JP3588232B2 - 循環加熱装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽内の湯を加熱しつつ循環させる循環加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、図4に模式的に示すように、浴槽50と接続して浴槽50内の湯を循環加熱する循環加熱装置51が知られている。この種の循環加熱装置51は、内部に浴槽50の湯を取り入れて加熱する熱交換器52と、該熱交換器52内の湯を加熱する加熱手段(図示せず)とを備えている。該熱交換器52には、浴槽50の湯が流入する入口開口部53と、該熱交換器52内で加熱された湯を浴槽50に向かって流出させる出口開口部54とが設けられている。熱交換器52内の湯は、加熱手段による加熱によって対流が生じ、出口開口部54から浴槽50へと流出し、それに追従して浴槽50の湯が入口開口部53から熱交換器52内に流入して循環回路が形成される。
【0003】
更に、この種の循環加熱装置51においては、入口開口部53から熱交換器52内への湯の流入と、出口開口部54から浴槽50への湯の流出とが円滑に行われるように、湯の循環を補助する補助循環回路55を備えるものが知られている。該補助循環回路55は、前記熱交換器52の出口開口部54と入口開口部53とをポンプ56を介して接続し、該ポンプ56の吐出口57が前記出口開口部54の下流方向に向けて配設されている。
【0004】
更に、補助循環回路55には、該補助循環回路55内を通過する水温を検出する温度センサ63が設けられており、前記加熱手段を制御する制御手段(図示せず)は、該温度センサ63により検出された温度に基づく加熱手段の制御を行うように構成されている。即ち、前記制御手段は、該温度センサ63により検出された温度を浴槽50内の湯の温度とみなして前記加熱手段を制御するようになっている。
【0005】
前記循環加熱装置51の熱交換器52を浴槽50に接続する場合には、浴槽50に形成された一対の接続口58,59のうち、上方の接続口58に前記熱交換器52の出口開口部54が接続され、下方の接続口59に前記熱交換器52の入口開口部53が接続される。このとき、熱交換器52の各開口部54,53と浴槽50の各接続口58,59との間には、それぞれ連絡管60,61が設けられれる。熱交換器52の各開口部54,53と浴槽50の各接続口58,59とは、前記連絡管60,61を介して直線状に接続されることが好ましく、これによって、湯を円滑に循環させることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、浴槽50に対して好適な位置に前記循環加熱装置51を設置することができず、熱交換器52の各開口部54,53と浴槽50の各接続口58,59との間に左右方向の位置ずれが生じた場合には、例えば図5に示すように、連絡管60を屈曲させて熱交換器52の出口開口部54と浴槽50の接続口58とを接続することが行われる。
【0007】
しかし、熱交換器52の出口開口部54に、屈曲部62を有する連絡管60を接続すると、該出口開口部54に設けられた前記補助循環回路55のポンプ56の吐出口57から吐出する湯の流れが、出口開口部54から浴槽50に向かう安定した湯の流れを形成する前に、屈曲部62に当たって乱流を形成してしまい、浴槽50と熱交換器52との間での湯の循環が円滑に行えなくなる。これによって、熱交換器52の出口開口部54からの加熱された湯の流出量が小となり、浴槽50内の湯は上層部分と下層部分とで極めて大きな温度差が生じてしまう不都合があった。
【0008】
そして更に、前記補助循環回路55に前記温度センサ63が設けられていても、浴槽50と熱交換器52との間での湯の循環が円滑に行えなえないことから、該温度センサ63により検出される温度が浴槽50内の湯の温度と大きく異なってしまい、制御手段による加熱手段の正確な制御が行えない不都合があった。
【0009】
かかる不都合を解消して、本発明は、屈曲部を有する連絡管を介して接続しても、浴槽内の湯を熱交換器との間で円滑に循環させることができ、浴槽内における湯の温度差を極めて小とすることができると共に浴槽内の湯温を所望する温度に正確に加熱することができる循環加熱装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、加熱手段によって加熱され、内部に湯が流通自在の熱交換器と、該熱交換器内に湯が流入する入口開口部と、該熱交換器内で加熱された湯が流出する出口開口部と、両開口部のそれぞれに接続された屈曲部を有する一対の連絡管と、両連絡管を介して前記熱交換器に接続された浴槽と、前記熱交換器の出口開口部と入口開口部とをポンプを介して接続し、該ポンプの吐出口を前記出口開口部の下流方向に向けて該出口開口部に配設した補助循環回路とを備える循環加熱装置において、前記出口開口部と前記連絡管との間に、該出口開口部の下流方向に直線状に延出する延出管を設け、前記ポンプの吐出口を前記延出管の上流側の内部に位置させたことを特徴とする。
【0011】
本発明によれば、出口開口部の下流方向に直線状に延出する延出管を設けたことにより、該出口開口部に設けられた前記補助循環回路のポンプの吐出口から吐出する湯の流れが、出口開口部から浴槽に向かう安定した湯の流れを形成した後に屈曲部を通過させることができる。これによって、屈曲部においては乱流が生じることなく、浴槽と熱交換器との間での湯の循環が円滑に行われる。従って、浴槽内の湯は、浴槽の上層部分と下層部分との湯の温度差を極めて小とすることができる。
【0012】
また、本発明において、前記補助循環回路には該補助循環回路を通過する水温を検出する温度検出手段が設けられており、該温度検出手段によって検出された温度に応じて前記加熱手段を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする。
【0013】
本発明の循環加熱装置は、前記補助循環回路に温度検出手段が設けられていることにより、浴槽内から前記熱交換器の入口開口部を介して補助循環回路に入る湯の温度を検出する。このとき、前述のように、前記延出管を設けたことにより浴槽の上層部分と下層部分との湯の温度差が極めて小とされるので、補助循環回路を通過する湯の温度から浴槽内の正確な温度を検出することができ、前記制御手段による精度の良い加熱手段の制御を行うことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本実施形態の循環加熱装置を模式的に示す説明図、図2は本実施形態の要部の説明図、図3は延出管の他の例を示す説明図である。
【0015】
図1において、1は浴槽であり、2は該浴槽1に接続された循環加熱装置である。該循環加熱装置2において、3は燃焼室、4は該燃焼室3から上方に延びる排煙路、5は燃焼室3に設けられた加熱手段であるバーナ、6は該バーナ5によって加熱され、内部に湯が流通自在の熱交換器、7は該熱交換器6と浴槽1との間で湯の循環を補助する補助循環回路である。
【0016】
図1に示すように、前記バーナ5は、図示しないガス電磁弁及びガスガバナ弁が介在されたガス供給管8により燃料ガスが供給される。該バーナ5には、点火するための点火プラグ9と、燃焼状態を監視するためのフレームロッド10とが設けられている。
【0017】
前記熱交換器6は、内部が中空に形成されており、前記浴槽1内の湯が流入する入口開口部11と、前記浴槽1に向かって湯が流出する出口開口部12とが該熱交換器6の一側に上下に並んで形成されている。
【0018】
また、該熱交換器6は、外壁にフィン13が設けられて、前記出口開口部12に向かって次第に上方に傾斜する加熱流通路14を備えている。該加熱流通路14は、前記バーナ5の直上に位置し、該バーナ5によって加熱された湯の対流が、該加熱流通路14の傾斜に沿って出口開口部12に向かうようになっている。
【0019】
前記補助循環回路7は、前記熱交換器6の出口開口部12と入口開口部11とをポンプ15を介して接続することによって形成されている。該ポンプ15は、入口開口部11の内部に配設された吸入口16から湯を吸入し、出口開口部12の内部に配設された吐出口17から該出口開口部12の湯の流出方向に沿って湯を吐出する。
【0020】
また、前記補助循環回路7において前記ポンプ15の上流側(吸入口16側)には、該補助循環回路7を通過する水(湯)の温度を検出する温度検出手段である温度センサ30が設けられている。
【0021】
そして更に、温度センサ30の検出温度に応じて、前記バーナ5の燃焼を制御する制御手段31が設けられている。該制御手段31は、例えば、温度センサ30の検出温度が、図示しないリモコン等において設定された設定温度になるように、バーナ5の燃焼を制御することができる。
【0022】
前記出口開口部12には、該出口開口部12と同軸に直線状に延出する延出管18が一体に設けられている。該延出管18と、浴槽1に形成された一対の接続口19,20のうち一方の接続口19とは、連絡管21を介して接続されている。また、出口開口部12に延出管18が設けられていることによって前記入口開口部11においてもその長さ寸法を一致させるために延出管22が一体に設けられている。該延出管22には、連絡管23を介して浴槽1に形成された他方の接続口20が接続されている。
【0023】
本実施形態においては、図2に示すように、家屋内の設置スペース等の問題から、前記浴槽1の接続口19の直線上に前記循環加熱装置2の出口開口部12を位置させることができず、連絡管21に屈曲部24を形成することによって浴槽1の接続口19と循環加熱装置2の出口開口部12に延設された延出管18とが接続される。
【0024】
該延出管18は、出口開口部12から連絡管21の接続位置までの間に、直線状の湯の流路を形成する。出口開口部12から浴槽1に向かって流出する際に前記ポンプ15の吐出口17によって形成された流れは、該延出管18の直線状の流路を通過することによってより安定する。そして、安定した流れを有する湯が前記連絡管21に送られるので、湯が屈曲部24を通過してもそこに発生する乱流が極めて小となり、浴槽1に向かって円滑に流出する。従って、浴槽1内と循環加熱装置2の熱交換器6内とで湯の循環が円滑に行われ、浴槽1内の湯は該浴槽1の上層部分と下層部分との温度差が極めて小さくなる。
【0025】
ここで、本実施形態の循環加熱装置2と従来の循環加熱装置51とを比較した試験について説明する。
【0026】
従来の循環加熱装置51においては、図5に示すように、出口開口部54に連絡管60が直接接続されており、出口開口部54の突出部分の長さxは35mmとなっている。本実施形態の循環加熱装置2における出口開口部12には、図2に示すように、前記延出管18を介して連絡管21が接続されている。本実施形態の延出管18の長さyは85mmとされている。出口開口部12,54は内径が共に45mmとされ、ポンプ15,56の吐出水量は共に毎分約10リットルに設定されている。両浴槽1,50内の水量は180リットルとされ、両者共に両浴槽1,50内の水温(夫々の補助循環回路7,55に設けた温度センサ30,63による検出温度)が25℃から設定温度である42℃になるまで燃焼運転を行った。浴槽1,50の湯の中には、図示しないが、上層部分から下層部分に亘って、所定間隔で25個の温度センサを設置して湯温を測定した。比較結果は、表1に示すように、25個の温度センサによる検出温度のうち最高温度と最低温度との差が、従来の循環加熱装置51の場合は15℃であったのに対し、本実施形態の循環加熱装置2では2℃であり、本実施形態の循環加熱装置2のように前記延出管18を設けた場合には浴槽1内の湯温をほ略均一とすることができた。しかも、従来の循環加熱装置51においては、浴槽50の低部近傍の温度が29℃と極めて低いが、本実施形態の循環加熱装置2によれば、浴槽1の低部近傍の温度が41.5℃と良好に加熱循環されていることが判明した。
【0027】
しかも、従来の循環加熱装置51においては、浴槽50内における上層部分と下層部分との温度差が大きいために、補助循環回路55の温度センサ63による検出温度は不正確なものとなるが、本実施形態の循環加熱装置2においては、浴槽1の低部近傍の温度が41.5℃と前記設定温度である42℃に極めて近い温度となっており、補助循環回路7の温度センサ30の検出温度から極めて正確に浴槽1内の温度を把握することができた。
【0028】
【表1】
【0029】
なお、本実施形態の循環加熱装置2においては、図2に示すように、前記延出管18を出口開口部12に一体に設けたものを示したが、該延出管18は、連絡管21の上流側において出口開口部12を直線状に延出させるものであればよく、例えば、図3(a)に示すように、連絡管25の出口開口部12への接続側に、直線状に一体に延出させた延出管26を設けてもよい。また、図3(b)に示すように、出口開口部12に別部材として形成された直線状の延出管27を接続し、該延出管27に連絡管21を接続するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の循環加熱装置を示す説明図。
【図2】図1の循環加熱装置の要部の説明図。
【図3】延出管の他の例を示す説明図。
【図4】従来の循環加熱装置を示す説明図。
【図5】従来の循環加熱装置の一部を示す説明図。
【符号の説明】
1…浴槽、2…循環加熱装置、5…バーナ(加熱手段)、6…熱交換器、7…補助循環回路、11…入口開口部、12…出口開口部、15…ポンプ、17…吐出口、18,26,27…延出管、21…連絡管、30…温度センサ(温度検出手段)、31…制御手段。
Claims (2)
- 加熱手段によって加熱され、内部に湯が流通自在の熱交換器と、該熱交換器内に湯が流入する入口開口部と、該熱交換器内で加熱された湯が流出する出口開口部と、両開口部のそれぞれに接続された屈曲部を有する一対の連絡管と、両連絡管を介して前記熱交換器に接続された浴槽と、前記熱交換器の出口開口部と入口開口部とをポンプを介して接続し、該ポンプの吐出口を前記出口開口部の下流方向に向けて該出口開口部に配設した補助循環回路とを備える循環加熱装置において、
前記出口開口部と前記連絡管との間に、該出口開口部の下流方向に直線状に延出する延出管を設け、
前記ポンプの吐出口を前記延出管の上流側の内部に位置させたことを特徴とする循環加熱装置。 - 前記補助循環回路には該補助循環回路を通過する水温を検出する温度検出手段が設けられており、
該温度検出手段によって検出された温度に応じて前記加熱手段を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする請求項1記載の循環加熱装置。
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