JP6340665B2 - 給湯システムおよび検出ユニット - Google Patents

Description

本発明は、流体の流動状態を検出するための検出ユニット、およびその検出ユニットを備える給湯システムに関する。

給湯装置には一般に、適温に調整された湯水を浴槽へ落とし込む落とし込み給湯路のほか、浴槽に溜められた湯水を追い焚きするための追い焚き循環路が設けられる。このような給湯装置においては、落とし込み給湯路にフローセンサが設けられ、湯張りを行う際に浴槽に落とし込む流量が監視される。また、追い焚き循環路にも湯水の循環を検出するために同様のフローセンサ又はフロースイッチが設けられる。しかしながら、このようなセンサ・スイッチの増加は装置の大型化、複雑化、製造コストの上昇につながる。そこで、その落とし込み流量や追い焚き循環流量を検出するための共用の流量検出装置を、落とし込み給湯路と追い焚き循環路との接続部に設ける構成も提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような流量検出装置は一般に、流れを受けて回転する羽根車を備え、その回転数から流量を検出する。

特開平１０−１８５６３６号公報

しかしながら、追い焚きは通常、人が入浴したあとに行われるため、循環する湯水は皮膚等の汚れや毛髪などの異物が含まれる汚水となっている。このため、その汚水中の異物が流量検出用の羽根車の軸受部に侵入すると、回転軸の円滑な回転を阻害し、正確な検出に支障をきたす虞がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、異物の影響を受け難い検出ユニットおよび給湯システムを低コストに実現可能とすることにある。

本発明のある態様は、流体の流動状態を検出するための検出ユニットである。この検出ユニットは、第１流路と第２流路が形成され、第１流路と第２流路との接続点が内部に設けられたボディと、第１流路の軸線に沿って延在する回転軸を有し、第１流路を通過する流体の流れに応じて回転する回転体と、第１流路における接続点よりも上流側に設けられ、回転軸を回転可能に支持する軸受部と、回転体の回転状態を検出するための検出部と、第２流路にて接続点へ向かう流体を第１流路の軸線に対して片側に偏った位置に導くことにより、第１流路における接続点よりも上流側においてその軸線周りに旋回する渦流を発生させる渦流誘発構造と、第１流路における軸受部よりも下流側かつ接続点よりも上流側の位置にて第１流路を狭めることにより、第１流路における渦流の発生に伴って接続点から上流側に向けて異物が流れることを抑制する異物規制構造と、を備える。

この態様によると、回転体の回転軸を支持する軸受部が、第１流路における接続点よりも上流側に設けられている。さらに、第１流路における軸受部よりも下流側かつ接続点よりも上流側の位置にて第１流路を狭めることによる異物規制構造が設けられている。このため、その第１流路を落とし込み給湯路とし、第２流路を追い焚き循環路とするように当該検出ユニットを給湯システムに組み込むことにより、軸受部への異物の侵入を防止又は抑制することができる。すなわち、このように検出ユニットを設置することにより、仮に追い焚き時に循環する湯水に異物が含まれていたとしても、その異物が異物規制構造を超えて第１流路の上流側へ侵入するのは難しい。このため、軸受部に異物が侵入する可能性は低く、異物の影響を受け難い検出ユニットを提供することができる。

また、渦流誘発構造を設けたことにより、第２流路において接続点へ向かう流体の流れを第１流路の軸線に対して偏った位置に導き、それによって接続点を流れる流体により、第１流路における接続点よりも上流側においてその軸線周りに旋回する渦流を発生させることができる。この渦流により上記回転体を回転させることができるため、第２流路に専用の回転体やその検出部を設けなくとも、その第２流路における流体の流動状態を検出することが可能となる。このため、当該検出ユニットを給湯システムに組み込むことにより、落とし込み給湯路と追い焚き循環路の双方における湯水の流動状態の検出を低コストに行うことが可能となる。なお、この渦流に異物が含まれる場合、その異物が渦流とともに接続点の上流側に侵入する可能性はあるが、異物規制構造が設けられているため、その異物が軸受部へ導かれることは防止又は抑制される。

本発明の別の態様は、給湯システムである。この給湯システムは、浴槽の湯水を循環させるための循環回路と、調温された湯水を循環回路を通じて浴槽に供給するために循環回路に接続されている給湯配管と、給湯配管と循環回路とをつなぐ第１流路と、循環回路を構成する第２流路とが形成され、第１流路と第２流路との接続点が内部に設けられた分岐配管と、第１流路の軸線に沿って延在する回転軸を有し、第１流路を通過する湯水の流れに応じて回転する回転体と、回転体の回転状態を検出するための検出部と、を備える。循環回路により浴槽の湯水を循環させる際には、給湯配管を介した湯水の流通が遮断されるように構成され、回転軸を回転可能に支持する軸受部が、第１流路における接続点よりも上流側に設けられ、第２流路にて接続点へ向かう流体を第１流路の軸線に対して片側に偏った位置に導くことにより、第１流路における接続点よりも上流側においてその軸線周りに旋回する渦流を発生させる渦流誘発構造と、第１流路における軸受部よりも下流側かつ接続点よりも上流側の位置にて第１流路を狭めることにより、第１流路における渦流の発生に伴って接続点から上流側に向けて異物が流れることを抑制する異物規制構造と、をさらに備える。

この態様によると、循環回路と給湯配管との接続部に分岐配管が設けられ、その分岐配管に検出ユニットが設けられるところ、その検出ユニットの回転体の回転軸を支持する軸受部が、第１流路における接続点よりも上流側に設けられている。さらに、第１流路における軸受部よりも下流側かつ接続点よりも上流側の位置にて第１流路を狭めることによる異物規制構造が設けられている。このため、仮に循環回路を流れる汚水に異物が含まれていたとしても、その異物が異物規制構造を超えて第１流路の上流側へ侵入するのは難しい。このため、軸受部に異物が侵入する可能性は低く、異物の影響を受け難い検出ユニットを有する給湯システムを提供することができる。

また、渦流誘発構造を設けたことにより、第２流路において接続点へ向かう流体の流れを第１流路の軸線に対して偏った位置に導き、それによって接続点を流れる流体により、第１流路における接続点よりも上流側においてその軸線周りに旋回する渦流を発生させることができる。この渦流により上記回転体を回転させることができるため、第２流路に専用の回転体やその検出部を設けなくとも、その第２流路における流体の流動状態を検出することが可能となる。このため、給湯配管を流れる湯水および循環回路を流れる湯水の各流動状態の検出を共通の検出装置（回転体および検出部）にて行うことができ、部品点数の削減による低コスト化を図ることができる。なお、この渦流に異物が含まれる場合、その異物が渦流とともに接続点の上流側に侵入する可能性はあるが、異物規制構造が設けられているため、その異物が軸受部へ導かれることは防止又は抑制される。

本発明によれば、異物の影響を受け難い検出ユニットおよび給湯システムを低コストにて実現することが可能となる。

第１実施形態に係る貯湯式給湯装置の構成を表すシステム図である。 検出ユニットの全体構成を表す断面図である。 センサの回転軸および回転体の構成を表す説明図である。 図２のＡ−Ａ矢視断面図である。 異物規制構造およびその作用を示す説明図である。 第２実施形態に係る検出ユニットの全体構成を表す断面図である。 センサおよびその周辺の構造を表す図である。 図６のＡ−Ａ矢視断面図である。 第２実施形態の変形例に係るセンサおよびその周辺の構造を表す図である。 第２実施形態の他の変形例に係るセンサおよびその周辺の構造を表す図である。 第２実施形態の他の変形例に係るセンサおよびその周辺の構造を表す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に部材の位置関係を表現することがある。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る貯湯式給湯装置の構成を表すシステム図である。本実施形態の給湯装置は、貯湯ユニット１０とヒートポンプユニット１２を備える。貯湯ユニット１０は、貯湯タンク１４のほか、湯水を循環または供給するための配管、湯水の流れを制御する制御弁、湯水の温度や流量を検出するためのセンサ等を備える。なお、以下の給水管等の「配管」は、流体が流通可能な管路を意味し、装置や部品間をつなぐ部材のほか、装置内の流通路も含む。給湯装置は、貯湯ユニット１０にて適温に調整された湯水を、浴槽１３やカラン１５等の給水設備に供給する。給湯装置は、貯湯タンク１４から送出されて適温に調整された湯水を浴槽１３へ落とし込む給湯回路のほか、浴槽１３に溜められた湯水を追い焚きするための追い焚き循環回路を備える。

上水道から供給される低温水は、給水管１６によって貯湯ユニット１０に供給される。給水管１６は、貯湯ユニット１０内にて第１給水管１７，第２給水管１８および第３給水管１９に分岐している。このうち、第１給水管１７が貯湯タンク１４の下部に接続されている。貯湯タンク１４とヒートポンプユニット１２との間には沸上循環回路が形成されている。すなわち、貯湯タンク１４の下部に接続された導出管２０がヒートポンプユニット１２に接続され、ヒートポンプユニット１２に接続された戻り管２２が貯湯タンク１４の上部に接続されている。なお、カラン１５には、給水管１６を介して給湯装置とは別系統で低温水が供給される。

このような構成により、貯湯タンク１４には上部に高温水、中間部に中温水、下部に低温水が存在する温度成層が形成される。貯湯タンク１４の下部に溜まった冷温水は、ヒートポンプユニット１２にて熱交換されて高温水となり、貯湯タンク１４に戻される。導出管２０には、このような沸上循環回路における湯水の循環を促進するためのポンプ２３が設けられている。

ヒートポンプユニット１２は、冷媒として二酸化炭素を用いる冷凍サイクルを備える。この冷凍サイクルは圧縮機、熱交換器、膨張弁、蒸発器を含む冷媒循環回路を備えるが、それらの構成および動作については公知であるため、その詳細な説明を省略する。上述の沸上循環回路を流れる低温水は、その熱交換器を経る際に沸き上げられて高温水となる。

貯湯タンク１４にはまた、追い焚きのための追い焚き熱源回路が接続されている。すなわち、貯湯タンク１４の上部と下部とを接続する加熱循環路２４が設けられ、その中途に熱交換器７０およびポンプ７２が配設されている。追い焚きの際にはポンプ７２が駆動される。それにより、貯湯タンク１４の上部に溜まった高温水が熱交換器７０に導かれ、浴槽１３側の循環通路８２を流れる湯水との間で熱交換が行われる。熱交換により温度低下した湯水は、貯湯タンク１４に戻される。

一方、貯湯タンク１４の上部には、高温水を導出する給湯管２５が接続されている。給湯管２５は、第１給湯管２６と第２給湯管２８に分岐している。第１給湯管２６は第２給水管１８と接続され、第２給湯管２８は第３給水管１９と接続されている。各給湯管を流れる高温水と各給水管を流れる低温水とは、それらの配管の接続部（合流部）において混合される。第１給湯管２６の高温水と第２給水管１８の冷温水との混合によって適温となった湯水は、配管３０を介して台所等のカラン１５に供給される。一方、第２給湯管２８の高温水と第３給水管１９の冷温水との混合によって適温となった湯水は、給湯配管３２を介して浴槽１３に供給される。

第１給湯管２６と第２給水管１８と配管３０との接続点には、第１混合弁３６が設けられている。第１混合弁３６は、第１給湯管２６を介して供給された高温水と、第２給水管１８を介して供給された低温水との混合比を調整し、配管３０に適温の湯水を導出する。第１給湯管２６における第１混合弁３６の上流側には、逆止弁４０が設けられている。第２給水管１８における第１混合弁３６の上流側には、逆止弁４２が設けられている。配管３０には上流側から温度センサ４８、フローセンサ５０が設けられている。図示しない制御部は、温度センサ４８の温度を取得し、使用者が図示しないリモートコントローラにて設定した給湯温度となるよう第１混合弁３６の開度を制御する。逆止弁４０は、給湯が停止されたときに合流部の湯水が第１給湯管２６に逆流することを防止する。逆止弁４２は、給湯が停止されたときに合流部の湯水が第２給水管１８に逆流することを防止する。

一方、第２給湯管２８と第３給水管１９と給湯配管３２との接続点には、第２混合弁３８が設けられている。第２混合弁３８は、第２給湯管２８を介して供給された高温水と、第３給水管１９を介して供給された低温水との混合比を調整し、給湯配管３２に適温の湯水を導出する。第２給湯管２８における第２混合弁３８の上流側には、逆止弁４４が設けられている。第３給水管１９における第２混合弁３８の上流側には、逆止弁４６が設けられている。給湯配管３２には上流側から温度センサ５２、制御弁ユニット５４が設けられている。図示しない制御部は、温度センサ５２の温度を取得し、使用者が図示しないリモートコントローラにて設定した給湯温度となるよう第２混合弁３８の開度を制御する。逆止弁４４は、給湯が停止されたときに合流部の湯水が第２給湯管２８に逆流することを防止する。逆止弁４６は、給湯が停止されたときに合流部の湯水が第３給水管１９に逆流することを防止する。

給水管１６における第１給水管１７との分岐点の上流側には、逆止弁５５、減圧弁５６および遮断弁５８が設けられている。減圧弁５６は、給水管１６を介して供給される冷温水の圧力を適宜減圧する。すなわち、水圧により貯湯タンク１４等が破損しないように適宜圧力調整を行うものである。遮断弁５８は、貯湯タンク１４に所定の湯水が溜まったときに給水管１６を遮断し、冷温水の供給を適宜停止する。逆止弁５５は、貯湯ユニット１０への給水の停止時に給水管１６における湯水の逆流を防止する。

また、制御弁ユニット５４は、その上流側から制御弁６０、逆止弁６２、大気開放弁６４および逆止弁６６が設けられている。制御弁６０は、電磁弁であり、給湯配管３２を開閉することにより浴槽１３への湯水の供給を許容又は遮断する。逆止弁６６および逆止弁６２は、浴槽１３から貯湯タンク１４側への湯水の逆流を段階的に防止する。大気開放弁６４は、上流側（一次側）の圧力低下に応動して逆止弁６２と逆止弁６６との間の空間を大気に開放する。

すなわち、例えば浴槽１３が貯湯ユニット１０よりも高い位置に設置されるような場合、浴槽１３の側に配置された逆止弁６６が異物の噛み込みなどにより水密不良となっていた場合には、浴槽１３内の汚水がその水頭圧により逆止弁６６を介して大気開放弁６４まで逆流してくる。このような場合であっても、その汚水は大気開放弁６４によって大気に放出されるため、浴槽１３内の汚水が貯湯ユニット１０ひいては上水道の方まで逆流することを防止できる。

給湯配管３２は、制御弁ユニット５４の下流側の分岐点Ｐにて、浴槽１３へ直接つながる接続通路８０と、追い焚き循環回路を形成する循環通路８２とに分岐する。分岐点Ｐには検出ユニット６８が設けられている。検出ユニット６８は、詳しくは後述するように、フローセンサ付きの分岐配管である。

接続通路８０にはポンプ８４が設けられ、循環通路８２の中途には熱交換器７０が設けられる。ポンプ８４は、追い焚き時にのみ駆動される。すなわち、浴槽１３の湯張りを行うときには制御弁６０が開弁され、第２混合弁３８にて適温に調整された湯水が供給される。その湯水は分岐点Ｐにて分岐し、図中実線矢印にて示すように、一方で接続通路８０を介して浴槽１３へ供給され、他方で循環通路８２を介して浴槽１３へ供給される。ただし、湯張り時にはポンプ７２は駆動されないため、追い焚きが行われることはない。湯張り中の湯水の供給量は、検出ユニット６８の検出値に基づいて算出される。所定流量の湯水の供給が完了すると、制御弁６０が閉弁され、湯張りは停止される。

一方、追い焚き時には、ポンプ７２，８４が駆動される。その結果、図中点線矢印にて示すように、浴槽１３内の湯水が熱交換器７０へ向けて送り出され、追い焚き循環回路を循環する。浴槽１３から排出された冷めた湯水は、熱交換器７０にて熱交換されて昇温し、再び浴槽１３へと戻される。この追い焚きにより、浴槽１３内の湯水が適温に温められる。なお、追い焚き時には制御弁６０が閉弁され、また逆止弁６６が閉弁状態を維持するため、浴槽１３内の汚水が給湯配管３２に逆流することはない。

本実施形態では、湯張りを行う際に、検出ユニット６８により検出される湯水の流量の積算値が演算され、その積算値が設定された湯量に達したときに制御弁６０が閉弁される。それにより、湯張りが完了する。また、追い焚きを行う際にも、その追い焚き循環回路における湯水の循環有無が検出ユニット６８により検出される。すなわち、検出ユニット６８が、湯張りの際の出湯量を検出するためのフローセンサとして機能するとともに、追い焚きの際の湯水の循環有無を検出するためのフロースイッチとしても機能する。検出ユニット６８が後者のフロースイッチとして機能するとき、その循環継続時間により追い焚き終了時間の目安を求めることもできる。この検出ユニット６８の構成および動作の詳細については後述する。

次に、検出ユニットの具体的構成について説明する。図２は、検出ユニットの全体構成を表す断面図である。図３は、センサの回転軸および回転体の構成を表す説明図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、第１回転体および回転軸の組み付け構造を示す。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は底面図である。図３（ｄ）は第２回転体を表す斜視図である。図３（ｅ）は、回転体と回転軸との組み付け構造を表す断面図である。図４は、図２のＡ−Ａ矢視断面図である。

図２に示すように、検出ユニット６８は、分岐配管９０とセンサ９２とを備える。分岐配管９０はＴ字形のボディ９３を有する管継手であり、導入管部９４と導入出管部９６と導出管部９８とを接続し、三方向に開口する。ボディ９３は、「メインボディ」として機能する。導入管部９４には湯水を導入する導入ポートが設けられ、導入出管部９６には湯水を導入又は導出する導入出ポートが設けられ、導出管部９８には湯水を導出する導出ポートが設けられている。導入管部９４と導出管部９８とは同軸状に接続されて直管部９５を構成し、それらに直交するように導入出管部９６が接続されている。導入出管部９６と導出管部９８とはそれらの接続点１１１にて直角に曲がる曲がり管部９７を構成する。

導入管部９４は第１開口端１０６を有し、導入出管部９６は第２開口端１０８を有し、導出管部９８は第３開口端１１０を有する。第１開口端１０６は湯水を導入する導入ポートとして機能し、第２開口端１０８は湯水を導入又は導出する導入出ポートとして機能し、第３開口端１１０は湯水を導出する導出ポートとして機能する。これらの開口端はそれぞれ他の配管に分岐配管９０を接続するための接続口である。ボディ９３内には、第１開口端１０６と第３開口端１１０とをつなぐ第１流路１０５と、第１流路１０５から分岐して第２開口端１０８とつながる分岐流路１０７と、第２開口端１０８と第３開口端１１０とをつなぐ第２流路１０９とが形成される。第１流路１０５と第２流路１０９は、互いの中間部（第１流路１０５における分岐流路１０７への分岐点）にて接続されている。この接続点１１１は、上述した分岐点Ｐと一致する。

第１開口端１０６は、給湯配管３２の浴槽１３側の末端に接続される。図１を参照して説明したように、給湯配管３２は、貯湯タンク１４から送出されて適温に調整された湯水を浴槽１３へ落とし込む給湯回路を、浴槽１３に溜められた湯水を追い焚きするための循環回路に接続する配管である。第２開口端１０８は、追い焚き循環回路の接続通路８０に接続される。第３開口端１１０は、追い焚き循環回路の循環通路８２に接続される。このようにして、分岐配管９０は、循環回路（接続通路８０および循環通路８２）と給湯配管３２との接続部を形成する。第２開口端１０８と第３開口端１１０とをつなぐ管路は、追い焚きのための循環回路の一部となっている。

湯張り時（給湯時）には、図中実線矢印にて示すように、給湯配管３２から第１開口端１０６を介して導入された湯水が、接続点１１１にて分岐するように流れる。すなわち、その湯水は、一方で接続点１１１をそのまま直進して第３開口端１１０を介して循環通路８２へ導かれ、他方で接続点１１１にて９０度進行方向を変え、第２開口端１０８を介して接続通路８０へ導かれる。一方、追い焚き時には、図中点線矢印にて示すように、接続通路８０から第２開口端１０８を介して導入された湯水が、接続点１１１にて９０度進行方向を変え、第３開口端１１０を介して循環通路８２へ導かれる。この追い焚き時には、図１に示した逆止弁６６が閉弁状態となるため、第１開口端１０６を介した湯水の流通は遮断される。このため、第２開口端１０８から導入された湯水が第１開口端１０６側に導かれることはない。つまり、湯水が第１流路１０５を逆流することはない。

センサ９２は、羽根車の回転に基づいて検出信号を出力する回転式のフローセンサである。センサ９２は、センサ本体１１２と検出部１１４とを備える。センサ本体１１２は、有底円筒状のボディ１１６と、ボディ１１６の軸線に沿って延在する回転軸１１８を含む。ボディ１１６の内方には湯水を流通させる内部通路１２０が形成され、その内部通路１２０の上流端には湯水を導入するための入口ポート１２２が設けられ、下流端には湯水を導出するための出口ポート１２４が設けられている。

回転軸１１８は、金属製の回転軸１２６と、樹脂製の回転軸１２８とを軸線方向に同軸状に接続して構成される。回転軸１２６は「第１回転軸」として機能し、回転軸１２８は「第２回転軸」として機能する。回転軸１２６には樹脂製の羽根車１３０が一体に設けられ、回転軸１２８には樹脂製の羽根車１３２が一体に設けられている。羽根車１３０が「第１回転体」として機能し、羽根車１３２が「第２回転体」として機能する。ボディ１１６の上流側開口端部には整流器１３４が嵌着されている。これらボディ１１６と整流器１３４が「センサボディ」を構成する。

図３（ａ）〜（ｃ）にも示すように、羽根車１３０は、回転軸１２６を中心に放射状に延びる４枚の羽根１３６を有する。図３（ｅ）に示すように、回転軸１２６は、軸線方向中央に設けられた小さな切欠部１３８を除き、その全長にわたって均一な円断面を有する円柱状に形成されている。羽根１３６は平羽根からなり、回転軸１２６の外周面に９０度ごとに設けられている。本実施形態では、これらの羽根１３６を磁性粉が混合された樹脂材のモールド成形により得ており、隣接する羽根１３６が異なる磁極を示すように構成されている。すなわち、隣接する平羽根にＮ極とＳ極とを交互に着磁させている。変形例においては、永久磁石等を羽根１３６の表面や内部に固定してもよい。各羽根１３６は、その内周面の中央部が切欠部１３８に嵌合する形となり、回転軸１２６の軸線方向にずれないように構成されている。

図３（ｂ）および（ｅ）に示すように、回転軸１２８は、所定の金型を用いた樹脂材の射出成形により段付円柱状に形成されている。回転軸１２８は、回転軸１２６よりも大径の本体を有し、その本体の上端部に半径方向外向きに突出する係止部１４０を有する。係止部１４０は、その外径および内径が上方に向かって段階的に拡径する段付円板状をなし、その内方には所定深さの嵌合穴１４２が形成されている。この嵌合穴１４２に回転軸１２６の一方の端部が圧入されることにより、回転軸１２６と回転軸１２８とが同軸状に固定されている。回転軸１２８の側面には部分的に平坦部１４４（いわゆるＤカット形状）が設けられている。

図３（ｄ）に示すように、羽根車１３２は、円筒状の本体１３３を有し、その本体１３３の軸線を中心に放射状に延びる４枚の羽根１４６と、その上方に設けられた円錐状のガイド部１４８を有する。ガイド部１４８は、上端部の外径が回転軸１２８の外径よりやや大きく、下端部の外径が４枚の羽根１４６の外接円の径とほぼ等しくされ、上流側から下流側に向けて大径化するテーパ面を有する。ガイド部１４８の下面は、下流側に面する壁面１５０を形成する。ガイド部１４８は、後述する「流路規制部材」として機能し、第１流路１０５において接続点１１１から上流側に向けて異物が流れることを抑制する「異物規制構造」を構成する。

図３（ｅ）に示すように、羽根車１３２は、回転軸１２８に対して下方（係止部１４０とは反対側）から組み付けられ、止輪１５２により回転軸１２８に固定される。羽根車１３２の内周面にも図示しない平坦部が設けられており、その平坦部が回転軸１２８の平坦部１４４と係合するように組み付けられる。それにより、羽根車１３２が回転軸１２８に安定に固定され、両者の相対的な回転が防止されている。

図２に戻り、検出部１１４は磁気センサからなり、例えばリードスイッチやホール素子等磁界の変化を検出するセンサ素子を用いることができる。なお、検出部１１４は羽根車１３０の回転状態を検出できればよく、その種類は適宜選択できる。検出部１１４は、羽根車１３０の側方の配管壁内に埋設されているが、配管外面に配置してもよい。

回転軸１１８は、整流器１３４の中央に設けられた軸受１６０と、ボディ１１６の底部中央に設けられた軸受１６２とにより回転自在に二点支持されている。軸受１６２が「第１軸受」として機能し、軸受１６０が「第２軸受」として機能する。より詳細には、回転軸１２６の一端部が軸受１６０に挿通されて回転可能に支持され、回転軸１２８の一端部が軸受１６２に挿通されて回転可能に支持されている。

すなわち、整流器１３４は、リング状の本体の中央部に軸部を有し、その軸部の回転軸１２６との対向面に設けられた嵌合溝により軸受１６０が構成されている。回転軸１２６の上流側端部が軸受１６０に摺動可能に挿通されている。一方、ボディ１１６の底部には、内方に向けてやや突出する円ボス状の軸受１６２が設けられている。ボディ１１６の底部における軸受１６２の周囲には、内外を連通する複数の連通孔１６４が設けられている。連通孔１６４は、出口ポート１２４として機能する。なお、図示のように、係止部１４０が軸受１６２の上流側端面に係止されることにより、回転軸１２８の脱落が防止されている。回転軸１２８は、第１流路１０５と第２流路１０９との接続点１１１に到るまで延出し、片持ち状に支持されている。羽根車１３２は、その４つの羽根１４６が接続点１１１に位置するように配置されている。

整流器１３４は、湯水が第１流路を流れるときに羽根車１３０の上流側近傍にて渦流を生成する。すなわち、上述のように羽根車１３０の羽根１３６が回転軸１２６に対して平行な平羽根からなる場合、羽根１３６を回転させるための湯水の流れは、渦巻き状の軸流であることが必要となる。このため、整流器１３４には、羽根車１３０の上流側に渦流を形成するための複数枚の整流羽根１３５が配設されている。この整流羽根１３５は、軸線周りに捩じられたスクリュー状に形成されている。本実施形態では、７枚の整流羽根１３５が等間隔で配置されている（図２には一枚のみ表示）。隣接する整流羽根１３５間に形成される通路が、入口ポート１２２として機能する。

複数枚の整流羽根１３５は、外縁部分で環状に連結されて整流リングを形成している。給湯配管３２から第１開口端１０２を介して流れ込む湯水は、整流羽根１３５を通過することにより、その整流羽根１３５の捩れに応じた渦流となり、羽根車１３０に導かれる。その結果、羽根車１３０は、渦流の軸流速度、つまり湯水の流速に応じた回転速度で回転することになる。そして、羽根車１３０の回転速度に応じた磁界の変化を検出部１１４にて検出することにより、第１開口端１０２から流入する湯水の流量を算出することができる。図示しない演算部は、この流量を積算することにより、浴槽１３への注湯量を算出することができる。この演算部は、給湯システムの制御部の一部を構成するが、制御部とは別に構成されてもよい。例えば、検出部１１４と一体または検出部１１４に隣接して配置してもよい。

ボディ１１６の円筒側面の一部は平坦部（Ｄカット形状）とされている。また、センサ本体１１２を受け入れるボディ９３の内壁も同様に平坦部とされている。センサ本体１１２をボディ９３内に組み付ける際には、これらの平坦部同士の係合により、センサ本体１１２の軸線周りの回転方向の位置決めを正確に行うことができる。センサ本体１１２のボディ９３に対する軸流方向の位置決め（圧入量）は、ボディ９３の内壁面に形成された段部１６６にボディ１１６の底部（軸受１６２側の端部）を当接させることで行うことができる。

図４に示すように、第２流路１０９における接続点１１１の上流側近傍には、羽根車１３０に回転力を与える方向に湯水を導くための誘導構造（渦流誘発構造）が設けられている。この誘導構造は、接続点１１１の上流側にて第２流路１０９の流路の半分を遮蔽する遮蔽壁１７０により実現される。すなわち、遮蔽壁１７０により第２流路１０９の半分を遮蔽することで、追い焚き時に第２開口端１０８を介して湯水が導入されると（図中点線矢印参照）、その湯水を羽根車１３２の軸線に対して偏った位置に導くことができる。その結果、羽根車１３２を水車のような態様で常に図中時計方向に回転させることが可能となる。

なお、誘導構造は、第２流路１０９を流れる湯水を羽根車１３２が回転しやすい所定の位置に誘導できればよく、図示の構造以外にも、例えば第２流路１０９の内壁に整流翼を設けたり、凹凸を設けることによって実現してもよい。なお、本実施形態では、湯張り時と追い焚き時とで羽根車１３２の回転方向（つまり羽根車１３０の回転方向）が逆方向となるように遮蔽壁１７０が形成されている。

図２に戻り、このような羽根車１３２の回転は、回転軸１１８を介して羽根車１３０に伝達され、検出部１１４により検出される。すなわち、羽根車１３０は、第２流路１０９を流れる湯水によっても、その流速に応じた回転速度で回転することになる。そして、羽根車１３０の回転速度に応じた磁界の変化を検出部１１４で検出することにより、図示しない演算部は、第２流路１０９を流れる湯水の流量を算出することができる。

ただし、第２流路１０９を流れる湯水は、遮蔽壁１７０の影響を受けて渦流となり、その渦流が羽根車１３２ひいては羽根車１３０の回転を促進する方向に作用する。そのため、検出部１１４により検出される羽根車１３０の回転数と、第２流路１０９を流れる湯水の流量との関係を対応付けるのは必ずしも容易でない。そこで本実施形態では、演算部は、第２流路１０９を流れる湯水によって羽根車１３２が回転している場合は、湯水が流動しているか否かのみを検出する。つまり、本実施形態では基本的に、羽根車１３２をフロースイッチとして利用する。

以上のような構成において、検出部１１４は、羽根車１３０の回転に応じた検出信号を出力する。図示しない制御部は、湯張り時に検出部１１４の検出値をサンプリングし、それを積算することにより給湯配管３２を流れる湯水の流量を算出する。そして、その算出値が設定された湯量に到達すると、ソレノイドへの通電を停止して制御弁６０を閉弁させ、給湯を停止する。

一方、追い焚き時には制御弁６０が閉弁状態とされているため、逆止弁６２および逆止弁６６がともに閉弁状態を維持する。一方、ポンプ８４が駆動されるため、浴槽１３から湯水が導出され、追い焚き循環回路を流れるようになる。その結果、羽根車１３０の回転方向は湯張り時とは逆方向となる。制御部は、その検出部１１４の検出値に基づいて浴槽１３の湯水の循環有無を判定する。

本実施形態では、ポンプ８４が駆動されており、かつ検出部１１４により検出される羽根車１３０の回転数が所定回転数以上となっている場合に、制御部は、浴槽１３の湯水が追い焚き循環回路を循環している（追い焚き中である、あるいは追い焚き機能が正常に動作している）と判定する。ポンプ８４が駆動されているにもかかわらず、羽根車１３０の回転数が所定回転数以上とならない場合には、制御部は、浴槽１３の湯水が追い焚き循環回路を循環していない（追い焚き中ではない、あるいは追い焚き機能が正常に動作していない）と判定する。

すなわち、検出ユニット６８は、湯張りの際の出湯量を検出するためのフローセンサとして機能するとともに、追い焚きの際の湯水の循環有無を検出するためのフロースイッチとしても機能する。制御部は、検出される湯水の流れが注湯であるか循環であるかを識別することも可能である。検出ユニット６８がフロースイッチとして機能するとき、その循環継続時間により追い焚き終了時間の目安を求めることもできる。なお、変形例においては、追い焚き時においても検出部１１４の検出値を積算して湯水の流量を算出するようにしてもよい。すなわち、検出ユニット６８を、湯張り時および追い焚き時のいずれにおいてもフローセンサとして機能させてもよい。

次に、センサ９２への異物の絡みを防止するための異物規制構造について説明する。図５は、異物規制構造およびその作用を示す説明図である。なお、同図には説明の便宜上、羽根車１３２の断面ではなく外観が示されている。

追い焚き時に循環する湯水には、浴槽１３の利用者の入浴によって毛髪や湯垢等の異物が混入している場合がある。特に羽根車１３０，１３２の回転により摺動する部分、つまり回転軸１１８と各軸受１６０，１６２との間に異物が絡み付くと、それらの回転不良を引き起こす要因となる。またそのような場合、絡み付いた異物をメンテナンス等により除去する必要があり、ランニングコストが嵩む。

そこで、本実施形態ではこのような事態を回避又は少なくとも抑制するために、図５にも示すように、接続点１１１に近い側の軸受１６２を、第１流路１０５におけるその接続点１１１よりも上流側に配置している。このような構成により、仮に追い焚き循環回路を流れる湯水に汚物が混入していたとしても、その異物が軸受１６２および軸受１６０に導かれ難くしている。

一方、本実施形態を実施するにあたり検証試験を行ったところ、接続点１１１には第１流路１０５の軸線を中心とした渦流（旋回流）が発生し、その渦流の影響が第１流路１０５における接続点１１１の上流側にも及ぶことが確認された。このため、その渦流によって異物を接続点１１１の上流側へ導く作用が発生する可能性はあるが、ガイド部１４８によって接続点１１１よりも上流側の位置にて第１流路１０５を狭めることにより、その可能性が低減されている。すなわち、ガイド部１４８により第１流路１０５を狭める構造が、異物が軸受１６２の側へ流れることを抑制する「異物規制構造」として機能する。このため、追い焚き循環回路を流れる湯水は、センサ本体１１２が配置された領域には導かれ難く、第２開口端１０８から第３開口端１１０に向けて流れ易くなる。すなわち、検出ユニット６８が異物の影響を受け難くすることができる。

また、羽根車１３２の構造および配置にも工夫がなされている。すなわち、上述のように、羽根車１３２の上部にはガイド部１４８が設けられ、そのガイド部１４８の側面がテーパ面とされており、その下端が複数の羽根１４６の側面に滑らかにつながっている。また、ガイド部１４８の下面が下流側に面した壁面１５０とされている。そして図示のように、ガイド部１４８が、第１流路１０５における接続点１１１よりも上流側に位置するように配置されている。図示の例では、ガイド部１４８の下流端が、第２流路１０９の接続点１１１への開口端よりも第１流路１０５の上流側にｈの距離に位置するよう設定されている。

このような配置構成により、毛髪等の異物が羽根車１３２に対して絡み付き難くされている。すなわち、第２流路１０９を流れる異物は、そのほとんどがガイド部１４８の下方を通ってそのまま下流側に導かれるか（波線矢印参照）、又は壁面１５０にて跳ね返るようにして下流側に導かれる（一点鎖線矢印参照）。仮に、異物の一部が浮遊してガイド部１４８の側に侵入したとしても、そのテーパ面を滑るように下流側に導かれるようになる（点線矢印参照）。その結果、羽根車１３２への異物の絡み付きを効果的に防止又は抑制することができる。

なお、仮に追い焚きにより循環した異物が羽根車１３２に付着するなどして残留したとしても、次に湯張りが行われたときに第１開口端１０６から導入された湯水により洗い流されるため、その残留した異物が悪影響を及ぼす可能性は低い。

以上に説明したように、本実施形態によれば、追い焚き循環回路と給湯配管３２との接続部に分岐配管９０が設けられ、その分岐配管９０に検出ユニット６８が設けられるところ、その羽根車の回転軸を支持する軸受１６０，１６２が、第１流路１０５における接続点１１１よりも上流側に設けられる。さらに、第１流路１０５における軸受部よりも下流側かつ接続点１１１よりも上流側の位置にて第１流路１０５を狭めることによる異物規制構造が設けられている。このため、仮に循環回路を流れる汚水に異物が含まれていたとしても、その異物が異物規制構造を超えて第１流路１０５の上流側へ侵入するのは難しく、循環回路に沿って第２流路１０９の下流側へ導かれるようになる。このため、接続点１１１よりも上流側に位置する軸受１６０，１６２に異物が侵入する可能性は低い。すなわち、異物の影響を受け難い検出ユニットひいては給湯システムを提供することができる。また、浴槽１３への注湯量計測のためのフローセンサと循環運転検知のためのフロースイッチの２つの機能を１つのフローセンサにより実現することができる。これにより、部品点数の削減や配管接続の簡素化が実現でき、給湯システム全体の価格低減につなげることができる。

また、本実施形態では、回転軸１２６に回転軸１２８を直列に接続することにより、軸線方向に２つの羽根車１３０，１３２を配置するセンサ９２を簡易に実現することができる。特にセンサ９２の構成においては、整流器１３４、羽根車１３０、回転軸１２６などについて、既存のセンサの部品をそのまま流用することもでき、部品コストの低減が可能となる。

［第２実施形態］
本実施形態の検出ユニットは、第２回転体を設けることなく第２流路における流体の流動状態を検出する点が第１実施形態と異なる。以下では、第１実施形態との相異点を中心に説明する。第１実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付すなどしてその説明を省略する。図６は、第２実施形態に係る検出ユニットの全体構成を表す断面図である。図７は、センサおよびその周辺の構造を表す図である。図７（ａ）はセンサ周辺の構造を示す部分拡大図であり、図７（ｂ）は流路規制部材を表す斜視図である。図８は、図６のＡ−Ａ矢視断面図である。

図６に示すように、検出ユニット２６８は、分岐配管２９０とセンサ２９２とを備える。分岐配管２９０はＴ字形のボディ２９３を有する管継手であり、導入管部２９４、導入出管部２９６および導出管部２９８を有する。導入管部２９４と導出管部２９８とが直管部２９５を構成し、それらに直交するように導入出管部２９６が接続されている。導入出管部２９６と導出管部２９８とはそれらの接続点１１１にて直角に曲がる曲がり管部２９７を構成する。導入管部２９４の奥方の内周面には、図示しない外部配管の挿入量を規定するための複数のリブ２５０が突設されている。また、導入管部２９４、導入出管部２９６および導出管部２９８の開口部近傍には、外部配管を接続するためのピンが挿通される複数の挿通孔２５２が設けられている。

センサ２９２は、センサ本体２１２と検出部１１４とを備える。センサ本体２１２は、有底円筒状のボディ１１６と、ボディ１１６の軸線に沿って延在する回転軸２１８を含む。回転軸２１８は、金属製の回転軸１２６のみからなる。回転軸２１８は、整流器１３４の中央に設けられた軸受１６０と、ボディ１１６の底部中央に設けられた軸受２６２とにより回転自在に二点支持されている。軸受２６２にはガイド部材２３０が一体に設けられている。ガイド部材２３０は、第１流路１０５において軸受２６２の下流側に延在し、その先端部が接続点１１１の近傍に位置する。ガイド部材２３０は、後述する「流路規制部材」として機能し、第１流路１０５において接続点１１１から上流側に向けて異物が流れることを抑制する「異物規制構造」を構成する。

図７（ａ）および（ｂ）にも示すように、センサ本体２１２の下流側端部には、円環状の端部材２２０が嵌合するようにして取り付けられる。端部材２２０、軸受２６２およびガイド部材２３０は、樹脂材の射出成形により同軸状に一体成形され、軸受ユニット２６０を構成する。端部材２２０と軸受２６２とは半径方向に延びる一対の支持片２２２により接続されている。すなわち、軸受２６２およびガイド部材２３０は、端部材２２０により一対の支持片２２２を介して支持されている。

軸受２６２は、回転軸２１８の一端部を摺動可能に挿通させる挿通孔２２４と、その回転軸２１８の先端を係止可能なストッパ２２６を有する。また、軸受２６２の側面を径方向に貫通するように貫通孔２２８が設けられている。貫通孔２２８は挿通孔２２４と連通し、それらが連通する空間にストッパ２２６が配置されている。挿通孔２２４を介して軸受２６２の内方に微細な異物が侵入したとしても、貫通孔２２８を介してその異物を排出できるようにしたものである。

軸受２６２の下流側にガイド部材２３０が連設されている。ガイド部材２３０は、有底円筒状をなし、その先端部（下流側端部）がテーパ状に広がるガイド部２３２となっている。図示の例では、ガイド部２３２の下流端が、第２流路１０９の接続点１１１への開口端よりも第１流路１０５の上流側にｈの距離に位置するよう設定されている。ガイド部２３２は、第１流路１０５の下流側に向けて外径が徐々に大きくなる外周面を有するため、第１流路１０５の流路断面が接続点１１１の近傍位置において狭くなっている。すなわち、ガイド部２３２は、軸受２６２よりも下流側かつ接続点１１１よりも上流側の位置にて第１流路１０５を狭めることにより、接続点１１１から上流側に向けて異物が流れることを抑制する「異物規制構造」を構成する。

図８に示すように、第２流路１０９における接続点１１１の上流側には、接続点１１１にて渦流を発生させるための渦流誘発構造が設けられている。この渦流誘発構造は、接続点１１１の上流側にて第２流路１０９の流路断面の片側半部を遮蔽する遮蔽壁１７０により実現される。遮蔽壁１７０は、第２開口端１０８側からみて第１流路１０５の軸線Ｌ１に対して片側を遮蔽するように設けられている。遮蔽壁１７０が形成される通路断面において、その遮蔽壁１７０の反対側領域が接続点１１１への入口開口部１７２を形成している。すなわち、遮蔽壁１７０を設けることにより、第２流路１０９の一部の断面が半円状となり、第２流路１０９の軸線に対して非対称となるようにされている。

このように遮蔽壁１７０により第２流路１０９にて接続点１１１へ向かう流体を第１流路１０５の軸線に対して片側に偏った位置に導くことにより、第１流路１０５における接続点１１１の位置に渦流を発生させることができる。すなわち、追い焚き時に第２開口端１０８を介して湯水が導入されると、その湯水は入口開口部１７２を介して接続点１１１に導かれる。この湯水は、図中二点鎖線にて示すように、第２開口端１０８側からみて奥方の管壁面の片側半部に突き当たり、第１流路１０５の内周面に沿って旋回しつつ下流側に導かれるようになる。この湯水の旋回流が渦流を生成する。すなわち、この渦流誘発構造は、接続点１１１へ導出する湯水の流れを第１流路１０５の軸線に対して偏った位置に導くことにより、接続点１１１において第１流路１０５の軸線周りに旋回する渦流を発生させるものである。この渦流は、第１流路１０５の軸線を中心としたものとなる。

図７（ａ）にも示すように、この渦流は、第１流路１０５における接続点１１１の上流側にも渦を誘発する。それにより、羽根車１３０を回転させることができ、その回転が検出部１１４により検出される。すなわち、羽根車１３０は、第２流路１０９を流れる湯水によっても、その流速に応じた回転速度で回転することになる。つまり、第１実施形態のように羽根車１３２を設けなくとも、渦流により羽根車１３０が回転することにより、第２流路１０９を流れる湯水の流動状態を検出することができる。ただし、羽根車１３０のより安定した回転状態を得るためには、第１実施形態のように接続点１１１に別途の羽根車１３２（第２回転体）を設けることが好ましい。

ところで、このような渦流の発生状態を観察したところ、第２流路１０９を流れる湯水の一部がその渦流により第１流路１０５における接続点１１１の上流側に導かれることが分かった。すなわち、図中太い二点鎖線にて示すように、この湯水の一部は、管壁に沿って旋回しつつセンサ２９２側に導かれた後、管中央側を通って接続点１１１に戻り、下流側に導かれるような挙動を示す。このため、この湯水の挙動に乗じて毛髪等の異物がセンサ２９２側に導かれないようにする必要がある。

この点、本実施形態では上述のように、ガイド部２３２が第１流路１０５を狭めることにより、接続点１１１から上流側に向けて異物が流れることを抑制している。それにより、毛髪等の異物がセンサ本体２１２の軸受に対して絡み付き難くされている。第２流路１０９を流れる異物は、そのほとんどがガイド部材２３０の下方を通ってそのまま下流側に導かれるか（波線矢印参照）、又はガイド部材２３０にて跳ね返るようにして下流側に導かれる（一点鎖線矢印参照）。仮に、異物の一部が浮遊してガイド部２３２の側に侵入したとしても、そのテーパ面を滑るように下流側に導かれるようになる（点線矢印参照）。その結果、羽根車１３２への異物の絡み付きを効果的に防止又は抑制できる。

以上に説明したように、本実施形態においても、羽根車１３０の回転軸１２８を支持する軸受部が、第１流路１０５における接続点１１１よりも上流側に設けられる。さらに、第１流路１０５における軸受部よりも下流側かつ接続点１１１よりも上流側の位置にて第１流路１０５を狭めることによる異物規制構造が設けられている。このため、仮に循環回路を流れる汚水に異物が含まれていたとしても、その異物が異物規制構造を超えて第１流路１０５の上流側へ侵入することを防止又は抑制できる。すなわち、異物の影響を受け難い検出ユニットひいては給湯システムを提供することができる。また、渦流を利用した羽根車１３０の回転により、接続点１１１に別途の羽根車を設けなくとも第２流路１０９における湯水の流動状態を検出することができる。このため、第１実施形態と比較してさらなる部品点数の削減が可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。

図９は、第２実施形態の変形例に係るセンサおよびその周辺の構造を表す図である。図９（ａ）はセンサ周辺の構造を示す部分拡大図であり、図９（ｂ）は端部材の構造を表す斜視図であり、図９（ｃ）は流路規制部材を表す斜視図である。なお、第２実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付すなどしてその説明を省略する。

本変形例では、センサ本体３１２とガイド部材３３０とが個別に作製された後、分岐配管９０内にて組み付けられている。すなわち、端部材３２０とガイド部材３３０とは一体成形されていない。端部材３２０は、半径方向に延びる３つの支持片２２２を介して軸受２６２を支持している。一方、ガイド部材３３０は、有底円筒状の本体３３２の一端側に円環状の支持部３３４を有し、他端側にガイド部２３２を有する。本体３３２と支持部３３４とは、半径方向に延びる３つの支持片３２２を介して接続されている。端部材３２０とガイド部材３３０とが組み付けられたときに、その３つの支持片３２２が３つの支持片２２２と重なるような位置関係となる。このような構成によっても、第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、センサ３９２として端部材３２０を備える市販のものをそのまま利用することにより、製造コストの削減を図ることもできる。

図１０および図１１は、第２実施形態の他の変形例に係るセンサおよびその周辺の構造を表す図である。各図の（ａ）はセンサ周辺の構造を示す部分拡大図であり、（ｂ）は流路規制部材を表す斜視図である。

図１０に示す変形例では、ガイド部材４３０のガイド部４３２が半球面を有するように構成されている。また、図１１に示す変形例では、ガイド部材５３０が段付円筒状をなし、ガイド部５３２が本体３３２より大径の円筒面を有するように構成されている。このような構成を採用しても、軸受部側への異物の侵入を防止又は抑制することができる。

上記実施形態では羽根車１３０の羽根として平羽根を採用したが、スクリュー状に捻られた羽根（「ねじり羽根」ともいう）としてもよい。それにより、整流器１３４を単なる軸受部材に置き換えることができ、部品コストを削減することができる。

上記第１実施形態では、回転軸１２８を樹脂材にて構成したが、金属材にて構成してもよい。また、上記実施形態では、回転軸１２６を金属材にて構成したが、樹脂材にて構成してもよい。その場合、回転軸１２６を支持する軸受との摺動性を確保するために、フッ素樹脂やポリアセタール樹脂等のような潤滑性のよい樹脂材で形成することが望ましい。

上記第１実施形態では、回転軸１２６と回転軸１２８とを圧入により固定する例を示した。変形例においては圧入ではなく、接着、接合、嵌合、加締め、螺合その他の手段により両者を固定してもよい。

上記第１実施形態では、検出部１１４を羽根車１３０に対応する位置に配置した。変形例においては、検出部１１４を羽根車１３２に対応する位置、つまり接続点１１１に対応する位置に配置してもよい。その場合、羽根車１３２に着磁させるようにする。

上記実施形態では述べなかったが、検出ユニットにおけるセンサ９２の上流側に逆止弁を配置してもよい。その場合、図１に示した逆止弁６６を省略してもよい。すなわち、ボディにおける検出部の上流側に逆止弁を設けてもよい。

上記実施形態では、検出ユニットのボディを一体成形により得る例を示したが、別体で成形した複数の管部材を組み付けてボディを形成してもよい。また、例えば検出ユニット６８のボディと制御弁ユニット５４のボディとを一体に組み付け、共用のボディとしてもよい。

上記実施形態では、回転体を４枚の羽根を有する羽根車として構成する例を示したが、羽根の枚数は４枚に限られず、適宜設定することができる。また、回転体として平板や整流形状（整流羽根のような形状）のものを採用することもできる。

上記実施形態では、上記検出ユニットを３つの開口端を備える三つ又の分岐配管に設ける例を示したが、４つの開口端を備える分岐配管など、種々の配管に設けてもよいことは言うまでもない。４つの開口端を備える分岐配管とする場合、例えば、第１開口端と第２開口端とをつなぐ第１流路と、第３開口端と第４開口端とをつなぐ第２流路とを形成し、両流路が互いの中間部にて接続される構成としてもよい。その場合、第１開口端につながる第１流路の上流側流路と、第４開口端につながる第２流路の下流側流路とが接続点を介して直線状に接続されるようにしてもよい。そして、第１流路の上流側流路に回転体および異物規制構造を配置してもよい。

上記実施形態では、ポンプ８４の駆動と検出ユニットによる回転検出により、追い焚き循環回路を湯水が正常に循環しているか否かを判定する例を示した。変形例においては、検出ユニットの検出情報に基づいて羽根車の回転方向を判定し、湯水の循環有無を検出できるようにしてもよい。すなわち、羽根車の回転方向に応じて磁気センサが出力する検出信号のパルス波形が異なるように羽根を着磁させてもよい。例えば、隣接するＮ極とＳ極の幅に変化をもたせる、あるいは羽根車の平羽根を奇数本とするなどにより、羽根車が正回転しているときと逆回転しているときを判別可能としてもよい。

これにより、磁気センサの検出値が湯張り時とは逆、つまり羽根車の回転方向が湯張り時とは逆方向であることを示す値となっている場合に、制御部は、浴槽１３の湯水が追い焚き循環回路を循環している（追い焚き中である、あるいは追い焚き機能が正常に動作している）と判定するようにしてもよい。また、磁気センサの検出値が湯張り時と同じ、つまり羽根車の回転方向が湯張り時とは同方向であることを示す値となっている場合には、制御部は、浴槽１３の湯水が追い焚き循環回路を循環していない（追い焚き中ではない、あるいは追い焚き機能が正常に動作していない）と判定するようにしてもよい。このように、羽根車の回転方向を判定可能とすれば、例えば追い焚き循環回路を流れる湯水の流量を検出することも可能となる。すなわち、２つのフローセンサの機能を兼ね備えた検出ユニットを構成することができる。

上記実施形態では、本発明の制御弁ユニットを貯湯式給湯装置に適用する例を示した。変形例においては即時式給湯装置の必要箇所に適用してもよい。また、湯水以外を作動流体とし、その作動流体の流量の調整や遮断が必要となる流体循環装置に適用してもよい。

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

１０ 貯湯ユニット、 １３ 浴槽、 １４ 貯湯タンク、 １６ 給水管、 ３２ 給湯配管、 ５４ 制御弁ユニット、 ６８ 検出ユニット、 ７０ 熱交換器、 ８０ 接続通路、 ８２ 循環通路、 ９０ 分岐配管、 ９２ センサ、 ９３ ボディ、 １１１ 接続点、 １１４ 検出部、 １１８，１２６，１２８ 回転軸、 １３０，１３２ 羽根車、 １４８ ガイド部、 １６０，１６２ 軸受、 １７０ 遮蔽壁、 ２１８ 回転軸、 ２２０ 端部材、 ２３２ ガイド部、 ２６２ 軸受、 ２６８ 検出ユニット、 ２９０ 分岐配管、 ２９２ センサ、 ２９３ ボディ、 ３２０ 端部材、 ３９２ センサ、 ４３２，５３２ ガイド部。

Claims (10)

1. 流体の流動状態を検出するための検出ユニットであって、
   流体の入口が異なる第１流路と第２流路がそれぞれ貫通形成され、前記第１流路と前記第２流路との接続点が内部に設けられたボディと、
   前記第１流路の軸線に沿って延在する回転軸を有し、前記第１流路を通過する流体の流れに応じて回転する回転体と、
   前記第１流路における前記接続点よりも上流側に設けられ、前記回転軸を回転可能に支持する軸受部と、
   前記回転体の回転状態を検出するための検出部と、
   前記第２流路にて前記接続点へ向かう流体を前記第１流路の軸線に対して片側に偏った位置に導くことにより、前記第１流路における前記接続点よりも上流側においてその軸線周りに旋回する渦流を発生させる渦流誘発構造と、
   前記第１流路における前記軸受部よりも下流側かつ前記接続点よりも上流側の位置にて前記第１流路を狭めることにより、前記第１流路における渦流の発生に伴って前記接続点から上流側に向けて異物が流れることを抑制する異物規制構造と、
   を備えることを特徴とする検出ユニット。
2. 前記異物規制構造は、前記第１流路の軸線に沿って前記軸受部の下流側に延びる流路規制部材の横断面を部分的に大きくすることにより実現されていることを特徴とする請求項１に記載の検出ユニット。
3. 前記流路規制部材は、前記第１流路の下流側に向けて外径が徐々に大きくなる外周面を有することを特徴とする請求項２に記載の検出ユニット。
4. 前記ボディの内周面と前記流路規制部材の外周面との間に円環状の流路断面が形成されることを特徴とする請求項２または３に記載の検出ユニット。
5. 前記流路規制部材は、前記回転軸と一体に設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の検出ユニット。
6. 前記回転体として、前記第１流路における前記接続点よりも上流側に配置され、前記第１流路を流れる流体から回転力を受ける第１回転体と、前記接続点に配置され、前記第２流路を流れる流体から回転力を受けることが可能な第２回転体とを含み、
   前記軸受部は、前記第１回転体と前記第２回転体との間に配置された第１軸受と、前記第１回転体の前記第１軸受とは反対側に配置された第２軸受とを含み、
   前記第２回転体は、前記回転軸において前記第１軸受から前記接続点側に延出する部分に固定され、
   前記第１軸受が前記第１流路における前記接続点よりも上流側に設けられ、
   前記第２回転体の一部が前記異物規制構造として機能することを特徴とする請求項５に記載の検出ユニット。
7. 前記流路規制部材は、前記軸受部と同軸状に接続されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の検出ユニット。
8. 前記流路規制部材は、前記軸受部と一体に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の検出ユニット。
9. 前記渦流誘発構造は、前記第２流路における前記接続点よりも上流側の一部の断面をその第２流路の軸線に対して非対称とすることにより実現されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の検出ユニット。
10. 浴槽の湯水を循環させるための循環回路と、
    調温された湯水を前記循環回路を通じて前記浴槽に供給するために前記循環回路に接続されている給湯配管と、
    前記給湯配管と前記循環回路とをつなぐ第１流路と、前記循環回路を構成する第２流路とが湯水の入口が異なる態様でそれぞれ貫通形成され、前記第１流路と前記第２流路との接続点が内部に設けられた分岐配管と、
    前記第１流路の軸線に沿って延在する回転軸を有し、前記第１流路を通過する湯水の流れに応じて回転する回転体と、
    前記回転体の回転状態を検出するための検出部と、
    を備え、
    前記循環回路により浴槽の湯水を循環させる際には、前記給湯配管を介した湯水の流通が遮断されるように構成され、
    前記回転軸を回転可能に支持する軸受部が、前記第１流路における前記接続点よりも上流側に設けられ、
    前記第２流路にて前記接続点へ向かう湯水を前記第１流路の軸線に対して片側に偏った位置に導くことにより、前記第１流路における前記接続点よりも上流側においてその軸線周りに旋回する渦流を発生させる渦流誘発構造と、
    前記第１流路における前記軸受部よりも下流側かつ前記接続点よりも上流側の位置にて前記第１流路を狭めることにより、前記第１流路における渦流の発生に伴って前記接続点から上流側に向けて異物が流れることを抑制する異物規制構造と、
    をさらに備えることを特徴とする給湯システム。

Images