JPS6113804B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加熱装置、特にポンプを使用して浴槽
内の湯を循環、加熱する風呂システムにおいて、
浴槽への噴流吹き出しの流れパターンを吹き出し
水温に応じて変化させ、人体に直接高温の湯があ
たらないようにすることを目的としたものであ
る。さらに具体的に言うと、加熱装置により浴槽
内の湯を加熱するときは、浴槽へ噴出する温水温
度は浴槽の湯の温度より加熱分だけ高くなる。特
に省エネルギーの観点から言うと、加熱装置と浴
槽を循環させる水の量は、必要最小限に押える方
がポンプ等で消費する循環のためのエネルギーが
少なくてすむ。この場合、浴槽から吸い込むとき
の水の温度と加熱後の温度との間には、加熱する
熱量が一定であれば循環水量が少ない程差が大き
くなる。すなわち浴槽に噴出される水の温度は浴
槽の水の温度より相当高くなつて放出される。こ
のような高温の水が人体に当たると快適性がこそ
なわれると同時に極端な場合はやけどをすること
になる。

反対に加熱を行なわずに浴槽の水を循還してい
るときは、噴出される水の温度は人体がつかつて
いる水の温度と等しいから、人体に当つても不快
なことはなく、どちらかと言うと、人体に当つた
方が流水の感じが人体に快適に感じられることに
なる場合がある。

以上、加熱装置が加熱しているときと循環のみ
の場合との間には、吹き出し装置よりの水流に変
化をもたないと対人体の体感上不都合が生ずるこ
とになる。故に本発明は上記課題を、噴流の流れ
パターンを加熱と循環の間に差をもたせる手段を
与えるものである。さらにつけ加えるなら、対人
体に対して噴流が当たる、当たらない手段に加
え、流れのパターンを変化させることにより、流
れの方向のみを変えるの場合に生ずる課題も解決
する。流れの方向を単に変えた場合、浴槽内の水
の撹拌に課題が生ずる。すなわち、単に吹き出し
方向を下方に向け人体の当たらないようにした場
合、浴槽内水の上面の撹拌すなわち、水流の影響
が達しない場合が生ずる。これは、噴流から水面
の距離が大きくなるためである。この種の問題も
本発明は解決するものである。

以下に本発明を実施例を示す図面にもとづき説
明する。第１図において、１は加熱装置であつ
て、浴槽２とは往きパイプ３、戻りパイプ４によ
り浴槽内の水を循環させるごとく、浴槽２と加熱
装置１を結合している。加熱装置１の内部を第２
図に示す。戻りパイプ４に結合された吸込管５は
ポンプ６の吸込側に結合され、吸込管５の中間に
は、温度スイツチ７が吸込管５内の水の温度を検
出できるように配備されている。温度スイツチ７
は電気的な回路を有してものでも、機械的に動作
するものでもいずれでもよい。ポンプ６の吐出側
は、吐出管８が結合され、分岐管９によつて、一
方は温調用電磁弁１０に、他方はバイパス管１１
に水が流れるようにされている。温調用電磁弁１
０にはその先方にフロースイツチ１２、さらに熱
交換器１３が管１４により結合されている。フロ
ースイツチ１２は内部を水が流れるとスイツチ動
作も起こすものである。バイパス管１１には、バ
イパス弁１５が結合され、バイパス弁１５を通過
した流れは、バイパス管１６を通じて、熱交換器
１３に結合された管１７の流れと合流管１８で合
流し往きパイプ３に結合されている。さらに熱交
換器１３を加熱するごとく配置されたバーナ１９
が熱交換器１３と近接して設けられ、ガス供給管
２０よりのガスを開閉するガス用電磁弁２１を介
してバーナ１９が取付けられている。

バイパス弁１５は第３図に示す。バイパス管１
１に結合された流入口２２を有し、この流入口２
２を開閉する弁体２３が支持棒２４により摺動可
能状態で保持されている。支持棒２４は、弁蓋２
５と一体にされ、弁蓋２５の本体ケース２６への
固定により、弁体２３を流入口２２に対して弁開
閉を出来る状態に保持されている。また、本体ケ
ース２６には弁体２３が移動可能にする室２７を
有し室２７には流出口２８が開口している。さら
に、弁体２３は、スプリング２９を有し、流入口
２２側に弁体２３を押え付けるようにされてい
る。流出口２８は管１６に結合されている。

第４図に電気回路を示す。電源によりポンプ６
は作動し、温度スイツチ７がONすると温調用電
磁弁１０が開放する。フロースイツチ１２がON
するとガス用電磁弁２１が開放するようになつて
いる。

以上の構成で加熱装置１の動作を説明する。浴
槽２に水を水面Ａまで水を満たす。この状態でポ
ンプ６を作動すると、吸込管５より浴槽２内の水
を吸い込み加圧して吐出管８に加圧水を出す。
今、浴槽２内の水の温度が低いと、温度スイツチ
７がONして温調用電磁弁１０が開放し、水はフ
ロースイツチ１２内を流れる。すると、フロース
イツチ１２がONしてガス用電磁弁２１を開放し
バーナ１９が動作する。このバーナ１９により熱
交換器１３内の水は加熱され温水となつて往きパ
イプ３より浴槽２に流入される。このときバイパ
ス弁１５は、スプリング２９の力により流入口２
２を閉じており、バイパス管１１，１６には水流
を生じない。これは、スプリング２９の荷重設定
により分岐管９と合流管１８の間の差圧では弁体
２３が開放しないように設計されていることによ
る。すなわち、流入口２２と室２７の差圧により
弁体２３を開放する方向に力が働くが、それ以上
の力によりスプリング２９で弁体２３を流入口２
２側に押していることになる。このため、戻りパ
イプ４よりの浴槽２の水は全て熱交換器１３を通
過して加熱され往きパイプ３より温水として浴槽
２に戻される。以上の動作で時間経過すると、浴
槽２の水は徐々に温水とされ、戻りパイプ４内の
水も温度上昇してくる。すると、吸込管５内の水
温が温度スイツチ７の動作温度まで上昇し、温度
スイツチ７がOFFする。すると温調用電磁弁１
０が閉じもはやポンプ６の水はフロースイツチ１
２に流れなくなる。するとフロースイツチ１２が
OFFし、ガス用電磁弁２１が閉じられてバーナ
１９の加熱が停止する。と同時に、今までバイパ
ス弁１５に加わつていた差圧は、ポンプ６の水が
熱交換器１３側に流れなくなることによつて、ポ
ンプ６の全ての圧が流入口２２に加わり、室２７
とａ差圧が大巾に増大し、弁体２３をスプリング
２９に抗して押く開くようになる。すると、ポン
プ６の水は、バイパス管１５を介して往きパイプ
３に流され、浴槽２内の水は、戻りパイプ４、バ
イパス管１１、バイパス弁１５、バイパス管１６
を通じて往きパイプ３から浴槽２へと循環を生じ
る。このときバーナ１９は停止しているから、加
熱を行なわれていない状態を保持する。浴槽２内
の水の温度が低下すると初期の説明により温度ス
イツチ７がONし加熱動作を開始する。以下、前
述の動作をくり返すことによつて浴槽内水温を設
定値に保持するものである。

第６図において、仮りに人体をＢとする。吹き
出し装置３０からの流れがＸの場合、水面Ａの浴
湯は、上面、下面ともうまく撹拌される。これ
は、水面Ａの深さに対してほぼ水平に流れＸが直
進されていることにより、噴流としての効果が浴
湯全体にうまく伝達されるためである。これに対
して人体Ｂが入ると流れＸは人体を直撃する。流
れＸの温度が高いと人体に温度的な不快感を与え
ることになる。すなわち、流れＸが当たる所だけ
温度が高くなつて温度差が生ずるためである。今
仮りに人体Ｂに流れが当たらないように流れ
X′の方向に流れを吹き出したとする。すると、
浴槽２の底面ばかりが撹拌され、上面の方の撹拌
が悪くなる。撹拌が悪くなると浴槽２内の温度分
布に差が生じ、下は暖いが上は冷たいといつた状
態になり不快感を生ずる。

第５図ａ，ｂに本発明の吹き出し装置３０を示
す。供給口３１は往きパイプ３に結合されて加熱
装置１より温水が供給される。装置本体３２と供
給口３１は一体に成形され、装置本体３２には蓋
３３がビス３４によりシールされつつ固定されて
いる。供給口３１に連通した温度感知室３５には
ノズル３６と、制御路３７が連通に開口してい
る。ノズル３６の他方は、渦室３８が形成され、
渦室３８の中心部で蓋３３に出力口３９が存在す
る。ノズル３６は渦室３８の半径方向に向けら
れ、制御路３７は渦室３８の接線方向に開口され
ている。温度感知室３５の制御路３７の入口４０
部には、バイメタルで作られた制御弁４１が、ビ
ス４２により装置本体３２に固定され、バイメタ
ルの温度による変位で入口４０を開閉するごとく
構成されている。出力口３９は渦室３８側にエツ
ジ４３を有し、外側に向かつて拡大壁４４を有す
る。以上の構成の吹き出し装置３０を出力口３９
が浴槽２内に向くように取付けられる。

今加熱装置１が加熱状態でないとき、供給口３
１より入つてくる水の温度はあまり高くないため
バイメタルの制御弁４１は入口４０を閉じてい
る。（これはバイメタルの変形温度をあらかじめ
設定しておくとその温度に達するまでは変形を生
じない。）入口４０が閉じられており制御路３７
には流れが生じない。すなわち、温度感知室３５
の流れは全てノズル３６に流入する。すると渦室
３８では円周方向の流れが存在しないため渦流が
生じず、出力口３９より流出する。このときの流
れは流れＸとなり、浴槽２内を水平に直進する。
次に加熱装置１が加熱状態に入ると供給口３１に
入る水の温度が高くなる。すると温度感知室３５
内の水の温度が上昇して制御弁４１が熱変形を起
こす。第５図ｂの制御弁４１が点線のごとく変形
すると温度感知室３５と制御路３７が入口４０が
開くことによつて連通にされ、制御路３７に流れ
ハが生ずる。するとノズル３６の流れイは流れハ
に引張られて流れロに変化し、その結果、渦室３
８内で渦流が生ずる。渦室３８で渦流が生ずる
と、出力口３９からの流れは、エツジ４３以降の
拡大壁４４にそつて円錐形の流れＹを作り出す。
この流れＹは旋回しながら第６図のように浴槽２
内に噴出する。このため人体Ｂには、水は当たら
なくなり、しかも浴槽２の水面Ａ側にも底側にも
全体に吹き出しているので撹拌も十分であり、良
好な入浴状態が確保される。

ここで何故、出力口３９をエツジ４３と拡大壁
４４に分けてあるかと言うと、渦室３８内で渦流
が生ずると半径方向に渦流による圧力差が生じこ
れが吹き出し装置１の圧力損失となる。これは、
渦流形流体素子の原理によるものである。前記圧
力損失は本吹き出し装置にあつては不要なもので
ある。すなわち、圧力損失が少ない方が加熱装置
１内のポンプ６の負荷として少なくてすむ。この
ため、渦室３８での渦流をエツジ４３からすぐに
拡大し、拡大壁４４にそわせて、大きく旋回させ
るようにし、その分だけ、渦室３８内での渦流を
すぐに解放してやるようにすれば、これも渦流形
流体素子の原理からノズル３６から出力口３９間
での圧力損失が弱く出きる。また、他の面から言
うと、渦室３８での渦流の強さが大きくなるに従
い圧力損失が増大する。これをさけるため、小さ
い渦室３８での渦流でも、十分に目的の効果も上
げるようにしている。すなわち、渦流が弱くても
拡大壁４４に渦流が旋回しながら流れた場合、エ
ツジ４３が重要になる。エツジ４３の部分がエツ
ジではなく直管のごとくなつていると、渦流が広
がらず、直進流である流れＸに近くなる。それ
は、直管部で流れの方向付けがなされ全体に広が
る力をうしなつてしまうからである。以上の説明
より、渦流に流れの方向付けをするような直管部
をもたないエツジ４３が有効であり、拡大壁４４
との相関において、弱い渦流でも十分なる広がり
を有する流れＹを作り出せる。故に本発明の目的
が十分達せられるのである。しかも弱い渦流でも
目的が達せられることから吹き出し装置３０とし
ての圧力損失も少なく、ポンプ６に加わる負荷も
少なくてすむ。

本発明の吹き出し装置を使用することにより、
吹き出し流れの温度により自動的に流れパターン
が変化するため、入浴時の高温の流れに人体がさ
らされることなく快適な入浴が出き、しかも人体
に流れが当たらない状態でも旋回流の渦流によつ
て浴槽内の撹拌効果をそこなわず、効果ある入浴
が楽しめるのである。

さらに吹き出し装置としての圧力損失が少なく
ても所望の目的が達せられるためポンプに負荷が
加わることも少なく安定した流れ状態を作り出せ
るのである。それは、本発明独特の吹き出し装置
を利用することによる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するシステム図、第２図
は加熱装置一実施例平面回路図、第３図はバイパ
ス弁一実施例断面図、第４図は電気回路図、第５
図ａは本発明の吹き出し装置−断面図、同図
ｂは本発明の吹き出し装置平面、一部断面図、第
６図は浴槽内噴流パターン図である。 １……加熱装置、２……浴槽、３０……吹き出
し装置、３１……供給口、３６……ノズル、３７
……制御路、３８………渦室、３９……出力口、
４３……エツジ、４４……拡大壁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加熱装置により浴槽内の水を加熱、循環させ
   る風呂システムにおいて、前記加熱装置よりの温
   水を前記浴槽内に噴出する吹き出し装置を設け前
   記吹き出し装置を、供給口とその先方にノズルと
   渦室及び渦室の中心に出力口を有し、かつ前記供
   給口の温水温度が設定値より高温となつたときだ
   け、前記渦室内の流れを渦流とするごとく渦制御
   手段を設け、前記出力口の形状を、渦室側がエツ
   ジ状となし、流れに従つて急拡大となるごとく構
   成したことを特徴とする浴槽用噴流吹き出し装
   置。