JPH073856A - 水洗トイレの水洗方法および水洗トイレ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 給水水圧を利用して高速水流を発生し、排泄
物を吸い出す新式の水洗トイレを提供する。 【構成】 気密な洗浄水タンク１、水供給源と該タンク
とを連結する注水弁２、及びタンク内の水を便器に放出
する放出弁３よりなる。使用と使用の間はタンクは空で
ある。水洗サイクルは使用者が注水弁を用いた時から始
まり、水供給源の圧力で水をタンク内に注入する。注入
された水は該タンク内に停留する空気を要求される圧力
にまで圧縮し、自動的に注水弁を閉塞し、放出弁を開放
する。水は圧縮空気の圧力によって便器に放出される。
本発明の水洗トイレは高速の放出水流を提供し、大量の
水を節約することができ、性能が従来のものより優れた
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新型の水洗トイレに係る
もので、更に具体的に説明すると、トイレの圧力式水洗
方法および水洗トイレに係るものである。

【０００２】水洗便所の動作原理は二つの基本エレメン
トによる。即ち排泄物トラップとサイフォン管である。
排泄物トラップは排泄物吸出道からなる。排泄物吸出道
は、上向き流路が下向き管部分に連結してなる堰で構成
される。このような構造は、便器内の水が囲い堰の頂部
よりも下まで流れ出すのを防止し、便器の不使用中に便
器の底部に水たまりを形成する。水またりは液封止作用
をなして、便器と汚物排泄管系とを隔離するとともに、
排泄物を受け入れ、また排泄物が直接便器表面と接触す
るのを防止する。汚物排泄道の下向き管部分は実質的に
便器底部の下まで延伸され、それによって一定の高速水
流のもとでサイフォン作用が発生することができる。

【０００３】

【従来の技術】従来の水洗トイレについて云えば、便器
内に放入された水は先づ便器から囲い堰に向って溢出し
溢流を引起す。継続的に水を流せば、溢流は強くなり、
排泄物吸出道の下向き管部分内に柱流が形成される速度
までに達する。この状態に達すれば、即ちサイフォン作
用を起す。サイフォン作用の発生による吸引力により、
排泄物が便器から吸出される。実際には、現在の全ての
水洗トイレはサイフォン作用によって排泄物を吸い出し
ている。サイフォン作用は一定の高速水流のもとにだけ
起り得るために、大量の水を供給しなければならない。
家庭用の水洗トイレは水タンクから大量の水を放出して
必要な高速水流を供給する必要がある。重力式水洗トイ
レの水タンクは便器の直上にあり、大気と連通してい
る。現在、重力式水洗トイレはアメリカや世界に普及し
ている。

【０００４】最近、家庭用に圧力式水洗トイレが研究開
発された。これは供給水の圧力エネルギーを利用して吸
出（抜き出し）作用を引き起すものである。この方法は
加圧水を集めるための密封洗浄水タンクより成り、給水
を効果的に増大させる。水を放出したあと、洗浄水タン
クは自動的に再び充填される。水圧が水を洗浄水タンク
に流入させると、タンク内に溜った空気を圧縮し、タン
クの圧力を所定の圧力まで増大させる。その後、圧力調
整器により水の流入を遮断し、該タンク内の水と圧縮さ
れた空気は次回の放水までタンク内に保持される。該タ
ンクの体積と該タンク内に溜った空気の量が一定である
ため、タンク圧の制御により毎回の放水量が決定され
る。

【０００５】慣用の重力式水洗と比較して、圧力式水洗
方式は多くの利点がある。この方式の最初の放水速度は
重力式水洗により得られる速度よりずっと高い。圧力式
水洗に用いられるエネルギーは重力式水洗のエネルギー
の何倍にも達する。その結果、圧力式水洗では必要なサ
イフォン作用が直ちに起り、少量の水で有効な水洗がさ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、現在の圧力式
水洗方式にはいくつかの望ましくない特性がある。現在
の圧力式水洗は、使用と使用の間は水を水タンク内に貯
留する、という従来の概念を採用している。これは常に
洗浄水タンクの圧力をコントロールしなければならない
ので、一つの安全上の問題が生じる。常に圧縮空気の状
態で大量のエネルギーが貯留されているからである。こ
のため、洗浄水タンクの構造設計に格別な注意が要求さ
れ、製造費用が嵩む。また、水タンクの中の圧力を受け
た水は、給水水圧の変動があったときに、給水系に逆流
を生じることがあり、公衆の衛生問題を脅かすことにな
る。加圧されたタンクの逆流を防ぐためには、信頼度の
高い逆流阻止装置が必要とされる。これもまた系の複雑
化をもたらし、製造費用を増加させる。

【０００７】現在の圧力式洗浄水タンク系の別の問題
は、毎回の注水時に一定量の新たな空気を取り入れて、
前回の水洗で失った空気を補充する必要がある。取り入
れる空気をコントロールするために、水流は精巧なベン
チュリ・ノズルを用い手調節しなければならない。これ
もまた系が複雑になり、設置とメンテナンスの費用を増
加する。使用に際して、使用者は加圧下で洗浄弁を操作
する必要がある。洗浄弁の切断面が大きく、水圧が高い
ため、洗浄弁に大きい力が加えられる。使用者の便宜の
ためには、操作の力を減らして容易に洗浄弁を操作でき
るようにする必要がある。現在この問題を解決する方法
として、タンクの放水弁を起動するパイロット弁を取り
付けている。これもまた圧力式水洗系を更に複雑化し信
頼性を失わせている。したがって、圧力式洗浄水タンク
系は優れた性能があるにもかかわらず、今日に至って未
だ普及していない。

【０００８】本発明の主な目的は、現在の給水水圧のエ
ネルギーを利用して、水の消費の減少をはかり且つトイ
レの性能を改善した、新規名水洗トイレの水洗方法を提
供することである。

【０００９】本発明の具体的な目的は、現在の圧力式タ
ンク系の各種の欠点、例えば安全性の問題と系の複雑さ
を解消することである。

【００１０】本発明の他の具体的な目的は、使用と使用
の間は洗浄水タンクは空であり、水洗の直前の短時間だ
け加圧される新規な圧力式水洗系を提供することであ
る。

【００１１】本発明の他の具体的な目的は、新規な圧力
式水洗系を提供するもので、これは他と異なり独特の水
洗サイクルで動作し、洗浄水タンクは放水の直前に充填
される。このようにすることによって、現在の圧力式水
洗系の安全性と水の逆流の問題を解消するものである。

【００１２】本発明の更に一つの具体的な目的は、毎回
の水洗後に自動的に圧力タンク内に空気を補充して、現
在の圧力式水洗系が必要とする空気輸送装置を必要とし
ない圧力式水洗系を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は新規且つ革新的
な水洗トイレの水洗方法および装置である。本発明は詳
しくは圧力式の水洗トイレ系に関する。

【００１４】現在までに、現在の便器（重力式放水と圧
力式放水を含む）の洗浄水タンクは、いずれも使用期間
に注水する。一般的に云えば、従来の便器の水洗サイク
ルは水タンクの放水弁を操作してから開始し、次に該タ
ンク内に貯蔵された水は便器に放出される。該タンク空
になった後、放水弁は自動的に閉塞する。然る後、タン
クは自動的に所定の水位まで給水され、次回の使用まで
この水位に保たれる。

【００１５】本発明の水洗サイクルは完全に現在の水洗
トイレと異なる。本発明は密封された洗浄水タンクと、
水供給源に連結する注水弁と、放出水を便器に導く放水
弁よりなる。使用と使用の間は該タンクは空である。水
洗サイクルは放水弁のトリップ開放で始まる。加圧して
水を強制的に該タンクに注水するとともに、供給水の水
圧の作用により放水弁を閉塞する。放水弁の閉塞により
空気をタンク内に溜めさせる。新たに注入した水は該タ
ンク内に集められ、水の増加とともに該タンク内に溜っ
た空気は圧縮され、該タンク内の圧力を上昇させる。該
タンク内の圧力が所定の圧力に達すると、注水弁は閉塞
し、放水弁は自動的に開放される。圧縮された空気圧に
より水が便器に放出され、直ちにサイフォン作用が発生
し、排泄物が便器から外に吸い出される。

【００１６】このように、使用者が水洗サイクルを起動
すると、水洗作用は即時に開始するのではなく、水をタ
ンクに注入するための短時間の遅延がある。然る後、急
に放水が自動的に開始され、強力に水が放出される。こ
の水洗サイクルは概念的に現在の全てのトイレと異なる
ものである。

【００１７】

【実施例】以下に図面を参照しながら実施例により本発
明を更に詳細に説明する。

【００１８】図１を参照すると、洗浄水タンク１は水と
圧縮空気を貯蔵する密封箱体である。タンク１は水の圧
力により注水弁２と導管４を経て供水源と連結し、そし
て放水弁３を経て便器３１に連結される。本発明の好ま
しい便器のデザインは、慣用の噴射式サイフォンと類似
であり、便器の底部に噴射ノズル３２が設けられてい
る。この好ましい例について云えば、洗浄タンク１から
放出される水流は二つの水流に分れる。一方の水流は便
器の縁に沿った通路３３を流れて放出口３４から便器内
に流入する。他方の水流はノズル３２を経て噴出過程で
高速の噴射水流を形成する。使用中は便器の底部には水
たまり３５があり、これが液体封止の作用をなすととも
に、排泄物の収集体となる。不使用時は注水弁２は閉
じ、タンク１は空であり、そして放水弁３は開いてい
る。

【００１９】図２は本発明の洗浄系の細部を示す。スタ
ートボタン６を押下げると、弁体４を弁座５から押し離
し注水弁２を開放する。注水弁２が開いた状態では、弁
体４は供給水の静水圧を受けることがない。供給水は円
筒体（シリンダー）１１と逆止め弁１２を経て洗浄タン
ク１にはいる。同時に、供給水の圧力により円筒体１１
が加圧され、これにより、放水弁の弁体１５は放水弁３
の弁座１３に押しつけられて放水弁３を閉塞する。放水
弁３の閉塞によりタンク内の空気を貯留する。次に管路
の給水圧力下にある水は洗浄タンク１に流入し始め、流
入した水が徐々にタンク１内に貯留された空気を加圧す
る。

【００２０】洗浄タンク内の圧力と洗浄タンク内の水量
との間に存在する特定の関係により、該タンク内の水位
は該タンク内の圧力でコントロールすることができる。
本発明の好ましい実施例において、注水は注水弁２の中
に設置された圧力スイッチにより、所定のタンク圧力に
達した時に止められる。圧力スイッチはプランジャーを
含み、その第一の側は大気圧を受け、第二の側は基本的
には上述した洗浄水タンクの圧力に近い圧力を受け、上
記のプランジャーはプランジャーの第一の側の方向に沿
って動き、上記の放水弁を閉塞する方式で注水弁と連結
し、またスプリングで所定の張力に配置され、前記のプ
ランジャーの第二の側の圧力が所定の設定圧力を越えた
ときに、プランジャーが前記のスプリングの張力にうち
かって作動し、上記の注水弁を閉塞する。図３を参照し
て、タンク１内の圧力が所定値に達したときに、ピスト
ン８に印加された水圧はスプリングの弾力にうちかっ
て、注水弁２を閉塞する。弁２が閉塞すれば、円筒（シ
リンダ−）１１内の圧力は注入される水によりも早維持
されずに、且つ外部の低圧部と通ずる狭い流路１４の放
流により円筒１１内が減圧される。図２に示す如く、円
筒１１の減圧はバルブプラグ１５を弁座１３から後退さ
せそして脱離させる。このようにして放水弁３が開き、
タンク水が便器に放出される。

【００２１】圧縮空気の圧力を受けて加速される放出水
流は殆んど即時にサイフォン作用を起し、便器内が殆ん
ど空になるまで便器内の排泄物を吸出す。その後、サイ
フォン作用が停止し、便器内はしばらくの間空のままで
ある。

【００２２】水洗式トイレは毎回の放水後、自動的に排
泄物トラップに水が再び満たされるように設計すること
が要求される。これは排泄物吸出系を密封し、次回の使
用に備えるために必要である。本発明の一つの好ましい
解決の方法は、放水サイクルの放出が終る最後の部分を
おそくして、サイフォン作用が止った後、放出された水
の最後の部分が便器に残るようにすることである。放水
弁３の上流に短い直立管２１を設け、直立管の上端より
下の放水タンクの水の量が水たまりを満たすに十分なよ
うに設置する。直立管２１の底部の近くには多数の流通
口２３がある。放水の際、タンク１内の水位が直立管２
１の上端２２まで下降すると、小さな流通口２３が流通
路を制限し、これにより放出の流速が著しく制限され
る。徐々の放水でサイフォン水流はもはや保持されなく
なり、サイフォン作用が止められる。したがって緩慢に
放出された水は便器内にたまり、水またりとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧力式水洗トイレの部分断面斜視図で
ある。

【図２】本発明の水洗トイレの注水を示す縦断面図であ
る。

【図３】本発明の水洗トイレの放水を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 洗浄水タンク ２ 注水弁 ３ 放水弁 ４ 導管 ４ 弁体 ５ 弁座 １１ 円筒（シリンダ−） １２ 逆止め弁 ３１ 便器

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水を貯蔵し且つ中に停留する空気を閉じ
   込めるための洗浄水タンクと、該タンクを加圧水供給源
   に連結して該タンクへの供給水流を制御するための注水
   弁と、該タンクから便器に放出される放出水流を制御す
   るための放水弁とを有する水洗トイレであって、該水洗
   トイレの水洗サイクルが、該タンクに水がなく空気が充
   満された状態から開始する、該水洗トイレの水洗方法に
   おいて、下記のステップを特徴とする方法： （１）上記の注水弁を開いて該洗浄水タンクに供給水流
   を供給することにより水洗サイクルを開始する、 （２）上記の放水弁を自動的に閉じて該タンク内に空気
   を停留させそして該供給水流の水を該タンク内に蓄積さ
   せる；ここで該供給水流は該タンク内に停留する空気
   を、該水供給源の圧力によって圧縮する、 （３）該タンク内に蓄積した水が所定量に達するまで、
   連続して該タンクに給水する、 （４）該注水弁を自動的にトリップして閉鎖する、 （５）該放水弁を自動的に開いて、該タンク内の水を該
   便器に放出して、便器内の排泄物を該便器から抜き取
   る。
2. 【請求項２】 更に下記のステップ（６）を含む、請求
   項１に記載の水洗方法： （６）該洗浄タンクからの該放出水流の終り近くに、該
   放出水流の所定部分の流速を遅くし、該放出水流の該所
   定部分が該便器の排泄物トラップを再充満させる。
3. 【請求項３】 ステップ（３）において、所定量の水が
   該洗浄水タンクの圧力によって制御され、そしてステッ
   プ（４）において、該注水弁は該タンクの圧力の所定圧
   力限界に設定された圧力スイッチによりトリップして閉
   塞する、請求項１の水洗方法。
4. 【請求項４】 ステップ（５）において、該放水弁は該
   注水弁の閉塞に流体力学的に反応して自動的に開く、請
   求項１の水洗方法。
5. 【請求項５】 便器と、気密な洗浄水タンクと、加圧さ
   れた水供給源を該タンクに連結する、該タンクへ給水す
   るための注水弁と、該注水弁を手動式で開けるためのト
   リガー手段と、該タンクが所定の圧力になると該注水弁
   をトリップして閉じる圧力スイッチと、該洗浄水タンク
   と該便器とを連結する放水弁手段とを含む水洗トイレで
   あって、該放水弁は、供給水流が流れている時には該放
   水弁が閉じそして該供給水流が止った時には該放水弁が
   開くように、該注水弁を流れる供給水流に流体力学的に
   反応し、該注水弁が該トリガー手段により開けられた
   時、該放水弁は自動的に閉じて該洗浄水タンク内に空気
   を停留させ、該供給水流は、該タンクの圧力が所定の圧
   力に達するまで、水供給源の圧力によって支持された該
   タンク内に停留する空気を圧縮し、次に該圧力スイッチ
   は、供給水流の停止に反応して該注水弁を閉じそして該
   放水弁を開け、これにより該洗浄水タンク内の加圧水が
   該便器に放出して該便器内の排泄物を抜き取る、上記の
   水洗トイレ。
6. 【請求項６】 上記の放水弁はシリンダー手段と、該シ
   リンダーに適合するピストン手段と、該ピストン手段に
   機械的に連結する弁閉塞器とを備え；上記の供給水流は
   該シリンダー手段の内部に導入されて該シリンダー手段
   を加圧しそして該ピストン手段及び該弁閉塞器を押して
   該放水弁を閉塞させ、また該シリンダー手段は圧力レリ
   ーフ手段を備えており、該レリーフ手段は該供給水流の
   停止によって該シリンダー手段の内部圧力を減圧し、従
   って該閉塞器手段を引っ込ませて放水弁を開ける、請求
   項５の水洗トイレ。
7. 【請求項７】 上記の圧力レリーフ手段は上記のシリン
   ダー手段の内部を該放水弁の下流領域に連絡する狭い流
   路である、請求項５の水洗トイレ。
8. 【請求項８】 上記の圧力スイッチ手段は、第一側が大
   気圧に感応しそして第二の側が上記の洗浄水タンクの圧
   力に実質的に近い圧力を感応するピストンを備え、該ピ
   ストンは、該ピストンの第一側方向への移動が該注水弁
   を閉塞するように該注水弁と連結されており、所定の張
   力を有するスプリングが設けられており、該スプリング
   は該ピストンの第二の側での圧力が所定の圧力を越える
   と、該ピストンは該スプリングの該張力にうちかって該
   ピストンを移動させて、該注水弁を閉塞する、請求項５
   の水洗トイレ。