(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水の流路にカルマン渦発生用の棒状の渦発生手段を設け、該渦発生手段の下流側にカルマン渦による水の振動を検知する振動検知素子を設置して成るカルマン渦式流量計の設置構造であって、前記渦発生手段の先端側が流路の上流側から下流側に向かうように該渦発生手段を流路に斜めに設け、該渦発生手段の先端とこれに対向する流路内壁との間には水の流れる隙間を設けたことを特徴とするカルマン渦式流量計の設置構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば風呂釜（風呂装置）の追い焚き循環管路等の水の流路に設けられて、水の流量を計測するカルマン渦式流量計の設置構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２には、追い焚き機能を備えた強制循環式の一般的な風呂釜の例が示されている。同図に示すように、風呂釜１０には燃焼室２６が設けられており、燃焼室２６内には追い焚き熱交換器８が備えられており、追い焚き熱交換器８の一端側には管路４３を介して往管１６が接続され、追い焚き熱交換器８の他端側には管路４４を介して戻り管１３が接続されている。戻り管１３側には循環ポンプ１５と追い焚き流水スイッチ９が設けられており、循環ポンプ１５の駆動により、浴槽２５の湯水を、図の矢印のように、戻り管１３側から追い焚き熱交換器８に通して往管１６側から浴槽２５内に吐出させる追い焚き循環管路１２が形成されている。
【０００３】
風呂釜１０の燃焼室２６には、追い焚き熱交換器８の下部側にバーナ２１が設けられており、バーナ２１のガス導入口３７には、複数のガスノズル２２を配設したノズルヘッダ２３が設けられており、ガスノズル２２およびノズルヘッダ２３は、図示されていないガス管に連通している。バーナ２１の下部側には燃焼ファン２０が設けられている。
【０００４】
このような風呂釜１０には、バーナ２１の燃焼制御や前記循環ポンプ１５の駆動制御等を行う制御装置６が設けられており、図示されていない風呂運転スイッチを押すと、制御装置６の制御により循環ポンプ１５が駆動して浴槽２５内の湯が図の矢印のように戻り管１３側から追い焚き熱交換器８側に通される。そして、この浴槽湯水の流れが追い焚き流水スイッチ９によって検出されたときに、制御装置６は前記ガス管に設けられている弁を開いてガスノズル２２に燃料ガスを送り、このガスノズル２２から送られるガスと燃焼ファン２０により送られる空気とによりバーナ２１の燃焼を行う。そうすると、熱交換器８内を通る湯水がこのバーナ燃焼によって加熱され、浴槽湯水の追い焚きが行われ、それにより温められた湯は往管１６を通って再び浴槽２５内に戻される。なお、バーナ２１の燃焼により発生する二酸化炭素等の排気ガスは燃焼室２６の排気口２４から排出される。
【０００５】
ところで、上記のような風呂釜１０の追い焚き流水スイッチ９として、従来は、例えば図４に示すようなメカニカルスイッチ方式のものや、図５に示すような複数の羽部２９を有する流量計等が用いられていた。図４に示すタイプのものは、マグネットを備えた可動部１８が、図の矢印Ａに示す浴槽湯水の流れを受けて、支持部１７を支点として矢印Ｂのように回動するように構成されており、この回動によって可動部１８のマグネットがリードスイッチ１９に近づいたときにスイッチオンとなる。このリードスイッチ１９は風呂釜１０の制御装置６に接続されており、制御装置６はリードスイッチ１９のオン信号を受けて前記の如く追い焚き制御を行う。
【０００６】
一方、図５に示すタイプのものは、複数の羽部２９が、矢印Ａに示す浴槽湯水の流れを受けて、支持部１７を支点として回転するように構成されており、各羽部２９の先端側に設けられたマグネット３０がホールＩＣ２８に近づいたときに、そのことをホールＩＣ２８で検知する。そして、マグネット３０がホールＩＣ近傍を通る回数を単位時間当たりに検出することにより、浴槽湯水の流れの有無および水の流量を検出するようになっている。なお、ホールＩＣ２８も制御装置６に接続されている。
【０００７】
しかしながら、浴槽湯水中には、髪の毛やごみ等が混入している場合が多く、これらの髪の毛やごみ等が前記可動部１８や羽部２９に付着すると、追い焚き流水スイッチ９の故障が生じてしまうといった問題があった。特に、図５に示したような羽部２９を有するタイプのものにおいては、髪の毛等が羽部２９に絡まり易く、追い焚き流水スイッチ９の故障が生じ易いばかりではなく、追い焚き流水スイッチ９を通しての浴槽湯水循環機能が損なわれる虞もあった。
【０００８】
そこで、最近では、このような髪の毛等の付着による追い焚き流水スイッチ故障をできるだけ防止するために、追い焚き流水スイッチ９を、図３に示すようなカルマン渦式流量計を用いて構成したものが用いられるようになった。このカルマン渦式流量計は、周知の如く、水等の流体中に障害物があるときに流体にカルマン渦が発生することを利用したものであり、同図に示すように、水の流路（同図では風呂釜１０の戻り管１３）にカルマン渦発生用の棒状の渦発生手段３を設け、この渦発生手段３の下流側に、カルマン渦による水の振動を検知する振動検知素子４を設置して構成されている。渦発生手段３は、戻り管１３の上側と下側に掛け渡して設けられており、振動検知素子４は制御装置６に接続されている。
【０００９】
このカルマン渦式流量計を追い焚き流水スイッチ９として用いた場合には、図の矢印Ａに示す浴槽湯水の流れによって、この湯水が渦発生手段３を通るときに生じるカルマン渦による水の振動を、振動検知素子４によって例えば周波数を検知することにより湯水の流量を検出し、制御装置６に加える。制御装置６は、この浴槽湯水の流れの有無および水の流量を受けて、前記の如く風呂釜１０の追い焚き制御を行う。なお、カルマン渦式流量計の出力特性は図７に示す如くのものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなカルマン渦式流量計を追い焚き流水スイッチ９として用いた場合には、前記メカニカルスイッチ方式の追い焚き流水スイッチや羽部２９を有する追い焚き流水スイッチに比べて髪の毛等が付着しにくく、スイッチの故障も生じにくいとはいうものの、従来のカルマン渦式流量計においては、渦発生手段３が戻り管１３の上側と下側を掛け渡して設けられているために、図３の（ａ）の鎖線に示すように、髪の毛等が渦発生手段３に絡まったまま取れなくなることがあり、そうなると、前記のような髪の毛等の付着による追い焚き流水スイッチ９の故障等の問題を完全に解消することは困難であった。
【００１１】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、風呂釜の戻り管等の水の流路中に混入した髪の毛やごみによる故障等が生じることがなく、長期信頼性を高くできるカルマン渦式流量計の設置構造を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成により課題を解決するための手段としている。すなわち、本発明は、水の流路にカルマン渦発生用の棒状の渦発生手段を設け、該渦発生手段の下流側にカルマン渦による水の振動を検知する振動検知素子を設置して成るカルマン渦式流量計の設置構造であって、前記渦発生手段の先端側が流路の上流側から下流側に向かうように該渦発生手段を流路に斜めに設け、該渦発生手段の先端とこれに対向する流路内壁との間には水の流れる隙間を設けたことを特徴として構成されている。
【００１３】
上記構成の本発明において、渦発生手段の先端側は流路の上流側から下流側に向かうように流路に斜めに設けられており、渦発生手段の先端とこれに対向する流路内壁との間には水の流れる隙間が設けられているために、たとえ流路中に混入した髪の毛やごみ等が渦発生手段に付着しようとしても、髪の毛等は水の流れに沿って、流路の上流側から下流側に向かうことにより、渦発生手段の先端側に向けて流れ、その先端とこれに対向する流路内壁との間を通って流路下流側に流れていく。
【００１４】
そのため、髪の毛等が渦発生手段に絡まったままとどまることはなく、流量計に付着したままの状態となることはないために、髪の毛等の付着によるカルマン渦式流量計の故障等が生じることはなく、上記信頼性が高くなり、上記課題が解決される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図１には、本発明に係るカルマン渦式流量計の設置構造を備えたカルマン渦式流量計の一実施形態例が示されている。
【００１６】
同図に示すように、本実施形態例のカルマン渦式流量計も、図３に示した従来のカルマン渦式流量計と同様に、角柱棒状の渦発生手段３と振動検知素子４とを設けて構成されており、本実施形態例が従来例と異なる特徴的なことは、渦発生手段３の先端５側が戻り管１３の上流側から下流側に向かうように戻り管１３に斜めに設けられており、渦発生手段３の先端５と、これに対向する流路内壁としての戻り管１３の内壁１４との間に、水の流れる隙間Ｓが設けられていることである。また、本実施形態例では、振動検知素子４も、渦発生手段３と同様に、その先端１側が戻り管１３の上流側から下流側に向かうように斜めに設けられている。
【００１７】
なお、本実施形態例では、渦発生手段３と戻り管１３との成す角度θと振動検知素子４と戻り管１３との成す角度θ′とが互いに等しい角度（例えば６０°）と成しているが、角度θと角度θ′とは必ずしも等しくする必要はなく、適宜設定されるものであり、例えば振動検知素子４は、図の鎖線に示すように、戻り管１３の浴槽湯水の流れに対して垂直に設けることもできる。また、本実施形態例では、渦発生手段３および振動検知素子４は樹脂を用いて形成しているが、これらを形成する材質は特に限定されるものではない。
【００１８】
本実施形態例は以上のように構成されており、本実施形態例でも従来例のカルマン渦式流量計と同様に、図の矢印Ａに示す浴槽湯水の流れにより渦発生手段３によってカルマン渦が発生させられ、このカルマン渦による水の振動が振動検知素子４によって検知されるが、本実施形態例では、渦発生手段３が戻り管１３に斜めに設けられており、渦発生手段３の先端５とこれに対向する戻り管１３の内壁１４との間に、水の流れる隙間Ｓが形成されているために、例えば髪の毛やごみ等が渦発生手段３に付着しそうになっても、髪の毛等は水の流れに沿って戻り管１３の上流側から下流側に流れ、それにより、髪の毛等は渦発生手段３の先端側に向けて流れた後、隙間Ｓを通って戻り管１３の下流側に流れていく。
【００１９】
そのため、本実施形態例によれば、従来のカルマン渦式流量計と異なり、髪の毛等が渦発生手段３に付着したままの状態でとどまることはないために、このカルマン渦式流量計を適用した追い焚き流水スイッチ９が髪の毛等の付着によって故障することを完全に抑制することができる。したがって、長期信頼性の高い追い焚き流水スイッチとすることが可能となり、このカルマン渦式流量計を追い焚き流水スイッチ９に適用した風呂釜１０の追い焚き制御動作の信頼性も高めることができる。
【００２０】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施形態例では、渦発生手段３は、角柱棒状（角柱状）に形成したが、渦発生手段３は必ずしも角柱状に形成するとは限らず、棒状のものであればよく、例えば円柱状に形成してもよい。また、上記実施形態例では渦発生手段３の棒状部分全体を斜めに傾けて流れに対向する面を斜面となるようにしたが、図６に示すように、棒状部分の流れに対向する面Ｂを先端側が流れの下流側方向となるような傾斜面にしたものでもよく、この場合も上記実施形態例と同様な効果が得られる。
【００２１】
また、上記実施形態例のカルマン渦式流量計は、図２に示したような単機能の風呂釜１０の追い焚き流水スイッチ９として適用したが、上記実施形態例のような設置構造を有するカルマン渦式流量計を、例えば風呂の追い焚き機能と給湯機能とを備えた複合給湯器の追い焚き流水スイッチとして適用することもできる。
【００２２】
さらに、上記実施形態例のような設置構造を備えたカルマン渦式流量計を、例えば、ビルの屋上等に設けられたクーリングタワーを用いてビル内に設けられたクーラー等の冷却を行う水の循環系に設けてもよく、本発明のカルマン渦式流量計の設置構造は、水の流量を検知するためのカルマン渦式流量計の設置構造として様々な水の流路に適用されるものである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、水の流路に設けられるカルマン渦発生用の棒状の渦発生手段を、その先端側が流路の上流側から下流側に向かうように流路に斜めに設け、渦発生手段の先端とこれに対向する流路内壁との間に水の流れる隙間を設けたものであるから、流路内に混入した髪の毛やごみ等が渦発生手段に付着しそうになっても、髪の毛等が水の流れに沿って流路の上流側から下流側に向かい、渦発生手段の先端側に向かった後、前記隙間を通って流路下流側に流れるために、髪の毛等の渦発生手段への付着を防止することができる。
【００２４】
そのため、髪の毛等が渦発生手段に付着した状態が続いてカルマン渦式流量計の故障が生じるといった問題を解消することが可能となり、長期信頼性の高い流量計を構成することができる。
【００２５】
したがって、本発明のカルマン渦式流量計の設置構造を、例えば風呂装置の追い焚き循環管路に設けられて浴槽湯水の流れを検出するスイッチ等に適用すれば、このスイッチの故障を抑制し、長期信頼性を高め、風呂装置の追い焚き制御等の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカルマン渦式流量計の設置構造を備えたカルマン渦式流量計の一実施形態例を、縦断面図（ａ）と、（ａ）のＢ−Ｂ′断面図（ｂ）により示す構成図である。
【図２】強制循環式の風呂釜の一例を示す要部構成図である。
【図３】従来のカルマン渦式流量計の構成を、縦断面図（ａ）と、（ａ）のＢ−Ｂ′断面図（ｂ）により示す説明図である。
【図４】従来の風呂釜に設けられている追い焚き流水スイッチの一例を示す説明図である。
【図５】従来の風呂釜に設けられている追い焚き流水スイッチの別の例を示す説明図である。
【図６】本発明の別の実施形態例の説明図である。
【図７】カルマン渦式流量計の出力特性のグラフである。
【符号の説明】
３  渦発生手段
４  振動検知素子
５  先端
１３  戻り管
１４  内壁
Ｓ  隙間
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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