JP2023135800A - 流路切換システム - Google Patents

Abstract

【課題】水栓内に滞留した原水（捨て水）を誤って使用することを防ぐ流路切換システムを提供する。【解決手段】浄水システムに使用される流路切換システム１であって、原水路４と、浄水器に接続される原水用往路７および浄水用復路８と、原水を原水用往路７に分岐する分岐部５と、浄水器により浄化されて浄水用復路を流れてきた浄水を原水路に合流させる合流部６と、原水路の分岐部と合流部との間に設けられた第１開閉弁１０と、原水用往路に設けられた第２開閉弁１１と、第１開閉弁および第２開閉弁を制御する制御部９と、を備え、制御部が、浄水へ切り換える指令を受信したときに、第２開閉弁を開ける制御を行った後、第１開閉弁を閉じる制御を行い、次いで、第１の所定時間経過後に、第２開閉弁を閉じる制御を行い、第１開閉弁および第２開閉弁を閉じた状態とし、次いで、第２の所定時間が経過した後に第２開閉弁を開く制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、水道水を原水として、一般家庭用または業務用の飲料水として浄水を供給する浄水システムに使用される流路切換システムに関する。

従来から、水道水を浄化する浄水器として、水栓と水道配管の間に接続し、キッチンのシンクの下に置いて使用するアンダーシンク型浄水器が知られている。

特許文献１には、カランの下にフローセンサを備え、原水路および浄水路にそれぞれ電磁弁を備えた浄水システムを提案している。特許文献１の浄水システムでは、カランの操作に応じた水量変化に基づき電磁弁を切換え、原水と浄水を切換可能にしている。

また特許文献２には、水の状態を測定するセンサと、原水路および浄水路にそれぞれ開閉弁を備えた浄水システムを提案している。特許文献２の浄水システムでは、原水路を流れる水の状態をセンサで測定し、レバー操作による水の状態変化に基づき、原水と浄水を切り換えることができる。

特許文献１および特許文献２は共に、既に設置している浄水機能を備えない水栓についても、容易に浄水機能を追加することができる浄水システムである。

特開２０２０－１９５９７１号公報 国際公開第２０２１／０９５６１４号

特許文献１および特許文献２の浄水システムは、水栓内部では原水も浄水も１つの流路を通り吐水される。そのため、浄水切り換え直後は、水栓内部に滞留した原水が吐水される。水栓の種類や使用時の流量によって、水栓内の水が原水から浄水に置き換わるまでの時間が異なるため、使用者としては、いつから浄水が吐水され使用できるのか判断が難しい。使用者は浄水と思い、原水を使用してしまう懸念がある。

本発明は、上記の課題に鑑み、水栓内に滞留した原水（捨て水）を浄水と勘違いして誤って使用することを防ぐ流路切換システムを提供する。

上記課題を解決する本発明の第一の流路切換システムは、浄水システムに使用されるものであって、
流入口と流出口とを有する原水路と、
浄水器に接続される原水用往路および浄水用復路と、
上記原水路に設けられ、上記流入口から原水路を流れてきた原水を上記原水用往路に分岐する分岐部と、
上記原水路の上記分岐部から上記流出口までの間に設けられ、浄水器により浄化されて上記浄水用復路を流れてきた浄水を原水路に合流させる合流部と、
上記原水路の上記分岐部と上記合流部との間に設けられた第１開閉弁と、
上記原水用往路に設けられた第２開閉弁と、
上記第１開閉弁および上記第２開閉弁を制御する制御部と、を備え、
上記制御部が、
浄水へ切り換える指令を受信したときに、上記第２開閉弁を開ける制御を行った後、上記第１開閉弁を閉じる制御を行い、
次いで、第１の所定時間経過後に、上記第２開閉弁を閉じる制御を行い、上記第１開閉弁および上記第２開閉弁を閉じた状態とし、
次いで、第２の所定時間が経過した後に上記第２開閉弁を開く制御を行う。

本発明の第一の流路切換システムは、上記第１の所定時間が調整可能である、ことが好ましい。

本発明の第一の流路切換システムは、音、光および／または振動を出す通知部と、を備え、
上記制御部が、上記第１開閉弁を閉じる制御を行った後に、上記第１の所定時間が経過するまでの間、上記通知部から捨て水中であることを示す音、光および／または振動を出すように制御を行う、ことが好ましい。

本発明の第一の流路切換システムは、音、光および／または振動を出す通知部を備え、
上記制御部が、第２の所定時間が経過した後に、上記通知部から利用可能であることを示す音、光および／または振動を出すように制御を行う、ことが好ましい。

上記課題を解決する本発明の第二の流路切換システムは、浄水システムに使用されるものであって、
流入口と流出口とを有する原水路と、
浄水器に接続される原水用往路および浄水用復路と、
上記原水路に設けられ、上記流入口から原水路を流れてきた原水を上記原水用往路に分岐する分岐部と、
上記原水路の上記分岐部から上記流出口までの間に設けられ、浄水器により浄化されて上記浄水用復路を流れてきた浄水を原水路に合流させる合流部と、
上記原水路の上記分岐部と上記合流部との間に設けられた第１開閉弁と、
上記原水用往路に設けられた第２開閉弁と、
上記原水路の上記流入口から上記分岐部までの間または上記合流部から上記流出口までの間に設けられ、水の状態を測定するセンサと、
上記第１開閉弁および上記第２開閉弁を制御する制御部と、を備え、
上記制御部が、
浄水へ切り換える指令を受信したときに、上記第２開閉弁を開ける制御を行った後、上記第１開閉弁を閉じる制御を行い、
次いで、上記センサが測定する流量が所定の積算値に達した後に、上記第２開閉弁を閉じる制御を行い、上記第１開閉弁および上記第２開閉弁を閉じた状態とし、
次いで、第２の所定時間が経過した後に上記第２開閉弁あるいは上記第１開閉弁を開く制御を行う。

本発明の第二の流路切換システムは、上記所定の積算値が調整可能である、ことが好ましい。

本発明の第二の流路切換システムは、音、光および／または振動を出す通知部と、を備え、
上記制御部が、上記第１開閉弁を閉じる制御を行った後に、上記センサが測定する流量が所定の積算値に達するまでの間、上記通知部から捨て水中であることを示す音、光および／または振動を出すように制御を行う、ことが好ましい。

本発明の第二の流路切換システムは、音、光および／または振動を出す通知部と、を備え、
上記制御部が、上記第２の所定時間内に上記センサから水が流れている状態を示す信号を受信しなかったときに、上記通知部から正常であることを示す音、光および/または振動を出すように制御を行う、ことが好ましい。

本発明の第二の流路切換システムは、音、光および／または振動を出す通知部と、を備え、
上記制御部が、上記第２の所定時間内に上記センサから水が流れている状態を示す信号を受信したときに、上記通知部から異常であることを示す音、光および/または振動を出すように制御を行う、ことが好ましい。

本発明の第二の流路切換システムは、上記第２の所定時間内に上記センサから水が流れている状態を示す信号を受信しなかったときに、上記第２開閉弁を開く制御を行い、または上記第２の所定時間内に上記センサから水が流れている状態を示す信号を受信したときに、上記第１開閉弁を開く制御を行う、ことが好ましい。

本発明の流路切換システムによれば、浄水切換操作後に、浄水開閉弁を開き、原水開閉弁を閉じることで水栓内は浄水で満たされる。その後、浄水開閉弁を閉じて完全止水後に再び浄水開閉弁を開くと浄水が吐水される。使用者は、一旦止水という浄水吐水の合図があるため、誤って、水栓内に滞留していた原水を使用してしまう可能性は低くなる。

本発明の第一の流路切換システムと、浄水器、水栓、水供給源および湯供給源との接続の一例を示す流路構成図である。 本発明の流路切換システムと接続する湯水混合栓の一例である。 本発明の流路切換システムと接続する湯水混合栓操作レバーの一例である。 本発明の第二の流路切換システムと、浄水器、水栓、水供給源および湯供給源との接続の一例を示す流路構成図である。

［第一の流路切換システム］
本発明の第一の流路切換システムの一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第一の流路切換システム１と浄水器１６とを組み合わせた浄水システムを、水栓本体２０、水供給源１７および湯供給源１８と接続した一例を示す流路構成図である。流路切換システム１には流入口２と流出口３を結ぶ原水路４が設けられ、原水路４には流入口２から流れてきた原水を原水用往路７に分岐する分岐部５が設けられている。分岐部５と流出口３の間には、浄水用復路８が合流する合流部６が設けられ、分岐部５と合流部６の間には、制御部９の制御に基づいて流路を開閉する第１開閉弁１０が設けられている。原水用往路７には、制御部９の制御に基づいて開閉する第２開閉弁１１と、配管内の水圧が所定の圧力以上に上昇しないようにする調圧弁１２が設けられている。調圧弁１２としては、圧力設定が、例えば０．２ＭＰａや０．１ＭＰａに固定している調圧弁を使用してもよく、圧力設定を任意に設定できる調圧弁を使用してもよい。

第１開閉弁１０と第２開閉弁１１に電磁弁を用いると、応答性が速いために流路の開閉が速く行えて、不必要な流量変化が抑制できる。また、第１開閉弁１０と第２開閉弁１１に、電力で弁が回動する電動弁を用いれば、開閉の口径を大きくすることができ、大流量かつ低圧損にできる。また、第１開閉弁１０と第２開閉弁１１に、空気圧で弁が開閉する空気駆動弁を用いてもよい。初期状態では、第１開閉弁１０は開、第２開閉弁１１は閉になっている。

流入口２には、止水弁１４が設けられている。通常は常時開いて使用するが、下流側で水漏れなどの異常が生じた場合や、長期不在にする場合などには、閉止することができる。止水弁１４を既設の止水栓の代替としてもよい。既設の止水栓を取り外せば設置スペースがより大きく確保でき、設置が容易になる。止水弁１４の構造としては、マイナスドライバを用いて回して閉止するタイプを用いれば、邪魔にならない。しかしハンドルをつかんで回して閉止するタイプを用いても差し支えない。

浄水用復路８には逆止弁１５が設けられ、合流部６から浄水用復路８の方向には水が流れないようになっている。この逆止弁１５と前述の調圧弁１２により、浄水器に大きな水圧が長時間かからないようになり、浄水器の破損を防止し、浄水器からの漏水も防止することができる。

図２と図３は、本発明の流路切換システムと接続する湯水混合栓の一例である。湯水混合栓２０は、吐出口２１と、操作レバー２２と、操作レバー２２の操作に基づいて湯水混合比と開度を決定する湯水混合開閉弁２３とを備えている。図２に示すように、操作レバー２２の鉛直方向の角度に基づいて弁の開度、すなわち流量を決定する。図３に示すように、水平方向の角度に基づいて弁の湯水混合比、すなわち水温を決定する。湯水混合栓２０は、本発明の流路切換システム１を介して水供給源１７と接続され、湯供給源１８とも接続されている。すなわち、水供給源１７は、流路切換システム１の流入口２と連結し、流路切換システム１の流出口３が、湯水混合栓２０の湯水混合開閉弁２３に連結している。

次に、浄水を吐出させる操作について概略を説明する。浄水への切り換え方法として、浄水切換用ボタン等を設けて、まず制御部９に浄水切換信号を送信する。制御部９が浄水切換信号を受信すると、先ず第２開閉弁１１を開く指令を出し、その後、第１開閉弁１０を閉じる指令を出す。第２開閉弁１１を開く指令と第１開閉弁１０の閉じる指令に時間差を設けることで、水撃を緩和させ、各部品への負荷を減少させることができる。

その後、あらかじめ設定した第１の所定時間が経過するまで、第２開閉弁１１が開き、第１開閉弁１０が閉じた状態を維持し、水栓内部に滞留した原水を吐水する。なお第１の所定時間は、水栓内部に滞留した原水が浄水に置き換わるまでの時間が好ましく、使用する水栓または流量に応じて調整可能であってもよい。

その後、第２開閉弁１１を閉じる指令を出し、第１開閉弁１０および第２開閉弁１１の両方を閉じて、吐出口２１から何も吐水されていない状態にする。使用者は、吐出口２１から何も吐水されていないのを確認することで、水栓内部に滞留していた原水が吐水され終わって、次に吐出口２１から吐水されるのは浄水であると判断できる。制御部９は、止水されていることがはっきり確認できるように第１開閉弁１０と第２開閉弁１１が閉じた状態を第２の所定時間維持し、その後で、第２開閉弁１１を開く操作を行う。

また、第１開閉弁１０と第２開閉弁１１が正常であれば、両方の開閉弁が閉まっている間は止水される。一方、どちらかの開閉弁に異常があり弁が開いていれば、止水されずに、吐出口２１からの吐水が続く。そのため、使用者は、一旦止水状態になるのか、吐水し続けているのかを見て、第１開閉弁１０と第２開閉弁１１の両方が正常であるのか、どちらかの開閉弁が異常であるかも判断できる。

流路切換システム１はさらに通知部（図示せず）を備え、制御部９が、通知部から音、光および／または振動を出すように制御を行ってもよい。例えば、水栓内の原水を浄水に置き換える第１の所定時間中に、使用者に対して、捨て水中であり吐出口２１からは原水が混入している水が吐出されていることを通知するために、通知部から音、光および／または振動を出してもよい。他にも、第２の所定時間が経過して浄水に切り換わった後に、使用者に対して、吐出口２１から吐出されているのは浄水であり利用可能であることを通知するために、通知部から音、光および／または振動を出してもよい。

その後、原水に切り換える場合は、原水切換ボタン等を押し、制御部９が第１開閉弁１０を開き、第２開閉弁１１を閉じる指令を出す。

［第二の流路切換システム］
本発明の第二の流路切換システムの一実施形態を図面に基づいて説明する。

図４は、本発明の第二の流路切換システム１０１と浄水器１６とを組み合わせた浄水システムを、水栓本体２０、水供給源１７および湯供給源１８と接続した一例を示す流路構成図である。本発明の第二の流路切換システムは、上記第一の流路切換システムに、水の状態を測定するセンサ１１３を設けた以外は、第一の流路切換システムと同じであるので、上記第一の流路切換システムでの説明での符号に１００を追加した符号を用いて説明をする。

第二の流路切換システム１０１では、水の流量を測定するフローセンサ１１３を合流部１０６から流出口１０３の間に備えている。フローセンサ１１３からは、原水路１０４および浄水用復路１０８を流れる水の流量に応じた周波数のパルス信号が制御部１０９に送られ、それを演算処理した結果に基づいて、第１開閉弁１１０と第２開閉弁１１１を開閉する。なお、フローセンサ１１３は流入口１０２から分岐部１０５の間に備えてもよい。または、分岐部１０５と合流部１０６の間に第１フローセンサ、原水用往路１０７あるいは浄水器用復路１０８に第２フローセンサを設けて、それぞれの信号を制御部１０９に送って演算処理してもよい。

次に、第二の流路切換システム１０２と湯水混合栓を用いて、浄水を吐出させる操作について概略を説明する。第一の流路切換システム１と同様、浄水切換用ボタン等を設けて、制御部１０９に浄水切換信号を送信してもよいが、フローセンサ１１３で検知する流量変化を元にした浄水切換信号を送信してもよい。たとえば、まず水栓本体部２０の操作レバー２２を操作し、吐出口２１から原水を吐水する。第１開閉弁１１０は開いていて、第２開閉弁１１１は閉じており初期状態のままになっているので、原水路１０４を原水が通過し、吐出口２１から吐水される。制御部１０９では、センサ１１３から水量に応じた信号を受信することで、通水中であることを判断する。引き続いて、操作レバー２２を一度押し下げ、３秒以内に押し上げるという特殊な操作を行う。その際、センサ１１３は、止水状態が３秒以内続いて再び通水が行われたことを反映した信号を制御部１０９に送信する。制御部１０９ではその信号を、浄水へ切り換える信号（以後、浄水切換信号とする）と判断し、以降に示す浄水への切換制御に移行する。一方、止水状態が３秒より長く続いたときは、再び通水しても浄水への切り換えは行われず、吐出口２１からは原水がそのまま流れる。この「３秒」の設定時間は適宜変更できる。

次に制御部１０９が浄水切換信号を受信した後の動作について説明する。制御部１０９が浄水切換信号を受信すると、第２開閉弁１１１を開き、第１開閉弁１１０を閉じる。そして、フローセンサ１１３から送信された流量情報が所定の積算値に到達した後に、第２開閉弁１１１を閉じて、一旦、止水状態にする。所定の積算値は、水栓に滞留する水の体積に対応した値が好ましく、調整可能であることが好ましい。これにより、水栓内の流路体積が小さい場合は、捨て水時間が短く、大きい場合は、捨て水時間が長くなり、捨て水量の最適化を図れる。また第一の流路切換システム１と同様に、水栓内の原水を浄水に置き換えている間、つまり、所定の積算値に達するまでの間は、通知部（図示せず）から捨て水中であることを示す音、光および／または振動を出してもよい。

さらに第１開閉弁１１０および第２開閉弁１１１が閉じている第２の所定時間中において、フローセンサ１１３から得られる水の状態情報を元に、両方の開閉弁の異常有無を判断してもよい。具体的には、第２の所定時間内にフローセンサ１１３から水が流れている状態を示す信号を受信すると、制御部１０９は、どちらかの開閉弁が異常であると判定し、通知部（図示せず）から異常であることを示す音、光および／または振動を出すように制御する。逆に、第２の所定時間内にフローセンサ１１３から水が流れている状態を示す信号を受信しなければ、制御部１０９は、両方の開閉弁が正常であること判定し、通知部（図示せず）から正常であることを示す音、光および／または振動を出すように制御する。

制御部１０９は、上記の開閉弁の正常／異常の判定に応じて、次いで第１開閉弁１１０を開くか、第の開閉弁１１１を開くかの制御を行ってもよい。具体的には、両開閉弁が正常であると判定すると、第２開閉弁１１１を開いて、吐出口２１から浄水を吐水させる。逆にどちらかの開閉弁が異常であると判定すると、第１開閉弁１１０を開いて、吐出口２１から原水を吐水させる。

１、１０１ 流路切換システム
２、１０２ 流入口
３、１０３ 流出口
４、１０４ 原水路
５、１０５ 分岐部
６、１０６ 合流部
７、１０７ 原水用往路
８、１０８ 浄水用復路
９、１０９ 制御部
１０、１１０ 第１開閉弁
１１、１１１ 第２開閉弁
１２、１１２ 調圧弁
１４、１１４ 止水栓
１５、１１５ 逆止弁
１６ 浄水器
１７ 水供給源
１８ 湯供給源
２０ 水栓本体
２１ 吐水口
２２ 水栓レバー
２３ 湯水混合開閉弁
１１３ センサ（フローセンサ）

Claims (10)

1. 浄水システムに使用される流路切換システムであって、
   流入口と流出口とを有する原水路と、
   浄水器に接続される原水用往路および浄水用復路と、
   前記原水路に設けられ、前記流入口から原水路を流れてきた原水を前記原水用往路に分岐する分岐部と、
   前記原水路の前記分岐部から前記流出口までの間に設けられ、浄水器により浄化されて前記浄水用復路を流れてきた浄水を原水路に合流させる合流部と、
   前記原水路の前記分岐部と前記合流部との間に設けられた第１開閉弁と、
   前記原水用往路に設けられた第２開閉弁と、
   前記第１開閉弁および前記第２開閉弁を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部が、
   浄水へ切り換える指令を受信したときに、前記第２開閉弁を開ける制御を行った後、前記第１開閉弁を閉じる制御を行い、
   次いで、第１の所定時間経過後に、前記第２開閉弁を閉じる制御を行い、前記第１開閉弁および前記第２開閉弁を閉じた状態とし、
   次いで、第２の所定時間が経過した後に前記第２開閉弁を開く制御を行う、
   流路切換システム。
2. 前記第１の所定時間が調整可能である、請求項１の流路切換システム。
3. 音、光および／または振動を出す通知部と、を備え、
   前記制御部が、前記第１開閉弁を閉じる制御を行った後に、前記第１の所定時間が経過するまでの間、前記通知部から捨て水中であることを示す音、光および／または振動を出すように制御を行う、
   請求項１または２の流路切換システム。
4. 音、光および／または振動を出す通知部を備え、
   前記制御部が、第２の所定時間が経過した後に、前記通知部から利用可能であることを示す音、光および／または振動を出すように制御を行う、
   請求項１～３のいずれかの流路切換システム。
5. 浄水システムに使用される流路切換システムであって、
   流入口と流出口とを有する原水路と、
   浄水器に接続される原水用往路および浄水用復路と、
   前記原水路に設けられ、前記流入口から原水路を流れてきた原水を前記原水用往路に分岐する分岐部と、
   前記原水路の前記分岐部から前記流出口までの間に設けられ、浄水器により浄化されて前記浄水用復路を流れてきた浄水を原水路に合流させる合流部と、
   前記原水路の前記分岐部と前記合流部との間に設けられた第１開閉弁と、
   前記原水用往路に設けられた第２開閉弁と、
   前記原水路の前記流入口から前記分岐部までの間または前記合流部から前記流出口までの間に設けられ、水の状態を測定するセンサと、
   前記第１開閉弁および前記第２開閉弁を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部が、
   浄水へ切り換える指令を受信したときに、前記第２開閉弁を開ける制御を行った後、前記第１開閉弁を閉じる制御を行い、
   次いで、前記センサが測定する流量が所定の積算値に達した後に、前記第２開閉弁を閉じる制御を行い、前記第１開閉弁および前記第２開閉弁を閉じた状態とし、
   次いで、第２の所定時間が経過した後に前記第２開閉弁あるいは前記第１開閉弁を開く制御を行う、
   流路切換システム。
6. 前記所定の積算値が調整可能である、請求項５の流路切換システム。
7. 音、光および／または振動を出す通知部と、を備え、
   前記制御部が、前記第１開閉弁を閉じる制御を行った後に、前記センサが測定する流量が所定の積算値に達するまでの間、前記通知部から捨て水中であることを示す音、光および／または振動を出すように制御を行う、
   請求項５または６の流路切換システム。
8. 音、光および／または振動を出す通知部と、を備え、
   前記制御部が、前記第２の所定時間内に前記センサから水が流れている状態を示す信号を受信しなかったときに、前記通知部から正常であることを示す音、光および/または振動を出すように制御を行う、
   請求項５～７のいずれかの流路切換システム。
9. 音、光および／または振動を出す通知部と、を備え、
   前記制御部が、前記第２の所定時間内に前記センサから水が流れている状態を示す信号を受信したときに、前記通知部から異常であることを示す音、光および/または振動を出すように制御を行う、
   請求項５～８のいずれかの流路切換システム。
10. 前記第２の所定時間内に前記センサから水が流れている状態を示す信号を受信しなかったときに、前記第２開閉弁を開く制御を行い、または前記第２の所定時間内に前記センサから水が流れている状態を示す信号を受信したときに、前記第１開閉弁を開く制御を行う、
    請求項５～９のいずれかの流路切換システム。

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