【手続補正書】
【提出日】平成20年8月19日(2008.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、
前記洗浄水供給手段に連通し、洗浄水を噴出する洗浄水噴出口と、
前記洗浄水噴出口または洗浄水噴出口の直近上流の洗浄水に乱れを発生させる乱れ発生手段と、
大気開放され、外気である空気を導入する空気導入口と、
前記洗浄水噴出口の直近下流に設置され、前記空気導入口に連通し、導入された空気を一時的に貯留し、噴出した洗浄水と貯留した空気とを接触させる空気接触室と、
空気接触室下流に設置され、洗浄水と空気とを混合する空気混合室と、
空気混合室より下流に設置され、大気開口した洗浄水吐出口とから、混合された洗浄水と空気とを放出する
ことを特徴とした水洗便器の洗浄水吐出装置。
【請求項２】
前記乱れ発生手段は、前記洗浄水噴出口の直近上流の洗浄水流路を屈曲させた
ことを特徴とする請求項１に記載の水洗便器の洗浄水吐出装置。  
【請求項３】
前記乱れ発生手段は、前記洗浄水噴出口の直近上流の洗浄水流路に凹凸を設ける
ことを特徴とした請求項１に記載の水洗便器の洗浄水吐出装置。  
【請求項４】
前記乱れ発生手段は、前記洗浄水噴出口の直近上流の洗浄水流路に洗浄水を旋回させる旋回羽根を設ける
ことを特徴とした請求項１に記載の水洗便器の洗浄水吐出装置。  
【請求項５】
前記乱れ発生手段は、洗浄水噴出口の出口流路断面積を該洗浄水噴出口上流の流路断面積より小さくした絞り構造で、
前記絞り構造は、上流端面から下流端面に向け流路断面積を急激に広くしたオリフィス構造である
ことを特徴とした請求項１に記載の水洗便器の洗浄水吐出装置。  
【請求項６】
前記洗浄水噴出口または洗浄水噴出口より上流側に設置され、噴出前の洗浄水に気泡を混入させる予備空気混入手段を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の水洗便器の洗浄水吐出装置。
【請求項７】
前記空気接触室内に設けられ、前記洗浄水噴出口から噴出した洗浄水が衝突する障害物である分散手段を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の水洗便器の洗浄水吐出装置。
【請求項８】
前記空気接触室に開口した空気取込口より下流に、上流から下流に向かって断面積が広がった跳ね水防止壁を備えたこと特徴とした請求項１から７のいずれか１項に記載の水洗便器の洗浄水吐出装置。
【請求項９】
前記空気混合室より下流に、気泡流となった洗浄水の乱れを抑制する整流手段を備えたことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の水洗便器の洗浄水吐出装置。
【請求項１０】  
前記整流手段は、気泡流となった洗浄水の回転方向の乱れを抑制する整流板であることを特徴とする請求項９に記載の水洗便器の洗浄水吐出装置。  
【請求項１１】  
前記空気混合室と前記洗浄水吐出口とを可撓性の配管で接続することを特徴とした請求項１から１０のいずれか１項に記載の水洗便器の洗浄水吐出装置。  
【請求項１２】 
洗浄水の流量を制御する洗浄水流量制御手段を備えたことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の水洗便器の洗浄水吐出装置。  
【請求項１３】 
前記空気接触室下流に設置され、洗浄水を衝突・滞留させる段部が複数段になっていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の水洗便器の洗浄水吐出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】水洗便器の洗浄水吐出装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、水洗便器の洗浄水に空気を混入させる水洗便器の洗浄水吐出装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、水洗便器の洗浄水に空気を混入する水洗便器洗浄水の空気混入方法であって、外気より取り入れられた空気を一時的に貯留した空気接触室内に前記洗浄水を噴出し、洗浄水を水滴状に分散させるとともに貯留した空気と分散された洗浄水とを接触混合させることを特徴とした。洗浄水自体を水滴状に分散させ空気と接触させることで、洗浄水と空気のせん断によって多量の気泡を安定して混入することができる。空気接触室内で洗浄水を水滴状に分散することで、分散した洗浄水と空気接触室内に滞留した空気との接触面積は飛躍的に大きくなるので、洗浄水の速度すなわちせん断速度を必要以上に高めなくとも、より多くの空気を巻き込み、空気混入率を高めることができる。さらに洗浄水自体を水滴状に分散させることで、広い領域で気液二相流を生成するので局所的な混合比や混合状態に偏りが発生しにくく、大量の空気を混入させても安定性を損なうことが無い。また、十分な接触界面積とせん断力が得られるので網状体などの気泡破砕手段を用いることなく気泡流の生成が可能となり、圧力損失の軽減はもとより目詰まりを発生させることが無い。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１は、洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、洗浄水供給手段に連通し、洗浄水を噴出する洗浄水噴出口と、前記洗浄水噴出口または洗浄水噴出口の直近上流の洗浄水に乱れを発生させる乱れ発生手段と、大気開放され、外気である空気を導入する空気導入口と、前記洗浄水噴出口の直近下流に設置され、前記空気導入口に連通し、導入された空気を一時的に貯留し、噴出した洗浄水と貯留した空気とを接触させる空気接触室と、空気接触室下流に設置され、洗浄水と空気とを混合する空気混合室と、空気混合室より下流に設置され、大気開口した洗浄水吐出口から、混合された洗浄水と空気とを放出することを特徴とした水洗便器の洗浄水吐出装置を提供する。本発明にかかる水洗便器の洗浄水吐出装置はにおいては、空気接触室は、大気開放された空気導入口と連通しており、導入された空気は、一時的に空気接触室内に蓄えられる。洗浄水供給手段より供給された洗浄水は、洗浄水噴出口から空気接触室内の空気中に噴出され、該洗浄水の周りの空気と接触した後、空気混合室で空気と混合し、洗浄水中に気泡が分散した気泡流となり、空気混合室より下流に配設され、大気開口した洗浄水吐出口より放出され、水洗便器の洗浄を行う。空気接触室内の空気が、気泡流の一部となり排出されると、大気開放された空気導入口より空気接触室に空気が補給される。上記作用によって、洗浄水噴出口から噴出される洗浄水は、常に空気接触室内の空気中に噴出されるため、該洗浄水の周囲には常に空気が存在し、該空気と接触混合して気泡流となるため、安定に気泡流を生成できる。また、洗浄水吐出口は大気開口しているため、吐出時に特別なエネルギを必要としない。
さらに、空気中に噴出した洗浄水が、該洗浄水の主噴出方向とは異なる方向の速度が与えられた乱れを有している場合、乱れの大きな洗浄水は、噴出直後に主流洗浄水表面から突出し、表面張力と周囲空気の作用によりこの波状流の凸部は主流から分離し水滴となり、且つ放射状に飛散する。適切な箇所に乱れ発生手段を備えることによって、洗浄水噴出口または洗浄水噴出口の直近上流の洗浄水に乱れを発生させ、噴出する洗浄水を空気接触室内で水滴且つ放射状に分散し、洗浄水と空気の接触面積を飛躍的に増加させ、空気混入率は高まる。さらに、乱れは流路の変形など非常に簡単な構造で、しかも、特別なエネルギや外力を必要とせずに発生させることができる。なお、噴出した洗浄水表面が波打つだけでも空気との接触面積を増加させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、洗浄水供給手段に連通し、洗浄水を噴出する洗浄水噴出口と、大気開放され、外気である空気を導入する空気導入口と、前記空気導入口に連通し、導入された空気を一時的に貯留し、噴出した洗浄水と貯留した空気とを接触させる空気接触室と、この空気接触室下流に設置され、洗浄水を衝突・滞留させる段部近傍の空気混合室と、この空気混合室より下流に設置され、大気開口した洗浄水吐出口から、混合された洗浄水と空気とを放出することを特徴とする。本発明によれば、洗浄水噴出口より噴出される洗浄水が段部に衝突することによってより空気を混入することができるため、洗浄水噴出口で極端に圧力損失を発生させて水流を拡散させる必要がなくなり、圧力損失の低減を図ることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項２の発明は、前記乱れ発生手段は、前記洗浄水噴出口の直近上流の洗浄水流路を屈曲させたことを特徴とした。噴出前の洗浄水流路に屈曲部を設けることによって、流れ方向が急激に変化するため、洗浄水に流れ方向とは異なる方向の速度を発生させることができ、洗浄水は乱れる。よって、非常に簡単な構造で洗浄水噴出口の直近上流の洗浄水に乱れを発生させることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項３の発明は、前記乱れ発生手段は、前記洗浄水噴出口の直近上流の洗浄水流路に凹凸を設けることを特徴とした。これにより、洗浄水噴出口の直近上流の洗浄水の流路断面に縮小部と拡大部が形成され、その前後において洗浄水を乱れさせることができる。よって、洗浄水噴出口の上流近傍の流路外形を変形させることなく、流路内部の変形のみの簡単な構造で洗浄水噴出口の直近上流の洗浄水を乱れさせることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項４の発明は、前記乱れ発生手段は、前記洗浄水噴出口の直近上流の洗浄水流路に洗浄水を旋回させる旋回羽根を設けることを特徴とした。これにより、流路に拡大部や縮小部をつくらずに、洗浄水中に旋回方向の乱れを発生させることができる。よって、簡単な構造で洗浄水を乱れさせ、さらに流路の拡大部や縮小部で失われるエネルギを抑えることができる。また、噴出前の洗浄水を軸対象に旋回させることによって、空気接触室で軸対象な分散が起こり、安定して空気と接触させることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項５の発明は、前記乱れ発生手段は、洗浄水噴出口の出口流路断面積を該洗浄水噴出口上流の流路断面積より小さくした絞り構造で、前記絞り構造は、上流端面から下流端面に向け流路断面積を急激に広くしたオリフィス構造であることを特徴とした。これにより、絞り部の上流端面では、流路が急激に縮小されるため、洗浄水の流速が急激に上昇し、該上流端面で洗浄水に乱れを発生させることができ、該乱れた洗浄水を噴出口から噴出することができる。また、絞り部より上流または下流に設置した乱れ発生手段と組み合わせることが容易で、より大きな乱れを発生させることも可能である。
洗浄水はオリフィスの上流端面の通過直後に、オリフィスの上流端面から下流端面までを結ぶ側面から剥離するため、オリフィスの上流端面で発生した乱れは、該側面に沿って流下することに因る乱れの減衰をうけない。よって、洗浄水を乱れが最も大きな状態で噴出することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項６の発明は、前記洗浄水噴出口または洗浄水噴出口より上流側に設置され、噴出前の洗浄水に気泡を混入させる予備空気混入手段を備えたことを特徴とした。気泡が混入した洗浄水は、洗浄水噴出口から噴出した直後にそれまで圧縮されていた空気が膨張して破裂し、当時に気泡周囲の洗浄水を分裂させ水滴状に且つ放射状に分散させることができる。また、気泡の大きさや混入量によって、分散の程度を調節できる。予備空気混入手段を洗浄水噴出口または洗浄水噴出口より上流側に設置することによって、噴出前の洗浄水に気泡を混入させることができ、噴出した洗浄水を空気接触室内で水滴且つ放射状に分散させることができる。さらに、予備空気混入手段で気泡の大きさや混入量を調節することで、洗浄水の分散程度を調節でき、しいては空気混入率を制御することが可能となる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項７の発明は、前記空気接触室内に設けられ、前記洗浄水噴出口から噴出した洗浄水が衝突する障害物である分散手段を備えたことを特徴とした。障害物を設けることにより、非常に簡単な構造で、洗浄水噴出口から噴出した洗浄水を空気接触室で破砕し、水滴且つ放射状に、または水膜状に、または複数流に分散することができる。さらに、障害物を別部品とすることで、障害物の形状によって破砕する洗浄水の分散程度を調節でき、しいては、空気混入率を調節することができる。  
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明の好ましい態様においては、前記空気混合室は、噴出した洗浄水の一部を前記滞留手段によって一時的に滞留させ、一部を前記滞留した洗浄水に通過させ、且つ前記洗浄水吐出口に向けてスムーズに流下させることを特徴とした。滞留手段によって一部の洗浄水は一時的に滞留し、該滞留した洗浄水に噴出した洗浄水の一部が射入し、洗浄水と空気の混合および気泡の細分化を起こし、安定した気泡流を生成する。さらに、射入した洗浄水をスムーズに大気開放口に流下させることで、射入した洗浄水は、周りの気泡流を巻き込みながら大気開放口に流下し、射入した洗浄水のエネルギを有効に利用して、気泡流を強制的に大気開放口から吐出でき、さらには、大気開放口から高速の気泡流を吐出させることができる。よって、噴出した洗浄水のエネルギを有効に利用して、高速の気泡流による洗浄効果の向上を図ることができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
請求項８の発明は、前記空気接触室に開口した空気取込口より下流に、上流から下流に向かって断面積が広がった跳ね水防止壁を備えたこと特徴とする。洗浄水噴出口より噴出した洗浄水が、空気混合室に滞留した洗浄水に射入すると、該滞留した洗浄水一部は、空気接触室内に向かって飛散する。上記構造とすることで、飛散した洗浄水は跳ね水防止壁によってさらなる上昇を阻止される。よって、空気取込口は、飛散した水によって塞がれることはなく、安定した空気の導入が可能となり、安定して空気混入率の高い気泡流の生成が可能となる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
請求項９の発明は、前記空気混合室より下流に気泡流となった洗浄水の乱れを抑制する整流手段を備えたことを特徴とする。空気混合室で生成された気泡流は、比重の異なる洗浄水と気泡との混合物であり、遠心力などの質量力が働くと洗浄水と空気塊に分離し、不安定な気泡流となってしまう。空気混合室より下流に整流手段を備えることによって、空気混合室で生成された気泡流の乱れを緩和することができ、安定した気泡流の輸送が可能となる。また、空気混合室で生成した気泡流の速度ベクトルを均一化することで、洗浄水吐出口から吐出した洗浄水のばらつきを防ぎ、安定した吐水が可能となる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
請求項１０の発明は、前記整流手段は、気泡流となった洗浄水の回転方向の乱れを抑制する整流板であることを特徴とする。空気混合室で生成された気泡流は、比重の異なる洗浄水と気泡との混合物であり、遠心力などの質量力が働くと洗浄水と空気塊に分離し、不安定な気泡流となってしまう。空気混合室より下流に整流板を備えることによって、空気混合室で生成された気泡流の回転方向の乱れを緩和することができ、安定した気泡流の輸送が可能となる。また、前記空気混合室と前記洗浄水吐出口とを曲がり付き配管で接続する場合、該配管の曲がり部の直下流に整流板を備えることで回転方向の乱れを緩和でき、安定した気泡流の輸送が可能となり、洗浄水吐出口の位置を任意に設定できる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
請求項１１の発明は、前記空気混合室と前記洗浄水吐出口とを可撓性の配管で接続することを特徴とする。陶器製の水洗便器の寸法公差を可撓性の配管で吸収できるため、組立性が向上する。または無理なく接続できるため接続不良による水漏れや破壊を防ぎ信頼性が向上する。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
請求項１２の発明は、洗浄水の流量を制御する洗浄水流量制御手段を備えたことを特徴とする。洗浄水の流量を制御して洗浄水の流速を制御することにより、空気混入率を制御することができ、ひいては空気混入率を適正値に制御して洗浄水の気泡流を生成することができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
本発明の好ましい態様においては、前記洗浄水噴出口は、噴出される洗浄水が前記空気導入口へ飛散しない向きへ噴出することを特徴とする。本発明によれば、洗浄水噴出口より噴出される水流が空気導入口に飛散しない方向に噴出されることにより、空気導入口に水が浸入した際に発生する気泡混入率の低下を防ぐことができる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
本発明の好ましい態様においては、前記洗浄水噴出口は、方向性をもって開口していることを特徴とする。本発明によれば、洗浄水噴出口より噴出される水流が段部に直接衝突する角度で噴出されることにより、段部に衝突した水流がより細かくなって空気を混入し、気泡混入率を上げることができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
本発明の好ましい態様においては、前記洗浄水噴出口は、複数開口していることを特徴とする。本発明によれば、洗浄水噴出口より噴出される水流が複数になることによってさらに水流が細かくなって空気を混入し、気泡混入率を上げることができる。また、水流同士を衝突させることによって段部に直接衝突する角度で噴出されることにより、段部に衝突した水流がより細かくなって空気を混入し、気泡混入率を上げることができる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
本発明の好ましい態様においては、前記洗浄水吐出装置は、洗浄水の入口と、洗浄水を吐出する洗浄水吐出口までが中空筒状に連通し、直線構造となっていることを特徴とする。本発明によれば、洗浄水入口より洗浄水吐出口までが中空筒状に連通し、直線構造となっていることにより、コンパクト化を図ることができる。また、屈曲部を設けないため圧力損失が低減できる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
本発明の好ましい態様においては、前記空気導入口は、空気混合室の上面に開口していることを特徴とする。本発明によれば、空気導入口が空気混合室の上面に開口していることにより空気混合室内の下部に滞留する洗浄水を吸い込まないため、空気導入口に水が浸入した際に発生する気泡混入率の低下を防ぐことができる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
本発明の好ましい態様においては、前記洗浄水噴出口において洗浄水入口及び出口側面が洗浄水の通過する流線方向に対して直角となっていることを特徴とする。本発明によれば、洗浄水入口・出口側面が洗浄水の通過する管路に対して直角となることによって圧力損失を低減することができる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
本発明の好ましい態様においては、前記洗浄水噴出口は放射状に複数設けられると共に、前記空気導入口が複数の洗浄水噴出口複数開口部の中心に開口していることを特徴とする。本発明によれば、空気導入口が洗浄水噴出口複数開口部の中心に開口していることにより空気混合室に滞留する洗浄水を吸い込まないため空気導入口に水が浸入した際に発生する気泡混入率の低下を防ぐことができる。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
請求項１３の発明は、前記空気接触室下流に設置され、洗浄水を衝突・滞留させる段部が複数段になっていることにより洗浄水が段部に衝突した際の極端な水の跳ね返りが無くなって空気導入口への水の浸入を防ぐことができるので気泡混入率を上げることができる。また、低水量対策等で洗浄水吐出口径を小さくした場合、段部が一段だと先圧損が高いため気泡を混入しないが複数段とすることにより先圧損を低減でき、気泡を混入することができる。