JP2013127269A - ヘッダ制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヘッダ本体とこのヘッダ本体から複数分岐するヘッダ分岐部とを備えるヘッダ管を配管系統に設置し、この配管系統を流れる湯水の流量を調整するヘッダ制御システムにおいて、ヘッダ分岐部に取り付けた流量制御バルブの開度を絞る減量制御を行う場合、計時を開始し、計時時間が所定の時間に達するまで流量制御バルブを全開状態とし、所定の時間に達した後、減量制御を実行する。
【選択図】図6
Description
本発明に係るヘッダ制御システムについて本実施の形態を示す図面に基づいて以下説明する。ヘッダ制御システムは、図1に示すように、ヘッダ管1と、ヘッダ管1内の湯水の流れを制御する流量制御バルブ2と、ヘッダ管1内の湯水の流れを検知する流量センサ3と、これらを制御装置4とを備える。
ヘッダ管1は、架橋ポリエチレン樹脂などの可撓性を有する合成樹脂により形成されており、一次側の流路となる引込配管(図示せず。以下同じ。)と、二次側の流路となる屋内配管(図示せず。以下同じ。)とを接続する管寄せである。
流量センサ3は、ヘッダ管1のヘッダ本体10の一次側の流入口に取り付けられている。流量センサ3は、ヘッダ本体10に流れ込む湯水の流量を計測するものであり、例えば、ロータ式流量センサなどが挙げられる。ロータ式流量センサは、湯水が本体を通過する際に、本体内の磁気ロータが流量に応じて回転し、回転する磁気ロータの羽根がホール素子を励磁させて流量に応じた流量パルスを出力する。
流量制御バルブ2は、少なくとも一つの任意のヘッダ分岐部11に取り付けられている。流量制御バルブ2は、弁と、この弁を動かすモータとを備え、弁の開度に応じてヘッダ管1内の流路面積を変化させ、ヘッダ管1内を流れる湯水の流量を調整する。ヘッダ管1内を流れる湯水の流量とヘッダ管1内の流路面積とは、以下の式(1)のような比例関係が成立する。
但し、Qは管内を流れる湯水の流量を示す。また、αは定数を示す。また、Sは管内の流路面積を示す。また、ΔPは、流路前後の差圧を示す。
制御装置4は、信号線20を介して流量制御バルブ2と接続し、信号線30を介して流量センサ3と接続し、これらを集中管理している。制御装置4は、制御基盤40と、操作部41と、表示部42と、電源43と、タイマ44とを備え、これらがバス45を介して接続している。制御装置4は、利用者が操作し易い場所、例えば、リビングルーム、洗面化粧台及び台所などに設置されている。
制御基盤40は、流量制御バルブ2の開度を絞る減量制御を実行する場合、全開制御の指示を受け付けたこと、又は、流量センサ3から出力された流量パルスを入力したことをトリガーとして、タイマ44を用いて、流量制御バルブ2の開度を全開とする全開時間の計時を開始し、タイマ44の計時がキャンセル時間又は解放時間に到達したか否かを判定する。
ヘッダ制御システムは、制御基盤40の記憶部に記憶してある流量値に基づいて各種データを生成し、生成したデータを表示部42を介して画面出力することにより、「見える化」を実現する。
ヘッダ制御システムは、制御基盤40が、予め設定してある開度設定値に基づき流量制御バルブ2の開度を制御(指定開度制御)する。指定開度制御は、流量制御バルブ2の開度を絞る減量制御と、流量制御バルブ2の開度を開く増量制御とを含むものである。なお、指定開度制御処理については、流量制御バルブ2がポテンショメータ式DCモータ20を備える場合と流量制御バルブ2がステッピングモータ22を備える場合とで工程が異なるため、場合分けをして以下説明する。
制御基盤40は、上述する指定開度制御処理において減量制御を実行する場合、全開制御の指示を受け付けたこと、又は、流量センサ3から出力された流量パルスを入力することをトリガーとして、全開制御処理を実行する。例えば、制御基盤40は、全開制御の指示を受け付けたことをトリガーとして全開制御処理を実行する場合、図6に示す処理を実行する。制御基盤40は、減量制御を実行する間に全開制御の指示を受け付けたか否かを判定し(S401)、指示を受け付けてないと判定した場合(S401でNO)、全開制御を実行することなく処理を一旦停止し、所定時間経過後にステップS401から再開する。
このように、ヘッダ流量制御システムは、表示部42を介して住宅内の水使用量に関するデータを画面出力(見える化)することにより、利用者に水使用量を意識付け、節水に対して積極的に取り組む意識を高める。また、シングルレバー式の水栓など、吐出調整し難くて全開か全閉かで操作される水栓に対して、使用時の吐出流量を最適化させて水の出過ぎを防ぎ、無駄に消費される水資源の削減に寄与する。
また、本発明に係るヘッダ制御システムは、上述した実施の形態1の指定開度制御処理と異なり、任意のヘッダ分岐部11内を流れる湯水の流量を検出し、検出した流量に応じて流量制御バルブ2の開度を実時間で調整する「フィードバック制御」を行ってもよい。以下、実施の形態2として、実施の形態1の構成とは異なる部分のみ説明し、対応する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
流量制御バルブ2は、少なくとも一つの任意のヘッダ分岐部11に取り付けられている。流量センサ3は、ヘッダ管1のヘッダ分岐部11の中程に取り付けられている。流量センサ3は、ヘッダ本体10から分水してヘッダ分岐部11に流れ込んだ湯水の流量を計測するものである。
制御装置4は、流量センサ3から出力された流量パルスを信号線30を介して入力し、入力した流量パルスを積算して、ヘッダ分岐部11内を流れる湯水の積算流量を換算し、換算した流量値を記憶部に記憶する。
ヘッダ制御システムは、制御基盤40の記憶部に記憶してある流量値に基づいて各種データを生成し、生成したデータを表示部42を介して画面出力するとともに、予め設定してある流量設定値に基づいて流量制御バルブ2の開度をフィードバック制御する。
次に、ステップS605(及びステップS705)で実行する流量値表示処理の手順について説明する。制御基盤40は、図11に示すように、ステップS604(及びステップS704)で換算した流量値を記憶部に記憶する(S801)。制御基盤40は、操作部41を介して表示指示を受け付けたか否かを判定し(S802)、表示指示を受け付けていないと判定した場合(S802でNO)、流量値表示処理を停止し、ステップS606(及びステップS706)に移行する。
次に、ステップS606(及びステップS706)で実行する駆動決定処理の手順について説明する。制御基盤40は、図12に示すように、流量センサ3から出力された流量パルスに応じて流量制御バルブ2の開閉を決定するフィードバック制御を実行する。制御基盤40は、ステップS604(及びステップS704)で換算した流量値を現在の流量値とみなして変数Q2に代入するとともに、流量設定値を変数Q1に代入する(S901)。
制御基盤40は、上述する通常の開度制御処理において減量制御を実行する場合、全開制御の指示を受け付けたこと、又は、流量センサ3から出力された流量パルスを入力したことをトリガーとして、全開制御処理を実行する。なお、全開制御処理は、実施の形態1の全開制御処理の手順(図6及び図7参照)と同様であるので、その説明を省略する。
このように、ヘッダ制御システムは、流量センサ3が検出したヘッダ分岐部11内を流れる湯水の流量に基づき、流量制御バルブ2の開度を調整し、ヘッダ分岐部11内を流れる湯水の流量が常に所定の流量となるようにフィードバック制御するので、給水元圧の変動や他水栓での同時使用に拘わらず、各水栓から最適な流量の湯水を吐水させることができる。また、ヘッダ分岐部11内を流れる湯水の流量を実時間で減量制御することができる。また、指定されたヘッダ分岐部11内を流れる湯水の流量を細かく制御することができる。また、台所や洗面所の水栓は、吐出流量が使用感や快適感に影響するが、フィードバック制御により最適な流量を安定して吐水することができるので、利用者の使用感や快適感が損なわれない。
また、本発明に係るヘッダ制御システムは、上述した実施の形態の構成と異なり、少なくとも一つの任意のヘッダ分岐部11に流量制御バルブ2が取り付けられ、流量制御バルブ2が取り付けられているヘッダ分岐部11に流量センサ3を取り付けることにより、ヘッダ分岐部11内を流れる湯水の流量を検出し、検出した流量に応じて実時間でヘッダ分岐部11内を流れる湯水の流量を調整する「フィードバック制御」を行ってもよい(図13参照)。また、流量センサ3は、実施の形態2と同様、ヘッダ分岐部11において、流量制御バルブ2よりヘッダ分岐部11の二次側に取り付けられている。
また、本発明に係るヘッダ制御システムは、上述した実施の形態の構成と異なり、緊急用止水バルブ5を加えた構成であってもよい。以下、上述した実施の形態の構成と異なる部分のみ説明し、対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
緊急用止水バルブ5は、内部に開閉弁を備え、この開閉弁が閉じることにより、ヘッダ管1内に湯水が流れ込むことがないように遮断する。
制御装置4は、信号線50を介して緊急用止水バルブ5と接続してこれを制御する。制御装置4は、遮断指示の入力を受け付けた場合、遮断指示に応じて緊急用止水バルブ5を閉じる。その結果、作業員は、ヘッダ管1内へ流れ込む湯水を遮断し、水栓のパッキンを交換するなどのメンテナンス作業を容易に行うことができる。
10 ヘッダ本体
11 ヘッダ分岐部
2 流量制御バルブ
20 DCモータ
21 ポテンショメータ
22 ステッピングモータ
3 流量センサ
4 制御装置
40 制御基盤
41 操作部
42 表示部
43 電源
44 タイマ(計時手段)
45 バス
5 緊急用止水バルブ
Claims (2)
- ヘッダ本体と該ヘッダ本体から複数分岐するヘッダ分岐部とを備えるヘッダ管が配管系統に設置されて該配管系統を流れる湯水の流量を調整するヘッダ制御システムであって、
前記ヘッダ分岐部の少なくとも一つに取り付けられて該ヘッダ分岐部の流量面積を変化させる流量制御バルブと、
前記流量制御バルブの開度を制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記流量制御バルブの開度を絞る減量制御を行う場合、所定の時間に達するまで、前記流量制御バルブを全開状態としておき、所定の時間に達した後、前記減量制御を実行することを特徴とするヘッダ制御システム。 - 前記制御手段は、前記流量制御バルブを全開状態とする指示を受け付けた場合、又は、給湯用の配管系統に設置された前記ヘッダ管のヘッダ分岐部の内部に残留する湯水が流れ始めた場合に、前記流量制御バルブを全開状態とするように設定されていることを特徴とする請求項1に記載のヘッダ制御システム。
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