ジェット駆動式トイレ洗浄システム
便器と、リザーバと、リザーバと便器との間の流体導管と、リザーバ内部のジェットであって、流体導管の入口に向けられたノズルを有するジェットと、ジェットに水を供給する充填バルブと、リザーバ内の流れ転換器であって、（ａ）リザーバが満たされている場合に、ジェットノズルから流体導管の入口内へ、または（ｂ）リザーバが空の場合に、ジェットノズルから流体導管の入口を離れてリザーバ内へ水流を方向転換するために配置される流れ転換器とを含む、ジェット駆動式トイレ洗浄システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、仮出願第６１／１８２，７４２号（２００９年５月３１日出願、名称「Ｔａｎｋｌｅｓｓ Ｆｌｕｓｈ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｔｏｉｌｅｔｓ」）に基づく優先権を主張する。該出願は、その全開示が参照により本明細書に引用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、便器より上に配置された高架水タンクまたは高架水タンクと便器との間に配置されたフラッパ洗浄バルブを必要とせずに洗浄する、トイレに関する。
【背景技術】
【０００３】
ほとんどの従来の住居用トイレは、便器より上に取り付けられたタンク中の高架水供給を利用する。トイレを洗浄するために使用者が、高架水を重力下で便器内に放出するレバーまたはボタンを作動させる。しかし、このような高架トイレタンクは大きく見栄えが悪く、漏れの危険が生じやすい。したがって、高架タンクを必要とせずに洗浄し、住居および商業用途の両方に適するトイレへの必要性が存在する。
【０００４】
加えて近年、多くの人々および自治体にとって節水がより重要になっている。実際に多くの司法区域に、一回のトイレ洗浄あたりに使用できる水量を制限する法律がある。また、節水の必要性に対応して、デュアル洗浄トイレが開発されている。デュアル洗浄トイレでは、使用者が選択可能な二つの洗浄サイズがある。液体排泄物を廃棄するために、小洗浄が用いられる。固体排泄物を廃棄するために、大洗浄が用いられる。所望のトイレは、デュアル洗浄技術とともに使用するのにも適するのが好ましい。節水には、洗浄サイズの変更および漏れ故障の防止の両方が含まれることが重要である。したがって、トイレフラッパは摩損しやすく、きつい化学製品および家庭雑排水にもデリケートであることから、「フラッパなし」トイレを提供することも望ましい。このようにフラッパバルブの除去は、点検費およびこの厄介で時間のかかる交換の不便の両方を減少させるために非常に望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、従来の重力駆動式トイレに見られるような便器より上および後ろに配置された高架水タンクを必要としないトイレ洗浄システムを提供する。しかし、本洗浄システムは多くの追加の利点を提供し、任意に普通のトイレの従来の洗浄システムと交換するためにも用いられうる。
【０００６】
一つの好適な態様において、本発明は、ジェット駆動式トイレ洗浄システムを提供する。このシステムは、（ａ）便器と；（ｂ）リザーバと；（ｃ）リザーバと便器と間の流体導管と；（ｄ）リザーバ内部のジェットであって、流体導管の入口に向けられたノズルを有するジェットと；（ｅ）ジェットに水を供給する充填バルブと；（ｆ）リザーバ内の流れ転換器とを含む。リザーバ内の流れ転換器は、（ｉ）リザーバが満たされている場合に、ジェットノズルから流体導管の入口内へ、または（ｉｉ）リザーバが空の場合に、ジェットノズルから流体導管の入口を離れてリザーバ内へ、水流を方向転換するために配置されるのが好ましい。
【０００７】
ジェットノズルは、水リザーバ内において流体導管の中央セクションより下に配置されるのが好ましい。動作において、ジェットノズルから流体導管の入口内への水の通過により、周囲の水もリザーバから流体導管に引き込まれる。その結果、流体流によりリザーバから流体導管を通って便器内へ水が吸い上げられる（これにより便器を洗浄する）「サイホン効果」が生まれる。
【０００８】
本発明の重要な新しい特徴は、流れ転換器である。本流れ転換器は、流体流を二つの経路のうちの一つに自動的に導く。洗浄前（すなわちリザーバが満たされているとき）には、ジェットノズルからの流れが直接流体導管内へ送られる。これにより、リザーバの内容が便器内に吸い上げられ、便器を洗浄する。
【０００９】
洗浄後には、リザーバ内の水が実質的に空になる。この時、リザーバ内の水位は低いレベルに降下し、その結果、流れ転換器がジェットノズルから流体導管内に飛び出す水流を自動的にブロックする。これは流体導管の入口をブロックすることによりなされる。流体導管入口に水が噴入していないため、「サイホン効果」は停止される。したがって、リザーバ内の水は便器へ流れ込まない。その結果、水流が単にリザーバ自体の中へ通り、リザーバを補充する。
【００１０】
好ましい実施形態では、流れ転換器はフロートおよび可動ゲートを含む。リザーバが満たされているとき（すなわち洗浄前）には、フロートが、可動ゲートを、ジェットノズルから流体導管の入口内への流体経路から離れるように持ち上げる。同様に、リザーバが空になった後（すなわち洗浄直後）には、フロートが、可動ゲートを、ジェットノズルから流体導管の入口内への流体経路内に下げる。
【００１１】
さらなる好ましい実施形態においては、洗浄後にリザーバが実質的または完全に補充された後にも、流体導管の入口をブロックする低下位置に可動ゲートを保つために、ジェットノズルからの水流が可動ゲートへ向けられる。最後に、リザーバが完全に補充されると、ジェットノズルからの流体流が止まる。したがって、可動ゲートを低下位置に下げて保つ流体流圧はもはや存在しない。するとこの時、流れ転換器上のフロートがゲートを持ち上げて流体導管への入口を開く。その結果、トイレは「リセット」され、次の洗浄に備えられる。
【００１２】
好ましい実施形態では、充填バルブは充填バルブフロートを含む。充填バルブフロートの位置が下げられた場合に、充填バルブがジェット内に水を供給する。この充填バルブフロートは、任意に二つの方法のうちの一つにより下げられうる。第一には、洗浄直後にリザーバの水位が降下したときに下げられうる。したがって、水が便器内に吸い出された後にリザーバが自動的に補充される。第二には、洗浄を開始するために使用者によりフロートの位置が手動で下げられうる。具体的には、フロートを手動で押下することにより水がジェットへと流れ、これにより今度はリザーバ内の水が（前述のように）便器内に吸い上げられる。ジェットへの流れが開始されると、リザーバ内の水位が低くなり、フロートの重量により充填バルブが洗浄中に開いたまま保たれることができる。一つの任意の実施形態では、リザーバが狭くなった上部を有し、リザーバの狭くなった上部内に充填バルブフロートが配置されることで、この動作が促進される。
【００１３】
本発明の第一の利点は、リザーバ内への単一の水供給ラインが、ジェットサイホン流を開始する（すなわち便器を洗浄する）ためおよび洗浄後にリザーバを補充するための両方に用いられることである。対照的に、既存のジェット流システムは、一つのラインを用いてジェットサイホン流を開始し、別のインプットフローラインを用いてタンクを補充する。その結果、これらの既存のジェット流システムは、多くの追加の制御および動作すべきバルブを必要とする。
【００１４】
本発明の第二の利点は、一般に高架トイレ水タンクを下の便器と分けている可撓性フラッパバルブを回避することである。可撓性フラッパバルブは、典型的にトイレシステムの最も弱い部分であり、したがって最も故障しやすい（トイレタンクから下の便器内への漏水を引き起こす）。その結果、フラッパバルブはトイレシステムで最初に交換される部分となるのが典型的である。
【００１５】
本システムの第三の利点は、タンクから便器への漏水が完全に回避されることから（ボウル部より上に据えられた高架タンクがなく、したがってタンクとボウル部のフラッパバルブによる分離がない）、水が節約されることである。
【００１６】
本システムの第四の利点は、設置、維持、および操作が容易であり、異なるボウル部サイズおよび形状とともに使用できることである。本システムは、従来の高架タンクトイレより可動流体部分が少なく、したがって化学薬品さらには家庭雑排水再利用による過酷な水質により適する。最後に、本発明の他の利点は、非常に一貫した洗浄を提供すること、および耐久性があり長持ちすることである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本システムの静止時の概略側断面図である。
【図２】図２は、使用者が洗浄を始めたときの、トイレの概略側断面図である。
【図３】図３は、トイレの洗浄中の概略側断面図である。
【図４】図４は、トイレの洗浄終了時の概略側断面図である。
【図５】図５は、トイレのリザーバ補充中の概略側断面図である。
【図６】図６は、「上」位置にある流れ転換器の拡大図である。
【図７】図７は、「下」位置にある流れ転換器の拡大図である。
【図８】図８は、「デュアル洗浄」用に構成された本システムの、フル洗浄位置での概略図である。
【図９】図９は、「デュアル洗浄」用に構成された本システムの、パーシャル洗浄位置での概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の例示的な実施形態について説明する。図面は必ずしも縮尺通りに描かれておらず、必ずしも本発明の様々な実施形態の全ての詳細または構造を示しておらず、むしろこのような実施形態の効果的な説明を提供するために、例示的実施形態および機械的特徴を示す。
【００１９】
図１〜５は、本ジェット駆動式トイレ洗浄システムの操作における逐次ステップを示す。図６および図７は、流れ転換器の拡大図を示す。最後に、図８および９は、任意の「デュアル洗浄」（すなわちフルまたはパーシャル洗浄）トイレ洗浄システムを示す。
【００２０】
まず図１〜５を参照すると、トイレ１０が提供される。トイレ１０には、水リザーバ２０と便器３０とが含まれる。リザーバ２０および便器３０は、流体導管４０により接続される。流体導管４０は、水リザーバ２０の底付近に配置された開放下端４２を有する。流体導管４０は、便器３０の上縁より上に配置された、中央セクション４４も有する。それから流体導管４０は放水路４６に開いており、これを通って水がボウル部３０に流れ込みうる。
【００２１】
給水システム５０も提供される。本発明によれば、給水システム５０は、洗浄後にリザーバ２０内の水を補充するためと、さらにリザーバ２０が満たされているときに洗浄を開始するためとの両方に用いられる。給水システム５０には、充填バルブ５４に接続された単一の水流ラインインレット５２が含まれる。充填バルブ５４が開いている場合に、水が、水インレット５２から充填バルブ５４を通ってジェットノズル５６から流れ出る。充填バルブ５４にはさらに、フロート５８が含まれる。フロート５８の位置が低下している場合に、充填バルブ５４が開かれる（これによりノズル５６に水を供給する）。
【００２２】
ジェットノズル５６は、流体導管４０の入口４２に向けられる。したがって充填バルブ５４が開かれた場合に、水がノズル５６から直接流体導管４０の入口４２内へ飛び出す。後述するように、ジェットノズル５６から流体導管４０の入口４２内へと通る水により、リザーバ２０内の周囲の水が流体導管４０に引き入れられる。これにより、リザーバ２０から流体導管４０を通って便器３０内へと水が吸い上げられ、便器を洗浄する。
【００２３】
流れ転換器６０は、リザーバ内に位置する。流れ転換器６０は、フロート６２と可動ゲート６４とを任意に含む。図１〜５を順に見ながら後述するように、流れ転換器６０は、水流を二つの異なる経路の一つに方向転換するために構築され配置される。具体的には、（ａ）リザーバ２０が満たされているときにはジェットノズル５６から流体導管４０の入口４２内へ、または（ｂ）リザーバ２０が空の場合に、ジェットノズル５６から流体導管４０の入口４２を離れてリザーバ２０内へと、流れが方向転換されうる。
【００２４】
まず図１を参照すると、「静止時」の（すなわち洗浄の合間にある）システムが示される。この位置では、流れ転換器フロート６２が、可動ゲート６４を示される位置まで持ち上げる。リザーバ２０は、水で満たされている。
【００２５】
次に、図２では、使用者がトイレの洗浄を始める。具体的には、使用者が充填バルブフロート５８を手動で下方に（矢印「Ｄ」で示されるように）押す。本発明によればこれは、代わりに充填バルブフロート５８を直接押下することにより、任意の機構またはリンク仕掛を用いて充填バルブフロート５８を押下することにより、またはジェットノズル５６に水を送り込む別の機構を始動させることにより、達成してもよいことに注意されたい。充填バルブフロート５８が押下されると充填バルブ５４が開かれ、ジェットノズル５６から流体導管４０の入口４２内へと急速に流出する水が供給される。ジェットノズル５６は、比較的小さな直径へと先細になっているため、加圧された水がジェットを通って加速し、ジェットに入ったよりも速い速度でノズル５６を出る。ジェットノズル５６の水の流出は、流体導管４０の入口４２内に向かう。ノズル５６を出る水の運動エネルギは、重力を克服してリザーバ２０を脱出し、流体導管４０を上に通り抜け、便器３０内へと下るのに十分である。
【００２６】
図３に見られるように、流体導管４０を通る流れが確立されるとサイホン効果が生まれ、リザーバ２０内の水がＵ型の流体導管４０を越えて便器３０内へと吸引され、こうしてトイレ洗浄用の水を提供する。図から分かるように、リザーバ２０の水位が降下するにしたがってフロート６２が降下し始め、そのため可動ゲート６４が低下し始める。
【００２７】
最後に、図４に見られるように水リザーバが「空」になる。本文脈および添付の請求の範囲において、「空」とは、洗浄が完了しまたは実質的に完了しているポイントまで空になることを意味すると理解されることに注意されたい。このように、リザーバが「空」になるためにリザーバ２０から全ての水が除去されることは実際には必要ではない。この時、フロート６２は、可動ゲート６４が流体導管４０への入口４２を今やブロックするような位置に降下する。
【００２８】
その結果、図５に見られるように、ノズル５６から噴出する水は流体導管４０内に通れず、その代わりにリザーバ２０を単に充填する。同時に見られる本発明の任意の特徴は、ノズル５６から直接可動ゲート６４上に飛び出す水圧が、リザーバ２０内の水位がフロート６２を上回った際にも、可動ゲート６４を（図のように）その低下位置に保つように働きうることである。
【００２９】
最後に、タンク２０が補充された後には、水位によって充填バルブフロート５８がノズル５６への水流を遮断する位置に上げられる。その時、ノズル５６から可動ゲート６４上へ射出する水の流れは止まる。その結果、可動ゲート６４はその低下位置にもはや保たれない。むしろフロート６２により、可動ゲート６４が最初に図１に示した位置に再び持ち上げられるこの時、洗浄サイクルは完了し、トイレは将来の新たな使用に備えられる。
【００３０】
図１〜５に見られるように、リザーバ２０は、狭くなった上部２１を有しうる。充填バルブフロート５８は、リザーバ２０の狭くなった上部２１内に配置されうる。リザーバ２０に狭くなった上部２１を有する利点は、リザーバ２０内の流体量の小さな変化が、充填バルブフロート５８の垂直位置の比較的大きな変化をもたらすことである。これにより、（リザーバ２０が空になっていくときに）水位がより速く降下しうる。したがって、洗浄を開始するために使用者が比較的短い時間フロート５８を押し下げるだけで足りる。
【００３１】
代替的実施形態では、（洗浄を開始するためにＵ型の流体導管を越えて飛び出す水の全運動エネルギを増加させるために）流体導管口内に向けられた複数のジェットノズルがありうる。
【００３２】
好ましい実施形態では、ボウル部からリザーバに水が再流入するのを防ぐために、放水路４６がボウル部縁より上に配置される。他の代替的実施形態では、流体導管４０も、便器３０からリザーバ２０内への逆吸い上げ（「吸い戻し」）を防ぐために一方向バルブを有しうる。
【００３３】
図６および図７は流れ転換器６０の好ましい実施形態の拡大図を示す。本実施形態においては、転換器６０が、流体導管４０のインプット入口４２上に直接固定される。フロート６２は中空プラスチック構造でできており、ゲート６４は中実プラスチック構造でできている。図６では、フロート６２がその上昇位置にあり、ジェットノズルが流れ転換器内に水を発射できるように、可動ゲート６４を通路から持ち上げている（矢印「Ｗ」を参照）。図７では、フロート６２がその低下位置にあり、可動ゲート６４を降下させてジェットノズルが流れ転換器内に水を発射するのを防いでいる（矢印「Ｗ」を参照）。これも図に見られるように、流体導管４０には、流体導管の入口４２から遠ざかって横断面積が拡大する、拡大セクション４３が含まれうる。この拡大セクションは、導管４０を通って流れる水の運動エネルギを回復することによりジェットポンプの効率を高めるように働く。
【００３４】
最後に、図８および９は、「デュアル洗浄」トイレ（すなわち使用者がフル洗浄またはパーシャル洗浄を選択できるトイレ）により本発明を操作するための任意のシステムを示す。この任意のシステムは、以下のようにフロート上に取り付けられた可変浮力デバイスを使用する。図８に見られるように、開放上端を伴うカップ６６が、使用者が操作するインプットレバー６８により図の位置へ回転されうる。この位置で、カップ６６が沈められた場合に、リザーバ２０内の水が流れ込み、カップ６６が水の表面より上に上げられた場合に、カップ６６の外に流れ出る。したがってカップ６６は、フロート６２の浮力に実質的影響を及ぼさない。したがって結果は、上の図１〜５に説明したような「フル洗浄」となる。
【００３５】
対照的に図９は、水を中に保つように上方位置に回転されたキャップ６６を示す。この向きでは、ゲート６４が下位置に保たれているときにカップ６６が水で満ちている（図５と同様）。トイレが次に洗浄されると、リザーバ２０内の水位がカップ６６より下に降下する。しかし、カップ６６（今は水で満たされている）の付加重量により、可動ゲート６４がその低下位置により速く押し下げられる。その結果、流体導管４０の入口４２がより速く密封され、より少ない水がリザーバ２０から便器３０内に通る。したがって結果は、「パーシャル洗浄」となる。このように、レバー６８の位置に応じて水を保持するよう（図９）または水を保持しないよう（図８）にカップが配置されうる。
【００３６】
本発明の様々な修正および変更が、添付の請求の範囲により定義される本発明の精神と範囲から逸脱することなく当業者に明らかとなる。例えば、使用される洗浄アクチュエータのタイプは様々であり得、タンクの上、タンク側面、床上の足作動式アクチュエータ、またはトイレの後ろおよびトイレの実質的に上方の壁に取り付けられた手作動式アクチュエータを含む、様々な位置に取り付けられうる。添付の請求の範囲は、これらの原理を念頭に構成されねばならない。
【００３７】
特定の機能を実行するための「手段」または特定の機能を実行するための「ステップ」と明記しない請求項中の任意の要素は、米国特許法第１１２条に特定される「手段」または「ステップ」条項と解釈されてはならない。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、仮出願第６１／１８２，７４２号（２００９年５月３１日出願、名称「Ｔａｎｋｌｅｓｓ Ｆｌｕｓｈ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｔｏｉｌｅｔｓ」）に基づく優先権を主張する。該出願は、その全開示が参照により本明細書に引用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、便器より上に配置された高架水タンクまたは高架水タンクと便器との間に配置されたフラッパ洗浄バルブを必要とせずに洗浄する、トイレに関する。
【背景技術】
【０００３】
ほとんどの従来の住居用トイレは、便器より上に取り付けられたタンク中の高架水供給を利用する。トイレを洗浄するために使用者が、高架水を重力下で便器内に放出するレバーまたはボタンを作動させる。しかし、このような高架トイレタンクは大きく見栄えが悪く、漏れの危険が生じやすい。したがって、高架タンクを必要とせずに洗浄し、住居および商業用途の両方に適するトイレへの必要性が存在する。
【０００４】
加えて近年、多くの人々および自治体にとって節水がより重要になっている。実際に多くの司法区域に、一回のトイレ洗浄あたりに使用できる水量を制限する法律がある。また、節水の必要性に対応して、デュアル洗浄トイレが開発されている。デュアル洗浄トイレでは、使用者が選択可能な二つの洗浄サイズがある。液体排泄物を廃棄するために、小洗浄が用いられる。固体排泄物を廃棄するために、大洗浄が用いられる。所望のトイレは、デュアル洗浄技術とともに使用するのにも適するのが好ましい。節水には、洗浄サイズの変更および漏れ故障の防止の両方が含まれることが重要である。したがって、トイレフラッパは摩損しやすく、きつい化学製品および家庭雑排水にもデリケートであることから、「フラッパなし」トイレを提供することも望ましい。このようにフラッパバルブの除去は、点検費およびこの厄介で時間のかかる交換の不便の両方を減少させるために非常に望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、従来の重力駆動式トイレに見られるような便器より上および後ろに配置された高架水タンクを必要としないトイレ洗浄システムを提供する。しかし、本洗浄システムは多くの追加の利点を提供し、任意に普通のトイレの従来の洗浄システムと交換するためにも用いられうる。
【０００６】
一つの好適な態様において、本発明は、ジェット駆動式トイレ洗浄システムを提供する。このシステムは、（ａ）便器と；（ｂ）リザーバと；（ｃ）リザーバと便器と間の流体導管と；（ｄ）リザーバ内部のジェットであって、流体導管の入口に向けられたノズルを有するジェットと；（ｅ）ジェットに水を供給する充填バルブと；（ｆ）リザーバ内の流れ転換器とを含む。リザーバ内の流れ転換器は、（ｉ）リザーバが満たされている場合に、ジェットノズルから流体導管の入口内へ、または（ｉｉ）リザーバが空の場合に、ジェットノズルから流体導管の入口を離れてリザーバ内へ、水流を方向転換するために配置されるのが好ましい。
【０００７】
ジェットノズルは、水リザーバ内において流体導管の中央セクションより下に配置されるのが好ましい。動作において、ジェットノズルから流体導管の入口内への水の通過により、周囲の水もリザーバから流体導管に引き込まれる。その結果、流体流によりリザーバから流体導管を通って便器内へ水が吸い上げられる（これにより便器を洗浄する）「サイホン効果」が生まれる。
【０００８】
本発明の重要な新しい特徴は、流れ転換器である。本流れ転換器は、流体流を二つの経路のうちの一つに自動的に導く。洗浄前（すなわちリザーバが満たされているとき）には、ジェットノズルからの流れが直接流体導管内へ送られる。これにより、リザーバの内容が便器内に吸い上げられ、便器を洗浄する。
【０００９】
洗浄後には、リザーバ内の水が実質的に空になる。この時、リザーバ内の水位は低いレベルに降下し、その結果、流れ転換器がジェットノズルから流体導管内に飛び出す水流を自動的にブロックする。これは流体導管の入口をブロックすることによりなされる。流体導管入口に水が噴入していないため、「サイホン効果」は停止される。したがって、リザーバ内の水は便器へ流れ込まない。その結果、水流が単にリザーバ自体の中へ通り、リザーバを補充する。
【００１０】
好ましい実施形態では、流れ転換器はフロートおよび可動ゲートを含む。リザーバが満たされているとき（すなわち洗浄前）には、フロートが、可動ゲートを、ジェットノズルから流体導管の入口内への流体経路から離れるように持ち上げる。同様に、リザーバが空になった後（すなわち洗浄直後）には、フロートが、可動ゲートを、ジェットノズルから流体導管の入口内への流体経路内に下げる。
【００１１】
さらなる好ましい実施形態においては、洗浄後にリザーバが実質的または完全に補充された後にも、流体導管の入口をブロックする低下位置に可動ゲートを保つために、ジェットノズルからの水流が可動ゲートへ向けられる。最後に、リザーバが完全に補充されると、ジェットノズルからの流体流が止まる。したがって、可動ゲートを低下位置に下げて保つ流体流圧はもはや存在しない。するとこの時、流れ転換器上のフロートがゲートを持ち上げて流体導管への入口を開く。その結果、トイレは「リセット」され、次の洗浄に備えられる。
【００１２】
好ましい実施形態では、充填バルブは充填バルブフロートを含む。充填バルブフロートの位置が下げられた場合に、充填バルブがジェット内に水を供給する。この充填バルブフロートは、任意に二つの方法のうちの一つにより下げられうる。第一には、洗浄直後にリザーバの水位が降下したときに下げられうる。したがって、水が便器内に吸い出された後にリザーバが自動的に補充される。第二には、洗浄を開始するために使用者によりフロートの位置が手動で下げられうる。具体的には、フロートを手動で押下することにより水がジェットへと流れ、これにより今度はリザーバ内の水が（前述のように）便器内に吸い上げられる。ジェットへの流れが開始されると、リザーバ内の水位が低くなり、フロートの重量により充填バルブが洗浄中に開いたまま保たれることができる。一つの任意の実施形態では、リザーバが狭くなった上部を有し、リザーバの狭くなった上部内に充填バルブフロートが配置されることで、この動作が促進される。
【００１３】
本発明の第一の利点は、リザーバ内への単一の水供給ラインが、ジェットサイホン流を開始する（すなわち便器を洗浄する）ためおよび洗浄後にリザーバを補充するための両方に用いられることである。対照的に、既存のジェット流システムは、一つのラインを用いてジェットサイホン流を開始し、別のインプットフローラインを用いてタンクを補充する。その結果、これらの既存のジェット流システムは、多くの追加の制御および動作すべきバルブを必要とする。
【００１４】
本発明の第二の利点は、一般に高架トイレ水タンクを下の便器と分けている可撓性フラッパバルブを回避することである。可撓性フラッパバルブは、典型的にトイレシステムの最も弱い部分であり、したがって最も故障しやすい（トイレタンクから下の便器内への漏水を引き起こす）。その結果、フラッパバルブはトイレシステムで最初に交換される部分となるのが典型的である。
【００１５】
本システムの第三の利点は、タンクから便器への漏水が完全に回避されることから（ボウル部より上に据えられた高架タンクがなく、したがってタンクとボウル部のフラッパバルブによる分離がない）、水が節約されることである。
【００１６】
本システムの第四の利点は、設置、維持、および操作が容易であり、異なるボウル部サイズおよび形状とともに使用できることである。本システムは、従来の高架タンクトイレより可動流体部分が少なく、したがって化学薬品さらには家庭雑排水再利用による過酷な水質により適する。最後に、本発明の他の利点は、非常に一貫した洗浄を提供すること、および耐久性があり長持ちすることである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本システムの静止時の概略側断面図である。
【図２】図２は、使用者が洗浄を始めたときの、トイレの概略側断面図である。
【図３】図３は、トイレの洗浄中の概略側断面図である。
【図４】図４は、トイレの洗浄終了時の概略側断面図である。
【図５】図５は、トイレのリザーバ補充中の概略側断面図である。
【図６】図６は、「上」位置にある流れ転換器の拡大図である。
【図７】図７は、「下」位置にある流れ転換器の拡大図である。
【図８】図８は、「デュアル洗浄」用に構成された本システムの、フル洗浄位置での概略図である。
【図９】図９は、「デュアル洗浄」用に構成された本システムの、パーシャル洗浄位置での概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の例示的な実施形態について説明する。図面は必ずしも縮尺通りに描かれておらず、必ずしも本発明の様々な実施形態の全ての詳細または構造を示しておらず、むしろこのような実施形態の効果的な説明を提供するために、例示的実施形態および機械的特徴を示す。
【００１９】
図１〜５は、本ジェット駆動式トイレ洗浄システムの操作における逐次ステップを示す。図６および図７は、流れ転換器の拡大図を示す。最後に、図８および９は、任意の「デュアル洗浄」（すなわちフルまたはパーシャル洗浄）トイレ洗浄システムを示す。
【００２０】
まず図１〜５を参照すると、トイレ１０が提供される。トイレ１０には、水リザーバ２０と便器３０とが含まれる。リザーバ２０および便器３０は、流体導管４０により接続される。流体導管４０は、水リザーバ２０の底付近に配置された開放下端４２を有する。流体導管４０は、便器３０の上縁より上に配置された、中央セクション４４も有する。それから流体導管４０は放水路４６に開いており、これを通って水がボウル部３０に流れ込みうる。
【００２１】
給水システム５０も提供される。本発明によれば、給水システム５０は、洗浄後にリザーバ２０内の水を補充するためと、さらにリザーバ２０が満たされているときに洗浄を開始するためとの両方に用いられる。給水システム５０には、充填バルブ５４に接続された単一の水流ラインインレット５２が含まれる。充填バルブ５４が開いている場合に、水が、水インレット５２から充填バルブ５４を通ってジェットノズル５６から流れ出る。充填バルブ５４にはさらに、フロート５８が含まれる。フロート５８の位置が低下している場合に、充填バルブ５４が開かれる（これによりノズル５６に水を供給する）。
【００２２】
ジェットノズル５６は、流体導管４０の入口４２に向けられる。したがって充填バルブ５４が開かれた場合に、水がノズル５６から直接流体導管４０の入口４２内へ飛び出す。後述するように、ジェットノズル５６から流体導管４０の入口４２内へと通る水により、リザーバ２０内の周囲の水が流体導管４０に引き入れられる。これにより、リザーバ２０から流体導管４０を通って便器３０内へと水が吸い上げられ、便器を洗浄する。
【００２３】
流れ転換器６０は、リザーバ内に位置する。流れ転換器６０は、フロート６２と可動ゲート６４とを任意に含む。図１〜５を順に見ながら後述するように、流れ転換器６０は、水流を二つの異なる経路の一つに方向転換するために構築され配置される。具体的には、（ａ）リザーバ２０が満たされているときにはジェットノズル５６から流体導管４０の入口４２内へ、または（ｂ）リザーバ２０が空の場合に、ジェットノズル５６から流体導管４０の入口４２を離れてリザーバ２０内へと、流れが方向転換されうる。
【００２４】
まず図１を参照すると、「静止時」の（すなわち洗浄の合間にある）システムが示される。この位置では、流れ転換器フロート６２が、可動ゲート６４を示される位置まで持ち上げる。リザーバ２０は、水で満たされている。
【００２５】
次に、図２では、使用者がトイレの洗浄を始める。具体的には、使用者が充填バルブフロート５８を手動で下方に（矢印「Ｄ」で示されるように）押す。本発明によればこれは、代わりに充填バルブフロート５８を直接押下することにより、任意の機構またはリンク仕掛を用いて充填バルブフロート５８を押下することにより、またはジェットノズル５６に水を送り込む別の機構を始動させることにより、達成してもよいことに注意されたい。充填バルブフロート５８が押下されると充填バルブ５４が開かれ、ジェットノズル５６から流体導管４０の入口４２内へと急速に流出する水が供給される。ジェットノズル５６は、比較的小さな直径へと先細になっているため、加圧された水がジェットを通って加速し、ジェットに入ったよりも速い速度でノズル５６を出る。ジェットノズル５６の水の流出は、流体導管４０の入口４２内に向かう。ノズル５６を出る水の運動エネルギは、重力を克服してリザーバ２０を脱出し、流体導管４０を上に通り抜け、便器３０内へと下るのに十分である。
【００２６】
図３に見られるように、流体導管４０を通る流れが確立されるとサイホン効果が生まれ、リザーバ２０内の水がＵ型の流体導管４０を越えて便器３０内へと吸引され、こうしてトイレ洗浄用の水を提供する。図から分かるように、リザーバ２０の水位が降下するにしたがってフロート６２が降下し始め、そのため可動ゲート６４が低下し始める。
【００２７】
最後に、図４に見られるように水リザーバが「空」になる。本文脈および添付の請求の範囲において、「空」とは、洗浄が完了しまたは実質的に完了しているポイントまで空になることを意味すると理解されることに注意されたい。このように、リザーバが「空」になるためにリザーバ２０から全ての水が除去されることは実際には必要ではない。この時、フロート６２は、可動ゲート６４が流体導管４０への入口４２を今やブロックするような位置に降下する。
【００２８】
その結果、図５に見られるように、ノズル５６から噴出する水は流体導管４０内に通れず、その代わりにリザーバ２０を単に充填する。同時に見られる本発明の任意の特徴は、ノズル５６から直接可動ゲート６４上に飛び出す水圧が、リザーバ２０内の水位がフロート６２を上回った際にも、可動ゲート６４を（図のように）その低下位置に保つように働きうることである。
【００２９】
最後に、タンク２０が補充された後には、水位によって充填バルブフロート５８がノズル５６への水流を遮断する位置に上げられる。その時、ノズル５６から可動ゲート６４上へ射出する水の流れは止まる。その結果、可動ゲート６４はその低下位置にもはや保たれない。むしろフロート６２により、可動ゲート６４が最初に図１に示した位置に再び持ち上げられるこの時、洗浄サイクルは完了し、トイレは将来の新たな使用に備えられる。
【００３０】
図１〜５に見られるように、リザーバ２０は、狭くなった上部２１を有しうる。充填バルブフロート５８は、リザーバ２０の狭くなった上部２１内に配置されうる。リザーバ２０に狭くなった上部２１を有する利点は、リザーバ２０内の流体量の小さな変化が、充填バルブフロート５８の垂直位置の比較的大きな変化をもたらすことである。これにより、（リザーバ２０が空になっていくときに）水位がより速く降下しうる。したがって、洗浄を開始するために使用者が比較的短い時間フロート５８を押し下げるだけで足りる。
【００３１】
代替的実施形態では、（洗浄を開始するためにＵ型の流体導管を越えて飛び出す水の全運動エネルギを増加させるために）流体導管口内に向けられた複数のジェットノズルがありうる。
【００３２】
好ましい実施形態では、ボウル部からリザーバに水が再流入するのを防ぐために、放水路４６がボウル部縁より上に配置される。他の代替的実施形態では、流体導管４０も、便器３０からリザーバ２０内への逆吸い上げ（「吸い戻し」）を防ぐために一方向バルブを有しうる。
【００３３】
図６および図７は流れ転換器６０の好ましい実施形態の拡大図を示す。本実施形態においては、転換器６０が、流体導管４０のインプット入口４２上に直接固定される。フロート６２は中空プラスチック構造でできており、ゲート６４は中実プラスチック構造でできている。図６では、フロート６２がその上昇位置にあり、ジェットノズルが流れ転換器内に水を発射できるように、可動ゲート６４を通路から持ち上げている（矢印「Ｗ」を参照）。図７では、フロート６２がその低下位置にあり、可動ゲート６４を降下させてジェットノズルが流れ転換器内に水を発射するのを防いでいる（矢印「Ｗ」を参照）。これも図に見られるように、流体導管４０には、流体導管の入口４２から遠ざかって横断面積が拡大する、拡大セクション４３が含まれうる。この拡大セクションは、導管４０を通って流れる水の運動エネルギを回復することによりジェットポンプの効率を高めるように働く。
【００３４】
最後に、図８および９は、「デュアル洗浄」トイレ（すなわち使用者がフル洗浄またはパーシャル洗浄を選択できるトイレ）により本発明を操作するための任意のシステムを示す。この任意のシステムは、以下のようにフロート上に取り付けられた可変浮力デバイスを使用する。図８に見られるように、開放上端を伴うカップ６６が、使用者が操作するインプットレバー６８により図の位置へ回転されうる。この位置で、カップ６６が沈められた場合に、リザーバ２０内の水が流れ込み、カップ６６が水の表面より上に上げられた場合に、カップ６６の外に流れ出る。したがってカップ６６は、フロート６２の浮力に実質的影響を及ぼさない。したがって結果は、上の図１〜５に説明したような「フル洗浄」となる。
【００３５】
対照的に図９は、水を中に保つように上方位置に回転されたキャップ６６を示す。この向きでは、ゲート６４が下位置に保たれているときにカップ６６が水で満ちている（図５と同様）。トイレが次に洗浄されると、リザーバ２０内の水位がカップ６６より下に降下する。しかし、カップ６６（今は水で満たされている）の付加重量により、可動ゲート６４がその低下位置により速く押し下げられる。その結果、流体導管４０の入口４２がより速く密封され、より少ない水がリザーバ２０から便器３０内に通る。したがって結果は、「パーシャル洗浄」となる。このように、レバー６８の位置に応じて水を保持するよう（図９）または水を保持しないよう（図８）にカップが配置されうる。
【００３６】
本発明の様々な修正および変更が、添付の請求の範囲により定義される本発明の精神と範囲から逸脱することなく当業者に明らかとなる。例えば、使用される洗浄アクチュエータのタイプは様々であり得、タンクの上、タンク側面、床上の足作動式アクチュエータ、またはトイレの後ろおよびトイレの実質的に上方の壁に取り付けられた手作動式アクチュエータを含む、様々な位置に取り付けられうる。添付の請求の範囲は、これらの原理を念頭に構成されねばならない。
【００３７】
特定の機能を実行するための「手段」または特定の機能を実行するための「ステップ」と明記しない請求項中の任意の要素は、米国特許法第１１２条に特定される「手段」または「ステップ」条項と解釈されてはならない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
便器と、
リザーバと、
該リザーバと該便器と間の流体導管と、
該リザーバ内部のジェットであって、該流体導管の入口に向けられたノズルを有する、該ジェットと、
該ジェットに水を供給する充填バルブと、
該リザーバ内の流れ転換器であって、該流れ転換器は、
（ａ）該リザーバが満たされている場合に、該ジェットノズルから該流体導管の入口内へ、または
（ｂ）該リザーバが空の場合に、該ジェットノズルから、該流体導管の入口を離れて該リザーバ内へ
水流を方向転換するために配置されている、流れ転換器と
を含む、ジェット駆動式トイレ洗浄システム。
【請求項２】
前記ジェットノズルから前記流体導管の入口内へ通る水が、前記リザーバから該流体導管を通して前記便器内へ水を吸い上げる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記流れ転換器は、フロートと可動ゲートとを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記リザーバが満たされている場合に、前記フロートは、前記ジェットノズルから前記流体導管の入口への流体経路から離れるように前記可動ゲートを持ち上げる、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記リザーバが空の場合に、前記フロートは、前記ジェットノズルから前記流体導管の入口への流体経路内へ、前記可動ゲートを下げる、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記可動ゲートが前記流体経路内へ下げられた後に、前記ジェットノズルから前記可動ゲートへの水流が、前記可動ゲートを、前記流体導管の入口をブロックする位置に維持する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記充填バルブは、充填バルブフロートを含み、該充填バルブは、該充填バルブフロートの位置が下げられた場合に、前記ジェットに水を供給する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
洗浄後に前記リザーバ内の水位が降下した場合に、前記充填バルブフロートの位置が下げられる、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
洗浄を開始するために、使用者により前記充填バルブフロートの位置が手動で下げられることが可能である、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記リザーバは、狭くなった上部を有し、前記充填バルブフロートは、該リザーバの該狭くなった上部内に配置される、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記流体導管は、前記流体導管の入口から遠ざかって横断面積が拡大する拡大セクションを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記流れ転換器は、前記フロートに取り付けられた可変浮力デバイスをさらに含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項１３】
前記可変浮力デバイスは、前記フロートの上のカップと前記リザーバ内に取り付けられたレバーとを含み、該カップは、レバー位置に応じて水を保持するように、または水を保持しないよう配置されることが可能である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記流体導管は、前記便器内への放水路を含み、該放水路は、該便器の縁より高く配置されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記流体導管は、前記便器の縁より高く配置された中央セクションを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
トイレであって、該トイレは、
便器と、
所定量の水を含む水リザーバと、
該水リザーバと該便器との間の流体流のための経路を提供するＵ型の流体導管であって、該所定量の水の表面より下に設けられた入口を有するＵ型の流体導管と、
該水リザーバ内部に取り付けられ、洗浄ポートに接続されたジェットであって、該Ｕ型の流体導管の入口に向けられたノズルを有する該ジェットと、
該ジェット内への流体流を調節する洗浄バルブと、
該水リザーバ内への流体流を調節するフロート充填バルブであって、最初の所定量の水の表面で浮かされたフロートを有するフロート充填バルブと、
該洗浄バルブに連結された洗浄アクチュエータと
を含み、
該洗浄アクチュエータが作動された場合、該洗浄バルブが開かれ、加圧された水が該ジェット内へ、該ノズルの外へ、該Ｕ型の流体導管内へ、該便器内へと流れ、該加圧された水の該便器内への流れが、該所定量の水の少なくとも一部を該便器に引き入れるサイホンを生み出す、
トイレ。
【請求項１７】
便器と、
リザーバと、
該リザーバと該便器と間の流体導管と、
該リザーバ内部のジェットであって、該流体導管の入口に向けられたノズルを有するジェットと、
該ジェットに水を供給する充填バルブと
を含み、
該充填バルブは、充填バルブフロートを含み、該充填バルブフロートの位置が下げられた場合に、該充填バルブが該ジェットに水を供給する、
ジェット駆動式トイレ洗浄システム。
【請求項１８】
洗浄後に前記リザーバ内の水位が降下した場合に、前記充填バルブフロートの位置が下げられる、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
洗浄を開始するために、使用者により前記充填バルブフロートの位置が手動で下げられることが可能である、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記リザーバは、狭くなった上部を有し、前記充填バルブフロートは、該リザーバの該狭くなった上部内に配置されている、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１】
便器と、
リザーバと、
該リザーバと該便器と間の流体導管と、
該リザーバ内部のジェットであって、該流体導管の入口に向けられたノズルを有する、該ジェットと、
該ジェットに水を供給する充填バルブと、
該リザーバ内の流れ転換器であって、該流れ転換器は、
（ａ）該リザーバが満たされている場合に、該ジェットノズルから該流体導管の入口内へ、または
（ｂ）該リザーバが空の場合に、該ジェットノズルから、該流体導管の入口を離れて該リザーバ内へ
水流を方向転換するために配置されている、流れ転換器と
を含む、ジェット駆動式トイレ洗浄システム。
【請求項２】
前記ジェットノズルから前記流体導管の入口内へ通る水が、前記リザーバから該流体導管を通して前記便器内へ水を吸い上げる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記流れ転換器は、フロートと可動ゲートとを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記リザーバが満たされている場合に、前記フロートは、前記ジェットノズルから前記流体導管の入口への流体経路から離れるように前記可動ゲートを持ち上げる、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記リザーバが空の場合に、前記フロートは、前記ジェットノズルから前記流体導管の入口への流体経路内へ、前記可動ゲートを下げる、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記可動ゲートが前記流体経路内へ下げられた後に、前記ジェットノズルから前記可動ゲートへの水流が、前記可動ゲートを、前記流体導管の入口をブロックする位置に維持する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記充填バルブは、充填バルブフロートを含み、該充填バルブは、該充填バルブフロートの位置が下げられた場合に、前記ジェットに水を供給する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
洗浄後に前記リザーバ内の水位が降下した場合に、前記充填バルブフロートの位置が下げられる、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
洗浄を開始するために、使用者により前記充填バルブフロートの位置が手動で下げられることが可能である、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記リザーバは、狭くなった上部を有し、前記充填バルブフロートは、該リザーバの該狭くなった上部内に配置される、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記流体導管は、前記流体導管の入口から遠ざかって横断面積が拡大する拡大セクションを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記流れ転換器は、前記フロートに取り付けられた可変浮力デバイスをさらに含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項１３】
前記可変浮力デバイスは、前記フロートの上のカップと前記リザーバ内に取り付けられたレバーとを含み、該カップは、レバー位置に応じて水を保持するように、または水を保持しないよう配置されることが可能である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記流体導管は、前記便器内への放水路を含み、該放水路は、該便器の縁より高く配置されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記流体導管は、前記便器の縁より高く配置された中央セクションを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
トイレであって、該トイレは、
便器と、
所定量の水を含む水リザーバと、
該水リザーバと該便器との間の流体流のための経路を提供するＵ型の流体導管であって、該所定量の水の表面より下に設けられた入口を有するＵ型の流体導管と、
該水リザーバ内部に取り付けられ、洗浄ポートに接続されたジェットであって、該Ｕ型の流体導管の入口に向けられたノズルを有する該ジェットと、
該ジェット内への流体流を調節する洗浄バルブと、
該水リザーバ内への流体流を調節するフロート充填バルブであって、最初の所定量の水の表面で浮かされたフロートを有するフロート充填バルブと、
該洗浄バルブに連結された洗浄アクチュエータと
を含み、
該洗浄アクチュエータが作動された場合、該洗浄バルブが開かれ、加圧された水が該ジェット内へ、該ノズルの外へ、該Ｕ型の流体導管内へ、該便器内へと流れ、該加圧された水の該便器内への流れが、該所定量の水の少なくとも一部を該便器に引き入れるサイホンを生み出す、
トイレ。
【請求項１７】
便器と、
リザーバと、
該リザーバと該便器と間の流体導管と、
該リザーバ内部のジェットであって、該流体導管の入口に向けられたノズルを有するジェットと、
該ジェットに水を供給する充填バルブと
を含み、
該充填バルブは、充填バルブフロートを含み、該充填バルブフロートの位置が下げられた場合に、該充填バルブが該ジェットに水を供給する、
ジェット駆動式トイレ洗浄システム。
【請求項１８】
洗浄後に前記リザーバ内の水位が降下した場合に、前記充填バルブフロートの位置が下げられる、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
洗浄を開始するために、使用者により前記充填バルブフロートの位置が手動で下げられることが可能である、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記リザーバは、狭くなった上部を有し、前記充填バルブフロートは、該リザーバの該狭くなった上部内に配置されている、請求項１７に記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２０１２−５２８９６０（Ｐ２０１２−５２８９６０Ａ）
【公表日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５１３２２０（Ｐ２０１２−５１３２２０）
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３６２２２
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１４１２８９
【国際公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【出願人】（５９９１２７９９９）フルーイッドマスター インコーポレイテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３６２２２
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１４１２８９
【国際公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【出願人】（５９９１２７９９９）フルーイッドマスター インコーポレイテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
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