CN101233281B - 坐便器清洗装置及清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实现一种可兼具更高的排水能力与更高的节水效果的坐便器清洗装置及坐便器清洗方法。坐便器清洗装置具有:给水装置,其用于对坐便器1的便盆2供给清洗水;排水流路5,其连通于该坐便器1的水封部4的下游侧;吸气装置,其用于从该排水流路5吸引空气;以及,控制装置,其用于控制给水装置及吸气装置。控制装置在清洗坐便器1之际,使给水装置动作,开始经由便盆2对上述水封部4供给清洗水,在便盆2内的水位上升后,使上述吸气装置动作。

Description

坐便器清洗装置及清洗方法
技术领域
本发明涉及一种坐便器清洗装置及坐便器清洗方法。 
背景技术
以往,针对坐便器,提出有如下的坐便器清洗装置的方案:该坐便器清洗装置将清洗水供给至由坐便器的便盆下部及与便盆下部相连的上升管路形成的水封部,从与该水封部的下游侧相连的排水流路吸引空气而产生虹吸作用(专利文献1)。专利文献1记载的一例的坐便器清洗装置具有:在用于向坐便器的缘侧(rim)通水路喷水的给水管的中途设置的喷射器(ejector)(专利文献1中,将其称为“吸气器(aspirator)”。)以及设置在喷射器下游侧的给水管上的切换阀。接连排水流路的配管连接于喷射器的吸入口,切换阀也位于配管的中途。 
在利用该坐便器清洗装置清洗坐便器时,首先,将清洗水供给至喷射器,同时开始对缘侧通水路供给清洗水。其后,立刻切换切换阀使喷射器的吸入口连通于排水流路。由此,喷射器借助吸入口处所产生的负压而从排水流路吸引空气。因而产生虹吸作用。 
另外,也提出有专利文献2的坐便器清洗装置的方案。专利文献2所记载的一例的坐便器清洗装置中,用于供给清洗水的给水管分支成用于对缘侧通水路喷水的配管、以及用于与喷射器(专利文献2中称为“喷射泵”)连接的配管,喷射器的吸气口通过配管而连接于排水流路。 
在利用该坐便器清洗装置清洗坐便器时,在开始对缘侧通水路供给清洗水的同时开始对喷射器供给清洗水。由此,喷射器通过吸入口处所产生的负压而从排水流路吸引空气。因而产生虹吸作用。 
专利文献1:日本特开平10-96255号公报。 
专利文献2:日本特开2002-61262号公报。 
发明内容
发明要解决的问题 
然而,在上述专利文献1、2中所记载的坐便器清洗装置中,在对坐便器的缘侧通水路开始供给清洗水之后立即或同时,从排水流路吸引空气而产生虹吸作用。也就是说,在这样的坐便器清洗装置中,在对坐便器的便盆仅供给非常微少量的清洗水的情况下,或清洗水完全不供给的情况下,排水流路内的空气被吸引而产生虹吸作用。这种情况下,便盆内所蓄留的清洗水的势能及动能较小,因而流向排水流路的水势较弱,于是造成便盆内的污物等的排出不完全。另外,当从缘侧通水路供给至便盆的清洗水的供给量少时,则无法由清洗水搅拌便盆内的污物和纸,从这一点上也造成便盆内的污物等的排出不完全。 
另一方面,在该坐便器清洗装置中,为充分排出便盆内的污物,而考虑加强从缘侧通水路供给至便盆的清洗水的水势,然而为此必须增加清洗水的供给量,如此则与节约用水背道而驰。 
本发明是鉴于上述以往的情况而完成的,其要解决的问题在于实现一种可兼具更高的排水能力与更高的节水效果的坐便器清洗装置及坐便器清洗方法。 
用于解决问题的手段 
本发明的坐便器清洗装置,具有:给水装置,其用于对坐便器的便盆供给清洗水;排水流路,其连通于该坐便器的水封部的下游侧;吸气装置,其用于从该排水流路吸引空气;以及,控制装置,其用于控制该给水装置及该吸气装置,其特征在于,上述控制装置在清洗上述坐便器时,使上述给水装置动作,开始经由上述便盆向上述水封部供给上述清洗水,在该便盆内形成旋转流,且该便盆内的水的一部分溢流过水封部的最高位部而流出,并且,在该便盆内水位上升后,使上述吸气装置动作。 
在本发明的坐便器清洗装置中,通过吸气装置从排水流路开始吸引空气时,便盆内的水位高于封水面(ΔH)。基于该ΔH部分的水位差而得到的势能以及供给至便盆的清洗水的动能,与对来自排水流路的空气的吸引相叠加,从而从便盆内往排水流路的水势浩大,将便盆内的污物等强力地排出。另外,由于在从排水流路吸引空气之前对便盆供给清洗水,因此便盆内的污物和纸被清洗水搅拌,特别是纸在水中溶散,所以变得容易向排水流路流出。 
因此,在该坐便器清洗装置中,即使不增加从缘侧通水路供给至便盆的清洗水的供给量,也可充分将便盆内的污物等排出。 
所以,利用本发明的坐便器清洗装置,可兼具更高的排水能力与更高的节水效果。 
给水装置只要是对坐便器的便盆供给清洗水的装置即可,可采用各种设计。从控制性方面而言,优选给水装置是从自来水管直接供给清洗水的给水装置。排水流路为与坐便器的水封部的下游侧连通的部分,排水流路既可与坐便器为一体,亦可与坐便器分开。吸气装置只要为从排水流路吸引空气的装置即可,可采用各种设计。控制装置只要为控制给水装置及该吸气装置的装置即可,可采用各种设计。 
在本发明的坐便器清洗装置中,优选控制装置使上述给水装置动作后,经3~20秒、特别是经7~15秒后使吸气装置动作。根据发明人等试验的结果,在这种情况下,在吸气装置动作之前向便盆充分供给清洗水,可确实发挥本发明的作用效果。 
在本发明的坐便器清洗装置中,优选排水流路设有用于滞留清洗水而消除或减少连通面积的滞留部,吸气装置从水封部与滞留部之间吸引空气。如此,排水流路被滞留部封锁或难以连通于下游,所以吸气装置难以从滞留部吸引下游的空气,最佳的情况为不吸引下游的空气。换言之,吸气装置可从存在于水封部与滞留部之间的密闭空间有效率地吸引空气。因此,可确实产生虹吸作用,而确实达到本发明的作用效果。作为形成滞留部的构成,除在坐便器的水封部下游侧形成的U字状的部分外,也可以是受到溢出水封部的清洗水的供给而消除或减少连通面积的内凸缘等。U字状的部分通过滞留部而未完全消除连通面积也可。 
在本发明的坐便器清洗装置中,优选吸气装置具有:喷射器,其使清洗水流通从而产生负压;储槽,其蓄积由喷射器吸引内部的空气而产生的负压;吸气管,其将储槽与排水流路连通;以及,阀,其设于该吸气管上,通过控制装置而开闭。如此,因为储槽内蓄积负压,所以打开阀的时机的自由度增加,当将阀打开时,则可立刻急速从排水流路吸引空气。由此,本发明的作用效果会更加显著。 
盆中形成旋转流。如此,则污物和纸向便盆内的中央集中的同时,在旋转中纸溶散,因而污物及纸容易向排水流路流出。因此,本发明的作用效果更加显著。 
本发明的坐便器清洗方法,是向坐便器的便盆供给清洗水的同时,从与该坐便器的水封部下游侧连通的排水流路吸引空气的坐便器清洗方法,其特征在于,经由上述便盆向上述水封部开始供给上述清洗水,在该便盆内形成旋转流,且该便盆内的水的一部分溢流过水封部的最高位部而流出,并且,在该便盆内的水位上升之后,从上述排水流路吸引上述空气。 
本发明的坐便器清洗方法与本发明的坐便器清洗装置相同,能兼具更高的排出能力与更高的节水效果。 
图1为实施例的坐便器清洗装置的示意图。 
附图说明
图2为说明图1的坐便器清洗装置的动作的时序图。 
图3为说明图1的坐便器清洗装置在未清洗时的动作的示意图。 
图4为说明图1的坐便器清洗装置在便盆内的水位上升行程中的动作的示意图。 
图5为说明图1的坐便器清洗装置在污物排出行程中的动作的示意图。 
图6为说明图1的坐便器清洗装置在水封部与滞留部之间的大气开放行程中的动作的示意图。 
图7为说明图1的坐便器清洗装置在水位回复、负压蓄积行程中的动作的示意图。 
图8为说明图1的坐便器清洗装置在待机状态的动作的示意图。 
附图标记的说明 
1坐便器 
2便盆 
3缘侧 
4水封部 
5排水流路 
6滞留部 
7   排水口 
10  给水管 
11  水车单元 
20  气体储槽 
21  喷射器 
30  浮子阀装置 
40  凸轮轴 
41、42、43、44  凸轮 
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施例。 
图1为实施例的坐便器清洗装置的示意图,图2为说明图1的坐便器清洗装置的动作的时序图。图3~图8为分别按顺序说明图1的坐便器清洗装置在非清洗时、便盆内的水位上升行程、污物排出行程、水封部与滞留部之间的大气开放行程、水位回复·负压蓄积行程及待机状态的动作的示意图。此外,图3~图8中,为易于显示,省略图1中的部分图示。 
陶器制的坐便器1在便盆2的上部内周设有缘侧(rim)3。由便盆2的下部及与其相连的上升管路形成水封部4。水封部4经由排水流路5及滞留部6连通于排水口7。该排水流路5从水封部4的最高位部4a往下方弯曲而连接于滞留部6。排水口7连接于排水管。 
该滞留部6由U字状流路构成,该U字状流路是将排水流路5的管壁下部的最低位部6b的下侧折返,随后到达溢出用的最高位部6a。该滞留部6的最高位部6a的高度稍高于最低位部6b,在坐便器未使用时,最低位部6b没入于滞留部6的封水中。 
但是,最低位部6b也可稍高于最高位部6a,在坐便器未使用时位于滞留部6的封水面的稍上方处。即使像这样最低位部6b位于封水面的上方,在负压施加于排水流路5或水流入滞留部6而使水位上升时,最低位部6b浸渍于封水中,从而可将排水流路5内与排水口7侧之间封闭。 
给水装置如以下所说明那样,包括给水管10、设于给水管10上的主阀V1、在主阀V1的下游而设置在给水管10上的调压阀VREG、在主阀V1及调压阀VREG的下游而设置在给水管10上的真空断路器14(vacuum breaker)、用于开启主阀V1的第1起动阀V2及第2起动阀V7
给水管10连接于缘侧3。另外,该坐便器1为对缘侧3从便盆2后侧仅朝右侧或左侧供给水的单旋转给水方式。当自给水管10从便盆2后侧朝向右侧或左侧的缘侧3而向前方供给水时,便盆2内形成右旋或左旋的旋转流。 
在该给水管10上从上流侧依次设有主阀V1、调压阀VREG、具有水车12的水车单元11及真空断路器14。 
该主阀V1为如下这样的水压管制式的阀:对阀体的头侧施加给水压而使阀体就位于阀座部而关闭,并且通过第1起动阀V2或第2起动阀V7并经配管18a、18b开放该头侧的水压而开启。 
该第1起动阀V2的排水侧经由配管18a连接于主阀V1与调压阀VREG之间。第2起动阀V7的排水侧连通于后述箱体50内。第1起动阀V2由基于按压则开启、手离开则关闭的自闭阀构成。 
吸气装置如以下所说明的那样包括喷射器21、具有喷射器21用给水阀V4的配管15、用来蓄积负压的气体储槽20、具有止回阀23的空气吸引用的配管22、用来将气体储槽20与排水流路5连通的吸气管(传递负压用的配管24、配管25及浮子阀装置30)、设于吸气管的开闭阀V5、连接于喷射器21的流出口的配管16、以及具有开闭阀V6的配管26。 
具有喷射器用给水阀V4的配管15从给水管10的水车单元11与真空断路器14之间的位置分支。该配管15的末端连接于用来蓄积负压的气体储槽20内所配置的喷射器21的流入口。 
在设置于喷射器21的喉部的空气吸引口连接着具有止回阀23的空气吸引用的配管22的基端。配管22的前端配置于气体储槽20的底面附近,即使水积存于气体储槽20内,在喷射器21动作时也可经由配管22吸引此水。 
止回阀23允许空气从空气吸引用的配管22流向喷射器21,阻止空气流向其相反方向。 
配管16的一端连接于喷射器21的流出口,配管16的另一端引出至气体储槽20外,连接于浮子阀装置30上部的水用进出口(port)30a。该浮子阀装置30的下部经配管33连通于排水流路5的上部。浮子阀装置30的构成在后面叙述。 
喷射器21的通水方向朝上设置,配管15从喷射器21用给水阀V4向下而连通于喷射器21下端的流入口。配管16连通于喷射器21上端的流出口而朝上方上升。由这些配管15、喷射器21及配管16构成近似U字形的弯管(trap)。该弯管具有阻止水从配管16流往配管15侧的功能。 
传递负压用的配管24连接于气体储槽20的上部,该配管24经由开闭阀V5及配管25连接于浮子阀装置30上端部的负压用进出口30b。 
浮子阀支承体32设置于浮子阀装置30内的下部,此浮子阀支承体32的上侧设置有可沿上下方向自由移动的浮子阀31。当浮子阀31载置于支承体32上时,进出口30a、30b经配管33连通于排水流路5。当水从排水流路5经配管33流入浮子阀装置30时,该浮子阀31乘载于水而上升,从下侧就位于进出口30b而堵住进出口30b,从而阻止污水从配管25流入气体储槽20侧。 
配管26从配管25的中途部分产生分支,该配管26的末端连接于滞留部6的下游侧(排水口7的附近)。该配管26上设有开闭阀V6。 
喷射器21用给水阀V4为如下这样的水压管制式的阀:对阀体的头侧施加给水压而使阀体就位于阀座部而关闭,并且基于起动阀V8开放该头侧的水压而开启。该起动阀V8通过配管35连通于该喷射器21用给水阀V4的头侧。 
控制装置包括如以下说明那样的水车12、齿轮组45、凸轮轴40、凸轮41、42、43、44、凸轮连杆41a、42a、43a、44a、以及手动把手46。 
管制主阀V1用的第2起动阀V7、管制该喷射器21用给水阀V4用的起动阀V8、以及开闭阀V5、V6均为凸轮驱动式的阀,并通过固定于共用的凸轮轴40上的凸轮41、42、43、44与凸轮连杆41a、42a、43a、44a而动作。该凸轮轴40经由齿轮组45连结于水车单元11内的水车12。另外,在该凸轮轴40上固定有手动把手46,通过手动也可以旋转。 
箱体50以包围住起动阀V7、V8的方式而设置。来自起动阀V7、V8的排水从箱体50经配管51向缘侧3排出。 
以下针对如此构成的坐便器清洗装置的动作加以说明。 
〔非清洗时(图3)〕 
图2中,在t1时间点以前的非清洗时,主阀V1及主阀V1用的第1、第2起动阀V2、V7呈关闭的状态。 
此状态下,喷射器21起动阀V8维持开启的状态,喷射器21给水阀V4亦保持开启。但是,因为给水管10中尚未通水,所以喷射器21维持停止。 
此状态下,开闭阀V5维持关闭,气体储槽20内为密闭。因此,在后述水位回复·负压蓄积行程中,气体储槽20内所蓄积的负压保持原样。 
另外,在此状态下,开闭阀V6维持开启。因为开闭阀V6维持开启,所以排水流路5与排水管内连通,平常保持为大气压力。 
〔便盆内的水位上升行程(图4)〕 
便后,坐便器使用者操作第1起动阀V2或手动把手46。 
为说明上的方便,此处就操作第1起动阀V2的情况加以说明。 
当操作第1起动阀V2时,主阀V1的头侧的水压经由第1起动阀V2通到主阀V1的下游侧,于是主阀V1开启。由此,清洗水从给水管10供给至缘侧3,并一边沿便盆2的内面旋转一边向下流,在便盆2内形成旋转流。此时,便盆2内的水的一部份溢流过水封部4的最高位部4a而流出,但来自缘侧3的流入水量较多,因此便盆2内的水位上升。利用该旋转流,污物往便盆2的中央侧集中,同时使纸溶散于水中,并在水中分散,因此当之后利用虹吸作用而形成排出流时,污物及纸可顺畅排出。此外,溢流过水封部4的最高位部4a的水蓄留于滞留部6,于是排水流路5侧的水位上升。即使在因干燥等因素使滞留部6内的水位较低的情况下,滞留部6内的水位也可因溢流水而上升,从而将排水流路5内与排水口7侧之间封闭。由此,容易形成由后述的虹吸作用引起的排出流。 
另外,当清洗水流入给水管10内时,水车单元11内的水车12旋转,凸轮轴40经齿轮组45减速后转速较水车12的转速慢。 
伴随凸轮轴40的旋转,凸轮42、43、44也旋转,阀V8、V5、V6在预定的定时开启。 
参照图2就此开启和关闭的定时加以说明。 
在t1时间点凸轮轴40开始旋转时,主阀V1用的第2起动阀V7立刻开启。因此,在手离开第1起动阀V2而关闭该第1起动阀V2之后,水压也不施加于主阀V1的头侧,主阀V1维持开启的状态。另外,主阀V1如后述所述在第2起动阀V7关闭之前维持开启的状态。 
主阀V1开启后,经预定时间,便盆2内的水位上升的同时清洗盆面, 又如上所述形成旋转流。 
此时,因喷射器21用起动阀V8维持开启的状态,喷射器21用给水阀V4也维持开启的状态,所以当水流入给水管10时,水也流入喷射器21而产生负压,气体储槽20内的空气被此负压吸引,使气体储槽20内蓄积负压。另外,喷射器21的排出水经配管16、浮子阀装置30往排水流路5排出。借助此时来自喷射器21的排水而对浮子阀装置30内进行水洗。又,来自喷射器的排水通过排水流路5蓄留于滞留部6内,由此滞留部6的排水流路5侧的水位上升。 
经过预定时间而到达时间点t2时,喷射器21用起动阀V8关闭,从而喷射器21用给水阀V4关闭。由此,通过给水管10的水全部向便盆2供给。 
到达相同于或接近于该t2的时间点t3时,开闭阀V6关闭,切断排水流路5与排水口7侧经由配管25、26的连通,于是排水流路5成为封闭空间。 
〔污物排出行程(图5)〕 
到达t4的时间点时,开闭阀V5开启。因此,气体储槽20内的负压经由配管24、25、浮子阀装置30及配管33传递至排水流路5,吸引排水流路5内的空气。此时,便盆2内的水位如图1的ΔH所示那样十分高,与水封部4的最高位部4a之间的水位差ΔH十分大。因而,便盆2内的污水,借助此水位差ΔH产生的势能及从缘侧3向便盆2供给的清洗水的动能,与排水流路5内的负压叠加在一起产生的加载力而从水封部4往排水流路5腾涌排出,在水封部4及排水流路5内形成由强大虹吸作用所引起的排出流。 
如此,在本行程中,不需要为了蓄积负压而对喷射器21供给水,将通过给水管10的水全部供往便盆2。因此,便盆2内的水位十分大,往便盆2供给的清洗水的水流也十分强劲,于是形成由强大虹吸作用引起的排出流。又,在便盆2内的水位上升行程中预先在气体储槽20内蓄积充分的负压,此负压在本行程中传递于排水流路5,因而排水流路5内瞬间减压,故提前形成虹吸排出流。 
另外,在排水流路5内的污水被吸引至浮子阀装置30内时,浮子阀31因浮力而上升,封闭进出口30b。由此可防止排水流路5内的污水逆流至配管25或气体储槽20内。又,受污水污染的浮子阀装置30的内面,如前所述那样在喷射器21动作时以喷射器21排出的水来进行水洗。 
到达污物排出行程的末期的时间点t5时,开闭阀V5关闭,从而停止气 体储槽20传递负压。 
〔水封部与滞留部之间的大气开放行程(图6)〕 
之后,到达t5’的时间点时,开闭阀V6开启,水封部4与滞留部6之间与排水口7连通,该水封部4与滞留部6之间返回至大气压力。由此,在后述的水位回复·负压蓄积行程中,便盆2可稳定地对水封部4及滞留部6回复水位。 
〔水位回复·负压蓄积行程(图7)〕 
之后,到达t6的时间点时,喷射器21用起动阀V8开启,由此开启喷射器21用给水阀V4。又,开闭阀V6被开启。在此t6的时间点,便盆2内的污水几乎全部排出,污水与空气混合发出所谓咕嘟咕嘟音而流向排水流路5。此时,因为开闭阀V5维持关闭的状态,所以大气不会流入气体储槽20,从而可避免气体储槽20内的负压无谓的浪费。 
在t6的时间点开闭阀V6被开启,从而解除排水流路5内的负压,便盆2的排水也停止。此时,经由主阀V1、给水管10继续对缘侧3给水,所以便盆2内缓慢蓄积水,回复水位。便盆2内的水位上升至与水封部4的最高位部4a相同的水位。 
此外,在t6的时间点,喷射器21用给水阀V4开启,由此喷射器21起动,气体储槽20内再度蓄积负压。 
〔待机状态(图8)〕 
到达t7的时间点时,主阀V1用第2起动阀V7关闭,主阀V1随此关闭,而停止对给水管10的通水。由此,坐便器清洗装置成为待机状态。 
伴随着对给水管10的通水的停止,对喷射器21的通水也停止。因为在喷射器21的喉部与气体储槽20之间设有止回阀23,所以大气不会从停止的喷射器21流入气体储槽20内,气体储槽20内所蓄积的负压维持原样。 
另外,即使到达t7的时间点,喷射器用21给水阀V4、开闭阀V6仍为开启的状态,此状态持续到下次的坐便器清洗(操作第1起动阀V2)为止。 
<操作手动把手时的动作> 
上述的动作说明为操作主阀21用第1起动阀V2的情况,操作手动把手46的情况也进行同样的一连串动作。在此情况下,主阀21用第1起动阀V2维持关闭的状态。主阀V1随第2起动阀V7的开闭而开闭。其它阀V4~V6、V8的 动作顺序与图2相同。 
<t1与t4的时间差> 
主阀V1开启,对缘侧3开始给水的时间点t1与吸引排水流路5内的空气的时间点t4之间的时间差为3~20秒,尤其最好为7~15秒左右。也可不如此以时间差设定t1~t4的间隔,而以对缘侧3的给水量设定t1~t4的间隔。 
本实施例为本发明的一例,本发明并不限定在上述实施例。例如,也可电性控制全部或一部分阀的开闭。 
另外,从排水流路5吸引空气的吸气装置的负压源也可为电动式真空泵等喷射器21以外的装置。 
上述实施例为虹吸式清洗,但也可为虹吸喷射式清洗。 
另外,清洗行程也可根据大便和小便而有所不同。 
工业上的可利用性 
本发明可利用于水洗式坐便器。 

Claims (5)

1.一种坐便器清洗装置,具有:给水装置,其用于对坐便器的便盆供给清洗水;排水流路,其连通于该坐便器的水封部的下游侧;吸气装置,其用于从该排水流路吸引空气;以及,控制装置,其用于控制该给水装置及该吸气装置,其特征在于,
上述控制装置,在清洗上述坐便器时,使上述给水装置动作,开始经由上述便盆向上述水封部供给上述清洗水,在该便盆内形成旋转流,且该便盆内的水的一部分溢流过水封部的最高位部而流出,并且,在该便盆内的水位上升之后,使上述吸气装置动作。
2.如权利要求1所述的坐便器清洗装置,其特征在于,
上述控制装置在使上述给水装置动作之后,经3~20秒后使上述吸气装置动作。
3.如权利要求1所述的坐便器清洗装置,其特征在于,
上述排水流路中设有用于滞留上述清洗水而消除或减少连通面积的滞留部,上述吸气装置从上述水封部与该滞留部之间吸引空气。
4.如权利要求1至3中任一项所述的坐便器清洗装置,其特征在于,
上述吸气装置具有:
喷射器,其用于使上述清洗水流通,由此产生负压;
储槽,其蓄积由该喷射器吸引内部的空气所产生的负压;
吸气管,其将该储槽与上述排水流路连通;以及
阀,其设于该吸气管上,通过上述控制装置而进行开闭。
5.一种坐便器清洗方法,向坐便器的便盆供给清洗水的同时,从与该坐便器的水封部下游侧连通的排水流路吸引空气,其特征在于,
经由上述便盆开始向上述水封部供给上述清洗水,在该便盆内形成旋转流,且该便盆内的水的一部分溢流过该水封部的最高位部而流出,并且,在该便盆的水位上升之后,从上述排水流路吸引上述空气。
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