(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
便器の洗浄水を貯める自動給水機能付の水タンクと、冷凍サイクルを構成する圧縮機と凝縮器と蒸発器を有する空調装置と、前記凝縮器と熱交換する熱交換手段と、ポンプと、前記ポンプの吸引側と吐出側にそれぞれ備えた二方切替弁と、局部洗浄ノズルを有する局部洗浄装置と、制御手段とを備え、前記水タンク下部から前記吸引側の二方切替弁と前記ポンプと前記吐出側の二方切替弁と前記熱交換手段を経て前記タンク上部に洗浄水を循環する循環水回路を構成し、前記局部洗浄装置は水道管に通じる配管から前記吸引側の二方切替弁と前記ポンプと前記吐出側の二方切替弁を経て局部洗浄ノズルに接続した構成とし、前記制御手段は空調装置運転時には前記ポンプを始動して前記吸引側と吐出側の二方切替弁を循環水回路側に切替えて循環水回路に洗浄水を循環し、局部洗浄使用時には前記吸引側と吐出側の二方切替弁を局部洗浄装置側に切替え前記局部洗浄ノズルから洗浄水を噴出するトイレ装置。
【請求項２】
局部洗浄ノズルから噴出する洗浄水を温める加熱ヒータを備えた請求項１に記載のトイレ装置。
【請求項３】
熱交換手段と凝縮器を二重管式熱交換器またはプレート積層式熱交換器で構成してなる請求項１または２に記載のトイレ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、便器に水を勢いよく流して洗う水洗トイレに、トイレ室等を冷房または暖房する空調装置を備えたトイレ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水洗トイレ装置に設けた空気調和機は、図３に示すような構成であった。すなわち、冷凍サイクルを構成する圧縮機３１、凝縮器３２、蒸発器３３等を有する空調装置は凝縮器３２を、トイレ室３４の角に跨って壁に設け、かつ便器３５を洗う水を貯めている水タンク３６（ロータンク）に水没させ、圧縮機３１、蒸発器３３、送風ファン３７等は一つのケース３８に納めてトイレ室３４の壁に設置した構成である。
【０００３】
そして、圧縮機３１の運転により冷媒を凝縮器３２、蒸発器３３、圧縮機３１と循環させ、トイレ室３４の空気を送風ファン３７により蒸発器３３で熱交換させて吹出し口３９よりトイレ室３４に冷風を送り空調するとともに、凝縮器３２の凝縮熱は水タンク３６の水に放熱してトイレ室３４には放出しないように構成している。
【０００４】
また、水タンク３６には前記凝縮熱で加熱された温水を便器３５に導くための通路４０に電磁弁４１を設け、水タンク３６の水温を検知する温度検知器４２の検出信号に基づき前記電磁弁４１の開閉頻度を多くまたは少なく制御する構成であった。図中、４３は便座である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のトイレ用空気調和機では、凝縮器３２を水タンク３６内に水没させているため、メンテナンスが困難になるとともに、圧縮機３１、蒸発器３３、送風ファン３７等はケース３８内に設けて壁に、凝縮器３２を水タンク３６に別々に取付ける、装置全体としてまとまりがなく、かつトイレ室３４への設置工事にも手間がかかり、更にトイレ室３４の有効スペースを狭くしていた。
【０００６】
また、空調運転時に水タンク３６の水は、電磁弁４１が温度検知器４２の検出信号に基づき開成され通路４０を経て便器３５へ流出するまで、凝縮熱で加熱され水タンク３６内で自然対流するだけなので比較的に速く温度上昇していき、かつ水タンク３６内に上下の温度分布が生じ、凝縮器３２の放熱作用が短時間に低下して冷却能力の低下する恐れと、水タンク３６内の水が通路４０を通じて排水され不経済であった。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、洗浄水の節水と装置全体のコンパクト化および凝縮器の効率的な放熱を行えるようにしたトイレ装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、便器の洗浄水を貯める自動給水機能付の水タンクと、冷凍サイクルを構成する圧縮機と凝縮器と蒸発器を有する空調装置と、前記凝縮器と熱交換する熱交換手段と、ポンプと、前記ポンプの吸引側と吐出側にそれぞれ備えた二方切替弁と、局部洗浄ノズルを有する局部洗浄装置と、制御手段とを備え、前記水タンク下部から前記吸引側の二方切替弁と前記ポンプと前記吐出側の二方切替弁と前記熱交換手段を経て前記タンク上部に洗浄水を循環する循環水回路を構成し、前記局部洗浄装置は水道管に通じる配管から前記吸引側の二方切替弁と前記ポンプと前記吐出側の二方切替弁を経て局部洗浄ノズルに接続した構成とし、前記制御手段は空調装置運転時には前記ポンプを始動して前記吸引側と吐出側の二方切替弁を循環水回路側に切替えて循環水回路に洗浄水を循環し、局部洗浄使用時には前記吸引側と吐出側の二方切替弁を局部洗浄装置側に切替え前記局部洗浄ノズルから洗浄水を噴出するトイレ装置である。
【０００９】
上記手段によれば、制御手段による空調装置の運転により始動したポンプは、水タンク内の水を循環水回路に循環させて水タンク内の水温分布が平均化されて均一化し、凝縮器は熱交換手段と前記均一化して循環する安定した温度の水により効率的に熱交換するとともに、水を循環させて再使用する節水作用も有する。
【００１０】
また、制御手段による空調装置の運転により始動したポンプは、常に水タンクの下部における温度の低い水から吸引して熱交換手段へ送り、凝縮器と熱交換して温度上昇した水を水タンクの上部へと送る循環流を起こし、全体として常に温度の低い水に凝縮器の放熱をさせる作用を有する。
【００１１】
また、局部洗浄装置のポンプと熱交換手段の循環水回路のポンプとを共有することにより、装置の部品点数の削減とコンパクト化に繋げる作用を有する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、局部洗浄ノズルから噴出する洗浄水を温める加熱ヒータを備えた請求項1にトイレ装置である。
【００１３】
上記手段によれば、加熱ヒータで温められた温水を局部洗浄ノズルから噴射して局部を洗浄する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、上記熱交換手段と凝縮器を二重管式熱換器またはプレート積層式熱交換器で構成してなる水洗トイレ装置の空調装置である。
【００１５】
上記手段によれば、循環水回路の熱交換手段と凝縮器は、二重管式熱交換器またはプレート積層式熱交換器で構成することにより、効率の高い熱交換作用と小型化によるコンパクト化に繋げる作用を有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態におけるトイレ装置につき、図面に従い説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施形態におけるトイレ装置の正面要部を切り欠いて示す構成図で、図２はトイレ装置の正面要部を切り欠いて示す概略斜視図である。トイレ室１を冷房する空調装置は、冷凍サイクルを構成する圧縮機２、凝縮器３、減圧器４、フィンチューブ式熱交換器の蒸発器５等を有し、更にトイレ室１の空気を循環させて蒸発器５と熱交換させる送風ファン６、この送風ファン６、圧縮機２に配線して冷房運転を制御するマイクロコンピュータ等を主体とする制御手段７を付加している。
【００１８】
このような空調装置は、便器８に水を流して洗う洗浄水を、満水面９まで貯めている浮き１０式の自動給水弁１１を有する縦に細長い扁平型の水タンク１２（ロータンク）の下部および上部に接続して循環水回路１３を形成し、かつ凝縮器３と熱交換可能に結合した熱交換手段１４と、前記循環水回路１３に設け、洗浄水を循環させるポンプ１５と、圧縮機２、凝縮器３、蒸発器５、送風ファン６等を前記水タンク１２の外側面脇に、制御手段７の基板を前記水タンク１２の下部前面に近接させてそれぞれ設け、これら有機的に組合せコンパクトに配置した水タンク１２と空調装置の各構成要素を一つの扁平型のケース１６にて覆い、更に便器８に設けた便座１７の後部に一体に直立させて設け、便器８の後端部に取付けている。
【００１９】
前記凝縮器３と熱交換手段１４は、熱交換率が高く、かつ小型化が可能な二重管式熱交換器、または複数枚の板材を積層して板材間に洗浄水の流れる流路と冷凍サイクルの冷媒が流れる流路を形成したプレート積層式熱交換器を使用し、この例では水の通る外管１４ａと冷凍サイクルの冷媒が通る内管３ａから成る二重管式熱交換器を使用している。
【００２０】
前記ポンプ１５は、前記循環水回路１３の満水面９より低位置での水タンク１２の下部と熱交換手段１４の外管１４ａの下部に、それぞれ二方切替弁１８、１９を介して接続し、水タンク１２の下部から水を吸引し熱交換手段１４を経て水タンク１２の上部への順で水を循環水回路１３に循環させる。このようなポンプ１５と二方切替弁１８、１９は、制御手段７に接続され、空調装置運転の操作に基づく信号を受けた制御手段７からの指示でポンプ１５が始動し、二方切替弁１８、１９は循環水回路１３側に切替り、前記運転の停止でポンプ１５が停止する。
【００２１】
局部洗浄装置２０は、局部に温水を噴射する局部洗浄ノズル２１と、前記局部洗浄ノズル２１に洗浄用の温水を送る前記ポンプ１５と、このポンプ１５により局部洗浄ノズル２１から噴出する洗浄水を温める電気等の加熱ヒータ２２等を有し、前記ケース１６の前面下部に便座１７と一体に横長に配置されている。もちろん、ケース１６で前記空調装置、水タンク１２等と一緒にカバーしてもよいものである。また、局部洗浄装置２０は上記したように部品点数の削減とコンパクト化のため、循環水回路１３のポンプ１５を共用しているので、ポンプ１５の吸引側における二方切替弁１９の一方の通路を局部洗浄装置２０の水道管に通じる配管２３に、ポンプ１５の吐出側における二方切替弁１８の一方の通路を局部洗浄ノズル２１にそれぞれ接続している。
【００２２】
上記したように循環水回路１３のポンプ１５は、空調装置の運転時と、局部洗浄装置２０の使用時との両方で使用するため制御手段７では、局部洗浄装置２０の使用操作の信号を受けると、先に指示を受けている空調装置の運転を一時中断する指示信号を出し、優先させた局部洗浄装置２０の使用操作の信号に基づき、循環水回路１３側より二方切替弁１８、１９を局部洗浄装置２０側に切替え、そしてポンプ１５を始動し、加熱ヒータ２２で温めた洗浄温水を局部洗浄ノズル２１から噴出させ、局部洗浄の終了の信号を受けると再び二方切替弁１８、１９、ポンプ１５を元の空調装置の運転状態時に戻すように制御するもので、前記した制御流れを格納しているプログラムを実行して行うものである。前記した空調装置の運転の一時中断は、局部洗浄装置２０の使用時間が短いことを考慮し、圧縮
機２の運転は停止して冷媒の循環を止めるが、送風ファン６はそのまま動かし、これまでに蓄冷している熱を有効に使用する形態にしている。
【００２３】
２４は一例として、ケース１６の側面下部に設けた吸気口で、２５はケース１６の前面上部における左右両端に設けた吹出し口で、便座１７に腰掛けた大人の使用者の首筋あたりに空調空気を吹出すようにしてある。また、前記吸気口２４から吹出し口２５に至る流通経路の最適位置に脱臭装置（図示せず）を付加しているものである。２６は便座１７に開閉自在に設けた弁座蓋で、前記便座１７には暖房用の加熱ヒータ（図示せず）を設けている。
【００２４】
２７は送風ファン６の送風ガイドで、吹出し口２５に通じる。２８は水タンク１２から一度に多量の洗浄水を便器８に流して汚物の排出および便器８を洗うため、洗浄水の通る排水路で、制御手段７からの便器洗浄の操作信号に基づき開閉する止水弁２９を設けている。従って、前記排水路２８より多量の洗浄水が流れた水タンク１２は、満水面９より水位が一定値下がると浮き１０により作動した自動給水弁１１より水道水が満水面９まで補給され、以降この動作が繰り返される。図中の矢印は、空気と水と冷媒の流れを示す。
【００２５】
上記実施の形態において、トイレ室１に入る前、または入ってからスイッチ等で空調装置の運転操作をすると制御手段７は制御を開始する。すなわち、圧縮機２、凝縮器３、減圧器４、蒸発器５、圧縮機２の順に冷媒が循環するとともに、空調装置運転の指示信号を受けた制御手段７によりポンプ１５が始動し、二方切替弁１８、１９が循環水回路１３側に切替えられ、水タンク１２内の底における水温の低い水がポンプ１５に吸引されて熱交換手段１４に流れ、そして水タンク１２の上部である満水面９に戻る循環水回路１３を循環して熱交換手段１６内に水の流れが常に生じるとともに、水タンク１２内の洗浄水も循環水流作用の経過で水温分布が平均化され均一に推移する。
【００２６】
従って、凝縮器３は常に循環する水タンク１２の下部における温度の低い水に積極的に凝縮熱を放熱し熱交換手段１６との間で熱交換作用を行えるとともに、時間が経っても上記した水温分布の均一化した洗浄水により安定した放熱を維持する。
【００２７】
一方、送風ファン６の回転によりトイレ室１の空気が吸気口２４からケース１６内に吸引されるとともに、脱臭装置を通過して脱臭され、かつ蒸発器５で冷却されて吹出し口２５から冷風が吹出し、便座１７に腰掛けた用便中の使用者の首筋付近およびトイレ室１を空調する。
【００２８】
そして、用便後は局部洗浄装置２０の運転をスイッチで操作し、この指示信号を受けた制御手段７は、これまでの空調装置運転の指示信号に優先して一時的に空調装置の運転を停止し（前記の空調装置の運転停止とは、圧縮機２を含む全ての空調機能を停止してもよいし、圧縮機２の再起動待ちを防ぐために、圧縮機２のみの運転を継続したまま、圧縮機２以外の機能を停止してもよい）、二方切替弁１８、１９を循環水回路１３側より局部洗浄装置２０側に切替える。そして、ポンプ１５の始動により加熱ヒータ２２で温められた温水を局部洗浄ノズル２１から噴射して局部を洗浄する。その後は、局部洗浄の終了の指示信号を受けた制御手段７は、一時中断している空調装置の運転に戻ることを判断し、再び空調装置の運転制御を行うのである。
【００２９】
一方、汚物の排出および便器８を洗うスイッチの操作信号を受けた制御手段７は、止水弁２９を開き、水タンク１２からは多量の洗浄水が一度に排水路２８を通って便器８に流れ汚物が排出され、便器８が洗われる。水タンク１２から多量の洗浄水が便器８に流れ終わると、制御手段７は止水手段１６を閉じる。もちろん、水タンク１２には、満水面９より所定位置まで水位が低下すると浮き１０付の自動給水弁１１が開いて水道管より新しい水が満水面９まで補給され給水を停止し、以降前記動作が繰り返されるものである。
【００３０】
以上のように本実施の形態では、制御手段７による空調装置の運転により始動したポンプ１５は、水タンク１２内の洗浄水を循環水回路１３に循環させるので、水タンク１２内の水温分布が均一化し、凝縮器３は熱交換手段１４との間で前記均一化して常に循環する安定した温度の水により効率的に熱交換できるとともに、空調装置の能力低下を防止でき、更に水を循環させて再使用するので、節水効果も得られる。
【００３１】
また、空調装置および熱交換手段１６とポンプ１５とは、水タンク１２の外側部脇に、制御手段７は水タンク１２の前面に近接してそれぞれ配置し、そしてこれら有機的に組合せ配置した水タンク１２と空調装置の各構成要素を一つの扁平型のケース１６で覆い便座１７の後部に一体に直立させて設け、便器８の後端部に取付けているので、装置全体のコンパクト化を図ることができるとともに、トイレ室１の有効スペースを確保でき、かつ電源、配管を含めた現場、すなわち一般的に広いスペースの確保が困難なトイレ室１での設置工事を従来のものより遥かに容易に可能になる。
【００３２】
また本実施の形態では、ポンプ１５は吸引側を水タンク１２の下部に二方切替弁１９を介して、吐出側を熱交換手段１６に二方切替弁１８を介してそれぞれ接続し、更に熱交換手段１６を水タンク１２の上部へ連通させて循環水回路１３を形成し、水タンク１２の下部から熱交換手段を経て水タンク１２の上部への順で水を循環させているので、制御手段７による空調装置の運転により始動したポンプ１５は、常に水タンク１２の下部の温度の低い水から吸引して熱交換手段１４へ送り、凝縮器３と熱交換して温度上昇した水を水タンク１２の上部へと送る循環流を起こし、全体として常に温度の低い水に凝縮器３の放熱をさせ高い効率の放熱ができ、凝縮器の能力の低下を防止できる。
【００３３】
また本実施の形態では、ポンプ１５が水タンク１２の満水面９より低位置に配置しているので、常に始動のための呼び水があって常に始動を容易にさせることができる。
【００３４】
また本実施の形態では、ポンプ１５は吸引側を水タンク１２の下部および局部洗浄装置２０の配管２３に二方切替弁１９を介して接続し、吐出側を熱交換手段１６および局部洗浄ノズル２１に二方切替弁１８を介して接続し、かつ制御手段７により局部洗浄装置２０側と空調装置の循環水回路１３側とに切替えてポンプ１５を共有できるようにしているので、装置の部品点数の削減とコンパクト化を図ることができる。
【００３５】
また本実施の形態では、熱交換手段１４と凝縮器３を内管３ａと外管１４ａから成る二重管式熱交換器、または複数枚の板材を積層して板材間に洗浄水の流れる流路と冷凍サイクルの冷媒が流れる流路を形成したプレート積層式熱交換器で構成することができるので、効率の高い熱交換と小型化によるコンパクト化を図ることができる。
【００３６】
なお、上記実施の形態では、局部洗浄装置２０を使用した時、空調装置の運転の一時中断で、冷媒の冷凍サイクルでの循環を停止し、送風ファン６は動かしたが、空調装置の全てを動作させ熱交換手段１４による凝縮器３に対する熱交換作用のみを停止するようにしても良い。
【００３７】
また上記実施の形態では、空調装置として周知の冷凍サイクル方式を用いたが、ペルチェー効果方式の電子冷却素子を用いても良く、その場合は凝縮器３に代えて電子冷却素子の放熱側を熱交換手段１４内の水に接触させるものである。また、上記実施の形態で空調装置は、トイレ室１を冷房する形態にしているが、ヒートポンプ式冷凍サイクルでの冷媒の循環を冷房時と逆にして暖房を行うことも可能である。更に、上記実施の形態では一例として空調装置の吸気口をケース１６の側面に設けたが、これに限定されるものではなく、ケース１６の便座等への取付け時に生じるケース１６との各所隙間の吸気口、臭いの発生源から臭気の全てを吸い込むため、便器８の弁鉢に向けて開口した吸気口であってもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明した実施の形態から明らかなように本発明は、洗浄水の節水と装置全体のコンパクト化および凝縮器の効率的な放熱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１におけるトイレ装置の正面要部を切り欠いて示す構成図
【図２】  同装置の正面要部を切り欠いて示す概略斜視図
【図３】  従来の技術における水洗トイレ用空気調和機の設置状態を含む斜視図
【符号の説明】
２  圧縮機
３  凝縮器
５  蒸発器
７  制御手段
８  便器
９  満水面
１２  水タンク
１３  循環水回路
１４  熱交換手段
１５  ポンプ
１６  ケース
１７  便座
２０  局部洗浄装置
２１  局部洗浄ノズル
２２  加熱ヒータ
【図１】
0003903792.tif 000002
【図２】
0003903792.tif 000003
【図３】
0003903792.tif 000004