JPH06116992A - 給水制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 取付が容易で故障の少ない発電部材と、充電
可能な二次電池とを組合わせた給水制御装置の発明。 【構成】 発電部材として熱発電素子２を用い、この素
子２と二次電池４とを何れも制御部５の電源として使用
可能に接続した。更に、熱発電素子２の出力電圧を昇圧
する電圧変換回路３と、この回路３を駆動又は停止させ
るスイッチング回路１１を設けた。この構成によれば、
前記回路３を駆動するとこの回路３の出力電圧が前記制
御部５に供給されると共に、前記二次電池も充電され充
電不足となることが少なくなる。又、この二次電池を前
記制御部５に供給する時は前記回路３を停止できるので
節電できる。又、発電素子として熱発電素子２を用いた
ことから、取付けが容易になり、可動部に基づく故障を
なくすことができ、小型化も可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】熱発電素子及び二次電池を電源と
して備えた給水制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特公昭６１−５７５１４号公報に水車、
発電機及び二次電池（充電式電池）を用いた自動給水装
置が開示され、実開昭６３−１７６１６８号公報に水車
発電で発電機出力をカウントして止水する自動給水装置
が開示され、実開平２−６５０４６号公報に水車発電で
満充電でない時のみ充電する水栓制御装置が開示され、
実開平２−６６８７２号公報に水車と蓄電地の組合わせ
と一次電池（乾電池）との切替手段を備えた水栓制御装
置が開示され、実開平３−７４１５１号公報に充電量が
足りない時水を流して充電させる充電切れ防止装置が開
示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、水車を用いる
場合はこれを水路に設ける必要があることから、水洗器
等の施工時に同時に取付ける必要があった。又、水車は
可動部で構成されるため機械的な故障が発生し易かっ
た。

【０００４】一方、水車発電で充電した二次電池を電源
に用いる場合は、この電池が充電不足の場合は使用でき
なかった。

【０００５】そこで本発明の目的は、取付場所の選択が
比較的自由で、故障も比較的少ない発電部材を用い、且
つ、二次電池が充電不足の場合でも電源を制御部に供給
することが可能な給水制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】水洗器の使用を感知する
感知部と、この感知部からの感知信号に基づいて給水部
へ開閉信号を出力する制御部と、この制御部からの開閉
信号により弁を開閉する給水部と、二次電池と、熱発電
素子と、この熱発電素子の出力電圧を電圧変換する電圧
変換回路とを備え、前記電圧変換回路はその出力電圧で
前記二次電池の充電が可能に接続され、更に、前記電圧
変換回路出力又は前記二次電池の何れも前記制御部の駆
動電源として供給可能となるよう接続した。

【０００７】熱発電素子の片側又は両側を、給水を行う
ことによって温度変化を生じる部分に熱的に結合させて
もよい。

【０００８】給水を行うことによって、電圧変換回路を
起動するようにしてもよい。

【０００９】給水からの時間の経過を計測するタイマ手
段を備え、給水から所定時間経過後に、電圧変換回路を
停止させるようにしてもよい。

【００１０】給水からの時間の経過を計測するタイマ手
段と、熱発電素子出力が所定レベルを超えたかどうかを
判定する判定手段とを備え、給水から所定時間経過後
で、且つ、前記熱発電素子出力が所定レベル以下の場合
に、電圧変換回路を停止させるようにしてもよい。

【００１１】給水からの時間の経過を計測するタイマ手
段を備え、給水から所定時間経過後に電圧変換回路を起
動するようにしてもよい。

【００１２】熱発電素子出力が所定レベルを超えたかど
うかを判定する判定手段を備え、前記熱発電素子出力が
所定レベルを超えた場合は、電源として電圧変換回路を
起動し、所定レベル以下の場合は前記電圧変換回路を停
止させるようにしてもよい。

【００１３】熱発電素子出力が所定レベルを超えたかど
うかを判定する判定手段を備え、前記熱発電素子出力が
所定レベルを超えるまで給水を続けるようにしてもよ
い。

【００１４】熱発電素子出力が所定レベルを超えたかど
うかを判定する判定手段を備え、前記熱発電素子出力が
所定レベルを超え、且つ、水洗器が使用されない状態を
感知部が感知した場合に給水を終了させるようにしても
よい。

【００１５】

【作用】制御部の電源として電圧変換回路出力又は二次
電池を用いることができる。又、電圧変換回路を用いな
い場合は動作を停止させるため節電になる。

【００１６】熱発電素子は給水される水の温度を感知す
ると内部に温度差が生じ発電を開始する。給水の度に発
電されるので水の有効活用が図れる。又、水温を利用し
て発電させるので素子を水溜め部等に設けることがで
き、水洗器等の施工後でも追加が可能となる。又、施工
場所も比較的自由に選択でき、素子が比較的小型なこと
から取付けスペースも少なくて済み、可動部分がないこ
とから故障も減らすことができる。

【００１７】給水により熱発電素子が発電を開始し、更
にこの素子出力は電圧変換回路を介して制御部に電源供
給される。給水することにより制御部に電源供給でき
る。又、同時に二次電池の充電も可能となる。

【００１８】給水から所定時間の発電が成された時点で
電圧変換回路が停止する。所定時間以上給水が続き、熱
発電素子の感熱部間の温度差が少なくなり、素子出力が
低下した時点で電圧変換回路を停止させることにより節
電できる。

【００１９】給水から所定時間の発電がなされ、且つ、
熱発電素子の出力が所定レベル以下の場合に電圧変換回
路は停止する。時間と素子出力レベルの両方を計測した
ので所定レベル以下の判断が比較的簡単になる。

【００２０】給水から所定時間経過後に電圧変換回路を
起動するので、熱発電素子出力が十分高くなった時点で
電圧変換回路出力を制御部に供給できる。

【００２１】熱発電素子の出力レベルが所定レベルを超
えた場合に電圧変換回路を駆動し、所定レベル以下の場
合は電圧変換回路を停止する。電圧変換回路を使用しな
いときは動作を停止させるので節電になる。

【００２２】熱発電素子の出力レベルが所定レベルを超
えるまでは給水を終了させないようにしたので、電圧変
換回路の出力電圧は常に所定レベルを維持できる。

【００２３】熱発電素子の出力レベルが所定レベルを超
え、且つ、水洗器が使用されていない場合は給水を終了
させる。例えば、水洗器の使用が短時間な場合にも発電
が実行され電力が浪費されるのを防止できる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照しながら説明する。図１は本発明に係る給水制御装置
の実施例のブロック構成図である。給水制御装置１は、
熱発電素子２と、この熱発電素子２の出力電圧を変換す
る電圧変換回路３と、二次電池４と、充電電流調整用の
抵抗Ｒ１と、放電用ダイオードＤ１と、前記電圧変換回
路３出力又は二次電池４が供給される制御部５と、不図
示の水洗器が使用されているか否かを感知し感知信号を
前記制御部５に入力する感知部６と、前記制御部５から
出力される開閉信号により弁を開閉する給水部７と、給
水を手動で開始又は終了させる給水スイッチ８と、給水
時間を制御するタイマ９と、前記熱発電素子２の出力電
圧が判定レベルを超えたかどうかを判定する電圧判定回
路１０とにより構成される。

【００２５】又、前記電圧変換回路３として前記熱発電
素子２の出力電圧を昇圧させる昇圧回路を用い、前記二
次電池４として従来のニッケル・カドミウム電池を用い
た。勿論、ニッケル・カドミウム以外の二次電池を用い
ることもできる。前記電圧変換回路３は、昇圧用コイル
Ｌ１と、整流用ダイオードＤ２と、出力電圧を蓄電する
コンデンサＣ１と、断続を繰り返して行うスイッチング
回路１１とを備える。このスイッチング回路１１はＦＥ
Ｔ等のトランジスタによるスイッチング回路で構成し
た。尚、このスイッチング回路は従来の回路で構成した
のでバイアス用抵抗等の図示は省略する。

【００２６】前記給水スイッチ８は手動用給水スイッチ
で、このスイッチ８をオンにすると前記制御部５を介し
て給水部７の弁が開となり水洗器に給水される。又、前
記感知部６で水洗器の使用を感知した場合も前記制御部
５を介して給水部７の弁が開となり水洗器に給水され
る。

【００２７】ここで熱発電素子について簡単に説明す
る。本実施例では熱発電素子２として所謂サーモモジュ
ールを用いた。これはＮ型半導体とＰ型半導体の素子対
を並べ、これをサンドイッチ状に上下から銅片等で直列
に接合したもので、例えば、この上面の銅片を加熱し、
下面の銅片から熱を放散させて上下の接合部間に温度差
を与えると、ゼーベック効果によりＰ側端子に正、Ｎ側
端子に負の起電力が発生するというものである。

【００２８】まず、請求項１に係る発明について説明す
る。前記変換回路３と前記二次電池４とが前記制御部５
に対して並列に接続されている。即ち、電源として前記
変換回路３出力又は一次電池４を前記制御部６に供給す
ることが可能となる。

【００２９】尚、前記スイッチング回路１１は前記制御
部５からの制御信号によりオン・オフが繰返して行われ
る。本実施例ではこの制御信号として所謂クロック信号
を用いた。従って、前記熱発電素子２が発電を開始し、
クロック信号が前記スイッチング回路１１に入力された
場合は、過渡現象により前記昇圧用コイルＬ１の両端に
高電圧が発生し、この高電圧は前記ダイオードＤ２で整
流された後、前記コンデンサＣ１に蓄電され、同時に、
前記高電圧により前記抵抗Ｒ１を介して前記二次電池４
が充電される。

【００３０】即ち、前記制御部５に電源として前記電圧
変換回路３出力又は前記二次電池４の供給が可能となる
よう接続されている。又、前記制御部５から出力される
クロック信号（制御信号）で前記電圧変換回路３の動作
が起動するようにしたので、前記電圧変換回路３出力を
前記制御部５に供給しない場合は、クロック信号を止め
れば節電できる。

【００３１】次に、請求項２に係る発明について説明す
る。この場合、前記給水部７から給水される水によって
温度変化が発生する部分に前記熱発電素子２の感熱部の
片側又は両側が接するようこの素子２を配設する。例え
ば、水洗器の配管の外側にこの素子２の片面が接するよ
う配設すれば、給水により配管の温度が変化しこの素子
２の感熱部の片面の温度が変化するため温度差により素
子２が発電を開始する。このように発電素子として熱発
電素子を用いたことから、水車のように水路に設ける必
要がなくなり、水洗器等の施工後に発電素子を追加する
ことも可能となる。又、施工場所も比較的自由に選択で
き、素子が比較的小型なことからスペースも少なくて済
み、可動部分がないことから故障も減らすことができ
る。

【００３２】次に、請求項３の発明について説明する。
図２のフローチャートにおいて、Ｎ１にて前記制御部５
は前記感知部６から感知信号が入力したか否かを調べ
る。入力していない場合はＮ２に進み前記二次電池（電
池）４が前記制御部５に供給される。入力した場合はＮ
３に進み前記電圧変換回路３が起動し、この電圧変換回
路３出力が前記制御部５に供給される。この構成によれ
ば、給水により前記熱発電素子２の発電が開始された後
に前記電圧変換回路３出力を効率良く前記制御部５に供
給することが可能となる。又、切替えスイッチも不要と
なる。更に、前記電圧変換回路３の出力電圧で前記二次
電池４の充電も行われるので、充電不足を防ぎ、電力の
有効活用を図ることができる。

【００３３】次に、請求項４の発明について説明する。
図１に示すように前記制御部５には給水からの時間の経
過を計測するタイマ手段（タイマ）９が接続される。こ
のタイマ９は従来のＩＣ等で構成されたカウンタ回路等
で構成できる。図３のフローチャートにおいて、Ｎ３ま
では請求項３と同様なため説明を省略する。Ｎ４におい
て、前記タイマ手段９から所定時間経過信号が前記制御
部５に入力されると、Ｎ５に進み前記電圧変換回路３が
停止する。次に、Ｎ６に進み電源として電池４が前記制
御部５に供給される。この構成によれば、熱発電素子２
が発電を開始し、発電レベルがピークを超え、温度差が
少なくなり発電レベルがある一定のレベルまで下がった
時点までを所定時間に設定することより、発電レベルが
低い状態で前記電圧変換回路３を動作させて電源を浪費
することがなくなる。

【００３４】次に、請求項５の発明について説明する。
図１において前記制御部５には熱発電素子２の出力電圧
が予め設定した判定レベルを超えたか否かを判定する電
圧判定回路１０が接続される。この判定回路１０も前記
タイマ９と同様に従来のＩＣ等で構成できる。又、使用
可能な発電電圧の最低レベルを判定レベルとして前記電
圧判定回路内の記憶回路等に記録しておく。図４のフロ
ーチャートにおいて、Ｎ４までは請求項５と同様なため
説明を省略する。Ｎ５において、前記判定回路１０から
判定レベル以下になったことを示す信号が出力されるま
では、引続き前記電圧変換回路３出力が起動されるが、
判定レベル以下を示す信号が出力されるとＮ７に進み電
圧変換回路３は動作が停止される。次に、Ｎ８に進み二
次電池４が前記制御部５に供給される。この構成によれ
ば、時間と発電レベルの両方を計測して前記電圧変換回
路３の動作を停止させるので熱発電出力レベルの最低レ
ベルを比較的正確に判定できる。即ち、この構成によれ
ば所定レベル以下の判断が比較的簡単になる。

【００３５】次に、請求項６の発明について説明する。
図５のフローチャートにおいて、Ｎ２までは請求項５と
同様なため説明を省略する。Ｎ９において、給水から所
定時間経過した後、Ｎ１０に進み前記電圧変換回路３が
起動する。尚、前記熱発電素子２の出力レベルが電源と
して使用可能なレベルに達するまでの時間を所定時間と
して設定しておく。この構成によれば前記熱発電素子２
の出力が十分高くなってから前記電圧変換回路３を起動
させることができる。

【００３６】次に、請求項７の発明について説明する。
図６のフローチャートにおいて、Ｎ２までは請求項６と
同様なため説明を省略する。Ｎ１１において、前記素子
２の出力電圧が判定レベルを超えるとＮ１２に進み、前
記電圧変換回路３が起動する。一方、Ｎ１１において、
判定レベル以下の場合はＮ１３に進み前記電圧変換回路
３が停止する。この構成によれば、前記熱発電素子２の
出力電圧のレベルにより前記電圧変換回路３を起動又は
停止させるようにしたので、前記熱発電素子２の発電量
が十分でないのに前記電圧変換回路３が起動され、電源
を無駄に消費するのを防止できる。

【００３７】次に、請求項８の発明について説明する。
図７のフローチャートにおいて、Ｎ２までは請求項７と
同様なため説明を省略する。Ｎ１４において、給水開始
と略同時に前記電圧変換回路３が起動し、Ｎ１５に進み
前記素子２の出力電圧が判定レベルを超えた時、Ｎ１６
に進み前記制御部５から前記給水部７に給水終了信号を
出力し給水を終了させる。この構成によれば、前記熱発
電素子２の出力レベルが所定レベルを超えるまでは給水
を終了させないようにしたので、前記電圧変換回路３は
常に所定レベルの出力電圧を維持できる。

【００３８】最後に、請求項９の発明について説明す
る。図８のフローチャートにおいて、Ｎ１５までは請求
項８と同様なため説明を省略する。Ｎ１５で素子２の出
力レベルが所定レベルを超えた場合で、且つ、Ｎ１６で
前記感知部６が水洗器の使用を感知しない場合はＮ１７
に進み前記制御部５から前記給水部７に給水終了信号を
出力し給水を終了させる。この構成によれば、前記電圧
変換回路３の出力電圧は所定レベルを維持しながら水洗
器の使用を終えた時点で給水を終了させることができ
る。

【００３９】

【発明の効果】電源として電圧変換回路と二次電池の２
系統を備えたので、例えば何れか一方が不調となった場
合でも他方で電源の供給が可能となる。又、電圧変換回
路を駆動又は停止可能に構成したので電圧変換回路出力
を制御部に供給しない場合は、この回路を停止させて節
電できる。又、発電部材として可動部のない熱発電素子
を用いたので可動部に基づく故障をなくすことができ
る。更に、電池として二次電池を用いたので充電が可能
となる。

【００４０】発電素子として熱発電素子を用いたので、
水車のように水路に設ける必要がなくなり、施工場所も
比較的自由に選択でき、更に水洗器等の施工後に追加す
ることも可能となる。又、熱発電素子は比較的小型なの
でスペースも少なくて済み、可動部分がないことから故
障も減らすことができる。

【００４１】給水により熱発電素子の発電が開始された
後に電圧変換回路出力を効率良く制御部に供給すること
が可能となる。又、切替えスイッチをなくすことが可能
となる。更に、電圧変換回路の出力電圧で二次電池の充
電が可能なので、充電不足となることが少なく、電力を
有効に活用できる。

【００４２】所定時間以上給水が続き、熱発電素子で感
知する温度差が少なくなった時点で電圧変換回路の動作
を停止させるようにしたので電圧変換回路で無駄に電源
が消費されるのを防止できる。

【００４３】時間と発電レベルの両方を計測して電圧変
換回路の動作を停止させるので熱発電出力レベルの最低
レベルを比較的正確に判定できる。即ち、所定レベル以
下の判断が比較的簡単になる。

【００４４】給水から所定時間経過した後、電圧変換回
路を起動させることにより、熱発電素子の出力が十分高
くなってから電源を供給することができる。

【００４５】熱発電素子の出力電圧のレベルにより電圧
変換回路を起動又は停止させるようにしたので、熱発電
素子の発電量が十分でない場合に電圧変換回路が起動さ
れ無駄に電源が消費されるのを防止できる。

【００４６】熱発電素子の出力レベルが所定レベルを超
えるまでは給水を終了させないようにしたので、電圧変
換回路の出力電圧は常に所定レベルを維持できる。

【００４７】素子の出力レベルが所定レベルを超え、且
つ、感知部が水洗器の使用を感知しない場合に給水を終
了させることにより、発電が確実に行われるので電力が
浪費されるのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る給水制御装置のブロック構成図で
ある。

【図２】同請求項３の動作を示すフローチャートであ
る。

【図３】同請求項４の動作を示すフローチャートであ
る。

【図４】同請求項５の動作を示すフローチャートであ
る。

【図５】同請求項６の動作を示すフローチャートであ
る。

【図６】同請求項７の動作を示すフローチャートであ
る。

【図７】同請求項８の動作を示すフローチャートであ
る。

【図８】同請求項９の動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１・・・給水制御装置、２・・・熱発電素子、３・・・電圧変換
回路、４・・・二次電池、５・・・制御部、６・・・感知部、７・
・・給水部、８・・・給水スイッチ、９・・・タイマ手段、１０
・・・電圧判定回路、１１・・・スイッチング回路。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水洗器の使用を感知する感知部と、この
   感知部からの感知信号に基づいて給水部へ開閉信号を出
   力する制御部と、この制御部からの開閉信号により弁を
   開閉する給水部と、二次電池と、熱発電素子と、この熱
   発電素子の出力電圧を電圧変換する電圧変換回路とを備
   え、前記電圧変換回路はその出力電圧で前記二次電池の
   充電が可能に接続され、更に、前記電圧変換回路出力又
   は前記二次電池の何れも前記制御部の駆動電源として供
   給可能に接続された給水制御装置において、前記電圧変
   換回路はその動作を起動、停止可能に構成されたことを
   特徴とする給水制御装置。
2. 【請求項２】 前記熱発電素子の片側又は両側を、給水
   を行うことによって温度変化を生じる部分に熱的に結合
   させたことを特徴とする請求項１記載の給水制御装置。
3. 【請求項３】 給水を行うことによって、前記電圧変換
   回路の動作を起動することを特徴とする請求項２記載の
   給水制御装置。
4. 【請求項４】 給水からの時間の経過を計測するタイマ
   手段を備え、給水から所定時間経過後に、前記電圧変換
   回路の動作を停止させることを特徴とする請求項３記載
   の給水制御装置。
5. 【請求項５】 給水からの時間の経過を計測するタイマ
   手段と、前記熱発電素子出力が所定レベルを超えたかど
   うかを判定する判定手段とを備え、給水から所定時間経
   過後で、且つ、前記熱発電素子出力が所定レベル以下の
   場合に、前記電圧変換回路の動作を停止させることを特
   徴とする請求項３記載の給水制御装置。
6. 【請求項６】 給水からの時間の経過を計測するタイマ
   手段を備え、給水から所定時間経過後に前記電圧変換回
   路の動作を起動することを特徴とする請求項３記載の給
   水制御装置。
7. 【請求項７】 熱発電素子出力が所定レベルを超えたか
   どうかを判定する判定手段を備え、前記熱発電素子出力
   が所定レベルを超えた場合は、電源として前記電圧変換
   回路を動作させ、所定レベル以下の場合は前記電圧変換
   回路の動作を停止させることを特徴とする請求項２記載
   の給水制御装置。
8. 【請求項８】 熱発電素子出力が所定レベルを超えたか
   どうかを判定する判定手段を備え、前記熱発電素子出力
   が所定レベルを超えるまで給水を続けることを特徴とす
   る請求項２記載の給水制御装置。
9. 【請求項９】 熱発電素子出力が所定レベルを超えたか
   どうかを判定する判定手段を備え、前記熱発電素子出力
   が所定レベルを超え、且つ、水洗器が使用されない状態
   を感知部が感知した場合に給水を終了させることを特徴
   とする請求項２記載の給水制御装置。