JP2020200645A - トイレ空間用脱臭装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】大型化および複雑化を抑止し、脱臭性能を向上させることができる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、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と、前記水溜め部の壁部に設けられ、前記吸気口から前記脱臭風路に吸気した空気の流れる方向を前記水溜め部に溜めた水に向かわせるよう変える気流変更部と、を備えている。【選択図】図4

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には、ファン装置によって気体流路に吸入された気体に水を霧状に噴出する水噴出装置が開示されている。その水噴出装置は、振動子またはノズルを備えている。また、例えば、特許文献2には、エアポンプの駆動により便器内の空気が空気吸引管内に吸引され、消臭室底の逆流防止板を通過して消臭室内部に貯められた貯水内に導入する構成が開示されている。
特開2017−223030号公報 実開平4−117074号公報
特許文献1のような構成では、振動子自体、ノズル自体、さらに振動子やノズルを動作させるための機構等により、脱臭装置が大型化および複雑化する懸念がある。また、特許文献2のように、水が溜められた消臭室の底から空気を吸引し水中に空気を導入する構成では、比較的強い吸引力を備える吸引装置が求められ、その吸引装置の大型化に起因して脱臭装置が大型化する懸念がある。また、臭気成分を含む空気と接触する水の表面積が大きいほど脱臭性能は向上する。しかし、水の表面積を大きくすると脱臭装置が大型化してしまう懸念がある。
そこで、本発明は、大型化および複雑化を抑止し、脱臭性能を向上させることができる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、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と、前記水溜め部の壁部に設けられ、前記吸気口から前記脱臭風路に吸気した空気の流れる方向を前記水溜め部に溜めた水に向かわせるよう変える気流変更部と、を備えている。
第1の発明によれば、水溜め部に溜めた水に向かわせる気流を生じさせ、水溜め部に溜めた水に空気を衝突させることができる。これにより、大型化および複雑化を抑止し、水に接触する空気の比率を増やし脱臭性能を向上させることができる。
第2の発明は、第1の発明において、前記水溜め部の下壁部側に水が溜められ、前記気流変更部は、前記水溜め部の上壁部に設けられている。
第2の発明によれば、水溜め部の下壁部側に溜めた水に対して空気を上から効率よく衝突させることができ、水に接触する空気の量を増大させやすい。
第3の発明は、第1または第2の発明において、前記気流変更部は、前記水溜め部の前記壁部に設けられた凹部または凸部である。
第3の発明によれば、水溜め部の壁部の成形や加工により容易に形成することができ、脱臭装置の大型化および複雑化をまねかない。
第4の発明は、第3の発明において、前記凹部または前記凸部は、前記水溜め部に溜めた水に向かう壁面を有する。
第4の発明によれば、簡単な構成で、水溜め部に溜めた水に向かわせる空気の流れを作り出すことができる。
第5の発明は、第1〜第4の発明のいずれか1つにおいて、前記気流変更部は、前記水溜め部の後壁部から前記脱臭風路中に突出する。
第5の発明によれば、水溜め部の後壁部から脱臭風路中に突出して設けた気流変更部によって、水溜め部に溜めた水に向かわせる気流を生じさせつつ、水面付近の空気の脱臭風路における下流側への流通が堰き止められ、水面付近で空気を滞留させることができる。この空気の滞留は、空気と水との接触時間をより増大させることができ、空気中の水溶性が高い臭気成分の水への溶解効率を向上させる。
本発明のトイレ空間用脱臭装置によれば、大型化および複雑化を抑止し、脱臭性能を向上させることができる。
一実施形態のトイレ装置の斜視図である。 一実施形態の水脱臭ユニットの斜視図である。 一実施形態の水脱臭ユニットの断面斜視図である。 一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、本発明の一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(a)及び(b)は、互いに異なる角度から見た水脱臭ユニット20の斜視図である。図3は、水脱臭ユニット20の断面斜視図である。
図3に示すように、水脱臭ユニット20は、水脱臭部40とファン装置60とを有する。水脱臭部40およびファン装置60は、ケース21と上壁部53とによって形成される空間内に設けられている。
ケース21と上壁部53とによって形成される空間内に、ファン装置60の駆動により空気が流通する脱臭風路80が形成されている。また、水脱臭ユニット20は、吸気口23を形成する吸気部123と、排気口24を形成する排気部124(図2(b)に示す)とを有する。吸気口23および排気口24は、脱臭風路80と連通している。吸気口23は、後述する排水口25も兼ねている。
ファン装置60の駆動により、吸気口23から脱臭風路80内に空気が吸気され、吸気された空気は後述する水溜め部50を流通した後、ファン装置60に吸い込まれ、排気口24からケース21の外に排気される。ファン装置60の内部を空気が流れる風路も、脱臭風路80の一部を形成する。
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。ファン装置60は、水溜め部50よりも、脱臭風路80における下流側に配置されている。
水溜め部50は、第1空間51と第2空間52とを有する。第1空間51および第2空間52の上方は上壁部53によって閉塞され、下方はケース21の一部である下壁部54によって閉塞され、左右の側方は図2(a)及び(b)に示す側壁部56、57によって閉塞されている。
第1空間51と第2空間52は互いに連通し、第2空間52は第1空間51よりも吸気口23側に位置する。第2空間52は、吸気口23と第1空間51との間に位置する。第1空間51の脱臭風路80における最下流部に後壁部55が設けられている。
第1空間51および第2空間52の下方に、後壁部55から吸気口23(排水口25)に向かう方向に沿って下り傾斜した底面54aが設けられている。下壁部54の上面が底面54aを形成する。
第2空間52の高さ(底面54aと上壁部53の下面との間の鉛直方向に沿った高さ)は、吸気口23から第1空間51に向かうにしたがって徐々に低くなっている。すなわち、第2空間52の断面積は、吸気口23から第1空間51に向かうにしたがって徐々に小さくなっている。そして、第2空間52に続く第1空間51では、第2空間52の高さ(断面積)に比べて、高さ(断面積)が急拡大している。
水溜め部50の上壁部53には、吸気口23から脱臭風路80に吸気した空気の流れる方向を、水溜め部50に溜めた水に向かわせるよう変える気流変更部として、例えば、凹部58が設けられている。
凹部58は、上方向に凸状の曲面を有し、その曲面の脱臭風路80における下流側に、水溜め部50に溜めた水に向かう壁面58aが形成されている。
凹部58は、第1空間51の上方に設けられている。吸気口23と後壁部55との間を底面54aの傾斜に沿って結ぶ方向を第1方向とする。例えば、凹部58の第1方向に沿った長さは、第1空間51の第1方向に沿った長さの半分以上の長さである。
また、別の(第2の)気流変更部として、水溜め部50の後壁部55に、後壁部55から脱臭風路80中に突出する突出壁59が設けられている。突出壁59は、その上端が下端よりも脱臭風路80における上流側に位置するように鉛直方向に対して傾斜している。突出壁59の上端の上方には、第1空間51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。
凹部58を形成する曲面(壁面58aも含む)、および突出壁59は、図2(a)に示す側壁部56と、図2(b)に示す側壁部57との間にわたって延在している。
水溜め部50には、給水部27から水が給水される。給水部27は、例えば給水口27aを有する給水ノズルである。例えば、給水源(水道)から図示しない局部洗浄機能部に含まれるノズルへの給水路に給水され、さらにその給水路から分岐して給水部27へ給水される。前記給水路からの分岐後、電解槽に給水し、電解槽にて除菌水を生成して、その除菌水を給水部27に給水してもよい。
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。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、排水口25はボウル部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。
例えば、側壁部57における排水口25の近傍に給水部27が設けられている。給水部27は水溜め部50の外部に位置し、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の給水口27aは排水口25に向けられている。なお、給水部27が設けられる位置は、この例に限るものではなく、水溜め部50に水を給水可能な位置であればよい。
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。図3に示す給水部27の給水口27aから吸気口23(排水口25)に向けて吐水され、吸気口23(排水口25)を通じて水溜め部50に水が給水される。
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4(a)は、本実施形態における水溜め動作を説明する断面図である。
図4(a)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。ファン装置60の駆動により吸気口23から吸気された空気は、水溜め部50の第2空間52および第1空間51を流れてファン装置60に吸い込まれ、図2(b)に示す排気口24から排気される。排気口24に隣接して例えば酸化触媒(図示せず)が配置され、排気口24から排気された空気は酸化触媒を通過してトイレ空間に排気される。
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。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54a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54a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Wに押し当て、給水部27から給水された水Wを水溜め部50の下壁部54側に溜めることができる。空気に押された水Wは、後壁部55および突出壁59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の一部は、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。
さらに、本実施形態によれば、水溜め部50の第1空間51の上壁部53に気流変更部として例えば凹部58が設けられている。吸気口23から第2空間52に吸気された空気は第2空間52を第1空間51に向かって流れ、第1空間51に流入する。第1空間51に流入した空気の一部は、凹部58に入り込み、凹部58の前述した壁面58aへと導かれ、その壁面58aに沿って下方の水Wに向かう。すなわち、第1空間51内の気流の方向は、凹部58によって、第2空間52内の気流の方向(吸気口23から第1空間51に向かう方向)とは異なる方向(上方から水Wに向かう方向)に変更させられる。
例えば、水溜め部50に溜めた水Wの水面に沿うような空気の流れのみであると、その気流の上側の空気は水Wに接触せずに水溜め部50を通過してしまう。これに対して、実施形態によれば、凹部58により、水溜め部50に溜められた水Wに向かわせる気流を生じさせ、水Wに対して上から空気を衝突させることができる。これにより、水Wに接触せずに水溜め部50を通過してしまう空気の比率を減らし、相対的に水Wに接触する空気の比率を増やし、吸気した空気中に含まれる水溶性の高い臭気成分の水への溶解量を増やし、脱臭性能を向上させることができる。
このような実施形態の構成は、空気が接触する水の表面積を大きくして脱臭性能を向上させる構成に比べて、脱臭装置の大型化をまねかない。また、ファン装置60の駆動による負圧を利用して空気を水に接触させる構成であるので、振動子やノズルを用いて水を気流に噴出させる構成に比べて脱臭装置の大型化および複雑化をまねかない。また、実施形態によれば、水中に空気を吸引導入する構成のような強い吸引装置が不要であることからも、脱臭装置の大型化をまねかない。すなわち、本実施形態によれば、装置の大型化および複雑化を抑止し、小型かつ簡易な構成で脱臭性能を向上させることができる。
気流変更部である例えば凹部58は、水溜め部50の上壁部53に限らず、例えば側壁部56、57に設けてもよい。気流変更部(この例では凹部58)を上壁部53に設けた場合には、水溜め部50の下壁部54側に溜められた水Wに対して空気を上から効率よく衝突させることができ、水Wに接触する空気の量を増大させやすい。
また、凹部58は、水溜め部50の壁部(この例では上壁部53)の成形や加工により容易に形成することができ、脱臭装置の大型化および複雑化をまねかない。
また、上方向に凸状の凹部58の頂部の高さや位置、また曲面の曲率の適切な設計により、所望の角度で傾斜し下方の水Wに向かう壁面58aを容易に形成することができる。簡単な構成で、水Wに向かわせる空気の流れを作り出すことができる。なお、壁面58aは鉛直面であってもよい。
凹部58が小さすぎると空気が凹部58に入り込まず、壁面58aへと導かれる空気の比率が減り、水面に沿ってそのまま水溜め部50を通り抜けてしまう空気の比率が多くなってしまう懸念がある。そのため、凹部58の前述した第1方向に沿った長さは、第1空間51の第1方向に沿った長さの半分以上の長さとすることが好ましい。
なお、気流変更部として、凹部58ではなく、吸気口23から脱臭風路80に吸気した空気の流れる方向を水溜め部50に溜めた水に向かわせるような凸部を、水溜め部50の壁部に設けてもよい。また、凹部58は、傾斜面を有していてもよい。また、凹部58は、曲面と傾斜面との組み合わせ、異なる曲率の曲面同士の組み合わせを有していてもよい。また、複数の凹部58によって複数の壁面58aを形成してもよい。
また、本実施形態によれば、凹部58(第1の気流変更部)よりも脱臭風路80における下流側の後壁部55に、第2の気流変更部として突出壁59が設けられている。突出壁59に当たった空気は突出壁59の傾斜に沿って脱臭風路80における上流側の斜め上方に戻され、そのまま弧を描くように下方の水Wに向かう流れを形成することができる。このような突出壁59によっても、簡単な構成により、空気を水Wに衝突させて、水Wに接触する空気の量を増大させ、水溶性が高い臭気成分の水への溶解効率を向上させることができる。
また、突出壁59により水面付近の空気のファン装置60側への流通が堰き止められ、水面付近で空気を滞留させることができる。これは、空気と水Wとの接触時間をより増大させることができ、空気中の水溶性が高い臭気成分の水への溶解効率を向上させる。
また、突出壁59は、空気との衝突により水面が波立つことで生じた水面付近の水滴が気流に乗ってファン装置60側に移動してしまうことを抑制する。
水溜め部50は、第1空間51より風路断面積が小さい絞り部として機能する第2空間52を有する。その第2空間52によって、吸気口23から吸気された空気は加速される。これにより、水溜め部50の水Wの水面が揺れやすくなり(波立ちやすくなり)、空気と水面との接触面積を増大させることができる。空気と水面との接触面積の増大は、空気中の水溶性が高い臭気成分の水への溶解効率を向上させる。
また、第2空間52(絞り部)で加速された空気を第1空間51に設けられた凹部58によって水Wに向かわせることができるので、水Wの水面をより揺れやすくでき(波立ちやすくでき)、空気と水面との接触面積を増大させることができる。
図4(a)には、後壁部55から第1空間51を経て第2空間52の一部にわたる領域に水Wが溜まった例を示している。水Wは、少なくとも凹部58が設けられた第1空間51の一部領域に溜まれば良く、第2空間52には溜まらなくてもよい。第2空間52にも水Wを溜めた場合には、空気と水面との接触面積をより増大させることができ、空気中の水溶性が高い臭気成分の水への溶解効率を向上させる。
脱臭風路80中を水溜め部50よりも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、図2(b)に示す排気口24に隣接して配置された酸化触媒により脱臭される。酸化触媒は、硫化水素、メチルメルカプタンを酸化し分解する。
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、酸化触媒に粉塵が流れることによる酸化触媒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、前述した気流変更部によって、粉塵を含む空気を水溜め部50に溜められた水Wに衝突させることで、水Wに粉塵がより捕捉されやすくなる。
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。
図4(b)は、本実施形態における排水動作を説明する断面図である。
使用者が便器100から離座し、この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54a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、排水口25から、図1に示す便器100のボウル部101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。
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。
また、仮にバイオフィルムまたは粉塵などで排水口25が閉塞してしまった場合、本実施形態では水溜め部50の外部に設けられた給水部27から排水口25を介して水溜め部50に給水する構成であるため、水が排水口25の閉塞物で遮られて水溜め部50へ給水されない。これにより、水溜め部50から溢れた水がファン装置60に吸い込まれて排気口24から機外(トイレ装置1の外部)に漏れ出てしまうことを抑止できる。
排水口25はボウル部101に向けて開口され、排水口25からボウル部101へ排水される。そのため、操作部を使用者が操作することで洗浄水によりボウル部101を洗浄し、排水配管へと洗浄水を排水するという通常の便器の使用によって水脱臭ユニット20からの排水を処理することができ、別途設けた排水受け部を不要とした簡易な構成により、前述した本実施形態の機能を実現可能となる。
また、給水部27がボウル部101の開口の上方に位置するため、排水口25が閉塞してしまった場合には、給水部27から吐水され排水口25の閉塞物で跳ね返された水を確実にボウル部101に排水することができる。
なお、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が、吸気口23が排水口25も兼ねる構成の場合には、別に設ける場合に比べて、簡易な構成により、前述した本実施形態の機能を実現可能となる。
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。この場合、排水口は小便器のボウル部面に向けて開口され、排水受け部である小便器のボウル部面へ排水口から排水することができる。
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。
凹部58(第1の気流変更部)および突出壁59(第1の気流変更部)は、図2(a)及び(b)に示す側壁部56、57間にわたって延在せず、部分的に設けられていてもよい。なお、凹部58および突出壁59を側壁部56、57間にわたって延在させることで、脱臭風路80内を流通する空気全体の流れる方向を気流変更部によって水溜め部50に溜めた水に向かわせることができ、空気中の水溶性が高い臭気成分の水への溶解量を多くできる。
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、40…水脱臭部、50…水溜め部、58…凹部、59…突出壁、60…ファン装置、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 (5)

  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、
    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と、
    前記水溜め部の壁部に設けられ、前記吸気口から前記脱臭風路に吸気した空気の流れる方向を前記水溜め部に溜めた水に向かわせるよう変える気流変更部と、
    を備えたトイレ空間用脱臭装置。
  2. 前記水溜め部の下壁部側に水が溜められ、
    前記気流変更部は、前記水溜め部の上壁部に設けられた請求項1記載のトイレ空間用脱臭装置。
  3. 前記気流変更部は、前記水溜め部の前記壁部に設けられた凹部または凸部である請求項1または2に記載のトイレ空間用脱臭装置。
  4. 前記凹部または前記凸部は、前記水溜め部に溜めた水に向かう壁面を有する請求項3記載のトイレ空間用脱臭装置。
  5. 前記気流変更部は、前記水溜め部の後壁部から前記脱臭風路中に突出する請求項1〜4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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