JP2005069563A

JP2005069563A - 熱変換装置

Info

Publication number: JP2005069563A
Application number: JP2003299837A
Authority: JP
Inventors: Takao Kojima; 孝男小島
Original assignee: Toko Electric Corp
Current assignee: Takaoka Toko Co Ltd
Priority date: 2003-08-25
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2023-08-25
Also published as: JP4179503B2

Abstract

【課題】
家屋の新築或いは改築を要せずに、既設の浴室設備に極めて容易に適用可能とし、冬期に限らず乾燥機能を備え梅雨時期において乾燥室として利用する等ほぼ年間を通じて活用出来て、しかも低コストで扱い易い浴室暖房や浴室乾燥の用に供する熱変換装置を提供するものである。
【解決手段】
浴槽内温水の蓄熱エネルギーを浴室内に放熱拡散させて浴室内の温度を制御する熱変換装置１００であって、温水を導くノズル１と、ノズル１内に温水を通流させるポンプ２と、空気の流路となるダクト３と、ダクト３内に空気を取り込み拡散させるファン４と、温水の蓄熱エネルギーをダクト３内の空気へ熱伝導して熱変換するフィン５と、これらを覆うカバーと１０、を備え、浴槽に据え付け可能に構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体−気体間の熱変換装置、特に一般家庭の浴室に設置し、老人等の入浴前に予め浴室を暖房する浴室暖房、または、残り湯の蓄熱エネルギーを利用した浴室乾燥の用に供する熱変換装置に関する。

冬期の浴室や脱衣場における老人、幼児又は病人等の入浴に際し、冷温による不快感を低減する、或いは、特に老人の心臓への負担を軽減し脳卒中の予防をはかる為に、予め浴室を暖めて保温することが行われている。このような保温に関する従来技術として、例えば特許文献１（発明の名称：暖房機能付きの風呂装置）がある。

特許文献１の装置は、すなわち、循環ポンプと三方弁の切り替え制御によって、浴槽内の湯が、循環路、副熱変換器、暖房ユニット等を経て、副熱変換器で追い焚きされると共に、暖房ユニットを循環して浴室を予め暖房し保温する装置である。

特開２００１−４１４７５号公報（段落番号００１６〜００３８，図１，図２）

しかしながら、特許文献１に記載された発明に係る「暖房機能付きの風呂装置」をはじめ他の公知の浴室暖房装置は、概して大掛かりで複雑な設備と膨大なプログラム量による制御等を必要とし、当然に初期投資額やランニングコストも嵩んでいた。
また、家屋の新築、または、浴室、トイレ等水回り一括の改築を施さなければ浴室暖房装置を併設出来ない不都合もあった。
さらにまた、浴室暖房装置が主に秋口から冬期、春先の限定された期間にしか利用されない事もあり、一般家庭においては費用対効果の兼ね合いから、浴室暖房装置の設置に踏み切れない事情も有していた。

そこで、本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、家屋の新築或いは改築を要せずに、既設の浴室設備に極めて容易に適用可能とし、冬期に限らず乾燥機能を備え梅雨時期において乾燥室として利用する等ほぼ年間を通じて活用出来て、しかも低コストで扱い易い浴室暖房や浴室乾燥の用に供する熱変換装置を提供するものである。

本発明の請求項１に係る熱変換装置は、
浴槽内温水の蓄熱エネルギーを浴室内に放熱拡散させて浴室内の温度を制御する熱変換装置であって、
温水を導くノズルと、
ノズル内に温水を通流させるポンプと、
空気の流路となるダクトと、
ダクト内に空気を取り込み拡散させるファンと、
温水の蓄熱エネルギーをダクト内の空気へ熱伝導して熱変換するフィンと、
ノズル、ポンプ、ダクト、フィン及びファンを覆うカバーと、
を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る熱変換装置は、
請求項１記載の熱変換装置において、
樹脂にて被覆成形し、浴槽の側壁に着脱自在に付設する据付部を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る熱変換装置は、
請求項１または請求項２に記載の熱変換装置において、
空気の温度計測を行って温度計測値を出力する計測処理部と、
室内温度を設定する設定部と、
計測処理部の温度計測値と設定部の室内温度設定値とにより運転制御を行う演算部と、
を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る熱変換装置は、
請求項３に記載の熱変換装置において、
空気の温度計測値が室内温度設定値に達した際に完了音を発生する発信部を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る熱変換装置は、
請求項３または請求項４に記載の熱変換装置において、
ポンプの回転トルク変化により満水を検出して警報音を発生する水位監視部を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項６に係る熱変換装置は、
請求項３〜請求項５の何れか一項に記載の熱変換装置において、
電灯線搬送を介した伝送部を備え、遠隔地からの操作を可能とすることを特徴とする。

また、本発明の請求項７に係る熱変換装置は、
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の熱変換装置において、
浴槽内温水の蓄熱エネルギーを浴室内に放熱し拡散させることにより、浴室を乾燥させることを特徴とする。

以上のような本発明によれば、家屋の新築或いは改築を要せずに、既設の浴室設備に極めて容易に適用可能とし、冬期に限らず乾燥機能を備え梅雨時期において乾燥室として利用する等ほぼ年間を通じて活用出来て、しかも低コストで扱い易い浴室暖房や浴室乾燥の用に供する熱変換装置を提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態について図に基づき説明する。
図１は本形態の熱変換装置の概略ブロック図、図２は熱変換装置の概略側断面図、図３は中央処理部の詳細なブロック図、図４は熱変換装置の外観図である。熱変換装置１００は、図１で示すように、ノズル１、ポンプ２、ダクト３、ファン４、フィン５、モータ駆動部６、表示部７、中央処理部８、電源部９、ケース１０を備えている。

ノズル１は、後述するが浴槽内の温水、残り湯、或いは、浴槽内へ給水された冷温水を導く機能を有している。
ポンプ２は、ノズル１内にこれら温水等を通流させるよう吸引する機能を有している。
ダクト３は、浴室内の空気を通過させる流路である。

ファン４は、ダクト３内に空気を取り込み拡散させる。
フィン５は、ダクト３内に取り込まれた空気に浴槽内の温水又は残り湯の蓄熱エネルギーを伝導伝達して熱変換する。
モータ駆動部６は、ポンプ２およびファン４を駆動するモータである。

表示部７は、文字・数字等を表示する機能を有している。表示部７は、例えば、図４（ｃ）で示すように、正面にて表示を行う。
中央処理部８は、モータ駆動部６および表示部７に接続されて、各種の制御を行う。
この中央処理部８は、具体的には、図３で示すように、演算部８ａ、水位監視部８ｂ、発信部８ｃ、伝送部８ｄ、設定部８ｅ、計測処理部８ｆ、操作部８ｇを備えている。これら各部の動作については後述する。

電源部９は、ポンプ２、ファン４、モータ駆動部６、表示部７、中央処理部８に必要な電力を供給する。例えば、電源部９は電池、或いは、電池と共に切替可能として商用電源から電源を得られるようＡＣ／ＤＣ変換部としてもよい。
ケース１０は、上記の各部その他付属品を収納する。ケース１０はコンパクトに形成され、プラスチック等樹脂にて被覆されて防水機能を有する。また、図２，図４（ａ）の側面図で示すように、鉤型（略Ｌ字型）の据付部２０がケース１０に取り付けられている。この据付部２０とケース１０とにより、係止用凹部１０ａが形成される。

次に、本形態の熱変換装置１００の使用および使用時の熱変換動作について図を参照しつつ説明する。図５は熱変換装置の浴槽設置を説明する説明図である。
図５（ａ），（ｂ）で示すように、浴室３００内において、浴槽２００の周壁部２００ｂに、係止用凹部１０ａ（図２参照）を嵌めるように、熱変換装置１００を配置する。ノズル１の流入口１ａおよび流出口１ｂ（図１参照）は浴槽２００内の温水内に位置する。

続いて、中央処理部８の設定部８ｅ（図３参照）を操作し、表示部７に設定温度を表示し（図４（ｃ）参照）、確認しつつ浴室３００内の温度を設定する。中央処理部８の演算部８ａはこの浴室内温度設定値を例えば内臓メモリなどに登録する。続いて中央処理部８の操作部８ｇを操作して、熱変換装置１００を動作させると、図１で示すように、モータ駆動部６が駆動開始することにより、ポンプ２が動作し、また、ファン４が回る。

ポンプ２により流入口１ａから温水が流入し、フィン５の配置箇所、ポンプ２を経て流出口１ｂまで到達する。この際、温水の熱はフィン５へ熱伝導される。
また、図２で示すように、ファン４の回転により浴室３００内の空気が、ケース１０の流入口１０ｂを介して熱変換装置１００のダクト３内へ流入し、フィン５に接触する。空気はフィン５の熱により暖められた後に、ケース１０の流出口１０ｃから放出される。
フィン５では温水の熱が空気に伝導されて、熱変換が行われる。

このような熱変換処理時、中央処理部８の計測処理部８ｆは浴槽２００内の温水や、浴室３００内の空気等の温度計測を行い、演算部８ａへ温度計測値を出力する。演算部８ａは、計測処理部８ｆの温度計測値と浴室内温度設定値とが一致するように運転制御を行う。この運転制御は、例えば、ＯＮ・ＯＦＦ制御であり、浴室内温度設定値となるように制御する。これにより、浴室３００内の温度は設定した浴室内温度を維持する。この浴室内温度により、浴室暖房、または、浴室乾燥を実現する。

なお、この熱変換装置１００は浴槽２００の周壁部２００ｂに着脱可能に付設出来るので、ノズル端部をタップ切りスライド管構成や多段式テーパー管構成等を用いた伸縮自在なノズル長調整部を設け、浴槽２００内へ温水又は冷水を給水する際に、例えば、冷温水を給水している場合、ポンプ２の低回転動作時と、ノズル１内への冷温水流入時と、ポンプ２の負荷有無による回転トルク変化から満水を検出して警報音を発する水位監視部８ｂ（図３参照）を設けてもよい。

また、この熱変換装置１００は、上述の各部品を複数ユニットに分離形成し、配線等を施して金型内に装填し、プラスチック等樹脂充填した後金型を取り外す、いわゆる樹脂モールド形として一体被覆成形したケース１０としても良い。生産設備や生産台数の条件に応じて種々の構成を採用出来る。

また、操作部８ｇは、ポンプ２とファン４が連動動作するスイッチ部、または、ポンプ２とファン４とを独立動作させるマニュアル操作部を含めている。
また、遠隔操作を行えるよう例えば家庭内電灯線搬送路や小電力無線伝送路等を介した伝送部８ｄを備えている。
また、室内温度が設定値に達した際に完了音を発する発信部８ｃ等を備えている。
これら操作部８ｇ、伝送部８ｄ、または、発信部８ｃを適宜機能に応じて備えるようにしている。

このような構成を備える熱変換装置１００は、浴室３００に設置され、操作部８ｇのスイッチオンによりポンプ２やファン４を駆動する。そして、浴室３００内の空気が熱変換部である複数のフィン５を通過する際に、ノズル１内を流れる温水から蓄熱エネルギーが熱変換により空気に伝導した後に放出されるため、浴室３００内に熱を拡散させることが出来る。

そして、一般家庭の浴槽２００、浴室３００サイズでも、約１℃程度の浴槽内温水変化で浴室を１０℃程度アップする能力を有している。特にノズル１の両端の流入口１ａ・流出口１ｂで比重が変わるため惰性力の作用により節電効果の高いモータを採用する等省エネを徹底した熱変換装置１００としている。

また、この熱変換装置１００は、浴槽２００内の残り湯の蓄熱エネルギーを熱変換し浴室内を温暖化することにより相対湿度を低減する乾燥機能を併せ持つので、浴室乾燥室として利用し冬期に限らず梅雨時期、秋口、雨天時等ほぼ年間を通じて活用出来る。

こうして、プラスチック等樹脂にて被覆成形するので、熱変換器装置本体の外形形状はもとより、部分的な樹脂表面に凹凸形状等適宜据付部を設け、防水・防湿性を確保しながら浴槽側壁等に着脱可能に付設することが出来て、しかも極めて扱い易い可般形熱変換装置としている。

続いて他の形態の熱変換装置について図を参照しつつ説明する。図６は他の形態のフィンの側面図、図７はフィンの正面断面図である。
本形態では複数のノズル１’が通過するようなフィン５’として熱変換性能を向上させた熱変換装置である。なお、他の構成は同じであるため、相違点となるノズル１’およびフィン５’について説明する。

フィン５’は、銅、銅合金、アルミニウム、ステンレスその他熱伝導率のよい合金等金属製平板をプレスや打ち抜きにより略矩形又は円形に形成されている。
一方、ノズル１’は、フィン５’と同様に熱伝導率のよい金属管が使用され、特に熱変換部で複数の細管に平行分岐し、両端の流入流出部の単管に連接する構成としている。
勿論、放熱や浴室内温度の設定条件等によっては連続した単管構成ノズルとしても支障がない。

そして、このフィン５’には、ノズル１’を嵌挿するノズル用孔５ａが形成され、ノズル用孔５ａの近傍に固着用孔５ｂが形成されている。尚、多層状に配置された複数のフィン５’とノズル１’とは、棒状銅ろうやニッケルろう等により接続している。
フィン５’は、張り出しによる突起５ｃ，５ｄを設けて、図６中の矢印のように浴室３００内の空気の流路をノズル１’に近づけるように案内すると共に蛇行や乱流を起こさせて滞留時間を長引かせて熱変換効率を高めている。

また、突起５ｃ，５ｄは、図６に示すように、フィン５’の表面を突出させてフィン５ａの表面積を増加させることによっても熱変換効率を高めており、しかも前述のプレスや打ち抜きにより凹凸等種々の形状を容易な加工処理にて形成している。
このようなフィン５’とすることにより熱変換効率を高めている。

以上、本発明の熱変換装置について説明した。この熱変換装置によれば、手軽な値段で、冷温による入浴前の不快感を低減すること、或いは、老人の入浴に際し、冷気による心臓への負担等から突然発生する脳卒中を防ぐことなど厄介なトラブルを避けることが出来る。

それと、家屋の新築或いは改築等にかかわらず、又、冬期に限らず乾燥機能を備え梅雨時期において乾燥室として利用する等小型軽量ながら多機能を備え、ほぼ年間を通じて活用出来て、しかも低コストで、ランニングコストも掛からず、そのうえ扱い易い浴室暖房や浴室乾燥の用に供することが出来る。

本発明を実施するための最良の形態の熱変換装置の概略ブロック図である。熱変換装置の概略側断面図である。中央処理部の詳細なブロック図である。熱変換装置の外観図である。熱変換装置の浴槽設置を説明する説明図である。他の形態のフィンの側面図である。フィンの正面断面図である。

符号の説明

１００：熱変換装置
１，１’：ノズル
１ａ：流入口
１ｂ：流出口
２：ポンプ
３：ダクト
４：ファン
５，５’：フィン
５ａ：ノズル用孔
５ｂ：固着用孔
５ｃ，５ｄ：突起
６：モータ駆動部
７：表示部
８：中央処理部
８ａ：演算部
８ｂ：水位監視部
８ｃ：発信部
８ｄ：伝送部
８ｅ：設定部
８ｆ：計測処理部
８ｇ：操作部
９：電源部
１０：ケース
１０ａ：係止用凹部
１０ｂ：流入口
１０ｃ：流出口
２０：据付部
２００：浴槽
２００ａ：底部
２００ｂ：周壁部
３００：浴室

Claims

浴槽内温水の蓄熱エネルギーを浴室内に放熱拡散させて浴室内の温度を制御する熱変換装置であって、
温水を導くノズルと、
ノズル内に温水を通流させるポンプと、
空気の流路となるダクトと、
ダクト内に空気を取り込み拡散させるファンと、
温水の蓄熱エネルギーをダクト内の空気へ熱伝導して熱変換するフィンと、
ノズル、ポンプ、ダクト、フィン及びファンを覆うカバーと、
を備えることを特徴とする熱変換装置。
請求項１記載の熱変換装置において、
樹脂にて被覆成形し、浴槽の側壁に着脱自在に付設する据付部を備えることを特徴とする熱変換装置。
請求項１または請求項２に記載の熱変換装置において、
空気の温度計測を行って温度計測値を出力する計測処理部と、
室内温度を設定する設定部と、
計測処理部の温度計測値と設定部の室内温度設定値とにより運転制御を行う演算部と、
を備えることを特徴とする熱変換装置。
請求項３に記載の熱変換装置において、
空気の温度計測値が室内温度設定値に達した際に完了音を発生する発信部を備えることを特徴とする熱変換装置。
請求項３または請求項４に記載の熱変換装置において、
ポンプの回転トルク変化により満水を検出して警報音を発生する水位監視部を備えることを特徴とする熱変換装置。
請求項３〜請求項５の何れか一項に記載の熱変換装置において、
電灯線搬送を介した伝送部を備え、遠隔地からの操作を可能とすることを特徴とする熱変換装置。
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の熱変換装置において、
浴槽内温水の蓄熱エネルギーを浴室内に放熱し拡散させることにより、浴室を乾燥させることを特徴とする熱変換装置。