(57)【要約】      （修正有）【課題】通水路に連通する圧力入口から圧力センサに繋がる空洞状の圧力伝達通路を備えた水圧検知器に於いて、圧力伝達通路から通水路に繋がる経路の水が凍結しても、水圧検知器が破損しないようにする。【解決手段】圧力伝達通路ａは、圧力入口から奥側に続く圧力導入域ａ３と、圧力導入域より低位に形成された圧力吸収域ａ４を備えており、圧力吸収域ａ４には、氷点下での温度低下に伴って体積収縮し、且つ、水より比重が大きい流体を充填したので、圧力伝達通路ａの圧力導入域から通水路に繋がる経路の水が凍結で体積膨張しても、圧力吸収域の奥に位置する圧力センサには大きな圧力が作用せず、水圧検知器の破損防止が図れる。【選択図】図２
2010101584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通水路に連通する圧力入口から圧力センサに繋がる空洞状の圧力伝達通路(a)を備えた水圧検知器に於いて、
圧力伝達通路(a)は、圧力入口から奥側に続く圧力導入域と、
圧力導入域より低位に形成された圧力吸収域を備えており、
圧力吸収域には、氷点下での温度低下に伴って体積収縮し、且つ、水より比重が大きい流体が充填されている、水圧検知器。
【請求項２】
圧力導入域の一部から上方に空気室が分岐している、請求項１に記載の水圧検知器。
【請求項３】
空気室は、圧力導入域と圧力吸収域の境界部から上方に分岐している、請求項２に記載の水圧検知器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水圧検知器に関するものであり、例えば、風呂装置の湯張り配管に接続して浴槽水位を検知する場合に使用できる。
【背景技術】
【０００２】
浴槽水位を検知するための水圧検知器を備えた風呂装置として、図１に示す概略構成のものがある。
浴槽(10)と追焚装置(13)は追焚循環配管(14)で接続されていると共に、追焚循環配管(14)には、湯張り用の温水を加熱生成する湯張り装置(15)から引き出された湯張り配管(16)（銅管等の熱伝導性の良好な材料で形成されている）が接続されている。又、追焚循環配管(14)には、循環ポンプ(19)が接続されている。
【０００３】
湯張り配管(16)には、浴槽(10)に貯留された入浴水の水位に応じて検知水圧が変化する水圧検知器(17)が接続されており、該水圧検知器(17)の検知水圧から判断される浴槽(10)内水位が湯張り水位に達するのを監視しながら湯張りが行えるようになっている。
【０００４】
図４は、上記湯張り配管(16)に対する水圧検知器(17)の接続部の拡大断面図である。
湯張り配管(16)に開設されたソケット取付孔(18)には、金属ソケット(25)が差込状態でロウ付けされていると共に、金属ソケット(25)には水圧検知器(17)が接続されている。
水圧検知器(17)は、センサユニット(22)を収納したケーシング(23)と、湯張り配管(16)側の金属ソケット(25)に差し込まれる接続筒(24)を具備していると共に、前記金属ソケット(25)に接続筒(24)を差し込んだ状態では、接続筒(24)と金属ソケット(25)に形成された貫通孔(240)(250)が互いに連通するようになっている。又、接続筒(24)の貫通孔(240)には、センサユニット(22)から突出する差込軸(27)が気密状態に挿入されていると共に、センサユニット(22)に内蔵された圧力センサ(28)（圧電素子等で構成されている。）の配設部は、水圧検知器(17)と金属ソケット(25)に形成された貫通孔(270)(240)(250)を経由して湯張り配管(16)内に連通している。
【０００５】
このものでは、金属ソケット(25)と水圧検知器(17)に形成された各貫通孔(250)(240)(270)に空気が充満した状態（以下、「正常状態」という。）で使用される。
湯張り配管(16)に水が充満している状態では、湯張り配管(16)に開設されたソケット取付孔(18)の近傍の水圧が、空気の充満した金属ソケット(25)と水圧検知器(17)に形成された貫通孔(250)(240)(270)から圧力センサ(28)に繋がる経路で伝達され、この水圧に相当する電気信号が圧力センサ(28)から取り出される。これにより、水圧検知器(17)で湯張り配管(16)内の水圧検知が可能となり、その結果、図１かから明らかなように、湯張り配管(16)に連通した浴槽(10)内の水位検知が行える。尚、以下に於いては、水圧検知器(17)に備えられた接続筒(24)及び差込軸(27)の貫通孔(240)(270)から圧力センサ(28)に繋がる経路を「圧力伝達通路(a)」という。
【特許文献１】特開２００２−８１７４５号公報
【特許文献２】特開２００８−２０２７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記風呂装置に組み込まれた水圧検知器(17)では、何らかの原因で金属ソケット(25)の貫通孔(250)と圧力伝達通路(a)の空気が水に置換されることがある。例えば、浴槽(10)の入浴水を循環追焚する時に、循環ポンプ(19)からのポンプ圧が追焚循環配管(14)と湯張り配管(16)の接続部を介して水圧検知器(17)の取付部に伝達され、該ポンプ圧によって、湯張り配管(16)内の水が金属ソケット(25)の貫通孔(250)と水圧検知器(17)の圧力伝達通路(a)に押し込まれ、これにより、前記貫通孔(250)と圧力伝達通路(a)の空気が水に置換されることがある。
【０００７】
この状態で、例えば、冬季の長期旅行時等に湯張り配管(16)内の凍結防止を図るべく該湯張り配管(16)の水抜きをした場合には、前記貫通孔(250)と圧力伝達通路(a)が水抜きされず、水で充満した状態に放置されることがある。特に、図４のように、湯張り配管(16)に対して水圧検知器(17)が水平に接続されたり、水平に設けられた湯張り配管(16)の底壁に水圧検知器(17)が上向きに接続されたりする場合は、金属ソケット(25)の貫通孔(250)と水圧検知器(17)の圧力伝達通路(a)が水抜きされにくい。
前記貫通孔(250)と圧力伝達通路(a)が水抜きされない状態で、熱伝導性の良好な湯張り配管(16)や金属ソケット(25)が氷点下の外気に晒されると、湯張り配管(16)から伝わる冷熱によって金属ソケット(25)の貫通孔(250)ら水が凍結し始め、その後、これに接続された圧力伝達通路(a)の奥に向けて順次凍結して行く。
前記凍結によって金属ソケット(25)の貫通孔(250)が氷で閉塞されると、その奥の圧力伝達通路(a)に水が閉じ込められた状態になり、水の凍結に伴う体積膨張で上昇する水圧が圧力伝達通路(a)内から逃げ場を失ってしまう。これにより、大きな水圧が圧力伝達通路(a)から圧力センサ(28)の配設部に伝達され、該圧力センサ(28)が破損する心配があるという問題があった。
本発明は、係る点に鑑みて成されたもので、
『通水路に連通する圧力入口から圧力センサに繋がる空洞状の圧力伝達通路(a)を備えた水圧検知器』に於いて、
圧力伝達通路(a)から通水路に繋がる経路の水が凍結しても、水圧検知器が破損しないようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の解決手段は、
『圧力伝達通路(a)は、圧力入口から奥側に続く圧力導入域と、
圧力導入域より低位に形成された圧力吸収域を備えており、
圧力吸収域には、氷点下での温度低下に伴って体積収縮し、且つ、水より比重が大きい流体が充填されている』ことである。
【０００９】
本発明の水圧検知器は、通水路へ圧力入口が連通するように接続して使用する。
何らかの原因で通水路の水が圧力伝達通路(a)の圧力入口から圧力導入域に流入し、これが、圧力導入域からこれより低位に形成された圧力吸収域の入口まで充満した状態になると、該水は、圧力吸収域に充填された流体（水より比重が大きい）と上下に層を成して分離する。具体的には、上層の水と下層の流体に層を成して分離し、これにより、これら水と流体は混じり合わない状態になる。
【００１０】
この状態で、圧力伝達通路(a)の圧力導入域から通水路に繋がる経路の水が凍結すると、該凍結部の奥の圧力導入域に水が閉じ込められる。又、前記水は凍結によって体積膨張し始める。ところが、前記凍結時の温度低下によって圧力吸収域の流体（氷点下での温度低下に伴って体積収縮する。）が体積収縮するから、水の凍結に伴う体積膨張が、前記流体の体積収縮で吸収される。
従って、圧力伝達通路(a)の圧力導入域から通水路に繋がる経路の水が凍結で体積膨張しても、圧力吸収域の奥に位置する圧力センサには大きな圧力が作用しない。
【００１１】
［請求項２に係る発明］
請求項１に係る発明に於いて、
『圧力導入域の一部から上方に空気室が分岐している』ものでは、圧力導入域の水が凍結して体積膨張すると、凍結時の温度低下によって空気室の空気が体積収縮するから、水の凍結に伴う前記体積膨張が、圧力吸収域の流体の体積収縮で吸収されるだけでなく、更に、空気室の空気の体積収縮でも吸収される。又、体積膨張する凍結時の水で空気室の空気が圧縮されてエアークッション機能を発揮する。
【００１２】
［請求項３に係る発明］
請求項２に係る発明に於いて、
『空気室は、圧力導入域と圧力吸収域の境界部から上方に分岐している』構成にすることができる。
【００１３】
このものでは、空気室が圧力吸収域に連通しているから、空気室が圧力導入域から分岐している場合と相違し、圧力吸収域の圧力上昇を効果的に低減させることができ、該圧力吸収域に繋がる圧力センサが一層損傷し難くなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は次の特有の効果を有する。
圧力伝達通路(a)の圧力導入域から通水路に繋がる経路の水が凍結で体積膨張しても、圧力吸収域の奥に位置する圧力センサには大きな圧力が作用しないから、該圧力センサが損傷せず、水圧検知器の破損防止が図れる。
【００１５】
請求項２に係る発明では、圧力導入域の水が凍結した際の体積膨張が、圧力吸収域の流体の体積収縮で吸収されるだけでなく、更に、空気室の空気の体積収縮でも吸収される。又、体積膨張する凍結時の水で前記空気室の空気が圧縮されてエアークッション機能を発揮する。従って、圧力センサが一層損傷し難い。
【００１６】
請求項３に係る発明では、既述したように、圧力吸収域の圧力上昇を効果的に低減させることができるから、該圧力吸収域に繋がる圧力センサが一層損傷し難くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、上記した本発明の実施の形態を説明する。
本実施の形態に係る水圧検知器は、既述従来のものと同様に、例えば、図１に示す風呂装置の湯張り配管(16)に取り付けて使用される。
図２は、本実施の形態に係る水圧検知器(17)を図１の湯張り配管(16)に接続した部分の拡大断面図である。
【００１８】
湯張り配管(16)に開設されたソケット取付孔(18)には、既述従来のものと同様に、金属ソケット(25)の差込筒(26)が差込状態でロウ付けされている。
水圧検知器(17)は、センサユニット(22)を収納した合成樹脂製のケーシング(23)と、湯張り配管(16)側の金属ソケット(25)に接続する為の合成樹脂製の継手部(30)を具備している。継手部(30)は、ベース部(33)から突出する大径筒部(32)とその先端の小径筒部(31)を具備しており、大径筒部(32)は金属ソケット(25)の受け筒(25a)にＯリング(35)を介して気密状態に挿入されている。又、先端の小径筒部(31)は金属ソケット(25)の差込筒(26)を貫通して湯張り配管(16)内に突出していると共に、該突出した小径筒部(31)の先端部は、後述する圧力伝達通路(a)の圧力入口(31a)になっている。
【００１９】
継手部(30)には、小径筒部(31)と大径筒部(32)の中心線方向に貫通する圧力導入域(a3)と、該圧力導入域(a3)の内端部に垂直に接続された縦通路(b)から成るＴ字型の空洞が形成されている。縦通路(b)は、圧力導入域(a3)の接続点より下方が圧力吸収域(a4)になっていると共に、圧力導入域(a3)の接続点より上方が空気室(a5)になっている。これにより、圧力吸収域(a4)は圧力導入域(a3)より低位に形成されていると共に、空気室(a5)は、圧力導入域(a3)と圧力吸収域(a4)の境界部から上方に分岐した構成になっている。
【００２０】
圧力吸収域(a4)には、センサユニット(22)から突出する差込軸(27)がＯリング(34)を介して気密状態に挿入されていると共に、差込軸(27)の上方の圧力吸収域(a4) には、水より比重が大きな流体たるオイル(N)(本実施の形態では、比重が約１．９の熱安定性及び耐酸化性に優れた粘度の高いフッ素オイルが使用されている。)が充填されている。このオイル(N)は、温度低下（４℃から０℃までの温度低下）に伴って体積膨張する場合がある水と相違し、氷点下での温度低下に伴って体積収縮する。
【００２１】
センサユニット(22)は電子基板(40)に固定されていると共に、該センサユニット(22)には、差込軸(27)の先端から圧力センサ(41)の配設部に繋がる貫通孔(270)が形成されている。
センサユニット(22)の差込軸(27)の中心部に形成された貫通孔(270)と、その上方に続く圧力吸収域(a4)及び圧力導入域(a3)が圧力伝達通路(a)になっている。
【００２２】
図３は、センサユニット(22)の内部構造を説明する断面図である。
差込軸(27)の中心部を貫通する貫通孔(270)の奥端には、圧電素子(41b)（本実施の形態ではシリコン）がガラス台座(41a)に接合されてチップ化された圧力センサ(41)が固定されており、該圧力センサ(41)の出力がリード(42)(42)を介して電子基板(40)側に取り出されるようになっている。
【００２３】
このものでは、水圧検知器(17)に形成された圧力伝達通路(a)の圧力導入域(a3)と空気室(a5)、及び、センサユニット(22)の差込軸(27)に形成された貫通孔(270)に空気が充満した状態（以下、「正常状態」という。）で使用される。
【００２４】
既述従来のものと同様に、湯張り配管(16)に水が充満している状態では、湯張り配管(16)に於けるソケット取付孔(18)近傍の水圧が、空気の充満した圧力伝達通路(a)の圧力導入域(a3)→圧力吸収域(a4)のオイル(N)→差込軸(27)の貫通孔(270)→圧力センサ(41)と繋がる経路で伝達され、前記水圧に相当する電気信号が圧力センサ(41)から取り出される。これにより、水圧検知器(17)で湯張り配管(16)内の水圧検知が可能となり、その結果、図１から明らかなように、湯張り配管(16)に連通した浴槽(10)内の水位検知が行える。
【００２５】
次に、何らかの原因で湯張り配管(16)の水が圧力入口(31a)から圧力導入域(a3)に流入し、これが圧力導入域(a3)から圧力吸収域(a4)の上方部まで充満した状態(空気室(a5)は空気で充満している)になると、該水は、圧力吸収域(a4)に充填された、水より比重の大きなオイル(N)と上下に層を成して分離する。具体的には、圧力吸収域(a4)に充填された下層のオイル(N)と、その上層の水とに層を成して分離し、これにより、これら水とオイル(N)は混じり合うことがない。
【００２６】
この状態で、例えば、冬季の長期旅行時等に湯張り配管(16)内の凍結防止を図るべく該湯張り配管(16)の水抜きをした場合には、圧力伝達通路(a)の圧力導入域(a3)が水抜きされず、水で充満した状態に放置されることがある。
【００２７】
前記圧力導入域(a3)が水抜きされない状態で、圧力導入域(a3)から湯張り配管(16)に繋がる経路（圧力入口(31a)の近傍）の水が凍結すると、該凍結部の奥の圧力導入域(a3)に水が閉じ込められる。又、圧力導入域(a3)に閉じ込められた水が凍結して体積膨張し始め、圧力導入域(a3)に収容し切れなくなった水が縦通路(b)側に侵入する。ところが、前記凍結時の温度低下によって圧力吸収域(a4)のオイル(N)や空気室(a5)の空気が体積収縮するから、水の凍結に伴う前記体積膨張が、圧力吸収域(a4)のオイル(N)や空気室(a5)の空気の体積収縮で吸収される。又、体積膨張する凍結時の水で前記空気室(a5)の空気が圧縮されてエアークッション機能を発揮する。
【００２８】
従って、圧力伝達通路(a)の圧力入口(31a)の近傍の水が凍結により体積膨張しても、圧力吸収域(a4)の奥に位置する圧力センサ(41)には大きな圧力が作用せず、該圧力センサ(41)の破損防止が図れる。
【００２９】
尚、本実施の形態では、水圧検知器(17)の継手部(30)は合成樹脂で形成されている。従って、銅材料等で形成された湯張り配管(16)や金属ソケット(25)と圧力伝達通路(a)の圧力導入域(a3)とが前記合成樹脂で断熱され、これにより、圧力導入域(a3)に水が滞留しても、これが凍結しにくい利点がある。
又、本実施の形態では、圧力入口(31a)の奥に続く圧力導入域(a3)は、圧力吸収域(a4)に比べて細いから、圧力吸収域(a4)に充填されたオイル(N)が圧力導入域(a3)から圧力入口(31a)側に抜け難い。
【００３０】
［その他］
１．上記実施の形態では、水圧検知器(17)を風呂装置の湯張り配管(16)に取り付けた場合を例示的に説明したが、本発明の水圧検知器(17)は、湯張り配管(16)以外のあらゆる通水配管や水槽等に取り付けて使用することができる。
２．上記実施の形態では、圧力吸収域(a4)に充填する流体として、フッ素オイルを使用したが、シリコンオイルを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の対象たる水圧検知器(17)の適用例を説明する風呂装置の概略構成図
【図２】本発明の実施の形態に係る水圧検知器(17)を湯張り配管(16)に取り付けた部分の断面図
【図３】センサユニット(22)の配設部の断面図
【図４】従来の水圧検知器(17)を湯張り配管(16)に取り付けた部分の断面図
【符号の説明】
【００３２】
(17)・・・水圧検知器
(31a)・・・圧力入口
(a)・・・圧力伝達通路
(a3)・・・圧力導入域
(a4)・・・圧力吸収域
(a5)・・・空気室
【図１】
2010101584.tif 000003
【図２】
2010101584.tif 000004
【図３】
2010101584.tif 000005
【図４】
2010101584.tif 000006