JP5153398B2 - 浴槽給湯機能付き給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、熱源器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浴槽に供給する浴槽給湯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、浴槽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（例えば、特許文献１参照）。

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、特許文献１に示されるものは、追焚き用循環管路の部分だけしか洗浄が行えず、貯湯タンクから追焚き用循環管路に至る浴槽給湯配管については、洗浄することができない。また、発泡性洗浄剤を用いた配管洗浄はユーザの自主性に任せられているため、忘れられてしまうことも多いなどの課題があった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、浴槽給湯用管路内を清浄に保ち易い浴槽給湯機能付き給湯機を得ることを目的とする。

上記の目的を達成する本発明の浴槽給湯機能付き給湯機は、熱源器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浴槽に供給する浴槽給湯機能付き給湯機であって、
前記貯湯タンク内の湯を前記浴槽に給湯する浴槽用給湯管路と、
前記浴槽用給湯管路に設けられて、該浴槽用給湯管路を流れる湯水中に微小泡を生じさせる微小泡発生装置と、
を有することを特徴とするものである。

本発明の浴槽給湯機能付き給湯機では、浴槽用給湯管路に設けられた微小泡発生装置を動作させることにより、微小泡が生じた湯で浴槽用給湯管路内を強制的に洗浄することができる。上記の微小泡発生装置の動作を自動的に制御することは容易であるので、浴槽用給湯管路内の洗浄をし忘れてしまうのを容易に防止することができる。
また、微小泡発生装置の配設位置や数は適宜選定可能であるので、浴槽用給湯管路が長い場合でも上記の微小泡により洗浄されるよう構成することも容易である。したがって、本発明の給湯機によれば、浴槽用給湯管路内を清浄に保ち易くなる。

以下、本発明の浴槽給湯機能付き給湯機の各々の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の浴槽給湯機能付き給湯機の一例を示す概略図である。
同図に示す浴槽給湯機能付き給湯機１２０は、市水等の低温水を熱源器で湯に沸き上げて所望箇所に給湯する機能と、浴槽１５０に適温の温水を供給する機能と、浴槽１５０で用いられた浴水１５０ａを追焚きする機能とを有するものであり、当該浴槽給湯機能付き給湯機１２０は、ヒートポンプユニット１０と給湯ユニット１００とを備えている。以下、浴槽給湯機能付き給湯機１２０の各構成要素について説明する。

上記のヒートポンプユニット１０は、冷媒を圧縮する圧縮機１と、沸上げ用熱交換器３と、膨張弁５と、蒸発器７と、これらを環状に接続する循環配管９とによって構成された冷凍サイクルシステムを有し、熱源器として機能する。
上記の冷凍サイクルシステムでは、冷媒が圧縮機１で圧縮されて高温、高圧となった後に沸上げ用熱交換器３で放熱し、膨張弁５で減圧され、蒸発器７で吸熱してガス状態となって圧縮機１に吸入される。

一方、給湯ユニット１００は、貯湯タンク２０、給水管路３０、沸上げ用循環管路４０、熱源用循環管路５０、追焚き用循環管路６０、追焚き用熱交換器６５、微小泡発生装置７０、給湯管路８０、制御部９０を有している。

上記の貯湯タンク２０は、給水管路３０から供給される水を貯留すると共にヒートポンプユニット１０で沸き上げられた湯を貯留するものであり、常に満水状態に保たれる。浴槽給湯機能付き給湯機１２０の使用時には、貯湯タンク２０内に温度成層が形成される。

給水管路３０は、市水等の低温水を貯湯タンク２０、第１，第２混合弁７５ａ，７５ｂ、給湯栓１６０に供給する管路であり、第１〜４給水管部３０ａ〜３０ｃと水圧を所定値以下にする減圧弁２５とを含んでいる。第１給水管部３０ａは水道等の水源（図示せず）と減圧弁２５とを繋ぎ、第２給水管部３０ｂは減圧弁２５と貯湯タンク２０の下部とを繋ぎ、第３給水管部３０ｃは減圧弁２５と第１，第２混合弁７５ａ，７５ｂとを繋ぐ。また、第４給水管部３０ｄは第１給水管部３０ａから分岐して該第１給水管部３０ａと給湯栓１６０とを繋いでいる。

沸上げ用循環管路４０は、貯湯タンク２０の下部から水を取水して貯湯タンク２０の上部から該貯湯タンク２０に戻す管路であり、往き管４０ａ，戻り管４０ｂ、および沸上げ用送水ポンプ３５を含んでいる。往き管４０ａは貯湯タンク２０の下部と沸上げ用熱交換器３とを繋ぎ、戻り管４０ｂは沸上げ用熱交換器３と貯湯タンク２０の上部とを繋ぐ。沸上げ用送水ポンプ３５は、往き管４０ａの途中に設けられている。

熱源用循環管路５０は、貯湯タンク２０の上部から湯を取水して貯湯タンク２０の下部から該貯湯タンク２０に戻す管路であり、往き管５０ａ，戻り管５０ｂ、および熱源用送水ポンプ４５を含んでいる。往き管５０ａは貯湯タンク２０の上部と追焚き用熱交換器６５の上部とを繋ぎ、戻り管５０ｂは追焚き用熱交換器６５の下部と貯湯タンク２０の下部とを繋いでいる。熱源用送水ポンプ４５は、戻り管５０ｂの途中に設けられている。

追焚き用循環管路６０は、浴槽１５０の側部から浴水１５０ａを取水して浴槽１５０の側部から該浴槽１５０に戻す管路であり、往き管６０ａ，戻り管６０ｂ、および追焚き用送水ポンプ５５を含んでいる。往き管６０ａは、浴槽１５０の側部と追焚き用熱交換器６５の下部にある浴槽側入口（図示せず）とを繋ぎ、戻り管６０ｂは、追焚き用熱交換器６５の上部にある浴槽側出口（図示せず）と浴槽１５０の側部とを繋ぐ。追焚き用送水ポンプ５５は往き管６０ａの途中に設けられている。

追焚き用熱交換器６５は、複数の伝熱プレートが該追焚き用熱交換器６５での高さ方向に積層されたプレート式熱交換器であり、熱源用循環管路５０を流れる湯と追焚き用循環管路６０を流れる浴水１５０ａとの間で熱交換を行って浴水１５０ａを加温する。

微小泡発生装置７０は、後述する第２給湯管部８０ｂを流れる温水中に微小泡を生じさせるものであり、第２給湯管部８０ｂに設けられている。

給湯管路８０は、貯湯タンク２０に貯留された湯を浴槽１５０と給湯栓１６０に供給するものであり、第１〜３給湯管部８０ａ〜８０ｃ、第１湯水混合弁７５ａ、および第２湯水混合弁７５ｂを含んでいる。

第１給湯管部８０ａにおける貯湯タンク２０側の端部は熱源用循環管路５０の往き管５０ａと共用される共用管路ＣＬになっており、当該第１給湯管部８０ａでの下流側端部は２つの流路に分岐して一方が第１湯水混合弁７５ａに、他方が第２湯水混合弁７５ｂにそれぞれ接続されている。また、第２給湯管路部８０ｂは、第１湯水混合弁７５ａと追焚き用循環管路６０での戻り管６０ｂとを繋いでおり、追焚き用循環管路６０は給湯管路８０の一部となっている。第１給湯管路部８０ａ、第１湯水混合弁７５ａ、第２給湯管路部８０ｂ、および追焚き用循環管路６０により、貯湯タンク２０内の湯を浴槽１５０に給湯する浴槽用給湯管路ＢＬが構成されている。したがって、浴槽用給湯管路ＢＬは追焚き用循環管路６０を含んでいる。

給湯管路８０における第３給湯管部８０ｃの上流端は第２湯水混合弁７５ｂに接続され、当該第３給湯管部８０ｃでの下流側端部は給湯栓１６０に接続されている。
なお、給水管路３０での第１給水管部３０ａの下流側端部は２つの管路に分岐して一方が上述の第１湯水混合弁７５ａに、他方が上述の第２湯水混合弁７５ｂにそれぞれ接続されている。

制御部９０は、リモコン操作部９５からユーザにより入力された沸上げ開始時刻、沸上げ温度、湯張り湯量、給湯温度等の情報に基づいてヒートポンプユニット１０、沸上げ用送水ポンプ３５、熱源用送水ポンプ４５、追焚き用送水ポンプ５５、微小泡発生装置７０、第１湯水混合弁７５ａ、および第２湯水混合弁７５ｂの動作を制御する。第１湯水混合弁７５ａおよび第２湯水混合弁７５ｂの各々は、電動式の混合弁である。リモコン操作部９５は、制御部９０に有線接続または無線接続されて、制御部９０に対する入力装置として用いられる。

以上説明した構成を有する浴槽給湯機能付き給湯機１２０では、ユーザが設定した沸上げ開始時刻になると制御部９０による制御の下にヒートポンプユニット１０および沸上げ用送水ポンプ３５が動作して、沸上げ運転が行われる。このとき、貯湯タンク２０の下部から取水された水が沸上げ用循環管路４０を流れ、沸上げ用熱交換器３を通過する過程で湯に沸き上げられて貯湯タンク２０の上部から貯湯タンク２０に戻される。沸上げ用循環管路４０での往き管４０ａの下流側端部には図示を省略した温度センサが設けられており、制御部９０は、この温度センサの検知温度を監視して該検知温度が所定温度になると沸上げ運転を終了させる。

ユーザがリモコン操作部９５から湯張りを指示すると、制御部９０により第１湯水混合弁７５ａの動作が制御され、貯湯タンク２０内の湯が所定の湯温に調整されて浴槽１５０に所定量給湯される。また、ユーザが給湯栓１６０を開にすると、制御部９０により第２湯水混合弁７５ｂの動作が制御され、貯湯タンク２０内の湯が所定の湯温に調整されて当該給湯栓１６０から給湯される。

そして、ユーザがリモコン操作部９５から浴水１５０ａの追焚きを指示すると、制御部９０による制御の下に熱源用送水ポンプ４５および追焚き用送水ポンプ５５が動作して、追焚き運転が行われる。

このとき、貯湯タンク２０の上部から取水された湯が熱源用循環管路５０を流れて貯湯タンク２０の下部から該貯湯タンク２０に戻される一方で、浴槽１５０から取水された浴水１５０ａが追焚き用循環管路６０を流れて浴槽１５０に戻される。熱源用循環管路５０を流れる湯と追焚き器用循環管路６０を流れる浴水１５０ａとの間で追焚き用熱交換器６５により熱交換が行われて、浴水１５０ａが追焚きされる。追焚き用循環管路６０での戻り管６０ｂには図示を省略した温度センサが設けられており、制御部９０は、この温度センサの検知温度を監視して該検知温度が所定温度になると追焚き運転を終了させる。

この浴槽給湯機能付き給湯機１２０では、熱源用循環管路５０での往き管５０ａが追焚き用熱交換器６５の上部に接続され、追焚き用循環管路６０での往き管６０ａが追焚き用熱交換器６５の下部に接続されているので、追焚き用熱交換器６５の上部が高温状態となって追焚き時の熱交換量が高まる。追焚き用熱交換器６５の下部は低温状態となるので、熱源用循環管路５０での戻り管５０ｂを流下して貯湯タンク２０の下部に戻される熱交換後の温水の温度をより低温にすることができる。

また、この浴槽給湯機能付き給湯機１２０では、上述した湯張り運転が行われている間、制御部９０による制御の下に微小泡発生装置７０が動作して、第２給湯管部８０ｂ中に流れる温水中に微小泡を生じさせる。当該微小泡が生じた温水は、第２給湯管部８０ｂ内を流れた後、往き管６０ａ、追焚き用熱交換器６５、および戻り管６０ｂを流れて浴槽１５０に至る。結果として、第２給湯管部８０ｂと、追焚き用循環管路６０での往き管６０ａ、追焚き用熱交換器６５、および追焚き用循環管路６０での戻り管６０ｂが上記微小泡が生じた温水により洗浄され、これらの内部に付着し、堆積していた汚れが除去される。

このように、実施の形態１に示した浴槽給湯機能付き給湯機１２０は、上記微小泡発生装置７０によって、第２給湯管部８０ｂから追焚き用循環管路６０および追焚き用熱交換６５を洗浄する点に特徴を有しているので、以下、この点について図２を参照しつつ詳述する。

図２は、図１に示した浴槽給湯機能付き給湯機で用いられている微小泡発生装置７０の一例を示す概略図である。
同図に示す微小泡発生装置７０は、第２給湯管部８０ｂを流れる温水中に微小泡を生じさせるエジェクタ部７０ａと、エジェクタ部７０ａ内に空気を供給するガス導入管７０ｂと、ガス導入管７０ｂでのエジェクタ部７０ａ側に設けられて温水の逆流を防止する逆止弁７０ｃと、ガス導入管７０ｂでのガス導入口側に設けられた電磁弁７０ｄと、電磁弁７０ｄよりもガス導入管７０ｂのガス導入口側にフィルタ部７０ｅを有している。フィルタ部７０ｅは電磁弁７０ｄにごみや埃が吸い込まれてしまうのを抑えるために設けられている。

上記のエジェクタ部７０ａおよび電磁弁７０ｄは、制御部９０（図１参照）により動作制御される。上述した湯張り運転時には、制御部９０による制御の下に電磁弁７０ｄが開になると共にエジェクタ部７０ａが作動し、エジェクタ部７０ａにより上記浴水１５０ａ中に多数の微小泡が形成される。湯張り運転が終了すると、制御部９０による制御の下に電磁弁７０ｄが閉になると共にエジェクタ部７０ａによる微小泡の供給が停止する。

微小泡発生装置７０によって多数の微小泡が生じた温水を第２給湯管部８０ｂに流したときにおける当該第２給湯管部８０ｂ、追焚き用循環管路６０、および追焚き用熱交換６５での内表面を詳細に観察したところ、第２給湯管部８０ｂの内表面に付着し、堆積していた汚れが微小泡に吸着して除去されることが明らかとなった。そして、これら微小泡の作用により、第２給湯管部８０ｂでの微小泡発生装置７０よりも下流の流路内では、皮脂や角質等の汚れがほとんど付着していない状態が実現できた。

このように、実施の形態１に示した浴槽給湯機能付き給湯機１２０では、湯張り運転時に、微小泡発生装置７０により多数の微小泡が生じた温水で第２給湯管部８０ｂ内や追焚き用熱交換器６５内を強制的に洗浄することができ、微小泡発生装置７０の動作は制御部９０により自動制御することができるので、第２給湯管部８０ｂ内や追焚き用循環管路６０内、追焚き用熱交換器６５内の洗浄をし忘れてしまうのを容易に防止することができる。また、第２給湯管部８０ｂ内の配管が長い場合でも十分に洗浄されるように微小泡発生装置７０の配設位置を選定することも容易である。したがって、この浴槽給湯機能付き給湯機１２０では、浴槽用給湯管路ＢＬ内を清浄に保ち易い。

このように構成された浴槽給湯機能付き給湯機１２０では、浴槽１５０への給湯時に制御部９０（図１参照）による制御の下に微小泡発生装置７０が動作し、浴槽用給湯管路ＢＬを流れる湯中に上記の微小泡発生装置７０により多数の微小泡を生じさせる。

微小泡発生装置７０により多数の微小泡が生じた湯は、第２給湯管路部８０ｂから追焚き用循環管路６０に流れて、追焚き用循環管路６０での往き管６０ａおよび戻り管６０ｂの各々から浴槽１５０に流入する。この過程で、追焚き用循環管路６０内および追焚き用熱交換器６５内の汚れが上記多数の微小泡により除去される。

もちろん、浴槽１５０への湯張り時のみならず、浴槽１５０への足し湯時に微小泡発生装置７０を動作させてもよい。

実施の形態２．
図３は本発明の浴槽給湯機能付き給湯機における実施の形態２を示す要部構成図である。この実施の形態２においては、給湯管路８０の第１給湯管部８０ａに微小泡発生装置７０を設け、浴槽１５０への給湯時のみならず、給湯栓１６０からの給湯時に第３給湯管路８０ｃ内の洗浄もできるように構成している。この場合も、浴槽用給湯管路ＢＬは、実施の形態１で説明したように、追焚き用循環管路６０を含んで構成されている。

実施の形態３．
図４は本発明の浴槽給湯機能付き給湯機における実施の形態３を示す要部構成図である。この実施の形態３においては、浴槽用給湯管路ＢＬに汚れセンサ５９を設け、該汚れセンサ５９の検出値が条件値を超えたときに、微小泡発生装置７０を動作させて、浴槽用給湯管路ＢＬや追焚き用循環管路６０内、および追焚き用熱交換器６５内を洗浄するように構成している。

以上、本発明の浴槽給湯機能付き給湯機１２０について、実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、本発明は上述の形態に限定されるものではない。例えば、実施の形態１で説明した浴槽給湯機能付き給湯機１２０は、熱源器としてヒートポンプユニット１０を備えたものであるが、本発明の浴槽給湯機能付き給湯機１２０は、貯湯タンク２０内に配置されたヒータを熱源器とするものであってもよい。熱源器としてヒートポンプユニット１０を用いる場合、このヒートポンプユニット１０で用いる冷媒は自然冷媒である二酸化炭素が好ましく、該二酸化炭素を高圧側では臨界圧を超える状態にして冷凍サイクルを実施することが好ましい。

微小泡発生装置７０としては、上記エジェクタ式のほかに、旋回液流式、スタティックミキサー式、ベンチュリ式、加圧溶解式、微細孔式、蒸気凝縮式などを用いてもよく、液体中に多数の微小泡を生じさせることができるものであればよく、その構造は適宜選定可能である。
また、図２に示す微小泡発生装置７０の逆止弁７０ｃは省略することも可能である。逆止弁７０ｃがないエジェクタ式を用いる場合には、当該微小泡発生装置７０が設けられている配管（追焚き用循環管路または浴槽用給湯管路）を浴水または湯が流れているときに電磁弁７０ｄ（図２参照）を開けて微小泡発生装置７０を動作させ、電磁弁７０ｄを閉じて微小泡発生装置７０の動作を終了させてから浴水または湯の流れを停止させる。このように、微小泡発生装置７０の動作時期を選定すると、ガス導入管７０ｂ（図２参照）内が常に負圧になるので、逆止弁７０ｃが不要になる。もちろん、誤操作を考慮した場合は、微小泡発生装置７０に逆止弁７０ｃを具備させることが望ましい。

微小泡発生装置７０は、制御部９０により動作制御してもよいし、ユーザが手動で動作制御してもよい。ただし、浴槽用給湯管路ＢＬ内の洗浄を忘れずに行うという観点からは、手動により微小泡発生装置７０の動作を制御するよりも制御部９０により自動制御した方が好ましい。

微小泡発生装置７０の設置数および設置箇所は、微小泡を含んだ浴水または湯による洗浄効果を考慮して、適宜選定可能である。複数個の微小泡発生装置７０を直列または並列に配置して設置すると、微小泡の量が増えるため、洗浄効果を高めるうえで有効である。本発明の浴槽給湯機能付き給湯機については、上述した以外にも種々の変形、修飾、組合せ等が可能である。

本発明の実施の形態１を示す概略図である。 図１に示した実施の形態１で用いられている微小泡発生装置の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態２を示す要部概略図である。 本発明の実施の形態３を示す要部概略図である。

符号の説明

１０ ヒートポンプユニット（熱源器）
２０ 貯湯タンク
４０ 沸上げ用循環管路
５０ 熱源用循環管路
５５ 追焚き用送水ポンプ
６０ 追焚き用循環管路
６０ａ 往き管
６０ｂ 戻り管
６５ 追焚き用熱交換器
７０ 微小泡発生装置
７０ａ エジェクタ部
７０ｂ ガス導入管
７０ｃ 逆止弁
７０ｄ 電磁弁
７０ｅ フィルタ
９０ 制御部
９５ リモコン操作部
１００ 給湯ユニット
１２０ 浴槽給湯機能付き給湯機
ＣＬ 共用管路
ＢＬ 浴槽用給湯管路

Claims (4)

1. 熱源器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浴槽に供給する浴槽給湯機能付き給湯機であって、
   前記浴槽に接続され、前記浴槽から取水された浴水を前記浴槽へ戻す循環管路を構成する追焚き用循環管路と、
   前記追焚き用循環管路に設けられ、該追焚き用循環管路内の汚れ度合いを検出する汚れセンサと、
   前記貯湯タンクに接続され、前記貯湯タンクから取水された湯を前記貯湯タンクへ戻す循環管路を構成する熱源用循環管路と、
   前記熱源用循環管路を流れる湯と、前記追焚き用循環管路を流れる前記浴水との間で熱交換を行う追焚き用熱交換器と、
   前記貯湯タンクと前記追焚き用循環管路とを接続し、前記貯湯タンク内からの湯を前記追焚き用循環管路へ流す給湯管路部と、を有し、
   前記追焚き用循環管路は、前記給湯管路部からの湯を前記浴槽へ給湯し、
   前記給湯管路部には、前記給湯管路部を流れる湯に微小泡を生じさせる微小泡発生装置が設けられていることを特徴とする浴槽給湯機能付き給湯機。
2. 前記微小泡発生装置を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記汚れセンサでの汚れ度合いの検出値が所定値を超えた場合、前記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に記載の浴槽給湯機能付き給湯機。
3. 前記微小泡発生装置は、エジェクタ部、ガス導入管、フィルタ部、電磁弁、および逆止弁を有し、前記フィルタ部、前記電磁弁、および前記逆止弁が前記ガス導入管でのガス導入口側からこの順番で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の浴槽給湯機能付き給湯機。
4. 前記電磁弁は、浴槽への給湯時の任意の時間に開閉可能であることを特徴とする請求項３に記載の浴槽給湯機能付き給湯機。

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