JP2013242060A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】浴槽への注湯量や浴槽内の湯水の有無の検出を低コストで実現でき、その結果、組立て性およびメンテナンスを向上させた給湯装置を提供すること。
【解決手段】浴槽１０内の湯水が熱交換器１４を介して循環する循環回路３４と、循環回路３４に配設された循環手段１９と、循環回路３４に接続され、浴槽１０内へ湯水を注湯する注湯流路３３と、循環回路３４に配設され、回転子が回転することで流量を検出する流量検出手段２３とを備え、流量検出手段２３により、注湯流路３３から浴槽１０内への湯水の注湯量および循環回路３４における湯水の循環量を検出する構成としたことを特徴とする給湯装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、給湯装置に関するものである。

従来この種の給湯装置は、以下に記載されているようなものが一般的であった（例えば、特許文献１参照）。

この給湯装置は、図５に示されているように、貯湯槽１とヒートポンプ熱源２を備え、給水源から供給された水は給水管３を通り、貯湯槽１の下部と混合弁４に分岐され、貯湯槽１の下部から入水された水は貯湯槽１に貯まる。

貯湯槽１の下部とヒートポンプ熱源２とは沸き上げポンプ５を介してヒートポンプ往き配管６で接続されている。ヒートポンプ熱源２の内には圧縮機７が内蔵され、ヒートポンプ熱源２に入水された湯水を熱交換して温度を上げてヒートポンプ戻り配管８通って、貯湯槽１の上部に戻るようになっている。貯湯槽１の上部に貯えられた湯と給水管３から分岐された水は混合弁４で混合され、注湯弁９に供給される。

注湯弁９を開弁することにより、浴槽１０へ湯水を供給することができ、注湯弁９を閉弁することにより、浴槽１０への湯水を停止することができる。注湯弁９から出湯された湯水は風呂給湯サーミスタ１１、流量検出手段１２を通りフロースイッチ１３に供給され、フロースイッチ１３にて熱交換器１４側と風呂戻り配管１５側に分岐された後、風呂アダプター１６から浴槽１０に出湯される。

浴槽１０の湯水の温度を上げる場合（追い焚き）は、図６に示すように、追い焚きポンプ１７が起動し、貯湯槽１に貯えられた高温の湯が貯湯槽１の上部より熱交換器１４を通り、追い焚き熱交サーミスタ１８、追い焚きポンプ１７を通り貯湯槽１の下部に戻される。前記追い焚き熱交サーミスタ１８の温度によって追い焚きポンプ１７の回転数を制御することにより熱交換の能力調整がされる。

一方、浴槽１０の湯水は風呂ポンプ１９を起動することにより、熱交換器１４に供給され、熱交換されて温度が上がった湯水はフロースイッチ１３を通り風呂戻り配管１５から風呂アダプター１６に供給され、浴槽１０に戻される。熱交換器１４の前に設置されている風呂往きサーミスタ２０と熱交換器１４の後に設置されている風呂戻りサーミスタ２１の温度によって、熱交換の能力調整をすることで浴槽１０に戻される湯の温度調節がされる。

浴槽１０に貯められた湯水の水位は水位検出手段２２でモニタリングしており、水位が低下した場合に注湯弁９を開弁し自動補水することで、予め設定された湯量を保つことが可能でする。

フロースイッチ１３は浴槽１０の湯水の有無を検出する手段で、浴槽１０に湯水が無い場合はフロースイッチがＯＮせず、追い焚きが停止し、湯水が無い状態で追い焚きをして、風呂ポンプ１９が空運転し、回転軸の異常磨耗や異音が発生するのを防いでいる。

また、流量検出手段１２は、浴槽１０に自動で湯水を注湯するときに、浴槽１０への注湯量をモニタリングすることで、浴槽１０へ一定量湯水を注湯するのに用いられる。

図７に従来の風呂注湯時のフロースイッチを示す。図７において、注湯弁９より出湯された湯水は、フロースイッチの注湯入水口２４に流入し、熱交換器側出湯口２５と風呂戻り配管１５へと分岐される。

このときフロースイッチ内に設置されたパドル２６は、水圧によって下方に押しつけられ、パドル２６に搭載されている磁石２７も下方に位置する。このとき磁石２７はボディ２８の外側に設置されているリードスイッチ２９から離れているため、リードスイッチ２９はＯＦＦとなっている。

次に、図８に従来の追い焚き時のフロースイッチを示す。浴槽から風呂ポンプによって加圧流入してきた湯水は、熱交換器側出湯口２５に入り、注湯入水口２４は注湯弁９が閉弁しているため流入できず、風呂戻り配管１５へと流出する。

このとき、パドル２６は水圧により上方に引き上げられ、パドル２６に搭載されている磁石２７はボディ２８の内側に当接し、リードスイッチ２９と磁石２７は近接するため、リードスイッチがＯＮする。このとき、浴槽１０に湯水が無い場合は、パドル２６を押し上げる力がかからず、パドル２６は、図７のように下方に位置し、注湯時と同様にリードスイッチはＯＦＦとなる。

このように追い焚き時に浴槽１０の湯水がある場合はフロースイッチがＯＮし、湯水が無い場合はフロースイッチ１３がＯＦＦとなり、浴槽１０の湯水の有り無しが検出できる。

浴槽１０に湯水が無い状態で風呂ポンプ１９を駆動すると、風呂ポンプ１９の回転軸が異常磨耗の発生や異音が発生し、風呂ポンプ１９の寿命が著しく低下する。

それを防止するため、フロースイッチ１３により、浴槽１０の湯水の有無を検出して、湯水が無い場合は追い焚きを停止している。ところが、フロースイッチ１３では流量を検出することはできず、浴槽１０への注湯量を検出するには、図６に示したようにフロースイッチ１３とは別に流量検出手段１２が必要となる。

特開２０１１−１６３６９３号公報

しかしながら、従来の給湯装置では、浴槽への注湯量を検出する流量検出手段と、浴槽の湯水の有無を検出するフロースイッチとが別々で必要であり、給湯装置が複雑かつ大きくなってしまい、組立て性およびメンテナンス性の低下につながり、コストもかかるという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、浴槽への注湯量や浴槽内の湯水の有無の検出を低コストで実現でき、その結果、組立て性およびメンテナンスを向上させた給湯装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯装置は、浴槽内の湯水が熱交換器を介して循環する循環回路と、前記循環回路に配設された循環手段と、前記循環回路に接続され、前記浴槽内へ湯水を注湯する注湯流路と、前記循環回路に配設され、回転子が回転す
ることで流量を検出する流量検出手段とを備え、前記流量検出手段により、前記注湯流路から前記浴槽内への湯水の注湯量および前記循環回路における湯水の循環量を検出する構成としたものである。

これにより、流量検出手段と浴槽の湯水の有無を検出する手段が、一つの部品で可能となり、組立て性の向上およびメンテナンスの向上となる。また、流量検出手段と浴槽の湯水の有無を検出する手段とで出力される信号は同一であるため、制御回路が簡素化でき給湯装置の低価格化が実現できる。

本発明によれば、浴槽への注湯量や浴槽内の湯水の有無の検出を低コストで実現でき、その結果、組立て性およびメンテナンスを向上させた給湯装置を提供できる。

本発明の実施の形態１における給湯装置の回路図（風呂注湯時） 同給湯装置の回路図（追い焚き時） 同給湯装置の回転式流量検出手段の断面図（風呂注湯時） 同給湯装置の回転式流量検出手段の断面図（追い焚き時） 従来の給湯装置の回路図（風呂注湯時） 従来の給湯装置の回路図（追い焚き時） 従来の給湯装置のフロースイッチの断面図（風呂注湯時） 従来の給湯装置のフロースイッチ断面図（追い焚き時）

第１の発明は、浴槽内の湯水が熱交換器を介して循環する循環回路と、前記循環回路に配設された循環手段と、前記循環回路に接続され、前記浴槽内へ湯水を注湯する注湯流路と、前記循環回路に配設され、回転子が回転することで流量を検出する流量検出手段とを備え、前記流量検出手段により、前記注湯流路から前記浴槽内への湯水の注湯量および前記循環回路における湯水の循環量を検出する構成としたことを特徴とする給湯装置である。

これにより、流量検出手段と浴槽の湯水の有無を検出する手段が、一つの部品で可能となり、組立て性の向上およびメンテナンスの向上となる。また、流量検出手段と浴槽の湯水の有無を検出する手段とで出力される信号は同一であるため、制御回路が簡素化でき給湯装置の低価格化が実現できる。

第２の発明は、前記回転子の回転軸を、流路の流れ方向の中心に一致させないように配設したことを特徴とするもので、回転軸に浴槽からの異物（髪の毛や湯垢）が付着して作動不良になるのと防ぐことが可能であり、長期間使用しても注湯流量と回転子の回転数の関係が変化せずに良好なパルス−流量特性が得られる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１、図２は本発明の実施の形態１の給湯装置の回路図を示すものである。

図１において、貯湯槽１とヒートポンプ熱源２を備え、給水源から供給された水は給水管３を通り、貯湯槽１の下部と混合弁４に分岐され、貯湯槽１の下部から入水された水は貯湯槽１に貯まる。貯湯槽１の下部とヒートポンプ熱源２とは沸き上げポンプ５を介して
ヒートポンプ往き配管６で接続されている。

ヒートポンプ熱源２の内には圧縮機７が内蔵され、ヒートポンプ熱源２に入水された湯水を熱交換して温度を上げてヒートポンプ戻り配管８通って、貯湯槽１の上部に戻るようになっている。貯湯槽１の上部に貯えられた湯と給水管３から分岐された水は混合弁４で混合され、注湯弁９に供給される。

注湯弁９を開弁することにより、浴槽１０へ湯水を供給することができ、注湯弁９を閉弁することにより、浴槽１０へ湯水を停止することができる。

注湯弁９から出湯された湯水は、注湯流路３３に配設された風呂給湯サーミスタ１１を通り、回転式流量検出手段２３に供給され、回転式流量検出手段２３にて熱交換器１４側と風呂戻り配管１５側に分岐された後、風呂アダプター１６から浴槽１０に出湯される。

浴槽１０の湯水の温度を上げる場合は、図２に示すように、追い焚きポンプ１７が起動し、貯湯槽１に貯えられた高温の湯が貯湯槽１の上部より熱交換器１４を通り、追い焚き熱交サーミスタ１８、追い焚きポンプ１７を通り貯湯槽１の下部に戻され、前記追い焚き熱交サーミスタ１８の温度によって、追い焚きポンプ１７の回転数を制御することにより熱交換の能力調整がされている。

一方、浴槽１０の湯水は、循環手段である風呂ポンプ１９を起動することにより、浴槽１０内の湯水が熱交換器１４を介して循環する循環回路３４を循環し、熱交換器１４にて熱交換され加熱された湯水は、回転式流量検出手段２３を通り、風呂戻り配管１５から風呂アダプター１６に供給され、浴槽１０に戻される。

熱交換器１４の前に設置されている風呂往きサーミスタ２０と熱交換器１４の後に設置されている風呂戻りサーミスタ２１の温度によって、熱交換の能力調整をすることで浴槽１０に戻される湯の温度調節がされている。

浴槽１０に貯められた湯水の水位は、水位検出手段２２でモニタリングしており、水位が低下した場合に注湯弁９を開弁し自動補水することで、予め設定された湯量を保つことが可能でする。

図３は、本発明の風呂注湯時の回転式流量検出手段の断面図を示すものである。注湯弁９が開弁し、注湯流路３３より出湯された湯水は、回転式流量検出手段の注湯入水口２４に流入し、熱交換器側出湯口２５と風呂戻り配管１５へと分岐され、回転式流量検出手段内には回転軸３０を軸として、回転子３１設置されており、ボディ２８の外側にはホールＩＣ３２が設置されている。

注湯入水口２４から流入してきた湯水の水流により回転子３１は、回転軸３０を軸として反時計周りに回転する。回転子３１に設置されている磁石２７は回転子３１の回転と同期し回転する。

ボディ２８の外側設置されているホールＩＣ３２は、前記磁石２７が近接したらＯＮする。

注湯入水口２４より流入する湯水の流量が多くなると回転子３１の回転数は上昇し、注湯入水口２４より流入する湯水の流量が少なくなると回転子３１の回転数は下降し、前記回転子３１の回転数はホールＩＣ３２の出力パルスとして計測することが可能である。

よって、浴槽への注湯流量は回転式流量検出手段のホールＩＣ３２の出力パルスとして検出することが可能であり、浴槽への自動湯張り時には前記ホールＩＣ３２の出力パルスをモニタリングすることで、予め設定されている湯量で湯張りを停止させることが可能である。

図４は、本発明の追い焚き時の回転式流量検出手段の断面図を示すものである。浴槽１０から循環手段である風呂ポンプ１９に循環回路３４を循環し流入する湯水は、熱交換器側出湯口２５に入り、注湯入水口２４は注湯弁９が閉弁しているため流入できず、循環回路３４の風呂戻り配管１５へと流出する。

このとき、回転子３１は反時計回りに回転し、追い焚き時の循環流量をホールＩＣ３２の出力として検出することができる。

ここで、浴槽１０の湯水が無い場合は回転子３１が回転せず、浴槽１０の湯水が無いことを検出することができる。

このように、本発明の回転式流量検出手段を用いると、浴槽１０への注湯量と浴槽１０の湯水の有り無しの検出が、従来は流量検出手段とフロースイッチの２部品で構成していたものが、回転式流量検出手段２３の１部品で可能となるため、組立て性の向上やサービス性の向上につながる。

また、従来の２部品構成では、制御回路に流量検出手段の判定回路とフロースイッチの判定回路が必要となるが、本発明の回転式流量検出手段２３では判定回路が１つで済むため、回路構成の簡素化により制御基板の小型化が実現し、より安価な給湯装置を提供することが可能である。

また、図３、図４で示しているように注湯時の注湯入水口２４と熱交換器側出湯口２５とが形成する流路の中心軸、および、熱交換器側出湯口２５と風呂戻り配管１５とが形成する流路の中心軸に、回転子３１の回転軸３０を一致させないで配設することにより、浴槽１０から流入する異物（髪の毛、湯垢）が回転軸３０に付着するのを防止することができ、長期間使用しても注湯流量と回転子３１の回転数の関係が変化せずに良好なパルス−流量特性が得られる。

以上のように、本発明にかかる給湯装置は、浴槽への注湯量や浴槽内の湯水の有無の検出を低コストで実現でき、その結果、組立て性およびメンテナンスを向上できるので、家庭用ならびに業務用等の大型給湯装置にも適用できる。

９ 注湯弁
１０ 浴槽
１２ 流量検出手段
１４ 熱交換器
１５ 風呂戻り配管
１７ 追い焚きポンプ
１９ 風呂ポンプ（循環手段）
２３ 流量検出手段（回転式）
３１ 回転子
３３ 注湯流路
３４ 循環回路

Claims (2)

1. 浴槽内の湯水が熱交換器を介して循環する循環回路と、前記循環回路に配設された循環手段と、前記循環回路に接続され、前記浴槽内へ湯水を注湯する注湯流路と、前記循環回路に配設され、回転子が回転することで流量を検出する流量検出手段とを備え、前記流量検出手段により、前記注湯流路から前記浴槽内への湯水の注湯量および前記循環回路における湯水の循環量を検出する構成としたことを特徴とする給湯装置。
2. 前記回転子の回転軸を、流路の流れ方向の中心に一致させないように配設したことを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。