JP4288643B2 - 定量止水弁装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湯と水の流路内の圧力及び温度を検知することにより、湯と水の混合物である温水が設定された温度と水量になるように止水する定量止水弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水量を測定して設定水量に達したときに、止水する装置としては、図７に示す定量止水弁装置１が知られている。この装置１は、流路２の途中に電磁弁等の電気的駆動弁３を配置し、該電気的駆動弁３の下流側に流量センサ４を設置している。流量センサ４は、水車５と、この水車５の回転数を検知するセンサ６とから成り、水車５に埋め込まれた磁石が通過する度にセンサ６が反応して回転数を検知するものである。制御基板７は、前記センサ６から出力される水車５の回転数（パルス）信号をもとにして流量を演算し、設定流量に達した後は、電気的駆動弁３を閉にする。
なお、制御基板７における流量の演算は、水車５の１回転ごとに出力されるパルス数をカウントして行われる。１パルスあたりの流量は、図８の図（Ａ）に示す通りであり、積算流量は同図の図（Ｂ）に示す通りである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この水車方式の定量止水弁装置１では、流路２に水車５を設置することが必須であり、水車５自体が抵抗（圧損）となり、流量が減少するという欠点があった。
また流路２内に水車５を設置する関係上、機器全体が大きくなるという欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は従来の前記課題に鑑みてこれを改良除去したものであって、湯流路及び水流路内にそれぞれ開閉弁、圧力センサ及び温度センサを設置し、各温度センサの検知した水と湯の温度から、湯と水の混合物である温水が設定された温度と水量になるための水と湯の量をそれぞれ算出し、各圧力センサの検知した各流路の圧力から算出した各流路を流れた水と湯の各量が上記水と湯の量に達したときに各開閉弁を閉じるようにした定量止水弁装置を提供せんとするものである。
【０００５】
而して、前記課題を解決するために本発明が採用した請求項１の手段は、湯と水の流路を別々に備えた水栓本体と、水栓本体内の湯流路及び水流路内にそれぞれ設置された開閉弁、圧力センサ及び温度センサと、各温度センサの検知した水と湯の温度から、湯と水の混合物である温水が設定された温度と水量になるための水と湯の量をそれぞれ算出し、検知した水と湯の温度に変化があれば水と湯の量を補正し、各圧力センサの検知した各流路の圧力から各流路を流れた水と湯の各量を算出し、各流路を流れた水と湯の各量が上記水と湯の量に達したときに各開閉弁に閉信号を出力する制御回路からなる定量止水弁装置である。
流量と圧力との関係は、湯と水の流路の特性によって決まるので、予めこの流路の特性を検知しておけば、当該流路における圧力を検知することにより、流量を算出することが可能となり、当該流路を流れた水と湯の各量の演算が可能である。湯と水の混合物である温水が設定された温度と水量になるための水と湯の量に達した後は、開閉弁（電気的駆動弁等）が閉となり、止水状態となる。従って、流路内に水車等を設置する必要がなく、流路抵抗の減少となることがなく、また装置全体が大型化する等のことはない。
また、湯と水のそれぞれの量が設定された温度と水量になるための水と湯の量に達した後は、吐出後の湯と水とを攪拌することにより、所望する温度の温水が得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明及び参考例の構成を図面に示す実施の形態に基づいて説明すると次の通りである。なお、従来の場合と同一符号は同一部材である。図１は参考例の第１の実施の形態に係る概略構成図である。同図に示す如く、この第１の実施の形態の定量止水弁装置８にあっては、流路２内に配設した電磁弁等の電気的駆動弁（開閉弁）３の下流側に圧力センサ９を設置している。圧力センサ９の信号は制御基板１０で演算処理される。また制御基板１０は、総吐水流量が設定水量に達すると、電気的駆動弁３に閉信号を出力するようになっている。
【０００９】
この定量止水弁装置８では、図２の図（Ａ）に示すように、当該流路２の圧力と流量の関係を示す特性を予め検知している。この特性は、流路ごとに異なる。従って、当該流路２の前記「圧力−流量」特性を予め測定しておくことにより、流路２内の圧力を検知することで、そのときの流量を求めることが可能となる。また積算吐水量は、同図の図（Ｂ）に示すように、一定の圧力で所定の吐水時間が経過した場合は、当該圧力における「流量」×「吐水時間」によって積算吐水量（総吐水流量）を算出することが可能である。
【００１０】
従って、図３に示すように、例えば、圧力センサ９からの出力信号がＶ1 からＶ2 に変化したときに、変化する以前の圧力Ｖ1 における「流量」×「吐水時間」から圧力Ｖ1 のときに流れた流量を演算することができる。同様にして、圧力が順次変化した場合には、その都度、それぞれの圧力における積算吐水量を算出し、これらの積算吐水量を全て和算すれば、総吐水流量を算出することが可能である。制御基板１０は、このようにして得られた総吐水流量が予め設定した水量に達した場合に、電気的駆動弁３を閉にする信号を出力し、所定流量の吐水を実現するようにしている。
【００１１】
このようにこの定量止水弁装置８では、流路２内の圧力を検知して当該圧力における流量を算出し、変化した圧力ごとの流量を積算することにより、総吐水流量を求めている。従って、従来のように水車を流路２内へ組み込む必要がなく、装置全体をコンパクト化でき、また流路抵抗の増大による流量低下がなく、大流量が得られる。
【００１２】
図４及び図５は、参考例の第２の実施の形態に係る定量止水弁装置１１を示すものであり、図４は概略構成図、図５は具体的構成を示す縦断面図である。同図に示す如く、この定量止水弁装置１１は、圧力センサ９としてダイヤフラム１２に歪みゲージ１３を貼り付けたものを使用し、圧力センサ９と制御基板１０とを一体的に構成したものである。このように圧力センサ９と制御基板１０とを一体的に設けた場合は、別々に設ける場合に比較して装置全体を更にコンパクトにすることが可能である。その他の構成並びに作用効果は、前記第１の実施の形態の場合と同じである。
【００１３】
図６は本発明の第３の実施の形態に係る定量止水弁装置１４を示す概略構成図である。同図に示す如く、この実施の形態にあっては、水栓本体１５内に水流路２Ａと湯流路２Ｂをそれぞれ独立して別々に設け、各流路２Ａ，２Ｂに配設した電磁弁等の電気的駆動弁（開閉弁）３Ａ，３Ｂの下流側にそれぞれ圧力センサ９Ａ，９Ｂ及び温度センサ１６Ａ，１６Ｂを設けている。圧力センサ９Ａ，９Ｂと温度センサ１６Ａ，１６Ｂの出力は、制御基板１０Ａに入力される。
【００１４】
例えば、浴槽１７等へ所望する温度の温水を所望する量だけ溜めたい場合は、制御基板１０Ａにおいて、温度と水量とを設定する。制御基板１０Ａは、前記設定された温度と水量になるための水と湯の量をそれぞれ算出する。ところで、この水と湯の量の算出において、所望する温度の温水を得るための水と湯の量は、当該流路２Ａ，２Ｂへ供給される水と湯の温度によって異なる。そのため、この実施の形態では、温度センサ１６Ａ，１６Ｂにより絶えず水と湯の温度を検知し、変化があればそれぞれの水と湯の量を補正するようにしている。そして、水流路２Ａと湯流路２Ｂとを流れる水と湯の量が前記算出した量に達したときは、それぞれの電気的駆動弁３Ａ，３Ｂを閉にする。このようにして浴槽１７等へ供給された水と湯は、攪拌されることによって所望する温度の温水となる。なお、圧力センサ９Ａ，９Ｂで各流路の圧力を検知して流量を算出することは前記第１の実施の形態の場合と同じである。
【００１５】
この実施の形態の定量止水弁装置１４は、水栓本体１５が湯と水とを独立した流路２Ａ，２Ｂで別々に供給しており、相互にそれぞれの供給圧力の影響を受けることがなく、圧損も小さくなり、必要な温度の湯量を早く吐水することが可能である。
【００１６】
ところで、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。例えば、図６に示す定量止水弁装置１４に設けた温度センサ１６Ａ，１６Ｂは、湯側が湯の供給源である給湯器の設定温度を利用するようにし、また水側が水道管に設けた温度センサからの出力信号を利用するものであってもよい。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１の発明にあっては、湯と水の流路を別々に備えた水栓本体と、湯と水の流路を別々に備えた水栓本体と、水栓本体内の湯流路及び水流路内にそれぞれ設置された開閉弁、圧力センサ及び温度センサと、各温度センサの検知した水と湯の温度から、湯と水の混合物である温水が設定された温度と水量になるための水と湯の量をそれぞれ算出し、検知した水と湯の温度に変化があれば水と湯の量を補正し、各圧力センサの検知した各流路の圧力から各流路を流れた水と湯の各量を算出し、各流路を流れた水と湯の各量が上記水と湯の量に達したときに各開閉弁に閉信号を出力する制御回路とで定量止水弁装置を構成している。
この定量止水弁装置では、水栓本体が湯と水とを独立した流路で別々に供給しており、相互にそれぞれの供給圧力の影響を受けることがなく、圧損も小さくなり、必要な温度の湯量を早く吐水することが可能である。
また湯と水のそれぞれの量が設定された温度と水量になるための水と湯の量に達した後は、吐出後の湯と水とを攪拌することにより、所望する温度の温水が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例の第１の実施の形態に係る定量止水弁装置の概略構成図である。
【図２】参考例の第１の実施の形態に係る定量止水弁装置の流路特性を示すものであって、図（Ａ）は流量と圧力の関係を示す特性図、図（Ｂ）は積算吐水量を説明するための図面である。
【図３】参考例の第１の実施の形態に係る定量止水弁装置の総吐水流量を説明するための図面である。
【図４】参考例の第２の実施の形態に係る定量止水弁装置の概略構成図である。
【図５】参考例の第２の実施の形態に係る定量止水弁装置の縦断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る定量止水弁装置の概略構成図である。
【図７】従来の定量止水弁装置の概略構成図である。
【図８】従来の定量止水弁装置における水車の回転と流量との関係を示す特性図であり、図（Ａ）は１パルスあたりの流量を示す図面、図（Ｂ）はパルスカウント数と積算流量との関係を示す図面である。
【符号の説明】
２…流路、２Ａ…水流路、２Ｂ…湯流路、３…電気的駆動弁、８…定量止水弁装置、９…圧力センサ、９Ａ…水側圧力センサ、９Ｂ…湯側圧力センサ、１０，１０Ａ…制御基板、１１…定量止水弁装置、１６Ａ, １６Ｂ…温度センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、湯と水の流路内の圧力及び温度を検知することにより、湯と水の混合物である温水が設定された温度と水量になるように止水する定量止水弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水量を測定して設定水量に達したときに、止水する装置としては、図７に示す定量止水弁装置１が知られている。この装置１は、流路２の途中に電磁弁等の電気的駆動弁３を配置し、該電気的駆動弁３の下流側に流量センサ４を設置している。流量センサ４は、水車５と、この水車５の回転数を検知するセンサ６とから成り、水車５に埋め込まれた磁石が通過する度にセンサ６が反応して回転数を検知するものである。制御基板７は、前記センサ６から出力される水車５の回転数（パルス）信号をもとにして流量を演算し、設定流量に達した後は、電気的駆動弁３を閉にする。
なお、制御基板７における流量の演算は、水車５の１回転ごとに出力されるパルス数をカウントして行われる。１パルスあたりの流量は、図８の図（Ａ）に示す通りであり、積算流量は同図の図（Ｂ）に示す通りである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この水車方式の定量止水弁装置１では、流路２に水車５を設置することが必須であり、水車５自体が抵抗（圧損）となり、流量が減少するという欠点があった。
また流路２内に水車５を設置する関係上、機器全体が大きくなるという欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は従来の前記課題に鑑みてこれを改良除去したものであって、湯流路及び水流路内にそれぞれ開閉弁、圧力センサ及び温度センサを設置し、各温度センサの検知した水と湯の温度から、湯と水の混合物である温水が設定された温度と水量になるための水と湯の量をそれぞれ算出し、各圧力センサの検知した各流路の圧力から算出した各流路を流れた水と湯の各量が上記水と湯の量に達したときに各開閉弁を閉じるようにした定量止水弁装置を提供せんとするものである。
【０００５】
而して、前記課題を解決するために本発明が採用した請求項１の手段は、湯と水の流路を別々に備えた水栓本体と、水栓本体内の湯流路及び水流路内にそれぞれ設置された開閉弁、圧力センサ及び温度センサと、各温度センサの検知した水と湯の温度から、湯と水の混合物である温水が設定された温度と水量になるための水と湯の量をそれぞれ算出し、検知した水と湯の温度に変化があれば水と湯の量を補正し、各圧力センサの検知した各流路の圧力から各流路を流れた水と湯の各量を算出し、各流路を流れた水と湯の各量が上記水と湯の量に達したときに各開閉弁に閉信号を出力する制御回路からなる定量止水弁装置である。
流量と圧力との関係は、湯と水の流路の特性によって決まるので、予めこの流路の特性を検知しておけば、当該流路における圧力を検知することにより、流量を算出することが可能となり、当該流路を流れた水と湯の各量の演算が可能である。湯と水の混合物である温水が設定された温度と水量になるための水と湯の量に達した後は、開閉弁（電気的駆動弁等）が閉となり、止水状態となる。従って、流路内に水車等を設置する必要がなく、流路抵抗の減少となることがなく、また装置全体が大型化する等のことはない。
また、湯と水のそれぞれの量が設定された温度と水量になるための水と湯の量に達した後は、吐出後の湯と水とを攪拌することにより、所望する温度の温水が得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明及び参考例の構成を図面に示す実施の形態に基づいて説明すると次の通りである。なお、従来の場合と同一符号は同一部材である。図１は参考例の第１の実施の形態に係る概略構成図である。同図に示す如く、この第１の実施の形態の定量止水弁装置８にあっては、流路２内に配設した電磁弁等の電気的駆動弁（開閉弁）３の下流側に圧力センサ９を設置している。圧力センサ９の信号は制御基板１０で演算処理される。また制御基板１０は、総吐水流量が設定水量に達すると、電気的駆動弁３に閉信号を出力するようになっている。
【０００９】
この定量止水弁装置８では、図２の図（Ａ）に示すように、当該流路２の圧力と流量の関係を示す特性を予め検知している。この特性は、流路ごとに異なる。従って、当該流路２の前記「圧力−流量」特性を予め測定しておくことにより、流路２内の圧力を検知することで、そのときの流量を求めることが可能となる。また積算吐水量は、同図の図（Ｂ）に示すように、一定の圧力で所定の吐水時間が経過した場合は、当該圧力における「流量」×「吐水時間」によって積算吐水量（総吐水流量）を算出することが可能である。
【００１０】
従って、図３に示すように、例えば、圧力センサ９からの出力信号がＶ1 からＶ2 に変化したときに、変化する以前の圧力Ｖ1 における「流量」×「吐水時間」から圧力Ｖ1 のときに流れた流量を演算することができる。同様にして、圧力が順次変化した場合には、その都度、それぞれの圧力における積算吐水量を算出し、これらの積算吐水量を全て和算すれば、総吐水流量を算出することが可能である。制御基板１０は、このようにして得られた総吐水流量が予め設定した水量に達した場合に、電気的駆動弁３を閉にする信号を出力し、所定流量の吐水を実現するようにしている。
【００１１】
このようにこの定量止水弁装置８では、流路２内の圧力を検知して当該圧力における流量を算出し、変化した圧力ごとの流量を積算することにより、総吐水流量を求めている。従って、従来のように水車を流路２内へ組み込む必要がなく、装置全体をコンパクト化でき、また流路抵抗の増大による流量低下がなく、大流量が得られる。
【００１２】
図４及び図５は、参考例の第２の実施の形態に係る定量止水弁装置１１を示すものであり、図４は概略構成図、図５は具体的構成を示す縦断面図である。同図に示す如く、この定量止水弁装置１１は、圧力センサ９としてダイヤフラム１２に歪みゲージ１３を貼り付けたものを使用し、圧力センサ９と制御基板１０とを一体的に構成したものである。このように圧力センサ９と制御基板１０とを一体的に設けた場合は、別々に設ける場合に比較して装置全体を更にコンパクトにすることが可能である。その他の構成並びに作用効果は、前記第１の実施の形態の場合と同じである。
【００１３】
図６は本発明の第３の実施の形態に係る定量止水弁装置１４を示す概略構成図である。同図に示す如く、この実施の形態にあっては、水栓本体１５内に水流路２Ａと湯流路２Ｂをそれぞれ独立して別々に設け、各流路２Ａ，２Ｂに配設した電磁弁等の電気的駆動弁（開閉弁）３Ａ，３Ｂの下流側にそれぞれ圧力センサ９Ａ，９Ｂ及び温度センサ１６Ａ，１６Ｂを設けている。圧力センサ９Ａ，９Ｂと温度センサ１６Ａ，１６Ｂの出力は、制御基板１０Ａに入力される。
【００１４】
例えば、浴槽１７等へ所望する温度の温水を所望する量だけ溜めたい場合は、制御基板１０Ａにおいて、温度と水量とを設定する。制御基板１０Ａは、前記設定された温度と水量になるための水と湯の量をそれぞれ算出する。ところで、この水と湯の量の算出において、所望する温度の温水を得るための水と湯の量は、当該流路２Ａ，２Ｂへ供給される水と湯の温度によって異なる。そのため、この実施の形態では、温度センサ１６Ａ，１６Ｂにより絶えず水と湯の温度を検知し、変化があればそれぞれの水と湯の量を補正するようにしている。そして、水流路２Ａと湯流路２Ｂとを流れる水と湯の量が前記算出した量に達したときは、それぞれの電気的駆動弁３Ａ，３Ｂを閉にする。このようにして浴槽１７等へ供給された水と湯は、攪拌されることによって所望する温度の温水となる。なお、圧力センサ９Ａ，９Ｂで各流路の圧力を検知して流量を算出することは前記第１の実施の形態の場合と同じである。
【００１５】
この実施の形態の定量止水弁装置１４は、水栓本体１５が湯と水とを独立した流路２Ａ，２Ｂで別々に供給しており、相互にそれぞれの供給圧力の影響を受けることがなく、圧損も小さくなり、必要な温度の湯量を早く吐水することが可能である。
【００１６】
ところで、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。例えば、図６に示す定量止水弁装置１４に設けた温度センサ１６Ａ，１６Ｂは、湯側が湯の供給源である給湯器の設定温度を利用するようにし、また水側が水道管に設けた温度センサからの出力信号を利用するものであってもよい。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１の発明にあっては、湯と水の流路を別々に備えた水栓本体と、湯と水の流路を別々に備えた水栓本体と、水栓本体内の湯流路及び水流路内にそれぞれ設置された開閉弁、圧力センサ及び温度センサと、各温度センサの検知した水と湯の温度から、湯と水の混合物である温水が設定された温度と水量になるための水と湯の量をそれぞれ算出し、検知した水と湯の温度に変化があれば水と湯の量を補正し、各圧力センサの検知した各流路の圧力から各流路を流れた水と湯の各量を算出し、各流路を流れた水と湯の各量が上記水と湯の量に達したときに各開閉弁に閉信号を出力する制御回路とで定量止水弁装置を構成している。
この定量止水弁装置では、水栓本体が湯と水とを独立した流路で別々に供給しており、相互にそれぞれの供給圧力の影響を受けることがなく、圧損も小さくなり、必要な温度の湯量を早く吐水することが可能である。
また湯と水のそれぞれの量が設定された温度と水量になるための水と湯の量に達した後は、吐出後の湯と水とを攪拌することにより、所望する温度の温水が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例の第１の実施の形態に係る定量止水弁装置の概略構成図である。
【図２】参考例の第１の実施の形態に係る定量止水弁装置の流路特性を示すものであって、図（Ａ）は流量と圧力の関係を示す特性図、図（Ｂ）は積算吐水量を説明するための図面である。
【図３】参考例の第１の実施の形態に係る定量止水弁装置の総吐水流量を説明するための図面である。
【図４】参考例の第２の実施の形態に係る定量止水弁装置の概略構成図である。
【図５】参考例の第２の実施の形態に係る定量止水弁装置の縦断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る定量止水弁装置の概略構成図である。
【図７】従来の定量止水弁装置の概略構成図である。
【図８】従来の定量止水弁装置における水車の回転と流量との関係を示す特性図であり、図（Ａ）は１パルスあたりの流量を示す図面、図（Ｂ）はパルスカウント数と積算流量との関係を示す図面である。
【符号の説明】
２…流路、２Ａ…水流路、２Ｂ…湯流路、３…電気的駆動弁、８…定量止水弁装置、９…圧力センサ、９Ａ…水側圧力センサ、９Ｂ…湯側圧力センサ、１０，１０Ａ…制御基板、１１…定量止水弁装置、１６Ａ, １６Ｂ…温度センサ
Claims (1)
- 湯と水の流路を別々に備えた水栓本体と、水栓本体内の湯流路及び水流路内にそれぞれ設置された開閉弁、圧力センサ及び温度センサと、各温度センサの検知した水と湯の温度から、湯と水の混合物である温水が設定された温度と水量になるための水と湯の量をそれぞれ算出し、検知した水と湯の温度に変化があれば水と湯の量を補正し、各圧力センサの検知した各流路の圧力から各流路を流れた水と湯の各量を算出し、各流路を流れた水と湯の各量が上記水と湯の量に達したときに各開閉弁に閉信号を出力する制御回路からなる定量止水弁装置。
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2002
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