JP6166895B2 - 温水供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に要介護者の身体洗浄用入浴装置として用いられる温水供給装置に関する。

日本では、高齢者の急増につれ、要介護者も増え続けている。それに伴って要介護者用の入浴装置の需要も拡大している。入浴装置には、適温の温水を安定して供給することが不可欠である。その温水は一般的に給湯器で加熱された温水と水道水を混合して作られる。
水道管の最小圧力と最大圧力は水道法により次のように定められている。配水管から給水管に分岐する箇所での配水管の最小動水圧が百五十キロパスカルを下回らなく、また、最大静水圧が七百四十キロパスカルを超えないこと、つまり、配水管内の圧力は最小で０．１５ＭＰａ,最大で０．７４ＭＰａとなる。しかし、建物の敷地境目の配水管から建物内の蛇口までに圧力損失があるため、実際に使用される水圧は大体０．０５〜０．７０ＭＰａの広い範囲に分布している。水圧が低すぎたり、また安定しない場合、適温の温水が得られないことがある。特にシャワー式の入浴装置は一定の噴射圧力が求められる。水道あるいは給湯器から供給される水の圧力が低くなると、シャワーの噴射圧力が確保できない。
上述の問題を解決するために、特許文献１では、供給源側から送られる水の圧力と温水の圧力とを、それぞれ別個のポンプを用いて昇圧し、さらに、各ポンプから吐出する水の圧力と温水の圧力とを、それぞれ別個の減圧器を用いて所定圧力まで減圧し、水と温水を所定の比率で混合させる混合器に送り込み、適温の温水を作る。

特許第３０９４１２３号公報

しかし、特許文献１によると、２つのポンプを使用することになるため、装置が複雑になり、製造コストが上がる。また、昇圧ポンプには入口の水圧、すなわち水の吸込み側の水圧に対する制限、いわゆる許容押込み圧力がある。許容押込み圧力は通常０．１〜０．２ＭＰａ程度であり、水道の水圧が許容押込み圧力を超えると、ポンプが破損する恐れがある。さらに、水道と給湯器から供給された水と温水の圧力がシャワーの噴射圧力を超えたとき、つまりポンプでの加圧が必要ない場合にも、ポンプは運転し続けているため、無駄な電力消費となる。

本発明は、上述した従来の問題を解決し、装置の構成がよりシンプルで、製造コストが低く、かつ、幅広い水道圧力に対応でき、さらに、水道配管などから供給される低温水と給湯器から供給される高温水の圧力に応じて、無駄な電力消費を抑えることができる温水供給装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の温水供給装置は、水道配管などから供給される低温水と給湯器から供給される高温水とを所定の温度に混合する自動ミキシングバルブと、前記自動ミキシングバルブで混合された温水を一定の圧力以上に加圧するポンプと、前記ポンプで加圧された前記温水を所定圧力に減圧する第一減圧弁とを配管で連結し、前記自動ミキシングバルブの出口に連結された前記配管に設置された圧力スイッチと、前記ポンプと並列に接続されたバイパス配管と、前記バイパス配管に設置されて前記ポンプの出口側から前記ポンプの入口側への流れを阻止する逆止弁と、前記圧力スイッチの出力信号に基づいて前記ポンプの運転を制御する制御部とを備え、前記制御部では、前記自動ミキシングバルブの出口圧力が所定圧力より低い場合には前記ポンプを運転し、前記自動ミキシングバルブの前記出口圧力が前記所定圧力以上の場合には前記ポンプを停止することを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の温水供給装置において、前記自動ミキシングバルブの出口と前記ポンプの入口とを連結する前記配管に、第二減圧弁を設置し、前記第二減圧弁での圧力を、前記ポンプの許容押込み圧力以下に設定したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の温水供給装置において、前記圧力スイッチを常閉型スイッチとし、前記自動ミキシングバルブの前記出口圧力が、前記温水を噴射するシャワーの噴射圧力以上であるときに、前記圧力スイッチを作動して前記ポンプの運転を停止することを特徴とする。

以上に示すように、本発明に係る温水供給装置によれば、従来の装置より構造が簡単になり製造コストが下がると同時に、幅広い水道圧力に対応でき、さらに、水道と給湯器の供給圧力が必要な温水吐出圧力より低い場合にのみ、加圧ポンプを運転させるため、無駄な電力消費が避けられる。

本発明の一実施例による温水供給装置の概略図 同実施例による制御回路の概略図 同実施例による温水供給装置の動作フロー図 本発明の第二実施例による温水供給装置の概略図

本発明の第１の実施の形態による温水供給装置は、水道配管などから供給される低温水と給湯器から供給される高温水とを所定の温度に混合する自動ミキシングバルブと、自動ミキシングバルブで混合された温水を一定の圧力以上に加圧するポンプと、ポンプで加圧された温水を所定圧力に減圧する第一減圧弁とを配管で連結し、前記自動ミキシングバルブの出口に連結された前記配管に設置された圧力スイッチと、前記ポンプと並列に接続されたバイパス配管と、前記バイパス配管に設置されて前記ポンプの出口側から前記ポンプの入口側への流れを阻止する逆止弁と、前記圧力スイッチの出力信号に基づいて前記ポンプの運転を制御する制御部とを備え、前記制御部では、前記自動ミキシングバルブの出口圧力が所定圧力より低い場合には前記ポンプを運転し、前記自動ミキシングバルブの前記出口圧力が前記所定圧力以上の場合には前記ポンプを停止するものである。本実施の形態によれば、自動ミキシングバルブの下流側にポンプを設けることで、低温水用と高温水用とで別個にポンプを設ける必要が無く、水道配管による水道圧を高温水との混合によって低下させることができるのでポンプの許容押込み圧力を超えることを少なくでき、更に温水の利用側での圧力変動を一定に維持することができる。また、自動ミキシングバルブの出口圧力が所定圧力より低い場合、ポンプが運転し、温水を第一減圧弁の所定圧力以上に加圧する。一方、自動ミキシングバルブの出口圧力が所定圧力以上の場合、ポンプを運転せず、逆止弁のあるバイパス流路を通して温水を供給し、無駄な電力消費を避けることができる。

本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による温水供給装置において、自動ミキシングバルブの出口とポンプの入口とを連結する配管に、第二減圧弁を設置し、第二減圧弁での圧力を、ポンプの許容押込み圧力以下に設定したものである。本実施の形態によれば、ポンプの過大の圧力上昇による破損を防ぐ。

本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態による温水供給装置において、圧力スイッチを常閉型スイッチとし、自動ミキシングバルブの出口圧力が、温水を噴射するシャワーの噴射圧力以上であるときに圧力スイッチを作動してポンプの運転を停止するものである。本実施の形態によれば、自動ミキシングバルブの出口圧力が、温水を噴射するシャワーの噴射圧力以上であるときにポンプの運転を停止することで、無駄な電力消費を避けることができる。

以下、本発明の第１の実施例による温水供給装置を図面に基づいて説明する。
図１は本実施例による温水供給装置の概略図、図２は同実施例による圧力スイッチとフロースイッチによる制御回路の概略図、図３は同実施例による温水供給装置の動作フロー図である。

本実施例による温水供給装置は、自動ミキシングバルブ１と、圧力スイッチ２と、第二減圧弁３と、ポンプ４と、第一減圧弁６と、フロースイッチ７と、それらを連結する配管９と、開閉バルブ１０を備える。
自動ミキシングバルブ１は、水道配管などから供給される低温水と給湯器から供給される高温水とを所定の温度に混合する。圧力スイッチ２は、自動ミキシングバルブ１の出口に連結された配管９に設置している。圧力スイッチ２は常閉型スイッチであることが好ましく、自動ミキシングバルブ１の出口圧力が、温水を噴射するシャワーの噴射圧力以上であるときに作動してポンプの運転を停止する。
第二減圧弁３は、自動ミキシングバルブ１の出口とポンプ４の入口とを連結する配管９に設置している。第二減圧弁３では、圧力をポンプ４の許容押込み圧力以下に設定している。ポンプ４は、自動ミキシングバルブ１で混合された温水を一定の圧力以上に加圧する。第一減圧弁６は、ポンプ４で加圧された温水を所定圧力に減圧する。

バイパス配管１１は、ポンプ４と並列に接続されている。バイパス配管１１には、ポンプ４の出口側からポンプ４の入口側への流れを阻止する逆止弁５を設置している。
制御部８は、圧力スイッチ２とフロースイッチ７の出力信号に基づいてポンプ４の運転を制御する。制御部８では、自動ミキシングバルブ１の出口圧力が所定圧力より低い場合にはポンプ４を運転し、自動ミキシングバルブ１の出口圧力が所定圧力以上の場合にはポンプ４を停止する。
開閉バルブ１０の下流には、例えば温水を噴射するシャワー（図示せず）が設けられる。

使用時、開閉バルブ１０を開き、装置を運転し始めると（ステップ１）、水道配管などから供給される低温水と給湯器から供給される高温水とは、サーモスタット式の自動ミキシングバルブ１に流れ込み、自動ミキシングバルブ１の中で混合され、所定温度の温水になる。
装置の出口側に取り付けたフロースイッチ７は、温水の流量を測定する（ステップ２）。
温水の流量が設定した最小流量以下の場合には、フロースイッチは作動せず、ポンプ４は停止する（ステップ５）。一方、温水の流量が設定した最小流量を上回ると、フロースイッチ７が作動し、ＯＦＦからＯＮの状態になる。

また、そのときの自動ミキシングバルブ１の出口側の圧力は、圧力スイッチ２によって測定される（ステップ３）。その圧力が圧力スイッチ２の設定作動圧力より低ければ、圧力スイッチ２の内部回路が図２に示されたＯＮの状態（ＮＣ）であるため、ポンプ４が電源につながり運転する（ステップ４）。同時に、ポンプ４の出口側の圧力が第二減圧弁３の入口側の圧力より高くなっているので、逆止弁５が自動に閉まる。よって、自動ミキシングバルブ１から出た温水は、第二減圧弁３、ポンプ４、及び第一減圧弁６を経由して送り出される。

一方、運転開始時の自動ミキシングバルブ１の出口側の圧力は、圧力スイッチ２の設定作動圧力より高ければ、すなわち、温水の圧力はシャワーの噴射に必要な圧力より高ければ、圧力スイッチ２は作動し、電気回路がＯＦＦになる（ステップ６）。その場合、ポンプ４は運転せず、自動ミキシングバルブ１から出た温水は、逆止弁５を取り付けたバイパス配管１１と第一減圧弁６を経由して送り出される。よって、無駄な電力消費が避けられ、ランニングコストの削減と環境保護につながる。

ポンプ４の許容押込み圧力が、シャワーの噴射に必要な圧力に等しい又はそれ以上であれば、ポンプ４を保護する目的で取り付けられた第二減圧弁３を設置しなくてもよい。その場合、装置は一層簡素化できる。
病院や施設に設置された従来の身体洗浄用装置において、２台のポンプは約４００Wの電力を消費している。１日に１０人の利用者が入浴し、１回の入浴時間は１５分とすると、１日では２．５時間となる。年間３６０日とし、電気料金１ｋＷｈあたり２５円で計算すると、年間９０００円の電気代が掛かる。ポンプを運転する必要がなければ、その分の電気代が節約できる。

本発明の第２の実施例による温水供給装置を図４に基づいて説明する。
図４は本実施例による温水供給装置の概略図である。第１の実施例と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。

元の水圧がシャワーの噴射圧力より低いか、又は圧力変動の激しい場所においては、低温水を自動ミキシングバルブ１に導く配管に低温水用減圧弁１３と、高温水を自動ミキシングバルブ１に導く配管に高温水用減圧弁１２とを設置している。
第２の実施の形態によれば、自動ミキシングバルブ１に供給する水と温水の圧力を必要最低限に、すなわち、自動ミキシングバルブ１で混合した温水の流量は、温水供給装置の最小供給流量に満たす圧力、例えば０．１ＭＰａに設定する。そうすれば、設定圧力以上の圧力変動がすべてカットされるため、自動ミキシングバルブ１に供給される水とお温水の圧力変動が最小限に抑えることができる。よって、急激な圧力変動による温水の温度変化を避けられる。
第２の実施の形態では、第１の実施の形態における、圧力スイッチ２、第二減圧弁３、バイパス配管１１、及び逆止弁５を省くことができる。

本発明は、特に要介護者の身体洗浄用入浴装置としての温水供給装置に適している。

１ 自動ミキシングバルブ
２ 圧力スイッチ
３ 第二減圧弁
４ ポンプ
５ 逆止弁
６ 第一減圧弁
７ フロースイッチ
８ 制御部
９ 配管
１０ 開閉バルブ
１１ バイパス配管
１２ 高温水用減圧弁
１３ 低温水用減圧弁

Claims (3)

1. 水道配管などから供給される低温水と給湯器から供給される高温水とを所定の温度に混合する自動ミキシングバルブと、前記自動ミキシングバルブで混合された温水を一定の圧力以上に加圧するポンプと、前記ポンプで加圧された前記温水を所定圧力に減圧する第一減圧弁とを配管で連結し、
   前記自動ミキシングバルブの出口に連結された前記配管に設置された圧力スイッチと、前記ポンプと並列に接続されたバイパス配管と、前記バイパス配管に設置されて前記ポンプの出口側から前記ポンプの入口側への流れを阻止する逆止弁と、前記圧力スイッチの出力信号に基づいて前記ポンプの運転を制御する制御部とを備え、前記制御部では、前記自動ミキシングバルブの出口圧力が所定圧力より低い場合には前記ポンプを運転し、前記自動ミキシングバルブの前記出口圧力が前記所定圧力以上の場合には前記ポンプを停止することを特徴とする温水供給装置。
2. 前記自動ミキシングバルブの出口と前記ポンプの入口とを連結する前記配管に、第二減圧弁を設置し、前記第二減圧弁での圧力を、前記ポンプの許容押込み圧力以下に設定したことを特徴とする請求項１に記載の温水供給装置。
3. 前記圧力スイッチを常閉型スイッチとし、前記自動ミキシングバルブの前記出口圧力が、前記温水を噴射するシャワーの噴射圧力以上であるときに、前記圧力スイッチを作動して前記ポンプの運転を停止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の温水供給装置。