特許 5878857 貯湯式風呂装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5878857

(24)【登録日】2016年2月5日

(45)【発行日】2016年3月8日

(54)【発明の名称】貯湯式風呂装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/00 20060101AFI20160223BHJP

   F24H 1/18 20060101ALI20160223BHJP

【ＦＩ】

   F24H1/00 602U

   F24H1/18 503Q

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2012-250831(P2012-250831)

(22)【出願日】2012年11月15日

(65)【公開番号】特開2014-98510(P2014-98510A)

(43)【公開日】2014年5月29日

【審査請求日】2015年4月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000538

【氏名又は名称】株式会社コロナ

(72)【発明者】

【氏名】窪田 広記

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 隆

(72)【発明者】

【氏名】阿部 基

【審査官】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１４７１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１４８８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４３０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２４９３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２５０５５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ １／００

Ｆ２４Ｈ １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

湯水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内に備えられ湯水と熱交換する風呂熱交換器と、前記風呂熱交換器と浴槽とを連通する風呂循環回路と、前記風呂循環回路に備えられ浴水を風呂熱交換器に循環させて追い焚きを行う風呂循環ポンプと、前記風呂循環ポンプと風呂熱交換器との間の風呂循環回路で、風呂熱交換器をバイパスする風呂熱交バイパス管と、前記風呂循環回路で風呂熱交バイパス管を循環させるか風呂熱交換器を循環させるかを切替る風呂切替弁と、外気温度を検知する外気温センサと、該外気温センサが凍結危険温度を検知すると凍結防止運転を行わせる制御手段とを備え、凍結防止運転時には前記風呂循環ポンプを所定時間ＯＮと所定時間ＯＦＦの間欠運転を行わせると共に、風呂循環ポンプの所定時間ＯＮ時に所定時間該風呂循環ポンプを風呂熱交バイパス管と連通させるように風呂切替弁を開成する貯湯式風呂装置に於いて、前記制御手段は、凍結防止運転時で風呂循環ポンプを所定時間ＯＦＦさせている間に、風呂切替弁を所定時間風呂熱交換器側に切り替え、所定時間経過後風呂切替弁を再び風呂熱交バイパス管側に切り替えることを特徴とする貯湯式風呂装置。

【請求項2】

前記制御手段は、凍結防止運転時で風呂循環ポンプを所定時間ＯＦＦさせている間に、所定時間風呂切替弁を風呂熱交換器側に切り替える制御の切替時間又は切替回数を、外気温センサが検知する外気温度により設定することを特徴とする請求項１記載の貯湯式風呂装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、風呂循環回路の凍結を防止する貯湯式風呂装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来よりこの種のものでは、凍結危険温度では風呂循環ポンプを最低駆動させて風呂循環回路内の浴水を循環させることで、凍結防止を行うものであるが、貯湯式の為、循環水が貯湯タンク内の風呂熱交換器まで循環するので、貯湯タンクの貯湯水温度が徐々に低下してしまうと言う不具合を有するものであり、これを防止する為に、風呂循環回路に風呂熱交換器をバイパスする風呂熱交バイパス管と、流路切替する風呂切替弁とを備えて、凍結防止運転時は、流路を切り替えて循環水が風呂熱交換器ではなく風呂熱交バイパス管を循環するようにすることで、貯湯水の温度を低下させることなく、凍結防止が出来るものであった。（特許文献１参照。）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−５００４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところでこの従来のものでは、凍結防止運転時は風呂切替弁を風呂熱交バイパス管側に切り替えて、循環水が風呂熱交換器ではなく風呂熱交バイパス管を循環するようしていたが、風呂切替弁から風呂熱交換器を経て風呂熱交バイパス管との接続部分までの風呂循環回路では、風呂熱交換器の前後は風呂熱交換器からの熱により管内の水が温められて凍結しないが、風呂切替弁から風呂熱交換器に向かう管の風呂切替弁付近の管内の水は循環しないと共に風呂熱交換器からの熱が伝わらないために凍結してしまう可能性があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この発明はこの点に着目し上記課題を解決する為、請求項１では特にその構成を、湯水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内に備えられ湯水と熱交換する風呂熱交換器と、前記風呂熱交換器と浴槽とを連通する風呂循環回路と、前記風呂循環回路に備えられ浴水を風呂熱交換器に循環させて追い焚きを行う風呂循環ポンプと、前記風呂循環ポンプと風呂熱交換器との間の風呂循環回路で、風呂熱交換器をバイパスする風呂熱交バイパス管と、前記風呂循環回路で風呂熱交バイパス管を循環させるか風呂熱交換器を循環させるかを切替る風呂切替弁と、外気温度を検知する外気温センサと、該外気温センサが凍結危険温度を検知すると凍結防止運転を行わせる制御手段とを備え、凍結防止運転時には前記風呂循環ポンプを所定時間ＯＮと所定時間ＯＦＦの間欠運転を行わせると共に、風呂循環ポンプの所定時間ＯＮ時に所定時間該風呂循環ポンプを風呂熱交バイパス管と連通させるように風呂切替弁を開成する貯湯式風呂装置に於いて、前記制御手段は、凍結防止運転時で風呂循環ポンプを所定時間ＯＦＦさせている間に、風呂切替弁を所定時間風呂熱交換器側に切り替え、所定時間経過後風呂切替弁を再び風呂熱交バイパス管側に切り替えるものである。

【0006】

また、請求項２では、前記制御手段は、凍結防止運転時で風呂循環ポンプを所定時間ＯＦＦさせている間に、所定時間風呂切替弁を風呂熱交換器側に切り替える制御の切替時間又は切替回数を、外気温センサが検知する外気温度により設定するものである。

【発明の効果】

【0007】

この発明の請求項１によれば、風呂循環回路の凍結防止運転時に、風呂循環ポンプを所定時間ＯＮと所定時間ＯＦＦの間欠運転を行わせると共に、風呂循環ポンプの所定時間ＯＮ時に所定時間該風呂循環ポンプを風呂熱交バイパス管と連通させるように風呂切替弁を開成し、更に凍結防止運転時で風呂循環ポンプを所定時間ＯＦＦさせている間に、風呂切替弁を所定時間風呂熱交換器側に切り替え、所定時間経過後風呂切替弁を再び風呂熱交バイパス管側に切り替えるので、風呂循環ポンプＯＮの時に浴槽から風呂熱交バイパス管を経由して浴槽までの風呂循環回路の凍結を防止し、風呂循環ポンプＯＦＦの時に風呂切替弁の風呂熱交換器側の管内の湯水と、風呂切替弁の浴槽側の管内の湯水とが自然対流を起こして風呂切替弁付近の管内の湯水の温度が上昇し、それにより風呂循環ポンプを駆動させることによる電力の消費や貯湯タンク内の高温水熱の使用を行うことなく風呂切替弁の風呂熱交換器側の管内の湯水の凍結が防止でき、それにより風呂循環回路全体の凍結防止を行うことができるものである。

【0008】

また、請求項２によれば、凍結防止運転時で風呂循環ポンプを所定時間ＯＦＦさせている間に、所定時間風呂切替弁を風呂熱交換器側に切り替える制御の切替時間又は切替回数を、外気温センサが検知する外気温度により設定するので、外気温度が低くて凍結する可能性が高い時は、風呂切替弁の風呂熱交換器側の管内の湯水と、風呂切替弁の浴槽側の管内の湯水とが自然対流を起こす時間を長くして、風呂切替弁の風呂熱交換器側の管内の湯水の凍結を防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】この発明の一実施形態の概略構成図。

【図2】同凍結防止運転のフローチャート図。

【図3】同凍結防止運転中の循環ポンプＯＦＦで風呂切替弁が風呂熱交換器側の状態を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次にこの発明の一実施形態を図示した貯湯式風呂装置に基づいて説明する。
１は湯水を貯湯する貯湯タンク、２は貯湯タンク１に給水する給水管、３は給水管２に設けられ給水圧を減圧する減圧弁、４は貯湯タンク１上部から出湯する出湯管、５は出湯管４に設けられ過圧を逃がす過圧逃がし弁、６は減圧弁３の下流側の給水管２から分岐した給水バイパス管、７は出湯管４からの湯水と給水バイパス管６からの水とを混合する給湯混合弁、８は給湯混合弁７からの湯水を給湯する給湯管、９は給湯管８に設けられた給湯温度センサ、１０は給湯管８に設けられた給湯流量センサ、１１は貯湯タンク１の側面上下に複数設けられ貯湯温度を検出する貯湯温度センサ、１２は給水温度を検出する給水温度センサ、１３は給湯栓である。

【0011】

１４は浴槽、１５は貯湯タンク１内の上部に設けた風呂熱交換器（浴槽水を加熱する熱源に相当）、１６は浴槽１４と風呂熱交換器１５とを浴槽水が循環可能に接続している風呂循環回路、１７は風呂循環回路１６途中に設けられた風呂循環ポンプ、１８は風呂循環回路１６の風呂熱交換器１５上流側かつ風呂循環ポンプ１７下流側から分岐されて風呂熱交換器１５下流側へ接続する風呂熱交バイパス管、１９は浴槽水を風呂熱交換器１５へ循環させるか風呂熱交バイパス管１８へ循環させるかを切り替える風呂切替弁、２０は浴槽１４から風呂熱交換器１５へ戻る浴槽水の温度を検出する風呂温度センサ、２１は給湯管８から分岐されて風呂循環回路１６へ接続された湯張り管、２２は湯張り管２１の開閉を行う湯張り電磁弁である。
ここで風呂循環回路１６、風呂熱交バイパス管１８、風呂切替弁１９によって熱源を作動状態とするか非作動状態とするかを切り替える切替手段を構成している。

【0012】

２３は冷媒を圧縮する圧縮機、２４は冷媒と湯水を熱交換する給湯熱交換器、２５は冷媒を減圧する減圧手段、２６は低温冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器、２７は空気熱交換器２６に外気を送風する送風ファンであり、これら圧縮機２３、給湯熱交換器２４、減圧手段２５、空気熱交換器２６を冷媒配管２８で環状に接続し、貯湯タンク１内の湯水を沸き上げるヒートポンプ加熱手段２９を構成している。

【0013】

３０は貯湯タンク１の下部と給湯熱交換器２４の入口とを接続し、給湯熱交換器２４の出口と貯湯タンク１の上部とを接続する加熱循環回路、３１は給湯熱交換器２４入口側の加熱循環回路３０に設けられ貯湯タンク１下部から取り出した湯水を給湯熱交換器２４を介して貯湯タンク１上部に循環させる加熱循環ポンプ、３２は給湯熱交換器２４に流入する湯水の温度を検出する入水温度センサ、３３は給湯熱交換器２４から流出する湯水の温度を検出する沸き上げ温度センサ、３４は外気温度を検出する外気温度センサである。

【0014】

３５は給湯温度や各種必要な設定を行うためのリモートコントローラで、給湯設定温度や風呂設定温度を表示する表示部３６と、給湯設定温度および風呂設定温度を設定する温度設定スイッチ３７と、浴槽１４への所定湯量の湯張りに続いて所定の保温時間だけ保温運転を行わせるフロスイッチ３８と、浴槽水を加熱する追焚き動作を行わせる追焚きスイッチ３９と、浴槽１４に差し水動作を行わせる差し水スイッチ４０とを備えている。

【0015】

４１はこの貯湯式風呂給湯装置の作動を制御する制御手段で、予め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、カレンダ機能付き時計機能を有し、給湯温度センサ９、給湯流量センサ１０、貯湯温度センサ１１、給水温度センサ１２、風呂温度センサ２０、入水温度センサ３２、沸き上げ温度センサ３３、外気温度センサ３４、にて検出される値が入力され、給湯混合弁７、風呂循環ポンプ１７、風呂切替弁１９、湯張り電磁弁２２、圧縮機２３、減圧手段２５、送風ファン２７、加熱循環ポンプ３１の駆動を制御するもので、リモートコントローラ３５と通信可能に接続されており、給湯運転、風呂の湯張り運転や保温運転、追い焚き運転、貯湯タンク１内の湯水の沸き上げ運転や凍結防止運転等全ての運転の制御を行うものである。

【0016】

４２は浴槽１４の残水の有無を検知する風呂フローセンサである。

【0017】

次にこの一実施形態の作動について説明する。
今契約電力の深夜時間帯では、加熱循環回路３０によって貯湯タンク１下部の低温水をヒートポンプ加熱手段２９で沸き上げて、高温水を貯湯タンク１上部に戻し、順次この循環を繰り返して午後２３時から翌朝７時迄に貯湯タンク１内全体に高温水を貯湯するようにするものである。

【0018】

そして、この貯湯タンク１内の高温水を、給湯混合弁７で出湯管４からの高温水と給水バイパス管６からの給水とを混合して、給湯設定温度の温水として給湯に利用するものである。

【0019】

次に湯張り等の風呂給湯を行う場合、リモートコントローラ３５で湯張りを指示することで、制御手段４１は湯張り電磁弁２２を開き、給湯温度センサ９で検出する給湯温度がリモートコントローラ３５で設定した風呂設定温度となるように給湯混合弁１０の開度を調節して風呂設定温度の湯を湯張りし、給湯流量センサ１０が検出する湯張り電磁弁２２を開いてからの流量積算値が予めリモートコントローラ３５等で設定した所定湯量に達すると湯張り電磁弁２２を閉じる。

【0020】

そして、風呂切替弁１９を風呂熱交バイパス管１８側状態として風呂循環ポンプ１７を駆動し、風呂温度センサ２０で検出する浴槽水温度が風呂設定温度未満であれば風呂切替弁１９を風呂熱交換器１５側状態として浴槽水を加熱し、風呂設定温度以上を検出すると、風呂循環ポンプ１７を停止して湯張り運転を完了する。

【0021】

次に風呂循環回路１６の凍結防止運転を図２のフローチャート図に従って説明する。
まず、制御手段４１は、外気温度センサ３４の検出する外気温度が凍結防止運転開始温度（本実施例では２℃を設定）以下になったかを確認（Ｓ１）し、外気温度が凍結防止運転開始温度以下の時、制御部４１は風呂フローセンサ４２により浴槽１４の残水の有無を確認し（Ｓ２）、残水がない時は風呂循環回路１６全体には湯水がないと判断して、風呂循環ポンプ１７の残水の凍結防止運転を実施し（Ｓ３）、残水がある時は風呂循環回路１６全体に湯水があると判断して、風呂循環回路１６の凍結防止運転を開始する。（Ｓ４）

【0022】

そして制御手段４１は、まず風呂切替弁１９を風呂熱交バイパス管１８側状態にし（Ｓ５）、それから風呂循環ポンプ１７を駆動する。（Ｓ６）
これにより風呂循環回路１６内の湯水が流水されて凍結が防止されるものである。

【0023】

そして制御手段４１は、風呂循環ポンプ１７が駆動してから所定時間が経過すると（Ｓ７）、風呂循環ポンプ１７を停止する。（Ｓ８）
そして次に制御手段４１は、気温度センサ３４の検出する外気温度により風呂切替弁１９を風呂熱交換器１５側状態にしておく切替時間を設定し（Ｓ９）、風呂切替弁１９を風呂熱交バイパス管１８側から風呂熱交換器１５側に切り替える。（Ｓ１０）

【0024】

この時、風呂切替弁１９より風呂熱交換器１５側の管内の湯水は、風呂切替弁１９より浴槽１４側の管内の湯水より水温が低いので、図３に示すように風呂熱交換器１５側の管内の湯水は風呂切替弁１９を通過して浴槽１４側の管内へ流れ、それと同時に浴槽１４側の管内の湯水は風呂切替弁１９を通過して風呂熱交換器１５側の管内へ流れるものである。

【0025】

このように風呂切替弁１９の風呂熱交換器１５側の管内の湯水と浴槽１４側の管内の湯水とが風呂切替弁１９の風呂熱交換器１５側の管内の湯水の自然対流を起こし、それにより温度が上昇して風呂切替弁１９の風呂熱交換器１５側の管内の湯水の凍結が防止できるものである。

【0026】

そして（Ｓ１０）で風呂切替弁１９を風呂熱交バイパス管１８側から風呂熱交換器１５側に切り替えてから所定時間が経過すると（Ｓ１１）、制御手段４１は、風呂切替弁１９を風呂熱交換器１５側から風呂熱交バイパス管１８側に切り替える。（Ｓ１２）

【0027】

そして制御手段４１は、（Ｓ８）で風呂循環ポンプ１７を停止してから所定時間が経過したかを確認し（Ｓ１３）、所定時間が経過していた時、風呂循環回路１６の凍結防止運転を終了するかどうかを判断するために、外気温度センサ３４の検出する外気温度が凍結防止運転開始温度より高いかを確認する。（Ｓ１４）

【0028】

そして外気温度が凍結防止運転開始温度より高い時、風呂循環回路１６の凍結防止運転を終了し（Ｓ１５）、外気温度が凍結防止運転開始温度以下の時は（Ｓ１）に戻るものである。

【0029】

尚、風呂循環回路１６で風呂熱交換器１５付近では、風呂熱交換器１５からの熱が伝わって凍結が防止され、又、風呂循環回路１６で風呂熱交換器１５からの管と風呂熱交バイパス管１８とが接続する付近では、風呂熱交換器１５からの管と風呂熱交バイパス管１８とが常に連通しているので、風呂循環ポンプ１７が停止している時でも、風呂熱交換器１５からの管内の湯水と風呂熱交バイパス管１８の管内の湯水とで自然対流を起こして、風呂熱交換器１５からの管内の湯水の温度が上昇して凍結が防止されるものである。

【0030】

以上のように風呂循環回路１６の凍結防止運転で、風呂切替弁１９を風呂熱交バイパス管１８側にして風呂循環ポンプ１７を駆動して風呂循環回路１６内の湯水を循環させるので、凍結防止運転時に風呂熱交換器１５内の湯水は循環せず、貯湯タンク１内の高温水の熱を使用せずに風呂循環回路１６の凍結防止運転を行うことができるものである。

【0031】

又、風呂切替弁１９を風呂熱交バイパス管１８側にして風呂循環回路１６の凍結防止運転を行うため、風呂切替弁１９から風呂熱交換器１５までの風呂循環回路１６で、風呂切替弁１９付近の管内の湯水は温度が下がって凍結の可能性があるが、風呂循環回路１６の凍結防止運転で風呂循環ポンプ１７を停止している時に風呂切替弁１９を風呂熱交バイパス管１８側から風呂熱交換器１５側に所定時間切り替えるので、風呂切替弁１９の風呂熱交換器１５側の管内の湯水と、風呂切替弁１９の浴槽１４側の管内の湯水とが、自然対流を起こして風呂切替弁１９付近の管内の湯水の温度が上昇し、それにより風呂循環ポンプ１７を駆動させることによる電力の消費や貯湯タンク１内の高温水熱の使用を行うことなく風呂切替弁１９の風呂熱交換器１５側の管内の湯水の凍結が防止でき、風呂循環回路１６全体の凍結防止を行うことができるものである。

【符号の説明】

【0032】

１ 貯湯タンク
２９ 加熱手段
１５ 風呂熱交換器
１４ 浴槽
１６ 風呂循環回路
１７ 風呂循環ポンプ
１８ 風呂熱交バイパス管
１９ 風呂切替弁
３４ 外気温センサ
４１ 制御手段

【図1】

【図2】

【図3】