JP2017227391A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】掛け流し方式での浴槽への給湯を行なう場合に、浴槽の湯水がオーバフロー状態になるまでの時間の短縮化を図りながらも、いわゆる捨て湯による無駄を少なくすることが可能な給湯装置を提供する。【解決手段】浴槽１への給湯が可能な風呂給湯手段３Ａ，５を備えており、掛け流しモードの設定時には、浴槽１の湯水が浴槽１の外部にオーバフローするように浴槽１への給湯を連続的または断続的に行なう構成とされている、給湯装置ＷＨであって、掛け流しモードの設定時における浴槽１への給湯流量は、浴槽１の水位が、オーバフローの水位またはこれに近い水位とされた所定の第１の水位Ｌ１に達するまでは、所定の第１の流量Ｑ１とされ、かつ浴槽１の水位が第１の水位Ｌ１に達した後には、第１の流量Ｑ１よりも少ない第２の流量Ｑ２とされる。【選択図】 図１

Description

本発明は、掛け流し方式での浴槽への給湯が可能とされた給湯装置に関する。
ここで、「掛け流し」とは、浴槽への連続的または断続的な給湯を継続して実行し、浴槽からその外部に湯水をオーバフローさせる方式の給湯の意である。

従来、たとえば特許文献１に記載されているように、浴槽への給湯を掛け流し方式で実行可能とされたものがある。
このような掛け流し方式の給湯によれば、浴槽の湯水を浴槽の外部にオーバフローさせるために、湯水中の汚れや異物を浴槽の外部に排除することが可能である。したがって、たとえば介護施設などにおいて、複数の人が順番に入浴する場合に掛け流しを採用すれば、浴槽の湯水の衛生さを保ちつつ、豊富な湯量で、快適な入浴を行なうことが可能となる。また、浴槽の湯水を高い水位に維持できるために、入浴者が介護対象者であるような場合には、この介護対象者を浴槽内の高い位置に浮かせ、介護の容易化を図ることができるといった利点も得られる。

しかしながら、従来においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。

すなわち、掛け流しを行なう際の浴槽への給湯流量（単位時間当たりの給湯量）が少ないと、浴槽への給湯を開始してから、浴槽の湯水が浴槽外部にオーバフローするまでに長時間を要することとなる。これでは、入浴者の待ち時間が長くなるなどの不便を生じる。一方、これを解消することを目的として、浴槽への給湯流量を多くすると、浴槽の湯水がオーバフローを開始した後に、多くの湯水が浴槽外部にオーバフローし続けることとなる。これでは、いわゆる捨て湯が多くなり、資源・エネルギの無駄やユーザの経済的負担が大きくなる。

特開２００８−１０４７７９号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、掛け流し方式での浴槽への給湯を行なう場合に、浴槽の湯水が浴槽外部にオーバフローするまでの時間の短縮を図りながらも、いわゆる捨て湯の量が過多にならないようにして無駄を少なくすることが可能な給湯装置を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される給湯装置は、浴槽への給湯が可能な風呂給湯手段を備えており、前記浴槽への給湯モードとして、掛け流しモードを設定可能であり、前記風呂給湯手段は、前記掛け流しモードの設定時には、前記浴槽の湯水が前記浴槽の外部にオーバフローするように前記浴槽への給湯を連続的または断続的に行なう構成とされている、給湯装置であって、前記掛け流しモードの設定時における前記浴槽への給湯流量は、前記浴槽の水位が、前記オーバフローの水位またはこれに近い水位とされた所定の第１の水位に達するまでは、所定の第１の流量とされ、かつ前記浴槽の水位が前記第１の水位に達した後には
、前記第１の流量よりも少ない第２の流量となるように構成されていることを特徴としている。ここで、第１および第２の流量は、単位時間当たりの流量であり、以下同様である。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
浴槽への給湯を開始してから浴槽の水位がオーバフローの水位またはこれに近い所定の第１の水位に達するまでは、流量が多い第１の流量で給湯が行なわれるため、浴槽の湯水が浴槽外部にオーバフローするまでの所要時間を短縮することが可能である。このため、入浴者の待ち時間が長くなるといった不便を解消することができる。一方、浴槽の湯水が前記第１の水位以上になった後には、浴槽への給湯流量が、第１の流量よりも少ない第２の流量とされるため、浴槽外部への湯水のオーバフロー量を少なくすることができる。その結果、掛け流し方式の給湯時において、いわゆる捨て湯が多くなることを抑制し、資源・エネルギの無駄や、ユーザの経済的負担を少なくすることが可能となる。

本発明において、好ましくは、前記浴槽の水位が前記第１の水位以上にある状態から低下していく場合において、前記浴槽への給湯流量は、前記第１の水位よりも低い水位としての所定の第２の水位以上にあるときには、前記第２の流量に維持され、かつ前記第２の水位未満に低下したときには、前記第２の流量よりも多い第３の流量に変更されるように構成されている。
前記第３の流量は、前記第１の流量と同一、非同一のいずれであってもよい。

このような構成によれば、浴槽の水位が第１の水位以上に達した後に、その水位が僅かに低下しただけで給湯流量が第２の流量からこれとは別の流量に変更されるようなことを防止し、給湯流量が過剰な頻度で変更される現象（ハンチング現象）をなくすことが可能である。したがって、浴槽への給湯制御を安定したものとすることができる。一方、浴槽の水位が第２の水位未満に低下したときには、浴槽への給湯流量が第２の流量から第３の流量に変更され、流量の増加が図られるため、浴槽の湯水を第１の水位以上の水位まで迅速に復帰させることが可能である。

本発明において、好ましくは、前記第１および第２の水位の少なくとも一方は、変更可能とされている。

このような構成によれば、掛け流し方式の給湯時において、浴槽への給湯流量が変更される水位を、ユーザが要望する水位またはそれに近い水位に設定することができるため、融通性に優れたものとすることができる。

本発明において、好ましくは、前記第１ないし第３の流量の少なくとも１つは、変更可能とされている。

このような構成によれば、浴槽への給湯流量をユーザが要望する流量またはそれに近い流量に設定することができるため、より融通性に優れたものとすることができる。

本発明において、好ましくは、前記浴槽に接続された風呂追い焚き用の湯水循環路と、この湯水循環路に設けられ、かつ前記浴槽の水位を水圧に基づいて検出するための水位センサと、をさらに備えており、前記掛け流しモードの設定時における前記浴槽への給湯は、前記湯水循環路を利用して断続的に行なわれるように構成され、かつ前記浴槽への断続的な給湯における一時的な給湯の停止が行なわれる都度、前記水位センサを利用した前記浴槽の水位検出が繰り返し実行されるように構成されている。

このような構成によれば、風呂追い焚き用の湯水循環路、およびこの湯水循環路に設け
られた水位センサを利用して、掛け流し方式での浴槽への給湯ならびに浴槽の水位検出を適切に行なうことができる。風呂追い焚き用の湯水循環路、および水位センサは、風呂追い焚き機能を備えた給湯装置においては、元々具備されているものであるため、新たな専用機器などを追加して設けるような必要を無くし、給湯装置の高コスト化を適切に回避することが可能である。

本発明において、好ましくは、第１の水位設定モードを設定可能な制御部を、さらに備えており、この制御部は、前記第１の水位設定モードの設定時において、前記浴槽への給湯が開始された後に前記浴槽の水位の変化を検出し、かつ検出された水位の変化がゼロ、またはゼロに近い所定範囲内の変化幅となって、その状態が所定時間以上継続したときには、その水位を前記第１の水位として記憶する処理を実行するように構成されている。

このような構成によれば、浴槽に実際に給湯を行ない、かつオーバフローを生じた水位を、第１の水位として設定することができる。したがって、実際のオーバフロー水位から大きくかけ離れた水位を第１の水位として設定する虞を無くすことができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

本発明に係る給湯装置の一例を示す概略説明図である。 （ａ），（ｂ）は、図１に示す給湯装置における開閉弁の動作と浴槽水位検出とのタイミングの例を示すタイムチャートである。 図１に示す給湯装置において実行される動作制御の一例を示す説明図である。 図１に示す給湯装置において実行される動作制御の一例を示すフローチャートである。 図１に示す給湯装置において実行される動作制御の他の例を示すフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１に示す給湯装置ＷＨは、瞬間式ガス給湯装置であり、一般給湯機能に加え、浴槽１への湯張り機能、風呂追い焚き機能、および掛け流し方式での浴槽１への給湯機能も備えている。この給湯装置ＷＨは、具体的には、入水口２０から入水路２に流入した湯水を加熱するための湯水加熱部３Ａ、この湯水加熱部３Ａにおいて加熱された湯水の温度調整を行なうための湯水混合部４、風呂給湯用出湯路５、一般給湯用出湯路６、風呂追い焚き用の湯水加熱部３Ｂ、制御部７、および外装ケース９０を備えている。

湯水加熱部３Ａは、入水路２に接続された熱交換器３０、およびこの熱交換器３０内に流れ込んだ湯水を加熱するためのバーナ３１を備えている。好ましくは、バーナ３１は、燃焼火力可変式である。符号３２は、バーナ３１に燃焼用空気を供給するファンである。湯水混合部４は、たとえば３ポートタイプの混合弁を用いて構成されており、熱交換器３０の出口側に接続された湯水流路２２を流れる湯水に、入水路２に分岐接続されたバイパス流路２１を流れる非加熱の湯水を混合させ、かつその混合比を変更可能とし、給湯対象となる湯水を所望温度に調整可能である。一般給湯用出湯路６は、湯水混合部４を通過した湯水を台所やその他の箇所に設置された給湯栓６０に導くための湯水流路である。

風呂給湯用出湯路５は、一般給湯用出湯路６に分岐接続された補助流路５０と、追い焚
き用循環流路５１とを利用して構成されている。追い焚き用循環流路５１は、外装ケース９０の外部および内部にそれぞれ位置する外部流路５１ａ，５１ｂおよび内部流路５１ｃ，５１ｄを備えており、湯水加熱部３Ｂのバーナ３４によって加熱される熱交換器３３と、浴槽１の循環アダプタ１０とを接続している。風呂追い焚き動作は、循環ポンプＰ１が駆動することにより、浴槽１の湯水が熱交換器３３に送り込まれて加熱されてから浴槽１に戻されることにより行なわれる。

追い焚き用循環流路５１と補助流路５０とは接続されており、かつ補助流路５０には、電磁開閉弁などの開閉弁Ｖ１が設けられている。この開閉弁Ｖ１を開状態とすることにより、浴槽１への湯張りや、掛け流し方式の給湯が可能である。具体的には、開閉弁Ｖ１を開状態にすることにより、湯水加熱部３Ａにおいて加熱された湯水は、湯水混合部４を通過した後に、風呂給湯用出湯路５を構成する補助流路５０および追い焚き用循環流路５１を通過し、浴槽１に流れ込む。湯水加熱部３Ａおよび風呂給湯用出湯路５は、本発明における浴槽への風呂給湯手段の一例に相当する。風呂給湯用出湯路５と一般給湯用出湯路６とは、これらの分岐接続点Ｊよりも上流側の位置において重複している。この部分には、過流出防止弁としての流量制御弁Ｖ２が設けられているが、この流量制御弁Ｖ２は、掛け流し方式での浴槽１への給湯時における流量制御にも利用される。

制御部７は、マイクロコンピュータを用いて構成されており、給湯装置ＷＨの各部の動作制御や各種のデータ処理を実行する。また、浴室やその他の箇所に設置されるリモコン７０，７１と通信接続されている。これらのリモコン７０，７１を利用して、一般給湯温度や風呂給湯温度などの設定変更、ならびに浴槽１への給湯モードとしての掛け流しモードの設定、および図５を参照して後述する第１の水位設定モードなどの設定を行なうことが可能となっている。前記各モードが設定された際の具体的な動作制御については、後述する。

入水路２および補助流路５０には、流量センサＳａ，Ｓｂが設けられている。追い焚き用循環流路５１には、浴槽１の水位を検出するための水位センサＳｃが設けられている。この水位センサＳｃは、具体的には、追い焚き用循環流路５１内の水圧（浴槽１の湯水の水頭圧に対応）を検出する圧力センサである。

次に、前記した給湯装置ＷＨの作用について説明する。併せて、制御部７による動作制御の例について、図２〜図５を参照しつつ説明する（図４および図５に示すフローチャートのステップは、説明文中に併記する）。

まず、浴室のリモコン７０などにおいて、掛け流しを実行すべき旨の所定のスイッチ操作がなされると、浴槽１への給湯モードとして、掛け流しモードが設定される（Ｓ１：ＹＥＳ，Ｓ２）。この掛け流しモードが設定されると、開閉弁Ｖ１が開状態とされ、所定の第１の流量Ｑ１での浴槽１への断続的な給湯が開始される（Ｓ３）。断続的な給湯は、後述する浴槽１の水位検出処理を適切に行なうためであり、図２（ａ）に示すように、開閉弁Ｖ１をオン・オフさせることにより実行される。この開閉弁Ｖ１のオン・オフの周期は一定でよいが、これに代えて、たとえばオーバフローを生じる虞のない、または少ない給湯開始初期においては周期を長めとし、かつ時間の経過とともに周期を短くするようにしてもよい。第１の流量Ｑ１は、たとえば流量制御弁Ｖ２を全開にすることによって得られる流量、すなわち給湯装置ＷＨにおける最大流量である。

前記した給湯に伴い、水位センサＳｃを利用した浴槽１の水位の検出処理も開始される（Ｓ４）。この水位検出は、たとえば図２（ｂ）に示すようなタイミングでなされ、開閉弁Ｖ１がオフにされていることにより、追い焚き用循環流路５１に湯水流れが生じていない際の追い焚き用循環流路５１内の水圧に基づいて判断される。このような構成によれば
、浴槽１の水位検出を正確に行なうことができる。水位センサＳｃは、浴槽１への通常の湯張り時における水位検出にも利用されるものであるため、この水位センサＳｃを利用すれば、掛け流しモード専用の水位センサを別途用いる必要を無くし、低コスト化を図ることが可能である。

その後、浴槽１の水位が所定の第１の水位Ｌ１に達すると、浴槽１への給湯流量は、所定の第２の流量Ｑ２に変更される（Ｓ５：ＹＥＳ，Ｓ６）。ここで、第１の水位Ｌ１は、浴槽１から湯水がオーバフローする水位であり、たとえば図５を参照して後述する制御により設定することが可能である。第２の流量Ｑ２は、第１の流量Ｑ１よりも少ない流量である。好ましくは、この第２の流量Ｑ２については、ユーザがリモコン７０，７１を操作するなどして増減変更可能とされている。この点については、第１の流量Ｑ１、および後述する第３の流量Ｑ３も同様である。

前記したように、浴槽１の水位がオーバフローの水位として設定された第１の水位Ｌ１に達した後に、浴槽１への給湯流量が少なくされると、浴槽１からオーバフローする湯水量を少なくし、湯水の無駄を少なくすることが可能である。浴槽１の水位がオーバフローの水位に達するまでの第１の流量Ｑ１は、たとえば給湯装置ＷＨの最大供給流量とされているため、浴槽１への給湯が開始されてからオーバフローを生じるまでの時間（図３の時刻ｔ０〜ｔ１までの時間）を短くし、掛け流し方式の入浴待ち時間を短くすることも可能である。

掛け流しモードは、掛け流しを終了する旨の所定の操作がなされた場合や、掛け流しモードの継続時間が所定の時間を経過した場合に終了するが、このような掛け流しモードの終了がなく、その後も入浴者の入浴が継続している場合においては、図３の時刻ｔ２直後のように、浴槽１の水位が短時間で大きく低下し、同図の時刻ｔ３のように浴槽１の水位が所定の第２の水位Ｌ２よりも低下する場合がある（Ｓ７：ＮＯ，Ｓ９：ＮＯ，Ｓ１０）。このような現象は、たとえば入浴者が浴槽１内で立ち上がったり、あるいは浴槽１の外に出るなどした場合に発生し得る。このような現象が検出された場合、浴槽１への給湯流量は、第２の流量Ｑ２から第３の流量Ｑ３に変更される（Ｓ１０：ＹＥＳ，Ｓ１１）。ここで、第２の水位Ｌ２は、第１の水位Ｌ１よりも低い水位であって、好ましくは、流量制御のハンチングを防止するのに好ましい水位とされる。より好ましくは、第２の水位Ｌ２は、第１ないし第３の流量Ｑ１〜Ｑ３と同様に、リモコン７０，７１を操作するなどして、その値を変更可能とされる。第３の流量Ｑ３は、第２の流量Ｑ２よりも多い流量であり、本実施形態においては、第１の流量Ｑ１と同一であって、給湯装置ＷＨの最大供給流量とされている。

このような構成によれば、浴槽１の水位が僅かに低下しただけで、浴槽１への給湯流量が第２の流量Ｑ２から第３の流量Ｑ３に変更されるようなことはなく、流量制御に際してのハンチング現象を適切に防止することができる。また、浴槽１の水位が第２の水位Ｌ２よりも低下した際には、第３の流量Ｑ３に増加するため、浴槽１の水位を元のオーバフローの水位まで迅速に復帰させることが可能である。

前記した動作の後に、浴槽１の水位が第１の水位Ｌ１に復帰した場合には、給湯流量は第２の流量Ｑ２に変更され、それ以降は、掛け流しモードを終了する旨のスイッチ操作がなされていな場合や、掛け流しの継続時間が所定時間を越えていなければ、先に述べた動作制御と同様な制御が繰り返し実行される（Ｓ１１，Ｓ５：ＹＥＳ，Ｓ６，Ｓ７：ＮＯ，Ｓ９：ＮＯ）。掛け流しモードを終了する旨のスイッチ操作があった場合、あるいは掛け流しの継続時間が所定時間を越えた場合には、開閉弁Ｖ１が閉状態とされ、浴槽１への給湯が停止する（Ｓ７：ＹＥＳ−Ｓ８，Ｓ９：ＹＥＳ−Ｓ８）。

給湯装置ＷＨにおいては、次に述べるように、第１の水位Ｌ１を制御部７の制御によって自動設定する動作も実行可能とされており、以下この点について説明する。

すなわち、第１の水位の設定モードを設定するための所定のスイッチ操作がなされると、同モードが設定され、掛け流し方式の給湯時と同様に、開閉弁Ｖ１が開かれて浴槽１への断続的な給湯が開始される（Ｓ２１：ＹＥＳ，Ｓ２２，Ｓ２３）。このような給湯の開始に伴い、浴槽１の水位検出も開始される（Ｓ２４）。この水位検出も、掛け流し方式の給湯時と同様に、水位センサＳｃを用いて行なわれる。

前記給湯動作の開始後には、浴槽１の水位は、徐々に上昇するが、オーバフローの水位に達した後には、水位の変化がゼロ、またはゼロに近い所定範囲内に収まった微小幅の変化となり、一定化する（Ｓ２５：ＹＥＳ）。制御部７は、そのような水位の一定化状態が所定時間以上継続すると、その時点における検出水位を第１の水位Ｌ１とみなし、そのデータを制御部７に具備されているメモリに記憶し、第１の水位設定モードを終了する（Ｓ２６：ＹＥＳ，Ｓ２７，Ｓ２８）。

前記した動作制御によれば、第１の水位Ｌ１を浴槽１の湯水が実際にオーバフローする水位に設定することが正確に行なわれる。また、ユーザの作業負担も少なく、便利である。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る給湯装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

上述した実施形態においては、掛け流しモード時における浴槽への給湯を、断続的に行なわせているが、これに限定されない。たとえば、浴槽への給湯を断続的に行なわせなくても浴槽の水位を適切に検出可能な構成を採用したような場合には、浴槽への給湯を連続的に行なわせることもできる。水位センサとしては、追い焚き用循環流路に設けられた圧力センサとは別のセンサを用いることも可能である。
掛け流しを実行すべき旨の指示は、スイッチ操作以外に、たとえば湯張り操作後に制御部からの指示によるものとしてもよい。

本発明でいう第１の水位は、浴槽の湯水のオーバフロー水位に限らず、たとえばオーバフロー水位よりもやや低い水位に設定することも可能である。このような場合であっても、本発明が意図する作用効果を得ることが可能である。また、第１の水位は、第２の水位と同様に、好ましくは、リモコンなどを操作して適宜に変更できるように構成される。

ＷＨ 給湯装置
Ｌ１，Ｌ２ 第１および第２の水位
Ｑ１〜Ｑ３ 第１ないし第３の流量
Ｓｃ 水位センサ
１ 浴槽
３Ａ 湯水加熱部（風呂給湯手段の構成要素）
４ 湯水混合部
５ 風呂給湯用出湯路（風呂給湯手段の構成要素）
７ 制御部

Claims (6)

1. 浴槽への給湯が可能な風呂給湯手段を備えており、
   前記浴槽への給湯モードとして、掛け流しモードを設定可能であり、
   前記風呂給湯手段は、前記掛け流しモードの設定時には、前記浴槽の湯水が前記浴槽の外部にオーバフローするように前記浴槽への給湯を連続的または断続的に行なう構成とされている、給湯装置であって、
   前記掛け流しモードの設定時における前記浴槽への給湯流量は、前記浴槽の水位が、前記オーバフローの水位またはこれに近い水位とされた所定の第１の水位に達するまでは、所定の第１の流量とされ、かつ前記浴槽の水位が前記第１の水位に達した後には、前記第１の流量よりも少ない第２の流量となるように構成されていることを特徴とする、給湯装置。
2. 請求項１記載の給湯装置であって、
   前記浴槽の水位が前記第１の水位以上にある状態から低下していく場合において、前記浴槽への給湯流量は、前記第１の水位よりも低い水位としての所定の第２の水位以上にあるときには、前記第２の流量に維持され、かつ前記第２の水位未満に低下したときには、前記第２の流量よりも多い第３の流量に変更されるように構成されている、給湯装置。
3. 請求項２に記載の給湯装置であって、
   前記第１および第２の水位の少なくとも一方は、変更可能とされている、給湯装置。
4. 請求項２または３に記載の給湯装置であって、
   前記第１ないし第３の流量の少なくとも１つは、変更可能とされている、給湯装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の給湯装置であって、
   前記浴槽に接続された風呂追い焚き用の湯水循環路と、
   この湯水循環路に設けられ、かつ前記浴槽の水位を水圧に基づいて検出するための水位センサと、
   をさらに備えており、
   前記掛け流しモードの設定時における前記浴槽への給湯は、前記湯水循環路を利用して断続的に行なわれるように構成され、かつ前記浴槽への断続的な給湯における一時的な給湯の停止が行なわれる都度、前記水位センサを利用した前記浴槽の水位検出が繰り返し実行されるように構成されている、給湯装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の給湯装置であって、
   第１の水位設定モードを設定可能な制御部を、さらに備えており、
   この制御部は、前記第１の水位設定モードの設定時において、前記浴槽への給湯が開始された後に前記浴槽の水位の変化を検出し、かつ検出された水位の変化がゼロ、またはゼロに近い所定範囲内の変化幅となって、その状態が所定時間以上継続したときには、その水位を前記第１の水位として記憶する処理を実行するように構成されている、給湯装置。

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