(57)【要約】【課題】風呂加圧ポンプ内蔵貯湯式給湯機に於いて、浴槽の設置高さに好適な風呂加圧ポンプの能力での湯張りが無理なく常にスムーズに行われる。【解決手段】湯張り管３７途中に設けられ浴槽６の設置高さを検出する圧力センサ４２と、前記湯張り管３７途中に設けられ湯水を昇圧して前記浴槽６へ供給するための風呂加圧ポンプ４３とを備えたもので、前記湯張り管３７を介して浴槽６への湯張り終了後に、圧力センサ４２による浴槽６の設置高さを検出する高さ検出モードを備え、この高さ検出モードで検出された浴槽設置高さに応じて、予め設定された風呂加圧ポンプ４３のポンプ能力を設定する能力設定手段５０を備えたので、浴槽の設置高さに好適な風呂加圧ポンプの能力での湯張りが無理なく常にスムーズに行われる。【選択図】図３
2010084986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクへ水を供給する給水管と、前記貯湯タンクから湯を出湯する出湯管と、前記給水管から分岐された風呂給水バイパス管と、前記出湯管からの湯と前記風呂給水バイパス管からの水とを混合する風呂混合弁と、この風呂混合弁からの湯水を浴槽へ供給する湯張り管と、この湯張り管途中に設けられ浴槽の設置高さを検出する圧力センサと、前記湯張り管途中に設けられ湯水を昇圧して前記浴槽へ供給するための風呂加圧ポンプとを備えたものに於いて、前記湯張り管を介して浴槽への湯張り終了後に、圧力センサによる浴槽の設置高さを検出する高さ検出モードを備え、この高さ検出モードで検出された浴槽設置高さに応じて、予め設定された風呂加圧ポンプのポンプ能力を設定する能力設定手段を備えた事を特徴とする風呂加圧ポンプ内蔵貯湯式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、風呂加圧ポンプを内蔵した貯湯式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の給湯加圧ポンプを内蔵した貯湯式給湯機に於いては、貯湯タンクからの高温の湯と給水管からの水とを混合弁で給湯設定温度になるように混合し、これを給湯管途中に設けた給湯加圧ポンプで昇圧して蛇口へ供給するようにしているもので、この給湯加圧ポンプは、給湯管に設けられている流量センサが一定の流量以上を検出すると作動開始し、一定の流量以下を検出すると作動停止するように構成され、給湯加圧ポンプの吐出側に逆止弁を設けて、蛇口と逆止弁の間に給湯加圧ポンプで昇圧した圧力を封止して、給湯開始初期から給湯圧を高めようとしているものであった。（特許文献１参照）
【０００３】
また他に、給湯加圧ポンプの能力を流量センサが検出する流量に応じて、流量が多くなるほど給湯加圧ポンプの能力を増大させるようにして、使い勝手を向上させようとしたものがあった。（特許文献２参照）
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６３３９４号公報
【特許文献２】特開２００７−２４３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところでこの従来のものでは、駆動時間が比較的に短時間ですむ給湯用のために加圧ポンプを用意するものであり、逆に大容量の浴槽にお湯を張る湯張りでは、給水圧のみで行われるもので、最近では２階や３階に浴室を設けることも珍しくなく、このような場合には、湯張りに長時間かかったり、給水圧が低い場所では湯張り自体出来ないと言う大きな問題を有するものであった。
【０００６】
又この問題を解決するために、単に風呂用の加圧ポンプを設けただけでは、２階設置の浴槽の湯張りに必要な風呂加圧ポンプの能力と、３階に設置された浴槽の湯張りに必要な風呂加圧ポンプの能力とは相違し、風呂加圧ポンプの能力のみが違う給湯機を別々に用意すると、機種数が増えて非効率的であり、又３階の能力のものを２階にも兼用して使用するようにして機種数を限定することも考えられるが、騒音や省エネなどの考慮するとこれも得策ではなく、如何に設置現場の状況に制約を受けることなく、設置現場の制約をクリアー出来る器具を提供するかが大きな課題の１つであった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上記課題を解決するため、特にその構成を、湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクへ水を供給する給水管と、前記貯湯タンクから湯を出湯する出湯管と、前記給水管から分岐された風呂給水バイパス管と、前記出湯管からの湯と前記風呂給水バイパス管からの水とを混合する風呂混合弁と、この風呂混合弁からの湯水を浴槽へ供給する湯張り管と、この湯張り管途中に設けられ浴槽の設置高さを検出する圧力センサと、前記湯張り管途中に設けられ湯水を昇圧して前記浴槽へ供給するための風呂加圧ポンプとを備えたものに於いて、前記湯張り管を介して浴槽への湯張り終了後に、圧力センサによる浴槽の設置高さを検出する高さ検出モードを備え、この高さ検出モードで検出された浴槽設置高さに応じて、予め設定された風呂加圧ポンプのポンプ能力を設定する能力設定手段を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、湯張り用の風呂加圧ポンプの能力を予め広い範囲のものとしておき、そして器具設置後の試運転時に高さ検出モードを作動させ、湯張り管を介しての浴槽への湯張り終了後に、圧力センサにより浴槽の設置高さを検出し、この高さから最適な風呂加圧ポンプの能力である回転数を決定し、以後はこの決定された回転数で湯張り運転することで、無駄な大きな能力が不用で騒音の心配もなく、その設置高さに好適な風呂加圧ポンプの能力での湯張りが無理なく常にスムーズに行われ、しかも設置現場で極めて容易且つ正確に必要なポンプ能力が設定されるので、使用勝手が良く効率的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
この貯湯式給湯機は、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯に湯水を沸き上げて貯湯し、この貯湯した湯水を給湯に用いるもので、１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を備えた貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク２内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、４は台所や洗面所等に設けられた蛇口、５はこの蛇口４の近傍に設けられた給湯リモコン、６は浴槽、７は浴室に設けられた風呂リモコンである。
【００１０】
前記貯湯タンクユニット１の貯湯タンク２は、上端に出湯管８と、下端に給水管９とが接続され、更に下部にヒーポン循環回路を構成するヒーポン往き管１０と、上部にヒーポン循環回路を構成するヒーポン戻り管１１とが接続され、前記ヒートポンプユニット３によってヒーポン往き管１０から取り出した貯湯タンク２内の湯水を沸き上げてヒーポン戻り管１１から貯湯タンク２内に戻して貯湯され、給水管９からの給水により貯湯タンク２内の湯水が押し上げられて貯湯タンク２内上部の高温水が出湯管８から押し出されて給湯されるものである。そして、給水管９途中には、市水の給水圧を所定の圧力まで減圧する減圧弁１２と給水温度を検出する給水温度センサ１３が設けられ、貯湯タンク２の上部には、貯湯タンク２内の過圧を逃す過圧逃し弁１４が設けられているものである。
【００１１】
前記ヒートポンプユニット３は、圧縮機１５と凝縮器としての冷媒−水熱交換器１６と電子膨張弁１７と強制空冷式の蒸発器１８で構成されたヒートポンプ回路１９と、貯湯タンク２内の湯水を前記ヒーポン往き管１０及びヒーポン戻り管１１を介して冷媒−水熱交換器１６に循環させるヒーポン循環ポンプ２０と、それらの駆動を制御するヒーポン制御部２１とを備えており、ヒートポンプ回路１９内には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。なお、冷媒に二酸化炭素を用いているので、低温水を電熱ヒータなしで約９０℃の高温まで沸き上げることが可能なものである。
【００１２】
２２は前記浴槽６の湯水を加熱するためのステンレス製の蛇管よりなる熱交換器で、この熱交換器２２には風呂往き管２３および風呂循環ポンプ２４を備えた風呂戻り管２５が接続されて浴槽６の湯水が循環可能にされ、浴槽６内の湯水が貯湯タンク２内の高温水により加熱されて保温あるいは追焚きが行われるものである。なお、２６は風呂戻り管２５を循環する浴槽６の湯水の温度を検出する風呂温度センサである。
【００１３】
２７は出湯管８からの湯水と給水管９から分岐された給湯給水バイパス管２８からの低温水を混合する電動ミキシング弁より構成された給湯混合弁であり、その下流の給湯管２９に設けた給湯温度センサ３０で検出した湯温が給湯リモコン５や風呂リモコン７でユーザーが設定した給湯設定温度になるように混合比率を制御するものである。
【００１４】
３１は給湯管２９途中に設けられ湯水を昇圧して蛇口４へ供給するためのた給湯加圧ポンプであり、３２は給湯加圧ポンプ３１の吸い込み側に設けられた給湯管２９を逆流する流れを遮断する逆止弁、３３は給湯流量をカウントする給湯流量カウンタである。
【００１５】
３４は出湯管８から分岐された分岐出湯管３５からの湯水と給水管９から分岐された風呂給水バイパス管３６からの低温水とを混合する電動ミキシング弁より構成された風呂混合弁であり、その下流側の風呂戻り管２５に連通された湯張り管３７に設けた湯張り温度センサ３８で検出した湯温が給湯リモコン５や風呂リモコン７でユーザーが設定した風呂設定温度になるように混合比率を制御するものである。
【００１６】
そして、前記湯張り管３７には、浴槽６への湯張りの開始／停止を行う湯張り弁３９と、浴槽６への湯張り量をカウントする風呂流量カウンタ４０と、浴槽６からの浴槽水の逆流を防ぐ湯張り逆止弁４１が二重に設けられていると共に、湯水を昇圧して湯張りするための風呂加圧ポンプ４２が設けられているものであり、又この湯張り管３７には圧力センサ４３が備えられ、高さ検出モードで湯張り弁３９を閉成した湯張り後に、湯張り管３７内に作用する水圧を検出することで、その後の風呂加圧ポンプ４２の能力である回転数を決めるもので、この圧力センサ４３を浴槽６の水位確認用のセンサを兼用させてもよいものである。
【００１７】
４４は貯湯タンク２の上下方向に複数個配置された貯湯温度センサで、この実施形態では５つの貯湯温度センサが配置され上から４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅと呼び、この貯湯温度センサ４４が検出する温度情報によって、貯湯タンク２内にどれだけの熱量が残っているかを検知し、そして貯湯タンク２内の上下方向の温度分布を検知するものである。
【００１８】
前記給湯リモコン５及び風呂リモコン７には、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ４５、及び風呂設定温度を設定する風呂温度設定スイッチ４６がそれぞれ設けられていると共に、浴槽６へ風呂設定温度の湯を風呂リモコン７の湯張り量設定スイッチ（図示せず）で設定された湯張り量だけ湯張りし所定時間保温させる風呂自動スイッチ４７がそれぞれ設けられ、更に風呂リモコン７には約６０℃の高温の湯を差し湯させる高温差し湯スイッチ４８が設けられているものであり、又給湯リモコン５の給湯温度設定スイッチ４５と風呂自動スイッチ４７を同時に５秒以上押圧することにより、試運転モードとなり貯湯タンク２への給水、貯湯タンク２内の給水をヒーポン往き管１０からヒートポンプユニット３を通りヒーポン戻り管１１より貯湯タンク２に戻す循環、給湯管２９に貯湯タンク２内の給水を通したりして、配管の接続状態を自動的に試すものである。
【００１９】
４９は貯湯タンクユニット１内の各センサの入力を受け各アクチュエータの駆動を制御するマイコンを有し制御部を構成する給湯制御部である。この給湯制御部４９に前記給湯リモコン５が無線または有線により接続されユーザーが任意の給湯設定温度及び風呂設定温度を設定できるようにしているものである。
【００２０】
前記給湯制御部４９は、給湯温度センサ３０の検出する温度が給湯設定温度になるように給湯混合弁２７の弁開度をフィードバック制御するようにしていると共に、湯張り温度センサ３８の検出する温度が風呂設定温度になるように風呂混合弁３４の弁開度をフィードバック制御するようにしているものである。
【００２１】
又給湯制御部４９には、風呂加圧ポンプ４２のポンプ能力を設定する能力設定手段５０が備えられており、上記試運転モードに続く湯張り管３７を介して浴槽６への給水の湯張り終了後に、圧力センサ４３による浴槽６の高さを検出する高さ検出モードで検出された高さに応じた風呂加圧ポンプ４２の能力を能力設定手段５０で選択するものであり、この能力設定手段５０は、圧力センサ４３からの検出圧力を電圧値から圧力値に変換する圧力変換手段５１と、この圧力値を下記の式に代入して風呂加圧ポンプ４２の回転数を算出する回転数演算部５２と、
α＝（Ｐ＋Ｂ）／Ａ
α：風呂加圧ポンプの回転数（ｒｐｍ）  Ｐ：検出圧力値（Ｐａ）  Ａ：係数（使用するポンプ能力により決まる値）  Ｂ：係数（使用する器具内圧力損失により決まる値）
この算出された回転数で風呂加圧ポンプ４２を制御するポンプ制御部５３とで構成されている。
【００２２】
更に給湯制御部４９は、風呂自動スイッチ４７が操作されて浴槽６に湯張りを行う際は、湯張り弁３９を開くと共に風呂加圧ポンプ４２を作動開始させ、湯張りが終了すると湯張り弁３９を閉じると共に風呂加圧ポンプ４２を作動停止するようにしている。
【００２３】
次にこの一実施形態の作動を説明する。
今器具の施工が終了した後は、給湯リモコン５の給湯温度設定スイッチ４５と風呂自動スイッチ４７を同時に５秒以上押圧することにより、試運転モードとなり貯湯タンク２への給水、貯湯タンク２内の給水をヒーポン往き管１０からヒートポンプユニット３を通りヒーポン戻り管１１より貯湯タンク２に戻す循環、給湯管２９に貯湯タンク２内の給水を通したりして、配管の接続状態を自動的に試すものである。
【００２４】
そして試運転モードの最終には高さ検出モードに入り、湯張り弁３９を開弁して湯張り管３７から風呂戻り管２５を介して、風呂流量カウンタ４０が所定流量をカウントするまで、浴槽６へ貯湯タンク２のお湯に見立てた水を該浴槽６の循環口が水没するところまで供給した後、圧力センサ４３による浴槽６の高さを検出し風呂加圧ポンプ４２の能力を能力設定手段５０で選択するものであり、即ち、浴槽６までの高さが７ｍの場合では、これを圧力センサ４３が検出し圧力変換手段５１で、Ｐ＝７ｍ＝６８６００Ｐａと圧力値に変換し、回転数演算部５２により前記計算式で、
係数Ａ＝２１．７Ｐａ／ｒｐｍとし、係数Ｂ＝９５００Ｐａとする。
α＝（６８６００Ｐａ＋９５００Ｐａ）／２１．７Ｐａ／ｒｐｍ
となり、風呂加圧ポンプの回転数αは、３５９９＝（ニアリーイコール）３６００ｒｐｍが演算され、ポンプ制御部５３によって風呂加圧ポンプ４２の回転数が３６００ｒｐｍに制御されるものである。
【００２５】
次に沸き上げ運転について説明すると、深夜電力時間帯になって貯湯温度センサ４４が貯湯タンク２内に翌日に必要な熱量が残っていないことを検出すると、給湯制御部４９はヒーポン制御部２１に対して沸き上げ開始指令を発する。指令を受けたヒーポン制御部２１は圧縮機１５を起動した後にヒーポン循環ポンプ２０を駆動開始し、貯湯タンク２下部に接続されたヒーポン往き管１０から取り出した５〜２０℃程度の低温水を冷媒−水熱交換器１６で７０〜９０℃程度の高温に加熱し、貯湯タンク２上部に接続されたヒーポン戻り管１１から貯湯タンク２内に戻し、貯湯タンク２の上部から順次積層して高温水を貯湯していく。貯湯温度センサ４４が必要な熱量が貯湯されたことを検出すると、給湯制御部４９はヒーポン制御部２１に対して沸き上げ停止指令を発し、ヒーポン制御部２１は圧縮機１５を停止すると共にヒーポン循環ポンプ２０も停止して沸き上げ動作を終了するものである。
【００２６】
そして浴槽６への湯張り運転について説明すると、給湯リモコン５又は風呂リモコン７の風呂自動スイッチ４７の何れかが操作されると、給湯制御部４９が湯張り弁３９を開弁する。そして、給水管９からの給水が貯湯タンク２内に流れ込む。そして出湯管８と分岐出湯管３５を介して風呂混合弁３４へ貯湯タンク２内の湯水が押し出され、風呂給水バイパス管３６からの低温水と混合され、給湯制御部４９が風呂混合弁３４の混合比率を調整し、風呂設定温度の湯が３６００ｒｐｍに制御された風呂加圧ポンプ４２に加圧されて、湯張り管３７から風呂戻り管２５を介して７ｍの高さに設置された浴槽６へ良好に湯張りされるものである。
【００２７】
このように浴槽６の設置高さに対応した風呂加圧ポンプ４２の能力とすることが出来るので、過不足がなく好適なポンプ能力が得られ、異常に騒音が大きくなったり強いシャワーが得られないなどの不具合がなく、安心して使用出来るものであり、又施工時の試運転に続いて圧力センサ４３により設置高さを検出して能力設定手段５０で風呂加圧ポンプ４２の能力を決定するので、各種設定と同時にポンプ能力も設定され極めて使用勝手が良いものであり、使用開始から良好な湯張りで快適な入浴が行えるものであり、しかも風呂加圧ポンプの能力が違う複数の機種を用意する必要がなく、極めて効率的で省エネでもある。    
【００２８】
尚、この一実施形態では、施工時の試運転に続いて浴槽６の設置高さ検出を行いポンプ能力を決定していたが、これに限定されることなく、例えば貯湯運転後の最初の湯張り運転時に行うようにしても良く、湯張り弁３９を開弁して湯張り管３７から風呂戻り管２５を介して、浴槽６へ貯湯タンク２のお湯を該浴槽６の循環口が水没するところまで湯張りした後、圧力センサ４３による浴槽６の高さを検出し風呂加圧ポンプ４２の能力を能力設定手段５０で決定するものであり、これにより、温度による圧力値の相違を同じ給湯水で圧力センサ４３による検知を行うことで解消出来、より正確な浴槽６の設置高さを検出してより好適なポンプ能力の設定が出来るものであり、又所定の湯張りカウント毎に浴槽６の設置高さを検出し直してポンプ能力を更新するようにすれば、経時変化で変わる配管内の圧損に対応して常に最適な風呂加圧ポンプ４２の能力としておくことが可能で、極めて使用勝手が良いものとすることが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の一実施形態の風呂加圧ポンプ内蔵貯湯式給湯機を示す概略構成図。
【図２】同電気回路の要部ブロック図。
【図３】同要部の概略説明図。
【図４】同高さ検出モードのフローチャート。
【符号の説明】
【００３０】
２  貯湯タンク
６  浴槽
８  出湯管
９  給水管
２９  給湯管
３４  風呂混合弁
３６  風呂給水バイパス管
３７  湯張り管
４２  圧力センサ
４３  風呂加圧ポンプ
４９  給湯制御部
５０  能力設定手段
【図１】
2010084986.tif 000003
【図２】
2010084986.tif 000004
【図３】
2010084986.tif 000005
【図４】
2010084986.tif 000006