(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴水を浴槽と清浄化機構の間を循環させて浄化する浴水清浄化装置において、
前記浴水を導入し、加熱して蓄えるための蓄熱槽と、
前記蓄熱槽において、深夜電力により加熱するための手段と、
前記蓄熱槽からの湯を浴槽に供給するための手段と、
前記浴水の温度を検出するための手段と、
前記蓄熱槽における蓄湯の温度を検出するための手段と、
外気温度を検出するための手段と、
前記蓄熱槽において蓄えられている蓄湯を所定温度まで加熱するに要する熱量を演算する第１演算装置と、
前記外気温度を検出するための手段からの外気温度から、深夜時間帯に放出される熱量を演算する第２演算装置と、
前記浴水の温度が設定温度よりも低い場合、該浴水を設定温度まで加熱するに要する熱量を演算する第３演算装置と、
前記第１演算装置と第２演算装置及び第３演算装置により演算された熱量の総量に相当する熱量を前記深夜電力により加熱するための手段により得るための加熱時間を演算する加熱時間演算装置と、
前記演算された加熱時間、前記加熱するための手段を深夜電力により稼働させるための手段と、
を備えたことを特徴とする浴水清浄化装置。
【請求項２】
前記蓄熱槽の上下方向位置における蓄湯の温度と該上下方向位置における蓄湯の量を検出するための手段を更に設け、
前記熱量を演算する第１演算装置が、前記検出するための手段からの検出値に基づいて、前記上下方向位置毎に蓄湯を所定温度まで加熱するに必要な熱量を別々に求め、これを合算する、
請求項１に記載の浴水浄化装置。
【請求項３】
前記稼働させるための手段が、
深夜電力終了時間から前記演算された加熱時間だけ遡った時間を加熱開始時点とし、この時点から前記加熱するための手段に加熱を開始させる、
請求項１に記載の浴水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は浴水浄化装置に関する。
浴槽の湯を汲み上げて所定の浄化機構に通した上で、再び浴槽に戻す行程を繰り返して、浴槽の湯を絶えず清浄に保つ浴水浄化装置が近年広く普及している。
このような浴水浄化装置においては、循環ポンプにより浴水を強制的に循環させ、活性炭等によるろ過やオゾン等による殺菌を行うと同時に電気ヒータにより所定の温度を保つようになっているが、近年深夜電力を用いて低コストで温度を保つ装置が提案されている。
深夜電力を用いる場合は、通常蓄熱槽を用い、ここに深夜電力により低コストで加熱した高温水を溜めておき、適宜この高温水を浴槽に供給して浴水の温度を維持する構成になっている。
ところで、深夜電力は時間帯が予め決められており、その時間帯内にのみ電力が供給されるようになっているが、この深夜時間帯に電力使用が分散されるように通電制御を行って加熱を行うことが望ましい。
この通電制御として、現在は蓄熱槽の水を所望の温度まで加熱するに要する時間を計算し、深夜電力の終了時刻から該時間さかのぼった時刻に、時計によりヒータの通電を開始し、深夜電力の終了時刻に通電を終了させ、この時に丁度蓄熱槽の水が所定温度に沸き上がっているようにしている。
このような通電制御により電力消費の効率化を図ることができる。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記した通電制御を行った場合、加熱に要する時間の計算に誤りや誤差があった場合には、所定温度まで蓄熱槽の温度が上昇しない問題が生ずる。特に、外気温度が低く、放熱が大きい場合や、浴槽の浴水の温度低下が大きく、浴水の昇温に大きな熱量をとられる場合などには、蓄熱槽温度が十分に上昇しない危険がある。
本発明は上記した従来技術の問題点を解決することを目的とする。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、浴水を浴槽と清浄化機構の間を循環させて浄化する浴水清浄化装置において、前記浴水を導入し、加熱して蓄熱槽と、前記蓄熱槽において、深夜電力により加熱するための手段と、前記蓄熱槽からの湯を浴槽に供給するための手段と、前記浴水の温度を検出するための手段と、前記蓄熱槽における蓄湯の温度を検出するための手段と、外気温度を検出するための手段と、前記蓄熱槽において蓄えられている蓄湯を所定温度まで加熱するに要する熱量を演算する第１演算装置と、前記外気温度を検出するための手段からの外気温度から、深夜時間帯に放出される熱量を演算する第２演算装置と、前記浴水の温度が設定温度よりも低い場合、該浴水を設定温度まで加熱するに要する熱量を演算する第３演算装置と、前記第１演算装置と第２演算装置及び第３演算装置により演算された熱量の総量に相当する熱量を前記深夜電力により加熱するための手段により得るための加熱時間を演算する加熱時間演算装置と、前記演算された加熱時間、前記加熱するための手段を深夜電力により稼働させるための手段と、を備えたことを特徴とする。
蓄熱槽における蓄湯を所定温度まで加熱するに要する熱量に加えて、放熱量と浴水の温度が低い時にこれを設定温度まで昇温するための熱量を演算し、これらの熱量に相当する加熱時間を計算し、該加熱時間だけ加熱するための手段を深夜電力により稼働させる。これにより、蓄湯を所定温度まで精度良く加熱することが可能になる。
なお、前記蓄熱槽における蓄湯は、通常その内部において温度の高い熱水と温度の低い浴水とに分離しており、加温に必要な熱量を演算するに際して全体として取り扱うことは現実的ではない。そこで、前記蓄熱槽の上下方向位置における蓄湯の温度と該上下方向位置における蓄湯の量を検出するための手段を更に設け、上下方向位置毎に蓄湯を所定温度まで加熱するに必要な熱量を別々に求め、これを合算することが望ましい。
また加熱時間が算出されたら、深夜電力時間帯において該加熱時間だけ加熱するための手段を稼働すれば良いが、深夜電力終了時間からこの加熱時間だけ遡った時間を加熱開始時点とし、この時点から加熱を開始させるように構成することが、深夜電力の効率的な利用の点から望ましい。
【０００４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本体１は通常屋外に設置され、浴槽２とは、入水管３、出水管４によりつながっている。使用者は浴室の壁面に取り付けられたリモコン５により、運転、停止及び浴水の保温を行うか否かの選択、浴水の保温温度の設定等を行うようになっている。リモコン５は、本体内の制御装置６とコードにより接続されており、本体内の運転状態・湯温・時刻・各種警告等の表示を表示装置において行うようになっている。入水管３の先の浴槽内には、プレフィルター７を内蔵した吸水口８が接続され、髪の毛等を取り除いた浴水が本体に吸い込まれるようになっている。
【０００５】
入水管３の他方の本体内には、循環ポンプ９が取り付けられ、また入水管３の途中には、循環ポンプ停止時に本体内の浴水が浴槽内に戻らないように、水用逆止弁１０が取り付けられている。循環ポンプ９出水側にて流路が２方向に分かれ、一方は絞り１１を介して、濾過材タンク１２へ、他方は蓄熱槽１３の下部の入水側にホースでつながれている。
【０００６】
濾過材タンク１２の中には、セラミックボール・活性炭等の濾過材１５が入っており、浴水の浄化を行う。濾過材が長期の使用で目詰まりした場合、タンク蓋１６を開けて、濾過材を取り出し、水道水にて手洗いできるようになっている。濾過材タンク１２の出水側は、ミキシングバルブ１７の一方の入水側にホースでつながれている。
【０００７】
なお循環ポンプ９には並列に水不足センサ１４が設けられ、浴水の水位低下を検出できるようになっている。この水不足センサ１４は循環ポンプ９の差圧を検知する方式のもので、一方のチューブは循環ポンプ９入水側に、他方のチューブは循環ポンプ９出水側に接続されている。
【０００８】
蓄熱槽１３上部はミキシングバルブ１７の他方の入水側とホースにて接続されている。ミキシングバルブ１７は、濾過材タンク１２を通った浴水と蓄熱槽１３上部より出てきた熱水を、内部の弁を調節して、適切な所定の湯温にして、ジェットノズル２１より浴槽２に吐出させるようになっている。
入水管３には、入水側湯温センサ２０が取り付けられており、使用者が設定した保温温度より、入水側湯温センサ２０で検知した浴水温度が下がった場合は、制御装置６はミキシングバルブ１７を制御して、浴水と熱水を混合して所定温度にした上で浴槽に吐出し、浴水温度が保温温度より所定値（０．５°Ｃ程度）上回ったら、浴水のみを浴槽に吐出する。ミキシングバルブ１７の弁は、パルスモータ等で制御され、図３に示すようにその初期位相を決定するための位相検知センサが内蔵されている。
尚、浴水（４０°Ｃ程度）と熱水は密度が異なるため、蓄熱槽１３から吐出した熱水分だけ浴水が蓄熱槽１３に入り、蓄熱槽１３内で浴水と熱水は混合しない。
【０００９】
ミキシングバルブ１７の吐出側は、出水管４を経由してジェットノズル２１につながっている。２２は出水側湯温センサであり、混合された混合水の温度を計測する。ジェットノズル２１にはジェット用電磁弁２３、オゾン発生器２４がエアーチューブ２５を介して接続され、入浴時以外のクリーン運転中には、ジェット用電磁弁２３とオゾン発生器２４をオンして、オゾンの混じった空気をジェットノズル２１より出して、浴水を殺菌するようになっている。入浴時は、オゾン発生器２４をオフし、リモコン５のジェットキーによりジェット用電磁弁２３をオンオフして、ジェット有り無しを選べるようにしている。ジェットノズル２１は、内径を細くして空気が混入するようになっている。
【００１０】
蓄熱槽１３には下部に蓄熱ヒータ１８と蓄熱槽下部湯温センサ１９が装着されており、深夜電力を利用して、槽内の浴水を所定の温度に加熱し熱水にするようになっている。また、上部には蓄熱槽上部湯温センサ２９が装着されている。更に上下方向の所定位置に▲１▼〜▲５▼の５個の給水量検出センサ３０が設けられており、蓄湯の量を検出できるようになっている。この給水量検出センサ３０は、この実施形態では湯温センサになっており、その取り付け位置と蓄熱槽１３の容積との関係が明確に規定されている。図２の（Ａ）に給水量検出センサ３０の▲１▼〜▲５▼の取り付け位置とその間の蓄熱槽１３の水量を示す。また蓄熱槽下部湯温センサ１９と蓄熱槽上部湯温センサ２９の大体の位置関係も示す。
このような、給水量検出センサ３０の配列により、蓄熱槽１３における低温の浴水（この例では６０℃未満と規定する）と高温の熱水（６０℃以上）の量と温度（高低の判別）が検出できる。
図２の（Ｂ）に各センサ▲１▼〜▲５▼の温度（６０℃未満か以上か）の判定と、低温の浴水の量との関係を示す。
なお本体１には更に外部の温度を計測するための外気温度検出センサ２７が備えられている。
【００１１】
なお、この実施形態では給水量検出センサ３０は所定の閾値（６０℃）を基準とした高低の判別のみを行い、閾値未満の場合を浴水、閾値以上の場合を熱水に区分し、その温度は浴水に関しては蓄熱槽下部湯温センサ１９により検出した温度を一律に浴水の温度とし、熱水に関しては蓄熱槽上部湯温センサ２９により検出した温度を一律に熱水の温度としている。
従って、給水量検出センサ３０は閾値未満か以上かの判定が行えれば良く、絶対的な温度を計測する必要はない。
但し、各給水量検出センサ３０に絶対的な温度を計測させ、▲１▼〜▲５▼の各階層毎に検出した温度を採用して、後記する熱量を算出することも可能である。
【００１２】
給水量検出センサ３０及び蓄熱槽下部湯温センサ１９と蓄熱槽上部湯温センサ２９、更に外気温度検出センサ２７と入水側湯温センサ２０により検出された温度は制御装置６に入力され、ここで熱量の演算がなされるようになっている。
制御装置６には加熱時間演算装置５０と第１演算装置５１、第２演算装置５２、第３演算装置５３が設けられており、熱量の演算とこれに基づく加熱時間の演算がなされるようになっている。
【００１３】
第１演算装置５１は蓄熱槽１３の蓄湯を所定温度まで加熱するに要する熱量を演算する。
前記したようにこの実施形態では、給水量検出センサ３０により熱水と浴水とを判別して▲１▼〜▲５▼の階層毎に水量を算出するようになっている。
給水量検出センサ３０の各センサ▲１▼〜▲５▼の検出温度を下から順にチェックし、６０℃を閾値として高低が判定されると、その判定結果に応じて図２の（Ｂ）に示すように浴水量が算出できる。熱水量は蓄熱槽１３が満水の時の水量から該浴水量を差し引いた値となる。
このように浴水量と熱水量が検出できたら、次のように所定温度まで加熱するに必要な熱量を算出する。その際、浴水の温度として蓄熱槽下部湯温センサ１９の検出温度を用い、熱水の温度として蓄熱槽上部湯温センサ２９の温度を用いる。
熱量Ａ＝（沸き上げ温度ー蓄熱槽下部湯温センサ１９の検出温度）×浴水量
熱量Ｂ＝（沸き上げ温度ー蓄熱槽上部湯温センサ２９の検出温度）×熱水量
【００１４】
次に、第２演算装置５２は外気温度検出センサ２７からの外気検出温度に基づいて、深夜電力時間帯に放出される熱量を演算する。この熱量は経験的に或いは実験的に外気温度と放出熱量の関係を求めておき、両者の関係から求める。
【００１５】
制御装置６は入水側湯温センサ２０により検出された循環する浴水の温度を入力し、設定された保温温度より低いか否か判定し、低い場合には第３演算装置５３に保温温度まで加熱するための熱量を演算させるようになっている。即ち、下記の演算を行うようになっている。
熱量Ｃ＝（保温温度ー入水側湯温センサ２０の検出温度）×浴水容量
なお、ここで浴水容量は浴槽２の容量と、循環経路におけるパイプや濾過材タンク１２の容量等から予め算出しておけば良い。
【００１６】
以上の第１演算装置５１、第２演算装置５２、第３演算装置５３により演算した熱量Ａ、Ｂ、Ｃ及び放出熱量に基づいて加熱時間演算装置５０は蓄熱ヒータ１８による必要な加熱時間を下記のように計算するようになっている。
必要な加熱時間Ｔ
＝（熱量Ａ＋熱量Ｂ＋熱量Ｃ＋放出熱量）／時間当たり蓄熱ヒータ１８の発熱量
加熱時間演算装置５０で算出した上記加熱時間Ｔの間、制御装置６は蓄熱ヒータ１８を稼働させて蓄熱槽１３における加熱を行うようになっている。
この実施形態では、深夜電力終了時刻から上記加熱時間Ｔを引いた時間を加熱開始時間として蓄熱ヒータ１８の加熱を開始し、丁度深夜電力時間帯終了時にＴ時間加熱を終了するようになっている。この構成により深夜電力消費の平均化を図ることができる。これらの制御は時計２６を用いて行うようになっている。
【００１７】
以上の構成により蓄熱槽１３において、蓄熱槽１３の蓄湯の温度だけではなく、浴槽２等の浴水の温度や外気温度等を勘案した加熱が行え、加熱不足等を生じる危険がない。また、蓄熱槽１３においては給水量検出センサ３０により浴水と熱水の量を別々に検出して加熱時間を決定しているため、更に精度の高い加熱を行える。
【００１８】
図３に電気ブロック図を示す。
リモコン５は、本体１内の制御装置６とは通信コード１０１により接続されており、通信インターフェース１０２を介して、ＣＰＵ１０３に接続されている。ＣＰＵ１０３はＲＯＭ、ＲＡＭを内蔵したワンチップマイコンである。キー１０４と制御装置内のＣＰＵ２０１からの情報により、ドライバ１０５を介して、ＬＣＤ１０６、ＬＥＤ１０７に所定の表示をすると共に、ブザー１０８を鳴らす。キー１０４には、運転キー、ジェットキー、入浴キー、保温を行うか否か選択する保温キー、及びその保温温度設定キー等がある。
【００１９】
本体内の制御装置６には、水不足センサ１４、入水側湯温センサ２０、出水側湯温センサ２２、蓄熱槽下部湯温センサ１９、蓄熱槽上部湯温センサ２９、給水量検出センサ３０、及び時計２６、外気温度検出センサ２７、ミキシングバルブ１７の位相検知センサ等と、出力装置である蓄熱ヒータ１８、循環ポンプ９、殺菌装置であるオゾン発生器２４、ジェット用電磁弁２３、ミキシングバルブ１７等がリレーやドライバ等を介して接続されている。
更にＡＣ１００Ｖ交流電源側漏電ブレーカ２０２を経由したＡＣ１００Ｖ、トランス２０３及びＡＣ２００Ｖ深夜電力側漏電ブレーカ２０４が接続されている。
【００２０】
次に制御装置６の説明を行う。
直流電源２０５はトランス２次電圧を受け、回路電圧Ｖｃｃ（＋５Ｖ）、殺菌装置やジェット用電磁弁の電源であるＶｄ（＋１２Ｖ）、ミキシングバルブ１７のステッピングモータの電源であるＶｂ（＋３６Ｖ）を発生している。リモコン５側からの通信コード１０１は、通信インタフェース２０６を介して、ＣＰＵ２０１に接続され、リモコン側のＣＰＵ１０３と情報交換を行うようになっている。各湯温センサ２０、２２、１９、２９、３０は、必要とする温度範囲にわたって電圧が変化するように、電圧変換器２０７を経由してＣＰＵ２０１のＡＤ入力端子につながっている。
【００２１】
リモコン５内の運転キーを押して、運転モードにすると、リレー２１１がオンして循環ポンプ９が通電され、浴水を循環する。通常は、ドライバ２１２をオンしてオゾン発生器２４を動作させて浴水を殺菌しているが、リモコン内の入浴キーを押すと入浴モードとなり、１時間の間ドライバ２１２をオフして殺菌装置を止め、使用者がオゾンをかがないようにしている。
【００２２】
入浴モード中、ジェットキーを押すとドライバ２１３がオンしてジェット用電磁弁２３に通電し、空気をジェットノズルに与え泡のある水流を楽しめるようになっている。そしてもう１度押すとドライバ２１３はオフして、泡のない水流となる。なお、入浴キーを押して１時間以降はクリーンモードに自動的に替わり、ドライバ２１２、ドライバ２１３がオンしてオゾンの混じった空気がジェットノズルに与えられ、浴水が殺菌される。
【００２３】
電源投入時にミキシングバルブ１７内のモータを動かし、位相検知センサの信号を受けて初期セットする。循環ポンプ９運転中は、リモコン内の温度設定キーにより設定された保温温度と、入水側湯温センサ２０の検知温度を比較し、ミキシングバルブ１７内のモータを動かし、弁を調節して浴水温度を保温温度〜保温温度＋０．５°Ｃの範囲に制御するように構成されている。
なおジェット用電磁弁２３、オゾン発生器２４がジェットノズル２１にエアーチューブ２５を介して接続され、入浴時以外のクリーン運転中には、ジェット用電磁弁２３とオゾン発生器２４をオンして、オゾンの混じった空気をジェットノズル２１より出して、浴水を殺菌するようになっている。入浴時は、オゾン発生器２４をオフし、リモコン５のジェットキーによりジェット用電磁弁２３をオンオフして、ジェット有り無しを選べるようにしている。ジェットノズル２１は、内径を細くして空気が混入するようになっている。
なお、２１６はＥＥＰＲＯＭで使用者の設定した保温温度や運転モード等の設定値を記憶しており、停電後の再通電時に再設定しなくても済むようにしている。
【００２４】
深夜電力通電開始検知器２０８は、深夜電力ＡＣ２００Ｖの通電開始を検知し、制御装置６は、前記したように第１演算装置５１、第２演算装置５２、第３演算装置５３及び加熱時間演算装置５０により算出した時間Ｔに基づくヒータ通電開始時間を時計２６により検出し、該ヒータ通電開始時刻が到来したら、ドライバ２０９により、蓄熱用ヒータリレー２１０を制御して、蓄熱ヒータ１８をオンとする構成となっている。そして深夜電力時間帯の終了とともに蓄熱ヒータ１８を停止するようになっている。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の浴水浄化装置によれば、深夜電力を用いて蓄熱槽における加熱を行うに際して、単に蓄熱槽における温度だけではなく、放出熱量や浴槽等における浴水の温度等も勘案して加熱を行うため、確実な加熱を行える。また通電制御をおこなう場合でも、深夜電力時間帯に確実に所望の加熱を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略ブロック図。
【図２】本発明の一実施形態における給水量検出センサ３０による検出の説明図。
【図３】本発明の一実施形態における制御装置等の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１：本体、２：浴槽、３：入水管、４：出水管、５：リモコン、６：制御装置、７：プレフィルター、８：吸水口、９：循環ポンプ、１０：水用逆止弁、１１：絞り、１２：濾過材タンク、１３：蓄熱槽、１４：水不足センサ、１５：濾過材、１６：タンク蓋、１７：ミキシングバルブ、１８：蓄熱ヒータ、１９：蓄熱槽下部湯温センサ、２０：入水側湯温センサ、２１：ジェットノズル、２２：出水側湯温センサ、２３：ジェット用電磁弁、２４：オゾン発生器、２５：エアーチューブ、２６：時計、２７：外気温度検出センサ、３０：給水量検出センサ、５０：加熱時間演算装置、５１：第１演算装置、５２：第２演算装置、５３：第３演算装置、１０１：通信コード、１０２：通信インターフェース、１０３：ＣＰＵ、１０４：キー、１０５：ドライバ、１０６：ＬＣＤ、１０７：ＬＥＤ、１０８：ブザー、２０１：ＣＰＵ、２０２：漏電ブレーカ、２０３：トランス、２０４：漏電ブレーカ、２０５：直流電源、２０６：通信インタフェース、２０７：電圧変換器、２０８：深夜電力通電開始検知器、２０９：ドライバ、２１０：蓄熱用ヒータリレー、２１１：リレー、２１２：ドライバ、２１３：ドライバ、２１４：ドライバ、２１５：波形整形回路、２１６：ＥＥＰＲＯＭ、２１７：ドライバ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
0004094691.tif 000004