JP2012046969A - 衛生洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄水の異常温度の発生を抑制し、快適性と安全性を備えた衛生洗浄装置を提供することを目的とする。
【解決手段】止水電磁弁２５と流量センサ２６と熱交換器５０と入水サーミスタ５０と出湯サーミスタ５１と洗浄ノズル１０と報知手段２０２と制御部６０とを含み、制御部６０は洗浄水の流量と入水温度と熱交換器６０への入力とを基に、洗浄水の出湯温度の予測値を算出する出湯温度演算手段６３を備え、出湯温度演算手段６３が算出した予測値と、出湯サーミスタ５１が検知した出湯温度とが所定の範囲以上異なる場合、報知手段２０２による異常報知および熱交換器４０への通電の遮断を実施するものである。
これにより、入水サーミスタ５０と出水サーミスタ５１の異常検知が可能となり、洗浄水の異常温度の発生を抑制することが可能となり、快適性と安全性を備えた衛生洗浄装置を提供することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、衛生洗浄装置における給湯温度の安全装置に関するものである。

従来、この種の衛生洗浄装置は、貯湯槽内の水をヒータで加熱して洗浄に使用する温水を生成する給水加熱装置を備え、給水加熱装置は所定温度の温水を得るために、貯湯槽に温度センサとして設置したサーミスタで温水の温度を検知し、検知データに基づきヒータの通電を制御することにより温水の温度を維持している。

しかしながら、サーミスタに異常が生じた場合、温水を所定温度に維持することができなくなり、衛生洗浄装置の機能を維持することができなくなるため、貯湯槽に入水口から供給される水温を検知する第１のサーミスタと、貯湯槽内の平均温度を検知する第２のサーミスタを設置し、通常は両方の検知データにより制御を行い、第１のサーミスタが故障した場合には、第２のサーミスタのみで制御を継続する構成となっている。

サーミスタの故障として多く発生するのは、抵抗値が無限大となるオープン故障である。サーミスタは負特性の抵抗特性を有するものであり、オープン故障で抵抗値が無限大になった場合には、異常に低い温度を検知したことになり、この状態の検知データに基づきヒータの通電制御を継続した場合、ヒータに必要以上の通電が行われ、温水の温度が異常に上昇するという不具合が発生する。

温水温度の異常上昇を防止するために、従来の衛生洗浄装置においては、入水口からの水温を検知する第１のサーミスタの抵抗値が無限大になるオープン故障が生じた場合には、第２のサーミスタの検知データのみで制御を行い、貯湯槽内の平均温度を検知する第２のサーミスタがオープン故障した場合には、給水加熱装置の機能を停止する構成となっている。（例えば、特許文献１参照）

特開昭５８−１１３４３９号公報

しかしながら、前記従来の構成では、サーミスタの故障の症状としてはオープン故障のみを対象としたものである。しかしながら、サーミスタの故障の症状としては、オープン故障のように抵抗値が無限大にならず、正規の抵抗特性とは異なる抵抗特性が発生し、実際の温度とは異なる検知データが送信される故障がある。

このような故障の場合、従来の衛生洗浄装置の構成においては、異常と判定することができず、給水加熱装置の運転が継続され、設定温度と異なる温度の温水が供給され、使用者が不快を感じることがあり、場合によっては高温の温水により、使用者や衛生洗浄装置自体が損傷を受けることがあり、衛生洗浄装置の快適性および安全性の観点から未だ改良の余地があった。

本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたものであり、サーミスタの故障がオープン故障以外の故障であっても、ヒータへの通電を適切に遮断し、温水の温度が異常に上昇することを防止し快適で安全な衛生洗浄装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の衛生洗浄装置は、洗浄水の供給と停止を制御する止水電磁弁と、洗浄水の流量を検知する流量センサと、洗浄水を昇温する熱交換器と、熱交換器に入水する洗浄水の温度を検知する入水サーミスタと、熱交換器から出水する洗浄水の温度を検知する出湯サーミスタと、洗浄水を噴出する洗浄ノズルと、異常を報知する報知手段と、流量センサと入水サーミスタと出湯サーミスタの検知データに基づき、止水電磁弁と熱交換器と洗浄ノズルと報知手段とを制御する制御部とを含み、制御部は、流量センサが検知した洗浄水の流量と、入水サーミスタが検知した洗浄水の入水温度と、熱交換器への入力とを基に、洗浄水の出湯温度の予測値を算出する出湯温度演算手段を備え、制御部は、出湯温度演算手段が算出した予測値と、出湯サーミスタが検知した出湯温度とが、所定の範囲以上異なる場合、入水サーミスタおよび出湯サーミスタの少なくとも一方が異常であると判定し、報知手段による異常報知および熱交換器への通電の遮断の少なくとも一方の制御動作を実施するものである。

これにより、入水サーミスタと出水サーミスタのいずれかに温度を誤検知する異常が生じている場合、出水サーミスタが検知した出湯温度と、出湯温度演算手段が算出した出湯温度の予測値とに差が発生することとなり、その差が誤差範囲等を考慮した所定範囲以上の場合は異常と判定し、報知手段で異常報知したり、熱交換器への通電を遮断することにより、設定温度より異常に冷たい洗浄水や、異常に熱い洗浄水が洗浄ノズルから噴出されることがなく、快適性と安全性を備えた衛生洗浄装置を提供することができる。

本発明の衛生洗浄装置は、洗浄水の異常温度の発生を抑制し、快適性と安全性を備えた衛生洗浄装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１における衛生洗浄装置の外観を示す斜視図 本発明の実施の形態１における衛生洗浄装置の水回路および制御系を示す模式図 本発明の実施の形態１における熱交換器の外観を示す正面図 本発明の実施の形態１における図３に示すＡＡ断面図 本発明の実施の形態１における第一流路形成部材４２の内面を示す裏面図 本発明の実施の形態１における熱交換器への入力と予測温度とを示すグラフ 本発明の実施の形態１における異常判定のフローチャート 本発明の実施の形態２における衛生洗浄装置の水回路および制御系を示す模式図 本発明の実施の形態２における熱交換器への入力と予測温度とを示すグラフ 本発明の実施の形態２における異常判定のフローチャート 本発明の実施の形態３における衛生洗浄装置の水回路および制御系を示す模式図 本発明の実施の形態３における熱交換器の入力と予測温度とを示すグラフ 本発明の実施の形態３における異常判定のフローチャート

第１の発明は、洗浄水の供給と停止を制御する止水電磁弁と、前記洗浄水の流量を検知する流量センサと、前記洗浄水を昇温する熱交換器と、前記熱交換器に入水する前記洗浄水の温度を検知する入水サーミスタと、前記熱交換器から出水する前記洗浄水の温度を検知する出湯サーミスタと、前記洗浄水を噴出する洗浄ノズルと、異常を報知する報知手段と、前記流量センサと前記入水サーミスタと前記出湯サーミスタの検知データに基づき、
前記止水電磁弁と前記熱交換器と前記洗浄ノズルと前記報知手段とを制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記流量センサが検知した洗浄水の流量と、前記入水サーミスタが検知した前記洗浄水の入水温度と、前記熱交換器への入力とを基に、前記洗浄水の出湯温度の予測値を算出する出湯温度演算手段を備え、前記制御部は、前記出湯温度演算手段が算出した前記予測値と、前記出湯サーミスタが検知した出湯温度とが、所定の範囲以上異なる場合、前記入水サーミスタおよび前記出湯サーミスタの少なくとも一方が異常であると判定し、前記報知手段による異常報知および前記熱交換器への通電の遮断の少なくとも一方の制御動作を実施するものである。

これにより、入水サーミスタと出湯サーミスタのいずれかに温度を誤検知する異常が生じている場合、出湯サーミスタが検知した出湯温度と、出湯温度演算手段が算出した出湯温度の予測値とに差が発生することとなり、その差が誤差範囲等を考慮した所定範囲以上の場合は異常と判定し、報知手段で異常報知したり、熱交換器への通電を遮断することにより、設定温度より異常に冷たい洗浄水や、異常に熱い洗浄水が洗浄ノズルから噴出されることがなく、快適性と安全性を備えた衛生洗浄装置を提供することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記制御部は、前記熱交換器へ供給する電力を測定する電力測定手段と時計手段とを備え、前記出湯温度演算手段は、前記電力測定手段が測定した電力と前記時計手段が計測した通電時間とを用いて算出した前記熱交換器への入力を基に、出湯温度の予測値を算出するものである。

これにより、出湯温度演算手段は予測値を正確に算出することが可能となり、出湯温度演算手段の精度と信頼性を向上することが可能となり、快適性と安全性を備えた衛生洗浄装置を提供することができる。

第３の発明は、特に、第１の発明において、前記制御部は、前記熱交換器に印加する電圧を測定する電圧測定手段と時計手段とを備え、前記出湯温度演算手段は、前記電力測定手段が測定した電圧と前記時計手段が計測した通電時間とを用いて算出した前記熱交換器への入力を基に、出湯温度の予測値を算出するものである。

これにより、出湯温度演算手段は、熱交換器の抵抗値と熱交換器に供給される電圧と通電時間により、予測値を正確に算出することが可能となり、出湯温度演算手段の精度と信頼性を向上することが可能となり、快適性と安全性を備えた衛生洗浄装置を提供することができる。

第４の発明は、特に、第１の発明において、前記制御部は、前記熱交換器に流れる電流を測定する電流測定手段と時計手段とを備え、前記出湯温度演算手段は、前記電流測定手段が測定した電流と前記時計手段が計測した通電時間とを用いて算出した前記熱交換器への入力を基に、出湯温度の予測値を算出するものである。
請求項１に記載の衛生洗浄装置。

これにより、出湯温度演算手段は、熱交換器の抵抗値と熱交換器に流れる電流と通電時間により、予測値を正確に算出することが可能となり、出湯温度演算手段の精度と信頼性を向上することが可能となり、快適性と安全性を備えた衛生洗浄装置を提供することができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明において、前記制御部は、異常回数を記憶する異常回数記憶手段を備え、前記制御部は、前記異常回数記憶手段に所定の異常回数が記憶された場合に、前記報知手段による異常報知および前記熱交換器への通電の遮断の少なくとも一方の制御動作を実施するものである。

これにより、流量センサ、入水サーミスタ、出湯サーミスタ、電力測定手段、電圧測定手段、電流測定手段、時計手段の異常に係わらない一時的な誤検知が発生した場合、報知手段による異常報知や熱交換器への通電の遮断は実施されないため、衛生洗浄装置の使い勝手と信頼性を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるノズル装置を使用した衛生洗浄装置の斜視図を示すものであり、図２は衛生洗浄装置の水回路および制御系の構成を示す模式図である。

＜１＞衛生洗浄装置の構成
図１に示すように、本願発明の衛生洗浄装置１００は便器７００の上面に設置して使用するものであり、便器７００の後部に設置した本体２００の前面には便座４００と便蓋３００が便座便蓋開閉機構（図示せず）を介して回動自在に枢支してあり、図１に示すように便蓋３００を開放した状態においては、便蓋３００は衛生洗浄装置１００の最後部に位置するように起立する。また、便蓋３００を閉成すると便座４００の全面を隠蔽する。

本体２００の前部中央には洗浄ノズル１０が設置してあり、洗浄ノズル１０はノズル駆動装置（図示せず）により、便器７００の中央に向けて進出し、洗浄ノズル１０の先端に設けた噴出口から使用者の局部に向けて洗浄水を噴出し、使用者の局部を洗浄する。洗浄ノズル１０は、お尻を洗浄するお尻洗浄ノズル部１０ａと、女性の局部を洗浄するビデノズル部１０ｂと、お尻洗浄ノズル部１０ａとビデ洗浄ノズル部１０ｂの外面を洗浄するノズル洗浄部１０ｃとを備えている。

本体２００前面コーナー部には便座４００に着座した人体を検知する着座検知センサ２０１が設置されており、着座検知センサ２０１が便座４００に着座した人体を検知していない時には、洗浄ノズル１０から洗浄水を噴出することを停止することにより、洗浄水が便器７００の外に噴出してトイレ室内に飛散することを防止する。

また、本体２００前面コーナー部には衛生洗浄装置に異常が生じた場合に、使用者に異常を報知する報知手段として、ＬＥＤによる異常報知灯２０２が設置されており、衛生洗浄装置１００に異常が発生した場合に点滅して異常を表示する。また、異常判定内容によっては、お尻、ビデの洗浄機能を停止させる。

本体２００の内部には、マイコンを主構成部材とする制御部６０が設置されており、衛生洗浄装置１００の各機能の制御を行う。制御部６０は、経過時間を計測する時計手段６１と、熱交換器４０に供給した電力を計測する電力測定手段６２と、流量センサ２６が検出した熱交換器４０に送給された洗浄水量と、入水サーミスタ５０が検出した洗浄水の入水温度と、熱交換器４０へ供給された電力量とを基に、洗浄水の出湯温度を演算する出湯温度演算手段６３とを備えている。

また、トイレ室内には、使用者の入室を検知する人体検知センサ５００や衛生洗浄装置を操作するリモートコントローラ６００が設置されている。

人体検知センサ５００はトイレ室の壁面等に取り付けられる。人体検知センサ５００は、反射型の赤外線センサであり、人体から反射された赤外線を検出した場合にトイレ室内に使用者が入室したことを検知する。

リモートコントローラ６００には、その表面には複数の操作スイッチが設けられている。リモートコントローラ６００は便座４００上に着座した使用者が操作可能なトイレ室の壁面等の場所に取り付けられ、衛生洗浄装置の各機能の操作を行う。

本体２００の制御部６０は、人体検知センサ５００、リモートコントローラ６００、着座センサ２０１および衛生洗浄装置１００内に設置された各種センサの検知信号に基づいて、衛生洗浄装置１００の各部の動作を制御する。

＜２＞衛生洗浄装置の水回路および制御系の構成
本体２００の内部には洗浄ノズル１０に洗浄水を供給する流路が形成されており、図２に示すように、本体２００内には、分岐水栓２１、ストレーナ２２、逆止弁２３、定流量弁２４、止水電磁弁２５、入水サーミスタ５０、流量センサ２６、熱交換器４０、出湯サーミスタ５１、水ポンプ２８、バッファタンク２９、切替弁３０、洗浄ノズル１０、バキュームブレーカ３１、３２等の流路構成部材と、制御部６０が設置されている。

図２に示すように、水道配管１１には分岐水栓２１が接続される。分岐水栓２１と熱交換器４０との間に接続される配管１２には、ストレーナ２２、逆止弁２３、定流量弁２４、止水電磁弁２５および流量センサ２６が順に接続されている。

熱交換器４０の入水口の近傍には、熱交換器４０に供給される洗浄水の入水温度を検知する入水サーミスタ５０が、熱交換器４０の出湯口の近傍には、熱交換器４０で加熱された出湯温度を検知する出湯サーミスタ５１が設置されている。

熱交換器４０と切替弁３０との間に接続される配管１３には、水ポンプ２８およびバッファタンク２９が接続されている。

切替弁３０の複数のポートに洗浄ノズル１０のお尻洗浄ノズル部１０ａ、ビデノズル部１０ｂ、ノズル洗浄部１０ｃがそれぞれ接続されている。

バキュームブレーカ３１は、止水電磁弁２５と流量センサ２６との間の配管１２から延びる分岐配管１４に接続され、熱交換器４０よりも上方の位置に配置される。バキュームブレーカ３２はバッファタンク２９に設けられ、熱交換器４０よりも上方の位置に配置される。なお、バキュームブレーカ３２およびバッファタンク２９は一体的に形成されている。したがって、バッファタンク２９も熱交換器４０よりも上方の位置に配置される。

次に、本体２００における洗浄水の流れおよび制御部６０による本体２００の各構成部の制御について説明する。

水道配管１１を流れる水道水が、洗浄水として分岐水栓２１によりストレーナ２２に供給される。これにより、洗浄水に含まれるゴミおよび不純物等はストレーナ２２により除去される。

次に、逆止弁２３により配管１２内における洗浄水の逆流が防止され、定流量弁２４により配管１２内を流れる洗浄水の流量が一定に維持される。そして、止水電磁弁２５により熱交換器４０への洗浄水の供給状態が切替えられる。止水電磁弁２５の動作は、リモートコントローラ６００の操作に基づき制御部６０により制御される。

配管１２において、流量センサ２６は、配管１２内を流れる洗浄水の流量を測定し、制御部６０に測定流量値を送信する。熱交換器４０は、配管１２を通して供給される洗浄水
を所定の温度に加熱する。熱交換器４０の動作は、流量センサ２６と、入水サーミスタ５０と、出湯サーミスタ５１とにより測定されたデータに基づいて制御部６０により制御される。

続いて、熱交換器４０により加熱された洗浄水が、水ポンプ２８によりバッファタンク２９を通して切替弁３０に圧送される。水ポンプ２８の動作は、制御部６０により制御される。

バッファタンク２９は、加熱された洗浄水の温度緩衝部として作用する。これにより、切替弁３０に圧送される洗浄水の温度斑の発生が抑制される。

切替弁３０においては、切替弁モータ３０ａが動作することにより、水ポンプ２８から圧送された洗浄水が、お尻洗浄ノズル部１０ａ、ビデノズル部１０ｂ、ノズル洗浄部１０ｃのいずれかに供給される。これにより、お尻洗浄ノズル部１０ａ、ビデノズル部１０ｂ、ノズル洗浄部１０ｃのいずれかから洗浄水が噴出する。切替弁モータ３０ａの動作は、制御部６０により制御される。

なお、本実施の形態においては、熱交換器４０の前後にバキュームブレーカ３１、３２が設けられている。それにより、配管１２および配管１３内が負圧になった場合でも熱交換器４０内の洗浄水が外部に流出することが防止される。その結果、熱交換器４０の空焚きが防止される。

＜３＞衛生洗浄装置の動作、作用
上記構成の衛生洗浄装置は、使用者がトイレ室に入室すると、人体検知センサ５００が人体を検知し、制御部６０は便座便蓋開閉機構を駆動して、便蓋３００を自動的に開放する。使用者が便座４００に着座すると着座検知センサ２０１が着座した人体を検知し、検知信号を制御部６０に送信することにより、制御部６０はリモートコントローラ６００による便座装置１００の洗浄操作が可能な状態とする。

使用者がリモートコントローラ６００を操作し、お尻洗浄またはビデ洗浄の操作を行うと、制御部６０はノズル駆動装置を駆動し洗浄ノズル１０を便器７００の中央に進出させるとともに、止水電磁弁２５、熱交換器４０、水ポンプ２８を駆動して洗浄水を加熱して洗浄ノズル１０に送給することにより、洗浄ノズル１０の噴出口から温水が使用者の局部に向けて噴出し、局部の洗浄を行う。

洗浄水を送給している間は、制御部は出湯サーミスタ５１の検知データに基づき、洗浄水の温度を設定温度に維持するように熱交換器４０への電力の供給を制御する。この間、制御部６０は、洗浄水の温度検知手段である入水サーミスタ５０と出湯サーミスタ５１の異常の検知を後述のように実施する。

使用者がリモートコントローラ６００により洗浄終了の操作を行うと、制御部６０は止水電磁弁２５、熱交換器４０、水ポンプ２８の駆動を停止し、ノズル駆動装置を逆方向に駆動し、洗浄ノズル１０を本体２００内に収納し洗浄動作は終了する。

＜４＞熱交換器の構成および動作、作用
図３は熱交換器の外観を示す正面図であり、図４は図３に示すＡＡ断面図である。

図３に示すように、熱交換器４０は正面視で略長方形状を成す平板状であり、図４に示すように、矩形平板状を成すヒータ４１と、その一方の面（第一伝熱面）４１ａに対向配置された第一流路形成部材４２と、他方の面（第二伝熱面）４１ｂに対向配置された第二
流路形成部材４３と、これらを収容して流入口４４及び流出口４５を有するケーシング４６とを備えている。

ヒータ４１はセラミック製であり、１００Ｖ通電において最大約１２００Ｗの容量を備えている。第一流路形成部材４２および第二流路形成部材４３は、ＡＢＳ樹脂にガラス繊維をコンパウンドした強化ＡＢＳ樹脂で形成されている。

熱交換器４０はヒータ４１の伝熱面が鉛直方向になるように縦置きした状態で衛生洗浄装置１００の本体２００内部に収容されている。

図４に示すように、第一流路形成部材４２は、第一伝熱面４１ａに対向する矩形平板状のベース部４２ａと、ベース部４２ａに突設された複数のリブ４２ｂとを有している。同様に、第二流路形成部材４３は、第二伝熱面４１ｂに対向する矩形平板状のベース部４３ａと、ベース部４３ａに突設された複数のリブ４３ｂとを有している。

また、第一流路形成部材４２の周縁部には壁状のフランジ部４２ｃが周設されており、フランジ部４２ｃは、第二流路形成部材４３に近接する方向へ向かって所定寸法だけ延設されている。このフランジ部４２ｃの先端部には、フランジ部４２ｃに沿って周回する係合溝４２ｄが形成されている。

一方、第二流路形成部材４３のベース部４３ａの周縁部にも壁状のフランジ部４３ｃが周設されており、フランジ部４３ｃは、第一流路形成部材４２から離隔する方向へ向かって所定寸法だけ延設されている。このフランジ部４３ｃの先端部は第一流路形成部材４２側へ折り返されており、その端部には、フランジ部４３ｃに沿って周回する係合突起４３ｄが形成されている。

このような第一流路形成部材４２は、そのベース面４２ａが第二流路形成部材４３のベース面４３ａに対向するようにして第二流路形成部材４３に外嵌装着される。第一流路形成部材４２のフランジ部４２ｃが、第二流路形成部材４３のフランジ部４３ｃに外嵌され、更に、第一流路形成部材４２の係合溝４２ｄに第二流路形成部材４３の係合突起４３ｄが嵌入される。これにより、第一流路形成部材４２と第二流路形成部材４３とは接合され、内部に流路スペース４７が形成される。

また、図３に示すように、ケーシング４６の下部には流入口４４が設けられ、上部には流出口４５が設けられている。これらの流入口４４および流出口４５は、流路スペース４７に連通している。

図５は、第一流路形成部材４２の内面を示す裏面図である。

図３に示すように、第一流路形成部材４２のベース部４２ａには、略水平方向に沿って延びる複数のリブ４２ｂが並設されている。

このうち下から奇数番目のリブ４２ｂは、その長手方向の一方の端部がフランジ部４２ｃの内壁面に当接し、他端部はフランジ部４２ｃの内壁面から所定寸法だけ離隔している。また、下から偶数番目のリブ４２ｂは、その長手方向の一端部がフランジ部４２ｃの内壁面から離隔し、他方の端部がフランジ部４２ｃの内壁面に当接している。そして、流路スペース４７には、これらのリブ４２ｂによって画定され、流入口４４から流出口４５まで連通する蛇行流路４８が形成されている。

同様に、第二流路形成部材４３のリブ４３ｂは、第一流路形成部材４２のリブ４２ｂと
対称的な構成となっており、説明は省略するが、同様に流入口４４から流出口４５に至る蛇行流路４９が形成されている。

上記のように、第一流路形成部材４２と第二流路形成部材４３とに挟まれるようにして、平板状のヒータ４１が設けられており、ヒータ４１の両面の略全面に亘り蛇行流路４８、４９が形成されている。蛇行流路４８、４９の上流側は分流部を介して流入口４４と連通し、下流側は合流部を介して流出口４５と連通する構成となっている。

上記構成の熱交換器４０の流入口４４から洗浄水が送給されると、洗浄水は流入口４４の近傍の分岐部でヒータ４１の両面に設けられた蛇行流路４８、４９流入し、蛇行流路４８、４９を通過した洗浄水は合流部で合流し流出口４５から流出する。洗浄水は蛇行流路４８、４９を通過する間にヒータ４１から加えられる熱により順次昇温し、流出口４５から流出する時点で設定温度まで昇温する。

本実施の形態の場合、熱交換器４０を流れる洗浄水の流量は約５００ＣＣ／分であり、流入口４４から流入した洗浄水が流出口４５から流出するまでに要する時間は約２秒間である。

その間、制御部６０は、入水サーミスタ５０が検知する入水温度と、流量センサ２６が検知する流量と、出湯サーミスタ５１が検知する出湯温度に基づき、出湯温度が設定温度になるようにヒータ４１への通電を制御する。

＜５＞制御部の構成と異常検知の方法
図６は、熱交換器４０に供給する最大電力が１２００Ｗ、入水温度が２０℃、洗浄水の流量が５００ＣＣ／分の場合における熱交換器４０の入力と出湯温度演算手段による予測温度との関係をグラフであり、図７は、電力測定手段を設けた場合における異常検出処理のフローチャートである。

制御部６０は、マイコンを主構成部材として形成されており、主な機能としては、経過時間を計測する時計手段６１と、熱交換器４０に供給した電力を計測する電力測定手段６２と、流量センサ２６が検出した熱交換器４０に送給された洗浄水量と、入水サーミスタ５０が検出した洗浄水の入水温度と、熱交換器４０へ供給された電力量とを基に、洗浄水の出湯温度を演算する出湯温度演算手段６３とを備えている。

リモートコントローラ６００により洗浄操作が開始されると、入水サーミスタ５０で検知された入水温度Ｔ２℃の洗浄水が、流量センサ２６が検知した流量Ｆｃｃ／分の流量で、熱交換器４０に継続して送給される。送給された洗浄水は、熱交換器４０内の流路を通過する間に加熱され、出湯口から出湯するまでに設定温度Ｔ１℃まで昇温される。

熱交換器４０から出湯する出湯温度Ｔ３℃は出湯サーミスタ５１で検知され、出湯温度Ｔ３℃が設定温度Ｔ１℃になるように制御部６０は熱交換器４０への電力の供給を制御し、 熱交換器４０には、電力ＤＷが継続して供給される。

一方、制御部６０の出湯温度演算手段６３は、入水サーミスタ５０で検知した入水温度Ｔ２と、流量センサが検知した流量Ｆと、電力測定手段で測定した電力Ｄとに基づき洗浄水の出湯温度の予測値を演算する。

上記のようにＦｃｃ／分の水をＤＷの電力で加熱した場合の水の温度上昇値ｔは、
ｔ＝Ｋ×Ｄ／Ｆ
と推定することができる。ここで、Ｋは電力量とジュール熱量との換算係数および熱交換
器４０の熱効率を含む定数であり、実際に使用する熱交換器４０の実験値から設定したものである。

すなわち、熱交換器４０が上記条件で制御された場合、（Ｔ２＋ｔ）℃の温水が出湯されることを予測することができ、この温度を予測温度Ｔ４と称する。

通常、流量センサ２６、入水サーミスタ５０、出湯サーミスタ５１、の機能が全て正常に作動している場合は、設定温度Ｔ１と出湯温度Ｔ３と予測温度Ｔ４は等しい温度になる。

本実施の形態においては、図６に示すように、熱交換器４０の最大容量が１２００Ｗであり、洗浄水の流量が５００ｃｃ／分である。制御部６０は設定温度Ｔ１に対応して供給する電力を制御する。例えば、設定温度Ｔ１が４０℃に設定された場合、制御部６０は約７００Ｗの電力を供給する。

異常検知のフローは図７に示すように、制御部６０は、洗浄操作が開始されてから特定時間経過後に、入水サーミスタ５０が検知した入水温度Ｔ２と流量センサ２６が検知した流量Ｆと電力測定手段６２が検知した電力Ｄのデータにより出湯温度演算手段６３が予測温度Ｔ４を演算し、出湯サーミスタ５１が検知した出湯温度Ｔ３と予測温度Ｔ４とを比較し、Ｔ３とＴ４が５度以上異なる場合、異常と判定し、熱交換器４０への通電を遮断するとともに、異常報知灯２０２を点滅表示させる。

検知動作を開始する前記特定時間は、洗浄水が流入口４４から流入してから流出口４５から流出するまでの時間と、ヒータ４１の発熱が安定するまでの時間を考慮して、本実施の形態においては、洗浄操作を開始してから５秒後に設定しており、その後３〜５秒間隔で検知動作を繰りかえして実施する。

以上のように、本実施の形態における衛生洗浄装置は、入水サーミスタ５０と出湯サーミスタ５１と流量センサ２６のいずれかに異常が発生した場合、異常を検知し報知するとともに熱交換器への通電を遮断することにより安全を確保することができる。しかも、入水サーミスタ５０と出湯サーミスタ５１の異常はオープン故障に限らず、検知温度の誤差が大きくなる軽微な故障にも対応することが可能であり安全性と信頼性の高いものである。

なお、本実施の形態においては、制御部６０は出湯温度Ｔ３と予測温度Ｔ４とを比較し、Ｔ３とＴ４が５度以上異なる場合、異常と判定し、熱交換器４０への通電を遮断するとともに、異常報知灯２０２を点滅表示させるとしたが、制御部６０に異常回数記憶手段（図示せず）をさらに備え、異常と判定した場合、異常回数を異常回数記憶手段に記憶し、記憶した回数が所定回数に到達した時点で、熱交換器４０への通電を遮断するとともに、異常報知灯２０２を点滅表示させる制御動作を実施するようにしてもよい。

上記構成および作用を実施することにより、異常検知の誤検知による誤動作を抑制することが可能となり、より信頼性を向上することができる。また、本実施の形態の場合Ｔ３とＴ４との差が５度以上異なる場合を異常判定の基準としたが、異常回数記憶手段を備えることにより異常判定の基準を小さく（例えば３度以上）しても誤動作を抑制することが可能となり、異常判定の精度を向上することができる。

なお、本実施の形態においては、制御部が異常と判定した場合、熱交換器４０への通電を遮断するとともに、異常報知灯２０２を点滅表示させようにしたが、これに限るものではなく、これらの動作のいずれか一方のみを実施してもよい。

（実施の形態２）
図９は、実施の形態２における、熱交換器４０に供給する電源電圧の最大値が１００Ｖ、入水温度が２０℃、洗浄水の流量が５００ｃｃ／分の場合における熱交換器に印加される電圧値と出湯温度演算手段による予測温度との関係をグラフであり、図１０は、熱交換器の印加電圧を測定する電圧測定手段を設けた場合における異常検出処理のフローチャートである。

本実施の形態が実施の形態１と異なる点は、制御部６０が電力測定手段６２に替えて電圧測定手段６４を備えたことである。

本実施の形態においては、熱交換器４０のヒータ４１に印加する電圧を変更することにより、熱交換器への入力を制御する構成である。出湯温度演算手段６３においては予め設定されたヒータ４１の抵抗値と電圧測定手段６４が計測した電圧と時間により電力量を演算し、実施の形態１と同様に、出湯温度の予測値を演算して、異常の判定を実施するものである。

本実施の形態においては、電圧測定手段を採用したことにより、特に、電圧制御により熱交換器への電力の供給を制御する場合に有効である。

（実施の形態３）
図１２は、実施の形態３における、熱交換器４０に供給する最大電流が１２Ａ、入水温度が２０℃、洗浄水の流量が５００ｃｃ／分の場合における熱交換器に流れる電流値と出湯温度演算手段による予測温度との関係をグラフであり、図１３は、熱交換器に流れる電流を測定する電流測定手段を設けた場合における異常検出処理のフローチャートである。

本実施の形態が実施の形態１および実施の形態２と異なる点は、制御部６０が電力測定手段６２および電圧測定手段６４に替えて電流測定手段６５を備えたことである。

本実施の形態においては、熱交換器４０のヒータ４１に流れる電流と時間を計測することにより、出湯温度演算手段６３においては予め設定されたヒータ４１の抵抗値と電流測定手段６５が計測した電圧と時間により電力量を演算し、実施の形態１と同様に、出湯温度の予測値を演算して、異常の判定を実施するものである。

本実施の形態においては、電流測定手段を採用したことにより、ヒータに流れる電流を直接測定することができるため、各種の制御方法に対応することができる。

本発明にかかる衛生洗浄装置は、温度検知手段の軽微な異常を検出することが可能となるので、他の流体応用機器等の用途にも適用できる。

１０ 洗浄ノズル
２５ 止水電磁弁
２６ 流量センサ
４０ 熱交換器
５０ 入水サーミスタ
５１ 出湯サーミスタ
６０ 制御部
６１ 時計手段
６２ 電力測定手段
６３ 出湯温度演算手段
６４ 電圧測定手段
６５ 電流測定手段
１００ 衛生洗浄装置
２０２ 異常報知灯（報知手段）
Ｔ４ 予測温度（予測値）

Claims (5)

1. 洗浄水の供給と停止を制御する止水電磁弁と、
   前記洗浄水の流量を検知する流量センサと、
   前記洗浄水を昇温する熱交換器と、
   前記熱交換器に入水する前記洗浄水の温度を検知する入水サーミスタと、
   前記熱交換器から出水する前記洗浄水の温度を検知する出湯サーミスタと、
   前記洗浄水を噴出する洗浄ノズルと、
   異常を報知する報知手段と、
   前記流量センサと前記入水サーミスタと前記出湯サーミスタの検知データに基づき、前記止水電磁弁と前記熱交換器と前記洗浄ノズルと前記報知手段とを制御する制御部と、を含み、
   前記制御部は、前記流量センサが検知した前記洗浄水の流量と、前記入水サーミスタが検知した前記洗浄水の入水温度と、前記熱交換器への入力と、を基に、前記洗浄水の出湯温度の予測値を算出する出湯温度演算手段を備え、
   前記制御部は、前記出湯温度演算手段が算出した前記予測値と、前記出湯サーミスタが検知した出湯温度とが、所定の範囲以上異なる場合、前記入水サーミスタおよび前記出湯サーミスタの少なくとも一方が異常であると判定し、前記報知手段による異常報知および前記熱交換器への通電の遮断の少なくとも一方の制御動作を実施することを特徴とした、
   衛生洗浄装置。
2. 前記制御部は、前記熱交換器へ供給する電力を測定する電力測定手段と、時計手段と、を備え、
   前記出湯温度演算手段は、前記電力測定手段が測定した電力と、前記時計手段が計測した通電時間と、を用いて算出した前記熱交換器への入力を基に、出湯温度の予測値を算出する、
   請求項１に記載の衛生洗浄装置。
3. 前記制御部は、前記熱交換器に印加する電圧を測定する電圧測定手段と、時計手段と、を備え、
   前記出湯温度演算手段は、前記電力測定手段が測定した電圧と、前記時計手段が計測した通電時間と、を用いて算出した前記熱交換器への入力を基に、出湯温度の予測値を算出する、
   請求項１に記載の衛生洗浄装置。
4. 前記制御部は、前記熱交換器に流れる電流を測定する電流測定手段と、時計手段と、を備え、
   前記出湯温度演算手段は、前記電流測定手段が測定した電流と、前記時計手段が計測した通電時間と、を用いて算出した前記熱交換器への入力を基に、出湯温度の予測値を算出する、請求項１に記載の衛生洗浄装置。
5. 前記制御部は、異常回数を記憶する異常回数記憶手段を備え、
   前記制御部は、前記異常回数記憶手段に所定の異常回数が記憶された場合に、前記報知手段による異常報知および前記熱交換器への通電の遮断の少なくとも一方の制御動作を実施することを特徴とした、
   請求項１〜４記載の衛生洗浄装置。