する。
その後、ｔ_６の時点で制御手段によって大気開放弁Ｖ_５が閉弁される。

サイホン作動が停止してからしばらく経過し、便鉢２内に水が溜まると、ｔ_７の時点において主弁Ｖ_１が閉弁される。これにより非洗浄時の状態に戻り、洗浄が終了する。

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限定されるものではない。例えば、上記実施の形態ではエゼクタ５０及び水槽２０を有する配管１４と配管１０とを並列に設けているが、主弁Ｖ_１の通過水の全量をエゼクタ５０に導くようにしてもよい。

本発明では、水槽２０からの空気圧による流出水を覆水に用いるようにしてもよい。

本発明では、浮子２３及びストッパ２４を省略し、通気口２２に開閉弁を設け、該開閉弁の開閉のタイミングを制御手段によって制御してもよい。

上記実施の形態において、作動タンク４０を省略し、配管３１の先端を排水流路５に接続するようにしてもよい。

また、作動タンク４０及び負圧タンク３０を省略し、配管５１の先端を排水流路５に接続するようにしてもよい。なお、これらの場合、水槽２０の通気口２２と、排水流路５又はその下流側とを、空気戻し配管によって接続することが好ましい。このようにすると、排水流路５内の臭気を帯びた空気は、エゼクタ５０及び配管１３を介して水槽２０内に導入された後、通気口２２から空気戻し配管を介して排水流路５又はその下流側に戻される。このため、トイレルーム内に臭気が排気されることが無く、衛生的である。
水槽２０は密閉式であるが、非密閉式としてもよい。

実施の形態に係る便器排水路の排気装置を備えた洋風便器設備が、非洗浄時にあるときの作動状態を示す模式図である。 第１図の洋風便器設備が、便鉢洗浄・負圧蓄圧工程にあるときの作動状態を示す模式図である。 第１図の洋風便器設備が、吸排気工程にあるときの作動状態を示す模式図である。 第１図の洋風便器設備が、洗浄水増加工程初期にあるときの作動状態を示す模式図である。 第１図の洋風便器設備が、洗浄水増加工程中期にあるときの作動状態を示す模式図である。 第１図の洋風便器設備が、覆水工程にあるときの作動状態を示す模式図である。 第１〜６図の洋風便器設備の作動を説明するタイミングチャートである。

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 給水配管
２０ 水槽
２２ 通気口
２３ 浮子
３０ 負圧タンク
４０ 作動タンク
４１ 第１室
４２ 第２室
４３ 隔膜
４４ 連通路
５０ エゼクタ

Claims (5)

1. エゼクタによって便器排水路から排気し、該エゼクタの吐出水を水路を介して便器に流出させる便器排水路の排気装置において、
   該水路に、該吐出水から空気を分離し、分離した空気を該水路外へ排出する空気分離手段を備えたことを特徴とする便器排水路の排気装置。
2. 請求項１において、該空気分離手段は、該エゼクタからの吐出水が導入される水槽と、該水槽の上部に設けられた空気の流入及び流出用の通気口とを有することを特徴とする便器排水路の排気装置。
3. 請求項２において、該水槽内の水が該通気口から流出することを阻止し、水槽内ヘ空気が流入することを許容する開閉手段が設けられていることを特徴とする便器排水路の排気装置。
4. 請求項３において、該開閉手段は、
   該水槽の水位が上昇するときに該水槽内の水面に浮いて上昇して該通気口を閉止し、その後、該空気分離槽の水位が低下して該水槽内の空気圧力が所定圧以下まで低下すると、下降して該通気口を開放する浮子と
   を有するフロート弁であることを特徴とする便器排水路の排気装置。
5. 請求項３において、該開閉手段は、エゼクタへの通水及び通水停止に応じて開閉制御される開閉弁であることを特徴とする便器排水路の排気装置。

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