JP6352110B2 - 温水器およびそれを用いた吐水システム - Google Patents

Description

本発明は、温水器およびそれを用いた吐水システムに関する。

手洗いなどに用いられる吐水システムは、オフィスビル、店舗、公共施設、学校、病院などの洗面所やトイレなどに設置され、広く普及している。吐水システムに用いられる温水器には様々な改良が加えられ、従来では、例えば特許文献１に記載されるよう温水器が提案されている。

特開２０１３−１０４２６６号公報

上述した従来の温水器は、冷たすぎず熱すぎない心地よい温度で吐水できる。しかし、この温水器では、使用者が差し出した手を検知して加熱部の駆動を開始した後、所定の予備時間が経過してから水路を開くため、吐水が始まるのが遅く感じる。これは使用者にとってはストレスとなる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、心地よい温度で吐水し、かつ、使用者に与えるストレスを低減しうる温水器およびそれを用いた吐水システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の温水器は、吐水口から吐水されるべき水を加熱する加熱部と、吐水の水路を開閉する開閉部と、加熱部および開閉部を制御する制御部と、を備える。制御部は、開閉部に対して閉動作を指示した後、所定の停止条件を満たすまで加熱部による加熱を継続させてから加熱部による加熱を停止させる。

この態様によると、開閉部が閉動作を開始してからしばらく後に加熱部による加熱を停止させることができる。開閉部が閉動作を開始してから閉状態となって流水が止まるまでにはある程度の時間がかかるため、閉動作を指示した後もしばらくは加熱部に水が流れ込む。閉動作を指示した後も加熱を継続することで、閉弁指示をした後に加熱部に流れ込んだ水も加熱できる。これにより、加熱されていない水が加熱部やその下流に残るのを抑止でき、心地よい温度で吐水できる。

制御部は、所定の時間が経過するまで加熱部による加熱を継続させてから加熱部による加熱を停止させてもよい。

制御部は、加熱部より加熱された水の温度が第１の温度以上になるまで加熱部による加熱を継続させてから加熱部による加熱を停止させてもよい。

制御部は、水路を流れる水の流量が所定の流量以下になるまで加熱部による加熱を継続させてから加熱部による加熱を停止させてもよい。

加熱部に供給される水の温度が第２の温度以上の場合、制御部は、加熱部による加熱を開始させない。この場合、加熱部により加熱せずとも、止水栓から提供される水は快適に使用できると考えられる。つまり、加熱部よって加熱する必要はないと考えられる。したがって、不要な加熱を行わなくてよいため節電が図られる。

本発明の別の態様は、吐水システムである。この吐水システムは、水を吐水する水栓と、人体の有無を検知する検知部と、検知部の出力に応じて水栓に水を供給する温水器と、を備える。温水器は、水栓に供給されるべき水を加熱する加熱部と、吐水の水路を開閉する開閉部と、加熱部および開閉部を制御する制御部と、を備える。制御部は、検知部からの出力に応じて開閉部を閉状態とする場合、開閉部に対して閉動作を指示した後、所定の停止条件を満たすまで加熱部による加熱を継続させてから加熱部による加熱を停止させる。

この態様によると、開閉部が閉動作を開始してからしばらく後に加熱部による加熱を停止させることができる。開閉部が閉動作を開始してから閉状態となって流水が止まるまでにはある程度の時間がかかるため、閉動作を指示した後もしばらくは加熱部に水が流れ込む。閉動作を指示した後も加熱を継続することで、閉弁指示をした後に加熱部に流れ込んだ水も加熱できる。これにより、加熱されていない水が加熱部やその下流に残るのを抑止でき、心地よい温度で吐水できる。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、心地よい温度で吐水し、かつ、使用者に与えるストレスを低減しうる温水器およびそれを用いた吐水システムを提供できる。

図１（ａ）〜（ｃ）は、比較例に係る温水器を示す図である。 実施の形態に係る吐水システムを示す斜視図である。 図２の温水器を示す模式図である。 図３の制御部の機能および構成を示すブロック図である。 吐水システムの動作を示すフローチャートである。

以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

実施の形態に係る吐水システムは、洗面所やトイレなどにおいて好適に用いられ、特にオフィスや駅など頻繁に再吐水が繰り返される洗面所やトイレにおいて好適に用いられる。

実施の形態を説明する前に、基礎となった知見を説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、比較例に係る温水器を示す。図１（ａ）は吐水時を示し、図１（ｂ）は止水時を示し、図１（ｃ）は再吐水時を示す。温水器２００では、一般に、電磁弁２３２に閉弁指示が送られるのと実質的に同時に加熱部２４０に加熱の停止指示が送られる。電磁弁２３２が閉弁動作を開始してから電磁弁が完全に閉じた閉状態となるまでには所定の時間が掛かってしまうため、加熱を停止した加熱部２４０やその下流側に、図１（ｂ）のごとく温められていない水Ｗｃが流れ込んでしまう場合がある。この状態で次回の吐水が始まると、図１（ｃ）のごとく加熱部２４０で加熱されなかった冷たい水Ｗｃが温かい水Ｗｈに挟まれて水栓２１２から吐水される。このような温度変化の激しい水に触れると使用者は不快に感じる。したがって、心地よい温度で吐水するためには、電磁弁が閉状態となるのと実質的に同時に、すなわち電磁弁が閉弁指示を受けて閉弁動作を開始して電磁弁が完全の閉じた閉状態となって流水が止まるタイミングと同時に、加熱部の加熱を停止することが求められる。以上の知見から、本発明者は実施の形態に係る吐水システムを得るに至った。

図２は、実施の形態に係る吐水システム１００を示す斜視図である。吐水システム１００は、洗面所やトイレなどに設置され、手洗いなどに使用される。吐水システム１００は、温水器１０と、水栓１２と、洗面器１４と、人体検知センサ１６と、を備える。人体検知センサ１６は、水栓１２に取り付けられる。なお、人体検知センサ１６は、洗面器１４やその他の場所に取り付けられてもよい。人体検知センサ１６は、水栓１２の吐水口１２ａの下方の領域に差し出される使用者の手を非接触で検知する。人体検知センサ１６は、手を検知している間、ケーブル１８を経由して温水器１０に信号を送る。

温水器１０は、壁に取り付けられる。温水器１０は、人体検知センサ１６が手を検知している間、水栓１２にホース２０を介して水を供給する。温水器１０は特に、給水管（不図示）から壁に取り付けられた止水栓（不図示）を経由して供給される水を温めてから水栓１２に供給する。水栓１２は、温水器１０において温められた水を吐水口１２ａから吐水する。洗面器１４は、壁に取り付けられる。洗面器１４は、水栓１２から吐水された水を受けて排水管（不図示）へ排水する。

図３は、温水器１０を示す模式図である。温水器１０は、入水管３０と、電磁弁３２と、流量調整部３４と、給水温度センサ３６と、流量センサ３８と、加熱部４０と、出湯温度センサ４２と、雰囲気温度センサ４４と、出水管４６と、操作部４８と、制御部５０と、を備える。

止水栓から供給される水は、給水口３０ａと、入水管３０と、加熱部４０と、出水管４６と、吐水口４６ａと、を通って水栓１２に供給される。したがって、これらは温水器１０内の水路５２を構成する。

電磁弁３２は入水管３０に設けられる。制御部５０は人体検知センサ１６からの信号を受けて電磁弁３２に開弁指示を送る。電磁弁３２は、この開弁指示を受けると開弁する。制御部５０は人体検知センサ１６からの信号を受け取らなくなると電磁弁３２に閉弁指示を送る。電磁弁３２は、この閉弁指示を受けると閉弁する。電磁弁３２が閉弁動作を開始してから閉状態になるまでは、所定の時間（以下、この時間を「閉弁動作時間」と呼ぶ）を要する。閉弁動作時間は、電磁弁３２の性能、開状態における電磁弁３２の開度、止水弁から供給される水の圧力などによって決まる。

電磁弁３２が開くと水路５２を水が流れ、水栓１２に水が供給され、水栓１２の吐水口１２ａから吐水される。電磁弁３２が閉状態になると水路５２の水の流れが止まり、水栓１２に水が供給されなくなり、水栓１２の吐水口１２ａからの吐水が止まる。つまり電磁弁３２は水路５２を開閉する。

流量調整部３４は、入水管３０に設けられる。流量調整部３４は例えば減圧弁である。流量調整部３４は、水路５２を流れる水の流量を調整する。これにより、水栓１２の吐水口１２ａから吐水される水の流量が調整される。

給水温度センサ３６は、入水管３０に設けられる。給水温度センサ３６は、止水栓から供給されて入水管３０を流れる水の温度、すなわち加熱部４０によって温められる前の水の温度（以下、単に「給水温度」と呼ぶ）を測定する。給水温度センサ３６により測定された給水温度は、ケーブル５４を介して制御部５０に送られる。

流量センサ３８は、入水管３０に設けられる。流量センサ３８は、水路５２を流れる水の流量（以下、単に「流量」とも呼ぶ）を測定する。流量センサ３８により測定された流量は、ケーブル５６を介して制御部５０に送られる。

加熱部４０は、いわゆる瞬間式の加熱器である。加熱部４０は、その内部に電気式のヒータ４０ａを有する。ヒータ４０ａはガス式のヒータであってもよい。制御部５０は人体検知センサ１６からの信号を受けて加熱部４０に加熱指示を送る。加熱部４０は、この加熱指示を受けるとヒータ４０ａによる加熱を開始する。入水管３０から加熱部４０内に流れ込んだ水は、加熱部４０内を流れる間にヒータ４０ａにより加熱されて所定の温度（例えば３０度）に温められ、出水管４６に出ていく。また、制御部５０は人体検知センサ１６からの信号を受け取らなくなると加熱部４０に停止指示を送る。加熱部４０は、この停止指示を受けるとヒータ４０ａによる加熱を停止する。

出湯温度センサ４２は、出水管４６に設けられる。出湯温度センサ４２は特に、出水管４６の加熱部４０側の端部に設けられる。出湯温度センサ４２は、加熱部４０により加熱された水の温度（以下、単に「出湯温度」と呼ぶ）を測定する。出湯温度センサ４２により測定された出湯温度は、ケーブル５８を介して制御部５０に送られる。

雰囲気温度センサ４４は、温水器１０の周囲の雰囲気温度（以下、単に「雰囲気温度」と呼ぶ）を測定する。雰囲気温度センサ４４により測定された雰囲気温度は、ケーブル６０を介して制御部５０に送られる。

操作部４８は、温水器１０の前面側に設けられる（図２参照）。操作部４８は、タッチパネル式の表示部を有する。表示部には各種の操作画面が表示され、使用者はこの操作画面を介して情報を入力する。また、表示部には、各種の情報が表示される。

制御部５０は、電磁弁３２による水路５２の開閉と、加熱部４０による加熱と、を制御する。

図４は、制御部５０の機能および構成を示すブロック図である。これら各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

制御部５０は、表示制御部７０と、入力受付部７２と、開閉制御部７４と、加熱制御部７６と、記憶部７８と、を含む。

表示制御部７０は、操作部４８の表示部に、所定の画面を表示させる。入力受付部７２は、操作部４８の表示部に表示された画面を介して入力された情報を受け付ける。例えば、入力受付部７２は、操作部４８の表示部に表示された画面を介して、給水温度が高い場合は加熱を実施しない「第１節電モード」、または、雰囲気温度が高い場合は加熱を実施しない「第２節電モード」の選択を受け付ける。入力受付部７２は、これらを受け付けると記憶部７８に格納する。記憶部７８は、あらかじめ用意された各種の設定データや、入力受付部７２が受け付けたデータを記憶する。

開閉制御部７４は、電磁弁３２の開閉を制御する。開閉制御部７４は、人体検知センサ１６から信号を受け取ると電磁弁３２に開弁指示を送り、電磁弁３２に開弁動作を開始させる。また、開閉制御部７４は、人体検知センサ１６から信号を受け取らなくなると電磁弁３２に閉弁指示を送り、電磁弁３２に閉弁動作を開始させる。

加熱制御部７６は、加熱部４０による加熱を制御する。加熱制御部７６は、開閉制御部７４が電磁弁３２に開弁指示を送るのと実質的に同時に加熱部４０に加熱指示を送り、加熱部４０による加熱を開始させる。ただし、加熱制御部７６は、以下の（１）、（２）いずれかの場合は、加熱部４０に加熱指示を送らない。したがって、止水栓から供給された水は温水器１０で温められずに水栓１２から吐水される。

（１）第１節電モードが選択されている場合において、給水温度が「第１の給水温度」（例えば２８度）以上の場合
給水温度が高い場合、加熱部４０によって温めなくとも、止水栓から供給される水は快適に使用できると考えられる。つまり、加熱部４０によって加熱する必要がないと考えられる。したがって、不必要な加熱を行わなくてよいため、節電が図られる。

（２）第２節電モードが選択されている場合において、雰囲気温度が「第１の雰囲気温度」（例えば３５度）以上の場合
雰囲気温度が高い場合は、通常、給水温度も高い。この場合、加熱部４０によって温めなくとも、止水栓から供給される水は快適に使用できると考えられる。つまり、加熱部４０によって加熱する必要がないと考えられる。したがって、不必要な加熱を行わなくてよいため、節電が図られる。

また、加熱制御部７６は、開閉制御部７４が電磁弁３２に閉弁指示を送った後、使用者によってあらかじめ選択された第１〜３停止条件のいずれかの停止条件が満たされるまで加熱部４０による加熱を「継続」させてから加熱部４０に停止指示を送り、加熱部４０による加熱を停止させる。

（４）第１停止条件
加熱制御部７６は、開閉制御部７４が電磁弁３２に開弁指示を送った後、「第１の時間」が経過するまで加熱部４０による加熱を継続させてから加熱部４０に停止指示を送る。なお、閉弁動作時間と実施的に同一である時間を「第１の時間」に設定することにより、電磁弁３２が閉状態になるのと実質的に同時に加熱部４０による加熱を終了できる。なお、「第１の時間」は実験により定めればよい。

（５）第２停止条件
加熱制御部７６は、開閉制御部７４が電磁弁３２に閉弁指示を送った後、出湯温度が「第１の出湯温度」以上になるまで加熱部４０による加熱を継続させてから加熱部４０に停止指示を送る。ここで、閉弁動作が開始されて電磁弁３２が閉じ始めると水路５２を流れる水の流れが遅くなり、水が加熱部４０内を通過するのに要する時間は長くなる。したがって、加熱部４０内を通過する水は開状態のときよりもより長い時間加熱され、出湯温度は開状態のときよりも高くなる。例えば電磁弁３２を開状態から閉状態にしたときの出湯温度の変化を測定し、出湯温度の最高値を「第１の出湯温度」に設定すればよい。この場合、電磁弁３２が閉状態になるのと実質的に同時に加熱部４０による加熱を終了できる。

（６）第３停止条件
加熱制御部７６は、開閉制御部７４が電磁弁３２に閉弁指示を送った後、流量が「第１の流量」以下になるまで加熱部４０による加熱を継続させてから加熱部４０に停止指示を送る。ここで、閉弁動作が開始されて電磁弁３２が閉じ始めると流量は少なくなり、閉状態になると流量はゼロになる。例えば実質的にゼロと見なせる流量を「第１の流量」に設定すれば、電磁弁３２が閉状態になるのと実質的に同時に加熱部４０による加熱を終了できる。

以上のように構成された吐水システム１００の動作を説明する。
図５は、吐水システム１００の動作を示すフローチャートである。使用者が水栓１２の吐水口１２ａの下方の領域に手を差し出すと、人体検知センサ１６はこれを検知する（Ｓ１０）。開閉制御部７４は電磁弁３２に開弁指示を送り（Ｓ１２）、電磁弁３２は開弁する（Ｓ１４）。第１節電モードが選択されている場合において給水温度が「第１の給水温度」以上の場合（Ｓ１６のＹ）、または、第２節電モードが選択されている場合において雰囲気温度が「第１の雰囲気温度」以上の場合（Ｓ１８のＹ）、加熱制御部７６は加熱部４０による加熱を開始しない。この場合、加熱部４０で温められていない水が温水器１０から水栓１２に送られ、吐水される。一方、これらに該当しない場合（Ｓ１６のＮかつＳ１８のＮ）、加熱制御部７６は、加熱部４０に加熱指示を送る（Ｓ２０）。加熱部４０は、加熱部４０を通る水の加熱を開始する（Ｓ２２）。すると、加熱部４０で加熱されて温められた水が温水器１０から水栓１２に送られ、吐水される。

使用者が水栓１２の吐水口１２ａの下方の領域から手を引っ込めると、人体検知センサ１６が使用者の手を検知していない状態になる（Ｓ２４）。開閉制御部７４は、電磁弁３２に閉弁指示を送り（Ｓ２６）、電磁弁３２は閉弁する（Ｓ２８）。加熱部４０が水を加熱している場合（Ｓ３０のＹ）、加熱制御部７６は、第１〜３停止条件のうち、使用者によってあらかじめ選択された停止条件が満たされるまで加熱部４０による加熱を継続させてから（Ｓ３２）、加熱部４０に停止指示を送り（Ｓ３４）、加熱部４０は加熱を停止する（Ｓ３６）。一方、加熱部４０が水を加熱していなかった場合（Ｓ３０のＮ）、そのまま終了する。

実施の形態に係る吐水システム１００によると、制御部５０は、電磁弁３２に閉弁指示をした後、第１〜３停止条件のうち、使用者によってあらかじめ選択された停止条件が満たされるまで加熱部４０による加熱を継続させてから加熱部４０による加熱が停止する。この場合、電磁弁３２が閉弁動作を開始してからしばらく後に加熱部４０による加熱を停止させることができる。これにより、閉弁指示をした後に加熱部４０に流れ込んだ水も加熱できる。つまり、加熱されていない水が加熱部４０や出水管４６に残るのを抑止でき、心地よい温度で吐水できる。

また、実施の形態に係る吐水システム１００によると、制御部５０は、電磁弁３２に閉弁指示をした後、「第１の時間」が経過するまで、出湯温度が「第１の出湯温度」以上になるまで、または、流量が「第１の流量」以下になるまで、加熱部４０による加熱を継続させてから加熱部４０による加熱を停止する。この場合、電磁弁３２が閉状態になるのと実質的に同時に加熱部４０による加熱を終了できる。これにより、閉弁指示をした後に加熱部４０に流れ込んだ水をより確実に加熱できる。

また、実施の形態に係る吐水システム１００によると、給水温度が高い場合、または、雰囲気温度が高い場合、加熱部４０によって温めなくとも、止水栓から供給される水は快適に使用できると考えられる。つまり、加熱部４０よって加熱する必要はないと考えられる。したがって、不要な加熱を行わなくてよいため節電が図られる。

以上、実施の形態に係る吐水システムについて説明した。この実施の形態は例示であり、その各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

（変形例１）
実施の形態では、電磁弁３２および流量調整部３４が入水管３０に設けられる場合について説明したが、これに限られない。電磁弁３２および流量調整部３４のうちの少なくともひとつは、出水管４６に設けられてもよい。

（変形例２）
また、実施の形態では特に言及しなかったが、「第１の時間」、「第１の出湯温度」、「第１の流量」は、使用者が設定できるようにしてもよい。この場合、入力受付部７２は、「第１の時間」、「第１の出湯温度」、「第１の流量」を受け付ける。加熱制御部７６は、これ基づいて停止条件が満たされているかを判断する。吐水システム１００を設置する環境によって閉弁動作時間は変動しうるため、「第１の時間」、「第１の出湯温度」、「第１の流量」を調整することによって、電磁弁３２が閉状態になるのと実質的に同時に加熱部４０による加熱を終了させることが可能となる。

１０ 温水器、 １２ 水栓、 １４ 洗面器、 １６ 人体検知センサ、 ３２ 電磁弁、 ４０ 加熱部、 ５０ 制御部、 ７４ 開閉制御部、 ７６ 加熱制御部、 １００ 吐水システム。

Claims (6)

1. 吐水口から吐水されるべき水を加熱する加熱部と、
   吐水の水路を開閉する開閉部と、
   前記加熱部および前記開閉部を制御する制御部と、を備え、
   前記加熱部は、吐水口から吐水されるべき水を、当該加熱部を流れる間に加熱し、
   前記制御部は、前記開閉部に対して閉動作を指示した後、当該開閉部が閉状態になるのと実質的に同時に前記加熱部による加熱が終了するように前記加熱部による加熱を停止させることを特徴とする温水器。
2. 前記制御部は、前記開閉部に対して閉動作を指示した後、所定の時間が経過するまで前記加熱部による加熱を継続させてから前記加熱部による加熱を停止させることを特徴とする請求項１に記載の温水器。
3. 前記制御部は、前記開閉部に対して閉動作を指示した後、前記加熱部より加熱された水の温度が第１の温度以上になるまで前記加熱部による加熱を継続させてから前記加熱部による加熱を停止させることを特徴とする請求項１に記載の温水器。
4. 前記制御部は、前記開閉部に対して閉動作を指示した後、水路を流れる水の流量が所定の流量以下になるまで前記加熱部による加熱を継続させてから前記加熱部による加熱を停止させることを特徴とする請求項１に記載の温水器。
5. 前記加熱部に供給される水の温度が第２の温度以上の場合、前記制御部は、前記加熱部による加熱を開始させないことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の温水器。
6. 水を吐水する水栓と、
   人体の有無を検知する検知部と、
   前記検知部の出力に応じて前記水栓に水を供給する温水器と、を備え、
   前記温水器は、
   前記水栓に供給されるべき水を加熱する加熱部と、
   吐水の水路を開閉する開閉部と、
   前記加熱部および前記開閉部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記検知部からの出力に応じて前記開閉部を閉状態とする場合、前記開閉部に対して閉動作を指示した後、当該開閉部が閉状態になるのと実質的に同時に前記加熱部による加熱が終了するように前記加熱部による加熱を停止させることを特徴とする吐水システム。

Images