JP7179257B2 - 大便器用脱臭装置 - Google Patents

Description

本発明は、大便器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）。特許文献１に記載の脱臭装置は、温水洗浄便座に設けられ、吸入された空気に水を噴出する水噴出装置を備える。水噴出装置は、水を貯留する貯水部及びこの貯水部の底部に配置される振動子を備える。または、水噴出装置は、水を霧状に噴出するノズルである。

特開２０１７－２２３０３０号公報

トイレ空間における臭気の内、アンモニアやトリメチルアミンに比べて、硫化水素やメチルメルカプタンは水に溶けにくい。そのため、特許文献１のように水噴出装置によって噴出される水のみで臭気を空気中から除去しようとしても、硫化水素やメチルメルカプタンは除去しきれない懸念がある。

そこで、本発明は、簡易な構成で、水に溶けやすい成分と水に溶けにくい成分を脱臭することができる大便器用脱臭装置を提供する。

第１の発明の大便器用脱臭装置は、空気を吸気する吸気口を形成する吸気部と、脱臭した空気を排気する排気口を形成する排気部と、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に設けられたファン装置と、前記脱臭風路に設けられ、吸気した空気を水により脱臭する水脱臭部と、前記脱臭風路に設けられた酸化触媒と、を有する。
第１の発明によれば、１つの風路中に水脱臭部と酸化触媒を配置した簡易な構成により、水溶性の高い臭気成分と、これら臭気成分より水溶性は低いが酸化分解性の高い臭気成分の両方を効果的に脱臭することができる。大型化および複雑化の抑止と脱臭性能を両立することができる。
第２の発明は、第１の発明において、前記酸化触媒は、前記水脱臭部よりも、前記脱臭風路における下流側に設けられる。
第２の発明によれば、吸気口から空気と一緒に吸い込まれた埃や紙片等の粉塵を、水脱臭部で捕捉することができ、酸化触媒に粉塵等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。また、芳香剤などに含まれるアルコール成分を水脱臭部で水に溶解させることができ、酸化触媒へのアルコール成分の付着を抑制することができる。
第３の発明は、第２の発明において、前記ファン装置は、前記水脱臭部よりも、前記脱臭風路における下流側に設けられる。
第３の発明によれば、吸気口から空気と一緒に吸い込まれた粉塵を、水脱臭部で捕捉することができ、粉塵等がファン装置へ到達してしまうことも抑制できる。
第４の発明は、第２または第３の発明において、前記水脱臭部と前記酸化触媒との間に設けられ、前記水脱臭部の水が前記酸化触媒側へ飛散することを抑制する飛散抑制手段をさらに有する。
第４の発明によれば、水脱臭部の水への溶解でアルコール成分の酸化触媒への付着を効果的に抑止しつつ、さらに、飛散抑制手段によってアルコール成分の溶解した水が酸化触媒側へ飛散するのを抑制し、酸化触媒がアルコール成分の溶解した水に被水することを抑止できる。
第５の発明は、第４の発明において、前記水脱臭部は、水を溜めることが可能な水溜め部を有し、前記水溜め部に溜められた水の水面が、前記脱臭風路の一部を形成する。
第５の発明によれば、溜めた水でアルコール溶解できるため、例えばノズルからのミスト噴霧等に比べて、より飛散を抑制することができる。
第６の発明は、第５の発明において、前記飛散抑制手段は、前記水溜め部の底面から前記脱臭風路内へ向けて突出する水受け壁を有する。
第６の発明によれば、簡単な構成により、アルコール成分の溶解した水が酸化触媒側へ飛散するのを抑制することができる。
第７の発明は、第５または第６の発明において、前記飛散抑制手段は、前記水溜め部に形成され、前記脱臭風路の断面積を拡大する拡大部を有する。
第７の発明によれば、風路断面積が拡大することで風速を低減させることができ、水脱臭部の水の下流側への飛散を抑制することができる。

本発明によれば、簡易な構成で、水に溶けやすい成分と水に溶けにくい成分を脱臭することができる。

一実施形態に係るトイレ装置の外観斜視図である。 一実施形態に係る大便器用脱臭装置の平面図である。 一実施形態に係る大便器用脱臭装置における水脱臭ユニットの斜視図である。 図３の水脱臭ユニットからカバーを外した状態の斜視図である。 一実施形態に係る大便器用脱臭装置における水脱臭ユニットの断面斜視図である。 一実施形態に係る大便器用脱臭装置における水溜め動作時の断面図である。 一実施形態に係る大便器用脱臭装置における排水動作時の断面図である。

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、一実施形態に係るトイレ装置１の外観斜視図である。

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。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。また、衛生洗浄装置２００は、大便器用脱臭装置（以下、単に脱臭装置と称する）を有する。

図２は、本実施形態に係る脱臭装置１０の平面図であり、図１における衛生洗浄装置２００のカバー２０１を外した状態を表す。なお、図２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。
図２に示すように、脱臭装置１０は、水脱臭ユニット２０と、制御部３０とを有する。

図３は、水脱臭ユニット２０の斜視図である。
図４は、図３の水脱臭ユニット２０からカバー２２を外した状態の斜視図である。
図５は、水脱臭ユニット２０の断面斜視図である。

図３～図５に示すように、水脱臭ユニット２０は、ケース２１と、カバー２２とを有する。ケース２１とカバー２２との間の空間に、水脱臭部４０、ファン装置６０、および酸化触媒７０が設けられている。

ファン装置６０の駆動により、ケース２１とカバー２２との間の空間内を空気が流れる。この空気が流れる風路（脱臭風路）８０の一端部に吸気口部が設けられ、他端部に排気口部が設けられている。吸気口部は吸気口２３を形成し、排気口部は排気口２４を形成する。脱臭風路８０は吸気口２３と排気口２４とを連通する。脱臭風路８０において吸気口２３および排気口２４以外の領域は、ケース２１およびカバー２２によって覆われている。

吸気口２３は脱臭風路８０の最上流に位置し、排気口２４は脱臭風路８０の最下流に位置する。ファン装置６０は、水脱臭部４０よりも、脱臭風路８０における下流側に配置されている。酸化触媒７０は、ファン装置６０よりも、脱臭風路８０における下流側に配置されている。吸気口２３と排気口２４との間に、吸気口２３側から順に、水脱臭部４０、ファン装置６０、および酸化触媒７０が配置されている。

水脱臭部４０は、水溜め部５０を有する。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との間に設けられている。

水脱臭ユニット２０が図２に示す便器１００の上に設置された状態において、吸気口２３はボウル部１０１に向けて開口する。

ファン装置６０の駆動により、吸気口２３から第２空間５２を経て第１空間５１に空気が吸気される。第２空間５２の脱臭風路８０における下流端の高さは、第１空間５１の脱臭風路８０における上流端の高さよりも低い。ここで「高さ」は、ケース２１の内面とカバー２２の内面との間の鉛直方向に沿った高さを表す。第２空間５２は、第１空間５１よりも風路断面積が縮小された絞り部として機能する。第１空間５１は、第２空間５２よりも風路断面積が拡大された拡大部である。

図４に示すように、ケース２１において水溜め部５０の側壁を形成する部分に給水部４５が設けられている。給水部４５は、例えば水溜め部５０の脱臭風路８０における最下流端に近い位置に設けられている。給水部４５からは水溜め部５０に向けて水が流入することで給水され、水溜め部５０はその水を溜めることが可能となっている。なお、本発明において、給水部４５が設けられる位置は、水溜め部５０の脱臭風路８０における最下流端に近い位置に限るものではなく、水溜め部５０に給水が可能な位置であればよい。

水溜め部５０に溜められた水は、排水部から排水される。排水部は排水口２５を形成し、本実施形態では、吸気口２３が排水口２５を兼ねており、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に排水される。水溜め部５０の底面は、排水口２５へ向けて下り傾斜を形成している。

水溜め部５０においてファン装置６０側の脱臭風路８０における最下流端に水受け壁４１が設けられている。水受け壁４１は、水溜め部５０の底面から、第１空間５１の脱臭風路８０内へ向けて突出している。水受け壁４１の上端は、その下端よりも脱臭風路８０における上流側に位置する。水受け壁４１の上端は、第２空間５２の上面よりも上方の高さに位置し、水受け壁４１の上端と水溜め部５０の底面との間の距離（高さ）は、第２空間５２の高さよりも高い。水受け壁４１の上端と、カバー２２との間には、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。

次に、本実施形態に係る脱臭装置１０の動作について説明する。

図６は、脱臭装置１０における水溜め動作時の断面図である。
図７は、脱臭装置１０における排水動作時の断面図である。

便器１００への使用者の着座が検知されると、制御部３０の制御により、ファン装置６０が駆動され、給水部４５から水溜め部５０へ水が給水される。例えば、ファン装置６０の駆動と、給水部４５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３０は、ファン装置６０の駆動開始および停止、ならびに給水部４５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６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。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、さらにファン装置６０からはき出された空気は酸化触媒７０を通過して排気口２４から排気される。

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。すなわち、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の底面は、排水口２５（吸気口２３も兼ねる）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の底面を排水口２５に向かって流れ得る。また、水溜め部５０の底面には、水の流れを堰き止めるような構造も設けられていない。そのため、水溜め部５０に給水された水は、そのまま排水口２５から排水され得る。

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に押し当て、給水部４５から給水された水を水溜め部５０に溜めることができる。

給水部４５からの水の給水は所定時間後に停止される。例えばファン装置６０の回転数制御により、水溜め部５０に発生する負圧の大きさを制御することができる。その負圧の大きさによっては、給水部４５から給水された水の全量が水溜め部５０に保持される場合もあるし、給水部４５から給水された水の一部は排水口２５から排水され、残りの所定量の水が水溜め部５０に保持される場合もある。給水部４５から給水された水の全量を水溜め部５０に保持することが望ましく、この構成によって、より多くの水を水溜め部５０に保持することができるため、より脱臭性能を確保することができる。一方、負圧の大きさによって水溜め部５０に保持される水の量を制御することができるため、例えば、溜めたい量以上の水を給水部４５から給水するように設定することで、給水部４５から給水される水の量がバラついても、給水された水の一部を排水口２５から排水しつつ、溜めたい量水をより確実に水溜め部５０に保持することができる。

吸気口２３から吸気され臭気成分を含んだ空気は、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、小便臭の原因である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。

脱臭風路８０中を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大便臭の原因である臭気成分は、酸化触媒７０により脱臭される。酸化触媒７０は、硫化水素、メチルメルカプタンを酸化し分解する。

このように本実施形態によれば、水脱臭部４０で、水溶性の高いアンモニアやトリメチルアミンを脱臭でき、さらに、酸化触媒７０で、アンモニアやトリメチルアミンに比べて水に溶解しにくい硫化水素やメチルメルカプタンを脱臭することができる。脱臭された空気は、排気口２４から排気される。

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７０に粉塵が流れることによる酸化触媒７０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、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。

また、１つのファン装置６０を用いた１つの脱臭風路８０中に水脱臭部４０と酸化触媒７０を配置した簡易な構成により、水溶性の高い臭気成分と、それら臭気成分より水溶性は低いが酸化分解性の高い臭気成分の両方を効果的に脱臭することができる。大型化および複雑化の抑止と脱臭性能とを両立することができる。

水溜め部５０は、第１空間５１よりも高さが低く、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、脱臭風路８０の一部を形成する水溜め部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。そのため、例えば水噴出装置による水の噴霧や貯水内に水を導出する構成より、大型化および複雑化を抑止しつつも、脱臭性能が低下することを抑止することができる。
また、第２空間５２（絞り部）で空気が加速されると、空気が水Ｗを押す圧力が高まり、水Ｗを水溜め部５０に保持しておく効果も高まる。

トイレ空間には芳香剤が置かれることが多い。一般に、酸化触媒は、芳香剤などに含まれるアルコール成分（例えば、エタノール、メタノール）が付着すると、異臭を発生する懸念がある。アルコール成分は水脱臭部４０で水に溶解させることができるが、アルコール成分の溶解した水が下流側に飛散すると酸化触媒７０がアルコール成分の溶解した水で被水する懸念がある。特に水脱臭ユニット２０を衛生洗浄装置２００に設ける場合は、小型化が求められるため、水脱臭部４０と酸化触媒７０との距離が近くなりやすい。

本実施形態においては、水溜め部５０に溜められた水Ｗが酸化触媒７０側へ飛散することを抑制する飛散抑制手段として、水受け壁４１が設けられている。このような実施形態によれば、水溜め部５０の水Ｗへの溶解でアルコール成分の酸化触媒７０への付着を効果的に抑止しつつ、さらに、水受け壁４１によってアルコール成分の溶解した水が酸化触媒７０側へ飛散するのを抑制し、酸化触媒７０がアルコール成分の溶解した水に被水することを抑止できる。

また、本実施形態によれば、水溜め部５０への水Ｗの貯水のみでアルコール溶解できるため、例えばノズルからのミスト噴霧等に比べて簡易な構成にできる。さらに、水受け壁４１も簡易な構成であるため、本実施形態によれば、大型化および複雑化を抑止しつつ、アルコール成分を原因とした酸化触媒７０での異臭発生を抑止することができる。

また、水溜め部５０における第１空間５１は、第２空間５２よりも高さおよび体積が大きく、風路断面積が拡大された拡大部として設けられている。このような第１空間５１も上記飛散抑制手段として機能することができる。すなわち、第１空間５１において風路断面積が拡大することで空気の風速を低減させることができ、それにより水Ｗの下流側への飛散を抑制することができる。ファン装置６０への水の飛散も抑制でき、ファン装置６０の故障や性能低下を抑止することができる。

図６には、水受け壁４１から第１空間５１を経て第２空間５２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増大させることができ、これは、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。

空気に押された水Ｗは、水受け壁４１に堰き止められ、脱臭風路８０における下流側への後退が阻止される。この状態において、吸気口２３から流入して第２空間５２の上面に沿って流れる空気に対向する壁状の水面Ｗａが形成されやすくなる。この壁状の水面Ｗａを境に、水面Ｗａよりも脱臭風路８０における上流側の水面は、下流側の水面よりも高い位置に形成される。水面Ｗａよりも上流側の水面と、水面Ｗａよりも下流側の水面との間に段差が形成される。水Ｗの上面に加えて、壁状の水面Ｗａに対しても空気が当たることで、水溶性が高い臭気成分の水への溶解効率を向上でき、さらに粉塵が水Ｗに捕捉されやすくなる。

水受け壁４１は吸気口２３側の第２空間５２の上面よりも上方の高さまで延びているため、水受け壁４１で堰き止められた水Ｗの第１空間５１内における高さは、第２空間５２内における高さよりも高くなりやすい。これは、第１空間５１と第２空間５２との境界付近に水面の段差を形成しやすくし、壁状の水面Ｗａを形成しやすくする。

使用者が便器１００から離座し、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、図７に示すように、排水口２５から便器１００のボウル部１０１（図１、２に示す）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、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。
また、負圧を形成する手段として、空気の吸排気のために脱臭装置に元々必要なファン装置という最小限の電気的構成要素で、水を溜めることと排水を実現でき、負圧を形成するためのポンプなどを別途設ける必要がなく、コスト低減および小型化が可能になる。
また、水溜め部５０底面を下り傾斜にすることで、水溜め部５０から水が排水されやすくなり、水溜め部５０に残る水をより少なくすることができ、バイオフィルムの形成を抑制する効果を高くできる。

以上説明した本実施形態によれば、空気の流れを伴う負圧の形成によって水溜め部５０に水Ｗを溜め、その水Ｗの水面が脱臭風路８０の一部を形成し、水Ｗの水面に沿って臭気成分を含む空気が流れる。このような構成は、例えば負圧の形成によって水を溜めるのではなく、あらかじめタンクに水を蓄えておき、蓄えた水の表面に空気を接触させる構成より、水面に接触する空気の量を多くでき、臭気成分の水への溶解効率を向上させることができる。従って、本実施形態は、大型化および複雑化の抑止と、脱臭性能とを両立させる。

酸化触媒７０は例えばカートリッジ形態で構成され、衛生洗浄装置２００に対して着脱して交換可能となっている。図２に示すように、酸化触媒７０は、衛生洗浄装置２００のケーシング２０２の外縁部側に配置されているため、使用者が酸化触媒７０を交換しやすい。

また、酸化触媒７０は例えばハニカム構造を有し、ファン装置６０の動作音を消す効果をもつ。前述した酸化触媒７０とファン装置６０との配置関係は、ファン装置６０を酸化触媒７０よりもケーシング２０２の外縁部側に配置した構成に比べて、脱臭時の騒音を小さくすることができる。

以上説明した一実施形態では、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は例えば便器１００内に設けてもよい。

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。
本発明における水脱臭部は、例えば、吸入された空気に水を噴出する構成を備えるものでもよい。

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、３０…制御部、４０…水脱臭部、４１…水受け壁、４５…給水部、５０…水溜め部、５１…第１空間、５２…第２空間、６０…ファン装置、７０…酸化触媒、８０…脱臭風路、１００…便器、１０１…ボウル部、２００…衛生洗浄装置

Claims (5)

1. 大便器用脱臭装置であって、
   空気を吸気する吸気口を形成する吸気部と、
   脱臭した空気を排気する排気口を形成する排気部と、
   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に設けられたファン装置と、
   前記脱臭風路に設けられ、吸気した空気を水により脱臭する水脱臭部と、
   前記脱臭風路に設けられた酸化触媒と、
   前記水脱臭部と前記酸化触媒との間に設けられ、前記水脱臭部の水が前記酸化触媒側へ飛散することを抑制する飛散抑制手段と、
   を有し、
   前記酸化触媒は、前記水脱臭部よりも、前記脱臭風路における下流側に設けられる大便器用脱臭装置。
2. 前記ファン装置は、前記水脱臭部よりも、前記脱臭風路における下流側に設けられる請求項１記載の大便器用脱臭装置。
3. 前記水脱臭部は、水を溜めることが可能な水溜め部を有し、
   前記水溜め部に溜められた水の水面が、前記脱臭風路の一部を形成する請求項１または２に記載の大便器用脱臭装置。
4. 前記飛散抑制手段は、前記水溜め部の底面から前記脱臭風路内へ向けて突出する水受け壁を有する請求項３記載の大便器用脱臭装置。
5. 前記飛散抑制手段は、前記水溜め部に形成され、前記脱臭風路の断面積を拡大する拡大部を有する請求項３または４に記載の大便器用脱臭装置。

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