(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
栓により便器の排出側の開口部を開閉する管路開閉ユニットを備えたシャワー方式の水洗トイレにおいて、
(1)便器に水を供給する管路中に水を蓄圧するアキュムレータ、
(2)前記アキュムレータを備えた水を供給する管路に切替弁を介して接続する便器の開口部に複数個の噴射口を備え、汚物排出時に前記噴射口から圧力水を放出する便器用噴射器、
(3)前記アキュムレータを備えた水を供給する管路に切替弁を介して接続する便器の排出管路に対して圧力水を放出するための管路洗浄口、
(4)前記アキュムレータを備えた水を供給する管路に接続し、前記切替弁の開きによる加圧水の放出による管路の水圧低下により便器の排出端側の開口部を開くように作動するシリンダーを備えた管路開閉ユニット、
を備えたことを特徴とするシャワー方式の水洗トイレ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は水洗トイレに関し、シャワー方式で水圧シャワーの勢いで汚物を除去するもので、水道水の自ら持つ圧と本出願人が開発したアキュームレータの圧により水圧で汚物を処理するシャワー方式の水洗トイレに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水洗シャワーは図６に示すようにエストラップ機構を用いており、エストラップ機構（点線部）は浄化槽から来る匂いを遮断するのが目的で、現状の水洗トイレはエストラップ機構により浄化槽から来る匂いを遮断するためとサイホン現象による排出効果を促進する事が出来、このためにサイホン機構は多量の水量が必要であり、又このエストラップ機構は異物（例指輪等）を落とすことにより異物に紙等が付着して徐々に拡大し最終的に詰まりの原因となっている。
現状詰まりの１００％はこのエストラップ機構が原因とされる。
【０００３】
現在使用されている水洗トイレはタンクに大量の水（８〜２０リットル）に水を溜め落下による汚物処理をしている。
長所として、エストラップ機構（サイホン効果−別紙記述）により浄化槽、排水管からの臭気を遮断し且つ衛生的である。
又機構がシンプルであるため故障が少ない。
欠点として
１．大量の水が必要である。
２．便器によっては便器内の汚物が付着が完全に取れない。
３．エストラップ機構のため管路の詰まりが起きやすい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
節水について説明すれば次のとおりである。
近年新聞等で水不足が問題とされ、２１世紀に向けて水不足は世界的な問題として取り上げられている。
水不足の原因は；
１．世界的な工業化による地下水のくみ上げ
２．生活向上による環境整備の充実による多量の水使用
３．世界的な異常気象（但し地球規模では降雨量は同じ）
この様な問題点から当然ダム建設が必要とされるが、環境保護とダム建設の工期が長期に渡るため簡単に水確保は難しい問題点となっている。
又今後更に水使用量は拡大されるのは明確であり、当然水確保と水のコストも年々アップとなり、水道料は年々上昇しているのが実情である。
【０００５】
水洗トイレの節水について説明すれば次のとおりである。
疑問に思う事は水洗トイレ使用者の中に水を少なく使うための水槽の中に石をいれたりペットボトル等を入れて節水をしている点である。
庶民の生活の知恵と言ってしまえばそれまでであるが、家庭内における電化製品等、省エネ、コンパクト、軽量化に対しぎりぎりの製品化を進めている中に、いぜんとして節水に対し画期的な製品が出ていない。
特に水洗トイレについて欧米技術を取り入れていらい顕著なる特徴はないと思われる構造的に多量の水を必要とされるため節水にはおのずから無理があると思われ、水槽（８〜１１リットル）に多量の水をいれ落下による汚物除去は水が多量に有った時代の産物であると思われる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
図１によりこの発明に係る水洗トイレの基本構成を説明すれば次のとおりである。
水道圧を利用した符号１０で示す水洗トイレは管路開閉ユニット１内のシリンダー１１の栓１２により直線的に便器５の開口部５１を開閉するので、詰まりがなく、便器５内の汚物はダイレクトに管路２に流れる。
そのため小量の水でも落下により流れるため多量の水は必要としないし、当然詰まりは無いものである。
また、このシリンダー１１は汚物排出時のみ開閉するシステムとされている。なお符号４はシリンダー１１への圧力供給用ホースであり、３１は管路洗浄用ノズルである。
【０００７】
また配水管目詰まり防止用の噴射口機構３であるが、これは、仮に汚物が流れ切れない場合、水道圧を利用して噴射圧で汚物を除去する機構である。
噴射圧の実験は実証済で、水道圧１．５ｋｇｆ／ｃｍ（０．１４７Ｍｐａ）で約１０メートルの距離を噴射することができ、又１０メートル先の距離にある食用の味噌を除去することができる。
各家庭の水道圧は通常約２．５ｋｇｆ／ｃｍ有り、最低でも１．５ｋｇｆ／ｃｍあるよう水道局では設定している。
この発明に係る節水形トイレの設定圧は１．５ｋｇｆ／ｃｍで仕様を決めてる。
故に２．５〜３ｋｇｆ／ｃｍの圧力があれば噴射圧はより効果的である。
【０００８】
【実施例】
この発明に係る水洗トイレの実施例を図２および図３により説明すれば次のとおりである。
同図で示す符号は以下の部材を示す。
▲１▼逆止弁＝雑菌等が水道水に入らないための逆流防止
▲２▼逆止弁＝アキュームレータから来る水圧の逆流防止
▲３▼逆止弁＝アキュームレータから来る水圧の逆流防止
▲４▼プレッシャスイッチ  モータ  ＯＮ用低圧感知
▲５▼プレッシャスイッチ  モータ  ＯＦＦ用高圧感知
▲６▼アキュームレータ  蓄圧機  ２Ｌｉｔｅｒ以内
▲７▼インジケーター    アキュームレータの満杯を示す表示器
▲８▼水ポンプ
▲９▼電動モータ
▲１０▼切換弁  汚物処理専用（手動、電気いずれも可能）
▲１１▼切換弁  管路内洗浄専用（手動、電気いずれも可能）
▲１２▼（１１）シリンダー  管路遮断（浄化槽から来る匂いを遮断する）
▲１３▼（３）管路洗浄口  高圧噴射で管路内洗浄
▲１４▼ハウジング内はユニットとする（一つにまとめる）
▲１５▼ハウジング内は便器の中に内蔵される
▲１６▼パイロットチェック▲１７▼の開閉バルブ
▲１７▼便器内溜め水用タンク
▲１８▼便器用噴射器
【０００９】
上記した部材で構成されている水洗トイレの作用を説明すれば次のとおりである。
通常水道水は▲１▼▲２▼のチェック弁を通り▲１０▼の切換弁で水道圧はストップ状態にある。又水道圧は▲６▼のアキュームレータに入り水道水は蓄圧される。
▲１０▼の切換弁を下ポートに切換えることにより水道圧と蓄圧されたアキュームレータの水が便器用噴射器▲１８▼を介して同時に放出される。放出圧はシャワー状となり汚物は水圧の勢いで除去される。
それと同時にシリンダー▲１２▼に行く水圧は低下しシリンダーの栓▲１２▼はスプリングに押され管路は開となり水と汚物は流れる。
▲１０▼の切換弁を元のブロック状態に切換えることにより再び圧が上昇し、▲１２▼のシリンダーはスプリングを押し管路は閉となる（図３参照）
これが水道水の噴射圧利用した通常のサイクルである。
しかし洗濯、炊事等、同時に使用された場合、水圧水量がダウンしシャワー効果が失われる場合があるが、この場合は水圧がダウンした事を感知するプレッシャースイッチ▲４▼を作動させ▲９▼のモータをＯＮにし▲８▼のポンプを働かすことにより１．５ｋｇｆ／ｃｍ以上の水圧を発生させアキュームレータに蓄圧させる。
【００１０】
アキュームレータに蓄圧された水は上記記述と同じ働きで作動する。
水道圧が１．５ｋｇ／ｃｍ２以上に上昇すると▲５▼のプレッシャースイッチがＯＦＦとなり▲８▼のポンプは止まり元の水道圧で作動する。
▲１１▼▲１３▼は管路に詰まりが生じた場合のみ作動させる。
▲１７▼は便器内の溜め水タンクで▲１６▼は▲１７▼を制御するバルブである。
▲９▼のモータはソーラシステムによりバッテリーに充電することにより作動することができる。
▲１３▼は配水管洗浄用として管内を噴射圧で詰まりを除去するのが目的で、実験でよると噴射距離は１０メートルくらい放出距離となる。
▲１８▼は便器用噴射口で図５で示すシャワー方式の構造であってアキュームレータよりの加圧水を放出する。
また図５で示す便器内の貯溜水Ｗは▲１８▼を介して▲１７▼から供給される。
【００１１】
図４によりアキュームレータの実施例を説明すれば次のとおりである。
図面中の符号は次のとおりである。
▲１▼  サイドカバー
▲２▼▲３▼  Ｏリング
▲４▼  プランジャー
▲５▼  スプリング
▲６▼  チューブ（シリンダー）
▲７▼  調整ネジ（蓄圧力の調整）
図４で符号６として示すアキュームレータの使用態様を説明すれば次のとおりである。
【００１２】
夏場、又は水道水を同時に使用した場合水圧はダウンし、シャワー効果は失われる場合があり、この場合に使用するのがこの発明に係る。
アキュームレータ（蓄圧機）で水圧を溜め水圧がダウン時でも水圧によって汚物を処理するアキュームレータ、システムである。
【００１３】
アキュームレータの原理
図４によりアキュームレータ６を説明すれば次のとおりである。
蓄圧機の構造は極めてシンプルであり、機構はパスカルの原理を利用している。アキュームレータの容器にスプリング▲５▼を入れ水道圧をアキュームレータ容器に入れることによりスプリング▲５▼が水圧に押され蓄圧となり切換弁▲１０▼（図２参照）を切り換える事により高圧された水は一気に放出される。
何故蓄圧することが出来るのかを説明すれば次のとおりである。
アキュームレータの容器の中にスプリング▲５▼が入っており、このスプリングが１００ｋｇ（仮定）の強さを持っているとすると、この１００ｋｇの力で水を押すことにより噴射させ強いシャワー効果が出る。１００ｋｇの力で押すためにはスプリングを１００ｋｇ以上の力で圧縮（収縮）させなければならないが、これがパスカルの原理で達成されその理由を下記に示せば次のとおりである。
【００１４】
パスカルの原理
Ｆ＝Ａ×Ｐ
Ｆ＝スプリングを押す力又は収縮する力
Ａ＝受圧面積（図４斜線受圧部）＝φ１２５（１２２．７ｃｍ２）
Ｐ＝水道圧＝１．５ｋｇ／ｃｍ２
とした場合；
Ｆ＝Ａ（１２２．７ｃｍ）×Ｐ（１．５ｋｇ／ｃｍ）＝１８４．０５ｋｇ
故にスプリングは１８４ｋｇの力で押し上げ（収縮）スプリングに打ち勝つ事が出来る。
容器容量＝Ａ×長さ＝１２２．７ｃｍ２×１６．３ｃｍ＝２ｌｉｔ
【００１５】
図５によりシャワー方式の実施例を説明すれば次のとおりである。
従来の水洗トイレはタンクから落下により多量の水をただ流すことにより汚物除去を処理していた。
この発明に係るシャワー方式による場合はアキュームレータに蓄圧された水をループ状に形成した噴出部を介してシャワーのように高圧噴射させ汚物除去をする方法である。
実験結果によると便器に付着したハケ等で処理しなければ取れない付着物は完全に取ることが出来る。
【００１６】
図５において便器用噴射器が符号▲１８▼として示されており、この噴射器▲１８▼は便器５の開口部と同形のループ状に形成した噴出部２０として形成されており、この噴出部２０には複数個の噴出口１９，１９が設けられている。
この噴出器から放出される圧力水はホース２１を介してアキュームレータ▲６▼から送出される。
【００１７】
【発明の効果】
この発明に係る節水形水洗トイレは、水道が自らもつ水圧（最低１．５ｋｇｆ／ｃｍ〜最高約３ｋｇｆ／ｃｍ）を利用する点に大きな特徴と意義があるものである。
またこの水圧を利用することにより実験結果によると大便が２リットル以下小便１リットル以下で処理することが出来る。
１９９４年香川県高松市の調査によると４人家族で１日当たりの水洗トイレ水使用量は１８０リットルとなっており、この発明に係る節水形トイレの場合は、仮に１回の水使用量が２リットルとすると１日当たりの使用量は３５リットルの水量で済み、且つ１日当たり１００リットルの水が節水出来ることとなる。
単純計算で年間３６，５００リットル（ドラム缶１８０本）の水が節約できる勘定となる。
【００１８】
朝日新聞、１９９８年４月２２日付け朝刊一面にタイトル「下水道、２９１市町村で水不足」と題して一住民から負担金を徴収して行われている下水道整備事業が全国２９１市町村で必要な水量が確保できないまま進められ、整備後もじゅうぶんに機能しない恐れがあることが建設省の調べで明らかになった。
下水道の最大目的である水洗トイレは十分な水がないと使えないが、水源となるダム事業の進捗状況などを見極めず、市町村の下水道事業が先行してしたまったため渇水期に影響が出る所も有れば、平常時も遊休化に近い状態のところもある。
しかし、ダムの多くは完成までに今後１０年程度かかり、水量不足の影響が続く見込みだという。
【００１９】
この発明に係る節水形トイレは１日当たり３５リットル程度で済むものであって、現状のダムで大規模のダムでなく小規模のダムでもよいことになるものである。
またこの発明は次の問題点を解決できるものである。
現状のダムを相互に供給しあえばあえてダムを作る必要はないとも思われる。
このような「深刻な水不足」と「もったいない」と言う視点から水洗トイレそのものも又見直す必要があるかと思われるものである。
【００２０】
またこの発明はアキュームレータに蓄圧水を貯溜しておき、この貯溜水を利用して便器内および管路内の汚物を排出するもので水道圧が減圧した場合にも所用圧で放水できるものである。
また、この発明はシャワー方式を用いたので次の特徴を有するものである。
シャワー方式の長所
１．水使用量が０．３〜２リットル程度で処理が出来る省水量タイプのトイレである。
２．便器内の汚物付着が完全に取れる。（１、２、実験済）
３．エストラップ機構でなく直接排出のため、詰まりは無いと考えられる。
４．排出管道の詰まりを噴射圧により強制除去が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る便器の説明図である。
【図２】この発明に係る水洗トイレの作用説明図である。
【図３】この発明に係る便器の使用説明図である。
【図４】アキュームレータの説明図である。
【図５】便器用噴射器の説明図である。
【図６】従来の便器の説明図である。
【符号の説明】
１  管路開閉ユニット
２  管路
３  噴射口機構
４  圧力供給用ホース
５  便器
６  アキュームレータ
１０  この発明に係るトイレ
１１  シリンダ
１２  栓
３１  噴射口用ノズル
５１  便器の開口部
【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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