(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トイレの洗浄水タンクに給水する給水装置であって、
中水を溜める中水タンクと、
前記洗浄水タンクに上水又は中水を流す第１の管路と、
前記中水タンクに連結され、該中水タンクから前記中水を流す第２の管路と、
前記上水を流す第３の管路と、
前記第１の管路、前記第２の管路及び前記第３の管路に接続され、前記第２の管路から前記中水又は前記第３の管路から前記上水を、切換えにより前記第１の管路に流す切換弁と、
前記第１の管路に設置されて前記洗浄水タンクへの給水を検出する水量センサと、
前記中水の給水時、前記洗浄水タンク側に前記中水を圧送するポンプと、
前記水量センサの検出出力により前記洗浄水タンク側の排水開始を検出して前記上水の供給を開始するとともに前記水量センサで所定量の上水の給水量を検出した後、前記中水側に前記切換弁を切り換え、前記ポンプを動作させて前記中水を供給し、前記水量センサで所定量の中水の給水量を検出した後、前記上水側に前記切換弁を切り換え、前記洗浄水タンクに所定量の給水をする制御手段と、
を備えたことを特徴とする給水装置。
【請求項２】
前記中水タンクは、浴槽、又は雨水等を溜めるタンクであることを特徴とする、請求項１記載の給水装置。
【請求項３】
前記中水又は前記上水の給水状態を表示する表示手段を備え、前記切換弁の切換えに対応して前記中水の供給又は前記上水の供給を表示することを特徴とする、請求項１記載の給水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水洗トイレの洗浄水に浴槽水等を利用する給水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水洗トイレでは、通常、飲料水と同様の上水が使用されており、排泄物の便器外への排出と便器洗浄とを同時に行うことから、１回の処理に１０リットル程度の水が必要である。そのため、かかる用途からすると、水道等の上水の使用には経済的な問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特開平９−２７９６４０号「浴槽水を用いた中水道水源取水装置」、特開平９−２６８６０６号「用水回収装置」等、水洗トイレには生活排水の再利用等が提案されている。この提案は、上水を節水する観点からは有効であるが、水道の給水に比較して設備が大掛かりとなる等の欠点がある。
【０００４】
そこで、本発明は、水洗トイレに浴槽水等の中水を利用することにより、上水の節水を図った給水装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の給水装置は、既設の水洗トイレの洗浄水タンク（２）に併設し、浴槽水等の中水（Ｗｒ）を洗浄水に利用するため、洗浄水タンク側への給水を、中水（Ｗｒ）か上水源からの上水（Ｗｎ）かを選択的に切り換える切換弁（４６）、前記洗浄水タンクからの排水モードを検出し、前記中水又は前記上水を選択的に切り換え、前記洗浄水タンクに給水する制御手段（図３の給水制御装置、制御装置本体５０、リモコン装置５２）等を備えて、水道水等の上水の節水化を実現したものである。
【００１５】
請求項１に係る本発明の給水装置は、トイレの洗浄水タンクに給水する給水装置であって、中水を溜める中水タンクと、前記洗浄水タンクに上水又は中水を流す第１の管路と、前記中水タンクに連結され、該中水タンクから前記中水を流す第２の管路と、前記上水を流す第３の管路と、前記第１の管路、前記第２の管路及び前記第３の管路に接続され、前記第２の管路から前記中水又は前記第３の管路から前記上水を、切換えにより前記第１の管路に流す切換弁と、前記第１の管路に設置されて前記洗浄水タンクへの給水を検出する水量センサと、前記中水の給水時、前記洗浄水タンク側に前記中水を圧送するポンプと、前記水量センサの検出出力により前記洗浄水タンク側の排水開始を検出して前記上水の供給を開始するとともに前記水量センサで所定量の上水の給水量を検出した後、前記中水側に前記切換弁を切り換え、前記ポンプを動作させて前記中水を供給し、前記水量センサで所定量の中水の給水量を検出した後、前記上水側に前記切換弁を切り換え、前記洗浄水タンクに所定量の給水をする制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
即ち、トイレには洗浄水タンクが設置されており、この洗浄水タンクに供給すべき中水を溜める中水タンクを設置する。上水は水道水等から供給される。中水タンク及び上水源と洗浄水タンクとの間の管路に切換弁を設置し、この切換えにより選択的に洗浄水タンクに中水又は上水が供給される。洗浄水タンク側の排水開始は、水量センサの検出出力によって検出され、また、水量センサは洗浄水タンクへの給水量を検出する。
【００１７】
そこで、トイレ側で洗浄水タンクから便器に水が流されると、それに応動して水量センサの検出出力には排水開始を示す出力変化が現れる。この検出出力は、制御手段に取り込まれ、切換弁は上水供給側に切り換えられ又は保持され、上水が洗浄水タンク側に供給される。この上水は使用者の手洗いに供することができる。
【００１８】
所定量の上水供給の後、切換弁が中水供給側に切り換えられるとともに、ポンプが駆動され、中水が迅速に洗浄水タンクに供給される。この中水供給は、洗浄水タンクへの給水の大半を成している。
【００１９】
この中水供給の後、切換弁を上水供給側に切り換え、管路に上水を流す。これによって、管路内の洗浄を上水で行うことができる。なお、この洗浄は、不可欠な要素ではなく、中水供給の後、上水供給側に切換弁を切り換え、次回給水に備えるようにしてもよい。
【００２０】
請求項２に係る本発明の給水装置は、前記中水タンクが、浴槽、又は雨水等を溜めるタンクであることを特徴とする。即ち、中水とは浴槽水、雨水等の飲料として不適な水源であり、中水タンクは、浴槽、生活排水や雨水を溜めるタンクを想定することができる。
【００２１】
請求項３に係る本発明の給水装置は、前記中水又は前記上水の給水状態を表示する表示手段を備え、前記切換弁の切換えに対応して前記中水の供給又は前記上水の供給を表示することを特徴とする。即ち、洗浄水タンクには、手洗い水を流す形態のものがあり、その場合、中水での手洗いは不快であり、衛生的でない。そこで、手洗い用の水として上水を所定量給水している場合、中水か上水かの給水状態を表示することにより、使用者に視覚的又は聴覚的に告知するようにした。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図面に示した実施の形態を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の給水装置の一実施形態、図２は給水ユニットを示している。この給水装置は、トイレに付設される洗浄水タンク２を通して洗浄水Ｗｏとして中水又は上水を供給する。洗浄水タンク２には、所定量の洗浄水Ｗｏが溜められ、開閉弁４の開閉により洗浄水Ｗｏが図示しない便器に管路６を通して供給される。開閉弁４には、ハンドル５が設けられており、使用者はそのハンドル５の操作によって開閉弁４を開き、洗浄水タンク２から便器側に洗浄水Ｗｏを流し込むことができ、所定量の洗浄水Ｗｏが流れ出たとき、開閉弁４が閉じられる。また、洗浄水タンク２には開閉弁８が設けられており、浮子であるボールタップ１０は開閉弁８を開閉する操作子であって、洗浄水Ｗｏの水位に応じて開閉する手段である。給水管１２は手洗い用の給水を行う。
【００２４】
開閉弁８の給水側には第１の管路１４が接続されており、この管路１４には給水ユニット１６を介して第２の管路１８、第３の管路２０が接続されている。即ち、管路１８には中水タンク２２を通して中水Ｗｒが供給され、管路２０には水道等の上水源側から上水Ｗｎが供給されている。
【００２５】
中水タンク２２は浴槽等で構成され、中水Ｗｒが溜められる。浴槽の場合には、上水源側に接続された管路２４を通して上水Ｗｎが供給され、その給水制御には開閉弁２６が用いられる。また、浴槽以外のタンクを想定した場合には、ホッパ２８を通して回収した雨水Ｒが供給される。その他の生活排水を利用することもできる。
【００２６】
次に、給水ユニット１６は、図２に示すように、管路１４と管路１８、２０との中途部に設置される。この給水ユニット１６は、独立した構成とすることができ、図示していない管路接続手段を以て給水装置に一体化することができる。
【００２７】
この給水ユニット１６には、管路１８側に第１の開閉弁３０、切換弁３２、フィルタ３４、圧送手段としてのポンプ３６、管路２０側にバキュームブレーカ３８、第２の開閉弁４０、逆止弁４２が設けられている。開閉弁３０は管路１８側の開閉を行い、開閉弁４０は管路２０側の開閉を行うものであり、各開閉弁３０、４０は、後述の給水制御装置により電気的に開閉制御が行われる。
【００２８】
切換弁３２には、排水管４４が接続され、切換弁３２の切換えによりフィルタ３４側の管路がフィルタ３４の洗浄時に排水管４４側に選択的に開放される。切換弁３２は、後述の給水制御装置により電気的に開閉制御が行われる。フィルタ３４は、管路１８を通して流れる中水Ｗｒに含まれる水垢等の堆積物を除去する。
【００２９】
また、ポンプ３６は、中水タンク２２と洗浄水タンク２との間に落差がない場合等、中水Ｗｒに十分な流速が得られない場合に必要に応じて設置すればよく、中水Ｗｒに適当な圧送力を付与する。
【００３０】
バキュームブレーカ３８は、中水Ｗｒ側との縁切り手段であって、上水Ｗｎ側の汚染を防止する。また、逆止弁４２は、通過した上水Ｗｎの上流側への逆流を防止する。
【００３１】
そして、管路１８、２０と管路１４との間には切換弁４６が設けられ、中水供給モードで管路１４と管路１８、上水供給モードで管路１４と管路２０が後述の給水制御装置により選択的に切り換えられる。
【００３２】
管路１４側には、水量検出手段であるとともに排水検出手段としての水量センサ４８が設けられている。水量センサ４８は、管路１４を通過する中水Ｗｒ又は上水Ｗｎの水量を電気的に検出するものであるが、その通流開始が検出信号に現れる。即ち、洗浄水タンク２が排水状態になると、管路１４を通して洗浄水タンク２側に通水される結果、それが電気信号の変化として現れるので、その信号変化を呈する検出出力を給水開始情報に利用することができる。この検出出力は、後述の給水制御装置に加えられる。
【００３３】
次に、図３は、給水制御装置の一例を示している。この給水制御装置は、給水装置の全系統を制御する手段であって、制御装置本体５０及びリモコン装置５２を備え、制御装置本体５０とリモコン装置５２とは、有線又は無線で連係され、この実施形態では赤外線等の無線媒体５４で連係されている。制御装置本体５０は、例えば給水ユニット１６の筐体内に設置され、また、リモコン装置５２は、トイレの壁面等に設置される。
【００３４】
制御装置本体５０には、マイクロコンピュータを制御手段とする制御演算部５６が設置され、この制御演算部５６には、ＣＰＵ５８、カウンタ６０、タイマ６２、記憶手段としてＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６が設けられ、ＲＯＭ６４には各種の制御プログラム等が格納されている。また、制御演算部５６には、制御入力又は制御出力の手段として、入出力ポート６８、入力ポート７０、出力ポート７２、７４、７６、７８、８０が設けられている。入出力ポート６８には送受信回路８２が接続され、リモコン装置５２側の送受信回路８４と無線媒体５４で連係されている。入力ポート７０には波形整形器８６が接続され、水量センサ４８の検出出力が波形整形されて入力ポート７０に加えられる。出力ポート７２〜８０には個別に駆動回路８８、９０、９２、９４、９６が設けられ、各制御出力が開閉弁３０、切換弁３２、ポンプ３６、開閉弁４０又は切換弁４６に個別に加えられる。
【００３５】
また、リモコン装置５２には、マイクロコンピュータを制御手段とする制御演算部９８が設置され、この制御演算部９８には、ＣＰＵ１００、記憶手段としてＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０４が設けられ、ＲＯＭ１０２にはＲＯＭ６４との連係のための制御プログラム等が格納されている。また、制御演算部９８には、制御入力又は制御出力の手段として、入出力ポート１０６、入力ポート１０８、１１０、１１２、出力ポート１１４が設けられている。入出力ポート１０６には送受信回路８４が接続され、制御装置本体５０側の送受信回路８２と無線媒体５４で連係されている。入力ポート１０８には運転スイッチ１１６、入力ポート１１０には中水供給スイッチ１１８、入力ポート１１２には上水供給スイッチ１２０がそれぞれ接続され、運転指令、中水供給指令又は上水供給指令が制御演算部９８に加えられる。出力ポート１１４には駆動回路１２２が設けられて表示器１２４が接続されている。表示器１２４は、視覚的表示器、聴覚的表示器等で所定の情報を表示する手段であって、例えば、運転待機モード、運転モード、中水供給モード、上水供給モード等が視覚的又は聴覚的に表示される。
【００３６】
次に、この給水ユニット及び給水装置の動作を図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３７】
この給水ユニット及び給水装置の動作モードには運転待機モード及び運転モードがあり、運転モードには給水待機モード、中水供給モード、上水供給モード、フィルタ洗浄モードがある。運転待機モードは、運転スイッチ１１６がオフ状態にあり、開閉弁４０が開き、切換弁４６が上水供給側に切り換えられて保持されている。
【００３８】
運転スイッチ１１６がオン状態に切り換えられると、ステップＳ１で運転モードに移行する。上水Ｗｎの給水を優先するため、開閉弁４０が開き、切換弁４６は上水供給側に保持された後、ステップＳ２に移行し、給水待機モードとなる。そして、ステップＳ３では、フィルタ３４の洗浄を行うか否かを判定し、フィルタ洗浄を行わない場合、ステップＳ４に移行し、フィルタ洗浄を行う場合、ステップＳ５に移行してフィルタ洗浄モードが実行される。
【００３９】
ステップＳ４では、流水検出があるか否かを判定する。即ち、水量センサ４８は、水流により出力変化を生ずるので、その検出出力が制御装置本体５０に加えられ、その変化から洗浄水タンク２が排水状態に移行する。
【００４０】
洗浄水タンク２側の開閉弁４のハンドル５が操作され、洗浄水タンク２から便器側に洗浄水Ｗｏが排出されると、洗浄水タンク２の水位が低下し、ボールタップ１０が下降し、開閉弁８が開かれる。開閉弁８の開期間は、洗浄水タンク２の洗浄水Ｗｏが排出され、管路１４を通じて所定水位に移行するまで持続することになる。
【００４１】
ステップＳ６では、上水供給モードが実行され、図５に示すように、上水Ｗｎが管路２０、既に開かれている開閉弁４０、切換弁４６及び管路１４を経て洗浄水タンク２に供給される。この上水Ｗｎは、給水管１２からも流出し、使用者の手洗いに供する。このとき、表示器１２４には上水Ｗｎの供給が表示される。
【００４２】
また、ステップＳ７では、所定量の上水Ｗｎが供給されたか否かを判定する。即ち、上水Ｗｎの給水量は、水量センサ４８で計測され、例えば、１リットル程度の上水Ｗｎを供給する。洗浄水タンク２の総量Ｑに対し、１０パーセント程度の上水Ｗｎを供給する。所定量の上水Ｗｎが供給されるまで、上水供給モードが維持され、所定量の上水供給の到達により、ステップＳ７に移行する。
【００４３】
ステップＳ８では、上水供給モードから中水供給モードに切り換えられる。即ち、図６に示すように、開閉弁４０を閉、開閉弁３０を開とするとともに、ポンプ３６が駆動され、中水Ｗｒが管路１８、切換弁４６及び管路１４を経て洗浄水タンク２に供給される。中水Ｗｒは、フィルタ３４によって濾過されるとともに、ポンプ３６によって管路１４側に圧送される。この中水Ｗｒの供給時、表示器１２４には、中水Ｗｒの供給が表示される。また、この中水Ｗｒの給水量は、水量センサ４８で計測され、例えば、８リットル程度の中水Ｗｒを供給する。洗浄水タンク２の総量Ｑに対し、８０パーセント程度の中水Ｗｒを供給する。
【００４４】
この中水供給モードにおいて、ステップＳ９では、所定量の中水Ｗｒが供給されたか否かを判定し、所定量の中水Ｗｒが供給されたとき、ステップＳ１０に移行する。また、所定量の中水Ｗｒが供給されない場合には、ステップＳ１１に移行して流水停止か否かを判定する。即ち、中水タンク２２側の中水Ｗｒが枯渇した場合には、水量センサ４８の検出出力により流水停止が判別され、その時点で、ステップＳ１０に移行し、流水停止が検出されない場合には、中水供給モードが維持される。
【００４５】
ステップＳ１０では、図５に示すように、開閉弁３０を閉、開閉弁４０を開として、上水Ｗｎが管路２０、切換弁４６及び管路１４を経て洗浄水タンク２に供給される。この上水Ｗｎの供給により、水量センサ４８、管路１４、切換弁４６及び給水管１２の洗浄が行われる。このとき、表示器１２４には、上水Ｗｎの供給が表示される。また、通常の場合、上水Ｗｎの給水量は、水量センサ４８で計測され、例えば、１リットル程度の上水Ｗｎを供給する。洗浄水タンク２の総量Ｑに対し、１０パーセント程度の上水Ｗｎを供給する。また、ステップＳ１１からステップＳ１０に移行した場合には、中水Ｗｒの供給量が不足しているが、その不足分は上水Ｗｎで補われることになる。
【００４６】
したがって、洗浄水タンク２には、排水開始に応動して上水Ｗｎ、中水Ｗｒ及び上水Ｗｎの供給手順により給水が行われ、洗浄水タンク２には開閉弁８が閉じられることを条件に所定量の給水が行われる。中水Ｗｒの設定量が少ない場合には、最終的な上水供給モードの上水供給により、洗浄水タンク２には所定量の洗浄水Ｗｏが溜められる。
【００４７】
そして、洗浄水タンク２側の水位が所定水位に移行して開閉弁８が閉じられると、これに伴って流水停止となるので、ステップＳ１２では、流水停止か否かを判定する。この流水停止は、水量センサ４８の検出出力により知ることができることは前述の通りである。この流水停止が検出されないとき、上水供給モードを維持し、流水停止が検出されたとき、ステップＳ２に移行し、給水待機モードとなる。
【００４８】
また、ステップＳ５のフィルタ洗浄モードでは、図７に示すように、開閉弁４０を開、切換弁４６を管路１８−２０側に切り換えるとともに、切換弁３２を排水管４４側に切り換え、このような動作形態により、上水Ｗｎが管路２０から開閉弁４０、切換弁４６、ポンプ３６、フィルタ３４及び切換弁３２を経て、排水管４４に圧送する。この結果、フィルタ３４には中水Ｗｒの供給時とは逆方向に上水Ｗｎが流れ、フィルタ３４に堆積していた水垢等の堆積物が上水Ｗｎとともに排水管４４側に排出されるので、フィルタ３４を上水Ｗｎにより洗浄する。即ち、フィルタ３４の逆洗処理が行われる。このフィルタ洗浄モードでは、数リットル程度の上水Ｗｎが使用される。フィルタ洗浄モードが完了すると、上水供給モードに移行する。
【００４９】
以上述べたように、トイレの洗浄水タンク２には、中水Ｗｒが供給され、必要に応じて上水Ｗｎを供給しているが、その量は少なく、上水Ｗｎの節水に寄与することができる。
【００５０】
なお、前記実施形態では、管路１４側に単一の水量センサ４８を設置した場合について説明したが、図８に示すように、管路１８側に第１の水量センサ４８Ａ、管路２０側に第２の水量センサ４８Ｂを設置してもよい。即ち、管路１８側の中水Ｗｒの通過水量を水量センサ４８Ａ、管路２０側の上水Ｗｒの通過水量を水量センサ４８Ｂで個別に検出してもよく、全水量は各水量センサ４８Ａ、４８Ｂの検出水量を加算して求めることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、次のような効果が得られる。
ａ．トイレの主たる給水に中水を利用するので、従来の上水使用に比較し、上水の大幅な節水効果が期待できる。
ｂ．既設の洗浄水タンク及びその機能を利用するので、設備コストが小さく、しかも、設備規模も簡易になる。
ｃ．使用者は洗浄水タンク側の操作のみで従来と同様の処理ができ、特別な操作が不要である。
ｄ．中水と上水とを併用する給水では、手洗いに上水を使用でき、使用者に不快感を与えることがない。
ｅ．中水と上水とを併用する給水では、その給水状態を視覚的又は聴覚的に表示して告知するので、使用者は中水か上水かを知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の給水装置の一実施形態を示す図である。
【図２】  給水ユニットを示す図である。
【図３】  給水制御装置を示すブロック図である。
【図４】  給水制御を示すフローチャートである。
【図５】  中水供給モードを示す図である。
【図６】  上水供給モードを示す図である。
【図７】  フィルタ洗浄モードを示す図である。
【図８】  本発明の給水装置の他の実施形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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