給水装置、便器及び便器洗浄方法
【課題】ロータンクよりも容積の小さいタンクを用いても、また水道配管の管径が小さかったり、水道水圧が十分には高くなかったりした場合でも、便器に対し十分な瞬間流量にて洗浄水を供給することができる給水装置と、この給水装置を備えた便器と、この便器の洗浄方法とを提供する。
【解決手段】洗浄初期に水弁２、エア弁及び大気開放弁１３を開く。これにより、水が流量Ｗ１にて水タンク８から便器２０へ供給される。その後、エア弁９を閉とする。これにより、新たに供給される水量Ｗ１と、大気開放弁１３を介して流入する空気の流量Ａ１との合計の水流量Ｗ２＝Ｗ１＋Ａ１にて水タンク８から便器２０へ供給される。さらにその後、吸引弁１６を開とし、トラップ２４の２次側を吸引する。これにより、トラップ２４に早期に強力なサイホンが形成される。サイホン起動後、大気開放弁１３を開、吸引弁１６を閉とし、便器給水量Ｗ２にて通水し、サイホンを保持する。
【解決手段】洗浄初期に水弁２、エア弁及び大気開放弁１３を開く。これにより、水が流量Ｗ１にて水タンク８から便器２０へ供給される。その後、エア弁９を閉とする。これにより、新たに供給される水量Ｗ１と、大気開放弁１３を介して流入する空気の流量Ａ１との合計の水流量Ｗ２＝Ｗ１＋Ａ１にて水タンク８から便器２０へ供給される。さらにその後、吸引弁１６を開とし、トラップ２４の２次側を吸引する。これにより、トラップ２４に早期に強力なサイホンが形成される。サイホン起動後、大気開放弁１３を開、吸引弁１６を閉とし、便器給水量Ｗ２にて通水し、サイホンを保持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水装置と、この給水装置を備えた便器と、この便器の洗浄方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
便器を洗浄するために、便器の後部上面にロータンクを設置し、このロータンクから便鉢に洗浄水を供給することが広く行われているが、ロータンクを設置する分だけ便器が大形となってしまう。
【０００３】
建物内に引き回された給水配管からフラッシュレバーを介して便器洗浄水を便器に導入することも広く行われているが、給水配管の管径が十分に大きく、また水道の水圧が十分に高く、フラッシュレバーを開栓操作したときに十分な瞬間流量にて水が便器に供給されることが必要である。
【０００４】
給水配管が細かったり、水道水圧が低い場合の対策として、水道配管の途中に蓄圧器を設けることが特開平７−３００８９１号公報に記載されている。しかしながら、この特開平７−３００８９１号公報の洋風便器設備にあっては、洋風便器に供給される洗浄水の全量を蓄圧器によって蓄圧する必要があり、蓄圧器が大容積のものになる。
【０００５】
便器洗浄時におけるサイホン形成を早期化するために、便器本体の下流側に連なる排水路と、該排水流路内の空気を排気するアスピレータとを備えた便器洗浄装置が、特開平１０−９６２５５号公報に記載されている。
【特許文献１】特開平１０−９６２５５号公報
【特許文献２】特開平７−３００８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ロータンクよりも容積の小さい水タンクを用いても、また水道配管の管径が小さかったり、水道水圧が十分には高くなかったりした場合でも、便器に対し十分な瞬間流量にて洗浄水を供給することができる給水装置と、この給水装置を備えた便器と、この便器の洗浄方法とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の給水装置は、便器に洗浄水を供給するための給水装置において、水の供給制御用の水弁と、該水弁からの水が通過すると共に、発生する負圧によって空気を吸い込むように構成されたエゼクタと、該エゼクタからの水が導入される水タンクと、該水タンク内の上部と大気との連通及び遮断を切り替えるエア弁と、該水タンクの下部に接続され、該水タンクの上部又はそれ以上の高さにまで立ち上がる水流出用配管と、該エゼクタによって内部から空気が吸い出されるエアタンクと、該エアタンク内の負圧によって便器のトラップから空気を吸い出すように該エアタンクとトラップとの連通及び遮断の切替を行う切替手段とを備えてなるものである。
【０００８】
請求項２の給水装置は、請求項１において、内部が可動仕切体により第１室と第２室とに区画された作動室を備えており、前記切替手段は、該第１室内と前記エアタンク内との連通及び遮断の切替を行うよう構成されており、該第２室内と前記便器のトラップとが連通していることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の給水装置は、請求項２において、前記エアタンクは、作動室の該第１室に対し、作動室用配管と、前記切替手段としての開閉弁とを介して接続されており、該エアタンクは、前記エゼクタにエゼクタ用配管を介して接続されており、該作動室用配管、該エゼクタ用配管又は該エアタンクに大気開放弁が設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の給水装置は、請求項３において、大気開放弁は前記作動室用配管に接続されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５の給水装置は、請求項４において、前記エア弁の前記水タンクと反対側が前記エゼクタ用配管又はエアタンクに接続されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６の給水装置は、請求項１ないし５のいずれか１項において、前記エアタンクの底部から空気が前記エゼクタに吸い出されるよう構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７の給水装置は、請求項１ないし６のいずれか１項において、前記水タンクは、水平断面が円形であり、前記エゼクタからの水が該水タンクに接線方向に導入されることにより水が水タンク内を旋回し、前記水流出用配管が該旋回方向に対し順方向の接線方向となるように該水タンクに接続されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項８の便器は、便鉢と、該便鉢に便鉢洗浄水を供給するための給水装置と、該便鉢の下部に連なるトラップとを有する便器において、該給水装置が請求項１ないし７のいずれか１項に記載の給水装置であり、前記水流出用配管から水が該便鉢に供給され、前記エアタンクの負圧によってトラップから空気が吸い出されるよう構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項９の便器は、請求項８において、前記給水装置は、該便器の背面の後方に配置されていることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項１０の便器は、請求項８又は９において、水タンクの容積が１〜４Ｌであることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１１の便器は、請求項８ないし１０のいずれか１項において、前記水流出用配管から水が便鉢の上部のリムに供給されることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１２の便器の洗浄方法は、請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の便器を、前記給水装置によって洗浄する方法であって、洗浄初期にあっては、前記エア弁を開とし、エゼクタで吸い込んだ空気を該エア弁を介して水タンク外に流出させることにより前記水弁の通過水量と等量の水を前記便鉢に供給し、且つ前記エアタンク内とトラップとを遮断しておき、その後、該エア弁を閉とし、水弁の通過水量とエゼクタによって吸い込まれ該水タンク内に溜まる空気量との合計の流量にて水を便鉢に供給すると共に、前記エアタンクとトラップとを連通させ、該エアタンク内の負圧によってトラップから空気を吸い出すことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の給水装置では、水弁及びエア弁を開とした場合、水弁からエゼクタを通過した水が、空気と共に水タンク内に流入する。この空気は、エア弁を介して水タンク外に流出するので、水タンク内に水が溜められたり、あるいは水タンクに規定水量が溜っているときには、水タンクから配管へ水弁通過流量と等流量にて水が流出する。
【００２０】
水タンク内に水が溜っている状態でエア弁を閉、水弁を開とした場合、水弁からエゼクタを通過し、空気を巻き込んだ水が水タンク内に流入する。水タンクからはこの流入水量及び流入空気量の合計の流量にて水が流出する。
【００２１】
かかるメカニズムを利用することにより、本発明の給水装置によると、水タンクに水を溜めた状態でエア弁を閉、水弁を開とすることにより、瞬間的に多量の水を便器等へ供給することができる。
【００２２】
また、このようにエゼクタに水を通水すると負圧が発生するが、この負圧はエアタンク内に蓄えられる。この負圧をトラップに作用させてトラップ内を減圧することが可能である。
【００２３】
従って、本発明の給水装置によって便器に洗浄水を供給する場合、洗浄初期にはリムに比較的少量の水を供給して便鉢の鉢面を洗い流し、その後、比較的多量の水を供給すると共に、エアタンクからトラップに負圧を作用させてトラップ内を減圧してサイホンを速やかに形成させると共に、便鉢内の汚水を勢いよくトラップへ排出させるように便器洗浄することができる。
【００２４】
また、水タンクとして容積が１〜４Ｌ程度の小容積のものを用いても、便器を十分に洗浄することが可能となる。
【００２５】
上記の水タンクを水平断面が円形のものとし、エゼクタからの水を水タンクに接線方向に導入するようにした場合、水タンク内に旋回流が形成され、水タンクがサイクロンの如く機能するので、空気が効率よく水から分離される。この場合、水流出用配管を旋回方向に対し順流方向となるように水タンクに接続することにより、水タンク内から水がスムーズに流出する。
【００２６】
なお、水タンク等の機器を便器の背面の後方に配置することにより、便器設備の高さを低くすることができる。
【００２７】
本発明の給水装置では、請求項２の通り、内部が可動仕切体により第１室と第２室とに区画された作動室を備えてもよい。この場合、前記切替手段は、該第１室内と前記エアタンク内との連通及び遮断の切替を行うよう構成され、第２室をトラップと連通させる。
【００２８】
この請求項２にあっては、エアタンクと第１室内とを連通させて、エアタンクから第１室側に負圧を作用させると、可動仕切体が第１室側に移動し、第２室の容積が増加する。この第２室の容積の増加に伴ってトラップから空気が吸い出される。この第２室の容積は一定であるから、トラップから第２室へ吸引排気される空気量は一定になる。このため、トラップ内のサイホン形成が安定して行われると共に、トラップ内の空気と共に水まで吸引されることが防止される。
【００２９】
この場合、エアタンクとエゼクタを接続するエゼクタ用配管に大気開放弁を設けてもよく、エアタンクと作動室の第１室とを接続する作動室用配管に大気開放弁を設けてもよい。エアタンクに大気開放弁を設けてもよい。この大気開放弁を開とすることにより、エゼクタ、エアタンクあるいは第１室に大気を導入することができる。
【００３０】
本発明では、この大気開放弁は、特に上記作動室用配管に設けることが好ましい。これにより、次の（ａ），（ｂ）の効果が奏される。
（ａ）上記のエア弁の水タンクと反対側をエゼクタ用配管又はエアタンクに接続した場合、水タンクから空気が流出するときに、この流出空気中の湿気に由来する結露水や飛散水などがエアタンクによって捕集される。
（ｂ）また、エア弁の通気音などの騒音が発生した場合でも、エアタンクがマフラとして機能し、消音効果が奏される。
【００３１】
本発明では、前記エゼクタによってエアタンクから空気を吸い出す場合、エアタンクの底部から吸い出すのが好ましい。これにより、エアタンクに結露などによって水が溜ろうとしても、この水がエゼクタによって吸引排出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３３】
第１〜９図は実施の形態に係る給水装置を備えた洋風便器設備が、それぞれ順に、非洗浄時、便鉢洗浄（初期）工程、便器洗浄工程（後期）、覆水工程及び水タンク貯水工程にあるときの作動状態を示す模式図である。第１０図は第１〜８図の洋風便器設備の作動を説明するタイミングチャートである。第１２図は便器の斜視図である。
【００３４】
なお、第１〜８図では（ａ）図が上記模式図であり、（ｂ）図はタンクの水平断面図である。
【００３５】
陶器製の洋風便器２０における便鉢２３の上部内周にリム２２が設けられている。便鉢２３は、トラップ２４及びサブトラップ２６を介して排水口２７と連通している。このトラップ２４は、ウェア（あふれ面）と称されるトラップ最高位部２４ａから下方に立ち下がってサブトラップ２６に至っている。符号２４ｂはクラウンと称されるあふれ面頂部を示している。符号２５は、トラップ２４とサブトラップ２６との間の排水流路を示している。
【００３６】
このサブトラップ２６は、該排水流路２５の管壁下部の最低位部２６ｂの下側を回り込み、次いで溢出用の最高位部２６ａに到るＵ字状流路よりなる。このサブトラップ２６の該最高位部２６ａの高さは、該最低位部２６ｂよりも若干高位となっている。
【００３７】
ただし、該最低位部２６ｂは、最高位部２６ａよりも若干高位とされてもよい。この場合、サブトラップ２６内に水が溜まっても、水面の高さは最低位部２６ｂより低位となっている。しかし、排水流路２５に後述の通り負圧がかけられ、サブトラップ２６内に多量の水が流れこむと、サブトラップ２６内の水位が該最低位部２６ｂよりも上昇し、サブトラップ２６が封水される。これにより、排水流路２５内と排水口２７側とが封隔される。
【００３８】
この洋風便器２０のリム２２へは、水道本管から供給される水道水が、配管１、水弁２、配管３、エゼクタ４、配管７、水タンク８、配管１１、給水受入部２１を介して供給される。配管３にはバキュームブレーカ３ａが設けられている。エゼクタ４のスロート部には、逆止弁６を有したエゼクタ用配管５が接続されている。逆止弁６は、空気がエゼクタ４に吸い込まれる方向に流れることを許容する。
【００３９】
水タンク８は、この実施の形態では筒軸心方向を鉛直方向とした円筒状であり、配管７は該水タンク８の上部に接線方向に接続されている。このため、配管７から水タンク８内に水が流入すると、水タンク８内に旋回流が形成される。配管１１は、この旋回流の順流方向となるように、水タンク８の下部に対し接線方向に接続された配管を示している。
【００４０】
水タンク８は、便器２０の後背面に対峙するようにして設置されており、水タンク８の大部分は便器２０の給水受入部２１よりも低いレベルに配置されている。配管１１は、上流端が上記の通り水タンク８に接続され、途中部が給水受入部２１と同レベルまで立ち上がり、下流端が給水受入部２１に接続されている。
【００４１】
なお、配管１１は、水タンク８よりも上方まで（ただし、エア弁９よりも下位）立ち上げられてもよい。
【００４２】
水タンク８の頂部にはエア弁９を有した空気の給排用の配管１０が接続されている。
【００４３】
前記エゼクタ用配管５は、開閉弁よりなる大気開放弁１３を介して大気と連通可能とされている。このエゼクタ用配管５の末端がエアタンク１４の底部に接続されている。
【００４４】
エアタンク１４の頂部は、作動室用配管１５、開閉弁よりなる吸引弁１６を介して作動室としての作動タンク３０の第１室３１に接続されている。
【００４５】
この作動タンク３０内は、隔膜３３によって上側の第１室３１と、下側の第２室３２とに分画されている。第２室３２は、配管３４を介して前記排水流路２５に連通されている。なお、配管３４は、実際にはクラウン２４ｂに接続されている。
【００４６】
隔膜３３は、第１室３１内が大気圧となっているときには、第１図のように下方へ膨満した形状となっており、この状態では第１室３１が比較的大容積とされ、第２室３２が比較的小容積とされている。
【００４７】
なお、第１室３１の膨満時の容積は７００〜１４００ｃｍ３程度が好適である。
【００４８】
このように構成された給水装置付き洋風便器設備の洗浄動作について次に工程別に説明する。
【００４９】
なお、この洗浄例では、第１図の通り水タンク８に予め貯水されている。貯水レベルは配管１１の末端と同レベルであり、配管７よりも若干下位である。
【００５０】
［鉢洗浄］
（１） 水量Ｗ１（第２図）
第１図の状態において、水弁２を開く。エア弁１０、大気開放弁１３は開、吸引弁１６は閉とする。これにより、第２図の通り水が配管１，３，７の順に流量Ｗ１にて流れて水タンク８に流入する。エゼクタ４では配管５、大気開放弁１３を介して空気が吸い込まれ、この空気は水と共に水タンク８に流入する。エア弁９が開いているので、空気は配管１０を介して水タンク８外に流出し、水が流量Ｗ１にて配管１１から便器２０へ供給される。通常の便器の場合、このＷ１は１０〜２０Ｌ／ｍｉｎ程度が好適である。
【００５１】
この水は、リム２２から便鉢２３内に流れ落ち、鉢面を洗う。水が便鉢２３内に流入することにより、便鉢２３及びトラップ２４内の水位が若干上昇し、トラップ最高位部２４ａをオーバーフローするように便鉢２３内の汚水が流出する。
【００５２】
なお、水タンク８内では、配管７からの水は水タンク８の内周面に沿って螺旋状に流れ、気液分離が効率よく行われ、空気を含まない水が配管１１から便器２０へ供給される。
【００５３】
（２） 水量Ｗ２への増水（第３図）
第２図の状態において、エア弁９を閉とする。これにより、エゼクタ４から配管７を介して水と共に水タンク８内に流入した空気は、水タンク８内に籠もるようになり、水タンク８内の水は、第３図の通り新たに供給される水量Ｗ１と、エゼクタ４から流入し水タンク８に溜まる空気量Ａ１との合計の水流量Ｗ２＝Ｗ１＋Ａ１にて水タンク８から便器２０へ供給される。
【００５４】
即ち、第２図では水はＷ１の流量にて便器２０に供給されているが、この第３図の状態では、タンク８内の貯留水も流出水に重畳することにより、Ｗ２＝Ｗ１＋Ａ１の大流量にて便器２０へ水が供給される。なお、この結果、便鉢２３内の水位は若干上昇するが、まだサイホンは起動しない。
【００５５】
（３） エアタンク１４での負圧蓄積（第４図）
第３図の状態において、大気開放弁１３を閉とする。これにより、配管５内への大気流入が停止し、エゼクタ４で発生する負圧が配管５を介してエアタンク１４に伝達され、該エアタンク１４内に負圧が次第に沈積される。この間、エアタンク１４内の空気が吸い出され、エゼクタ４に流入するが、この吸入量が徐々に減少するので、水タンク８から配管１１への出水量はＷ２から徐々に減少し、遂には配管１１への出水量はＷ１にまで低下する。
【００５６】
大気開放弁１３を閉としてから所定時間が経過し、エアタンク１４内の負圧がエゼクタ４の発生負圧とほぼ同等となったならば、吸引弁１６を開とし、次のサイホン排出工程に移行する。
【００５７】
［サイホン排出工程（第５図〜第６図）］
（１） サイホン起動
第４図の状態において、第５図の如く吸引弁１６を開とする。これにより、作動タンク３０内の第１室３１内の空気が配管１５を介してエアタンク１４に急速に吸い出され、隔膜３３が上方に移動し、第２室３２の容積が急速に拡大する。この結果、排水流路２５内の空気が配管３４を介して第２室３２に吸い出され、該排水流路２５内が負圧となる。
【００５８】
なお、この間も、水タンク８から水が便器２０に供給される。吸引弁１６を開とした当初は、第１室３１から吸い出された空気がエゼクタ４に流入するので、水タンク８から配管１１への出水量は一時的に略Ｗ２にまで増大するが、この吸い出し空気量が徐々に減少するので配管１１への出水量も次第に減少する。第１室３１内からすべての空気が吸い出されると、配管１１への出水量はＷ１になる。
【００５９】
（２） サイホン保持
この実施の形態では、サイホンの作動時間を長くするために、第６図の通り、エアタンク１４内に負圧が無くなった時点で吸引弁１６を閉、大気開放弁１３を開とする。
【００６０】
これにより、エゼクタ４に大気開放弁１３から配管５を介して大気が流入するので、水タンク８から配管１１への出水量がＷ１からＷ２＝Ｗ１＋Ａ１に増大する。このため、トラップ２４に便鉢２３内に空気が流れ込むことがなく、サイホンが保持される。
【００６１】
やがて、水タンク８内の水位が配管１１の開口レベルまで低下し、水タンク８内の殆どすべての水が流出すると、便鉢２３への給水量が減少し、遂にはトラップ２４に空気が流入してサイホンがブレークする。
【００６２】
そこで、次の覆水工程に移行する。
【００６３】
［覆水（第７図〜第８図）］
上記の通り水タンク８内の水の大半が流出し、水タンク８内の水位が配管１１の開口レベルにまで低下した後、吸引弁１６を開とする。大気開放弁１３は開のままであり、エア弁９は閉のままである。これにより、大気開放弁１３を通った空気が第１室３１とエゼクタ４の双方へ供給される。この結果、第１室３１が元の容積に戻ると共に、水タンク８内に配管７から流量Ｗ１で流入した水が、該配管１１から流量Ｗ１にて便器２０へ供給される。
【００６４】
この状態では、サイホンはブレークしており、第７〜８図の通り便鉢２３内に水が徐々に溜り、覆水が貯留される。なお、第７〜８図でもエゼクタ４は空気を流量Ａ１にて吸い込み続けている。この空気Ａ１は、水タンク８から配管１１を介して水と共に便器２０へ流出する。
【００６５】
［タンク貯水（第９図）］
第８図の通り覆水の水位がトラップ最高位部２４ａにまで達した後、第９図の通りエア弁９を開とする。これにより、エゼクタ４から水タンク８に流入する空気が配管１０を介して流出し、水タンク８から便鉢２０への水の供給が停止する。そして、配管７から流量Ｗ１にて流入する水により水タンク８内に水が徐々に貯留される。水タンク８内の水位が配管１１の末端のレベル（便器２０の給水受入部２１のレベル）にまで達した後、水弁２を閉とする。これにより、第１図に示す待機状態に復帰する。
【００６６】
［効果］
この実施の形態では、上記の通り、水タンク８に水を溜めておき、洗浄初期には流量Ｗ１にて便器２０に給水し、次いで水タンク８内の貯水を流量Ｗ１に重畳させてＷ２＝Ｗ１＋Ａ１の増水状態にて便器２０に給水して便鉢２３内の水位を高めた後、作動タンク３０からトラップ２４に負圧を作用させてトラップ２４内を急激に減圧するので、サイホンを早期に且つ強力に、しかも確実に形成することができる。また、サイホンが起動した後も、水タンク８から大流量Ｗ２にて便鉢２３に給水し、サイホンを長時間に渡って継続させるので、便鉢２３内の汚物を十分に排出することができる。この水タンク８からＷ２にて水を供給している間に、便鉢内の水面付近に浮遊するペーパー等の軽量物も十分に排出される。
【００６７】
また、大流量Ｗ２にて水を便器２０に供給するときでも、このＷ２は新規流入水Ｗ１に水タンク８内の貯留水を重畳させたものであり、水タンク８の容積を徒に大きくするとことなく、十分な流量Ｗ２を所要の時間だけ継続させることができる。従って、水タンク８としては、１〜４Ｌ程度の小容積のもので足りるようになり、便器設備が、ロータンク型便器設備に比べて小型でコンパクトなものとなる。
【００６８】
また、配管１からの水を水タンク８に貯水するので、水道配管の管径が小さい場合や、水道元圧が低い場合でも、便器２０を十分に洗浄することができる。
【００６９】
この実施の形態では、エアタンク１４内の負圧を作動タンク３０の第１室３１に伝達し、この第１室３１とは隔膜３３で隔絶された第２室３２をトラップ２４の排水流路２５に連通させており、トラップ２４内の臭気を含んだ空気や汚水の飛沫などがエアタンク１４側へ流れ込むことがなく、衛生的である。
【００７０】
また、この実施の形態では、エアタンク１４の底部に配管１２を接続しているので、エアタンク１４内の結露水などをエゼクタ４へ吸い出すことができる。このため、エアタンク１４内でカビなどが繁殖することを防止することができる。
【００７１】
この実施の形態では、第１２図に示すように、水タンク８、エアタンク１４、作動タンク３０、各弁２，９，１３，１６を備えたバルブユニット４０及び各配管が便器の後背部に配置されており、便器２０を含めた設備の高さが、ロータンク型便器設備に比べて低いものとなる。符号４１は各機器を支持するフレームであり、このフレームに囲み用パネル（図示略）が取り付けられる。
【００７２】
［別態様］
上記実施の形態では、覆水工程にひき続いてタンク貯水工程を行って第１図の待機状態としている。即ち、第１図の待機状態では水タンク８に水が貯水されている。
【００７３】
これに対し、本発明では、覆水工程にて洗浄動作を終了し、水タンク８を略空のままとして待機状態に入ってもよい。即ち、覆水工程が終了すると、水弁２を閉とし、洗浄動作を終了とし、待機状態に移行する。これにより、待機状態では水タンク８はほぼ空となっている。
【００７４】
この場合、便器洗浄の開始当初にまず水タンク８に水を貯水し、それから第１図〜第１０図の実施の形態における鉢洗浄（洗浄初期）〜覆水までの各工程を実行する。
【００７５】
便器洗浄開始当初に水タンク８への貯水を行うには、水弁２、エア弁９及び大気開放弁１３を開とすればよい。これにより、水タンク８内に水が流量Ｗ１にて貯水される。エゼクタ４からの空気は配管１０を介して排出される。
【００７６】
このタンク貯水工程にひき続いて鉢洗浄工程（洗浄初期）を実行する。なお、この場合、水タンク８内の水位が配管１１の末端レベルまで達すると、自ずと水タンク８から配管１１を介して水が便器２０へオーバーフロー状に流出し、鉢洗浄が開始することになる。
【００７７】
便器洗浄に先立って、タンク貯水工程を開始するタイミングは、便器使用者が便器洗浄スイッチを操作したときとしてもよく、トイレルームへの人体の入室が検知されたときとしてもよく、便器への人体の近接や着座を検知したときとしてもよい。
【００７８】
［別の実施の形態］
上記実施の形態では大気開放弁１３をエゼクタ用配管５に設けているが、第１１図のように作動室用配管１５に設けてもよい。また、エア弁９の水タンク８と反対側を直ちに大気に開放する代りに、第１１図のようにエゼクタ用配管５に接続してもよい。図示はしないが、エア弁９の水タンク８と反対側をエアタンク１４に接続してもよい。
【００７９】
この第１１図の実施の形態でも、各弁２，９，１３，１６の開閉のタイミングは上記実施の形態と同一である。
【００８０】
この第１１図の実施の形態は、上記実施の形態に比べてさらに次の利点を有する。
(i) エア弁９を開としたときに、エア弁９に吸気音が発生することがある。この吸気音（騒音）は、配管１２、エアタンク１４、配管１５、大気開放弁１３を介して大気中に伝わるが、エアタンク１４がマフラー（消音器）として機能するので、この騒音が低減される。
【００８１】
(ii) 大気開放弁１３を開としてエゼクタ４に通水し、大気開放弁１３から空気が吸い込まれている場合、該大気開放弁１３から吸い込まれた空気がエアタンク１４内を連続して通過する。このため、エアタンク１４内に溜った水が十分にエゼクタ４に吸い出される。
【００８２】
(iii) 配管１０がエア弁９を介して配管５に接続されている。このため、配管１０から水タンク８内の湿気や細かい水滴が流出しても、配管５を介してエゼクタ４側へ戻される。従って、水タンク８からの湿気や水分の放出が防止される。
【００８３】
(iv) 大気開放弁１３が作動タンク３０に近接して配置されている。従って、大気開放弁１３及び吸引弁１６を開としたときに、大気が作動タンク３０の第１室３１に速やかに流入し、隔膜３３が元の膨満形状に速やかに復帰する。
【００８４】
［さらに他の形態］
上記実施の形態では便器２０が陶器によってトラップ２４及びサブトラップ２６を含めて一体的に構成されているが、第１３図の便器のように、便鉢２３及びリム２２と、トラップ２４の１次側（最高位部２４ａよりも便鉢２３側）とで便器本体２０Ａを構成し、トラップ２次側（最高位部２４ａよりも後方側）を別体の便器後半体２０Ｂとし、便器本体２０Ａと後半体２０Ｂとがフランジ結合などによって水密的に連結される構成としてもよい。後半体２０Ｂは陶器製であってもよく、合成樹脂製であってもよい。
【００８５】
この場合、後半体２０Ｂと、水弁２、エゼクタ４、水タンク８、エアタンク１４、作動タンク３０、各弁２，６，９，１３，１６及び各配管等を一まとめのユニット（便器洗浄ユニット）として便器本体２０Ａと別売りするようにしてもよい。
【００８６】
もちろん、本発明では、水弁２、エゼクタ４、水タンク８、エアタンク１４、作動タンク３０、各弁２，６，９，１３，１６及び各配管等を便器用給水装置として、便器２０とは別個に販売するようにしてもよい。
【００８７】
本発明では、水タンク８は逆円錐形などテーパを有するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】実施の形態を示す系統図である。
【図２】実施の形態を示す系統図である。
【図３】実施の形態を示す系統図である。
【図４】実施の形態を示す系統図である。
【図５】実施の形態を示す系統図である。
【図６】実施の形態を示す系統図である。
【図７】実施の形態を示す系統図である。
【図８】実施の形態を示す系統図である。
【図９】実施の形態を示す系統図である。
【図１０】実施の形態を説明するタイミングチャートである。
【図１１】別の実施の形態を説明する系統図である。
【図１２】便器の後方からの斜視図である。
【図１３】さらに別の実施の形態を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
２ 水弁
４ エゼクタ
５ エゼクタ用配管
８ 水タンク
９ エア弁
１３ 大気開放弁
１４ エアタンク
１５ 作動室用配管
１６ 吸引弁
２０ 便器
２３ 便鉢
２４ トラップ
２５ 排水流路
２６ サブトラップ
３０ 作動タンク
３１ 第１室
３２ 第２室
３３ 隔膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水装置と、この給水装置を備えた便器と、この便器の洗浄方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
便器を洗浄するために、便器の後部上面にロータンクを設置し、このロータンクから便鉢に洗浄水を供給することが広く行われているが、ロータンクを設置する分だけ便器が大形となってしまう。
【０００３】
建物内に引き回された給水配管からフラッシュレバーを介して便器洗浄水を便器に導入することも広く行われているが、給水配管の管径が十分に大きく、また水道の水圧が十分に高く、フラッシュレバーを開栓操作したときに十分な瞬間流量にて水が便器に供給されることが必要である。
【０００４】
給水配管が細かったり、水道水圧が低い場合の対策として、水道配管の途中に蓄圧器を設けることが特開平７−３００８９１号公報に記載されている。しかしながら、この特開平７−３００８９１号公報の洋風便器設備にあっては、洋風便器に供給される洗浄水の全量を蓄圧器によって蓄圧する必要があり、蓄圧器が大容積のものになる。
【０００５】
便器洗浄時におけるサイホン形成を早期化するために、便器本体の下流側に連なる排水路と、該排水流路内の空気を排気するアスピレータとを備えた便器洗浄装置が、特開平１０−９６２５５号公報に記載されている。
【特許文献１】特開平１０−９６２５５号公報
【特許文献２】特開平７−３００８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ロータンクよりも容積の小さい水タンクを用いても、また水道配管の管径が小さかったり、水道水圧が十分には高くなかったりした場合でも、便器に対し十分な瞬間流量にて洗浄水を供給することができる給水装置と、この給水装置を備えた便器と、この便器の洗浄方法とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の給水装置は、便器に洗浄水を供給するための給水装置において、水の供給制御用の水弁と、該水弁からの水が通過すると共に、発生する負圧によって空気を吸い込むように構成されたエゼクタと、該エゼクタからの水が導入される水タンクと、該水タンク内の上部と大気との連通及び遮断を切り替えるエア弁と、該水タンクの下部に接続され、該水タンクの上部又はそれ以上の高さにまで立ち上がる水流出用配管と、該エゼクタによって内部から空気が吸い出されるエアタンクと、該エアタンク内の負圧によって便器のトラップから空気を吸い出すように該エアタンクとトラップとの連通及び遮断の切替を行う切替手段とを備えてなるものである。
【０００８】
請求項２の給水装置は、請求項１において、内部が可動仕切体により第１室と第２室とに区画された作動室を備えており、前記切替手段は、該第１室内と前記エアタンク内との連通及び遮断の切替を行うよう構成されており、該第２室内と前記便器のトラップとが連通していることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の給水装置は、請求項２において、前記エアタンクは、作動室の該第１室に対し、作動室用配管と、前記切替手段としての開閉弁とを介して接続されており、該エアタンクは、前記エゼクタにエゼクタ用配管を介して接続されており、該作動室用配管、該エゼクタ用配管又は該エアタンクに大気開放弁が設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の給水装置は、請求項３において、大気開放弁は前記作動室用配管に接続されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５の給水装置は、請求項４において、前記エア弁の前記水タンクと反対側が前記エゼクタ用配管又はエアタンクに接続されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６の給水装置は、請求項１ないし５のいずれか１項において、前記エアタンクの底部から空気が前記エゼクタに吸い出されるよう構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７の給水装置は、請求項１ないし６のいずれか１項において、前記水タンクは、水平断面が円形であり、前記エゼクタからの水が該水タンクに接線方向に導入されることにより水が水タンク内を旋回し、前記水流出用配管が該旋回方向に対し順方向の接線方向となるように該水タンクに接続されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項８の便器は、便鉢と、該便鉢に便鉢洗浄水を供給するための給水装置と、該便鉢の下部に連なるトラップとを有する便器において、該給水装置が請求項１ないし７のいずれか１項に記載の給水装置であり、前記水流出用配管から水が該便鉢に供給され、前記エアタンクの負圧によってトラップから空気が吸い出されるよう構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項９の便器は、請求項８において、前記給水装置は、該便器の背面の後方に配置されていることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項１０の便器は、請求項８又は９において、水タンクの容積が１〜４Ｌであることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１１の便器は、請求項８ないし１０のいずれか１項において、前記水流出用配管から水が便鉢の上部のリムに供給されることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１２の便器の洗浄方法は、請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の便器を、前記給水装置によって洗浄する方法であって、洗浄初期にあっては、前記エア弁を開とし、エゼクタで吸い込んだ空気を該エア弁を介して水タンク外に流出させることにより前記水弁の通過水量と等量の水を前記便鉢に供給し、且つ前記エアタンク内とトラップとを遮断しておき、その後、該エア弁を閉とし、水弁の通過水量とエゼクタによって吸い込まれ該水タンク内に溜まる空気量との合計の流量にて水を便鉢に供給すると共に、前記エアタンクとトラップとを連通させ、該エアタンク内の負圧によってトラップから空気を吸い出すことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の給水装置では、水弁及びエア弁を開とした場合、水弁からエゼクタを通過した水が、空気と共に水タンク内に流入する。この空気は、エア弁を介して水タンク外に流出するので、水タンク内に水が溜められたり、あるいは水タンクに規定水量が溜っているときには、水タンクから配管へ水弁通過流量と等流量にて水が流出する。
【００２０】
水タンク内に水が溜っている状態でエア弁を閉、水弁を開とした場合、水弁からエゼクタを通過し、空気を巻き込んだ水が水タンク内に流入する。水タンクからはこの流入水量及び流入空気量の合計の流量にて水が流出する。
【００２１】
かかるメカニズムを利用することにより、本発明の給水装置によると、水タンクに水を溜めた状態でエア弁を閉、水弁を開とすることにより、瞬間的に多量の水を便器等へ供給することができる。
【００２２】
また、このようにエゼクタに水を通水すると負圧が発生するが、この負圧はエアタンク内に蓄えられる。この負圧をトラップに作用させてトラップ内を減圧することが可能である。
【００２３】
従って、本発明の給水装置によって便器に洗浄水を供給する場合、洗浄初期にはリムに比較的少量の水を供給して便鉢の鉢面を洗い流し、その後、比較的多量の水を供給すると共に、エアタンクからトラップに負圧を作用させてトラップ内を減圧してサイホンを速やかに形成させると共に、便鉢内の汚水を勢いよくトラップへ排出させるように便器洗浄することができる。
【００２４】
また、水タンクとして容積が１〜４Ｌ程度の小容積のものを用いても、便器を十分に洗浄することが可能となる。
【００２５】
上記の水タンクを水平断面が円形のものとし、エゼクタからの水を水タンクに接線方向に導入するようにした場合、水タンク内に旋回流が形成され、水タンクがサイクロンの如く機能するので、空気が効率よく水から分離される。この場合、水流出用配管を旋回方向に対し順流方向となるように水タンクに接続することにより、水タンク内から水がスムーズに流出する。
【００２６】
なお、水タンク等の機器を便器の背面の後方に配置することにより、便器設備の高さを低くすることができる。
【００２７】
本発明の給水装置では、請求項２の通り、内部が可動仕切体により第１室と第２室とに区画された作動室を備えてもよい。この場合、前記切替手段は、該第１室内と前記エアタンク内との連通及び遮断の切替を行うよう構成され、第２室をトラップと連通させる。
【００２８】
この請求項２にあっては、エアタンクと第１室内とを連通させて、エアタンクから第１室側に負圧を作用させると、可動仕切体が第１室側に移動し、第２室の容積が増加する。この第２室の容積の増加に伴ってトラップから空気が吸い出される。この第２室の容積は一定であるから、トラップから第２室へ吸引排気される空気量は一定になる。このため、トラップ内のサイホン形成が安定して行われると共に、トラップ内の空気と共に水まで吸引されることが防止される。
【００２９】
この場合、エアタンクとエゼクタを接続するエゼクタ用配管に大気開放弁を設けてもよく、エアタンクと作動室の第１室とを接続する作動室用配管に大気開放弁を設けてもよい。エアタンクに大気開放弁を設けてもよい。この大気開放弁を開とすることにより、エゼクタ、エアタンクあるいは第１室に大気を導入することができる。
【００３０】
本発明では、この大気開放弁は、特に上記作動室用配管に設けることが好ましい。これにより、次の（ａ），（ｂ）の効果が奏される。
（ａ）上記のエア弁の水タンクと反対側をエゼクタ用配管又はエアタンクに接続した場合、水タンクから空気が流出するときに、この流出空気中の湿気に由来する結露水や飛散水などがエアタンクによって捕集される。
（ｂ）また、エア弁の通気音などの騒音が発生した場合でも、エアタンクがマフラとして機能し、消音効果が奏される。
【００３１】
本発明では、前記エゼクタによってエアタンクから空気を吸い出す場合、エアタンクの底部から吸い出すのが好ましい。これにより、エアタンクに結露などによって水が溜ろうとしても、この水がエゼクタによって吸引排出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３３】
第１〜９図は実施の形態に係る給水装置を備えた洋風便器設備が、それぞれ順に、非洗浄時、便鉢洗浄（初期）工程、便器洗浄工程（後期）、覆水工程及び水タンク貯水工程にあるときの作動状態を示す模式図である。第１０図は第１〜８図の洋風便器設備の作動を説明するタイミングチャートである。第１２図は便器の斜視図である。
【００３４】
なお、第１〜８図では（ａ）図が上記模式図であり、（ｂ）図はタンクの水平断面図である。
【００３５】
陶器製の洋風便器２０における便鉢２３の上部内周にリム２２が設けられている。便鉢２３は、トラップ２４及びサブトラップ２６を介して排水口２７と連通している。このトラップ２４は、ウェア（あふれ面）と称されるトラップ最高位部２４ａから下方に立ち下がってサブトラップ２６に至っている。符号２４ｂはクラウンと称されるあふれ面頂部を示している。符号２５は、トラップ２４とサブトラップ２６との間の排水流路を示している。
【００３６】
このサブトラップ２６は、該排水流路２５の管壁下部の最低位部２６ｂの下側を回り込み、次いで溢出用の最高位部２６ａに到るＵ字状流路よりなる。このサブトラップ２６の該最高位部２６ａの高さは、該最低位部２６ｂよりも若干高位となっている。
【００３７】
ただし、該最低位部２６ｂは、最高位部２６ａよりも若干高位とされてもよい。この場合、サブトラップ２６内に水が溜まっても、水面の高さは最低位部２６ｂより低位となっている。しかし、排水流路２５に後述の通り負圧がかけられ、サブトラップ２６内に多量の水が流れこむと、サブトラップ２６内の水位が該最低位部２６ｂよりも上昇し、サブトラップ２６が封水される。これにより、排水流路２５内と排水口２７側とが封隔される。
【００３８】
この洋風便器２０のリム２２へは、水道本管から供給される水道水が、配管１、水弁２、配管３、エゼクタ４、配管７、水タンク８、配管１１、給水受入部２１を介して供給される。配管３にはバキュームブレーカ３ａが設けられている。エゼクタ４のスロート部には、逆止弁６を有したエゼクタ用配管５が接続されている。逆止弁６は、空気がエゼクタ４に吸い込まれる方向に流れることを許容する。
【００３９】
水タンク８は、この実施の形態では筒軸心方向を鉛直方向とした円筒状であり、配管７は該水タンク８の上部に接線方向に接続されている。このため、配管７から水タンク８内に水が流入すると、水タンク８内に旋回流が形成される。配管１１は、この旋回流の順流方向となるように、水タンク８の下部に対し接線方向に接続された配管を示している。
【００４０】
水タンク８は、便器２０の後背面に対峙するようにして設置されており、水タンク８の大部分は便器２０の給水受入部２１よりも低いレベルに配置されている。配管１１は、上流端が上記の通り水タンク８に接続され、途中部が給水受入部２１と同レベルまで立ち上がり、下流端が給水受入部２１に接続されている。
【００４１】
なお、配管１１は、水タンク８よりも上方まで（ただし、エア弁９よりも下位）立ち上げられてもよい。
【００４２】
水タンク８の頂部にはエア弁９を有した空気の給排用の配管１０が接続されている。
【００４３】
前記エゼクタ用配管５は、開閉弁よりなる大気開放弁１３を介して大気と連通可能とされている。このエゼクタ用配管５の末端がエアタンク１４の底部に接続されている。
【００４４】
エアタンク１４の頂部は、作動室用配管１５、開閉弁よりなる吸引弁１６を介して作動室としての作動タンク３０の第１室３１に接続されている。
【００４５】
この作動タンク３０内は、隔膜３３によって上側の第１室３１と、下側の第２室３２とに分画されている。第２室３２は、配管３４を介して前記排水流路２５に連通されている。なお、配管３４は、実際にはクラウン２４ｂに接続されている。
【００４６】
隔膜３３は、第１室３１内が大気圧となっているときには、第１図のように下方へ膨満した形状となっており、この状態では第１室３１が比較的大容積とされ、第２室３２が比較的小容積とされている。
【００４７】
なお、第１室３１の膨満時の容積は７００〜１４００ｃｍ３程度が好適である。
【００４８】
このように構成された給水装置付き洋風便器設備の洗浄動作について次に工程別に説明する。
【００４９】
なお、この洗浄例では、第１図の通り水タンク８に予め貯水されている。貯水レベルは配管１１の末端と同レベルであり、配管７よりも若干下位である。
【００５０】
［鉢洗浄］
（１） 水量Ｗ１（第２図）
第１図の状態において、水弁２を開く。エア弁１０、大気開放弁１３は開、吸引弁１６は閉とする。これにより、第２図の通り水が配管１，３，７の順に流量Ｗ１にて流れて水タンク８に流入する。エゼクタ４では配管５、大気開放弁１３を介して空気が吸い込まれ、この空気は水と共に水タンク８に流入する。エア弁９が開いているので、空気は配管１０を介して水タンク８外に流出し、水が流量Ｗ１にて配管１１から便器２０へ供給される。通常の便器の場合、このＷ１は１０〜２０Ｌ／ｍｉｎ程度が好適である。
【００５１】
この水は、リム２２から便鉢２３内に流れ落ち、鉢面を洗う。水が便鉢２３内に流入することにより、便鉢２３及びトラップ２４内の水位が若干上昇し、トラップ最高位部２４ａをオーバーフローするように便鉢２３内の汚水が流出する。
【００５２】
なお、水タンク８内では、配管７からの水は水タンク８の内周面に沿って螺旋状に流れ、気液分離が効率よく行われ、空気を含まない水が配管１１から便器２０へ供給される。
【００５３】
（２） 水量Ｗ２への増水（第３図）
第２図の状態において、エア弁９を閉とする。これにより、エゼクタ４から配管７を介して水と共に水タンク８内に流入した空気は、水タンク８内に籠もるようになり、水タンク８内の水は、第３図の通り新たに供給される水量Ｗ１と、エゼクタ４から流入し水タンク８に溜まる空気量Ａ１との合計の水流量Ｗ２＝Ｗ１＋Ａ１にて水タンク８から便器２０へ供給される。
【００５４】
即ち、第２図では水はＷ１の流量にて便器２０に供給されているが、この第３図の状態では、タンク８内の貯留水も流出水に重畳することにより、Ｗ２＝Ｗ１＋Ａ１の大流量にて便器２０へ水が供給される。なお、この結果、便鉢２３内の水位は若干上昇するが、まだサイホンは起動しない。
【００５５】
（３） エアタンク１４での負圧蓄積（第４図）
第３図の状態において、大気開放弁１３を閉とする。これにより、配管５内への大気流入が停止し、エゼクタ４で発生する負圧が配管５を介してエアタンク１４に伝達され、該エアタンク１４内に負圧が次第に沈積される。この間、エアタンク１４内の空気が吸い出され、エゼクタ４に流入するが、この吸入量が徐々に減少するので、水タンク８から配管１１への出水量はＷ２から徐々に減少し、遂には配管１１への出水量はＷ１にまで低下する。
【００５６】
大気開放弁１３を閉としてから所定時間が経過し、エアタンク１４内の負圧がエゼクタ４の発生負圧とほぼ同等となったならば、吸引弁１６を開とし、次のサイホン排出工程に移行する。
【００５７】
［サイホン排出工程（第５図〜第６図）］
（１） サイホン起動
第４図の状態において、第５図の如く吸引弁１６を開とする。これにより、作動タンク３０内の第１室３１内の空気が配管１５を介してエアタンク１４に急速に吸い出され、隔膜３３が上方に移動し、第２室３２の容積が急速に拡大する。この結果、排水流路２５内の空気が配管３４を介して第２室３２に吸い出され、該排水流路２５内が負圧となる。
【００５８】
なお、この間も、水タンク８から水が便器２０に供給される。吸引弁１６を開とした当初は、第１室３１から吸い出された空気がエゼクタ４に流入するので、水タンク８から配管１１への出水量は一時的に略Ｗ２にまで増大するが、この吸い出し空気量が徐々に減少するので配管１１への出水量も次第に減少する。第１室３１内からすべての空気が吸い出されると、配管１１への出水量はＷ１になる。
【００５９】
（２） サイホン保持
この実施の形態では、サイホンの作動時間を長くするために、第６図の通り、エアタンク１４内に負圧が無くなった時点で吸引弁１６を閉、大気開放弁１３を開とする。
【００６０】
これにより、エゼクタ４に大気開放弁１３から配管５を介して大気が流入するので、水タンク８から配管１１への出水量がＷ１からＷ２＝Ｗ１＋Ａ１に増大する。このため、トラップ２４に便鉢２３内に空気が流れ込むことがなく、サイホンが保持される。
【００６１】
やがて、水タンク８内の水位が配管１１の開口レベルまで低下し、水タンク８内の殆どすべての水が流出すると、便鉢２３への給水量が減少し、遂にはトラップ２４に空気が流入してサイホンがブレークする。
【００６２】
そこで、次の覆水工程に移行する。
【００６３】
［覆水（第７図〜第８図）］
上記の通り水タンク８内の水の大半が流出し、水タンク８内の水位が配管１１の開口レベルにまで低下した後、吸引弁１６を開とする。大気開放弁１３は開のままであり、エア弁９は閉のままである。これにより、大気開放弁１３を通った空気が第１室３１とエゼクタ４の双方へ供給される。この結果、第１室３１が元の容積に戻ると共に、水タンク８内に配管７から流量Ｗ１で流入した水が、該配管１１から流量Ｗ１にて便器２０へ供給される。
【００６４】
この状態では、サイホンはブレークしており、第７〜８図の通り便鉢２３内に水が徐々に溜り、覆水が貯留される。なお、第７〜８図でもエゼクタ４は空気を流量Ａ１にて吸い込み続けている。この空気Ａ１は、水タンク８から配管１１を介して水と共に便器２０へ流出する。
【００６５】
［タンク貯水（第９図）］
第８図の通り覆水の水位がトラップ最高位部２４ａにまで達した後、第９図の通りエア弁９を開とする。これにより、エゼクタ４から水タンク８に流入する空気が配管１０を介して流出し、水タンク８から便鉢２０への水の供給が停止する。そして、配管７から流量Ｗ１にて流入する水により水タンク８内に水が徐々に貯留される。水タンク８内の水位が配管１１の末端のレベル（便器２０の給水受入部２１のレベル）にまで達した後、水弁２を閉とする。これにより、第１図に示す待機状態に復帰する。
【００６６】
［効果］
この実施の形態では、上記の通り、水タンク８に水を溜めておき、洗浄初期には流量Ｗ１にて便器２０に給水し、次いで水タンク８内の貯水を流量Ｗ１に重畳させてＷ２＝Ｗ１＋Ａ１の増水状態にて便器２０に給水して便鉢２３内の水位を高めた後、作動タンク３０からトラップ２４に負圧を作用させてトラップ２４内を急激に減圧するので、サイホンを早期に且つ強力に、しかも確実に形成することができる。また、サイホンが起動した後も、水タンク８から大流量Ｗ２にて便鉢２３に給水し、サイホンを長時間に渡って継続させるので、便鉢２３内の汚物を十分に排出することができる。この水タンク８からＷ２にて水を供給している間に、便鉢内の水面付近に浮遊するペーパー等の軽量物も十分に排出される。
【００６７】
また、大流量Ｗ２にて水を便器２０に供給するときでも、このＷ２は新規流入水Ｗ１に水タンク８内の貯留水を重畳させたものであり、水タンク８の容積を徒に大きくするとことなく、十分な流量Ｗ２を所要の時間だけ継続させることができる。従って、水タンク８としては、１〜４Ｌ程度の小容積のもので足りるようになり、便器設備が、ロータンク型便器設備に比べて小型でコンパクトなものとなる。
【００６８】
また、配管１からの水を水タンク８に貯水するので、水道配管の管径が小さい場合や、水道元圧が低い場合でも、便器２０を十分に洗浄することができる。
【００６９】
この実施の形態では、エアタンク１４内の負圧を作動タンク３０の第１室３１に伝達し、この第１室３１とは隔膜３３で隔絶された第２室３２をトラップ２４の排水流路２５に連通させており、トラップ２４内の臭気を含んだ空気や汚水の飛沫などがエアタンク１４側へ流れ込むことがなく、衛生的である。
【００７０】
また、この実施の形態では、エアタンク１４の底部に配管１２を接続しているので、エアタンク１４内の結露水などをエゼクタ４へ吸い出すことができる。このため、エアタンク１４内でカビなどが繁殖することを防止することができる。
【００７１】
この実施の形態では、第１２図に示すように、水タンク８、エアタンク１４、作動タンク３０、各弁２，９，１３，１６を備えたバルブユニット４０及び各配管が便器の後背部に配置されており、便器２０を含めた設備の高さが、ロータンク型便器設備に比べて低いものとなる。符号４１は各機器を支持するフレームであり、このフレームに囲み用パネル（図示略）が取り付けられる。
【００７２】
［別態様］
上記実施の形態では、覆水工程にひき続いてタンク貯水工程を行って第１図の待機状態としている。即ち、第１図の待機状態では水タンク８に水が貯水されている。
【００７３】
これに対し、本発明では、覆水工程にて洗浄動作を終了し、水タンク８を略空のままとして待機状態に入ってもよい。即ち、覆水工程が終了すると、水弁２を閉とし、洗浄動作を終了とし、待機状態に移行する。これにより、待機状態では水タンク８はほぼ空となっている。
【００７４】
この場合、便器洗浄の開始当初にまず水タンク８に水を貯水し、それから第１図〜第１０図の実施の形態における鉢洗浄（洗浄初期）〜覆水までの各工程を実行する。
【００７５】
便器洗浄開始当初に水タンク８への貯水を行うには、水弁２、エア弁９及び大気開放弁１３を開とすればよい。これにより、水タンク８内に水が流量Ｗ１にて貯水される。エゼクタ４からの空気は配管１０を介して排出される。
【００７６】
このタンク貯水工程にひき続いて鉢洗浄工程（洗浄初期）を実行する。なお、この場合、水タンク８内の水位が配管１１の末端レベルまで達すると、自ずと水タンク８から配管１１を介して水が便器２０へオーバーフロー状に流出し、鉢洗浄が開始することになる。
【００７７】
便器洗浄に先立って、タンク貯水工程を開始するタイミングは、便器使用者が便器洗浄スイッチを操作したときとしてもよく、トイレルームへの人体の入室が検知されたときとしてもよく、便器への人体の近接や着座を検知したときとしてもよい。
【００７８】
［別の実施の形態］
上記実施の形態では大気開放弁１３をエゼクタ用配管５に設けているが、第１１図のように作動室用配管１５に設けてもよい。また、エア弁９の水タンク８と反対側を直ちに大気に開放する代りに、第１１図のようにエゼクタ用配管５に接続してもよい。図示はしないが、エア弁９の水タンク８と反対側をエアタンク１４に接続してもよい。
【００７９】
この第１１図の実施の形態でも、各弁２，９，１３，１６の開閉のタイミングは上記実施の形態と同一である。
【００８０】
この第１１図の実施の形態は、上記実施の形態に比べてさらに次の利点を有する。
(i) エア弁９を開としたときに、エア弁９に吸気音が発生することがある。この吸気音（騒音）は、配管１２、エアタンク１４、配管１５、大気開放弁１３を介して大気中に伝わるが、エアタンク１４がマフラー（消音器）として機能するので、この騒音が低減される。
【００８１】
(ii) 大気開放弁１３を開としてエゼクタ４に通水し、大気開放弁１３から空気が吸い込まれている場合、該大気開放弁１３から吸い込まれた空気がエアタンク１４内を連続して通過する。このため、エアタンク１４内に溜った水が十分にエゼクタ４に吸い出される。
【００８２】
(iii) 配管１０がエア弁９を介して配管５に接続されている。このため、配管１０から水タンク８内の湿気や細かい水滴が流出しても、配管５を介してエゼクタ４側へ戻される。従って、水タンク８からの湿気や水分の放出が防止される。
【００８３】
(iv) 大気開放弁１３が作動タンク３０に近接して配置されている。従って、大気開放弁１３及び吸引弁１６を開としたときに、大気が作動タンク３０の第１室３１に速やかに流入し、隔膜３３が元の膨満形状に速やかに復帰する。
【００８４】
［さらに他の形態］
上記実施の形態では便器２０が陶器によってトラップ２４及びサブトラップ２６を含めて一体的に構成されているが、第１３図の便器のように、便鉢２３及びリム２２と、トラップ２４の１次側（最高位部２４ａよりも便鉢２３側）とで便器本体２０Ａを構成し、トラップ２次側（最高位部２４ａよりも後方側）を別体の便器後半体２０Ｂとし、便器本体２０Ａと後半体２０Ｂとがフランジ結合などによって水密的に連結される構成としてもよい。後半体２０Ｂは陶器製であってもよく、合成樹脂製であってもよい。
【００８５】
この場合、後半体２０Ｂと、水弁２、エゼクタ４、水タンク８、エアタンク１４、作動タンク３０、各弁２，６，９，１３，１６及び各配管等を一まとめのユニット（便器洗浄ユニット）として便器本体２０Ａと別売りするようにしてもよい。
【００８６】
もちろん、本発明では、水弁２、エゼクタ４、水タンク８、エアタンク１４、作動タンク３０、各弁２，６，９，１３，１６及び各配管等を便器用給水装置として、便器２０とは別個に販売するようにしてもよい。
【００８７】
本発明では、水タンク８は逆円錐形などテーパを有するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】実施の形態を示す系統図である。
【図２】実施の形態を示す系統図である。
【図３】実施の形態を示す系統図である。
【図４】実施の形態を示す系統図である。
【図５】実施の形態を示す系統図である。
【図６】実施の形態を示す系統図である。
【図７】実施の形態を示す系統図である。
【図８】実施の形態を示す系統図である。
【図９】実施の形態を示す系統図である。
【図１０】実施の形態を説明するタイミングチャートである。
【図１１】別の実施の形態を説明する系統図である。
【図１２】便器の後方からの斜視図である。
【図１３】さらに別の実施の形態を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
２ 水弁
４ エゼクタ
５ エゼクタ用配管
８ 水タンク
９ エア弁
１３ 大気開放弁
１４ エアタンク
１５ 作動室用配管
１６ 吸引弁
２０ 便器
２３ 便鉢
２４ トラップ
２５ 排水流路
２６ サブトラップ
３０ 作動タンク
３１ 第１室
３２ 第２室
３３ 隔膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
便器に洗浄水を供給するための給水装置において、
水の供給制御用の水弁と、
該水弁からの水が通過すると共に、発生する負圧によって空気を吸い込むように構成されたエゼクタと、
該エゼクタからの水が導入される水タンクと、
該水タンク内の上部と大気との連通及び遮断を切り替えるエア弁と、
該水タンクの下部に接続され、該水タンクの上部又はそれ以上の高さにまで立ち上がる水流出用配管と、
該エゼクタによって内部から空気が吸い出されるエアタンクと、
該エアタンク内の負圧によって便器のトラップから空気を吸い出すように該エアタンクとトラップとの連通及び遮断の切替を行う切替手段と
を備えてなる給水装置。
【請求項２】
請求項１において、内部が可動仕切体により第１室と第２室とに区画された作動室を備えており、
前記切替手段は、該第１室内と前記エアタンク内との連通及び遮断の切替を行うよう構成されており、
該第２室内と前記便器のトラップとが連通していることを特徴とする給水装置。
【請求項３】
請求項２において、前記エアタンクは、作動室の該第１室に対し、作動室用配管と、前記切替手段としての開閉弁とを介して接続されており、
該エアタンクは、前記エゼクタにエゼクタ用配管を介して接続されており、
該作動室用配管、該エゼクタ用配管又は該エアタンクに大気開放弁が設けられていることを特徴とする給水装置。
【請求項４】
請求項３において、大気開放弁は前記作動室用配管に接続されていることを特徴とする給水装置。
【請求項５】
請求項４において、前記エア弁の前記水タンクと反対側が前記エゼクタ用配管又はエアタンクに接続されていることを特徴とする給水装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記エアタンクの底部から空気が前記エゼクタに吸い出されるよう構成されていることを特徴とする給水装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、前記水タンクは、水平断面が円形であり、前記エゼクタからの水が該水タンクに接線方向に導入されることにより水が水タンク内を旋回し、前記水流出用配管が該旋回方向に対し順方向の接線方向となるように該水タンクに接続されていることを特徴とする給水装置。
【請求項８】
便鉢と、該便鉢に便鉢洗浄水を供給するための給水装置と、該便鉢の下部に連なるトラップとを有する便器において、
該給水装置が請求項１ないし７のいずれか１項に記載の給水装置であり、
前記水流出用配管から水が該便鉢に供給され、
前記エアタンクの負圧によってトラップから空気が吸い出されるよう構成されていることを特徴とする便器。
【請求項９】
請求項８において、前記給水装置は、該便器の背面の後方に配置されていることを特徴とする便器。
【請求項１０】
請求項８又は９において、水タンクの容積が１〜４Ｌであることを特徴とする便器。
【請求項１１】
請求項８ないし１０のいずれか１項において、前記水流出用配管から水が便鉢の上部のリムに供給されることを特徴とする便器。
【請求項１２】
請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の便器を、前記給水装置によって洗浄する方法であって、
洗浄初期にあっては、前記エア弁を開とし、エゼクタで吸い込んだ空気を該エア弁を介して水タンク外に流出させることにより前記水弁の通過水量と等量の水を前記便鉢に供給し、且つ前記エアタンク内とトラップとを遮断しておき、
その後、該エア弁を閉とし、水弁の通過水量とエゼクタによって吸い込まれ該水タンク内に溜まる空気量との合計の流量にて水を該便鉢に供給すると共に、前記エアタンクとトラップとを連通させ、該エアタンク内の負圧によってトラップから空気を吸い出すことを特徴とする便器の洗浄方法。
【請求項１】
便器に洗浄水を供給するための給水装置において、
水の供給制御用の水弁と、
該水弁からの水が通過すると共に、発生する負圧によって空気を吸い込むように構成されたエゼクタと、
該エゼクタからの水が導入される水タンクと、
該水タンク内の上部と大気との連通及び遮断を切り替えるエア弁と、
該水タンクの下部に接続され、該水タンクの上部又はそれ以上の高さにまで立ち上がる水流出用配管と、
該エゼクタによって内部から空気が吸い出されるエアタンクと、
該エアタンク内の負圧によって便器のトラップから空気を吸い出すように該エアタンクとトラップとの連通及び遮断の切替を行う切替手段と
を備えてなる給水装置。
【請求項２】
請求項１において、内部が可動仕切体により第１室と第２室とに区画された作動室を備えており、
前記切替手段は、該第１室内と前記エアタンク内との連通及び遮断の切替を行うよう構成されており、
該第２室内と前記便器のトラップとが連通していることを特徴とする給水装置。
【請求項３】
請求項２において、前記エアタンクは、作動室の該第１室に対し、作動室用配管と、前記切替手段としての開閉弁とを介して接続されており、
該エアタンクは、前記エゼクタにエゼクタ用配管を介して接続されており、
該作動室用配管、該エゼクタ用配管又は該エアタンクに大気開放弁が設けられていることを特徴とする給水装置。
【請求項４】
請求項３において、大気開放弁は前記作動室用配管に接続されていることを特徴とする給水装置。
【請求項５】
請求項４において、前記エア弁の前記水タンクと反対側が前記エゼクタ用配管又はエアタンクに接続されていることを特徴とする給水装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記エアタンクの底部から空気が前記エゼクタに吸い出されるよう構成されていることを特徴とする給水装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、前記水タンクは、水平断面が円形であり、前記エゼクタからの水が該水タンクに接線方向に導入されることにより水が水タンク内を旋回し、前記水流出用配管が該旋回方向に対し順方向の接線方向となるように該水タンクに接続されていることを特徴とする給水装置。
【請求項８】
便鉢と、該便鉢に便鉢洗浄水を供給するための給水装置と、該便鉢の下部に連なるトラップとを有する便器において、
該給水装置が請求項１ないし７のいずれか１項に記載の給水装置であり、
前記水流出用配管から水が該便鉢に供給され、
前記エアタンクの負圧によってトラップから空気が吸い出されるよう構成されていることを特徴とする便器。
【請求項９】
請求項８において、前記給水装置は、該便器の背面の後方に配置されていることを特徴とする便器。
【請求項１０】
請求項８又は９において、水タンクの容積が１〜４Ｌであることを特徴とする便器。
【請求項１１】
請求項８ないし１０のいずれか１項において、前記水流出用配管から水が便鉢の上部のリムに供給されることを特徴とする便器。
【請求項１２】
請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の便器を、前記給水装置によって洗浄する方法であって、
洗浄初期にあっては、前記エア弁を開とし、エゼクタで吸い込んだ空気を該エア弁を介して水タンク外に流出させることにより前記水弁の通過水量と等量の水を前記便鉢に供給し、且つ前記エアタンク内とトラップとを遮断しておき、
その後、該エア弁を閉とし、水弁の通過水量とエゼクタによって吸い込まれ該水タンク内に溜まる空気量との合計の流量にて水を該便鉢に供給すると共に、前記エアタンクとトラップとを連通させ、該エアタンク内の負圧によってトラップから空気を吸い出すことを特徴とする便器の洗浄方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−２５５０６８（Ｐ２００７−２５５０６８Ａ）
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−８１１０３（Ｐ２００６−８１１０３）
【出願日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【Ｆターム（参考）】
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