JP2015533958A - 噴水便器 - Google Patents

Abstract

本発明の噴水便器は、便器と、便器通路に隣接している便器口（２）と、前記便器口（２）を密封するピストン（１）とを含む。前記ピストン（１）は便器口（２）を密閉させるか或いは開放させることができる。前記便器口（２）の下部には大きな便器通路部分が設けられており、ピストン（１）はこの通路部分で回転できる。ピストン（１）上の排泄物及び洗浄水はピストン（１）と通路との間の空間から流れることができる。ピストン（１）は上、下方向へ移動することもできる。本発明の便器によると、排泄物が戻って来ず、下水道が詰まりにくい。

Description

本発明は、家庭用、色々な場所の便所及び電車、船、飛行機、車などの色々な交通運輸装置の洋風便器、和風便器に関するものである。

現在、一般都市家庭及び公衆場所の洋風便器、和風便器は通常、水を流す方法を採用しているので、水消費が多く、巨大な浪費が発生する。また、便器に湾曲型貯水部が設けられているので、便器には常に水がたまっており、使用者が排便するとき水がお尻に飛び散るおそれがある。この湾曲型貯水部により、排泄物をきれいに流すことができず、排泄物が上へ戻って来るおそれもある。冬には公衆便所の湾曲型貯水部の水が凍るおそれもある。また、公衆便所を使用した後水を流さない使用者も結構いるので、下水道が容易に詰まり、公衆衛生に悪い影響を与えるおそれがある。現在、農村の便所は、水を流せない開放式便所が多いので、便所の衛生が良くなく、現在の生活に合わない。農村で新型便器を使用しないことは、新型水洗便器の水使用量が多く、農村に下水道及び汚水の処理施設がないからである。家庭便所又は公衆便所の水使用量が多ければ、排泄物及び水の回収、再利用をする仕事量が多くなる。

本発明は、水を節約することができ、詰まりにくく、洗浄をしやすい自動便器に関するものである。

本発明の便器装置は、便器の水使用量が多い問題、公衆便所の衛生を維持しにくいか或いは維持費用が多くかかる問題、下水道が容易に詰まる問題などを有効に解決することができ、排泄物、洗浄水を利用するか或いは洗浄の仕事量を低減することができる。

本発明の便器ピストンは便器口を直接に密封するので、水で便器管路を密閉させる必要がない。便器の噴水洗浄を行うとき、ピストンが噴水入れ子式軸管と共に下方向へ移動しながら回転することができ、噴水時の水流が細いので、水の使用量を大幅に節約し、便器をきれいに洗浄することができる。また、便器通路が大きく、湾曲型貯水部がないので、排泄物が戻って来るおそれがなく、下水道が詰まりにくい。その便器装置の便器下口は、ピストンによって外部空間と下水道とを隔離する。空気の密閉効果が従来の便器における湾曲型貯水部で臭味を隔離する効果より良いので、本発明の便器は水を節約することができ、より衛生的である。

本発明の装置が使用者の重力を駆動力に変換することができるので、電気制御システムを設ける必要がなく、便器の応用範囲を広げ、性能の安定性を確保し、コストを更に低減することができる。この装置は、使用者の重力で制御を行い、使用者が便器から離れるとき、便器が自動に洗浄を行うので、公衆便所で使用者が便器を使用した後洗浄を行わない問題を解決し、便所の衛生を向上させ、便所の掃除をする作業量を低減することができる。

便器に湾曲型貯水部がないので、便器には水がたまっておらず、使用者が便器を使用するとき水がお尻に飛び散ることを防止することができ、冬には湾曲型貯水部の水が凍ってしまう心配もない。

また、使用者の排泄物を回収する作業人にとって、排泄物の含水量が大幅に低下しているので、回収の作業量を低減し、排泄物の品質を向上させることができる。

便器の洗浄、定期洗浄を行うとき、本発明の便器装置は水蒸気又は他の高圧気体で洗落し、洗浄を行うことができるので、水を節約する目的を実現することができる。

自然静止状態になっている便器の構造を示す図である。 便器の注水、噴水、重力変換構造を示す図である。 便器の噴水（噴気）システムの構造を示す図である。 便器の噴水システムを示す図である。

以下、使用者が便器を使用する前から、使用者が便器を使用した後便器から離れる時間内に、便器が運転することを例として具体的な実施方式を説明する。
便器上に使用者がいないとき、ピストン（１）が便器口（２）に静止していることによって便器口（２）が密閉され、ピストンに連結された便器管路内の円筒（５）と便器の２つの噴水管（１３、１９）は静止しており、便器噴水（噴気）システムの主管路（１４）上の弁（４１）はオープンにしている。水道管（２８）上の弁（４０）は、水道管とゴム製給水管（３２）との間の通路をオフにさせ、水道管と噴水システム円筒（４３）の給水管（２７）との間の通路をオープンにさせる。弁（４０）は２つの管（３２、２７）を同時に制御する機能を具備している。噴水システム円筒の出水管（４４）上の弁（４２）はオフにしており、便器弾性貯水ゴム製管（３６）は自然収縮状態になっており、噴水システム貯水部（３８）と給水管との間のばね（３５）はゴム製管に圧縮された位置エネルギーがある状態になっている。給水管上には上向き逆止め弁（３１）が設けられており、貯水部外の給水管部分が一定の伸縮性を有することにより、貯水部内の給水管が外部へ移動することを確保することができる。噴水システム円筒（４３）内のピストン（３０）は円筒内の下部位置に位置し、両側のばね（２９）は位置エネルギーがない自然状態になっている。

使用者が便器を使用するとき、使用者の重力によって便器重力伝達大型柱（２３）は、重力伝達柱収納槽（３４）の底部へ移動するとともに重力伝達引線（２５）を連動させ、引線に連結されたピストン引棒（２６）は噴水システム円筒内のピストン（３０）を円筒の頂部へ移動させ、円筒両側のばね（２９）が伸ばされる。

それと同時に、便器重力伝達小型柱（４６）は重力伝達柱収納槽（４７）の底部へ迅速に移動し、連動された引線（４８）は力変換軸（４９）によって２つの引線（３９）と引線（４５）が迅速に移動するように駆動する。２つの引線はそれぞれ、弁（４０）、弁（４２）、弁（４１）を制御する。２つの引線が迅速に移動することにより、水道管（２８）の弁（４０）は水道管とゴム製給水管（３２）との間の通路をオープンにさせ、水道管と噴水システム円筒（４３）の給水管（２７）との間の通路をオフにさせる。便器噴水（噴気）システムの主管路（１４）上の弁（４１）はオフになり、噴水システム円筒の出水管（４４）上の弁（４２）はオープンになる。引線の外部には引線カバーが固定されている。

使用者が便器を使用するとき、噴水システム円筒内のピストン（３０）は円筒（４３）の頂部へ移動し、円筒出水管の弁はオープンになり、円筒内の水は外部に排出される。ピストン（３０）の向上した移動距離によって制御される最大排水量と噴水システム弾性ゴム製管（３６）の最大噴水量とは等しい。水道水は、水道管（２８）によって便器耐高温弾性ゴム製管（３６）に注入される。水道水の圧力がゴム製管の弾性力より大きいので、注入された水によってゴム製管が膨張する。ゴム製管の両端はそれぞれ、密閉貯水部（３８）内の貯水部給水管と出水管上に固定される。ゴム製管の給水管側の端部と出水管側の端部は入れ子構造であり、入れ子になっている２つの管の間の隙間は大きく、かつこの上にはゴム製管給出水口（３７）が設けられている。出水管は貯水部に固定され、給水管は貯水部内で伸縮することができる。給水管と貯水部との間のばね（３５）の位置エネルギーは、給水管が貯水部内で左右移動する時に給水管と貯水部との間に発生する摩擦力より大きい。このため、ゴム製管が注水によって膨張するとき、給水管は左に移動する。

貯水部内の給水管が左に移動する最大距離は、ゴム製管の爆裂を防止する安全な最大膨張の長さである。すなわち、ばね（３５）が位置エネルギーがない自然静止状態になる距離である。貯水部の上端と下端との間の高さがゴム製管の安全な最大膨張の直径より小さいことにより、過量の水が注入されることでゴム製管が爆裂することを防止することができる。

使用者が便器を使用している過程で噴水システムの注水が完成する。

使用者が便器から離れるとき、便器重力伝達小型柱（４６）に与える下方向の圧力が即時に消えるので、重力伝達小型柱は元の位置へ戻り、噴水システム管路の弁（４０、４１、４２）内のばねも元の位置へ戻る。これにより、水道管の弁（４０）は、水道管とゴム製管管路との間の通路をオフにさせ、円筒管路に向かう通路をオープンにさせる。円筒出水管路の弁（４２）はオフになり、ゴム製出水管路の弁（４１）はオンになる。したがって、噴水システムゴム製管内の位置エネルギーがある水は、出水管（１４）から噴出する。

それと共に、便器重力伝達大型柱（３３）に与える下方向の圧力も即時に消えるので、重力伝達大型柱は、噴水システムのピストン引棒（２６）と共に元の位置へ戻り、噴水システムの円筒内のピストン引棒は、２つのばね（２９）の回復力によって下方向の牽引力を受け、ピストン（３０）は、水がピストンに与える下方向の圧力を受ける。ピストンが受けたばねの回復力と水圧力は、貯水部と円筒との間の水によってゴム製管（３６）内の水に伝達され、伝達された圧力は出水管（１４）の出水圧力をより大きくする。

出水管（１４）内の水は迅速に密閉貯水部（１８）に達して、貯水部内には回転可能な噴水軸管（１３）が設けられている。軸管の下管口は貯水部内に位置し、貯水部内の水は、軸管の管口から迅速に軸管に流入して、軸管の出水口（２０）へ到着する。軸管（１３）外には他の噴水軸管（１９）が更に設けられている。２つの噴水軸管は入れ子式の噴水軸管構造を構成する。噴水口（２０）は、内軸管（１３）の上端が外軸管（１９）の外壁から外部へ伸び出された管口である。軸管（１３）に注入された水は２つの噴水軸管の間に入らない。出水口（２０）の上端と下端には、ピストン（２２、６）が設けられている。ピストン（２２）は、軸管（１９）に固定され、軸管（１９）と共に便器管路内の円筒（５）に相対して上下方向へ移動する。ピストン（６）は、円筒（５）の内壁に固定され、円筒（５）と共に軸管（１９）の外壁で移動する。水が出水口（２０）から円筒（５）に注入された後、この水の圧力によって、円筒（５）は所定の垂直方向に沿って下方向に移動して、所定の位置まで到着する。

円筒（５）とピストン（１）とが連結されたことによって、ピストンは円筒に連動されて下方向に所定の位置まで移動する。

ピストン（６）の下端にはばね（２１）が設けられており、ばねの下端にはばねベース（７）が設けられている。ばねベースは異なるピストンを構成し、当該ピストンは、軸管（１９）上に固定され、かつ軸管（１９）と共に円筒（５）に相対して上下へ移動することができる。ピストン（７）上には突起部が形成されており、円筒（５）上には長さが水圧によって下へ移動する円筒（５）の移動距離と同様であり、突起部と結合する凹部が形成されている。それによって、ピストン（７）と円筒（５）との密閉を確保し、ピストンと円筒との相対的回転を防止することができる。ピストンと円筒との相対的回転を防止する為に、ピストンと円筒に突起部と凹部を設けず、軸管（１９）と円筒（５）の形状を非円筒形にすることでピストンの密閉構造を構成することができる。

便器円筒（５）が下方向に所定の位置まで移動した後、円筒底部の密閉部（１１）と便器の安定密閉管（１０）の上部密閉部（８）とは分離状態になる。安定密閉管（１０）と噴水管（１９）の外壁との間には安定軸受（９）が設けられる。

円筒（５）の外壁には小型噴水孔（２３）が形成されており、該噴水孔（２３）は噴水口（２０）より遥かに小さい。円筒は水圧によって迅速に下方向に所定の位置まで移動し、水は噴水孔（２３）から便器管路の内壁へ点線方向に沿って噴出される。円筒内の水圧と噴水管（１３）内の水圧とは迅速に上昇し、この水圧が貯水部（１８）外の管路（１７）の調圧弁（１６）の圧力になると、水は管路（１７）によってポンプ室（１５）に流入する。ポンプ室に流入した水流がインペラーに当たることによりインペラーを回転させる。インペラーが噴水軸管（１３）の外壁に固定されることにより、水流は噴水入れ子式軸管組及び円筒（５）を回転させる。円筒（５）の連動によってピストン（１）は回転し、水流はインペラーの上方へ到着する。軸管（１９）の下管口がインペラーの上方のポンプ室に位置するので、水流は、下管口によって迅速に噴水管層間に流入するとともに軸管（１９）のピストンの上方部分に到着し、かつ軸管の上部の噴水口（２３）から噴水される。また、水流は、迅速にポンプ室外の便器本体の噴水管路（１２）に流入して、便器本体の噴水孔から噴出される。

このとき、便器本体、便器口のすべての噴水孔からの高圧水流は、回転する噴水軸管上部の傘形構造（３）、便器ピストン（１）、便器軸管（１９）のピストン（１）以上の部分、便器管路の円筒（５）及び便器管路の上部に噴出される。回転する便器軸管ピストン（１）以上部分の噴水孔と円筒（５）上の噴水孔が便器管路に高圧水流を噴出することにより、便器の洗浄を行うことができる。

便器の噴水システムのゴム製管（３６）からの噴水が終わる頃に便器の洗浄が終了する。

ゴム製管からの噴水が終わると、便器ポンプ室のインペラーの回転と噴水軸管の回転とが止まり、円筒（５）のピストン（２２、６）の間の水圧が消える。円筒（５）とピストン（１）は、ばね（２１）の回復力とばねが位置する密閉室の空気圧力とを受けることによって、ピストンが便器口（２）に到着するように迅速に上方向へ移動する。ピストン（１）は、ばね（２１）の弾性力とばねが位置する密閉室の空気圧力とを受けることにより、便器管路口（２）を緊密に封閉（密封）し、かつこの位置に静止する。ピストン（１）に連結された便器管路内の円筒（５）は静止状態になっており、便器内安定密閉管（１０）の上部密閉部（８）と円筒（５）の底部密閉部（11）とは、ばね（２１）の弾性力と空気圧力を受けることによって一緒に密閉される。したがって、便器管路内の空気と便器管路外の空気とを隔離し、密閉を実現することができる。

便器弾性貯水ゴム製管（３６）は自然収縮状態になり、噴水システム貯水部（３８）と給水管との間のばね（３５）はゴム製管の回復力に圧縮された位置エネルギーがある状態になる。噴水システム円筒（４３）内のピストン（３０）は円筒内の下部位置に位置し、両側のばね（２９）は位置エネルギーがない自然状態になる。

便器を気体で洗浄するとき、便器の水道水給水管を気体源に接続させ、かつ便器に重力を加えた後重力を無くすことにより、気体で便器を洗浄することを実現することができる。

本発明の便器噴水システムは下記第二種の構造を採用することもできる。
具体的な実施形態は下記のとおりである。

圧力伝達板（１）が下向けの作用力を受けるとき、圧力伝達板に連結された圧力伝達管（３）は、下向けの力によって下へ移動し、かつ下端が安定バランス板（６）を貫通する。圧力伝達管（３）外には入れ子構造になるように他の圧力伝達管（４）が取り付けられており、２つの管は所定の範囲内で伸縮することができる。圧力伝達管の上端が圧力伝達管（４）の上端まで伸ばされるとき、圧力伝達管は下向けの力を受け、かつ下端が安定バランス板（６）を貫通する。圧力伝達管（４）は入れ子構造になるように他の固定管（５）に取付けられる。圧力伝達管（４）の上端が固定管の上端に到着するとき、圧力伝達板は下方向の最大移動距離まで移動する。このとき、２つの圧力伝達管の下端外部のばね（２）が圧縮される。

上圧力伝達管と下圧力伝達管と固定管（５）との間の隙間を適度に増加させ、該隙間にボールを増設することにより、これらの間の伸縮弾力性を向上させることができる。

安定バランス板が貫通する圧力伝達管の下端部分に開口が設けられることにより、２つの圧力伝達管の内外の安定バランス板の各部分がこの開口を通過するようにし、一体となった連結を確保することができる。

上部圧力伝達管（３）の下端内壁には、増圧円筒（20）の給水、出水（気体、蒸気）管の弁と連結される引線（７）が設けられている。上部圧力伝達管（３）が下方向へ移動し、かつ下部圧力伝達管がちょうど力を受ける位置に到着すると、引線（７）は円筒弁に対する所定の制御を終わす。弁（１1）は、給水（気体、蒸気）管（1２）と円筒下部の給水（気体、蒸気）管（1３）をオンさせ、給水（気体、蒸気）管（1２）と円筒上部の給水（気体、蒸気）管（1４）をオフさせる。弁（９）は円筒排水管路（1５）をオンさせ、弁（1０）は円筒噴水管路（1０）をオフさせる。

下部圧力伝達管（３）の下端外壁には、増圧円筒（2０）内のピストン（1８）と連結される引棒（1７）が設けられている。上部及び下部圧力伝達管（３、４）が下方向へ同時移動するとき、不変な圧力を具備する水（気体、蒸気）は、管路から円筒の下端に入るとともにピストン（1８）を上方向へ動かす。これと共に、引棒（1７）に連結された引線はピストン（１８）が上方向へ移動するように引っ張る。円筒内のピストン上部の水（気体、蒸気）はピストンが上方向へ移動することによって管路（１５）から排出され、円筒と引棒との間のばね（１９）は力によって伸ばされる。

上部及び下部圧力伝達管（３、４）が下方向の最大移動距離まで移動するとき、円筒内のピストン上部の水（気体、蒸気）は全部排出され、円筒ピストンの下部は最大給水（気体、蒸気）量に達し、ばね（１９）にはピストンを下方向へ動かす回復力が付勢される。

圧力伝達板が受ける作用力が消えるとき、上部圧力伝達管（３）は管路外のばね（２）の回復力によって上方向へ移動し、かつ引線（７）を連動させることによって迅速に円筒管路の弁が所定の制御を終了するようにする。弁（１１）は、給水（気体、蒸気）管路（１２）と円筒下部の給水（気体、蒸気）管路（１３）をオフにさせ、給水（気体、蒸気）管路（１２）と円筒上部の給水（気体、蒸気）管路（14）をオンにさせる。弁（９）は円筒排水管（１５）をオフにさせ、弁（１０）は円筒噴水管路（１６）をオンにさせる。これと共に、下部圧力伝達管（４）は上方向へ移動し、円筒ピストン引棒は下部圧力伝達管（４）が下方向へ移動する力を受けない。ピストンは、ばね（１９）の回復力と管路（１２）内の不変な圧力を具備する水（気体、蒸気）がピストンに与える下方向の圧力を受けることによって上方向へ移動する。ピストン下部の水（気体、蒸気）はピストンからの圧力によって管体（１６）から排出される。上述したステップにより、一回の間欠式洗浄作業が終わる。

圧力伝達板が力を再び受けるとき、前記装置は上述したのと同様な方法で間欠式洗浄作業を行う。

生産、生活における需要が違うことにより、装置の円筒が採用する媒介（媒質）は、水以外の他の液体であってもよく、装置は複数組の圧力伝達管と複数組の円筒を採用することもできる。

Claims (3)

1. 新型節水便器であって、便器通路に隣接している便器の便器口と、前記便器口を密封する便器ピストンとを含み、前記便器口と前記ピストンが密封及び開放可能な構造になっていることを特徴とする新型節水便器。
2. 前記便器口の下部に大きな便器通路部分が設けられていることにより、前記便器ピストンはこの通路部分で回転でき、ピストン上の排泄物及び洗浄水は前記ピストンと前記通路との間の空間から容易にに流れることができ、前記ピストンが上、下方向へ移動させるための構造を更に含む、請求項１に記載の新型節水便器。
3. 前記便器ピストンは、便器口に相対して回転可能な構造を具備する、請求項１に記載の新型節水便器。