JP2010025537A - 浴槽、及び風呂の残り湯の余熱を利用した暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】単純で簡素な構造により、低コストで効率よく余熱を回収して利用することのできる、風呂の残り湯の余熱を利用した暖房システム及び浴槽を提供する。
【解決手段】風呂の浴槽２を、内槽３と外槽４とからなる二重構造となす。外槽４に断熱層６を設けるとともに、内槽３と外槽４との間に形成した中空部５を、空気取入口７及び空気取出口８を介して、家屋内の床下等に設けた通気空間に連通させる。そして、中空部５内の空気を浴槽２内の残り湯７の余熱によって昇温させつつ、ファン１０を介して通気空間との間に流通させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、風呂の残り湯の余熱を家屋内の暖房に利用する暖房システムと、該システムを実現するための浴槽に関する。

一般家庭等における入浴後の残り湯は、３０〜４０℃の熱エネルギーを有している。この残り湯をそのまま捨てずに、その余熱を回収して家屋内の暖房に利用しようとする暖房システムが種々提案されている。かかる暖房システムのうち、比較的、簡素な構成のものとしては、特許文献１、２に開示されたものが代表的である。

特許文献１に開示された暖房システムの概略は、ポンプで汲み出した風呂の残り湯を、必要に応じて再加熱しながら、床暖房その他の放熱型温水暖房装置に直接供給し、循環させるというものである。

また、特許文献２に開示された暖房システムの概略は、風呂の残り湯を循環させるラインと、床暖房その他の放熱型温水暖房装置に暖房用の温水を供給するラインとの間に熱交換器を介在させ、その熱交換機を通じて残り湯の余熱を暖房装置側に回収しようとするものである。
特開平１０−２２７４６５号公報 特開平８−３５６７５号公報

上記従来のような残り湯の余熱を利用する暖房システムは、いずれも、浴槽内の残り湯を所定の管路内に循環させて、その管路内のいずれかの部位で余熱を回収しようとするものであるから、配管やポンプその他の循環設備の施工に大きな手間を要し、コストもかかる。また、残り湯や再加熱した温水を好適に循環させるための制御方法が複雑になる。残り湯から回収することのできる余熱の全体量は、それほど大きいものではないことを考慮すると、回収によって節約されるエネルギーコストを暖房システムの設備コストが大幅に上回るのは、システムの経済性や効率性の点では、あまり好ましくない。

本発明は上記のような問題に鑑みて着想されたもので、より単純で簡素な構造により、低コストで効率よく余熱を回収して利用することのできる暖房システムと、該システムを好適に実施するための浴槽を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために採用した本発明の基本概念は、浴槽を二重構造となして、その中空部内に取り入れた空気を残り湯の余熱によって直接、温め、その空気を取り出して家屋内へと供給することにより、家屋内を暖房しようとするものである。温水でなく空気を供給する本発明の暖房システムによれば、温水を循環させる従来の暖房システムに比べて、配管設備等の施工を大幅に簡略化することができる。浴槽の中空部内に取り込まれた空気が、浴槽の内槽に接触して温められるという構成を採用するので、余熱回収の効率性にも優れる。二重構造の浴槽に設けられる中空部は、浴室内に対しては水密的に形成することができるので、残り湯の余熱で温められる空気に浴室内の湿気が混入することもない。したがって、温められた空気を家屋内に供給するに際しても、その制御は極めて容易である。

かかる暖房システムを実現するための浴槽としては、内槽と外槽との間に中空部を設けた二重構造を有し、上記外槽に断熱層が設けられるとともに、上記中空部内の空気が少なくとも１ヶ所の空気取入口及び少なくとも１ヶ所の空気取出口を介して外部に連通したものとする。中空部の外側に断熱層を設けることによって、残り湯の余熱を中空部内の空気に回収しやすくするとともに、入湯中の湯温低下を防止することができる。中空部は、内槽側からの放熱を促進しやすいよう、極力、内槽の外表面との接触面積が大きくなるように設けられるのが好ましい。

この浴槽において、空気取入口と空気取出口との位置関係は、上下配置、又は平面的に対角位置となる配置を選択することができる。上下配置の場合は、配管の取り回しが容易になって浴室周りの空間の利用効率が向上する。一方、対角配置の場合は、中空部内に取り込まれた空気の流通距離を稼げるので、熱回収効率の向上が期待できる。

或いは、浴槽の中空部内の周方向における一ヶ所に、周方向への空気の流通を遮断する仕切りが設けられ、この仕切りを挟んで空気取入口と空気取出口とが近接配置されたものとしてもよい。

さらに、この浴槽においては、中空部内に取り込まれる空気の流通を制御するために、空気取入口又は空気取出口の少なくともいずれか一方に、ファンその他の送気手段やダンパーその他の開閉手段が接続されるのが望ましい。送気手段としては、一般的な空調・換気ダクト等に設置される比較的小型の各種ファン等が利用可能である。各種ファンに接続されたダクトを接続してもよい。また、開閉手段についても、一般的な空調・換気ダクト等に設置される手動式や電動式の各種公知ダンパー等が利用可能である。もちろん、ファンとダンパーとが一体的に構成されていても差し支えない。

そして、本発明の風呂の残り湯の余熱を利用した暖房システムは、上記浴槽を浴室に設置して、浴槽の空気取入口及び空気取出口を家屋内の通気空間に連通させ、浴槽の中空部内の空気を浴槽内の残り湯の余熱によって昇温させつつ上記通気空間との間で循環させることを特徴とする。

或いは、本発明の風呂の残り湯の余熱を利用した暖房システムの他の構成として、上記浴槽を浴室に設置して、浴槽の空気取入口を家屋外に、空気取出口を家屋内の通気空間にそれぞれ連通させ、空気取入口から浴槽の中空部内に取り込んだ外気を浴槽内の残り湯の余熱によって昇温させつつ上記通気空間へと供給することを特徴とする。

これらの発明において、「家屋内の通気空間」とは、一般家屋における居室、ホール、廊下、洗面所等のほか、例えば外断熱式構造や基礎断熱構造を採用する家屋にあって、床下、壁内、天井裏等に設けられて空気の流通や換気等に供される空間を包括する。床下や壁内、天井裏等に設けられる通気空間の詳細な構成は特に限定しないが、一般的に冷え込みやすく、また、浴室との位置関係が近いという事情から、床下及びその周辺を主たる暖房対象の通気空間とするのが実用面では好ましい。

上記暖房システムにおける追加的構成としては、入浴利用時にはファンその他の送気手段を停止し、入浴利用後に上記送気手段を運転して空気を流通させるものとすることができる。或いは、入浴利用時にはダンパーその他の開閉手段を閉鎖し、入浴利用後に上記開閉手段を開放して空気を流通させるものとすることができる。ファンその他の送気手段とダンパーその他の開閉手段とを、簡単な制御によって連動させることができれば、より好ましい。このような制御により、入浴が終わるまでは中空部内の空気の出入りを止めて、浴槽内の湯温が低下するのを防ぐことができるので、省エネルギー性や使い勝手が一層、向上する。

上述のように構成される本発明の風呂の残り湯の余熱を利用した暖房システムは、二重構造をなす浴槽の中空部内に取り込んだ空気を残り湯の余熱によって直接、温め、その空気を家屋内の通気空間に供給して暖房に供しようとしたものであるから、構造が単純で設備の施工も簡素になり、低コストで効率よく残り湯の余熱を利用することができる。

また、本発明の浴槽によれば、上記暖房システムを好適に実施することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は本発明に係る浴槽と暖房システムの基本的概念を示す模式図である。

浴室１内に設置される浴槽２は、内槽３と外槽４とからなる二重構造を有している。それら内槽３と外槽４との間には中空部５が形成されている。この中空部５は、浴槽２内の湯に対して水密的、かつ、浴室１内の空気（湿気）に対して気密的な空気層を構成している。

この浴槽２において、湯温の低下を防ぐための断熱層６は、例えば外槽４を被覆するようにして外槽４の外表面または内表面の全体に断熱材料を積層するか、或いは、外槽４自体を断熱材料で形成するなどして、外槽４と一体的に設けられている。したがって、中空部５内の空気は、内槽３に対しては非断熱的に接することとなり、内槽３を介して残り湯７の余熱が中空部５内の空気に伝達される。図示は省くが、熱伝達効率を上げるために、内槽３の外表面に、例えば多数の放熱フィンや襞状突起など、空気との接触面積を拡大する工夫が施されていてもよい。

中空部５は、家屋内に設けられた床下通気層Ｓ１や壁内空間Ｓ２その他の通気空間に連通している。例示形態にあっては、該通気空間に連通する管路が、中空部５の略対角位置における２箇所にそれぞれ接続され、その一方が空気取入口８、他方が空気取出口９となされている。通気管路は、空気を円滑に流通させうるものであれば、特にその構造は限定しない。そして、それらの通気管路のうちの適当な場所、例示形態にあっては空気取出口９に、空気を強制的に流通させる送気手段としてのファン１０が設置されている。このファン１０は、家屋内の適所に設けられた図示しない運転スイッチの操作により運転／停止される。

また、例示形態にあっては空気取入口８に、空気の流量を調節する開閉手段としてのダンパー１１が設置されている。このダンパー１１は、ファン１０の運転に連動して自動的に開閉する。

この暖房システムは以下のようにして使用される。すなわち、入浴中は、ファン１０を停止するとともにダンパー１１を閉じて、温められた空気を中空部５内に閉じ込めておく。これにより、浴槽２内の残り湯７が冷めるのを最小限にとどめることができる。入浴が終了すればファン１０を運転し、ダンパー１１も開いて、中空部５内の温められた空気を空気取出口９から床下通気層Ｓ１や壁内空間Ｓ２に向けてゆっくりと送り出す。送り出された温かい空気は、さらに適宜設けられた通気部を経由して、居室Ｓ３等へと供給される。替わって、家屋内の冷えた空気が空気取入口８から浴槽２の中空部５内に取り込まれ、内槽３に接して温められながら、再び家屋内各所の通気空間へと送り出される。

符号１２は、内槽３及び外槽４を貫通するように設けられた排水管である。一定の暖房運転時間を経て残り湯７が冷めてしまえば、この排水管１２を通じて浴槽２内の残り湯７を排出する。また、符号１３は、必要に応じて使用される浴槽２の蓋である。

このように、エネルギー的には低レベルな残り湯７の余熱を、エネルギー的により低レベルの空気中に回収することによって、効率的かつ合理的な熱交換を実現し、家屋内の暖房に要するエネルギーコストを低減させることができる。また、この暖房システムは、ポンプや切替弁のような水（湯）を循環させるための設備を必要とせず、残り湯７の湯温に応じた複雑な制御や再加熱手段等も必要としないので、設置のための初期コスト及び日常的な運転コストのいずれも低く抑えることができる。

図２は、本発明に係る暖房システムの他の構成例を示した模式図である。例示形態において、浴室１と浴槽２の構成は図１に示した構成と概ね同様であるが、家屋内における通気経路全体の構成が異なっている。すなわち、浴槽２の中空部５に接続される空気取入口８は家屋外に連通しており、外気を直接、浴槽の中空部５に取り込んで温める。また、空気取出口９は、床下通気層Ｓ１や壁内空間Ｓ２を経由しないで直接、居室Ｓ３に連通している。そして、居室Ｓ３に供給される温かい空気は、適宜設けられた換気口１４等から家屋外へと排出される。

この２つの例で示されるように、通気経路の全体的な構成は、家屋の規模や間取り等に応じて適宜設計可能である。また、季節に応じて通気経路を、例えば図１に示した循環方式と、図２に示した外気導入方式とに切り替えることができるように構成してもよい。

図３は、他の実施形態に係る浴槽の構造を示す概念図である。例示した浴槽２０は、その底部と上部において内槽３０と外槽４０とが一体化しており、中空部５０が、内槽３０を横方向略全周にわたって囲むように形成されている。そして、浴槽２０の短辺側の一ヶ所において、中空部５０内に縦方向の仕切り５１が形成されており、この仕切り５１によって中空部５０内の空気が周方向に移動するのが規制されている。

図２（ａ）に示した形態にあっては、空気取入口８及び空気取出口９をそれぞれ構成する２本の管路が、この仕切り５１を挟んで近接するように、それぞれ浴槽２０の短辺側に接続されている。

また、図２（ｂ）に示した形態にあっては、１本の管路の内部を、管路の全長にわたって縦方向に区切ることにより、断面略半円形に区切られた管路の一方が空気取入口８、他方が空気取出口９となされ、それら区切られた各管路が仕切り５１を挟むようにして浴槽２０の短辺側に接続されている。

上記（ａ）及び（ｂ）のいずれの形態にあっても、空気が、空気取入口８から中空部５０内に送り込まれ、浴槽２０の周壁に沿って中空部５０内を横方向にひと回りし、空気取出口９から再び取り出される。こうして中空部５０内に空気の順路を設け、中空部５０内の空気を、内槽３０の外側面に沿って横方向にひと回りさせることにより、残り湯の余熱を効率的に回収することができる。また、この構成によれば、空気取入口８と空気取出口９とを近接させることができるので、配管の取り回しが容易になり、浴室周りに形成する配管スペースの利用効率も向上する。なお、中空部５０に空気の順路を形成するにあたっては、例示形態に限らず多様な形態、例えば、内槽３０の周囲を螺旋状に周回するなどして経路長をさらに延長した形態なども採用可能である。

本発明の実施形態に係る浴槽と暖房システムの基本的概念を示す模式図である。 本発明の他の実施形態に係る暖房システムの基本的概念を示す模式図である。 浴槽の他の実施形態を示した概略斜視図である。

符号の説明

１ 浴室
２ 浴槽
３ 内槽
４ 外槽
５ 中空部
７ 残り湯
８ 空気取入口
９ 空気取出口
１０ ファン（送気手段）
１１ ダンパー（開閉手段）
２０ 浴槽
３０ 内槽
４０ 外槽
５０ 中空部
５１ 仕切り

Claims (10)

1. 内槽と外槽との間に中空部を設けた二重構造を有し、上記外槽に断熱層が設けられるとともに、上記中空部内の空気が少なくとも１ヶ所の空気取入口及び少なくとも１ヶ所の空気取出口を介して外部に連通した浴槽。
2. 請求項１に記載の浴槽において、空気取入口と空気取出口とが上下に配置されたことを特徴とする浴槽。
3. 請求項１に記載の浴槽において、空気取入口と空気取出口とが平面的に対角位置となるように配置されたことを特徴とする浴槽。
4. 請求項１に記載の浴槽において、中空部内の周方向における一ヶ所に、周方向への空気の流通を遮断する仕切りが設けられ、この仕切りを挟んで空気取入口と空気取出口とが近接配置されたことを特徴とする浴槽。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の浴槽において、空気取入口又は空気取出口の少なくともいずれか一方に、ファンその他の送気手段が接続されたことを特徴とする浴槽。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の浴槽において、空気取入口又は空気取出口の少なくともいずれか一方に、ダンパーその他の開閉手段が接続されたことを特徴とする浴槽。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の浴槽を浴室に設置して、浴槽の空気取入口及び空気取出口を家屋内の通気空間に連通させ、浴槽の中空部内の空気を浴槽内の残り湯の余熱によって昇温させつつ上記通気空間との間で循環させることを特徴とする風呂の残り湯の余熱を利用した暖房システム。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の浴槽を浴室に設置して、浴槽の空気取入口を家屋外に、空気取出口を家屋内の通気空間にそれぞれ連通させ、空気取入口から浴槽の中空部内に取り込んだ外気を浴槽内の残り湯の余熱によって昇温させつつ上記通気空間へと供給することを特徴とする風呂の残り湯の余熱を利用した暖房システム。
9. 請求項７または８に記載の風呂の残り湯の余熱を利用した暖房システムにおいて、入浴利用時にはファンその他の送気手段を停止し、入浴利用後に上記送気手段を運転して空気を流通させることを特徴とする風呂の残り湯の余熱を利用した暖房システム。
10. 請求項９に記載の風呂の残り湯の余熱を利用した暖房システムにおいて、入浴利用時にはダンパーその他の開閉手段を閉鎖し、入浴利用後に上記開閉手段を開放して空気を流通させることを特徴とする風呂の残り湯の余熱を利用した暖房システム。

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