JP2008128528A - 給湯風呂装置 - Google Patents

Abstract

【課題】風呂循環ポンプ内や水位検出手段近傍に残存するエアーを十分に押し出すことができる給湯風呂装置を提供する。
【解決手段】湯張り管２３と風呂循環回路１７との接続部１７ｃよりも浴槽３側の風呂循環回路１７に、浴槽水を循環させる風呂循環ポンプ２１と浴槽３の水位を検出する水位検出手段２２とを備えた給湯風呂装置に於いて、前記接続部１７ｃと風呂熱交換器１８との間の風呂循環回路１７に開閉手段２６を設け、浴槽３へ注湯する場合には当初開閉手段２６を開状態とし、風呂往き管１７ａと風呂戻り管１７ｂの両方から両搬送すると共に、注湯終了前の所定量に達した時には開閉手段２６を閉状態とし、風呂循環ポンプ２１が備えられた側の風呂循環回路１７のみから片搬送することで風呂循環ポンプ２１内や水位検出手段２２近傍に残存するエアーを十分に押し出すことができ、水位検出手段２２による浴槽３内の水位検出不良を防止することができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、浴槽への注湯を風呂循環回路を介して行う給湯風呂装置に関するものである。

従来よりこの種の給湯風呂装置では、貯湯タンクに接続された出湯管からの温水と給水管からの水を混合した温水を風呂循環回路に供給する湯張り管が備えられており、この湯張り管を風呂循環回路に接続し、風呂循環回路の風呂往き管および風呂戻り管の両方から温水を浴槽に湯張りすることで、湯張り時間の短縮を図るものであった。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００６−１７７６２５号公報

ところでこの従来のものでは、風呂循環ポンプや水位センサ等が備えられている側の風呂循環回路は、それらを備えていない側の風呂循環回路よりは明らかに浴槽へ注湯される温水の流量が少なくなるため、浴槽の残湯確認時に風呂循環ポンプや水位センサ等が備えられている側の風呂循環回路内にエアーを吸い込むと、風呂循環ポンプや水位センサ等が備えられている側の風呂循環回路内のエアーが抜けにくく、水位センサによる浴槽内の水位検出が正確に行われず、設定水位の維持ができないという不具合を有するものであった。

この発明は上記課題を解決するために、特に請求項１ではその構成を、浴槽と浴槽水を加熱する風呂熱交換器とを循環可能に接続する風呂往き管および風呂戻り管から成る風呂循環回路と、該風呂循環回路に接続され前記浴槽へ注湯する湯張り管と、該湯張り管と前記風呂循環回路との接続部よりも前記浴槽側の前記風呂循環回路に、浴槽水を循環させる風呂循環ポンプと前記浴槽の水位を検出する水位検出手段とを備えた給湯風呂装置に於いて、前記接続部と前記風呂熱交換器との間の前記風呂循環回路に開閉手段を設け、前記浴槽へ注湯する場合には当初前記開閉手段を開状態とし、前記風呂往き管と前記風呂戻り管の両方から両搬送すると共に、注湯終了前の所定量に達した時には前記開閉手段を閉状態とし、前記風呂循環ポンプが備えられた側の前記風呂循環回路のみから片搬送するようにしたものである。

又請求項２では、前記風呂循環回路には前記風呂熱交換器をバイパスするバイパス管を前記開閉手段を介して設け、前記開閉手段は前記バイパス管側と前記風呂熱交換器側と前記浴槽側とのそれぞれを接続する接続口を有し、少なくとも前記浴槽側と前記風呂熱交換器側を連通し前記バイパス管側を閉塞する状態と、前記浴槽側と前記バイパス管側を連通し前記風呂熱交換器管側を閉塞する状態と、前記浴槽側を閉塞する状態とに切替可能な三方弁で構成し、前記開状態は前記浴槽側と前記風呂熱交換器側を連通し前記バイパス管側を閉塞する状態、あるいは前記浴槽側と前記バイパス管側を連通し前記風呂熱交換器管側を閉塞する状態とし、前記閉状態は前記浴槽側を閉塞する状態としたものである。

又請求項３では、前記注湯終了前の所定量は、風呂循環回路の圧力損失が大きい程、その所定量を多くするようにしたものである。

この発明の請求項１によれば、湯張りやたし湯等の浴槽への注湯動作時に、両搬送と片搬送を組み合わせて行うことにより、両搬送で注湯時間の短縮ができ、片搬送で風呂循環ポンプや水位検出手段が備えられた側の風呂循環回路の流量を増やし、風呂循環ポンプや水位検出手段近傍に残存するエアーを十分に押し出すことができ、水位検出手段による浴槽内の水位検出不良防止が図れるものである。

又請求項２によれば、湯張りやたし湯等の浴槽への注湯動作時に、両搬送と片搬送を組み合わせて行うことにより、両搬送で注湯時間の短縮ができ、片搬送で風呂循環ポンプや水位検出手段が備えられた側の風呂循環回路の流量を増やし、風呂循環ポンプや水位検出手段近傍に残存するエアーを十分に押し出すことができ、水位検出手段による浴槽内の水位検出不良防止が図れるだけでなく、バイパス管を設け開閉手段を上記状態に切替可能な三方弁としたことで、両搬送の際には浴槽側とバイパス管側を連通し風呂熱交換器側を閉塞することができ、適温に調節された温度の温水が風呂熱交換器を通過することなくそのままの温度で浴槽に注湯できるので、浴槽の湯温が熱くなり過ぎることがないものである。

又請求項３によれば、風呂循環回路の圧力損失が大きい場合、つまり風呂の配管が長い場合や浴槽と器具に高低差がある場合は、風呂循環回路にエアーが残存しやすく、風呂循環ポンプや水位検出手段が備えられた側の風呂循環回路ではエアーが抜けづらいが、この場合には注湯終了前の所定量を多くすることで、片搬送による風呂循環ポンプや水位検出手段が備えられた側の風呂循環回路のエアー抜きを、風呂の配管の長さに応じた分だけ行うことができるものである。

次にこの発明の第１の実施形態の給湯風呂装置を図１に基づき説明する。
１は温水を貯湯する貯湯タンク、２は温水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、３は浴槽である。

４は貯湯タンク１とヒートポンプユニット２を循環可能に接続するヒーポン循環回路で、５はヒーポン循環回路４に設けられて貯湯タンク１内の温水を循環するヒーポン循環ポンプである。ヒーポン循環回路４は貯湯タンク１下部に接続されたヒーポン往き管４ａおよび貯湯タンク１上部に接続されたヒーポン戻り管４ｂより構成され、貯湯タンク１下部の低温水をヒーポン往き管４ａを介してヒートポンプユニット２で加熱し、加熱された高温の温水をヒーポン戻り管４ｂから貯湯タンク１上部に戻して貯湯タンク１内に温水を加熱貯湯するものである。なお、貯湯タンク１の外周面の上下方向に複数個の貯湯温度センサ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを有しており、この貯湯温度センサ６ａ〜６ｄが検出する温度情報によって、貯湯タンク１内にどれだけの熱量が残っているのか検知し、貯湯タンク１内の上下方向の温度分布を検知するものである。

７は貯湯タンク１下端に接続され貯湯タンク１内に水を供給する給水管、８は貯湯タンク１上端に接続され貯湯されている高温の温水を出湯する出湯管、９は給水管７から分岐した給水バイパス管、１０は給水バイパス管９からの水と出湯管８からの高温の温水を設定温度に混合する混合弁、１１は混合された設定温度の温水を給湯する給湯管、１２は給湯管１１の端部に設けられる蛇口である。１３は混合弁１０の下流に設けた給湯温度センサ、１４は給湯量をカウントする給湯流量センサ、１５は水道圧を所定の圧力に減圧する減圧弁、１６は加熱されることによる過圧を逃がす圧力逃がし弁である。

１７は風呂循環回路で、貯湯タンク１内に設けられた蛇管よりなり浴槽水を加熱する風呂熱交換器１８と浴槽３とを風呂往き管１７ａおよび風呂戻り管１７ｂとで循環可能に接続するものである。１９は流水の有無を検知する流水センサ、２０は風呂循環回路１７を流れる浴槽水の温度を検出する風呂温度センサ、２１は風呂循環回路１７に設けられた風呂循環ポンプ、２２は浴槽水の水圧から浴槽３内の水位を検出する水位検出手段としての水位センサである。

２３は給湯管１１途中から分岐されて風呂戻り管１７ｂに接続され浴槽３への注湯を行う湯張り管、２４はこの湯張り管２３に設けられ浴槽３への注湯の開始、停止を行う湯張り弁、２５は浴槽３への注湯量をカウントする風呂流量センサである。

２６は湯張り管２３と風呂戻り管１７ｂとの接続部１７ｃと風呂熱交換器１８との間の風呂戻り管１７ｂに設けた開閉手段としての開閉弁で、浴槽３へ注湯を行う際には当初開閉弁２５を開状態とし、風呂戻り管１７ｂの浴槽３側と風呂熱交換器１８側を連通させ、風呂往き管１７ａと風呂戻り管１７ｂの両方から両搬送し、注湯終了前の所定量に達した時には開閉弁２５を閉状態とし、風呂戻り管１７ｂの浴槽３側から風呂熱交換器１８側へ向かう温水の流通を遮断し、風呂戻り管１７ｂ側からのみの片搬送とするものである。

２７はヒートポンプユニット２の加熱制御を行う加熱制御部、２８は給湯および風呂の制御を行う給湯風呂制御部で、加熱制御部２７及び給湯風呂制御部２８は各種センサの入力を受けて各アクチュエータの駆動を制御するマイコンをそれぞれ有し制御部を構成するものである。

次に図１に示す給湯風呂装置の特徴的作動を図２に示すフローチャートを用いて説明する。
前記給湯風呂制御部２８に接続されたリモコン（図示しない）にて浴槽３への注湯動作が指示されると、ステップ１（以下Ｓ１と略す）で開閉弁２５は開弁され、風呂戻り管１７ｂの浴槽３側と風呂熱交換器１８の入り口側を連通し、湯張り管２３途中の湯張り弁２４は開弁される。そして、給水バイパス管９からの水と出湯管８からの高温の温水とを設定温度の温水となるよう混合弁１０で混合された温水が、給湯管１１から分岐した湯張り管２３を介して風呂戻り管１７ｂに供給され、風呂戻り管１７ｂおよび風呂往き管１７ａの両方から両搬送されるものである。

続いてＳ２で湯張り管２３途中に設けられ浴槽３への注湯量をカウントする風呂流量センサ２５によって注湯終了前の所定量、ここでは設定量まで残り１０Ｌに達したかどうかで判断を行い、注湯終了前の所定量に達しことを検出した時には、ＹＥＳでＳ３に進み、Ｓ３で開閉弁２５が閉弁され、風呂戻り管１７ｂの浴槽３側から風呂熱交換器１８の入り口側へ向かう温水の流通を遮断し、風呂戻り管１７ｂ側からのみの片搬送を行う。そして、Ｓ４で設定量まで注湯が終了したと判断した時にはＹＥＳでＳ５に進み、Ｓ５で湯張り弁２４を閉弁し注湯動作を終了するものである。浴槽３への注湯の最初は両搬送としたことで、注湯時間の短縮を図り、最後は風呂戻り管１７ｂ側からの片搬送としたことで、風呂戻り管１７ｂから浴槽３に流通する温水の流量が増え、風呂戻り管１７ｂに備えられた風呂循環ポンプ２１や水位センサ２２近傍に残存するエアーを十分に押し出すことができ、水位センサ２２による浴槽３内の水位検出不良防止が図れるものである。

ここで、前記注湯終了前の所定量を決定する方法を以下に説明する。
例えば施工直後に、給湯風呂制御部２８に接続されたリモコン（図示しない）により湯張りの試運転が指示されると、風呂循環ポンプ２１への呼び水動作、風呂循環ポンプ２１の作動、流水センサ１９による流水の有無の検知が順に行われ、浴槽３内の残湯確認がなされる。この残湯確認時の残湯なし判定時間、すなわち風呂循環ポンプ２１の作動により呼び水動作で風呂戻り管１７ｂ内に溜まった水を循環させ、流水センサ１９が流水なしと判断するまでの時間（以下、流水ＯＦＦ時間とする）を給湯風呂制御部２８に記憶させ、その情報を基に注湯終了前の所定量を決定するものである。

この方法によれば、風呂の配管が長い場合は流水ＯＦＦ時間が長くなり、風呂の配管が短い場合には流水ＯＦＦ時間が短くなるので、例えば流水ＯＦＦ時間から風呂の配管の長さが５ｍ未満だと判断した時は注湯終了前の所定量を５Ｌとし、また流水ＯＦＦ時間から風呂の配管の長さが５ｍ以上１０ｍ未満だと判断した時は注湯終了前の所定量を７Ｌとする等のように、給湯風呂制御部２８のマイコンに予め流水ＯＦＦ時間の長さ別に対応する注湯終了前の所定量をプログラムする、すなわち流水ＯＦＦ時間が長い程注湯終了前の所定量を多くするプログラムにしておけば、施工直後の湯張りの試運転で記憶した流水ＯＦＦ時間から対応する注湯終了前の所定量が決定され、風呂の配管の長さに応じた片搬送ができるので、風呂の配管は短いのに注湯終了前の所定量が必要以上に多いことにより注湯時間が無駄に長くなる、または風呂の配管は長いのに注湯終了前の所定量が必要以上に少ないことにより風呂の配管のエアー抜きが不十分であるとして浴槽３内の水位検出不良を起こす等の問題が生じることがないものである。

また、試運転湯張り完了後に水位センサ２２により浴槽３内の水位を検出し、その検出値を給湯風呂制御部２８に記憶させ、その検出値を基に注湯終了前の所定量を決定するものとしてもよい。この方法によれば、水位センサ２２により検出した検出値を基に、浴槽３が二階設置または階下設置等の特殊設置であると判断した場合には、注湯終了前の所定量を多くするように予め給湯風呂制御部２８のマイコンにプログラムしておくことで、先に説明した方法と同様の効果が得られるものである。

さらに、風呂の配管の長さや浴槽３の設置場所等の設置条件を、施工後に給湯風呂制御部２８に接続されたリモコン（図示しない）に初期設定として入力し、給湯風呂制御部２８に記憶させることで、注湯終了前の所定量を決定しても良く、先に説明した方法と同様の効果が得られるものである。また前記注湯終了前の所定量を決定する方法は先に列挙した例に限定されるものではない。

次に、図３に示す第２の実施形態について説明するが、この実施形態は先に説明した第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し説明を省略し、相違点のみ説明する。
２９は風呂熱交換器１８をバイパスして風呂往き管１７ａと風呂戻り管１７ｂとを接続するバイパス管で、このバイパス管２９と風呂戻り管１７ｂとの接続部分には開閉手段としての三方弁３０が備えられている。

前記三方弁３０は、流入側の接続口３０ａに風呂戻り管１７ｂの浴槽３側を接続し、２つの流出側の接続口３０ｂ、３０ｃの内、一方の接続口３０ｂには風呂熱交換器１８の入り口側を接続し、他方の接続口３０ｃにはバイパス管２９側を接続しており、ステッピングモーター３１の駆動で内方の弁体を動かして、少なくとも風呂戻り管１７ｂの浴槽３側と風呂熱交換器１８の入り口側を連通しバイパス管２９側を閉塞する状態と、風呂戻り管１７ｂの浴槽３側とバイパス管２９側を連通し風呂熱交換器１８の入り口側を閉塞する状態と、風呂戻り管１７ｂの浴槽３側を閉塞する状態とに切り替えることができると共に、全接続口３０ａ、３０ｂ、３０ｃを開放状態とすることも可能としたもので、図４（ａ）に示すように下方を接続口３０ａとし、この上に左右１８０度離れて接続口３０ｂ、３０ｃを、またその裏側にステッピングモーター３１を備えたＴ字型と、図４（ｂ）に示すように接続口３０ａは下方で、その上に左右９０度離れて接続口３０ｂ、３０ｃを、またこの上方にステッピングモーター３１を備えたＬ字型とがあり、この第２の実施形態では図４（ａ）のＴ字型の三方弁３０を開閉手段として用いるものである。

次にこの第２の実施形態の作動について図５に示すフローチャートおよび図６に示すＴ字型の三方弁３０の動作説明図を用いて説明する。
給湯風呂制御部２８に接続されたリモコン（図示しない）にて浴槽３への注湯動作が指示されると、Ｓ６で三方弁２９は風呂戻り管１７ｂの浴槽３側とバイパス管２９側を連通し風呂熱交換器１８の入り口側を閉塞する図６（ア）の状態となり、湯張り管２３途中の湯張り弁２４は開弁される。そして、給水バイパス管９からの水と出湯管８からの高温の温水とを設定温度の温水となるよう混合弁１０で混合された温水が、給湯管１１から分岐した湯張り管２３を介して風呂戻り管１７ｂに供給され、風呂戻り管１７ｂおよび風呂往き管１７ａの両方から両搬送されるものである。

続いて、Ｓ７で湯張り管２３途中に設けられ浴槽３への注湯量をカウントする風呂流量センサ２５により注湯終了前の所定量、ここでは設定量まで残り１０Ｌに達したかどうかで判断を行い、注湯終了前の所定量に達したことを検出した時は、ＹＥＳでＳ８に進み、Ｓ８で三方弁３０は図６（イ）の状態で風呂戻り管１７ｂの浴槽３側を閉塞して、風呂戻り管１７ｂ側からのみの片搬送を行う。そして、Ｓ９で設定量まで注湯が終了したと判断した時にはＹＥＳでＳ１０に進み、Ｓ１０で湯張り弁２４を閉弁し注湯動作を終了するものである。浴槽３への注湯の最初は両搬送としたことで、注湯時間の短縮を図り、最後は風呂戻り管１７ｂ側からの片搬送としたことで、風呂戻り管１７ｂから浴槽３に流通する温水の流量が増え、風呂戻り管１７ｂに備えられた風呂循環ポンプ２１や水位センサ２２近傍に残存するエアーを十分に押し出すことができ、水位センサ２２による浴槽３内の水位検出不良防止が図れるものである。なお、この実施形態では片搬送を行う際に三方弁３０を図６（イ）の状態としたが、片搬送を行う際に三方弁３０は風呂戻り管１７ｂの浴槽３側から風呂熱交換器１８の入り口側およびバイパス管２９側へ温水が流通しない状態、例えば全接続口３０ａ、３０ｂ、３０ｃが閉塞した状態等であれば良く、特に図６（イ）の状態に限定するものではない。

なお、ここで先に説明した第１の実施形態では開閉手段を開閉弁２５としており、注湯動作で両搬送を行う際に風呂往き管１７ａから浴槽３への注湯は風呂熱交換器１８を介して行われ、風呂往き管１７ａから浴槽３内に流入する温水は風呂熱交換器１８で貯湯タンク１内の温水と熱交換して加熱され浴槽３内の湯温が熱くなり過ぎてしまう可能性があった。しかし、この第２の実施形態では風呂熱交換器１８をバイパスするバイパス管２９を設け開閉手段を三方弁３０としたので、両搬送の際には三方弁３０を図６（ア）の状態とし、風呂往き管１７ａから浴槽３への注湯も適温に調節された温度の温水が風呂熱交換器１８を通過することなくそのままの温度で浴槽３に注湯できるので、浴槽３内の湯温が熱くなり過ぎることがなく、安心して使用できるものである。

注湯動作が完了した後は、三方弁３０の風呂戻り管１７ｂの浴槽３側と風呂熱交換器１８の入り口側を連通しバイパス管２９側を閉塞した図６（ウ）の状態で、追焚き動作あるいは保温動作が行われ、この追焚き動作では風呂循環ポンプ２１を駆動し、浴槽３内の浴槽水を貯湯タンク１内の高温の温水中に設けられた風呂熱交換器１８を流通させ、貯湯タンク１の貯湯温水の熱を利用して浴槽水を加熱するものである。

そして、追焚きまたは保温を停止すると風呂熱交換器１８内に浴槽水が残留して貯湯タンク１内の高温の温水と熱交換され、高温に加熱されてしまう。しかし、風呂の追焚きまたは保温を開始する際には、三方弁３０を図６（エ）の状態として風呂熱交換器１８の入り口側とバイパス管２９側の両方に温水を流し、風呂熱交換器１８内の高温の温水にバイパス管２９を介して低温水を供給することで、温度低下を図り高温な温水がそのまま浴槽３内に流入するのを未然に防止するものである。

次にこの三方弁３０の図６（ウ）の状態に戻す切替時期は、所定時間の経過例えば１分あるいは、風呂温度センサ２０が所定温度例えば６０℃以下を検知した時とし、その後は従来の追焚きまたは保温と同様の流れで行われるものである。なお、三方弁３０のステッピングモーター３１に加えられる電圧あるいは電流を徐々に下げて、図６（エ）の状態から図６（ウ）の状態にゆっくりと４〜５分かけて回動するようにしても良いものである。

なお、本発明は上記の第１、第２の実施形態に限定されるものではなく、本実施形態では二酸化炭素などの自然冷媒を使用したヒートポンプユニット２により貯湯タンク１内の給湯水を加熱する貯湯式のヒートポンプ給湯機に本発明を適用したが、貯湯タンク１内の設けられたヒータにより給湯水を加熱する電気温水器に本発明を適用しても良く、さらに、図７、図８に示すようにガスや石油を燃料とし、風呂熱交換器１８と同一フィンに連結されバーナ部３２で加熱される給湯用熱交換器３３で給湯水を加熱するガス給湯機や石油給湯機にも適用できるものである。

この発明の第１の実施形態の概略構成図。 同第１の実施形態の要部のフローチャート。 この発明の第２の実施形態の概略構成図。 （ａ）同第２の実施形態で用いるＴ字型の三方弁を示す説明図。 （ｂ）同第２の実施形態で用いるＬ字型の三方弁を示す説明図。 同第２の実施形態の要部のフローチャート。 同第２の実施形態で用いるＴ字型三方弁の動作説明図。 この発明の第３の実施形態の概略構成図。 この発明の第４の実施形態の概略構成図。

符号の説明

３ 浴槽
１７ 風呂循環回路
１７ａ 風呂往き管
１７ｂ 風呂戻り管
１７ｃ 接続部
１８ 風呂熱交換器
２１ 風呂循環ポンプ
２２ 水位検出手段（水位センサ）
２３ 湯張り管
２５ 開閉手段（開閉弁）
２９ バイパス管
３０ 開閉手段（三方弁）
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 接続口

Claims (3)

1. 浴槽と浴槽水を加熱する風呂熱交換器とを循環可能に接続する風呂往き管および風呂戻り管から成る風呂循環回路と、該風呂循環回路に接続され前記浴槽へ注湯する湯張り管と、該湯張り管と前記風呂循環回路との接続部よりも前記浴槽側の前記風呂循環回路に、浴槽水を循環させる風呂循環ポンプと前記浴槽の水位を検出する水位検出手段とを備えた給湯風呂装置に於いて、前記接続部と前記風呂熱交換器との間の前記風呂循環回路に開閉手段を設け、前記浴槽へ注湯する場合には当初前記開閉手段を開状態とし、前記風呂往き管と前記風呂戻り管の両方から両搬送すると共に、注湯終了前の所定量に達した時には前記開閉手段を閉状態とし、前記風呂循環ポンプが備えられた側の前記風呂循環回路のみから片搬送することを特徴とする給湯風呂装置。
2. 前記風呂循環回路には前記風呂熱交換器をバイパスするバイパス管を前記開閉手段を介して設け、前記開閉手段は前記バイパス管側と前記風呂熱交換器側と前記浴槽側とのそれぞれを接続する接続口を有し、少なくとも前記浴槽側と前記風呂熱交換器側を連通し前記バイパス管側を閉塞する状態と、前記浴槽側と前記バイパス管側を連通し前記風呂熱交換器管側を閉塞する状態と、前記浴槽側を閉塞する状態とに切替可能な三方弁で構成し、前記開状態は前記浴槽側と前記風呂熱交換器側を連通し前記バイパス管側を閉塞する状態、あるいは前記浴槽側と前記バイパス管側を連通し前記風呂熱交換器管側を閉塞する状態とし、前記閉状態は前記浴槽側を閉塞する状態としたことを特徴とする請求項１記載の給湯風呂装置。
3. 前記注湯終了前の所定量は、風呂循環回路の圧力損失が大きい程、その所定量を多くすることを特徴とする請求項１または２記載の給湯風呂装置。

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