(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽水を加熱するための風呂熱交換器と、前記風呂熱交換器と浴槽とを風呂往き管および風呂戻り管とで接続する風呂循環回路と、前記風呂戻り管に設けられ浴槽水を前記風呂熱交換器へ循環させる風呂循環ポンプと、前記風呂戻り管と前記風呂往き管とを前記風呂熱交換器をバイパスして接続する熱交バイパス管と、前記風呂戻り管からの湯水を前記風呂熱交換器側へ流すか前記熱交バイパス管側へ流すかを切り替える風呂流路切替手段と、前記風呂往き管の前記熱交バイパス管との接続点よりも浴槽側、前記風呂戻り管の前記熱交バイパス管との接続点よりも浴槽側、または前記熱交バイパス管途中のいずれかに接続され湯水を前記浴槽へ湯はりする湯はり回路と、前記湯はり回路に設けられた湯はり開閉弁とを備え、湯はりの停止時には、前記風呂流路切替手段の前記風呂熱交換器側を閉止したまま前記熱交バイパス管側を半開とした後に、前記湯はり開閉弁を閉止して湯はりを停止するようにしたことを特徴とする風呂給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風呂熱交換器と浴槽とを接続する風呂循環回路を介して浴槽への湯はりを行う風呂給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりこの種の風呂給湯装置においては、特許文献１に示すように、給湯用の湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯と浴槽水とを熱交換するパイプ状の風呂熱交換器と、前記風呂熱交換器と浴槽とを風呂往き管および風呂戻り管とで接続する風呂循環回路と、前記風呂戻り管に設けられ浴槽水を前記風呂熱交換器へ循環させる風呂循環ポンプと、前記風呂戻り管の流水の有無を検知する流水スイッチと、前記風呂戻り管に接続され前記貯湯タンクからの湯水を浴槽へ湯はりする湯はり回路と、前記湯はり回路に設けられた湯はり開閉弁と、前記湯はり回路の接続点よりも前記風呂熱交換器側で前記風呂戻り管と前記風呂往き管とを前記風呂熱交換器をバイパスして接続する熱交バイパス管と、前記風呂戻り管と前記熱交バイパス管の合流点に設けられ前記風呂戻り管からの湯水を前記風呂熱交換器側へ流すか前記熱交バイパス管側へ流すかを切り替える風呂三方弁とを備えた貯湯式風呂給湯装置があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７７６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、この従来のものでは、湯はりの停止時に湯はり開閉弁を閉止する際に、
風呂三方弁の風呂熱交換器側を全閉かつ熱交バイパス管側を全開、あるいは風呂熱交換器側を全開かつ熱交バイパス管側を全閉としていると、水撃によって風呂熱交換器が振動して音鳴りが発生し、逆に、風呂三方弁の風呂熱交換器側を全閉かつ熱交バイパス管側を全閉としていると、湯はり回路が接続している風呂戻り管だけに水撃が偏って発生し、風呂戻り管に介在されている風呂循環ポンプや風呂三方弁等の機能部品に破損の恐れが生じるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明は上記課題を解決するため、浴槽水を加熱するための風呂熱交換器と、前記風呂熱交換器と浴槽とを風呂往き管および風呂戻り管とで接続する風呂循環回路と、前記風呂戻り管に設けられ浴槽水を前記風呂熱交換器へ循環させる風呂循環ポンプと、前記風呂戻り管と前記風呂往き管とを前記風呂熱交換器をバイパスして接続する熱交バイパス管と、前記風呂戻り管からの湯水を前記風呂熱交換器側へ流すか前記熱交バイパス管側へ流すかを切り替える風呂流路切替手段と、前記風呂往き管の前記熱交バイパス管との接続点よりも浴槽側、前記風呂戻り管の前記熱交バイパス管との接続点よりも浴槽側、または前記熱交バイパス管途中のいずれかに接続され湯水を前記浴槽へ湯はりする湯はり回路と、前記湯はり回路に設けられた湯はり開閉弁とを備え、湯はりの停止時には、前記風呂流路切替手段の前記風呂熱交換器側を閉止したまま前記熱交バイパス管側を半開とした後に、前記湯はり開閉弁を閉止して湯はりを停止するようにした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、風呂流路切替手段の風呂熱交換器側を閉止して熱交バイパス管側を半開とした後に湯はり開閉弁を閉止することで、湯はり開閉弁の閉弁時の水撃を風呂往き管と風呂戻り管の両方に分散して発生させて機能部品に掛かる圧力変動を抑制すると共に、風呂熱交換器に掛かる水撃の圧力変動も抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態の概略構成図
【図２】同一実施形態の湯はり時の作動を説明するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明の一実施形態の貯湯式風呂給湯装置を図面に基づいて説明する。
１は湯水を貯湯するステンレス製の貯湯タンク、２は貯湯タンク１底部に市水を給水する給水管、３は貯湯タンク１上部から出湯する出湯管、４は給水管２から分岐された給水バイパス管、５は出湯管３からの湯水と給水バイパス管４からの水とを給湯設定温度になるように混合する給湯混合弁、６は給湯混合弁５で混合された湯が流通する給湯管、７は給湯管６からの湯を給湯する給湯栓、８は給湯管６途中に設けられ給湯温度を検出する給湯温度センサ、９は給湯管６途中に設けられ給湯流量を検出する給湯流量センサ、１０は貯湯タンク１の側面上下に複数設けられてそれぞれ貯湯温度を検出する貯湯温度センサ、１１は給水管２に設けられ市水の給水圧を一定の圧力に減圧する減圧弁、１２は貯湯タンク１内の過圧を逃がす過圧逃がし弁である。
【０００９】
１３は浴槽、１４は貯湯タンク１内の上部に設けられ貯湯タンク１内の湯の熱で浴槽水を加熱するための風呂熱交換器、１５は浴槽１３と風呂熱交換器１４の出口とを接続する風呂往き管１６と、浴槽１３と風呂熱交換器１４の入口とを接続する風呂戻り管１７とからなり浴槽水を循環可能に接続する風呂循環回路、１８は風呂戻り管１７途中に設けられ浴槽水を循環させる風呂循環ポンプ、１９は風呂往き管１６と風呂戻り管１７とを風呂熱交換器１４をバイパスして接続する熱交バイパス管、２０は風呂戻り管１７からの湯水を風呂熱交換器１４側へ流すか熱交バイパス管１９側へ流すかを切り替える三方弁よりなる風呂流路切替手段、２１は風呂戻り管１７途中に設けられ浴槽１３から風呂熱交換器１４へ流れる浴槽水の温度を検出する風呂温度センサ、２２は風呂戻り管１７途中に設けられ浴槽水の循環の有無を検知する流水スイッチ、２３は風呂戻り管１７の浴槽１３に近い側に接続され浴槽１３の水位を検出する水位センサである。ここで、風呂熱交換器１４はパイプ状のステンレス管を螺旋状に巻回した構成としている。
【００１０】
２４は給湯管６から分岐されて風呂戻り管１７と熱交バイパス管１９の接続点と風呂循環ポンプ１８との間の風呂戻り管１７に接続される湯はり管、２５は湯はり管２４途中に設けられ湯はり流量を検出する湯はり流量センサ、２６は湯はり管２４途中に設けられ湯はり温度を検出する湯はり温度センサ、２７は湯はり管２４途中に設けられた電磁弁よりなる湯はり開閉弁、２８は湯はり開閉弁２７の下流に設けられ、湯はり開閉弁２７上流側の給水圧よりも浴槽１３からの逆流圧が高いときに浴槽水を外部に排水するホッパー弁であり、給水管２、出湯管３、給水バイパス管４、給湯混合弁５、給湯管６および湯はり管２４とで、貯湯タンク１からの湯水を浴槽１２へ湯はりする湯はり回路２９を構成している。
【００１１】
３０は貯湯タンク１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、３１は貯湯タンク１とヒートポンプユニット３０とを貯湯タンク１内の湯水を循環可能に接続する加熱循環回路である。
【００１２】
３２はリモコンで、給湯装置に関する各種の情報（給湯設定温度、風呂設定温度、風呂設定湯量、残湯量、給湯機の作動状態等）を表示する表示部３３と、給湯設定温度および風呂設定温度あるいは風呂設定湯量を設定操作するための設定スイッチ３４と、浴槽１３へ風呂設定湯量の湯はりを指示する湯はりスイッチ３５とを備えている
【００１３】
３６は給湯温度センサ８、給湯流量センサ９、貯湯温度センサ１０、風呂温度センサ２１、流水スイッチ２２、水位センサ２３、湯はり流量センサ２５、湯はり温度センサ２６の検出値が入力され、給湯混合弁５、風呂循環ポンプ１８、風呂流路切替手段２０、湯はり開閉弁２７、ヒートポンプユニット３０の作動を制御すると共に、リモコン３２と通信可能に接続された制御手段である。この制御手段３６は、予め給湯機の作動を制御するためのプログラムが記憶されていると共に、演算、比較、記憶機能、時計機能を有しているものである。
【００１４】
＜沸き上げ動作＞
電力料金単価の安価な所定時間帯の開始時刻になると、制御手段３６はそれまでの給湯負荷量に見合う湯量を沸き上げ開始するべく、ヒートポンプユニット３０を駆動開始して貯湯タンク１下部から取り出した湯水を沸き上げ設定温度まで加熱して貯湯タンク１上部へ戻し、貯湯タンク１上部から沸き上げ設定温度の湯を積層状に貯湯し、最下部の貯湯温度センサ１８が所定の沸き上げ終了判定温度を検出すると、沸き上げ運転を終了する。
【００１５】
＜沸き増し動作＞
次に、多量に給湯されるなどして貯湯タンク１内の貯湯量が少なくなって湯切れの可能性がある場合は、制御手段３６は、ヒートポンプユニット３０を駆動開始して貯湯タンク１下部から取り出した湯水を沸き上げ設定温度まで加熱して貯湯タンク１上部へ戻し、それまで貯湯されていた湯の上部に沸き上げ設定温度の湯を積層状に貯湯し、一定時間の沸き増し動作を行うと沸き増し動作を終了する。
【００１６】
＜給湯動作＞
給湯動作について説明すると、給湯栓７が開かれると、貯湯タンク１の底部に給水管２から市水が流入すると共に貯湯タンク１の頂部から出湯管３を介して高温の湯が出湯し、給湯混合弁５で給水バイパス管７からの水とが混合されて給湯管６を通過して、給湯流量センサ９が最低作動水量以上を検出すると、制御手段３６は、給湯温度センサ８が検出する温度が給湯設定温度と一致するように給湯混合弁５の弁開度をフィードバック制御して、給湯設定温度の給湯を行う。
【００１７】
そして、給湯栓７が閉じられる等によって流量が所定流量未満となると、制御手段３６は、給湯混合弁５の弁開度のフィードバック制御を停止して給湯停止するようにしている。
【００１８】
＜湯張り動作＞
次に、湯張り動作について図２に示したフローチャートに基づいて説明する。
リモコン３２の湯はりスイッチ３５が操作されると（ステップＳ１でＹｅｓ）、制御手段３６は、ステップＳ２で風呂流路切替手段２０の風呂熱交換器１４側を閉状態、熱交バイパス管１９側を開状態とした両搬送経路とし、続くステップＳ３で湯はり開閉弁２７を開弁して呼び水を開始する。
【００１９】
湯はり開閉弁２７が開弁されたことによって、貯湯タンク１の底部に給水管２から市水が流入すると共に貯湯タンク１の頂部から出湯管３を介して高温の湯が出湯し、給湯混合弁５で給水バイパス管４からの水とが混合されて給湯管６および湯はり管２４を通過し、風呂戻り管１７および熱交バイパス管１９から風呂往き管１６を介して浴槽１３への呼び水が開始される。
【００２０】
このとき、湯はり開閉弁２７が開弁されたことによる水撃は、風呂流路切替手段２０の風呂熱交換器１４側が閉状態で熱交バイパス管１９側が開状態の両搬送経路となっていることによって、風呂戻り管１７および熱交バイパス管１９から風呂往き管１６を介して浴槽１３へ逃がされ、水撃の過剰な圧力変動が抑制される。
【００２１】
続くステップＳ４で制御手段３６は、風呂流路切替手段２０の風呂熱交換器１４側と熱交バイパス管１９側の両方ともに閉状態とした風呂戻り管１７による片搬送経路として、風呂戻り管１７に介在されている風呂循環ポンプ１８に呼び水を行い、湯はり流量センサ２５でステップＳ３からの積算流量が所定の呼び水量に達したことを検知すると（ステップＳ５でＹｅｓ）、続くステップＳ６へ進む。
【００２２】
このステップＳ６では、制御手段３６は、風呂流路切替手段２０の風呂熱交換器１４側を閉状態、熱交バイパス管１９側を半分開いた半開状態にし、ステップＳ７で湯はり開閉弁２７を閉弁して呼び水を終了する。
【００２３】
このとき、湯はり開閉弁２７が閉弁されたことによる水撃は、風呂流路切替手段２０の風呂熱交換器１４側が閉状態でかつ熱交バイパス管１９側が半開状態であることにより風呂戻り管１７側の流量が片搬送状態よりも低流量になることから風呂戻り管１７に掛かる水撃の圧力変動が抑制されて風呂戻り管１７に配された機能部品に掛かる圧力変動も抑制すると同時に、風呂流路切替手段２０の風呂熱交換器１４側が閉状態でかつ熱交バイパス管１９側が半開状態であることから風呂熱交換器１４が接続している風呂往き管１６の流量が低流量であるために風呂熱交換器１４に掛かる水撃の圧力変動が抑制されて風呂熱交換器１４の音鳴りが防止される。
【００２４】
次に、制御手段３６は、ステップＳ８で風呂流量切替弁２０の風呂熱交換器１４側を閉状態、熱交バイパス管１９側を開状態とした両搬送経路とし、続くステップＳ９で風呂循環ポンプ１８を駆動開始して、このときの流水スイッチ２２のオンオフの状態で浴槽１３内に循環口以上の水位の残り湯があるか否かを判別する（ステップＳ１０）。
【００２５】
そして、ステップＳ１０で流水スイッチ２２がオフしたままであることが検出されると、制御手段３６は、風呂循環ポンプ２２を駆動停止し（ステップＳ１１）、次いでステップＳ１２で湯はり開閉弁２７を開弁して湯はりを開始する。
【００２６】
湯はり開閉弁２７が開弁されたことによって、貯湯タンク１の底部に給水管２から市水が流入すると共に貯湯タンク１の頂部から出湯管３を介して高温の湯が出湯し、給湯混合弁５で給水バイパス管４からの水とが混合されて給湯管６および湯はり管２４を通過し、風呂戻り管１７および熱交バイパス管１９から風呂往き管１６を介して浴槽１３へ湯はりされ、給湯流量センサ９が最低作動水量以上を検出すると、湯はり温度センサ２６が検出する温度が風呂設定温度と一致するように給湯混合弁５の弁開度がフィードバック制御される。
【００２７】
このとき、湯はり開閉弁２７が開弁されたことによる水撃は、風呂流路切替手段２０の風呂熱交換器１４側が閉状態で熱交バイパス管１９側が開状態の両搬送経路となっていることによって、風呂戻り管１７および熱交バイパス管１９から風呂往き管１６を介して浴槽１３へ逃がされ、水撃の過剰な圧力変動が抑制される。
【００２８】
続くステップＳ１３では、風呂流量センサ１７で検出するステップＳ１２からの風呂流量の積算値を監視し、積算値が風呂設定湯量となると（ステップＳ１３でＹｅｓ）、ステップＳ１４へ進み、制御手段３６は、風呂流路切替手段２０の風呂熱交換器１４側を閉状態、熱交バイパス管１９側を半分開いた半開状態にし、ステップＳ１５で湯はり開閉弁２７を閉弁して湯はりを終了する。
【００２９】
このとき、湯はり開閉弁２７が閉弁されたことによる水撃は、風呂流路切替手段２０の風呂熱交換器１４側が閉状態でかつ熱交バイパス管１９側が半開状態であることにより風呂戻り管１７側の流量が片搬送状態よりも低流量になることから風呂戻り管１７に掛かる水撃の圧力変動が抑制されて風呂戻り管１７に配された機能部品に掛かる圧力変動も抑制すると同時に、風呂流路切替手段２０の風呂熱交換器１４側が閉状態でかつ熱交バイパス管１９側が半開状態であることから風呂熱交換器１４が接続している風呂往き管１６の流量が低流量であるために風呂熱交換器１４に掛かる水撃の圧力変動が抑制されて風呂熱交換器１４の音鳴りが防止される。
【００３０】
一方、前記ステップＳ１０で、流水スイッチ２２がオンして浴槽１３に循環口以上の水位の残り湯があることを検知すると、制御手段３６は、風呂循環ポンプ２２を駆動停止し（ステップＳ１６）、水位センサ２３で浴槽１３の残り湯の水位を検出する。なお、この水位検出時には、制御手段３６は、風呂流路切替手段２０の風呂熱交換器１４側と熱交バイパス管１９側を共に閉状態として水位センサ２３に連通する水位計測に関係のない容積分を遮断して水位計測の精度を向上している。
【００３１】
そして制御手段３６は検出した残り湯の水位と、過去の湯はり時に学習していた風呂設定湯量に対応する水位と浴槽１３の断面積とから、風呂設定湯量相当となる補水量を算出し（ステップＳ１８）、次いでステップＳ１９で湯はり開閉弁２７を開弁して湯はりを開始する。
【００３２】
湯はり開閉弁２７が開弁されたことによって、貯湯タンク１の底部に給水管２から市水が流入すると共に貯湯タンク１の頂部から出湯管３を介して高温の湯が出湯し、給湯混合弁５で給水バイパス管４からの水とが混合されて給湯管６および湯はり管２４を通過し、風呂戻り管１７および熱交バイパス管１９から風呂往き管１６を介して浴槽１３へ湯はりされ、給湯流量センサ９が最低作動水量以上を検出すると、湯はり温度センサ２６が検出する温度が風呂設定温度と一致するように給湯混合弁５の弁開度がフィードバック制御される。
【００３３】
このとき、湯はり開閉弁２７が開弁されたことによる水撃は、風呂流路切替手段２０の風呂熱交換器１４側が閉状態で熱交バイパス管１９側が開状態の両搬送経路となっていることによって、風呂戻り管１７および熱交バイパス管１９から風呂往き管１６を介して浴槽１３へ逃がされ、水撃の過剰な圧力変動が抑制される。
【００３４】
続くステップＳ２０では、風呂流量センサ１７で検出するステップＳ１９からの風呂流量の積算値を監視し、積算値がステップＳ１８で算出した補水量となると（ステップＳ２０でＹｅｓ）、ステップＳ１４へ進み、制御手段３６は、風呂流路切替手段２０の風呂熱交換器１４側を閉状態、熱交バイパス管１９側を半分開いた半開状態にし、ステップＳ１５で湯はり開閉弁２７を閉弁して湯はりを終了する。
【００３５】
このとき、湯はり開閉弁２７が閉弁されたことによる水撃は、風呂流路切替手段２０の風呂熱交換器１４側が閉状態でかつ熱交バイパス管１９側が半開状態であることにより風呂戻り管１７側の流量が片搬送状態よりも低流量になることから風呂戻り管１７に掛かる水撃の圧力変動が抑制されて風呂戻り管１７に配された機能部品に掛かる圧力変動も抑制すると同時に、風呂流路切替手段２０の風呂熱交換器１４側が閉状態でかつ熱交バイパス管１９側が半開状態であることから風呂熱交換器１４が接続している風呂往き管１６の流量が低流量であるために風呂熱交換器１４に掛かる水撃の圧力変動が抑制されて風呂熱交換器１４の音鳴りが防止される。
【００３６】
なお、本発明は上記の一実施形態のみに限定されるものではなく、発明の主旨を変更しない範囲で改変可能なものであり、風呂流路切替手段２０を風呂往き管１６と熱交バイパス管１９の接続点に設けたり、上記一実施形態のような三方弁ではなく、開閉弁を二つ設けたものに代えてもよく、また、湯はり管２４を風呂往き管１６と熱交バイパス管１９の接続点よりも浴槽１３側の風呂往き管１６や、熱交バイパス管１９途中に接続したものでもよい。
【００３７】
また、風呂熱交換器１４をプレート式熱交換器として貯湯タンク１の外部に設け、貯湯タンク１内の湯をプレート式熱交換器の一次側に循環させる構成としてもよく、さらに、本発明は貯湯式の風呂給湯装置に限られず、加熱手段としてバーナを用いた瞬間式の風呂給湯装置であってもよいものであるが、パイプ状の風呂熱交換器を貯湯タンク内に配置した貯湯式風呂給湯装置において本発明を用いると、風呂熱交換器に掛かる水撃の圧力変動を抑制することで風呂熱交換器の振動による音鳴りを抑制できるという点でいっそう好ましいものである。
【符号の説明】
【００３８】
１３  浴槽
１４  風呂熱交換器
１５  風呂循環回路
１６  風呂往き管
１７  風呂戻り管
１８  風呂循環ポンプ
１９  熱交バイパス管
２０  風呂流路切替手段
２７  湯はり開閉弁
２９  湯はり回路
【図１】
0005734885.tif 000002
【図２】
0005734885.tif 000003