JP4302351B2 - 水洗トイレ装置の空調装置 - 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４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４１、凝縮器４２、蒸発器４３等を有する空調装置は凝縮器４２を、トイレ室４４の角に跨って壁に設け、かつ便器４５を洗う水を貯めている水タンク４６（ロータンク）に水没させ、圧縮機４１、蒸発器４３、送風ファン４７等は一つのケース４８に納めてトイレ室４４の壁に設置した構成である。
【０００３】
そして、圧縮機４１の運転により冷媒を凝縮器４２、蒸発器４３、圧縮機４１と循環させ、トイレ室４４の空気を送風ファン４７により蒸発器４３で熱交換させて吹出し口４９よりトイレ室４４に冷風を送り空調するとともに、凝縮器４２の凝縮熱は水タンク４６の水に放熱してトイレ室４４には放出しないように構成している。
【０００４】
また、水タンク４６には前記凝縮熱で加熱された温水を便器４５に導くための通路５０に電磁弁５１を設け、水タンク４６の水温を検知する温度検知器５２の検出信号に基づき前記電磁弁５１の開閉頻度を多くまたは少なく制御する構成であった。
【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４２は水タンク４６内に、圧縮機４１、蒸発器４３、送風ファン４７等はケース４８内にそれぞれ設け、そしてケース４８を壁に、凝縮器４２を水タンク４６に別々に取付ける、装置全体としてのまとまりがなく、かつトイレ室４４への設置工事も手間のかかるものであった。
【０００６】
また空調運転時に水タンク４６の水は、電磁弁５１が温度検知器５２の検出信号に基づき開成されるまで、凝縮熱で加熱され水タンク４６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、かつ水タンク内に上下の温度差が生じ凝縮器４２の放熱作用が短時間に低下して冷却能力が低下する恐れがあった。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、空調装置の運転時、常に水タンクの洗浄水を僅かに便器へ流すことにより空調能力の低下を防止し、かつ装置全体のコンパクト化を図る水洗トイレの空調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、前記空調装置の運転を制御する制御手段と、前記水タンク内の洗浄水を便器に流す排水路と、便器へ流す洗浄水を止水する止水手段とを備え、前記空調装置および制御手段と水タンクを吹出し口付のケースで覆うとともに、前記凝縮器を前記水タンク内の給水部の真下に水没せしめ、前記凝縮器の下部に近接して前記排水路を設け、前記制御手段は前記空調装置の運転時には常に少水量の洗浄水が前記排水路を通じて便器に流れるように前記止水手段を制御し、汚物の排出および便器を洗う時は多量の洗浄水が前記排水路を通じて便器に流れるように前記止水手段を制御す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、自動給水機能付の水タンクと空調装置とは前記水タンクに凝縮器を水没させて一つのケースで覆ってコンパクト化と、前記空調装置の運転時に止水手段を僅かに開いて洗浄水を排水路を通じて便器へ流し、僅かに流れる洗浄水により凝縮器と熱交換する水が常に入替わり、すなわち水タンク内に自然対流による循環水とは異なる流動水作用が起こり安定した温度の水と熱交換する作用を有する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の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につき、図面に従い説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は本発明の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の正面要部を切り欠いて示す構成図で、図２は同じく要部を切り欠いて示す概略斜視図である。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、金属管、金属蛇管、フィンチューブ等の凝縮器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。
【００１２】
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）内に凝縮器３を水没させ、かつ圧縮機２を前記水タンク１２の外側面下部を窪まして確保した凹部１２ａに、蒸発器５、送風ファン６を前記水タンク１２の外側面上部脇に、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１３にて覆い、更に便器８の便座１４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。
【００１３】
また、前記水タンク１２には満水面９より低位置で、かつ凝縮器３に近接して接続し、水タンク１２の洗浄水を便器８に流す排水路１５を設け、この排水路１５には電磁弁等の止水手段１６を途中に設けている。前記止水手段１６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。
【００１４】
すなわち、前記止水手段１６は空調装置の運転時に常に、僅かに開いて少水量を排水路１５に流すことにより、水タンク１２内の洗浄水にも排水路１５に向かって流動水作用を起こさせ、水タンク１２内に自然対流による循環水とは異なる、つまり排水路１５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と熱交換する水が常に入替わり、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１６は空調装置を運転していない時は、水タンク１２内に自然対流による循環水とは異なる流動水作用を水タンク１２内に起こさせる必要がないので排水路１５を閉じるものである。
【００１５】
このように開閉する止水手段１６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１６を空調装置の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。
【００１６】
また、制御手段７は使用者が便座１４に腰掛けて用便を済ませた後の汚物の排出および便器８を洗う操作をすると、先に受けている空調運転による少水量の開成度に止水手段１６を制御している指示を一時中断し、これに優先して止水手段１６を全開させて所定量の洗浄水を排水路１５に流れるようにするとともに、前記所定量が流れ過ぎれば再び前の状態である少水量の開成度に止水手段１６を制御するもので、前記止水手段１６の制御流れを格納してあるプログラムを実行して行うものである。
【００１７】
一方、排水路１５と止水手段１６は、空調運転時に常に少水量の洗浄水を流すのと、汚物の排出および便器８を洗うのに一時的に多量の洗浄水を流すのに共用して全体のコンパクト化に寄与している。もちろん、汚物の排出および便器８を洗う洗浄水と、空調運転時に常に少水量を流す洗浄水の排水路を別々に設けて止水手段を設置しても良い。また、自動給水弁１１に接続している水タンク１２の給水部１７は、近接して配置している凝縮器３に新鮮な水が比較的に早く行き亘るようにして凝縮熱の放熱を促進させるようにしている。
【００１８】
また局部洗浄装置１９は、用便後の人体の局部を温水で洗浄する、温水を作る電気ヒータ、その温水タンク、温水を送るポンプ等（いずれも図示せず）、局部に温水を噴射する局部洗浄ノズル１８を有し、ケース１３の前面下部に便座１４と一体に横長に配置されている。もちろん、ケース１３で前記空調装置、水タンク１２と一緒にカバーしてもよいものである。
【００１９】
２０は一例として、ケース１３の側面下部に設けた吸気口で、２１はケース１３の前面上部における左右両端に設けた吹出し口で、便座１４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２０から吹出し口２１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。２２は便座１４に開閉自在に設けた弁座蓋で、前記便座１４には暖房用の加熱ヒータを設けている。２３は送風ファン６の送風ガイドで、吹出し口２１に通じる。２４は水道管に通じる配管で、局部洗浄装置１９の温水タンクに接続している。図中の矢印は、空気と水の流れを示す。
【００２０】
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１６が僅かに開成され、水タンク１２に満水に貯められている洗浄水の少量が排水路１５を通じて便器８に流れる。
【００２１】
その結果、水タンク１２内の洗浄水も満水面９より低位置の排水路５に向かって流動作用が起こり、このため常に凝縮器３の付近の水が入替わって前記凝縮器３の凝縮熱の放熱作用が積極的に安定して行なわれる。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２０からケース１３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２１から冷風が吹出し、便座１４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。
【００２２】
そして、用便後は局部洗浄装置１９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１８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は空調装置運転の指示信号に優先して一時的に止水手段１６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１５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。
【００２３】
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は再び止水手段１６を空調装置の運転時における僅かな開成度合に制御して、空調装置の運転が停止されるまで水タンク１２から排水路１５を通って洗浄水が便器８に流れ続け、凝縮器３の凝縮熱の放熱作用が安定して続けられる。もちろん、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。
【００２４】
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１６の僅かに開いた排水路１５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と熱交換する水が常に入替わり、すなわち水タンク１２内に自然対流による循環水とは異なる流動水作用が起こ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とともに、洗浄水の排水は必要最低限の少量なので、節水効果も発揮できる。
【００２５】
また、止水手段１６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、空調装置を運転していない不必要な時には閉じて排水路１５を遮断するので、便器へ流れる少量の洗浄水を節水することもできる。
【００２６】
更に自動給水機能付の水タンク１２と空調装置とは、圧縮機２を前記水タンク１２の外側面下部を窪ました凹部１２ａに、蒸発器５、送風ファン６を水タンク１２の外側面上部脇に、制御手段７の基板を水タンク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１３で覆い便座１４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、コンパクト化を図れるとともに、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なる。
【００２７】
更に本実施の形態では、凝縮器３が水タンク１２の給水部１７に近接した真下で水没しているので、排水により満水面９が所定位置まで低下して自動給水弁１１が作動し水道水が給水部１７より注水されると、新しい水が比較的に早く凝縮器３に触れるので、その時に空調装置が運転をしていると、凝縮器３の効率の高い放熱作用を得ることができる。
【００２８】
更に上記実施の形態では、排水路１５に止水手段１６を設け、少量の水を流す僅かな開きと、多量の水を流す開きにして流量調整をしていることになるが、このような形態ではなく更に細かく流量調整の可能な流量調整手段を用いることも可能で、本実施の形態と略同様の作用効果を期待できるとともに、空調装置の設定する冷房温度の高低に応じて凝縮器の放熱作用の変動に合わせて、排水路を流れる洗浄水量を調整することが可能になり、温度制御に適切に対応できるものである。
【００２９】
なお、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、冷凍サイクルの冷媒の循環を逆にして暖房を行うことも可能である。
【００３０】
（実施の形態２）
本実施の形態は、空調装置の運転中において止水手段を僅かに開き、排水路を通じて常に便器８へ少量の洗浄水を流すようにしている点は実施の形態１の発明と同じであるが、空調装置の運転中に止水手段を間欠的に開閉するように構成した処が異なり、図１、図２を利用して異なる処を中心に説明する。
【００３１】
すなわち、止水手段１６は空調装置の運転時に間欠的に開閉するとともに、制御手段７は前記間欠的な開閉を、内蔵したプログラムを実行して制御する。なお、止水手段１６が開いた時の開成度合は、実施の形態１の発明と同じ僅かに開くものである。
【００３２】
上記実施の形態で、空調装置の運転、用便後における局部洗浄装置１９の使用、汚物の排出の操作等においては、実施の形態１で説明したと同じ動作および作用効果を期待できる。特に本実施の形態では、空調装置の運転中において、制御手段７により間欠的に止水手段１６が開閉するので、排水路１５を通じて流れる洗浄水の量は空調装置の運転中常に開いている場合より少なくなり、節水効果を高めることができる。また、止水手段１６の間欠的な開閉は、制御手段７で制御するので特別な部材を必要としない簡単な構成にできる。
【００３３】
（実施の形態３）
図３は、本発明の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の正面要部を切り欠いて示す構成図である。本実施の形態は、空調装置の運転中において排水路を通じて常に便器８へ少量の洗浄水を流すようにしている点は実施の形態１の発明と同じであるが、空調装置の運転中に止水手段を水タンクの水温を検出する水温検知手段の信号出力に基づき開閉または開成度合を制御するように構成した処が異なり、同一構成および同一作用効果を奏する部分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる処を中心に説明する。
【００３４】
２５は水タンク１２の水温を検出するため満水面９に近い位置に配置した水温検知手段で、検出した信号出力を制御手段７ａに入力する。制御手段７ａは、前記水温検知手段２５が一定温度以上（例えば凝縮器３の放熱作用が低下し空調装置がもつ空調能力を発揮できなくなる寸前の温度）を検知した時の信号出力に基づき、排水路１５の止水手段１６ａを開成させる制御を、内蔵するプログラムで実行する。止水手段１６ａは、細かく流量を調整できる手段で構成し、開いた時の開成度合は、実施の形態１の発明と同じ僅かに開く最低から、更に流量を増大していけるものである。
【００３５】
上記実施の形態において、空調装置の運転が開始されると水温検知手段２５が水タンク１２の水温を検出する。そして、前記水温が一定温度以上であることを水温検知手段２５が検出すると制御手段７ａは止水手段１６ａの開きを大きくしていき、排水路１５に流れる洗浄水量を増して水タンク１２内の温度上昇した水を比較的に早く排出する。
【００３６】
一方、水タンク１２には前記した洗浄水の流れにより満水面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まで補給され給水が停止する。これにより水タンク１２の水温は一定温度以下になり、以降このような動作が繰り返される。そして、前記水温が一定温度以下であれば、空調装置の運転に支障のない状態なので制御手段７ａは止水手段１６ａを閉じたままにしている。このような水タンク１２の水温管理の下で、空調装置の運転、局部洗浄装置１９の使用、汚物の排出の操作等は、実施の形態１で説明したように行なわれ、略同様の作用効果を期待できるものである。
【００３７】
特に本実施の形態では、制御手段７ａは水タンク１２の水温が一定温度以上であることを検出した水温検知手段２５の信号出力に基づき止水手段１６ａを開き、かつ流量を増加させるので、水タンク１２内には新しい水が補給されて空調装置の凝縮器３の放熱作用が積極的に行なわれ、空調能力の低下を防止できる。また、空調装置の運転中で必要な時にだけ排水路１５を通じて洗浄水を流すことになり、節水効果を適切に高めることができる。
【００３８】
なお、上記各実施の形態では、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水タンク１２の水に接触させるものである。また、上記実施の形態では、凝縮器３を水タンク１２に直接入れたが、別個の容器または水タンク１２を仕切り板で区画した分割容器部に入れて、この容器を水タンクに往復で連通させても良い。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１６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１６の便座等への取付け時に生じるケース１６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】
以上の実施の形態から明らかなように本発明は、水タンクの洗浄水に、自然対流では得られない流動作用を生じさせて空調能力の低下を防止できるとともに、装置のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明における実施の形態１と実施の形態２との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の正面要部を切り欠いて示す構成図
【図２】 同装置の要部を切り欠いて示す概略斜視図
【図３】 本発明の実施の形態３における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の正面要部を切り欠いて示す構成図
【図４】 従来のトイレ用空気調和機の設置状態も含めた構成図
【符号の説明】
２ 圧縮機
３ 凝縮器
５ 蒸発器
７、７ａ 制御手段
８ 便器
９ 満水面
１２ 水タンク
１３ ケース
１４ 便座
１５ 排水路
１６ 止水手段
１６ａ 止水手段（流量調整手段）
１７ 給水部
２５ 水温検知手段

Claims (1)

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、前記空調装置の運転を制御する制御手段と、前記水タンク内の洗浄水を便器に流す排水路と、便器へ流す洗浄水を止水する止水手段とを備え、前記空調装置および制御手段と水タンクを吹出し口付のケースで覆うとともに、前記凝縮器を前記水タンク内の給水部の真下に水没せしめ、前記凝縮器の下部に近接して前記排水路を設け、前記制御手段は前記空調装置の運転時には常に少水量の洗浄水が前記排水路を通じて便器に流れるように前記止水手段を制御し、汚物の排出および便器を洗う時は多量の洗浄水が前記排水路を通じて便器に流れるように前記止水手段を制御する水洗トイレ装置の空調装置。

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