| 【発明の名称】 |
水栓装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】永石 昌之
【氏名】福田 幸弘
【氏名】高木 健
【氏名】北崎 聡
【氏名】臼井 宏之
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| 【要約】 |
【課題】水中に空気を強制混入することによって水量を低減することによって節水効果を得る際に、水中に空気を強制混入する空気供給装置を外部電源を用いずに駆動する。
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 水栓本体と、給水源と水栓本体とを連結する給水路と、該給水路中の流水を利用して発電する発電機と、該発電機を電源とする空気供給手段とを備え、前記空気供給手段によって流水に空気を強制的に混入して水栓本体から吐水するようにしたことを特徴とする水栓装置。
【請求項２】 前記発電機で発電した電気を蓄電する畜電池を有することを特徴とする請求項１記載の水栓装置。
【請求項３】 前記発電機で発電された電気を、水の吐出及び止水を行う開閉弁の電源とすることを特徴とする請求項１乃至２記載の水栓装置。
【請求項４】 前記発電機で発電された電気を、人体感知センサーの電源とすることを特徴とする請求項１乃至２記載の水栓装置。
【請求項５】 前記発電機で発電された電気を、前記空気供給手段の動作を制御する制御部の電源とすることを特徴とする請求項１乃至２記載の水栓装置。
【請求項６】 前記開閉弁の電源として、外部の照度によって発電を行うことができる光発電装置を付加したことを特徴とする請求項３記載の水栓装置。
【請求項７】 前記空気供給手段は、給水路に設けられた水車の回転数にしたがって水中への空気の供給量を調節することを特徴とする請求項１乃至６記載の水栓装置。
【請求項８】 前記空気供給手段は水の吐出及び止水を行う開閉弁の開動作に連動して空気の供給を開始し、閉動作に連動して空気の供給を中止することを特徴とする請求項１乃至７記載の水栓装置。
【請求項９】 前記空気供給手段は、前記発電機で発電された発電量が任意の発電量を超えた場合に空気の供給を行うことを特徴とする請求項１乃至６記載の水栓装置。
【請求項１０】 前記空気供給手段は、前記給水路内を流れる水量が任意の流量を超えた場合に強制的に水中に空気の供給を行うことを特徴とする請求項１乃至６記載の水栓装置。
【請求項１１】 前記空気供給手段は、空気供給を行うか否かの切換手段を有することを特徴とする請求項１乃至１０記載の水栓装置。
【請求項１２】 前記空気供給手段は、間欠的に空気供給を行うことを特徴とする請求項１乃至６記載の水栓装置。
【請求項１３】 前記空気供給手段は、前記水車にかかる水圧に応じて水中への空気の供給量を調節することを特徴とする請求項１乃至４記載の水栓装置。
【請求項１４】 前記空気供給手段は、前記開閉弁にかかる水圧に応じて水中への空気の供給量を変化させることを特徴とする請求項１乃至６記載の水栓装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水栓に関し、特に発電で得られた電気を用いて水中に空気を強制混入する水栓に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、水栓において水の流れる勢いを用いて自己発電を行い、発電した電気を用いて感知センサーや開閉弁の動作を行っていた。また、発電した電気を畜電池に蓄電して用いることを行ってきた。
【０００３】また、水中に空気を強制混入することによって水量を低減することによって節水効果が得られることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では節水効果を得るため、水中に空気を強制混入するため外部電源を用いて空気供給装置を作動させていた。そのため、水栓装置を設置する際、外部電源のない場所においては新たに外部電源を設置するための取り付けを行わなければならなかった。
【０００５】そこで本発明は前記問題を解決して従来の水栓機能を更に充実させようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明の水栓は、節水効果を得るための水中への空気強制混入を行う空気供給手段の動作電源を、従来センサーや開閉弁の動作に用いてきた流水を用いて発電を行う発電機を用いることで、別途外部電源を設置することなく、水量、電気共に節約することができ、従来の節水効果のある水栓機能をさらに充実させることができる。
【０００７】また請求項１記載のように水栓本体と、給水源と水栓本体とを連結する給水路と、該給水路中の流水を利用して発電する発電機と、該発電機を電源とする空気供給手段とを備え、前記空気供給手段によって流水に空気を強制的に混入して水栓本体から吐水するようにしたことを特徴とすることで、従来外部電源又は一次電池で動作していた空気供給装置の動作電源を流水路中の流水を利用して発電する発電機にすることで、水栓装置の水供給動作で電気を供給することができ従来水栓よりも更に節電効果を得ることができ、前記空気供給装置で水中に空気を混入することで、水量低減、洗浄感維持、水はね防止等の効果を得ることができる。
【０００８】また請求項２記載のように前記発電機で発電した電気を蓄電する畜電池を有することで、水栓装置使用時に発電した電気を畜電池にに蓄電でき、次回水栓装置を用いるとき発電機での発電が始まるまでの空気供給装置の電源として用いることができ、外部電源や１次電池を別途設置することなく電源を得ることができる。
【０００９】また請求項３記載のように前記発電機で発電された電気を、水の吐出及び止水を行う開閉弁の電源とすることで、外部電源や一次電池を別途設置することなく水栓装置の水供給動作による発電によって開閉弁に電気を供給することができる。
【００１０】また請求項４記載のように前記発電機で発電された電気を、人体感知センサーの電源とすることで、外部電源や一次電池を別途設置することなく水栓装置の水供給動作による発電によって空気供給手段に電気を供給することができる。
【００１１】また請求項５記載のように前記発電機で発電された電気を、前記空気供給手段の動作を制御する制御部の電源にすることによって、人体感知センサー及び制御部を、外部電源や一次電池を別途設置することなく水栓装置の水供給動作による発電によって動作させることができる。
【００１２】また請求項６記載のように前記開閉弁の電源として、外部の照度によって発電を行うことができる光発電装置を付加したことによって、水栓装置を設置している場所の外部の明るさを使用して光発電を行うことができ、給水路中の流水を利用した発電が不可能な場合でも開閉弁に電気を供給することができるため、開閉弁はを常時動作させることができる。
【００１３】また請求項７記載のように前記空気供給手段は、給水路に設けられた水車の回転数にしたがって水中への空気の供給量を調節することによって、水車の回転数がある一定未満であれば空気の供給を行わず、一定以上であればその時の水車の回転数に応じて空気の供給量を調節することでき、水栓装置使用時の洗浄感、使用感維持や水はね防止の効果を得ることができ、また水栓装置設置場所の様々な水量及び水圧に対応した空気供給量を調節することができ、設置場所による洗浄感、使用感、水はねの差を低減することができる。
【００１４】また請求項８記載のように前記空気供給手段は前記開閉弁の開動作に連動して空気の供給を開始し、閉動作に連動して空気の供給を中止することによって、吐出時に空気の無混入、止水時の空気のみの流出を防ぐことができ、節水効果の保持及び使用者の故障であるという誤認識を防ぐことができる。
【００１５】また請求項９記載のように前記空気供給手段は、前記発電機で発電された発電量が任意の発電量を超えた場合に空気の供給を行うことによって、任意の発電量を超えたことによる電気の安定供給によって空気供給装置を動作させ、流水への空気供給を安定に行うことができる。
【００１６】また請求項10記載のように前記空気供給手段は、前記給水路内を流れる水量が任意の流量を超えた場合に強制的に水中に空気の供給を行うことによって、少水量時の空気の過剰混入を防ぐことができ、洗浄感、使用感を維持することができる。
【００１７】また請求項11記載のように前記空気供給手段は、空気供給を行うか否かの切換手段を有することによって、水栓装置使用者の用途に応じて流水中に空気を混入するか否かを使い分けることができる。
【００１８】また請求項12記載のように前記空気供給手段は、間欠的に空気供給を行うことによって、従来の洗浄感、使用感を維持しつつ使用水量を低減することができ節水効果を得ることができる。
【００１９】また請求項13記載のように前記空気供給手段は、前記水車にかかる水圧に応じて水中への空気の供給量を調節することによって、水栓装置設置場所の様々な流水圧に対応した空気供給量を調節することができ、設置場所による洗浄感、使用感、水はねの差を低減することができる。
【００２０】また請求項14のように前記空気供給手段は、前記開閉弁にかかる水圧に応じて水中への空気の供給量を変化させることによって、水栓装置設置場所の様々な流水量に対応した空気供給量を調節することができ、設置場所による洗浄感、使用感、水はねの差を低減することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１、図２は本発明の実施例における水栓の構成図である。
【００２２】図1において水栓本体１と、給水源２と水栓本体１とを連結する給水路３と、給水路３中の流水を利用して発電する発電機４と、発電機４を電源とする空気供給手段５とを備え、空気供給手段５によって流水に空気を強制的に混入して水栓本体１から吐水する水栓装置である。
【００２３】.前記給水路３には水の吐出及び止水を行う開閉弁６があり、水栓本体に付属する人体感知センサー７からの感知信号に基づいて水の吐出及び強制的に水中に空気を供給する動作を制御する制御部８により開閉弁６は開動作により吐水を行い、空気供給手段５は水中への空気強制混入を行う。また、人体感知センサー７からの感知信号が止まると開閉弁６は閉動作により止水を行い、それと同時に空気供給手段５も水中への空気の強制混入を中止する。
【００２４】また空気供給手段５、開閉弁６、人体感知センサー７、制御部８は発電機４を電源としており、発電機４は給水路３中の流水を利用して発電を行うものである。発電方法としては、水車を用いて回転エネルギーを電気エネルギーに変換する水力発電や、素子に圧力をかけると電気を発生する圧電素子などを用いて水圧によって発電を行う方法などを用いる。
【００２５】また空気供給手段５は電気を用いて強制的に給水路３中に空気を混入でき、空気量を充分混入できるもの、例えば空気ポンプなどを用いて空気混入を行う。
【００２６】また発電機４で発電を行い得られた電気は前記各部の動作に使用され、使用されなかった電気は畜電池９に蓄電される。蓄電された電気は人体感知センサー７の動作や次回水栓装置を使用する際の開閉弁６と空気供給手段５の動作に用いられる。
【００２７】また開閉弁６及び空気供給手段５は外部の照度によって発電を行うことができる光発電装置９を電源とすることもできる。光発電装置10を電源とすることで発電機４からの電気の供給がなくても開閉弁６の動作が可能であり、開閉弁６の開動作によって流水路に水が流れて発電機４で発電が行える。光発電装置10としては、ソーラーパネルを用いた光発電装置などを用いる。
【００２８】図2において給水路３に設けられた水車11は発電機4内にあり、流水を利用した水車の回転によって発電を行うものである。
【００２９】開閉弁６が開状態になり水が発電機４内の水車11に流れ込むと水車11は流水によって回転し発電を行うと同時に、水車11の回転数に応じて空気供給手段５に回転数信号を送り、その回転数信号に応じて空気供給手段５は給水路３に空気を強制混入する。この時、回転数が一定量未満であれば空気の混入を行わず、一定量以上であればその回転数に応じて空気混入量を調節する。これにより、水栓使用開始時の少水量の際に空気の勢いによって水が飛び散るのを防ぐことができる。
【００３０】また、水車11は流水によって回転し発電を行うと同時に、水車11に流れ込む水量や水車11にかかる水圧に応じて空気供給手段５に信号を送り、その信号に応じて空気供給手段5は流水路３に空気を強制混入する。この時、水量、水圧が一定量未満であるときは空気の混入を行わず、一定量以上であればその水量、水圧に応じて空気混入量を調節する。
【００３１】また、空気供給手段５は給水路３に空気を混入するか否かを前記のように水車11の回転数、流れ込む水量、かかる水圧によって制御する方法の他に、スイッチ等の手動切換を行うことで選択でき、使用者の使用用途や水栓の使用感、洗浄感の維持より、手動又は自動で行うことができる。
【００３２】また、空気供給手段５において各条件に応じて空気混入量を調整する手段としては、例えば空気供給手段５から給水路３に空気を送る通路内に開口面積で空気量を調節する弁を設け、該弁は各条件に応じて開閉を行うことで開口面積を変化させ空気量を調節するものである。
【００３３】また、水車11において該水車の回転数に応じて空気量を調節するが、回転数を検出する方法として、例えば水車11の主軸と同一軸上に磁石を設け、水車11の羽根の一つに磁石に反応してパルス波を出すホール素子を設け、該ホール素子から検出されたパルス波の数によって回転数を検出し、得られた値に応じて前記空気供給装置５から空気が供給される。
【００３４】また、発電機４において通水路３内の流水を利用して発電された電気は、例えば発電機４から発電されて流れ出る電流を測定する電流測定器などを用いて発電量を測定し、測定された発電量に応じて前記空気供給手段５から空気を供給する。
【００３５】また、水車11において水車にかかる水圧に応じて空気混入量を調節するが、水車11にかかる水圧に応じて、水車11の回転数も変化するため水圧の検出方法として前記回転数検出同様に、例えば水車11の主軸と同一軸上に磁石を設け、水車11の羽根の一つに磁石に反応してパルス波を出すホール素子を設け、該ホール素子から検出されたパルス波の数によって回転数を検出することで圧力を検出する。
【００３６】また、空気供給手段５において、通水路３を流れる水量が任意の流量を超えた場合空気供給を行うが、このとき通水路３を流れる水量の任意量を確認する方法としては、例えば通水路３中に流量センサーを設け、流量センサーで任意の流量を超えたことを判断すると空気供給手段５に動作信号を送り、その動作信号に伴なって空気供給手段５は流水中に空気を供給する。
【００３７】また、空気供給手段５において、人体感知センサー７が人体の一部を感知したことを知らせる感知信号を開閉弁６に送るのと同時に該空気供給手段５にも送り、この信号を受けることで空気供給手段５は動作を始め、流水中に空気混入を始める。また、人体を感知する感知信号が途絶えると空気供給手段５は動作を停止し流水中への空気混入を中止する。
【００３８】また、空気供給手段５において、開閉弁６にかかる水圧を検知してその水圧に応じて流水中に空気混入を行うが、開閉弁６の水圧検知方法としては、開閉弁６の水との接触面に、圧力を加えることによって電気を生じる圧電素子を取り付けることにより、圧電素子にかかる圧力に応じて発生する電気量は異なるためこの電気信号を空気供給手段５に送り、その信号に応じて空気量を調節するものである。
【００３９】また、空気供給手段５において、空気供給手段５から通水路に空気を送る通路内に設けた空気量を調節する弁を設け、該弁は水車11の回転に連動して上下運動を行い、それにとも伴なって空気が間欠的に流水中に供給される。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００１００８７
【氏名又は名称】東陶機器株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年２月１日（２０００．２．１） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２１４４８０（Ｐ２００１−２１４４８０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年８月７日（２００１．８．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２４３１４（Ｐ２０００−２４３１４） |
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