JP4631953B2

JP4631953B2 - 浴室用暖房機

Info

Publication number: JP4631953B2
Application number: JP2008246031A
Authority: JP
Inventors: 拓也清水; 大輔矢部; 裕之石田; 真二足立; 加代荏原; 裕林
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2021-06-18
Also published as: JP2008304185A

Description

本発明は、浴室内の空気を暖める機能を持つ浴室用暖房機に関するものである。

近年、浴室の換気に加え、入浴時に浴室内を暖房する機器が急速に普及してきている。

従来のこの種の浴室用暖房機は図６のようなものである。図において、１０１は浴室用暖房機の本体であり、浴室の天井に埋め込んで設置される。１０２は浴室内の空気を循環させる循環用送風機であり、浴室内の空気を本体１０１内に吸い込み再び浴室内に吹き出す温風経路１０３を形成する。１０４は温風経路１０３内に設けられ温風経路１０３を通る空気を暖める温風用ヒーターであり、主に温風の循環により暖房を行う。１０５は温風経路１０３内に設けられ輻射熱の放射１０６により暖房を行う輻射用ヒーターである。

１０７は本体１の浴室側の開口部を覆う化粧パネル、１０８は化粧パネル１０７に形成され浴室内の空気を本体１０１内に吸い込む吸い込み口、１０９は化粧パネル１０７に形成され温風経路１０３内で暖められた温風を吹き出す温風吹き出し口である。１１０は暖房、換気、乾燥等の運転モードを設定したり運転時間を設定したりする操作部であり、浴室に隣接した脱衣室の壁面等に設置される。

このように構成された従来の浴室用暖房機の暖房モードとしては、浴室内空気を温風用ヒーター１０４により暖めて浴室の洗い場方向へ大風量で送風するものと、輻射用ヒーター１０５から輻射熱を放射すると共に浴室内空気を循環させて浴室の洗い場方向へ小風量で送風するものとがあった。

温風用ヒーター１０４による暖房は浴室内の空気を暖め、循環用送風機１０２により浴室内の空気を撹拌しながら暖房できるため効率よく浴室内が暖房できるが、一方で風量が大きいため、温風吹き出し口１０９からの気流により入浴時は濡れた体から体温が奪われて、寒く感じられ、極めて不快な状態となる。一方、輻射用ヒーター１０５による暖房は、輻射熱の放射を利用しており、温風吹き出し口１０９からの風量も少ないので、気流感が少なくなり、入浴中の暖房に適している。

従来は、温風用ヒーター１０４を用いて循環用送風機１０２を強風運転する暖房と輻射用ヒーター１０５を用いて循環用送風機１０２を弱風運転する暖房の切り替えを使用者が操作部１１０を操作することによって行っていた。また、暖房時間は操作部１１０において設定し、退室後停止したい場合は操作部１１０の停止ボタンを押していた。

このように、従来の浴室用暖房機においては、操作部１１０により人が暖房モードの選択を行わない限り、暖房モードは切り替わらないため、予め入浴前に温風用ヒーター１０４による暖房運転を行っていた場合、入浴時に輻射用ヒーター１０５による暖房運転に切り替え忘れると、入浴時に気流により寒さを感じてしまうという問題があった。

また、従来の浴室用暖房機の構成では、暖房時間を短く設定した場合、入浴中にもかかわらず暖房が終了し浴室内が寒くなってしまう一方、長く設定すると退室後も長時間暖房し続ける恐れがあるという問題があった。

本発明は上記問題を解決するもので、温風用ヒーターを用いて循環用送風機を強風運転する暖房と循環用送風機を弱風運転する暖房の切り替えを自動的に行えるようにし、より快適な暖房を行うことができる浴室用暖房機を得ることを目的とする。

この発明に係る浴室用暖房機は、浴室内の空気を循環させる循環用送風機と、循環用送風機からの空気を温める温風用ヒーターと、人体の有無を検知する人体検知センサーと、人体検知センサーからの入力により循環用送風機を制御する制御部とを備え、制御部は、自動運転開始時に、入浴前暖房運転として温風用ヒーターをＯＮ状態にし循環用送風機を強風運転にし、人体の存在を検知した人体検知センサーから制御部に所定時間入力があったとき、入浴中暖房運転として循環用送風機を弱風運転に切り替えるものである。

この発明に係る浴室用暖房機によれば、入浴者の有無を正確に判断して快適な暖房を行うことができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における浴室用暖房機の構成を示す一部断面図である。図において、１は浴室用暖房機の本体であり、浴室の天井に埋め込んで設置される。２は浴室内の空気を循環させる循環用送風機であり、浴室内の空気を本体１内に吸い込み再び浴室内に吹き出す温風経路３を形成するものである。４は温風経路３内に設けられ温風経路３を通る空気を暖める温風用ヒーターであり、主に温風の循環により暖房を行う。５は温風経路３内に設けられ輻射熱の放射６により暖房を行う輻射用ヒーターである。温風用ヒーター４としては例えばシーズヒーターが用いられ、輻射用ヒーター５としては例えばハロゲンヒーターやコルツヒーターやカーボンランプヒーターが用いられる。

７は本体１の浴室側の開口部を覆う化粧パネル、８は化粧パネル７の循環送風機２に対向する部分に形成され、浴室内の空気を本体１内に吸い込む吸い込み口であり、パンチング穴となっている。９は温風経路３内で暖められた温風を吹き出す温風吹き出し口であり、化粧パネル７の輻射用ヒーター５に対向する部分に浴室の洗い場に向けて斜めにスリット状に形成されている。

１０は暖房、自動暖房、換気、乾燥等の運転モードを設定したり運転時間を設定したりする操作部であり、浴室に隣接した脱衣室の壁面等に設置される。１１は浴室内の人体の有無を検知する人体検知センサーであり、化粧パネル７の吸い込み口８を利用して人体の検知を行うように設置されている。２１は操作部１０や人体検知センサー１１からの入力により循環用送風機２、温風用ヒーター４、輻射用ヒーター５を制御する制御部である。また、２２は浴室内の温度を検知する温度センサー、２３は浴室内の湿度を検知する湿度センサー、２４は浴室内の空気を浴室外に排出する換気用送風機である。

図２は、人体検知センサー１１の構成を示す断面図である。この実施の形態においては人体検知センサー１１として焦電形人感センサーなどの赤外線検知センサーを用いた場合について説明する。この赤外線検知センサーは、所定の温度差による赤外線入射量の変化を検知したとき、制御部２１に信号を出力する。図において、１２は赤外線検知センサー部、１３はＬＥＤ等の表示ランプ、１４は回路素子、１５は赤外線検知センサー部１２、表示ランプ１３、回路素子１４が装着された基板、１６は赤外線検知センサー部１２、表示ランプ１３、回路素子１４、基板１５を覆い、人体から発せられる赤外線を透過する樹脂により成形されたケース、１７はケース１６と一体に形成され赤外線検知センサー部１２と表示ランプ１３を囲むように設けられたリブ、１８はケース１６内のリブ１７の外側に充填されたウレタン防湿材である。

次に、このように構成された浴室用暖房機の暖房の動作について、図３のフローチャートを用いて説明する。操作部１０により「自動暖房」が設定され、自動暖房運転が継続する時間である待機時間Ｔ₁（例えば３時間）が設定されると、自動暖房運転が開始され（ステップＳ１）、待機時間Ｔ₁のカウントが開始される（ステップＳ２）。自動暖房運転の開始時は、入浴前に予め浴室内を効率よく暖房するため、制御部２１により温風用ヒーター４に通電してＯＮ状態にし、循環用送風機１を強風運転させる入浴前暖房が行われる（ステップＳ３）。

入浴前暖房を継続したまま入浴者がなく待機時間Ｔ₁を経過してしまった場合には（ステップＳ４）、自動暖房は停止する（ステップＳ５）。また入浴前暖房中に人体検知センサー１１から制御部２１に第１の所定時間ｔ₁（例えば２秒間）入力があった場合は（ステップＳ６）、制御部２１は人体検知センサー１１の表示ランプ１６を点灯させると共に、循環用送風機２をまず弱風運転に切り替える（ステップＳ７）。その後継続して更に第２の所定時間ｔ₂（例えば４秒間）人体検知センサー１１から入力がない場合は（ステップＳ８）、制御部２１は人体検知センサー１１が雑音を検知したものと判断し、再び循環用送風機２を強風運転に戻し、温風用ヒーター４による入浴前暖房を継続する（ステップＳ３）。また、所定時間ｔ₂人体検知センサー１１から入力があった場合は（ステップＳ８）、制御部２１は人の存在を検知した、つまり、人が入室したと判断し、温風用ヒーター４をＯＦＦして輻射用ヒーター５をＯＮし、循環用送風機１を弱風のまま運転し、入浴中暖房を行う（ステップＳ９)。

人体検知センサー１１からその後も継続的に入力がある場合は（ステップＳ１０）、制御部２１は入浴中暖房を継続する（ステップＳ９）。また、入浴中暖房の継続中に人体検知センサー１１からの入力がなくなった場合は（ステップＳ１０）、制御部２１は予め設定された猶予時間Ｔ₂（例えば１０分間）のカウントを始める（ステップＳ１１）。猶予時間Ｔ₂の経過前に人体検知センサー１１から第３の所定時間ｔ₃（例えば２秒間）の入力があった場合は（ステップＳ１３）、猶予時間Ｔ₂のカウントを停止し（ステップＳ１４）、入浴中暖房を継続する（ステップＳ９）。また、人体検知センサー１１からの入力がないまま猶予時間Ｔ₂経過の３０秒前になると、人体検知センサー１１の表示ランプ１６を点灯して浴室内に暖房停止の予告を行い、そのまま猶予時間Ｔ₂が経過すると（ステップＳ１２）、輻射用ヒーター５をＯＦＦし、循環用送風機２の運転を停止して（ステップＳ１５）、待機状態となる。この待機状態は待機時間Ｔ₁が経過するまで続き、待機状態中に人体検知センサー１１から第４の所定時間ｔ₄（例えば２秒間）入力があるかどうか、また、待機時間Ｔ₁が経過したかどうかを判断する（ステップＳ１６、ステップＳ１７）。

待機時間Ｔ₁が経過するまでの間に、人体検知センサー１１から所定時間ｔ₄の入力があった場合は（ステップＳ１６）、人が存在すると判断し、輻射用ヒーター５をＯＮ状態にし循環用送風機２を弱風運転して入浴中暖房を再開する（ステップＳ９）。人体検知センサー１１からの入力がなく（ステップＳ１６）、待機時間Ｔ₁が経過した場合には（ステップＳ１７）、自動暖房運転を停止する（ステップＳ１８）。また、待機時間Ｔ₁が経過しても、人体検知センサー１１からの入力がある間は入浴中暖房を継続し（ステップＳ９）、人体検知センサー１１からの入力がなくなり（ステップＳ１０）、猶予時間Ｔ₂が経過し（ステップＳ１２）、更に人体検知センサー１１からの入力がなければ（ステップＳ１６）、自動暖房運転を停止する（ステップＳ１８）。

このように、入浴前は温風用ヒーター４に通電し循環用送風機２を強風運転することにより効率良く浴室内を暖め、入浴中は輻射用ヒーター５により入浴者に直接輻射熱を与え強風による寒さを感じないように暖房でき、しかもその暖房の切り替えを人体検知センサー１１により自動的に行うため、入浴者の快適性がより向上する。また、待機時間Ｔ₁の間は人体検知センサー１１が人の存在を検知する度に入浴中暖房を行い、人の存在を検知しない場合は暖房を停止するので、必要以上の暖房エネルギーを消費することがなく省エネルギーになる。更に、待機時間Ｔ₁が経過しても、人体検知センサー１１が人の存在を検知している間は、暖房を継続するため、入浴中に暖房が停止してしまうことがない。

ここで、待機時間Ｔ₁は、予め設定されたものであっても良いし、使用者が自動暖房運転前に設定、あるいは自動暖房運転の最中に変更できるようにしても良い。使用者が設定変更できるようにすれば、家族の人数等ライフスタイルに合わせて調節することができる。待機時間Ｔ₁を設けることにより、使用者が暖房の停止操作を行う必要がなくなり、また、待機時間Ｔ₁内に２人以上が入浴する場合にその都度暖房の開始操作をする必要がなくなる。

また、入浴前暖房から入浴中暖房への切り替えを人体検知センサー１１からの入力が所定時間ｔ₁＋ｔ₂（上記の例においては６秒間）継続した場合に行うようにしたので、人体検知センサー１１が自身の温風や湯張りなどで発生する温熱雑音によって反応して、入浴者がいないにもかかわらず入浴中暖房に切り替わってしまうのを防止し、入浴者の存在の判断を正確にすることができる。特に、循環用送風機を強風運転し湯張りを行う入浴前暖房中は温熱雑音が多いため、入浴者の存在の判断には６秒程度必要である。

また、入浴前暖房から入浴中暖房への切り替えを段階的に行う、すなわち、人体検知センサー１１からの入力が所定時間ｔ₁（上記の例においては２秒間）継続した時点で、まず循環用送風機２の風量を下げるようにしたのは、人が裸で入浴した場合、入浴者の存在を正確に判断するまでの所定時間ｔ₁＋ｔ₂（上記の例においては６秒間）強風が出続けると肌に直接風が当たり不快を感じるからである。したがって、入浴前暖房から入浴中暖房への切り替えを段階的に行うことによって、寒さを感じない快適な暖房を行うことができる。

この実施の形態において人体検知センサー１１として用いた赤外線検知センサーは温度差による赤外線入射量の変化を検知することにより人の存在を検知するものであるため、人が湯船につかっている場合や浴室内が３０度以上になっている場合など人体温度と周囲温度との差が小さくなると、検知が困難になることがある。そこで、上記のように人体検知センサー１１が人体を検知しなくなってから入浴中暖房を停止させるまでの間に猶予時間Ｔ₂を設けることにより、浴室内に人が存在するにもかかわらず入浴中暖房を停止してしまうのを防止できる。ここで、猶予時間Ｔ₂は、人が湯船につかっている時間等を考慮したものである。

また、猶予時間Ｔ₂の経過の所定時間前に表示ランプ１３を点灯して入浴者に暖房停止の予告をするようにしたので、例えば入浴者が湯船につかっている場合には、人体検知センサー１１が反応し易い洗い場の方に入浴者が手をかざして暖房を継続させることにより、予期せずに暖房が停止してしまうことを防止できる。

なお、浴室内温度が人の体温付近にまで上昇したことを温度センサー２２が検知した場合に、制御部２１により人体検知センサー１１の入力感度を高めるように調整すれば、高温時においても人の検知を正確に行うことができる。

また、人体検知センサー１１のケース１６内にウレタン防湿材１８を充填することにより、浴室で発生する結露や湯気から回路素子１４や赤外線検知センサー部１２を保護し、水分による回路部の劣化および故障を防止することができる。したがって、耐湿性や耐水性の保証されない安価な赤外線検知センサーを、浴室内のような結露や湯気の絶えず発生する環境下で使用することが可能となる。

また、人体検知センサー１１を化粧パネル７の吸い込み口８に対向する位置に取り付け、パンチング穴を利用して人体検知を行うようにしたので、人体検知センサー１１専用の開口部を設ける必要がなく、外観を損なうことがない。ここで、人体検知センサー１１は温風吹き出し口９に対向する部分に取り付けて、スリット状の開口部を利用して人体検知を行うようにしても良い。

また、輻射用ヒーター５としてカーボンランプヒーターを用いると、ピーク波長が遠赤外線領域（特に2.5μｍ〜８μｍ）にあるため、遠赤外線の放射量が多くなり、暖房効率が向上する。また、カーボンランプヒーターは突入電流がなく、突入電流保護回路やサージ対策が不要となる。また、コルツヒーターは垂直状態で使用するとコイルが自重で下がり使用できなかったが、カーボンランプヒーターは炭素系材料の焼結体を発熱体に用いているため、どのような方向でも使用できる。さらに、カーボンランプヒーターの発熱体は、形状を平板状、棒状など自由に成形できるため、特に平板状のカーボンランプヒーターを用いた場合には、その面を浴室の洗い場に向けるように設置すると、輻射熱による暖房をより効果的に行うことができる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２における浴室用暖房機に用いる人体検知センサーの取付構造を示す斜視図である。浴室用暖房機の全体構造は実施の形態１において説明した図１に示すものと同じであるため、説明は省略する。図４において、図２と同一符号は同一のものを示す。図４において、２５は人体検知センサー１１を本体１に取り付ける取付板であり、本体１内に固定される。２６は人体検知センサー１１のケース１６の両側面に形成された軸状突起であり、取付板２５に形成された穴に回動自在に挿入することにより、人体検知センサー１１が浴室用暖房機の本体１に回動自在に取り付けられる。

図５は人体検知センサー１１の検知範囲が変化する様子を示す説明図であり、図４を横から見た図である。図５において２７は人体検知センサー１１の検知範囲である。図に示すように、人体検知センサー１１は自在に角度を変えることができ、検知範囲２７は実線で示す範囲から点線で示す範囲まで変えることができる。したがって、狭い浴室内で人体検知センサー１１が敏感に反応してしまう場合には人体検知センサー１１の向きを少し反応しにくい向きに変更して設置し、広い浴室においては人体検知センサー１１の向きを所定時間ごとに自動的に変化させるようにして検知範囲を拡大すれば、人体の検知精度が向上する。特に、人体検知センサー１１として検知範囲が狭い赤外線検知センサーを用いた場合には効果が大きい。

実施の形態３．
上記の実施の形態１においては、人体検知センサー１１が人の存在を検知している間は継続的に入浴中暖房を行うようにしたが、温度センサー２２及び湿度センサー２３の検出値に応じて入浴中暖房を制御するようにしてもよい。すなわち、温度センサー２２が所定値以上の温度を検知したとき、又は湿度センサー２３が所定値以上の湿度を検知したとき、あるいは温度センサー２２及び湿度センサー２３の両方が所定値以上となったときに、輻射用ヒーター５の通電を停止する。このように制御すれば、暖めすぎによるのぼせを防止することができる。ここで、輻射用ヒーター５の停止に加え、循環用送風機２の運転を停止してもよい。

実施の形態４．
上記実施の形態１においては、入浴中暖房を一旦停止して待機状態になると（ステップＳ１５）、再度人体検知センサー１１から入力がない限り入浴中暖房は再開しないため、必要以上の暖房エネルギーを消費することがなく省エネルギーにはなるが、２人目以降の人が入浴するまでに時間があくと浴室の温度が低下してしまい、寒さを感じてしまう。そこで、待機状態の間、間欠的に温風用ヒーター４または輻射用ヒーター５に通電し、循環用送風機２を運転するようにしてもよい。このように運転制御すれば、２人目以降の人も寒さを感じない、より快適な浴室暖房を実現できる。

また、２人目以降の入浴時に浴室内の温度が下がっていた場合に、再度入浴前暖房（温風用ヒーター４をＯＮ、循環用送風機を強風運転）を行うように入浴者が指示できる手動ボタンを操作部１０に設けてもよい。このように運転制御すれば、入浴前に効率的に浴室内を暖めることができるため、寒さを感じない快適な暖房を行うことができる。

実施の形態５．
上記の実施の形態１においては、人体検知センサー１１として赤外線検知センサーを用いた場合について説明したが、人体の有無を画像で検知するイメージセンサーや音波で検知する超音波センサーを用いても良い。このように温度の影響を受けないセンサーを用いれば、浴室内の温度が高くなっても人体の検知を正確に行うことができる。

実施の形態６．
上記の実施の形態１においては、人体検知センサー１１のケース１６内にウレタン防湿材を充填させることにより防水構造とし、浴室で発生する結露や湯気から回路素子１４や赤外線検知センサー部１２を保護することとしたが、ケース１６を密閉構造とし、ケース１６内に湿度を一定に保つ吸湿シートを収めるようにしても良い。このように構成すれば、万一ケース１６内に水分が染み込むようなことがあっても回路素子１４や赤外線検知センサー部１２を保護することができる。

本発明の実施の形態１における浴室用暖房機の構成を示す図である。本発明の実施の形態１における浴室用暖房機の人体検知センサーの構成を示す断面図である。本発明の実施の形態１における浴室用暖房機の暖房動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態２における浴室用暖房機の人体検知センサーの取付構造を示す斜視図である。本発明の実施の形態２における浴室用暖房機の人体検知センサーの検知範囲を示す図である。従来の浴室用暖房機の構成を示す図である。

符号の説明

２循環用送風機、４温風用ヒーター、５輻射用ヒーター、８吸い込み口、９温風吹き出し口、１０操作部、１１人体検知センサー、１２赤外線検知センサー部、１３表示ランプ、１８ウレタン防湿材、２１制御部、２２温度センサー、２３湿度センサー、２５取付板、２６軸状突起。

Claims

浴室内の空気を循環させる循環用送風機と、
前記循環用送風機からの空気を温める温風用ヒーターと、
人体の有無を検知する人体検知センサーと、
前記人体検知センサーからの入力により前記循環用送風機を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
自動運転開始時に、入浴前暖房運転として前記温風用ヒーターをＯＮ状態にし前記循環用送風機を強風運転にし、
人体の存在を検知した前記人体検知センサーから前記制御部に所定時間入力があったとき、入浴中暖房運転として前記循環用送風機を弱風運転に切り替えることを特徴とする浴室用暖房機。
制御部には自動運転の待機時間が設定され、
前記制御部は、
自動運転開始から前記待機時間が経過した場合、人体の存在を検知した人体検知センサーから前記制御部に入力があるときには入浴中暖房運転をし、
前記人体検知センサーが人体の存在を検知しなくなったときには前記入浴中暖房運転を停止することを特徴とする請求項１に記載の浴室用暖房機。
制御部には猶予時間が設定され、
前記制御部は、
入浴中暖房運転中に、人体検知センサーが人体の存在を検知しなくなったときから前記猶予時間が経過する所定時間前に前記入浴中暖房運転を停止する予告を行い、
人体の存在を検知しなくなったときから前記猶予時間が経過したら前記入浴中暖房運転を停止することを特徴とする請求項１に記載の浴室用暖房機。
制御部には自動運転の待機時間が設定され、
前記制御部は、
入浴中暖房運転中に、人体検知センサーが人体の存在を検知しなくなったときには前記入浴中暖房運転を停止し、
その後、自動運転開始から前記待機時間が経過するときまで、人体の存在を検知した前記人体検知センサーから前記制御部に入力があるまで間欠的に前記入浴中暖房運転または入浴前暖房運転をすることを特徴とする請求項１に記載の浴室用暖房機。
入浴前暖房運転の指示を受け付ける操作部を備え、
制御部には自動運転の待機時間が設定され、
前記制御部は、
入浴中暖房運転中に、人体検知センサーが人体の存在を検知しなくなったときには前記入浴中暖房運転を停止し、
その後、自動運転開始から前記待機時間が経過するときまで、前記操作部から前記入浴前暖房運転の指示を受けた場合には前記入浴前暖房運転をすることを特徴とする請求項１に記載の浴室用暖房機。
浴室内の温度を検知する温度センサーを備え、
人体検知センサーは赤外線センサーであり、
制御部は、
前記温度センサーが検知した温度に基づき前記赤外線センサーの人体検知の感度を調整することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の浴室用暖房機。
浴室内の温度を検知する温度センサーと、
前記浴室内の湿度を検知する湿度センサーとを備え、
制御部は、
入浴中暖房運転中に前記温度センサーが所定の温度以上を検知した場合または前記湿度センサーが所定の湿度を検知したときには、前記入浴中暖房運転を停止することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の浴室用暖房機。
人体検知センサーは浴室用暖房機に回動するように取り付けられたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の浴室用暖房機。
人体検知センサーはイメージセンサーまたは超音波センサーであることを特徴とする請求項１から５、７、８のいずれか１項に記載の浴室用暖房機。
人体検知センサー内にはウレタン防湿材が充填されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の浴室用暖房機。
人体検知センサー内には湿度を一定に保つ吸湿シートが収められたことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の浴室用暖房機。
人体検知センサーは、浴室用暖房機における浴室内空気の吸い込み口または温風吹き出し口の開口部に対向して設けられたことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の浴室用暖房機。