JP2013221243A

JP2013221243A - 温水洗浄便座装置

Info

Publication number: JP2013221243A
Application number: JP2012091320A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Ide; 翔一井手
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2013-10-28

Abstract

【課題】電解槽の電極の寿命時期を予測して報知することができる温水洗浄便座装置を提供することを目的とする。
【解決手段】電解槽と、噴霧ノズルと、電極に流れる電流値を計測する電流値計測手段と、電極に通電した通電時間を計測する通電時間計測手段と、電流値計測手段により計測された電流値および通電時間計測手段により計測された通電時間を記憶し、電極への前回の通電時に記憶された電流値と、電極への前回の通電時に記憶された通電時間と、電極への今回の通電時に電流値計測手段により計測された電流値と、電極への今回の通電時に通電時間計測手段により計測された通電時間と、電極の寿命時間と、に基づいて電極の寿命までの時間を計測する制御部と、制御部により計測された電極の寿命までの時間に応じて報知形態を変化させる報知部と、を備えたことを特徴とする温水洗浄便座装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明の態様は、温水洗浄便座装置に関し、具体的には電解水を吐水可能な温水洗浄便座装置に関する。

便器や温水洗浄便座装置の掃除については、手間がかかる場合や面倒な場合がある。そのため、掃除の手間が掛からない便器や温水洗浄便座装置が望まれている。

これに対して、近年の温水洗浄便座装置には、水道水等の原水を電解槽内で電気分解することで電解水を生成し、これらの電解水を用いて除菌を行う機能が搭載されているものがある。例えば、噴霧専用ノズルから便器のボウル部に向かって電解水を噴射し、ボウル部の表面を清潔に保つ機能がある。また、電解水を用いて人体洗浄用ノズルを洗浄する機能が搭載されているものも普及してきている。

一般的に、温水洗浄便座装置に搭載される電解槽は、電解槽内で二極に分かれており、電極間に水を通水したときに電極間に電流を流している。そして、通水している水が電気分解されることで、電解水が生成されている。

しかしながら、電解槽において電解水を生成すると、水中に存在するカルシウムイオンなどによりいわゆる「スケール」などと呼ばれる炭酸カルシウムなどが生成し電解槽の電極に付着する場合がある。スケールが電解槽の電極に付着し堆積すると、電解効率が低下するという問題がある。また、例えば電極の触媒層の剥がれなどといった電極部分の劣化が進行すると、電解槽の性能が低減するという問題がある。このような問題が生ずると、除菌効果を発揮できる程度の濃度の電解水を生成できなくなるといった問題がある。

これに対して、通算洗浄時間、電極への通電時間、電極間に流れる電流値の情報から、電解槽の電極の寿命判定を行い、電極の寿命時期を報知する技術が開示されている（特許文献１）。

しかしながら、特許文献１に記載された電極の寿命報知方法は、基準を超えた場合にはじめて使用者に対して報知するものである。また、温水洗浄便座装置に搭載される電解槽ユニットは、個人で交換できるようなものではなく、専門業者に依頼してメンテナンスを行う必要がある。そのため、電解槽ユニットをすぐに交換することが困難である。よって、寿命報知後、すぐに電解槽を交換できないことで、使用者にとっては使い勝手が悪いという問題がある。

特開平６−３１２７５号公報

本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、電解槽の電極の寿命時期を予測して報知することができる温水洗浄便座装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、電極に通電することで水を電気分解し電解水を生成する電解槽と、前記電解槽により生成された電解水を便器のボウル部の表面に噴霧する噴霧ノズルと、前記電極に流れる電流値を計測する電流値計測手段と、前記電極に通電した通電時間を計測する通電時間計測手段と、前記電流値計測手段により計測された電流値および前記通電時間計測手段により計測された通電時間を記憶し、前記電極への前回の通電時に記憶された電流値と、前記電極への前回の通電時に記憶された通電時間と、前記電極への今回の通電時に前記電流値計測手段により計測された電流値と、前記電極への今回の通電時に前記通電時間計測手段により計測された通電時間と、前記電極の寿命時間と、に基づいて前記電極の寿命までの時間を計測する制御部と、前記制御部により計測された電極の寿命までの時間に応じて報知形態を変化させる報知部と、を備えたことを特徴とする温水洗浄便座装置である。

この温水洗浄便座装置によれば、使用者は、電極が寿命となる前に電極又は電解槽ごとの交換を行うことができる。そのため、電極又は電解槽の交換が遅れ、除菌効果のある電解水を使用できないなどといった時間を使用者に与えることを抑えることができる。よって、使用者にとって使い勝手のよい温水洗浄便座装置を提供することができる。

本発明の態様によれば、電解槽の電極の寿命時期を予測して報知することができる温水洗浄便座装置が提供される。

本発明の実施の形態にかかる温水洗浄便座装置の要部構成を表すブロック図である。本実施形態の電解槽の具体例を例示する斜視模式図である。本具体例の電解槽の内部構造を例示する分解模式図である。本具体例の電解槽における電気分解を説明するための断面模式図である。本実施形態の制御部が実行するアルゴリズムの具体例を例示するフローチャート図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる温水洗浄便座装置の要部構成を表すブロック図である。

本実施形態にかかる温水洗浄便座装置１０は、例えば洋式腰掛便器（以下説明の便宜上、単に「便器」と称する）の上に設けられ、ケーシング１２と、便座２１と、を備えている。ケーシング１２の内部には、制御部１と、電流値計測手段２と、通電時間計測手段３と、寿命報知部４と、バルブ５と、熱交換器６と、電解槽７と、ストレーナ８と、電磁ポンプ９と、流路切替弁１３と、噴霧ノズル１１と、が設けられている。なお、図１に表したように、噴霧ノズル１１は、ケーシング１２の外部に設けられていてもよい。

バルブ５は、制御部１からの指令に基づいて開閉し、熱交換器６への水の供給を制御する。
バルブ５の下流には、熱交換器６が設けられている。熱交換器６は、図示しない温水ヒータを有する。温水ヒータは、バルブ５を介して供給された水を加熱し、所定の温水にする。温水温度については、例えば、使用者が図示しない操作部を操作することにより設定することができる。
熱交換器６の下流には、電解槽７が設けられている。電解槽７は、水の電気分解により電解水を生成することができる。電解槽７については、後に詳述する。

電解槽７の下流には、ストレーナ８が設けられている。ストレーナ８は、電解槽７から供給された水に含まれる不純物を取り除く。
ストレーナ８の下流には、電磁ポンプ９が設けられている。電磁ポンプ９は、流路内の水の流れに脈動を与え、図示しない人体洗浄用ノズルの吐水口あるいは噴霧ノズル１１の吐水口から吐水される水に脈動を与えることができる。但し、本発明においては、電磁ポンプ９は、必ずしも設けられていなくともよい。

電磁ポンプ９の下流には、流路切替弁１３が設けられている。流路切替弁１３は、水勢（流量）を調整したり、給水の開閉や切替を行う。
噴霧ノズル１１は、供給された水を便器のボウル部３１の表面に噴霧することができる。
制御部１は、バルブ５の開閉動作、電磁ポンプ９の動作、および流路切替弁１３の開閉動作や切替動作などを制御する。

バルブ５から給水された上水は、熱交換器６に導かれる。続いて、熱交換器６から供給された上水は、電解槽７に導かれ、電解槽７において電解水が生成される。生成された電解水は、次に、ストレーナ８に導かれる。ストレーナ８を通過した電解水は、ストレーナ８で不純物が取り除かれた後、電磁ポンプ９を通過し、流路切替弁１３に導かれる。流路切替弁１３は、図示しない人体洗浄用ノズルおよび噴霧ノズル１１と繋がっている。制御部１が流路切替弁１３を噴霧ノズル１１の側に切り替えると、電解水が噴霧ノズル１１に導かれ、便器のボウル部３１の表面に噴霧される。これにより、便器のボウル部３１の表面を除菌することができる。

次に、本実施形態の電解槽の具体例について、図面を参照しつつ説明する。
図２は、本実施形態の電解槽の具体例を例示する斜視模式図である。
図３は、本具体例の電解槽の内部構造を例示する分解模式図である。

本具体例の電解槽８０は、第１の蓋部材８１と、第２の蓋部材８２と、陽極板（電極）８４と、陰極板（電極）８５と、を有する。第１の蓋部材８１は、熱交換器６から供給された水を電解槽８０の内部に流入させる流入部８１ａを有する。この流入部８１ａは、図２および図３に表したように、第１の蓋部材８１の下部に設けられている。一方、第２の蓋部材８２は、電解槽８０の内部に流入した水を外部に流出させる流出部８２ａを有する。この流出部８２ａは、図２および図３に表したように、第２の蓋部材８２の上部に設けられている。第１の蓋部材８１および第２の蓋部材８２は、互いに液密に取り付けられ、流入部８１ａから流入した水が流出部８２ａ以外から外部に流出することを防止できる。

陽極板８４および陰極板８５は、第１の蓋部材８１と、第２の蓋部材８２と、の間に設けられ、図３に表したように互いに対向して配置されている。このとき、陽極板８４と、陰極板８５と、の間にはスペーサ８７が設けられている。これにより、陽極板８４と、陰極板８５と、の間の距離は、略一定の距離に確保されている。また、陽極板８４は、電極面から突出した接続端子８４ａを有する。この接続端子８４ａは、図２に表したように、第１の蓋部材８１を通して電解槽８０の外部に導出されている。図示していないが、これは、陰極板８５についても同様である。つまり、陰極板８５は、電極面から突出した図示しない接続端子を有し、その図示しない接続端子は、第２の蓋部材８２を通して電解槽８０の外部に導出されている。

陽極板８４および陰極板８５は、接続端子８４ａおよび図示しない陰極板８５の接続端子を介して制御部１に接続されている。制御部１は、陽極板８４と陰極板８５との間に電圧を印加することができる。

給水源からバルブ５および熱交換器６を介して電解槽８０に供給された水は、図２に表した矢印Ａのように、第１の蓋部材８１の流入部８１ａから電解槽８０の内部に導かれる。続いて、流入部８１ａから電解槽８０の内部に流入した水は、陽極板８４と、陰極板８５と、の間の空間（流路）を流れ、図２に表した矢印Ｂのように、第２の蓋部材８２の流出部８２ａから電解槽８０の外部に排出される。この際、制御部１が陽極板８４および陰極板８５に通電している場合には、陽極板８４と、陰極板８５と、の間の空間を流れる水は電気分解される。これについて、図面を参照しつつ、さらに詳細に説明する。

図４は、本具体例の電解槽における電気分解を説明するための断面模式図である。
電解槽８０は、図２および図３に関して前述したように、その内部に陽極板８４および陰極板８５を有し、制御部１からの通電の制御によって、陽極板８４と、陰極板８５と、の間の空間を流れる水道水を電気分解できる。この際、陰極板８５では、式（１）に表した反応が生ずる。

Ｈ^＋＋ｅ⁻ → １／２Ｈ_２↑ ・・・（１）

そのため、陰極板８５においては酸（Ｈ^＋）が消費され、陰極板８５の近傍ではｐＨが上昇する。ｐＨが上昇すると、炭酸イオン（ＣＯ_３ ^２−）の溶解量は上昇する。ｐＨの上昇に伴い、炭酸（Ｈ_２ＣＯ_３）が水素イオン（Ｈ^＋）を放出し炭酸イオン（ＣＯ_３ ^２−）を生成し、式（２）に表した反応が生ずる。そして、発生した炭酸イオン（ＣＯ_３ ^２−）と水道水中に存在するカルシウムイオン（Ｃａ^２＋）が結合し、式（３）に表した反応が生ずる。つまり、ｐＨの上昇が、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３：スケール）生成（溶解度低下による析出）を引き起こす。

Ｈ_２ＣＯ_３ → ２Ｈ^＋＋ＣＯ_３ ^２− ・・・（２）
Ｃａ^２＋＋ＣＯ_３ ^２− → ＣａＣＯ_３・・・（３）

一方、陽極板８４では、式（４）に表した反応が生ずる。また、水道水は、塩素イオン（Ｃｌ⁻）を含んでいる。この塩素イオンは、水源（例えば、地下水や、ダムの水や、河川などの水）に食塩（ＮａＣｌ）や塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）として含まれている。そのため、式（５）に表した反応が生ずる。

２ＯＨ⁻ → ２ｅ⁻＋Ｈ_２Ｏ＋１／２Ｏ_２↑ ・・・（４）
Ｃｌ⁻ → ｅ⁻＋１／２Ｃｌ_２・・・（５）

式（５）において発生した塩素は、気泡としては存在しにくく、ほとんどの塩素は水に溶解する。そのため、式（５）において発生した塩素については、式（６）に表した反応が生ずる。このようにして、塩素イオンを電気分解することにより次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が生成される。その結果、電解槽８０において電気分解された水は、次亜塩素酸を含む液に変化する。なお、陽極板８４においてはアルカリ（ＯＨ⁻）が消費されるため、陽極板８４の近傍ではｐＨが下降する。

Ｃｌ_２＋Ｈ_２Ｏ → ＨＣｌＯ＋Ｈ^＋＋Ｃｌ⁻ ・・・（６）

また、水温が上昇すると、炭酸カルシウムの溶解量は下降する。つまり、水温が上昇すると、炭酸カルシウムは、水には溶解しにくくなる。そのため、水温が上昇すると、スケールは、生成されやすくなり、また析出されやすくなる。そのため、より高温の水が電解槽８０に供給され、電解槽８０がより高温の水を電気分解すると、スケールは、生成されやすくなり、また析出されやすくなる。

スケールが電解槽７の電極に付着し堆積すると、電解効率が低下する。また、例えば電極の触媒層の剥がれなどといった電極部分の劣化が進行すると、電解槽７の性能が低減する。すると、除菌効果を発揮できる程度の濃度の電解水を生成できなくなる場合がある。

これに対して、本実施形態にかかる温水洗浄便座装置１０によれば、電解水が電解槽７において生成されるときに、電流値計測手段２は、陽極板８４と陰極板８５との間に流れた電流値を計測する。また、通電時間計測手段３は、陽極板８４と陰極板８５との間に通電された積算時間を計測する。電流値計測手段２が計測した電流値および通電時間計測手段３が計測した積算時間は、制御部１に含まれる図示しない不揮発性メモリに記憶される。

そして、本実施形態の制御部１は、前回の通電時に記憶された電流値と、前回の通電時に記憶された通電時間と、今回の通電時に電流値計測手段２により計測された電流値と、今回の通電時に通電時間計測手段３により計測された通電時間と、電極（陽極板８４および陰極板８５）の寿命時間と、に基づいて、電極の寿命までの時間を計測する。また、制御部１は、電極の寿命までの時間を報知するとともに、計測した電極の寿命までの時間に応じて報知形態を変化させる。

これによれば、使用者は、電極が寿命となる前に電極又は電解槽７ごとの交換を行うことができる。そのため、電極又は電解槽７の交換が遅れ、除菌効果のある電解水を使用できないなどといった時間を使用者に与えることを抑えることができる。よって、使用者にとって使い勝手のよい温水洗浄便座装置１０を提供することができる。

なお、電流値計測手段２は、計測した電流値を電流値計測手段２自身に記憶してもよい。また、通電時間計測手段３は、計測した積算時間を通電時間計測手段３に記憶してもよい。

次に、本実施形態の制御部１が電極の寿命までの時間を算出し、報知形態を変化させるプロセスの具体例について、図面を参照しつつ説明する。
図５は、本実施形態の制御部が実行するアルゴリズムの具体例を例示するフローチャート図である。

まず、電解槽７への通電が行われたとき、電流値計測手段２は、電流値Ａ１を計測し、通電時間計測手段３は、電極通電積算時間ｔ１を計測する（ステップＳ１０１）。続いて、制御部１は、電流値計測手段２で計測された電流値Ａ１、及び、通電時間計測手段３で計測された電極通電積算時間ｔ１を不揮発性メモリに記憶する（ステップＳ１０３）。

続いて、再び電解槽７への通電が行われたとき、電流値計測手段２は、電流値Ａ２を計測し（ステップＳ１０５）、通電時間計測手段３は、電極通電積算時間ｔ２を計測する（ステップＳ１０７）。続いて、制御部１は、電流値計測手段２で計測された電流値Ａ２、及び、通電時間計測手段３で計測された電極通電積算時間ｔ２を不揮発性メモリに記憶する（ステップＳ１０９）。

続いて、制御部１は、ｔ２−ｔ１から一回あたりの電極への通電時間Δｔを算出する（ステップＳ１１１）。続いて、制御部１は、式（７）から電極寿命までの時間Ｔｃを算出する（ステップＳ１１１）。式（７）に含まれるＡｃは、電解槽７が寿命に達したと判定する電流値を示す。式（７）に含まれるＴｃは、電解槽７が寿命に達するまでの時間を示す。

続いて、制御部１は、算出されたＴｃを以下の式（８）〜（１２）と比較する（ステップＳ１１３）。式（８）〜式（１２）に含まれるＴｘ及びＴｙは、電極寿命までの時間の所定基準時間である。

Ｔｃ≧Ｔｘ・・・（８）
Ｔｃ≦Ｔｘ・・・（９）
Ｔｃ≧Ｔｙ・・・（１０）
Ｔｃ≦Ｔｙ・・・（１１）
Ｔｘ＞Ｔｙ・・・（１２）

制御部１は、式（８）〜（１２）により、電極の寿命までの時間を４段階に仕分けする。式（８）が成立した場合は、制御部１は、寿命まで十分な時間があると判定し、式（９）、式（１０）、式（１１）の順番で寿命までの時間が短いと判定する。このような判定の結果に基づいて、制御部１は、寿命報知部４（図１参照）に信号を送信し、使用者に対して寿命までの時間を報知する（ステップＳ１１５）。報知の方法としては、使用者に対して視覚的または聴覚的に行う方法が挙げられる。また、制御部１は、４段階の寿命までの時間判定に応じて報知形態を変化させる（ステップＳ１１５）。

制御部１が実行する報知の一例は、以下の如くである。
すなわち、制御部１は、電解槽７の寿命に達するまでの時間Ｔｃが式（８）によりＴｘと比較して大きいと判定した場合には、寿命までの時間が３ヶ月以上であると判定する。制御部１は、この判定に基づいて寿命報知部４に制御信号が送信し、寿命報知部４に含まれるＬＥＤ表示を点灯させる。制御部１は、電解槽７の寿命に達するまでの時間Ｔｃが式（９）によりＴｘと比較して小さいと判定した場合には、寿命まで時間が３ヶ月未満であると判定する。制御部１は、この判定に基づいて寿命報知部４に制御信号を送信し、寿命報知部４に含まれるＬＥＤ表示を点滅させる。制御部１は、電解槽７の寿命に達するまでの時間Ｔｃが式（１０）よりＴｙと比較して大きいと判定した場合には、寿命まで時間が１ヶ月以上であると判定する。制御部１は、この判定に基づいて寿命報知部４に制御信号を送信し、寿命報知部４に含まれるＬＥＤ表示を点滅させ、且つ、ＬＥＤ表示の色を変化させる。制御部１は、電解槽７の寿命に達するまでの時間Ｔｃが式（１１）によりＴｙと比較して小さいと判定した場合には、寿命まで時間が１ヶ月未満であると判定する。制御部１は、この判定に基づいて寿命報知部４に制御信号を送信し、寿命報知部４に含まれるＬＥＤ表示を消灯させる。この場合には、制御部１は、一時的に電子音を鳴動させてもよい。
制御部１が以上のプロセスを実施することで、使用者は、あらかじめ電解槽７の寿命までの時間を知ることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、温水洗浄便座装置１０および電解槽７などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや電解槽７および噴霧ノズル１１の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１制御部、２電流値計測手段、３通電時間計測手段、４寿命報知部、５バルブ、６熱交換器、７電解槽、８ストレーナ、９電磁ポンプ、１０温水洗浄便座装置、１１噴霧ノズル、１２ケーシング、１３流路切替弁、２１便座、３１ボウル部、８０電解槽、８１第１の蓋部材、８１ａ流入部、８２第２の蓋部材、８２ａ流出部、８４陽極板、８４ａ接続端子、８５陰極板、８７スペーサ

Claims

電極に通電することで水を電気分解し電解水を生成する電解槽と、
前記電解槽により生成された電解水を便器のボウル部の表面に噴霧する噴霧ノズルと、
前記電極に流れる電流値を計測する電流値計測手段と、
前記電極に通電した通電時間を計測する通電時間計測手段と、
前記電流値計測手段により計測された電流値および前記通電時間計測手段により計測された通電時間を記憶し、前記電極への前回の通電時に記憶された電流値と、前記電極への前回の通電時に記憶された通電時間と、前記電極への今回の通電時に前記電流値計測手段により計測された電流値と、前記電極への今回の通電時に前記通電時間計測手段により計測された通電時間と、前記電極の寿命時間と、に基づいて前記電極の寿命までの時間を計測する制御部と、
前記制御部により計測された電極の寿命までの時間に応じて報知形態を変化させる報知部と、
を備えたことを特徴とする温水洗浄便座装置。