JP2018159203A

JP2018159203A - 水洗大便器

Info

Publication number: JP2018159203A
Application number: JP2017055880A
Authority: JP
Inventors: 翼三宅; Tsubasa Miyake; 山▲崎▼　洋式; Hironori Yamazaki; 洋式山▲崎▼
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2018-10-11

Abstract

【課題】排水配管の流れ状態から便器洗浄不良発生の可能性を事前世予測し、予防措置を実施する。【解決手段】使用者が排泄を行うボウルと、該ボウルに洗浄水を供給する給水手段と、前記ボウルの排泄物を洗浄水と共に排出する排出管路と、を備えた水洗大便器であって、前記排出管路と連接される建物に敷設された排水配管内の排泄物搬送速度を測定する速度測定手段と、該速度測定手段による測定結果に基づいて前記給水手段の動作を変動する制御手段と、を備えた。【選択図】図２

Description

本発明は、使用者が排泄を行うボウルと、ボウルに洗浄水を供給する給水手段と、ボウルの排泄物を洗浄水と共に排出する排出管路とを備えた水洗大便器に係わり、特に、建物の敷設された排水配管の閉塞に起因して発生する洗浄不良の抑制に好適な水洗大便器に関する発明である。

従来の詰まり検出方法としては、溜水の水位変化状態を確認している（例えば、特許文献１参照。）。
このような場合、詰まりが発生したことは検出できるものの、特に排水配管に停滞した媒体の状態によって排水配管が洗浄不能になっていくことの予防を行うことはできないという問題があった。

また、使用状態を検出して、排水配管の設備保護のための洗浄を実施しているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
しかし、この場合も排水配管の長さ、曲がり数、勾配、段差などに起因される各施設の状態によって洗浄が実施されるものであるため、排水配管の仕様であったり、使用者がどれくらいトイレットペーパーを排出するかなど、現場特有の対応が実施できず、予防効果としては不足していたり、過大な洗浄水量を排出してしまう恐れがあるという問題があった。

また、溜水の水位変化状態や詰まりを確実に検出するシステムも存在する（例えば、特許文献３参照。）。
しかし、この場合も詰まりを正確に検出しようとする考え方であり、不具合の発生を予防するものではなく、あくまで遠隔検出の方法を示すものでしかない。

特開２０００−２８２５３８号公報特開２００１−３０３６３９号公報特開２０１３−０７２２２１号公報

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、排水配管の流れ状態から便器洗浄不良発生の可能性を事前に予測し、予防措置を実施することである。

上記目的を達成するために構成された本発明によれば、使用者が排泄を行うボウルと、該ボウルに洗浄水を供給する給水手段と、前記ボウルの排泄物を洗浄水と共に排出する排出管路と、を備えた水洗大便器であって、前記排出管路と連接される建物に敷設された排水配管内の排泄物搬送速度を測定する速度測定手段と、該速度測定手段による測定結果に基づいて前記給水手段の動作を変動する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
このように構成された水洗大便器においては、排水配管内の排泄物の搬送速度に基づいて、排水配管の詰まりを推定することができる。そして、その推定に基づいて給水手段を排水配管の詰まりを解消するように制御することで、排水配管の詰まりに起因する便器洗浄不良や洗浄水の溢れなどの不具合の発生を防止することができる。

本発明において、好ましくは、前記速度測定手段は前記排水配管の外側に設けられ、該速度測定手段と前記制御手段とは無線通信可能であることを特徴とする。
そのため、排水配管に対して排泄物の搬送速度を検出しやすい場所に速度測定手段を取り付けることができ、排水配管における詰まりをより正確に推定することができる。

本発明において、好ましくは、前記制御手段は、前記給水手段による給水タイミングと同期して前記速度測定手段おける測定を実行することを特徴とする。
そのため、速度測定手段の測定動作を排泄物が搬送されるタイミングと同期させることができ、速度測定手段の電力消費を抑えることができる。

本発明によれば、排水配管内の排泄物の搬送速度に基づいて、排水配管の詰まりを推定することができる。そして、その推定に基づいて給水手段を排水配管の詰まりを解消するように制御することで、排水配管の詰まりに起因する便器洗浄不良や洗浄水の溢れなどの不具合の発生を防止することができる。

本発明の実施形態の全体構成を示す斜視図である。本発明の実施形態を示す断面図である。本発明の実施形態を示すシステムブロック図である。本発明の実施形態を示すフローチャートである。

図１は、本発明の実施形態の全体構成を示す斜視図である。
水洗大便器１は、使用者の排泄物を受けて下水に排出する陶器製の洋風大便器１１と、この洋風大便器１１に対して市水から供給された洗浄水を供給して便器洗浄を実施するための機能部品等を収納した機能ケース２を有している。機能ケース２は洋風大便器１１の後方に取り付けられ、外観としては一体となるように構成されている。さらに、水洗大便器１は、その上面に使用者が着座する便座２３と、その便座２３を覆い、回動自在に配置された便ふた２４とを有する。水洗大便器１は、付属装置として、操作・表示部２２とを有する。操作・表示部２２と機能ケース２の間の情報伝送は赤外線を媒体として行われる。他の実施形態として、電波を使用した無線通信や、有線の信号伝送であっても良い。

図２は、本発明の実施形態を示す断面図である。図３は、本発明の実施形態を示すシステムブロック図である。図２と図３で、システムを詳説する。
洋風大便器１１の内部には、使用者が排泄を行うボウル１２が凹設されている。このボウル１２の底部には、排出管路としてのトラップ１４が繋がっている。トラップ１４は上昇部と下降部とから成る略Ｕ字形状の管路である。ボウル１２にはトラップ１４の頂点となる水位となる溜水１３か存在し、臭気を含む衛生配慮が行われている。排泄物混じりの溜水１３は、給水手段１９によって供給される洗浄水によって、排泄物混じりの溜水１３は排水ソケット１５を経由して、建物に敷設されている排水配管１６に排出されることになる。本実施形態では、排水配管１６内部の排泄物やトイレットペーパーなどの汚物が搬送される速度測定する速度測定手段１８が組み付けられている。この速度測定手段１８によって搬送速度が遅いことが検出された場合には。排水配管１６内に停滞した汚物が存在している、即ち、排水配管１６に詰まりが発生していること考えられる。

この排水配管１６における詰まりは、水洗大便器１で発生する洗浄不良の原因となる。排水配管１６で詰まりが発生する要因としては、建物に起因する不具合だけでなく、使用者に起因するものとしては、JIS A 5207（衛生器具-便器・洗面器類）の基準で定められている量を著しく超えるような大量のトイレットペーパー使用や、その負荷に適合しない洗浄操作（例：大量のトイレットペーパーを小洗浄操作で排出）のようなことによって、汚物の搬送速度が低下することが考えられる。汚物の搬送速度が低いということは、想定される部分まで搬送できないことになり、結果として排水配管１６が閉塞して、水洗大便器１の洗浄不良や、詰まりに起因する溜水１３の溢れなどが発生する恐れがあることになる。

本実施形態の水洗大便器１では、排水配管１６内の汚物搬送速度を速度測定手段１８で測定して、想定通りに汚物が詰まらない状態で搬送が行われているか、または、搬送が想定通りではなく、汚物が停滞して詰まっているのかを判定し、汚物が詰まっていると判定したときにはその詰まりを解消するように給水手段１９を動作させるようになっている。この給水手段１９の動作としては、繰り返して洗浄を行うことや洗浄水量を増加させるなどを行うことで、排水配管１６に排出される洗浄水量を増やして、排水配管１６に停滞している汚物の排出を促して詰まりを抑制することができる。このように詰まりを抑制することで、便器洗浄不良の未然防止を行うことになる。

排水配管内の汚物搬送状態はシミュレーションが可能となっている（例えば、松尾隆史,大塚雅之他；排水横管内における汚物搬送性能の予測手法の基礎的研究（第3 報）トイレットペーパーにおける計算モデルの検討，空気調和衛生工学会大会，２０１６０９１５）。また、本発明者の確認結果によれば、略水平に敷設された排水配管１６において、その入り口から３ｍ乃至５ｍ程度の地点で、０．１ｍ／ｓ以下の搬送移動速度になると、その下流位置で汚物が停止し、排水配管１６内で汚物の停滞が発生しやすいことが把握できている。そのため、水洗大便器１のトラップ１４の排出位置から水平方向で３ｍ乃至５ｍ程度の排水配管１６に内部の汚物の搬送速度を測定するように速度測定手段１８を設ければ、排水配管１６に汚物が停滞して詰まっているかを推定できることになる。なお速度測定手段１８の測定技術としては、マイクロ波を利用したドップラーレーダーを採用している。マイクロ波は樹脂製の排水配管１６を透過するため、排水配管に加工を行わなくても測定機能の実現が可能である。また、ドップラー信号の周波数および振幅をフィルタリングすることで、洗浄水による信号を除去して、汚物等の搬送物の搬送速度を測定するように構成されている。

また、速度測定手段１８の測定結果は、水洗大便器１の制御手段２５と無線通信するように送受信アンテナ（図示せず）を内蔵している。また、水洗大便器１の機能ケース２にも制御手段２５と無線通信するように送受信アンテナ（図示せず）が収納されている。このように、速度測定手段１８を無線通信できるものとすることで、通信用の配線を省略することができる。なお速度測定手段１８の駆動電源としては電池を内蔵している。この電池の消耗を抑えるため、制御手段２５からの指示に基づいて速度測定を行うように構成されている。具体的には、定常状態では速度測定手段１８は受信アンテナのみを定期的に駆動しておき、制御手段２５から速度測定の開始指示を受信するとドップラーレーダーを起動して排水配管１６内における排泄物の移動速度の測定を開始する。その後、制御手段２５から測定終了の指示を受信するとドップラーレーダーの動作を終了し、測定開始から測定終了までの期間に測定した測定速度を制御手段２５に向けて送信し、定常状態に移行して制御手段２５からの測定開始指示を待つ。

次に、本発明の実施形態における水洗大便器１の動作シーケンスについて説明する。
図４は、本発明の実施形態を示すフローチャートである。
Ｓ１０１で本発明のシーケンスを開始する。Ｓ１０２では洗浄時間タイマＴへの初期設定であり、洗浄時間タイマＴへｔ１秒を登録する。そして、Ｓ１０３において使用者による便器洗浄操作が行われたどうかかを判定する。使用者による便器洗浄操作が行われたと判定すると（Ｓ１０３Ｙ）、Ｓ１０４で給水手段１９を開弁して洋風大便器１１への給水を開始（便器洗浄の開始）する。また、Ｓ１０５で速度測定手段１８に対して速度測定の開始指示を送信する。速度測定手段１８では、この開始信号を受信して速度測定を開始する。

続いて、Ｓ１０６では、給水開始から洗浄時間タイマＴに登録されている時間が経過したかどかを判定し、経過したと判定されると（Ｓ１０６Ｙ）、Ｓ１０７に進んで給水手段１９を閉弁して洋風大便器１１への給水を終了（便器洗浄の終了）する。そして、Ｓ１０８では、速度測定手段１８に対して測定終了指示を送信する。速度測定手段１８は、この終了信号を受信して速度測定を終了し、その測定結果を制御手段２５に向けて送信する。具体的には、測定開始から測定終了までの間において、排水配管１６を搬送されている排泄物の速度として測定した速度の中で、最も速い速度を測定速度Ｖとして制御手段２５へ送信する。

制御手段２５では、この測定速度Ｖを受信して（Ｓ１０９）、測定速度Ｖが規定速度Ｖ１よりも遅いかどうかを判定する（Ｓ１１０）。測定速度Ｖが規定速度Ｖ１よりも速い場合には（Ｓ１１０Ｎ）、排水配管１６で排泄物が正常に搬送されていると考えられるため、引き続いて前回の測定速度Ｖｍと今回の測定速度Ｖとの速度差が規定速度差Ｖ２より大きいかどうかが判定される（Ｓ１１１）。規定速度差Ｖ２以下である場合には（Ｓ１１１Ｎ）、排水配管１６における搬送状態が前回から大幅に低下しておらず、正常な搬送が行われていると考えられるため、結果として、便器洗浄不良の恐れは無い状態であるとして、今回の測定速度Ｖを前回測定速度Ｖｍとして記憶して（Ｓ１１２）、Ｓ１０３に戻って次回の洗浄操作を待つ。

なお、規定速度Ｖ１としては、排水配管１６における排泄物の正常な搬送速度よりも十分に小さい速度であって、排水配管１６内で排泄物が停止する可能性が高い速度が設定されており、例えば０．１ｍ／ｓ程度である。また、規定速度差Ｖ２としては、搬送される汚物はバラツキが大きいことから固定値とはせずに前回の測定速度を利用して演算することが好ましく、例えば前回の測定速度Ｖｍの２割乃至５割程度とする。

一方で、Ｓ１１０において、測定速度Ｖが規定速度Ｖ１よりも遅いと判定された場合（Ｓ１１０Ｙ）、または、Ｓ１１１において、速度差が規定速度差Ｖ２よりも大きいと判定された場合には（Ｓ１１１Ｙ）、排水配管１６における排泄物の移動が正常に行われておらず、排水配管１６内で汚物が停止して詰まりが発生する恐れがあると考えられるため、排水配管における排泄物搬送能力を向上させるためにＳ１１３に移行する。Ｓ１１３では、便器洗浄タイマＴの登録時間をｔ２秒（ｔ２＞ｔ１）に設定し、次回の便器洗浄時の給水時間を長くすることで、次回の便器洗浄時に排水配管１６へ排出される洗浄水量を増加させ、Ｓ１０３に戻って次回の洗浄操作を待つ。

なお、Ｓ１１３において、排水配管１６が詰まりの恐れがある旨を報知するようにしてもよい。使用者はこの報知に基づいて洗浄を繰り返すことや、小便時でも大便時の洗浄を指示することで便器の洗浄水量を増加させることや、トイレットペーパー使用量削減や、排尿でも大洗浄操作を実施するなど、排水配管の設備保護を意識して実施することができる。また、報知が頻繁に行われることで使用者に対応依頼を促すことにもなる。即ち、報知が繰り返し行われることで、排水配管内部の腐食物除去や勾配調整などの排水配管メンテナンス作業の必要性を使用者へ知らせることになる。土壌は、地震等の影響で凹凸や傾斜が発生することがある。建物も重量負荷や環境変動によって傾くことや、それに伴う負荷力によって排水配管接続部の隙間などが発生することがある。鋼製の排水配管が錆で腐食するだけでなく、コンクリート製の汚水枡も接する水によって経時的に腐食する。結果として、排水配管には経時的な変動が発生する可能性があるが、それらの影響を知ることで、対応依頼が必要なことを使用者に認識させることが可能となり、使用者は、定期的なメンテナンスを実施して、長く建物を信頼性高く使用するたことが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、排水配管１６の詰まりを解消するために１回の洗浄時に流す洗浄水の量（リットル／回）を増やしているが、１回の洗浄時における洗浄水量は変更せず、洗浄動作を２回以上繰り返すことで排水配管１６の搬送能力を向上させるようにしてもよい。この場合、１回目の洗浄によって停滞汚物の上流側に背負い水が形成された状態で、２回目の洗浄によって高いヘッドから高エネルギーの給水が実施されるため、高い搬送性能が期待できることになる。

１…水洗大便器
２…機能ケース
１１…洋風大便器
１２…ボウル
１３…溜水
１４…トラップ
１５…排水ソケット
１６…（建物の）排水配管
１８…（排水配管の）速度測定手段
１９…給水手段
２２…操作・表示部
２３…便座
２４…便ふた
２５…制御手段

Claims

使用者が排泄を行うボウルと、該ボウルに洗浄水を供給する給水手段と、前記ボウルの排泄物を洗浄水と共に排出する排出管路と、を備えた水洗大便器であって、
前記排出管路と連接される建物に敷設された排水配管内の排泄物搬送速度を測定する速度測定手段と、該速度測定手段による測定結果に基づいて前記給水手段の動作を変動する制御手段と、
を備えたことを特徴とする水洗大便器。
前記速度測定手段は前記排水配管の外側に設けられ、該速度測定手段と前記制御手段とは無線通信可能である請求項１記載の水洗大便器。
前記制御手段は、前記給水手段による給水タイミングと同期して前記速度測定手段おける測定を実行する請求項２記載の水洗大便器。