JP6432254B2

JP6432254B2 - 小便器

Info

Publication number: JP6432254B2
Application number: JP2014199515A
Authority: JP
Inventors: 祐介荒木; 鈴木　健太; 健太鈴木; 陽子土屋
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2018-12-05
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: JP2016011575A

Description

本発明は、排水管に接続される小便器に関する。

男子用の小便器接続された排水管では、尿石が発生し、尿や洗浄水の流れを悪化させたり排水管を閉塞して小便器を使用不能の状態にしてしまうといった問題がある。尿石は、次のようなプロセスで生じると考えられている。すなわち、排水管に残留した尿中に含まれる尿素が排水管内の細菌により分解されてアンモニアを生成し、これにより排水管に残留した尿を含む排水のｐＨを上昇する。ｐＨが高くなると、尿中に含有されているカルシウムイオンやマグネシウムイオンがリン酸イオンと等と反応して生成するカルシウム化合物やマグネシウム化合物の溶解度が低下し、これらの化合物が析出する。これが尿石である。

従来より、こうした尿石の発生を防止するために、排水管に尿石の発生を防止するための成分を含有させた洗浄水や排水を流入させる方法が知られている。例えば、特許文献１に記載されているように、排水管に流れ込む排水に予めｐＨを低下させる薬剤を溶解させることで排水管に低ｐＨの排水を流入させて尿石の発生を防止する小便器や、排水管に殺菌成分を含有させた洗浄水を供給することで排水管内の殺菌を行い、ｐＨの上昇を抑制し、尿石の発生を防止している小便器が知られている。

特開２００２−３２６０９８号公報

しかし、従来の方法では、尿石の発生を抑制するために、排水管に殺菌成分や酸性成分を含有させた液体を流し込む必要があるため、結果的にこうした成分が排水管を通して外部へ流出されることを考えると、環境負荷の観点から好ましくない。

そこで、本願発明者らは、従来のように、環境負荷の要因となる殺菌成分や酸性成分を含有させた液体を排水管に流入させることなく、小便器に接続された排水管に尿石が発生することを抑制することができる全く新しい考え方に基づく尿石抑制方法を考案した。具体的には、使用者によって排出された尿が排水管に流入する前に、その尿から尿石成分イオンを除去し、排水管に流入する尿石成分イオンの量を低減させる方法である。より具体的には、静電引力により尿中から尿石成分イオンを吸着すると共に、この吸着した尿石成分イオンを保持する方法である。しかし、このように尿石成分イオンを吸着および保持する場合、継続的に尿石成分イオンの吸着および保持を行うためには、保持した尿石成分イオンを処理する必要がある。しかし、そのために、尿石成分イオン吸着手段を新しいものに交換するといった作業を伴うメンテナンスが必要になると、メンテナンスの手間が生じてしまう。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、尿から尿石成分イオンを吸着および保持することで、環境負荷を低減しつつ排水管での尿石の発生を抑制しながらも、メンテナンスの手間を軽減させることが可能な小便器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る小便器は、排水管に接続される小便器であって、尿を受けるボウル部と、前記ボウル部の底部に開口した、前記排水管に通じる排水口と、を備え、さらに、尿石の成分となる尿石成分イオンが前記排水管に流入することを抑制できるよう、ボウル部が受けた尿が前記排水管に流入する前に該尿中に含まれる尿石成分イオンを静電引力により吸着すると共に、吸着した尿石成分イオンを保持する尿石成分イオン吸着手段と、前記尿石成分イオン吸着手段を経由して前記排水管に流入するように水を供給する給水手段と、前記尿石成分イオン吸着手段および前記給水手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記尿石成分イオン吸着手段により尿から尿石成分イオンを吸着する吸着モードと、前記尿石成分イオン吸着手段が保持する尿石成分イオンを脱離させ、前記給水手段から水を供給することによって、脱離させた尿石成分イオンを前記排水管から排出する脱離モードと、を実行可能であることを特徴とする。

本発明では、尿石成分イオン吸着手段は、使用者から排出された尿が小便器に接続される排水管に流入する前に、その尿中に含まれる尿石成分イオンを静電引力により吸着すると共に、吸着した尿石成分イオンを保持する。したがって、排水管に流入する尿に含まれる尿石成分イオンの量を低減させることができる。これにより、排水管に尿が残留しても、排水管に残留する尿石成分イオンの量を低減させることができるため、尿石の発生を抑制することができる。このように、本発明では、排水管にｐＨの上昇を抑えるための殺菌成分や酸性成分を含有した排水管や洗浄水を排水管に流入させることなく、尿石の発生を抑制できるため、環境負荷を低減しつつ、尿石の発生を抑制することができる。

さらに、本発明では、尿石成分イオン吸着手段を制御する制御手段が、尿石成分イオン吸着手段により尿から尿石成分イオンを吸着する吸着モードと、尿石成分イオン吸着手段が保持する尿石成分イオンを脱離させ、尿石成分イオン吸着手段を経由して排水管に流入するよう給水を行う給水手段から水を供給することによって、脱離させた尿石成分イオンを排水管から排出する脱離モードを実行可能に構成されている。そのため、尿石成分イオン吸着手段が保持している尿石成分イオンの量が多量になった場合でも、脱離モードを実行することによりその保持していた尿石成分イオンを脱離すると共に排水管より排出することができ、継続的に尿石成分イオンの吸着および保持を行うことが可能となる。したがって、環境負荷を低減しつつ、尿石の発生を抑制しながらも、尿石成分イオン吸着手段を交換するといったメンテナンスの手間を軽減させることができる。

また、本発明に係る小便器では、前記制御手段は、前記脱離モードを実行する際、前記尿石成分イオン吸着手段が保持する尿石成分イオンを脱離させながら前記給水手段から水を供給することも好ましい。

この好ましい態様では、制御手段が脱離モードを実行する際に、尿石成分イオン吸着手段が保持する尿石成分イオンを脱離させながら、給水手段から尿石成分イオン吸着手段を経由させて水を供給するため、給水した水の流れによって尿石成分イオン吸着手段からの尿石成分イオンの脱離を促進しつつ、尿石成分イオンを尿石成分イオン吸着手段近傍に停滞させることなく排水管から排出することが可能となる。

また、本発明に係る小便器では、前記制御手段は、前記脱離モードを実行する前に、前記排水管に残留する排水のｐHを低下させるよう前記給水手段から水の供給を行うプレ給水を実行することも好ましい。

排水管は細菌の温床となりやすい環境であることから、排水管に残留した尿（尿混じりの洗浄水を含む）中に含まれる尿素は排水管内の細菌により分解され、アンモニアを生じやすい。このため、排水管に残留している尿を含む排水のｐHは上昇しやすい。このように、ｐHが高い排水が残留している可能性が高い排水管に脱離モードの実行によって、尿石成分イオン吸着手段が保持していた多量の尿石成分イオンを含んだ水が流入すると、瞬時に大量の尿石が析出してしまう恐れがあるという新たな知見を見出した。そこで、本発明では、脱離モードを実行する前に、給水手段から給水を行うプレ給水を実行するよう構成した。これにより脱離した尿石イオンが排水管内に流入する前に排水管に水を流し、排水管内に残留する排水のｐHを下げることができるため、脱離モードの実行により多量の尿石成分イオンを含んだ水が排水管に流入したとしても、排水管で尿石が生じることを抑制することができる。

また、本発明に係る小便器では、前記小便器は、排水横枝管に接続されるものであって、前記制御手段は、前記プレ給水よりも、前記脱離モードを実行する際に前記給水手段から供給する水の流量を小さくすることも好ましい。

排水管内に残留する排水のｐHを低下させるという点からは、プレ洗浄において給水手段より供給する水の流量は大きい方が好ましい。しかし、排水横枝管に接続される小便器において、脱離モードを実行する際に、プレ洗浄と同様に給水手段から供給する水の流量を大きくしてしまうと、尿石成分イオンを多量に含む水が排水横枝管に勢い良く流入し、排水横枝管を上流側へと逆流してしまう。このように、排水横枝管への逆流が生じると、脱離モードにおける給水が完了した後に、逆流した尿石成分イオンを多量に含む水が、排水横枝管を下流側へと流れると共に、排水横枝管に残留してしまい、排水横枝管で尿石を析出させる要因となる恐れがある。そこで、本発明では、プレ給水よりも、脱離モードを実行する際に給水手段から供給する水の流量を小さくように工夫を行った。これにより、脱離モードを実行する場合であっても、脱離モード実行時に排水横枝管に尿石成分イオンを多量に含む水が勢い良く流入することを抑制できるため、多量の尿石成分イオンを含む水が排水横枝管を逆流することにより尿石が生じてしまうことを抑制することができる。

また、本発明に係る小便器では、前記制御手段は、前記脱離モードの実行によって前記排水管に流入した尿石成分イオンを含んだ水が前記排水管に残留することを抑制させるよう、前記脱離モードの終了後に、前記給水手段から水の供給を行うポスト給水を実行することも好ましい。

この好ましい態様では、脱離モードの終了後に、給水手段から水の供給を行うポスト給水を実行するよう構成した。これにより、脱離モードの終了後に、脱離モードの実行によって排水管に流入した尿石成分イオンを含んだ水が排水管に残留したとしても、ポスト給水によって給水された水によって、この残留水が下流側へと搬送されたり、残留水の尿石成分イオン濃度が薄められるため、脱離モードの終了後に、多量の尿石成分イオンを含んだ水が排水管に残留することを抑制することができる。したがって、脱離モードを実行する場合であっても、より確実に排水管での尿石の発生を抑制することができる。

また、本発明に係る小便器では、前記制御手段は、前記ポスト給水を実行する際に前記給水手段から供給する水の流量を、前記脱離モードを実行する際に供給する水の流量よりも大きくすることも好ましい。

この好ましい態様では、ポスト給水を実行する際に給水手段から供給する水の流量を、脱離モードを実行する際に供給する水の流量よりも大きくするよう構成している。これにより、ポスト給水を実行する際に、より大きな流量で水を供給することができるため、脱離モード終了後に排水管に残留している、脱離モードの実行によって排水管に流入した尿石成分イオンを含んだ水を、より確実に下流側へと搬送したり、希釈することができるため、脱離モードを実行する場合であっても、より確実に尿石の発生を抑制することができる。

また、本発明に係る小便器では、前記脱離モード実行初期の脱離量を抑制するよう、前記脱離モード実行初期の第一の期間における脱離制御が、前記第一の期間よりも後の期間で且つ前記脱離モード中の第二の期間における脱離制御よりも脱離性能を抑えた制御となるよう、前記脱離モードの途中で制御を変えることも好ましい。

この好ましい態様では、脱離する前記尿石成分イオンが多く尿石が発生する可能性が高い前記脱離モード実行初期の第一の期間における脱離制御が、前記第一の期間よりも後の期間であって、前記第一の期間で前記尿石成分イオンを脱離したことによって前記尿石成分イオンが少なく尿石が発生する可能性が低い前記脱離モード中の第二の期間における脱離制御よりも脱離性能を抑えた制御となるよう、前記脱離モードの途中で制御を変えるため、特に尿石が発生し易い脱離モード実行初期において尿石が生じることを抑制しつつ、尿石が発生し難い期間においては素早く脱離することができる。

本発明の小便器によれば、尿から尿石成分イオンを吸着および保持することで、環境負荷を低減しつつ排水管での尿石の発生を抑制しながらも、メンテナンスの手間を軽減させることができる。

本発明の実施形態に係る小便器の断面図である。図１に示した小便器のトラップ部の拡大図である。図１に示した小便器の動作を示すフローチャートである。図１に示した小便器が動作する際における、尿石成分イオン保持量の変化等を示す図である。図１に示した小便器の吸着モード実行時におけるトラップ部内の様子を示す概略図である。図１に示した小便器の吸着モード実行時における排水管内の様子を示す概略図である。図１に示した小便器の脱離モード等の実行時におけるトラップ部内の様子を示す概略図である。図１に示した小便器の脱離モード等の実行時における排水管内の様子を示す概略図である。電極間に流れる電流の値（保持電流の値）と電極の尿石成分イオン保持量との関係を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本発明の実施形態である小便器について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態である小便器ＵＳを示す断面図である。図１に示されるように、小便器ＵＳは、小便器本体１と、給水ユニット３と、給水管５と、スプレッダー７（給水手段）と、トラップ部ＴＰと、制御部ＣＲ（制御手段）を備えている。小便器本体１及び給水ユニット３は、建築躯体の壁面ＷＬに取り付けられている。

小便器本体１は、ボウル部９を備えている。ボウル部９は、小便器本体１の使用者からの尿流を受け止める部分である。使用者から放たれた尿流は、ボウル部９後方のボウル壁面１１に当たって下方に流れる。下方に流れた尿流は、ボウル部９の底部に開口した排水口１３からトラップ部ＴＰへと流れる。排水口１３には目皿１５が配置されている。

給水ユニット３の上流側は、建築側給水管１７に繋がれている。建築側給水管１７は、壁面ＷＬの裏面側に配置されており、給水源から水を供給し給水ユニット３に送り出している。一方、給水ユニット３の下流側は、給水管５に繋がれており、給水管５はさらに、スプレッダー７に接続されている。

給水ユニット３は、電磁弁１９を備えている。電磁弁１９は、建築側給水管１７と給水管５との間に設けられている。電磁弁１９が閉じられていると、建築側給水管１７から供給される水は給水管５に流れないように止水される。電磁弁１９が開いていると、建築側給水管１７から供給される水は、電磁弁１９の開度に応じた瞬間流量（電磁弁１９近傍の管路を通過する際の瞬間流量（ｍ 3 ／ｓ））で給水管５に流れる。給水管５を流れる水は、スプレッダー７より、ボウル壁面１１に沿うように下方に放出される。

ここで、制御部ＣＲは、電磁弁１９を所定の開度に開いたり閉じたりするための制御信号を出力する。なお、本実施形態における小便器ＵＳは、使用者の排尿行為の都度、スプレッダー７から水を供給し、ボウル部９の洗浄や、トラップ部ＴＰ内に貯まった尿を水と置換させる構成ではなく、通常、使用者の排尿行為の後にスプレッダー７から水を供給しない構成である。このような構成により、本実施形態の小便器ＵＳは節水を図っている。

トラップ部ＴＰは、小便器本体１の排水口１３に連通して封水Ｗｓを形成するように配置されている。この封水Ｗｓにより、排水管からの悪臭の逆流を防止している。トラップ部ＴＰは封水Ｗｓを形成すると共に、排水口１３から流れ込む尿やスプレッダー７から供給される水を排水として器具排水管２１側に送り出している。器具排水管２１（排水管）は、壁面ＷＬの裏面側に配置され、更に下流側の排水横枝管２７（排水管）に接続されている。（以下、器具排水管２１と排水横枝管２７を併せて、「排水管ＨＫ」と称する。）したがって、器具排水管２１に送り出された尿や水を含む排水は、排水横枝管２７へと流れ込む。上述したように、本実施形態における小便器ＵＳは、使用者の排尿行為の後に洗浄水を供給しない構成であるため、トラップ部ＴＰ内に流入した尿は洗浄水と置換されることがなく、したがって、トラップ部ＴＰ内の封水Ｗｓは、尿により形成される。

図２を参照しながら、トラップ部ＴＰについて、より詳しく説明する。図２は、トラップ部ＴＰの拡大図である。図２に示されるように、トラップ部ＴＰは上流側から順に、上流接続部ＴＰａ（下降流路）と、下流接続部ＴＰｂ（上昇流路）と、下流あふれ部ＴＰｃとを備えている。

上流接続部ＴＰａは、ボウル部９の排水口１３に繋がる部分である。上流側に排水口１３が繋がっており、ボウル部９から排水口１３に流れ込んだ尿や水は上流接続部ＴＰａに流れ込む。

トラップ部ＴＰは、排水口１３に流れ込んだ尿や水を一時的に溜めるため、上流接続部ＴＰａ及び下流接続部ＴＰｂにより、Ｕ字状を成すように形成されている。上流接続部ＴＰａから流れ込んだ水は、下流あふれ部ＴＰｃの下側内壁面よりも下側に溜まるように構成されている。したがって、封水Ｗｓは、上流接続部ＴＰａに溜まる上流封水Ｗｓｕと、下流接続部ＴＰｂに溜まる下流封水Ｗｓｄとによって形成される。尚、本実施形態ではＵ字型のトラップをトラップ部ＴＰとして採用したけれども、例えば、ベルトラップなど、上述した機能を果たす限りその他の形態のトラップを採用することも好ましいものである。

また、トラップ部ＴＰには、トラップ部ＴＰに貯留されている尿から、尿石の成分となるイオン（尿石成分イオン）を吸着することで、トラップＴＰ内の尿から尿石成分イオンを除去する機能を有する吸着手段２５（尿石成分イオン吸着手段）が配置されている。尿石の成分となるイオンとは、カルシウムイオン（Ｃａ^２＋）やマグネシウムイオン（Ｍｇ^２＋）、リン酸イオン（ＰＯ₄ ^3-）などが挙げられる。

本実施形態における小便器ＵＳは、このような吸着手段２５を配置しているため、トラップ部ＴＰに流れ込んだ尿が排水管ＨＫに流れ込む前に、その尿から尿石の成分となるイオンを除去できる。したがって、排水管ＨＫに流れ込み、排水管ＨＫに残留する尿の尿石成分イオン濃度を極めて低くできるため、排水管ＨＫで尿石が生じることを防止することができる。

本実施形態における吸着手段２５は、一対の電極２５ａ、２５ｂからなるものであって、これらの電極２５ａ、２５ｂは、トラップ部ＴＰに貯留されている尿に浸漬配置されている。そして、電極２５ａ、２５ｂに電圧を継続して印加することによって、尿石成分イオンが、静電引力により反対の電荷を持つ電極に引きつけられると共に、この引きつけた状態を維持し、これにより尿から尿石成分イオンを除去する。

制御部ＣＲは、上述したように、電磁弁１９を所定の開度に開いたり閉じたりするための制御信号を出力する。また、制御部ＣＲは、電極２５ａ、２５ｂに所定の電圧を印加するように制御信号を出力する。

ここで、制御部ＣＲは、「吸着モード」と「脱離モード」を実行可能に構成されている。「吸着モード」は、電極２５ａ、２５ｂに所定電圧Ｖ１を継続的に印加して、電極２５ａ、２５ｂに尿中の尿石成分イオンを吸着させると共に、その吸着状態を維持して、吸着した尿石成分イオンを保持することによりトラップ部ＴＰに貯留された尿から尿石成分イオンを除去するモードである。一方、「脱離モード」は、電極２５ａ、２５ｂに所定電圧Ｖ２（電圧Ｖ１の逆電圧）を印加して、「吸着モード」で吸着、保持した尿石成分イオンを、スプレッダー７から供給され、電極２５ａ、２５ｂを経由して排水管ＨＫに流入する洗浄水に含有させて排水管ＨＫから排出するモードである。このように、「吸着モード」のみならず、「脱離モード」を実行可能にすることで、保持している尿石成分イオンの量が、吸着手段２５によって保持可能な尿石成分イオンの最大量Ｎｍに達した場合でも、再度、尿石成分イオンを吸着、保持可能な状態に再生させることができるため、吸着手段２５を交換する必要がなく、長期間に亘り吸着手段２５を使用することができる。

続いて、尿石成分イオンを吸着及び脱離する際の制御部ＣＲの動作、および、この動作時のトラップ部ＴＰ内の様子や排水管ＨＫ内の様子について、図３〜図８を参照しながら説明する。図３は、本実施形態の小便器ＵＳの動作を示すフローチャートである。図４は、図３に示すフローチャートで小便器ＵＳを動作させた場合の、脱離モード等の実行時における電磁弁１９の動きや、尿石成分イオン保持量の変化等を示すグラフとして示す図である。図５および図６はそれぞれ、吸着モード実行時におけるトラップ部ＴＰ内の様子と、排水管ＨＫ内の様子を示す概略図である。図７および図８はそれぞれ、脱離モード等の実行時における、トラップ部ＴＰ内の様子と、排水管ＨＫ内の様子を示す概略図である。なお、図５〜図８については、簡略化のため、尿石成分イオンとして、カルシウムイオン（Ｃａ^２＋）とマグネシウムイオン（Ｍｇ^２＋）のみを示しているが、実際には、リン酸イオン（ＰＯ₄ ^3-）等、他の尿石成分イオンの吸着、保持も行われている。

図３において、ステップＳ１１では、「吸着モード」を実行し、尿石成分イオンの吸着、保持を開始する。具体的には、電極２５ａ、２５ｂに、電圧Ｖ１を継続的に印加し、尿石成分イオンをいつでも吸着、保持可能な状態にする。したがって、使用者による排尿行為があった場合には、その尿から尿石成分イオンを吸着すると共に、保持することができる。続いて、ステップＳ１２では、電極２５ａ、２５ｂの尿石成分イオン保持量が、電極２５ａ、２５ｂが保持可能な最大量Ｎｍに達したか否かを判定する。具体的には、本実施形態の小便器ＵＳでは、制御部ＣＲに、電極２５ａ、２５ｂ間を流れる電流（電極２５ａ、２５ｂ間に電圧を印加する電源から出力される電流である。以下、「保持電流」とも称する）の値が入力されるよう構成されている。保持電流は、電極２５ａ、２５ｂに保持されている尿石成分イオンの量に応じて変化するため、この保持電流の値に基づき、電極２５ａ、２５ｂの尿石成分イオン保持量が、最大量Ｎｍに達したか否かを判定する。より具体的には、保持電流の値と電極２５ａ、２５ｂの尿石成分イオン保持量の間には、図９に示すように、反比例の関係があり、さらに、保持電流が所定の下限電流値Ｉｂに達すると、それ以上尿石成分イオン保持量を増やすことができなくなるという特性があるため、保持電流が、下限電流値Ｉｂに達したか否かによって、電極２５ａ、２５ｂの尿石成分イオン保持量が、最大保持量Ｎｍに達したか否かを判定する。したがって、ステップＳ１２にて、尿石成分イオン保持量が最大量Ｎｍに達したと判定されるまで、電極２５ａ、２５ｂは、使用者から排出される尿から、尿石成分イオンを吸着すると共に、保持する動作を繰り返すことができる。

ここで、「吸着モード」実行時における、トラップ部ＴＰ内および排水管ＨＫ内の様子について説明する。図５（Ａ）は、「吸着モード」実行後に、数人の使用者が排尿した後の状態を示している。トラップ部ＴＰ内には、使用者が排出した尿が貯留されているが、これらの尿に含まれる尿石成分イオン（Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋）はすでに電極２５ａに吸着、保持されており、トラップ部ＴＰ内に貯留されている尿Ｕｒｌの尿石成分イオン濃度は極めて低い状態、あるいは尿石成分イオンを含んでいない状態になっている。図５（Ｂ）に示すように、新たな使用者により排尿が行われると、使用者によって排出された尿Ｕｒｐがトラップ部ＴＰに流れ込む。この流れ込みにより、貯留されていた尿Ｕｒｌは、図６（Ａ）に示すように、排水管ＨＫに排出されるが、尿Ｕｒｌは尿石成分イオン濃度が極めて低いか、尿石成分イオンを含んでいないため、図６（Ｂ）に示すように、排水管ＨＫに尿Ｕｒｌが残留し、排水管ＨＫ内の細菌等の作用により残留した尿ＵｒｌのｐＨが高くなったとしても、尿石が析出することを抑制できる。また、図５（Ｂ）に示すように、トラップ部ＴＰに流入した尿Ｕｒｐに含まれる尿石成分イオンは、電極２５ａに吸着される。したがって、新たな尿Ｕｒｐがトラップ部ＴＰに流入しても、それらの尿は、図５（Ｃ）に示すように、尿石成分イオン濃度が極めて低い状態、あるいは尿石成分イオンを含んでいない状態でトラップ部ＴＰ内に貯留される。

図３に戻り、ステップＳ１２において、保持量が最大量Ｎｍに達したと判定された場合には、ステップＳ１３に移行し、スプレッダー７から洗浄水の供給を開始する（プレ給水）。このとき、図４（Ｃ）に示すように、制御部ＣＲは、電磁弁１９の開度を全開にし、大流量（瞬間流量：大）で洗浄水が供給されるよう制御信号を出力する（ｔ１）。そして、ステップＳ１４において、洗浄水供給を開始してから所定時間Ｔａが経過した否かを判定する。所定時間Ｔａが経過していなければ、ステップＳ１４が繰り返し実行され、所定時間Ｔａが経過したと判定されると、ステップＳ１５に移行する。

このときのトラップ部ＴＰ内および排水管ＨＫ内の様子について説明する。図７（Ａ）は、ステップＳ１２において、保持量が最大量Ｎｍに達した状態を示している。このとき、図８（Ａ）に示すように、排水管ＨＫには、細菌等の作用によりｐＨが高くなった尿Ｕｒｌが残留している。図７（Ｂ）はステップＳ１３において、洗浄水供給を開始した際の様子を示している。スプレッダー７より供給される洗浄水は、トラップ部ＴＰに流入し、この流入によりトラップ部ＴＰに貯留されていた尿Ｕｒｌは排水管ＨＫに排出される。これにより、図７（Ｂ）に示すように、トラップ部ＴＰ内は、洗浄水Ｗｆｌのみが貯留される。洗浄水の供給は所定時間Ｔａ継続されるため、次々とトラップ部ＴＰ内に流入する洗浄水により、トラップ部ＴＰ内に一旦貯留された洗浄水が継続的に排水管ＨＫに排出される。これにより、図８（Ｂ）に示すように、排水管ＨＫに残留していた、ｐＨの高い尿Ｕｒｌが洗浄水Ｗｆｌにより洗い流されたり、希釈されたりする。本実施形態においては、所定時間Ｔａは、このように、排水管ＨＫに残留しているｐＨの高い尿Ｕｒｌを十分に洗い流すことができる時間が設定されている。なお、電極２５ａ、２５ｂには継続して電圧が印加され、尿石成分イオンが保持されているため、この洗浄水の供給により、吸着された尿石成分イオンが排水管ＨＫに排出されることはない。

図３に戻り、ステップＳ１５に移行すると、スプレッダー７から供給される洗浄水の供給流量を変更する。このとき、図４（Ｃ）に示すように、電磁弁１９の開度を半開にし、小流量（瞬間流量：小）で洗浄水が供給されるよう制御信号を出力する（ｔ２）。続いて、ステップＳ１６に移行し、吸着モードを終了すると共に、ステップＳ１７に移行し、尿石成分イオンの脱離処理を開始する。このとき、図４（Ｂ）に示すように、電極２５ａ、２５ｂに印加する電圧をＶ１からＶ２（Ｖ１の逆電圧）に変化させるよう制御信号を出力する（ｔ２）。ステップＳ１８では、脱離処理開始から所定時間Ｔｂが経過したか否かを判定する。経過していなければ、ステップＳ１８が繰り返し実行され、経過したと判定された場合は、ステップＳ１９に移行し、脱離処理を終了する。脱離処理を終了する際には、図４（Ｂ）に示すように、電圧を印加しない状態となるよう、制御信号を出力する（ｔ３）。そして、ステップＳ２０に移行し、洗浄水給流量を小流量から、再び大流量（瞬間流量：大）へと変更する（ポスト給水）。このとき図４（Ｃ）に示すように、電磁弁１９が全開となるよう制御信号を出力する（ｔ３）。そして、ステップＳ２１へ移行し、洗浄水供給流量を小流量から大流量へと変更してから所定時間Ｔｃが経過したか否かを判定する。所定時間Ｔｃが経過していなければ、ステップＳ２１が繰り返し実行され、経過したと判定されると、ステップＳ２２へ移行し、洗浄水の供給を停止する。このとき、図４（Ｃ）に示すように、電磁弁１９が全閉となるよう制御信号を出力する（ｔ４）。そして、ステップＳ２２で洗浄水供給を終了した後は、ステップＳ１１に戻り、再度、吸着モードを実行し、使用者から排出された新たな尿から、尿石成分イオンを吸着可能な状態にしておく。

ここから、ステップＳ１５以降のトラップ部ＴＰ内および排水管ＨＫ内の様子について説明する。図７（Ｃ）は、ステップＳ１５およびステップＳ１７において、洗浄水供給流量が低減され、脱離処理を開始した際のトラップ部ＴＰ内の様子を示している。図７（Ｃ）に示すように、脱離処理により、電極２５ａ、２５ｂには電圧Ｖ２（Ｖ１の逆電圧）が印加され、陽極となる電極２５ａは尿石成分イオン（Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋）を引き寄せる力を失ってしまうため、電極２５ａからは、トラップ部ＴＰに流入する洗浄水Ｗｆｌと共に大量の尿石成分イオンが下流へ流れていく。したがって、図８（Ｃ）に示すように、大量の尿石成分イオンを含んだ洗浄水Ｗｆｈが排水管ＨＫへ排出される。このとき、排水管ＨＫにｐＨが高い尿が残留していた場合、尿石成分イオン濃度が極めて高い洗浄水ＷｆｈがそのｐＨが高い尿と接触し、一瞬にして排水管ＨＫに大量の尿石が析出してしまう。しかし、本実施形態においては、尿石成分イオン濃度が極めて高い洗浄水Ｗｆｈが排水管ＨＫに排出される前に、排水管ＨＫに洗浄水を供給することにより、排水管ＨＫ内に残留するｐＨが高い尿を下流側へ搬送したり、希釈してｐＨを低下させているため、そのように大量の尿石が析出することもない。

また、洗浄水を小流量で供給しているため、尿石成分イオン濃度が極めて高い洗浄水Ｗｆｈが排水横枝管２７の分岐部２７ａを上流側に逆流することがないため、洗浄水Ｗｆｈが分岐部２７ａよりも上流側に残留することにより尿石が発生することを防止できる。

本実施形態では、脱離処理開始後、電極２５ａに吸着されていた尿石成分イオンが全て排水横枝管２７に排出されるタイミングで、洗浄水の供給量を大流量に変更するよう、所定時間Ｔｂは設定されている。したがって、尿石成分イオン濃度が極めて高い洗浄水Ｗｆｈが排水横枝管２７へ全て排出されたタイミングで、図７（Ｄ）に示すように、再度、大流量で洗浄水がトラップ部ＴＰ内に流入する。これにより、図８（Ｄ）に示すように、排水管ＨＫには勢い良く洗浄水Ｗｆｌが流れ込み、尿石成分イオン濃度が極めて高い洗浄水Ｗｆｈが排水管ＨＫに残留することを確実に防止することができ、洗浄水Ｗｆｈの残留により排水管ＨＫに尿石が発生することを防止できる。なお、本実施形態では、尿石成分イオン濃度が極めて高い洗浄水Ｗｆｈが排水管ＨＫから十分に排出されるよう、所定時間Ｔｃは設定されている。

本実施形態は、このようにして吸着した尿石成分イオンを排水管ＨＫから排出させることにより、排水管ＨＫにおいて尿石が生じることを防止している。

なお、ステップＳ１７〜Ｓ１８において行う脱離処理の際、脱離する尿石成分イオンが多く尿石が発生する可能性が高い脱離モード実行初期の第一の期間における脱離制御が、第一の期間よりも後の期間であって、第一の期間で尿石成分イオンを脱離したことによって尿石成分イオンが少なく尿石が発生する可能性が低い脱離モード中の第二の期間における脱離制御よりも脱離性能を抑えた制御となるよう、脱離モードの途中で制御を変えることも好ましい。

このような態様によれば、特に尿石が発生し易い脱離モード実行初期において尿石が生じることを抑制しつつ、尿石が発生し難い期間においては素早く脱離することができる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、上述した実施形態では、吸着手段により吸着した尿石成分イオンを保持するために、静電引力を利用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、分子間力や、物理的な力を利用して、吸着した尿石成分イオンを保持するようなものであっても構わない。

ＵＳ：小便器
ＷＬ：壁面
ＣＲ：制御部
１：小便器本体
３：給水ユニット
５：給水管
７：スプレッダー（給水手段）
９：ボウル部
１１：ボウル壁面
１３：排水口
１５：目皿
１７：建築側給水管
１９：電磁弁
２１：器具排水管（排水管）
２５：吸着手段（尿石成分イオン吸着手段）
２５ａ：電極
２５ｂ：電極
２７：排水横枝管（排水管）
２７ａ：分岐部
ＴＰ：トラップ部
ＴＰａ：上流接続部（下降流路）
ＴＰｂ：下流接続部（上昇流路）
ＴＰｃ：下流あふれ部
Ｗｓ：封水
Ｗｓｕ：上流封水
Ｗｓｄ：下流封水
Ｕｒｌ：尿（尿石要因イオン除去済の尿）
Ｕｒｐ：尿（尿石要因イオン未除去の尿）
Ｗｆｌ：洗浄水（脱離させた尿石成分イオンを含んでいない洗浄水）
Ｗｆｈ：洗浄水（脱離させた尿石成分イオンを含んでいる尿石成分イオン濃度が高い洗浄水）
ＨＫ：排水管

Claims

排水管に接続される小便器であって、
尿を受けるボウル部と、
前記ボウル部の底部に開口した、前記排水管に通じる排水口と、を備え、
さらに、尿石の成分となる尿石成分イオンが前記排水管に流入することを抑制できるよう、ボウル部が受けた尿が前記排水管に流入する前に該尿中に含まれる尿石成分イオンを静電引力により吸着すると共に、吸着した尿石成分イオンを保持する尿石成分イオン吸着手段と、
前記尿石成分イオン吸着手段を経由して前記排水管に流入するように水を供給する給水手段と、
前記尿石成分イオン吸着手段および前記給水手段を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記尿石成分イオン吸着手段により尿から尿石成分イオンを吸着する吸着モードと、
前記尿石成分イオン吸着手段が保持する尿石成分イオンを脱離させ、前記給水手段から水を供給することによって、脱離させた尿石成分イオンを前記排水管から排出する脱離モードと、を実行可能であり、
前記脱離モードを実行する前に、前記排水管に残留する排水のｐHを低下させるよう前記給水手段から水の供給を行うプレ給水を実行し、
前記脱離モードを実行する際、前記尿石成分イオン吸着手段が保持する尿石成分イオンを脱離させながら前記給水手段から水を供給することを特徴とする小便器。
前記小便器は、排水横枝管に接続されるものであって、
前記制御手段は、前記プレ給水よりも、前記脱離モードを実行する際に前記給水手段から供給する水の流量を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の小便器。
前記制御手段は、前記脱離モードの実行によって前記排水管に流入した尿石成分イオンを含んだ水が前記排水管に残留することを抑制させるよう、前記脱離モードの終了後に、前記給水手段から水の供給を行うポスト給水を実行することを特徴とする請求項１に記載の小便器。
前記制御手段は、前記ポスト給水を実行する際に前記給水手段から供給する水の流量を、前記脱離モードを実行する際に供給する水の流量よりも大きくすることを特徴とする請求項３に記載の小便器。
前記脱離モード実行初期の脱離量を抑制するよう、前記脱離モード実行初期の第一の期間における脱離制御が、前記第一の期間よりも後の期間で且つ前記脱離モード中の第二の期間における脱離制御よりも脱離性能を抑えた制御となるよう、前記脱離モードの途中で制御を変えることを特徴とする、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の小便器。