(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽の湯を浴槽と風呂釜との間の循環口に設けられるフィルタを介して風呂釜に循環させて追焚加熱する風呂釜付き給湯器において、浴槽の水位を検出する水位検出手段と、浴槽の湯を風呂釜へ循環させる循環ポンプと、該循環ポンプの停止時と動作時の前記水位検出手段により検出される水位変化量が追焚可能な最低設定水位と前記風呂釜の燃焼を停止させる空焚き防止水位との水位差を超えたか否かを判断する判断手段を備え、該判断手段によりその水位差を超えたと判断されたときに安全動作を行わせるようにしたことを特徴とする風呂釜付き給湯器。
【請求項２】
前記判断手段により水位変化量が基準値を超えたと判断された時に警報する警報手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の風呂釜付き給湯器。
【請求項３】
前記判断手段により空焚き防止水位を下回ったと判断された時に燃焼を停止させる燃焼停止手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の風呂釜付き給湯器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、風呂釜付き給湯器に関し、更に詳しくは、浴槽と風呂釜との間の循環口に取り付けられるフィルタの目詰まりによって引き起こされる循環異常を検知する機能を備えた風呂釜付き給湯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、いわゆるフルオートの自然循環式風呂釜給湯器というものが知られている。これは、浴槽への注湯時にはリモコン操作等によって一般給湯系の熱交換器とガスバーナにより加熱された湯をその浴槽に近接して設けられる風呂釜を経由して浴槽へ注湯し、浴槽内の湯を追焚加熱するに際しては、その浴槽内の湯をその風呂釜で循環させて、この循環系に設けられる熱交換器とガスバーナにより加熱し、設定温度に維持するようにしたものである。
【０００３】
ところで、この自然循環式風呂釜給湯器は、浴槽と風呂釜との間の循環口にフィルタが設けられ、浴槽の湯に含まれる毛髪や布糸などのゴミ介在物が追焚加熱の際に風呂釜に流れ込んで、そのジャケット内壁面に不用意に付着・堆積することのないように一応の配慮がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、長期間の浴槽の使用とともに徐々にフィルタが目詰まりを起こし、追焚加熱の際に浴槽の水位が水位検知センサからの信号により、実際の水位より低めに検知されることとなる。
【０００５】
そのために設定水位が低く、フィルタが目詰まりを起こしている状態で追焚加熱を行った場合に、実際には空焚き防止水位以上の水位があるにも拘わらず、空焚き防止水位以下であると判断してしまい、空焚き防止機能が働いて追焚加熱のための燃焼を停止させてしまうという問題が生じる場合がある。
【０００６】
また、空焚き防止水位以上の水位であると判断した場合においても、循環口のフィルタが詰まることで、追焚加熱時に浴槽の湯が風呂釜へ円滑に循環されなくなり、風呂釜ジャケット内の対流がないことから、風呂釜ジャケット内に湯が停滞してしまい、設定温度より高温になり過ぎてしまい、入浴者が火傷をしてしまう等の問題点がある。
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は、浴槽と風呂釜との間の循環口に設けられるフィルタの目詰まりを有効に検知することのできる風呂釜付き給湯器を提供することにある。これにより、空焚き防止機能の作動による不必要な燃焼停止を阻止し、また追焚時の風呂釜内の循環が悪いことによる異常沸騰加熱や火傷等の危険を回避するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、浴槽の湯を浴槽と風呂釜との間の循環口に設けられるフィルタを介して風呂釜に循環させて追焚加熱する風呂釜付き給湯器において、浴槽の水位を検出する水位検出手段と、浴槽の湯を風呂釜へ循環させる循環ポンプと、該循環ポンプの停止時と動作時の前記水位検出手段により検出される水位変化量が追焚可能な最低設定水位と前記風呂釜の燃焼を停止させる空焚き防止水位との水位差を超えたか否かを判断する判断手段を備え、該判断手段によりその水位差を超えたと判断されたときに安全動作を行わせるようにしたことを要旨とするものである。
【０００９】
上記構成を有する風呂釜付き給湯器によれば、浴槽の湯を追焚加熱するに際しては、浴槽の湯がその浴槽の循環口に設けられるフィルタを介して風呂釜に循環されるが、そのときに追焚加熱時に作動する循環ポンプの停止時と作動時の水位検出手段からの検出信号により浴槽の水位変化量がある一定値を超えたと判断された場合には安全動作が行われる。これにより、フィルタの目詰まりが生じても、水位の誤検知による空焚き防止機能の誤動作、或いは風呂釜ジャケット内の循環が妨げられることによる湯の過度の加熱等を引き起こす前に、フィルタの目詰まり具合が察知され、その適切な交換時期を把握することができるようになり、安全かつ正常な追焚加熱を行えるようになる。
【００１０】
この場合に、前記判断手段により水位変化量が基準値を超えたと判断された時に警報をする警報手段を、更に前記判断手段により空焚き防止水位を下回ったと判断された時に燃焼を停止させる燃焼停止手段を備えさせると良い。これにより、使用者はフィルタの目詰まりを早期に認識できてフィルタの交換等の対応が取れるほか、本当に空焚き防止水位を下回った時には、燃焼の停止により風呂釜使用上の安全性が担保されることとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施例における風呂釜付き給湯器の概略構成を示している。図示されるように、この風呂釜付き給湯器１０は、給水管２１を流れる水を熱交換器２２及びガスバーナ２３により加熱して出湯管２４より出湯させる一般給湯系２０の他に、この一般給湯系２０で加熱された湯を前記出湯管２４より分岐して設けられる分岐管４１を介して浴槽６０へ注湯する浴槽注湯系４０、及びその浴槽注湯系４０に設けられ、浴槽６０内の湯水を循環させて熱交換器５１及びガスバーナ５２により追焚加熱する風呂釜追焚系５０とにより構成される。
【００１２】
一般給湯系２０は、給水管２１に、水の流れ及びその流量を検知する水流センサ２５及びその水温を検知する入水温サーミスタ２６が設けられ、出湯管２４には熱交換器２２により加熱された湯の温度を検知する出湯温サーミスタ２７が設けられている。また、ガスバーナ２３は、前記風呂釜追焚系５０のガスバーナ５２と元止め管路を共通にし、その元止め管路には元電磁弁２８が備えられると共に、ガスバーナ２３への分岐管路にはメイン電磁弁２９及び比例制御弁３０が設けられる。更に、該ガスバーナ２３に燃焼用空気を供給するモータ駆動による送風ファン３１が備えられる。尚、前記出湯管２４には、台所（キッチン）や洗面所或いはシャワー等の蛇口（出湯栓）３２が備えられる。
【００１３】
浴槽注湯系４０は、前記一般給湯系２０の出湯管２４より分岐して設けられる分岐管４１に水電磁弁４２が設けられ、ホッパー４３を介して風呂追焚系５０の風呂釜ジャケットに継がれている。
【００１４】
風呂釜追焚系５０は、浴槽６０に風呂釜のジャケットに通じる上部循環口６１と下部循環口６２とを備え、浴槽６０内の流れがこのジャケット内に配設される熱交換器５１を通る循環路には、円滑な循環を補助する循環ポンプ５３を備えると共に、その循環路には、浴槽６０の湯温を検知する湯温サーミスタ５４が設けられている。また該熱交換器５１を加熱する前記ガスバーナ５２のガス管路にもメイン電磁弁５５と比例電磁弁５６とが設けられ、更に該ガスバーナ５２に燃焼用空気を供給するモータ駆動による送風ファン５７も備えられている。そして、風呂追焚系５０の風呂釜ジャケット内には、浴槽６０に注湯された湯の水位を検知するための圧力センサ５８が設けられる。
【００１５】
そして、浴槽６０の下部循環口６２には、浴槽の湯水を風呂釜に循環させる際に、その湯水に含まれる毛髪や布糸が風呂釜に流れ込むのを阻止するためフィルタ６３が設けられている。
【００１６】
この風呂釜付き給湯器１０は、風呂リモコン６５及び給湯リモコン６６によりリモコン操作でき、一般給湯の制御、浴槽への自動注湯の制御、或いは湯槽内の湯水の追焚制御等はコントローラ６７を介して行われる。このコントローラ６７には、一般給湯系２０の水流センサ２５、入水温サーミスタ２６、出湯温サーミスタ２７、ガスバーナ２３の元電磁弁２８、メイン電磁弁２９、比例電磁弁３０、送風ファン３１の駆動用モータが電気信号的に接続される。更に、浴槽注湯系４０の水電磁弁４２も電気信号的に接続される。
【００１７】
また、風呂追焚系５０の循環ポンプ５３、湯温サーミスタ５４、ガスバーナ５２のメイン電磁弁５５、比例制御弁５６、送風ファン５７の駆動用モータ、更には浴槽６０内の湯面検知用の圧力センサ５８が電気信号的に接続されている。また、図示されるガスバーナ２３、５２の点火用イグナイタ３３、及び、ガスバーナの点火を感知するフレームロッド３４も勿論コントローラ６７に接続されている。
【００１８】
尚、コントローラ６７は、論理演算回路を構成するＣＰＵと、各種プログラムを記憶しておくＲＯＭと、データの一時記憶を行うＲＡＭと、各種センサ類からの信号を入力する入力インターフェースと、各種アクチュエータ類に駆動信号を出力する出力インターフェース等によって構成されている。そして、本発明品の制御を行うために、ＲＯＭには各種プログラムや各種数値が記憶されている。同様にＲＡＭには温度メモリエリア、圧力メモリエリア等が設けられている。
【００１９】
尚、図示しないが、風呂リモコン６５や給湯リモコン６６には電源スイッチの他、自動注湯スイッチ、追焚スイッチ、たっぷりスイッチ、あつめスイッチ、ぬるめスイッチ、そして風呂釜洗浄スイッチ等の各種スイッチ類が設けられている。また、フィルタ６３の目詰まりによる燃焼異常停止による警報機６８も設けられている。
【００２０】
更に、本実施例の風呂釜付き給湯器には、浴槽内の水が一定量に達していない場合に追焚加熱を行ってしまうといういわゆる空焚きを防ぐために、風呂釜ジャケット内の熱交換器に十分な水を送り込めない水位（空焚き防止水位）においては、追焚加熱を行わないように制御する機能を有している。
【００２１】
また、空焚き防止の別の手段として、空焚き防止水位の上に補水水位を設定し、その補水水位に到達したところで、一定量の湯を自動的に足すことにより、空焚き防止水位に到達しないように制御する機能も有している。
【００２２】
このように構成された風呂釜付き給湯器１０は、風呂リモコン６５又は給湯リモコン６６の自動スイッチを押すと、コントローラ６７からの指令により水電磁弁４２が開き、一般給湯系２０が給湯燃焼動作を開始する。そして、一般給湯系２０の熱交換器２２及びガスバーナ２３で加熱された湯は浴槽注湯系４０の分岐管４１を通って風呂釜ジャケット内を通り浴槽６０へ注湯される。
【００２３】
浴槽６０内の水位は、風呂釜ジャケット内に設けられる圧力センサ５８により検知され、その圧力センサ５８の圧力信号が浴槽６０の設定水位に相当する設定圧力になれば、コントローラ６７からの指令により水電磁弁４２がオフし、水流センサ２５からの周波数信号がなくなり、一般給湯系２０による浴槽への給湯燃焼が停止される。
【００２４】
一般給湯系２０の給湯停止後、風呂追焚系５０の追焚加熱が開始される。図２は、この風呂追焚系５０を拡大して示したもので、浴槽６０の湯が風呂釜ジャケット内を循環される様子を示している。この浴槽６０の湯の循環は、追焚加熱における風呂釜ジャケット内での加熱による自然対流を主としているが、前記循環ポンプ５３が円滑な循環を補助する役割を果たすものである。
【００２５】
そして、循環ポンプ５３が作動した後、下部循環口６２からフィルタ６３を通して浴槽６０内の湯が風呂釜ジャケット内に流れ込む。流れ込んだ浴槽６０の湯は、湯温サーミスタ５４によってその温度が感知されて、設定温度より低ければ、風呂追焚系５０の送風ファン５７が駆動し、その回転数の信号がコントローラ６７に伝えられることにより、ガスバーナ５２のメイン電磁弁５５、比例制御弁５６が開き、ガスバーナ５２にガスが供給されると同時に点火用イグナイタ３３が作動し、ガスバーナ５２が点火される。これにより、浴槽６０の湯が風呂追焚系５０により循環加熱される。
【００２６】
自然対流及び循環ポンプ５３により循環されている浴槽６０の湯が設定温度に達すると、湯温サーミスタ５４によりその温度を感知して風呂の追焚加熱を終了し、循環ポンプ５３が停止する。この追焚加熱は何回か繰り返され、燃焼停止１０分後に循環ポンプ５３が再び作動し、再度風呂の湯を循環させ、この時、風呂の温度が設定温度より下がっていると、そこで追焚加熱が繰り返される。
【００２７】
この時、風呂の温度が下がっていなければ、循環ポンプ５３の作動は、そこで止まり、また１０分後に作動して同じことを繰り返す。また、その間、圧力センサ５８の圧力信号が設定圧力以下になると浴槽注湯系４０の水電磁弁４２がオンし、一般給湯系２０による給湯動作により自動で浴槽６０への足し湯（補水）が行われる。そして、自動注湯スイッチを押すと、全ての動作が停止されるものである。
【００２８】
ここで、フィルタ６３に目詰まりが生じていた時に、圧力センサ５８では、その浴槽６０の水位がどのように検知されるかについて説明する。表１は、この実施例におけるフィルタ６３の目詰まりの割合と循環ポンプ５３を作動させたときの圧力センサ５８の検知水位の関係を示したものである。
【００２９】
【表１】
0003892586.tif 000002
【００３０】
まず、表１に記載した「フィルタ詰まり」とは、フィルタが目詰まりを起こすことによって、下部循環口が閉塞される面積のフィルタ全体の面積に対する割合（％）を表し、「圧力センサ検知水位」とは、その「フィルタ詰まり」において圧力センサが検知するポンプ停止時と作動時の圧力の変化量に対応する水位差を表している。例えば、フィルタの目詰まり０％すなわちフィルタが全く詰まっていない状態では、ポンプ停止時と作動時の圧力センサが検知する圧力の変化量に対応する水位差が−１０ｍｍであることを示している。表１からフィルタの目詰まりの割合が増加するに伴い、圧力センサが検知する負圧が大きくなることがわかる。そして、フィルタの目詰まりが５０％の時、圧力センサの検知水位差は−３０ｍｍであり、このレベルではフィルタの交換が必要となってくるので、圧力センサの検知水位差−３０ｍｍは重要な判断要素となる。
【００３１】
図３に、上記した風呂釜付き給湯器の最低設定水位、最低補水水位及び空焚き防止水位の位置関係を圧力センサの設置位置を基準（０ｍｍ）として簡略に図示した。それぞれ、浴槽６０に湯張りする時の最低設定水位が２３６ｍｍ、浴槽６０に自動的に湯を補給する最低補水水位が２１１ｍｍ、風呂釜の燃焼を自動停止させる空焚き防止水位が２０６ｍｍとしている。すなわち、最低設定水位から最低補水水位までの水位差が２５ｍｍ、最低設定水位から空焚き防止水位までの水位差が３０ｍｍとされている。
【００３２】
図３を見て分かるとおり、水位が２３６ｍｍ以上であれば、正常な追焚加熱を行うことができるが、その水位を下回ると、いわゆる空焚きとなるおそれがある。そこで、安全動作として、水位が２１１ｍｍになったところで補水動作を行うようにし、更にそれを下回った場合には、２０６ｍｍになったところで、燃焼を停止させてしまうようにしたものである。
【００３３】
前記表１の結果を踏まえて、図３を見てみると、上記した風呂釜において、本発明に係るフィルタの目詰まり検知を行わなかった場合、例えばフィルタの目詰まりが５０％のときに最低設定水位において追焚加熱を行うと、その圧力検知水位が−３０ｍｍであることから、浴槽の湯が十分あるにも拘わらず、空焚き防止水位であると判断し、追焚加熱を停止してしまうことになる。勿論、これは補水動作においても同じことが言える訳で、補水の必要がない水位において、補水動作を行ってしまうことになる。
【００３４】
そこで、本発明は予め循環ポンプ停止時と作動時との圧力センサにかかる負圧を所定の圧力に設定し、その設定した圧力になったときにフィルタが目詰まりを起こしたものと判断し、それを報知するように制御するものである。
【００３５】
本実施例では、表１に示した関係に基づいて、フィルタの目詰まりが０％の時を−１０ｍｍとして、安全動作の誤作動を引き起こす−３０ｍｍを上記した設定圧力としたものである。つまり、本実施例においては、フィルタの目詰まりが５０％に達したときに、警報装置が作動するようにしたものである。
【００３６】
図４は、本発明に係る風呂釜付き給湯器のフィルタの目詰まりを報知するための制御ルーチンを示したものである。この風呂釜付き給湯器では、コントローラ６７から追焚加熱の指令が出された段階、つまり追焚加熱を行う前には循環ポンプ５３は作動しておらず、そのときに圧力センサ５８によってポンプ停止時の圧力が検知（ステップ１、以下単に「Ｓ１」のように表記する。）され、コントローラ６７のＲＡＭの圧力メモリエリアに記憶される。
【００３７】
循環ポンプ５３の停止時の圧力の検知が終了すると、追焚加熱が始まるとともに循環ポンプ５３が作動（Ｓ２）する。すると、これにより湯の循環が始まることから圧力センサにかかる圧力が変化するので、ここで圧力センサ５８により循環ポンプ５３の作動時の圧力を検知（Ｓ３）し、この値もコントローラ６７に記憶される。
【００３８】
そして、コントローラ６７に記憶されたポンプ停止時とポンプ作動時の圧力をもとに演算が行われ、循環ポンプ５３の停止時と作動時の圧力の変化量が求められる。そして、その変化量が最初に設定した所定の変化量よりも小さいと判断されれば（Ｓ４：「ＮＯ」）、通常の制御が続行される。しかし、その変化量が所定の変化量以上と判断されれば（Ｓ４：「ＹＥＳ」）、フィルタの目詰まりが正常な追焚加熱に支障を来す程度まで達していると判断し、それをブザー或いはランプの点灯等の警報手段を有する警報器６８によって報知（Ｓ５）し、この制御を終了する。
【００３９】
この実施例によれば、循環ポンプ５３の停止時と作動時の圧力センサ５８の検知する圧力の変化量を計測することにより、フィルタ６３の詰まり具合が正常な追焚加熱に支障を来す程度かどうかを早い段階で知ることができる。よって、それに合わせてフィルタを交換すれば、誤動作を起こすことなく、追焚加熱を行えるようになる。
【００４０】
一方、フィルタの目詰まりが生じていない時に、浴槽の水位が空焚き防止水位を下回り、空焚きを起こす可能性が生じた場合には、安全動作として燃焼を停止させる燃焼停止手段を有していることから、速やかに追焚燃焼を停止し、空焚きを防止することができるので、安全に追焚加熱を行うことができるようになる。
【００４１】
本発明は、上記した実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。上記実施例では、自然循環式風呂給湯器を用いて説明したが、強制循環方式等にも適用することができる。また、本実施例では一回の判定でフィルタの目詰まりを判断したが、誤報知を防ぐために複数回の判定を行ってから報知を行うようにするのも効果的である。
【００４２】
また、本実施例では循環異常が発生した際、それを報知する手段を用いたが、これは報知するにとどまらず、システムの自動停止等の安全動作を自動的に働かせるようにしても良い。
【００４３】
更に、上記実施例は、フィルタの目詰まりによる循環異常を想定して説明をしたが、その場合に限らず、別の要因によって引き起こされる循環異常の検知にも対応できることは、言うまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
本願発明に係る風呂釜給湯器は、浴槽の湯水を追焚加熱するに際して、浴槽の湯を風呂釜へ循環させる循環ポンプの停止時と動作時の浴槽水位検出手段により検出される水位変化量がある一定値を超えたか否かを判断し、基準値を超えたと判断されたときに安全動作を行わせるようにしたことから、早い段階で循環異常の原因と考えられるフィルタの目詰まり等を察知することが可能になったものである。
【００４５】
したがって、本願発明に係る風呂釜付き給湯器を使用する際には、追焚加熱防止機能の誤動作、或いは追焚加熱時の設定温度を超えるような過度の加熱がなくなり、使用者は安心して使用することができることは勿論のこと、給湯器に余計な負担をかけることがなくなることから、給湯器の故障等を減らすことができるので、非常に使い勝手が良いものとなり、実用性の大変高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る風呂釜付き給湯器の概略構成を示した図である。
【図２】図１に示した風呂釜付き給湯器の追焚加熱における湯の循環経路を説明するために示した図である。
【図３】風呂釜付き給湯器の各設定水位の位置を説明するために示した図である。
【図４】本発明を実現するための制御フローチャートである。
【符号の説明】
１０  給湯器付き風呂釜
５０  風呂追焚系
５１  熱交換器
５３  循環ポンプ
５８  圧力センサ
６０  浴槽
６１  上部循環口
６２  下部循環口
６３  フィルタ
６８  警報器
【図１】
0003892586.tif 000003
【図２】
0003892586.tif 000004
【図３】
0003892586.tif 000005
【図４】
0003892586.tif 000006