JPH08296266A

JPH08296266A - トイレット用空気調和装置

Info

Publication number: JPH08296266A
Application number: JP10181395A
Authority: JP
Inventors: Yukio Honda; 幸夫本多
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-04-26
Filing date: 1995-04-26
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】洗浄効果の向上、水使用量節減、構造の簡略
化を図ったトイレット用空気調和装置を提供する。【構成】便器洗浄用水槽１１を内外２槽型として、内
水槽１３内の底部に凝縮器４を浸漬させる構成とするこ
とにより、凝縮器４で発生した熱で温度上昇した底部の
水を槽内自然対流作用により凝縮器４よりも上方に追い
やり、凝縮器周辺の水温上昇速度を低下させ、熱交換率
の低下を防止するとともに、水槽底部より水道水を供給
することにより、温度上昇した水を外水槽１２に追い出
し、内水槽水温を低下させ、さらに外水槽１２に追い出
された温水は外水槽内に用便時まで貯水され、便器を洗
浄するときに温水として放出するようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家庭用水洗トイレット
設備に組み込まれて、トイレットの室内空間冷房用に供
されるトイレット用空気調和装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は一般的なセパレート型空気調和装
置の基本構造を示している。この図において、１は室内
ユニット、２は室外ユニットであって、室外ユニット２
は圧縮機３、凝縮器４、及び凝縮器冷却用の室外送風機
５を主として構成されており、また、室内ユニット１は
冷媒から冷気を取り出す放熱器(蒸発器)６、及び冷風を
供給する室内送風機７を主として構成されている。そし
て、室外ユニット２側の圧縮機３及び凝縮器４と、室内
ユニット１側の放熱器６とは、圧縮機３→凝縮器４→放
熱器６→圧縮機３の経路で冷媒が循環するように配管接
続されて冷媒回路を構成している。

【０００３】上記構成を備えた空気調和装置では、圧縮
機３より高温高圧力で吐出された冷媒は凝縮器４で室外
送風機５の駆動により起風された空気に熱を放出して熱
交換を行い、減圧しつつ低温低圧力となって放熱器６に
至る。放熱器６では室内送風機７の駆動により起風され
た室内空気から熱を吸収し熱交換を行う。放熱器６を出
た冷媒は圧縮機１へ戻り、その後、同じサイクルを繰り
返す。したがって、運転中は、室内ユニット１側への冷
風供給エネルギーに見合う高温が室外ユニット２側の凝
縮器４から冷却用の室外送風機５により機外に放熱さ
れ、凝縮器４も冷却されて空気調和装置としての能力を
発揮することになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常の場
合、家庭用トイレットの室内空間は比較的狭く、冷暖房
設備を設けるにあたっては中途半端な広さの空間である
と言える。このため、上記のような周知構成の空気調和
装置のように、凝縮器４や、これを冷却するための室外
送風機５を備えた室外ユニット２等を備えたものでは、
トイレットスペースとの関係から、まず設置することが
不可能であった。

【０００５】したがって、従来より家庭用トイレットの
冷暖房用に適した空気調和装置の開発は遅々として進展
しておらず、現状では、冬季のトイレット室内暖房は例
えば電気ストーブを設置したり、便座ヒータを準備する
ことで対応しているものの、夏季のトイレット室内の冷
房は未だ実用化の段階になく、冷房装置の代替として多
少の涼を取る目的で換気扇や扇風機が使用されているの
が実情である。

【０００６】このような現状にあって、未だ実用化はさ
れていないものの家庭用トイレットへの設置を目的とし
た空気調和装置として、従来、次のような先行技術が提
案されている。すなわち、実開平５−３６２０９号公報
には、便器洗浄用水槽水をポンプで循環させて凝縮器を
冷却させる構成が開示されており、また、特開平２−１
５４９３２号公報及び特開平２−１１５６３２号公報に
は、便器洗浄用水槽水中に凝縮器を設け、この凝縮器で
熱交換されて高温になった水槽中の水を便器に自動的に
排水する制御手段を具備するものが開示されている。

【０００７】しかしながら、前者の場合、ポンプを用い
て便器洗浄用水槽水を循環させなくてはならないため、
空調構成機器とは別にポンプを必要とするため、設備の
小型化が図れないだけでなく電力消費が嵩む。また、ポ
ンプの運転音や水循環音が発生するため、静粛性に問題
がある。一方、後者の場合、便器洗浄用水槽は１槽式で
あるため、熱交換後に生成された温水は便器を使用する
度に排水されてしまい貯水できないため、無駄が多く省
電力等の点で不利である。

【０００８】本発明は、上記のような従来の問題点に鑑
みてなされたもので、洗浄効果の向上を図るとともに水
使用量節減、凝縮器からの発熱を有効利用し、さらに構
造の簡略化を図ったトイレット用空気調和装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のトイレット用空
気調和装置は、圧縮機から凝縮器及び放熱器を経て前記
圧縮機へと戻るサイクルで冷媒を循環させる周知の冷媒
回路の原理に従う構成を備えている。そして、上記目的
を達成するために本発明では、前記凝縮器を水中に浸漬
可能に装着した内水槽と、凝縮器により熱交換されて昇
温し内水槽からオーバーフローした水を貯水する外水槽
とからなる２重構造の便器洗浄用水槽を設けた基本構成
を備えている。

【００１０】上記構成において、凝縮器の装着部位は内
水槽の内底部近傍が望ましい。また、内水槽に連通する
給水管の途中に給水弁を設け、該内水槽への水供給量を
凝縮器が水没する最低水位と、内水槽からオーバーフロ
ーする状態までの間で前記給水弁を開閉制御するように
する。

【００１１】より具体的には、内水槽内に凝縮器を水没
させる最低水位を検知する第１水位センサと、この第１
水位センサに直列接続され内水槽からオーバーフローす
る最高水位を検知する第２水位センサと、第１水位セン
サと並列接続され内水槽内の水温上昇を検知する水温セ
ンサとを設け、第１、第２水位センサ及び水温センサの
検知データに基づき給水弁を開閉制御するようにするこ
とができる。

【００１２】また、外水槽の底部と便器とに連通する排
水管を設けるとともに、この排水管の途中に排水弁を介
在させ、用便後の状態に合わせて排水弁のみ、もしくは
給水弁も同時に開放するように構成することができる。

【００１３】

【作用】上記技術的手段によると、前記凝縮器が２重構
造の便器洗浄用水槽底部に装着されていることにより、
凝縮器で発生した熱で温度上昇した底部の水を該槽内自
然対流作用により凝縮器よりも上方に追いやり、凝縮器
周辺の水温上昇速度を低下させ、熱交換率の低下を防止
するとともに、内水槽底部から水道水を供給することに
より、温度上昇した水を外水槽に追い出し、内水槽水温
を低下させる。外水槽に追い出された温水は外水槽内に
用便時まで貯水される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係るトイレット用空気調和装
置の実施例を図面を参照しながら説明する。なお、本実
施例装置における冷媒回路は、基本的には前掲の図９に
示した冷媒回路、すなわち圧縮機３から凝縮器４及び放
熱器(蒸発器)６を経て圧縮機３へと戻るサイクルで冷媒
を循環させる回路でもって冷房運転を行うものであり、
前記一般的構成と異なるところは、凝縮器４を室外送風
機５で空冷していたものを、便器洗浄用水槽水を利用す
ることにより室外送風機５を省き、トイレット用空気調
和装置として小型化を図っている点にある。

【００１５】図１は本実施例装置に使用される便器洗浄
用水槽を示している。図において、１１は便器洗浄用水
槽であって、外水槽１２と、この外水槽１２内に配設さ
れた内水槽１３との２重構造に構成されている。外水槽
１２は内底部に排水口１４が設けられ、この排水口１４
が排水管１５及び排水管路中に介装された電磁式の排水
弁１６を介して水洗便器と連通している。１２ａは外水
槽１２の開口部を開閉するための外蓋である。

【００１６】内水槽１３は内底部に給水口１７が設けら
れ、この給水口１７が給水管１８及び給水管路中に介装
された電磁式の給水弁１９を介して水道に接続されてお
り、且つ、内底部近傍には凝縮器４が位置固定状態で装
着されている。この凝縮器４は冷媒配管２０，２１を介
して内水槽外部の圧縮機から放熱器（共に図示せず）に
冷媒配管接続されている。また、内水槽１３の上端開口
部近傍には該内水槽１３内の水位、水温を検知するセン
サ部２２が設けられている。さらに、このセンサ部２２
における第１水位ａと第２水位ｂの間に対応する内水槽
側壁部位にオーバーフロー口１３ａが設けられている。

【００１７】図２は内水槽１３内の水位、水温及び外水
槽１２側の排水を制御するための電気的構成を示してい
る。この図に示すように、センサ部２２は第１水位セン
サ２３、第１水位センサ２３と直列接続された第２水位
センサ２４、及び第１水位センサ２３と並列接続された
水温センサ２５により構成されており、第１水位センサ
２３は図１に示す初期第１水位ａを、第２水位センサ２
４は第２水位ｂを制御し、水温センサ２５は内水槽上部
の水温を検知制御している。また、これらのセンサ２３
〜２５は給水弁１９に直列に接続されている。

【００１８】２６は排水弁１６を制御するための排水制
御部であって、電源２９と給水弁１９間に直列に接続さ
れた第１排水スイッチ２７と、電源２９と排水弁１６間
に直列に接続された第２排水スイッチ２８とにより構成
されている。３０は室内ユニット側に設けられた制御操
作部である。なお、図１において、Ｌ₁はセンサ部２２
と給水弁１９間の電気配線を、Ｌ₂は排水制御部２６と
排水弁１６間の電気配線をそれぞれ示している。

【００１９】空気調和装置の使用初期においては、第
１、第２水位センサ２３、２４はＯＮ、水温センサ２５
はＯＦＦに設定されている。前述のように第１水位セン
サ２３と水温センサ２５とは並列回路に配線されている
ため、凝縮器４を水没させる使用初期の水位ａは第１水
位センサ２３により設定される。したがって、給水弁１
９がＯＮされて、給水管１８を通じて内水槽１３内に水
道水が供給され始めた後、図３に示す初期水位ａに達す
ると、第１水位センサ２３はＯＦＦとなり、給水弁１９
をＯＦＦして水道水の供給を停止する。

【００２０】この状態で冷房運転を開始すると、凝縮器
４が発熱し始め、これに連れて内水槽１３内の水温も上
昇し始める。そして、内水槽１３の水温が水温センサ２
５に予め設定された水温に達すると、水温センサ２５が
閉じ、これによって給水弁１９がＯＮして、給水管１８
を通じて内水槽１３内に水道水が供給される。

【００２１】また、水道水の供給に伴い内水槽１３内の
水温が水温センサ２５の設定温度以下に低下すると、水
温センサ２５が開き、給水弁１９がＯＦＦする。このよ
うにして給水弁１９をＯＮ／ＯＦＦする動作が繰り返さ
れることにより、内水槽１３内の水位が徐々に上昇して
いくことになる。

【００２２】この給水過程において、図４に示すように
内水槽１３内の水は自然対流により高温水は上に、低温
水は下に移動する。また、時間経過に伴う内水槽１３内
の水位は図５に示すようにａ→ｃ→ｂと順次変位してい
く。そして、図６に示す水位ｃに達すると、初期第１水
位ａと第２水位ｂ間のオーバーフロー口１３ａから、外
水槽１２へ熱交換後の温水を排出するようになってい
る。

【００２３】さらに、水温センサ２５の水温検知により
給水弁１９がＯＮ〜ＯＦＦを繰り返しながら、内水槽１
３から外水槽１２へと温水を排出していき、図７に示す
ように外水槽１２内の水位が上昇し、さらに図８に示す
ように、内外水槽１３，１２の水位が第２水位ｂに達す
ると、第２水位センサ２４が給水弁１９をＯＦＦして水
道水の供給を停止する。

【００２４】そして、トイレットが使用されるまでの間
は、便器洗浄用水槽１１内は最高水位である第２水位ｃ
に保持される。この場合、水温センサ２５の設定温度を
高温にするほど、内水槽１３内において凝縮器４に加熱
される時間が長くなって供給された水の温度は高くなる
ため、その分保温効果が上がり、トイレット使用時のト
イレット洗浄効果が向上する。

【００２５】トイレットの使用時においては、必ずしも
図８に示す最高水位状態とは限らず、短時間内に複数回
使用した場合では外水槽１２内の水位が図５に示すｃあ
るいはａ以下の場合も生じるが、図２に示す排水操作部
２６の第１排水スイッチ２７だけを用便後にＯＮすると
排水弁１６が開き、外水槽１２内に蓄えられた水だけが
全て便器に排出される。

【００２６】また、第１排水スイッチ２７だけでなく、
第２排水スイッチ２８も同時にＯＮすると、排水弁１６
だけでなく給水弁１９も開き、給水口１７からの給水に
より、内水槽１３内の上方の温水が押し出されてオーバ
ーフロー口１３ａから溢出し、外水槽１２内の温水と同
時に排出することができる。

【００２７】以上のように本実施例では、トイレット洗
浄用貯蓄水を熱交換用に利用して温水に変換することが
でき、しかも貯水、トイレット洗浄用として温水として
供給することにより、用便に対応して水量の選択がで
き、また、内外水槽１３，１２の同時排水により、便器
の洗浄用として効果が一層向上する。

【００２８】次に、上記実施例装置を具体化するための
算出例を挙げる。まず、家庭用トイレット冷房空気調和
装置用の内水槽１３の水収容容積及び必要冷房能力を参
考に算定するとして、冷房能力を(200kcal/h)/m²、トイ
レットの床面積を1.65m²と設定した場合、 (200kcal/h)/m²×1.65m²≒330kcal/h となり、約330kcal/hの冷房能力を要することとなる。

【００２９】通常、分離型空気調和装置の室外ユニット
の凝縮器４の温度は45℃前後に冷却されているので、同
等の温度にするとして、水容量を10ｌ(リットル)、夏場
の水道水温20℃とし、全体水量を45℃まで上昇させる条
件を設定すると、 (45−20)℃×10ｌ＝250kcal となり、250kcal必要となる。

【００３０】したがって、330kcalの冷房能力で冷却す
れば、約45分で10ｌの水が、全部45℃になる計算となる
が、この温度になるまでには水温の上下で温度差が発生
する。これは例えば風呂浴槽の水温分布と同様であっ
て、上方は45℃以上の温度、下方はそれ以下の温度にな
っている。

【００３１】なお、ちょうど風呂の水温よりやや高いめ
の水温が想定できるが、風呂の場合にはこのままでは具
合が悪いので、上下の撹拌が必要であるが、本発明にお
いては、特に撹拌を要しないため、平均45℃程度の水温
が理想的であると言える。

【００３２】例えば上下の温度差が20℃あるとして凝縮
器４の周辺温度が45℃近くに上昇した場合に、水温セン
サ２５を65℃でＯＮすると設定すると、給水弁１９が開
いて水道水が内水槽１３の底部より供給され、給水弁１
９周辺の水温を低下させて水位を押し上げる。これによ
って水温センサ２５の温度も下がってＯＦＦとなり、給
水弁１９も閉じて、水道水の供給が停止される。

【００３３】この供給〜停止の動作を反復しながら、内
水槽１３内の水位が上昇し、オーバーフロー口１３ａか
ら外水槽１２へと温水が排出されていき、外水槽１２の
水位が図５に示す第２水位ｂになるまで繰り返される。
外水槽１２が第２水位ｃに達すると、第２水位センサ２
４がＯＦＦして、給水弁１９、水温センサ２５、第１水
位センサ２３の直列電気回路をＯＦＦするので、水温セ
ンサ２５のＯＮ／ＯＦＦに関係なく給水弁１９を閉じ
て、水道水の供給を停止するので、外水槽１２の水位ｃ
は保持されることになる。

【００３４】上記したように外水槽１２内の水は用便後
に排水操作部２６を操作しない限り、便器に流出せず保
留されるので、無駄な排水は生じない。なお、排水弁１
６については、電磁弁に限らず機械式の水弁でもよい。
この場合には第１排水スイッチ２７はスイッチでなく、
排水弁解放用の手動レバー等の弁開放手段により構成さ
れることになる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
よるときは、便器洗浄用水槽を、凝縮器を装着した内水
槽と、この内水槽からオーバーフローした水を貯水する
外水槽とからなる２重構造としたことにより、次のよう
な効果を奏する。まず、凝縮器を内水槽内に収納してい
るので、その分、装置の設置スペースが節減されるう
え、凝縮器冷却用送風機が不要となるので、装置の小型
化が実現でき、省スペースで、狭いトイレット室内空間
にも十分設置できるものとなる。

【００３６】また、便器洗浄用水槽を２重構造としたの
で、熱交換後の温水を貯水できる。したがって、無用に
排出する無駄を防止することができるとともに、便器を
温水で洗浄できるので、洗浄効果が向上する。

【００３７】請求項２または３によるときは、上記請求
項１の効果に加えて、内水槽の底部に凝縮器を設けて、
底部より水道水を供給することにより、凝縮器の発熱に
より生じる水温上昇を内水槽の中で自然対流させ、高温
水を上方に押し上げて凝縮器周辺の温度上昇を制御する
ことにより、熱交換効率の低下を防止することができ
る。

【００３８】また、凝縮器の運転による自然対流効果
で、内水槽内の水は温水が上昇し、冷水が下降するの
で、凝縮器浸漬底部周辺の水は、高温になりにくい。こ
のため、凝縮器は常に効果的に冷却されるうえ、水をポ
ンプ等で強制循環させる必要がなくなり、構造が簡略化
される。しかも機械の運転、水循環音等の騒音が発生せ
ず、静粛な運転が実現できるとともに省エネルギーとな
る。

【００３９】さらに、用便後に排水弁のみもしくは給水
弁も同時に開放する弁開放手段とを具備するものとした
ので、熱交換後の温水を外水槽に貯留して用便時に排水
操作したときのみ排水するため、水の有効な利用がで
き、経済的であるとともに、貯留温水を温水状態で使用
することにより、便器洗浄効果を一層向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における便器洗浄用水槽を示
す断面図。

【図２】内水槽内水位、水温及び外水槽側の排水制御
を行うための電気的構成を示す回路図。

【図３】第１水位センサで制御された初期水位におけ
る状態を示す断面図。

【図４】運転時における内水槽の水位と水の自然対流
を示す断面図。

【図５】センサ部の制御による水道水給水と水位変化
の状態を示す線図。

【図６】水温上昇に伴う水温センサのＯＮ動作により
水位上昇して内水槽からオーバーフローし始めた状態を
示す断面図。

【図７】図６の状態が進行して外水槽内の水位が上昇
途中にあることを示す断面図。

【図８】図７の状態が更に進行して第２水位に達し、
第２水位センサにより給水弁を停止して最高水位で制御
された状態を示す断面図。

【図９】一般的なセパレートエアコンの基本構造を模
式的に示す図。

【符号の説明】

１室内ユニット２室外ユニット３圧縮機４凝縮器５室外送風機６放熱器７室内送風機１１便器洗浄用水槽１２外水槽１３内水槽１３ａオーバーフロー口１５排水管１６排水弁１８給水管１９給水弁２２センサ部２３第１水位センサ２４第２水位センサ２５水温センサ２６排水操作部２７第１排水スイッチ２８第２排水スイッチ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ２５Ｂ 39/04 Ｆ２５Ｂ 39/04 Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機から凝縮器及び放熱器を経て前記
圧縮機へと戻るサイクルで冷媒を循環させて冷房運転を
行う冷媒回路を有するトイレット用空気調和装置であっ
て、前記凝縮器を水中に浸漬可能に装着した内水槽と、
前記凝縮器により熱交換されて昇温し前記内水槽からオ
ーバーフローした水を貯水する外水槽とからなる２重構
造の便器洗浄用水槽を具備することを特徴とするトイレ
ット用空気調和装置。
【請求項２】圧縮機から凝縮器及び放熱器を経て前記
圧縮機へと戻るサイクルで冷媒を循環させて冷房運転を
行う冷媒回路を有するトイレット用空気調和装置であっ
て、前記凝縮器を内底部近傍に装着した内水槽と、この
内水槽への給水路を開閉する給水弁と、前記内水槽への
水供給量を前記凝縮器が水没する最低水位と、内水槽か
らオーバーフローする状態までの間で前記給水弁を開閉
制御する給水制御手段と、前記内水槽からオーバーフロ
ーした水を貯水する外水槽と、外水槽の水を便器へ排水
する排水手段とを具備することを特徴とするトイレット
用空気調和装置。
【請求項３】圧縮機から凝縮器及び放熱器を経て前記
圧縮機へと戻るサイクルで冷媒を循環させて冷房運転を
行う冷媒回路を有するトイレット用空気調和装置であっ
て、前記凝縮器を内底部に装着した内水槽と、この内水
槽の底部に連通する給水管と、この給水管を開閉する給
水弁と、前記内水槽内で凝縮器を水没させる最低水位を
検知する第１水位センサと、この第１水位センサに直列
接続され前記内水槽からオーバーフローする最高水位を
検知する第２水位センサと、前記第１水位センサと並列
接続され内水槽内の水温上昇を検知する水温センサと、
前記第１、第２水位センサ及び水温センサの検知データ
に基づき前記給水弁を開閉制御する給水制御手段と、前
記内水槽からオーバーフローした水を貯水する外水槽
と、この外水槽の底部と便器とに連通する排水管と、こ
の排水管を開閉する排水弁と、用便後に前記排水弁のみ
もしくは前記給水弁も同時に開放する弁開放手段とを具
備することを特徴とするトイレット用空気調和装置。