(57)【要約】【課題】  給湯器からの湯を貯留することなく瞬時に加熱することが可能であり、給湯器から供給される湯温が所定温度に到達している際に瞬間加熱部の放熱によって湯温が上昇してしまうことを防止可能な即湯システム付き水栓装置を提供することを目的とする。【解決手段】  給湯器の下流側に配設される即湯システム付き水栓装置であって、給湯器側から伸びる流路と、流路の下流側に設けられ、流路から供給される水を貯留することなく、瞬間的に加熱する瞬間加熱部と、瞬間加熱部の下流側に設けられ、流路から供給される水を吐水する吐水口を有する吐水部と、瞬間加熱部の上流側に設けられ、前記瞬間加熱部に流入する水の温度を検出する温度検出手段と、瞬間加熱部への通電を制御する制御部と、を備え、制御部は、温度検出手段の検出温度が所定温度に到達する前に瞬間加熱部への通電を停止する。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯器の下流側に配設される即湯システム付き水栓装置であって、
給湯器側から伸びる流路と、
前記流路の下流側に設けられ、前記流路から供給される湯水を貯留することなく、瞬間的に加熱する瞬間加熱部と、
前記瞬間加熱部の下流側に設けられ、前記瞬間加熱部から供給される湯水を吐水する吐水口を有する吐水部と、
前記瞬間加熱部の上流側に設けられ、前記瞬間加熱部に流入する湯水の温度を検出する温度検出手段と、
前記瞬間加熱部への通電を制御する制御部と、を備え
前記制御部は、前記温度検出手段の検出温度が所定温度に到達する前に前記瞬間加熱部への通電を停止することを特徴とする即湯システム付き水栓装置。
【請求項２】
前記温度検出手段は、前記瞬間加熱部よりも上流側の前記流路上に設けられる第一温度検出部と、前記第一温度検出部よりも上流側の前記流路上に設けられる第二温度検出部と、を有し、
前記制御部は、前記第二温度検出部で検出した温度を第二温度とした場合において、前記第二温度検出部で前記第二温度を検出した時から前記第二温度の湯水が前記第一温度検出部に到達するまでの時間である温度検出通過時間に応じて、前記瞬間加熱部の通電を停止することを特徴とする請求項１に記載の即湯システム付き水栓装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記温度検出通過時間が短い時よりも前記温度検出通過時間が長い時の方が、前記瞬間加熱部に通電する通電量を低くすることを特徴とする請求項２に記載の即湯システム付き水栓装置。
【請求項４】
前記瞬間加熱部は、前記吐水部に内蔵されることを特徴とする請求項３記載の即湯システム付き水栓装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管内部に貯留する残水に対しても吐水口近傍の瞬間加熱部にて使用者に適温で供給する即湯構成を有し、且つ給湯器側からの湯の温度に応じて瞬間加熱部の制御を行い、適正温度の湯を適宜供給する構成を有する即湯システム付き水栓装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
使用者に湯水を供給する吐水部を有する装置において、使用者に適温の湯を供給するために、給湯器で水を適温に温めて供給することが一般的に行われている。この方式の場合、吐水部と給湯器とを接続する配管内に貯留されている残水はしばらく水栓装置を使用しない場合温度が低下するため、給湯器から供給された湯が吐水部に到達するまでは適温ではない水が供給されることになり、使用者が短時間で湯の供給を望んでも供給ができない場合があった。
【０００３】
そこで、上記課題を解決するために、参考文献１のように、吐水部の上流側の配管途中に高温の湯を貯留する貯湯タンクを備え、貯湯タンクの湯と配管から供給される水とを混合することによって使用者が求める適温の湯を供給する構成があった。
【０００４】
また、参考文献２のように、吐水部の上流側の配管途中に瞬間的に水温を上昇させるヒーター等を有し、配管内部を流れる流水を瞬間的に温めて使用者へ適温の湯を供給する構成があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１８４０１５号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７２４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように吐水部の上流側の配管途中に高温の湯を貯留する貯留タンクを有する構成においては、貯留タンクを設置する空間を吐水部近傍に設けるためのスペースを有する必要がある。また、長時間の使用において貯留タンク内部の湯がなくなった場合に、配管から供給される水のみが使用者に供給されるため、急に冷水が供給される等の問題が発生する可能性がある。さらに、適温を保持するため、常時タンクを加熱しなくてはならなく、消費電力がかかるという問題もある。
【０００７】
また、特許文献２のように、吐水部に接続される配管内部の流水をヒーターにて加熱して湯を供給する方法において、給湯器から供給される湯温が変化しながら瞬間加熱部に流入することになるが、給湯器から供給される湯温が所定温度に到達後に瞬間加熱部への通電を切った場合、瞬間加熱部の放熱によって吐出される湯温が上昇し、使用者が熱いと感じてしまう可能性があった。
【０００８】
そこで、本発明においては、給湯器からの湯を貯留することなく瞬時に加熱することが可能であり、給湯器から供給される湯温が所定温度に到達している際に瞬間加熱部の放熱によって湯温が上昇してしまうことを防止可能な即湯システム付き水栓装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明においては、給湯器の下流側に配設される即湯システム付き水栓装置であって、前記給湯器側から伸びる流路と、前記流路の下流側に設けられ、前記流路から供給される水を貯留することなく、瞬間的に加熱する瞬間加熱部と、前記瞬間加熱部の下流側に設けられ、前記流路から供給される水を吐水する吐水口を有する吐水部と、前記瞬間加熱部の上流側に設けられ、前記瞬間加熱部に流入する水の温度を検出する温度検出手段と、前記瞬間加熱部への通電を制御する制御部と、を備え前記制御部は、前記温度検出手段の検出温度が所定温度に到達する前に前記瞬間加熱部への通電を停止することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、吐水部と給湯器との間に設けられる瞬間加熱部にて、給湯器側から湯が供給される間に吐水される残水を加熱することで、吐水初期から継続的に湯を供給することが可能となる。さらに、給湯器側から供給される湯を貯留することなく加熱させることで、一度タンク等に貯留して加熱する方法に比べて保温する際の電力が不要となり、消費電力を低下させることも可能となる。
【００１１】
また、本発明の温度検出手段は、流路から吐水部まで間の少なくとも一部の水の温度を検出するためのものであり、この温度検出手段を瞬間加熱部の下流側に設けることも考えられるが、温度検出手段を下流側に設けてしまうと、湯温が上昇しすぎていると検出した場合であってもそのまま吐水部より吐出されてしまうが、温度検出手段を瞬間加熱部よりも上流側に設けることで、給湯器側からの水の温度を検出し、瞬間加熱部への通電を制御することができるため、所定温度よりも更に温度が上昇することを防止できる。
【００１２】
また、本発明の制御部は、温度検出手段によって、瞬間加熱部へ流入する水の温度を検出し、所定温度に到達したことを検出すると、瞬間加熱部への通電を停止することで、所定温度の状態の湯を再度瞬間加熱部で加熱することを防止できる。使用者は、吐水温度が２〜３℃上昇しただけでも熱いと感じてしまうが、上記構成とすることで、温度上昇を抑制でき、使用者に不快感を与えることを防止できる。
【００１３】
また、本発明に係る即湯システム付き水栓装置では、前記温度検出手段は、前記瞬間加熱部よりも上流側に設けられる第一温度検出部と、前記第一温度検出部よりも上流側に設けられる第二温度検出部と、を有し、前記制御部は、前記第二温度検出部で検出した温度を第二温度とした場合において、前記第二温度検出部で前記第二温度を検出した時から前記第二温度の水が前記第一温度検出部に到達するまでの時間である温度検出通過時間に応じて、前記瞬間加熱部の通電を停止することも好ましい。
【００１４】
この好ましい態様では、第二温度検出部で検出する温度と第一温度検出部で検出する温度が同じ温度になるまでの温度検出通過時間により流量や流速を求めることで、この流量や流速に応じて瞬間加熱部への通電を停止することで、瞬間加熱部を通過する流量や流速が使用者によって異なる場合であっても、所定温度よりも温度が上昇することを抑制することができる。
【００１５】
また、本発明の即湯システム付き水栓装置では、前記制御部は、前記温度検出通過時間が短い時よりも前記温度検出通過時間が長い時の方が、前記瞬間加熱部に通電する通電量を低くすることも好ましい。
【００１６】
給湯器側から供給される水の温度は、給湯器によって加熱されているため、瞬間加熱部に流入する温度は徐々に高くなり、瞬間加熱部へ一定の電力を供給してしまうと瞬間加熱部での加熱によって、所定温度よりも高くなってしまう恐れがある。さらに、瞬間加熱部への通電を停止しても、瞬間加熱部は瞬時に低温になるわけではなく、時間をかけて放熱していくことになるため、放熱の影響を加味して通電を制御する必要がある。
この好ましい態様では、温度検出通過時間が短い時の方が、瞬間加熱部を通過する流量・流速が低く、瞬間加熱部の放熱の影響が長時間継続されるため、通電量を温度検出通過時間が長い時よりも低くすることで、所定温度より水の温度が上昇することを抑止できる。
【００１７】
また、本発明の即湯システム付き水栓装置では、前記瞬間加熱部は、前記吐水部に内蔵されることも好ましい。
【００１８】
瞬間加熱部を設けることで、給湯器側の流路と瞬間加熱部との間の残水を昇温させることができ、吐水初期からお湯を吐水できるようになったが、瞬間加熱部よりも下流側の残水は昇温させることができないが、この好ましい態様では、瞬間加熱部を吐水部内に内蔵することで、瞬間加熱部と吐水口との距離が短くなり、吐水初期から所定温度の水を吐水することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、給湯器からの湯を貯留することなく瞬時に加熱することが可能であり、給湯器から供給される湯温が所定温度に到達している際に瞬間加熱部の放熱によって湯温が上昇してしまうことを防止可能な即湯システム付き水栓装置を提供することできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態による即湯システム付き水栓装置全体を示す図である。
【図２】本発明の実施形態による瞬間加熱部の制御を示す図である。
【図３】本発明の実施形態による電源を示す図である。
【図４】本発明の実施形態による電源の供給方法の違いを示す図である。
【図５】本発明の実施形態による温度検出部の内部を示す図である。
【図６】本発明の実施形態による瞬間加熱部の通電制御を示した図である。
【図７】本発明の実施形態による瞬間加熱部の制御フローを示した図である。
【図８】本発明の実施形態による即湯システムを吐水部内に配置した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に本発明における即湯システム付き水栓装置の概略構成図を示す。図１の即湯システム付き水栓装置は、給湯器１側から伸びる流路２と、流路２の下流側に設けられ、流路２から供給される水を貯留することなく、瞬間的に加熱する瞬間加熱部３と、瞬間加熱部３の下流側に設けられ、流路２から供給される水を吐水する吐水口４を有する吐水部５と、瞬間加熱部３の上流側に設けられ、瞬間加熱部３に流入する水の温度を検出する温度検出手段６と、瞬間加熱部３への通電を制御する制御部７とから構成されている。
【００２２】
ここで、図１における水の流れに沿って本発明の即湯機能を説明する。本発明の即湯システム付き水栓装置は、使用者が吐水を行う前は給湯器１から吐水口４までの流路内に以前に使用した際に流入した水が残っている。この水は、前回使用した時から時間が経過した場合に給湯器１から供給された湯であるが、時間が経過しているために外気温によって温度が低下し、使用者が望む温度よりも低くなっている。
【００２３】
配管内部に残った水に対して加熱等を行わないと、配管内部の湯は温度低下しているので、使用者が望む適温の湯が供給されない。そのため、湯が出るまで配管内部に残った水を捨てることや、適温でない水を使うといった使用者が望んだタイミングで湯を利用できない状況となる。そこで、本発明においては、使用者が吐水部５に対して吐水を開始するための行為（吐水の開始を検知させるセンサーへの手の挿入等）を行うと、給湯器１から湯が供給され始め配管内部の水が吐水口４より吐出されると同時に、瞬間加熱部３にて配管内に残った水を貯留することなく加熱して、使用者が望む所定の温度まで瞬時に上昇させて適温の湯を迅速に供給するものである。
【００２４】
次に図２において、給湯器１からの湯に対する加熱の流れを示す。ここで、図２のように給湯器１から供給される湯が温度検出部６に到達すると、温度検出部６にて検知された温度により給湯器１から供給された湯が瞬間加熱部３に流入する直前であることを制御部７で判断する。設定した所定の温度未満であれば瞬間加熱部３のへの通電を継続して行い、瞬間加熱部３での加熱を継続する。設定した所定温度以上であれば、瞬間加熱部３への通電を停止させる。これは、給湯器１から供給される湯を瞬間加熱部３で再度加熱することで、使用者が望んでいる所定の温度以上になることを防止するものであり、吐水部５の吐水口４から瞬間加熱部３にて供給される湯によって使用者に不快感を与えないようにするものである。この制御により、配管内の水を瞬時に加熱して適温を供給し、且つ給湯器１から供給される湯の再加熱により使用者が望んでいない高温の湯を供給することを抑制できるため、使用者が望んでいる温度より高い温度の湯を供給せず、適温を供給することが可能となる。
【００２５】
ここで、瞬間加熱部３の上流側に設けられた温度検出部６の温度検出手段について述べる。温度検出部６は、瞬間加熱部３の上流側の流路上に配置し、瞬間加熱部３に給湯器１から供給される湯が流入する前に瞬間加熱部３への通電を停止する目的で設置されている。例えば、瞬間加熱部３が通電を停止しても水への熱供給を行うもの（セラミックス製のヒーター等）であれば、温度検出部６は通電停止後の熱供給を考慮して、瞬間加熱部３よりも給湯器１側に配置することが望ましい。これにより、通電停止後に瞬間加熱部３が熱供給を続けている時に給湯器１からの湯が瞬間加熱部３に到達しないため、給湯器１からの湯を再加熱することなく使用者に供給できるため、温度上昇を抑制でき、使用者に不快感を与えることを防止することができる。また、瞬間加熱部３が通電停止後に水への熱供給を瞬時に行わないもの（金属製の巻き線ヒーター等）であれば、温度検出部６を給湯器１よりも瞬間加熱部３側に配置することが望ましい。これにより、瞬間加熱部３への通電停止後に水への熱供給が停止しても、温度検出部６が瞬間加熱部３に近い側に配置されることで給湯器１からの湯が瞬間加熱部３にすぐに流入するため、ヒーターへの通電をやめたことによる湯温の低下を感じることなく連続的に適温の湯を使用者に提供することが可能となる。
【００２６】
次に図３において、瞬間加熱部３に接続する電源の状態を示す。瞬間加熱部３は、配管内に残っている水を適温まで上昇させる必要があるため、大きなエネルギーを供給できる電源８と制御部７を介して接続されている。大きなエネルギーを供給するために、高電圧にするか大電流にするのが望ましい。
【００２７】
次に図４において、接続する電源の種類を示す。高電圧の電源の場合には、一般的な家庭用の交流電源以上の電圧を有する電源が望ましい。例えば、２００Ｖの高電圧電源を別途配設するなどして、瞬間加熱部を接続させるものである（図４ａ）。これにより、配管内に残った水を適温まで上昇させることが可能となるが、一般的な家庭用の商用電源は１００Ｖであるため、高電圧電源にて瞬間加熱部３にエネルギー供給を行うためには、別途高電圧電源を配設するための工事等が必要となる。
【００２８】
そこで、瞬間加熱部を駆動させるための工事等を不要とするために、大電流を供給することが可能な二次電池の使用がさらに望ましい。二次電池は、低電圧の場合でも瞬間的に大電流を放出することが可能となるため、配管内に残った水を適温まで上昇させることが可能である。また、二次電池へエネルギーを蓄電する場合には、一般的な商用電源である１００Ｖを用いることが可能なため、別途工事等を行うことなく大きなエネルギーを蓄電・供給することが可能となる（図４ｂ）。また、蓄電池９の容量を大きくすることで、連続的に使用するためのエネルギーを確保することが可能となり、且つ使用者が水栓装置を使わない時間帯、例えば夜間に二次電池への蓄電を行うことも可能となるため、蓄電のために電流不足となり他の機器の駆動ができないといった状況を回避することが可能となる。
【００２９】
次に図５にて温度検出部６の内部構造について記載をする。瞬間加熱部３は制御部７を通じて温度検出部６と接続されている。
温度検出部６は瞬間加熱部３よりも上流に設けられる第一温度検出部１０と、第一温度検出部１０よりも上流側に設けられる第二温度検出部１１を有しており、さらに上流には流量センサー１２を有している。
【００３０】
次に図６にて温度検出部６による瞬間加熱部３の制御に関して記載し、図７に瞬間加熱部３の制御に関して記載する。使用者が吐水部５に対して吐水を開始するための行為（吐水の開始を検知させるセンサーへの手の挿入等）を行うと給湯器１の下流にある流量センサー１２で水の流れ（通水）の有無を判断するが、水の流れがない場合は瞬間加熱部３への通電は停止したままである。流量センサー１２で水の流れがあると判断した場合下流の第二温度検出部１１で温度検出を行う。第二温度検出部１１が定めた閾値より高い場合は水を必要以上に加熱してしまうため、瞬間加熱部３の通電を停止する。第二温度検出部１１が定めた閾値より低い場合、第二温度検出部１１と第一温度検出部１０の温度差を比較する。
まず第二温度検出部１１と第一温度検出部１０の温度差がない場合、第二温度検出部１１で検出した閾値以下の水が第一温度検出部１０に達しているため、瞬間加熱部３の通電を実施する。
次に第二温度検出部１１と第一温度検出部１０の温度差があった場合、第二温度検出部１１と第一温度検出部１０の通過時間にて瞬間加熱部の通電量を変化させ、瞬間加熱部への加熱量を変化させる。これは瞬間加熱部３を通過する水の流量や流速によって水の受ける熱量が変化し、使用者が吐出させる湯の温度が変化するためである。
【００３１】
温度検出部６を通過する水の流量が少ない場合、また流速が遅い場合のように速度が定めた値より小さい場合、瞬間加熱部３から受ける一定水量あたりの熱量が増加し、必要以上に加熱することにより、所定温度よりも上昇して使用者が火傷してしまう可能性がある。そのため、第二温度検出部７で検出する温度と第一温度検出部１０で検知する温度に所定の温度より時間がかかる場合、その時間に応じて瞬間加熱部３への通電量を少なくする。これにより流量、流速が低下した場合でも所定温度以上の湯の供給を抑制することができる。
上記とは逆に温度検出部６を通過する水の流量が多い場合、また流速が速い場合には、瞬間加熱部３から受ける熱量が低下するため、所定温度まで昇温できず、使用者に適温より低い温度の湯を供給してしまう可能性がある。そのため、第二温度検出部１１で検出する温度と第一温度検出部１０で検知する温度に所定の温度より時間がかからない場合、その時間に応じて瞬間加熱部３への通電量を多くする。これにより流量、流速が低下した場合でも所定温度より低下した湯を吐出することを防止することができる。
【００３２】
次に蓄電池の電圧低下表示について説明する。
蓄電池９の出力電圧が低下すると、瞬間加熱部３にて水を加熱することができなくなり、湯が出るまで配管内部に残った水を捨てることや、適温でない水を使うといった使用者が望んだタイミングで湯を利用できない状況となる。この状況を未然に防ぐため、瞬間加熱部３を加熱できる電圧の下限に近づいた場合、使用者が吐水部５に対して吐水を開始するための行為を行った時、吐水部５にあるセンサーや制御部７のランプを点灯させ、使用者に蓄電池９の電圧低下を知らせることで、使用者に充電を促し、次回水栓装置を使用する際に適温の湯を供給することができる状態を保持することが可能となる。また、電圧低下表示にて、蓄電池９の電圧の下限を報知した際に、例えば水栓装置の流量センサー１２にて使用者が水栓装置を使っていないことを検知できた場合、蓄電池９への充電を開始する等、蓄電池９の電圧低下状況と充電する機能とを連動させることによって、自動で適温を供給するための機能を保つことができると共に、使用者へ準備中の報知を行うことが可能となる。
【００３３】
次に吐水部５の吐水口４について説明する。
吐水口４は即湯システム付き水栓装置の末端にあり、瞬間加熱部３にて昇温された湯を吐水する（図８）。しかしながら、本即湯システム付き水栓装置がしばらく使用されていない場合、給湯器１から吐水口４までの湯は放熱により温度が下がり、水になってしまい、再度吐水させた際は瞬間加熱部３から吐水口４に停滞していた水は昇温させることができないため、所定の温度に昇温させることができず、冷たい水を吐水することになる。そのため、瞬間加熱部３については即湯システム付き水栓装置の最も下流である吐水部５の吐水口４に内蔵する。これにより吐水する直前の水を昇温し、冷えた残水を吐水初期から昇温させ、使用者に吐水始めから所定温度の湯を供給することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１：給湯器
２：流路２
３：瞬間加熱部
４：吐水口
５：吐水部
６：温度検出部
７：制御部
８：電源部
９：蓄電池
１０：第一温度検出部
１１：第二温度検出部
１２：流量センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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