KR20110035986A - 위생 세정 장치 - Google Patents

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KR20110035986A
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히로시 하시모토
미노루 사토
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토토 가부시키가이샤
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    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D9/00—Sanitary or other accessories for lavatories ; Devices for cleaning or disinfecting the toilet room or the toilet bowl; Devices for eliminating smells
    • E03D9/08—Devices in the bowl producing upwardly-directed sprays; Modifications of the bowl for use with such devices ; Bidets; Combinations of bowls with urinals or bidets; Hot-air or other devices mounted in or on the bowl, urinal or bidet for cleaning or disinfecting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/02—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling time, or sequence, of delivery
    • B05B12/04—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling time, or sequence, of delivery for sequential operation or multiple outlets

Abstract

위생 세정 장치(1)는, 주기적으로 압력이 변동하여 맥동하는 물을 토출구(620, 621)로부터 토출하는 노즐(62)과, 상기 물의 맥동 피크에, 제1 토출수와 제2 토출수가 교대로 포함되도록, 상기 토출구에 공급되는 수류를 조정하는 수류 조정부로서 기능하는 펌프(50) 및 제어부(7)를 구비한다. 이와 같이 구성함으로써, 제1 토출수는 제2 토출수보다 큰 밀도로 또한 좁은 면적으로 국부에 착수하고, 제2 토출수는 제1 토출수보다 작은 밀도로 또한 넓은 면적으로 국부에 착수한다.

Description

위생 세정 장치 {SANITATION WASHING APPARATUS}
본 발명은, 인체의 국부를 세정하는 위생 세정 장치에 관한 것이다.
이러한 위생 세정 장치에 있어서는, 사용되는 물의 양을 줄이면서도 기분 좋은 세정감(洗淨感)을 실현하는 것이 요구되어 개발이 진행되고 있다. 기분 좋은 세정감이란, 보다 구체적으로는, 충만감(enough feeling)(대량의 물로 세정되고 있다는 감촉)과 자극감(pungent feeling)(강하게 세정되고 있다는 감촉)가 양립된 세정감이다.
예를 들면, 일본 특허공개 2002－155567 호 공보(이하 특허문헌 1)에 기재된 위생 세정 장치에 있어서는, 출구를 인체의 국부에 지향시킨 오리피스부를 설치하여, 세정수가 아무런 장해를 받지 않고 국부에 충돌하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성함으로써 자극감이 있는 세정을 실현하고 있다. 이 위생 세정 장치는, 오리피스부의 주위에 공기 취입구를 설치하고, 이 취입구로부터 이텍터 효과에 의해 공기를 취입하고도 있다. 이와 같이 공기를 취입하는 것으로, 토출되는 세정수의 표면을 어지럽혀 분사 스트림(噴流)에 소밀(疏密)(성김과 빽빽함)을 형성하는 것이 가능해져, 충만감이 있는 세정을 실현하고 있다.
그렇지만, 상기 종래 기술은, 이젝터 효과를 이용한 자연 흡기에 의해 공기를 수중에 넣는 것이어서, 세정수로의 공기의 혼입량이나 혼입의 타이밍이 수시로 변동한다. 그 때문에, 오리피스부로부터 토출되는 세정수에 소밀의 간격이 불균등하게 되어, 세정수가 국부에 착수했을 때에 위화감이나 단속감(斷續感)을 일으켜 버리고 있었다.
거기서, 본 발명은, 상기 종래 기술의 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 적은 수량으로 충만감과 자극감이 있는 세정감을 실현하면서, 국부로의 착수의 불균등에 의한 위화감이나 단속감을 억제하는 위생 세정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 위생 세정 장치는, 노즐의 토출구로부터 사용자의 국부에 물(water)을 토출(jet)하는 위생 세정 장치로서, 주기적으로 압력이 변동하여 맥동(脈動)하는 물을 토출구로부터 토출하는 노즐과, 토출되는 물의 맥동 피크에, 제1 토출수(jetting water)와 제2 토출수가 교대로 포함되도록, 상기 토출구에 공급되는 유수(flowing water)를 조정하는 수류 조정부 (flowing-water-adjuster)를 구비한다. 상기 제1 토출수는 상기 국부에 제1 밀도 및 제1 면적으로 착수하고, 상기 제2 토출수는 상기 국부에 제2 밀도 및 제2 면적으로 착수한다. 상기 제1 밀도는 상기 제2 밀도보다 크고, 상기 제1 면적은 상기 제2 면적보다 작다.
제1 토출수는, 국부에의 착수시 단위면적당 힘이 큰 반면 착수하는 범위가 좁아지기 때문에, 자극감이 있는 세정감을 국부에게 준다. 제2 토출수는, 국부에의 착수시 단위면적당 힘이 작은 반면 착수하는 범위가 넓어지기 때문에, 충만감이 있는 세정감을 국부에게 준다. 여기서, 제1 토출수와 제2 토출수는, 물의 맥동 피크에 각각 교대로 포함된다. 따라서, 제1 토출수와 제2 토출수의 토출 타이밍은 일정한 간격을 유지하고, 또 토출시의 속도차이도 작기 때문에, 국부에 있어서의 제1 토출수와 제2 토출수의 착수 간격이 균등화된다. 이것에 의해, 국부에 대해서, 자극감과 충만감이 있는 세정감을 교대로 일정한 시간 간격으로 줄 수가 있어, 국부에의 착수의 불균등에 의한 위화감이나 단속감을 억제할 수가 있다. 게다가, 맥동의 피크에 포함되는 제1 토출수 및 제2 토출수를 이용하여 이러한 세정감을 창출하고 있으므로, 같은 수량의 물을 일정압으로 토출하는 경우에 비해, 보다 강한 자극감과 충만감이 있는 세정감을 줄 수가 있다. 다시 말해서, 같은 세정감을 얻기 위해서 보다 적은 수량으로 끝나게 된다.
또, 상기 구성에 있어서 「교대로 포함된다」라는 표현은, 물의 맥동 피크마다 제1 토출수, 제2 토출수가 그 순서대로 1회씩 포함되는 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 물의 맥동 피크에 제1 토출수가 2회 연속해 포함되고, 다음에 제2 토출수가 2회 연속해 포함되는 것과 같은 양태도 포함된다. 또 예를 들면, 물의 맥동 피크에 제1 토출수가 2회 연속해 포함되고, 다음에 제2 토출수가 1회 포함되는 것과 같은 양태도, 상기 「교대로」에 포함된다.
또 본 발명에 따른 위생 세정 장치에서는, 상기 노즐로부터 토출되는 물의 맥동 진폭을 소정값 이하로 하는 진폭 조정부(amplitude adjuster)를 구비하는 것도 바람직하다.
물의 맥동 진폭을 소정값보다 작게 하므로, 먼저 토출된 토출수와 후에 토출되는 토출수와의 속도차이를 일정한 범위로 억제할 수가 있다. 따라서, 후에 토출된 토출수가 먼저 토출된 토출수를 따라잡아 입자가 성장해 큰 물방울(water ball)이 되어 버리는 것을 억제할 수 있다. 과도하게 큰 물방울이 발생하면, 국부에 착수하는 물방울과 물방울과의 간격이 길어져 단속적인 세정감이 발생해 버리지만, 상기 구성에 의해 그러한 단속적인 세정감이 생기는 것을 억제할 수 있다.
또, 「소정값」은, 위생 세정 장치마다 여러 가지로 설정할 수가 있고, 예를 들면 토출구로부터 국부까지의 거리나 토출되는 물의 최대 및 최소 속도 등에 근거해 설정된다.
또 본 발명에 따른 위생 세정 장치에서는, 외부의 급수원으로부터 물을 공급받는 급수관로를 구비하고, 상기 토출구로부터 토출되는 물의 압력의 최소값은, 상기 급수원으로부터의 급수 압력보다 높은 것도 바람직하다.
이와 같이 물의 압력의 최소값이 외부의 급수원으로부터의 급수 압력보다 높기 때문에, 토출되는 물 전체적으로 속도가 늦은 토출수가 없어지고, 토출수의 속도차이가 억제된다. 이것에 의해, 속도가 상대적으로 느린 토출수라도, 후에 토출된 속도가 상대적으로 빠른 토출수에 따라 잡히기 전에 국부에 도달할 수가 있다. 따라서, 토출수의 따라잡힘에 의한 입자성장을 억제할 수 있어, 착수와 착수 사이의 간격이 길어져 버리는 것이 억제된다. 이것에 의해, 국부에 대해 단속적인 세정감이 발생해 버리는 것을 억제할 수 있다.
또 본 발명에 따른 위생 세정 장치에서는, 상기 수류 조정부는, 맥동하는 물을 상기 토출구에 공급하는 하나의 유로와, 상기 하나의 유로에 연결되어 그 유로를 흐르는 물에 공기를 혼입하는 공기 혼입부(air mixer)를 가지며, 상기 공기 공급부는, 상기 노즐로부터 토출되는 물의 맥동 피크에, 공기의 혼입량이 다른 토출수가 교대로 포함되도록 상기 물에 공기를 혼입하는 것도 바람직하다.
공기의 혼입량이 많으면, 혼입한 공기만큼 물의 외관 체적이 커지기 때문에, 토출된 물의 밀도는 작아져, 토출 방향의 단면적(토출 방향을 법선으로 하는 면을 통과하는 물의 면적)이 큰 물이 형성된다. 반대로 공기의 혼입이 적으면, 토출된 물의 밀도는 커져, 토출 방향의 단면적이 작은 물이 형성된다. 따라서, 상기 구성에 있어서는, 물의 맥동 피크마다 교대로 공기의 혼입량이 다르도록 물에 공기를 혼입함으로써, 토출되는 물의 맥동 피크에 제1 토출수와 제2 토출수를 교대로 포함하게 할 수가 있다. 즉, 하나의 유로와 공기 혼입부라고 하는 간단한 구성으로 수류 조정부를 구성할 수가 있다.
또 본 발명에 따른 위생 세정 장치에서는, 상기 수류 조정부는, 주기적으로 압력이 변동하여 맥동하는 제1 유수를 상기 토출구에 공급하는 제1 유로와, 주기적으로 압력이 변동하여 맥동하는 제2 유수를 상기 제1 유수와는 반대의 위상으로 상기 토출구에 공급하는 제2 유로를 가지는 것도 바람직하다. 상기 제1 유수는 상기 토출구로부터 상기 제1 토출수로서 토출되고, 상기 제2 유수는 상기 토출구로부터 상기 제2 토출수로서 토출된다. 상기 제1 토출수는, 상기 토출구로부터 상기 제2 토출수보다 밀도가 크고 또한 토출 방향의 단면적이 작게 토출된다. 상기 제2 토출수는, 상기 토출구로부터 상기 제1 토출수보다 밀도가 작고 또한 토출 방향의 단면적이 크게 토출된다.
유속(유량)이 다른 유수가 합류할 때는 유속(유량)이 큰 쪽의 유수가 지배적으로 되는 바, 상기 구성에 의하면, 맥동하는 제1 유수와 제2 유수가 서로 반대의 위상으로 토출구에 공급되기 때문에, 토출되는 물에는, 제1 유수가 지배적으로 되는 주기와 제2 유수가 지배적으로 되는 주기가 교대로 나타난다. 여기서, 제1 유수는 제1 토출수로서, 제2 토출수에 비해 밀도가 크고 또한 토출 방향의 단면적이 작게 토출된다. 제1 유수가 지배적으로 되는 주기에 토출된 토출수는, 국부에의 착수시의 단위면적당 힘이 큰 반면 착수하는 범위가 좁아져, 자극감이 있는 세정감을 국부에게 준다. 또, 제2 유수는 제2 토출수로서 제1 토출수에 비해 밀도가 작고 또한 토출 방향의 단면적이 크게 토출된다. 제2 유수가 지배적으로 되는 주기에 토출된 토출수는, 국부에의 착수시의 단위면적당 힘이 작은 반면 착수하는 범위가 넓어져, 충만감이 있는 세정감을 국부에게 준다.
그리고, 제1 유수가 지배적으로 되는 주기와, 제2 유수가 지배적으로 되는 주기는, 물의 맥동에 맞추어 교대로 나타나기 때문에, 국부에 대해서, 자극감과 충만감이 있는 세정감을 교대로 일정한 시간 간격으로 줄 수가 있다. 이것에 의해, 국부에의 착수의 불균등에 의한 위화감이나 단속감을 억제할 수가 있다. 또, 토출되는 물은, 제1 유수와 제2 유수가 합류된 것이 되므로, 물의 토출 압력을 전체적으로 높일 수가 있다. 이것에 의해, 같은 수량의 물을 일정압으로 토출하는 경우에 비해, 보다 강한 자극감과 충만감이 있는 세정감을 줄 수가 있다. 다시 말해서, 같은 세정감을 얻기 위해서 보다 적은 수량으로 끝나게 된다.
게다가, 토출되는 물은, 제1 유수와 제2 유수가 합류된 것이 되므로, 맥동 진폭은 제1 유수나 제2 유수에 비해 작다. 이것에 의해, 먼저 토출된 토출수와 후에 토출되는 토출수와의 속도차이를 일정한 범위로 억제할 수가 있다. 따라서, 후에 토출된 토출수가 먼저 토출된 토출수를 따라잡아 입자 성장하여 큰 물방울이 되어 버리는 것을 억제할 수 있다. 과도하게 큰 물방울이 발생하면, 국부에 착수하는 물방울과 물방울 사이의 간격이 길어져 단속적인 세정감이 발생해 버리지만, 상기 구성에 의해, 그러한 단속적인 세정감이 생기는 것을 억제할 수 있다.
또 본 발명에 따른 위생 세정 장치에서는, 상기 수류 조정부는, 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로에 연결되어, 상기 제1 유수 및 상기 제2 유수 각각에 공기를 혼입하는 공기 혼입부를 가지는 것도 바람직하다. 상기 토출구에 있어서의 상기 제2 유수에 있어서의 공기의 혼입량은, 상기 제1 유수에 있어서의 공기의 혼입량보다 큰 것도 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 토출구에 있어서, 제2 유수에는, 제1 유수보다 많은 공기가 혼입되어 있으므로, 제1 유수보다 외관상의 체적이 커진다. 따라서, 공기의 혼입량을 다르게 한다고 하는 간단하고 용이한 구성으로, 제2 유수가 토출된 제2 토출수를, 제1 유수가 토출된 제1 토출수보다 밀도가 작고 또한 토출 방향의 단면적이 큰 상태로 할 수가 있다. 또한, 제1 유수에는 공기가 혼입되어 있지 않아도(즉 제1 유수의 공기의 혼입량이 0 이어도) 상관없다.
또 본 발명에 따른 위생 세정 장치에서는, 상기 수류 조정부는, 상기 제1 유수 및 상기 제2 유수를 선회시키면서 상기 토출구에 공급하는 것이며, 상기 토출구에 있어서의 상기 제2 유수의 선회도는, 상기 제1 유수의 선회도보다 큰 것도 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 토출구에 있어서의 제2 유수의 선회도는, 제1 유수의 선회도보다 크기 때문에, 제2 유수가 토출된 제2 토출수는, 제1 유수가 토출된 제1 토출수보다 토출된 방향으로 퍼지면서 진행한다. 따라서, 토출구에 이르는 유수의 선회도를 다르게 한다고 하는 간단하고 용이한 구성으로, 제2 토출수를, 제1 토출수보다 밀도가 크고 또한 토출 방향의 단면적이 큰 상태로 할 수가 있다.
또 본 발명에 따른 위생 세정 장치에서는, 상기 토출구에 있어서의 상기 제1 유수가 직진류인 것도 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 제1 유수는 직진류이므로, 선회류에 비해 밀도가 크고 단면적이 작다. 따라서, 제1 유수가 지배적으로 되는 주기에 토출된 토출수에 의해, 국부에 대해서 보다 강한 자극을 줄 수가 있다.
또 본 발명에 따른 위생 세정 장치에서는, 상기 수류 조정부는, 물을 주기적으로 가압하여 맥동을 발생시키는 펌프와, 상기 펌프로 맥동이 발생한 물을 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 분배하는 분배부(divider)를 가지는 것도 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 펌프로 맥동이 발생한 물을 제1 유로와 제2 유로에 분배하므로, 제1 유수 및 제2 유수의 주기적인 맥동을 하나의 펌프로 발생시킬 수가 있다. 따라서, 위생 세정 장치를 컴팩트한 구성으로 할 수가 있다.
또 본 발명에 따른 위생 세정 장치에서는, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로의 유로길이를 다르게 함으로써, 상기 제2 유수가 상기 제1 유수와 반대의 위상으로 맥동하여 상기 토출구에 공급되는 것도 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 제1의 유로와 제2 유로에 같은 위상으로 맥동하는 물이 공급되었다고 해도, 제1 유로와 상기 제2 유로의 유로길이를 조정한다고 하는 간단한 방법으로, 제1 유수와 제2 유수의 위상을 토출구에 있어서 반대로 할 수가 있다.
또 본 발명에 따른 위생 세정 장치에서는, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 있어서의 축압량을 다르게 함으로써, 상기 제2 유수가 상기 제1 유수와 반대의 위상으로 맥동하여 상기 토출구에 공급되는 것도 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 제1 유로와 제2 유로에 같은 위상으로 맥동하는 물이 공급되었다고 해도, 제1 유로와 제2 유로에 있어서의 축압량을 다르게 한다고 하는 간단한 방법으로, 제1 유수와 제2 유수의 위상을 토출구에 있어서 반대로 할 수가 있다.
본 발명에 의하면, 적은 수량으로 충만감과 자극감이 있는 세정감을 실현하면서, 국부에의 착수 불균등에 의한 위화감이나 단속감을 억제하는 위생 세정 장치를 제공할 수가 있다.
도 1은, 위생 세정 장치의 전체 구성을 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는, 위생 세정 장치의 맥동 발생부의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3은, 맥동 발생부로부터 급수된 물의 압력 변동을 모식적으로 나타내는 타이밍 차트이다.
도 4는, 노즐 선단부의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는, 도 4에 나타내는 노즐 선단부의 X－X 단면을 모식적으로 나타내는 단면 모식도이다.
도 6은, 위생 세정 장치의 제어부의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은, 맥동수의 상태를 나타내는 타이밍 차트로서, (A)는 토출시의 맥동수의 압력 변동을 모식적으로 나타내는 타이밍 차트이며, (B)는 (A)에 나타내는 맥동수에 포함되는 공기의 유량의 변동을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 8은, 노즐로부터 토출된 물의 모습을 모식적으로 나타내는 모식도이다.
도 9는, 도 2에 나타내는 맥동 발생부의 변형예의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 10은, 도 5에 나타내는 노즐 선단부의 변형예를 모식적으로 나타내는 단면 모식도이다.
도 11은, 도 9 및 도 10에 나타낸 변형예를 채용했을 경우의 맥동수의 상태를 나타내는 타이밍 차트로서, (A)는 토출시의 맥동수의 압력 변동을 모식적으로 나타내는 타이밍 차트이며, (B)는 (A)에 나타내는 맥동수에 포함되는 공기의 유량의 변동을 나타내는 타이밍 차트이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 설명의 이해를 용이하게 하기 위해, 각 도면에 있어 동일한 구성요소에 대해서는 가능한 한 동일한 부호를 교부하고, 중복하는 설명은 생략한다.
우선, 도 1을 참조하면서, 본 발명의 일 실시형태인 위생 세정 장치에 대해 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 위생 세정 장치(1)의 전체 구성을 나타내는 개략 구성도이다. 이 위생 세정 장치(1)는, 변좌에 장착되는 온수 세정 장치이며, 엉덩이라고 하는 국부를 세정하기 위해서 이용된다.
위생 세정 장치(1)는, 입수측 밸브 유닛(2), 열교환 유닛(3), 맥동 발생 유닛(4), 공기 공급 유닛(5), 노즐 유닛(6) 및 제어부(7)를 구비하고 있다.
외부의 급수원(예를 들면 수도관)으로부터 입수측 밸브 유닛(2)에 도입된 물은, 열교환 유닛(3)에 있어서 온수로 된다. 온수에는, 맥동 발생 유닛(4)에 있어서 맥동이 부여되고, 공기 공급 유닛(5)에 의해 공기가 혼입된다. 맥동이 부여되고 공기가 혼입된 온수는, 노즐 유닛(6)으로부터 국부(엉덩이나 비데)에 토출된다. 이것들 각 유닛은, 위생 세정 장치(1)의 케이싱 내에 수납되어 있고, 급수 관로 또는 공기 관로를 통하여 각각 접속되어 있다. 제어부(7)는, 상기 각 유닛과 유선 또는 무선에 의해 접속되어 각 유닛의 각종 동작을 제어하게 되어 있다. 이하, 각 구성의 상세를 설명한다.
입수측 밸브 유닛(2)에는, 급수원에 접속하는 급수 관로(WP1)가 연결되어 있다. 이 급수 관로(WP1)의 상류측으로부터 하류측을 따라 스트레이너(20), 체크 밸브(21), 전자 밸브(22) 및 압력조절 밸브(23)가 배열설치되어 있다. 급수 관로(WP1)에 의해 급수원으로부터 도입된 물(예를 들면, 수도물)은, 입수측 밸브 유닛(2)의 스트레이너(20)에서 이물질 등이 포착되고 체크 밸브(21)에 흘러들어간다. 그리고, 전자 밸브(22)가 열리면, 물은 압력조절 밸브(23)에 흘러들어가고, 소정의 압력(예를 들면, 급수압: 0.110 MPa)으로 조절된 상태로, 급수 관로(WP2)를 통과하여 순간가열 방식의 열교환 유닛(3)에 유입된다. 이와 같이 압력이 조절되어 유입되는 물의 유량은, 200 ~ 600 cc/min 정도가 되고 있다. 또, 급수 관로(WP1)를 급수원은 아니고 변기 세정용의 물을 저장하는 세정수 탱크(도시하지 않음)에 접속하여, 입수측 밸브 유닛(2)에 배관할 수도 있다.
열교환 유닛(3)은, 급수 관로(WP2)의 상류측으로부터 하류측을 따라, 열교환부(30), 진공 브레이커(31) 및 안전 밸브(32)를 구비한다. 열교환 유닛(3)은, 급수 관로(WP2)를 통하여 입수측 밸브 유닛(2)으로부터 유입된 물을 소정의 설정 온도로 데워, 물을 온수로 한다. 온수화된 물은, 급수 관로(WP3)를 통과하여 맥동 발생 유닛(4)에 유입되도록 구성되어 있다.
열교환부(30)는, 열교환부(30)에 유입되는 물의 온도를 입수(入水) 온도 센서(30a)로 검출하고, 열교환부(30)로부터 유출되는 물의 온도를 출수(出水) 온도 센서(30b)로 검출하고 있다. 그러한 검출 온도를 기본으로 하여, 물의 온도가 소정의 설정 온도가 되도록 히터(30c)에 의해 물을 가열한다. 히터(30c)는, 제어부(7)에 의해 피드포워드(feedforward) 제어와 피드백 제어를 조합하여 최적 제어된다. 또, 열교환부(30)는, 열교환부(30) 내의 수위를 검출하는 플로트 스위치(30d)를 가진다. 이 플로트 스위치(30d)는, 히터(30c)가 수몰되는 소정의 수위 이하가 되면 그 취지의 신호를 제어부(7)에 출력하도록 구성되어 있다. 제어부(7)는, 이 신호의 입력이 있을 경우, 히터(30c)로의 통전을 정지한다. 따라서, 수몰되어 있지 않은 히터(30c)에 통전하여, 히터(30c)가 물 없이 가열되는 이른바 공분(空焚) 상태가 되는 것을 방지할 수가 있다.
진공 브레이커(31)는, 열교환부(30)의 출구와 급수 관로(WP3)와의 접속 개소에 배열설치되어 있다. 진공 브레이커(31)는, 급수 관로(WP3) 내가 부압이 되었을 경우에, 급수 관로(WP3) 내에 대기를 도입한다. 이것에 의해, 열교환부(30) 하류 측에 있는 물을 노즐 유닛(6)으로부터 배출시켜, 열교환부(30) 하류측의 급수 관로(WP3)로부터 열교환부(30)에 물이 역류하는 것을 방지한다.
안전 밸브(32)는, 급수 관로(WP3) 내의 수압이 소정값을 넘으면 개방된다. 안전 밸브(32)가 개방되면, 배수 관로(DP)로 물을 배출하는 것이 가능해져, 이상시의 기기의 파손, 호스의 분리 등의 우려를 방지하고 있다.
맥동 발생 유닛(4)(수류 조정부)은, 급수 관로(WP3)의 상류측으로부터 어큐뮬레이터(40)와 맥동 발생부(41)를 구비하고 있다.
어큐뮬레이터(40)는, 하우징과, 하우징 내의 댐퍼실과, 이 댐퍼실에 배치된 댐퍼를 가진다. 어큐뮬레이터(40)는, 댐퍼의 작용에 의해 맥동 발생부(41) 상류측의 급수 관로(WP3)에 걸리는 충격을 저감시킨다. 이 때문에, 열교환부(30)가 물의 온도 분포에 미치는 충격의 영향을 완화할 수가 있어 물의 온도를 안정화시킬 수가 있다. 어큐뮬레이터(40)는, 맥동 발생부(41)에 근접 배치하거나, 또는 맥동 발생부(41)와 일체로 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 배치함으로써, 맥동 발생부(41)에서 발생된 맥동이 상류측에 전파되는 것을 신속하게 또한 효과적으로 회피할 수 있다.
맥동 발생부(41)는, 2련(連) 구성의 왕복운동 펌프(recipro pump)로 구성되어 있다. 이것을, 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2는, 맥동 발생부(41)의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 맥동 발생부(41)는, 제1 맥동 발생부(41a)와 제2 맥동 발생부(41b)를 구비한 2련 구성의 왕복운동 펌프로 구성되어 있다. 제1 맥동 발생부(41a)와 제2 맥동 발생부(41b)에는, 각각 원기둥 형상의 공간을 가지는 실린더(410a, 410b)가 설치되어 있다. 실린더(410a, 410b) 내에는, 피스톤(411a, 411b)이 설치되어 있다. 피스톤(411a, 411b)에는 O링이 장착되어 있다. 피스톤(411a, 411b)과 실린더(410a, 410b)로 구획된 각각의 공간이 가압실로 된다.
실린더(410a, 410b)에는, 세정수 입구(412a, 412b)가 각각 설치되어 있다. 그리고, 급수 관로(WP3)로부터 분기된 관로가 세정수 입구(412a, 412b)에 접속되어 급수 관로(WP3)로부터 가압실에 물을 유입시킬 수가 있게 되어 있다. 세정수 입구(412a, 412b)에는, 엄브렐러 패킹이 설치되어 급수 관로(WP3)로의 역류를 방지하고 있다. 또, 실린더(410a, 410b)의 천장 부분에는 세정수 출구(413a, 413b)가 각각 설치되어 있다. 세정수 출구(413a, 413b)에는 배관이 각각 접속되어 있고, 접속된 각각의 배관이 합류부를 통하여 급수 관로(WP4)와 접속되고 있다. 그 때문에, 실린더(410a, 410b)로부터 유출된 물은, 도중에 합류되어, 가압된 물로서 급수 관로(WP4)에 배출된다.
모터(414)의 회전축에는 기어(415a)가 장착되고, 이 기어(415a)와 기어(415b)가 서로 맞물리고 있다. 기어(415b)에는, 제1 맥동 발생부(41a)의 피스톤(411a)을 동작시키는 크랭크 샤프트(416a)와, 제2 맥동 발생부(41b)의 피스톤(411b)을 동작시키는 크랭크 샤프트(416b)가 각각 다른 위치에 장착되어 있다. 크랭크 샤프트(416a, 416b)는, 피스톤 유지부(417a, 417b)를 통하여 피스톤(411a, 411b)에 부착된다.
본 실시형태에 있어서는, 한쪽 피스톤이 하사점(원위치)으로부터 상사점으로 이동하여 가압실의 용적이 최소가 될 때, 다른 쪽 피스톤이 상사점으로부터 하사점(원위치)에 복귀하여 용적이 최대가 되도록, 기어(415b)에 장착되는 크랭크 샤프트(416a, 416b)의 위치를 설정하고 있다. 구체적으로는, 크랭크 샤프트(416a, 416b)는, 기어(415b)의 중심으로부터의 거리가 동일하고 180도 위상이 다른 위치에 장착되어 있다.
제어부(7)로부터의 지령에 의해, 모터(414)에 통전되면 회전축이 회전하여, 피스톤(411a, 411b)이 서로 반대의 위상으로 상하로 왕복 운동한다. 즉, 피스톤(411a)이 하사점(원위치)으로부터 상사점으로 이동하여 물을 가압해 급수 관로(WP4)를 향해 흘러가게 하는 동안에, 피스톤(411b)은 상사점으로부터 하사점(원위치)에 복귀한다(이때, 엄브렐러 패킹이 열려, 물이 실린더(410b) 내로 유입된다). 모터(414)의 회전과 함께, 이 공정이 교대로 연속해서 수행되므로, 급수 관로(WP4)에 급수되는 물에는 주기적인 압력 변동 즉 맥동이 발생한다. 이 모습을 도 3에 나타낸다. 도 3은, 맥동 발생부(41)로부터 급수된 물의 압력 변동을 모식적으로 나타내는 타이밍 차트이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 맥동 발생부(41)로부터 급수 관로(WP4)에 급수된 물의 압력(PSUM)은, 일정한 주기로 압력이 상하로 변동하여 맥동하고 있다. 압력(PSUM)은, 제1 맥동 발생부(41a), 제2 맥동 발생부(41b) 각각으로부터 배출된 물의 압력(P1, P2) 가운데, 보다 높은 압력의 물이 지배적으로 되어 토출되는 것을 고려해 합성된 것이다. 물의 압력의 최소값(맥동의 골짜기)에서도, 외부의 급수원으로부터의 급수압(PIN)보다 높아지고 있다. 또, 물의 압력의 최소값과 최대값(맥동의 피크)의 차이도 작고 소정값 이하로 억제되고 있다. 즉, 맥동 발생부(41)는, 본원발명의 진폭 조정부로서 기능하고 있다.
또, 물에 맥동을 발생시키고, 또한 맥동하는 압력의 최소값을 급수압보다 높게 하는 맥동 발생부(41)로서는, 상술한 2련식의 왕복운동 펌프에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 기어 펌프, 원심 펌프 등 연속적으로 일정압을 가압하는 가압 펌프에, 단동(單動)식의 왕복운동 펌프나 전자 펌프 등의 왕복운동 펌프를 조합하여도 좋다. 또, 급수압이 원래 높은 경우 등은, 맥동 발생부(41)로서 일련(一連) 구성의 왕복운동 펌프나 전자 펌프 등의 왕복운동 펌프만을 이용해도 좋다.
도 1로 돌아와 설명을 계속한다. 공기 공급 유닛(5)(수류 조정부, 공기 혼입부)은, 에어 펌프(50)을 구비하고 있다. 이 에어 펌프(50)는, 제어부(7)로부터의 지령에 근거해, 외부로부터 취입한 공기를 공기 관로(AP1)에 압송한다. 에어 펌프(50)는, 후술하는 바와 같이, 제어부(7)로부터의 지령에 의해, 물의 맥동에 맞추어 토출하는 공기의 양 및 타이밍이 조정된다. 이러한 에어 펌프(50)로서는, 예를 들면, 펄스 신호의 입력에 의해 직접 토출량이나 토출 타이밍을 제어 가능한 전자식의 터보 펌프가 이용된다.
노즐 유닛(6)(수류 조정부)은, 수류(水流) 전환 밸브(60), 공기류 전환 밸브(61)(공기 혼입부) 및 세정 노즐(62)을 구비하고 있다. 노즐 유닛(6)은, 제어부(7)의 지령에 근거해, 엉덩이용의 토출수 구멍(토출구) 또는 비데용의 토출수 구멍(토출구) 중 어느 한쪽으로부터, 맥동하는 물을 엉덩이 또는 비데를 향해 토출하도록 구성되어 있다. 수류 전환 밸브(60), 공기류 전환 밸브(61) 및 세정 노즐(62)은, 하나의 케이싱 내에 수용되어 있다.
수류 전환 밸브(60)는, 예를 들면, 전자(電磁)적으로 구동되는 디스크 형상의 전환 밸브로서, 급수 관로(WP4)와, 급수 관로(WP5) 및 급수 관로(WP6)와의 사이에 배치된다. 수류 전환 밸브(60)는, 제어부(7)로부터의 지령에 근거해, 급수 관로(WP5) 또는 급수 관로(WP6)로의 관로 한쪽을 개방함으로써, 맥동 발생부(41)로부터 공급되는 물의 급수처를 급수 관로(WP5) 또는 급수 관로(WP6) 중 어느 한쪽으로 바꾼다. 그때, 수류 전환 밸브(60)는, 급수 관로(WP5) 또는 급수 관로(WP6)와의 연결 부분의 개방 면적을 조절함으로써 유량 조절도 동시에 실시한다. 즉, 수류 전환 밸브(60)는 유량조절 전환 밸브로서의 기능도 구비하고 있다.
공기류 전환 밸브(61)는, 예를 들면, 전자적으로 구동되는 디스크 형상의 전환 밸브로서, 공기 관로(AP1)와, 공기 관로(AP2) 및 공기 관로(AP3)와의 사이에 배치된다. 공기류 전환 밸브(61)은, 제어부(7)으로부터의 지령에 근거해, 공기 관로(AP2) 또는 공기 관로(AP3)에의 관로의 한편을 개방함으로써, 에어 펌프(50)으로부터 공급되는 공기의 공급처를, 공기 관로(AP2) 또는 공기 관로(AP3) 중 어느 한쪽으로 바꾼다.
노즐(62)은, 노즐 구동 모터(도시하지 않음)에 의해 구동되어, 위생 세정 장치(1) 본체의 대기 위치로부터, 엉덩이 또는 비데의 각 세정 위치 하부까지 이동하도록 구성되어 있다. 도 4 및 도 5에 노즐(62) 선단부의 모습을 나타낸다. 도 4는 노즐 선단부의 개략 구성을 나타내는 사시도이며, 도 5는 도 4의 노즐 선단부의 X－X 면을 따르는 단면을 모식적으로 나타내는 단면 모식도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 노즐(62)의 선단 근방에는 엉덩이 세정용의 토출수 구멍(620)과 비데 세정용의 토출수 구멍(621)이 설치되어 있다. 비데 세정용의 토출수 구멍(621)은, 엉덩이 세정용의 토출수 구멍(620)보다 선단 측에 배치되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 엉덩이 세정용의 토출수 구멍(620)에는, 급수 관로(WP5)가 연통하고 있다. 급수 관로(WP5)에는, 토출수 구멍(620)의 근방에서 공기 관로(AP2)가 연결되어 있어, 토출수 구멍(620)에 공급되기 전에, 물에 공기가 강제적으로 혼입되게 되어 있다(공기 혼입의 상세한 타이밍에 있어서는 후술한다). 한편, 비데 세정용의 토출수 구멍(621)에는, 급수 관로(WP6)가 연통하고 있다. 이 급수 관로(WP6)에는, 토출수 구멍(621)의 근방에서 공기 관로(AP3)가 연결되어 있어, 토출수 구멍(621)에 공급되기 전에, 물에 공기가 강제적으로 혼입되게 되어 있다(공기 혼입의 상세한 타이밍에 있어서는 후술한다). 또, 물의 비데 착수시의 자극을, 엉덩이에의 착수시의 자극보다 상대적으로 약하게 하기 위해서, 급수 관로(WP6)의 관지름을, 급수 관로(WP5)의 관지름보다 크게 하고 있다. 이것에 의해, 토출수 구멍(621)으로부터 토출되는 물의 속도를 토출수 구멍(620)으로부터 토출되는 물의 속도보다 작게 할 수가 있다.
제어부(7)은, 위생 세정 장치(1)에 배치된 각종 센서로부터의 입력 신호나 유저에 의한 세정 버튼 등의 조작에 응답하여 급수원으로부터의 급수 및 지수(止水), 물의 온수화, 물에의 맥동 부여, 물의 유로나 유량조절 제어, 노즐의 진퇴 구동, 물의 토수(吐水) 및 지수 등에 관한 각종 제어를 실시한다.
제어부(7)의 구체적인 구성에 관하여, 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 6은, 제어부(7)의 블록 구성도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(7)는, CPU(70)와, CPU(70)로 처리되는 제어 프로그램이나 제어 데이터를 기억하는 ROM(71)과, 주로 제어 처리를 위한 각종 작업 영역으로서 사용되는 RAM(72) 및 백업 RAM(73)과, 입력 처리 회로(74) 및 출력 처리 회로(75)를 가진다. 이러한 요소는, 서로 버스(76)를 통하여 접속되어 있다. 제어부(7)는, 입수 온도 센서(30a), 출수 온도 센서(30b)나 그 외 각종 센서(세정수량 센서, 착석 센서, 전도(顚倒) 검지 센서 등)로부터의 신호 외에, 원격 조작 장치에 있어서의 세정 버튼 등의 여러 가지의 조작 버튼 및 손잡이의 조작 상황을 나타내는 신호를, 입력 처리 회로(74)를 통하여 유선 혹은 무선(예를 들면 광신호)으로 받는다.
CPU(70)는, 입력된 상기 신호에 근거해, 입수측 밸브 유닛(2)의 전자 밸브(22)의 밸브 개폐 제어, 열교환 유닛(3)의 히터(30c)의 통전 제어, 맥동 발생부(41)의 모터의 회전 제어, 에어 펌프(50)의 공기의 토출 제어, 수류 전환 밸브(60)나 공기류 전환 밸브(61)의 개폐 제어, 노즐(62)의 구동 제어나 그 외의 각종 제어를 실시한다. 그 외의 각종 제어로서는, 본체 표시부의 표시 제어, 국부 건조용의 건조 히터나 팬 모터 등을 포함한 건조부의 통전 제어, 악취 제거용의 오존 발생 장치나 흡인 팬 모터 등을 포함한 탈취부 및 실내 난방용의 히터나 팬 모터 등을 포함한 난방부의 통전 제어 등이 포함된다.
본 실시형태에 있어서는, 제어부(7)는, 에어 펌프(50)로부터의 공기의 공급 타이밍 및 공급 유량을 제어함으로써, 노즐(62)로부터 토출되는 물에 주기적인 소밀을 발생시키게 되어 있다. 이 점을 이하, 도 7을 이용해 상세하게 설명한다. 여기서, 도 7의 (A)는 토출시의 맥동수(水)의 압력 변동을 모식적으로 나타내는 타이밍 차트이며, 도 7의 (B)는 (A)에 나타내는 맥동수에 포함되는 공기의 유량 변동을 나타내는 타이밍 차트이다. 도 8은, 노즐로부터 토출된 물의 모습을 모식적으로 나타내는 모식도이다.
제어부(7)는, 에어 펌프(50)로부터의 가압 공기의 공급량 및 그 타이밍을 제어함으로써, 토출되는 물에 포함되는 공기의 혼입량을 맥동의 일주기(一周期) 간격으로 교대로 다르게 한다. 구체적으로는, 제어부(7)는, 도 7의 (B)에 도시된 바와 같이, 토출되는 물에 대한 공기의 혼입량이, 맥동의 주기(T) 1개 간격으로 0과 소정량(QA)과의 사이에서 교대로 변동하도록, 에어 펌프(50)로부터의 가압 공기의 공급량과 타이밍을 제어한다. 이 공기 혼입량의 차이에 의해, 노즐(62)로부터 국부에 토출되는 물에는, 도 7의 (A) 및 도 8에 도시된 바와 같이, 맥동의 주기마다 특성이 서로 다른 토출수군 F1과 F2가 교대로 나타난다. 또, 도 8에 있어서는, 토출수군 F1과 토출수군 F2와의 차이를 알기 쉽게 설명하기 위해서, 어느 순간에 토출된 토출수(토출수 f1이나 f2 등)를 토출수군 F1, F2로 분류해 한덩어리로 나타내고 있다. 실제는, 각 토출수는 하나하나 작은 물방울로 구성되어 있고, 토출수군 F1, F2로서 큰 하나의 수괴(水槐)를 구성하고 있는 것은 아니다.
토출수군 F1은, 에어 펌프(50)로부터의 공기가 혼입되어 있지 않은 토출수의 집합이다. 토출수군 F1의 각 토출수 속에서는, 맥동의 피크에 토출된 토출수 f1(제1 토출수)이 토출 속도 및 유량이 최대이기 때문에, 국부에의 착수 때의 중심적인 세정감(자극감)을 구성한다. 토출수군 F1을 구성하는 각 토출수는 공기를 포함하지 않기 때문에, 토출수군 F2를 구성하는 각 토출수에 비해 외관의 체적이 작아져, 결과적으로 밀도(ρ)가 크고 토출 방향의 단면적(S)이 작은 「조밀한 토출수」로 된다. 이 「조밀한 토출수」는, 국부에의 착수시의 단위면적당 힘이 큰 반면 착수하는 범위(면적)가 좁아지기 때문에, 자극감이 있는 세정감을 국부에게 준다.
토출수군 F2는, 에어 펌프(50)로부터의 공기가 혼입되어 있는 토출수의 집합이다. 토출수군 F2의 각 토출수 속에서는, 맥동의 피크에 토출된 토출수 f2(제2 토출수)가, 토출 속도 및 유량이 최대이기 때문에, 국부에의 착수 때의 중심적인 세정감(충만감)을 구성한다. 토출수군 F2를 구성하는 각 토출수는, 공기가 혼입되어 있기 때문에, 토출수군 F1을 구성하는 각 토출수에 비해 외관의 체적이 커져, 결과적으로 밀도(ρ)가 작고 토출 방향의 단면적(S)이 큰 「드문드문한 토출수」로 된다. 이 「드문드문한 토출수」는, 착수시의 단위면적당 힘이 작은 반면 착수하는 범위(면적)가 넓어지기 때문에, 충만감이 있는 세정감을 국부에게 준다.
도 8에 도시된 바와 같이, 토출수군 F1과 토출수군 F2와의 간격은, 맥동의 주기가 일정(T)하고 또한 주기 마다의 평균 토출 속도도 같으므로, 국부에 도달할 때까지 거의 일정한 간격(H)으로 유지된다. 이것에 의해, 국부에는, 「드문드문한 토출수」군과 「조밀한 토출수」군이 거의 균등한 간격으로 교대로 착수하게 된다. 여기서, 사용하는 수량을 적게 억제했을 경우 등에는, 각 토출수군 중에서도 속도 및 유량이 최대인 토출수 f1, 토출수 f2가 특히 인식되기 쉽다. 이들 토출수 f1과 토출수 f2와의 간격은, 국부에 도달할 때까지 거의 일정한 간격(h)으로 유지되고 있다. 토출 타이밍은, 모두 맥동 주기의 피크에서 일정하고, 또한 토출 속도도 모두 최대로 동일하기 때문이다. 즉, 국부에 착수하는 토출수 f1과 토출수 f2와의 착수 간격도 균등화되고 있다. 이상으로부터, 본 실시형태의 물은, 교대로 또한 균등 간격으로 국부에 착수하는 토출수군 F1, F2(또는 토출수 f1, 토출수 f2)로 구성되어 있으므로, 사용하는 수량의 많고 적음에 관계없이, 국부에 대해서, 충만감과 자극감을 교대로 균등한 타이밍에 줄 수가 있다.
또, 본 실시형태에 있어서는, 상술한 것처럼, 맥동 발생부(41)로부터 공급되는 물은, 토출 압력의 최대값이 급수압(PIN)보다 충분히 높고, 또한 맥동 진폭이 소정값 이하로 억제되고 있다. 그 때문에, 충분한 강함을 가지는 속도로 토출되고, 또한 토출수 간의 속도차이도 작다. 따라서, 토출수군 F1(F2)을 구성하는 각 토출수 사이에 있어서의 따라잡음 현상(후에 토출된 토출수가 먼저 토출된 토출수를 따라잡아 입자 성장하여, 큰 물방울이 되어 버리는 현상)도 억제되고 있다. 따라잡음 현상이 발생하면 국부에 착수하는 물방울의 물방울 사이의 간격이 커져 단속적인 세정감이 발생해 버리지만, 본 실시형태에 있어서는, 이러한 따라잡음 현상이 억제되고 있으므로, 단속적인 세정감이 생기는 것을 억제할 수 있다.
이상 본 발명의 실시형태를 나타냈지만, 본 발명은 이 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러 가지 태양으로의 실시가 가능하다.
상기 실시형태에 있어서는, 제어부(7)는, 토출되는 물에 포함되는 공기의 혼입량을 맥동의 「1 주기 걸러서」 교대로 다르게 하도록 하고 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 공기의 혼입량을 맥동의 「2 주기 걸러서」 다르게 하도록 하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 토출되는 물에, 2개의 토출수군 F1과 2개의 토출수군 F2가 교대로 나타나도록 하여도 좋다. 또 예를 들면, 에어 펌프(50)로부터의 공기의 혼입을 「3 주기마다 1회」로 함으로써, 토출되는 물에, 2개의 토출수군 F1과 1개의 토출수군 F2가 교대로 나타나도록 하여도 좋다. 또 예를 들면, 국부에의 착수 때의 중심적인 세정감을 구성하는, 「맥동 주기의 피크에만」공기의 혼입량을 교대로 다르게 하도록 하여도 좋다. 이것에 의해, 물에 포함되는 소밀의 빈도를 바꿀 수가 있어 충만감과 자극감을 유저의 기호에 맞추어 적절히 조절할 수가 있다.
또 상기 실시형태에서는, 급수 관로(WP5(WP6))를 지름 폭이 일정한 관로로 해, 노즐(60)로부터 토출되는 물을, 선회 성분을 거의 포함하지 않는 직진류로 하고 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 급수 관로(WP5(WP6))에 와류실을 마련해, 물에 선회 성분을 부여하여도 좋다. 이 경우, 자극감을 약하게 하면서 보다 충만감 있는 세정감을 국부에게 줄 수가 있다.
상술한 본 실시형태에서는, 맥동 발생부(41)를 2련 구성의 왕복운동 펌프로 구성했지만, 1련 구성의 왕복운동 펌프로 구성하는 것도 가능하다. 이것을, 도 9를 참조하면서 설명한다. 도 9는, 1련 구성의 왕복운동 펌프로 구성한 맥동 발생부(41a)의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 맥동 발생부(41)에는 원기둥 형상의 공간을 가지는 실린더(410)가 설치되어 있다. 실린더(410) 내에는 피스톤(411)이 설치되어 있다. 피스톤(411)에는 O링이 장착되어 있다. 피스톤(411)과 실린더(410)로 구획된 공간이 가압실로 된다. 실린더(410)의 측면에는, 세정수 입구(412)가 설치되어 있다. 그리고, 급수 관로(WP3)가 세정수 입구(412)에 접속되어 가압실에 물을 유입시킬 수가 있게 되어 있다. 세정수 입구(412)에는, 엄브렐러 패킹이 설치되어 급수 관로(WP3)로의 역류를 방지하고 있다. 또, 실린더(410)의 다른 쪽 측면에는, 세정수 출구(413)이 설치되어 있다. 세정수 출구(413)는 급수 관로(WP4)와 접속되어, 실린더(410) 내에서 가압된 물은 급수 관로(WP4)에 배출된다.
모터(414)의 회전축에는 기어(415a)가 부착되고 이 기어(415a)와 기어(415b)가 서로 맞물리고 있다. 기어(415b)에는, 피스톤(411)을 동작시키는 크랭크 샤프트(416)가 부착되어 있다. 크랭크 샤프트(416)는, 피스톤 유지부(417)를 통하여 피스톤(411)에 장착된다.
제어부(7)로부터의 지령에 의해, 모터(414)에 통전되면, 회전축이 회전하여 피스톤(411)이 상하로 왕복 운동한다. 즉, 피스톤(411)이 하사점(원위치)으로부터 상사점으로 이동하여, 물을 가압해 급수 관로(WP4)를 향해 가압하는 동작과, 피스톤(411)이 상사점으로부터 하사점(원위치)으로 복귀하여, 물을 실린더(410) 내에 유입시키는 동작이 반복된다. 이것에 의해, 급수 관로(WP4)에 급수되는 세정수에는 주기적인 압력 변동 즉 맥동이 발생한다.
상술한 본 실시형태에서는, 노즐(62)의 토출수 구멍(620) 및 토출수 구멍(621)에 이르는 유로는 각각 단일의 유로로 구성했지만, 각각의 구멍에 이르는 유로를 2개의 유로로 형성하는 것도 바람직하다. 이와 같이, 토출수 구멍(620, 621)에 이르는 유로를 2개의 유로로 한 예에 대해, 도 10을 참조하면서 설명한다. 도 10은, 도 3의 노즐 선단부의 X－X 면을 따르는 단면을 모식적으로 나타내는 단면 모식도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 급수 관로(WP5)는, 급수 관로(WP5a) (제1 유로)와 급수 관로(WP5b) (제2 유로)로 분기하고 있다. 급수 관로(WP5a) 및 급수 관로(WP5b)의 관지름은 같은 크기로 설정되어 있다. 급수 관로(WP5a) 및 급수 관로(WP5b)에는, 급수 관로(WP5)로부터 맥동하는 세정수가 같은 유량으로 또한 같은 위상으로 공급된다.
급수 관로(WP5a)는, 노즐(62) 내에서 직선 형상으로 배열설치되어 있고, 후술하는 급수 관로(WP5b)와 같은 와류실도 가지지 않는다. 따라서, 급수 관로(WP5a)로부터 토출수 구멍(620)에 공급되는 물(제1 유수)은, 선회도가 작은 직진류가 된다.
급수 관로(WP5b)에는, 대략 원통형의 중공실을 가지는 와류실(622)이 배열설치되어 있다. 급수 관로(WP5b)의 상류측 관로는, 와류실(622)의 저부에 편심되어 연결되고 있다. 와류실(622)에 공급된 물은, 와류실(622)의 내벽을 따르도록 하여 선회한다.
와류실(622)의 천장부 근방에는, 공기 관로(AP2)가 연결되고 있어 세정수에 공기가 강제적으로 혼입되게 되어 있다. 제어부(7)는, 에어 펌프(50)로부터의 공기의 공급 타이밍 및 공급 유량을 제어함으로써, 맥동하는 세정수의 일주기 가운데, 맥동의 피크를 포함한 반주기 동안만 소정량(QA)의 공기가 혼입되도록 한다. 따라서, 와류실(622)의 천장부로부터 급수 관로(WP5b)의 하류 측에 들어온 세정수는, 맥동의 피크를 포함한 반주기마다 공기가 혼입된 선회류가 된다.
급수 관로(WP5b)의 유로 길이는, 급수 관로(WP5a)의 유로 길이에 비해 의도적으로 길게 설정되어 있다. 보다 구체적으로는, 급수 관로(WP5b)를 통과하여 토출수 구멍(620)에 공급되는 물(제2 유수)의 위상이, 급수 관로(WP5a)로부터 토출수 구멍(620)에 공급되는 물(제1 유수)의 위상에 대해서 반대(180도 어긋남)로 되도록, 급수 관로(WP5b)의 유로길이가 설계되고 있다. 이때, 와류실(622)에 있어서의 선회와 공기의 강제 혼입에 의한 위상 차이도 고려한다.
급수 관로(WP5a)와 급수 관로(WP5b)는, 엉덩이 세정용의 토출수 구멍(620)의 근방 바로 아래에 연결되어 있고, 여기서 급수 관로(WP5a) 내부를 통과한 직진류와 급수 관로(WP5b) 내부를 통과한 선회류가 서로 반대의 위상으로 합류하여, 토출 구멍(620)으로부터 토출된다.
비데 세정용의 토출수 구멍(621)에 연통하는 급수 관로(WP6a), 급수 관로(WP6b) 및 와류실(623)에 대해서도, 상술한 엉덩이 세정용의 토출수 구멍(620)에 연결되는 관로와 같은 구성을 채용하고 있다. 다른 점은, 급수 관로(WP6a) 및 급수관로(WP6b)의 관지름을, 급수 관로(WP5a) 및 급수 관로(WP5b)의 관지름보다 크게 하고 있는 점이다. 따라서, 급수 관로(WP6a) 내부를 통과한 직진류와 급수 관로(WP6b) 내부를 통과한 선회류가 서로 반대의 위상으로 합류하여, 토출 구멍(621)으로부터 토출되게 되어 있다. 또, 급수 관로(WP6a) 및 급수 관로(WP6b)의 관지름을 급수 관로(WP5a) 및 급수 관로(WP5b)의 관지름보다 크게 하고 있는 것은, 토출수 구멍(621)으로부터 토출되는 물의 속도를 토출수 구멍(620)으로부터 토출되는 물의 속도보다 작게 하기 위함이다. 이와 같이 함으로써, 비데 착수시의 세정수의 자극을, 엉덩이에의 착수시의 경우보다 상대적으로 약하게 할 수가 있다.
도 10을 참조하면서 설명한 것처럼, 급수 관로(WP5a(WP6a))와 급수 관로(WP5b(WP6b))는, 토출수 구멍(620(621))의 근방 바로 아래에 연결되어 있고, 여기서 급수 관로(WP5a(WP6a)) 내부를 지난 직진류와 급수 관로(WP5b(WP6b)) 내부를 지난 선회류가 서로 반대의 위상으로 합류하여, 토출수 구멍(620(621))으로부터 토출되게 되어 있다. 여기서, 선회류에는, 맥동의 피크를 포함한 반주기 동안만 소정량(QA)의 공기가 혼입되고 있다. 이것에 의해, 노즐(62)의 토출수 구멍(620(621))으로부터 토출하는 세정수에는, 주기적인 소밀이 발생하고 있다.
이 점을 토출수 구멍(620)으로부터 토출되는 세정수를 예로, 도 11을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 11의 (A)는 토출시의 맥동수의 압력 변동을 모식적으로 나타내는 타이밍 차트이며, 도 11의 (B)는 (A)에 나타내는 맥동수에 포함되는 공기의 유량 변동을 나타내는 타이밍 차트이다. 또, 노즐로부터 토출되는 물의 모습에 있어서는, 도 8에 나타낸 것과 같게 되므로, 적절히 도 8을 참조하면서 설명한다.
도 11의 (A)에 도시된 바와 같이, 급수 관로(WP5a)로부터의 직진류와 급수 관로(WP5b)로부터의 선회류는, 맥동의 주기를 같게 하고, 위상이 반대이므로, 토출 구멍(620)으로부터 토출되는 물은, 직진류가 지배적으로 되는 주기와 선회류가 지배적으로 되는 주기가 교대로 나타난다. 이것에 의해, 도 11의 (A) 및 도 8에 도시된 바와 같이, 맥동의 주기마다, 특성이 서로 다른 토출수군 F1과 F2가 교대로 나타난다. 선회류에는, 맥동의 피크를 포함한 반주기 동안만 소정량(QA)의 공기가 혼입되고 있으므로, 도 11의 (B)에 나타낸 바와 같이, 선회류가 지배적으로 되는 주기에 토출되는 토출수군 F2는 공기를 소정량(QA) 포함한다.
또, 도 11의 (A)에 나타내는 대로, 토출되는 세정수의 압력(Pout)은, 급수 관로(WP5a)로부터의 직진류의 압력(P1)과 급수 관로(WP5b)로부터의 선회류의 압력(P2)을, 높은 압력의 물이 지배적으로 토출된다는 것을 고려해 합성한 것이다. 토출수의 압력(POUT)의 최대값은 외부의 급수원으로부터의 급수압(PIN)보다 충분히 높아지고 있다. 또, 물의 진폭(압력(Pout)의 최소값과 최대값과의 차이)도, 직진류의 압력(P1)이나 선회류의 압력(P2)의 진폭에 비해 작아지고 있다. 그 때문에, 토출되는 물은 충분한 강함을 가진 속도이며, 또 토출수 사이의 속도차이도 작다. 따라서, 토출수군 F1(F2)을 구성하는 각 토출수에 있어서의 따라잡음 현상(후에 토출된 토출수가 먼저 토출된 토출수를 따라잡아 입자 성장해, 큰 물방울이 되어 버리는 현상)도 억제되고 있다. 따라잡음 현상이 발생하면 국부에 착수하는 물방울의 물방울 사이의 간격이 커져 단속적인 세정감이 발생해 버리지만, 본 예에 있어서는, 이러한 따라잡음 현상이 억제되고 있으므로, 단속적인 세정감이 생기는 것을 억제할 수 있다.
본 예에 있어서는, 급수 관로(WP5a(WP6a)) 및 급수 관로(WP5b(WP6b))에 같은 위상으로 유입한 물이 관로의 출구에 있어서 위상이 반대로 되도록, 급수 관로의 유로길이를 조정하고 있다. 그렇지만, 토출 구멍(620(621))에 공급하는 세정수의 위상을 반대로 하는 수단은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 급수 관로(WP5a(WP6a))와 급수 관로(WP5b(WP6b))의 축압량을 다르게 함으로써, 관로의 출구에 공급되는 세정수의 위상을 서로 반대로 하도록 하여도 좋다.
축압량은, 예를 들면, 급수 관로(WP5b(WP6b))의 관로에 어큐뮬레이터를 마련하거나 급수 관로(WP5b(WP6b))의 관로를 급수 관로(WP5a(WP6b))보다 탄력성이 큰 부재로 구성하거나 함으로써 조정 가능하다. 또, 급수 관로(WP5b(WP6b))에 공기를 혼입해서 공기에 의한 댐퍼 효과를 발생시켜, 관로의 외관상의 탄성을 WP5a(WP6b)보다 크게 하여도 축압량의 조정은 가능하다. 또 예를 들면, 급수 관로(WP5a(WP6a)) 및 급수 관로(WP5b(WP6b))에 최초부터 위상이 반대인 물을 유입시키도록 하여도 축압량의 조정은 가능하다. 예를 들면, 맥동 발생부(41a)를 2개 마련해 각각의 맥동 발생부(41a)로부터 서로 반대의 위상으로 맥동하는 물을 발생시켜, 한쪽을 급수 관로(WP5a(WP6a))에 다른 쪽을 급수 관로(WP5b(WP6b))에 유입시키도록 하여도 좋다.
또, 본 예에 있어서는, 직진류와 공기가 혼입된 선회류를 합류시켜 토출함으로써, 토출수에 소밀이 다른 토출수군 F1, F2를 형성하도록 하고 있지만, 토출수에 소밀이 다른 토출수군 F1, F2가 형성된다면, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 서로 공기의 혼입량이 다른 직진류와 직진류를 합류시켜 토출시켜도 괜찮고, 서로 선회도가 다른 선회류와 선회류를 합류시켜 토출시켜도 괜찮다. 이것에 의해, 토출수에 포함되는 소밀의 정도를 바꿀 수가 있어 충만감과 자극감을 유저의 기호에 맞추어 적절히 조절할 수가 있다.
상기 실시형태에 있어서는, 엉덩이 등을 세정하기 위해서 이용되는 온수 세정 장치를 예로 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 국부를 세정하기 위한 샤워기 등에도 적용 가능하다.
1: 위생 세정 장치 2: 입수측 밸브 유닛
3: 열교환 유닛 4: 맥동 발생 유닛
5: 공기 공급 유닛 6: 노즐 유닛
7: 제어부 40: 어큐뮬레이터
41: 맥동 발생부 50: 에어 펌프
60: 수류 전환 밸브 61: 공기류 전환 밸브
62: 세정 노즐

Claims (11)

  1. 노즐의 토출구로부터 사용자의 국부에 물(water)을 토출(jet)하는 위생 세정 장치로서,
    주기적으로 압력이 변동하여 맥동하는 물을 토출구로부터 토출하는 노즐과,
    토출되는 물의 맥동 피크에, 제1 토출수(jetting water)와 제2 토출수가 교대로 포함되도록, 상기 토출구에 공급되는 유수(flowing water)를 조정하는 수류 조정부(flowing-water-adjuster)를 구비하며,
    상기 제1 토출수는 상기 국부에 제1 밀도 및 제1 면적으로 착수하고, 상기 제2 토출수는 상기 국부에 제2 밀도 및 제2 면적으로 착수하는 것이며,
    상기 제1 밀도는 상기 제2 밀도보다 크고, 상기 제1 면적은 상기 제2 면적보다 작은 일을 특징으로 하는 위생 세정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐로부터 토출되는 물의 맥동 진폭을 소정값 이하로 하는 진폭 조정부(amplitude adjuster)를 구비한 위생 세정 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    외부의 급수원으로부터 물을 공급받는 급수관로를 구비하며, 상기 토출구로부터 토출되는 물의 압력의 최소값은, 상기 급수원으로부터의 급수 압력보다 높은 위생 세정 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 수류 조정부는,
    맥동하는 물을 상기 토출구에 공급하는 하나의 유로와,
    상기 하나의 유로에 연결되어 그 유로를 흐르는 물에 공기를 혼입하는 공기 혼입부(air mixer)를 가지며,
    상기 공기 공급부는, 상기 노즐로부터 토출되는 물의 맥동 피크에, 공기의 혼입량이 다른 토출수가 교대로 포함되도록 상기 물에 공기를 혼입하는 위생 세정 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수류 조정부는,
    주기적으로 압력이 변동하여 맥동하는 제1 유수를 상기 토출구에 공급하는 제1 유로와,
    주기적으로 압력이 변동하여 맥동하는 제2 유수를, 상기 제1 유수와는 반대의 위상으로 상기 토출구에 공급하는 제2 유로를 가지며,
    상기 제1 유수는 상기 토출구로부터 상기 제1 토출수로서 토출되고 상기 제2 유수는 상기 토출구로부터 상기 제2 토출수로서 토출되는 것이며,
    상기 제1 토출수는 상기 토출구로부터 상기 제2 토출수보다 밀도가 크고 또한 토출 방향의 단면적이 작게 토출되며,
    상기 제2 토출수는 상기 토출구로부터 상기 제1 토출수보다 밀도가 작고 또한 토출 방향의 단면적이 크게 토출되는 위생 세정 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 수류 조정부는,
    상기 제1 유로 및 상기 제2 유로에 연결되어 상기 제1 유수 및 상기 제2 유수 각각에 공기를 혼입하는 공기 혼입부를 가지며,
    상기 토출구에 있어서의 상기 제2 유수에 있어서의 공기의 혼입량은, 상기 제1 유수에 있어서의 공기의 혼입량보다 큰 위생 세정 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 수류 조정부는 상기 제1 유수 및 상기 제2 유수를 선회시키면서 상기 토출구에 공급하는 것이며,
    상기 토출구에 있어서의 상기 제2 유수의 선회도는 상기 제1 유수의 선회도보다 큰 위생 세정 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 토출구에 있어서의 상기 제1 유수가 직진류인 위생 세정 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 수류 조정부는, 물을 주기적으로 가압하여 맥동을 발생시키는 펌프와, 상기 펌프에서 맥동이 발생한 물을 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 분배하는 분배부(divider)를 가지는 위생 세정 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 유로와 상기 제2 유로의 유로 길이를 다르게 함으로써, 상기 제2 유수가 상기 제1 유수와 반대의 위상으로 맥동하여 상기 토출구에 공급되는 위생 세정 장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 있어서의 축압량을 다르게 함으로써, 상기 제2 유수가 상기 제1 유수와 반대의 위상으로 맥동하여 상기 토출구에 공급되는 위생 세정 장치.
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