(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路内の水流を動力にして生成した流量信号から浄水量を計測し、該浄水量の積算値が所定量になったとき、前記水路内に設けられた濾過材の交換時期を示す交換信号を生成する信号処理手段と、
前記交換信号に基づいて前記濾過材の交換時期を表示する表示手段と、
光エネルギーを基に電力を生成し、該生成した電力を複数の蓄電手段に蓄えて少なくとも前記表示手段に対し電力を提供する電源手段と、
前記電源手段の出力電圧を監視し、該出力電圧の大きさに従って前記各蓄電手段の接続形態を変える電源制御手段と、
を具備する浄水器。
【請求項２】
前記電源制御手段が、少なくとも２つの電圧値を用いて前記電源手段の出力電圧を監視し、前記電圧値の内の高い方の電圧値を検出した場合には、前記蓄電手段全体の蓄電容量を大きくするように前記各蓄電手段どうしの接続形態を変更し、前記電圧値の内の低い方の電圧値を検出した場合には、前記蓄電手段全体の蓄電容量を小さくするように前記蓄電手段どうしの接続形態を変更する請求項１に記載の浄水器。
【請求項３】
前記電源制御手段が蓄電手段どうしの接続形態を変更して蓄電手段全体の蓄電容量を大きくした後で前記電源手段の出力電圧が前記蓄電手段の飽和状態に相当する電圧値に達したとき、前記電源制御手段が前記各蓄電手段への充電動作を抑止する請求項１又は２に記載の浄水器。
【請求項４】
前記信号処理手段が前記積算値を格納するための記憶手段を備えており、前記電源制御手段が前記蓄電手段どうしの接続形態を変更して前記蓄電手段全体の蓄電容量を小さくした後で前記電源手段の出力電圧が所定電圧値になったとき、前記電源制御手段が電圧低下信号を前記信号処理手段に供給し、前記記憶手段に対して優先的に電源供給させる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の浄水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は浄水器に関し、特に、浄水器内部の濾過材の交換時期を電気的に表示する機能を備えた浄水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、家庭用又は業務用の浄水器においては、浄水器内部の中空紙や活性炭等の濾過材の交換時期を電気的に表示するものが提供されている。このような浄水器には、浄水量の積算値又は浄水器使用時間の積算値を継続的に計測して濾過材の交換時期を判断する電子回路が設けられており、通常、その電源として乾電池又はボタン電池が用いられている。このような電池内蔵型の浄水器においては、浄水器の「原水／浄水」切替レバーが浄水側のときに電子回路全体に電力が供給され、原水側のときには上記電子回路内の記憶部等、その一部にだけ電力が供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、「原水／浄水」切替レバーを浄水側にしたまま水道の蛇口弁で通水操作をした場合には、浄水器を使用しないときも常に電子回路全体に電力が供給されることになるので電力消費量が嵩み、結果的に内部の電池を頻繁に交換する必要が生じる。このような電池交換は非常に厄介なものであるとともに、浄水器の設置環境から鑑みて感電の危険をともなうものである。また、浄水器自体、電池交換作業を容易にすると同時に電池交換部分の耐水性を保つためにその構造が難しいものとなり、結果的に浄水器のコストを上昇させてしまう。
そこで本発明の目的は、このような濾過材交換表示機能を備えた浄水器において、その電源部での電池交換を必要としない浄水器を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のような形態を採用する。
本発明に係る浄水器は、水路内の水流を動力にして生成した流量信号から浄水量を計測し、この浄水量の積算値が所定量になったとき、上記水路内に設けられた濾過材の交換時期を示す交換信号を生成する信号処理手段と、この交換信号に基づいて濾過材の交換時期を表示する表示手段と、光エネルギーを基に電力を生成し、これにより生成した電力を複数の蓄電手段に蓄えて少なくとも表示手段に対し電力を提供する電源手段と、この電源手段の出力電圧を監視し、その出力電圧の大きさに従って各蓄電手段の接続形態を変える電源制御手段とを備える。
【０００５】
尚、本発明に係る好ましい実施態様においては、電源制御手段が、電源手段の出力電圧を少なくとも２つの電圧値を用いて監視し、これら電圧値の内の高い方の電圧値を検出した場合には蓄電手段全体の蓄電容量を大きくするように蓄電手段どうしの接続形態を変更し、これら電圧値の内の低い方の電圧値を検出した場合には蓄電手段全体の蓄電容量を小さくするように接続形態を変更することが好ましい。
【０００６】
また、電源制御手段が各蓄電手段どうしの接続形態を変えて蓄電手段全体の蓄電容量を大きくした後に電源手段の出力電圧が蓄電手段の飽和状態に相当する電圧になったとき、各蓄電手段への充電動作を抑止することが好ましい。
更に、信号処理手段内に積算値を格納するための記憶手段を設け、電源制御手段が蓄電手段どうしの接続形態を変更して蓄電手段全体の蓄電容量を小さくした後に電源手段の出力電圧が所定電圧値に低下したとき、電源制御手段が電圧低下信号を信号処理手段に供給し、記憶手段に対し優先的に電源供給させることが好ましい。
【０００７】
【作用】
上記構成によれば、浄水器の使用時、信号処理手段は、水路内の水流を動力にして浄水量を継続的に計測し、その積算値が濾過材の交換時期に相当する値に達したときに交換信号を生成する。一方、電源手段は、光エネルギーを基に通常的に電力を生成し、その電力を複数の蓄電手段内に蓄える。これにより光エネルギーから電源が形成され、上記交換信号に基づいて表示手段で濾過材の交換時期が表示される。
【０００８】
また、電源制御手段が電源手段の出力電圧を監視し、その大きさに応じて各蓄電手段どうしの接続形態を変更するので、各蓄電手段の充放電により電源手段の出力電圧に変動が生じても、その出力電圧は常に電源として適切な範囲に維持されると共に、各蓄電手段が効率的に充電され得る。
【０００９】
更に、電源手段の出力電圧が所定の範囲で監視され、その高い方の電圧値を監視することにより、蓄電手段での過充電が防止される。また、電源手段の出力電圧の低下に従って蓄電手段どうしの接続形態を変更しながら所定の出力電圧値を監視し、その所定電圧値のときに電圧低下信号を信号処理手段に与えて電力供給先を制限することにより、信号処理手段内で生成される積算値が記憶手段内で長時間保存され得る。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明に係る浄水器の一実施例を図面と共に説明する。
図１は、本浄水器１０において濾過材の交換表示を行うための構成を概略的に示したものである。
浄水検出部２０は、例えば浄水器内の水流で回転する水車や、水路内の水圧で駆動される圧力スイッチを用いて浄水量に応じた流量信号を生成する。また、信号処理部３０は、浄水検出部２０で生成された流量信号をパルス信号等の定量的な信号に変換して浄水量の積算値を継続的に算出する。この積算動作は、本浄水器内に濾過材が装備された時点から開始され、濾過材の交換時期に相当する積算値に達したときに交換信号が生成される。
尚、浄水検出部２０及び信号処理部３０は、機械的に一体構成されてもよく、例えば浄水器内の水流を動力として適当な歯車機構を駆動させ、濾過材の交換時期に相当するときに適当なスイッチを駆動させて交換信号を生成するようにしてもよい。
【００１１】
これにより表示部４０は、上記交換信号を受けて発光体や発音体等により濾過材の交換時期を知らせる。また、表示部４０を液晶又は複数の発光ダイオードによる表示板で形成した場合には、現在の積算浄水量や積算使用時間が常時又は必要に応じて表示され得る。
【００１２】
電源部５０は、係る濾過材の交換表示のための電源を形成するものであり、浄水器表面に太陽電池を設けた発電部５１と、発電部５１で生成される電力を蓄えるための充電部５２及び蓄電部５３とを備えている。これにより発電部５１が太陽光や蛍光灯等の照明光による光エネルギーを電力に変換することで、蓄電部５３の各蓄電池に日常的に電力が蓄えられる。
【００１３】
本実施例では電源部５０の出力電圧を電源制御部６０で監視すると共に、各蓄電池のの接続形態を幾つかの形態に変更できるように構成している。これにより電源制御部６０が電源部５０の出力電圧の大きさに応じて接続切替信号を生成し、各蓄電池の接続形態を変更させる。
また、上記充電部５２には過充電防止回路５４が設けられており、例えば電源部５０の出力電圧が蓄電池の飽和電圧に相当する値になったとき、電源制御部６０が過充電防止回路５４に過充電防止信号を送り、蓄電池の充電動作を抑止させる。また更に、電源制御部６０は、電源部５０の出力電圧が所定値以下に低下したときに電圧低下信号を生成し、係る濾過材の交換表示動作に必要な積算値等のデータが失われないように必要最小限の回路部分にだけ電源を優先的に供給させる。
【００１４】
次に、図２を用いて本浄水器の一構成例を説明する。
本浄水器１０は、その取水部１１が水道の蛇口に直結される蛇口直結型のものであり、「原水／浄水」切替レバー１２が浄水側にあるときに水道水をフィルター１３に送り、水路１４を通して浄水を提供する。本浄水器１０内での浄水量を計測するために、その内部に水力発電機構２１が構成されており、水路１４内で回転する水車２２の回転軸に永久磁石を取付けて形成された回転子２３と、この回転子の回転により起電力を生成する固定子２４とが設けられている。固定子２４で生成される起電力は、流量信号ａとして信号処理部３０に送られる。
尚、図２に点線で示されるように、原水及び浄水の両方が流れる位置に水車を設けた場合には、「原水／浄水」切替レバー１２に連動するスイッチ１５を介して浄水時にだけ流量信号が信号処理部３０に供給される。
【００１５】
信号処理部３０は、上記電源制御部６０を含めてワンチップのマイクロコンピュータで実現される。信号処理部３０は、まずその浄水量計測部３１において、交番電圧で供給される流量信号ａを矩形波に整形し、そのエッジをカウントすることで浄水量を定量化する。続いて演算制御部３２は、定量化された浄水量の積算値を継続的に算出して濾過材の交換時期を判別する。算出される積算値及びこれら動作のためのプログラムや係数等は、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えた記憶部３３に格納される。
【００１６】
濾過材の交換時期は、浄水器に使用される濾過材に対して予め設定されている総浄水量と上記算出した積算値とが比較され、その積算値が総浄水量を越えたとき、又は積算値が総浄水量に近づいたときに判別される。濾過材の交換時期を判別した場合、演算制御部３２は、表示信号を生成して表示部４０に送り、浄水器表面に設けた発光ダイオード４１を点滅又は点灯させる。
【００１７】
本実施例において表示部４０は、１個の発光ダイオード４１を浄水器外面に耐水保護して設けられるが、その他、液晶表示器を設けて常に現在の積算値を表示するようにしてもよい。また、複数個の発光ダイオードと、その近傍に２つスイッチとを設けて、一方のスイッチの操作時には現在の積算値を段階的に表示し、両方のスイッチの同時操作時には積算値をリセットするようにしてもよい。
【００１８】
更に、濾過材の交換時期を表示する際、上記流量信号ａを基に当該蛇口の使用状態を判別し、当該蛇口の使用時、つまり流量信号ａが現在生成されている場合には連続して表示動作を行い、流量信号ａが無くなって蛇口の使用が終了した場合には、流量信号ａの消滅後、所定時間だけ表示動作するようにしてもよい。これにより蛇口近傍に人がいると予想されるときにだけ表示動作が行われ得るので浄水器内での電力消費量が節約され得る。
【００１９】
次に、本電源部５０について説明する。
図２において、発電部５１は、浄水器の上部表面に複数の太陽電池セル５２が直並列に接続されて構成されている。これにより各太陽電池セル５２で生成される起電力が重畳されるので比較高い電圧の電力が得られる。この電力は充電部５３に供給され、蓄電部５４の各蓄電池に充電される。
【００２０】
図３は、充電部５３及び蓄電部５４の一構成例を示したものである。
充電部５３は、ツエナーダイオード７１及びコンデンサ７２等により定電圧回路７３が形成されており、その入力端子  Ｃ１，  Ｃ２  に発電部５１から電力が供給されることで充電用端子  Ｃ３，  Ｃ４  間に一定電圧の充電電力を提供する。
【００２１】
一方、蓄電池部は、各蓄電池ＧＮ  がスイッチＸＮ，ＹＮ，ＺＮ  を介して接続されており、各スイッチが電源制御部６０からの接続切替信号ｃにより駆動されることで直列接続，  並列接続，  及び直並列接続の内のいずれか接続形態に形成される。例えばスイッチＸＮ  及びＺＮ  の全てが導通状態に駆動され、且つスイッチＹＮ  の全てが非導通状態に駆動された場合、各蓄電池は並列接続に形成される。このような蓄電池の接続形態は、電源制御部６０内で決定される。
【００２２】
電源制御部６０は、通常、電源部５０の出力電圧を幾つかの閾値を用いて継続的に監視しており、電源部５０の出力電圧の低下時には蓄電池ＧＮ  の接続形態を直列方向に変更して出力電圧の低下を補償し、反対に出力電圧の上昇時には蓄電池ＧＮ  の接続形態を並列方向に変更して出力電圧の上昇を抑制する。そのために各閾値が蓄電池の接続形態に基づいて設定されることが好ましく、これにより電源部５０の出力電圧が常に適切な範囲に維持される。
【００２３】
例えば、全ての蓄電池ＧＮ  が十分に充電された後、浄水器周囲が暗くなり充電作用が低下すると、浄水器内では積算値の表示等が通常的に実行されるので電源部５０の出力電圧は次第に低下する。そして時間経過とともに電源部５０の出力電圧が上記範囲の下方値に達した場合には、電源制御部６０が蓄電部に対して接続切替信号ｃを一括的に出力する。これにより蓄電部５４では各蓄電池ＧＮ  の接続形態が並列接続から直並列接続に変更される。その結果、蓄電部全体の蓄電池容量は減少するが、電源部５０の出力電圧は高くなる。
【００２４】
その後、浄水器周囲の暗い状態が更に続き、電源部５０の出力電圧が再び電圧範囲の下方値まで低下した場合には、更なる接続切替信号ｃにより蓄電池の接続形態が直列接続に変更される。その後も更に暗い状態が続き、例えば電源部５０の出力電圧が上記範囲内又はそれ以下の所定値まで低下した場合、電源制御部６０が電圧低下信号ｄを信号処理部４０に提供し、生成した浄水量の積算値の保存等、濾過材の交換表示のために最小限必要な各部にだけに電源を供給させる。
【００２５】
これと反対に、浄水器の周囲が明るくなり各蓄電池ＧＮ  が充電される場合には、電源部５０の出力電圧が上記電圧範囲の上方値に達する毎に電源制御部６０が接続切替信号ｃを生成し、蓄電池の接続形態を直列接続，  直並列接続，  並列接続の順番に変更する。しかし、全体的な蓄電池容量が最大である並列接続にあるときに電源部５０の出力電圧が蓄電池の飽和状態に相当する電圧になった場合には、電源制御部６０が過電圧防止信号ｅを充電部のスイッチＳｅに供給して各蓄電池ＧＮ  への充電動作を抑止する。
【００２６】
尚、上記各蓄電池の接続形態に係る変更条件及び手順は例示的なものであり、使用する蓄電池の種類や個数，  並びに出力電圧の供給先である各部の許容電圧や消費電力等に基づいて適宜決定される。例えば蓄電部を６個の蓄電池で構成した場合には、直列接続，  並列接続の他に複数の直並列接続を実現することができ、各接続形態毎に最適な電圧範囲が設定され得る。
【００２７】
また、算出される積算値等の各データの保存を更に保障するために、上記各蓄電池の他に別途リチウム電池等の予備電池を設け、信号処理部３０の動作が不可能となる前に予備電池に切替えるようにしてもよい。
更に、太陽電池による電力に加え、上記浄水検出部の水力発電機２１にて生成される起電力も同時に蓄電部内に蓄えるようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、少なくとも使用時には明るい環境下で用いられる浄水器の表面に太陽電池を設け、その起電力を電源として利用するように構成したので、交換用の電池を含めて外部からの電源を必要とすることなく濾過材の交換表示を行うことができる。また、太陽電池にて生成される電力を複数の接続形態の蓄電池内に蓄電するように構成したので、浄水器周囲が長時間にわたり暗くなっても濾過材の交換表示動作が十分に補償され得る。
従って構造的にもコンパクトな浄水器を低コストで実現することができ、電池交換等の際に予想される感電事故や浄水器内部への水損が全て回避されるので、浄水器が取付けられる状況下にて安全性をも提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る浄水器の構成を概略的に示したブロック図である。
【図２】本発明に係る浄水器の一構成例を示した説明図である。
【図３】図２の充電部及び蓄電部を示した回路図である。
【符号の説明】
１０…浄水器
１１…取水部
１２…「原水／浄水」切替レバー
１３…フィルター
１４…水路
１５…スイッチ
２０…浄水検出部
２１…水力発電機構
２２…水車
２３…回転子
２４…固定子
３０…信号処理部
３１…浄水量計測部
３２…演算制御部
３３…記憶部
４０…表示部
４１…発光ダイオード
５０…電源部
５１…発電部
５２…太陽電池
５３…充電部
５４…蓄電部
５５…過充電防止回路
【図１】
0003597242.tif 000002
【図２】
0003597242.tif 000003
【図３】
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