JP5045560B2 - 追いだき機能付き給湯機 - Google Patents

Description

本発明は微小泡により給湯機追いだき配管内面、熱交換器内部に付着した汚れを吸着脱離し、付着を防止する追いだき機能付き給湯機に関する。

熱源器で沸き上げられた湯を貯湯タンクに一旦貯留し、該貯湯タンクに接続された給湯管路の端部に設けた給湯栓をユーザが開けたときに貯湯タンク内の湯がそのまま、または水でうめられて出湯するように構成された給湯機では、貯湯タンク内の湯を熱源として用いた追焚き用熱交換器により浴槽内の浴水を追い焚きする追焚き機能が付加されたものも開発されている。

給湯機に上記の追焚き機能を付加する場合には、例えば、貯湯タンクの上部から湯を取水して該貯湯タンクの下部に戻す熱源用循環管路、浴槽から取水した浴水を浴槽に戻す追焚き用循環管路、および上記の追焚き用熱交換器が給湯機に付加される。追焚き用熱交換器は、熱源用循環路を流下する湯を熱源として用いて、該湯と追焚き用循環管路を流れる浴水との間で熱交換を行い、追焚き用循環管路内の浴水を加温する。

このような追焚き機能付き給湯機では、人体から浴水中に洗い流された皮脂や角質等の汚れが追焚き用循環管路を循環して該循環管路の配管内面や追焚き用熱交換器内に不可避的に付着する。そして、上記の汚れがある程度以上堆積すると、追焚き運転時に当該汚れが浴槽に再循環して浴槽や浴水を汚したり、追焚き用熱交換器の熱交換効率を低下させたりする。このため、追焚き用循環管路の配管内や追焚き用熱交換器内に付着し、堆積した汚れを強制的に取り去る配管洗浄が推奨される。

上記の追焚き用熱交換器に代えて保温ヒータを用いる給湯機に適用されるものではあるが、特許文献１に記載された給湯機の洗浄装置では、浴水を循環させて該浴水を保温ヒータで加熱する循環用配管が設けられ、浴水の排水時に当該循環用配管に水を流して循環用配管内の汚れを洗い流している。

ただし、このような洗浄装置による洗浄だけでは上記循環用配管内の汚れを十分に除去することが困難である。同様のことが、前述の追焚き用循環管路内や追焚き用熱交換器内の汚れの除去についてもいえる。多くのユーザは、市販の発泡性洗浄剤を購入し、この洗浄剤を用いた配管洗浄を自主的に行っている。

特許第３８２１９２６号

しかしながら、上記機能は排水時に皮脂汚れを含んだ浴水を追いだき配管から排水するのみで、追いだき配管、熱交換器の表面に吸着した皮脂汚れを十分洗い流すことはできなかった。吸着した皮脂汚れを洗い流すためには半年に１回程度、配管洗浄を実施する洗浄メンテナンスが推奨されているが、配管が長い場合には熱交換器内部を十分に洗浄することが困難であった。特に、配管洗浄においては、年に１〜２回ということと、汚れが目に付かないので忘れる場合も多く、知らないうちに熱交換効率が悪くなったり、浴槽配管の付着汚れに起因する汚染の増加を招いたりしている。市場調査によると、作業負担の観点からも簡便な操作により配管を清浄に保つ仕組みが欲しいとの要望がある。

本発明はこれら従来の問題点を解決するもので、微小泡による洗浄動作を自動的に行い、追いだき配管、熱交換器内部を常に清浄に保ち、メンテナンスが不要である追いだき配管付給湯機を提供することを目的とする。

本発明に係る追いだき機能付給湯機は、熱源機で沸き上げられた湯を貯湯タンクに貯留し、該貯湯タンク内の湯を熱源として用いて浴槽内の浴水を追い焚きする追いだき機能付き給湯機であって、
前記貯湯タンク内の湯を浴槽に給湯する注湯配管と、
前記注湯配管に設けられ、浴槽への湯の供給開始と供給停止を行う注湯電磁弁と、
前記貯湯タンク上部から湯を取水して前記貯湯タンク下部から該貯湯タンク内に戻すタンク側送水回路と、
前記浴槽内の浴水を取水して前記浴槽に戻すふろ側送水回路と、
前記ふろ側送水回路に設けられた風呂側送水ポンプと、
前記タンク側送水回路を流れる湯を熱源として用いて前記ふろ側送水回路を流れる浴水を加熱する追いだき用熱交換器と、
前記ふろ側送水回路に設けられ、前記浴槽の水位を検出する水位検出手段と、
前記ふろ側送水回路に設けられ、該ふろ側送水回路を流れる浴水の流れの有無を検出する水流検出手段と、
前記ふろ側送水回路に設けられて、該ふろ側送水回路を流れる浴水中に微小泡を生じさせる循環側微小泡発生装置と、
前記注湯配管に設けられて、該注湯配管を流れる湯中に微小泡を生じさせる注湯側微小泡発生装置と、
前記循環側微小泡発生装置および前記注湯側微小泡発生装置の運転を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記水位検出手段によって浴槽内の水位が所定値以下を検出したら、前記風呂側送水ポンプと前記循環側微小泡発生装置を動作させるものである。

本発明の追いだき機能付給湯機によれば、浴槽の水位低下を検知することにより、自動的に微小泡による洗浄動作を行うことができ、これにより、追いだき配管、熱交換器内部等を常に清浄に保ち、メンテナンスを不要にすることができる。

実施の形態１.
以下、本発明の実施の形態１について、図面とともに詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態１を示すヒートポンプ給湯装置の構成図である。
本実施の形態１に示すヒートポンプ給湯装置は、ヒートポンプユニット１とタンクユニット２とを備えている。
ヒートポンプユニット１は、圧縮機３、放熱器４、膨張弁５、及び蒸発器６を順に配管７で接続して構成され、ヒートポンプユニットケース８内に収められている。このヒートポンプユニット１は自然冷媒である二酸化炭素を冷媒として用い、高圧側では臨界圧を越える状態で運転することが好ましい。
前記タンクユニット２は、タンクユニットケース９内に貯湯タンク１０および風呂追いだき用のプレート式熱交換器１１を内蔵している。貯湯タンク１０は上部に高温水が下部に低温水が温度層ごとに分離して蓄えられる積層式貯湯タンクが使用され、プレート式熱交換器１１は、複数の伝熱プレートを積層したものを縦置きで使用している。

前記プレート式熱交換器１１は水流が対向して流れる水一水熱交換器で、上部にタンク側入口１１１および風呂側出口１１４が、下部にタンク側出口１１２および風呂側入口１１３が設けられており、上部のタンク側入口１１１から供給された温水は下部のタンク側出口１１２から排出され、下部の風呂側入１１３から供給された浴槽水は上部の風呂側出口１１４から排出される。

前記貯湯タンク１０には、上部に給湯配管１０１の一端が接続され、下部に給水配管１０２の一端が接続されている。
前記給水配管１０２には給水分岐管１０２a、１０２ｂを有する。
前記プレート式熱交換器１１の上部のタンク側入口１１１には、貯湯タンク１０の上部の給湯配管１０１から配管１２を通って温水が供給され、プレート式熱交換器１１で熱交換後、下部のタンク側出口１１２から排出される。排出された水はタンク側送水ポンプ１３により配管１４を通って貯湯タンク１０の下部から貯湯タンク１０内に戻される。給湯配管１０１、配管１２、プレート式熱交換器１１、タンク側送水ポンプ１３および配管１４によりプレート式熱交換器１１のタンク側送水回路が形成される。

一方、プレート式熱交換器１１の下部の風呂側入口１１３には、浴槽１５からの湯水が風呂側送水ポンプ１６により浴槽戻り配管１７を通って供給され、プレート式熱交換器１１で熱交換されて加温された温水となる。その後、上部の風呂側出口１１４から排出された温水は浴槽往き配管１８と浴槽アダプタ３４を通って浴槽１５内に戻される。浴槽戻り配管１７、風呂側送水ポンプ１６、プレート式熱交換器１１および浴槽往き配管１８によりプレート式熱交換器１１のふろ側送水回路が形成される。

前記浴槽戻り配管１７の途中には浴槽水位を検知する水位検知装置としての水位センサ３９と、風呂側送水ポンプ１６にて送水した際に水流有無を確認する水流有無検知装置としてのフロースイッチ４７と、ふろ側送水回路に流れる浴水中に微小泡を生じさせる循環側微小泡発生装置２８を設けている。
前記循環側微小泡発生装置２８は、図２に示すように、微小泡発生用の循環側エジェクタ２８ａ、逆流防止用の循環側空気逆止弁３０、さらに前記循環側エジェクタ２８ａへの空気の導入を制御する循環側空気電磁弁２９で構成されている。
また、貯湯タンク１０の下部の水導出口１０４からの水は、沸き上げ用送水ポンプ１９により配管２０を通ってヒートポンプユニット１の放熱器４に供給され、放熱器４で加熱された後、配管２１を通って貯湯タンク１０の上部の温水導入口１０３から貯湯タンク１０内に戻される。沸き上げ用送水ポンプ１９、配管２０、放熱器４および配管２１により貯湯回路が形成される。

三方弁２２は、沸き上げ開始時は配管２１側を開、水導出口１０４側を閉にしておき、ヒートポンプユニット１での水の加熱が十分となったところで配管２１側を閉じ、水導出口１０４を開き、水導出口１０４から貯湯タンク内下部の水をヒートポンプユニット１内に給水する。
ふろ給湯用混合弁２３は、注湯配管２６からの注湯開始・注湯停止を行う注湯電磁弁４４、浴槽戻り配管１７、浴槽往き配管１８を通して浴槽１５内に注湯する。
前記注湯配管２６には電磁弁４４、流量検出装置としての流量センサ４０、注湯側微小泡発生装置３１が配置されている。
前記注湯側微小泡発生装置３１は、図３に示すように、微小泡発生用の注湯側エジェクタ３１ａと逆流防止用の注湯側空気逆止弁３３、さらに注湯側エジェクタ３１ａへの空気の導入を制御する注湯側空気電磁弁３２から構成されている。
なお、前記注湯側微小泡発生装置３１が配置された注湯配管２６の他端は、前記浴槽戻り配管１７に対し、前記循環側微小泡発生装置２８の上流側に位置して接続されている。
給湯用混合弁２４は給湯配管１０１からの高温水と給水配管１０２から分岐した給水分岐間１０２ａからの水とを混合して適温の温水にして給湯口２７へと供給する。

制御部４５はこのヒートポンプ給湯機の全体の制御を行う。リモコン４６は使用者によって設定操作されることにより、制御部４５へその信号が伝達され、制御部４５はその信号により、各動作を制御する。
図４は、このヒートポンプ給湯装置の微小泡発生装置の制御ブロック図である。
図４に示すように、前記制御部４５は、流量センサ４０、フロースイッチ４７、水位センサ３９、リモコン４６からの信号を入力して給湯用混合弁２４、ふろ給湯用混合弁２３、注湯電磁弁４４、風呂側送水ポンプ１６、沸き上げ用送水ポンプ１９、タンク側送水ポンプ１３、循環側微小泡発生装置２８および注湯側循環側微小泡発生装置３１の空気電磁弁２９、３２を制御する。

つぎに、上記構成からなる実施の形態１のヒートポンプ給湯装置の動作を説明する。
図１において、まず、沸き上げを実施する場合は、リモコン４６から制御部４５への貯湯運転信号により、ヒートポンプユニット１が運転され、冷媒は圧縮機３で圧縮され高温高圧となり、放熱器４で冷却され、膨張弁５により減圧され、蒸発器６により大気から吸熱して蒸発し、圧縮機３に戻る。
一方、貯湯タンク１０の下部の水導出口１０４から沸き上げ用送水ポンプ１９により配管２０を通って放熱器４に水が供給され、供給された水は、放熱器４で加熱される。そして、加熱され高温となった温水は配管２１を通って貯湯タンク１０の上部の温水導入口１０３から流入する。従って、高温水は、貯湯タンク１０の上部から順次貯湯される。

風呂追いだきを実施する場合は、タンクユニット２のタンク側送水回路においては、貯湯タンク１０内の上部高温水を、給湯配管１０１から出湯し、配管１２を介してプレート式熱交換器１１の上部のタンク側入口１１１から供給され、プレート式熱交換器１１を通って下部のタンク側出口１１２から配管１３を介して水導入口１０２から貯湯タンク１０内の下部に流入される。この結果、給湯用としての利用量が少なく、貯湯タンク１０の底部に市水がほとんど供給されず、貯湯タンク１０内に相当量の熱量が蓄積された状態で風呂追いだきを実施した場合でも、熱交換能力の高いプレート式熱交換器１１によって十分に熱交換を行うことができるため、貯湯タンク１０の下部を低温状態に保つことができる。なお、この送水動作はタンク側送水ポンプ１３により行われる。

一方、ふろ側送水回路においては、浴槽１５からの水が戻り配管１７を介してプレート式熱交換器１１に下部の風呂側入口１１３から供給され、プレート式熱交換器１１を通って上部の風呂側出口１１４から往き配管１８を通って浴槽１５に戻される。この送水動作は風呂側送水ポンプ１６により行われる。

タンク側送水回路の高温水を上部から供給してふろ側送水回路の低温水を下部から供給すると、熱は上方に伝わりやすいため、プレート式熱交換器１１の上部を、より高温の状態として熱交換量を高めることができる。また、プレート式熱交換器１１の下部を、より低温の状態として貯湯タンク１０に戻す温水をより低温にすることができる。
前述したように、貯湯タンク１０の下部に貯水された水は、ヒートポンプユニット１の放熱器４に供給されて熱交換される。

次に、図５により湯張りの動作について説明する。
使用者がリモコン４６で浴槽１５への湯張りを指示したときに、注湯電磁弁４４が開き、注湯配管２６から浴槽戻り配管１７、浴槽往き配管１８を通して浴槽１５へ注湯される。
湯張り量は、水位センサ３９と流量センサ４０によって調整される。目標の湯張り量に到達すると注湯電磁弁４４が閉じ、湯張り完了水位Ａの位置にて湯張りが完了する。

次に、図５によりふろ側送水回路の洗浄動作について説明する。
使用者が洗浄するために、浴槽１５から水を抜いた場合、あらかじめ決められた所定値以下に水位が低下したときに、風呂側送水ポンプ１６を動作させて送水し、浴槽１５、浴槽戻り配管１７、浴槽往き配管１８を循環させる。浴水が循環する際に、循環側微小泡発生装置２８の空気電磁弁２９を開くことで、浴水が循環側エジェクタ２８ａを通過する際に該循環側エジェクタ２８ａが微小泡を発生させ、微小泡を含む浴水が熱交換器１１に導入、循環する。循環による洗浄は一定時間例えば６０秒、もしくは浴槽１５の水位が浴槽アダプタ３４を下回り、フロースイッチ４７にて水無しを検知したときに停止する。

前記循環側エジェクタ２８ａには温水の逆流を防ぐための循環側空気逆止弁３０が配置されているが、エジェクタ空気導入口の循環側空気電磁弁２９を閉じた状態で温水を流してから空気電磁弁２９を開け、循環側空気電磁弁２９を閉じた状態で、温水を止める動作を行うことにより、エジェクタ空気導入口は常に負圧になり、空気が吸い込まれる状態になるので、本操作手順を守ることで、循環側空気逆止弁３０は不要になる。もちろん誤操作を考慮した場合は循環側空気逆止弁３０を配置することが望ましい。

図６は本発明の実施の形態１における自動洗浄のフローチャートである。これを用いて上記洗浄動作をより詳細に説明する。

ステップＳ１では、浴水の水位を水位センサ３９によって電気信号として制御部４５に伝達し、制御部４５はこれを現在水位として記憶する。また、制御部４５は洗浄動作の開始条件とする浴槽水位の所定値を予め決定する。この所定値は予め制御部４５に記憶させておいた値でもよいし、湯張り完了水位Ａを用いた演算によって求めた相対値（例えば、湯張り完了水位Ａマイナス１０ｃｍ）でもよい。ここでは、所定値を動作開始水位Ｈｍｂに決定したものとして説明する。

ステップＳ２では、ステップＳ１で記憶した現在水位を動作開始水位Ｈｍｂと比較する。現在水位が動作開始水位Ｈｍｂ以下ならば、ステップＳ３へ進み洗浄動作を開始する。そうでなければ、ステップＳ１へ戻り、現在水位を新たに記憶する。使用者が洗浄するために浴槽１５から水を抜き、水位が下がって条件を満たすまで繰り返す。

ステップＳ３では、制御部４５が風呂側送水ポンプ１６のＯＮ信号を発し、これを駆動させる。すると、浴槽１５、浴槽戻り配管１７、浴槽往き配管１８の水が循環する。

ステップＳ４では、制御部４５が循環側微小泡発生装置２８の空気電磁弁２９のＯＮ信号を発し、これを開く。ステップＳ３によって水が循環しているので、浴槽戻り配管１７内は負圧になっており、循環側エジェクタ２８ａで循環側空気電磁弁２９を通過した空気を導入して微小泡が発生し、浴水と共に循環する。これにより前述の洗浄効果が得られる。

ステップＳ５、Ｓ６では、循環による洗浄動作の終了条件を判定する。
ステップＳ５では、制御部４５はステップＳ４の空気電磁弁２９のＯＮ信号を発してからの経過時間をカウントし、これが予め制御部４５に記憶されている終了時間（ここでは、バブル循環時間Ｔｂｃとする）以上ならば、ステップＳ７へ進む。そうでなければ、ステップＳ６で制御部４５はフロースイッチ４７で検出した水流の有無の信号から浴槽１５内の水有無を判断し、浴槽水がなければ、ステップＳ７へ進む。そうでなければ、ステップＳ５、６の判定を繰り返す。

ステップＳ５、Ｓ６のいずれかで循環による洗浄動作の終了条件を満たし、ステップＳ７に進んだ場合には、前記循環側空気電磁弁２９のＯＦＦ信号を発し、続いて、ステップＳ８で風呂側送水ポンプ１６のＯＦＦ信号を発し、動作終了となる。

微小泡を流した場合の熱交換器プレート表面を詳細に観察したところ、微小泡はプレート表面を浴水の流れ方向に移動し、付着していた皮脂汚れについては、表面吸着により除去、また浴水に含まれる皮脂汚れは熱交換器表面を移動する微小泡にトラップされながら除去されていくことがわかった。
このように、実施の形態１の構成によれば、自動で微小泡による洗浄動作を行い、追いだき配管、熱交換器１１内部を常に清浄に保ち、メンテナンスが不要な追いだき機能付き給湯機を提供することができる。

実施の形態２.
次に、本発明の実施の形態２について、説明する。
この実施の形態２は、注湯配管２６に設けた第２の微小泡発生装置３１により自動洗浄を可能にしたものである。

図７は本発明の実施の形態２における自動洗浄のフローチャートである。これを用いて上記洗浄動作をより詳細に説明する。

ステップＳ１，Ｓ２とステップＳ３ａ〜Ｓ３ｃは洗浄動作の開始条件の判定である。洗浄のために水を浴槽１５へ供給する機能であるため、使用者の入浴中に誤動作することがあってはならない。そのためには使用者が入浴中ではないことを制御部４５が何らかの方法で判断する必要がある。ここではフロースイッチ４７の“水流なし”の信号により浴槽水なしを検知したことを以って使用者が入浴中ではないと見なし、洗浄動作を開始するものとする。

前述したとおり、ステップＳ１、Ｓ２では、水位を判定する。現在水位が動作開始水位Ｈｍｂ以下となった場合には、ステップＳ３ａで、制御部４５が風呂側送水ポンプ１６のＯＮ信号を発し、これを駆動させる。

ステップＳ３ｂでは、制御部４５が浴槽水の有無を判断するために、一定時間（ここでは、水流判定待ち時間、例えば、４５秒）風呂側送水ポンプ１６を動作させた後、フロースイッチ４７の出力を読み込む。

ステップＳ３ｃでは、浴槽水なしと判断した場合には、ステップＳ３ｄで制御部４５が風呂側送水ポンプ１６のＯＦＦ信号を発し、これを停止させて、注水による洗浄動作を開始する。そうでなければ、ステップＳ３ｅで制御部４５が風呂側送水ポンプ１６のＯＦＦ信号を発し、これを停止させて、ステップＳ１に戻り、開始条件判定を繰り返す。

ステップＳ９では、制御部４５が注湯電磁弁４４のＯＮ信号を発し、これを開く。すると、浴槽戻り配管１７と浴槽往き配管１８から浴槽１５に向かって湯が注湯される。

ステップＳ１０では、制御部４５が注湯側微小泡発生装置３１の空気電磁弁３２のＯＮ信号を発し、これを開く。ステップＳ９によって水流が生じているので、浴槽往き配管１８内は負圧になっており、エジェクタ３１ａで空気電磁弁３２を通過した空気を導入して微小泡が発生し、湯と共に配管内を流れる。これにより前述の洗浄効果が得られる。

ステップＳ１１では、注湯による洗浄動作の終了条件を判定する。注水による洗浄動作の終了条件は、必要な洗浄効果を得られるように設定して予め制御部４５に記憶させておく。尺度は注湯時間でもよいし、注湯量でもよい。または、前述の循環による洗浄動作の洗浄効果も合わせて考えるならば、前記ステップＳ５でカウントした循環経過時間によって十分な洗浄効果が得られたかを判定し、不足した分を注湯時間または注湯量で補足してもよい。

制御部４５はステップＳ１０の注湯側微小泡発生装置３１の空気電磁弁３２のＯＮ信号を発してからの経過時間、または注湯量をカウントし、これが予め制御部４５に記憶されている終了時間または注湯量（ここでは、バブル注湯量Ｖｂｓとする）以上ならば、ステップＳ１２へ進む。そうでなければ、ステップＳ１１の判定を繰り返す。

注湯による洗浄動作の終了条件を満たし、ステップＳ１２に進んだ場合には、前記空気電磁弁３２のＯＦＦ信号を発し、続いて、ステップＳ１３で注湯電磁弁４４のＯＦＦ信号を発する。以上で洗浄動作の終了となる。

注湯配管２６から導入された微小泡は、一定流量、例えば１２Ｌ、もしくは一定時間、例えば、６０秒流すように設定した。浴槽往き配管１８と浴槽戻り配管１７の汚染度は微小泡を３０秒程度流せば低減することができるが、微小泡を３分程度流すことができればさらに汚染度を低減することができる。

微小泡を流した場合の熱交換器プレート表面を詳細に観察したところ、微小泡はプレート表面を浴水の流れ方向に移動し、付着していた皮脂汚れについては表面吸着により除去、また浴水に含まれる皮脂汚れは熱交換器表面を移動する微小泡にトラップされながら除去されていくことがわかった。また、前述した実施の形態１と比較して、浴槽戻り配管１７側に関しても浴槽往き配管１８と同等な汚染度を保てることがわかった。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
この実施の形態３では、循環側微小泡発生装置２８と注湯側微小泡発生装置３１を併用したものである。すなわち、上記実施の形態１による洗浄動作に続けて上記実施の形態２による洗浄動作を行うものである。

図８は本発明の実施の形態３における自動洗浄のフローチャートである。これを用いて上記洗浄動作を説明する。

ステップＳ１〜ステップＳ８は図６の同番号と同じ動作のため、説明を省略する。

ステップＳ９では、ステップＳ８に続いて循環側微小泡発生装置３１の空気電磁弁３２のＯＮ信号を発し、これを開く。

ステップＳ１０〜ステップＳ１３は図６の同番号と同じ動作のため、説明を省略する。

循環による洗浄は一定時間、例えば６０秒、もしくは浴槽１５の水位が浴槽アダプタ３４を下回り、フロースイッチ４７にて水無しを検知したときに停止するように設定した。微小泡を含む水の循環による洗浄を６０秒行った場合、熱交換器プレート表面を詳細に観察したところ、微小泡はプレート表面を浴水の流れ方向に移動し、付着していた皮脂汚れを表面吸着により除去、また浴水に含まれる皮脂汚れは熱交換器表面を移動する微小泡にトラップされながら除去されていくことがわかった。この作用によりエジェクタ２８ａから浴槽１５に至る浴槽往き配管１８について皮脂汚れがほとんど付着しない状態が実現した。また浴槽戻り配管１７についても、皮脂汚れと微小泡が結合、浮上除去されることで、皮脂汚れの少ない浴水が戻り循環することになり、浴槽戻り配管１７からエジェクタ２８ａ手前までの皮脂汚れ付着を低減することができる。

汚染度（残留油分量）は微小泡を発生させた場合、微小泡を発生させない場合に比較して最大１／５以下に抑えることができ、常に一定量の低い付着油分量を保つことができた。微小泡を発生させない場合、入浴回数に比例して皮脂汚れが増加した。微小泡を発生させない場合の汚染度はおよそ１２０μｇ／ｃｍ２であった。

注湯配管２６の途中から導入された微小泡は、一定流量、例えば１２Ｌ、もしくは一定時間、例えば６０秒、もしくは循環洗浄時間が第４の閾値を下回った場合は流量もしくは時間を加算して、例えば１５Ｌ、もしくは９０秒流すように設定した。浴槽往き配管１８と浴槽戻り配管１７の汚染度は微小泡を３０秒程度流せば低減することができるが、微小泡を３分程度流すことができれば、さらに汚染度を低減することができる。

追いだきの浴槽往き配管１８と浴槽戻り配管１７の配管内表面、熱交換器内部のプレート表面に付着した残油分量を詳細に分析した結果、熱交換器１１、浴槽往き配管１８に加えて、浴槽戻り配管１７についても、微小泡を流さない通常の洗浄モードの１／５以下の汚染度に保つことができた。

実施の形態４.
次に、本発明の実施の形態４について説明する。
この実施の形態４は、使用者が洗浄するために浴槽１５から水を抜いた場合、あらかじめ決められた所定値以下に水位が低下したときに、水位低下速度を水位センサ３９と制御部４５にて算出し、使用者の出浴に相当する急激な水位変化としてあらかじめ決めた第１の閾値以上でかつ使用者の浴槽１５からの掻き出しに相当する第２の閾値以下（ただし、第２の閾値＜第３の閾値）の条件に一致した場合は、浴槽１５の水を抜いて“排水中”であると見なし、上記実施の形態１に相当する自動洗浄動作を実施するようにし、そうでない場合には、出浴や掻き出しによる“排水以外”の水位低下と見なし、洗浄動作に入らないようにしたものである。

図９は本発明の実施の形態４における自動洗浄開始条件判定に用いる水位低下速度判定のフローチャートで、図１０は本発明の実施の形態４における自動洗浄開始条件判定のフローチャートである。これを用いて実施の形態４の洗浄動作を説明する。

まず、図９により水位低下速度判定について説明する。
この水位低下速度判定では、水位低下の所定値（例えば１ｃｍ）当たりにかかる時間から水位低下速度を算出し、判定状態と判定結果により“排水中”、“排水以外”、“未確定”、“判定禁止”のいずれかを返す。このフローチャートは一定時間、例えば１００ｍｓ毎に実行されることを前提として説明を行う。

ステップＳ１５では、自動洗浄が動作可能かどうかを制御部４５が判断する。他の機能（例えば追焚き）が動作しておらず、洗浄に関わる部品の異常を検知していない場合には自動洗浄を許可する。可能な場合は、ステップＳ１６で水位低下タイマのカウントを開始する。禁止の場合は、ステップＳ３２で水位低下時間カウンタをクリアし、ステップＳ２９で“判定禁止”を返して終了する。

ステップＳ１７では、水位低下タイマがｔ秒経過したかどうかを判定する。ｔは水位低下速度を演算するための単位時間となる。ｔ秒が経過するまでは“未確定”を返して終了する。

ｔ秒が経過した場合は、現在水位を水位センサ３９の出力から求め、記憶する。このとき、ステップＳ１８で水位低下時間カウンタのカウンタ値ｎを参照し、ｎ＝０の場合は、ステップＳ１９で現在水位を基準水位Ｈ０として記憶し、ステップＳ２０で水位低下時間カウンタｎをインクリメントして、ステップＳ２８に進み、ステップＳ２８で、今回は“未確定”とし、判定を見送る。
水位低下時間カウンタの値ｎ＝１の場合は、ステップＳ２１で現在水位を比較水位Ｈ１として記憶し、ステップＳ２２で水位低下時間カウンタｎをインクリメントする。
これにより、基準水位Ｈ０を記憶してから（ｎ−１）×ｔ秒後の水位を比較水位Ｈ１として記憶していることになる。

ステップＳ２３では、基準水位Ｈ０と比較水位Ｈ１を比較する。基準水位Ｈ０と比較水位Ｈ１の差が所定値（例えば１ｃｍ）以上となったら、ステップＳ２５で前記水位差と経過時間より水位低下速度（ただし速度の逆数）を求め、第１の閾値（ここでは、Ｎｄｌ）、第２の閾値（ここでは、Ｎｄｈ）と比較する。第１の閾値以上でかつ第２の閾値以下だった場合には、“排水中”、そうでない場合には、“排水以外”を返す。判定を行ったので、水位低下タイマと水位低下時間カウンタの値ｎをクリアして終了する（ステップＳ３０、ステップＳ３１）。

ステップＳ２３で、基準水位Ｈ０と比較水位Ｈ１の差が１ｃｍ未満の場合は、制御部４５の分解能の制限により判定の精度が落ちるため、ステップｓ２４で判定時間が第２のし閾値未満となるような場合には、ステップＳ２８で“未確定”とし、判定を見送る。ただし、ステップＳ２４で判定時間が第２の閾値以上となるような場合には、ステップＳ２７で“排水以外”を返し、判定をやり直す。

次に、図１０により自動洗浄開始条件判定について説明する。

ステップＳ３３〜Ｓ４０と前述したステップＳ１、Ｓ２を以って実施の形態４における自動洗浄の開始条件とする。

ステップＳ３３では、図９のステップＳ１５と同じく自動洗浄が動作可能かどうかを制御部４５が判断する。他の機能（例えば追焚き）が動作しておらず洗浄に関わる部品の異常を検知していない場合には自動洗浄を許可し、ステップＳ３４の水位低下速度判定を行う。この水位低下速度判定は、前述の図９で説明した動作で、水位低下単位高さ当たりにかかる時間から水位低下速度を算出し、判定状態と判定結果により“排水中”、“排水以外”、“未確定”、“判定禁止”のいずれかを返す。

ステップＳ３４での判定結果が “排水中”となった場合は、ステップＳ３５、Ｓ３６、Ｓ３７と進み、排水検知カウンタをインクリメントする。

ステップＳ３９では、排水検知カウンタを閾値Ｃｄと比較する。排水検知カウンタが閾値Ｃｄ以上と判定された場合には、この水位低下が使用者の出浴や掻き出しによるものではなく浴槽栓を抜いた排水によるものと判断する。閾値Ｃｄは１以上の値（例えば３）を予め設定し、制御部４５に記憶させておく。

以上で自動洗浄の開始条件を満たしたと判断し、実施の形態１による洗浄動作を行う。ただし、図６における前述のステップＳ１、Ｓ２により現在水位が動作開始水位Ｈｍｂ以下でないならば、ステップＳ３３から水位低下判定をやり直す。

また、ステップＳ３３で、他の機能（例えば追焚き）が動作している場合や洗浄に関わる部品の異常を検知している場合には、自動洗浄を禁止し、排水検知カウンタをクリアして、水位低下判定をやり直す。

また、ステップＳ３５で、“未確定”、“判定禁止”だった場合には、ステップＳ３３へ戻り、判定を継続する。

また、ステップＳ３６で、“排水以外”だった場合には、排水検知カウンタをクリアして、水位低下判定をやり直す。

以上の水位低下速度判定、および自動洗浄開始条件判定を行うことにより、使用者の予期せぬ動作を防止できるようになる。

実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５について説明する。
この実施の形態５は、使用者が洗浄するために浴槽１５から水を抜いた場合、あらかじめ決められた所定値以下に水位が低下したときに、水位低下速度を水位センサ３９と制御部４５にて算出し、使用者の出浴に相当する急激な水位変化としてあらかじめ決めた第１の閾値以上でかつ使用者の浴槽１５からの掻き出しに相当する第２の閾値以下（ただし、第２の閾値＜第３の閾値）の条件に一致した場合は、浴槽１５の水を抜いて“排水中”であると見なし、上記実施の形態２に相当する自動洗浄動作を実施するようにし、そうでない場合には、出浴や掻き出しによる“排水以外”の水位低下と見なし、洗浄動作に入らないようにしたものである。

以上の水位低下速度判定、および自動洗浄開始条件判定を行うことにより、実施の形態４と同様、使用者の予期せぬ動作を防止できるようになる。

実施の形態６.
次に、本発明の実施の形態６について説明する。
この実施の形態６は、使用者が洗浄するために浴槽１５から水を抜いた場合、あらかじめ決められた第一の閾値以下に水位が低下したときに、水位低下速度を水位センサ３９と制御部４５にて算出し、使用者の出浴に相当する急激な水位変化としてあらかじめ決めた第２の閾値以上かつ使用者の浴槽１５からの掻き出しに相当する第３の閾値以下（ただし第２の閾値＜第３の閾値とする）の条件に一致した場合は、浴槽１５の水を抜いて“排水中”であると見なし実施の形態３に相当する自動洗浄動作を実施するようにし、そうでない場合には出浴や掻き出しによる“排水以外”の水位低下と見なし洗浄動作に入らないようにしたものである。

以上の水位低下速度判定、および自動洗浄開始条件判定を行うことにより、実施の形態４、５と同様、使用者の予期せぬ動作を防止できるようになる。

本発明の実施の形態１を示すヒートポンプ給湯機の構成図である。 本発明の実施の形態１を示す循環側微小泡発生装置の構成図である。 本発明の実施の形態１を示す注湯側微小泡発生装置の構成図である。 本発明の実施の形態１の制御ブロック図である。 本発明の実施の形態１を示すヒートポンプ給湯機の要部の構成を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態１を示す自動洗浄のフローチャートである。 本発明の実施の形態２を示す自動洗浄のフローチャートである。 本発明の実施の形態３を示す自動洗浄のフローチャートである。 本発明の実施の形態４、５、６による水位低下速度判定のフローチャートである。 本発明の実施の形態４、５、６による洗浄開始判定のフローチャートである。

符号の説明

１ ヒートポンプユニット
２ タンクユニット
３ 圧縮機
４ 放熱器
５ 膨張弁
６ 蒸発器
７ 配管
８ ヒートポンプユニットケース
９ タンクユニットケース
１０ 貯湯タンク
１０１ 給湯配管
１０２ 給水配管
１０３ 温水導入口
１０４ 水導出口
１１ プレート式熱交換器
１１１ タンク側入口
１１２ タンク側出口
１１３ 風呂側入口
１１４ 風呂側出口
１２ 配管
１３ タンク側送水ポンプ
１４ 配管
１５ 浴槽
１６ 風呂側送水ポンプ
１７ 浴槽戻り配管
１８ 浴槽往き配管
１９ 沸き上げ用送水ポンプ
２０ 配管
２１ 配管
２２ 三方弁
２３ ふろ給湯用混合弁
２４ 給湯側混合弁
２６ 注湯配管
２７ 給湯口
２８ 循環側エジェクタ
２９ 循環側空気電磁弁
３０ 循環側空気逆止弁
３１ 注湯側エジェクタ
３２ 注湯側空気電磁弁
３３ 注湯側空気逆止弁
３４ 浴槽アダプタ
３９ 水位センサ
４０ 流量センサ
４４ 注湯電磁弁
４５ 制御部
４６ リモコン
４７ フロースイッチ

Claims (7)

1. 熱源機で沸き上げられた湯を貯湯タンクに貯留し、該貯湯タンク内の湯を熱源として用いて浴槽内の浴水を追い焚きする追いだき機能付き給湯機であって、
   前記貯湯タンク内の湯を浴槽に給湯する注湯配管と、
   前記注湯配管に設けられ、浴槽への湯の供給開始と供給停止を行う注湯電磁弁と、
   前記貯湯タンク上部から湯を取水して前記貯湯タンク下部から該貯湯タンク内に戻すタンク側送水回路と、
   前記浴槽内の浴水を取水して前記浴槽に戻すふろ側送水回路と、
   前記ふろ側送水回路に設けられた風呂側送水ポンプと、
   前記タンク側送水回路を流れる湯を熱源として用いて前記ふろ側送水回路を流れる浴水を加熱する追いだき用熱交換器と、
   前記ふろ側送水回路に設けられ、前記浴槽の水位を検出する水位検出手段と、
   前記ふろ側送水回路に設けられ、該ふろ側送水回路を流れる浴水の流れの有無を検出する水流検出手段と、
   前記ふろ側送水回路に設けられて、該ふろ側送水回路を流れる浴水中に微小泡を生じさせる循環側微小泡発生装置と、
   前記注湯配管に設けられて、該注湯配管を流れる湯中に微小泡を生じさせる注湯側微小泡発生装置と、
   前記循環側微小泡発生装置および前記注湯側微小泡発生装置の運転を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記水位検出手段によって浴槽内の水位が所定値以下を検出したら、前記風呂側送水ポンプと前記循環側微小泡発生装置を動作させることを特徴とする追いだき機能付き給湯機。
2. 前記制御部は、前記水位検出手段によって浴槽内の水位が所定値以下であることを検知したら、前記風呂側送水ポンプと前記循環側微小泡発生装置を一定時間動作させることを特徴とする請求項１に記載の追いだき機能付き貯湯式給湯機。
3. 前記制御部は、前記水位検出手段によって浴槽の水位が所定値以下であることを検知したら、前記注湯電磁弁を開き、貯湯タンク内の湯を一定時間もしくは一定流量を浴槽内に供給するとともに、前記注湯側微小泡発生装置を動作させることを特徴とする請求項１または２に記載の追いだき機能付き貯湯式給湯機。
4. 前記制御部は、前記水位検出手段によって浴槽の水位が所定値以下であることを検知したら、前記風呂側送水ポンプと前記循環側微小泡発生装置を動作させ、一定時間経過後、もしくは、前記水流検出手段が水流をなくなったことを検出した後に、前記風呂側送水ポンプと前記循環側微小泡発生装置を停止させるとともに、前記注湯電磁弁を開き、貯湯タンク内の湯を一定時間もしくは一定流量もしくは前記風呂側送水ポンプの動作時間により決定した流量を浴槽に供給し、前記注湯側微小泡発生装置を動作させるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の追いだき機能付き貯湯式給湯機。
5. 前記制御部は、前記水位検出手段によって浴槽の水位が所定地値以下であり、水位低下速度が第１の閾値以上でかつ第２の閾値以下（ただし、第１の閾値＜第２の閾値）であることを検知したら、前記風呂側送水ポンプと前記循環用微小泡発生装置を動作させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の追いだき機能付き貯湯式給湯機。
6. 前記制御部は、前記水位検出手段によって浴槽の水位が所定値以下であり、水位低下速度が第１の閾値以上でかつ第２の閾値以下（ただし、第１の閾値＜第２の閾値）であることを検知したら、前記風呂側送水ポンプと前記循環側微小泡発生装置を一定時間動作させるようにするとともに、前記注湯電磁弁を開き、貯湯タンク内の湯を一定時間もしくは一定流量を浴槽内に供給し、前記循環側微小泡発生装置を動作させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の追いだき機能付き貯湯式給湯機。
7. 前記制御部は、前記水位検出手段によって浴槽の水位が所定値以下であり、水位低下速度が第１の閾値以上でかつ第２の閾値以下（ただし、第１の閾値＜第２の閾値）であることを検知したら、前記風呂側送水ポンプと前記循環側微小泡発生装置を動作させ、一定時間経過後、もしくは、前記水流検出手段が水流をなくなったことを検出した後に、前記風呂側送水ポンプと前記循環側微小泡発生装置を停止させるとともに、前記注湯電磁弁を開き、貯湯タンク内の湯を一定時間もしくは一定流量もしくは前記風呂側送水ポンプの動作時間より決定した流量の湯を浴槽内に供給し、前記注湯側微少泡発生装置を動作させるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の追いだき機能付き貯湯式給湯機。

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