(57)【要約】【課題】緩慢な追い焚き運転を行っても浴槽水を一様に昇温可能とする。【解決手段】加熱速度の異なる複数の加熱モードのうち１つを指定して浴槽水の追い焚きを指示する追い焚き指示手段２６と、追い焚き指示手段２６にて指定された加熱モードに応じて三方切換弁２１の開度を制御すると共に、風呂ポンプ１７を駆動して浴槽水の追い焚き運転を行う制御手段３２とを備え、複数の加熱モードは、加熱速度が速いモードと遅いモードとの少なくとも２種類が予め用意されており、制御手段３２は、加熱速度が遅いモードでは、追い焚き運転の開始から終了までの間に、加熱速度が速いモードに比べて、三方切換弁２１の半開状態を維持する時間を長くした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に配置されて浴槽水を加熱する風呂熱交換器と、浴槽と前記風呂熱交換器とを浴槽水が循環可能に接続する循環回路と、前記循環回路に設けられた風呂ポンプと、前記風呂熱交換器をバイパスして前記循環回路を短絡接続するバイパス管と、前記バイパス管と前記循環回路の接続点に設けられた三方切換弁と、加熱速度の異なる複数の加熱モードのうち１つを指定して浴槽水の追い焚きを指示する追い焚き指示手段と、前記追い焚き指示手段にて指定された加熱モードに応じて前記三方切換弁の開度を制御すると共に、前記風呂ポンプを駆動して浴槽水の追い焚き運転を行う制御手段とを備えた風呂装置。
【請求項２】
前記複数の加熱モードは、加熱速度が速いモードと遅いモードとの少なくとも２種類が予め用意されており、前記制御手段は、加熱速度が遅いモードでは、追い焚き運転の開始から終了までの間に、加熱速度が速いモードに比べて、前記三方切換弁の半開状態を維持する時間を長くしたことを特徴とする請求項１記載の風呂装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴槽水の追い焚き運転を行う風呂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装置においては、貯湯タンクと、貯湯タンク内上部に配置された風呂熱交換器と、浴槽水を風呂熱交換器に循環させるための風呂循環回路と、追い焚きスイッチとを有し、貯湯タンク内の貯湯熱量が所定熱量以上ある場合の追い焚き運転時に、風呂ポンプを通常よりも高い回転数で駆動して加熱速度を速めたパワフル追い焚き運転を行うようにしたものがあった（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−９０８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、この従来のものからは、通常よりも緩慢な追い焚き運転を実現するために、風呂ポンプの回転数を通常よりも低い回転数で駆動して加熱速度を遅くすることが考えられるが、風呂ポンプの回転数を通常よりも低い回転数で追い焚き運転を行うと、浴槽へ循環される湯の流出速度も遅くなり、流出口付近のみが温度上昇して浴槽水を一様に昇温できないという課題があった。
【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、湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に配置されて浴槽水を加熱する風呂熱交換器と、浴槽と前記風呂熱交換器とを浴槽水が循環可能に接続する循環回路と、前記循環回路に設けられた風呂ポンプと、前記風呂熱交換器をバイパスして前記循環回路を短絡接続するバイパス管と、前記バイパス管と前記循環回路の接続点に設けられた三方切換弁と、加熱速度の異なる複数の加熱モードのうち１つを指定して浴槽水の追い焚きを指示する追い焚き指示手段と、前記追い焚き指示手段にて指定された加熱モードに応じて前記三方切換弁の開度を制御すると共に、前記風呂ポンプを駆動して浴槽水の追い焚き運転を行う制御手段とを備えたものとした。
【０００６】
また、前記複数の加熱モードは、加熱速度が速いモードと遅いモードとの少なくとも２種類が予め用意されており、前記制御手段は、加熱速度が遅いモードでは、追い焚き運転の開始から終了までの間に、加熱速度が速いモードに比べて、前記三方切換弁の半開状態を維持する時間を長くした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、浴槽水の循環速度を変えずに三方切換弁の開度制御によって浴槽水の加熱速度を遅くすることができるため、緩慢な追い焚き運転を行っても浴槽水を一様に昇温できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態の風呂装置の概略構成図
【図２】本発明の一実施形態の三方切換弁の（Ａ）縦断面図と（Ｂ）横断面図
【図３】同一実施形態の三方切換弁の作動を説明するための横断面図
【図４】同一実施形態の追い焚き運転を説明するためのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本実施形態の風呂装置１について、図１に基づいて説明する。
【００１０】
２は加熱装置としてのヒータ３を内部に備え、湯水を貯湯する貯湯タンク、４は貯湯タンク２の底部に給水する給水管、５は貯湯タンク２の頂部から出湯する出湯管、６は給水管４から分岐された給水バイパス管、７は出湯管５からの湯と給水バイパス管６からの水とを混合する混合弁、８は混合弁７と給湯栓９とを接続する給湯管、１０は給湯管８に設けられ、混合弁７からの給湯流量を検出する給湯流量センサ、１１は混合弁７からの湯水の温度を検出する給湯温度センサ、１２は貯湯タンク２の側面上下に複数設けられて貯湯タンク２内の湯水の温度を検出する貯湯温度センサである。
【００１１】
１３は貯湯タンク２内の上部に設けられて貯湯タンク２内の湯を熱源として浴槽水を加熱する風呂熱交換器、１４は風呂熱交換器１３と浴槽１５とを浴槽水が循環可能に接続する風呂循環回路、１６は風呂循環回路１４の一方（戻り管１４Ａ）と他方（往き管１４Ｂ）とをバイパス接続する風呂バイパス管、１７は戻り管１４Ａに設けられ浴槽水を風呂熱交換器１３へ送る風呂ポンプ、１８は風呂ポンプ１７と浴槽１５との間の戻り管１４Ａに設けられ浴槽１５内の浴槽水の水位を圧力により検出する水位センサ、１９は戻り管１４Ａに設けられ浴槽１５から戻ってくる浴槽水の温度を検出する風呂温度センサ、２０は風呂ポンプ１７の下流側に設けられ風呂循環回路１４内の流水の有無を検出する流水スイッチである。
【００１２】
風呂循環回路１４の戻り管１４Ａと風呂バイパス管１６の分岐点には、三方切換弁２１が設けられており、三方切換弁２１の第１の開口部２１Ａは戻り管１４Ａの風呂熱交換器１３側と接続され、第２の開口部２１Ｂは風呂バイパス管１６と接続され、第３の開口部２１Ｃは戻り管１４Ａの浴槽１５側と接続されている。
【００１３】
２２は給湯管８から分岐されて風呂循環回路１４の戻り管１４Ａに接続される湯張り管、２３は湯張り管２２を流れる湯水の流量（湯張り流量）を検出する湯張り流量センサ、２４は湯張り管２２の開閉を行う湯張り電磁弁、２５は風呂循環回路１４から給湯管８への湯水の逆流を阻止する逆止弁である。
【００１４】
２６はこの風呂装置１の操作部としてのリモートコントローラで、風呂装置１の作動状態や給湯設定温度や風呂設定温度などの設定状態を表示する表示部２７と、給湯設定温度や風呂設定温度を変更するための変更スイッチ２８と、浴槽１５へ設定量の湯張りを行った後設定時間だけ保温運転を実施する風呂自動運転を行わせる風呂自動スイッチ２９と、浴槽１５内の浴槽水を風呂設定温度＋αまで加熱する追い焚き運転を行わせる追い焚きスイッチ３０と、後述する追い焚き運転の加熱モードを設定する加熱モード設定スイッチ３１とが設けられている。
【００１５】
３２は給湯流量センサ１０、給湯温度センサ１１、貯湯温度センサ１２、水位センサ１８、風呂温度センサ１９、流水スイッチ２０、湯張り流量センサ２３の検出値が入力され、三方切換弁２１、ヒータ３、混合弁７、風呂ポンプ１７、湯張り電磁弁２４の作動を制御して、貯湯タンク２内の湯水を沸き上げ目標温度に加熱する沸き上げ運転、給湯設定温度の湯水を給湯する給湯運転、前記風呂自動運転、前記追い焚き運転および前記配管クリーニング運転を行わせると共に、リモートコントローラ２６と通信可能に接続された制御部である。この制御部３２は、予め風呂装置の各種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。
【００１６】
また、制御部３２は、加熱モード設定スイッチ３１で設定される追い焚き運転の複数の加熱速度毎の三方切換弁２１の開度制御ルールが予め記憶されており、加熱速度の異なる複数の加熱モードとして、急速モード、通常モード、緩慢モードとが加熱モード設定スイッチ３１により選択設定可能としており、リモートコントローラ２６の追い焚きスイッチ３０と加熱モード設定スイッチ３１とで追い焚き指示手段を構成している。
【００１７】
次に、本発明の一実施形態の三方切換弁２１を図面に基づいて説明する。
図２（Ａ）は三方切換弁２１の縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。３３はＴ字状の弁ケース、３４は球状の弁体、３５は弁体３４を回動させるステッピングモータ、３６は弁体３４を回動可能にステッピングモータ３５と連結する弁軸である。
【００１８】
弁ケース３３には、弁軸３６の軸線方向に直交する方向において対向して開口された第１の開口部２１Ａおよび第２の開口部２１Ｂと、弁軸３６の軸線方向において開口された第３の開口部２１Ｃとを有し、内部に弁体３４が収められる弁室３７が形成されて、全体としてＴ字状の流路が形成されている。この弁ケース３３は鋳物製あるいは樹脂製で、第１の開口部２１Ａと第３の開口部２１Ｃと弁室３７が形成されている弁ケース３３Ａと、第２の開口部２１Ｂが形成されている弁ケース３３Ｂの２部品で形成されている。
【００１９】
弁室３７内の第１の開口部２１Ａに対応する位置には、球状の弁体３４の外表面と接触して弁室３７内と第１の開口部２１Ａ間をシールする第１のシートリング３８が配置され、弁室３７内の第２の開口部２１Ｂに対応する位置には、球状の弁体３４の外表面と接触して弁室３７内と第２の開口部２１Ｂ間をシールする第２のシートリング３９が配置され、弁体３４の外周の弁室３７は第３の開口部２１Ｃに連通している。
【００２０】
弁体３４には、弁軸３６の軸線方向に直交する方向に開口された第１ポート４０と、第３の開口部２１Ｃに対応して弁軸３６の軸線方向に開口された第２ポート４１とが開口されてＬ字状の流路が形成されていると共に、第１ポート４０の１８０°背面側に球状の弁体３４を削って弁軸３６の軸線方向に平行な第１の平面部４２が形成され、弁軸３６の軸線方向に直交する平面において、弁軸３６の一方向周りに第１ポート４０から９０°離間して球状の弁体３４を削って弁軸３６の軸線方向に平行な第２の平面部４３が形成されている。
【００２１】
第１の平面部４２および第２の平面部４３の直径αは同一で、かつ第１ポート４０の開口端の直径βよりも大径にしており、第１ポート４０が弁室３７内に連通し、第１の開口部２１Ａと第２の開口部２１Ｂとが球状の弁体３４と第１、第２のシートリング３８、３９によって閉鎖された閉止状態から、ステッピングモータ３５の駆動により弁体３４が回動する際に、第１ポート４０が第１のシートリング３８または第２のシートリング３９を超えて第１の開口部２１Ａまたは第２の開口部２１Ｂに連通するよりも先に、第１の平面部４２および第２の平面部４３が第２のシートリング３９または第１のシートリング３８を超えて第２の開口部２１Ｂまたは第１の開口部２１Ａに連通するようにしている。
【００２２】
次に、弁体３４の回動時の状態を、図３に示す弁体３４の回動する状態を説明するための横断面図に基づいて説明する。なお、第１、第２のシートリング３８、３９上の黒点は、球形状の弁体３４と直線形状のシート面との間のシール位置を説明するために便宜上示したものである。
【００２３】
図３（Ａ）では第１ポート４０が９０°の位置に向けられ、弁室３７と第１の開口部２１Ａと第２の開口部２１Ｂとが球状の弁体３４と第１のシートリング３８および第２のシートリング３９との全面接触によって閉鎖され、第１の開口部２１Ａ、第２の開口部２１Ｂ、第３の開口部２１Ｃの全てが閉止された全閉状態となっている。
【００２４】
図３（Ｂ）では、（Ａ）の状態から弁体３４を反時計回りに４５°回動させた状態を示し、第１ポート４０が第１の開口部２１Ａおよび弁室３７に連通すると共に、第１の平面部４２および第２の平面部４３の反時計回り下流側においては、球状の弁体３４と第２のシートリング３９との間に最大の隙間が発生し、弁室３７と第２の開口部２１Ｂとが連通している半開状態となる。
【００２５】
図３（Ｃ）では、（Ｂ）の状態から弁体３４を反時計回りにさらに４５°回動させた状態を示し、球状の弁体３４の外周面が第１のシートリング３８と第２のシートリング３９とに接触し、第１ポート４０は第１の開口部２１Ａのみと連通すると共に、第２の開口部２１Ｂは弁室３７と連通していない状態となる。ここで、第１の開口部２１Ａは熱交換器と接続されているため、この状態を熱交側と呼ぶ。
【００２６】
図３（Ｄ）では、（Ａ）の状態から弁体３４を時計回りに９０°回動させた状態を示し、球状の弁体３４の外周面が第１のシートリング３８と第２のシートリング３９とに接触し、第１ポート４０は第２の開口部２１Ｂのみと連通すると共に、第１の開口部２１Ａは弁室３７と連通していない状態となる。ここで、第２の開口部２１Ｂはバイパス管１６と接続されているため、この状態をバイパス側と呼ぶ。
【００２７】
＜沸き上げ運転＞
次に、沸き上げ運転について説明する。本実施形態の風呂装置１は電源として深夜時間帯の電力料金単価が安価な契約電力を用いており、制御部３２は、深夜時間帯になると過去の給湯実績等から翌日に必要な貯湯量を算出し、この貯湯量を深夜時間帯の終了時刻に沸き上げ完了するように沸き上げ開始時刻を算出し、沸き上げ開始時刻になるとヒータ３を駆動開始して貯湯タンク２内の湯水を沸き上げ、深夜時間帯の終了時刻にヒータ３を駆動停止して沸き上げ運転が行われる。
【００２８】
＜給湯運転＞
次に、給湯運転について説明する。使用者が給湯栓９を開くと、給湯流量センサ１０が給湯流量を検出して制御部３２による給湯運転の制御が開始され、給水管４からの水が貯湯タンク２の底部に流入し、貯湯タンク２上部から高温の湯水を押し出して出湯管５から流出し、混合弁７で給水バイパス管６からの低温の水と混合され、混合弁７の制御部３２による給湯温度センサ１１の検出値に基づいた開度調節によって給湯設定温度の湯水となって給湯栓９から給湯され、給湯栓９が閉止されると給湯運転が停止される。
【００２９】
＜追い焚き運転＞
次に、追い焚き運転について図４のフローチャートに基づいて説明する。
追い焚きスイッチ３０がＯＮされると（ステップＳ１でＹ）、制御部３２は追い焚き運転を開始して、三方切換弁２１を全閉側（図３（Ａ）の位置）に切り換え（ステップＳ２）、風呂ポンプ１７に呼び水を行う（ステップＳ３）。
【００３０】
呼び水を終えると制御部３２は、ステップＳ４６で三方切換弁２１をバイパス側（図３（Ｄ）の位置）に切り換えて、ステップＳ５で風呂ポンプ１７を駆動し、流水スイッチ２０が流水を検出するか否かを確認する（ステップＳ６）。
【００３１】
浴槽１５内に循環可能な水位以上に浴槽水が存在している場合、流水スイッチ２０が流れを検出し（ステップＳ６でＹ）、制御部３２は、加熱モード設定スイッチ３１で設定されている加熱モードが急速モードかどうかを判定する（ステップＳ７）。
【００３２】
加熱モードが急速モードでないと判定すると（ステップＳ７でＮ）、三方切換弁２１をバイパス側（図３（Ｄ）の位置）から半開側（図３（Ｂ）の位置）に向けて図３上の時計回りに弁体３４を回動すべくステッピングモータ３５を駆動する（ステップＳ８）。
【００３３】
そして、三方切換弁２１の弁体３４が図３（Ｄ）の位置まで回動すると、三方切換弁２１が半開状態となり、浴槽１５には風呂バイパス管１６からの非加熱の浴槽水と風呂熱交換器１３からの加熱後の浴槽水とが混合されて供給される。
【００３４】
次に、制御部３２は、加熱モード設定スイッチ３１で設定されている加熱モードが緩慢モードかどうかを判定し、緩慢モードでないと判定すると（ステップＳ９でＮ）、通常モードでの追い焚き運転を開始し、三方切換弁２１を半開側へ切り換えてからの時間をカウント開始し、三方切換弁２１を半開側へ切り換えてから所定時間が経過すると（ステップＳ１０でＹ）、風呂熱交換器１３内の高温の滞留水は全て排出しきったとして、三方切換弁２１を熱交側（図３（Ｃ）の位置）に切り換えて（ステップＳ１１）、浴槽１５内の浴槽水を全て風呂熱交換器１３へ循環させて浴槽水を循環加熱するようにしている。
【００３５】
そして、風呂温度センサ１９で検出する浴槽水の温度が風呂設定温度以上であると（ステップＳ１２でＹ）、風呂ポンプ１７を停止する（ステップＳ１３）と共に、三方切換弁２１を全閉側（図３（Ａ）の位置）として風呂循環回路１４の循環を遮断し（ステップＳ１４）、リモートコントローラ２６により追い焚き運転が完了した旨の報知を行って（ステップＳ１５）、追い焚き運転を終了する。
【００３６】
前記ステップＳ７で加熱モードが急速モードであると判定した場合は、三方切換弁２１を半開側で固定せずに一気に熱交側（図３（Ｃ）の位置）として、風呂熱交換器１３内に滞留している高温の滞留水をそのまま浴槽１５内へ供給し、高温の滞留水の熱を利用した素早い追い焚き運転を行うようにしている。
【００３７】
なお、この急速モードでは、三方切換弁２１を半開側にしない例で説明したが、これに限られず、三方切換弁２１を半開側にしている時間を通常モードよりも短い時間とすることとしてもよい。
【００３８】
また、前記ステップＳ９で加熱モードが緩慢モードであると判定した場合は、三方切換弁２１を熱交側に切り換えることなく半開状態のままで追い焚き運転を継続し、風呂熱交換器１３での加熱量を低減させた状態で浴槽１５へ循環吐出される浴槽水の温度上昇が抑制された緩慢な追い焚き運転を行うようにしており、このとき風呂ポンプ１７の回転数は通常モードと同一の回転数のままとしているため、緩慢な追い焚き運転を行っても浴槽水の循環速度は変わらず、浴槽内の浴槽水を一様に昇温できる。
【００３９】
なお、この緩慢モードでは、三方切換弁２１を半開側にした状態で最後まで追い焚き運転を行う例で説明したが、これに限られず、三方切換弁２１を半開側にしている時間を通常モードよりも長い時間とすることとしてもよい。
【００４０】
一方、浴槽１５内に循環できる量の浴槽水が貯められていない等によって前記ステップＳ６で流水が検知できない場合は（ステップＳ６でＮ）、直ちに風呂ポンプ１７を停止し（ステップＳ１６）、三方切換弁２１を初期位置である全閉側（図３（Ａ）の位置）に切り換え（ステップＳ１７）、リモートコントローラ２６により追い焚き運転が行えない旨のエラー報知を行って（ステップＳ１８）、追い焚き運転を終了する。
【００４１】
このように、浴槽水の循環速度を変えずに三方切換弁の開度制御によって浴槽水の加熱速度を遅くすることができるため、緩慢な追い焚き運転を行っても浴槽水を一様に昇温できる。
【００４２】
なお、本発明は上記一実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で変更可能なもので、上記一実施形態では三方切換弁２１を戻り管１４Ａ側に設けているが、往き管１４Ｂ側に設けてもよく、また、加熱手段３として貯湯タンク２内に電熱ヒータを設けた構成で説明したが、これに限らず、貯湯タンク２の下部と上部とを接続する循環回路中にヒートポンプ式の加熱手段を設けた構成としてもよいものである。
【００４３】
また、複数の加熱モードとして急速モード、通常モード、緩慢モードの３つを例として説明したが、通常モードと緩慢モードの２つ、あるいは４つ以上の加熱モードとしてもよいもので、三方切換弁２１の制御によって速度の異なる複数の加熱モードを実現可能である。
【００４４】
また、加熱モードの選択を加熱モード設定スイッチ３１によって選択可能な例で説明したが、これに限らず、例えば水位センサ１８等によって浴槽１５内に人が入浴していることを検知している間は緩慢モードを選択し、図示しない照度センサ等によって浴室内に人がいないと判断できるような場合に急速モードを選択するような構成としてもよいものである。
【符号の説明】
【００４５】
１  風呂装置
２  貯湯タンク
３  ヒータ
４  給水管
５  出湯管
６  給水バイパス管
７  混合弁
８  給湯管
９  給湯栓
１０  給湯流量センサ
１１  給湯温度センサ
１２  貯湯温度センサ
１３  風呂熱交換器
１４  風呂循環回路
１４Ａ  戻り管
１４Ｂ  往き管
１５  浴槽
１６  風呂バイパス管
１７  風呂ポンプ
１８  水位センサ
１９  風呂温度センサ
２０  流水スイッチ
２１  三方切換弁
２１Ａ  第１の開口部
２１Ｂ  第２の開口部
２１Ｃ  第３の開口部
２２  湯張り管
２３  湯張り流量センサ
２４  湯張り電磁弁
２５  逆止弁
２６  リモートコントローラ
２７  表示部
２８  変更スイッチ
２９  風呂自動スイッチ
３０  追い焚きスイッチ
３１  加熱モード設定スイッチ
３２  制御部
３３Ａ、３３Ｂ  弁ケース
３４  弁体
３５  ステッピングモータ
３６  弁軸
３７  弁室
３８  第１のシートリング
３９  第２のシートリング
４０  第１ポート
４１  第２ポート
４２  第１の平面部
４３  第２の平面部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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