JP5433273B2 - 水量管理システム - Google Patents

Description

本発明は、給水端末毎の使用水量を制限することで節水を図る水量管理システムに関する。

従来、一つの供給元から分岐した複数の給水管にそれぞれ給水端末が設けられている給水系においては、それぞれの給水端末に設けられた開閉弁の開度によって流量を制御している。このような給水系について図８及び図９を参照して説明する。図８は給水系の構成を示す。給水系Ｇは、供給元に繋がる給水管Ｇ０と、給水管Ｇ０から分岐した複数の給水管Ｇ１乃至Ｇｎを有している。給水管Ｇ１乃至Ｇｎはそれぞれ水使用機器であるシンクやトイレ等の給水端末Ｊに接続されている。給水端末Ｊは、それぞれの給水管を開閉する開閉弁Ｋを有し、開閉弁Ｋの開度によって流量を調整している。図９は、それぞれの給水管の開閉弁の開度と、それに対応する流量の推移を示す。ここでは、説明の簡略化のために、給水管Ｇ０から分岐した給水管をＧ１及びＧ２の２本として説明する。時点ｔ１において、給水管Ｇ１、Ｇ２の両方の開閉弁の開度が調整されて、給水管Ｇ１及びＧ２において流量Ｌ１の水が流れている。その状態から、時点ｔ２において、給水管Ｇ２の開閉弁が閉じられると給水管Ｇ０の給水圧が増加するので、給水管Ｇ１における流量がＬ２まで増加してしまい無駄に吐水することになる。

また、水道管毎に流量センサと流量調整具を取り付け、節水する水道管理システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このような水道管理システムにおいては、取り付ける流量調整具の種類によって調整量が固定されるので、使用状況に合わせて流量調整具を取り替えなければならず、容易に節水をすることができない。

特開２０００−１０５１３８号公報

本発明は、上記問題を解消するものであり、無駄な吐水を防ぎ、容易に節水することができる水量管理システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、一つの供給元から分岐した複数の給水管にそれぞれ設けられた給水端末での使用水量を管理する水量管理システムにおいて、前記給水管毎に設けられ該給水管内の流量を検出する流量検出部及び流量を調整する流量調整部と、それぞれの流量調整部の制御を行なう制御部と、を備え、前記制御部は、前記給水端末の開閉弁の開閉操作が行なわれたときに、全ての流量検出部が検出した流量に基づいて、それぞれの給水管における流量が所定の値になるようにそれぞれの流量調整部を制御し、また、一の給水管における流量が変動したときに、その変動量が他の給水管における流量の変動量に較べて少ないときは、前記一の給水管における流量を変動前の流量に戻すように前記流量調整部を制御するものである。給水端末の開閉弁には、水道の端末に取り付けられる蛇口のみならず、給水管や給湯管に取り付けられる食器洗浄機やトイレ便器等において給水や給湯を制御する開閉口を含む。

請求項２の発明は、請求項１に記載された水量管理システムにおいて、前記制御部は、前記給水管の各々に対応して設けられているものである。

請求項３の発明は、請求項１に記載された水量管理システムにおいて、前記制御部は一つであり、全ての流量検出部と流量調整部とを集中管理するものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載された水量管理システムにおいて、前記制御部は、前記給水管の流量が所定の値以上にならないように前記流量調整部を制御するものである。

請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載された水量管理システムおいて、前記制御部は、一の給水管における流量が変動したときに、その変動量が他の給水管における流量の変動量以上のときは、前記一の給水管の流量調整部の調整をそのままの状態に維持するものである。

請求項１の発明によれば、給水管毎の流量や合計流量を、予め設定した所定の流量に制限するように制御することができ、無駄な吐水が防がれ、節水することができる。また、一の給水管の流動変動があったときに、その変動量が他の給水管の流動変動と較べて少ないときは、他の給水管の開閉弁の操作によって一の給水管の流動が変動したと判断して一の給水管の流量を変動前の流量に戻すので、給水端末の使用中の吐水量の変動による不快感を少なくすることができる。

請求項２の発明によれば、給水管毎に流量検出部と流量調整部と制御部を設けるので、これらを一体的にセットしたものとすることにより、水量管理システムの施工を容易にすることができる。

請求項３の発明によれば、制御部が一つなので、水量管理システムを低コストにすることができる。

請求項４の発明によれば、給水管毎に最大流量が設定されるので、無駄な吐水が防がれ、節水することができる。

請求項５の発明によれば、一の給水管の流動変動があったときにその変動量が他の給水管の流動変動と較べて多いときは、一の給水管の制御部は自身の開閉弁が操作されたと判断するので、自らの意思による吐水量の変動と、他の給水管の開閉弁の操作による変動とを区別することができる。これにより、自らの意思によって吐水量を変動させたのに、他の給水管の開閉弁の操作によって変動したというような誤った判断をし、自身の流量を調整してしまうことを防ぐことができる。

第１の実施形態に係る水量管理システムが取り付けられた給水系及び給湯系の構成図。 給水系に取り付けられた同水量管理システムの構成図。 同水量管理システムの第１の変形例において、開閉弁の開閉に伴う流量と流量調整部の開度の推移を示す図。 同水量管理システムの第２の変形例において、開閉弁の開閉に伴う流量と流量調整部の開度の推移を示す図。 同水量管理システムの第３の変形例において、開閉弁の開閉に伴う流量と流量調整部の開度の推移を示す図。 第２の実施形態に係る水量管理システムの構成図。 第３の実施形態に係る水量管理システムの構成図。 従来の給水系の構成図。 同給水系における流量変動の推移図。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る水量管理システムについて図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る水量管理システム１が組み込まれた給水系Ａ及び給湯系Ｂの構成を示し、図２は給水系Ａに組み込まれた水量管理システム１の構成を示す。

給水系Ａは、図１に示されるように、供給元に繋がる給水管Ａ０と、給水管Ａ０から分岐した複数の給水管Ａ１乃至Ａｎを有している。給水管Ａ１乃至Ａｎは、それぞれ水使用機器であるシンクやトイレ等の給水端末Ｊに接続されている。給湯系Ｂは、供給元に繋がる給湯管Ｂ０と、給湯管Ｂ０から分岐した複数の給湯管Ｂ１乃至Ｂｎを有している。給湯管Ｂ１乃至Ｂｎは、それぞれ湯使用機器であるシンクや食器洗浄機等の給水端末Ｊに接続されている。給水端末Ｊは、給水管又は給湯管を開閉する開閉弁Ｋをそれぞれ有している。請求項に記載した給水管には、これらの給水管（Ａ０，Ａ１，Ａ２，・・Ａｎ）と給湯管（Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２，・・Ｂｎ）とを含む。

水量管理システム１は、流量を調整する水量調整ユニット２と、流量の設定や表示を行なう設定・表示部３を備えている。水量調整ユニット２は、給水管Ａ１乃至Ａｎ及び給湯管Ｂ１乃至Ｂｎに取り付けられる。水量調整ユニット２は、図２に示されるように、流量を検出する流量検出部４と、流量を調整する流量調整部５と、流量調整部５を制御する制御部６を有している。流量検出部４は検出した流量を制御部６に送信する。流量調整部５は制御部６からの指示によって給水管を開閉し、流量を増減する。制御部６は他の給水管に設けられた全ての制御部６と接続されており、他の給水管の流量検出部４が検出した流量を受信する。設定・表示部３は、全ての制御部６と接続されており、それぞれの給水管の流量や複数の給水管の合計流量等を表示する。また、設定・表示部３は、ダイヤルやテンキー等によりそれぞれの給水管の流量を任意の値に設定される。なお、図２においては、給水系Ａに取り付けられた水量管理システム１のみを示し、給湯系Ｂに取り付けられた水量管理システム１については、給水系Ａと同様であるので図示を省いている。

次に、給湯システム１の動作について説明する。設定・表示部３は、それぞれの給水管の設定された流量をそれぞれの給水管の制御部６に送信する。制御部６は、流量検出部４が検出する流量が、設定値になるようにそれぞれの流量調整部５を制御する。設定・表示部３は、それぞれの給水管の流量や全ての給水管の合計流量等を表示する。この構成により、開閉弁Ｋが十分に開けられていれば、供給元の水圧が変動しても制御部６による制御によって流量が設定値に維持される。

また、設定・表示部３にそれぞれの給水管の流量と共に全ての給水管の合計流量の最大流量を設定してもよい。設定された最大流量は、設定・表示部３からそれぞれの制御部６に送信される。制御部６は、全ての給水管の合計流量を算出し、合計流量が設定された最大流量を超えている場合には合計流量が設定された最大流量になるまで、自身が取り付けられた給水管の流量調整部５を徐々に閉じる。これにより、合計流量が設定値以下に減少される。

本実施形態の水量管理システム１によれば、給水管毎の流量や合計流量を予め定められた値に制御することができるので、無駄な吐水が防がれて節水することができる。また、給水管毎の流量や合計流量の設定値をダイヤルやテンキー等により容易に変更することができるので、水の使用状況に合わせた節水対策が行い易くなる。また、流量が表示されるので、節水対策が行い易くなる。また、給水管毎に流量検出部４と流量調整部５と制御部６を設けるので、これらを一体的にセットしたものとすることにより、水量管理システム１の施工を容易にすることができる。

以下、第１の実施形態の各種変形例について、図３乃至図６を参照して説明する。これらの各種変形例の水量管理システムの構成は、第１の実施形態の水量管理システムと同様である。また、図３乃至図６において、説明の簡略化のために給水管Ａ０から分岐した給水管をＡ１、Ａ２の２本として説明する。

（第１の変形例）
第１の変形例では、設定・表示部に、それぞれの給水管の最大流量が設定され、制御部はそれぞれの給水管の流量が最大流量を超えないように流量調整部を制御する。図３は、第１の変形例に係る水量管理システムにおいて、開閉弁の開閉に伴う流量と流量調整部の開度の推移を示す。最初、給水管に水が流れていないときは、制御部は、それぞれの流量調整部の開度を、全開と全閉の間の例えば５０％にする。時点ｔ１において、給水管Ａ１、Ａ２の開閉弁が全開にされて、それぞれに流量Ｌ１の水が流れる。この流量Ｌ１は最大流量よりも少ない。時点ｔ２において、給水管Ａ２の開閉弁が全閉にされると、給水管Ａ０の水圧が増加して給水管Ａ１の流量が増え、最大流量を超えて流量Ｌ２となる。すると、給水管Ａ１の制御部は、流量が最大流量になるまで流量調整部の開度を徐々に小さくする。時点ｔ３において、流量調整部の開度がＷ１になり、流量が最大流量にまで減少すると、制御部は流量調整部を開度Ｗ１に維持する。時点ｔ４において、給水管Ａ１の開閉弁が全閉にされて流量が０になると、制御部は流量調整部の開度を５０％に戻す。

このように、給水管毎に最大流量が設定されるので、無駄な吐水が防がれ、節水することができる。

（第２の変形例）
第２の変形例では、制御部は、他の給水管の開閉弁の開閉に起因して自身の給水管における流量が変動するのを防ぐように流量調整部を制御する。第１の実施形態のように一つの供給元から分岐した複数の給水管においては、一つの給水管の流量を変えるために開閉弁が操作されると、他の給水管の流量も変動する。このとき、他の給水管における変動量は、開閉弁を操作された給水管における変動量よりも少なくなる。そこで、制御部は、自身が取り付けられた給水管と他の給水管の流量の変動量を比較し、自身が取り付けられた給水管の変動量のほうが少ないときは、他の給水管の開閉弁の操作によって流量が変動したと判断する。

図４は、第２の変形例に係る水量管理システムにおいて、開閉弁の開閉に伴う流量と流量調整部の開度の推移を示す。時点ｔ１において、給水管Ａ１は、開閉弁が全開であって流量Ｌ１の水が流れており、流量調整部は開度Ｗ１に制御されている。給水管Ａ２は、開閉弁が全閉であって水は流れていない。このとき、給水管Ａ２の制御部は、水が流れていないので、流量調整部の開度を全開と全閉の間の例えば５０％にする。時点ｔ２において、給水管Ａ２の開閉弁が開度Ｖ１まで開かれ流量Ｌ２の水が流れると、給水管Ａ０の水圧が減少して給水管Ａ１の流量がＬ３まで減少する。このときの給水管Ａ１における流量の変動量Δ１は給水管Ａ２における流量の変動量Δ２よりも小さくなる。給水管Ａ１の制御部は、給水管Ａ１とＡ２における流量の変動量を算出し、給水管Ａ１における変動量が給水管Ａ２における変動量よりも少ないので、給水管Ａ２の開閉弁の操作によって給水管Ａ１の流量が変動したと判断し、給水管Ａ１における流量を変動前の流量Ｌ１になるように流量調整部の開度を大きくする。時点ｔ３において、流量調整部の開度がＷ２になり、流量がＬ１にまで増加すると、制御部は流量調整部を開度Ｗ２に維持する。

続いて、時点ｔ４において、給水管Ａ２の開閉弁が全閉にされると、給水管Ａ０の水圧が増加して給水管Ａ１における流量がＬ４まで増加する。このときの給水管Ａ１における流量の変動量Δ３は給水管Ａ２における流量の変動量Δ４よりも少ない。給水管Ａ１の制御部は、給水管Ａ１とＡ２における流量の変動量を算出し、給水管Ａ１における変動量が給水管Ａ２における変動量よりも少ないので、給水管Ａ２の開閉弁の操作によって給水管Ａ１の流量が変動したと判断し、給水管Ａ１における流量を変動前の流量Ｌ１になるように流量調整部を調整する。時点ｔ５において、流量調整部の開度がＷ３になり、流量がＬ１にまで減少すると、給水管Ａ１の制御部は流量調整部を開度Ｗ３に維持する。時点ｔ６において、給水管Ａ１の開閉弁が全閉にされて流量が０になると、給水管Ａ１の制御部は流量調整部の開度を５０％に戻す。

本変形例によれば、一の給水管の流動変動があったときに、その変動量が他の給水管の流動変動と較べて少ないときは、他の給水管の開閉弁の操作によって一の給水管の流動が変動したと判断して一の給水管の流量を変動前の流量に戻すので、給水端末の使用中の吐水量の変動による不快感を少なくすることができる。

（第３の変形例）
第３の変形例では、制御部は、自身の給水管の開閉弁が開閉されたときには流量調整部の開度を維持する。図５は、水量管理システムにおいて、開閉弁の開閉に伴う流量と流量調整部の開度の推移を示す。時点ｔ１において、給水管Ａ１は開閉弁が全閉であり水は流れていない。このとき、給水管Ａ１の制御部は、水が流れていないので流量調整部の開度を全開と全閉の間の例えば５０％にする。給水管Ａ２は、開閉弁が開度Ｖ１に開かれて流量Ｌ１の水が流れており、流量調整部は開度Ｗ１に制御されている。時点ｔ２において、給水管Ａ１の開閉弁が全開まで開かれ流量Ｌ２の水が流れると、給水管Ａ０の水圧が減少し、給水管Ａ２における流量はＬ３まで減少する。このときの給水管Ａ１における流量の変動量Δ１は給水管Ａ２における流量の変動量Δ２よりも多い。給水管Ａ１の制御部は、給水管Ａ１とＡ２における流量の変動量を算出し、給水管Ａ１における変動量が給水管Ａ２における変動量よりも多いので、給水管Ａ１の開閉弁の操作によって給水管Ａ１における流量が変動したと判断し、流量調整部の開度をそのまま維持する。

続いて、時点ｔ３において、給水管Ａ１の開閉弁が開度Ｖ２にまで閉じられ流量がＬ４にまで減少すると、給水管Ａ０の水圧が増加して給水管Ａ２の流量がＬ５まで増加する。このときの給水管Ａ１における流量の変動量Δ３は給水管Ａ２における流量の変動量Δ４よりも多い。給水管Ａ１の制御部は、給水管Ａ１とＡ２における流量の変動量を算出し、給水管Ａ１における変動量が給水管Ａ２における変動量よりも多いので、給水管Ａ１の開閉弁の操作によって給水管Ａ１における流量が変動したと判断し、流量調整部の開度をそのまま維持する。

本変形例によれば、一の給水管の流動変動があったときに、その変動量が他の給水管の流動変動と較べて多いときは、一の給水管の制御部は自身の開閉弁が操作されたと判断するので、自らの意思による吐水量の変動と、他の給水管の開閉弁の操作による変動とを区別することができる。これにより、自らの意思によって吐水量を変動させたのに、他の給水管の開閉弁の操作によって変動したというような誤った判断をし、自身の流量を調整してしまうことを防ぐことができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る水量管理システムについて、図６を参照して説明する。水量管理システム１は、第１の実施形態と、制御部６の配置が異なっている。水量調整ユニット２は流量検出部４と流量調整部５を有しており、制御部６は水量調整ユニット２とは別に一つ設けられている。制御部６は全ての流量検出部４と流量調整部５に接続されており、全ての流量検出部４が検出した流量に基づいて全ての流量調整部５を制御する集中制御を行ない、第１の実施形態と同様の動作を行なう。このような構成にすることにより、制御部６が一つなので、水量管理システム１を低コストにすることができる。

図７は流量の表示だけを行なう水量管理システム１を示す。この水量管理システム１は、給水管Ａ１乃至Ａｎに取り付けられ流量を測定する水量測定ユニット２１と、流量の表示を行なう表示部３１とを備えている。水量測定ユニット２１は、流量を検出する流量検出部４と、流量検出部４が検出した流量を演算する演算部６１とを有している。この構成においては、流量検出部４は検出した流量を演算部６１に送信する。演算部６１は、受信した流量から時間平均流量等を演算し、流量と共に演算した結果を表示部３１に送信する。表示部３１は、全ての演算部６１と接続されており、それぞれの給水管の流量や時間平均流量等の演算した結果、また、複数の給水管の合計流量等を演算して表示する。表示する内容は、表示部３１に設けられたダイヤルや釦スイッチ等によって選択される。この構成によれば、それぞれの給水管の流量や合計水量等が表示されるので、節水活動が行い易い。また、流量調整部を備えないので水量管理システム１を低コストにすることができる。

なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、設定・表示部の表示部を無くして設定部とし、流量の設定だけを行なうようにしてもよい。表示部を無くすので水量管理システムを低コストにすることができる。

１ 水量管理システム
４ 流量検出部
５ 流量調整部
６ 制御部
Ａ０、Ａ１乃至Ａｎ 給水管
Ｂ０、Ｂ１乃至Ｂｎ 給湯管（給水管）
Ｊ 給水端末
Ｋ 開閉弁

Claims (5)

1. 一つの供給元から分岐した複数の給水管にそれぞれ設けられた給水端末での使用水量を管理する水量管理システムにおいて、
   前記給水管毎に設けられ該給水管内の流量を検出する流量検出部及び流量を調整する流量調整部と、
   それぞれの流量調整部の制御を行なう制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記給水端末の開閉弁の開閉操作が行なわれたときに、全ての流量検出部が検出した流量に基づいて、それぞれの給水管における流量が所定の値になるようにそれぞれの流量調整部を制御し、また、一の給水管における流量が変動したときに、その変動量が他の給水管における流量の変動量に較べて少ないときは、前記一の給水管における流量を変動前の流量に戻すように前記流量調整部を制御することを特徴とする水量管理システム。
2. 前記制御部は、前記給水管の各々に対応して設けられていることを特徴とする請求項１に記載された水量管理システム。
3. 前記制御部は一つであり、全ての流量検出部と流量調整部とを集中管理することを特徴とする請求項１に記載された水量管理システム。
4. 前記制御部は、前記給水管の流量が所定の値以上にならないように前記流量調整部を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載された水量管理システム。
5. 前記制御部は、一の給水管における流量が変動したときに、その変動量が他の給水管における流量の変動量以上のときは、前記一の給水管の流量調整部の調整をそのままの状態に維持することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載された水量管理システム。
   

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