(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
常用通水管と浴槽用通水管とに分岐する通水管を備え、該浴槽用通水管を介して浴槽に給湯を行う給湯手段と、
該浴槽用通水管に接続すると共に、該浴槽に設けられた取出し口から該浴槽内の湯水を取出して該浴槽に設けられた給湯口に戻す循環手段と、
該循環手段に設けられ、該循環手段により循環される湯水の動きが停止した状態で、該循環手段内の湯水の水圧により該浴槽内の水位を検出する水位センサと、
湯張り開始時に該水位センサにより検出される該浴槽の水位を基準水位とし、該基準水位から所定目標水位まで給湯を行うことにより湯張りを行う湯張り制御手段とを備え、
該循環手段は該浴槽よりも高い位置にある自動湯張り装置において、
該循環手段は、該浴槽用通水管との接続部から風呂用熱交換器を介して下方に設けられた浴槽に至る往路と、該接続部から直接的に該浴槽に至る復路とからなり、
該水位センサによる水位検出のために該循環手段による湯水の循環を停止したときに閉弁して、該循環手段内の湯水の移動を阻止する開閉弁を、該循環手段の往路の該接続部及び風呂用熱交換器よりも下流側に設けたことを特徴とする自動湯張り装置。
【請求項２】
前記開閉弁は、前記循環手段により前記取出し口から給湯口に循環される湯水の流れに対し、該循環手段に備えられた前記水位センサより下流側に設けることを特徴とする請求項１記載の自動湯張り装置。
【請求項３】
前記循環手段は前記浴槽の給湯口に対する接続部材が接続される接続口を備え、前記開閉弁は、前記接続口に前記循環手段と一体に備えられることを特徴とする請求項２記載の自動湯張り装置。
【請求項４】
前記開閉弁は、前記水位センサを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかの項記載の自動湯張り装置。
【請求項５】
前記開閉弁は、逆止弁であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかの項記載の自動湯張り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽に所定水位までの給湯を行う自動湯張り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、浴槽の側面下方に設けられた給湯口に、流量センサを備える給湯配管を介して給湯器を接続し、該給湯器から浴槽に給湯するようにした自動湯張り装置が知られている。
【０００３】
また、自動湯張り装置にあって、所謂追焚きを行うため、浴槽の側面下方に設けられた取出し口から浴槽内の湯水を取出し、給湯配管の一部をその構成の一部として取出した湯水を前記給湯口から前記浴槽に戻す循環回路と、浴槽内の湯水を該循環回路を介して循環させる循環ポンプと、該循環回路に流れる湯水を加熱する熱交換器とを備え、さらに該循環回路中に水位センサを備えたものがある。かかる自動湯張り装置では、前記水位センサにより検出される浴槽の水位に基づいて、該水位に追加して所定の目標水位まで湯張りする湯水の量を算出し、算出された湯水の量を前記流量センサにより計測して給湯することにより、前記浴槽に所定の設定水位までの湯張りを行うことができる。
【０００４】
前記自動湯張り装置により、湯張りを行うときには、まず、前記給湯器から前記浴槽に前記取出し口及び給湯口を超える水位の湯水を供給する。前記循環回路を備える自動湯張り装置では、前記浴槽に前記取出し口及び給湯口を超える水位の湯水があることにより、前記循環ポンプにより前記浴槽内の湯水を前記循環回路に循環させることが可能になる。そこで、前記自動湯張り装置は、前記循環ポンプにより前記湯水を前記循環回路に循環させ、前記循環回路内に湯水が充填されたならば、前記循環ポンプを停止する。そして、前記循環回路内の湯水の動きが止まるのを待って、前記水位センサにより、前記循環回路内の湯水の静水圧から前記浴槽内の水位を検出して、これを基準水位とする。
【０００５】
次に、前記自動湯張り装置は、前記給湯器から前記浴槽に所定量の湯水を追加供給すると共に、前記水位センサにより前記湯水を供給した後の前記浴槽内の水位を検出する。そして、前記基準水位に対する水位の増分を算出し、該増分で前記追加供給された湯水の量（容積）を除算することにより、前記浴槽の断面積を算出する。
【０００６】
次に、前記自動湯張り装置は、所定の設定水位から前記湯水が追加供給された後の水位を減算して得られた値に前記浴槽の断面積を乗算して、さらに追加すべき湯水の量（容積）を算出する。そして、前記給湯装置により、前記のように算出された量の湯水を前記流量センサにより計測して前記浴槽に供給することにより、前記所定の設定水位までの湯張りを行うことができる。
【０００７】
しかしながら、前記循環回路が前記浴槽よりも高い位置にあるときには、循環ポンプのばらつきによって、循環回路での湯水の流れに対し循環ポンプの下流側の循環回路の湯水に気泡を発生させることがあるという不都合がある。これは、湯水が前記循環回路から前記浴槽に戻る際に、高所から低所に落下して、循環ポンプ内の湯水を吸出し、循環ポンプの負圧部分をさらに負圧にするためと考えられる。前記湯水に前記気泡が発生すると、前記循環ポンプ停止後、該気泡が前記取出し口から前記循環回路に侵入して、該循環回路内を上昇する。この結果、前記気泡の上昇に伴って湯水が移動するために、該循環回路内の湯水の動きが止まるまでに時間がかかり、４０秒程度経過しないと前記水位センサにより水位を検出することができない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる不都合を解消して、循環手段による湯水の循環停止後、速やかに水位を検出することができ、湯張りに要する時間を短縮することができる自動湯張り装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の自動湯張り装置は、常用通水管と浴槽用通水管とに分岐する通水管を備え、該浴槽用通水管を介して浴槽に給湯を行う給湯手段と、
該浴槽用通水管に接続すると共に、該浴槽に設けられた取出し口から該浴槽内の湯水を取出して該浴槽に設けられた給湯口に戻す循環手段と、
該循環手段に設けられ、該循環手段により循環される湯水の動きが停止した状態で、該循環手段内の湯水の水圧により該浴槽内の水位を検出する水位センサと、
湯張り開始時に該水位センサにより検出される該浴槽の水位を基準水位とし、該基準水位から所定目標水位まで給湯を行うことにより湯張りを行う湯張り制御手段とを備え、
該循環手段は該浴槽よりも高い位置にある自動湯張り装置において、
該循環手段は、該浴槽用通水管との接続部から風呂用熱交換器を介して下方に設けられた浴槽に至る往路と、該接続部から直接的に該浴槽に至る復路とからなり、
該水位センサによる水位検出のために該循環手段による湯水の循環を停止したときに閉弁して、該循環手段内の湯水の移動を阻止する開閉弁を、該循環手段の往路の該接続部及び風呂用熱交換器よりも下流側に設けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の自動湯張り装置によれば、前記湯張り制御手段は、湯張り開始時に前記循環手段に浴槽内の湯水を循環させると共に、該循環を停止して湯水の動きが止まった後、前記水位センサにより浴槽内の水位を検出してこれを基準水位とする。次いで、前記湯張り制御手段は、前記給湯手段により前記浴槽に湯水を供給し、前記基準水位から前記所定目標水位まで給湯を行うことにより湯張りを行う。
【００１１】
本発明の自動湯張り装置では、前記循環手段は前記浴槽よりも高い位置にあるので、循環ポンプのばらつきによって、循環回路での湯水の流れに対し循環ポンプの下流側の循環回路の湯水に気泡を発生させることがある。このため、前記循環手段により湯水の循環を停止しても、前記取出し口から該循環手段内を上昇する気泡により該循環手段内の湯水が移動し、該湯水の動きが止まって前記水位センサにより浴槽内の水位を検出できるようになるまでに時間がかかることが懸念される。
【００１２】
しかし、本発明の自動湯張り装置では、前記循環手段による湯水の循環が停止されると、該循環手段に備えられた開閉弁が閉弁して、該循環手段内の湯水の移動を阻止する。従って、前記循環手段内の湯水の動きを短時間の内に停止せしめ、速やかに前記水位センサにより浴槽内の水位を検出することができ、湯張りに要する時間を短縮することができる。
【００１３】
前記気泡は前記循環手段により前記取出し口から給湯口に循環される湯水の流れに対し、循環ポンプの下流側の循環手段に生じ、循環ポンプが停止すると、該気泡は該循環手段に循環されていた湯水の流れと逆方向に移動し、水位センサ付近の湯水が循環されていた湯水の流れ方向に移動してしまう。そこで、本発明の自動湯張り装置において、前記開閉弁は、前記循環手段により前記取出し口から給湯口に循環される湯水の流れに対し、前記循環手段に備えられた前記水位センサより下流側に設けられることにより、前記気泡の移動に伴う湯水の移動を有効に阻止することができる。
【００１４】
また、前記循環手段は前記浴槽の給湯口に対する接続部材が接続される接続口を備え、前記開閉弁は、前記接続口に前記循環手段と一体に備えられることにより、自動湯張り装置の各機種間で部品を共通化することができる。
【００１５】
また、前記開閉弁は、前記水位センサを備えることにより、部品数を削減することができる。
【００１６】
さらに、前記開閉弁は、逆止弁であることにより、弁を作動させる手段を特に必要とすることなく、前記循環手段による湯水の循環が停止されたときには、自動的に前記循環手段内の湯水の移動を阻止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態の自動湯張り装置の全体構成図、図２は浴槽の湯張り水位の説明図である。
【００１８】
図１を参照して、本実施形態の自動湯張り装置は、給湯手段１と、追焚き手段２とを備え、コントローラ３により給湯手段１と追焚き手段２の作動とを制御する構成となっている。
【００１９】
給湯手段１は、図示しないガスバーナにより加熱される給湯用熱交換器４内を貫通する通水管５を備え、図示しない水道管から通水管５に供給される水を給湯用熱交換器４で加熱して出湯する。通水管５の下流端部は、台所や洗面所等の給湯栓（図示せず）に接続された常用通水管６と、浴槽用通水管８とに分岐し、通水管５から常用通水管６を介して台所等に給湯可能とする一方、通水管５から浴槽用通水管８を介して浴槽９に給湯可能としている。
【００２０】
尚、通水管５の上流部には、入水温サーミスタ１０と入水流量センサ１１とが設けられ、下流部には、給湯流量を制御するための湯量サーボ１２と出湯温サーミスタ１３とが設けられている。
【００２１】
浴槽用通水管８は、浴槽９内の湯水を循環させるための循環路１４に接続されており、上流側から循環路１４との接続部との間に、電磁弁１５、給湯流量センサ１６、ホッパー１７、逆止弁１８、三方弁１９を順に備えている。給湯流量センサ１６は、浴槽用給湯路７に流れる湯水の流量に応じた信号を出力する。
【００２２】
追焚き手段２は、循環路１４、循環ポンプ２０、浴槽用熱交換器２１により構成され、循環路１４は、三方弁１９から循環ポンプ２０及び風呂用熱交換器２１を介して下方に設けられた浴槽９に至る往路１４ａと、三方弁１９から直接的に浴槽９に至る復路１４ｂとから成る。
【００２３】
また、往路１４ａ及び復路１４ｂは、端部に接続口２２ａ，２２ｂを備え、接続口２２ａ，２２ｂに接続される導管２３ａ，２３ｂを介して、浴槽９の下部の側面に設けられた給湯口２４に接続されている。給湯口２４は、内周側に導管２３ａが開口し、その外側に導管２３ｂが開口する構造（図示せず）を備え、浴槽９から湯水を取出す取出し口（導管２３ｂ側）と、浴槽９に湯水を供給する給湯口（導管２３ａ側）とを１ヵ所にまとめて配置する集合口となっている。
【００２４】
往路１４ａの途中箇所には、循環路１４における水流の有無を検出する水流スイッチ２５及び浴槽用湯温サーミスタ２６が設けられ、復路１４ｂの途中箇所には、浴槽９内の水位を給湯口２４を介して検出する水位センサ２７が設けられている。水位センサ２７は、浴槽９内の湯水が給湯口２４以上の水位にあるとき、浴槽９内の湯水が循環ポンプ２０により循環路１４に循環されて充填されることにより、浴槽９内の水位を、その水位に応じた静水圧として検出するものである。水位センサ２７は、圧力センサにより構成され、前記水位に応じた信号を出力する。
【００２５】
また、循環路１４には、循環ポンプ２０が作動したときに循環路１４内に循環される湯水の流れに対し、水位センサ２７より下流側、例えば往路１４ａの接続口２２ａ内に、逆止弁２８が設けられている。
【００２６】
このように構成された給湯手段１及び追焚き手段２において、浴槽９に湯張りを行う場合には、浴槽用通水管８の電磁弁１５が開かれた状態で、給湯手段１の通水管５から浴槽用通水管８及び循環路１４を介して浴槽９に給湯が行われる。この場合、浴槽用通水管８から三方弁１９を介して循環路１４に流入する湯水は、三方弁１９から循環路１４の往路１４ａ及び復路１４ｂの両者を通って浴槽９に至り、所謂両搬送により浴槽９に給湯が行われる。
【００２７】
また、浴槽９内の湯水を加熱する、所謂追焚きを行う場合には、電磁弁１５が閉じられた状態で循環ポンプ２０を作動させることにより、浴槽９内の湯水を循環路１４を介して循環させる。往路１４ａは図示しないガスバーナにより加熱される風呂用熱交換器２１内を貫通しており、該ガスバーナを作動させて循環ポンプ２０により循環される湯水を風呂用熱交換器２１で加熱し、復路１４ｂを介して給湯口２４から浴槽９に戻すことにより、浴槽９内の湯水を加熱する。
【００２８】
コントローラ３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等により構成され、湯張り制御手段３０と、給湯量累積手段３１とを有する。湯張り制御手段３０は、浴槽９内の水位が給湯口２４に達したことを検出する給湯口水位検出手段３２、浴槽９の断面積を算出する断面積算出手段３３、及び浴槽９に所定目標水位の湯張りを行うときに、該目標水位から目標給湯量を算出する目標給湯量算出手段３４を備える。また、コントローラ３には、操作器３５と表示器３６とが接続されている。
【００２９】
コントローラ３には、入水温サーミスタ１０、入水流量センサ１１、出湯温サーミスタ１３、給湯流量センサ１６、水流スイッチ２５、浴槽用湯温サーミスタ２６、及び水位センサ２７からの出力信号、並びに操作器３５からの運転指示データや給湯温度の設定データ等が入力される。そして、コントローラ３は、これらの入力データに従って、給湯手段１の、湯量サーボ１２、電磁弁１５、及び給湯用熱交換器４への加熱量、並びに追焚き手段２の循環ポンプ２０、及び浴槽用熱交換器２１への加熱量を制御する。
【００３０】
また、操作器３５には、“自動湯張り運転”、”追い焚き運転”等の各種運転モードを設定するスイッチや、“自動湯張り運転”における浴槽９の目標水位や給湯目標温度の設定スイッチ等が備えられ、表示器３６には、給湯温度や、湯張り水位等が表示される。
【００３１】
次に、上述した自動湯張り装置により、浴槽９に所定目標水位の自動湯張り運転を行う場合の動作について、図１、図２を参照して説明する。
【００３２】
上述の自動湯張り装置で、初めて自動湯張り運転を行うときには、使用者が操作器３５に備えられた湯張りスイッチ（図示せず）を操作することにより自動湯張り運転モードとなり、湯張り制御手段３０による浴槽９への湯張り動作が開始され、まず、給湯口２４の水位に達しない程度の量の給湯が行われる。前記給湯量は、給湯量累積手段３１により検出される。
【００３３】
前記給湯が行われると、給湯口水位検出手段３２は、循環ポンプ２０の作動後、水流スイッチ２５がＯＮするか否かにより、浴槽９の水位が給湯口２４に達しているかどうかを検出する。そして、循環ポンプ２０の作動後、水流スイッチ２５がＯＮするようになるまで、少量ずつの給湯を繰返す。
【００３４】
次に、給湯口水位検出手段３２により、水流スイッチ２５がＯＮしたことが検出されたならば、湯張り制御手段３０は循環ポンプ２０の作動を停止すると共に、その時点の水位を水位センサ２７で検出し、該水位を基準水位ＨO とする。
【００３５】
次に、断面積算出手段３３は、上述した基準水位ＨO から所定量Ｖx 分の追加給湯を行い、該追加給湯を行ったときの水位Ｈr を水位センサ２７により検出する。次いで、断面積算出手段３３は、水位Ｈr から基準水位ＨO を減算（ｈ1 ＝Ｈr −ＨO ）し、追加給湯による水位の増分ｈ1 を算出する。そして、断面積算出手段３３は、水位の増分ｈ1 で追加給湯した量Ｖx を除算することにより、浴槽９の断面積Ｍs （Ｍs ＝Ｖx ／ｈ1 ）を算出する。
【００３６】
次に、目標給湯量算出手段３４は、目標水位Ｈa と基準水位ＨO との差ｈa から水位の増分ｈ1 を減算してその差ｈ2 を算出（ｈ2 ＝ｈa −ｈ1 ）し、浴槽９の断面積Ｍs にｈ2 を乗算（Ｖa ＝Ｍs ×ｈ2 ）することにより、目標水位Ｈa を目標給湯量Ｖa に変換する。次いで、湯張り制御手段３０は、給湯量累積手段３１により給湯量を積算しつつ、さらに目標給湯量Ｖa 分の給湯を行って、湯張り動作を終了する。
【００３７】
また、２回目以降の自動湯張り運転では、浴槽９の断面積Ｍs は初回の自動湯張り運転時に既に算出済みであるので、湯張り制御手段３０は、基準水位ＨO を検出した後、目標水位Ｈa と基準水位ＨO との差ｈa に断面積Ｍs を乗算することにより、目標水位Ｈa を目標給湯量Ｖa に変換し（Ｖa ＝Ｍs ×ｈa ）、該目標給湯量Ｖa 分の給湯を行うことで、湯張りが実行される。
【００３８】
また、追い焚きを行うときには、使用者が操作器３５に備えられた湯張りスイッチ（図示せず）に変えて追い焚きスイッチ（図示せず）を操作することにより、追い焚き運転モードとなる。追い焚き運転モードでは、所定時間循環ポンプ２０を作動させ、給湯口水位検出手段３２により水流スイッチ２５がＯＦＦならば追い焚きせず、水流スイッチ２５がＯＮで残水がある場合には、湯張り制御手段３０は、給湯を行うことなく直ちに基準水位ＨO を検出し、該基準水位ＨO から前記２回目以降の自動湯張り運転と同一の動作により湯張りが実行される。
【００３９】
次に、コントローラ３は、循環ポンプ２０を作動させ、浴槽９内に所定の目標水位まで給湯された湯水を復路１４ｂから浴槽用熱交換器２１に送って加熱すると共に、加熱された湯水を往路１４ａから浴槽９に供給することにより、沸き上げを行う。そして、浴槽用湯温サーミスタ２６の検出値が設定された湯温になったならば、コントローラ３は沸き上げが完了したものと判断して循環ポンプ２０を停止し、追い焚き運転を終了する。
【００４０】
前記自動湯張り運転または追い焚き運転の動作中、水流スイッチ２５がＯＮしたときには、浴槽９内の湯水が循環ポンプ２０により循環路１４を復路１４ｂから往路１４ａに循環されているが、このとき循環路１４は浴槽９よりも高い位置にあり、往路１４ａから浴槽９に戻る湯水は高所から低所に落下することになる。このため、循環ポンプ２０内の湯水を吸出し、循環ポンプ２０の負圧部分をさらに負圧にし、循環回路１４での湯水の流れに対し循環ポンプ２０の下流側の往路１４ａの湯水に気泡を発生させる。循環ポンプ２０の作動を停止すると、前記気泡は循環ポンプ２０により循環される水流とは逆方向に湯水を伴って移動し、導管２３ａから往路１４ａに上昇する。
【００４１】
しかし、本実施形態では、往路１４ａの接続口２２ａに逆止弁２８が設けられているので、前記気泡は逆止弁２８により移動を阻止され、前記気泡の移動により循環回路１４内の湯水の移動を阻止でき、この結果、水位センサ２７の出力が、極く短い時間、例えば２０秒程度の内に安定し、速やかに基準水位ＨO を検出することができる。
【００４２】
尚、本実施形態では、逆止弁２８を循環路１４の往路１４ａの接続口２２ａ内に設けるようにしているが、逆止弁２８は循環ポンプ２０が作動したときに循環路１４内に循環される湯水の流れに対し、水位センサ２７より下流側であれば、循環路１４の所望の位置に設けることができる。但し、逆止弁２８を接続口２２ａ内に設けるようにすると、自動湯張り装置の各機種間で部品を共通化することができ、また必要に応じて逆止弁２８を接続口２２ａ内に後付けすることができるので好ましい。
【００４３】
また、部品数を削減するために、逆止弁２８は水位センサを一体に備えることが好ましい。
【００４４】
また、本実施形態では逆止弁２８を用いているが、循環路１４内で湯水の移動を阻止することができる開閉弁であれば、逆止弁２８に限らず二方弁、三方弁等どのようなものを用いてもよい。
【００４５】
さらに、本実施形態では浴槽用熱交換器２１がガスバーナにより加熱されるものとして説明しているが、浴槽用熱交換器２１は暖房給湯機において暖房端末に供給される熱媒体により加熱されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動湯張り装置の一例の全体構成図。
【図２】浴槽に湯張りをする際の水位変化の説明図。
【符号の説明】
１…給湯手段、  ２…追焚き手段、  １４…循環路、  ２４…給湯口（取出し口）、  ２７…水位センサ、  ２８…開閉弁、  ３０…湯張り制御手段。
【図１】
0003894531.tif 000002
【図２】
0003894531.tif 000003