水洗式大便器的製作方法

2023-05-23 21:22:01 2

專利名稱：水洗式大便器的製作方法
技術領域：
本發明涉及水洗式大便器，尤其涉及利用虹吸作用排出汙物形式的水洗式大便器。
背景技術：
這種水洗式大便器已有各種結構，代表性的有日本實用新型公開公報1983年25381號所記載的一種。該公報所記載的大便器稱為虹吸噴射式，大便器的排水彎管在下降段有階梯部，在該階梯部的下遊側向橫向大致成直角地彎折後再向垂直方向開設排水口。(以下稱這樣的排水彎管為橫引式彎管)該型式的大便器通過設在排水彎管的下降段的階梯部，使水流紊亂並形成水牆(密封)，從而發生虹吸作用。在此說明虹吸作用發生的原理。在清洗之前階段，排水彎管內部與積水面是相同的大氣壓。一旦向其供給清洗水，水流即被階梯部攪亂，於是產生阻塞彎管一端的水牆(密封)。
在形成有密封的狀態下繼續供水，彎管內部的空氣即與水一起被排出，彎管內相對大氣壓成負壓，該負壓成為吸引力。若繼續排出空氣，則彎管內大體成滿水狀態，此時，吸引力也最大。即，虹吸現象因初期的密封而產生，因排出空氣而發展，在彎管呈滿水狀態時產生最大的吸引力。因此，為了節約清洗水，快速虹吸作用的發生及發展非常重要。
尤其是，對水洗式大便器要降低其清洗水箱位置以實現便器的低輪廓化時，清洗水的勢能當然會減小，為了節約清洗水的水量，上述快速虹吸發生與發展的實現就更重要，且要求確保有高的排水能力。
為了實現虹吸的早期發生而在結構上能使排水彎管內的空氣早期排出的大便器，例如有美國專利第5142712號說明書所公開的裝置等。
該大便器與上述日本實用新型公開1983年第25381號公報所記載的大便器一樣，設有橫引式排水彎管，這種大便器是使其橫引道在排水口前方向上彎折而在排水口前方設置蓄水部，在該蓄水部構成密封部。通過排出密封水箱內的水而在密封水箱內形成負壓，利用該負壓吸入位於便器的封水部與所述蓄水部之間空間內的空氣，從而將彎管內的空氣排出，使虹吸作用早期發生。另外，該大便器在蓄水部設置通氣空間的原因是，若無通氣空間，則會在兩處始終形成密封，所以極易發生虹吸現象，例如，當在排水管側發生負壓時，會發生如下不良情況由於該負壓，不僅蓄水部的水，而且便器的封水本身也會被吸引到排水管側被排出，來自排水管的惡臭便會通過便器的缽體部倒流入室內。
但是，該美國專利第5142712號說明書所記載的大便器，因為利用水箱內的負壓，所以水箱必須做成密封結構。此外，因為封水部下遊與水箱內連接，所以惡臭有可能流入水箱內，必須在結構上採取另外的防止措施。
因此，作為便器的結構，也可以利用美國專利第5142712號說明書所記載的結構，並配合使用無密封結構的、僅盛水和排水的普通水箱，此時會發生如下所述的問題。
因為僅用蓄水部構成密封部，所以，封閉上述通氣空間必需大量的水，到發生虹吸作用要費更多的時間，所需清洗水水量相應增加。也可考慮減狹通氣空間，但太狹了，又容易發生如前所述的不良情況。
此外，在彎管下降道的內側部分容易發生空氣滯留，妨礙虹吸作用的發展，雖然採用了利用蓄水部的密封結構，但在虹吸作用的早期發生這一點上，很難取得充分的效果。
另外，因為排水彎管上升道與排水彎管下降道之間的堰部大致直角地彎折，所以，越過堰部的水從堰部剝離，並在到達蓄水部之前，與彎管下降道裡側的側壁相撞，成為紊流將彎管內的空氣捲起。因此，彎管內空氣的排出費時間。
此外，橫引式彎管的結構，是在排水口之前水的流動從橫向變為垂直方向，故存在在該部分水流的方向轉換不能平靜地進行、排水口的排水能力下降的問題。
還有，從經驗已知，對排水彎管來說，彎管直徑越細，虹吸作用的發生越快，但彎管直徑過細，汙物容易發生堵塞，破壞便器本來的功能。再有，排水彎管的直徑變化大，則能量損失大，即使發生了虹吸作用，虹吸作用產生的吸引力也不會大，不能指望清洗能力有大的提高。
此外，將貯存清洗水的清洗水箱配置在相對便器本體為較低位置的低輪廓型水洗式大便器一般作為高等級的大便器，作為該種現有的水洗式大便器的代表，有日本發明專利公開公報1989年第75740號所記載的裝置。該公報所記載的大便器是同時使用虹吸作用和渦流作用的所謂虹吸渦流型式的便器，如圖27所示，使清洗水箱B的頂部位置下降，將清洗水離便器本體A的缽口邊圈面3a的水位高度抑制在低位，導致水箱給水的水勢下降，為彌補該水勢的下降，使清洗水箱B位於缽口邊圈面3a的更下方，從而增大水箱容量，增大清洗時使用的水量，保證16升左右的總排出量(使用一次從便器排向排水管的總量)。
但另一方面，近年來對水洗式大便器的節水要求越來越嚴格，尤其是美國，甚至規定限制在1.6加侖(6升總排出量)。因此，現有結構的虹吸作用式大便器，很難既保證清洗能力又能節水，尤其是低輪廓型大便器，很難滿足這樣的要求。
鑑於現有技術存在的上述問題，本發明的目的在於，提供一種既能充分滿足近年來的嚴格的節水要求，又能充分發揮清洗能力的水洗式大便器。
發明的公開本發明的水洗式大便器，具有缽體部和與所述缽體部的底部連續形成的排水彎管，所述排水彎管包括從缽體部的底部向斜上方延伸的上升道、形成於所述上升道上端的第1堰部、從所述第1堰部向下延伸的下降道、以及從所述下降道下端向大致水平方向延伸並在端部形成排水口的橫引道，在所述橫引道的所述下降道下端與排水口之間設有向上彎曲的第2堰部，在所述第2堰部與所述下降道下端之間形成有蓄水部，並且，在所述下降道下端附近形成有向著所述橫引道水平延伸的水平部。
此外，本發明的水洗式大便器，具有包括缽體部和與該缽體部的底部連續形成的排水彎管的便器本體，在所述便器本體後部，在與便器本體的缽口邊圈面大致相等的高度位置配置有排水口的清洗水箱，以及與所述清洗水箱的排水口和面對所述排水彎管的入口配置的噴射排水口連通的噴射引水道，所述噴射引水道在噴射排水口之前具有向噴射排水口轉向的彎曲部，並在所述噴射排水口附近，設有進行流速分布修正以使噴射排水口大致中心處的的流速最快的流速分布修正裝置。
另外，本發明的水洗式大便器，具有包括缽體部和與該缽體部的底部連續形成的排水彎管的便器本體，在所述便器本體後部，在與便器本體的缽口邊圈面大致相等的高度位置配置有排水口的清洗水箱，以及與所述清洗水箱的排水口和面對所述排水彎管的入口配置的噴射排水口連通的噴射引水道，在所述噴射引水道設有與所述清洗水箱的排水口開始排水大致同時地排出所述噴射引水道內空氣的空氣排出裝置。
若採用本發明，清洗水在從排水彎管下降道流入橫引道的流動方向變化部位所發生的不均勻的流速分布用水平部進行修正，能更可靠地使排水彎管利用清洗水發生並保持密封，可實現虹吸作用發生的穩定化和發展的高速化。
另外，若採用本發明，因為將排水彎管上升道與下降道之間的堰部的曲率半徑做成彎管直徑的0.9-1.4倍這樣大的曲率半徑，所以，從排水彎管上升道至下降道之間，清洗水的流動從橫向變為垂直方向時的方向轉換可順暢進行，防止在堰部發生水的剝離，保證高的排水能力，並能無損失地向蓄水部供給清洗水，實現虹吸作用的早期發生和發展的高速化。
此外，若採用本發明，因為橫引道一旦向上彎曲而形成蓄水部之後，即從該彎曲部起按彎曲形狀與排水口連接，並且彎曲部向下部分的曲率半徑為彎管直徑的0.7-1.2倍這樣大的曲率半徑，所以，在排水彎管的排水口之前清洗水的流動從橫向轉向垂直方向時，該方向的轉換能順利進行，可防止在彎曲部發生水的剝離，保證高的排水能力。
另外，若採用本發明，因為在噴射排水口附近設置流速分布修正裝置，使噴射排水口的大致中心處的流速變為最快，所以，即使在噴射排水口附近的任一位置存在汙物，也能獲得足以產生虹吸作用所需的流速。
另外，若採用本發明，因為在噴射引水道設有空氣排出裝置，所以，能迅速排出噴射引水道內的空氣，使清洗水箱的水頭有效地起作用。
附圖簡介

圖1為本發明水洗式大便器一實施例的中央縱剖視圖。
圖2為圖1的II-II線剖視圖。
圖3為圖1的II-III線剖視圖。
圖4為示出排水彎管具體結構的放大縱剖視圖。
圖5為清洗水箱部分的放大剖視圖，實線示出排水閥的關閉狀態，雙點劃線示出閥的開放狀態。
圖6是噴射引水道的噴射排水口附近的局部放大立體圖。
圖7是噴射排水的流速分布說明圖，其中(a)為偏向一側的流速分布狀態，(b)為均勻流速分布的狀態。
圖8是本發明其他實施例的中央縱剖視圖。
圖9是圖8的IX-IX線剖視圖。
圖10是圖8的IX-X線剖視圖。
圖11是與圖10相當的圖，示出了圖10所示實施例的變形例。
圖12是排水彎管的排水口附近流速分布的說明圖。
圖13是說明清洗水箱的液面高度及排水口口徑與排水的瞬間流速之間關係用的說明圖。
圖14是示出清洗水箱的排水口口徑與排水流量關係的圖表，其中(a)為初期液面高度一定而使口徑變化時的圖表，(b)是口徑一定而使初期液面高度變化時的圖表。
圖15是示出本發明水洗式大便器的排水特性的說明圖。
圖16是現有水洗式大便器的排水特性的說明圖。
圖17是示出排水彎管的排水口附近彎曲部的曲率半徑與排水特性關係的圖，其中(a)示出了曲率半徑為10mm時的關係，(b)示出了曲率半徑為20mm時的關係，(c)示出了曲率半徑為55mm時的關係，(d)示出了曲率半徑為55mm並將彎曲部的一部分從排水口再向下方連接延長時的關係。
圖18是排水彎管另一實施例的局部放大剖視圖。
圖19是排水彎管又一實施例的局部放大剖視圖。
圖20是排水彎管其他實施例的局部放大剖視圖。
圖21是本發明水洗式大便器另一實施例的中央縱剖視圖。
圖22是示出噴射引水道其他實施例橫剖視圖。
圖23是從圖22的箭頭X方向看到的局部立體圖。
圖24是本發明的實施例與比較例的比較圖表。
圖25是本發明的另外實施例與比較例的比較圖。
圖26是示出噴射排水口的流速與流速特性之間關係的圖，其中(a)示出與噴射排水口左端流速的關係，(b)示出與噴射排水口中央處流速的關係，(c)示出與噴射排水口右端流速的關係。
圖27是現有水洗式大便器之一例的中央縱剖視圖。
實施發明的最佳形態以下根據圖1-圖5說明本發明一實施例。圖中A是具有缽體部1和排水彎管2的便器本體，在缽體部1的上周邊設有供水缽口邊圈3。符號B是貯存清洗水的清洗水箱，與便器本體A成一體地設置在便器本體A的後部。
清洗水箱B在本實施例中，由與便器本體A一體成形的外側箱體b1和收容配置在該外側箱體b1內的樹脂成形的內側箱體b2構成，內側箱體b2充滿水時的水位為100mm至120mm。
此外，清洗水箱B其內側箱體b2的底面位於與便器本體的缽口邊圈面3a、即供水缽口邊圈3的上側面大致相同的高度位置，在該底面設有由排水閥4進行啟閉的排水口5。
上述排水口5如圖5所示，由在清洗水箱B的底部設置成貫穿底部的狀態的、基本上為圓筒狀的排水閥本體41所構成，其口徑為70mm-75mm，要大於現有一般清洗水箱排水口的約50mm的口徑。
構成排水口5的上述排水閥本體41，其伸入內側箱體b2內開口的上端形成傾斜，並由其開口周邊構成排水閥4的閥座42。此外，排水閥本體41上設有從其側旁立起且下端與排水口5連通的溢流管43。該溢流管43兼用作閥體44的支承部，與上述閥座42對應的閥體44樞接在該溢流管43的基部。
閥體44為圓板狀，其上側面設有與該面平行延伸的一對支承臂45，該臂45、45以夾持溢流管43的狀態通過軸46樞接在溢流管43上。
因此，閥體44可以臂45的樞支部為中心向上下自由轉動，通過向上轉動，排水閥4可離開閥座42而開啟，使排水口5打開，通過從該開啟狀態向下轉動，排水閥4可落座在閥座42上而關閉，使排水口5關閉。
在閥體44的上側面中央部分，連接有將設於水箱本體A側壁的操作件(未圖示)的操作力傳遞給閥體44的鏈條之類的操作力傳遞構件49，操作操作件，將閥體44向上拉而使其向上轉動，可使排水閥4開啟。
另一方面，便器本體A的供水缽口邊圈3在缽體部1上端的全周向缽體部1內側突出，其底面面對缽體部1之內，並在將便器本體A左右二等分的中央線上，通過缽口邊圈引水道31與清洗水箱B的排水口5連通。
如圖2所示，相對將便器本體A左右二等分的中央線，缽口邊圈引水道31與後面將說明的噴射引水道61分別設置於左右兩側，且與缽口邊圈3連通。
上述供水缽口邊圈3在其全周的底面上穿設有缽口邊圈出水孔32、32』，但位於便器前端附近的缽口邊圈出水孔32的直徑比其他的缽口邊圈出水孔32』要大，且該大直徑的缽口邊圈出水孔32偏置在便器本體A的左或右的一側，在圖中偏置於左側。
因此，在從清洗水箱B的排水口5經缽口邊圈引水道31流入供水缽口邊圈3、再從缽口邊圈出水孔32、32』沿球面1a供應給缽體部1內的清洗水中，由從上述便器前端部附近所設的大口徑缽口邊圈出水孔32流出的水形成作旋轉(此時是向右旋轉)的主流。
又該主流具有對來自後面將說明的噴射排水口的流速分布進行修正的功能。
在缽體部1的上述大口徑缽口邊圈出水孔32的下方位置形成有水平部分11。該水平部分11的存在，即使供給的清洗水水勢下降、缽口邊圈排水方向發生了變化，也能使水不向停止上述旋轉的方向集中，對於維持良好的旋轉和汙物的有效排出及提高缽體面的清洗性能，可有效地起作用。
此外，缽體部1的底部形成有汙物落入凹部12，在該汙物落入凹部12的裡壁部開設有排水彎管2的入口21，同時在前壁部分，面對上述排水彎管入口21，開設有噴射排水口6。
該噴射排水口6是與缽口邊圈引水道31及供水缽口邊圈3獨立地分開設置的，通過相對將便器本體A左右一分為二的中央線與缽口邊圈引水道31分列於左右兩側的噴射引水道61而與所述排水口5連通。
因此，從清洗水箱B供給便器本體A的清洗水，其一部分如上所述，通過缽口邊圈引水道31、供水缽口邊圈3而從缽口邊圈出水孔32、32』供給缽體部1，另一方面，其餘的水4通過噴射引水道61而從噴射排水口6直接向排水彎管入口21排出，一下子將大量的水送入排水彎管2內，並起將汙物強行推入排水彎管2內的作用。
要發生虹吸現象，最好提高噴射側的排水比率，但是，要形成缽體部1內的旋轉水流及保證缽體部清洗的性能，缽口邊圈側的清洗水也必需達到一定程度，考慮到水的節約，例如當使用6升水時，清洗水的分配最好在缽口邊圈側∶噴射側＝1∶4到缽口邊圈側∶噴射側＝2∶3的範圍之內。
在此對噴射引水道61進行說明。一般具有噴射引水道61的虹吸便器，是以在引水道61的局部滯留有空氣的狀態等候使用的。一旦從清洗水箱B放出水，水即邊排出該空氣邊流入噴射引水道61內。
此時，從水箱放出的噴射水當噴射引水道61內充滿水時被放出最快。換言之，在噴射引水道61內有空氣狀態下，由於空氣的妨礙，不能充分保證噴射水，故不能有效利用水箱的水頭。因此，對於噴射引水道61，如何能迅速排出引水道內的空氣是非常重要的。
為了排出噴射引水道61內的空氣，可考慮採用從噴射排水口6擠出的方法，以及在引水道61內部(最好是引水道61上部)設置排氣孔的方法等等，但因為前一種方法在擠入空氣時需要能量，所以後一種方法較好。
然而，即使假定在噴射引水道61上部設置排氣孔，當排水口5與噴射排水口6之間用噴射引水道61斜向相連時(設有噴射引水道的現有便器幾乎都是這樣的結構)，因為雖然水在噴射引水道61內迅速向下流，但此時水是沿引水道61的底部流動的，所以，引水道61內的空氣只會被向下流的水拉伸延長，而不會被排出，一旦水勢變弱，空氣即呈糰子狀的塊並會堵塞噴射引水道61。
因此，在本實施例中，為了解決這一問題，使噴射引水道61在蓄水面b正下方一度呈大致水平，形成繞入便器本體A前部的水平部61a，再在便器本體A前部轉180度後，向著噴射排水口6筆直落入。此外，為了彌補離心力的影響，如圖6所示，在轉入便器本體A前部改變方向部分的引水道61底面上，形成有向內的傾斜部61a。此外，噴射引水道61在便器本體A前部向噴射排水口6轉180度的彎曲部61b的曲率半徑為20mm-30mm。另外，使噴射引水道61的上部與供水缽口邊圈3的一部分相鄰，並在該相鄰部分設有通往供水缽口邊圈3的通氣孔62(見圖2)。
若採用本實施例中的噴射引水道61的結構，則從清洗水箱B通過排水口5下落的水在水平部61a瞬間受阻，在清洗水箱B與水平部61a之間短時間內產生積存水，且該積存水的水面上升。其結果，噴射引水道61內的空氣被水向上抬，從通氣孔62進入供水缽口邊圈3，再通過缽口邊圈出水孔32、32』被排出。其後，噴射引水道61呈充滿水的狀態，噴射水的排出力最強。即，能迅速排出噴射引水道61內的空氣，並有效利用水箱水頭。另外，在噴射引水道61內水箱水勢起作用的狀態下，因為供給清洗水的能量純粹是由清洗水箱B與噴射排水口6的落差決定的，所以，設置水平部61a引起的阻力可以忽視。而且，因為噴射引水道61在便器本體A前部向噴射排水口6轉180度方向的彎曲部61b的曲率半徑為20mm-30mm，所以，該部分流動方向轉換引起的損失也小。
此外，由於使噴射引水道61轉到便器本體A前部，使噴射水從便器本體A前部筆直落入噴射排水口6內，以及使上述噴射引水道61在轉向部分的引水道61底面設有向內的傾斜部61a，所以，在噴射排水口6排出的水中幾乎不產生離心力，來自噴射排水口6的水流流速分布如圖7(b)所示是均勻的。
由於如上所述來自噴射排水口6的水流流速分布是均勻的，所以，水和汙物被呈面狀分布的清洗水水流推動，故推動水和汙物的力增強，可望提高排出力。順便提一下，如圖7(a)所示流速分布偏向一邊時不是用面狀而是用線狀分布的清洗水水流來推動水及汙物，推動水和汙物的力較弱。
除了上述結構構成的流速分布修正裝置，，上述缽口邊圈出水孔32、32』等引起的旋轉力也能修正流速分布。
另外，作為噴射引水道61和供水缽口邊圈3的繞向結構，除了上述已說明過的結構之外，也可做成圖8-圖11所示的結構。該結構如圖8所示，其特點在於，在排水彎管2的脊背位置形成噴射引水道61。
與清洗水箱B的排水口5連接設置的噴射引水道61將排水彎管2的脊背位置沿後面將介紹的排水彎管上升道22一直延伸到排水彎管2的基部附近，在該基部附近，通過開設於側壁的孔61c向橫向改變方向，其後沿缽體部1的裡側面繞向便器本體A前部，與面對排水彎管入口21設置的噴射排水口6連通。另外，為了儘量減少噴射引水道61內的初期空氣，在側壁部的孔61c之前的噴射引水道部分配置在蓄水面b之下的位置。
在位於排水彎管2脊背位置的噴射引水道61的上部，設有供水缽口邊圈3用的分支口61d，通過該分支口61d，供水缽口邊圈3也與清洗水箱B的排水口5連通。
若採用該結構，從清洗水箱B的排水口5出來的水首先在位於排水彎管2脊背位置的噴射引水道61內向下落，並進入開設於彎管2基部附近側壁上的孔61c。此時，因為流動方向大大改變，，故在此產生配管阻力。因此，從水箱B供給的大流量水在短時間內積存在引水道61內，使該積存水的水面上升。因此，引水道61內水箱水頭起作用，與此同時，通過分支口61d向供水缽口邊圈3供水。另外，因為上述分支口61d通過供水缽口邊圈3與大氣相通，所以，噴射引水道61內的空氣會通過此處被排向外部，能容易地引導到水箱水頭起作用的狀態。
除了利用上述結構的空氣排出裝置之外，也可用泵等與排水閥的開啟動作同步地將噴射引水道61上部的空氣排出到噴射引水道61之外。
流入供水缽口邊圈3並從缽口邊圈出水孔32、32』沿缽體面1a供給缽體部1內的清洗水，通過將供水缽口邊圈3做成如圖10和圖11所示的雙側流動(兩まわし)或單側流動(片まわレ)結構，相對蓄水面b，可使清洗水的水流呈無旋轉或帶旋轉的狀態。
將噴射引水道做成本實施例結構的優點在於，因為可縮短噴射引水道61的路徑，故可加強噴射水流的水勢，並因為可將上述引水道一體形成而可改善製造性能。
另一方面，排水彎管2如圖1所示，其入口21開口於在缽體部1底部所設的汙物落入凹部12，並由從該入口21沿缽體部1的裡側面向便器本體A後方斜上方延伸的上升道22、從上升道22上端向下方大致垂直延伸的下降道23以及從下降道23下端向便器本體A前方橫向延伸的橫引道24構成連續的彎曲流道，在上述橫引道24頂端，排出口25向垂直方向開口。另外，在堰部27產生水的剝離時，因為剝離的水會撞到排水彎管下降道23的裡側壁上成為紊流並捲起空氣，空氣不能迅速排出，所以，堰部27的曲率半徑做成50mm-75mm(約為直徑為55mm的排水彎管的0.9-1.4倍)，最好做成55mm-65mm(約為55mm直徑的排水彎管的1.0-1.2倍)，儘量使水不剝離堰部。
該排水彎管2具有在其中途兩處有密封的雙密封結構。其虹吸發生促進裝置26，是使堰部27下遊側向下延伸的外側壁面向彎管2內側水平階梯狀地伸出、以使越過上升道22上端即堰部27而落入下降道23的水與之相碰撞而形成的。另外，第2堰部28是使橫引道24一度向上彎曲以便在排水口25之前形成蓄水部29而由該向上彎曲部形成的。上述虹吸發生促進裝置26的水平階梯部的長度最好為15-25mm(約為55mm直徑的排水彎管的0.25-0.45倍)，由第2堰部28形成的蓄水部29其上部具有25-35mm(排水彎管的直徑55mm的約0.45-0.65倍)的通氣空間。
此外，下降道23在重力方向做成大致圓筒狀，從堰部27起有100-150mm(排水彎管的直徑55mm的約1.8-2.7倍)長度，蓄水部29位於該下降道23正下方附近。當將下降部23做成150mm以上的長度時，越過堰部27的水在到達虹吸發生促進裝置26之前就會與下降道23的裡側壁相碰，捲起空氣而成為紊流，故不能迅速排出空氣。而當做成100mm以下的長度時，則不能獲得在虹吸發生促進裝置26處發生密封所需的充分的動能，有時就不發生虹吸作用。
此外，橫引道24如上所述一度向上彎曲形成第2堰部28之後，立即向下彎曲，該向下彎曲部30直接與排水口25連通。
上述虹吸發生促進裝置26也具有流動方向修正裝置26的功能。設置該流動方向修正裝置26的位置非常重要，設置在圖所示的位置，即，下降道23與橫引道24交叉部分的彎管2的內壁面。通過將流動方向修正裝置26設置在這樣的位置，可以修正在從一般排水彎管2的下降道23連到橫引道24的彎折部的彎轉處所發生的不均勻的流速分布。
作為該流動方向修正裝置26的位置，已確認，相對橫引道24的高度方向，在中央之上、頂壁起向下10-20mm的位置，即，通氣空間的大致2/3高度位置能最有效地進行流速分布的修正，且能將彎管2內的空氣迅速排出。
另外，若將流動方向修正裝置26設置在下降道23與橫引道24的交叉部之上的位置，則不僅如上所述，從下降道23連到橫引道24的彎折部的彎轉處流速分布會不均勻，而且由於水平階梯狀的流動方向修正裝置26，橫向彎折的水流會成為堵塞彎管2的水流，妨礙虹吸的發展。此外，相反若該位置做得比上述的低，則流速修正的效果會降低。
另外，該排水彎管2的結構如下，即，從構成第2堰部28的彎曲部頂部到排水口25所形成的向下彎曲部30的曲率半徑達到40-65mm(排水彎管直徑55mm的約0.7-1.2倍)，最好是45-55mm(排水彎管的直徑55mm的約0.8-1.0倍)，同時排水口25開口的終端設置成達到與便器本體A底面同一平面，以儘可能地延長排出路徑。又，在本實施例中，向下彎曲部30的曲率半徑為55mm(排水彎管直徑55mm的1.0倍)。
此外，圖17示出了從構成排水彎管2的第2堰部28的彎曲部頂部起至排水口25形成的向下彎曲部30的曲率半徑在10-55mm的範圍內變化時的排水特性。
如圖17所示，從構成排水彎管2的第2堰部28的彎曲部頂部起至排水口25形成的向下彎曲部30的曲率半徑如上所述小於55mm時，排水量的峰值很難伸展。其原因在於，對於排水彎管2有橫引道24的裝置，在其排水口25之前水流從橫向變為垂直方向時，水流會從彎管2壁面剝離而向前飛出，使排水口25附近實際流道面積變窄，其結果，剝離了的水流會限制後繼的清洗水的排出。
即，圖17(a)示出了彎曲部30的曲率半徑為10mm時的實驗結果，此時，排水口25的排水量峰值為127升/分，清洗水量為6.3升。此外，圖17(b)示出了彎曲部30的曲率半徑為20mm時的實驗結果，此時，排水量峰值為140升/分，清洗水量為6.3升。
又如圖17(c)所示，當彎曲部30的曲率半徑為55mm時，排水量的峰值為164升/分，這比曲率半徑為10mm時的(a)所示例子上升了約30％，而清洗水量減少為6.1升。但在排水量到達峰值之前，在圖表上有數處階梯部，這表明產生虹吸作用的過程並不十分順暢。
於是，如圖17(d)所示，使彎曲部30的曲率半徑為55mm，並使排水口25的邊緣部25a從彎曲部30起連續延長，越過彎曲部30向下流的清洗水的剝離現象被進一步有效抑制，排水量的峰值為165升/分，清洗水量為5.9升，同時，到達峰值之前的圖表上的階梯部減少，可以使虹吸作用更順暢地產生。
此外，該曲率半徑更大時，即壓迫蓄水部，損壞密封性能，不發生虹吸作用，故未能採集到數據。
因此，若將曲率半徑做成40-65mm(排水彎管的直徑55mm的約0.7-1.2倍)，最好是45-55mm(排水彎管的直徑55mm的約0.8-1.0倍)，即可防止該現象的發生，使水流的方向轉換順利，有效地將水流順暢地引導到排水口25，(見圖12)，這有利於排水能力的提高。
以下參照圖13-圖14，對如前所述，內側箱體b2滿水時的水位為100mm-120mm、其排水口徑為70mm-75mm時的情況進行說明。
如圖13所示，設Lo為初期液面高度，L為Δt秒後的液面高度，So為水箱內液面面積，S(升)為排水口截面積，Vo為排水流速，ΔV為Δt秒後的排水量，則有如下關係(式1)Vo=(2gLo)]]>(勢能＝動能)(式2)ΔV＝Vo×S1×Δt=(2gLo)S1t]]>Δt秒後的排水流速V(式3)V=(2gL)]]>(式4) L＝(So×Lo-ΔV)/So對Δt例如每隔0.2秒計算一次，求出在各時刻的排水量ΔV，圖14以圖表的形式示出了該計算結果。其中，圖14(a)示出了初期液面高度為110mm、排水口徑作為參數在φ50-φ80mm範圍內的計算結果，而圖14(b)示出了排水口徑為φ75mm、初期液面高度作為參數在90-130mm範圍內的計算結果。
在此，為使虹吸作用發生，排水彎管直徑φ為55mm時，實驗已確認必需350升/分以上的初期流量和0.7秒以上的供給時間(若僅考慮虹吸作用的發生，則供給量無上限，但若過多供給則清洗水量增加，故若要將清洗水量抑制在6升左右，則以1秒以內為宜)。該條件與排水彎管的彎管截面積有關，實驗已確認，供水必須達到每單位截面積1cm2、0.24升/秒以上。(若僅考慮虹吸作用的發生，則供給量無上限，但若過多供給則清洗水量增加，故若要將清洗水量抑制在6升左右，則以每單位截面積1cm2、0.30升/秒以內為宜)。因此，例如彎管直徑為φ40mm時，給予181升/分以上的供水，虹吸作用即能可靠地發生。
因此，作為滿足上述條件的裝置，可以從圖14中選擇初期液面高度為100mm-120mm、其排水口徑在70mm-75mm範圍內的裝置。
將如上結構的本發明的便器與現有低輪廓型便器的代表即虹吸渦流式便器的排水性能作比較試驗，本發明便器的排水特性如圖15所示，而現有低輪廓型便器的排水特性如圖16所示。從這些圖可知，現有低輪廓型便器的排水特性是，排水峰值為110升/分，到排水峰值所需時間為5.3秒，累計流量為12.7升，與此相比，本發明便器的排水特性為，排水峰值為167升/分，到排水峰值所需時間為1.8秒，累計流量為5.5升。但是，本發明便器要獲得上述結果，噴射流速在1.3米/秒以上的狀態時必需維持1.4秒以上，且重要的是要使噴射開口截面積在彎管截面積的30％-60％以內。另外，本實驗所用的便器，噴射開口截面積為10cm2(將彎管作為直徑為55mm圓形，對彎管的截面積比為0.42)。
要以少的清洗水量將便器內汙物排出，僅靠清洗水的推力是不夠的，所以必須依靠虹吸作用產生的吸引力來補充。此外，到虹吸作用發生的時間越短，清洗水的供給量也可相應減少。另外，為利用持續的虹吸作用來運送汙物所必需的時間與吸引力有關，吸引力強的話時間短也足夠了。
以這樣的見解為根據，通過實驗求得的排水特性即是上述本發明的排水特性。因此，只要是具有該排水特性的排水彎管，對於其他結構的排水彎管也是可以置換的，關於這一點，例如有圖18至圖20所示的裝置等。另外，對於該圖18至圖20所示的結構，對於與已說明的各實施例結構相同部分，僅標上相同的符號而省略對其的說明。
此外，通過設法改進上述的噴射引水道61，如圖21所示，即使排水彎管2不設置密封發生裝置，也可使虹吸發生。但在此時，實驗已確認必需有約6-8升的流量。
以下對噴射引水道其他實施例進行說明。
在圖22所示的實施例中，在噴射引水道61的噴射排水口6處附設有偏置用塊66。即，在汙物落入凹部12的左側壁12c上附設三角柱狀的偏置用塊66，使噴射排水口6從排水彎管2的中心偏置δ的距離。
圖23是從圖22的箭頭X方向看到的立體圖，用偏置用塊66堵塞寬度為d1的噴射引水道61的噴射排水口6，其結果，噴射排水口6的寬度變窄為d2。
另外，上述偏置用塊66也可以呈包括圖22的雙點劃線Y所示部分的葉片剖面形狀。本實施例只要在將噴射引水道61的頂端對準便器中心而形成的便器本體A上，附設偏置用塊66即可製造，所以不必擔心製造費高漲，且流道損失也不會大量增加。
圖24是本實施例與比較例的比較圖表。方便起見示出了俯視圖(原理圖)，並且，在缽口邊圈清洗水右旋情況下從前緣側看時，將偏置用塊66位於左側的例子(即偏置方向為右)作為本實施例，將不設偏置用塊的例子(即無偏置)作為比較例1，將偏置用塊66位於右側的例子(即偏置方向為左)作為比較例2。
首先，在噪音試驗中，本實施例包括虹吸結束音在內的水洗音為65.0-66.8dB(A)，平均為66.2dB(A)。
只是，測定點在便器缽口邊圈面上方1.0m且從便座安裝孔起向前(越過前緣)1.0m的部位。平均值是在同一條件下測定5次，將這些測定值單純平均後的值。
比較例1的水洗音是64.3-69.0dB(A)，平均是66.8dB(A)，比較例2的水洗音是65.6-68.4dB(A)，平均是67.0dB(A)。
用平均值進行評價，本實施例為○，比較例1為Δ，比較例2為×。
接著考察上述評價，因為比較例1是向右的缽口邊圈旋轉流，所以噴射水的流速分布峰值為中央偏左，其結果，從流速小的右端部分吸入空氣，導致水洗音增高。
比較例2的偏置方向相反，所以流量分布的峰值向左偏得利害，使水洗音增高。
而在本實施例中，通過向右偏置，因而流速分布的峰值回到中央，能降低水洗音。
圖25是另一新的實施例與其他例子的比較圖。
該另一實施例適當配置有大口徑缽口邊圈出水孔及偏置用塊66，即，組合有上述本實施例中圖2所示的缽口邊圈出水孔32、32』。
為了將比較例1及本實施例與該另一實施例作比較，複印了圖24所示的實驗結果。
根據另一實施例，由於大口徑缽口邊圈出水孔32使從缽口邊圈出水孔排出的清洗水的旋轉性能得到改善，以及因偏置用塊使流速分布改善這樣兩方面效果的迭加，水洗音為61.0-67.4dB(A)，平均為64.3dB(A)，平均值比其他例子大幅度改善，故評價為◎。
另外，對於圖1-圖4所示的實施例，將噴射排水口的流速分成右、中央、左的兩個區域進行測定，獲得圖26所示的流速特性。將圖26與圖15作比較，尤其是著眼於圖26(a)，噴射排水口的流速在水箱排水閥開啟後約0.3秒即達到峰值，約1.0秒從水箱獲得的勢能即耗盡。但是，因為已發生了虹吸作用，所以，隨虹吸作用而發生的引力使噴射排水口附近的流速維持1.5秒以上。又，將圖26與圖15作比較時，有必要以各波形線上升的時刻為基準點重疊起來進行比較。此外，在圖26(a)、(b)、(c)中，各時間軸不一致，這是因為在記錄波形線時未取得同步。因此，在這些圖表中，時間軸的絕對值(例如(a)中的11.00，25.00)並不是有特別意義的數字。這在圖15中也一樣。
如上所述，通過使虹吸作用產生的引力作用於噴射排水的水流，可使來自噴射排水口的水流持續更長時間，能可靠地排出細小的汙物等。
產業上應用的可能性若採用本發明，可提供一種能促進排水彎管內發生虹吸作用、用少量清洗水也能發揮很大清洗能力的水洗式大便器。
此外，若採用本發明，由於能使噴射排水口有效地發生噴射水流，使排水彎管內更可靠地產生虹吸作用，從而能提供用少量清洗水即能發揮很大清洗能力的水洗式大便器。
本發明應用於將清洗水箱設置於較低位置的低輪廓型水洗式大便器，可獲得尤其出色的效果。
權利要求
1.一種水洗式大便器，具有缽體部和與所述缽體部的底部連續形成的排水彎管，所述排水彎管包括從缽體部的底部向斜上方延伸的上升道、形成於所述上升道上端的第1堰部、從所述第1堰部起向下延伸的下降道、以及從所述下降道下端向大致水平方向延伸並在端部形成有排水口的橫引道，在所述橫引道的所述下降道下端與排水口之間設有向上彎曲的第2堰部，在所述第2堰部與所述下降道下端之間形成有蓄水部，並且，在所述下降道下端附近形成有向著所述橫引道在水平方向延伸的水平部。
2.根據權利要求1所述的水洗式大便器，其特徵在於，在所述橫引道的頂壁與所述蓄水部的蓄水面之間形成有通氣空間，所述水平部位於所述通氣空間的範圍之內。
3.根據權利要求2所述的水洗式大便器，其特徵在於，所述水平部設置在離所述蓄水面約為所述通氣空間距離的2/3的高度位置。
4.根據權利要求1所述的水洗式大便器，其特徵在於，第1堰部設置成具有排水彎管直徑的0.9-1.4倍的曲率半徑。
5.根據權利要求1所述的水洗式大便器，其特徵在於，排水彎管的下降道做成直徑為100-150mm的大致圓筒狀，從第1堰部起大致垂直地向下延伸。
6.根據權利要求1所述的水洗式大便器，其特徵在於，橫引道的第2堰部與排水口通過向下的彎曲部連接，所述向下的彎曲部具有排水彎管直徑的0.7-1.2倍的曲率半徑。
7.根據權利要求1所述的水洗式大便器，其特徵在於，排水彎管從其入口至排水口的橫截面積大致相同。
8.一種水洗式大便器，具有包括缽體部和與該缽體部的底部連續形成的排水彎管的便器本體，在所述便器本體後部，在與便器本體的缽口邊圈面大致相等的高度位置配置排水口的清洗水箱，以及與所述清洗水箱的排水口和面對所述排水彎管的入口配置的噴射排水口連通的噴射引水道，所述噴射引水道具有在噴射排水口之前向噴射排水口轉向的彎曲部，並在所述噴射排水口附近，設有進行流速分布修正以使噴射排水口大致中心處的流速最快的流速分布修正裝置。
9.根據權利要求8所述的水洗式大便器，其特徵在於，所述流速分布修正裝置是由使所述噴射排水口的軸芯向所述彎曲部的內周側偏心的結構構成的。
10.根據權利要求8所述的水洗式大便器，其特徵在於，流速分布修正裝置是由所述噴射引水道的彎曲部底面向內周側傾斜而形成的傾斜面構成的。
11.根據權利要求8所述的水洗式大便器，其特徵在於，噴射引水道的彎曲部設置成具有20-30mm的曲率半徑。
12.根據權利要求8所述的水洗式大便器，其特徵在於，噴射引水道的橫截面面積大小為排水彎管橫截面面積的0.3-0.6倍。
13.根據權利要求8所述的水洗式大便器，其特徵在於，清洗水箱設置成水位高100-120mm，排水口的口徑為直徑70-75mm。
14.一種水洗式大便器，具有包括缽體部和與該缽體部的底部連續形成的排水彎管的便器本體，在所述便器本體後部，在與便器本體的缽口邊圈面大致相等的高度位置配置排水口的清洗水箱，以及與所述清洗水箱的排水口和面對所述排水彎管的入口配置的噴射排水口連通的噴射引水道，在所述噴射引水道設有與所述清洗水箱的排水口開始排水大致同時地排出所述噴射引水道內空氣的空氣排出裝置。
15.根據權利要求14所述的水洗式大便器，其特徵在於，噴射引水道在便器本體的蓄水面之下位置具有以大致水平的狀態繞向便器本體前部的水平部。
16.根據權利要求14所述的水洗式大便器，其特徵在於，噴射引水道具有向斜下方傾斜的傾斜下降道，所述傾斜下降道的下端附近設有使清洗水的流動方向急速改變的部分。
17.根據權利要求14所述的水洗式大便器，其特徵在於，清洗水箱設置成水位高100-120mm，排水口的口徑為直徑70-75mm。
全文摘要
一種水洗式大便器,具有缽體部(1)和與所述缽體部的底部連續形成的排水彎管(2),排水彎管(2)包括從缽體部的底部向斜上方延伸的上升道(22)、形成於上升道上端的第1堰部(27)、從第1堰部起向下延伸的下降道(23)、以及從下降道下端向大致水平方向延伸並在端部形成有排水口(25)的橫引道(24),在橫引道(24)的下降道下端與排水口之間設有向上彎曲的第2堰部(28),在第2堰部(28)與下降道下端之間形成有蓄水部(29),並且,在下降道下端附近形成有向著橫引道(24)在水平方向延伸的水平部(26)。
文檔編號E03F1/00GK1171141SQ95197030
公開日1998年1月21日 申請日期1995年12月27日 優先權日1994年12月28日
發明者有田欽也, 冢田良一, 柴田信次, 松下博之 申請人:東陶機器株式會社