JP2894351B2 - 衛生洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗浄水を噴出して
人体局部を洗浄する衛生洗浄装置において、洗浄水を泡
沫化し且つ静寂な洗浄水の噴出ができるようにした衛生
洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】局部洗浄機能を備えた衛生洗浄装置は、
温水化した洗浄水をノズル装置によって局部に向けて噴
出する構造が一般的であり、その例を図６に示す。

【０００３】図において、便器本体５０に衛生洗浄装置
のケーシング１が固定され、このケーシング１に便座６
０及び便蓋６１を開閉自在に取り付けている。ケーシン
グ１の内部には、洗浄水を加熱するタンクや乾燥のため
の温風ファン及び制御部が内蔵され、各機能の操作はケ
ーシング１の上面に設けた操作部１ａによって行われ
る。そして、局部洗浄用のノズル本体５１がケーシング
１の中から出没自在に設けられ、これを洗浄位置に進出
させた後に先端のノズルヘッドの噴出孔から洗浄水を噴
出する。

【０００４】図７はノズル本体５１への洗浄水の供給系
を示す概略図であり、開閉弁及び流量調整弁機能を持つ
バルブユニット５２，給水を直接加熱して送り出すセラ
ミックヒータやシーズヒータを利用した熱交換器５３及
び制御部５４を備え、熱交換器５３とノズル本体５１と
の間には流量調整切替ユニット５５を組み込んでいる。
そして、ノズル本体５１の駆動や洗浄位置の設定，熱交
換器５３による温水温度の設定等及びバルブユニット５
２や流量調整切替ユニット５５の操作は、操作部１ａに
よって行う。なお、流量調整切替ユニット５５はバルブ
ユニット５２に一体に含むものとしたものもある。

【０００５】ノズル本体５１の先端のノズルヘッドは中
空体であって、その上面に複数の噴出孔を開けたもので
ある。この噴出孔は洗浄水の供給量が少ないときでも噴
出水の勢いが弱くなり過ぎないようにするため、開口径
が比較的小さい。このため、洗浄水の量を多くしたとき
には、局部に当たる噴出水の勢いもかなり強くなり、痛
みを感じることも多い。

【０００６】このような痛みを与えることを防ぐため
に、たとえば特開昭５７−１８０７２７号公報に記載さ
れているように、ノズルヘッドからの噴出水を泡沫化す
ることが提案されている。これは、洗浄水の中に空気の
泡を混入させることによって、洗浄水の勢いが強くても
泡によるソフトタッチの洗浄を実現できるようにしたも
のである。そして、洗浄水の泡沫化のための構造は、従
来の泡沫水栓等で広く利用されているように、流路内に
小さな孔を開けた減圧板を組込み、この減圧板の下流側
に外部から空気を吸い込む空気孔を開けるというもので
ある。このような構造であれば、水が減圧板の孔を通過
した後の流れの増速によって内圧が低下し、空気孔から
外部の空気が吸引されて水の中に混入され、その結果流
れが泡沫化される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、人体局部に噴
出される洗浄水水量は、キッチンや洗面台の水栓から吐
水される水量に比べれば僅かなものである。その一方、
洗浄水の直接加熱に用いる熱交換器は、一般的にヒータ
容量が大きい反面熱容量が小さいので、上記僅かな水量
の洗浄水を瞬時に昇温できる。特に、空気混入が上記の
ように図られた洗浄水では、空気混入の分だけ洗浄水水
量が更に減少するため、洗浄水はより速やかに昇温され
得る。

【０００８】ところで、衛生洗浄装置では、洗浄水とし
て水道水を用いることが一般的であるが、この水道水圧
力は種々の原因で変動し、供給される洗浄水水量もこの
圧力変動に伴って変化する。そして、この洗浄水水量の
変動は必ずしも緩やかに起きるのではなく、洗浄水水量
が急変することがある。例を挙げて説明すると、この衛
生洗浄装置と水道水供給源（一般に水道管）を共通とす
るその他の装置機器、例えば電気洗濯機等が衛生洗浄装
置と同時に使用されると、衛生洗浄装置に供給されてい
た洗浄水水量は急減する。こうした事態に至った際に熱
交換器の側で何の対処もしないとすると、この洗浄水水
量の急減に伴い、洗浄水温度も急変（急上昇）してしま
う。こうした温度の急変を回避するためには、熱交換器
を水量変化に応じてきめ細かく制御する必要があるが、
上記した熱交換器の特性上、熱交換器の制御を通した洗
浄水温度変化の抑制には限界があり温度ムラがあった。
そして、温水化された洗浄水は、このように温度にムラ
があるままノズルヘッドに送られ、このノズルヘッドに
て空気混入を受けた後に噴出される。このため、使用者
は温度ムラのある洗浄水の噴出を人体局部に受けるの
で、この使用者に違和感や不快感を与えてしまい、使用
感を損なう。なお、洗浄水水量の変動は、その供給源で
の圧力変動のみならず、水ポンプにて洗浄水供給を行な
う場合にあってはポンプの駆動不良や電源電圧の変動等
によっても起きる。

【０００９】本発明において解決すべき課題は、強制的
な空気混入と温水化を経た洗浄水にて局部洗浄を行なう
際の使用感を損なわないようにすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】か
かる課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の衛
生洗浄装置は、洗浄水を用いて人体局部を洗浄する衛生
洗浄装置であって、前記人体局部に向けて洗浄水を噴出
するノズル手段と、該ノズル手段に至る洗浄水を瞬間的
に直接加熱する加熱手段と、洗浄水中に空気を混入し、
気液二相流とする空気混入手段とを備え、前記空気混入
手段を前記ノズル手段よりも上流側の洗浄水管路に配設
したことを特徴とする。

【００１１】上記構成を有する本発明の衛生洗浄装置で
は、洗浄水への空気混入を図って洗浄水を気液二相流と
する一方、ノズル手段に至る洗浄水を瞬間的に直接加熱
して所望温度への洗浄水の温水化を行なう。そして、気
液二相流化並びに温水化がなされた洗浄水は、ノズル手
段に送られ人体局部に向けて噴出される。この場合、空
気混入により洗浄水中には気泡が生じ、この空気混入は
ノズル手段よりも上流側の洗浄水管路においてなされ
る。よって、空気混入箇所より下流の洗浄水管路では、
洗浄水中に存在する気泡が洗浄水に対して乱流作用を引
き起こし、洗浄水の混合が起きる。このため、温水化を
経た洗浄水に温度ムラがあってもこの温度ムラは緩和さ
れ、この際に加熱手段の過敏な制御を要しない。この結
果、使用者は比較的温度ムラのない洗浄水の噴出を受け
るので、使用者に違和感や不快感を与えることがない。
また、加熱手段の過敏な制御を要しない分、制御の簡略
化を図ることができる。

【００１２】この場合、空気の混入に際しては、多孔質
の吸引ヘッドを用いた空気混入領域を洗浄水管路に設
け、当該空気混入領域をその上流の管路径より小さな内
径とし、この空気混入領域においてエジェクタ効果を生
じさせるものとすることができる。こうすれば、このエ
ジェクタ効果に基づいて外気（空気）が吸引ヘッドに吸
引されて洗浄水に混入するので、空気混入が容易となり
好ましい。また、このような多孔質の吸引ヘッドからな
る空気混入領域からは、微細な気泡が洗浄水に混入し、
高い泡沫度とされた気液二相流とされる。そして、この
気液二相流の状態の洗浄水を、その下流の加熱手段によ
って瞬間的に直接加熱して、ノズル手段から噴出させる
こともできる。こうすれば、洗浄水の瞬間的な直接加熱
は、洗浄水の流れが泡沫を含んだ乱流の状態で行なわれ
るため、気泡を含まない通常の洗浄水をそのまま直接加
熱する場合に比べて、熱伝達が促進され洗浄水を迅速に
温水化できる。この結果、熱交換効率を向上することが
できるので、多孔質の吸引ヘッドによる高い泡沫度の泡
沫化と相俟って、洗浄水の充分な泡沫化と、節水並びに
省エネルギー効果の向上とを図ることができる。この場
合、熱交換効率の向上を通して洗浄水を所定温度まで加
熱する時間を短縮できるので、加熱時の沸騰音が発生す
る時間を短くでき、当該沸騰音による不快感を低減する
こともできる。

【００１３】そして、洗浄水への空気混入を強制的な空
気混入とし、洗浄水への空気の混入量がエジェクタ効果
のみを利用して洗浄水に空気混入を図る場合よりも多い
気液二相流とするようにすることもできる。こうすれ
ば、洗浄水水量が少ない場合であっても、洗浄水に充分
な量の気泡を混入できると共に、洗浄水に混入して存在
する気泡の数が増えるので、上記の乱流作用が大きくな
り洗浄水の温度ムラをより一層緩和することができる。
よって、温度ムラがより少ない洗浄水を噴出でき、高い
使用感を与えることができる。しかも、強制的な空気混
入を、上記した多孔質の吸引ヘッドの空気混入領域に強
制的に空気を圧送し、この空気混入領域で、洗浄水に強
制的に空気を混入させることもできる。こうすれば、よ
り多量の微細な気泡を洗浄水に混入でき、気液二相流で
の泡沫度をより高めることができる。よって、泡沫度の
より高い洗浄水により、より高い節水効果と省エネルギ
ー効果を得ることができる。

【００１４】また、空気の強制的な混入に際して、洗浄
水の流量に比例するように空気の混入量を調整するよう
にしたり、洗浄水の流量に関係なく泡沫度がほぼ等しい
気液二相流とするように空気の混入量を調整すれば、洗
浄水流量の多少に拘わらずソフトタッチの洗浄感を得る
ことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る衛生洗浄装置
の実施の形態を実施例に基づき説明する。図１は本発明
の衛生洗浄装置の内部構造の概略を示す斜視図である。

【００１６】図において、従来例と同様に便器本体５０
に固定した衛生洗浄装置のケーシング１には、ノズル装
置２への洗浄水の供給系が設けられる。この供給系に
は、ケーシング１の外部の建屋配管に直結される給水配
管３，給水をノズル装置２側へ送り出すポンプ４及び給
水を加熱する熱交換器５がそれぞれ組み込まれる。

【００１７】ノズル装置２はケーシング１の内部に固定
され熱交換器５からの供給管５ａに接続したシリンダ２
ａと、このシリンダ２ａに軸線方向へ移動可能に組み込
んだノズル本体２ｂとを備え、ノズル本体２ｂの先端に
ノズルヘッド２ｃを設けたものである。そして、従来の
衛生洗浄装置でも採用されているように、ノズル本体２
ｂはシリンダ２ａの中に流れ込む洗浄水の水圧によって
進出し、洗浄位置に到達した時点でノズルヘッド２ｃか
ら洗浄水を噴出可能な構造を持つ。また、洗浄水の供給
が停止されてその水圧が減衰するにつれて、ノズル本体
２ｂを収納位置に付勢するスプリング（図示せず）によ
って、ノズル本体２ｂはシリンダ２ａの中の元の位置に
戻り、洗浄水の噴出も停止される。

【００１８】なお、ノズル本体２ｂの駆動は、洗浄水の
水圧を利用するのにかえて、従来から知られているよう
なモータ等のアクチュエータを使用するようにしてもよ
い。そして、ノズルヘッド２ｃやノズル本体２ｂには、
洗浄水を泡沫化するための空気孔や内部流れを増速させ
るための流路の絞り等は一切設ける必要はない。

【００１９】ポンプ４は、建屋等の排水本管に接続した
給水配管３からの水を適正圧力にして熱交換器５に水を
送り込む。また、熱交換器５はその内部にセラミックま
たはシーズ型のヒータ６を内蔵し、給水を直接加熱して
ノズル装置２に供給する。そして、ポンプ４の作動のオ
ン，オフによって熱交換器５から加熱した洗浄水をノズ
ル装置２へ供給及び停止させ、同時にノズル本体２ｂの
洗浄位置までの進出及び止水後に元の収納位置に戻る動
作を行わせる。

【００２０】ポンプ４と熱交換器５との間には接続管７
を組み込み、この接続管７の流路中に外部からの空気を
吸引して給水を泡沫化する。そして、この泡沫化のため
に、接続管７の中途には吸引ヘッド８が組み込まれる。
この吸引ヘッド８は、内部を通過する水の圧力程度では
外に水が漏れ出ず、且つ内部流路の圧力が大気圧よりも
低いときには外部からの空気を通過させることができる
多孔質体を素材としてパイプ状に形成したものである。
この多孔質体としては、たとえばセラミック等が利用で
きる。

【００２１】図２はノズル装置２までの洗浄水の流れの
系を示す概略図であり、ポンプ４と熱交換器５との間の
接続管７に吸引ヘッド８を組み込んでいる。この吸引ヘ
ッド８による内部流路への空気の吸い込みは、接続管７
の中を通過する水の流れの増速に基づく内圧低下を利用
するか、又は強制的に外部から空気を送り込むものとす
る。

【００２２】図３は内圧低下によるエジェクタ効果を利
用する場合の吸引ヘッド８及びその近傍を示す要部の断
面図である。

【００２３】吸引ヘッド８はセラミックを素材とした円
筒状であり、その外部にはハウジング９を一体化して環
状縦断面のチャンバ９ａを吸引ヘッド８の周りに形成し
ている。また、ハウジング９には水の流れ方向に空気を
吸引する姿勢に傾けたスリーブ９ｂを外側に突き出して
いる。そして、図示の例では、吸引ヘッド８の中を通過
する水の流速を上げて内圧を下げるため、左右の接続管
７に比べて吸引ヘッド８の流路面積が小さくなるように
スロートを持たせている。

【００２４】なお、図示の例では、洗浄水の経路をポン
プ４，吸引ヘッド８及び熱交換器５の順としているが、
ポンプ４による吐水圧を利用するのに代えて、建屋の給
水配管の給水圧によって直接洗浄水を送り込む方式とし
てもよい。この場合には、ポンプ４に代えて、操作部１
ａによって操作可能な電磁弁式のバルブユニットを設
け、このバルブユニットに開閉弁及び流量調整弁等を組
み込む。このような水道直結式のものであっても、バル
ブユニットからノズル装置２までの経路は図示の例のも
のと変わらず、後述するように噴出する前の段階で洗浄
水を吸引ヘッド８によって泡沫化することができる。

【００２５】以上の構成において、操作部１ａの洗浄ス
イッチ（図示せず）を操作すると、ポンプ４（水道直結
式の場合ではポンプ４に代えて設けたバルブユニット）
が作動して水が接続管７から熱交換器５を経てノズル装
置２のシリンダ２ａの中に供給される。この場合、噴出
洗浄水の温度を所望温度とする必要があることから、ポ
ンプ４の作動状況、即ち熱交換器５に送られる洗浄水水
量に応じてヒータ６が通電制御されることは勿論であ
る。そして、シリンダ２ａの中に入り込む洗浄水の水圧
によってノズル本体２ｂがその洗浄位置まで進出し、そ
の後ノズルヘッド２ｃから洗浄水が噴出される。

【００２６】この洗浄水の流れに対して、接続管７に組
み込んだ吸引ヘッド８はスロートとなっているので、こ
の部分を流れる洗浄水の流速は大きくなり、流路内の内
圧は低下する。このため、多孔質体の吸引ヘッド８から
空気が吸い込まれ、この空気が内部を通過して行く洗浄
水に混合される。したがって、熱交換器５に入る前に洗
浄水は気泡を含んだ気液二相流となり、このままの状態
で熱交換器５で加熱され、泡沫のままノズルヘッド２ｃ
から噴出される。そして、この洗浄水がノズル装置２に
至るまでの管路においては、吸引ヘッド８によって洗浄
水中に存在するようになった気泡が洗浄水に対して乱流
作用を引き起こし、洗浄水の混合が起きる。このため、
その下流の熱交換器５での温水化の際に洗浄水に温度ム
ラがあっても、この温度ムラは、洗浄水がノズル装置２
に達する前に上記の乱流作用により緩和される。よっ
て、使用者は比較的温度ムラのない洗浄水の噴出を受け
るので、使用者に違和感や不快感を与えることがなく使
用感を損なうことがない。また、熱交換器５の制御を特
段過敏な制御としなくても上記のように温度ムラが緩和
されることから、熱交換器５の制御を簡略化することが
できる。

【００２７】このように、洗浄水が熱交換器５に入る前
で気液二相流化されると、沸騰伝熱による熱交換器５の
ヒータ６がたとえばセラミック製の場合では、流れが泡
沫を含むものとして乱流化される。このため、気泡を含
まない通常の洗浄水をそのまま流し込む場合に比べる
と、熱伝達が促進され洗浄水の沸騰までの時間が短縮さ
れる。したがって、熱交換効率の向上だけでなく、洗浄
水を所定温度まで加熱する時間が短くなり、加熱時の沸
騰音が発生する時間幅も小さくなる。

【００２８】また、熱交換器５を出た加熱された洗浄水
は気液二相流のままノズル装置２に供給され、そのまま
泡沫を含んだ洗浄水としてノズルヘッド２ｃから噴出さ
れる。このため、泡沫を含まない洗浄水に比べると、ソ
フトタッチの洗浄が快適に行える。そして、泡沫化のた
めの空気は、吸引ヘッド８から吸い込まれるので、吸引
ヘッド８を適当な大きさにさえしておけば、空気の量を
充分に確保できる。このため、単にノズルヘッド２ｃに
泡沫化機構を備える場合に比べると格段に空気量を増や
すことができ、泡沫度を大きくした柔らかい洗浄が可能
となる。すなわち、吸引ヘッド８は洗浄水の流路そのも
のなので、流路とは別に空気を吸引する構造を必要とし
ない。そして、吸引ヘッド８の大きさは自由に変更で
き、洗浄水の流量に対して充分な空気量が得られるよう
にすることも容易である。更に、ノズルヘッドにて空気
混入を図るものでは、ノズルに洗浄水用の管路と空気用
の管路を接続する必要があるが、本実施例では、吸引ヘ
ッド８での気液二相流化と熱交換器５での温水化を単一
の洗浄水管路において行なうので、ノズル装置２にはこ
の単一の洗浄水管路を接続すれば足る。よって、管路の
接続箇所が少なくなり、配管の干渉も起きないので、空
気や洗浄水の漏れを回避でき、洗浄機能並びにその信頼
性の低下を防止できる。また、ノズル装置２の接続管路
数が少ないことから、このノズル装置２を進退させる際
に、接続管路がノズル装置の駆動トルクの増大要因とな
らないようにできる。

【００２９】図４及び図５は他の実施例を示すものであ
り、これは、上記したようにエジェクタ効果を利用して
空気を吹き込むのではなく、吸引ヘッド８へ強制的に空
気を吹き込むようにしたものである。

【００３０】図５に示すように、セラミックを素材とし
た円筒状の吸引ヘッド８がその内径を接続管７と等しく
して組み込まれている。吸引ヘッド８の肉厚は前記の例
のものよりも大きく、その外部をハウジング１０によっ
て覆い、内部に空気流路１０ａを形成している。そし
て、ハウジング１０にはコンプレッサ１１を接続し、こ
れを作動させることによって外部の空気を空気流路１０
ａに吹き込む。なお、前述のように水道直結式とする場
合では、ポンプ４に代えてバルブユニットを組み込めば
よい。

【００３１】この構成では、コンプレッサ１１によって
空気を吸引ヘッド８から内部流路に強制的に送り込むの
で、洗浄水の流速が低くて内部流路の内圧が低下しない
場合でも、空気を確実に送り込める。また、強制的な空
気混入により、洗浄水における気泡の数を増大させるの
で、この気泡による乱流作用が大きくなり洗浄水の温度
ムラをより一層緩和することができる。よって、温度ム
ラがより少ない洗浄水を噴出でき、高い使用感を与える
ことができる。そして、洗浄水の流量に比例するように
コンプレッサ１１からの空気の流量を調整すれば、ボイ
ド率をほぼ一様に設定できる。このため、洗浄水の流量
に関係なく泡沫度がほぼ等しい気液二相流の洗浄水とし
て供給できる。したがって、エジェクタ効果のみを利用
するものでは、流量が小さく内部流速が上がらないと吸
引空気の量も小さくなって泡沫度が高くならないが、コ
ンプレッサ１１を組み込むことにより、このような障害
が解消される。

【００３２】また、吸引ヘッド８を通過する洗浄水の流
速を上げないでも、コンプレッサ１１による空気の供給
が可能なので、吸引ヘッド８を図示のような単純な円筒
形とするだけで済む。このため、スロート等を持たせる
必要がなく、吸引ヘッド８の加工や接続管７への組込み
も簡単になる。また、肉厚も大きくできるので、セラミ
ック素材の吸引ヘッド８の強度も充分に保たれ、耐久性
の面でも好ましい。

【００３３】更に、前記の実施例と同様に、沸騰伝熱式
の熱交換器５に入る前に洗浄水を気液二相流化するの
で、熱交換器５内では含まれた気泡によって流れが乱流
化され、熱伝達が促進される。このため、熱効率も向上
するほか、沸騰までの時間も短縮されるので沸騰音の低
減も図られる。

【００３４】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明は上記の実施例や実施形態になんら限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種
々なる態様で実施し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる衛生洗浄装置の要部を示す概略
斜視図である。

【図２】この衛生洗浄装置におけるノズル装置までの洗
浄水の供給系の概略図である。

【図３】エジェクタ効果によって洗浄水流路に空気を吸
引する構造例を示す要部の断面図である。

【図４】コンプレッサによって強制的に空気を洗浄水流
路に送り込む洗浄水の供給系を示す概略図である。

【図５】図４の場合のコンプレッサを用いた空気供給の
場合の吸引ヘッド部分の概略断面図である。

【図６】衛生洗浄装置を便器に据え付けた従来例の斜視
図である。

【図７】従来例における洗浄水のノズル装置までの供給
系を示す概略図である。

【符号の説明】

１…ケーシング ２…ノズル装置 ３…給水配管 ４…ポンプ ５…熱交換器 ６…ヒータ ７…接続管 ８…吸引ヘッド ９…ハウジング １０…ハウジング １１…コンプレッサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 信吾 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番 １号 東陶機器株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−318623（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−213533（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E03D 9/00 - 9/16

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄水を用いて人体局部を洗浄する衛生
   洗浄装置であって、 前記人体局部に向けて洗浄水を噴出するノズル手段と、 該ノズル手段に至る洗浄水を瞬間的に直接加熱する加熱
   手段と、 洗浄水中に空気を混入し、気液二相流とする空気混入手
   段とを備え、 前記空気混入手段を前記ノズル手段よりも上流側の洗浄
   水管路に配設したことを特徴とする衛生洗浄装置。
2. 【請求項２】 前記空気混入手段は、前記洗浄水に強制
   的に空気を混入し、前記洗浄水への空気の混入量がエジ
   ェクタ効果のみを利用して洗浄水に空気混入を図る場合
   よりも多い前記気液二相流とする強制空気混入手段を有
   する、請求項１記載の衛生洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記強制空気混入手段は、洗浄水の流量
   に比例するように空気の混入量を調整する手段を有す
   る、請求項２記載の衛生洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記強制空気混入手段は、洗浄水の流量
   に関係なく泡沫度がほぼ等しい気液二相流とするよう空
   気の混入量を調整する手段を有する、請求項２又は請求
   項３記載の衛生洗浄装置。