如何用最少的水将马桶冲干净?柴田自进入公司以来,一直在思考这个问题。 在20世纪60年代经济高速增长时期,日本的厕所完成了从“茅厕”到“水冲式厕所”的转变,便器也从“蹲式”变为“座式马桶”。
TOTO（东陶）于上世纪80年代开始销售清洁座便器“卫洗丽”,大受日本家庭的欢迎并迅速得到普及。在此推动下,TOTO又于2002年推出了智能型节水座便器“NEW NEOREST EX”系列。在这之前,“洋式马桶”的出水口构造是在便池内部边缘配置30个左右的出水孔。而柴田想出了将出水口集中到一处,以增强冲水力度的构造。这样一来,即使用少量的水也能冲掉便器里黏附的污物,且不容易产生水垢。
柴田在进行实验时一般使用工业废水,实验用座便器的一侧用透明树脂做成“观察窗”来观测水流和冲洗情况。经过连日的实验,柴田偶然注意到不应采用向下排水,而要通过横向排水,像龙卷风一样沿便器内壁旋转冲下来,这样可以将便器冲洗得更干净。但是,水势的强弱与便器的曲线设计之间却很难取得平衡,冲出的水不是飞溅到便器外,就是水势减弱,无法彻底冲走污物。为了制造出理想的马桶,柴田无数次改变便器的形状。在一些想进行微调的地方,他便将一层薄薄的粘土涂在陶瓷便器内然后再观察水流的细微变化。终于,冲水用量从过去的每次13升减少到8升。柴田将这种不残留污秽的强力冲洗命名为“龙卷风冲洗”。
在此基础上,TOTO于2009年推出了“NEO REST Hybrid”系列的智能马桶。每次用水量减少到4.8升。与一般家庭使用的13升的马桶相比,按照东京都自来水收费标准计算一年可以节约1万4千日元的水费。
在实验中大显身手的是排泄物的模型。棒状排泄物模型由海绵制成,需要1个小时才能完成这一手工制品。这种模型和实物的柔软度接近,但实验前一定要预先打湿。柴田说道:“人的身体状况每天都在变化,排泄物的形状也各不相同。水流状况很难通过电脑预测,总之要不断地进行观察。”柴田利用每秒钟可以拍下4千个画面的相机,详细深入地观察和验证水流方式。现在他正潜心建立数据库,目的是将无数次实验数据留给下一代研究人员。
柴田自进公司以来,在实验中冲水的次数已达9万6千次。高中时期,他就形成了良好的节水意识。上世纪70年代,九州的福冈市等地缺水问题令他意识到水的珍贵。当时,厕所用不了水,有时就用纸杯解决。柴田表示“节水并不只是为了节约家用”。
现在,因人口增加而面临缺水问题的中国一些大城市以及淡水资源稀缺的新加坡等,也开始加强用水限制。日本大地震后,厕所的节水问题更是备受关注。厕所用水减少的话,自来水公司和污水处理公司就能相应地减少电力消耗。今后,节水型厕所将会成为世界标准。
“我为自己能从事这样的工作而感到骄傲”,柴田说道。
柴田信次设计的冲水部分为透明材质的试验用座便器。因易于观察而广受公司内部好评,现在这一试验用座便器也应用于样板房中。
人物简介
柴田信次:1962年福冈县出生。九州的工业大学毕业后,进入东陶机器(现在的TOTO)公司。
“当时有学长给我推荐这个公司,所以就进来了。那时候我连它的总公司就在福冈县都不知道。”柴田信次笑道。进入公司后,柴田一直致力于马桶的研究和开发工作。
精明强干的秘密
实验道具不可少
日本工业规格(JIS)规定,马桶内的水可以浮起100颗直径为1.9cm的树脂球,能冲走85颗以上的为合格产品。然而在实验中为了追求更高的品质,柴田不仅使用特制的海绵模型,有时也会使用和排泄物柔软度接近的食物。不过具体使用哪种食物柴田一直保密,担心会给人们添“麻烦”。
集思广益创新知
从几年前开始,柴田每个月都会聚集公司里的年轻研究人员或公司骨干召开学习会,每次的参加人数为10人左右。大家围在实验用的马桶前,围绕节水和清洗能力进行讨论。柴田总是认真倾听大家的讨论,当问题集中到某一点上时,他也不忘提出自己的建议。柴田说他希望可以通过这种方式,创造一个技术共享,并能为新技术奠定基础的契机。
重外观更重性能
柴田在上世纪90年代中期负责面向美国市场的马桶产品开发工作。美国的消费者最注重的是水量大小和冲洗能力等性能。柴田说道:“美国人对待马桶的态度就像对待家电一样,这让我觉得很新鲜”。从中他感悟到除了外观设计外,也可以向消费者宣传马桶的节水等性能。这也为他后来的研发工作带来了启发。
个人信条
“不要将知道的全都说出来”
这是柴田的上司曾对他说过的话,意思是说话时要讲重点,这样才能更好地传达技术或研究的乐趣。
试验时用于冲入座便器中的卫生纸和排泄物模型。