JP2004116175A

JP2004116175A - 給水装置

Info

Publication number: JP2004116175A
Application number: JP2002282275A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Nagano; 長野　勝彦
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】定量止水栓給水部に含まれる電磁弁、表示部、翼車の回転を検出するセンサーを含む回路の消費電力を補うため、元電源にＡＣ電源を用いているが、浴室のような湿気の多い場所で使用するには感電予防措置を講ずる必要から、電源部を分離し、前期回路への供給電圧を安全な電圧まで低下させて使用するために、給水部と電源部をつなぐ配線処理や、それらを分離することで施工の手間やコストのかかるといった問題があった。
【解決手段】発電機を水栓に内蔵し、その出力を電力として利用、かつ、波数のカウントで通過水量を検出し、電磁弁、回路などを一体的に収めることで外部電源なしの定量止水栓が実現できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽用給水栓などで任意に設定した水量を吐出して自動的に停止する給水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の給水装置としては、吐水口に連絡する流路途中に設けられる電磁弁と、電磁弁より上流側において、流路に設けられる翼車と該翼車の回転を検出するセンサーと、吐水スイッチと、給水量を設定する給水量設定スイッチと、給水量設定スイッチで設定された設定量が表示される表示部と、該センサーからの信号を入力して吐出流量を積算する流量積算器とを備え、吐水スイッチの投入により開弁した電磁弁を流量積算器の積算値が設定値に達したときに閉弁するようにしたバス水栓が在り、浴槽へのお湯張りに用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この給水装置は、元電源にＡＣ電源を用いたものが一般的で、浴室のような湿気の多い場所で使用する場合、感電防止など安全措置のため低電圧に変換して使用している。また、乾電池を電源とする場合、電磁弁、表示部、流量積算回路の電力消費が大きいため、実用上必要な寿命を確保するには大容量の乾電池を使用する必要がある。また、この給水装置の構成は、感電防止など安全措置や大容量の乾電池を搭載する目的のために給水栓部と電源部に分ける必要がある。
【０００４】
このような給水装置の翼車に発電機を接続し、発電機の出力の波数をカウントすることによって流量を検出することは公知である（例えば、特許文献２参照）。
また、回路の消費電力を補うため、発電機の出力を乾電池やコンデンサーに充電し、この被充電器から電力を得ることも公知である。
【０００５】
【特許文献１】
実開平５−９２８１５の全文明細書
【特許文献２】
実開昭５６−１７５１８の全文明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、給水部に含まれる電磁弁、表示部、翼車の回転を検出するセンサーを含む回路の消費電力を補うため、元電源にＡＣ電源を用いているが、浴室のような湿気の多い場所で使用するには感電防止措置を講ずる必要から、電源部を分離し、前期回路への供給電圧を安全な電圧まで低下させて使用するために、給水部と電源部をつなぐ配線処理や、それらを分離することで施工の手間やコストのかかるといった問題があった。
【０００７】
また、電池を用いる場合、実用上十分な寿命を確保するには大容量のものが必要となり、給水部に一体的に構成するにはスペース上の問題があった。
そこで本発明は、安全で、施工の手間のかからない構造で、外部電源不要の浴槽用給水装置の提供を目的にしている。
【０００８】
浴槽に湯水をためる場合には、例えば２００リットルの浴槽に毎分２０リットルの流量で給水すると、１０分間連続して発電機を回すことができる。浴槽用給水栓に発電機を利用することは、実用化されている自動水栓や自動便器洗浄装置などに比べてその流水時間の長さからより大きな電力を作ることができる。また、電磁弁の開閉頻度もこれらに比べて少ないので電力消費も少ない。水力発電利用には好適なものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１では、給水量を設定するための設定手段と、利用者の吐水開始指示に基づき吐水開始信号を発する吐水開始信号発生手段と、給水流路に設けられ、弁体を開閉することにより吐水を行うラッチ型電磁弁と、前記吐水開始信号に基づき該電磁弁の駆動信号を発生し、設定手段により設定された給水量に達したとき、前記電磁弁へ閉弁信号を発生する制御手段と、給水流路中に翼車を設け、該翼車の回転によって発電を行い、その電気エネルギーを被充電器に蓄え、制御回路に電力を供給する発電機とを備えた給水装置において、
前記制御回路は、該発電機の回転数から流路の通過水量を算出し、その通過水量を表示するための表示手段を設けた。
【００１０】
よって、発電機の回転数、すなわち、その波数から流路の通過水量を検出することができる。
【００１１】
また、請求項２では、請求項１に記載の設定手段、表示器、ラッチ型電磁弁、翼車、発電機、制御回路を同一ケース内に収めるように形成していて、このケースは混合水栓出口の吐水口部に配置しやすいようにコンパクトに形成される。
【００１２】
また、請求項３では、請求項２において、混合水栓の吐水口部に、前記給水装置を配置したことを特徴とする請求項２記載の給水装置
【００１３】
また、請求項４では、請求項１乃至３において、制御回路には時計を内蔵し時刻設定手段を備えているので所定の時刻に吐水可能であり、請求項５では、請求項１乃至４において、給水量が所定量に達し自動止水した後には使用者に完了を知らせる警報手段も内蔵している。
【００１４】
【作用】
このように発電機を水栓に内蔵し、その出力を電力として利用、かつ、波数のカウントで通過水量を検出し、電磁弁、回路などを一体的に収めることで外部電源なしの定量止水栓が実現できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して実施例について説明する。
図１は本発明の構成を示すクレーム対応機能ブロック図、図２は本発明を利用した給水装置全体構成の概要を示すブロック図、図３は本発明を利用した給水栓全体の斜視図、図４は定量止水ユニット部、すなわち電磁弁、発電機を含む主要水路の中央断面図、図５は本発明を利用した給水装置全体の中央断面図、図６はラッチ型電磁弁への電力供給図である。
【００１６】
まず、図３の定量止水ユニット部２２について説明する。その通水路断面を図４に示す。入り口１から入った水はストレーナー２で濾過された後に、弁（ダイヤフラム）４を通って翼車３を回転させ発電機６で電力を発生する。また、図１を参照して水の流れ、発電、流量検出装置、設定装置の全体構成と基本動作について説明する。吐水スイッチ１５が操作されると、電磁弁７に通電され弁４が開き、入口１から入った水はストレーナー２を通過して翼車３を回転させる。さらに弁４を通過して吐水口５から外部に吐出される。
電磁弁７は消費電力を少なくするため、図７ようなラッチ型電磁弁を使用する。電磁弁開時には図６のように開時に＋側通電を瞬時行う。図７の電磁弁に開通電するとコイル５３に流れる電流による磁界でプランジャ５３が永久磁石５２の方向に移動し、永久磁石５２でプランジャ５３を開状態で保持する。逆に、プランジャ５３を閉状態にするためには、図６のように閉時−側の通電を瞬時行うことで永久磁石の磁界と反対方向の磁界をコイル５３により発生することで行う。
【００１７】
図１の翼車３の駆動による発電機６の出力は制御基板８の整流回路１０を介して２次電池１２に充電されるが、充電回路９は２次電池１２の充電状態に応じて整流回路１０の出力電流を適正に制御する。一方で、発電機６の出力は波形整形回路１１に入り、翼車３の回転数、すなわち、流量信号に変換されマイクロコンピュータ２３に入力される。
【００１８】
図４の定量止水ユニット２２の操作及び設定器は、出／止スイッチ１５、切換スイッチ２１、設定スイッチ２０を有し、出／止スイッチ１５は水の出し／止めの機能、切換スイッチ２１は時刻設定、吐水予約時刻設定、吐水量設定の切換機能を持ち、設定スイッチ２０は時刻及び吐水量設定機能を持っている。また、表示器１９には時刻、吐水予約時刻、吐水量設定値、電池の充電状態などを表示できる。
【００１９】
図２は、図１の定量止水栓機能ユニット２２を湯水混合栓３９に取り付けた場合の定量止水栓全体のブロック図であり、湯と水がサーモスタット３６で混合された後に、流量調節バルブ３８を通過して定量止水ユニット２２に入る。図３は定量止水栓全体を表す斜視図、図４は湯水混合栓２２取付け時の定量止水ユニット全体の通水断面を示している。
定量止水ユニット２２は混合栓３９の出口側に取り付けられ、そのケース内部には電磁弁７、弁、発電機６、スイッチ１５，２０，２１、表示器１９、制御基板８、２次電池１２、警報器１８が収納されている。
【００２０】
水栓を設置した後、初回動作させる場合、図１において２次電池１２には制御回路８や電磁弁７を動作させるために充電されていない。その際には２次電池の電圧を判定して、充電不十分とマイコンで判定したときは切換手段５１を１次電池５０側に切換えて、２次電池１２に充電して制御回路８を動作可能とする。また、水栓の使用頻度が少なく、２次電池１２の電圧が既定電圧より低下した場合も前記同様に、切換手段５１を１次電池５０に切換え２次電池１２に充電し、制御回路８を動作できるようにする。
【００２１】
例えば、第１の使い方で使用者が浴槽などに定量の水をためる場合は、次の通りとなる。
１）切換スイッチ２１で吐水量設定に切換え、表示器１９を見ながら設定スイッチ２０で所定の吐水量を設定する。設定した吐水量はメモリ１６上に記憶される。この時、吐水開始時刻は設定されていない。現在時刻は設定されていなくても可である。
２）そのまま、出／止スイッチ１５を押す。
３）電磁弁７に通電し、弁４が開き、水が吐出して、翼車３の駆動により、発電、電池への充電と吐水量の積算を開始する。
４）吐水量が設定値に達するまで吐水を続けて、既定量に達すると自動的に止水する。その後、警報器１８から吐水完了を知らせる音を出し、使用者に知らせる。
５）積算値が設定値に達する前に、吐水スイッチ１５を再び押すと、即止水する。
６）再度、出／止スイッチ１５を押すと、前記イで記憶された吐水量を積算されると自動止水する。
【００２２】
第２の使い方で使用者が浴槽に定量の水をためる場合は、次の通りとなる。
１）切換スイッチ２１を時刻設定に切換え、設定スイッチ２０で現在時刻を設定する。
２）切換スイッチ２１で予約時刻設定にし、設定スイッチ２０で吐水開始時刻を設定する。その時刻はメモリ２４に記憶される。
３）切換スイッチ２１で吐水量設定に切換え、設定スイッチ２０で所定の吐水量を設定する。設定した吐水量はメモリ２４に記憶される。
４）出／止スイッチ１５を押すと、吐水待機状態になる。
５）予約時刻になると、自動的に電磁弁７に通電し、弁４が開き、水が吐出して、翼車３の駆動により、発電、電池への充電と吐水量の積算を開始する。
６）吐水量が設定値に達するまで吐水を続けて、既定量に達すると自動的に止水する。その後、警報器１８から吐水完了を知らせる音を出し、使用者に知らせる。
７）吐水開始時刻、設定した吐水量は、使用者が設定変更するまで記憶され、変更しないで出／止スイッチ１５を押すと、前記４）、５）、６）の動作を行う。
８）吐水開始時刻をリセットすると、次回からは第１の使い方にならった動作となる。
【００２３】
【発明の効果】
かくして、本実施例の定量止水ユニットは、電源、電磁弁、弁、制御部、操作部、表示部を一体のケース内部にコンパクトに収納しているので、従来の混合栓のスパウトをそのまま取り替えて、定量止水栓に変更することが可能となる。
【００２４】
本実施例では電源に発電機を用い、その電力を２次電池に充電して使用し、かつ、発電機の出力を利用して流量を積算していることから、別の流量検出手段を設けることが不要である。また、浴槽用給水栓に発電機を利用することは、実用化されている自動水栓や自動便器洗浄装置などに比べてその流水時間の長さからより大きな電力を作ることができる。また、ラッチ型電磁弁を使用し、電磁弁の開閉頻度もこれらに比べて少なく、人感センサーも搭載していないため電力消費も少ない。水力発電利用には好適な製品である。
【００２５】
前記、流水時間の長さと低消費電力回路により、低電力発電で回路消費を賄うことが可能となり、その結果として浴室のような湿気の多い場所で使用する場合でも、感電防止など特別な安全措置が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示すクレーム対応機能ブロック図
【図２】本発明の給水装置全体構成の概要を示すブロック図
【図３】本発明に関わる給水装置全体の斜視図
【図４】本発明に関わるバルブユニット部の断面図
【図５】本発明に関わる給水装置全体の断面図
【図６】ラッチ型電磁弁への電力供給図
【図７】ラッチ型電磁弁とバルブ部断面図
【符号の説明】１　…　入口
２　…　ストレーナー
３　…　翼車
４　…　弁
５　…　吐水口
６　…　発電機
７　…　電磁弁
８　…　制御基板
９　…　充電回路
１０　…　整流回路
１１　…　波形整形回路
１２　…　２次電池
１３　…　クロック
１４　…　タイマー
１５　…　出／止スイッチ
１６　　…　メモリー
１８　　…　警報器
１９　　…　表示器
２０　　…　設定スイッチ
２１　　…　切換スイッチ
２２　　…　定量止水ユニット
２３　　…　マイコン
５０　　　…　切換手段
５１　　　…　１次電池

Claims

給水量を設定するための設定手段と、利用者の吐水開始指示に基づき吐水開始信号を発する吐水開始信号発生手段と、給水流路に設けられ、弁体を開閉することにより吐水を行うラッチ型電磁弁と、前記吐水開始信号に基づき該電磁弁の駆動信号を発生し、設定手段により設定された給水量に達したとき、前記電磁弁へ閉弁信号を発生する制御手段と、給水流路中に翼車を設け、該翼車の回転によって発電を行い、その電気エネルギーを被充電器に蓄え、制御回路に電力を供給する発電機とを備えた給水装置において、
前記制御回路は、該発電機の回転数から流路の通過水量を算出し、その通過水量を表示するための表示手段を設けたことを特徴とする給水装置。
上記設定手段、表示器、ラッチ型電磁弁、翼車、発電機、制御回路を同一ケース内に収めるように形成したことを特徴とする請求項１記載の給水装置。
混合水栓の吐水口部に、前記給水装置を配置したことを特徴とする請求項２記載の給水装置。
所定の時刻に吐水可能なように、時計を備えたことを特徴とする請求項１乃至３記載の給水装置。
所定量に達し自動止水した後に吐水完了を知らせる報知手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４記載の給水装置。