JP2020063622A - トイレ空間用脱臭装置 - Google Patents

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清岳 浮貝
勇哉 音羽
Yuya Otowa
勇哉 音羽
頌子 上本
Shoko Uemoto
頌子 上本
俊一 中道
Shunichi Nakamichi
俊一 中道
香奈子 磯野
Kanako Isono
香奈子 磯野
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Abstract

【課題】本発明は、水溜め部に水が残りにくいトイレ空間用脱臭装置を提供する。【解決手段】トイレ空間用脱臭装置は、吸気口から空気を吸気するファン装置と、排水口を形成する排水部と、吸気口と排気口とを連通し空気を流通させる脱臭風路中に設けられ、脱臭風路中で水を溜めることが可能な水溜め部であって、排水口に向かう第1の方向に沿って下り傾斜した底面を有する水溜め部と、水溜め部へ給水する給水部と、水溜め部に溜めた水を第1の方向に交差する方向に誘引しつつ、排水口に排水する誘引排水手段と、を備えている。【選択図】図3

Description

本発明は、トイレ空間用脱臭装置に関する。
トイレ空間において脱臭を行う脱臭装置として、空気を水に接触させることによって、空気に含まれる臭気成分を水に溶解させるものが知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1に記載の脱臭装置は、温水洗浄便座に設けられ、ファン装置によって気体流路に吸入された空気に水を噴出する水噴出装置を備える。気体に含まれる臭気および浮遊物が付着した水は、貯水部に落下した後に貯水部から下り傾斜の水導出部に導出され、または水導出部に落下して、水導出部から便鉢部内へと排水される。
特開2017−223030号公報
特許文献1のような排水構造において、排水される水の状態や量、速度によっては排水が十分になされず、水導出部に水が残る可能性がある。例えば、水が噴出される場合、水導出部に落下することで水導出部にて水が分散して着水した状態となり、水導出部を流れる水の厚みが薄くなりやすい。流れる水の厚みが薄いことで、水の流れが途切れやすくなり、途切れた水が取り残され、水導出部に残水を生じさせやすくなる。残水はバイオフィルムが形成される原因になり得る。
そこで、本発明は、水溜め部に水が残りにくいトイレ空間用脱臭装置を提供する。
第1の発明のトイレ空間用脱臭装置は、吸気口を形成する吸気部と、排気口を形成する排気部と、前記吸気口から空気を吸気するファン装置と、排水口を形成する排水部と、前記吸気口と前記排気口とを連通し空気を流通させる脱臭風路中に設けられ、前記脱臭風路中で水を溜めることが可能な水溜め部であって、前記排水口に向かう第1の方向に沿って下り傾斜した底面を有する水溜め部と、前記水溜め部へ給水する給水部と、前記水溜め部に溜めた水を前記第1の方向に交差する方向に誘引しつつ、前記排水口に排水する誘引排水手段と、を備えている。
第1の発明によれば、誘引排水手段によって水を集約しつつ排水でき、この集約された水は流れが途切れることを抑制されつつ排水口に向かって流れる。これにより、水が途切れることを抑制でき、水溜め部の底面上に水が残ることを抑制できる。これにより、水溜め部の底面におけるバイオフィルムの形成を抑制できる。
第2の発明は、第1の発明において、前記誘引排水手段は、前記水溜め部の前記底面にて上下方向に延びる壁面である。
第2の発明によれば、簡易な構造にて水溜め部の底面上の残水の抑制が可能となる。
第3の発明は、第2の発明において、前記壁面は、前記第1の方向に延びる。
第3の発明によれば、壁面が第1の方向に延びる構成は、第1の方向に交差する方向に延びる構成に比べて、壁面に集約した水を排水口に向けて排水しやすくできる。
第4の発明は、第3の発明において、前記水溜め部の前記底面は、前記壁面に向かって下り傾斜している。
第4の発明によれば、壁面に、水をより集約させやすい。
第5の発明は、第3又は第4の発明において、前記水溜め部に負圧を形成する負圧形成手段と、前記負圧形成手段の駆動を制御する制御部と、をさらに備え、前記制御部は、前記負圧形成手段を駆動させ、この駆動により形成される負圧によって前記水溜め部に流れ込む空気を、水に押し当てることで、前記給水部から給水される水を前記水溜め部に溜め、前記負圧形成手段の停止によって、前記水溜め部に溜めた水を前記排水口から排水させ、前記壁面は、前記水溜め部の前記底面から上方へ突出するリブを形成する。
第5の発明によれば、凹部(溝)はリブに比べて排水性が高くなる傾向があるため、負圧で水溜め部の貯水を保持する構成においては、リブの方が凹部(溝)よりも、貯水の保持と誘引排水との両立が容易になる。
第6の発明は、第2〜第5の発明のいずれか1つにおいて、前記誘引排水手段は、前記排水口の底面側の一部に、前記水溜め部の前記底面の前記第1の方向に沿った下り傾斜とは逆勾配の面を形成する。
第6の発明によれば、排水口の底面側の一部に形成した逆勾配の面によって、水溜め部の底面に設けた壁面から離れた領域を流れる水がそのまま第1の方向に沿って排水口から排水されてしまうのを抑制し、壁面に水が誘引されるのを助長する。このため、水がより壁面に集約されやすくなる。
本発明のトイレ空間用脱臭装置によれば、水溜め部に水が残りにくくできる。
実施形態のトイレ装置の斜視図である。 第1実施形態の水脱臭ユニットの斜視図である。 図2の水脱臭ユニットからカバーを外した状態の斜視図である。 第1実施形態の水脱臭ユニットの断面図である。 第1実施形態の水脱臭ユニットにおける水溜め動作時の模式断面図である。 第1実施形態の水脱臭ユニットにおける排水動作時の模式断面図である。 (a)は第1実施形態の水脱臭ユニットにおける排水作用を説明するための模式平面図であり、(b)は第3実施形態の水脱臭ユニットにおける排水作用を説明するための模式平面図である。 比較例の水脱臭ユニットにおける排水作用を説明するための模式平面図である。 第2実施形態の水脱臭ユニットの排水口側の正面図である。 第3実施形態の水脱臭ユニットの排水口付近の拡大斜視図である。 第3実施形態の水脱臭ユニットの断面図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態の1つについて説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
図1は、実施形態のトイレ装置1の斜視図である。
図1に示すように、トイレ空間に設置されるトイレ装置1は、腰掛大便器(以下、単に便器と称する)100と、便器100の上に設置された衛生洗浄装置200とを有する。便器100は、上方に向けて開口され水が溜められたボウル部101を有する。ボウル部101は操作部(図示せず)を使用者が操作することで洗浄水により洗浄され、排水配管(図示せず)へと洗浄水を排水する。衛生洗浄装置200は、便器100に腰掛けた使用者のおしりなどの局部の洗浄を実現する局部洗浄機能部などを有する。なお、図1においては、局部洗浄機能部に含まれるノズル等を図示せず省略している。
また、衛生洗浄装置200は、トイレ空間用脱臭装置(以下、単に脱臭装置と称する)10を有する。脱臭装置10は、水脱臭ユニット20と、制御部90とを有する。
図2は、第1実施形態の水脱臭ユニット20の斜視図である。
図3は、図2の水脱臭ユニット20からカバー22を外した状態の斜視図である。
図4は、水脱臭ユニット20の断面図である。
図2〜図4に示すように、水脱臭ユニット20は、ケース21と、カバー22とを有する。ケース21とカバー22との間の空間に、水脱臭部40、ファン装置60、および酸化触媒70が設けられている。
ファン装置60の駆動により、ケース21とカバー22との間の空間内を空気が流れる。この空気が流れる風路(脱臭風路)80の一端部に吸気口部123が設けられ、他端部に排気口部124が設けられている。吸気口部123は吸気口23を形成し、排気口部124は排気口24を形成する。脱臭風路80は吸気口23と排気口24とを連通する。また、後述するように、吸気口23は排水口25を兼ねている。脱臭風路80において吸気口23および排気口24以外の領域は、ケース21およびカバー22によって覆われている。
吸気口23は脱臭風路80の最上流に位置し、排気口24は脱臭風路80の最下流に位置する。ファン装置60は、水脱臭部40よりも、脱臭風路80における下流側に配置されている。酸化触媒70は、ファン装置60よりも、脱臭風路80における下流側に配置されている。吸気口23と排気口24との間に、吸気口23側から順に、水脱臭部40、ファン装置60、および酸化触媒70が配置されている。
水脱臭部40は、水溜め部50を有する。水溜め部50は、吸気口23とファン装置60との間に位置する。水脱臭ユニット20が図1に示す便器100の上に設置された状態において、吸気口23はボウル部101に向けて開口する。ファン装置60の駆動により、吸気口23から水溜め部50に空気が吸気される。
例えば、ケース21の内側の側面における排水口25の近傍に給水部27が設けられている。図4に示すように、給水部27は、例えば給水口27aを有する給水ノズルである。水脱臭ユニット20が図1に示す便器100の上に設置された状態において、給水部27は、水溜め部50の外部に位置し、ボウル部101の開口の上方に位置する。図4に示すように、排水口25は、水溜め部50と給水部27との間に位置する。給水部27は、排水口25を挟んで水溜め部50と逆側の位置、かつ給水部27から水溜め部50に給水可能な位置に設けられる。
給水部27の給水口27aは排水口25に向けられている。その給水口27aから排水口25を通じて水溜め部50に向けて水が給水され、水溜め部50はその水を溜めることが可能となっている。
水溜め部50に溜められた水は、排水口25を形成する排水部125から排水される。本実施形態では、吸気口23が排水口25を兼ねている。排水口25は、排水受け部であるボウル部101に向けて開口し、水溜め部50に溜められた水は排水口25からボウル部101へ排水される。
水溜め部50においてファン装置60側に水受け壁41が設けられている。水受け壁41は、水溜め部50の底面から脱臭風路80内へ向けて突出している。水受け壁41の上端と、カバー22との間には、水溜め部50からファン装置60側への空気の流通を許容する空間が形成されている。
水溜め部50は、排水口25に向かう第1の方向A(図3に示す)に沿って下り傾斜した底面51を有する。底面51は、水受け壁41から排水口25に向かって一定の傾きの下り勾配をもつ。または、底面51は、異なる傾斜角度の複数の下り傾斜面を組み合わせて構成されてもよい。また、底面51は、曲面を含んでいてもよい。
図4に示すように、排水口25より外側にも、水溜め部50の底面51から続く下り傾斜の傾斜面52が形成されている。傾斜面52の傾きは、水溜め部50の底面51の傾きよりも大きい。
水溜め部50の底面51に、水溜め部50に溜めた水を第1の方向Aに交差する方向に誘引しつつ、排水口25に排水する誘引排水手段が設けられている。誘引排水手段は、水溜め部50の底面51にて上下方向に延びる。本実施形態では、誘引排水手段として、水溜め部50の底面51から上方へ突出する第1リブ31が設けられている。第1リブ31は第1の方向Aに延び、第1リブ31は第1の方向Aに延びる一対の壁面31aを有する。第1リブ31の第1の方向Aの長さは、第1の方向Aに直交する方向の長さよりも長い。
第1リブ31の一端は水受け壁41に接し、他端は傾斜面52上に位置する。第1リブ31の上端は、水受け壁41の上端よりも低い位置にある。第1リブ31は、水溜め部50の底面51を、例えば、第1の方向Aに直交する第2の方向に二等分する位置に設けられている。
次に、本実施形態の脱臭装置10の動作について説明する。
図1に示す便器100への使用者の着座が検知されると、制御部90の制御により、ファン装置60が駆動され、給水部27から水溜め部50へ水が給水される。例えば、ファン装置60の駆動と、給水部27からの給水は同時に開始される。または、ファン装置60の駆動タイミングと、給水タイミングにはタイムラグがあってもよい。制御部90は、ファン装置60の駆動開始および停止、ならびに給水部27からの水の給水開始および停止を制御する。駆動されたファン装置60は、吸気口23から脱臭風路80内に空気を吸気する。
図5は、本実施形態における水溜め動作時の模式断面図である。
図5において、脱臭風路80内の空気の流れを黒太線の矢印で表す。吸気口23から吸気された空気は、水溜め部50の空間を流れてファン装置60に吸い込まれ、さらにファン装置60からはき出された空気は酸化触媒70を通過して排気口24から排気される。
大気圧下の空気が吸気口23から脱臭風路80内に吸い込まれる。すなわち、ファン装置60は、脱臭風路80に負圧を発生させる負圧形成手段として機能する。水溜め部50の底面51は、排水口25へ向けて下り傾斜を形成しているため、水溜め部50に給水された水は水溜め部50の底面51を排水口25に向かって流れ得る。
しかしながら、ファン装置60が駆動された状態においては、水溜め部50に発生した負圧によって、水の排水方向に逆らう方向に流れる空気を水に押し当て、給水部27から給水された水を水溜め部50に溜めることができる。空気に押された水Wは、水受け壁41に堰き止められ、脱臭風路80における下流側への移動が阻止される。給水部27からの水の給水は所定時間後に停止される。
吸気口23から吸気され臭気成分を含んだ空気は、水溜め部50に溜められた水Wの水面に沿うように流れ、水溜め部50に溜められた水Wの水面が脱臭風路80の一部を形成する。そして、臭気成分の内、アンモニアやトリメチルアミンなどの水溶性の高い臭気成分が水溜め部50に溜められた水Wに溶解し、脱臭される。
脱臭風路80中をさらに下流側に流れた空気中における、水Wに溶解しなかった硫化水素やメチルメルカプタンなどの臭気成分は、酸化触媒70により脱臭される。酸化触媒70は、硫化水素、メチルメルカプタンを酸化し分解する。
このように本実施形態によれば、水脱臭部40で、水溶性の高いアンモニアやトリメチルアミンを脱臭でき、さらに、酸化触媒70で、アンモニアやトリメチルアミンに比べて水に溶解しにくい硫化水素やメチルメルカプタンを脱臭することができる。脱臭された空気は、排気口24から排気される。
また、吸気口23から空気と一緒に吸い込まれた埃や紙片等の粉塵を、水溜め部50に溜められた水Wで捕捉することができ、酸化触媒70に粉塵が流れることによる酸化触媒70の性能低下を抑制することができる。さらに、ファン装置60も、水溜め部50よりも脱臭風路80の下流側に配置されているため、粉塵がファン装置60へ到達してしまうことも抑制できる。また、通常、脱臭装置の吸気口には、粉塵を補足するためのメッシュフィルタが設けられるが、本実施形態においては、水溜め部50により粉塵を補足することができ、メッシュフィルタを設けなくともよい。そのため、本実施形態においては、メッシュフィルタをメンテナンスする手間をなくすことができる。
また、1つのファン装置60を用いた1つの脱臭風路80中に水脱臭部40と酸化触媒70を配置した簡易な構成により、水溶性の高い臭気成分と、それら臭気成分より水溶性は低いが酸化分解性の高い臭気成分の両方を効果的に脱臭することができる。大型化および複雑化の抑止と脱臭性能とを両立することができる。
また、空気の流れを伴う負圧の形成によって水溜め部50に水Wを溜め、その水Wの水面が脱臭風路80の一部を形成し、水Wの水面に沿って臭気成分を含む空気が流れる。このような構成は、例えば負圧の形成によって水を溜めるのではなく、あらかじめタンクに水を蓄えておき、蓄えた水の表面に空気を接触させる構成より、水面に接触する空気の量を多くでき、臭気成分の水への溶解効率を向上させることができる。従って、本実施形態は、大型化および複雑化の抑止と、脱臭性能とを両立させる。
図6は、本実施形態における排水動作時の模式断面図である。
使用者が便器100から離座し、離座に基づいてファン装置60の駆動が停止される。ファン装置60の停止により、水溜め部50は大気圧に戻り、水Wを溜まった状態に保持していた力が解除される。そして、水溜め部50の底面51は、排水口25に向かって下り傾斜しているため、水溜め部50に溜まっていた水Wは、図6に示すように、排水口25から便器100のボウル部101(図1に示す)に排水される。また、水溜め部50に溜められた水Wに捕捉された粉塵なども水Wとともに排水される。
図8は、比較例における排水作用を説明するための模式平面図である。
この比較例においては、水溜め部50の底面51に誘引排水手段にあたる凹凸構造などは設けられていないため、水は底面51の下り傾斜に沿った第1の方向Aへの流れが妨げられることなく(流れる方向が変えられることなく)、排水口25に向かって流れる。このとき、水が表面張力で凝集する力に打ち勝って一部の水が速く流れてしまうと、水が薄くなり途切れて、底面51上に島状に残る残水が生じやすくなる。この底面51上の残水は、バイオフィルムが形成される原因になり得る。
図7(a)は、上述した第1実施形態における排水作用を説明するための模式平面図である。
第1実施形態においては、底面51上に第1リブ31を設けている。この第1リブ31は、水溜め部50に溜めた水を、底面51上において第1の方向Aに交差する方向に誘引しつつ、排水口25に向けて排水する誘引排水手段として機能する。
すなわち、底面51上において水の流れが第1リブ31の一対の壁面31aに引き寄せられるコアンダ効果によって、水が第1リブ31の壁面31aでの水の流れに凝集する。壁面31aでの水の流れは底面51をそのまま流れるよりも遅くなるため、他の領域で流れに取り残されそうになる水が壁面31aに凝集することができる。この壁面31aに凝集して集約された水は、流れが途切れることを抑制されつつ排水口25に向かって流れる。これにより、水が薄くなって途切れることを抑制でき、底面51上に島状に水が残ることを抑制できる。これは、底面51におけるバイオフィルムの形成を抑制する。
誘引排水手段として、水溜め部50の底面51にて上下方向に延びる壁面31aを形成することで、簡易な構造にて底面51上の島状の残水の抑制が可能となる。
リブのような凸部の他に、例えば凹部(溝)を底面51に形成することによっても、底面51にて上下方向に延びる壁面を形成することができる。1つの凹部(溝)に対して、排水は1箇所(凹部内)に集約されるが、一方で、上記第1リブ31のような凸部の場合、2箇所(第1リブ31の一対の壁面31aの夫々)に排水を集約することができる。
凹部(溝)内に集約された水は凹部(溝)に沿う方向以外の方向への流れが規制され、凸部の壁面に集約された水に比べて凹部(溝)に沿って排水口に向けて流れやすく排水性が高くなる傾向がある。そのため、上述したように負圧で水溜め部50の貯水を保持する構成においては、第1リブ31のような凸部の方が凹部(溝)よりも、貯水の保持と誘引排水との両立が容易になる。
また、水溜め部50の底面51にて上下方向に延びる壁面(第1リブ31の壁面31a)は、第1の方向Aに交差する方向に延びる構成であってもよい。なお、上記実施形態のように、第1リブ31が第1の方向Aに延びる構成は、第1の方向Aに交差する方向に延びる構成に比べて、第1リブ31の壁面31aに集約した水を確実に排水口25に向けて排水しやすくできる。
また、排水機構として可動部材、例えば電磁弁を用いた場合、電磁弁の固着により開弁不良が生じ排水できなくなる懸念があるが、本実施形態では、そのような排水機構を設けずに、ファン装置60による負圧の形成を停止するだけで排水できる。簡単な構成で水溜め部50から水を排水して、水溜め部50に残る水を少なくすることができ、残った水に起因するバイオフィルムの形成を抑制することができる。
図9は、第2実施形態の水脱臭ユニットにおける排水口25側の正面図である。
第1実施形態の水溜め部50の底面51は、第1の方向Aに直交する第2の方向において勾配をもたずに、平坦である。これに対して、第2実施形態における水溜め部50の底面51は、第2の方向にも勾配が形成され、図9に示すように、ケース21の側面から第1リブ31の壁面31aに向かって下り傾斜している。このため、第1リブ31の壁面31aに、水をより集約させやすい。
図10は、第3実施形態の水脱臭ユニットにおける排水口25付近の拡大斜視図である。図11は、第3実施形態の水脱臭ユニットの断面図である。
第3実施形態においては、誘引排水手段として、第1リブ31に加えてさらに第2リブ32が設けられている。第2リブ32は、排水口25の底面側の一部に堰のように設けられている。第2リブ32は、水溜め部50の底面51と鈍角を形成して底面51に連続する上面32aを有する。第2リブ32の上面32aは、水溜め部50の底面51の第1の方向Aに沿った下り勾配とは逆の勾配をもつ。または、第2リブ32の上面32aは、水平面であってもよい。
図10に示すように、一対の第2リブ32が、第1リブ31を前述した第2の方向に挟む位置に設けられ、それぞれの第2リブ32は第2の方向に沿って延びている。第2リブ32は第1リブ31から離間している。そのため、第1リブ31の壁面31aに集約されつつ第1リブ31に沿って流れる水の排水口25からの排水は、第2のリブ32によって阻害されない。
図7(b)は、第3実施形態における排水作用を説明するための模式平面図である。
第2リブ32は、第1リブ31から離れた領域を流れる水がそのまま第1の方向Aに沿って排水口25から排水されてしまうのを抑制し、第1リブ31の壁面31aに水が誘引されるのを助長する。このため、水がより第1リブ31の壁面31aに集約されやすくなる。これにより、底面51上で水が途切れることによる島状の残水をより抑制できる。
1本の第1リブ31に限らず、複数本の第1リブ31を水溜め部50の底面51上に設けてもよい。また、第1の方向Aに沿って延びる第1リブ31は途中で途切れていてもよい。または、リブではなく、第1の方向Aに沿って延びず、柱状の凸部を誘引排水手段として水溜め部50の底面51上に設けてもよい。
以上説明した実施形態では、脱臭装置10を衛生洗浄装置200に設けた例を説明したが、本発明による脱臭装置は、大便器および小便器の少なくともいずれかを含むトイレ空間に設けられればよく、脱臭装置10は例えば小便器に設けてもよい。
また、本発明は、ファン装置60の空気吸引によって水溜め部50に負圧を形成することに限らず、例えばポンプの空気吸引によって水溜め部50に負圧を形成してもよい。
また、本発明は、吸気口23が排水口25も兼ねる構成に限らず、吸気口23と排水口25をそれぞれ別の構成要素として設けてもよい。
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
1…トイレ装置、10…脱臭装置、20…水脱臭ユニット、23…吸気口、24…排気口、25…排水口、27…給水部、31…第1リブ、32…第2リブ、40…水脱臭部、50…水溜め部、60…ファン装置、70…酸化触媒、80…脱臭風路、90…制御部、100…便器、101…ボウル部、200…衛生洗浄装置

Claims (6)

  1. 吸気口を形成する吸気部と、
    排気口を形成する排気部と、
    前記吸気口から空気を吸気するファン装置と、
    排水口を形成する排水部と、
    前記吸気口と前記排気口とを連通し空気を流通させる脱臭風路中に設けられ、前記脱臭風路中で水を溜めることが可能な水溜め部であって、前記排水口に向かう第1の方向に沿って下り傾斜した底面を有する水溜め部と、
    前記水溜め部へ給水する給水部と、
    前記水溜め部に溜めた水を前記第1の方向に交差する方向に誘引しつつ、前記排水口に排水する誘引排水手段と、
    を備えたトイレ空間用脱臭装置。
  2. 前記誘引排水手段は、前記水溜め部の前記底面にて上下方向に延びる壁面である請求項1記載のトイレ空間用脱臭装置。
  3. 前記壁面は、前記第1の方向に延びる請求項2記載のトイレ空間用脱臭装置。
  4. 前記水溜め部の前記底面は、前記壁面に向かって下り傾斜している請求項3記載のトイレ空間用脱臭装置。
  5. 前記水溜め部に負圧を形成する負圧形成手段と、
    前記負圧形成手段の駆動を制御する制御部と、
    をさらに備え、
    前記制御部は、前記負圧形成手段を駆動させ、この駆動により形成される負圧によって前記水溜め部に流れ込む空気を、水に押し当てることで、前記給水部から給水される水を前記水溜め部に溜め、
    前記負圧形成手段の停止によって、前記水溜め部に溜めた水を前記排水口から排水させ、
    前記壁面は、前記水溜め部の前記底面から上方へ突出するリブを形成する請求項3又は4に記載のトイレ空間用脱臭装置。
  6. 前記誘引排水手段は、前記排水口の底面側の一部に、前記水溜め部の前記底面の前記第1の方向に沿った下り傾斜とは逆勾配の面を形成する請求項2〜5のいずれか1つに記載のトイレ空間用脱臭装置。
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