JP5157206B2 - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、ミスト発生装置に接続可能な貯湯式給湯機に関するものである。

従来のミスト発生装置は、給水管から給湯装置に水が供給され、給湯装置の湯と、給水源からの水とを混合することによって、浴室などにミストを提供している（例えば、特許文献１参照）
特開２００５−３４２０８７号公報

しかしながら、従来の構成では、混合弁より下流側の流量によって、混合弁の開度を制御するものではない。また、１つの貯湯タンクからミスト発生装置への湯水の供給と浴槽への湯張りを同時に行うものでもなく、１つの貯湯タンクからミスト発生装置および浴槽への湯水の供給に関する混合弁の制御については開示がない。

本発明は、１つの貯湯タンクからミスト発生装置および浴槽への湯の供給を、１つの混合弁を用いて行う場合の制御に関するものであり、１つの混合弁の最適な制御を行うことによって、ミスト機能を実現することができる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の貯湯式給湯機は、湯水を貯える貯湯タンクと、湯水をミスト状に噴出するミスト発生装置と、浴槽と、前記貯湯タンクの天部から前記浴槽に高温水を供給する風呂給湯管と、給水源から前記浴槽に水を供給する風呂給水管と、前記風呂給湯管からの高温水と前記風呂給水管からの水とを混合する風呂混合手段と、前記風呂混合手段から出湯する湯の量を検出する風呂流量検出手段と、前記風呂混合手段の出湯口と前記浴槽とを接続する風呂配管と、制御手段とを備え、前記ミスト発生装置へ湯水を供給するミスト配管を、前記風呂配管から分岐させて設けるとともに、前記制御手段は、前記風呂流量検出手段が検出した流量が所定値以上の場合には所定値未満の場合より、駆動速度が大きくなるように、前記風呂混合手段の動作を制御することを特徴とするものである。

これにより、流量検出手段で検出される流量に基づいて最適な風呂混合手段の制御を実現することができる。

また、本発明の貯湯式給湯機は、湯水を貯える貯湯タンクと、湯水をミスト状に噴出するミスト発生装置と、浴槽と、前記貯湯タンクの天部から前記浴槽に高温水を供給する風呂給湯管と、給水源から前記浴槽に水を供給する風呂給水管と、前記風呂給湯管からの高温水と前記風呂給水管からの水とを混合する風呂混合手段と、前記風呂混合手段から出湯する湯の量を検出する風呂流量検出手段と、前記風呂混合手段の出湯口と前記浴槽とを接続する風呂配管と、制御手段とを備え、前記ミスト発生装置へ湯水を供給するミスト配管を、前記風呂配管から分岐させて設けるとともに、前記制御手段は、前記風呂流量検出手段が検出した流量が所定値以上の場合には所定値未満の場合より、湯側の比率が小さくなるように、前記風呂混合手段の開度を制御することを特徴とするものである。

これにより、流量検出手段で検出される流量に基づいて最適な風呂混合手段の制御を実
現することができる。

本発明の貯湯式給湯機は、混合弁の最適な制御を行うことによって、ミスト機能を実現することができる貯湯式給湯機を提供できる。

第１の発明の貯湯式給湯機は、湯水を貯える貯湯タンクと、湯水をミスト状に噴出するミスト発生装置と、浴槽と、前記貯湯タンクの天部から前記浴槽に高温水を供給する風呂給湯管と、給水源から前記浴槽に水を供給する風呂給水管と、前記風呂給湯管からの高温水と前記風呂給水管からの水とを混合する風呂混合手段と、前記風呂混合手段から出湯する湯の量を検出する風呂流量検出手段と、前記風呂混合手段の出湯口と前記浴槽とを接続する風呂配管と、制御手段とを備え、前記ミスト発生装置へ湯水を供給するミスト配管を、前記風呂配管から分岐させて設けるとともに、前記制御手段は、前記風呂流量検出手段が検出した流量が所定値以上の場合には所定値未満の場合より、駆動速度が大きくなるように、前記風呂混合手段の動作を制御することにより、流量に基づいてミスト運転および風呂運転を判別し、最適な混合弁の制御を行うことができる。

第２の発明の貯湯式給湯機は、特に第１の発明において、前記風呂混合手段の出湯口側方向に風呂温度検出手段と、浴槽に供給する湯の温度を設定することができる風呂温度設定手段とを備え、前記風呂混合手段の駆動速度を制御するモードは、前記風呂温度検出手段で検出される温度と、前記風呂温度設定手段で設定する温度に基づいた複数の段階を有していることにより、より細かく精度の良い制御を行うことができる。

第３の発明の貯湯式給湯機は、湯水を貯える貯湯タンクと、湯水をミスト状に噴出するミスト発生装置と、浴槽と、前記貯湯タンクの天部から前記浴槽に高温水を供給する風呂給湯管と、給水源から前記浴槽に水を供給する風呂給水管と、前記風呂給湯管からの高温水と前記風呂給水管からの水とを混合する風呂混合手段と、前記風呂混合手段から出湯する湯の量を検出する風呂流量検出手段と、前記風呂混合手段の出湯口と前記浴槽とを接続する風呂配管と、制御手段とを備え、前記ミスト発生装置へ湯水を供給するミスト配管を、前記風呂配管から分岐させて設けるとともに、前記制御手段は、前記風呂流量検出手段が検出した流量が所定値以上の場合には所定値未満の場合より、湯側の比率が小さくなるように、前記風呂混合手段の開度を制御することにより、流量に基づいてミスト運転および風呂運転を判別し、最適な混合弁の制御を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の構成図である。図１において、本発明の貯湯式給湯機は、湯水を貯える貯湯タンク１と、貯湯タンク１の下方部の低温水を高温水に沸き上げる水冷媒熱交換器２と、貯湯タンク１の下方部の低温水を水冷媒熱交換器２に送水する水ポンプ３とを備えており、図１に示すように、貯湯タンク１と水ポンプ３と水冷媒熱交換器２を順次環状に接続して、貯湯タンク１の下方部の低温水を、水冷媒熱交換器２にて高温水を生成し、その高温水を貯湯タンク１の上方から貯えている。また、水冷媒熱交換器２から貯湯タンク１に至る流路には、三方弁６１を配設しており、圧縮機６の立ち上がり時など水冷媒熱交換器２で生成される湯の温度が高温になっていない場合には、三方弁６１を駆動させ、水冷媒熱交換器２から出湯する湯を貯湯タンク１の下部に戻す構成としている。なお、貯湯タンク１の底部には、給水源からタンク給水管４が接続されている。

また、本発明の貯湯式給湯機は、熱源としてヒートポンプを使用している。図１に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機６と、大気から熱を吸熱する蒸発器７と、冷媒を減圧する減圧装置８とを有し、圧縮機６と水冷媒熱交換器２と減圧装置８と蒸発器７とを冷媒管によって順次環状に接続されており、冷媒管内を流通する冷媒には、二酸化炭素を使用している。つまり高圧側では臨界圧力を超えるので、水に熱を奪われても凝縮することがなく、高温の湯を得ることができる。

また貯湯タンク１の天部には、蛇口やシャワーなどの給湯端末に出湯するための給湯管１０および、浴槽に湯を出湯するための風呂給湯管１１が接続されている。給湯管１０から出湯した湯は、電動式混合弁２３で給水源から給水配管１５を経て供給される水と混合され、給湯端末３１へ供給される。同様に風呂給湯管１１から出湯した湯は、電動式混合弁２１で給水源から給水配管１４を経て供給される水と混合され、浴槽３３へ供給される。電動式混合弁２３は、電動式混合弁２３の下流側に設けられている湯温検出手段であるサーミスタ４２で検出される温度が、リモコン１３等で設定される設定温度となるように駆動制御される。

ミスト発生装置９は、浴室等でミスト浴を楽しむことができる装置であり、使用者は、浴室に設けられているリモコン１３で操作することによって、ミスト発生装置９から発生するミストの温度や運転時間を設定することができる。本実施の形態１では、ミスト発生装置９への湯水の供給は、浴槽３３へ湯水を供給する電動式混合弁２１の下流側で浴槽３３へ至る流路から分岐してミスト配管１６が設けられており、ミスト配管１６を通ってミスト発生装置９へ湯水が供給される。また、貯湯タンク１からミスト配管１６へ供給された湯は、ミスト発生装置９内に配設されている二方弁等で構成される湯水停止手段（図示せず）が開放することによって、湯水を噴出するミストノズル（図示せず）から湯水が浴室内へ供給される。

また、電動式混合弁２１の下流側で、ミスト配管との分岐点よりも下流側の浴槽３３へ至る流路に二方弁４３を設けており、二方弁４３を開くことによって浴槽３３への湯水の供給を開始し、二方弁４３を閉じることによって浴槽３３への湯水の供給を停止する。また、ミスト配管との分岐点と、電動式混合弁２１との間に流量検出手段である流量検出装置４４を備えており、浴槽３３およびミスト発生装置９へ供給される湯水の量を検出することができる。

つまり、浴槽３３への湯水の混合と、ミスト発生装置９への湯水の混合とを同一の電動式混合弁２１を用いて行うため、図１に示す本実施の形態の構成では、浴槽３３への湯張り時には、ミスト温度を設定することができない。しかしながら、通常、使用者がミスト浴を楽しむのは、入浴時間であると考えられることから、入浴時間には既に浴槽３３への湯張りが終了しているため、入浴時には電動式混合弁２１の湯温設定はミスト温度の設定に使用することができ、入浴時間に使用者は、リモコン１３によりミスト温度などを設定することができる。

以上のように構成された貯湯式給湯機に関して、電動式混合弁２１の駆動制御について説明する。

浴槽３３への湯張りに伴い、使用者は台所や浴室等に設置されているリモコン１３で湯張り運転を開始する。湯張り運転が開始されると、リモコン１３で設定した内容が制御手段であるマイクロコンピュータ５１に送信され、二方弁４３が開くことによって浴槽３３への湯張りが開始される。浴槽３３への湯張り温度は、リモコン１３にて設定した温度となるように、サーミスタ４１の温度が設定温度となるように電動式混合弁２１の混合比率
を調節する。そして水位センサ（図示せず）で所定の湯量が浴槽３３に張られたことを検知すると二方弁４３を閉じることによって浴槽３３への湯張りを停止する。

次に、ミスト発生装置９に供給する場合を説明する。ミスト発生装置９の運転時には、湯張り時に使用したリモコン１３もしくはミスト専用に設置されたリモコン（図示せず）を用いてミスト運転を開始する。ミスト運転が開始されると、リモコン１３で設定した内容が制御手段であるマイクロコンピュータ５１に送信され、ミスト発生装置９内に配設された湯水停止手段（図示せず）が開放され、貯湯タンク１内にかかる水圧によって、ミスト発生装置９へ湯水が供給される。このときミスト発生装置へ供給する湯水の温度は、サーミスタ４１で検出される温度が、リモコン１３にて設定したミスト設定温度となるように電動式混合弁２１が調節される。そして、ミスト運転を停止する時には、再度リモコン１３でミスト運転停止を指示すると、ミスト発生装置９内に配設された湯水停止手段（図示せず）が閉じることによって、ミスト発生装置９から浴室への湯水の噴出が停止される。

上述したように、電動式混合弁２１を駆動することによって、ミスト発生装置９および浴槽３３へ湯水を供給するが、通常、ミスト発生装置９へ送水する湯水の量に比べて、浴槽３３へ送水する湯水の量が多い。なぜならば、ミスト発生装置９から浴室へ噴出される湯水の単位時間当たりの量は比較的少量であるが、浴槽３３へ送水する湯水の単位時間当たりの量は、早く湯張りを行いたいので比較的量が多いからである。つまりミスト発生装置９に至るミスト配管１６の径に比べて、浴槽３３に至る浴槽配管１７の径の方が大きい。

そのため、ミスト発生装置９へ湯水を送水するときの電動式混合弁２１の駆動速度と、浴槽３３へ湯水を送水するときの電動式混合弁２１の駆動速度とを同様に制御してしまうと、送水する湯量が異なるため、湯温のアンダーシュートもしくはオーバーシュート現象が生じてしまう。

そこで本実施の形態では、流量検出装置４４で検出される湯量に基づいて、電動式混合弁２１の駆動速度を制御している。流量検出装置４４で検出される湯水の流量が、α未満であるならば、ミスト発生装置９に湯水が供給されていると判断して低流量制御を行い、流量検出装置４４で検出される湯水の流量が、α以上であるならば、浴槽３３に湯水が供給されていると判断して高流量制御を行う。αについてはミスト配管１６の径などから適宜決定することができるが、本実施の形態ではαが１．２Ｌ／ｍｉｎと定めて説明する。なお、αについてはこの値に限定されることはなく、設計により適宜変更することができるものである。

図２は、本実施の形態における電動式混合弁２１の制御に係る駆動速度について示したテーブル図である。図２に示すように流量検出装置４４で検出される湯水の流量が、１．２Ｌ／ｍｉｎ未満であるときには低流量制御のテーブルにしたがって電動式混合弁２１の駆動速度を決定する。また流量検出装置４４で検出される湯水の流量が、１．２Ｌ／ｍｉｎ以上であるときには高流量制御のテーブルにしたがって電動式混合弁２１の駆動速度を決定する。

また、高流量制御／低流量制御において、温度偏差に基づいて複数段階に区分されている。温度偏差とは、リモコン１３で設定した設定温度と、実際にサーミスタ４１で検出される検出温度との差の絶対値を示したものである。このように温度偏差に基づいて区分されていることで、より精細な制御を行うことができる。

次に具体的な例を示して説明する。例えば、流量検出装置４４で検出される湯水の流量
が、１Ｌ／ｍｉｎであった場合には、ミスト発生装置９の運転をしていると判断し、低流量制御を行う。そして実際の設定温度が６０℃で、サーミスタ４１で検出される検出温度が５０℃である場合に、温度偏差は１０℃となる。つまり図２に示すテーブルより電動式混合弁２１の駆動速度に１５（ｐｐｓ）が選択される。なおｐｐｓとはＰｕｌｓｅ／Ｓｅｃｏｎｄを表しており、１秒あたりの駆動速度を示している。

以上のように、流量および温度偏差に応じて電動式混合弁２１の駆動速度を制御することにより、風呂の湯張り運転やミスト運転など、運転状況に応じた電動式混合弁の制御を行うので、どのような運転時においても湯温のオーバーシュートもしくはアンダーシュートを防止することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態２は、実施の形態１と同じ構成であるため、本実施の形態２における貯湯式給湯機の構成図は、図１に示すものと相違するところがないため、実施の形態１で説明した箇所については同様の記号を付して、その説明を省略する。

図３は、本実施の形態２における電動式混合弁の駆動開度のテーブル図である。実施の形態１が電動式混合弁２１の駆動速度を状況に応じて変化させたのに対して、本実施の形態２では、駆動開度を変更している。つまり、図３に示すように、高流量制御もしくは低流量制御における駆動開度の一例を規定しており、例えば高流量制御であると判断した場合には、電動式混合弁の湯側の開度を５４％の位置まで駆動し、そのあとは、サーミスタ４１で検出される温度が、リモコン１３で設定した設定温度となるように電動式混合弁２１の制御を行う。５４％の開度とは、湯と水とを合わせて１００％としたときに、５４％が湯、残り４６％が水であるという意味である。なお、図３で示す開度は一実施例であり、駆動開度については適宜設計に応じて変更することができるのは言うまでもない。

以上のように、本実施の形態２における電動式混合弁の駆動開度を、流量に応じて決定することにより、電動式混合弁２１の駆動を素早く行うことができ、所望の給湯温度をより素早く提供することができる。

以上のように、本発明にかかる貯湯式給湯機は、ミスト発生装置を接続することができる貯湯式給湯機に最適な制御を実現することができる。

本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の構成図 本発明の実施の形態１における電動式混合弁の駆動速度のテーブル図 本発明の実施の形態２における電動式混合弁の駆動開度のテーブル図

１ 貯湯タンク
２ 水冷媒熱交換器
３ 水ポンプ
４ タンク給水管
６ 圧縮機
７ 蒸発器
８ 減圧装置
９ ミスト発生装置
１０ 給湯管
１１ 風呂給湯管
１３ リモコン
１６ ミスト配管
２１ 電動式混合弁
２３ 電動式混合弁

Claims (3)

1. 湯水を貯える貯湯タンクと、湯水をミスト状に噴出するミスト発生装置と、浴槽と、前記貯湯タンクの天部から前記浴槽に高温水を供給する風呂給湯管と、給水源から前記浴槽に水を供給する風呂給水管と、前記風呂給湯管からの高温水と前記風呂給水管からの水とを混合する風呂混合手段と、前記風呂混合手段から出湯する湯の量を検出する風呂流量検出手段と、前記風呂混合手段の出湯口と前記浴槽とを接続する風呂配管と、制御手段とを備え、前記ミスト発生装置へ湯水を供給するミスト配管を、前記風呂配管から分岐させて設けるとともに、前記制御手段は、前記風呂流量検出手段が検出した流量が所定値以上の場合には所定値未満の場合より、駆動速度が大きくなるように、前記風呂混合手段の動作を制御することを特徴とする貯湯式給湯機。
2. 前記風呂混合手段の出湯口側方向に風呂温度検出手段と、浴槽に供給する湯の温度を設定することができる風呂温度設定手段とを備え、前記風呂混合手段の駆動速度を制御するモードは、前記風呂温度検出手段で検出される温度と、前記風呂温度設定手段で設定する温度に基づいた複数の段階を有していることを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯機。
3. 湯水を貯える貯湯タンクと、湯水をミスト状に噴出するミスト発生装置と、浴槽と、前記貯湯タンクの天部から前記浴槽に高温水を供給する風呂給湯管と、給水源から前記浴槽に水を供給する風呂給水管と、前記風呂給湯管からの高温水と前記風呂給水管からの水とを混合する風呂混合手段と、前記風呂混合手段から出湯する湯の量を検出する風呂流量検出手段と、前記風呂混合手段の出湯口と前記浴槽とを接続する風呂配管と、制御手段とを備え、前記ミスト発生装置へ湯水を供給するミスト配管を、前記風呂配管から分岐させて設けるとともに、前記制御手段は、前記風呂流量検出手段が検出した流量が所定値以上の場合には所定値未満の場合より、湯側の比率が小さくなるように、前記風呂混合手段の開度を制御することを特徴とする貯湯式給湯機。

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