JP7518521B2 - 浄水システムおよび浄水システム用の制御部 - Google Patents

Description

本願に開示の技術は、水道水や地下水等の水を浄化して一般家庭用或いは業務用の飲料水として供給する浄水システムおよび浄水システム用の制御部に関するものである。

従来から、水道管に接続して家庭用水の浄化を行う浄水システムは多数提案されている。例えば、特許文献１には水道管に浄水器を介在させた側管を設けるとともに、水道管および側管にはそれぞれ原水の流通を開閉する電磁弁を備え、電磁弁を制御することにより原水と（側管の浄水器を流通した）浄水とをタッチパネルの操作で切換え操作するアンダーシンク型浄水器を用いた浄水装置が開示されている。

特許第３７７６６７０号公報

例えば、既に設置されている流し台に特許文献１に開示されるアンダーシンク型浄水器を用いた浄水装置を設置する場合、原水（水道水）と浄水とを切換え操作するためのタッチパネルを流し台の上面あるいは側面等に設置する必要があるため、追加工事が必要となることから、簡易に浄水装置を設置することができないという問題があった。

本願に開示される技術は、カランの下流にフローセンサを備え、カランの操作に応じたフローセンサの出力に基づいて原水と浄水とを切換可能にすることにより、既に設置されている流し台に、容易に、浄水システムを設置することが可能な浄水システムおよび浄水システム用の制御部を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため請求項１に係る浄水システムは、水道管と接続する原水経路と、前記原水経路を原水路と、浄水器を介在させた浄水路とに分岐する分岐部と、前記原水路に設けられた第１電磁弁と、前記浄水路において前記分岐部と前記浄水器との間に設けられた第２電磁弁と、前記分岐部により分岐された前記原水路と前記浄水路とを合流させる合流部と、前記合流部と接続し、原水或いは浄水を流出するカランと、前記合流部と前記カランとの間の経路に設けられたフローセンサと、前記第１電磁弁と前記第２電磁弁とを制御する制御部とを備えた浄水システムにおいて、前記制御部は、前記カランの操作パターンに応じた、前記フローセンサから出力される出力信号の変動のパターンに基づいて、前記第１電磁弁および前記第２電磁弁の開閉を制御し、原水モードから浄水モードへと操作者の任意に切換え可能であることを特徴とする。

前記目的を達成するため請求項２に係る制御部は、水道管と接続する原水経路と、前記原水経路を原水路と、浄水器を介在させた浄水路とに分岐する分岐部と、前記原水路に設けられた第１電磁弁と、前記浄水路において前記分岐部と前記浄水器との間に設けられた第２電磁弁と、前記分岐部により分岐された前記原水路と前記浄水路とを合流させる合流部と、前記合流部と接続し、原水或いは浄水を流出するカランと、
前記合流部と前記カランとの間の経路に設けられたフローセンサとを備えた浄水システムに用いられるものであって、前記制御部は、前記カランの操作パターンに応じた、前記フローセンサから出力される出力信号の変動のパターンに基づいて、前記第１電磁弁および前記第２電磁弁の開閉を制御し、前記浄水システムを原水モードから浄水モードへと操作者の任意に切換え可能であることを特徴とする。

請求項１に係る浄水システムおよび請求項２に係る制御部では、カランの操作パターンに応じた、フローセンサから出力される出力信号の変動のパターンに基づいて、第１電磁弁および第２電磁弁の開閉を制御し、原水モードから浄水モードへと操作者の任意に切換え可能である。したがって、特許文献１に開示されたような操作用のタッチパネルを必要としないため、例えば、流し台の下部に浄水システムを設置する際に、流し台の上面あるいは側面などに操作部分の追加工事を行う必要がない。そのため、既設の流し台やカランなどに、容易に浄水システムを設置することができる。また、機器代金、工事費も抑止することができる。

本発明にかかる一実施形態である浄水システムの構成を説明するブロック図である。 本発明にかかる浄水システムの制御部を説明するブロック図である。 本発明にかかる浄水システムの制御部の制御フローチャート（その１）である。 本発明にかかる浄水システムの制御部の制御フローチャート（その２）である。 本発明にかかる浄水システムの制御部の制御フローにおけるタイミングチャート（その１）である。 本発明にかかる浄水システムの制御部の制御フローにおけるタイミングチャート（その２）である。

まず、本発明にかかる一実施形態である浄水システム１について図面を参照して説明する。

図１は、本発明にかかる浄水システム１の構成を説明するブロック図である。浄水システム１には、水用水道管２と湯用水道管３とが並列に設けられている。水用水道管２と湯用水道管３とは蛇口（以下「カラン」）の内部に設けられた図示しないミキシングバルブに連結しており、水用水道管２および湯用水道管３を通過した湯および水はミキシングバルブの作用（以下「カランの操作」と言う）により湯、水あるいはこれらを混合した温水をカランから吐出するようになっている。

水用水道管２は、水道水（以下「原水」という）が流入する流入管４と、流入管４に接続した分流器１８により分岐された（原水が通過する）主管５と（フィルタ１６と逆止弁１５とから構成される）浄水器２０を介在させた側管６と、主管５と側管６とを合流器１９により合流した合流管７とから構成されており、主管５および側管６にはそれぞれ、主管５を開閉する第１電磁弁１０（ＳＶ１）および側管６を開閉する第２電磁弁１１（ＳＶ２）が設けられている。また、主管５および側管６には、第１電磁弁１０および第２電磁弁１１のそれぞれ下流側に、逆止弁１４および逆止弁１３が設けられている。また、合流管７には水の流量を測定するフローセンサ１７が設けられている。ここで、逆止弁の設置は、上記本実施形態に限定するものではなく、必要があれば、適宜、適切な位置に適切な数を設ければよい。また、湯用水道管３には湯用水道管３を開閉する第３電磁弁１２（ＳＶ３）が設けられている。

次に、本発明にかかる浄水システム１の制御部３０について図２を参照して説明する。

図２は、本発明にかかる浄水システム１の制御部３０を説明するブロック図である。制御部３０には、ＣＰＵなどから構成される演算装置３１が設けられており、演算装置３１には、（リセット信号を入力する）リセット３２、ブザー３３、振動子３４、設定スイッチ３５、メモリ３６、第１電磁弁駆動回路３７、第２電磁弁駆動回路３８、第３電磁弁駆動回路３９およびフローセンサ回路４０が接続されている。

第１電磁弁駆動回路３７、第２電磁弁駆動回路３８および第３電磁弁駆動回路３９は、それぞれ、第１電磁弁１０、第２電磁弁１１および第３電磁弁１２を駆動制御する回路である。本実施形態では、下述するように、フローセンサ１７の出力信号がフローセンサ回路４０を介して演算装置３１に入力し、入力したフローセンサ１７の出力信号に基づいて第１電磁弁駆動回路３７、第２電磁弁駆動回路３８および第３電磁弁駆動回路３９を介して、第１電磁弁１０、第２電磁弁１１および第３電磁弁１２を開閉制御する。

次に、本発明にかかる浄水システム１の水用水道管２において、原水と（側管６を通過した）水（以下「浄水」という）とを切換える制御手順について図３から図６を参照して説明する。

図３および図４は、浄水システム１の水用水道管２において、制御部３０により原水と浄水とを切換えるための制御フローチャートであり、図５および図６は、浄水システム１の制御部３０の制御フローにおけるタイミングチャートである。

まず、ステップＳ０で浄水システム１の電源をＯＮにする。すると、ステップＳ１で浄水システム１は運転スタンバイ状態になる。運転スタンバイ状態では、第１電磁弁１０（ＳＶ１）は「開」に、第２電磁弁１１（ＳＶ２）は「閉」になるように制御部３０により制御される。この場合、図５の（Ａ）に示すように、第２電磁弁１１（ＳＶ２）が「閉」になった後に第１電磁弁１０（ＳＶ１）が「開」になるように制御される。これにより、運転スタンバイ状態では原水が主管５を流通する。（以下、この状態を「原水モード」と言い、カランから浄水が吐出する状態を「浄水モード」という。）そして、浄水システム１が原水モードになったら、制御部３０は、ブザー３３からブザー音「ピー」を発声させる。これにより、浄水システム１が原水モードであることを操作者に認識させることができる。ここで、第２電磁弁１１（ＳＶ２）を「閉」した後に第１電磁弁１０（ＳＶ１）を「開」にすることにより、浄水器２０への原水の流入を抑止することができる。そのため、フィルタ６の過度の使用が抑止され、フィルタ６の寿命の短命化を抑止することができる。

ステップＳ２では、浄水モードの検出を行う。本実施形態では、カランをＴ０秒間「閉」にして再度「開」にするというカラン操作を実行する。すると、図５の（Ｄ）に示すように、フローセンサ１７の出力信号がＴ０秒間「ＯＦＦ」になった後、再度、出力信号が出力される（以下、これを「浄水モード切換え信号」という）。すなわち、浄水モード切換え信号を検出したら（Ｙ）、制御部３０は、浄水システム１を原水モードから浄水モードへ切換えるように、第１電磁弁１０（ＳＶ１）と第２電磁弁１１（ＳＶ２）を制御するため、ステップＳ３に進む。もし検出しなかったら（Ｎ）、ステップＳ２に留まり、浄水モード切換え信号の検出を待つ。このように、本発明にかかる浄水システム１では、カランの操作により、原水モードから浄水モードへ切換える。

ステップＳ３では、水用水道管２に流れている水量が所定量以上あるかどうかを確認する。水用水道管２に水が流れるとフローセンサ１７から図５の（Ｂ）に示すようにクロック信号がフローセンサ１７からの出力信号として出力される。クロック信号の周波数（Ｈｚ）は水用水道管２に流れる水量が多いほど高周波数になる。そこで、ステップＳ３では、フローセンサ１７の出力信号が、（水量が所定量以上あるかどうかを確認するための閾値である）Ａ１Ｈｚより大きいかを判断し、大きい場合（Ｙ）は流量が適正とあると判断して、ステップＳ４に進む。Ａ１Ｈｚ以下の場合（Ｎ）は、ステップＳ３に留まり、フローセンサ１７の出力信号がＡ１Ｈｚを超えるまで待つ。

ステップＳ４およびステップＳ５では、浄水システム１を原水モードから浄水モードに切換える。図５の（Ｄ）に示すように、まず、ステップＳ４で、第２電磁弁１１（ＳＶ２）を「開」とし、その後、ステップＳ５で第１電磁弁１０（ＳＶ１）を「閉」となるように制御部３０により制御される。ここで、第１電磁弁１０（ＳＶ１）を「閉」後に第２電磁弁１１（ＳＶ２）を「開」にしたり、第１電磁弁１０（ＳＶ１）の「閉」と第２電磁弁１１（ＳＶ２）の「開」を同時に行うと水用水道管２に流れている水量が一時減少するため、制御部３０が、例えば、カランの閉止等と誤検知する恐れがある。このため、上記の手順で第１電磁弁１０（ＳＶ１）と第２電磁弁１１（ＳＶ２）を制御することにより、水用水道管２に流れている水量が所定以上であることを維持しつつ浄水システム１を原水モードから浄水モードに切換えることができる。

浄水システム１が原水モードから浄水モードに切換ったら、ステップＳ６で、制御部３０は、ブザー３３からブザー音「ピッ」を発声させる。これにより、浄水システム１が原水モードから浄水モードへ切換ったことを操作者に認識させることができる。すなわち、ブザー３３からブザー音によりカランから吐出している水が原水か浄水かを識別することができる。

ステップＳ７およびステップＳ８では、浄水モードへ切換後、水用水道管２に流れている水量が所定以上を維持しつつ（ステップＳ７で「Ｙ」）、Ｔ１秒を超える（ステップＳ８で「Ｙ」）場合、カランから流出している水が飲用可能な浄水であると判断し、ステップＳ９で、制御部３０は、ブザー３３からブザー音「ピピッ」を発声させる。これにより、カランから吐出している水が飲用可能な浄水であることを操作者に認識させることができる。

ステップＳ７で、水用水道管２に流れている水量が所定以下の場合（Ｎ）は、カランが「閉」となっているか、または、水用水道管２に不具合は生じている恐れがある。この場合は、ステップＳ１２に進み、浄水システム１を浄水モードから原水モードに戻す（切換える）ようにする。

ステップＳ１０では、水用水道管２に流れている水量が所定量以上あるかどうかを再度確認する。上記ステップＳ７の場合と同様、水用水道管２に流れている水量が所定以下の場合（Ｎ）は、カランが「閉」となっているか、または、水用水道管２に不具合は生じている恐れがあるので、ステップＳ１２に進み、浄水システム１を浄水モードから原水モードに戻す（切換える）ようにする。

ステップＳ１０で、水用水道管２に流れている水量が所定量を超えている場合は、正常に浄水がカランから吐出しているものと判断する。

ステップＳ１１で、浄水が所定時間であるＴ２秒を超えて連続的のカランから吐出すると、図６の（Ｆ）に示すように、ステップＳ１２で第２電磁弁１１（ＳＶ２）を「閉」にした後、ステップＳ１３で第１電磁弁１０（ＳＶ１）を「開」にして、浄水システム１を浄水モードから原水モードに切換え、ステップＳ１４において、制御部３０は、ブザー３３からブザー音「ピー」を発声させる。これにより、浄水システム１が原水モードであることを操作者に認識させる。浄水システム１が原水モードに切換ったら、ステップＳ２に戻り、浄水モードの検出状態になる。このように、浄水モードの連続吐出時間を制限することにより、浄水モードの過度な使用を防止して、浄水器２０内のフィルタ１６の寿命の短命化を抑止する。

また、ステップＳ１１で、浄水モードの使用時間の積算時間を判定してもよい。Ｔ２秒をフィルタ１６の使用可能時間（寿命時間）とすることにより、ステップＳ１１で、フィルタ１６の寿命を判定し、寿命に達したら、ステップＳ１４におけるブザー３３からブザー音を他と異なる、例えば、「ピッピッピー」とすることにより、フィルタ１６の寿命を操作者に知らせて、フィルタ１６の交換を促すことができる。

図６の（Ｅ）に示すように、浄水モードの状態でカランを「閉」にして吐出を止めると、上記のように、ステップＳ１２からステップＳ１４を実施して、浄水システム１を浄水モードから原水モードに切換える。

上述のように、本発明にかかる浄水システム１では、簡易な操作パターンでカランの操作を行うことにより、原水モードと浄水モードとを切換えることができる。このため、特許文献１に開示されたような操作用のタッチパネルなどを必要としない。これにより、例えば、流し台の下部に浄水システムを設置する際に、流し台の上面あるいは側面などに操作部分の追加工事を行う必要がないため、既設の流し台やカランなどに、容易に浄水システムを設置することができる。また、機器代金、工事費も抑止することができるのである。

次に、湯用水道管３に設けられた第３電磁弁１２（ＳＶ３）の制御について説明する。図６の（Ｇ）および（Ｈ）に示すように、第３電磁弁１２（ＳＶ３）と第２電磁弁１１（ＳＶ２）とは排他的に開閉制御される。すなわち、第２電磁弁１１（ＳＶ２）が「開」時には第３電磁弁１２（ＳＶ３）は「閉」に（図６の（Ｇ））、第２電磁弁１１（ＳＶ２）が「閉」時には第３電磁弁１２（ＳＶ３）は「開」に（図６の（Ｈ））なるように制御部３０により制御される。これにより、浄水と湯が同時にカランから吐出することを防止することができ、浄水に湯が混入する事故を防ぐことができる。

ここで、浄水システム１は浄水システムの一例であり、水用水道管２は原水経路の一例であり、主管５は原水路の一例であり、側管６は浄水路の一例であり、分流器１８は分岐部の一例であり、合流器１９は合流部の一例であり、第１電磁弁１０（ＳＶ１）は第１の電磁弁の一例であり、第２電磁弁１１（ＳＶ２）は第２の電磁弁の一例であり、第３電磁弁１２（ＳＶ３）は第３の電磁弁の一例であり、浄水器２０は浄水器の一例であり、フローセンサ１７はフローセンサの一例であり、制御部３０は制御部の一例であり、ブザー３３はブザーの一例である。

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明はかかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることが、理解されるべきである。

上記実施形態では、ブザー３３のブザー音にて、浄水システム１が原水モードか浄水モードかを識別したが、識別方法はこれに限定するものではなく、例えば、図２に示すように振動子３４を備え、振動信号（振動パターン）により識別可能にしてもよい。これにより聴覚障害者であっても識別することが可能になる。また、ブザー音と振動信号の両方を併用してもよい。この場合、音声が聞き取りにくい環境でも確実に識別することが可能になる。識別手段は、ブザー音や振動信号に限定することなく、ＬＥＤなどで視覚的に識別可能にしてもよい。

また、ブザー音は上記実施形態に示したものに限定するものではなく、様々なパターンのブザー音を採用することができるし、上記実施形態に示した場合以外でも様々な状態に応じて適宜、適切なブザー音を発声してもよい。さらに言えば、例えば、浄水モード時においては「ピッ、ピッ、ピッ、・・・」と連続的にブザー音を発声してもよい。この場合、浄水モードがより正確に認識させることができる。

また、ブザー３３に代えてスピーカを採用してもよい。この場合、メロディにより浄水システムの各状態を識別できるようにして、浄水システムを違和感なく快適に利用してもらうことができる。

また、上記実施形態に示した浄水システム１を原水モードから浄水モードに切換えるためのカランの操作パターンは一例であって、これに限定するものではない。勿論ながら、他の操作パターンを採用してもよい。

また、上記実施形態では、主管５などの開閉に電磁弁を採用したが、これに限定するものではなく、例えば、電池弁などを採用してもよい。これにより、電源に電池を採用可能となり、商用電源を用いる場合に比べ、電気工事が不要になる。

また、上記実施形態に示した浄水システム１では湯用水道管３も含めた構成になっているが、水用水道管２のみの構成としてもよい。

前記実施形態から把握できる技術的思想について記載する。
（１）水道管と接続する原水経路と、
前記原水経路を原水路と、浄水器を介在させた浄水路とに分岐する分岐部と、
前記原水路に設けられた第１の電磁弁と、
前記浄水路において前記分岐部と前記浄水器との間に設けられた第２の電磁弁と、
前記分岐部により分岐された前記原水路と前記浄水路とを合流させる合流部と、
合流部と接続し、原水或いは浄水を流出するカランと、
合流部とカランとの間の経路に設けられたフローセンサと、
前記第１の電磁弁と前記第２の電磁弁とを制御する制御部とを備えた浄水システムにおいて、
前記制御部は、前記カランの操作に応じて前記フローセンサから出力される出力信号に基づいて、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の開閉制御し、原水と浄水とを切換え可能にしたことを特徴とする浄水システム。

（２）前記制御部にはブザーを備え、ブザー音により、原水と浄水とのいずれに切り換えたかを識別可能にしたことを特徴とする技術的思想（２）に記載の浄水システム。

（３）前記制御部には振動子を備え、該振動子による振動信号により原水と浄水とのいずれに切換ったか切り換えたかを識別可能にしたことを特徴とする技術的思想（１）又は（２）に記載の浄水システム。

（４）前記カランに接続する温水路を備えた浄水システムにおいて、
前記温水路には第３の電磁弁を備え、
前記制御部は、前記第２の電磁弁と前記第３の電磁弁とを排他的に動作させることを特徴とする技術的思想（１）及至（３）のいずれか１項に記載の浄水システム。

（５）前記カラン操作は所定の時間間隔でカランの開閉を実施することにより原水と浄水とを切換可能とすることを特徴とする技術的思想（１）及至（４）のいずれか１項に記載の浄水システム。

（６）水道管と接続する原水経路と、
前記原水経路を原水路と、浄水器を介在させた浄水路とに分岐する分岐部と、
前記原水路に設けられた第１の電磁弁と、
前記浄水路において前記分岐部と前記浄水器との間に設けられた第２の電磁弁と、
前記分岐部により分岐された前記原水路と前記浄水路とを合流させる合流部と、
合流部と接続し、原水或いは浄水を流出するカランと、
合流部とカランとの間の経路に設けられたフローセンサと、
前記第１の電磁弁と前記第２の電磁弁とを制御する制御部とを備えた浄水システムにおいて、
前記制御部は、前記カランの操作に応じて前記フローセンサから出力される出力信号に基づいて、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の開閉制御し、原水と浄水とを切換え可能にし、
前記制御部の制御には、前記フローセンサから出力される出力信号に基づいて、前記第１の電磁弁を閉弁および前記第２の電磁弁を開弁して、原水から浄水へ切換える制御が含まれる、
ことを特徴とする浄水システム。

（７）水道管と接続する原水経路と、
前記原水経路を原水路と、浄水器を介在させた浄水路とに分岐する分岐部と、
前記原水路に設けられた第１の電磁弁と、
前記浄水路において前記分岐部と前記浄水器との間に設けられた第２の電磁弁と、
前記分岐部により分岐された前記原水路と前記浄水路とを合流させる合流部と、
前記合流部と接続し、原水或いは浄水を流出するカランと、
前記合流部と前記カランとの間の経路に設けられたフローセンサと、
前記第１の電磁弁と前記第２の電磁弁とを制御する制御部とを備えた浄水システムにおいて、
前記制御部は、前記カランの操作に応じて前記フローセンサから出力される出力信号に基づいて、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の開閉を制御し、原水と浄水とを切換え可能にし、
前記制御部の制御には、前記第１の電磁弁が開いている状態および前記第２の電磁弁が閉じている状態で、前記カランから原水が流出して前記フローセンサから前記出力信号が出力されているときに、前記カランの操作に応じて前記出力信号がいったん途切れてから再び出力されるパターンに基づいて、前記第１の電磁弁を開いている状態から閉じている状態にし、かつ前記第２の電磁弁を閉じている状態から開いている状態にして、原水から浄水へ切換える制御が含まれる、ことを特徴とする浄水システム。

１・・浄水システム
２・・水用水道管
３・・湯用水道管
４・・流入管
５・・主管
６・・側管
７・・合流管
１０・・第１電磁弁（ＳＶ１）
１１・・第２電磁弁（ＳＶ２）
１２・・第３電磁弁（ＳＶ３）
１３、１４、１５・・逆止弁
１６・・フィルタ
１７・・フローセンサ
１８・・分流器
１９・・合流器
２０・・浄水器
３０・・制御部
３３・・ブザー

Claims (2)

1. 水道管と接続する原水経路と、
   前記原水経路を原水路と、浄水器を介在させた浄水路とに分岐する分岐部と、
   前記原水路に設けられた第１電磁弁と、
   前記浄水路において前記分岐部と前記浄水器との間に設けられた第２電磁弁と、
   前記分岐部により分岐された前記原水路と前記浄水路とを合流させる合流部と、
   前記合流部と接続し、原水或いは浄水を流出するカランと、
   前記合流部と前記カランとの間の経路に設けられたフローセンサと、
   前記第１電磁弁と前記第２電磁弁とを制御する制御部とを備えた浄水システムにおいて、
   前記制御部は、前記カランの操作パターンに応じた、前記フローセンサから出力される出力信号の変動のパターンに基づいて、前記第１電磁弁および前記第２電磁弁の開閉を制御し、原水モードから浄水モードへと操作者の任意に切換え可能であることを特徴とする浄水システム。
2. 水道管と接続する原水経路と、
   前記原水経路を原水路と、浄水器を介在させた浄水路とに分岐する分岐部と、
   前記原水路に設けられた第１電磁弁と、
   前記浄水路において前記分岐部と前記浄水器との間に設けられた第２電磁弁と、
   前記分岐部により分岐された前記原水路と前記浄水路とを合流させる合流部と、
   前記合流部と接続し、原水或いは浄水を流出するカランと、
   前記合流部と前記カランとの間の経路に設けられたフローセンサとを備えた浄水システムに用いられる制御部において、
   前記カランの操作パターンに応じた、前記フローセンサから出力される出力信号の変動のパターンに基づいて、前記第１電磁弁および前記第２電磁弁の開閉を制御し、前記浄水システムを原水モードから浄水モードへと操作者の任意に切換え可能であることを特徴とする制御部。

Images