(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器に水を供給する供給ポンプによって発生する水の流れを検出する水流センサーと、該水流センサーに水を導く水通路とを備える水流検出装置において、
前記水流センサーの上流側の前記水通路には、互いに並設された複数本の通路で構成される複通路部と、一本の通路で構成される単通路部と、該複通路部と該単通路部とが連結する連結部とが設けられており、
前記連結部の形状は、前記複通路部の一方の通路から流入する水の流れが該複通路部の他方の通路から流入する水の流れと衝突することによって、あるいは前記単通路部から流入する水の流れが該連結部の内面に衝突することによって、水の流れの方向が変わる形状に形成されている
ことを特徴とする水流検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水流検出装置において、
前記水通路には、
前記単通路部を構成する一本の通路が、前記複通路部を構成する複数本の通路に分岐する第１連結部と、
前記複通路部を構成する複数本の通路が、前記単通路部を構成する一本の通路に合流する第２連結部とが設けられている
ことを特徴とする水流検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の水流検出装置において、
前記第１連結部からは、水平方向に対して異なる角度で複数本の通路が分岐しており、
前記第１連結部から分岐した前記複数本の通路の中で最も上向きに分岐した通路である上向き分岐通路は、該第１連結部から分岐する部分である基端側の通路面積よりも、前記第２連結部に合流する部分である終端側の通路面積が小さく形成されている
ことを特徴とする水流検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の水流検出装置において、
前記第１連結部から分岐した前記複数本の通路の中で前記上向き分岐通路を除いた少なくとも１つの通路の終端側には、前記第２連結部に向かって通路面積を狭めた絞り部が設けられている
ことを特徴とする水流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に水を供給する供給ポンプによって発生する水の流れを検出する水流センサーと、水流センサーに水を導く水通路とを備える水流検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯装置から湯が供給される風呂には、いわゆる追い焚き機能を有するものがあり、追い焚きは、浴槽内の水を循環ポンプで吸い出して、給湯装置の熱交換器で再度加熱することによって行う。こうした追い焚き運転を浴槽内に水がない状態で行うと、給湯装置に水が供給されないので、空焚きとなって破損の原因となる。そこで、浴槽内の水を給湯装置の熱交換器に供給する水通路には、水が流れていることを検出する水流センサーが設けられている。
【０００３】
水流センサーとしては、例えば、水通路内に設けられた開閉板と、開閉板の開閉動作に伴ってＯＮ／ＯＦＦ状態が切り換わるスイッチとを備えたものが知られている。水通路に水が流れていると、水の流れによって開閉板が開いてスイッチがＯＮ状態となるのに対して、水の流れが止まると、開閉板が閉じてスイッチがＯＦＦ状態となる。そこで、給湯装置では、追い焚き運転中に水流スイッチがＯＦＦ状態になると、空焚きを防止するために、追い焚き運転を直ちに停止するようになっている。また、水の流量が少なくてもスイッチがＯＮ状態となるようにして、低流量時の検出感度を向上させた水流センサーも提案されている（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８５９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、こうした水通路に設けられた水流センサーでは、瞬間的に水の流れを検出できなくなることがあるという問題があった。これは次のような理由による。先ず、水通路には、循環ポンプが発生させる負圧により、浴槽内から吸い出された水に気泡が発生することがある。また、追い焚き運転中に浴槽内で人が立ち上がったり、浴槽に人が入ったりすると、水と一緒に空気を吸い込んでしまう場合もある。そして、水通路を閉塞するような大きな気泡が発生して水流センサーに達すると、瞬間的に水のない状態となって開閉板が閉じてしまい、スイッチがＯＦＦ状態となる。その結果、浴槽内に水があるにも拘らず、瞬間的に追い焚き運転が停止されてしまう。
【０００６】
この発明は従来の技術における上述した課題に対応してなされたものであり、水通路を流れる水に通路を閉塞するような大きな気泡が発生しても、水流センサーで瞬間的に水の流れを検出できなくなることを回避可能な水流検出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明の水流検出装置は次の構成を採用した。すなわち、
熱交換器に水を供給する供給ポンプによって発生する水の流れを検出する水流センサーと、該水流センサーに水を導く水通路とを備える水流検出装置において、
前記水流センサーの上流側の前記水通路には、互いに並設された複数本の通路で構成される複通路部と、一本の通路で構成される単通路部と、該複通路部と該単通路部とが連結する連結部とが設けられており、
前記連結部の形状は、前記複通路部の一方の通路から流入する水の流れが該複通路部の他方の通路から流入する水の流れと衝突することによって、あるいは前記単通路部から流入する水の流れが該連結部の内面に衝突することによって、水の流れの方向が変わる形状に形成されている
ことを特徴とする。
【０００８】
前述したように、浴槽などから供給ポンプで水を吸い出していると、水通路を閉塞するような大きな気泡が発生してしまうことがあり、発生した気泡は水の流れと共に水通路内を移動するので、水通路が一本の通路で形成されている限りは、ほぼ同じ大きさを保ったまま移動する。これに対して、本発明の水流検出装置では、水流センサーの上流側の水通路に、複数本の通路が並設された部分（複通路部）と、一本の通路で構成された部分（単通路部）とが設けられている。そして、複通路部が単通路部の上流側に存在する場合には、複通路部と単通路部とが連結する部分（連結部）の形状は、複通路部の一方の通路から流入する水の流れと、複通路部の他方の通路から流入する水の流れとが衝突することによって流れの方向が変わるような形状に形成されている。あるいは、単通路部が複通路部の上流側に存在する場合には、単通路部と複通路部とが連結する部分（連結部）の形状は、単通路部から流入する水の流れが連結部の内面に衝突することによって流れの方向が変わるような形状に形成されている。そして、このような連結部に、通路を閉塞するような大きな気泡（空気）を含んだ水が流れ込んできた場合、空気は容易に流れの向きを変えることができるが、水は空気ほどには容易に流れの向きを変えることができない。このため、それまでは空気（気泡）と水とが同じ向きに流れていたにも拘らず、連結部では空気と水とが別の方向に流れようとして、それまでの気泡の形状が大きく変形する。その結果、連結部を通過する前に存在していた大きな気泡が、小さな気泡に分裂する。そして、このように小さな気泡に分裂した状態で水流センサーに流入すれば、完全に空気だけとなるような瞬間が発生し難くなるので、気泡によって瞬間的に水の流れを検出できなくなる事態を回避することが可能となる。
【０００９】
更に、複通路部が単通路部の上流側に存在する場合、複通路部と単通路部との連結部では、複通路部の一方の通路から流入する水と、他方の通路から流入する水とが衝突するので、その衝撃で気泡を更に細かくすることができる。一方、単通路部が複通路部の上流側に存在する場合、単通路部と複通路部との連結部では、一本の通路から複数本の通路に気泡が分割されるので、通路の本数が増える分だけ気泡を細かくすることができる。
【００１０】
また、上述した本発明の水流検出装置の水通路には、第１連結部と第２連結部とを設けてもよい。ここで、第１連結部とは、単通路部を構成する一本の通路が、複通路部を構成する複数本の通路に分岐する連結部である。また、第２連結部とは、複数通路を構成する複数本の通路が、単通路部を構成する一本の通路に合流する連結部である。
【００１１】
こうすれば、第１連結部および第２連結部の２箇所を通過する際に気泡が細かくなるので、水流センサーに流入した気泡によって瞬間的に水の流れを検出できなくなる事態をより確実に回避することができる。
【００１２】
また、水通路に第１連結部および第２連結部を有する上述した水流検出装置では、次のようにしてもよい。先ず、第１連結部からは、水平方向に対して異なる角度で複数本の通路を分岐させる。そして、その複数本の通路の中で最も上向きに分岐した通路（上向き分岐通路）は、第１連結部から分岐する部分（基端側）の通路面積よりも、第２連結部に合流する部分（終端側）の通路面積を小さく形成する。
【００１３】
水中の気泡（空気）には浮力がかかることから、第１連結部では、他の通路よりも優先して上向き分岐通路に気泡が流れ込む。このような上向き分岐通路の終端側の通路面積を小さくすることで、上向き分岐通路から第２連結部に流れ出る気泡を小さくすることができる。そして、上向き分岐通路の終端側の通路面積を基端側の通路面積よりも小さくしておけば、第１連結部で上向き分岐通路に流れ込む気泡に比べて、第２連結部で上向き分岐通路から流れ出る気泡を平均的に小さくすることができる。
【００１４】
また、上向き分岐通路の終端側の通路面積を小さくした上述の水流検出装置では、複数本の通路の中で上向き分岐通路を除いた少なくとも１つの通路の終端側に、第２連結部に向かって通路面積を狭めた絞り部を設けてもよい。
【００１５】
こうすれば、絞り部で水の流速が増すことによって第２連結部に負圧が発生するので、その負圧で上向き分岐通路から気泡を引き込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施例の水流検出装置５０を備えた風呂給湯システム１の構成を示す説明図である。
【図２】風呂戻り通路４０に単通路部４１と複通路部４２とを設けることで、水流センサー４８のスイッチの瞬間的なＯＦＦ状態を回避できる理由を示した説明図である。
【図３】複通路部４２を構成する第１通路４２ａおよび第２通路４２ｂが、単通路部４１に合流する箇所を拡大した断面図である。
【図４】変形例の風呂戻り通路４０の水流センサー４８よりも上流側を示した断面図である。
【図５】変形例の第２通路４２ｂに絞り部４２ｓを設けた例を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本実施例の水流検出装置５０を備えた風呂給湯システム１の構成を示す説明図である。風呂給湯システム１は、湯を貯める浴槽１０や、浴槽１０に湯を供給する燃焼装置２０などを備えている。
【００１８】
燃焼装置２０は、図示しないバーナーや熱交換器などを内蔵している。また、燃焼装置２０には、ガス供給管２２によって燃料ガスが供給され、燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスをバーナーで燃焼させる。そして、燃焼装置２０に接続された通水管２４に水を供給すると、バーナーの上方に設けられた熱交換器内を通る水がバーナーの燃焼排気によって加熱され、湯となる。こうして生成された湯は、風呂往き通路３０を通って浴槽１０に供給されて、浴槽１０に湯を貯める「湯張り運転」が行われる。
【００１９】
また、本実施例の風呂給湯システム１は、浴槽１０内の冷めた湯（水）をもう一度加熱する「追い焚き」の機能を備えている。「追い焚き運転」では、浴槽１０内の水が風呂戻り通路４０を通って燃焼装置２０に戻され、燃焼装置２０内の熱交換器で再度加熱されて湯となった後、風呂往き通路３０を通って浴槽１０に供給される。風呂戻り通路４０には、浴槽１０内の水を吸い出して燃焼装置２０へと送るための循環ポンプ５４（供給ポンプ）が設けられている。
【００２０】
また、風呂戻り通路４０には、水の流れを検出する水流センサー４８が循環ポンプ５４よりも下流側に設けられている。本実施例の風呂給湯システム１では、追い焚き運転中に水流センサー４８で水の流れが検出されない場合には、浴槽１０内に水がないものと判断して追い焚き運転を停止することにより、空焚きを防止している。尚、水流センサー４８および水流センサー４８よりも上流側の風呂戻り通路４０（水通路）によって本実施例の水流検出装置５０が構成されている。
【００２１】
水流センサー４８は、風呂戻り通路４０内に開閉可能に設けられた図示しない開閉板や、開閉板の開閉動作に伴ってＯＮ／ＯＦＦ状態が切り換わる図示しないスイッチなどで構成されている。風呂戻り通路４０内に水が流れていると、その流れによって開閉板が開いてスイッチがＯＮ状態となる。一方、風呂戻り通路４０内の水の流れが止まるか弱くなると、開閉板が閉じてスイッチがＯＦＦ状態となる。
【００２２】
このような水流センサー４８が設けられた風呂戻り通路４０では、循環ポンプ５４が発生させる負圧によって、浴槽１０から吸い出された水の溶存空気が気泡化することがある。また、人が浴槽１０内で立ち上がったり、浴槽１０に入ったりした際に風呂戻り通路４０に水と一緒に空気が吸い込まれることで気泡が発生することがある。そして、風呂戻り通路４０を閉塞する（通路の直径に亘る）ような大きさの気泡が発生し、そのまま気泡が水流センサー４８に流れ込んでしまうと、瞬間的に水のない状態となって、水流センサー４８内の開閉板が閉じてしまいスイッチが瞬間的にＯＦＦ状態となる。その結果、浴槽１０内に水があるのに追い焚き運転を停止してしまうことがある。そこで、本実施例の水流検出装置５０では、図１に示すように、浴槽１０から水流センサー４８までの風呂戻り通路４０に、複数本（図示した例では２本）の通路で構成された部分（複通路部４２）が設けられている。こうすることで、水流センサー４８のスイッチが瞬間的にＯＦＦ状態となることを回避することができる。
【００２３】
図２は、風呂戻り通路４０に通路が１本の部分（単通路部４１）と複通路部４２とを設けることで、水流センサー４８のスイッチの瞬間的なＯＦＦ状態を回避できる理由を示した説明図である。図２には、単通路部４１が、複通路部４２を構成する２本の通路（第１通路４２ａおよび第２通路４２ｂ）に分岐する箇所を拡大した断面図が示されている。尚、図２では、風呂戻り通路４０を上方から見た状態を表している。図示されるように、単通路部４１と、複通路部４２（第１通路４２ａおよび第２通路４２ｂ）とは、分岐部４４によって連結されている。この分岐部４４の形状は、単通路部４１から流入する水の流れが分岐部４４の内面に突き当たって第１通路４２ａおよび第２通路４２ｂへと流れの向きを変える形状に形成されている。尚、本実施例の分岐部４４は、本発明の「第１連結部」に相当している。
【００２４】
図２（ａ）に示した例では、単通路部４１を流れる水に、通路を閉塞する大きさの気泡が発生している。こうした気泡は、水の流れと共に通路内を移動するので、単通路部４１では、ほぼ元の大きさを保ったまま移動する。そして、気泡（空気）を含んだ水が分岐部４４に流れ込むと、図２（ｂ）に示すように、空気（気泡）は容易に流れの向きを変えて、第１通路４２ａと第２通路４２ｂとに分かれて流れようとする。しかし、水は空気ほどには容易に流れの向きを変えることができず、直進して分岐部４４の内面に衝突した後に流れの向きを変える。
【００２５】
このように、分岐部４４に達するまでは空気（気泡）と水とが同じ向きに流れていたにも拘らず、分岐部４４では流れの向きが一致しなくなって、気泡の形状が大きく変形する。その結果、単通路部４１で通路を閉塞していた大きな気泡が分岐部４４を通過すると、図２（ｃ）に示すように、小さな気泡に分裂する。さらに、分岐部４４では、通過した気泡が複数本の通路（第１通路４２ａおよび第２通路４２ｂ）に分けられるので、通路の本数が増える分だけ気泡を細かくすることができる。
【００２６】
また、図３には、複通路部４２を構成する第１通路４２ａおよび第２通路４２ｂが、単通路部４１に合流する箇所を拡大した断面図が示されている。図示されるように、第１通路４２ａおよび第２通路４２ｂと、単通路部４１とは、合流部４６によって連結されている。この合流部４６の形状は、第１通路４２ａから流入する水の流れと、第２通路４２ｂから流入する水の流れとが互いに衝突することで流れの向きを変えて一の流れに合流する形状に形成されている。尚、本実施例の合流部４６は、本発明の「第２連結部」に相当している。
【００２７】
図３（ａ）に示した例では、第１通路４２ａ内および第２通路４２ｂ内を流れる水に気泡が含まれている。第１通路４２ａ内および第２通路４２ｂ内の気泡は、水と同じ向きに流れていくので、ほぼ大きさを保ったまま下流へ移動する。そして、例えば、図３（ｂ）に示すように、第１通路４２ａから気泡（空気）を含んだ水が合流部４６に流れ込むと、空気は容易に流れの向きを変えることができるのに対して、水は空気ほどには容易に流れを変えることができず、直進して第２通路４２ｂから流入する水の流れに衝突することで流れの向きを変える。
【００２８】
このように、合流部４６に達するまでは空気（気泡）と水とで一致していた流れの向きが、合流部４６では一致しなくなって、気泡の形状が大きく変形する。その結果、図３（ｃ）に示すように、気泡が合流部４６を通過すると、小さな気泡に分裂する。さらに、合流部４６では、第１通路４２ａ側から流入する水と、第２通路４２ｂ側から流入する水とが衝突するので、その衝撃で気泡を細かくすることができる。
【００２９】
以上のように、本実施例の水流検出装置５０では、風呂戻り通路４０を流れる水に通路を閉塞するような大きな気泡が発生しても、小さな気泡に分裂させた状態で水流センサー４８に流入させることができる。このため、水流センサー４８のスイッチが瞬間的にＯＦＦ状態となることがなく、浴槽１０内に水があるのに追い焚き運転を停止してしまうことを防止することが可能となる。
【００３０】
尚、上記の実施例では、循環ポンプ５４を、水流検出装置５０の複通路部４２の上流側に配置したが、これに限られるものではなく、水流センサー４８の下流側に配置しても良い。また、上述した本実施例の水流検出装置５０には、次のような変形例も存在する、以下では、実施例とは異なる点を中心に変形例を説明する。変形例の説明に際しては、上述の実施例と同じ構成については同じ符号を付すこととして説明を省略する。
【００３１】
図４は、変形例の風呂戻り通路４０の水流センサー４８よりも上流側を示した断面図である。尚、図４では、風呂戻り通路４０を側方から見た状態を表している。図示されるように変形例の風呂戻り通路４０は、分岐部４４によって、上方向に水が流れる第１通路４２ａと、横方向に水が流れる第２通路４２ｂとに分岐する。また、気泡が分岐部４４を通過する際に、浮力によって気泡は、第２通路４２ｂよりも優先して第１通路４２ａに流れる。尚、変形例の第１通路４２ａは、本発明の「上向き分岐通路」に相当する。また、合流部４６では、第１通路４２ａは横方向から合流部４６に接続され、第２通路４２ｂは下方から合流部４６に接続される。
【００３２】
このような変形例の水流検出装置５０では、第１通路４２ａの出口側（合流部４６側）の通路面積を小さくすることで、第１通路４２ａから流れ出る気泡を小さくすることができる。そして、第１通路４２ａの出口側の通路面積を、少なくとも入口側（分岐部４４側）の通路面積よりも小さくしておけば、分岐部４４で第１通路４２ａに流れ込む気泡に比べて、合流部４６で第１通路４２ａから流れ出る気泡を平均的に小さくすることができる。
【００３３】
また、上述した変形例の第２通路４２ｂの終端には、図５に示すように、合流部４６に向かって通路面積が狭くなる絞り部４２ｓを設けることとしてもよい。このようにすれば、絞り部４２ｓで水の流速が増すことによって合流部４６に負圧が発生するので、その負圧で第１通路４２ａから気泡を引き込むことができる。
【００３４】
以上、本実施例および変形例の水流検出装置５０について説明したが、本発明は上記の実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【００３５】
例えば、前述した実施例の風呂戻り通路４０は、分岐部４４によって１本の通路（単通路部４１）から２本の通路（複通路部４２）に分岐した後、合流部４６によって２本の通路（複通路部４２）から１本の通路（単通路部４１）に合流する構成となっていた。しかし、前述したように水と共に流れる気泡を分裂させる効果は、分岐部４４を通過する際および合流部４６を通過する際のそれぞれにおいて得ることができるので、必ずしも風呂戻り通路４０に分岐部４４および合流部４６の両方を備えている必要はなく、少なくとも一方を備えていれば良い。すなわち、分岐部４４によって１本の通路（単通路部４１）から分岐させた２本の通路（複通路部４２）を、合流部４６によって合流させることなく、水流センサー４８に接続することとしても良い（図２参照）。また、浴槽１０に２本の通路（複通路部４２）を直に接続することとして、合流部４６によって２本の通路（複通路部４２）から１本の通路（単通路部４１）に合流させた後に水流センサー４８に接続しても良い（図３参照）。
【００３６】
また、前述した実施例では、風呂戻り通路４０に２本の通路で構成される部分（複通路部４２）を設けるものとして説明したが、この複通路部４２は、複数本の通路で構成されていれば良く、２本に限られるものではない。
【００３７】
また、前述した実施例では、追い焚き機能を備えた風呂給湯システム１に水流検出装置５０を適用した例を説明したが、水流検出装置５０の適用対象はこれに限られるわけではない。例えば、熱交換器に供給ポンプで水を供給して湯を生成する給湯回路や、熱交換器で生成した湯を循環ポンプで循環させて暖房を行う暖房回路などにも、前述した実施例の水流検出装置５０を好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１…風呂給湯システム、    １０…浴槽、    ２０…燃焼装置、
２２…ガス供給管、    ２４…通水管、    ３０…風呂往き通路、
４０…風呂戻り通路、    ４１…単通路部、    ４２…複通路部、
４２ａ…第１通路、    ４２ｂ…第２通路、    ４２ｓ…絞り部、
４４…分岐部、    ４６…合流部、    ４８…水流センサー、
５０…水流検出装置、    ５４…循環ポンプ
【図１】
0005634476.tif 000002
【図２】
0005634476.tif 000003
【図３】
0005634476.tif 000004
【図４】
0005634476.tif 000005
【図５】
0005634476.tif 000006