JPH06113975A - 循環式浴水浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 風呂釜を予約した時間に設定温度になるよう
運転開始制御し、それ以外の時間は生物処理浄化のため
の最適温度に制御する。 【構成】 浴槽１０中の浴水の一部を抜き出し、一体型
浄化殺菌装置２０でこの浴水を浄化するとともに、浴槽
１０内の浴水を風呂釜装置６０により加熱可能にする。
風呂釜６６内に導入された浴水を加熱するバーナ６８
は、制御装置７８の指令により駆動される風呂釜制御装
置７０により制御される。入浴時以外の浴水保温時に
は、浴水の温度が生物処理浄化能力の最適温度になるよ
うに前記風呂釜制御装置７０を制御する。制御は、例え
ば、浴水の放熱量、加熱能力、浴槽の熱容量等の入力に
より風呂釜６６の運転開始時刻を決定し、その運転開始
時刻に到達したとき風呂釜６６のバーナ６８を駆動す
る。これにより、浴水が一気に効率よく加熱されるか
ら、入浴予約時刻には浴水が設定温度になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生物処理を利用した循
環式浴水浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】浴槽中の浴水の一部を抜き出し浄化する
循環式浴水浄化システムとして、ヒ−タ内蔵の浄水装置
内に浴水を循環させることにより、浴水の浄化および保
温を行なうものが知られている。一方、人の私生活にお
いて入浴時刻は生活パターンによりほぼ一定時刻である
ことが多い実状に鑑み、循環式浴水浄化システムの経済
性を増すため、例えば特開平３−２６０５５０号公報に
示されるように、浴水を加熱するヒータをタイマ制御す
る方法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の循環式浴水浄化装置の内蔵ヒータは、主に浴
水の保温を目的としており、浴槽内の浴水の加温用とし
ては小容量（例えば１ＫＷ程度）であるため、浴水の加
熱源としては容量が不足する。このため、この種の浄化
装置に取付けられるヒータを用いて予約時刻に浴水温度
を設定温度になるように運転する場合、沸き上げに関す
る諸条件、外気温、浴槽の放熱量等に応じて予約時刻に
浴水温度を設定温度にするのは困難であり、例えば予約
時刻に対する所要沸上がり時間、浴水温度と設定温度と
の温度差等の誤差が大きくなりやすい。また、このよう
な従来の循環式浴水浄化装置の内蔵ヒータは、浴槽内の
浴水の加温用としては小容量（例えば１ＫＷ程度）であ
るため、外気温の低い時には、沸上がり不足といった不
具合を生じる。さらには、従来の循環式浴水浄化装置
は、経済的効果のみに技術的工夫の重点がおかれ、浄化
能力向上のための十分な配慮はなされていないという問
題がある。

【０００４】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、浴水の温度検知能力に優れる循環
式浴水浄化装置と加温能力に優れる風呂釜との特質を生
かし、入浴予約時刻に対応させて浴水温度を精密に制御
し、浄化能力を最大限発揮しかつ経済性の良好な小型化
可能な循環式浴水浄化装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の循環式浴水浄化
装置は、浴槽中の浴水の一部を抜き出し浄化した後この
浄化した浴水を前記浴槽中に還流する生物処理浄化を利
用した浄水装置と、前記浴槽中の浴水の一部を抜き出し
加熱した後この浴水を浴槽中に還流する風呂釜と、前記
風呂釜を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御する
風呂釜駆動手段と、前記風呂釜駆動手段を制御する制御
手段であって、浴水温、大気温、入浴予約時刻、設定温
度等の外部情報信号を入力し、所定の制御プログラムに
従って演算処理し、演算処理の結果、前記風呂釜駆動手
段に駆動信号を出力する制御手段とを備え、前記制御手
段は、入浴時以外の浴水保温時に浴水の温度が前記生物
処理浄化能力の最適温度になるように、前記風呂釜駆動
手段を制御することを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明の前記構成によると、入浴以外の時間に
生物浄化処理のための最適温度に制御されるため、浄化
能力が最大になる。また、入浴予約時刻に浴水温度が設
定温度になるように浴槽の放熱量、加熱能力、浴槽の熱
容量等に基づいて風呂釜の運転開始時刻が決定されるた
め、その運転開始時刻に到達したとき、風呂釜で浴水が
一気に効率よく加熱される。更に、風呂釜を予約した時
間に設定温度になる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。浴槽の浄水装置に本発明を適用した第１実施例を
図１〜図５に示す。図１に示すように、浴槽１０の外部
に水浄化システム１８が取付けられ、この水浄化システ
ム１８に浄水装置としての一体型浄化殺菌装置２０が設
けられている。一体型浄化殺菌装置２０の流入管２８に
は入口配管２４が連結され流出管３０に出口配管２６が
連結されている。入口配管２４の上流側端部には、浴槽
１０に溜められる水に浸漬される位置に吸込口１４が形
成され、入口配管２４の途中には水を汲み上げるポンプ
２２と空気電磁弁２１により駆動されるエジェクタ２３
とが取り付けられている。一方、出口配管２６の下流側
端部には、浴槽１０に溜められる水に浸漬される位置に
戻し口１６が形成されている。

【０００８】また流入管２８に連通する排出管２９から
浄化装置本体をバイパスして出口配管２６にバイパス管
２５が接続され、このバイパス管２５に電磁弁２７が設
けられている。金属容器３２の上部にはオーバーフロー
管３１が形成され、このオーバーフローした水を図１に
示すオーバーフロー電磁弁３３により出口配管２６に戻
すことが可能である。

【０００９】前記の一体型浄化殺菌装置２０は、容器内
の水の流れを効率よく流して生物的分解ならびに化学的
分解性能を安定させたものである。図２に示すように、
第１濾材３６１は、円筒状で紫外線ランプ３４の外周部
に空間部４２を介して配置され、メッシュ状に所定の厚
さをもって形成されている。この第１濾材３６１の構成
は、ＴｉＯ₂ 、ＺｎＯ、ＷＯ₃ その他の光触媒がメッシ
ュ状の例えばセラミック構造体に担持されている。紫外
線ランプ３４からの紫外線が光触媒に照射されること
で、光触媒が励起され、励起された光触媒によって有機
物、無機塩その他の分子径の小さい物質を酸化分解す
る。浄化される水は図２に示す矢印方向に第１濾材３６
１の外壁側から内壁側に透過するようになっている。第
１濾材３６１と第２濾材３８との間には円筒薄板状の遮
蔽体４６１が設けられ、遮蔽体４６１は、水の透過を遮
断する仕切り板として機能する。また遮蔽体４６１の内
壁面は鏡面が形成されている。これにより、紫外線の第
２濾材３８への透過を防止している。遮蔽体４６１の上
端４６４は容器３２の内部で自由端になっている。

【００１０】第１濾材３６１の具体的な構成は、ハニカ
ム状のセラミック構造体の表面にＴｉＯ₂ 、ＺｎＯ、Ｚ
ｎＳ等の光触媒が担持されたもので、セラミック構造体
には、約１μｍ以下の孔径をもつ孔が多数形成されてい
る。本発明としては、このセラミック構造体に代えて活
性炭を用いても良い。このセラミック構造体、活性炭等
に担持される光触媒により、水中の臭い成分、無機塩他
の分子径の小さい物質を主に吸着分解する。第２濾材３
８は、多孔質セラミックボールを充填したもので、多孔
質セラミックボールの表面に微生物を付着繁殖させ、こ
の微生物によって水中の湯垢、ぬめり等の有機物を主に
生物的処理して分解する。

【００１１】次に、浴槽１０中の浴水を浄化する浄化作
用について説明する。浴槽１０の吸入口１４から入口配
管２４にポンプ２２により汲み上げられた浴水は、エジ
ェクタ２３を通り流入管２８から容器３２の内部に流入
する。流入管２８から矢印方向に第２濾材３８に流入し
た浴水は、矢印１００方向に流れて遮蔽体４６１の上端
４６４の部分で矢印１０１方向にＵターンして第１濾材
３６１を外壁から内壁に矢印１０２に示すように透過
し、空間部４２を経由して流出管３０から排出される。
流出管３０から排出された浴水は、出口配管２６および
戻し口１６を経由して浴槽１０に還流される。

【００１２】この浴水の流れの途中、第２濾材３８によ
り主として生物的分解がなされ、第１濾材３６１により
主として化学的分解がなされる。第２濾材３８に湯垢、
ぬめり等の比較的分子径の大きい有機物が吸着され、第
２濾材３８に付着繁殖している微生物により有機物が分
解される。第１濾材３６１に臭い成分、無機塩その他の
分子径の小さな物質が吸着される。第１濾材３６１では
紫外線照射により励起した光触媒により吸着物の分解が
行われる。

【００１３】この場合、紫外線ランプ３４から照射され
る紫外線は、支持体４０を透過し、第１濾材３６１の光
触媒を励起させると同時に、第１濾材３６１によって第
２濾材３８への透過が遮蔽される。すなわち、第１濾材
３６１の厚み方向の光触媒により径方向に次第に紫外線
の透過量が減少され、径外方向最外部の支持体４６１の
位置で径外方向への紫外線が完全に遮断される。これに
より、第２濾材３８への紫外線の照射が防止されるの
で、第２濾材３８で繁殖した微生物の殺菌が防止され
る。

【００１４】図１に示すように、浴槽１０内の浴水を加
熱する風呂釜システム６０は、風呂釜６６と、バーナ６
８と、風呂釜制御装置７０とからなる。風呂釜６６は、
浴槽１０に形成される風呂釜吸入口６２より浴水の一部
を配管７２に吸入し、風呂釜６６に導入し、風呂釜６６
で加熱された浴水を配管７４により風呂釜吐出口６４よ
り浴槽１０内に吐出する。風呂釜６６内に導入された浴
水を加熱するバーナ６８は、制御装置７８の指令により
駆動される風呂釜制御装置７０により制御される。

【００１５】次に、制御装置７８の入力信号および出力
信号について図１に示す概略構成図および図３に示すブ
ロック図に基づいて説明する。制御装置７８には、容器
３２の底部に取付けられる水温センサ８０、外気温を検
出する周囲温センサ８２、入浴予約時刻、浴槽容量、加
熱能力等を設定入力する入力装置８４からの各信号を入
力し、これらの入力信号を制御プログラムに基づいて図
１に示す演算装置８６が演算処理する。演算装置８６は
クロック８８からの時刻が入力され、演算処理の結果、
風呂釜制御をするための風呂釜加熱装置の運転開始時刻
ｔ_S を決定する。この運転開始時刻ｔ_S になると信号出
力装置９０が運転開始信号を風呂釜制御装置７０に出力
する。

【００１６】制御装置７８による制御の一例を図５及び
図６に示す。まずステップ１０１において、入浴時刻予
約値ｔ₁ ＝ｔ_* 、設定湯温Ｔ＝Ｔ_*、浴槽容量Ｍ＝Ｍ
_* 、加熱能力値ｑ＝ｑ_* 、省エネモード時の設定湯温Ｔ
＝Ｔ_C等の情報を入力し、次いでステップ１０２に進
み、湯温Ｔ＝Ｔ、周囲温度Ｔ_O ＝Ｔ_O 等のセンサ入力を
行なう。次いでステップ１０３に進み、湯温Ｔが省エネ
モード時設定湯温Ｔ_C 以上であるか否かを判別し、Ｔ＜
Ｔ_C であればステップ１０４に進み風呂釜制御装置７０
をオンにし、このルーチンを終了する。Ｔ≧Ｔ_C であれ
ばステップ１０５に進み風呂釜制御装置７０をオフにす
る。次いでステップ１０５からステップ１０６に進む
と、スタート後単位時間ごとの計算回数をｎ、ｔｓ時の
回数をＮとし、ステップ１０７に進み、ｎ単位時間後の
湯温Ｔ（ｎ）を演算する。次いでステップ１０８に進み
入浴予約時刻に設定温度に達するまでの沸き上げ昇温所
要時間を下記数１のとおり演算する。

【００１７】

【数１】

【００１８】次いでステップ１０９に進み沸き上げ開始
時刻ｔ_S ＝ｔ_* −Δｔ（Ｎ）を演算する。次いでステッ
プ１１０に進み現在時刻ｔが沸き上げ開始時刻ｔ_S に到
達したかどうかを判別する。現在時刻ｔが沸き上げ開始
時刻ｔ_S に到達したと判別されたときはステップ１１１
に進み風呂釜制御装置７０をオンにし、次いでステップ
１１２に進みセンサ検知湯温Ｔが設定湯温Ｔ_* 以上であ
るか否かを判別し、水温センサ検知湯温Ｔが設定湯温Ｔ
_* 以上になったらステップ１１３に進み風呂釜制御装置
７０をオフにし、このルーチンを終了する。センサ検知
湯温Ｔが設定湯温Ｔ_* 未満であるときはステップ１１１
に進み風呂釜制御装置７０をオンにし、センサ検知湯温
Ｔが設定湯温Ｔ_* に到達するまで風呂釜制御装置７０を
オンにし、このルーチンを終了する。現在時刻ｔが沸き
上げ開始時刻ｔ_S に到達しない間はステップ１１０から
ステップ１０２に戻る。

【００１９】前記図５および図６に示す制御フローにお
いて、ステップ１０３、１０４、１０５においては、水
温センサ検知湯温Ｔが省エネモード時設定湯温Ｔ_C 以上
であるときは風呂釜制御装置７０をオフにし、そうでな
いときは風呂釜制御装置７０をオンにし省エネモード時
設定湯温Ｔ_C 以上の湯温にする。ステップ１０６、１０
７、１０８、１０９においては、予約時刻に設定湯温に
するための沸き上げ開始時刻を入浴時刻予約値ｔ₁ ＝ｔ
_* 、設定湯温Ｔ＝Ｔ_* 、浴槽容量Ｍ＝Ｍ_* 、加熱能力値
ｑ＝ｑ_* 、省エネモード時の設定湯温Ｔ＝Ｔ_C 、湯温Ｔ
＝Ｔ、周囲温度Ｔ_O ＝Ｔ_O 等から演算するステップであ
る。ステップ１１０、１１１、１１２、１１３において
は、沸き上げ開始時刻後の風呂釜制御装置７０のオン、
またはオフを制御するものである。

【００２０】次に、従来の比較例と本発明の前記実施例
とを対比した実験結果について説明する。従来の第１の
比較例は、図９に示すように、浴槽１０内の浴水を吸込
口１４から取入れ、浄化装置本体４１で浄化した後ヒー
タ４３により加熱し、加熱した浴水を吹出口１６から浴
槽１０内に戻す例である。この第１の比較例では、ヒー
タ４３の定温制御がなされるので、浴槽１０中の浴水を
一定温度に制御することから、ヒータ４３での消費電力
量がかなり大きく経済的に不利である。この第１の比較
例による定温制御を行なった場合のランニングコスト、
従来の一般的な第２の比較例のランニングコスト、及び
本発明の前記実施例による制御を行った場合のランニン
グコストと対比すると図８に示す実験結果のとおりであ
る。

【００２１】実験結果によると、従来の一般的な第２の
比較例のランニングコストを１００％とすると、前記従
来のヒータ式の第１の比較例によるものはランニングコ
ストが第２の比較例の７５％、本発明の前記実施例にお
いてはランニングコストが第２の実施例の４７％にまで
低減できることが判った。ここで実験条件は周囲温度Ｔ
_O ：１０℃、浴槽容量Ｍ：３００リットル、加熱能力値
ｑ_* ：１２０００ｋｃａｌ／ｈ、入浴回数Ｎ：２回、設
定湯温Ｔ_* ：４５℃、風呂釜熱源：ＬＮＧとした。さら
には、省エネモード時の設定湯温Ｔｃが生物浄化性能の
最適温度に設定されるから、設定湯温Ｔ＝Ｔｃ（例えば
約３３℃）に制御することにより入浴以外の時間（浴水
保温時）に生物浄化作用を最大限に発揮し、浄化能力を
大幅に向上できる。従って図６に示すように、浄化能力
が増大した分だけ必要濾材面積を縮小できるので、浴槽
機器の小型化を図ることができる。

【００２２】前記実施例によれば、入浴時以外の時間帯
の浴水の保温時、浴水の温度を生物浄化能力の最適温度
になる温度に制御するようにしたので、この浴水保温時
に浴水の浄化能力が最大となり浄化能力が向上するとと
もに、この生物浄化能力最適温度が通常の設定温度より
も低い温度に保温されるから経済的なランニングコスト
も低減できるという効果がある。

【００２３】また前記実施例によると、浴水保温時に入
浴予約時刻に設定温度になるように、浴水の放熱量、加
熱能力、浴槽の熱容量等を考慮して風呂釜の運転開始時
刻ｔ _S を決定し、この運転開始時刻Ｔ_S になったとき風
呂釜による沸き上げを開始するのであるから、浴水保温
時の消費電力を最小に抑えかつ生物浄化処理能力が最大
限に発揮される効果がある。

【００２４】さらに前記実施例によれば、浴槽中の汚濁
物を完全に除去するため、有機物の分解作用を有する多
孔質セラミックと、殺菌および脱臭作用を有する光励起
触媒と、この光励起触媒を励起させるための殺菌作用を
有する紫外線ランプとが一体構造で形成される構成をも
つから、有機物、無機物等のあらゆる汚濁物をコンパク
トな装置で完全に除去できる。したがって、吸込口１４
から汲み上げられ、戻し口１６から浴槽１０の内部に戻
される浴水は、前述の如く全ての汚濁物の除去がなされ
た状態で還流される。

【００２５】さらにまた、前記実施例によると、初期
時、第２濾材３８の多孔質セラミックボールには微生物
が付着していない状態にあるから第２濾材３８による初
期の有機物分解機能は低下しているが、しかし、紫外線
ランプ３４から照射される紫外線により光励起触媒をも
つ第１濾材３６１が初期から有機物の分解機能を有する
ので、第１濾材３６１による初期立ち上がり有機物分解
性能が良好で、浄化性能が安定しているという効果があ
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の循環式浴
水浄化装置によると、入浴以外の時間に生物浄化処理の
ための最適温度に制御するので、浴水が効果的に浄化さ
れるとともに、無駄な消費エネルギを最小に抑えるので
経済的になる。更に、入浴予約時刻に浴水温度が設定温
度になるように浴水が一気に効率よく加熱されるので、
入浴の待ち時間が短縮される効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による循環式浴水浄化装置を示
す概略構成図である。

【図２】浴水浄化装置本体を示す断面図である。

【図３】本発明の風呂釜の制御装置の構成を示す制御ブ
ロック図である。

【図４】湯温制御の一例を示す特性図である。

【図５】本発明の実施例による制御フローの一例を示す
フローチャート図である。

【図６】本発明の実施例による制御フローの一例を示す
フローチャート図である。

【図７】浄化能力と最小濾材面積との関係を示す特性図
である。

【図８】本発明の実施例と従来例とのランニングコスト
を比較した比較説明図である。

【図９】従来例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１０ 浴槽 １８ 水浄化システム（浄水装置） ２０ 一体型浄化殺菌装置 ６０ 風呂釜システム ６６ 風呂釜 ６８ バーナ（加熱手段） ７０ 風呂釜制御装置（風呂釜駆動手段） ７８ 制御装置（制御手段） ８０ 水温センサ ８２ 周囲温センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２４Ｈ 1/00 Ｚ 9251−3Ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浴槽中の浴水の一部を抜き出し浄化した
   後この浄化した浴水を前記浴槽中に還流する生物処理浄
   化を利用した浄水装置と、 前記浴槽中の浴水の一部を抜き出し加熱した後この浴水
   を浴槽中に還流する風呂釜と、 前記風呂釜を加熱する加熱手段と、 前記加熱手段を制御する風呂釜駆動手段と、 前記風呂釜駆動手段を制御する制御手段であって、浴水
   温、大気温、入浴予約時刻、設定温度等の外部情報信号
   を入力し、所定の制御プログラムに従って演算処理し、
   演算処理の結果、前記風呂釜駆動手段に駆動信号を出力
   する制御手段とを備え、 前記制御手段は、入浴時以外の浴水保温時に浴水の温度
   が前記生物処理浄化能力の最適温度になるように、前記
   風呂釜駆動手段を制御することを特徴とする循環式浴水
   浄化装置。