JP7358285B2 - 浴室の水栓システム - Google Patents

Description

本発明は、浴室に設定温度の水を供給する水栓システムに関する。

特許文献１の発明は、浴室等に適用される水栓システムに係る。この水栓システムは、混合弁からの吐水温度が設定温度となるように、混合弁で混合する冷水及び温水の混合比をフィードバック制御している。

特許第４４５０１０１号公報

浴室をミストサウナ、乾燥室として使用可能に構成するものがある。また、浴室を暖房可能に構成するものがある。このように構成された浴室では、浴室がミストサウナ、乾燥室として使用された場合、若しくは浴室を暖房する場合、浴室に設置された水栓が高温に晒されて、水栓により密閉された領域の内部水が高温となり、内部水の圧力上昇により水栓が損傷を受ける恐れがある。

本発明の課題は、水栓を閉じることで内部に水が密閉された領域が形成される浴室の水栓システムにおいて、密閉された領域内の水の圧力が高くなる状況では密閉状態を開放することにより、内部水の圧力上昇による水栓への悪影響を抑制することにある。

本発明の第１発明は、浴室内に吐水する水栓と、該水栓に冷水及び温水を供給する各管路の途中に設けられ、冷水及び温水の供給源側への水の逆流を阻止する逆流防止弁と、該逆流防止弁及び前記水栓の間で、冷水及び温水を混合させ、その混合比を調整する混合弁とを備える浴室の水栓システムであって、前記水栓が閉じられた状態で、前記逆流防止弁及び前記水栓の間で密閉された領域の水温が警戒温度を超えると、前記水栓を開放して浴室内に吐水する制御装置を備える。

第１発明において、水栓は、カランかシャワーのいずれかに切り替えて吐水する切替弁である。また、逆流防止弁は、逆止弁でよいが、電磁弁により構成してもよい。この電磁弁は、逆流が発生する状況で電磁弁が閉じられるものとする。制御装置において、密閉された領域の水温が予め設定された温度を超えたか否かを判定する構成は、各種構成が採用可能である。制御装置により開放される水栓は、カランかシャワーのいずれでもよい。

第１発明によれば、浴室をミストサウナ、乾燥室として使用する、又は浴室を暖房するなどにより、逆流防止弁と水栓との間で密閉された領域の水温が警戒温度を超えると、水栓を開放する。そのため、上記密閉された領域の水圧が上昇することを抑制して、水栓に損傷を与えるなどの不具合の発生を抑制することができる。

本発明の第２発明は、上記第１発明において、前記混合弁へ供給される冷水の温度を、前記逆流防止弁の上流側で検出する供給水温度センサを備え、前記制御装置は、前記密閉された領域の水温が警戒温度を超えたか否かの判定を、前記供給水温度センサの検出水温が警戒温度を超えるか否かに基づいて行う。

第２発明によれば、密閉された領域の水温の上昇を供給水温度センサにより検出する。供給水温度センサは、常時は冷水の温度を検出しており、密閉された領域の水温が上昇したとき、その影響で流れの停まった冷水の温度が上昇するのを検出する。そのため、密閉された領域の水温の上昇を供給水温度センサにより容易に検出することができる。

本発明の第３発明は、上記第１発明において、前記混合弁の下流側の水温を検出する混合水温度センサを備え、前記制御装置は、前記密閉された領域の水温が警戒温度を超えたか否かの判定を、前記混合水温度センサの検出水温が所定温度を超え、且つ時間経過と共に上昇するか否かに基づいて行う。

第３発明によれば、密閉された領域の水温の上昇を混合水温度センサにより検出する。混合水の温度は、混合弁の混合比の調整により頻繁に変動するが、水温が高く、その水温が徐々に上昇することを判断して、浴室をミストサウナ、乾燥室として使用する、又は浴室を暖房するなどにより、密閉された領域の水温が上昇した状況にあることを検出することができる。従って、混合弁の混合比を調整するために混合水温度センサが使用される場合は、それを利用して密閉された領域の水温が上昇したことを検出することができる。

本発明の第４発明は、上記第１発明において、前記混合弁の下流側の水温を検出する混合水温度センサを備え、前記制御装置は、前記密閉された領域の水温が警戒温度を超えたか否かの判定を、前記混合水温度センサの検出水温が時間経過と共に下降する場合を除いて、所定温度を超えるか否かに基づいて行う。

第４発明によれば、混合水の温度が一時的に上昇して、その後低下する場合を除いて、密閉された領域の水温の上昇を混合水温度センサにより検出する。混合弁に温水が流入して一時的に混合水の温度が高くなり、その後、時間経過と共に徐々に低下することは有り得る。そのため、このようなときを除いて混合水の温度上昇を検出することにより、浴室をミストサウナ、乾燥室として使用する、又は浴室を暖房するなどにより、密閉された領域の水温が上昇したことを検出することができる。従って、混合弁の混合比を調整するために混合水温度センサが使用される場合は、それを利用して密閉された領域の水温が上昇したことを検出することができる。

本発明の第５発明は、上記第１～第４発明のいずれかにおいて、前記水栓は、浴室内への吐水をカランから行うかシャワーから行うかを切り替える切替弁を含み、前記制御装置により開放される水栓は、カランから吐水する前記切替弁である。

第５発明によれば、浴室をミストサウナとして使用する、又は浴室を暖房するなどにより、密閉された領域の水温が上昇したとき、カランから吐水して密閉された領域の水温を低下させる。そのため、入浴中の人がシャワーから高温の水を浴びることを防止することができる。

本発明の一実施形態のシステム構成図である。 上記実施形態における制御部による制御内容を示すフローチャートである。 図２のフローチャートにおける異常処理ルーチンの第１例を示すフローチャートである。 図２のフローチャートにおける異常処理ルーチンの第２例を示すフローチャートである。 図２のフローチャートにおける異常処理ルーチンの第３例を示すフローチャートである。

<一実施形態の構成>
図１は、本発明の水栓システムの一実施形態をシステム構成図により示す。

混合弁１１は、常温の水を加熱して得られる温水を管路１６から取り入れ、常温の冷水を管路１７から取り入れて、それら温水及び冷水の混合比を変化させて下流へ送る水の温度を調整する。管路１６、１７には、逆流防止弁である逆止弁２３、２４がそれぞれ設けられている。逆止弁２３、２４は、混合弁１１により混合された水が温水供給源、冷水供給源に逆流するのを阻止するように構成されている。混合弁１１は、公知のものであり、温水及び冷水が混合されて温度調整された後の水は管路１８へ吐出される。管路１８の水は、切替弁１３に送られる。切替弁１３は、混合弁１１からの水を管路１９に設けられた浴室のカラン２１に流すか、管路２０に設けられた浴室のシャワー２２に流すかを切り替える。しかも、切替弁１３は、カラン２１又はシャワー２２からの吐水量を調整する。

混合弁１１及び切替弁１３は、駆動部１２、１４を備え、駆動部１２、１４は、共にモータを含んで構成されている。混合弁１１は、駆動部１２によって温水及び冷水の混合比を変化される。また、切替弁１３は、駆動部１４によって混合弁１１からの水をカラン２１かシャワー２２かどちらかに流すように切り替えられる。しかも、切替弁１３は、カラン２１又はシャワー２２からの吐水量を調整する。

駆動部１２及び１４は、制御部（本発明の制御装置に相当）３０の出力を受けて作動を制御される。制御部３０は、コンピュータ（図示略）を含んで構成されている。制御部３０には、操作部４０並びに混合水温度センサ５１及び供給水温度センサ５２の信号が入力されている。操作部４０は、温度設定操作部４１、吐水形態設定操作部４２及び吐水量設定操作部４３を含む。温度設定操作部４１は、カラン２１又はシャワー２２からの吐水温度を使用者が任意に設定する際に操作されるものである。温度設定操作部４１により設定温度に関する信号が制御部３０に入力される。なお、温度設定操作部４１は、外気温等の入力情報に基づいて自動的に設定されるように構成することもできる。また、吐水形態設定操作部４２は、カラン２１から吐水するか、シャワー２２から吐水するかを使用者が任意に設定する際に操作されるものである。吐水形態設定操作部４２によりカラン２１又はシャワー２２のどちらからの吐水が選択されたかの信号が制御部３０に入力される。更に、吐水量設定操作部４３は、カラン２１又はシャワー２２からの吐水量を使用者が任意に設定する際に操作されるものである。吐水量設定操作部４３により吐水量に関する信号が制御部３０に入力される。一方、混合水温度センサ５１は、混合弁１１と切替弁１３とをつなぐ管路１８の水の温度を検出して、その水温に関する信号を制御部３０に入力する。また、供給水温度センサ５２は、逆止弁２４の上流側の管路１７における水の温度を検出して、その水温に関する信号を制御部３０に入力する。

<制御部による制御内容>
図２は、制御部３０のコンピュータによる制御内容を示す。図２の湯水混合制御ルーチンが実行されると、まず、後述の異常処理ルーチンＳ２０が実行される。その後、ステップＳ１において、温度設定操作部４１による設定温度に関する信号を取り込む。次のステップＳ２では、温度設定操作部４１による設定温度、並びに混合水温度センサ５１によって検出されている温度に基づいて予め決められた量だけ駆動部１２を駆動して、混合弁１１の弁体（図示略）の位置を暫定的に設定する。駆動部１２の駆動量は、所定の演算式若しくはマップに基づいて決定される。ステップＳ３では、吐水形態設定操作部４２による設定状態に関する信号を取り込む。また、ステップＳ４では、吐水量設定操作部４３による設定吐水量に関する信号を取り込む。そして、ステップＳ５では、吐水形態設定操作部４２により設定された吐水形態に基づいて、カラン２１若しくはシャワー２２から吐水するように切替弁１３の駆動部１４を駆動する。また、吐水量設定操作部４３による設定に基づいた量だけカラン２１若しくはシャワー２２から吐水するように駆動部１４を駆動する。

ステップＳ６では、混合水温度センサ５１により検出される水温に関する信号を取り込む。そして、ステップＳ７において、設定温度と検出された水温との偏差が許容値Ｘ以上か否かが判定される。偏差が許容値Ｘ以上の場合は、ステップＳ８において、ステップＳ６で取り込んだ混合水温度センサ５１の検出水温が温度設定操作部４１により設定された設定温度以上か否かが判定される。検出水温が設定温度以上の場合は、ステップＳ８が肯定判断され、ステップＳ９において、混合弁１１の弁体を冷水増加側へ動かすように駆動部１２を所定量駆動する。その結果、混合弁１１には管路１７からの冷水がそれまでより多く入るようになり、混合弁１１から管路１８を通じて吐出される水の温度がそれまでよりも低下される。一方、検出水温が設定温度未満の場合は、ステップＳ８が否定判断され、ステップＳ１０において、混合弁１１の弁体を温水増加側へ動かすように駆動部１２を所定量駆動する。その結果、混合弁１１には管路１６からの温水がそれまでより多く入るようになり、混合弁１１から管路１８を通じて吐出される水の温度がそれまでよりも上昇される。このようにステップＳ７～Ｓ１０の処理を繰り返すことにより混合弁１１からの水の温度が設定温度と一致する（正確には、設定温度±許容値Ｘとなる）ようにフィードバック制御される。ステップＳ７において、偏差が許容値Ｘ未満の場合は、ステップＳ７が否定判断されてステップＳ８以降の処理はスキップされる。

＜異常処理ルーチンの第１例＞
図３は、図２の異常処理ルーチンＳ２０の第１例を示す。この異常処理ルーチンが起動されると、まずステップＳ２２において、供給水温度センサ５２からの検出温度が取り込まれる。次のステップＳ２３では、供給水温度センサ５２により検出された水温が予め決められた第１所定温度Ｘ１以上か否かが判定される。第１所定温度Ｘ１は、本発明における警戒温度に相当し、例えば６０度程度に設定される。

切替弁１３が閉じられている状態では、逆止弁２３、２４と切替弁１３との間の管路１６～１８に水が密閉される。この状態で、浴室がミストサウナ又は乾燥室として使用された場合、若しくは浴室を暖房する場合、浴室に設置された水栓であるカラン２１及びシャワー２２が高温に晒される。やがてカラン２１及びシャワー２２からの高温の伝熱により、逆止弁２３、２４及び切替弁１３により密閉された領域の内部水が高温となる。供給水温度センサ５２は、管路１７の冷水の温度を検出しているが、上記内部水の温度が高温となると、その高温が管路１７の冷水にも徐々に伝わる。その結果、供給水温度センサ５２により検出された水温が第１所定温度Ｘ１以上になると、ステップＳ２３は肯定判断され、ステップＳ２４において切替弁１３が作動され、カラン２１から少量の吐水が行われる。そのため、逆止弁２３、２４及び切替弁１３により密閉された領域には管路１６、１７、１８、１９を通じて水が流れ、上記領域の内部水の温度が低下される。従って、上記領域の内部水の温度の上昇による圧力の上昇が抑制され、逆止弁２３、２４、混合弁１１及び切替弁１３を損傷させる不具合の発生を抑制することができる。カラン２１から吐水が行われることによって管路１７から管路１８に水が流れるため、供給水温度センサ５２の検出温度は冷水供給源からの水温程度まで低下する。

次のステップＳ２５では、供給水温度センサ５２によって検出される温度が第１所定温度Ｘ１よりも低く設定された第２所定温度Ｘ２以下か否かが判定される。第２所定温度Ｘ２は、例えば３０度程度に設定される。供給水温度センサ５２によって検出される温度が、第２所定温度Ｘ２以下となるまではステップＳ２５は否定判断されるが、第２所定温度Ｘ２以下となってステップＳ２５が肯定判断されると、ステップＳ２６において、切替弁１３を閉じてカラン２１からの吐水を停止する。その後の異常処理ルーチンでは、供給水温度センサ５２によって検出される温度が第１所定温度Ｘ１以上になるまでは、ステップＳ２３は否定判断されて、ステップＳ２４以下の処理がスキップされる。

以上のとおり、異常処理ルーチンでは、浴室がミストサウナ又は乾燥室として使用された場合などに、逆止弁２３、２４及び切替弁１３により密閉された領域の内部水が高温となると、供給水温度センサ５２がそれを検出して、カラン２１から吐水するように切替弁１３を開く。そのため、逆止弁２３、２４及び切替弁１３により密閉された領域には、混合弁１１により温度調整された水が流入し、内部水の温度を低下させる。従って、逆止弁２３、２４、混合弁１１及び切替弁１３を損傷させる不具合の発生を抑制することができる。

＜異常処理ルーチンの第２例＞
図４は、図２の異常処理ルーチンＳ２０の第２例を示す。図４の異常処理ルーチンの第２例が図３の異常処理ルーチンの第１例に対して相違する点は、逆止弁２３、２４及び切替弁１３により密閉された領域の内部水の温度上昇を供給水温度センサ５２ではなく、混合水温度センサ５１により検出する点である。混合水温度センサ５１により内部水の温度上昇を検出する以外の処理内容は、図４の異常処理ルーチンにおいても図３の異常処理ルーチンと同一であり、同一部分についての再度の説明は省略する。

ステップＳ２２Ａでは、混合水温度センサ５１によって検出される温度を取り込む。次のステップＳ２３Ａでは、混合水温度センサ５１によって検出される温度が第３所定温度Ｘ３以上か否かが判定される。また、ステップＳ２３Ｂでは、混合水温度が第３所定温度Ｘ３以上となって後、所定時間が経過したか否かが判定される。所定時間が経過すると、ステップＳ２３Ｂが肯定判断され、ステップＳ２３Ｃにおいて、混合水温度が所定時間内で時間経過と共に上昇したか否かが判定される。従って、ステップＳ２３Ａ～Ｓ２３Ｃでは、混合水温度が第３所定温度Ｘ３以上で、且つ時間経過と共に温度上昇したか否かを判定している。第３所定温度Ｘ３は、本発明の所定温度に相当し、例えば６０度程度とされ、所定時間は５秒程度とされる。

ステップＳ２３Ａ～Ｓ２３Ｃが全て肯定判断されると、ステップＳ２４において切替弁１３が開かれてカラン２１から少量の吐水が行われる。そのため、逆止弁２３、２４及び切替弁１３により密閉された領域には管路１６、１７、１８、１９を通じて水が流れ、上記領域の内部水の温度が低下される。

切替弁１３が開かれたとき、管路１８には、混合弁１１を介して管路１６からの温水と管路１７からの冷水の両方が流入する。混合弁１１は管路１８に温度設定操作部４１によって設定された温度の水が流れるように調整されているため、混合弁１１を介して管路１８に流入する混合水の温度は第２所定温度（例えば、３０度）に比べて低い温度とされる。例えば、温度設定操作部４１によって設定された温度は４０度程度とされるのが普通であるので、混合弁１１を介して管路１８に流入する水の温度は４０度程度とされる。しかも、切替弁１３が開かれるまでは混合水温度は第３所定温度Ｘ３以上となっていたため、切替弁１３が開かれた当初は、混合弁１１には管路１７からの冷水が管路１６からの温水よりも多く流入し、混合弁１１からの吐水温は４０度よりも低くなる。

ステップＳ２５Ａでは、混合水温度センサ５１によって検出される温度が第２所定温度Ｘ２以下か否かが判定される。第２所定温度Ｘ２は、例えば３０度程度に設定される。混合水温度センサ５１によって検出される温度が、第２所定温度Ｘ２以下となるまではステップＳ２５Ａは否定判断されるが、第２所定温度Ｘ２以下となってステップＳ２５Ａが肯定判断されると、切替弁１３を閉じてカラン２１からの吐水を停止する。その後の異常処理ルーチンでは、混合水温度センサ５１によって検出される温度が第３所定温度Ｘ３以上で、且つ時間経過と共に温度上昇するまでは、ステップＳ２３Ａ、Ｓ２３Ｃは否定判断されて、ステップＳ２４以下の処理がスキップされる。

異常処理ルーチンを図４のものとした場合でも、図３の異常処理ルーチンの場合と同様に、浴室がミストサウナ又は乾燥室として使用された場合などに、逆止弁２３、２４及び切替弁１３により密閉された領域の内部水が高温となるのを抑制して、逆止弁２３、２４、混合弁１１及び切替弁１３を損傷させる不具合の発生を抑制することができる。

図４の異常処理ルーチンの第２例では、逆止弁２３、２４及び切替弁１３により密閉された領域の内部水の温度の異常な上昇を混合水温度センサ５１により検出している。そのため、供給水温度センサ５２を設ける必要がなくなり、システム構成を簡素化することができる。但し、上記内部水の温度の異常な上昇を混合水温度センサ５１により検出するためには、上述したように、混合水温度センサ５１によって検出される水温が第３所定温度Ｘ３以上で、且つ時間経過と共に温度上昇するか否かを判定する必要がある。これは、混合水の温度を高めるために、混合弁１１に８０度程度の温水が流入して一時的に混合水の温度が高くなり、その後、時間経過と共に混合水の温度が徐々に低下した場合と区別する必要があるからである。

＜異常処理ルーチンの第３例＞
図５は、図２の異常処理ルーチンＳ２０の第３例を示す。図５の異常処理ルーチンの第３例が図４の異常処理ルーチンの第２例に対して相違する点は、逆止弁２３、２４及び切替弁１３により密閉された領域の内部水の温度が高くなっていることに関する混合水温度センサ５１の検出温度による判定の仕方を変更した点である。係る判定の仕方以外の処理内容は、図５の異常処理ルーチンにおいても図４の異常処理ルーチンと同一であり、同一部分についての再度の説明は省略する。

図５の異常処理ルーチンの第３例では、ステップＳ２３Ａ、Ｓ２３Ｂ、Ｓ２３Ｄにおいて、混合水温度センサ５１によって検出される水温が第３所定温度Ｘ３以上で、且つ時間経過と共に温度が下降するか否かを判定している。図４の異常処理ルーチンの第２例と比べると、時間経過と共に温度が上昇しているか下降しているかの違いがある。上述のように、混合水温度が第３所定温度Ｘ３以上で、且つ時間経過と共に温度が上昇する状況は、浴室がミストサウナ又は乾燥室として使用された場合などに、逆止弁２３、２４及び切替弁１３により密閉された領域の内部水が高温となる場合である。それに対し、混合水温度が第３所定温度Ｘ３以上で、且つ時間経過と共に温度が下降する状況は、上述のように混合水の温度を高めるために、混合弁１１に８０度程度の温水が流入して一時的に混合水の温度が高くなり、その後、時間経過と共に温水の流入が減少して混合水の温度が徐々に低下した場合である。従って、ステップＳ２３Ｄが否定判断される場合は、前者の場合であり、肯定判断される場合は、後者の場合であると判断することができる。

そのため、ステップＳ２３Ｄが否定判断される場合は、ステップＳ２４以降の処理によって、上述のようにカラン２１から少量の吐水を行って、逆止弁２３、２４及び切替弁１３により密閉された領域の内部水の温度を低下させる。一方、ステップＳ２３Ｄが肯定判断される場合は、ステップＳ２４以降の処理がスキップされる。

図５の異常処理ルーチンでも、図４の異常処理ルーチンの場合と同様に、浴室がミストサウナ又は乾燥室として使用された場合などに、逆止弁２３、２４及び切替弁１３により密閉された領域の内部水が高温となるのを抑制して、逆止弁２３、２４、混合弁１１及び切替弁１３を損傷させる不具合の発生を抑制することができる。

<他の実施形態>
以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。上記実施形態では、混合弁１１が吐水温度を設定温度に保つようにフィードバック制御されるものとしたが、混合弁１１はフィードバック制御を伴わない単なる手動弁であってもよい。また、上記実施形態では、異常処理ルーチンが湯水混合制御ルーチンの中で常時行われるようにしたが、浴室をミストサウナ、乾燥室として使用する、又は浴室を暖房する場合にのみ実行されるようにしてもよい。

１１ 混合弁
１２ 駆動部
１３ 切替弁
１４ 駆動部
１６、１７、１８、１９、２０ 管路
２１ カラン
２２ シャワー
２３、２４ 逆止弁（逆流防止弁）
３０ 制御部（制御装置）
４０ 操作部
４１ 温度設定操作部
４２ 吐水形態設定操作部
４３ 吐水量設定操作部
５１ 混合水温度センサ
５２ 供給水温度センサ

Claims (5)

1. 浴室内に吐水する水栓と、
   該水栓に冷水及び温水を供給する各管路の途中に設けられ、冷水及び温水の供給源側への水の逆流を阻止する逆流防止弁と、
   該逆流防止弁及び前記水栓の間で、冷水及び温水を混合させ、その混合比を調整する混合弁と
   を備える浴室の水栓システムであって、
   前記水栓が閉じられた状態で、前記逆流防止弁及び前記水栓の間で密閉された領域の水温が警戒温度を超えると、前記水栓を開放して浴室内に吐水する制御装置を備える
   浴室の水栓システム。
2. 請求項１において、
   前記混合弁へ供給される冷水の温度を、前記逆流防止弁の上流側で検出する供給水温度センサを備え、
   前記制御装置は、前記密閉された領域の水温が警戒温度を超えたか否かの判定を、前記供給水温度センサの検出水温が警戒温度を超えるか否かに基づいて行う
   浴室の水栓システム。
3. 請求項１において、
   前記混合弁の下流側の水温を検出する混合水温度センサを備え、
   前記制御装置は、前記密閉された領域の水温が警戒温度を超えたか否かの判定を、前記混合水温度センサの検出水温が所定温度を超え、且つ時間経過と共に上昇するか否かに基づいて行う
   浴室の水栓システム。
4. 請求項１において、
   前記混合弁の下流側の水温を検出する混合水温度センサを備え、
   前記制御装置は、前記密閉された領域の水温が警戒温度を超えたか否かの判定を、前記混合水温度センサの検出水温が時間経過と共に下降する場合を除いて、所定温度を超えるか否かに基づいて行う
   浴室の水栓システム。
5. 請求項１～４のいずれかにおいて、
   前記水栓は、浴室内への吐水をカランから行うかシャワーから行うかを切り替える切替弁を含み、前記制御装置により開放される水栓は、カランから吐水する前記切替弁である
   浴室の水栓システム。

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