JP2014020714A - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】浴槽への気泡供給機能と、浴槽水の追焚き機能とを備えた構成において、気泡入りの浴槽水を利用するときに給湯温度を適切に制御することを提供する。
【解決手段】貯湯式給湯機は、利用側熱交換器２２、浴槽５０、浴槽水循環回路５１、浴槽水循環ポンプ５４、水流センサ５５及び微細気泡発生装置８０を備える。入浴者が気泡浴を選択した状態において、浴槽水循環ポンプが作動しても水流が検出されない場合には、浴槽水の量が少ないので、利用側熱交換器による追焚きを実行せず、細気泡発生装置を作動させる。これにより、次回の給湯時には、過熱された高温水が浴槽内に給湯されるのを防止することができる。一方、浴槽水循環ポンプの作動により水流が検出された場合には、十分な量の浴槽水が存在するので、気泡を発生しつつ追焚きを実行し、気泡の混入による浴槽水の温度低下を防止する。
【選択図】図４

Description

本発明は、浴槽内に気泡入りの湯水を供給する機能を備えた貯湯式給湯機に関する。

従来技術として、例えば特許文献１に記載されているように、浴槽内に空気を供給する給湯機が知られている。また、他の従来技術としては、特許文献２に記載されているように、ヒートポンプユニットにより加熱した高温水と、追焚き用熱交換器（利用側熱交換器）に導入された浴槽水との間で熱交換し、浴槽水を加熱する給湯機が知られている。さらに、特許文献３に記載されているように、エジェクタを用いて浴槽内に空気を供給する給湯機が知られている。

特開２００５−５５１０１号公報 特開２００５−４２９８５号公報 特開２００９−１８６１５１号公報

上述の特許文献１に記載された従来技術では、浴槽内に空気を供給すると湯温が低下するので、この現象を回避するためには、空気の供給時に貯湯タンクの高温水を利用して浴槽水を加熱する構成が考えられる。しかしながら、空気の供給時に十分な量の浴槽水がなかった場合には、追焚き用熱交換器の２次側を循環する浴槽水の循環が少量となったり、停止することがある。このとき、追焚き用熱交換器の１次側には、高温水が循環しているので、２次側との間で熱交換が行われないと、熱交換器及びその周辺の循環回路が高温状態となる。この状態で、浴槽への給湯動作等が実行されると、使用者が扱い難いほど高温の湯水が熱交換器から浴槽内に供給される虞れがあり、給湯機の利便性が悪化するという問題がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、浴槽内に気泡を供給する機能と、浴槽水を加熱する機能とを備えた構成において、微細気泡入りの浴槽水を利用するときに給湯温度を適切に制御し、利便性を向上させることが可能な貯湯式給湯機を提供することを目的とする。

本発明に係る貯湯式給湯機は、浴槽内に貯留された浴槽水を加熱するための加熱装置と、浴槽と加熱装置とを接続する浴槽水循環回路と、浴槽水循環回路を介して浴槽と加熱装置との間に浴槽水を循環させる浴槽水循環ポンプと、浴槽内に気泡を供給するために、浴槽水循環ポンプが作動した状態において、浴槽水循環回路を流れる浴槽水に気泡を発生させる気泡発生装置と、浴槽水循環回路内の水流を検出する水流検出手段と、浴槽内に気泡を供給する要求が発生し、かつ、当該要求に基いて浴槽水循環ポンプを作動させることで生じた水流が水流検出手段により検出された場合に、加熱装置、浴槽水循環ポンプ及び気泡発生装置を作動させる第１の運転手段と、要求が発生し、かつ、当該要求に基いて浴槽水循環ポンプを作動させても水流検出手段により水流が検出されない場合に、加熱装置を停止した状態で浴槽水循環ポンプと気泡発生装置とを作動させる第２の運転手段と、を備えている。

本発明によれば、浴槽内に気泡を供給する要求が発生した状態において、浴槽水循環ポンプを作動させることで生じた水流が検出された場合には、十分な量の浴槽水が存在していると判断される。この場合には、気泡の混入により浴槽水の温度が低下しないように、追焚きを併用する運転を選択することができる。これにより、例えば寒冷時に気泡浴を行う場合でも、適切な温度に調整された気泡入りの浴槽水を浴槽内に供給することができ、快適な入浴環境を実現することができる。一方、浴槽水循環ポンプを作動させても水流が検出されない場合には、浴槽水が不足していると判断されるので、加熱装置が過熱しないように追焚きを実行せず、気泡のみを発生させることができる。これにより、次回の給湯時には、過熱された高温水が浴槽内に給湯されるのを防止することができる。従って、入浴者が気泡浴を選択した場合に、気泡の発生に追焚きを併用するか否かを自動的に選択することができ、給湯機の利便性を向上させることができる。

本発明の実施の形態１による貯湯式給湯機を示す全体構成図である。 浴槽に設置された浴槽アダプタを模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１において、給湯機による沸き上げ運転を示す回路構成図である。 本発明の実施の形態１において、給湯機による発泡追焚き運転を示す回路構成図である。 本発明の実施の形態１において、給湯機による発泡単独運転を示す回路構成図である。 本発明の実施の形態１において、制御部により実行される制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２において、制御部により実行される制御を示すフローチャートである。

実施の形態１．
以下、図１乃至図６を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。なお、本明細書で使用する各図においては、共通する要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略するものとする。図１は、本発明の実施の形態１による貯湯式給湯機を示す全体構成図である。この図に示すように、本実施形態の貯湯式給湯機１００は、タンクユニット１、ヒートポンプユニット６０、微細気泡発生装置８０等を備えている。タンクユニット１とヒートポンプユニット６０とは、ヒートポンプ入口配管４１と、ヒートポンプ出口配管４２とを介して接続されている。タンクユニット１には、制御部７０が内蔵されている。制御部７０は、タンクユニット１及びヒートポンプユニット６０に搭載された各種の弁類、ポンプ類等の作動を制御する。また、制御部７０には、給湯機の使用者により各種の温度や運転モードの設定、選択、及び運転の開始、停止、切換等を行うためのリモコン（リモートコントローラ）９０が付設されている。リモコン９０は、本実施の形態の操作手段を構成している。以下、貯湯式給湯機１００の各構成要素について説明する。

ヒートポンプユニット６０は、タンクユニット１から取出された低温水をヒートポンプサイクルにより加熱する（沸き上げる）ものである。ヒートポンプユニット６０は、圧縮機６１、沸き上げ用熱交換器６２、膨張弁６３及び空気熱交換器６４を備えており、これらの機器を冷媒循環配管６５により環状に接続した冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を搭載している。沸き上げ用熱交換器６２は、冷媒循環配管６５を流れる冷媒と、タンクユニット１から取出された低温水との間で熱交換を行うものである。ヒートポンプ出口温度センサ６６は、沸き上げ用熱交換器６２から流出した高温水の温度を検出するもので、ヒートポンプ出口配管４２に設けられている。ヒートポンプサイクルは、冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を越える圧力で運転することが好ましい。

タンクユニット１には、以下の各種部品や配管等が内蔵されている。貯湯タンク１０は、湯水を貯留する略円筒状の密閉タンクにより構成されている。貯湯タンク１０の下部に設けられた導入口１０Ａには、水道等の水源から水を供給する給水配管２が接続されている。貯湯タンク１０の上部に設けられた第１上部口１０Ｂには、貯湯タンク１０内の湯水を給湯機の外部へ供給するための給湯配管３が接続されている。なお、図示を省略しているが、給湯配管３は複数に分岐しており、そのうちの１つが後述の浴槽水循環回路５１に接続されている。浴槽５０への湯水の供給（給湯動作）は、給湯配管３から浴槽水循環回路５１（及び後述の熱交換器２２等）を経由して行うように構成されている。貯湯タンク１０には、ヒートポンプユニット６０により加熱された高温水がタンク上部から貯留されると共に、給水配管２により供給される低温水がタンク下部から導入され、タンク内の上部と下部とで温度差が生じるように湯水が貯留される。また、貯湯タンク１０の表面には、上下方向に離間して例えば２個の残湯温度センサ１１，１２が取付けられている。制御部７０は、残湯温度センサ１１，１２の出力に基いて貯湯タンク１０内の温度分布及び残湯量を検出し、後述する沸き上げ運転の開始及び停止等を制御する。

また、タンクユニット１には、循環ポンプ２１及び利用側熱交換器２２が内蔵されている。循環ポンプ２１は、後述のように、タンクユニット１内の各種配管に湯水を循環させるものである。利用側熱交換器２２は、貯湯タンク１０やヒートポンプユニット６０から供給される１次側の高温水を利用して、２次側の加熱対象水（浴槽水、暖房用循環水等）を加熱するものである。本実施の形態では、利用側熱交換器２２の２次側に接続する回路として、後述の浴槽水循環回路５１を例に挙げて説明する。また、循環ポンプ２１と利用側熱交換器２２とは、貯湯タンク１０内に貯留された高温水を利用して、浴槽５０内に貯留された浴槽水（浴槽水循環回路５１を流れる浴槽水）を加熱するための加熱装置を構成している。

次に、タンクユニット１に内蔵された弁類及び配管類について説明する。タンクユニット１には、三方弁３１及び四方弁３２が搭載されている。三方弁３１は、湯水が流入する２つの入口（ａ、ｂポート）と、湯水が流出する１つの出口（ｃポート）とを有し、２つの経路（ａ−ｃ経路、ｂ−ｃ経路）の間で流路形態を切換可能に構成されている。四方弁３２は、湯水が流入する２つの入口（ｂポート、ｃポート）と、湯水が流出する２つの出口（ａポート、ｄポート）とを有し、３つの経路（即ち、ａ−ｂ経路、ｂ−ｄ経路、ｃ−ｄ経路）の間で流路形態を切換可能に構成されている。

また、タンクユニット１には、タンク下部配管４０、ヒートポンプ入口配管４１、ヒートポンプ出口配管４２、タンク上部配管４３、タンク戻し配管４４、利用側熱交換器１次側入口配管４５、利用側熱交換器１次側出口配管４６及びバイパス配管４７が内蔵されている。個々の配管について説明すると、まず、タンク下部配管４０は、貯湯タンク１０の下部に設けられた第１下部口１０Ｃと三方弁３１のａポートとを接続するもので、ヒートポンプ入口配管４１は、三方弁３１のｃポートとヒートポンプユニット６０の入口側とを接続している。ヒートポンプ入口配管４１の途中には、循環ポンプ２１が配置されている。ヒートポンプ出口配管４２は、ヒートポンプユニット６０の出口側と四方弁３２のｃポートとを接続している。タンク上部配管４３は、貯湯タンク１０の上部に設けられた第２上部口１０Ｄと四方弁３２のｄポートとを接続するもので、タンク戻し配管４４は、貯湯タンク１０の下部に設けられた第２下部口１０Ｅと四方弁３２のａポートとを接続している。また、利用側熱交換器１次側入口配管４５は、タンク上部配管４３と利用側熱交換器２２の１次側入口とを接続するもので、利用側熱交換器１次側出口配管４６は、利用側熱交換器２２の１次側出口と三方弁３１のｂポートとを接続している。さらに、バイパス配管４７は、ヒートポンプ入口配管４１のうち循環ポンプ２１よりも下流側の部位と、四方弁３２のｂポートとを接続している。

次に、貯湯式給湯機１００に接続された浴槽５０側の回路について説明する。浴槽５０には、浴槽水循環回路５１、浴槽水循環ポンプ５４、水流センサ５５、浴槽出口側温度センサ５６、後述の微細気泡発生装置８０及び浴槽アダプタ８４が付設されている。浴槽水循環回路５１は、浴槽５０と利用側熱交換器２２を接続し、両者間に浴槽水の循環路を形成するものである。浴槽水循環回路５１は、浴槽５０から利用側熱交換器２２の２次側入口に浴槽水を流入させる行き管５２と、利用側熱交換器２２の２次側出口から流出した浴槽水を浴槽５０内に戻す戻り管５３とを備えている。浴槽水循環ポンプ５４は、浴槽水循環回路５１を介して浴槽５０と利用側熱交換器２２との間に浴槽水を循環させるもので、例えば行き管５２に設けられている。

水流センサ５５は、例えば行き管５２に設けられたフロースイッチ等により構成され、浴槽水循環回路５１内の水流の有無を検出するもので、本実施の形態の水流検出手段に対応している。浴槽出口側温度センサ５６は、例えば行き管５２に設けられ、浴槽水循環回路５１を流れる浴槽水の温度を浴槽５０の出口側で検出するもので、本実施の形態の温度検出手段に対応している。

微細気泡発生装置８０は、浴槽水循環ポンプ５４が作動した状態において、浴槽水循環回路５１を流れる浴槽水に微細気泡を発生させるもので、一般的なエジェクタ機構により構成されている。このエジェクタ機構は、浴槽水循環回路５１を流れる浴槽水の水流を利用して外部から空気を導入し、当該空気を浴槽水に気泡として混入させるものである。詳しく述べると、微細気泡発生装置８０は、内部に湯水の流路が形成されると共に流路の途中部位が縮径したエジェクタ配管と、前記エジェクタ配管の縮径部に水流と垂直な方向に空気を導入する空気導入口とを備えている。そして、この空気導入口には、空気配管８１を介して空気電磁弁８２が接続されている。また、空気配管８１には、微細気泡発生装置８０から空気電磁弁８２への逆流を防止する逆止弁８３が設けられている。

微細気泡発生装置８０の使用時には、浴槽水循環ポンプ５４を作動させ、空気電磁弁８２を開弁する。これにより、所定量以上の浴槽水が前記エジェクタ配管内を流れると、このときの水流により縮径部に負圧が発生し、空気導入口に負圧が作用する。この結果、空気電磁弁８２から空気配管８１を介して空気導入口に空気が導入され、導入された空気は、浴槽水の流れに混入することにより微細気泡を発生させる。そして、この微細気泡入りの浴槽水は、戻り管５３を介して浴槽５０内に供給される。なお、微細気泡発生装置８０は、必ずしもエジェクタ構造をもつ必要はなく、例えば強制加圧方式等により微細気泡を発生させる構成としてもよい。

一方、図２は、浴槽に設置された浴槽アダプタを模式的に示す断面図である。この図に示すように、浴槽アダプタ８４は、浴槽５０の壁面部に設置されるもので、行き管５２に接続された吸込口８５と、微細気泡発生装置８０の下流側で戻り管５３に接続された吐出口８６とを備えている。浴槽５０内の浴槽水は、吸込口８５から行き管５２に吸込まれ、また、吐出口８６から浴槽５０内に吐出されることにより、浴槽水循環水路５１を循環するように構成されている。また、吐出口８６の吐出方向は、浴槽５０の壁面に対して略垂直となる方向に設定されている。この設定によれば、吐出口８６から吐出された微細気泡を入浴者の肌に積極的に付着させることができる。

（沸き上げ運転）
次に、図３乃至図５を参照して、給湯機の運転形態について説明する。なお、これらの図面では、リモコン９０の図示を省略している。まず、図３は、本発明の実施の形態１において、給湯機による沸き上げ運転を示す回路構成図である。沸き上げ運転は、ヒートポンプユニット６０を利用して貯湯タンク１０内の湯水を加熱する（沸き上げる）運転を単独で行うものである。沸き上げ運転時には、図３に示すように、三方弁３１をａ−ｃ経路に切換えると共に、四方弁３２をｃ−ｄ経路に切換える。この結果、タンク下部配管４０とヒートポンプ入口配管４１とが連通し、タンク上部配管４３とヒートポンプ出口配管４２とが連通する。また、タンク戻し配管４４、利用側熱交換器１次側出口配管４６及びバイパス配管４７は、弁３１，３２により閉塞された状態となり、利用側熱交換器２２を通過する流路が遮断される。

沸き上げ運転では、この状態で循環ポンプ２１とヒートポンプユニット６０とを作動させる。これにより、貯湯タンク１０の第１下部口１０Ｃからタンク下部配管４０に低温水が取出され、この低温水は、三方弁３１、循環ポンプ２１及びヒートポンプ入口配管４１を介して沸き上げ用熱交換器６２の２次側に流入し、高温の冷媒と熱交換することにより高温水となる。そして、この高温水は、ヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２及びタンク上部配管４３を介して貯湯タンク１０の第２上部口１０Ｄに到達し、貯湯タンク１０の上部に流入する。このように、沸き上げ運転では、貯湯タンク１０に高温水を貯留することができる。

（貯湯追焚き運転）
続いて、図４を参照して、貯湯追焚き運転について説明する。図４は、本発明の実施の形態１において、給湯機による発泡追焚き運転を示す回路構成図である。この図において、空気電磁弁８２を閉弁して微細気泡発生装置８０（空気配管８１を流れる空気流）を停止した状態が、貯湯追焚き運転に相当している。貯湯追焚き運転は、貯湯タンク１０内の高温水を利用して浴槽水を加熱（追焚き）するものである。

貯湯追焚き運転時には、図４に示すように、三方弁３１をｂ−ｃ経路に切換えると共に、四方弁３２をａ−ｂ経路に切換える。この結果、ヒートポンプ入口配管４１と利用側熱交換器１次側出口配管４６とが連通し、タンク戻し配管４４とバイパス配管４７とが連通する。また、タンク下部配管４０及びヒートポンプ出口配管４２が閉塞されると共に、タンク上部配管４３のうち利用側熱交換器１次側入口配管４５の接続部よりも下流側の部位が閉塞された状態となる。貯湯追焚き運転では、この状態で循環ポンプ２１と浴槽水循環ポンプ５４とを作動させる。なお、ヒートポンプユニット６０は停止状態に保持する。

これにより、貯湯タンク１０の第２上部口１０Ｄから高温水が取出され、この高温水は、タンク上部配管４３の上流側及び利用側熱交換器１次側入口配管４５を介して利用側熱交換器２２の１次側に流入し、利用側熱交換器２２で浴槽水と熱交換することにより中温水となる。そして、この中温水は、利用側熱交換器１次側出口配管４６、三方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１の上流側、循環ポンプ２１、バイパス配管４７、四方弁３２及びタンク戻し配管４４を介して貯湯タンク１０の第２下部口１０Ｅに到達し、貯湯タンク１０の下部に流入する。一方、浴槽側では、浴槽５０から流出した浴槽水が浴槽水循環回路５１を流通しつつ、利用側熱交換器２２の２次側を通過する。これにより、浴槽水は、利用側熱交換器２２で加熱され、その後に微細気泡発生装置８０を介して浴槽５０内に戻される。このように、貯湯追焚き運転では、浴槽水を追焚きすることができる。

（発泡追焚き運転）
次に、同じく図４を参照して、発泡追焚き運転について説明する。この図に示すように、発泡追焚き運転は、前述の貯湯追焚き運転を実行しつつ、微細気泡発生装置８０を作動させるものである。具体的に述べると、発泡追焚き運転では、前述の貯湯追焚き運転を実行しつつ、更に、空気電磁弁８２を開弁する。これにより、浴槽５０から浴槽水循環路５１に流出した浴槽水は、貯湯追焚き運転の場合と同様に、利用側熱交換器２２により加熱された後に戻り管５３を流通するが、この浴槽水には、微細気泡発生装置８０により発生した微細気泡が混入される。

従って、発泡追焚き運転によれば、浴槽５０内に微細気泡を供給しつつ、微細気泡と一緒に浴槽５０内に戻される浴槽水の温度を適度に高く保持することができる。これにより、入浴者は、微細気泡に包まれた状態での入浴（気泡浴）を快適な湯温で実現することができ、気泡浴による心地良さや温浴効果を効果的に得ることができる。また、湯冷めし難い保温効果を実感することができる。より詳しく述べると、一般に、浴槽水循環回路５１を流れる浴槽水に対して、単に微細気泡を混入させると、浴槽水の温度が低下する傾向がある。このため、本実施の形態では、空気電磁弁８２をタンクユニット１の内部に配置し、タンクユニット１内の空気を用いて微細気泡を発生させる構成としている。タンクユニット１の内部には、高温水を貯湯する貯湯タンク１０や、高温水が流通する各種の配管、弁類等が配置されているので、タンクユニット１内の温度は、これらの部品からの放熱により外気温と比較して高い温度に保持されている。このため、微細気泡発生装置８０は、比較的温度が高いタンクユニット１内の空気を気泡化して浴槽水に混入させることができ、浴槽水の温度低下を抑制することができる。

しかしながら、外気温が低い場合には、タンクユニット１内の空気も冷却されるので、この空気を気泡化しても、浴槽水の温度低下を抑制するには限界がある。このため、発泡追焚き運転では、微細気泡発生装置８０を作動させながら、利用側熱交換器２２により浴槽水を追焚きする。これにより、微細気泡入りの浴槽水を適度な高温に保持しつつ、浴槽５０内に供給することができ、入浴者の利便性を向上させることができる。

（発泡単独運転）
図５は、本発明の実施の形態１において、給湯機による発泡単独運転を示す回路構成図である。この図に示すように、発泡単独運転は、浴槽水の追焚きを実行せず、浴槽５０内に微細気泡を供給するものである。具体的に述べると、発泡単独運転では、浴槽水循環ポンプ５４を作動させ、空気電磁弁８２を開弁させる。一方、利用側熱交換器２２は、循環ポンプ２１を停止させ、これに伴って利用側熱交換器２２を停止状態に保持する。即ち、本実施の形態において、加熱装置の停止は、循環ポンプ２１を停止させることにより実現されるものである。

このように、発泡単独運転時には、利用側熱交換器２２の１次側における高温水の循環が停止された状態で、２次側（浴槽水循環回路５１）に浴槽水が循環される。この浴槽水は、微細気泡発生装置８０から発生した微細気泡と一緒に浴槽５０内に供給される。また、浴槽水循環回路５１を流れる浴槽水は、利用側熱交換器２２の余熱により暖められた状態で浴槽５０内に供給されるので、入浴者は、適温に調整された微細気泡入りの浴槽水により心地良さや温浴効果を楽しむことができる。

（発泡運転切換制御）
発泡運転切換制御は、浴槽水の量や温度条件に基いて、発泡運転時に追焚きを実行するか否かを判定するものである。なお、「発泡運転」とは、上述した発泡追焚き運転と発泡単独運転とを総称したものであり、浴槽５０内に微細気泡を供給する運転を意味している。発泡運転を実行する場合には、浴槽水の量に注意する必要がある。即ち、例えば浴槽水の量が不足した状態で、発泡追焚き運転を実行しようとすると、利用側熱交換器２２で適正な熱交換が行われずに当該熱交換器が過熱状態となり、この状態で浴槽への給湯動作等が実行されると、過熱された高温水が浴槽内に供給される虞れがある。

このため、本実施の形態では、発泡運転を実行する要求が発生し、かつ、当該要求に基いて浴槽水循環ポンプ５４を作動させることで浴槽水循環回路５１内に生じた水流が検出された場合に、発泡追焚き運転を実行する。即ち、この場合には、十分な量の浴槽水が存在するものと判断し、循環ポンプ２１（利用側熱交換器２２）、浴槽水循環ポンプ５４及び微細気泡発生装置８０を全て作動させる。なお、「発泡運転を実行する要求」とは、例えば給湯機の使用者がリモコン９０の操作により「気泡浴」を選択した場合等に発生するものである。また、水流の有無は水流センサ５５により検出される。

一方、発泡運転を実行する要求が発生し、かつ、当該要求に基いて浴槽水循環ポンプ５４を作動させても、浴槽水循環回路５１内の水流が検出されない場合には、浴槽水の量が不足しているものと判断し、発泡単独運転を実行する。即ち、この場合には、加熱装置を停止（循環ポンプ２１を停止）した状態で、浴槽水循環ポンプ５４と微細気泡発生装置８０とを作動させる。

上記制御によれば、例えば給湯機の使用者がリモコン９０により気泡浴を選択した場合に、浴槽水の量に基いて発泡追焚き運転と発泡単独運転の何れかを自動的に選択することができ、この選択結果に基いて適切な発泡運転を実行することができる。これにより、使用者は、浴槽水の量に対して過剰な注意を払うことなく、発泡運転を気軽に実行することができ、給湯機の利便性を向上させることができる。詳しく述べると、本実施の形態によれば、浴槽水が十分に存在する場合には、微細気泡の混入により浴槽水の温度が低下しないように、発泡追焚き運転を選択することができる。これにより、例えば寒冷時に発泡運転を行う場合でも、浴槽水を追焚きしつつ微細気泡を混入することができるので、適切な温度に調整された微細気泡入りの浴槽水を浴槽５０内に供給することができ、快適な入浴環境を実現することができる。

一方、浴槽水が不足している場合には、利用側熱交換器２２が加熱しないように発泡単独運転を選択することができる。これにより、次回の給湯時には、過熱された高温水が浴槽５０内に給湯されるのを防止することができる。しかも、発泡単独運転を選択した場合でも、利用側熱交換器２２の余熱を利用して微細気泡入りの浴槽水を適温に保持し、快適な入浴環境を実現することができる。また、利用側熱交換器２２の余熱を浴槽水側に移動させることにより、停止状態となった利用側熱交換器２２を適度に冷却し、利用側熱交換器２２の過熱を確実に防止することができる。

また、本実施の形態では、浴槽水の量だけでなく、温度条件によっても運転を切換える構成としてもよい。一例を挙げると、浴槽水循環ポンプ５４が作動したときに水流が検出されても（十分な量の浴槽水が存在すると判断しても）、浴槽水の温度Ｔが所定の高温判定値ＴＨ以上の場合には、循環ポンプ２１（利用側熱交換器２２）を停止し、発泡単独運転を実行する構成としてもよい。ここで、浴槽水の温度Ｔは、浴槽出口側温度センサ５６により検出されるものである。

高温判定値ＴＨは、例えば追焚きを実行せずに気泡を混入することが許容される水温の最低値として設定される。即ち、浴槽水の温度Ｔが高温判定値ＴＨ以上の場合には、追焚きを実行せずに浴槽水に気泡を混入しても、その温度が入浴に不適切な温度まで低下しないので、発泡単独運転を実行することができる。これにより、発泡運転時には、不要な追焚きを実行することによる消費エネルギの増加を回避し、給湯機を効率よく運転することができる。

さらに、本実施の形態では、浴槽水循環ポンプ５４が作動したときに水流が検出されなくても（浴槽水の量が不足していると判断しても）、浴槽水の温度Ｔが所定の低温判定値ＴＬ未満の場合には、当該温度Ｔが低温判定値ＴＬ以上となるように循環ポンプ２１を制御する構成としてもよい。ここで、循環ポンプ２１の回転数（吐出流量）を変化させると、これに伴って利用側熱交換器２２の１次側を流れる高温水の流量が変化する。従って、高温水の流量を増加させると温度が上昇し、高温水の流量を低下させると温度が低下することになり、循環ポンプ２１の吐出流量に基いて浴槽水の温度を制御することができる。

低温判定値ＴＬは、例えば追焚きを実行せずに気泡を混入することが許されない水温の最高値として設定される。即ち、浴槽水の温度Ｔが低温判定値ＴＬ未満の場合には、追焚きを実行せずに浴槽水に気泡を混入すると、その温度が入浴に不適切な温度まで低下する。この場合には、循環ポンプ２１を作動させて発泡追焚き運転を実行し、浴槽水の温度Ｔが低温判定値ＴＬ以上となるように必要最小限の追焚きを行う。この制御によれば、浴槽水が少ない場合でも、発泡運転により湯温が大きく低下しそうな場合には、必要最小限の追焚きを強制的に実行することができ、入浴時の快適性を優先することができる。

上述した制御の例では、水流センサ５５及び浴槽出口側温度センサ５６の出力に基いて、発泡運転時に追焚きを実行するか否かを自動的に判定するものとした。しかし、発泡運転時における追焚きの必要性は、使用者の好みや環境等に応じて異なるので、本実施の形態では、発泡運転時に追焚きを実行するか否か（循環ポンプ２１を作動させるか否か）の設定を、リモコン９０の操作により選択することが可能となっている。即ち、リモコン９０を操作して発泡運転時の追焚きをＯＮ（実行）またはＯＦＦ（停止）に設定した場合には、この設定が上述の発泡運転切換制御よりも優先して実行される。

具体例を挙げると、発泡追焚き運転時には、浴槽アダプタ８４の吐出口８６から微細気泡入りの高温水が吐出されるので、入浴者によっては不快感を感じる場合がある。この場合、リモコン９０を操作して発泡運転時の追焚きをＯＦＦに設定しておけば、気泡浴を行うときには、浴槽水の量や温度条件に関係なく、常に発泡単独運転が実行される。従って、発泡運転時には、使用者の希望に応じて追焚きの有無を設定することができ、利便性を高めることができる。

また、本実施の形態では、発泡追焚き運転時における利用側熱交換器２２の加熱能力を複数段階に切換えることが可能な構成としている。一例を挙げると、リモコン９０は、予め用意された複数の発泡追焚き設定温度Ｔ１〜Ｔｎのうち、何れか１つの温度を選択することが可能となっている。発泡追焚き設定温度Ｔ１〜Ｔｎは、発泡追焚き運転時に吐出口８６から吐出される浴槽水の温度の目標値であり、例えば発泡追焚き運転を実行しないときの浴槽水の温度の目標値（浴槽設定温度Ｔ０）を基準として予め設定されている。ここで、３種類の発泡追焚き設定温度Ｔ１〜Ｔ３が用意されている場合の具体例を挙げると、Ｔ１はＴ０＋２℃に設定され、Ｔ２はＴ０＋４℃に設定され、Ｔ３はＴ０＋８℃に設定されている。なお、浴槽設定温度Ｔ０は、リモコン９０により設定されるものである。

そして、例えば給湯機の使用者がリモコン９０により発泡追焚き設定温度Ｔ２を選択した場合には、発泡追焚き運転が実行されると、浴槽水の温度が発泡追焚き設定温度Ｔ２と一致するように制御される。また、発泡追焚き運転を実行しない場合の浴槽水の温度は、浴槽設定温度Ｔ０と一致するように制御される。これらの温度制御は、前述したように、循環ポンプ２１の吐出流量を可変とすることで実行される。上記制御によれば、発泡追焚き運転時における浴槽水の温度を使用者の好みに応じて設定することができ、使用者は、気泡浴を好みの湯温で快適に行うことができる。

また、上記制御では、貯湯タンク１０内の高温水が利用可能な状態であることを前提として、発泡追焚き運転を実行するものとした。しかし、貯湯タンク１０内の高温水を利用側熱交換器２２により利用することができない場合には、発泡追焚き運転を実行する条件が成立しても、発泡単独運転を実行するのが好ましい。このような場合としては、例えば貯湯タンク１０内の残湯量が少ない場合や、貯湯タンク１０内の湯温が浴槽水を加熱するほど高くない場合等が考えられる。即ち、本実施の形態では、貯湯タンク１０内の残湯量や湯温に基いて発泡追焚き運転を実行するのが難しいと判定した場合に、発泡追焚き運転を実行する条件が成立しても、発泡単独運転を実行する構成としてもよい。本制御によれば、発泡追焚き運転を実行するのが難しい場合には、この運転機能を発泡単独運転により代替することができるので、給湯機の冗長性を向上させることができる。

［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
次に、図６を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図６は、本発明の実施の形態１において、制御部により実行される制御を示すフローチャートである。この図に示すルーチンでは、まず、ステップＳ１において、発泡運転の要求が発生しているか否かを判定する。具体的には、例えば給湯機の使用者がリモコン９０の操作により「気泡浴」を選択した場合に、発泡運転の要求が発生しているものと判定する。ステップＳ１の判定が不成立の場合には、発泡運転を行う必要がないので、本ルーチンを終了する。また、ステップＳ１の判定が成立した場合には、ステップＳ２に移行し、浴槽水循環ポンプ５４を作動させる。そして、ステップＳ３では、水流センサ５５により浴槽水循環回路５１内の水流を検出したか否かを判定する。

ステップＳ３の判定が成立した場合には、十分な量の浴槽水が存在し、浴槽水循環ポンプ５４の作動により水流が発生したと判断されるので、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、浴槽出口側温度センサ５６の出力に基いて、浴槽水の温度Ｔが高温判定値ＴＨ以上であるか否かを判定する。この判定が不成立の場合には、発泡運転を行うにあたって浴槽水が追焚きを必要としないほど高温ではないので、ステップＳ５に移行し、利用側熱交換器２２（循環ポンプ２１）を作動させる。そして、ステップＳ６では、空気電磁弁８２を開弁し、微細気泡発生装置８０を作動させる。これにより、発泡追焚き運転を実行する。また、ステップＳ４の判定が成立した場合には、発泡運転を行うにあたって浴槽水が追焚きを必要としない程度に高温であるから、後述のステップＳ８により利用側熱交換器２２を停止した後に、ステップＳ６に移行し、発泡単独運転を実行する。

一方、ステップＳ３の判定が不成立の場合には、浴槽水の量が少ないために、浴槽水循環ポンプ５４が作動しても水流が検出されないと判断される。この場合には、ステップＳ７に移行し、浴槽水の水温Ｔが低温判定値ＴＬ未満であるか否かを判定する。この判定が不成立の場合には、発泡運転時に追焚きを実行しなくても、浴槽水の温度が低くなり過ぎることはないと判断されるので、ステップＳ８により利用側熱交換器２２を停止した後に、ステップＳ６に移行し、発泡単独運転を実行する。また、ステップＳ７の判定が成立した場合には、発泡運転時に追焚きを実行しないと浴槽水の温度が低下し過ぎると判断されるので、ステップＳ５，６を実行することにより、発泡追焚き運転を実行する。

なお、前記実施の形態１では、図７中のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ８が第１の運転手段の具体例を示している。また、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８は、第２の運転手段の具体例を示している。

実施の形態２．
次に、図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態１で述べた構成において、微細気泡発生装置の空気導入側に滞留した水を抜く水抜き運転を実行することを特徴としている。詳しく述べると、発泡運転以外の運転形態では、図１中に示す微細気泡発生装置８０を作動させる必要がないので、空気電磁弁８２は閉弁状態に保持されている。この状態で、微細気泡発生装置８０には温水が流通するので、空気電磁弁８２と逆止弁８３との間における空気配管８１の内部には、内部の空気が熱膨張時に抜けることによって負圧が生じている。従って、逆止弁８３の機能が低下したり、空気配管８１内の水分が結露した場合には、空気配管８１の内部に水が滞留することになる。

このため、本実施の形態では、発泡運転の要求が発生していない状態で、水流センサ５５により浴槽水循環回路５１内の水流を検出した場合に、空気配管８１内の滞留水を抜く水抜き運転を実行する構成としている。図７は、本発明の実施の形態２において、制御部７０により実行される制御を示すフローチャートである。この図に示すルーチンでは、まず、Ｓ１１において、発泡運転の要求が発生しているか否かを判定する。この判定が不成立の場合には、ステップＳ１２に移行し、水流センサ５５により浴槽水循環回路５１内の水流を検出したか否かを判定する。

そして、ステップＳ１２の判定が成立した場合には、ステップＳ１３に移行し、水抜き運転を実行する。具体的には、例えば空気電磁弁８２を所定の時間にわたって開弁し、微細気泡発生装置８０を作動させる。これにより、空気配管８１内の滞留水を負圧によって浴槽水循環回路５１内に吸込んで浴槽５０側に抜くことができ、給湯機のメンテナンス性を向上させることができる。一方、ステップＳ１１の判定が成立した場合、または、ステップＳ１２の判定が不成立の場合には、水抜き運転を実行するタイミングではないので、本ルーチンを終了する。

水抜き運転を実行するタイミングとしては、例えば自動湯張り運転の実行時において、浴槽水の有無を確認したり、浴槽水の流路中のエアを抜くための循環運転が行われる期間中が好ましい。自動湯張り運転は、例えば使用者により設定した温度の湯を浴槽５０内の設定水位まで自動的に貯留する運転として定義され、循環運転は、浴槽水循環回路５１に浴槽水を循環させる運転として定義される。自動湯張り運転時に水抜き運転を実行する理由は、次の通りである。

まず、自動湯張り運転の完了後には、浴槽内の水位が高い状態となるので、微細気泡発生装置８０内の圧力が比較的上昇して負圧となり難くなる。この結果、空気配管８１内の滞留水に作用する負圧が小さくなり、滞留水を負圧によって抜くのが困難となる可能性がある。これに対し、自動湯張り運転の実行中には、湯張り動作が未完了状態であり、浴槽内の水位が比較的低いので、空気配管８１内の滞留水に大きな負圧を作用させ、この滞留水を浴槽側に容易に抜くことができる。

また、自動湯張り運転の実行中には、入浴者が存在する可能性が低いので、滞留水を浴槽側に放出する動作を目立たずに実行することができる。また、自動湯張り運転であれば、浴槽内に滞留水を含む気泡を放出する動作が目撃されたとしても、異常と思われる可能性が低いので、水抜き運転を穏便に完了させることができる。但し、上記水抜き運転の実行タイミングは、自動湯張り運転中に限定されるものではなく、空気配管８１内の滞留水に十分な大きさの負圧が作用する運転であれば、他の循環運転中に水抜き運転を実行することが可能である。

なお、前記実施の形態１では、ヒートポンプユニット６０を、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界状態で運転されるヒートポンプサイクルにより構成したが、本発明はこれに限らず、臨界圧力以下の圧力で運転されるヒートポンプサイクルを採用してもよい。この場合、冷媒としては、フロンガス、アンモニア等を用いる構成としてもよい。

１ タンクユニット
１０ 貯湯タンク
２１ 循環ポンプ（加熱装置）
２２ 利用側熱交換器（加熱装置）
３１ 三方弁
３２ 四方弁
４０ タンク下部配管
４１ ヒートポンプ入口配管
４２ ヒートポンプ出口配管
４３ タンク上部配管
４４ タンク戻し配管
４５ 利用側熱交換器１次側入口配管
４６ 利用側熱交換器１次側出口配管
４７ バイパス配管
５０ 浴槽
５１ 浴槽水循環回路
５２ 行き管
５３ 戻り管
５４ 浴槽水循環ポンプ
５５ 水流センサ（水流検出手段）
５６ 浴槽出口側温度センサ（温度検出手段）
６０ ヒートポンプユニット
７０ 制御部
８０ 微細気泡発生装置（気泡発生装置）
８１ 空気配管
８２ 空気電磁弁
８３ 逆止弁
８４ 浴槽アダプタ
８５ 吸込口
８６ 吐出口
９０ リモコン（操作手段）
１００ 貯湯式給湯機

Claims (7)

1. 浴槽内に貯留された浴槽水を加熱するための加熱装置と、
   前記浴槽と前記加熱装置とを接続する浴槽水循環回路と、
   前記浴槽水循環回路を介して前記浴槽と前記加熱装置との間に浴槽水を循環させる浴槽水循環ポンプと、
   前記浴槽内に気泡を供給するために、前記浴槽水循環ポンプが作動した状態において、前記浴槽水循環回路を流れる浴槽水に気泡を発生させる気泡発生装置と、
   前記浴槽水循環回路内の水流を検出する水流検出手段と、
   前記浴槽内に気泡を供給する要求が発生し、かつ、当該要求に基いて前記浴槽水循環ポンプを作動させることで生じた水流が前記水流検出手段により検出された場合に、前記加熱装置、前記浴槽水循環ポンプ及び前記気泡発生装置を作動させる第１の運転手段と、
   前記要求が発生し、かつ、当該要求に基いて前記浴槽水循環ポンプを作動させても前記水流検出手段により水流が検出されない場合に、前記加熱装置を停止した状態で前記浴槽水循環ポンプと前記気泡発生装置とを作動させる第２の運転手段と、
   を備えた貯湯式給湯機。
2. 前記浴槽水循環回路を流れる浴槽水の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記第１の運転手段は、前記温度検出手段により検出した浴槽水の温度が所定の高温判定値以上の場合に、前記加熱装置を停止する構成としてなる請求項１に記載の貯湯式給湯機。
3. 前記浴槽水循環回路を流れる浴槽水の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記第２の運転手段は、前記温度検出手段により検出した浴槽水の温度が所定の低温判定値未満の場合に、当該温度が前記低温判定値以上となるように前記加熱装置を制御する構成としてなる請求項１または２に記載の貯湯式給湯機。
4. 前記気泡発生装置は、前記浴槽水循環回路を流れる浴槽水の水流を利用して外部から空気を導入し、当該空気を浴槽水に気泡として混入させるエジェクタであり、
   前記浴槽内に気泡を供給する要求が発生していない状態で、前記水流検出手段により前記浴槽水循環回路内の水流を検出したときに、前記気泡発生装置を作動させる構成としてなる請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
5. 前記加熱装置は、貯湯タンク内に貯湯された高温水を利用して前記浴槽水循環回路内の浴槽水を加熱する熱交換器であり、
   前記貯湯タンク内の高温水を前記加熱装置により利用することができない場合に、前記加熱装置を停止した状態で前記気泡発生装置により微細気泡を発生させる構成としてなる請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
6. 前記気泡発生装置により微細気泡を発生させるときに、前記加熱装置を作動させるか否かの選択操作を行うことが可能な操作手段を備えてなる請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
7. 前記加熱装置により浴槽水を加熱するときの加熱能力を複数段階に切換えることが可能な構成としてなる請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の貯湯式給湯機。

Images