浴槽循環流路切替装置、およびこれを用いた風呂給湯システム
【課題】浴槽が空の場合に、風呂循環回路内の残留水だけで循環が成立しないようにした浴槽循環流路切替装置を提供する。
【解決手段】熱源機３から浴槽２に至る往き流路３９と、浴槽２から熱源機３に至る戻り流路４０と、往き流路３９と戻り流路４０を短絡するバイパス流路４１と、流通する湯水の温度が高い場合にバイパス流路４１側を閉塞して往き流路３９の熱源機３側と浴槽２側とを連通し、かつ流通する湯水の温度が低い場合に往き流路３９の浴槽２側を閉塞してバイパス流路４１側と往き流路３９の熱源機３側とを連通する感温切替弁４２とを備えたものにおいて、戻り流路４０途中に気水分離部４３を設け、戻り流路４０の熱源機３側を気水分離部４３の上部に接続し、戻り流路４０の浴槽２側を気水分離部４３の戻り流路４０の熱源機３側の接続高さより所定の高低差を有した下部に接続した。
【解決手段】熱源機３から浴槽２に至る往き流路３９と、浴槽２から熱源機３に至る戻り流路４０と、往き流路３９と戻り流路４０を短絡するバイパス流路４１と、流通する湯水の温度が高い場合にバイパス流路４１側を閉塞して往き流路３９の熱源機３側と浴槽２側とを連通し、かつ流通する湯水の温度が低い場合に往き流路３９の浴槽２側を閉塞してバイパス流路４１側と往き流路３９の熱源機３側とを連通する感温切替弁４２とを備えたものにおいて、戻り流路４０途中に気水分離部４３を設け、戻り流路４０の熱源機３側を気水分離部４３の上部に接続し、戻り流路４０の浴槽２側を気水分離部４３の戻り流路４０の熱源機３側の接続高さより所定の高低差を有した下部に接続した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴槽水を加熱する風呂熱交換器と浴槽とを接続する風呂循環回路内に残留する冷水の浴槽への吐出を防止する浴槽循環流路切替装置、およびこれを用いた風呂給湯システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、浴槽の側壁に取り付けられた浴槽用循環具と給湯機とを風呂循環回路で接続し、浴槽内の湯水を風呂給湯機で循環加熱するようにしたものにおいて、風呂循環回路の浴槽近傍に循環する湯水の温度が低い場合に浴槽用循環具をバイパスさせるワックスサーモ式のバイパス弁機構を設け、例えば、冬季等の風呂循環回路の凍結を防止するために浴槽内の湯水を風呂給湯機に循環させて凍結を防止する際に、浴槽と風呂給湯機とを接続する風呂循環回路を循環する湯水の温度が低い場合は、浴槽の近傍で浴槽用循環具をバイパスして循環することで、浴槽内の湯水の温度を低下させずに風呂循環回路の凍結を防止するようにし、さらに、風呂追焚き運転開始時の低温の湯水はバイパスさせ、風呂給湯機で加熱された高温の湯水だけを浴槽内に吐出するようにしたものがあった（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−１９５０号公報（図４参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところがこの従来のものでは、浴槽が空でかつ風呂循環回路内に低温の残留水がある状態で風呂給湯機の風呂循環ポンプを駆動すると、バイパス弁機構が浴槽側を閉じてバイパス側を開いた状態となり、風呂給湯機への戻り流路へ流入した残留水が再度風呂給湯機側へ引き込まれて残留水による循環が成立してしまう。
【０００５】
一般に、風呂給湯機においては、風呂循環回路内で湯水を循環できていることを検知すると、浴槽内に湯水があると判別するようにしているため、浴槽が空なのに風呂循環回路内の残留水で循環が成立してしまうと、浴槽が空なことを風呂給湯機が認識することができないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するため、請求項１では、浴浴槽水を加熱する熱源機から浴槽に至る往き流路と、前記浴槽から前記熱源機に至る戻り流路と、前記往き流路と前記戻り流路を短絡するバイパス流路と、流通する湯水の温度が高い場合に前記バイパス流路側を閉塞して前記往き流路の熱源機側と浴槽側とを連通し、かつ流通する湯水の温度が低い場合に前記往き流路の浴槽側を閉塞して前記バイパス流路側と前記往き流路の熱源機側と連通する感温切替弁とを備えたものにおいて、前記戻り流路途中に気水分離部を設け、前記戻り流路の熱源機側を前記気水分離部の上部に接続し、前記戻り流路の浴槽側を前記気水分離部の前記戻り流路の熱源機側の接続高さより所定の高低差を有した下部に接続した。
【０００７】
また、請求項２では、前記バイパス流路の戻り流路側の端部を前記気水分離部または前記戻り流路の前記気水分離部よりも浴槽側に接続した。
【０００８】
また、請求項３では、前記感温切替弁は、流通する湯水の温度に応じて伸縮する感温変形部材と、この感温変形部材によって移動される弁体と、この弁体を前記感温変形部材とは逆方向に付勢するバイアスバネとを有しているものとした。
【０００９】
また、請求項４では、前記浴槽循環流路切替装置は、浴槽内に吐出する吐出口と浴槽内の水を吸い込む吸い込み口とを有して浴槽壁面に取り付けられる浴槽循環口と熱源機との間かつ浴槽循環口の近傍に設けらるものとした。
【００１０】
また、請求項５では、前記熱源機として、浴槽水を加熱する風呂熱交換器と、前記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風呂循環回路と、前記風呂循環回路途中に設けられた風呂循環ポンプと、前記風呂循環回路内を湯水が循環しているか否かを検出する流水センサとを備え、前記風呂循環ポンプを駆動した後に前記流水センサが湯水の循環を判別することで前記浴槽内に湯水があるか否かを判別するようにした風呂給湯機を用い、前記浴槽循環口と前記風呂給湯機との間かつ前記浴槽循環口近傍に前記請求項４記載の浴槽循環流路切替装置を設けた風呂給湯システムとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、浴槽が空の状態で風呂循環回路内の低温の残留水が浴槽循環流路切替装置の往き流路から流入すると、感温切替弁が往き流路の浴槽側を閉塞してバイパス流路側を連通し、湯水は立ち上げ流路部に流入する。立ち上げ流路部に流入した湯水は戻り流路を介して浴槽に排出されると同時に戻り流路の浴槽側から空気が流入し、立ち上げ流路部を介して戻り流路の熱源機側には空気が流入することとなる。そのため、浴槽が空の状態では、風呂循環回路内の残留水だけで循環が成立することがなくなる。
【００１２】
また、風呂給湯機では、浴槽が空なことを確実に認識することができ、誤検知による不具合の発生を防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の風呂給湯システムの概略構成図
【図２】湯張り運転時の作動を説明するフローチャート
【図３】浴槽が空の場合の空判定時の状況を説明するための図
【図４】湯張り運転初期の状況を説明するための図
【図５】湯張り運転時の状況を説明するための図
【図６】浴槽に湯水がある場合の残湯判定時の状況を説明するための図
【図７】風呂追焚き運転時の作動を説明するフローチャート
【図８】追焚き運転初期の状況を説明するための図
【図９】追焚き運転時の状況を説明するための図
【図１０】凍結防止運転の作動を説明するフローチャート
【図１１】浴槽循環流路切替装置の別の実施形態の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の一実施形態の風呂給湯システムを図面に基づいて説明する。
１は浴室、２は浴槽、３は浴室１外に設置された風呂給湯機、４は浴室１内に設けられた風呂給湯機３のリモコン、５はカランである。
【００１５】
６は浴槽２の壁面に設けられ浴槽２に吐出する吐出口６ａと浴槽２内の湯水を吸い込む吸込口６ｂを有した浴槽循環口、７は風呂給湯機３と浴槽循環口６とを接続する風呂循環回路、８は風呂循環回路７途中に介設され浴室１内の浴槽２裏側空間の浴槽循環口６近傍に配置され、風呂循環回路７から浴槽２への冷水の吐出を防止するための浴槽循環流路切替装置である。
【００１６】
＜風呂給湯機＞
風呂給湯機３について説明すると、９は湯水を貯湯する貯湯タンク、１０は貯湯タンク９内の湯水を加熱するヒータ、１１は貯湯タンク９底部に市水を供給する給水管、１２は貯湯タンク９頂部から出湯する出湯管、１３は給水管１１から分岐された給水バイパス管、１４は出湯管１２からの湯と給水バイパス管１３からの水とを給湯設定温度に混合する給湯混合弁、１５は給湯混合弁１４で混合された湯水をカラン５へ導く給湯管、１６は給湯混合弁１４で混合された湯水の温度を検出する給湯温度センサ、１７は給湯量を検出する給湯流量カウンタ、１８は給水温度を検出する給水温度センサ、１９は貯湯タンク９内の貯湯温度を検出する貯湯温度センサである。
【００１７】
２０は貯湯タンク９内上部に配置されて浴槽水を加熱する風呂熱交換器、２１は風呂循環回路７を構成し風呂熱交換器２０で加熱された湯水を浴槽２へ供給する往き管、２２は風呂循環回路７を構成し浴槽２の湯水を風呂熱交換器２０へ戻す戻り管、２３は戻り管２２に設けられた風呂循環ポンプ、２４は戻り管２２に設けられ循環する浴槽水の温度を検出する風呂温度センサ、２５は戻り管２２に設けられ浴槽水が循環しているか否かを検出する流水センサ、２６は往き管２１と戻り管２２とを風呂熱交換器２０を迂回するようにバイパスする風呂バイパス管、２７は戻り管２２からの湯水を風呂熱交換器２０に流通させるか、風呂熱交換器２０を迂回して往き管２１にバイパスさせるかを切り替える風呂三方弁である。
【００１８】
２８は給湯管１５から分岐されて風呂循環回路７へ接続された湯張り管、２９は湯張り管２８を開閉する湯張り弁、３０は湯張り管２８から湯張りされる湯水の量をカウントする風呂流量カウンタ、３１は浴槽２側からの湯水の逆流を防止する逆止弁である。
【００１９】
リモコン４には、給湯設定温度、風呂設定温度、湯張り量等の必要な表示を行うための表示部３２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３３と、湯張り量を設定するための湯量設定スイッチ３４と、浴槽２への設定湯張り量の湯張り運転の開始を指示する湯張りスイッチ３５と、浴槽水を風呂設定温度以上に加熱させる風呂追焚き運転の開始を指示する追焚きスイッチ３７とが備えられている。
【００２０】
３８は、給湯温度センサ１６、給湯流量カウンタ１７、給水温度センサ１８、貯湯温度センサ１９、風呂温度センサ２４、流水センサ２５、風呂流量カウンタ３０の検出値が入力され、ヒータ１０、給湯混合弁１４、風呂循環ポンプ２０、風呂三方弁２７、湯張り弁２９の作動を制御すると共に、リモコン４と通信可能に接続された制御部である。この制御部３８は、演算、比較、記憶機能、時計機能を有し、風呂給湯機３の作動を制御するためのプログラムが予め記憶され、給湯流量カウンタ１７による給湯検知によってリモコン４で指示された給湯設定温度の給湯運転を行うと共に、リモコン４の湯張りスイッチ３５の操作に応じて湯張り運転を行い、追焚きスイッチ３７の操作に応じて風呂追焚き運転を行うものである。
【００２１】
＜浴槽循環流路切替装置＞
次に、浴槽循環流路切替装置８について説明すると、３９は往き管２１と接続される往き流路、４０は戻り管２２と接続される戻り流路、４１は往き流路３９と戻り流路４０とを短絡するバイパス流路、４２は往き流路３９とバイパス流路４１との分岐点に設けられ、流通する湯水の温度が高い場合にバイパス流路４１側を閉塞しかつ前記往き流路３９の浴槽２側を開放すると共に、流通する湯水の温度が低い場合にバイパス流路４１側を開放しかつ往き流路３９の浴槽２側を閉塞する感温切替弁、４３は戻り流路４０途中に設けられた気水分離部としての立ち上げ流路部である。
【００２２】
感温切替弁４２は、流通する湯水の温度に応じて伸縮する感温変形部材４４と、この感温変形部材４４によって移動される弁体４５と、この弁体４５を感温変形部材４４とは逆方向に付勢するバイアスバネ４６とがケーシング４７内に設けられ、このケーシング４７には往き流路３９の風呂給湯機３側からの湯水を感温変形部材４４側に流通させる入口４８と、流通する湯水の温度が低い場合に弁体４５によって閉塞される浴槽側出口４９と、流通する湯水の温度が高い場合に弁体４５によって閉塞されるバイパス側出口５０とが開口されている。
【００２３】
ここで、感温変形部材４４は、温度が高い場合に伸張し、温度が低い場合に収縮する形状記憶合金圧縮コイルバネより構成され、この形状記憶合金圧縮コイルバネとバイアスバネ４６の力関係によって弁体４５が移動されるもので、感温変形部材４４が伸びた際に弁体４５が位置する部位にバイパス側出口５０が開口され、感温変形部材４４が縮んだ際に弁体４５が位置する部位に浴槽側出口４９が開口されている。
【００２４】
なお、この形状記憶合金圧縮コイルバネは、浴槽２内に流入させても低温感の少ない温度で、かつ、浴槽２の湯水をユーザーが任意に設定可能な風呂設定温度より低い温度（例えば３０℃）以上を形状回復温度として設計されているもので、形状回復温度以下の雰囲気下では、形状記憶合金圧縮コイルバネのバネ力はバイアスバネ４６のバネ力よりも弱く、バイアスバネ４６に押されて圧縮し、形状回復温度以上の雰囲気下では、形状記憶合金圧縮コイルバネのバネ力はバイアスバネ４６のバネ力よりも強く、バイアスバネ４６に抗して伸張する。そして、本明細書中の低温とは、形状回復温度以下の温度を示し、高温とは形状回復温度以上の温度を示すものである。
【００２５】
立ち上げ流路部４３は、その上端には戻り流路４０の風呂給湯機３側が接続され、立ち上げ流路部４３の戻り流路４０が接続された高さ位置よりも下方に所定の高低差を有して戻り流路４０の浴槽２側が接続され、立ち上げ流路部４３の下端にバイパス流路４１が接続されているおり、戻り流路４０の立ち上げ流路部４３から浴槽２側は、立ち上げ流路部４３との接続点の高さ最高点として浴槽２へ向けて少なくとも水平、好ましくは下り勾配とされているものである。
【００２６】
そして、往き流路３９の浴槽２側は浴槽循環口６の吐出口６ａに接続され、戻り流路４０の浴槽２側は浴槽循環口６の吸込口６ｂに接続されている。
【００２７】
＜給湯運転＞
次に、この風呂給湯システムの作動について、給湯運転から説明する。
カラン５が開かれて給湯流量カウンタ１７が所定の流量以上の流量を検出して給湯検知すると、制御部３８は、給湯温度センサ１６で検出する温度がリモコン４で予め設定していた給湯設定温度に一致するように給湯混合弁１４の開度をフィードバック制御し、カラン５が閉じられて給湯流量カウンタ１７が所定の流量未満を検出すると、給湯運転を終了する。
【００２８】
＜湯張り運転＞
湯張り運転について図２のフローチャートに基づいて説明すると、浴槽２が空の状態で、リモコン４の湯張りスイッチ３５がオン操作されると（ステップＳ１でＹｅｓ）、制御部３８は、風呂三方弁２７をバイパス側に切り替え（ステップＳ２）、給湯混合弁１４を水側に開いた状態で湯張り弁２９を開いて風呂流量カウンタ３０が所定量をカウントしたら湯張り弁２９を閉じて風呂循環ポンプ２３へ呼び水を行い（ステップＳ３）、その後に、風呂循環ポンプ２３を駆動開始する（ステップＳ４）。
【００２９】
このとき、図３に示すように、風呂循環ポンプ２３の駆動によって、往き管２１内および戻り管２２内の低温の残留水および呼び水動作によって供給された水が往き管２１から浴槽循環流路切替装置８の往き流路３９へ流入する。感温切替弁４２に流入した水が低温のため感温変形部材４４を縮ませ、弁体４５が浴槽側出口４９を閉塞し、バイパス側出口５０が開放され、往き流路３９からの水はバイパス流路４１を流通し、立ち上げ流路部４３へ流入する。立ち上げ流路部４３に流入した水は、戻り流路４０の浴槽２側から浴槽循環口６の吸込口６ｂを介して浴槽２内に排出されると同時に、浴槽循環口６の吸込口６ｂから吸い込まれた空気が戻り流路４０の浴槽２側から逆流して立ち上げ流路部４３に流れ込み、立ち上げ流路部４３の上部に接続された戻り流路４０の風呂給湯機３側へ吸い込まれていく。
【００３０】
ここで、立ち上げ流路部４３において所定の高低差を有して上部に戻り流路４０の風呂給湯機３側が、下部に戻り流路４０の浴槽２側が接続されているため、バイパス流路４１から立ち上げ流路部４３へ流入した湯水と戻り流路４０の浴槽２側から吸い込まれた空気とが十分に分離され、空気のみが戻り流路４０の風呂給湯機３側へ流れることとなる。
【００３１】
そして、制御部３８は、風呂循環ポンプ２３を駆動開始してから流水センサ２５が所定時間継続して流水を検知するかどうかを判断し（図２のステップＳ５）、この時、戻り管２２からは空気が戻ってくるため、流水センサ２５は流水を検知できずにステップＳ５でＮｏとなって浴槽２の空判定を行い、制御部３８は、風呂循環ポンプ２３を駆動停止して（ステップＳ６）、湯張り弁２９を開弁し（ステップＳ７）、給湯温度センサ１６で検出する温度がリモコン４で設定されている風呂設定温度に一致するように給湯混合弁１４の開度をフィードバック制御する。
【００３２】
このとき、湯張り管２８から流入した湯水は往き管２１および戻り管２２を介して浴槽循環流路切替装置８へ流入し、戻り流路４０から流入した湯水は、立ち上げ流路部４３を通過して戻り流路４０の浴槽２側を流れ、浴槽循環口６の吸込口６ｂから浴槽２内へ湯張りされると同時に、往き流路３９から感温切替弁４２に流入した湯水が冷えている場合は、図４に示すように、感温切替弁４２が浴槽側出口４９を閉塞してバイパス側出口５０を開放するので、往き流路３９から感温切替弁４２に流入した湯水はバイパス流路４１と戻り流路４０の浴槽２側から流出し、浴槽循環口６の吸込口６ｂから浴槽２内へ流出する。
【００３３】
そして、給湯混合弁１４で風呂設定温度に調整された湯が往き管２１および戻り管２２を介して浴槽循環流路切替装置８へ流入するようになると、図５に示すように、感温切替弁４２はバイパス側出口５０を閉塞して浴槽側出口４９を開放した状態に切り替わるので、往き流路３９から感温切替弁４２に流入した湯水は、往き流路３９の浴槽２側から流出し、浴槽循環口６の吐出口６ａから浴槽２内へ流出し、往き管２１と戻り管２２の両経路を利用した両搬送湯張りを行うことができる。
【００３４】
図２の前記ステップＳ７で湯張り弁２９を開弁してから風呂流量カウンタ３０が積算した流量が設定湯張り量に到達すると（ステップＳ８でＹｅｓ）、制御部３８は、湯張り弁２９を閉弁して（ステップＳ９）、湯張り運転を終了する（ステップＳ１０）。
【００３５】
一方、浴槽２内に浴槽循環口６が水没する量以上の残湯がある状態で湯張りスイッチ３５がオン操作された場合は、図６に示すように、戻り流路４０も水没状態となっているため、感温切替弁４２が往き流路３９の浴槽２側を閉塞していても循環が成立し、制御部３８は、図２の前記ステップＳ５で流水センサ２５が流水を所定時間継続したことを検知し、浴槽２内に残湯があると判断して、風呂循環ポンプ２３の駆動を停止し（ステップＳ１１）、湯張り運転を中止する（ステップＳ１２）。
【００３６】
このように、浴槽２が空の状態で風呂循環回路７内の低温の残留水が浴槽循環流路切替装置８の往き流路３９から流入すると、感温切替弁４２が往き流路３９の浴槽２側を閉塞してバイパス流路４１側を連通し、湯水は立ち上げ流路部４３に流入する。立ち上げ流路部４３に流入した湯水は戻り流路４０を介して浴槽２に排出されると同時に戻り流路４０の浴槽２側から空気が流入し、立ち上げ流路部４３を介して戻り流路４０の風呂給湯機３側には空気が流入することとなる。そのため、浴槽２が空の状態では、風呂循環回路７内の残留水だけで循環が成立することがなくなり、風呂給湯機３では、浴槽２が空なことを確実に認識することができ、誤検知による不具合の発生を防止できるものである。
【００３７】
＜風呂追焚き運転＞
次に、風呂追焚き運転について図７のフローチャートに基づいて説明すると、浴槽２内に浴槽循環口６が水没する量以上の残湯がある状態で追焚きスイッチ３７がオン操作されると（ステップＳ２１でＹｅｓ）、制御部３８は、風呂三方弁２７を風呂熱交換器２０側に切り替え（ステップＳ２２）、風呂循環ポンプ２３を駆動開始する（ステップＳ２３）。
【００３８】
このとき、図８に示すように、風呂循環ポンプ２３の駆動によって往き管２１内の低温の残留水が浴槽循環流路切替装置８の往き流路３９へ流入する。感温切替弁４２に流入した水が低温のため感温変形部材４４を縮ませ、弁体４５が浴槽側出口４９を閉塞し、バイパス側出口５０が開放され、往き流路３９からの水はバイパス流路４１を流通して立ち上げ流路部４３へ流入し、立ち上げ流路部４３の上部から戻り流路４０の風呂給湯機３側を流れて循環する。
【００３９】
そして、風呂熱交換器２０で加熱された湯水が循環してきて浴槽循環流路切替装置８の感温切替弁４２に流入すると、図９に示すように、感温変形部材４４が伸びて弁体４５が浴槽側出口４９を開放すると共に、バイパス側出口４９を閉塞し、往き流路３９からの湯水は浴槽側出口４９から往き流路３９の浴槽２側を介して浴槽循環口６の吐出口６ａから浴槽２内に流出すると同時に、浴槽循環口６の吸込口６ｂから吸い込まれた浴槽水が戻り流路４０を流れて循環する。
【００４０】
この感温切替弁４２の流路切替の動作と同時にまたは前後して、流水センサ２５が所定時間以上継続して流水を検知すると（図７のステップＳ２４でＹｅｓ）、風呂追焚き運転が継続され、風呂温度センサ２４で検出する浴槽水の温度が風呂設定温度より高い温度（ここでは、風呂設定温度＋１℃）に達すると（ステップＳ２５でＹｅｓ）、風呂循環ポンプ２３の駆動を停止し（ステップＳ２６）、風呂三方弁２７をバイパス側に戻して（ステップＳ２７）、風呂追焚き運転を終了する（ステップＳ２８）。
【００４１】
このように、風呂追焚き運転の開始初期において、往き管２１に残留する低温の残留水は浴槽２内に流出しないので、浴槽水温度を低下してしまうことがないと共に、風呂追焚き運転によって熱い湯の供給を期待している入浴者に不快感を与えることを防止することができる。
【００４２】
一方、浴槽２が空の状態で追焚きスイッチ３７がオン操作された場合は、風呂追焚き運転開始初期は往き管２１内の低温の残留水が浴槽循環流路切替装置８の感温切替弁４２に流入し、浴槽側出口４９を閉塞、バイパス側出口５０が開放された状態となるが、図３と同じように、立ち上げ流路部４３に流入した水は、戻り流路４０の浴槽２側から浴槽循環口６の吸込口６ｂを介して浴槽２内に排出されると同時に、浴槽循環口６の吸込口６ｂから吸い込まれた空気が戻り流路４０の浴槽２側から逆流して立ち上げ流路部４３に流れ込み、立ち上げ流路部４３の上部に接続された戻り流路４０の風呂給湯機３側へ吸い込まれる。
【００４３】
そして、立ち上げ流路部４３において所定の高低差を有して上部に戻り流路４０の風呂給湯機３側が、下部に戻り流路４０の浴槽２側が接続されているため、バイパス流路４１から立ち上げ流路部４３へ流入した湯水と戻り流路４０の浴槽２側から吸い込まれた空気とが十分に分離され、空気のみが戻り流路４０の風呂給湯機３側へ流れることとなる。
【００４４】
そして、風呂熱交換器２０で加熱された湯水が循環してきて浴槽循環流路切替装置８の感温切替弁４２に流入すると、感温変形部材４４が伸びて弁体４５が浴槽側出口４９を開放すると共に、バイパス側出口４９を閉塞し、往き流路３９からの湯水は浴槽側出口４９から往き流路３９の浴槽２側を介して浴槽循環口６の吐出口６ａから浴槽２内に流出すると同時に、浴槽循環口６の吸込口６ｂから空気が吸い込まれ、循環が成立しない。
【００４５】
よって、流水センサ２５が所定時間以上継続して流水を検知することができず、図７のステップＳ２４でＮｏとなり、制御部３８は、風呂循環ポンプ２３の駆動を停止し（ステップＳ２９）、風呂三方弁２７をバイパス側に戻し（ステップＳ３０）、風呂追焚き運転を中止する（ステップＳ３１）。
【００４６】
このように、風呂追焚き運転においても、浴槽２が空の状態であることを確実に判別することができ、無駄な運転を継続してしまうことがなく、誤検知による不具合の発生を防止することができる。
【００４７】
＜凍結防止運転＞
次に、冬季等において、風呂給湯機３内の往き管２１、戻り管２２、および風呂給湯機３と浴槽循環流路切替装置８とを接続する往き管２１、戻り管２２の凍結を防止するための凍結防止運転について、図１０のフローチャートに基づいて説明する。
【００４８】
先ず風呂温度センサ２４または給水温度センサ１８が予め定められた凍結防止開始温度以下を検出すると（ステップＳ４１でＹｅｓ）、制御部３８は、風呂三方弁２７をバイパス側に切り替え（ステップＳ４２）、風呂循環ポンプ２３の駆動を開始する（ステップＳ４３）。
【００４９】
このとき、浴槽２内に湯水がある状況では、図６に示すように、風呂循環ポンプ２３の駆動によって往き管２１内の低温の残留水が浴槽循環流路切替装置８の往き流路３９へ流入する。感温切替弁４２に流入した水が低温のため感温変形部材４４を縮ませ、弁体４５が浴槽側出口４９を閉塞し、バイパス側出口５０を開放し、往き流路３９からの水はバイパス流路４１を流通して立ち上げ流路部４３へ流入し、立ち上げ流路部４３の上部から戻り流路４０の風呂給湯機３側を流れて循環する。
【００５０】
そして制御部３８は、流水センサ２５が所定時間以上継続して流水を検知すると（図７のステップＳ４４でＹｅｓ）、風呂循環ポンプ２３の駆動を継続して湯水の循環による配管内の湯水の凍結防止を行い、風呂循環ポンプ２３を駆動開始してからの時間が予め定められたポンプオン時間（ここでは１０分間）以上となると（ステップＳ４５でＹｅｓ）、一旦風呂循環ポンプ２３の駆動を停止する（ステップＳ４６）。
【００５１】
風呂循環ポンプ２３を駆動停止してからの時間が予め定められたポンプオフ時間（ここでは２０分間）以上となると（ステップＳ４７でＹｅｓ）、風呂温度センサ２４または給水温度センサ１８が凍結防止開始温度より高い予め定められた凍結防止終了温度以上を検出しているかどうかを判断し（ステップＳ４８）、凍結防止終了温度以下であると前記ステップＳ４３に戻り、再度風呂循環ポンプ２３を駆動して凍結防止運転を継続する一方、凍結防止終了温度以上を検出している場合は（ステップＳ４８でＹｅｓ）、一旦凍結防止運転を中断して前記ステップＳ４１に戻り、凍結防止運転の開始を待機するようにしている。
【００５２】
一方、浴槽水が排水されて浴槽２内に湯水がない状況または凍結防止運転を開始した後に浴槽水が排水されて浴槽２内に湯水がなくなった状況においては、往き管２１内の低温の残留水が浴槽循環流路切替装置８の感温切替弁４２に流入し、浴槽側出口４９を閉塞、バイパス側出口５０が開放された状態となるが、図３と同じように、立ち上げ流路部４３に流入した水は、戻り流路４０の浴槽２側から浴槽循環口６の吸込口６ｂを介して浴槽２内に排出されると同時に、浴槽循環口６の吸込口６ｂから吸い込まれた空気が戻り流路４０の浴槽２側から逆流して立ち上げ流路部４３に流れ込み、立ち上げ流路部４３の上部に接続された戻り流路４０の風呂給湯機３側へ吸い込まれ、循環が成立しない。
【００５３】
そのため、図１０のステップＳ４４にて流水センサ２５が所定時間継続してオン状態となることがないためステップＳ４４でＮｏとなり、制御部３８は風呂循環ポンプ２３を駆動停止して（ステップＳ４９）、無駄な風呂循環ポンプ２３の駆動を中止して、ポンプオフ時間経過後にステップＳ４７へ進み、再度ステップＳ４８からステップＳ４１またはステップＳ４３へ進んで、風呂循環ポンプ２３内に残留する湯水の凍結を防止するようにしている。
【００５４】
このように、凍結防止運転においても、浴槽２が空の状態であることを確実に判別することができ、無駄な運転を継続してしまうことがなく、誤検知による不具合の発生を防止することができる。
【００５５】
以上のように、本発明の浴槽循環流路切替装置８は、浴槽２内に湯水がある状態では循環時に低温の湯水を浴槽２内に排出することを防止することができると共に、浴槽２内が空の状態では往き流路３９から流入してきた湯水を浴槽２内に排出することができるため、浴槽２内が空の状態で風呂給湯機３と浴槽２との間で湯水が循環してしまうことがないものである。
【００５６】
また、このような浴槽循環流路切替装置８を、風呂循環ポンプ２３を駆動した後に前記流水センサ２５が湯水の循環を判別することで浴槽２内に湯水があるか否かを判別するようにした風呂給湯機３と共に用いることによって、風呂給湯機３での浴槽２内の残湯の有無の判別が正確となって、浴槽２内が空であるのに湯水があると誤認した場合の風呂給湯機３の誤動作を防止できるものである。
【００５７】
なお、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、例えば、浴槽循環流路切替装置８に内蔵される感温切替弁４２の感温変形部材４４として、形状回復温度より温度が高い場合に収縮し、形状回復温度より温度が低い場合に伸張する形状記憶合金引張コイルバネや、形状回復温度相当の温度より温度が高い場合に膨張し、形状回復温度相当の温度より温度が低い場合に収縮するワックスサーモエレメント等を用いてもよい。
【００５８】
また、浴槽循環流路切替装置８は、戻り流路４０途中に気水分離部として作用する立ち上げ流路部４３を設けた構成であればよく、図１１に示すように、往き流路３９と戻り流路４０の上下を入れ替えた構成でもよいもので、さらに、バイパス流路４１は戻り流路４０の立ち上げ流路部４３よりも浴槽２側に接続してもよい。ここで、バイパス流路４１は、少なくとも立ち上げ流路部４３の上端から浴槽２側に接続することで、風呂給湯機３側への流れを気水分離できるものである。
【００５９】
また、熱源機としての風呂給湯装置３として、貯湯タンク９内にヒータ１０を設けた構成としたが、これに限らず、貯湯タンク９外にヒートポンプ式の加熱装置を設け、貯湯タンク９内の湯水を循環加熱する構成としたり、風呂熱交換器２０を貯湯タンク９外に配置して、貯湯タンク９内の湯水を風呂熱交換器の一次側に循環させる構成としたり、給水や浴槽水をガスバーナや石油バーナで加熱する瞬間式熱交換器（風呂熱交換器）を有した構成としたものでもよい。
【００６０】
また、流水センサ２５は、風呂循環回路７内を湯水が循環しているかどうかを判別できればよいものであり、所定量以上の流れがあるとスイッチがオンする流水スイッチや、流れの量自体を検出する流量カウンタ等、種々の公知のもので構成することができる。
【００６１】
また、本実施形態では、凍結防止開始温度および凍結防止終了温度を給水温度センサ１８または風呂温度センサ２４にて検出するようにしているが、これに限らず、外気温度を検出する外気温度センサや、風呂給湯機３内の雰囲気温度を検出する機内温度センサを設け、これらによって凍結防止開始温度および凍結防止終了温度を検出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
２ 浴槽
３ 風呂給湯機
６ 浴槽循環口
６ａ 吐出口
６ｂ 吸込口
７ 風呂循環回路
８ 浴槽循環流路切替装置
２０ 風呂熱交換器
２１ 往き管
２２ 戻り管
２３ 風呂循環ポンプ
２５ 流水センサ
２６ 風呂バイパス管
３９ 往き流路
４０ 戻り流路
４１ バイパス流路
４２ 感温切替弁
４３ 立ち上げ流路部（気水分離部）
４４ 感温変形部材
４５ 弁体
４６ バイアスバネ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴槽水を加熱する風呂熱交換器と浴槽とを接続する風呂循環回路内に残留する冷水の浴槽への吐出を防止する浴槽循環流路切替装置、およびこれを用いた風呂給湯システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、浴槽の側壁に取り付けられた浴槽用循環具と給湯機とを風呂循環回路で接続し、浴槽内の湯水を風呂給湯機で循環加熱するようにしたものにおいて、風呂循環回路の浴槽近傍に循環する湯水の温度が低い場合に浴槽用循環具をバイパスさせるワックスサーモ式のバイパス弁機構を設け、例えば、冬季等の風呂循環回路の凍結を防止するために浴槽内の湯水を風呂給湯機に循環させて凍結を防止する際に、浴槽と風呂給湯機とを接続する風呂循環回路を循環する湯水の温度が低い場合は、浴槽の近傍で浴槽用循環具をバイパスして循環することで、浴槽内の湯水の温度を低下させずに風呂循環回路の凍結を防止するようにし、さらに、風呂追焚き運転開始時の低温の湯水はバイパスさせ、風呂給湯機で加熱された高温の湯水だけを浴槽内に吐出するようにしたものがあった（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−１９５０号公報（図４参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところがこの従来のものでは、浴槽が空でかつ風呂循環回路内に低温の残留水がある状態で風呂給湯機の風呂循環ポンプを駆動すると、バイパス弁機構が浴槽側を閉じてバイパス側を開いた状態となり、風呂給湯機への戻り流路へ流入した残留水が再度風呂給湯機側へ引き込まれて残留水による循環が成立してしまう。
【０００５】
一般に、風呂給湯機においては、風呂循環回路内で湯水を循環できていることを検知すると、浴槽内に湯水があると判別するようにしているため、浴槽が空なのに風呂循環回路内の残留水で循環が成立してしまうと、浴槽が空なことを風呂給湯機が認識することができないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するため、請求項１では、浴浴槽水を加熱する熱源機から浴槽に至る往き流路と、前記浴槽から前記熱源機に至る戻り流路と、前記往き流路と前記戻り流路を短絡するバイパス流路と、流通する湯水の温度が高い場合に前記バイパス流路側を閉塞して前記往き流路の熱源機側と浴槽側とを連通し、かつ流通する湯水の温度が低い場合に前記往き流路の浴槽側を閉塞して前記バイパス流路側と前記往き流路の熱源機側と連通する感温切替弁とを備えたものにおいて、前記戻り流路途中に気水分離部を設け、前記戻り流路の熱源機側を前記気水分離部の上部に接続し、前記戻り流路の浴槽側を前記気水分離部の前記戻り流路の熱源機側の接続高さより所定の高低差を有した下部に接続した。
【０００７】
また、請求項２では、前記バイパス流路の戻り流路側の端部を前記気水分離部または前記戻り流路の前記気水分離部よりも浴槽側に接続した。
【０００８】
また、請求項３では、前記感温切替弁は、流通する湯水の温度に応じて伸縮する感温変形部材と、この感温変形部材によって移動される弁体と、この弁体を前記感温変形部材とは逆方向に付勢するバイアスバネとを有しているものとした。
【０００９】
また、請求項４では、前記浴槽循環流路切替装置は、浴槽内に吐出する吐出口と浴槽内の水を吸い込む吸い込み口とを有して浴槽壁面に取り付けられる浴槽循環口と熱源機との間かつ浴槽循環口の近傍に設けらるものとした。
【００１０】
また、請求項５では、前記熱源機として、浴槽水を加熱する風呂熱交換器と、前記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風呂循環回路と、前記風呂循環回路途中に設けられた風呂循環ポンプと、前記風呂循環回路内を湯水が循環しているか否かを検出する流水センサとを備え、前記風呂循環ポンプを駆動した後に前記流水センサが湯水の循環を判別することで前記浴槽内に湯水があるか否かを判別するようにした風呂給湯機を用い、前記浴槽循環口と前記風呂給湯機との間かつ前記浴槽循環口近傍に前記請求項４記載の浴槽循環流路切替装置を設けた風呂給湯システムとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、浴槽が空の状態で風呂循環回路内の低温の残留水が浴槽循環流路切替装置の往き流路から流入すると、感温切替弁が往き流路の浴槽側を閉塞してバイパス流路側を連通し、湯水は立ち上げ流路部に流入する。立ち上げ流路部に流入した湯水は戻り流路を介して浴槽に排出されると同時に戻り流路の浴槽側から空気が流入し、立ち上げ流路部を介して戻り流路の熱源機側には空気が流入することとなる。そのため、浴槽が空の状態では、風呂循環回路内の残留水だけで循環が成立することがなくなる。
【００１２】
また、風呂給湯機では、浴槽が空なことを確実に認識することができ、誤検知による不具合の発生を防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の風呂給湯システムの概略構成図
【図２】湯張り運転時の作動を説明するフローチャート
【図３】浴槽が空の場合の空判定時の状況を説明するための図
【図４】湯張り運転初期の状況を説明するための図
【図５】湯張り運転時の状況を説明するための図
【図６】浴槽に湯水がある場合の残湯判定時の状況を説明するための図
【図７】風呂追焚き運転時の作動を説明するフローチャート
【図８】追焚き運転初期の状況を説明するための図
【図９】追焚き運転時の状況を説明するための図
【図１０】凍結防止運転の作動を説明するフローチャート
【図１１】浴槽循環流路切替装置の別の実施形態の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の一実施形態の風呂給湯システムを図面に基づいて説明する。
１は浴室、２は浴槽、３は浴室１外に設置された風呂給湯機、４は浴室１内に設けられた風呂給湯機３のリモコン、５はカランである。
【００１５】
６は浴槽２の壁面に設けられ浴槽２に吐出する吐出口６ａと浴槽２内の湯水を吸い込む吸込口６ｂを有した浴槽循環口、７は風呂給湯機３と浴槽循環口６とを接続する風呂循環回路、８は風呂循環回路７途中に介設され浴室１内の浴槽２裏側空間の浴槽循環口６近傍に配置され、風呂循環回路７から浴槽２への冷水の吐出を防止するための浴槽循環流路切替装置である。
【００１６】
＜風呂給湯機＞
風呂給湯機３について説明すると、９は湯水を貯湯する貯湯タンク、１０は貯湯タンク９内の湯水を加熱するヒータ、１１は貯湯タンク９底部に市水を供給する給水管、１２は貯湯タンク９頂部から出湯する出湯管、１３は給水管１１から分岐された給水バイパス管、１４は出湯管１２からの湯と給水バイパス管１３からの水とを給湯設定温度に混合する給湯混合弁、１５は給湯混合弁１４で混合された湯水をカラン５へ導く給湯管、１６は給湯混合弁１４で混合された湯水の温度を検出する給湯温度センサ、１７は給湯量を検出する給湯流量カウンタ、１８は給水温度を検出する給水温度センサ、１９は貯湯タンク９内の貯湯温度を検出する貯湯温度センサである。
【００１７】
２０は貯湯タンク９内上部に配置されて浴槽水を加熱する風呂熱交換器、２１は風呂循環回路７を構成し風呂熱交換器２０で加熱された湯水を浴槽２へ供給する往き管、２２は風呂循環回路７を構成し浴槽２の湯水を風呂熱交換器２０へ戻す戻り管、２３は戻り管２２に設けられた風呂循環ポンプ、２４は戻り管２２に設けられ循環する浴槽水の温度を検出する風呂温度センサ、２５は戻り管２２に設けられ浴槽水が循環しているか否かを検出する流水センサ、２６は往き管２１と戻り管２２とを風呂熱交換器２０を迂回するようにバイパスする風呂バイパス管、２７は戻り管２２からの湯水を風呂熱交換器２０に流通させるか、風呂熱交換器２０を迂回して往き管２１にバイパスさせるかを切り替える風呂三方弁である。
【００１８】
２８は給湯管１５から分岐されて風呂循環回路７へ接続された湯張り管、２９は湯張り管２８を開閉する湯張り弁、３０は湯張り管２８から湯張りされる湯水の量をカウントする風呂流量カウンタ、３１は浴槽２側からの湯水の逆流を防止する逆止弁である。
【００１９】
リモコン４には、給湯設定温度、風呂設定温度、湯張り量等の必要な表示を行うための表示部３２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３３と、湯張り量を設定するための湯量設定スイッチ３４と、浴槽２への設定湯張り量の湯張り運転の開始を指示する湯張りスイッチ３５と、浴槽水を風呂設定温度以上に加熱させる風呂追焚き運転の開始を指示する追焚きスイッチ３７とが備えられている。
【００２０】
３８は、給湯温度センサ１６、給湯流量カウンタ１７、給水温度センサ１８、貯湯温度センサ１９、風呂温度センサ２４、流水センサ２５、風呂流量カウンタ３０の検出値が入力され、ヒータ１０、給湯混合弁１４、風呂循環ポンプ２０、風呂三方弁２７、湯張り弁２９の作動を制御すると共に、リモコン４と通信可能に接続された制御部である。この制御部３８は、演算、比較、記憶機能、時計機能を有し、風呂給湯機３の作動を制御するためのプログラムが予め記憶され、給湯流量カウンタ１７による給湯検知によってリモコン４で指示された給湯設定温度の給湯運転を行うと共に、リモコン４の湯張りスイッチ３５の操作に応じて湯張り運転を行い、追焚きスイッチ３７の操作に応じて風呂追焚き運転を行うものである。
【００２１】
＜浴槽循環流路切替装置＞
次に、浴槽循環流路切替装置８について説明すると、３９は往き管２１と接続される往き流路、４０は戻り管２２と接続される戻り流路、４１は往き流路３９と戻り流路４０とを短絡するバイパス流路、４２は往き流路３９とバイパス流路４１との分岐点に設けられ、流通する湯水の温度が高い場合にバイパス流路４１側を閉塞しかつ前記往き流路３９の浴槽２側を開放すると共に、流通する湯水の温度が低い場合にバイパス流路４１側を開放しかつ往き流路３９の浴槽２側を閉塞する感温切替弁、４３は戻り流路４０途中に設けられた気水分離部としての立ち上げ流路部である。
【００２２】
感温切替弁４２は、流通する湯水の温度に応じて伸縮する感温変形部材４４と、この感温変形部材４４によって移動される弁体４５と、この弁体４５を感温変形部材４４とは逆方向に付勢するバイアスバネ４６とがケーシング４７内に設けられ、このケーシング４７には往き流路３９の風呂給湯機３側からの湯水を感温変形部材４４側に流通させる入口４８と、流通する湯水の温度が低い場合に弁体４５によって閉塞される浴槽側出口４９と、流通する湯水の温度が高い場合に弁体４５によって閉塞されるバイパス側出口５０とが開口されている。
【００２３】
ここで、感温変形部材４４は、温度が高い場合に伸張し、温度が低い場合に収縮する形状記憶合金圧縮コイルバネより構成され、この形状記憶合金圧縮コイルバネとバイアスバネ４６の力関係によって弁体４５が移動されるもので、感温変形部材４４が伸びた際に弁体４５が位置する部位にバイパス側出口５０が開口され、感温変形部材４４が縮んだ際に弁体４５が位置する部位に浴槽側出口４９が開口されている。
【００２４】
なお、この形状記憶合金圧縮コイルバネは、浴槽２内に流入させても低温感の少ない温度で、かつ、浴槽２の湯水をユーザーが任意に設定可能な風呂設定温度より低い温度（例えば３０℃）以上を形状回復温度として設計されているもので、形状回復温度以下の雰囲気下では、形状記憶合金圧縮コイルバネのバネ力はバイアスバネ４６のバネ力よりも弱く、バイアスバネ４６に押されて圧縮し、形状回復温度以上の雰囲気下では、形状記憶合金圧縮コイルバネのバネ力はバイアスバネ４６のバネ力よりも強く、バイアスバネ４６に抗して伸張する。そして、本明細書中の低温とは、形状回復温度以下の温度を示し、高温とは形状回復温度以上の温度を示すものである。
【００２５】
立ち上げ流路部４３は、その上端には戻り流路４０の風呂給湯機３側が接続され、立ち上げ流路部４３の戻り流路４０が接続された高さ位置よりも下方に所定の高低差を有して戻り流路４０の浴槽２側が接続され、立ち上げ流路部４３の下端にバイパス流路４１が接続されているおり、戻り流路４０の立ち上げ流路部４３から浴槽２側は、立ち上げ流路部４３との接続点の高さ最高点として浴槽２へ向けて少なくとも水平、好ましくは下り勾配とされているものである。
【００２６】
そして、往き流路３９の浴槽２側は浴槽循環口６の吐出口６ａに接続され、戻り流路４０の浴槽２側は浴槽循環口６の吸込口６ｂに接続されている。
【００２７】
＜給湯運転＞
次に、この風呂給湯システムの作動について、給湯運転から説明する。
カラン５が開かれて給湯流量カウンタ１７が所定の流量以上の流量を検出して給湯検知すると、制御部３８は、給湯温度センサ１６で検出する温度がリモコン４で予め設定していた給湯設定温度に一致するように給湯混合弁１４の開度をフィードバック制御し、カラン５が閉じられて給湯流量カウンタ１７が所定の流量未満を検出すると、給湯運転を終了する。
【００２８】
＜湯張り運転＞
湯張り運転について図２のフローチャートに基づいて説明すると、浴槽２が空の状態で、リモコン４の湯張りスイッチ３５がオン操作されると（ステップＳ１でＹｅｓ）、制御部３８は、風呂三方弁２７をバイパス側に切り替え（ステップＳ２）、給湯混合弁１４を水側に開いた状態で湯張り弁２９を開いて風呂流量カウンタ３０が所定量をカウントしたら湯張り弁２９を閉じて風呂循環ポンプ２３へ呼び水を行い（ステップＳ３）、その後に、風呂循環ポンプ２３を駆動開始する（ステップＳ４）。
【００２９】
このとき、図３に示すように、風呂循環ポンプ２３の駆動によって、往き管２１内および戻り管２２内の低温の残留水および呼び水動作によって供給された水が往き管２１から浴槽循環流路切替装置８の往き流路３９へ流入する。感温切替弁４２に流入した水が低温のため感温変形部材４４を縮ませ、弁体４５が浴槽側出口４９を閉塞し、バイパス側出口５０が開放され、往き流路３９からの水はバイパス流路４１を流通し、立ち上げ流路部４３へ流入する。立ち上げ流路部４３に流入した水は、戻り流路４０の浴槽２側から浴槽循環口６の吸込口６ｂを介して浴槽２内に排出されると同時に、浴槽循環口６の吸込口６ｂから吸い込まれた空気が戻り流路４０の浴槽２側から逆流して立ち上げ流路部４３に流れ込み、立ち上げ流路部４３の上部に接続された戻り流路４０の風呂給湯機３側へ吸い込まれていく。
【００３０】
ここで、立ち上げ流路部４３において所定の高低差を有して上部に戻り流路４０の風呂給湯機３側が、下部に戻り流路４０の浴槽２側が接続されているため、バイパス流路４１から立ち上げ流路部４３へ流入した湯水と戻り流路４０の浴槽２側から吸い込まれた空気とが十分に分離され、空気のみが戻り流路４０の風呂給湯機３側へ流れることとなる。
【００３１】
そして、制御部３８は、風呂循環ポンプ２３を駆動開始してから流水センサ２５が所定時間継続して流水を検知するかどうかを判断し（図２のステップＳ５）、この時、戻り管２２からは空気が戻ってくるため、流水センサ２５は流水を検知できずにステップＳ５でＮｏとなって浴槽２の空判定を行い、制御部３８は、風呂循環ポンプ２３を駆動停止して（ステップＳ６）、湯張り弁２９を開弁し（ステップＳ７）、給湯温度センサ１６で検出する温度がリモコン４で設定されている風呂設定温度に一致するように給湯混合弁１４の開度をフィードバック制御する。
【００３２】
このとき、湯張り管２８から流入した湯水は往き管２１および戻り管２２を介して浴槽循環流路切替装置８へ流入し、戻り流路４０から流入した湯水は、立ち上げ流路部４３を通過して戻り流路４０の浴槽２側を流れ、浴槽循環口６の吸込口６ｂから浴槽２内へ湯張りされると同時に、往き流路３９から感温切替弁４２に流入した湯水が冷えている場合は、図４に示すように、感温切替弁４２が浴槽側出口４９を閉塞してバイパス側出口５０を開放するので、往き流路３９から感温切替弁４２に流入した湯水はバイパス流路４１と戻り流路４０の浴槽２側から流出し、浴槽循環口６の吸込口６ｂから浴槽２内へ流出する。
【００３３】
そして、給湯混合弁１４で風呂設定温度に調整された湯が往き管２１および戻り管２２を介して浴槽循環流路切替装置８へ流入するようになると、図５に示すように、感温切替弁４２はバイパス側出口５０を閉塞して浴槽側出口４９を開放した状態に切り替わるので、往き流路３９から感温切替弁４２に流入した湯水は、往き流路３９の浴槽２側から流出し、浴槽循環口６の吐出口６ａから浴槽２内へ流出し、往き管２１と戻り管２２の両経路を利用した両搬送湯張りを行うことができる。
【００３４】
図２の前記ステップＳ７で湯張り弁２９を開弁してから風呂流量カウンタ３０が積算した流量が設定湯張り量に到達すると（ステップＳ８でＹｅｓ）、制御部３８は、湯張り弁２９を閉弁して（ステップＳ９）、湯張り運転を終了する（ステップＳ１０）。
【００３５】
一方、浴槽２内に浴槽循環口６が水没する量以上の残湯がある状態で湯張りスイッチ３５がオン操作された場合は、図６に示すように、戻り流路４０も水没状態となっているため、感温切替弁４２が往き流路３９の浴槽２側を閉塞していても循環が成立し、制御部３８は、図２の前記ステップＳ５で流水センサ２５が流水を所定時間継続したことを検知し、浴槽２内に残湯があると判断して、風呂循環ポンプ２３の駆動を停止し（ステップＳ１１）、湯張り運転を中止する（ステップＳ１２）。
【００３６】
このように、浴槽２が空の状態で風呂循環回路７内の低温の残留水が浴槽循環流路切替装置８の往き流路３９から流入すると、感温切替弁４２が往き流路３９の浴槽２側を閉塞してバイパス流路４１側を連通し、湯水は立ち上げ流路部４３に流入する。立ち上げ流路部４３に流入した湯水は戻り流路４０を介して浴槽２に排出されると同時に戻り流路４０の浴槽２側から空気が流入し、立ち上げ流路部４３を介して戻り流路４０の風呂給湯機３側には空気が流入することとなる。そのため、浴槽２が空の状態では、風呂循環回路７内の残留水だけで循環が成立することがなくなり、風呂給湯機３では、浴槽２が空なことを確実に認識することができ、誤検知による不具合の発生を防止できるものである。
【００３７】
＜風呂追焚き運転＞
次に、風呂追焚き運転について図７のフローチャートに基づいて説明すると、浴槽２内に浴槽循環口６が水没する量以上の残湯がある状態で追焚きスイッチ３７がオン操作されると（ステップＳ２１でＹｅｓ）、制御部３８は、風呂三方弁２７を風呂熱交換器２０側に切り替え（ステップＳ２２）、風呂循環ポンプ２３を駆動開始する（ステップＳ２３）。
【００３８】
このとき、図８に示すように、風呂循環ポンプ２３の駆動によって往き管２１内の低温の残留水が浴槽循環流路切替装置８の往き流路３９へ流入する。感温切替弁４２に流入した水が低温のため感温変形部材４４を縮ませ、弁体４５が浴槽側出口４９を閉塞し、バイパス側出口５０が開放され、往き流路３９からの水はバイパス流路４１を流通して立ち上げ流路部４３へ流入し、立ち上げ流路部４３の上部から戻り流路４０の風呂給湯機３側を流れて循環する。
【００３９】
そして、風呂熱交換器２０で加熱された湯水が循環してきて浴槽循環流路切替装置８の感温切替弁４２に流入すると、図９に示すように、感温変形部材４４が伸びて弁体４５が浴槽側出口４９を開放すると共に、バイパス側出口４９を閉塞し、往き流路３９からの湯水は浴槽側出口４９から往き流路３９の浴槽２側を介して浴槽循環口６の吐出口６ａから浴槽２内に流出すると同時に、浴槽循環口６の吸込口６ｂから吸い込まれた浴槽水が戻り流路４０を流れて循環する。
【００４０】
この感温切替弁４２の流路切替の動作と同時にまたは前後して、流水センサ２５が所定時間以上継続して流水を検知すると（図７のステップＳ２４でＹｅｓ）、風呂追焚き運転が継続され、風呂温度センサ２４で検出する浴槽水の温度が風呂設定温度より高い温度（ここでは、風呂設定温度＋１℃）に達すると（ステップＳ２５でＹｅｓ）、風呂循環ポンプ２３の駆動を停止し（ステップＳ２６）、風呂三方弁２７をバイパス側に戻して（ステップＳ２７）、風呂追焚き運転を終了する（ステップＳ２８）。
【００４１】
このように、風呂追焚き運転の開始初期において、往き管２１に残留する低温の残留水は浴槽２内に流出しないので、浴槽水温度を低下してしまうことがないと共に、風呂追焚き運転によって熱い湯の供給を期待している入浴者に不快感を与えることを防止することができる。
【００４２】
一方、浴槽２が空の状態で追焚きスイッチ３７がオン操作された場合は、風呂追焚き運転開始初期は往き管２１内の低温の残留水が浴槽循環流路切替装置８の感温切替弁４２に流入し、浴槽側出口４９を閉塞、バイパス側出口５０が開放された状態となるが、図３と同じように、立ち上げ流路部４３に流入した水は、戻り流路４０の浴槽２側から浴槽循環口６の吸込口６ｂを介して浴槽２内に排出されると同時に、浴槽循環口６の吸込口６ｂから吸い込まれた空気が戻り流路４０の浴槽２側から逆流して立ち上げ流路部４３に流れ込み、立ち上げ流路部４３の上部に接続された戻り流路４０の風呂給湯機３側へ吸い込まれる。
【００４３】
そして、立ち上げ流路部４３において所定の高低差を有して上部に戻り流路４０の風呂給湯機３側が、下部に戻り流路４０の浴槽２側が接続されているため、バイパス流路４１から立ち上げ流路部４３へ流入した湯水と戻り流路４０の浴槽２側から吸い込まれた空気とが十分に分離され、空気のみが戻り流路４０の風呂給湯機３側へ流れることとなる。
【００４４】
そして、風呂熱交換器２０で加熱された湯水が循環してきて浴槽循環流路切替装置８の感温切替弁４２に流入すると、感温変形部材４４が伸びて弁体４５が浴槽側出口４９を開放すると共に、バイパス側出口４９を閉塞し、往き流路３９からの湯水は浴槽側出口４９から往き流路３９の浴槽２側を介して浴槽循環口６の吐出口６ａから浴槽２内に流出すると同時に、浴槽循環口６の吸込口６ｂから空気が吸い込まれ、循環が成立しない。
【００４５】
よって、流水センサ２５が所定時間以上継続して流水を検知することができず、図７のステップＳ２４でＮｏとなり、制御部３８は、風呂循環ポンプ２３の駆動を停止し（ステップＳ２９）、風呂三方弁２７をバイパス側に戻し（ステップＳ３０）、風呂追焚き運転を中止する（ステップＳ３１）。
【００４６】
このように、風呂追焚き運転においても、浴槽２が空の状態であることを確実に判別することができ、無駄な運転を継続してしまうことがなく、誤検知による不具合の発生を防止することができる。
【００４７】
＜凍結防止運転＞
次に、冬季等において、風呂給湯機３内の往き管２１、戻り管２２、および風呂給湯機３と浴槽循環流路切替装置８とを接続する往き管２１、戻り管２２の凍結を防止するための凍結防止運転について、図１０のフローチャートに基づいて説明する。
【００４８】
先ず風呂温度センサ２４または給水温度センサ１８が予め定められた凍結防止開始温度以下を検出すると（ステップＳ４１でＹｅｓ）、制御部３８は、風呂三方弁２７をバイパス側に切り替え（ステップＳ４２）、風呂循環ポンプ２３の駆動を開始する（ステップＳ４３）。
【００４９】
このとき、浴槽２内に湯水がある状況では、図６に示すように、風呂循環ポンプ２３の駆動によって往き管２１内の低温の残留水が浴槽循環流路切替装置８の往き流路３９へ流入する。感温切替弁４２に流入した水が低温のため感温変形部材４４を縮ませ、弁体４５が浴槽側出口４９を閉塞し、バイパス側出口５０を開放し、往き流路３９からの水はバイパス流路４１を流通して立ち上げ流路部４３へ流入し、立ち上げ流路部４３の上部から戻り流路４０の風呂給湯機３側を流れて循環する。
【００５０】
そして制御部３８は、流水センサ２５が所定時間以上継続して流水を検知すると（図７のステップＳ４４でＹｅｓ）、風呂循環ポンプ２３の駆動を継続して湯水の循環による配管内の湯水の凍結防止を行い、風呂循環ポンプ２３を駆動開始してからの時間が予め定められたポンプオン時間（ここでは１０分間）以上となると（ステップＳ４５でＹｅｓ）、一旦風呂循環ポンプ２３の駆動を停止する（ステップＳ４６）。
【００５１】
風呂循環ポンプ２３を駆動停止してからの時間が予め定められたポンプオフ時間（ここでは２０分間）以上となると（ステップＳ４７でＹｅｓ）、風呂温度センサ２４または給水温度センサ１８が凍結防止開始温度より高い予め定められた凍結防止終了温度以上を検出しているかどうかを判断し（ステップＳ４８）、凍結防止終了温度以下であると前記ステップＳ４３に戻り、再度風呂循環ポンプ２３を駆動して凍結防止運転を継続する一方、凍結防止終了温度以上を検出している場合は（ステップＳ４８でＹｅｓ）、一旦凍結防止運転を中断して前記ステップＳ４１に戻り、凍結防止運転の開始を待機するようにしている。
【００５２】
一方、浴槽水が排水されて浴槽２内に湯水がない状況または凍結防止運転を開始した後に浴槽水が排水されて浴槽２内に湯水がなくなった状況においては、往き管２１内の低温の残留水が浴槽循環流路切替装置８の感温切替弁４２に流入し、浴槽側出口４９を閉塞、バイパス側出口５０が開放された状態となるが、図３と同じように、立ち上げ流路部４３に流入した水は、戻り流路４０の浴槽２側から浴槽循環口６の吸込口６ｂを介して浴槽２内に排出されると同時に、浴槽循環口６の吸込口６ｂから吸い込まれた空気が戻り流路４０の浴槽２側から逆流して立ち上げ流路部４３に流れ込み、立ち上げ流路部４３の上部に接続された戻り流路４０の風呂給湯機３側へ吸い込まれ、循環が成立しない。
【００５３】
そのため、図１０のステップＳ４４にて流水センサ２５が所定時間継続してオン状態となることがないためステップＳ４４でＮｏとなり、制御部３８は風呂循環ポンプ２３を駆動停止して（ステップＳ４９）、無駄な風呂循環ポンプ２３の駆動を中止して、ポンプオフ時間経過後にステップＳ４７へ進み、再度ステップＳ４８からステップＳ４１またはステップＳ４３へ進んで、風呂循環ポンプ２３内に残留する湯水の凍結を防止するようにしている。
【００５４】
このように、凍結防止運転においても、浴槽２が空の状態であることを確実に判別することができ、無駄な運転を継続してしまうことがなく、誤検知による不具合の発生を防止することができる。
【００５５】
以上のように、本発明の浴槽循環流路切替装置８は、浴槽２内に湯水がある状態では循環時に低温の湯水を浴槽２内に排出することを防止することができると共に、浴槽２内が空の状態では往き流路３９から流入してきた湯水を浴槽２内に排出することができるため、浴槽２内が空の状態で風呂給湯機３と浴槽２との間で湯水が循環してしまうことがないものである。
【００５６】
また、このような浴槽循環流路切替装置８を、風呂循環ポンプ２３を駆動した後に前記流水センサ２５が湯水の循環を判別することで浴槽２内に湯水があるか否かを判別するようにした風呂給湯機３と共に用いることによって、風呂給湯機３での浴槽２内の残湯の有無の判別が正確となって、浴槽２内が空であるのに湯水があると誤認した場合の風呂給湯機３の誤動作を防止できるものである。
【００５７】
なお、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、例えば、浴槽循環流路切替装置８に内蔵される感温切替弁４２の感温変形部材４４として、形状回復温度より温度が高い場合に収縮し、形状回復温度より温度が低い場合に伸張する形状記憶合金引張コイルバネや、形状回復温度相当の温度より温度が高い場合に膨張し、形状回復温度相当の温度より温度が低い場合に収縮するワックスサーモエレメント等を用いてもよい。
【００５８】
また、浴槽循環流路切替装置８は、戻り流路４０途中に気水分離部として作用する立ち上げ流路部４３を設けた構成であればよく、図１１に示すように、往き流路３９と戻り流路４０の上下を入れ替えた構成でもよいもので、さらに、バイパス流路４１は戻り流路４０の立ち上げ流路部４３よりも浴槽２側に接続してもよい。ここで、バイパス流路４１は、少なくとも立ち上げ流路部４３の上端から浴槽２側に接続することで、風呂給湯機３側への流れを気水分離できるものである。
【００５９】
また、熱源機としての風呂給湯装置３として、貯湯タンク９内にヒータ１０を設けた構成としたが、これに限らず、貯湯タンク９外にヒートポンプ式の加熱装置を設け、貯湯タンク９内の湯水を循環加熱する構成としたり、風呂熱交換器２０を貯湯タンク９外に配置して、貯湯タンク９内の湯水を風呂熱交換器の一次側に循環させる構成としたり、給水や浴槽水をガスバーナや石油バーナで加熱する瞬間式熱交換器（風呂熱交換器）を有した構成としたものでもよい。
【００６０】
また、流水センサ２５は、風呂循環回路７内を湯水が循環しているかどうかを判別できればよいものであり、所定量以上の流れがあるとスイッチがオンする流水スイッチや、流れの量自体を検出する流量カウンタ等、種々の公知のもので構成することができる。
【００６１】
また、本実施形態では、凍結防止開始温度および凍結防止終了温度を給水温度センサ１８または風呂温度センサ２４にて検出するようにしているが、これに限らず、外気温度を検出する外気温度センサや、風呂給湯機３内の雰囲気温度を検出する機内温度センサを設け、これらによって凍結防止開始温度および凍結防止終了温度を検出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
２ 浴槽
３ 風呂給湯機
６ 浴槽循環口
６ａ 吐出口
６ｂ 吸込口
７ 風呂循環回路
８ 浴槽循環流路切替装置
２０ 風呂熱交換器
２１ 往き管
２２ 戻り管
２３ 風呂循環ポンプ
２５ 流水センサ
２６ 風呂バイパス管
３９ 往き流路
４０ 戻り流路
４１ バイパス流路
４２ 感温切替弁
４３ 立ち上げ流路部（気水分離部）
４４ 感温変形部材
４５ 弁体
４６ バイアスバネ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽水を加熱する熱源機から浴槽に至る往き流路と、前記浴槽から前記熱源機に至る戻り流路と、前記往き流路と前記戻り流路を短絡するバイパス流路と、流通する湯水の温度が高い場合に前記バイパス流路側を閉塞して前記往き流路の熱源機側と浴槽側とを連通し、かつ流通する湯水の温度が低い場合に前記往き流路の浴槽側を閉塞して前記バイパス流路側と前記往き流路の熱源機側と連通する感温切替弁とを備えたものにおいて、前記戻り流路途中に気水分離部を設け、前記戻り流路の熱源機側を前記気水分離部の上部に接続し、前記戻り流路の浴槽側を前記気水分離部の前記戻り流路の熱源機側の接続高さより所定の高低差を有した下部に接続したことを特徴とする浴槽循環流路切替装置。
【請求項２】
前記バイパス流路の戻り流路側の端部を前記気水分離部または前記戻り流路の前記気水分離部よりも浴槽側に接続したことを特徴とする請求項１記載の浴槽循環流路切替装置。
【請求項３】
前記感温切替弁は、流通する湯水の温度に応じて伸縮する感温変形部材と、この感温変形部材によって移動される弁体と、この弁体を前記感温変形部材とは逆方向に付勢するバイアスバネとを有していることを特徴とする請求項１または２に記載の浴槽循環流路切替装置。
【請求項４】
前記浴槽循環流路切替装置は、浴槽内に吐出する吐出口と浴槽内の水を吸い込む吸い込み口とを有して浴槽壁面に取り付けられる浴槽循環口と熱源機との間かつ浴槽循環口の近傍に設けらることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の浴槽循環流路切替装置。
【請求項５】
前記熱源機として、浴槽水を加熱する風呂熱交換器と、前記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風呂循環回路と、前記風呂循環回路途中に設けられた風呂循環ポンプと、前記風呂循環回路内を湯水が循環しているか否かを検出する流水センサとを備え、前記風呂循環ポンプを駆動した後に前記流水センサが湯水の循環を判別することで前記浴槽内に湯水があるか否かを判別するようにした風呂給湯機を用い、前記浴槽循環口と前記風呂給湯機との間かつ前記浴槽循環口近傍に前記請求項４記載の浴槽循環流路切替装置を設けたことを特徴とする風呂給湯システム。
【請求項１】
浴槽水を加熱する熱源機から浴槽に至る往き流路と、前記浴槽から前記熱源機に至る戻り流路と、前記往き流路と前記戻り流路を短絡するバイパス流路と、流通する湯水の温度が高い場合に前記バイパス流路側を閉塞して前記往き流路の熱源機側と浴槽側とを連通し、かつ流通する湯水の温度が低い場合に前記往き流路の浴槽側を閉塞して前記バイパス流路側と前記往き流路の熱源機側と連通する感温切替弁とを備えたものにおいて、前記戻り流路途中に気水分離部を設け、前記戻り流路の熱源機側を前記気水分離部の上部に接続し、前記戻り流路の浴槽側を前記気水分離部の前記戻り流路の熱源機側の接続高さより所定の高低差を有した下部に接続したことを特徴とする浴槽循環流路切替装置。
【請求項２】
前記バイパス流路の戻り流路側の端部を前記気水分離部または前記戻り流路の前記気水分離部よりも浴槽側に接続したことを特徴とする請求項１記載の浴槽循環流路切替装置。
【請求項３】
前記感温切替弁は、流通する湯水の温度に応じて伸縮する感温変形部材と、この感温変形部材によって移動される弁体と、この弁体を前記感温変形部材とは逆方向に付勢するバイアスバネとを有していることを特徴とする請求項１または２に記載の浴槽循環流路切替装置。
【請求項４】
前記浴槽循環流路切替装置は、浴槽内に吐出する吐出口と浴槽内の水を吸い込む吸い込み口とを有して浴槽壁面に取り付けられる浴槽循環口と熱源機との間かつ浴槽循環口の近傍に設けらることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の浴槽循環流路切替装置。
【請求項５】
前記熱源機として、浴槽水を加熱する風呂熱交換器と、前記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風呂循環回路と、前記風呂循環回路途中に設けられた風呂循環ポンプと、前記風呂循環回路内を湯水が循環しているか否かを検出する流水センサとを備え、前記風呂循環ポンプを駆動した後に前記流水センサが湯水の循環を判別することで前記浴槽内に湯水があるか否かを判別するようにした風呂給湯機を用い、前記浴槽循環口と前記風呂給湯機との間かつ前記浴槽循環口近傍に前記請求項４記載の浴槽循環流路切替装置を設けたことを特徴とする風呂給湯システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１８９２３２（Ｐ２０１２−１８９２３２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５０９８１（Ｐ２０１１−５０９８１）
【出願日】平成２３年３月９日（２０１１．３．９）
【出願人】（００００００５３８）株式会社コロナ (753)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月９日（２０１１．３．９）
【出願人】（００００００５３８）株式会社コロナ (753)
【Ｆターム（参考）】
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