JP4857843B2 - 給水装置、便器及び便器洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、給水装置と、この給水装置を備えた便器と、この便器の洗浄方法とに関する。

便器を洗浄するために、便器の後部上面にロータンクを設置し、このロータンクから便鉢に洗浄水を供給することが広く行われているが、ロータンクを設置する分だけ便器が大形となってしまう。

建物内に引き回された給水配管からフラッシュレバーを介して便器洗浄水を便器に導入することも広く行われているが、給水配管の管径が十分に大きく、また水道の水圧が十分に高く、フラッシュレバーを開栓操作したときに十分な瞬間流量にて水が便器に供給されることが必要である。

給水配管が細かったり、水道水圧が低い場合の対策として、水道配管の途中に蓄圧器を設けることが特開平７−３００８９１号公報に記載されている。しかしながら、この特開平７−３００８９１号公報の洋風便器設備にあっては、洋風便器に供給される洗浄水の全量を蓄圧器によって蓄圧する必要があり、蓄圧器が大容積のものになる。

便器洗浄時におけるサイホン形成を早期化するために、便器本体の下流側に連なる排水路と、該排水流路内の空気を排気するアスピレータとを備えた便器洗浄装置が、特開平１０−９６２５５号公報に記載されている。
特開平１０−９６２５５号公報 特開平７−３００８９１号公報

本発明は、ロータンクよりも容積の小さいタンクを用いても、また水道配管の管径が小さかったり、水道水圧が十分には高くなかったりした場合でも、便器に対し十分な瞬間流量にて洗浄水を供給することができる給水装置と、この給水装置を備えた便器と、この便器の洗浄方法とを提供することを目的とする。

請求項１の給水装置は、水の供給制御用の水弁と、該水弁からの水が通過すると共に、発生する負圧によって空気を吸い込むように構成されたエゼクタと、該エゼクタからの水が導入されるタンクと、該タンク内の上部と大気との連通、遮断を切り替えるエア弁と、上流端が該タンクの下部に接続され、下流端が該タンクの上部又はそれ以上の高さにまで立ち上がる水流出用配管とを備えてなり、貯水状態のタンクから水弁の通過水量と等量の水を流出させるときには水弁及びエア弁を開とし、貯水状態のタンクから水弁の通過水量とエゼクタによって吸い込まれ前記タンクに溜まる空気量との合計の流量にて水を流出させるときには水弁を開、エア弁を閉とするものである。

請求項２の給水装置は、請求項１において、前記タンクは、水平断面が円形であり、前記エゼクタからの水が該タンクに接線方向に導入されることにより水がタンク内を旋回し、前記水流出用配管が該旋回方向に対し順方向の接線方向となるように該タンクに接続されていることを特徴とするものである。

請求項３の便器は、便鉢と、該便鉢に便鉢洗浄水を供給するための給水装置と、該便鉢の下部に連なるトラップとを有する便器において、該給水装置が請求項１又は２に記載の給水装置であり、前記水流出用配管から水が該便鉢に供給されることを特徴とする。

請求項４の便器は、請求項３において、前記給水装置は、該便器の背面の後方に配置されていることを特徴とするものである。

請求項５の便器は、請求項３又は４において、タンクの容積が１〜４Ｌであることを特徴とするものである。

請求項６の便器は、請求項３ないし５のいずれか１項において、前記水流出用配管からの水が前記便鉢の上部のリムに供給されることを特徴とするものである。

請求項７の便器の洗浄方法は、請求項３ないし６のいずれか１項に記載の便器を、その給水装置によって洗浄する方法であって、洗浄初期にあっては、前記エア弁を開とし、エゼクタで吸い込んだ空気を該エア弁を介してタンク外に流出させることにより前記水弁の通過水量と等量の水を便鉢に供給し、その後、該エア弁を閉とし、水弁の通過水量とエゼクタによって吸い込まれ前記タンクに溜まる空気量との合計の流量にて水を便鉢に供給することを特徴とするものである。

本発明の給水装置では、水弁及びエア弁を開とした場合、水弁からエゼクタを通過した水が、空気と共にタンク内に流入する。この空気は、エア弁を介してタンク外に流出するので、タンク内に水が溜められたり、あるいはタンクに規定水量が溜っているときには、タンクから配管へ水弁通過流量と等流量にて水が流出する。

タンク内に水が溜っている状態でエア弁を閉、水弁を開とした場合、水弁からエゼクタを通過し、空気を巻き込んだ水がタンク内に流入する。タンクからはこの流入水量及び流入空気量の合計の流量にて水が流出する。

かかるメカニズムを利用することにより、本発明の給水装置によると、タンクに水を溜めた状態でエア弁を閉、水弁を開とすることにより、瞬間的に多量の水を便器等へ供給することができる。

本発明の給水装置によって便器に洗浄水を供給する場合、洗浄初期にはリムに比較的少量の水を供給して便鉢の鉢面を洗い流し、その後、比較的多量の水を供給してサイホンを速やかに形成させると共に、便鉢内の汚水を勢いよくトラップへ排出させるように便器洗浄することができる。

また、タンクとして容積が１〜４Ｌ程度の小容積のものを用いても、便器を十分に洗浄することが可能となる。

上記のタンクを水平断面が円形のものとし、エゼクタからの水をタンクに接線方向に導入するようにした場合、タンク内に旋回流が形成され、タンクがサイクロンの如く機能するので、空気が効率よく水から分離される。この場合、水流出用配管を旋回方向に対し順流方向となるようにタンクに接続することにより、タンク内から水がスムーズに流出する。

なお、タンク等の機器を便器の背面の後方に配置することにより、便器設備の高さを低くすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

第１〜５図は実施の形態に係る給水装置を備えた洋風便器設備が、それぞれ順に、非洗浄時、便鉢洗浄（初期）工程、便器洗浄工程（後期）、覆水工程及びタンク貯水工程にあるときの作動状態を示す模式図である。第６図は第１〜５図の洋風便器設備の作動を説明するタイミングチャートである。

なお、第１，２，３図では（ａ）図が上記模式図であり、（ｂ）図はタンクの水平断面図である。

陶器製の洋風便器２０における便鉢２３の上部内周にリム２２が設けられている。便鉢２３は、トラップ２４を介して排水口２５と連通している。このトラップ２４は、ウェア（あふれ面）と称されるトラップ最高位部２４ａから下方に立ち下がって排水口２５に至っている。符号２４ｂはクラウンと称されるあふれ面頂部を示している。

この洋風便器２０のリム２２へは、水道本管から供給される水道水が、配管１、水弁２、配管３、エゼクタ４、配管７、タンク８、配管１１、給水受入部２１を介して供給される。エゼクタ４のスロート部には、逆止弁６を有した空気導入用配管５が接続されている。逆止弁６は、空気がエゼクタ４に吸い込まれる方向に流れることを許容する。

タンク８は、この実施の形態では筒軸心方向を鉛直方向とした円筒状であり、配管７は該タンク８の上部に接線方向に接続されている。このため、配管７からタンク８内に水が流入すると、タンク８内に旋回流が形成される。配管１１は、この旋回流の順流方向となるように、タンク８の下部に対し接線方向に接続された配管を示している。

タンク８は、便器２０の後背面に対峙するようにして設置されており、タンク８の大部分は便器２０の給水受入部２１よりも低いレベルに配置されている。配管１１は、上流端が上記の通りタンク８に接続され、途中部が給水受入部２１と同レベルまで立ち上がり、下流端が給水受入部２１に接続されている。

タンク８の頂部にはエア弁９を有した空気の給排用の配管１０が接続されている。

このように構成された給水装置付き洋風便器設備の洗浄動作について次に工程別に説明する。

なお、この洗浄例では、第１図の通りタンク８に予め貯水されている。貯水レベルは配管１１の末端と同レベルであり、配管７よりも若干下位である。

［洗浄初期（鉢洗浄）］
第１図の状態において、水弁２を開く。エア弁１０は開のままとする。これにより、第２図の通り水が配管１，３，７の順に流量Ｗ_１にて流れてタンク８に流入する。エゼクタ４では配管５を介して空気が吸い込まれ、この空気は水と共にタンク８に流入する。エア弁９が開いているので、空気は配管１０を介してタンク８外に流出し、水が流量Ｗ_１にて配管１１から便器２０へ供給される。通常の便器の場合、このＷ_１は１０〜２０Ｌ／ｍｉｎ程度が好適である。

この水は、リム２２から便鉢２３内に流れ落ち、鉢面を洗う。水が便鉢２３内に流入することにより、便鉢２３及びトラップ２４内の水位が若干上昇し、トラップ最高位部２４ａをオーバーフローするように便鉢２３内の汚水が流出する。

なお、タンク８内では、配管７からの水はタンク８の内周面に沿って螺旋状に流れ、気液分離が効率よく行われ、空気を含まない水が配管１１から便器２０へ供給される。

［洗浄後期（増水＋汚物排出）］
第２図の状態において、エア弁９を閉とする。これにより、エゼクタ４から配管７を介して水と共にタンク８内に流入した空気は、タンク８内に籠もるようになり、タンク８内の水は、第３図の通り新たに供給される水量Ｗ_１と、エゼクタ４から流入しタンク８に貯まる空気Ａ_１との合計の水流量Ｗ_２＝Ｗ_１＋Ａ_１にてタンク８から便器２０へ供給される。

即ち、第２図では水はＷ_１の流量にて便器２０に供給されているが、この第３図の状態では、タンク８内の貯留水も流出水に重畳することにより、Ｗ_２＝Ｗ_１＋Ａ_１の大流量にて便器２０へ水が供給される。

この結果、便鉢２３内の水位が急激に上昇し、トラップ２４へ一度に多量の水が流れ込み、トラップ２４に早期に強力なサイホンが形成される。これにより、便鉢２３の汚物が強力に排出される。便鉢２３から汚物が排出し終ると、サイホンがブレークする。

［覆水］
タンク８内の水の大半が流出し、タンク８内の水位が配管１１の開口レベルにまで低下した後もエア弁９を閉としておく。水弁２は開のままである。これにより、タンク８内に配管７から流量Ｗ_１で流入した水が、該配管１１から流量Ｗ_１にて便器２０へ供給される。

この状態では、サイホンはブレークしており、第４図の通り便鉢２３内に水が徐々に溜り、覆水が貯留される。なお、第４図でもエゼクタ４は空気を流量Ａ_１にて吸い込み続けている。この空気Ａ_１は、タンク８から配管１１を介して水と共に便器２０へ流出する。

［タンク貯水］
覆水の水位がトラップ最高位部２４ａにまで達した後、エア弁９を開とする。水弁２は開のままである。これにより、エゼクタ４からタンク８に流入する空気が配管１０を介して流出し、第５図の通りタンク８から便鉢２０への水の供給が停止する。そして、配管７から流量Ｗ_１にて流入する水によりタンク８内に水が徐々に貯留される。タンク８内の水位が配管１１の末端のレベル（便器２０の給水受入部２１のレベル）にまで達した後、水弁２を閉とする。これにより、第１図に示す待機状態に復帰する。

［効果］
この実施の形態では、上記の通り、タンク８に水を溜めておき、洗浄初期には流量Ｗ_１にて便器２０に給水し、洗浄後期にはタンク８内の貯水を流量Ｗ_１に重畳させてＷ_２＝Ｗ_１＋Ａ_１の増水状態にて便器２０に給水するので、サイホンを早期に且つ強力に、しかも確実に形成することができ、便鉢２３内の汚物を十分に排出することができる。

また、大流量Ｗ_２にて水を便器２０に供給するときでも、このＷ_２は新規流入水Ｗ_１にタンク８内の貯留水を重畳させたものであり、タンク８の容積を徒に大きくするとことなく、十分な流量Ｗ_２を所要の時間だけ継続させることができる。従って、タンク８としては、１〜４Ｌ程度の小容積のもので足りるようになり、便器設備が、ロータンク型便器設備に比べて小型でコンパクトなものとなる。また、配管１からの水をタンク８に貯水するので、水道配管の管径が小さい場合や、水道元圧が低い場合でも、便器２０を十分に洗浄することができる。

この実施の形態では、タンク８が便器の後背部に配置されており、便器２０を含めた設備の高さが、ロータンク型便器設備に比べて低いものとなる。

［別態様（第７図）］
上記実施の形態では、第６図の通り、覆水工程にひき続いてタンク貯水工程を行って第１図の待機状態としている。即ち、第１図の待機状態ではタンク８に水が貯水されている。

これに対し、本発明では、第７図の通り、覆水工程にて洗浄動作を終了し、タンク８を略空のままとして待機状態に入ってもよい。

即ち、第７図では、覆水工程が終了すると、水弁２を閉とし、洗浄動作を終了とし、待機状態に移行する。これにより、待機状態ではタンク８はほぼ空となっている。

第７図では、便器洗浄の開始当初にまずタンク８に水を貯水し、それから第１図〜第６図の実施の形態における鉢洗浄（洗浄初期）〜覆水までの各工程を実行する。

便器洗浄開始当初にタンク８への貯水を行うには、水弁２及びエア弁９の双方を開とすればよい。これにより、タンク８内に水が流量Ｗ_１にて貯水される。エゼクタ４からの空気は配管１０を介して排出される。

このタンク貯水工程にひき続いて鉢洗浄工程（洗浄初期）を実行するが、そのためには弁２，９の開閉は行う必要がない。タンク８内の水位が配管１１の末端レベルまで達すると、自ずとタンク８から配管１１を介して水が便器２０へオーバーフロー状に流出し、鉢洗浄（洗浄初期）が開始することになる。

なお、第７図において、タンク貯水工程を開始するタイミングは、便器使用者が便器洗浄スイッチを操作したときとしてもよく、トイレルームへの人体の入室が検知されたときとしてもよく、便器への人体の近接や着座を検知したときとしてもよい。

［タンクの別例］
第８図はタンク８と弁２，９、エゼクタ４等を一体化させた構成例を示している。即ち、タンク８の上側にバルブユニット３０が設置され、その中に水弁２とエア弁９とが設置されている。また、タンク８の上部にバキュームブレーカ３１を備えたハウジング３２が一体的に取り付けられており、該ハウジング３２内にエゼクタ４が設置されている。水弁２に連なる配管３は該バキュームブレーカ３１の近傍に接続されている。配管３からハウジング３２内に流入した水がエゼクタ４内に流入し、エゼクタ４の噴出水が直接的にタンク８内に流入するよう構成されている。

上記実施の形態はいずれも本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態をもとりうる。

本発明では、空気吸込用の配管５によって便器２０のトラップ２４内を吸引し、サイホン起動を補助するようにしてもよい。

本発明では、タンク８は逆円錐形などテーパを有するものであってもよい。

本発明では、便鉢のジェット孔に水を供給するようにしてもよい。即ち、本発明の給水装置は、トラップ内に向けてジェット孔から水をトラップ排出方向へ噴出するジェット洗浄型の便器にも適用でき、水を便鉢に供給するということは、ジェットに水を供給することも含む。

実施の形態を示す系統図である。 実施の形態を示す系統図である。 実施の形態を示す系統図である。 実施の形態を示す系統図である。 実施の形態を示す系統図である。 実施の形態を説明するタイミングチャートである。 実施の形態を説明するタイミングチャートである。 タンクの別例を示す模式的な断面図である。

符号の説明

２ 水弁
４ エゼクタ
８ タンク
９ エア弁
２０ 便器
２３ 便鉢
２４ トラップ

Claims (7)

1. 水の供給制御用の水弁と、
   該水弁からの水が通過すると共に、発生する負圧によって空気を吸い込むように構成されたエゼクタと、
   該エゼクタからの水が導入されるタンクと、
   該タンク内の上部と大気との連通、遮断を切り替えるエア弁と、
   上流端が該タンクの下部に接続され、下流端が該タンクの上部又はそれ以上の高さにまで立ち上がる水流出用配管と
   を備えてなり、貯水状態のタンクから水弁の通過水量と等量の水を流出させるときには水弁及びエア弁を開とし、
   貯水状態のタンクから水弁の通過水量とエゼクタによって吸い込まれ前記タンクに溜まる空気量との合計の流量にて水を流出させるときには水弁を開、エア弁を閉とする給水装置。
2. 請求項１において、前記タンクは、水平断面が円形であり、前記エゼクタからの水が該タンクに接線方向に導入されることにより水がタンク内を旋回し、前記水流出用配管が該旋回方向に対し順方向の接線方向となるように該タンクに接続されていることを特徴とする給水装置。
3. 便鉢と、該便鉢に便鉢洗浄水を供給するための給水装置と、該便鉢の下部に連なるトラップとを有する便器において、
   該給水装置が請求項１又は２に記載の給水装置であり、前記水流出用配管から水が該便鉢に供給されることを特徴とする便器。
4. 請求項３において、前記給水装置は、該便器の背面の後方に配置されていることを特徴とする便器。
5. 請求項３又は４において、タンクの容積が１〜４Ｌであることを特徴とする便器。
6. 請求項３ないし５のいずれか１項において、前記水流出用配管からの水が前記便鉢の上部のリムに供給されることを特徴とする便器。
7. 請求項３ないし６のいずれか１項に記載の便器を、その給水装置によって洗浄する方法であって、
   洗浄初期にあっては、前記エア弁を開とし、エゼクタで吸い込んだ空気を該エア弁を介してタンク外に流出させることにより前記水弁の通過水量と等量の水を便鉢に供給し、
   その後、該エア弁を閉とし、水弁の通過水量とエゼクタによって吸い込まれ前記タンクに溜まる空気量との合計の流量にて水を便鉢に供給することを特徴とする便器の洗浄方法。

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