JPH0957022A - ２４時間浴槽湯浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯湯タンクを配備しその内部で加熱した高温
の加熱浴槽湯により浴槽湯（浴水）を保温及び昇温させ
ること。 【解決手段】 水を電源にて加熱可能にする貯湯タンク
１内に、高さの異なる加熱配管４０を複数設け、それぞ
れの加熱配管４０には入力側加熱配管２と出力側加熱配
管３を接続すること。循環ポンプ１１，殺菌装置１２及
び濾過装置１３を有し、浴槽１０内の湯を循環して浄化
する浴槽湯浄化装置Ｂに、前記入力側加熱配管２と出力
側加熱配管３とをそれぞれ配備すること。所望高さ位置
の加熱浴槽湯を適宜供給することにより浴槽湯を保温及
び昇温してなること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、貯湯タンクを配備
しその内部で加熱した高温の加熱浴槽湯により浴槽湯
（浴水）を保温及び昇温させることができる２４時間浴
槽湯浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の浴槽湯浄化装置は管路内に配備し
た電気ヒータにより浴水を保温及び昇温を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電力を
利用した電気ヒータは電気代がかかり、単位発熱量が少
ないことから昇温速度が遅いという欠点があった。それ
を解決するために貯湯タンクを配備しその内部に貯留し
ている高温の湯又は貯湯タンク内の加熱配管湯内の熱水
浴槽湯により浴槽湯を保温及び昇温する浴槽湯浄化装置
が開発された。その中でタンク内部にパイプを配備し間
接的に貯湯タンク内の湯から熱を吸収する場合、貯湯タ
ンク内の湯は電気温水器同様に使用できる。しかし大量
に湯を使用した場合、下部より水が供給され温度差によ
る比重の違いにより２層になりタンク下部は上部の高温
の湯と混ざり合うことなく供給された水の温度のままに
なる。そうすると浴水を加熱しようとしてタンク下部よ
りタンク内部に入ってくる浴水は一度冷やしてしまうよ
うなロスがあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで発明者は、前記課
題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、その発明
を、水を電源にて加熱可能にする貯湯タンク内に、高さ
の異なる加熱配管を複数設け、それぞれの加熱配管には
入力側加熱配管と出力側加熱配管を接続し、循環ポン
プ，殺菌装置及び濾過装置を有し、浴槽内の湯を循環し
て浄化する浴槽湯浄化装置に、前記入力側加熱配管と出
力側加熱配管とをそれぞれ配備し、所望高さ位置の加熱
浴槽湯を適宜供給することにより浴槽湯を保温及び昇温
してなる２４時間浴槽湯浄化装置としたことにより、貯
湯タンク内に高さの違う数カ所に温度センサーと入湯口
を配備し、温度センサーで貯湯タンク内の湯の温度を測
定し、浴水温度以下になっていない位置より湯を入れる
ことができ、貯湯タンク内の加熱配管湯内の熱水浴槽湯
により浴槽湯を保温及び昇温させることができ、前記の
目的等を達成したものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明すると、本発明は図１のように、貯湯タ
ンク１内には、高さの異なる加熱配管４０がそれぞれ設
けられている。実施の形態では、該加熱配管４０は、加
熱配管部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃにて構成されている。
高さの一番高い上部位置をＡ，中間位置をＢ，下部位置
をＣなる添字を付す。実施の形態では、３個であるが、
複数であれば、個数には制限されない。それぞれの加熱
配管部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃはコイル状に形成された
り、或いはパイプの外周に多数のフィンが設けられて熱
交換可能に構成されている。特に、前記加熱配管部４０
Ａ，４０Ｂ，４０Ｃより出る湯の温度が貯湯タンク１内
の湯の温度と同じになるように長さや太さを決定する必
要がある。一般には長くなり、螺旋状にして貯湯タンク
１内に納める。また、表面積を増やすために加熱配管４
０の外周を蛇腹状にすると配管長を短くできる。

【０００６】前記加熱配管部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃの
下部にそれぞれ連通した入力側加熱配管２は１本にまと
められている。即ち、入力側加熱配管２なる入力側加熱
配管部２Ａ，２Ｂ，２Ｃの端は１本にまとめられ、浴槽
湯浄化装置Ｂの本流としての出力側循環配管１６の途中
箇所に連結されている。それぞれの連結箇所は分岐部Ｔ
として称される。また、前記加熱配管部４０Ａ，４０
Ｂ，４０Ｃの上部にそれぞれ連通した出力側加熱配管３
も１本にもとめられている。即ち、出力側加熱配管３な
る出力側加熱配管部３Ａ，３Ｂ，３Ｃの端も１本にまと
められ、浴槽湯浄化装置Ｂの本流としての出力側循環配
管１６の前記分岐部Ｔよりも浴槽１０側の途中箇所に設
けた熱水混合用エジェクターＡに連結されている。

【０００７】該熱水混合用エジェクターＡは、本体部５
に熱水流入部６がＴ字状に形成されている。本体部５
は、管体の熱水流入部６箇所で管径が窄まる絞り部５ｃ
が形成され、その管体の流入側部５ａは、最大内径より
次第に窄まり、前記絞り部５ｃの直径に一致するように
構成され、且つ管体の流出側部５ｂは、その絞り部５ｃ
の直径から次第に広がり最大内径になるように形成され
ている。その熱水混合用エジェクターＡの本体部５の流
入側部５ａと流出側部５ｂとが前記出力側循環配管１６
の途中の切断箇所にそれぞれ連結され、浴水は常時は本
体部５の流入側部５ａから流出側部５ｂに流通するよう
に設けられている。さらに、その熱水流入部６の先端
は、前記出力側加熱配管部３Ａ，３Ｂ，３Ｃの端も１本
にまとめた箇所の出口端に接続されている。前記貯湯タ
ンク１に接続した入力側加熱配管部２Ａ，２Ｂ，２Ｃの
途中には、それぞれ電磁弁４なる電磁弁部４Ａ，４Ｂ，
４Ｃが設けられている。

【０００８】貯湯タンク１としては、水を蓄熱媒体とし
た電気温水器が使用される。即ち、貯湯タンク１は、タ
ンク１ａと、該タンク１ａ内に設けた電力利用のヒータ
１ｂとから構成され、この中には、タンク１ａの下側か
ら、水道等の水源から給水され、上側から前記出力側加
熱配管３から給湯されるものである。このような電気温
水器の原理としては、対流方式（自然対流，強制対流）
や、熱交換器方式等があり、湯の中に水が入ってもその
混合層（分離層）から上側が湯としてなり充分に温水器
として使用できる。また、温度検知器１ｃも設けられ、
所望の設定温度にて制御されるようになっている。

【０００９】貯湯タンク１（温水器）について、深夜電
力を利用すると、電力使用料が比較的安価にできる。そ
の深夜電力には、深夜電力甲，乙（午後１１時から翌朝
７時の時間帯に温水のために使う電力）、第２深夜電力
（午前１時から午前６時の時間帯に温水のために使う電
力）等が存在し、その割引料金は、各電力会社によって
それぞれ異なっている。このように、貯湯タンク１の湯
は一般に深夜電力を利用し、ヒータ１ｂにより８５〜９
０℃に加熱しておく。貯湯タンク１は昼間の温度低下を
極力避けるために、タンク１ａの外周にガラスウール等
の保温材１ｄが被覆され、保温性が高められている。

【００１０】前記浴槽湯浄化装置Ｂは、図１に示すよう
に、浴水を循環させるための循環ポンプ１１と、浴水を
殺菌する殺菌装置１２と、微細なごみ及び汚れなる不純
物を浴水から濾過する濾過装置１３とから構成されてい
る。その循環ポンプ１１，殺菌装置１２，濾過装置１３
は、相互に直列状に連結管１４を介して浴水が連通する
ように構成されている。実施例では、循環ポンプ１１，
殺菌装置１２，濾過装置１３の順であるが、この順序に
は必ずしも限定されない。

【００１１】前記殺菌装置１２としては、オゾン発生
器，オゾン水注入手段，紫外線殺菌手段等が存在してい
る。そのオゾン発生器は、オゾナイザー部と、オゾンを
混入するオゾン混入部とから構成されている。また、オ
ゾン水注入手段は、オゾン水発生部と、これから殺菌管
路にオゾン水を注入し溜めるタンク部とから構成されて
いる。紫外線殺菌手段は、ケース内部に紫外線ランプが
設けられ、該紫外線ランプの照射を受けながら浴水が通
過するように構成されている。

【００１２】その濾過装置１３に使用するフィルタの種
類としては、精密フィルタ又は普通フィルタであり、活
性石，活性炭を充填したものとして吸着剤濾材フィルタ
材として使用したり、或いは、織布又は不織布からなり
フィルタ素材から構成するものもある。何れにしても、
不純物なる微細なるごみ及び汚れを除去する。

【００１３】上記のように浴槽湯浄化装置Ｂの入力側に
は、浴槽１０内から浴水を流入する入力側循環配管１５
が連結され、且つ浴槽湯浄化装置Ｂの出力側には、浴槽
１０内に浴水を流出させるように前記出力側循環配管１
６が設けられている。その入力側循環配管１５の吸込み
側（入力側）には、比較的粗いごみ等を除去可能なプレ
フィルタを備えた吸湯口１７が設けられ、その出力側循
環配管１６の排出口にはジェット噴流装置を必要に応じ
て備えた出湯口１８が設けられている。

【００１４】前記浴槽湯浄化装置Ｂとしての入力側循環
配管１５の途中には、中央演算処理装置２０に接続され
た温度計測手段２１（温度センサ）が設けられ、その浴
槽湯浄化装置Ｂの内の浴水の温度に応じて、弁制御手段
２２の動作により、前記電磁弁部４Ａ，４Ｂ，４Ｃが適
宜切り換えられ、所定の温度制御可能に構成されてい
る。また、設定温度記憶手段２３には予め所望温度が記
憶されている。この設定温度は適宜変更可能にＲＡＭと
して構成されている。また、計測した温度と設定温度と
を比較する温度比較手段２４も中央演算処理装置２０に
設けられている。

【００１５】また、前記加熱配管部４０Ａ，４０Ｂ，４
０Ｃの該当箇所の貯湯タンク１内には、温度センサー４
１なる温度センサー部４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃがそれぞ
れ設けられている。該温度センサー部４１Ａ，４１Ｂ，
４１Ｃにて貯湯タンク１内の所定位置の温度を測定し、
浴水温度以下になっていない位置では、それぞれの前記
電磁弁部４Ａ，４Ｂ，４Ｃが閉鎖状態となり、浴水温度
上になることで、初めて、対応する電磁弁部４Ａ，４
Ｂ，４Ｃが開となるように構成されている。また、別の
水源からの給水弁２５も、浴水の温度を下げるために、
弁制御手段２２にて制御可能に設けられている。

【００１６】適宜の所望の設定温度範囲内（約４０乃至
４２℃）では、電磁弁部４Ａ，４Ｂ，４Ｃはそれぞれ閉
となり、浴水は浴槽湯浄化装置Ｂ及び出力側循環配管１
６を通過するように構成され、また、浴槽１０の湯の温
度が下がったことを浴槽湯浄化装置Ｂ内の温度計測手段
２１にて検知すると、弁制御手段２２により電磁弁部４
Ａ，４Ｂ，４Ｃを開く信号を出し、このとき、貯湯タン
ク１内の温度が、浴水温度上になっている箇所の何れか
の電磁弁部４Ａ，４Ｂ，４Ｃを開とする。すると、熱水
混合用エジェクターＡの絞り部５ｃは他の出力側循環配
管１６の内径よりも小さいため流速が速く、前記出力側
循環配管１６の途中箇所の分岐部Ｔ箇所に比較して圧力
が低くなり、出力側循環配管１６を循環している浴水
（浴槽湯）の一部が貯湯タンク１側に流れることにな
る。これは、ベルヌーイの定理及びベンチュリ管原理の
図４において、熱水流入部６箇所において、仮想の高低
差ｈなる負圧が生ずる構成となっている。その貯湯タン
ク１内の加熱配管部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃに流入した
量の加熱浴槽湯が出力側加熱配管３から流出して熱水混
合用エジェクターＡの絞り部５ｃから浴槽湯浄化装置Ｂ
の出力側循環配管１６の本流の浴槽湯と混ざり浴槽１０
内の湯の昇温を行う。

【００１７】次に、図６に示すフローチャートにより説
明する。まず、本発明の装置の運転を開始する。する
と、温度計測手段２１にて計測して設定温度範囲内か否
かを判断し（Ｓ１参照）、設定温度範囲内の場合には、
弁制御手段２２にて電磁弁部４Ａ，４Ｂ，４Ｃは閉とな
って、浴槽湯浄化装置Ｂ内から出力側循環配管１６の本
流のみを浴槽湯が通過するように構成されている（Ｓ２
参照）。即ち、浴槽湯浄化装置Ｂ内の循環ポンプ１１の
始動にて、浴槽１０，入力側循環配管１５，浴槽湯浄化
装置Ｂ，出力側循環配管１６とを浴槽湯が循環し殺菌等
を行なう。このような循環状態で、さらにＳ１のステッ
プの手前に戻る。また、温度計測手段２１にて計測し
て、設定温度よりも低いか否かを判断し（Ｓ３参照）、
設定温度範囲よりも高くなっている場合には、弁制御手
段２２にて弁制御され、給水弁２５が開となって浴槽湯
温度を低下させる（Ｓ４参照）。これで低下している状
態で、さらにＳ１のステップの手前に戻る。

【００１８】また、設定温度範囲よりも低くなっている
場合には、弁制御手段２２にて弁制御され、浴水温度上
になっている箇所の何れかの電磁弁部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ
が開となり、熱水混合用エジェクターＡのベンチュリー
管作用にて、浴槽湯の一部が貯湯タンク１側に流れ、加
熱配管部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ内で加熱された加熱浴
槽湯が出力側加熱配管３から流出して熱水混合用エジェ
クターＡの絞り部５ｃから浴槽湯浄化装置Ｂの出力側循
環配管１６の本流の浴槽湯と混ざり浴槽１０内の湯を昇
温させる（Ｓ５参照）。その浴槽湯が昇温している間に
もＳ１の手前に戻り、繰り返す。このようにして所望の
設定温度になった場合には、前述と同様となり、常時、
浴槽湯の設定温度を保持するように構成されている。

【００１９】上記のように本発明の実施の形態では、貯
湯タンク１内の湯を深夜電力で加熱することにより電気
代を低減させ、電気ヒータでは不可能な浴槽湯の急速昇
温も可能にし、また熱水混合部を混合栓のような複雑な
構造にする必要がなく、非常にシンプルなため故障も少
なく、熱湯が出湯口１８より出るような危険なことはな
く安全であり、貯湯タンク１内の湯はシャワーが使用可
能としたものである。

【００２０】また、また、図７に示すように、前記循環
ポンプ１１，殺菌装置１２，濾過装置１３からなる浴槽
湯浄化装置Ｂの連結管１４箇所に入力側加熱配管２端が
接続されることもある 寒冷地等では、前記浴槽湯浄化
装置Ｂの構成部材として、シーズヒーター等の加熱手段
１９を設けることもある。

【００２１】

【実施例】図８に示したグラフは、全流量と熱水流量と
の関係を示したものである。即ち、横軸に全流量（浴水
量＋熱水流量）を毎分当たりのリットルで示し、縦軸に
熱水混合用エジェクターＡの絞り部５ｃより流入する熱
水流量を毎分当たりのリットルで示したものである。熱
水混合用エジェクターＡの絞り部５ｃを介しての熱水流
量が増加すると、全流量も増加し、この結果、全流量に
対する熱水流量の割合（この割合は「熱水混合率」とも
いう）は、約８．５乃至約９％である。このように、浴
槽湯浄化装置Ｂの出力側循環配管１６の本流の流量に対
して熱水流量の割合は常に一定であるため、貯湯タンク
１内のそれぞれの加熱配管部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃか
ら出る湯温度が一定なら、その貯湯タンク１内の加熱配
管部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃから出る湯の温度と、熱水
混合用エジェクターＡの絞り部５ｃの径により貯湯タン
ク１側に流れる流量を決定すれば出湯口１８より出る湯
の温度と浴槽湯との温度差が決定する。浴槽湯浄化装置
Ｂが目詰まりなどで流量が変化しても出湯口１８より出
る湯の温度は浴槽湯との温度差は変わらない。つまり、
濾材詰まりにより流量が低下した場合や、いたずらで吸
湯口１７や出湯口１８を塞がれ突然流量が落ちた場合で
も出湯口１８から出る湯の温度は変化しないということ
である。また、浴槽湯浄化装置Ｂの循環ポンプ１１の流
量を変えられる場合、高速で循環させれば出湯口１８の
出湯温度は変わらないが昇温速度は速くなることにな
る。

【００２２】図９には、混合比と出湯口温度の関係のグ
ラフが示されており、本発明の装置において、前記熱水
混合用エジェクターＡ箇所に、貯湯タンク１の８５℃の
熱水流量を、全流量（浴水量＋熱水流量）に対して、
５、１０、１５、２０、２５、３０％の割合で混合した
場合の出湯口１８より出てくる温度を示したものであ
る。例えば、浴槽湯が４２℃で入浴していた場合、加熱
時（設置温度が４３℃以上で浴槽湯の温度が低いと装置
が判断し、電磁弁部４Ａ，４Ｂ，４Ｃを開き熱水を混合
させたとき）出湯口１８より出てくる湯の温度は混合率
５％では４４℃程度、３０％では５５℃程度になる。出
湯口１８から出る湯の温度が５０℃を越えるとかなり熱
く感じるため、混合率１５％以下になるように設計する
ことが好適である。出湯口１８からは勢いよく湯が噴き
出され、その湯が人体に当たることを考えると、あまり
高温にならないようにすることが肝要である。

【００２３】前記加熱配管部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ
を、それぞれφ１０、肉厚０．３mmのステンレス製パイ
プ４．５ｍ（表面積２０００cm³ ）をらせん状にして貯
湯タンク１内に収めて、貯湯タンク１内の湯の温度を８
５℃とした場合、パイプの入口より浴水（３５℃の湯）
を１．５リットル／分で流すと貯湯タンク１内の湯の温
度がパイプ内の湯に完全に伝わり、それぞれのパイプ出
口より８５℃湯として取り出すことができる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の発明により、浴槽湯浄化装置
のランニングコストの低減、急速昇温を可能にし、且つ
昇温時に出湯口１８より出る湯の温度を人体に対し安全
な温度で供給できる利点がある。特に、貯湯タンク１に
内蔵した複数の加熱配管部４０からの加熱浴槽湯にて、
間接的に浴槽湯の湯を加熱でき、人体に対しての安全率
を高めることができる。さらに、貯湯タンク１内の湯と
加熱配管部４０内の加熱浴槽湯とは独立しており、貯湯
タンク１は電気温水器と同様に使用でき、シャワー，台
所等に使用することができる。さらに、所望高さ位置の
加熱浴槽湯を適宜供給することにより、浴槽湯を保温及
び昇温を極めて好適且つ迅速にできる。

【００２５】請求項２の発明では、浴槽湯の温度が低下
した場合に、適宜の位置の電磁弁４を開として貯湯タン
ク１に内蔵した加熱配管４０内の加熱浴槽湯にて、熱水
混合用エジェクターＡを介して自動的に浴槽湯内に所定
の割合で混合させることで急速昇温及び保温ができる。
他の効果は請求項１と同一である。

【００２６】請求項３の発明では、熱水混合用エジェク
ターＡのベンチュリー管原理より自動的に浴槽湯内に所
定の割合で混合させることで急速昇温及び保温ができ
る。他の効果は請求項２と同一である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の略示図

【図２】本発明の主要部材の斜視図

【図３】熱水混合用エジェクター箇所の断面図

【図４】熱水混合用エジェクター箇所の原理図

【図５】本発明のブロック図

【図６】本発明のフローチャート

【図７】本発明の別の実施の形態の略示図

【図８】全流量と熱水流量との関係グラフ

【図９】熱水割合と出湯口湯温度との関係グラフ

【符号の説明】

Ａ…熱水混合用エジェクター １…貯湯タンク ２…入力側加熱配管 ３…出力側加熱配管 ４…電磁弁 ５…本体部 ５ｃ…絞り部 Ｂ…浴槽湯浄化装置 １１…循環ポンプ １２…殺菌装置 １３…濾過装置 １０…浴槽 ４０…加熱配管部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水を電源にて加熱可能にする貯湯タンク
   内に、高さの異なる加熱配管を複数設け、それぞれの加
   熱配管には入力側加熱配管と出力側加熱配管を接続し、
   循環ポンプ，殺菌装置及び濾過装置を有し、浴槽内の湯
   を循環して浄化する浴槽湯浄化装置に、前記入力側加熱
   配管と出力側加熱配管とをそれぞれ配備し、所望高さ位
   置の加熱浴槽湯を適宜供給することにより浴槽湯を保温
   及び昇温してなることを特徴とする２４時間浴槽湯浄化
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記入力側加熱配管
   にはそれぞれ流路を開閉する電磁弁を設け、前記貯湯タ
   ンクからの出力側加熱配管端は前記浴槽湯浄化装置の流
   路に設けた熱水混合用エジェクターに連通させ、浴槽湯
   の温度が低下した場合に、浴水温度以下になっていない
   位置の入力側加熱配管に設けた電磁弁を開として加熱浴
   槽湯を所定の割合で混合して浴槽湯を自動的に保温及び
   昇温してなることを特徴とする２４時間浴槽湯浄化装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記熱水混合用エジ
   ェクターは管状の本体部の中間に絞り部を設け、該絞り
   部箇所に前記出力側加熱配管端を連通してなることを特
   徴とする２４時間浴槽湯浄化装置。