JP6379026B2 - 風呂循環流路切替装置 - Google Patents

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Description

本発明は、追い炊き機能を備えた風呂給湯システムに使用される風呂循環流路切替装置に関する。
従来、風呂循環流路切替装置へ流路内の残留水が流入すると、感温切替弁により往き流路から浴槽への通水を遮断して、バイパス流路を介して戻り流路へ通水させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2012−189232号公報
風呂循環流路切替装置は、通常、浴槽の外壁と浴室の壁との間(例えば200mm)の限られた狭い空間に設置される。また、浴槽周りや浴室の壁には障害物が配置されている場合もある。
ここで、感温切替弁のように、弁の開閉のための機構に部品点数が多く構造が複雑化しがちな弁を用いた場合、この開閉機構が大型化してしまい風呂循環流路切替装置全体の小型化を困難にしていた。このため、上述した空間へ風呂循環流路切替装置を実際に設置しようとすると、浴室の壁や障害物に干渉し、設置を困難にする恐れがあった。また、風呂循環流路切替装置を設置しようとしても、浴槽の外壁と浴室の壁と空間が広く確保されているものにしか設置できない。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、設置環境を問わずに設置できる風呂循環流路切替装置を提供することを目的とする。
本発明に係る風呂循環流路切替装置は、上述した課題を解決するために、浴槽の外壁から突出した外側ケースと、前記外側ケースに接続された前記浴槽の外壁の略面方向に沿って伸びた往き側接続管および戻り側接続管とを有し前記浴槽の壁面を貫通して設けられた風呂循環具と接続される風呂循環流路切替装置であって、前記往き側接続管と接続される出口側接続口を有する往き流路と、前記戻り側接続管と接続される入口側接続口を有する戻り流路と、前記往き流路を前記戻り流路に接続するバイパス流路と、流通する湯水の温度が所定温度以上である場合に前記バイパス流路を閉じ、前記流通する湯水の温度が所定温度よりも低い場合に前記バイパス流路を開き前記往き流路を閉じる流路切替機構部とを備え、前記風呂循環具と接続された場合、前記流路切替機構部と前記浴槽の外壁との距離は、前記出口側接続口または前記入口側接続口と前記浴槽の外壁との距離以下である。
本発明に係る風呂循環流路切替装置においては、設置環境を問わずに設置できる。
本実施形態における風呂循環流路切替装置を適用した風呂給湯システムの概略的なシステム構成図。 本実施形態における風呂循環流路切替装置の外観斜視図。 (A)は、風呂循環具と接続された風呂循環流路切替装置の構成図、(B)は図3(A)を浴槽外壁と直交する方向から見た構成図。 図3(B)のA−A線に沿うバイパス流路が閉じた場合の風呂循環流路切替装置の断面図。 図3(B)のA−A線に沿うバイパス流路が開いた場合の風呂循環流路切替装置の断面図。 本実施形態における切替装置の効果を説明するための図であり、(A)は風呂循環具と接続された風呂循環流路切替装置の構成図、(B)は図6(A)を浴槽外壁と直交する方向から見た構成図。
本発明に係る風呂循環流路切替装置の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態における風呂循環流路切替装置1を適用した風呂給湯システム2の概略的なシステム構成図である。
風呂給湯システム2は、浴室3内に設けられた浴槽4と、浴室3外に設けられた風呂給湯機5(給湯機5)と、給湯機5と浴槽4とを接続する風呂循環流路6とを主に有する。
浴槽4は、風呂循環流路6と接続された風呂循環具7を有する。風呂循環具7は、浴槽4の壁面を貫通して設けられ、浴槽4に湯水(湯または水)を吐出する吐出口7aと、浴槽4内の湯水を吸い込む吸込口7bとを有する。また、浴室3内には、給湯機5を操作するためのリモコン8と、カラン9とが設けられる。
給湯機5は、湯水を貯湯する貯湯タンク11を有する。貯湯タンク11は、貯湯タンク11内の湯水を加熱するヒータ12と、貯湯タンク11内の貯湯温度を検出する貯湯温度センサ13とを有する。貯湯タンク11底部には、貯湯タンク11に市水を供給する給水管15が接続される。貯湯タンク11頂部には、貯湯タンク11から湯水を出湯する出湯管16が接続される。出湯管16は、給湯混合弁17を介して給水管15から分岐された給水バイパス管18と接続される。
給湯混合弁17は、給水バイパス管18からの湯水と出湯管16からの湯水とを給湯設定温度になるよう混合する。給湯混合弁17にはさらに給湯管19が接続されており、給湯混合弁17で混合された湯水はカラン9へ導かれる。給湯管19には、湯水の温度を検出する給湯温度センサ21と、給湯量を検出する給湯流量カウンタ22とが設けられる。また、給水管15には、給水温度を検出する給水温度センサ23が設けられる。
風呂循環流路6は、戻り管31と、風呂熱交換器33と、往き管32とを主に有する。戻り管31は、風呂循環具7の吸込口7bから吸い込まれた浴槽4の湯水(浴槽水)を風呂熱交換器33へ戻す。風呂熱交換器33は、貯湯タンク11内上部に設けられ、湯水を加熱する。往き管32は、風呂熱交換器33で加熱された湯水を浴槽4側へ供給する。戻り管31には、湯水を送る風呂循環ポンプ35と、湯水が循環しているか否かを検出する流水センサ36と、循環する湯水の温度を検出する風呂温度センサ37とが設けられる。また、風呂循環流路6は、風呂三方弁39を介して戻り管31と往き管32とをバイパスする風呂バイパス管40を有する。風呂三方弁39は、戻り管31からの湯水を風呂熱交換器33に流通させるか、往き管32にバイパスさせるかを切り替える。
戻り管31には、給湯管19からの湯水を風呂循環流路6へ供給するため、給湯管19から分岐された湯張り管41が接続される。湯張り管41は、湯張り管41を開閉する湯張り弁42と、湯張り管41から供給される湯水の量をカウントする風呂流量カウンタ43と、戻り管31からの湯水の逆流を防止する逆止弁44とを有する。
風呂給湯システム2は、風呂給湯システム2を電気的に制御する制御部50を有する。制御部50は、演算、比較、記憶機能、および時計機能を有し、給湯機5を制御するためのプログラムを予め記憶する。
制御部50は、貯湯温度センサ13、給湯温度センサ21、給湯流量カウンタ22、給水温度センサ23、流水センサ36、風呂温度センサ37、および風呂流量カウンタ43の検出値を取得し、この検出値に基づいてヒータ12、給湯混合弁17、風呂循環ポンプ35、風呂三方弁39、および湯張り弁42を制御する。また、制御部50は、リモコン8を介してユーザーの指示を受け付け、各部を制御し指示を実行する。すなわち、制御部50は、リモコン8で指示された給湯設定温度や、風呂設定温度、設定湯量などに基づいて給湯運転、湯張り運転、風呂追焚き運転などを実行する。
風呂循環流路6は、浴室3内の浴槽4裏側空間の風呂循環具7近傍に配置された、風呂循環流路切替装置1を有する。
図2は、本実施形態における風呂循環流路切替装置1の外観斜視図である。
図3(A)は、風呂循環具7と接続された風呂循環流路切替装置1の構成図であり、(B)は図3(A)を浴槽外壁4aと直交する方向から見た構成図である。
図4は、図3(B)のA−A線に沿うバイパス流路63が閉じた場合の風呂循環流路切替装置1の断面図である。
図5は、図3(B)のA−A線に沿うバイパス流路63が開いた場合の風呂循環流路切替装置1の断面図である。
風呂循環流路切替装置1(切替装置1)は、風呂循環流路6から浴槽4への冷水の吐出を防止するために設けられる。切替装置1は、図3(A)に示すように、往き流路61と、戻り流路62と、バイパス流路63と、流路切替機構部70とを主に備える。
往き流路61は、給湯機5(熱源機)側からの湯水を浴槽4側へ供給する。戻り流路62は、浴槽4側からの湯水を給湯機5側へ供給する。戻り流路62は、略水平に伸びた第1水平流路65と、第1水平流路65端部から立ち上がった立ち上がり流路66と、立ち上がり流路66端部から略水平の方向に伸びた第2水平流路67とを浴槽4側から順に有する。
バイパス流路63は、往き流路61を戻り流路62(立ち上がり流路66)に接続する。
図4および図5に示すように、流路切替機構部70は、感温切替弁71と、弁箱72とを主に備える。感温切替弁71は、流通する湯水の温度に応じて伸縮する形状記憶合金圧縮コイルバネ74(SMA(Shape Memory Alloy)バネ74)と、このSMAバネ74によって移動する弁体75と、この弁体75をSMAバネ74の付勢力とは逆方向に付勢するバイアスバネ76とを有する。また、感温切替弁71は、バイアスバネ76の付勢力を調整するプリセット荷重調整ネジ77を有する。感温切替弁71は、弁体75の移動方向(SMAバネ74およびバイアスバネ76の付勢方向)が略水平方向となるように構成される。
SMAバネ74は、所定温度以上である場合に伸びてバイパス流路63を閉じ、所定温度より低い場合に縮みバイパス流路63を開く。弁体75は、このSMAバネ74とバイアスバネ76との力関係によって移動する。バイパス流路63が閉じた場合、後述するバイパス管95と切替装置戻り管84(戻り流路62とバイパス流路63との区画壁84eとなる箇所)とが弁座となる。バイパス流路63が開いた場合、後述する接続部材81が弁座となる。また、弁箱72は、切替装置1が風呂循環具7と接続された場合に、管軸が浴槽外壁4aに沿って伸びた略水平方向である管状の部材である。本実施形態においては、接続部材81と、切替装置往き管82の入口側接続口82bを形成する箇所と、バイパス管95とが感温切替弁71の弁箱72として機能する。
なお、このSMAバネ74は、浴槽4内に流入させてもユーザーにとって低温感の少ない温度であってユーザーが任意に設定可能な浴槽4に供給される湯水の温度(風呂設定温度)より低い温度(例えば30℃)を、上記所定温度としての形状回復温度として設計される。形状回復温度より低い雰囲気下では、SMAバネ74の付勢力はバイアスバネ76の付勢力よりも弱く、SMAバネ74はバイアスバネ76に押されて縮む。形状回復温度以上の雰囲気下では、SMAバネ74の付勢力はバイアスバネ76の付勢力よりも強く、SMAバネ74はバイアスバネ76に抗して伸びる。
次に、切替装置1の構成をさらに詳細に説明する。
往き流路61は、接続部材81と、切替装置往き管82とで構成される。接続部材81は、往き管32と切替装置往き管82とを接続する部材である。切替装置往き管82には、出口側接続口82cが形成され、風呂循環具7の往き側接続管7cの管軸と略同一の管軸を有する水平管82aを含む。すなわち、水平管82aは、切替装置1が風呂循環具7と接続された場合、浴槽外壁4aに沿って伸びた略水平方向の管軸を有する。
接続部材81は、風呂循環流路6の往き管32と入口側接続口81aで接続される。接続部材81は、出口側接続口81bで切替装置往き管82の入口側接続口82bと接続される。切替装置往き管82(水平管82a)は、往き側接続管7cと、出口側接続口82cで接続される。また、接続部材81は、切替装置往き管82との接続部分に往き流路口81cを有する。図3に示すように、接続部材81の管軸と水平管82aの管軸とは異なる鉛直方向平面内に形成されるため、往き流路口81cは、接続部材81から水平管82aに流れる湯水が径方向断面において約45°方向(図3(B)においては左斜め下45°方向)に流れるように形成される。
ここで、往き流路61が形成される場合は、図4に示すように、バイパス流路63が閉じている場合である。すなわち、流路切替機構部70を流通する湯水の温度が所定温度以上である場合(SMAバネ74が所定温度以上となり伸びた場合)に、弁体75は弁座としてのバイパス管95と切替装置戻り管84に当接し、バイパス流路63を閉じる。なお、切替装置1の「往き流路」という場合には、上記構成に限らず往き管32の一部や、切替装置往き管82より下流側の流路を含んでもよい。
戻り流路62は、エルボ部分を一部に含む切替装置戻り管84で構成される。切替装置戻り管84は、第1水平流路65と、立ち上がり流路66と、第2水平流路67とを形成する。切替装置戻り管84は、入口側接続口84bが形成され、風呂循環具7の戻り側接続管7dの管軸と略同一の管軸を有する水平管84aを含む。すなわち、水平管84aは、浴槽外壁4aに沿って伸びた略水平方向の管軸を有する。また、切替装置戻り管84は、立ち上がり流路66の一部と第2水平流路67とを形成するエルボ管(エルボ部分)90を含む。
切替装置戻り管84(水平管84a)は、戻り側接続管7dと入口側接続口84bで接続される。切替装置戻り管84は、出口側接続口84cでエルボ入口側接続口90a(エルボ管90の一端)と接続されると共に、エルボ出口側接続口90b(エルボ管90の他端)で風呂循環流路6の戻り管31と接続される。また、切替装置戻り管84は、第1水平流路65と立ち上がり流路66との接続部分にバイパス流路口84dを有する。なお、切替装置1の「戻り流路」という場合には、上記構成に限らず切替装置戻り管84より上流側の流路や、戻り管31の一部を含んでもよい。
バイパス流路63は、弁体75と、バイパス管95(戻り流路62とバイパス流路63との区画壁84eとなる箇所を含む)と、プリセット荷重調整ネジ77の流路側面77aと、バイパス流路口84dとで構成される。図3に示すように、バイパス管95の管軸と水平管84aの管軸とは異なる鉛直方向平面内に形成されるため、バイパス流路口84dは、バイパス管95から水平管84aに流れる湯水が径方向断面において約45°方向(図3(B)においては左斜め上45°方向)に流れるように形成される。ここで、バイパス流路63が形成される場合は、図5に示すようにバイパス流路63が開き往き流路61が閉じている場合である。すなわち、流路切替機構部70を流通する湯水の温度が所定温度よりも低い場合(SMAバネ74が所定温度よりも低く縮んだ場合)に、弁体75は弁座としての接続部材81に当接し、バイパス流路63を開き、往き流路61を閉じる。
このような切替装置1は、気水分離部として機能する戻り流路62により、風呂循環流路6から浴槽4への冷水の吐出を防止する。すなわち、第1水平流路65と第2水平流路67との間に立ち上がり流路66を設けて、第1水平流路65と第2水平流路67とに高低差を形成したことで、風呂循環ポンプ35駆動時に戻り管31内に第1水平流路65のわずかな残留水を循環させることなく、浴槽4内の空気を主に吸い込むことができる。このような気水分離部は、例えば浴槽4が空の状態である場合に、風呂循環流路6内の残留水だけで循環することを防止することができる。
なお、第1水平流路65の内径および立ち上がり流路66の内径が大きい方が、気水分離部の機能を発揮する。また、第1水平流路65および第2水平流路67は、完全な水平ではなく、若干の傾斜を伴っていてもよい。さらに、立ち上がり流路66は第1水平流路65および第2水平流路67に対して略垂直に立ち上がるのが好ましいが、第1水平流路65および第2水平流路67に高低差を設けることができれば垂直以外の角度で立ち上がってもよい。
このような本実施形態における切替装置1は、浴槽外壁4aと浴室壁3aとの空間によらずに設置できる点で優れている。この点について、以下具体的に説明する。
風呂循環具7は、図3に示すように、往き側接続管7cと、戻り側接続管7dと、外側ケース7eとを浴槽外壁4a側に有する。往き側接続管7cおよび戻り側接続管7dは、浴槽外壁4aの略面方向(図3(A)においては図示左右方向)に沿って伸び、各管軸が浴槽外壁4aに沿った略水平方向である管である。これら往き側接続管7cおよび戻り側接続管7dは、外側ケース7eに接続される。外側ケース7eは、浴槽外壁4aから一定幅を持って突出した部材である。
往き側接続管7cおよび戻り側接続管7dと接続される箇所は、それぞれ切替装置1の切替装置往き管82の出口側接続口82cおよび切替装置戻り管84の入口側接続口84bである。風呂循環具7と切替装置1との接続関係においては、これら接続箇所が最も張り出しが大きい部分である。
一方、切替装置1においては、図2に示すように、複数部品を含む流路切替機構部70が最も外径が大きくなる部分である。切替装置1が設置される浴槽外壁4aと浴室壁3aとの間は、例えば200mm程度の限られた狭い空間である。このため、風呂循環具7と切替装置1との接続箇所や、切替装置1における流路切替機構部70の配置が、切替装置1を設置する際に大きく影響する。
ここで、本実施形態における切替装置1は、風呂循環具7と接続された場合、図3(B)に示すように流路切替機構部70と浴槽外壁4aとの距離dを、出口側接続口82cまたは入口側接続口84bと浴槽外壁4aとの距離D以下となるよう構成した。距離dは、流路切替機構部70の外形端部70fにより画定される。距離Dは、出口側接続口82cおよび入口側接続口84bの外形端部82f、84fにより画定される。また、弁箱72の管軸は、出口側接続口82cおよび入口側接続口84bが形成された各水平管82a、84aの管軸よりも浴槽外壁4a側に位置する。すなわち、弁箱72の管軸は、出口側接続口82cおよび入口側接続口84bが形成された各水平管82a、84aの管軸と略平行であり、かつ各水平管82a、84aの管軸を含む鉛直平面外にある。これにより、流路切替機構部70は、外側ケース7eに少なくとも一部を重畳させることができ、流路切替機構部70の外形が大きくても切替装置1を狭い空間に効率良く配置することができる。
例えば、図6は、本実施形態における切替装置1の効果を説明するための図であり、(A)は風呂循環具7と接続された風呂循環流路切替装置100の構成図であり、(B)は図6(A)を浴槽外壁4aと直交する方向から見た構成図である。なお、切替装置1と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
切替装置往き管82および切替装置戻り管84の管軸と、弁箱72の管軸とが略平行であり、同一鉛直平面上に配置した場合には、流路切替機構部70が浴室壁3aと干渉してしまう。または、干渉せず切替装置100を設置するには、より広い空間が設置環境として求められる。しかし、本実施形態における切替装置1は、流路切替機構部70の設置時においては浴槽外壁4a側にずらすように構成し、外形端部70fが浴室壁3aに干渉しないようにした。これにより、風呂循環具7と切替装置1との接続箇所の寸法を考慮して設置環境を決定すればよいため、より限られた空間にも設置することができ、これにより設置空間を問わずに設置できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、弁箱72の管軸が水平管82a、84aの管軸に対してずれて、弁箱72の最大径部位が少しでも浴槽外壁4a側にずれていれば、図3(B)に示す距離dが距離Dよりも大きくてもよい。すなわち、距離dを画定する流路切替機構部70(弁箱72)の外形端部70fが、距離Dを画定する出口側接続口82cおよび入口側接続口84bの外形端部82f、84fよりも、浴室壁3a側にあってもよい。これは、仮に距離dが距離Dよりも大きい場合であっても、設置時において、弁箱72の管軸が水平管82a、84aの管軸に対して浴槽外壁4a側にずれていれば、設置寸法の低減に寄与するためである。
また、本実施形態においては、水平管82a、84aの管軸が鉛直方向における同一平面にある例を説明したが、これらが同一平面内にない場合には、距離Dは外形端部82f、84fのうち設置時において浴槽外壁4aとの距離を大きくする外形端部82f、84fにより画定される。
また、本実施形態においては、感温切替弁71に、SMAバネ74に代えて、形状回復温度相当の温度より温度以上である場合に膨張し、形状回復温度相当の温度より温度が低い場合に収縮するワックスサーモエレメントを用いてもよい。
また、戻り流路62が第1水平流路65、立ち上がり流路66、および第2水平流路67を有する例を説明したが、管軸が浴槽外壁4aに沿った略水平方向である切替装置戻り管84を含んでいれば立ち上がり流路66は必須ではない。また、第2水平流路67の方向を往き流路61(往き管32)や第1水平流路65と水平となる方向としたが、設置空間上問題が生じない範囲で、他の方向に伸びていてもよい。
また、熱源機としての給湯機5は、貯湯タンク11外にヒートポンプ式の加熱装置を設け、貯湯タンク11内の湯水を循環加熱する構成としたり、風呂熱交換器33を貯湯タンク11外に配置して、貯湯タンク11内の湯水を風呂熱交換器の一次側に循環させる構成としたり、給水や浴槽水をガスバーナや石油バーナで加熱する瞬間式熱交換器(風呂熱交換器)を有した構成としたものでもよい。
1 風呂循環流路切替装置(切替装置)
2 風呂給湯システム
3 浴室
3a 浴室壁
4 浴槽
4a 浴槽外壁
5 風呂給湯機(給湯機)
6 風呂循環流路
7 風呂循環具
7c 往き側接続管
7d 戻り側接続管
7e 外側ケース
31 戻り管
32 往き管
61 往き流路
62 戻り流路
63 バイパス流路
70 流路切替機構部
71 感温切替弁
72 弁箱
81 接続部材
82 切替装置往き管
84 切替装置戻り管
95 バイパス管

Claims (5)

  1. 浴槽の外壁から突出した外側ケースと、前記外側ケースに接続された前記浴槽の外壁の略面方向に沿って伸びた往き側接続管および戻り側接続管とを有し前記浴槽の壁面を貫通して設けられた風呂循環具と接続される風呂循環流路切替装置であって、
    前記往き側接続管と接続される出口側接続口を有する往き流路と、
    前記戻り側接続管と接続される入口側接続口を有する戻り流路と、
    前記往き流路を前記戻り流路に接続するバイパス流路と、
    流通する湯水の温度が所定温度以上である場合に前記バイパス流路を閉じ、前記流通する湯水の温度が所定温度よりも低い場合に前記バイパス流路を開き前記往き流路を閉じる流路切替機構部とを備え、
    前記風呂循環具と接続された場合、前記流路切替機構部と前記浴槽の外壁との距離は、前記出口側接続口または前記入口側接続口と前記浴槽の外壁との距離以下である風呂循環流路切替装置。
  2. 前記流路切替機構部と前記浴槽の外壁との距離は、前記流路切替機構部の外形端部により画定され、
    前記出口側接続口または前記入口側接続口と前記浴槽の外壁との距離は、前記出口側接続口または前記入口側接続口の外形端部により画定された請求項1記載の風呂循環流路切替装置。
  3. 前記出口側接続口および前記入口側接続口が形成された各管は、前記往き側接続管および前記戻り側接続管とそれぞれ管軸が略同一であり、
    前記流路切替機構部は、前記バイパス流路を開閉する感温切替弁と、前記出口側接続口および前記入口側接続口が形成された前記各管と略平行の管軸を有する管状の弁箱とを有し、
    前記風呂循環具と接続された場合、前記弁箱の前記管軸は、前記出口側接続口および前記入口側接続口が形成された前記各管の管軸よりも前記浴槽の外壁側に位置する請求項1記載の風呂循環流路切替装置。
  4. 前記感温切替弁は、形状記憶合金圧縮コイルバネまたはワックスサーモエレメントを有する弁である請求項2または3記載の風呂循環流路切替装置。
  5. 浴槽の外壁から突出した外側ケースと、前記外側ケースに接続された前記浴槽の外壁の略面方向に沿って伸びた往き側接続管および戻り側接続管とを有し前記浴槽の壁面を貫通して設けられた風呂循環具と接続される風呂循環流路切替装置であって、
    前記往き側接続管と接続される出口側接続口を有し前記往き側接続管の管軸と略同一の管軸を有する管を含む往き流路と、
    前記戻り側接続管と接続される入口側接続口を有し前記戻り側接続管の管軸と略同一であり、かつ前記出口側接続口が形成された前記管の管軸と鉛直方向同一平面内にある管軸を有する管を含む戻り流路と、
    前記往き流路を前記戻り流路に接続するバイパス流路と、
    流通する湯水の温度が所定温度以上である場合に前記バイパス流路を閉じ、前記流通する湯水の温度が所定温度よりも低い場合に前記バイパス流路を開き前記往き流路を閉じる感温切替弁と、前記出口側接続口および前記入口側接続口が形成された前記各管の管軸と略平行かつ前記各管軸を含む前記平面とは異なる平面内であり、かつ前記浴槽の外壁側にある管軸を有する管状の弁箱とを有する流路切替機構部とを備えた風呂循環流路切替装置。
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