JP3893973B2 - 水洗トイレ装置の空調装置と空調装置付水洗トイレ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、便器に水を勢いよく流して洗う水洗トイレに、トイレ室等を冷房または暖房する空調装置を設ける水洗トイレ装置の空調装置と、この空調装置を用いた水洗トイレ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水洗トイレ装置に設けた空気調和機は、図３に示すような構成であった。すなわち、冷凍サイクルを構成する圧縮機３１、凝縮器３２、蒸発器３３等を有する空調装置は凝縮器３２を、トイレ室３４の角に跨って壁に設け、かつ便器３５を洗う水を貯めている水タンク３６（ロータンク）に水没させ、圧縮機３１、蒸発器３３、送風ファン３７等は一つのケース３８に納めてトイレ室３４の壁に設置した構成である。
【０００３】
そして、圧縮機３１の運転により冷媒を凝縮器３２、蒸発器３３、圧縮機３１と循環させ、トイレ室３４の空気を送風ファン３７により蒸発器３３で熱交換させて吹出し口３９よりトイレ室３４に冷風を送り空調するとともに、凝縮器３２の凝縮熱は水タンク３６の水に放熱してトイレ室３４には放出しないように構成している。
【０００４】
また、水タンク３６には前記凝縮熱で加熱された温水を便器３５に導くために、便器を洗うための洗浄水を流す通路４０に電磁弁４１を設け、水タンク３６の水温を検知する温度検知器４２の検出信号に基づき前記電磁弁４１の開閉頻度を多くまたは少なく制御する構成であった。図中、４３は便座である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のトイレ用空気調和機では、凝縮器３２を水タンク３６内に水没させているため、メンテナンスが困難になるとともに、圧縮機３１、蒸発器３３、送風ファン３７等はケース３８内に設けて壁に、凝縮器３２を水タンク３６に別々に取付けるため装置全体としてまとまりがなく、かつトイレ室３４への設置工事にも手間がかかり、更にトイレ室３４の有効スペースを狭くしていた。
【０００６】
また、空調運転時に水タンク３６の水は、電磁弁４１が温度検知器４２の検出信号に基づき開成され通路４０を経て便器３５へ流出するまで、凝縮熱で加熱され水タンク３６内で自然対流するだけなので比較的に速く温度上昇していき、かつ水タンク３６内に上下の温度分布が生じ、凝縮器３２の放熱作用が短時間に低下して冷却能力の低下する恐れと、水タンク３６内の水が通路４０を通じて排水され不経済であった。更に、電磁弁４１はトイレの使用者の意思に関係なく、水タンク３６の水温上昇を検知した温度検知器４２の信号に基づいて開き水が流れるため、用便中に不意に排水が起きた時は不快感を伴うことが考えられる。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、装置全体のコンパクト化および凝縮器の効率的な放熱を行えるようした水洗トイレ装置の空調装置とこの空調装置を備えた水洗トイレ装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の請求項１に記載の発明は、便器の洗浄水を貯める自動給水機能付の水タンクと、冷凍サイクルを構成する圧縮機、凝縮器、蒸発器を有し、トイレ室を空調する空調装置と、前記水タンクの満水面より低位置で水タンクに接続し、かつ流入する洗浄水により前記凝縮器と熱交換する前記水タンク外に配置の熱交換手段と、前記空調装置の運転を制御する制御手段とを備え、前記空調装置および熱交換手段と制御手段と水タンクとを、吹出し口付のケースで覆い、前記熱交換手段には前記便器へ洗浄水を流す止水手段を備えた排水路を設け、前記制御手段は前記空調装置の運転時には前記止水手段を開き、前記排水路は前記凝縮器が能力を発揮できる少量の洗浄水を流し、前記空調装置の運転停止時には前記止水手段を閉じるように構成してなる水洗トイレ装置の空調装置である。
【０００９】
上記手段によれば、空調装置および熱交換手段と制御手段と水タンクとは、吹出し口付のケースで覆うことにより、装置全体がコンパクトになる作用を有する。また、水タンクから熱交換手段を経て排水路から便器へ僅かに流れる少量の洗浄水の排水は、水タンクの水頭差による自然排水の簡単な排水構成で得られ、かつ凝縮器は熱交換手段を通り入替わる温度の低い安定した温度の水と熱交換し、少量による節水作用も有する。
【００１０】
また、止水手段により例えば、水タンクの水頭差による自然排水で熱交換手段の水を常に入れ替えて凝縮器に放熱を行なわせる必要がある時に排水路を開き、不必要な時には閉じることが可能になり、例えば空調装置の運転時における凝縮器の安定した熱交換と、常に便器へ流れる洗浄水を少量にして節水できる作用を有する。
【００１１】
また、制御手段に制御されて止水手段は、空調装置の運転をしている時に開いて排水路から便器へ僅かな洗浄水を流して熱交換手段の水を常に入れ替えられ、従って凝縮器は常に安定した温度の水と熱交換し、一方、空調装置の運転停止時には閉じて節水する作用を有する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、上記止水手段を流量調整可能な手段で構成してなる水洗トイレ装置の空調装置である。
【００１３】
上記手段によれば、止水手段は水タンクから熱交換手段を通じて排水路に流れる、凝縮器の能力を発揮できる少量の洗浄水を流量調整できるので、空調装置の空調する温度設定を高低に変化させた場合でも前記した少量の洗浄水の流量調整により凝縮器の放熱変化に対応できる作用を有する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、上記熱交換手段と凝縮器を二重管式熱交換器またはプレート積層式熱交換器で構成してなる水洗トイレ装置の空調装置である。
【００１５】
上記手段によれば、熱交換手段と凝縮器は二重管式熱交換器またはプレート積層式熱交換器で構成することにより、効率の高い熱交換作用と小型化による装置全体のコンパクト化に繋げる作用を有する。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、便器と、この便器に設けた便座と、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の水洗トイレ装置の空調装置とを備えた空調装置付水洗トイレ装置で、コンパクトな空調装置により装置全体の取り付け工事を容易にするとともに、トイレ室の有効スペースを確保する作用を有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態における水洗トイレ装置の空調装置とこの装置を備えた水洗トイレ装置につき、図面に従い説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施形態における水洗トイレ装置の空調装置および前記空調装置を備えた水洗トイレ装置の正面要部を切り欠いて示す構成図で、図２は同概略斜視図である。トイレ室１を冷房する空調装置は、冷凍サイクルを構成する圧縮機２、凝縮器３、減圧器４、フィンチューブ式熱交換器の蒸発器５等を有し、更にトイレ室１の空気を循環させて蒸発器５と熱交換させる送風ファン６、この送風ファン６、圧縮機２に配線して冷房運転を制御するマイクロコンピュータ等を主体とする制御手段７を付加している。
【００１９】
このような空調装置は、便器８に水を流して洗う洗浄水を、満水面９まで貯めている浮き１０式の自動給水弁１１を有する縦に細長い扁平型の水タンク１２（ロータンク）の満水面９より低位置で前記水タンク１２に配管１３で接続し、かつ流入する洗浄水により前記凝縮器３と熱交換する前記水タンク１２の外に配置した熱交換手段１４と、圧縮機２、凝縮器３、蒸発器５、送風ファン６等を前記水タンク１２の外側面脇に、制御手段７の基板を前記水タンク１２の下部前面に近接させてそれぞれ設け、これら有機的に組合せコンパクトに配置した水タンク１２と空調装置の各構成要素を一つの扁平型のケース１５にて覆い、更に便器８に設けた便座１６の後部に一体に直立させて設け、便器８の後端部に取付けている。
【００２０】
前記凝縮器３と熱交換手段１４は、熱交換率が高く、かつ小型化が可能な二重管式熱交換器、または複数枚の板材を積層して板材間に洗浄水の流れる流路と冷凍サイクルの冷媒が流れる流路を形成したプレート積層式熱交換器を使用し、この例では水の通る外管１４ａと冷凍サイクルの冷媒が通る内管３ａから成る二重管式熱交換器を使用している。
【００２１】
前記熱交換手段１４には、底面に一端部を接続して水タンク１２から熱交換手段１４内に流入して凝縮器３と熱交換して温められた洗浄水を便器８に流す排水路１７を設け、この排水路１７には電磁弁等の流量調整可能な止水手段１８を前記熱交換手段１４の下流側の途中に設けている。前記止水手段１８は空調装置の運転時、僅かに開いて少量の洗浄水を便器８に流すもので、前記少量とは空調装置が持つ冷房能力を発揮できる程度の凝縮作用を凝縮器３がする際に発生する凝縮熱を充分に放熱できる少水量である。
【００２２】
すなわち、前記止水手段１８において空調装置の運転時に常に、水タンク１２から熱交換手段１４を経て排水路１７から便器８へ流す少量の洗浄水の排水は、水タンク１２の水頭差による自然排水の簡単な構成で得られ、かつ排水路１７を通じて常に便器８へ僅かに流れる洗浄水により凝縮器３と熱交換する熱交換手段１４内の水が徐々にではあるが常に入替わり、凝縮器３の放熱作用を効率良く行なわせて凝縮熱による加熱で水が温度上昇して冷却能力が低下するのを防止している。もちろん、前記止水手段１８は空調装置を運転していない時は閉じて節水効果を図るとともに、水タンク１２の洗浄水を熱交換手段１４内に貯水しておき、洗浄水に凝縮器３が浸され空調装置の運転停止直後、または運転開始直後の凝縮器３の放熱を確実に行なわせるものである。
【００２３】
このように開閉する止水手段１８は制御手段７に制御され、前記制御手段７は空調装置の運転操作が行なわれると、その信号を受けて止水手段１８を空調装置の持つ冷房能力を発揮できる程度に凝縮器３が凝縮作用をする際に発生する凝縮熱を充分に放熱できる僅かな少水量が流れるように、格納してあるプログラムを実行して開成度合を制御するものである。
【００２４】
前記排水路１７は、一度に多量の洗浄水を水タンク１２から便器８へ流して用便後の汚物の排出および便器８を洗うため、止水手段１８の下流で分岐し、かつ別の止水手段１９を介して水タンク１２の底にも接続している。別の止水手段１９は、使用者によるスイッチの操作信号に基づく制御手段７の制御により開閉するものである。
【００２５】
局部洗浄装置２０は、局部に温水を噴射する局部洗浄ノズル２１と、前記局部洗浄ノズル２１に洗浄用の温水を送るポンプ２２と、このポンプ２２により局部洗浄ノズル２１から噴出する洗浄水を温める電気等の加熱ヒータ２３等を有し、前記ケース１５の前面下部に便座１６と一体に横長に配置されている。もちろん、ケース１５で前記空調装置、水タンク１２等と一緒にカバーしてもよいものである。
【００２６】
２４は一例としてケース１５の側面下部に設けた吸気口で、２５はケース１５の前面上部における左右両端に設けた吹出し口で、便座１６に腰掛けた大人の使用者の首筋あたりに空調空気を吹出すようにしてある。また、前記吸気口２４から吹出し口２５に至る流通経路の最適位置に脱臭装置（図示せず）を付加しているものである。２６は便座１６に開閉自在に設けた弁座蓋で、前記便座１６には暖房用の加熱ヒータを設けている。２７は送風ファン６の送風ガイドで、吹出し口２５に通じる。２８は水道管に通じる配管で、局部洗浄装置２０の温水タンクに接続している。図中の矢印は、空気と水と冷凍サイクルの冷媒の流れを示す。
【００２７】
上記実施の形態において、トイレ室１に入る前、または入ってからスイッチ等で空調装置の運転操作をすると制御手段７は制御を開始する。すなわち、圧縮機２、凝縮器３、減圧器４、蒸発器５、圧縮機２の順に冷媒が循環するとともに、空調装置運転の指示信号を受けた制御手段７により止水手段１８が僅かに開成され、水タンク１２の水頭差による自然排水で空調装置の運転中、水タンク１２に満水に貯められている洗浄水の少量が常に水タンク１２から熱交換手段１４を経て排水路１７から便器８へ流れる。
【００２８】
その結果、排水路１７を通じて常に便器８へ僅かに流れる洗浄水により凝縮器３と熱交換する熱交換手段１４内の水が徐々にではあるが常に入替わり、凝縮器３の放熱作用を効率良く行なわせて凝縮熱による加熱で水が温度上昇して空調装置の冷却能力が低下することはない。一方、送風ファン６の回転によりトイレ室１の空気が吸気口２４からケース１５内に吸引されるとともに、脱臭装置を通過して脱臭され、かつ蒸発器５で冷却されて吹出し口２５から冷風が吹出し、便座１６に腰掛けた用便中の使用者の首筋付近およびトイレ室１を空調する。もちろん、空調が不必要になればスイッチを操作して制御手段７により空調装置の運転を停止し、止水手段１８を閉じるものである。
【００２９】
そして、用便後は局部洗浄装置２０の運転をスイッチで操作し制御手段７により制御して局部洗浄ノズル２１から温水を噴射して局部を洗浄する。その後は、汚物の排出および便器８を洗う操作をスイッチ等で行うと、この指示信号を受けた制御手段７は別の止水手段１９を大きく開成させる。そして、水タンク１２からは多量の洗浄水が一度に排水路１７を通って便器８に流れ汚物が排出され、便器８が洗われる。
【００３０】
このようにして、水タンク１２から多量の洗浄水が便器８に流れ終わると、制御手段７は別の止水手段１９を閉じ、水タンク１２には満水面９が所定位置まで低下すると浮き１０付の自動給水弁１１が開いて水道管より新しい水が満水面９まで補給され給水を停止し、以降前記動作が繰り返されるものである。
【００３１】
以上のように本実施の形態では、空調装置の運転中において止水手段１８の僅かに開いた排水路１７を通じて常に便器８へ少量の洗浄水が流れるので、凝縮器３と熱交換する熱交換手段１４内の水が常に入替わり、安定した温度の水と凝縮器３が積極的に熱交換でき、空調装置の能力低下を防止できる。
【００３２】
また、凝縮器３は水タンク１２の外で熱交換手段１４と熱交換する関係にあるため、水タンク内に凝縮器を水没させた構成よりもメンテナンスが容易になり、かつ水タンク１２の満水面９より低位置で前記水タンク１２に配管１３で熱交換手段１４を接続し、流入する洗浄水により前記凝縮器３と熱交換するように構成しているので、水タンク１２の水頭差による自然排水の簡単な排水構成で熱交換を得ることができる。
【００３３】
また、空調装置および熱交換手段１４とは、水タンク１２の外側部脇に、制御手段７は水タンク１２の前面に近接してそれぞれ配置し、そしてこれら有機的に組合せ配置した水タンク１２と空調装置の各構成要素を一つの扁平型のケース１５で覆い便座１６の後部に一体に直立させて設け、便器８の後端部に取付けているので、装置全体のコンパクト化を図ることができるとともに、トイレ室１の有効スペースを確保でき、かつ電源、配管を含めた現場、すなわち一般的に広いスペースの確保が困難なトイレ室１での設置工事を従来のものより遥かに容易に可能にする。
【００３４】
本実施の形態では、止水手段１８は制御手段７により制御されて空調装置を運転している必要な時は僅かに開き排水路１７から洗浄水を流し、空調装置の運転停止時の不必要な時には閉じて排水路１７を遮断するので、便器８へ流れる少量の洗浄水を節水することもできる。
【００３５】
本実施の形態では、止水手段１８を熱交換手段１４の下流側に配置しているので、空調装置の運転停止時には閉じて熱交換手段内に貯まった洗浄水に凝縮器が浸され、空調装置の運転停止直後、または運転開始直後の凝縮器の放熱を確実に行なわせることができる。
【００３６】
本実施の形態では、止水手段１８を流量調整可能な手段で構成しているので、止水手段１８は水タンク１２から熱交換手段１４を通じて排水路１７に流れる少量の洗浄水の量を更に調整することができ、空調装置の空調する温度設定を高低に変化させた場合でも前記した少量の洗浄水の流量調整により凝縮器の放熱変化に対応させることができる。
【００３７】
本実施の形態では、熱交換手段１４と凝縮器３を内管３ａと外管１４ａから成る二重管式熱交換器、またはプレート積層式熱交換器で構成することができるので、効率の高い熱交換と小型化によるコンパクト化を図ることができる。
【００３８】
なお、上記実施の形態では、空調装置として周知の冷凍サイクル方式を用いたが、ペルチェー効果方式の電子冷却素子を用いても良く、その場合は凝縮器３に代えて電子冷却素子の放熱側を熱交換手段１４内の水に接触させるものである。また、上記実施の形態で空調装置は、トイレ室１を冷房する形態にしているが、ヒートポンプ式冷凍サイクルでの冷媒の循環を冷房時と逆にして暖房を行うことも可能である。更に、上記実施の形態では一例として空調装置の吸気口をケース１５の側面に設けたが、これに限定されるものではなく、ケース１５の便座等への取付け時に生じるケース１５との各所隙間の吸気口、臭いの発生源から臭気の全てを吸い込むため、便器８の弁鉢に向けて開口した吸気口であってもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明した実施の形態から明らかなように本発明は、洗浄水の節水と装置全体のコンパクト化および凝縮器の効率的な放熱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１における水洗トイレ装置の空調装置と同装置を備えた水洗トイレ装置の正面要部を切り欠いて示す構成図
【図２】 同水洗トイレ装置の空調装置の正面要部を切り欠いて示す概略斜視図
【図３】 従来の技術における水洗トイレ用空気調和機の設置状態を含む斜視図
【符号の説明】
２ 圧縮機
３ 凝縮器
５ 蒸発器
７ 制御手段
８ 便器
９ 満水面
１２ 水タンク
１４ 熱交換手段
１５ ケース
１６ 便座
１７ 排水路
１８ 止水手段

Claims (4)

1. 便器の洗浄水を貯める自動給水機能付の水タンクと、冷凍サイクルを構成する圧縮機、凝縮器、蒸発器を有し、トイレ室を空調する空調装置と、前記水タンクの満水面より低位置で水タンクに接続し、かつ流入する洗浄水により前記凝縮器と熱交換する前記水タンク外に配置の熱交換手段と、前記空調装置の運転を制御する制御手段とを備え、前記空調装置および熱交換手段と制御手段と水タンクとを、吹出し口付のケースで覆い、前記熱交換手段には前記便器へ洗浄水を流す止水手段を備えた排水路を設け、前記制御手段は前記空調装置の運転時には前記止水手段を開き、前記排水路に前記凝縮器が能力を発揮できる少量の洗浄水を流し、前記空調装置の運転停止時には前記止水手段を閉じるように構成してなる水洗トイレ装置の空調装置。
2. 止水手段は、流量調整可能な手段で構成してなる請求項１に記載の水洗トイレ装置の空調装置。
3. 熱交換手段と凝縮器を二重管式熱交換器またはプレート積層式熱交換器で構成してなる請求項１または２に記載の水洗トイレ装置の空調装置。
4. 便器と、便器に設けた便座と、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の水洗トイレ装置の空調装置とを備えた空調装置付水洗トイレ装置。

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