JP2008156879A - 便器装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サイホンの早期化が図られると共に、構造が簡易な便器設備を提供する。
【解決手段】便鉢２の下部の第１トラップ部４に、第１排水路部５、第２トラップ部６及び第２排水路部７が連なっている。第１排水路部５が、空気エゼクタ５２を介して第２排水路部７と連通している。給水弁９からの水が水エゼクタ２０を通過する際に吸引した空気が気水分離タンク３０で分離され、該タンク３０内に空気が蓄圧貯溜される。エアー弁５０を開弁させると、この空気が空気エゼクタ５２に供給され、第１排水路部５内の空気が空気エゼクタ５２から第２排水路部７へ吸引排出され、サイホンが早期に形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、排水流路にサイホン現象を引き起こして便器洗浄を行う便器装置に係り、特に排水流路内の空気を吸引して負圧とするための負圧発生手段を備えた便器装置に関する。

水洗式便器において、便鉢に洗浄水を供給すると、サイホン現象が引き起こされ、便鉢内の水が排水管に吸引される如くして排出される。このサイホンの起動を早期化することにより、少量の洗浄水で十分な洗浄を行うことができる。

従来、このようなサイホンの早期化、あるいは、サイホンの強力化のために、特開２００２−６１２６２では、排水トラップ内の空気を水エゼクタで吸引してトラップ内を減圧することが記載されているが、水エゼクタの排出水は、トラップ内の空気を含んでいるため、衛生上、排水管へ排出せざるを得ず、水が無駄に廃棄されることになる。

特開２００６−１１２０５６には、水圧で作動する吸気用タンクを設置し、このタンク内へトラップ内の空気を吸引してトラップ内に負圧を発生させるよう構成した便器装置が記載されている。

この吸気用のタンク（同号公報では蓄圧タンクと称されている。）内は、ダイヤフラムによって蓄圧室と吸気室とに区画され、このダイヤフラムをスプリングによって吸気室から蓄圧室側へ向って付勢している。水道水圧によって水道水を該蓄圧室に導入し、ダイヤフラムを後退させた後、蓄圧室から水を便器へ流出させると、吸気室が拡張して該吸気室内へトラップ内の空気が吸引される。

この構成によれば、水道水が無駄になることが防止される。
特開２００２−６１２６２ 特開２００６−１１２０５６

上記特開２００６−１１２０５６の便器装置では、ダイヤフラム及びスプリングを内蔵した蓄圧タンクを用いており、容積が大きいと共に、機器のコストがやや高いものとなる。

本発明は、水道水が無駄に廃棄されることを防止でき、しかも特開２００６−１１２０５６よりも簡易で安価な構成によって、トラップ内に負圧を作動させてサイホンを早期に形成することができる便器装置を提供することを目的とする。

本発明（請求項１）の便器装置は、便鉢と、該便鉢に便器洗浄水を供給するための、給水弁を有した洗浄水給水路と、該便鉢に連なる第１トラップ部と、該第１トラップ部の下流に連なる第１排水路部と、該第１排水路部に連なる第２トラップ部と、該第２トラップ部に連なる第２排水路部と、該第１排水路部を吸引して負圧とするための負圧発生手段と、を備えた便器装置において、該負圧発生手段は、空気を作動流体とする空気エゼクタであり、該空気エゼクタの吸引部が前記第１排水路部に接続され、該空気エゼクタの空気排出部が該第２排水路部に接続されていることを特徴とするものである。

請求項２の便器装置は、請求項１において、前記洗浄水給水路に、水を作動流体として空気を吸引する水エゼクタと、該水エゼクタからの気水混合流が導入される気水分離タンクとが設置され、該気水分離タンクで分離された空気を前記空気エゼクタに作動流体として導入するように作動用空気流路が設けられていることを特徴とするものである。

請求項３の便器装置は、請求項２において、前記作動用空気流路に、空気の流通を制御するためのエアー弁が設けられており、便器洗浄途中で該エアー弁を開弁させるエアー弁制御手段が設けられていることを特徴とするものである。

請求項４の便器装置は、請求項３において、前記気水分離タンクから便器に至る前記洗浄水供給路に、水の流通を遮断するか又は減少させる制水弁が設けられており、便器の洗浄途中における該エアー弁の開弁当初に該制水弁によって水の流通を遮断するか又は減少させる制水弁制御手段が設けられていることを特徴とするものである。

請求項５の便器装置は、請求項４において、前記給水弁を開閉させる給水弁制御手段と、便器洗浄信号を発生させるためのスイッチ又はセンサが設けられており、該給水弁制御手段、前記エアー弁制御手段及び前記制水弁制御手段は、該スイッチ又はセンサからの信号により前記給水弁を開弁させて鉢増水工程を開始させ、次いで前記制水弁を閉弁させるか又は流量減少させ、且つ前記エアー弁を開弁させて排水工程を開始させ、次いで、該制水弁を開弁させるか又は開度を増大させ、次いで、前記エアー弁を閉弁させ、次いで、前記給水弁を閉弁させるように構成されていることを特徴とするものである。

請求項６の便器装置は、請求項３において、前記気水分離タンクの水流出部が弁を介することなく給水路を介して便器に接続されていることを特徴とするものである。

請求項７の便器装置は、請求項６において、前記給水弁を開閉させる給水弁制御手段と、便器洗浄信号を発生させるためのスイッチ又はセンサが設けられており、該給水弁制御手段及び前記エアー弁制御手段は、該スイッチ又はセンサからの信号により前記給水弁を開弁させて鉢増水工程を開始させ、次いで前記エアー弁を開弁させて排水工程を開始させ、次いで、前記エアー弁を閉弁させ、次いで、前記給水弁を閉弁させるように給水弁及びエアー弁を制御するように構成されていることを特徴とするものである。

本発明（請求項１）の便器装置では、空気エゼクタによって第１排水路部内の空気を吸引してトラップ部にサイホンを早期に形成させるようにしている。この空気エゼクタの排出空気は、排水管側へ排出するので、衛生上の問題もない。この空気エゼクタは、構成が簡易で安価である。

請求項２の便器装置は、空気エゼクタに作動流体として流通させるための空気流れを、水エゼクタ及び気水分離タンクによって発生させるようにしたものである。この気水分離タンク内で気水混合流から分離された空気が空気エゼクタに供給される。

気水分離タンクで分離された水は、便器洗浄に利用される。

請求項３の通り、エアー弁によってこの気水分離タンク内の空気を便器排水時に空気エゼクタへ供給することが望ましい。

請求項４の通り、気水分離タンクの水の流出側に制水弁を設け、この制水弁によって気水分離タンクからの水の流出を阻止するか減少させると、気水分離タンク内の水位が急速に上昇し、該気水分離タンク内に溜っていた空気が急速に空気エゼクタに供給され、該空気エゼクタによって第１排水路部内の空気が急速に吸引排出される。これにより、サイホンの立ち上がりを迅速化することができる。

請求項５，７のように、便器洗浄スイッチや人体の立ち去りを検知するセンサ等によって、一連の便器洗浄作動を自動的に行わせることが望ましい。

請求項６の通り、本発明では上記制水弁は必須ではない。この場合も、請求項７の通り、気水分離タンク内に溜まった空気は、エアー弁を開弁させることにより空気エゼクタに供給される。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。第１図は実施の形態に係る便器装置の系統図、第２図ないし第５図は便器洗浄動作を示す断面図、第６図はタイミングチャートである。

陶器製の洋風便器本体１における便鉢２の上部内周に、リム３が設けられている。便鉢２の下部は第１トラップ部４となっている。この第１トラップ部４は、第１排水路部５を介して第２トラップ部６と連通している。この第１排水路部５は、該第１トラップ部６から斜め上方に立ち上る上昇部と、該上昇部に連なり、下方に立ち下がって第２トラップ部６と連なる立下部とからなる。

第２トラップ部６は、該第１排水路部５の管壁下部の最低位部６ｂの下側を回り込むＵ字状流路となっており、該第２トラップ部６の下流端は、第２排水路部７と連なっている。この第２トラップ部６と第２排水路部７との境界部に、トラップ水の溢水用の障壁６ａが設けられている。この障壁６ａの高さは、該最低位部６ｂよりも高くなっている。この第２排水路部７は、図示しない排水管に連なっている。

この便器に洗浄水を供給するために、水道管に連なる配管８、給水弁９、配管１０、水エゼクタ２０、配管２４、気水分離タンク３０、制水弁４０、配管４１がこの順に接続され、配管４１が便器本体１のリム３近傍の管状のディストリビュータ４２に連なっている。

上記の配管１０にはバキュームブレーカ１１が分岐枝状に接続されている。

水エゼクタ２０は、配管１０から作動流体としての水が導入されることにより、そのスロート部２１に配管２２及び逆止弁２３を介して空気（大気）が流入可能となっている。逆止弁２３は、水が大気側へ流出することを阻止するためのものである。

水エゼクタ２０の流出水は、配管２４を介して、気水分離タンク３１の上部の水流入口３１から該気水分離タンク３１内に、好ましくはタンク３１内周面の接線方向へ導入される。

気水分離タンク３０には、上部に該流入口３１が設けられ、下端部に水流出口３２が設けられ、頂部に空気流出口３３が設けられ、下部よりも若干上位に空気リーク口３４が設けられている。この水流出口３２に前記制水弁４０が接続されている。

気水分離タンク３０の頂部の空気流出口３３は、エアー弁５０、空気配管５１を介して空気エゼクタ５２の作動流体用空気流入口に接続されている。この空気エゼクタ５２のスロート部に連なる吸引口５３は、便器本体１の第１排水路部５の上端部の開口５４に接続されている。

空気エゼクタ５２の空気排出口は、空気排出用配管５５を介して第２排水路部７の上部の開口５６に接続されている。

気水分離タンク３０の空気リーク口３４は、水の流出を阻止し、空気の流出を許容するフロート弁装置６０と、配管６１を介して上記空気排出用配管５５に接続されている。このフロート弁装置６０内にはフロート６２が配置されている。空気がフロート弁装置６０の下部から流入してきたときには、空気はフロート６２の周囲を通って配管６１へ流出する。水が気水分離タンクからフロート弁装置６０内に流入してくると、フロート６２が水面に乗って上昇し、フロート弁装置６０の流出口を塞ぎ、水の流出が阻止される。

なお、上記給水弁９、エアー弁５０及び制水弁４０は、弁制御装置（図示略）によって制御される。この弁制御装置へは、洗浄スイッチ（図示略）からスイッチ信号が入力されるようになっている。この洗浄スイッチは、便器又はリモコンに設けられている。洗浄スイッチの代わりに、人体が便器から立ち去ったことを検知する人体検知センサが用いられてもよい。

このように構成された便器装置の作動について次に説明する。

［非洗浄時］
非洗浄時には、給水弁９及びエアー弁５０は閉弁状態となっている。制水弁４０は開弁状態となっている。
このとき、第１排水路部５は、開口５４、空気エゼクタ５２、配管５５、開口５６を介して第２排水路部７と連通している。このように、第１排水路部５と第２排水路部７とは連通して圧力が同一となっていることから、第１図の通り、第２トラップ部６の第１排水路部５側の水面と第２排水路部７側の水面とは同一高さとなっている。また、第２排水路部７はほぼ大気圧であるため第１排水路部５もほぼ大気圧である。このため、便鉢２内の水が第１排水路部５側に吸引されて便鉢２内の水位が低下することはなく、第１トラップ部４の便鉢２側の水面と第１排水路部５側の水面も同一高さとなっている。

［洗浄開始（鉢増水工程）：第２図］
洗浄スイッチが操作されるか、又は便器からの人体立ち去りが検知されると、まず給水弁９が開弁される。これにより、配管８からの水道水が配管１０、水エゼクタ２０を通り、水エゼクタ２０で吸引した空気と共に気水分離タンク３０内に流入する。

これにより、気水分離タンク３０内の水位が上昇し、一部の水が空気リーク口３４からフロート弁装置６０内に流入する。そうすると、フロート６２が上昇し、フロート弁装置６０の流出口が閉鎖されるので、配管６１へは水は流出せず、水は水流出口３２から制水弁４０にのみ流出する。

この気水分離タンク３０内で水と空気とが分離され、上記の通り水のみが水流出口３２、制水弁４０から、配管４１、ディストリビュータ４２を介してリム３に供給される。これにより、便鉢２内の水位が上昇する。なお、この便鉢２内の水位上昇に伴って、便鉢２内の一部の汚水が第１トラップ部４をオーバーフローして第２トラップ部６へ流出する。

この間、気水分離タンク３０内の上部では、分離された空気が徐々に貯溜され、徐々にエアー圧が高くなる。この鉢増水工程は所定時間（例えば７〜１３秒特に８〜１２秒程度）継続される。

［排水工程（初期）：第３図］
次に、第３図の通り、制水弁４０を閉弁させると共に、エアー弁５０を開弁させる。給水弁９は開弁状態のままとする。

これにより、気水分離タンク３０内の上部側に貯溜されていた蓄圧状態の空気が空気流出口３３、エアー弁５０、空気配管５１、空気エゼクタ５２、配管５５の順に流れて第２排水路部７へ抜ける。空気が該空気エゼクタ５２を通過する際にスロート部に生じる負圧によって第１排水路部５内の空気が空気エゼクタ５２に吸引され、第２排水路部７へ排出される。

このとき、第１トラップ部４及び第２トラップ部６内は封水状態にあり、第１排水路部５内は密封されていることから、第１排水路部５内の空気が吸い出されることにより、第１排水路部５内に負圧が発生する。この負圧により、第３図の通り、第１トラップ部４の水が第１排水路部５側へ吸引され、便第１トラップ部４の第１排水路部５へ向う流れが助勢され、第１トラップ部４に強力なサイホン流が早期に形成される。

特に、この実施の形態では、制水弁４０を一旦閉弁させて気水分離タンク３０内の水位を上昇させるところから、気水分離タンク３０からエアー弁５０を介して空気が多量に空気エゼクタ５２に供給され、第１排水路部５から空気エゼクタ５２に空気が大量に且つ急速に吸い出されるため、第１排水路部５にサイホンが迅速に形成される。

なお、この制水弁４０の閉弁は０．５〜３秒、特に１〜２秒程度行われることが好ましい。

［排水工程（中期〜後期）：第４図］
次いで、制水弁４０を開弁させる。エアー弁５０と給水弁９は開弁状態のままとする。これにより、リム３への給水が再開され、鉢面が洗浄される。また、水エゼクタ２０で吸引された空気が気水分離タンク３０へ導入されるので、空気エゼクタ５２へは引き続き気水分離タンク３０から空気が供給され、第１排水部５内の空気が空気エゼクタ５２へ排出される。ただし、このときの気水分離タンク３０から空気エゼクタ５２への空気供給量はそれ程多くなく、第１排水路部５から空気エゼクタ５２へは、第１排水路部５内の負圧を保つ程度に空気が吸い出される。第１排水路部５内の負圧を保つことにより、便鉢２から第１トラップ部４を通って排出する流量は、十分に多く、便鉢２内の汚水が効率良く排出される。

制水弁４０が開弁した状態で、約８〜１２秒、特に約１０秒間程度、給水弁９及びエアー弁５０の開弁状態を継続させる。やがて、便鉢２内の汚水が十分に排出され、サイホンがブレークする。

［覆水工程（第５図）］
そこで、第５図の通り、エアー弁５０を閉弁させる。制水弁４０と給水弁９は開弁状態のままとする。

これにより、気水分離タンク３０から水がリム３へ供給され、便鉢２内に水が徐々に溜められ、溜水面が形成される。この溜水面は、やがて第１トラップ部４の最高位部にまで到達し、第１図の状態に復帰する。

この間、第１排水路部５と第２排水路部７とは、開口５４、空気エゼクタ５２、配管５５及び開口５６を介して連通しているので、第２トラップ部６にも溜水面が形成される。

なお、エアー弁５０が閉弁しているところから、この間、気水分離タンク３０には水エゼクタ２０で吸引された空気が溜まる。

このとき、仮に気水分離タンク３０内の水位が空気リーク口３４のレベルにまで下がってくると、フロート弁装置６０内に空気が流入し、フロート６２が下降し、気水分離タンク３０内の空気が配管６１、５５を介して第２排水路部７へ流出する。従って、水流出口３２からは水のみが流出する。

［別の実施の形態］
上記実施の形態では制水弁４０を設けているが、この制水弁４０を省略し、水流出口３２を配管４１及びディストリビュータ４２を介して直接にリム３へ供給するようにしてもよい。この場合のタイミングチャートを第７図に示す。

制水弁４０を設けなくても、鉢増水工程において気水分離タンク３０には水エゼクタ２０からの空気が徐々に蓄圧されるように貯溜されており、排水工程の最初にエアー弁５０を開弁させると、空気が気水分離タンク３０から空気エゼクタ５２へ供給され、第１排水路部５の空気が吸引排出され、サイホンが早期に形成される。

上記実施の形態では、水エゼクタ２０と気水分離タンク３０とを用いて該気水分離タンク３０内に空気を蓄圧状態で貯溜させ、この空気を作動流体として空気エゼクタ５２へ供給しているが、他の空気圧源（例えば圧気配管やエアーポンプ）を利用できるときには、それによって、空気エゼクタ５２を作動させるようにしてもよい。この場合も、空気エゼクタ５２の排出空気は第２排水路部７へ排出する。

実施の形態に係る便器装置の断面図である。 図１の便器装置の動作説明図である。 図１の便器装置の動作説明図である。 図１の便器装置の動作説明図である。 図１の便器装置の動作説明図である。 図１の便器装置のタイミングチャートである。 別の便器装置のタイミングチャートである。

符号の説明

１ 便器本体
２ 便鉢
３ リム
４ 第１トラップ部
５ 第１排水路部
６ 第２トラップ部
７ 第２排水路部
９ 給水弁
２０ 水エゼクタ
３０ 気水分離タンク
４０ 制水弁
５０ エアー弁
５２ 空気エゼクタ
６０ フロート弁装置
６２ フロート

Claims (7)

1. 便鉢と、
   該便鉢に便器洗浄水を供給するための、給水弁を有した洗浄水給水路と、
   該便鉢に連なる第１トラップ部と、
   該第１トラップ部の下流に連なる第１排水路部と、
   該第１排水路部に連なる第２トラップ部と、
   該第２トラップ部に連なる第２排水路部と、
   該第１排水路部を吸引して負圧とするための負圧発生手段と、
   を備えた便器装置において、
   該負圧発生手段は、空気を作動流体とする空気エゼクタであり、
   該空気エゼクタの吸引部が前記第１排水路部に接続され、該空気エゼクタの空気排出部が該第２排水路部に接続されていることを特徴とする便器装置。
2. 請求項１において、前記洗浄水給水路に、水を作動流体として空気を吸引する水エゼクタと、該水エゼクタからの気水混合流が導入される気水分離タンクとが設置され、
   該気水分離タンクで分離された空気を前記空気エゼクタに作動流体として導入するように作動用空気流路が設けられていることを特徴とする便器装置。
3. 請求項２において、前記作動用空気流路に、空気の流通を制御するためのエアー弁が設けられており、
   便器洗浄途中で該エアー弁を開弁させるエアー弁制御手段が設けられていることを特徴とする便器装置。
4. 請求項３において、前記気水分離タンクから便器に至る前記洗浄水供給路に、水の流通を遮断するか又は減少させる制水弁が設けられており、
   便器の洗浄途中における該エアー弁の開弁当初に該制水弁によって水の流通を遮断するか又は減少させる制水弁制御手段が設けられていることを特徴とする便器装置。
5. 請求項４において、前記給水弁を開閉させる給水弁制御手段と、便器洗浄信号を発生させるためのスイッチ又はセンサが設けられており、
   該給水弁制御手段、前記エアー弁制御手段及び前記制水弁制御手段は、
   該スイッチ又はセンサからの信号により前記給水弁を開弁させて鉢増水工程を開始させ、
   次いで前記制水弁を閉弁させるか又は流量減少させ、且つ前記エアー弁を開弁させて排水工程を開始させ、
   次いで、該制水弁を開弁させるか又は開度を増大させ、
   次いで、前記エアー弁を閉弁させ、
   次いで、前記給水弁を閉弁させるように構成されていることを特徴とする便器装置。
6. 請求項３において、前記気水分離タンクの水流出部が弁を介することなく給水路を介して便器に接続されていることを特徴とする便器装置。
7. 請求項６において、前記給水弁を開閉させる給水弁制御手段と、便器洗浄信号を発生させるためのスイッチ又はセンサが設けられており、
   該給水弁制御手段及び前記エアー弁制御手段は、
   該スイッチ又はセンサからの信号により前記給水弁を開弁させて鉢増水工程を開始させ、
   次いで前記エアー弁を開弁させて排水工程を開始させ、
   次いで、前記エアー弁を閉弁させ、
   次いで、前記給水弁を閉弁させるように給水弁及びエアー弁を制御するように構成されていることを特徴とする便器装置。

Images