JP3694099B2 - 浴水清浄化装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は浴水浄化装置に関する。
浴槽の湯を汲み上げて所定の浄化機構に通した上で、再び浴槽に戻す行程を繰り返して、浴槽の湯を絶えず清浄に保つ浴水浄化装置が近年広く普及している。
このような浴水浄化装置においては、循環ポンプにより浴水を強制的に循環させ、活性炭等によるろ過やオゾン等による殺菌を行うと同時に電気ヒータにより所定の温度を保つようになっているのが普通である。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電気ヒータは熱量が小さいため、急速に温度を上昇させることができず、そのため電気ヒータにより常に浴水の温度を保っている必要があり、電気自体の高コストに加えて常に加熱することによる熱的なロスが大きく、そのため全体としてランニングコストが高くなる問題があった。
このような問題点を解決するために、深夜電力等の低コストの熱源により加熱した湯を蓄熱槽に蓄えておき、この高温の湯を浴槽に供給することにより、高速の加熱とコスト減とを実現しようとする試みがなされている。
しかし、このようなシステムの場合、蓄熱槽に蓄えた蓄湯の温度及び残量によって、所望の温度まで浴水を加熱できなくなる場合が考えられ、このような場合には事前に所望温度までの加熱が可能か否か予測し、かつその結果をユーザに告知することが望ましい。
本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、所望温度まで浴水を加熱できるか否か判定し、これを告知し得る浴水清浄化装置を提供することを目的とする。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、浴水を浴槽と清浄化機構の間を循環路により循環させる浴水清浄化装置において、前記循環路の所定の位置に接続し、浴水を導入し、加熱して、保温しつつ、蓄えるための手段と、該蓄えるための手段からの蓄湯の温度を降下させるための手段と、該降下させるための手段により温度降下した蓄湯を、浴槽に供給するための手段と、前記浴水の温度を検出するための手段と、前記蓄えるための手段における蓄湯の残量を検出するための手段と、前記蓄えるための手段における蓄湯の温度を検出するための手段と、前記浴水の温度、蓄湯の残量及び温度、浴槽の浴水量を表す値、所望の浴水温度とから、前記蓄えるための手段に蓄えられた蓄湯により所望の浴水温度まで加熱できるか否か判定するための手段と、該判定するための手段による判定結果を告知するための手段と、を備えたことを基本的な特徴とする。
判定するための手段は、蓄湯の残量と温度、浴水容量を表す値、所望の浴水温度とから、所望浴水温度まで加熱可能か否か判定する。この判定結果は音声或いは表示等によりユーザに告知される。
前記蓄えるための手段は、導入した浴水とほぼ同量の蓄湯を排出して温度を降下させるための手段へ供給し、浴水と高温の蓄湯とを同量入れ換えるようにするのが浴水量を一定にするために望ましく、また判定する手段による判定が確実に行える。この場合、判定するための手段は、蓄湯の供給量と浴水の温度上昇を微分的に演算し所望の温度に達するまでの蓄湯供給量を積算することにより必要蓄湯量を求めるように構成するのが望ましい。この必要蓄湯量と前記残量を検出するための手段からの蓄湯の残量を比較して、判定を実行する。
また前記供給するための手段は、前記判定するための手段により所望の浴水温度まで加熱可能と判断された時にのみ、蓄湯の供給を実行するように構成するのが望ましい。
【０００４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本体１は通常屋外に設置され、入水管３、出水管４により浴槽２とつながっている。使用者は浴室の壁面に取り付けられたコントロールパネル５により、運転、停止等を行う。コントロールパネル５は、本体内の制御装置６とコードにより接続されており、本体内の運転状態・湯温・時刻・各種警告等の表示を行うようになっている。制御装置６は蓄熱槽１３側にも設けられており、本体側の制御装置６と接続されている。入水管３の先の浴槽内には吸水口８が接続され、ここから浴水が本体に吸い込まれるようになっている。入水管３の他方の本体側には、循環ポンプ９が取り付けられ、また入水管３の途中には、循環ポンプ停止時に本体内の浴水が浴槽内に戻らないように、水用逆止弁１０が取り付けられている。循環ポンプ９の出水側は切換バルブ２８と切換バルブ２９が設けられているが、切換バルブ２９は通常は循環ポンプ９に対しては閉じられており、浴水は切換バルブ２８方向に流れるようになっている。切換バルブ２８の出側で流路が２方向に分かれ、一方は絞り１１と殺菌ランプ７を介して、濾過材タンク１２へ、他方は蓄熱槽１３の下部の入水側に浴水分岐装置１６を介してホースでつながれている。殺菌ランプ７において浴水の殺菌を行ない、また濾過材タンク１２の中には、セラミックボール・活性炭等の濾過材が入っており、浴水の浄化を行う。濾過材が長期の使用で目詰まりした場合、濾過材を取り出し、水道水にて手洗いできるようになっている。濾過材タンク１２の出水側は、加熱ヒータ２６及びエアータンク２７を介して、切換バルブ２９を通って出水管４に接続し、浄化した浴水をジェットノズル２１から浴槽２内に吐出するようになっている。エアータンク２７は濾過材タンク１２に空気を吹込んで洗浄を行うためのもので、通常は浴水はここを通過するだけである。
【０００５】
蓄熱槽１３には下部に蓄熱槽ヒータ１８と蓄熱槽下部温度センサ１９及び蓄熱槽上部温度センサ２２が装着されており、深夜電力を利用して、槽内の浴水を高温水（８５°Ｃ程度）にする。尚、浴水（４０°Ｃ程度）と高温水は密度が異なるため、蓄熱槽１３に入った浴水分だけ高温の蓄湯が蓄熱槽１３から出ていき、蓄熱槽１３内で浴水と高温の蓄湯は混合しない。
蓄熱槽１３の適宜位置に高温水残量センサ１５が設けられており、蓄熱槽１３における高温水の残量を検出できるようになっている。
蓄熱槽１３上部はミキシングバルブ１７の他方の入水側とホースにて接続されている。ミキシングバルブ１７は、濾過材タンク１２を通った浴水と蓄熱槽１３上部より出てきた高温水を、内部の弁を調節して、適切な所定の湯温にして、ジェットノズル２１より浴槽２に吐出させるようになっている。
【０００６】
入水管３には、浴水温度検出センサ２０が取り付けられており、予め決められた所定の時間において使用者が設定した保温温度より、浴水温度検出センサ２０で検知した浴水温度が下がった場合は、浴水分岐装置１６により高温水をミキシングバルブ１７に供給し、ここで浴水と高温水を混合して所定温度まで温度降下させた上で、浴槽に吐出し、浴水温度が保温温度より所定値（０．５°Ｃ程度）を上回ったら、浴水分岐装置１６を閉じて高温水の供給を停止して浴水のみを浴槽に吐出する。
ミキシングバルブ１７の弁は、パルスモータ等で制御されており、またその吐出側は、出水管４に接続し、ジェットノズル２１につながっている。
コントロールパネル５には図２に示すように運転設定装置３５が設けられており、ここで浴水の保温温度を設定することにより、浴水分岐装置１６の開閉を適宜行って浴水を所望温度に維持できるようになっている。なお、浴水の保温は例えば入浴時間帯等のみ行うことにより、エネルギの節約を図ることができる。入浴時間帯はコントロールパネル５のタイマ５０等により設定することが可能である。またコントロールパネル５に備えられる入浴キーの操作により入浴中と判断して保温を行うようにしても良い。また、深夜電力により蓄熱槽ヒータ１８が加熱中の時は、前記入浴時間帯でなくても、蓄熱槽１３からの蓄湯を浴槽２に導入して、保温を行わせるように構成し、これにより、料金の安い深夜電力による加熱を最大限利用するようにすることも可能である。
【０００７】
加熱ヒータ２６は、冬期等において蓄熱槽１３の高温水だけでは浴槽の浴水の保温ができなくなった場合に使用され、この加熱ヒータ２６により、経済的に常に所望温度に浴水を保持することが可能になる。
【０００８】
ジェット用電磁弁２３、エアーフィルタ２４がジェットノズル２１にエアーチューブ２５を介して接続され、コントロールパネル５のジェットキーの操作によりジェット用電磁弁２３をオンして、空気をジェットノズル２１より噴出できるようになっている。ジェットノズル２１は、内径を細くして空気が混入するようになっている。
なお循環ポンプ９に並列に圧力センサ１４が設けられ、浴水の水位低下を検出できるようになっている。
【０００９】
コントロールパネル５には急速加熱起動装置３３が設けられており、この急速加熱起動装置３３を操作することにより、制御装置６は浴水分岐装置１６とミキシングバルブ１７を制御して蓄熱槽１３からの高温の蓄湯を出水管４に大量に供給して所望の温度まで浴水を急速に加熱出来るように構成されている。
制御装置６は急速加熱起動装置３３の操作があると、最初に蓄熱槽１３の蓄湯の温度、残量、浴水の温度、浴水の量等から所望の温度まで加熱可能か否か判定し、可能でない場合には蓄湯を出水管４に供給させずに、急加熱不可警告装置３２に急速加熱不可能の警告を表示するようになっている。
なお、この実施形態では蓄熱槽１３に蓄熱槽下部温度センサ１９と蓄熱槽上部温度センサ２２の２つのセンサを設けており、高温水の温度はこれらの平均値を用いれば良い。
【００１０】
図２にブロック図を示す。
制御装置６は中央演算処理装置３０を主体に構成されており、その内部に高温水使用量演算装置３１を備えている。また、中央演算処理装置３０には急速加熱起動装置３３、運転設定装置３５からの指令が入力するようになっており、浴水温度検出センサ２０、蓄熱槽上部温度センサ２２、蓄熱槽下部温度センサ１９、高温水残量センサ１５からの検出信号が入力するようになっている。また浴水容量入力装置３４が設けられており、浴槽２の浴水容量を入力できるようになっている。この浴水容量は浴槽２内の浴水量を表す数値として用いられるが、実際に浴槽２の浴水量を検出するようにしても良い。
【００１１】
中央演算処理装置３０には循環ポンプ駆動回路４０が接続され、この循環ポンプ駆動回路４０を介して循環ポンプ９を制御するように構成されている。同様に殺菌ランプ点灯回路４１を介して殺菌ランプ７を制御し、蓄熱槽ヒータ通電回路４２を介して蓄熱槽ヒータ１８を制御するようになっている。更に浴水分岐装置１６を制御し、急加熱不可警告装置３２に前記した警告を表示するようになっている。
【００１２】
急速加熱起動装置３３が操作され、所望の温度までの急速加熱の指令があると、高温水使用量演算装置３１は蓄熱槽下部温度センサ１９、蓄熱槽上部温度センサ２２から入力された蓄湯の温度及び浴水温度検出センサ２０から入力された現在の浴水の温度、及び浴水容量入力装置３４により設定されている浴水容量とから、必要な高温水の量を演算し、中央演算処理装置３０が該必要な高温水の量と、高温水残量センサ１５からの高温水残量とを比較して所望温度まで加熱可能か否か判定し、加熱不可能な場合には、その旨を急加熱不可警告装置３２により警告するようになっている。加熱可能な場合には、中央演算処理装置３０は浴水分岐装置１６及びミキシングバルブ１７を制御して、急速加熱を実行させるように構成されている。
【００１３】
高温水使用量演算装置３１における演算方法としては種々のものが可能であるが、この実施形態においては次のような演算方法を採用している。
まず演算方法を説明するにあたり、諸条件を次の通りとする。
▲１▼浴槽の浴水容量 ：２００Ｌ
▲２▼加熱前の浴水温度 ：３５゜Ｃ
▲３▼目標（保温）浴水温度 ：４２゜Ｃ
▲４▼蓄熱槽内の高温水の温度 ：８０゜Ｃ
▲５▼ミキシングバルブ１７での混合温度：５０゜Ｃ
加熱前に浴槽２内の浴水がもっている熱量は、
Ｑ０＝２００［Ｌ］×３５［゜Ｃ］ −−−▲１▼
今、１［Ｌ］の混合水が浴槽２に流入し、同量の浴水が蓄熱槽１３に引き込まれたとすると、浴槽２内の浴水が持つ熱量は、
Ｑ１＝Ｑ０−（Ｑ０×１／２００）＋（１［Ｌ］×５０［゜Ｃ］）
同様に、次の混合水の流入時の熱量は、
Ｑ２＝Ｑ１−（Ｑ１×１／２００）＋（１［Ｌ］×５０［゜Ｃ］）
この演算を、最終的に浴槽内の浴水が持つ熱量、つまり、
Ｑｎ＝２００［Ｌ］×４２［゜Ｃ］） −−−▲２▼
に到達するまで繰り返し演算を行い、演算回数［ｎ］を求め、（［ｎ］×１［Ｌ］）が、浴槽内に流入した混合水の量となる。
上記の条件では、
ｎ＝１２６
となり、１２６［Ｌ］の混合水が流入すると、４２゜Ｃまで温度上昇することがわかる。
一方、蓄熱槽内の高温水Ｘ［Ｌ］と浴水Ｙ［Ｌ］をミキシングバルブ１７において混合して、５０゜Ｃの湯を１［Ｌ］供給するとすると、次の関係が成り立つ。
（８０［゜Ｃ］×Ｘ［Ｌ］）＋（浴水温度×Ｙ［Ｌ］）＝５０［゜Ｃ］×１［Ｌ］Ｘ［Ｌ］＋Ｙ［Ｌ］＝１［Ｌ］
この式を、Ｘについて解くと、
Ｘ［Ｌ］＝（５０［゜Ｃ］−浴水温度）／（８０［゜Ｃ］−浴水温度）
浴水温度Ｔは、
Ｔ＝Ｑｎ／２００
という関係にあるので、Ｑ０〜Ｑｎまでを順次代入して、▲２▼式が満たされるまで積算を行うと、使用する高温水の量が演算できる。
以上により所望の温度まで加熱するために必要な高温水の量が演算できたら、中央演算処理装置３０は高温水残量センサ１５からの高温水残量と比較して、加熱可能か否か判断するように構成されている。
【００１４】
以上の構成において、急速加熱起動装置３３を操作することにより、蓄熱槽１３に蓄えられた高温水が出水管４を介して浴槽２に供給されるから、急速な加熱が可能になる。また、高温水使用量演算装置３１により所望の浴水温度への加熱に必要な高温水の量が演算され、中央演算処理装置３０がこの演算に基づいて加熱可能か否か判定し、急速加熱不可の場合にその旨の警告が急加熱不可警告装置３２になされるため、ユーザは急速加熱不可であることを認識できる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の浴水浄化装置によれば、蓄えるための手段からの湯の供給により、急速な加熱が可能となり、しかも判定するための手段により急速加熱が可能か否かの判定がなされ、その判定結果の告知がなされるから、ユーザは急速加熱可能か否かを事前に認識することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略ブロック図。
【図２】本発明の一実施形態における制御装置６の制御内容を示すブロック図。
【符号の説明】
１：本体、２：浴槽、３：入水管、４：出水管、５：コントロールパネル、６：制御装置、７：殺菌ランプ、８：吸水口、９：循環ポンプ、１０：水用逆止弁、１１：絞り、１２：濾過材タンク、１３：蓄熱槽、１４：圧力センサ、１５：高温水残量センサ、１６：浴水分岐装置、１７：ミキシングバルブ、１８：蓄熱槽ヒータ、１９：蓄熱槽下部温度センサ、２０：浴水温度検出センサ、２１：ジェットノズル、２２：蓄熱槽上部温度センサ、２３：ジェット用電磁弁、２４：エアーフィルタ、２５：エアーチューブ、２６：加熱ヒータ、２７：エアータンク、２８：切換バルブ、２９：切換バルブ、３０：中央演算処理装置、３１：高温水使用量演算装置、３２：急加熱不可警告装置、３３：急速加熱起動装置、３４：浴水容量入力装置、３５：運転設定装置、４０：循環ポンプ駆動回路、４１：殺菌ランプ点灯回路、４２：蓄熱槽ヒータ通電回路、５０：タイマ。

Claims (3)

1. 浴水を浴槽と清浄化機構の間を循環路により循環させる浴水清浄化装置において、
   前記循環路の所定の位置に接続し、浴水を導入し、加熱して、保温しつつ、蓄えるための手段と、
   該蓄えるための手段からの蓄湯の温度を降下させるための手段と、
   該降下させるための手段により温度降下した蓄湯を、浴槽に供給するための手段と、
   前記浴水の温度を検出するための手段と、
   前記蓄えるための手段における蓄湯の残量を検出するための手段と、
   前記蓄えるための手段における蓄湯の温度を検出するための手段と、
   前記浴水の温度、蓄湯の残量及び温度、浴槽の浴水量を表す値、所望の浴水温度とから、前記蓄えるための手段に蓄えられた蓄湯により所望の浴水温度まで加熱できるか否か判定するための手段と、
   該判定するための手段による判定結果を告知するための手段と、
   を備えたことを特徴とする浴水清浄化装置。
2. 前記蓄えるための手段が、導入した浴水とほぼ同量の蓄湯を降下させるための手段へ供給し、
   前記判定するための手段が、蓄湯の供給量と浴水の温度上昇を微分的に演算し所望の温度に達するまでの蓄湯供給量を積算することにより必要蓄湯量を求め、この必要蓄湯量と前記残量を検出するための手段からの蓄湯の残量を比較して、判定を実行する、
   請求項１に記載の浴水浄化装置。
3. 前記供給するための手段が、前記判定するための手段により所望の浴水温度まで加熱可能と判断された時にのみ、蓄湯の供給を実行する、
   請求項１又は２に記載の浴水清浄化装置。

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