JP2011169529A - 風呂装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】風呂装置1は、湯水吸込口47から湯水吐出口45に至る循環流路21と、循環流路21から分岐して気泡混入湯水吐出口46に至る気泡混入流路49と、湯水吐出口45又は気泡混入湯水吐出口46に至る流路を湯水の温度によって自動的に切り換えられる自動流路切替手段55とを有し、さらに浴槽5内に残存する湯水の量Rを演算する残湯演算機能を備えている。残湯演算機能に参酌されるデータを得るため、残湯演算機能の実行に先立って、所定温度を超える湯水を循環流路21に通過させる。これにより、湯水の流路が一方に固定されるため、前記データの信頼性が向上し、正確な残湯量Rを演算することができる。
【選択図】図5
Description
一方、浴槽内に残湯が存在しない又は残湯が確認できない場合は、一旦、湯水を確認できる位置まで浴槽に湯水を落とし込み、ポンプを起動して循環流路内に水流が確認されれば、その後に一気に設定湯量まで湯水を落とし込む。
そのため、この種の風呂装置においては、浴槽内の湯水が循環する循環流路を流れる流量(循環流量)の値を検知して、その循環流量値を用いて浴槽内の残り湯量を演算する方策が知られている。そこで、循環流量値の検知手段として、単純に循環流路上に流量センサを配する構成が考えられる。しかしながら、浴槽内には髪の毛等のゴミが混入する場合が多く、そのゴミが循環流路に入り込んで流量センサに絡みつき、流量センサに不具合を生じさせる懸念があった。即ち、循環流路内における循環流量値の検知には、流量センサは適しておらず、流量センサを用いることなく循環流量値を検出する方策が望まれている。
従って、実験結果に基づくと、試作した風呂装置は、往き側流路に設けた温度センサが温度差ΔTまで降下する間の時間Δtを計時することで、流量センサを用いることなく、循環流量値を算出することが可能である。
即ち、当該風呂装置は、気泡運転時においては、気泡を含んだ湯水が入浴者に当たるように入浴者に向けて(浴槽の壁面にほぼ垂直方向)噴射し、追い焚き運転の際には、高温の湯が吐出されるため、入浴者に直接当たらないように浴槽の壁面に沿って(下向き)噴射する構成が備えられている。具体的には、この風呂装置は、図2,3に示すように、浴槽に取り付けられる循環金具に、追い焚きされた湯水を浴槽側に噴射するための湯水吐出口と、気泡が混入した湯水を噴射するための気泡混入湯水吐出口が個別に設けられ、追い焚きの際には湯水吐出口から湯を下向きに噴射し、気泡運転の際には気泡混入湯水吐出口から湯水を壁に対して垂直方向に噴射する構成とされている。
なお、通常は、湯水吐出口に繋がる流路と、気泡混入湯水吐出口に繋がる流路とを手動で切り換えることができる切替レバーが設けられ、その切替レバーを切り換えていずれかの流路に設定する。
また、切替レバーを切り換えて吐出口を切り換える構成で、切替レバーが気泡混入湯水吐出口に繋がる流路を開通した状態であっても、湯の温度が所定温度以上となると、安全のため、気泡混入吐出口を閉鎖して、湯水吐出口に繋がる流路を開通するように内部の流路開閉手段が自動的に切り替わる設定とされている。なお、循環流路内の流路が、湯水の温度が高温となることで自動的に切り換えられた場合は、切替レバー自体が切り換えられた訳ではないため、循環流路内を流れる湯水の温度が低くなると、次第に湯水吐出口側の流路が閉鎖されて、気泡混入湯水吐出口に繋がる流路が開通する。
ここで、本発明の風呂装置では、残湯演算機能の実行に先立って、所定温度を超える湯水が循環流路内に流されるため、自動流路切替手段の機能により、切替レバーの切替位置に関わらず、湯水の流れが一定方向に制限される。即ち、循環流路内に所定温度を超える湯水が流されると、自動流路切替手段が気泡混入湯水吐出口側の流路を自動的に閉止して、湯水吐出口側に湯水を流すように制限するため、循環流路を流れる実際の湯水の流量がほぼ一定値となり安定する。これにより、循環流路に湯水を通過させて得られるデータの信頼性が向上するため、残湯演算機能で演算される浴槽内の残湯量が正確なものとなる。
従って、本発明の風呂装置によれば、残湯演算機能で演算される残湯量が正確なものとなり、例えば、自動湯張り運転で浴槽内に湯水が落とし込まれる場合には、設定された湯量に対応する水位まで、安定して湯水を供給することができる。
即ち、加熱手段停止のタイミングは、停止信号が送り出されるタイミングとほぼ同時であるが、加熱手段作動のタイミングは、種々の要因により作動信号が送り出されるタイミングと異なる場合が多いため、加熱手段が実際に作動するまでに要する時間や、加熱手段が実際に湯水を加熱した熱量等の正確なデータを得ることができなかった。これにより、従来技術においては、流量センサを用いることなく、循環流量の値を正確に得ることが困難とされていた。
そこで、請求項2に記載の発明は、加熱手段より湯水の流れ方向下流側の温度を検知する温度検知手段を有し、前記温度検知手段の検知温度が所定温度を超えると、加熱手段による加熱が停止され、当該停止の時から温度検知手段の検知温度が一定値だけ低下するまでの経過時間を基に、前記データの一部となる循環流量の値が得られることを特徴とする請求項1に記載の風呂装置である。
しかしながら、本発明者らの経験則によれば、循環流路内に水流センサを備え、水流センサのオン/オフ信号を受けて加熱手段が制御される風呂装置においては、循環流路内の湯水の流量を低減するために、ポンプの送水量を急激に減少させると、循環流路内に水流があるにも関わらず、水流センサがオフ信号を送信して、加熱手段が停止してしまうという誤動作を生じる場合があった。
そこで、請求項4に記載の発明は、加熱手段を作動させた状態において、ポンプの送水量を増減させることで循環流路を流れる湯水の温度を調整することが可能であって、循環流路を流れる湯水を前記所定温度を超えるまで昇温させる場合、ポンプの送水量を段階的又は連続的に減少させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の風呂装置である。
なお、本発明の実際の風呂装置は、図8に示すように、潜熱回収型の熱交換器を備えた構成であるが、説明を簡単にするため、以下の説明においては、図1に示すように、顕熱回収型の熱交換器のみを備えた風呂装置1とする。
また、缶体8の外側であって、電磁弁14の燃料ガスの流れ方向上流側には、ガス比例弁15が設けられており、各バーナ12に供給する燃料ガスの量を制御することができる。
また、給湯用回路20には、給湯用熱交換器11よりも湯水の流れ方向下流側で、バイパス流路27と給湯口28の間に、後述する追い焚き回路21と連通した落とし込み流路23の一端が接続されている。なお、給湯用回路20上で給湯用熱交換器11の前後には、給湯用熱交換器11に導入される湯水の温度と、給湯用熱交換器11に加熱された湯水の温度を検知する温度センサが設けられている。
風呂ポンプ32は、浴槽5を含む循環回路18に水流を発生させ、浴槽5内の湯水を熱源機2に導入し、追い焚き用熱交換器10を経て浴槽5側に送り出すものである。また、本実施形態で採用される風呂ポンプ32は、公知の渦巻きポンプであり、図示しない駆動用モータを備えている。そして、この風呂ポンプ32は、前記駆動用モータの回転数を制御することで、追い焚き用回路21内における湯水の送水量を増減させることができる。
なお、浴槽5の内側において、湯水吐出口45は、浴槽5の壁面38に沿って下向きに開口し、気泡混入湯水吐出口46及び湯水吸込口47は、壁面38に対して垂直方向に開口している。
自動流路切替手段55は、形状記憶合金で作られた第1バネ56によって作動する弁軸60に取り付けられた第1弁57と第2弁58である。また、自動流路切替手段55は、さらに通常のステンレス鋼で作られた第2バネ62を有しており、第1弁57と第2弁58は、この第1バネ56と第2バネ62に規制された状態で作動する。
即ち、本実施形態では、分岐部51の気泡混入湯水吐出口46側に第1弁座66があり、分岐部51の湯水吐出口45側で水平流路54の出口部には第2弁座67がある。さらに水平流路54には、右バネ座63と左バネ座65が設けられている。即ち、第1バネ56は、第1弁57と右バネ座63の間に配され、第2バネ62は、第1弁57と左バネ座65の間に配されている。即ち、2つのバネ56,62は、互いに対向する位置にあって、対向する方向から第1弁57を押圧している。そのため、第1弁57及びこれを支持する弁軸60は、第1バネ56と第2バネ62のバランスによって位置が決まる。
一方、弁軸60が軸方向外側(浴槽5の外側)に向かって移動すると、図3に示すように、第1弁57が気泡混入湯水吐出口46側の第1弁座66から離れて気泡混入湯水吐出口46に至る流路を開き、湯水吐出口45側の第2弁座67に第2弁58が当接して第2弁座67を封鎖し、湯水吐出口45に至る流路を閉じる。
即ち、本実施形態では、使用者が切替レバー61を操作することによって、追い焚き用回路21と気泡混入流路49とを切り換えることができる。なお、使用者によって切替レバー61が気泡混入流路49に設定された場合であっても、追い焚き用回路(循環流路)21に高温の湯水が流れると、切替レバー61の切替位置に関わらず、湯水の流路が気泡混入流路49側に切り替わる。これにより、追い焚き運転時に、切替レバー61の切替忘れで、高温の湯水が入浴者に向けて放出されることが防止されるため、当該入浴者が火傷をするようなことはない。
即ち、循環金具6に流れ込んだ湯水の温度が高温になると、第1弁57が気泡混入湯水吐出口46側の第1弁座66を封鎖して、気泡混入湯水吐出口46に至る流路を封鎖し、湯水吐出口45側の第2弁座67を開いて湯水吐出口45に至る流路を開く。即ち、湯水吐出口45からのみ湯水が吐出される状態となる。
一方、弁軸60の移動に伴って、第2弁58が左側(図2,3)に移動し、第2弁座67を離れて、湯水吐出口45に至る流路を開く。
さらに、本実施形態で採用される制御部19では、湯張り運転を実行する際に、浴槽5内の現在の残湯量Rを演算する(残湯演算機能)残湯演算部81が備えられている。なお、残湯演算機能を実行するにあたっては、後述する循環流量値Wを取得する必要があり、本実施形態では、後述するように、所定のデータに基づいて、予め制御部19に記憶されたデータテーブル83から循環流量値Wが得られる。
そして、図示しない給湯栓が閉側に操作されると、給水部25からの入水量が一定量を下回るため、燃焼装置7の作動を停止して給湯運転を終了する。
なお、この追い焚き運転は、戻り側温度センサ36が検知する湯水の温度が、前記設定温度を維持するように行われる。即ち、追い焚き運転は、戻り側温度センサ36の検知温度が前記設定温度より低い温度であれば実行され、戻り側温度センサ36の検知温度が前記設定温度以上であれば実行されないあるいは実行中であれば停止される。
即ち、気泡運転中に、リモコン34の追い焚きスイッチが操作された場合は、気泡運転が停止されて、追い焚き運転が実行される。また、追い焚き運転が実行されている間に、リモコン34の気泡スイッチが操作された場合は、追い焚き運転が停止されて、気泡運転が実行される。
湯張り運転は、リモコン34に設けられた図示しない湯張りスイッチがオン操作されると実行される。即ち、湯張り運転により、循環金具6における湯水吐出口45を介して、予め設定された湯量が浴槽5に落とし込まれる。
具体的に説明すると、制御部19がリモコン34からの湯張り運転の指令を受信すると、落とし込み量を確定するために、現在残存されている湯水の量(残湯量R)を演算する。そのため、残湯演算機能の実行に先立って、演算用データを取得する動作が実行される。即ち、まず、風呂ポンプ32を起動し(STEP1)、浴槽5内の湯水を循環流路(追い焚き用回路)21内に流す。このとき、循環流路21内における風呂水流スイッチ35で湯水の水流が検知されなければ(STEP2)、浴槽5内に一定水位以上(循環金具6の給湯吸込口47の高さ以上)湯水が存在しないと判断して(演算用データなしと見なす)、給湯用回路20側で加熱された湯水を浴槽5に供給する。即ち、風呂水流スイッチ35によって浴槽5内の湯水が検知されなければ、給湯用熱交換器11に給水部25から給水されると共に、燃焼装置7における給湯用熱交換器11側のバーナ12を燃焼する。そして、給湯用熱交換器11で加熱された湯水が、開成された注湯弁44を通過して落とし込み流路23から循環流路21に導入され、循環金具6の湯水吐出口45から浴槽5内に吐出される(STEP12)。なお、循環流路21に湯水が導入されてから、湯水吐出口45に至るまでの湯水の具体的流れは、追い焚き運転のときとほぼ同じであるため、説明を省略する。
なお、STEP2で風呂水流スイッチ35によって循環流路21内の水流が検知された場合、追い焚き運転を開始(STEP4)するまでに、風呂ポンプ32によって、浴槽5内の湯水の温度分布を均一なものとすることが望ましい。
そして、次に得られた積算熱量Qに戻り側攪拌温度Cから戻り側開始温度Aを差し引いた温度上昇幅ΔT2(加熱時間Δt1の間における残湯の温度上昇幅)を乗じる。これにより、浴槽5内の残湯量Rが算出される。
さらに、本実施形態では、残湯の昇温を加速して所定温度まで加熱するのに要する時間を短縮させる方策として、燃焼装置7の運転を維持しつつ、風呂ポンプ32の回転数を段階的に減少させる。これにより、循環流路21の流量が急激に低下することが防止されるため、循環流路21に水流があるにも関わらず、風呂水流スイッチ35が誤検知することが防止され、結果的に燃焼装置7が不要なタイミングで停止することが阻止される。
また、上記実施形態や、前記した一定の傾きで風呂ポンプ32の回転数を低下させる方策が好ましいが、本発明は、風呂ポンプ32の回転数を急激に低下させることであっても構わない。
5 浴槽
7 燃焼装置(加熱手段)
10 追い焚き用熱交換器
11 給湯用熱交換器
20 給湯用回路
21 追い焚き用回路(循環流路)
32 風呂ポンプ(ポンプ)
36 戻り側温度センサ
37 往き側温度センサ(温度検知手段)
45 湯水吐出口
46 気泡混入湯水吐出口
47 湯水吸込口
55 自動流路切替手段
84 第2タイマ
R 残湯量
W 循環流量値
Claims (6)
- 浴槽に設けられた湯水吸込口を始端として、ポンプ及び加熱手段を経由し、浴槽に開口する湯水吐出口に至る循環流路と、
前記循環流路から流れを分岐させる分岐部を経て、浴槽に開口する気泡混入湯水吐出口に至る湯水に気泡を混入させる気泡混入流路と、
前記循環流路を流れる湯水の温度が所定温度を超える場合に、気泡混入湯水吐出口に繋がる流路を閉止すると共に、湯水吐出口に至る流路を開く自動流路切替手段とを備える風呂装置であって、
ポンプを起動して循環流路内に湯水を通過させ、その際に得られるデータを参酌して浴槽内に残存する湯水の量を演算する残湯演算機能を備え、
前記残湯演算機能の実行に先立って、前記所定温度を超える湯水を循環流路に通過させることを特徴とする風呂装置。 - 加熱手段より湯水の流れ方向下流側の温度を検知する温度検知手段を有し、
前記温度検知手段の検知温度が所定温度を超えると、加熱手段による加熱が停止され、当該停止の時から温度検知手段の検知温度が一定値低下するまでの経過時間を基に、前記データの一部となる循環流量の値が得られることを特徴とする請求項1に記載の風呂装置。 - 前記経過時間に対応する循環流量の値を予め記憶させたデータテーブルを備えていることを特徴とする請求項2に記載の風呂装置。
- 加熱手段を作動させた状態において、ポンプの送水量を増減させることで循環流路を流れる湯水の温度を調整することが可能であって、
循環流路を流れる湯水を前記所定温度を超えるまで昇温させる場合、ポンプの送水量を段階的に減少させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の風呂装置。 - ポンプは駆動用モータを有し、
当該駆動用モータの回転数を制御して、ポンプの送水量を増減させることができるものであって、
循環流路の下流側の温度を目標とする温度に調整する場合には、現在の駆動用モータの回転数に対して、循環流路内の現在の温度と目標とする温度から算出される係数を乗じた数値を、駆動用モータの目標とする回転数とすることを特徴とする請求項4に記載の風呂装置。 - 予め設定された湯量を浴槽に自動的に供給できる湯張り運転機能を備え、
前記湯張り運転機能が実行されると、残湯演算機能で現在の残り湯が演算されてから、設定された湯量まで湯水が落とし込まれることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の風呂装置。
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