JP7172119B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、給湯装置に関する。

入浴によって人体から発生した皮脂汚れ成分は、浴水中に溶出する。また、溶出した皮脂汚れ成分は、浴槽の壁面及び底面に付着して堆積する。堆積した皮脂汚れ成分は、入浴後に洗剤を用いて手洗いされることが一般的であるが、大きな負担がかかることから、自動または半自動で洗浄する方策が求められている。

特許文献１には、浴槽を自動または半自動で洗浄する設備として、浴槽壁面または底面にノズルを設けて、ノズルから洗剤水を噴射させる形態が提案されている。

特許第３８２１０１４号公報

特許文献１の洗浄装置は、給湯装置とは別に配管を浴槽に引き回す必要があり、取付が困難な場合がある。また、十分な量の泡沫を浴槽に供給しにくいという問題がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、比較的簡単な構成で浴槽に泡沫を効率良く供給することのできる給湯装置を提供することを目的とする。

本発明に係る給湯装置は、浴槽内へ流体を放出する放出口と、放出口の上流側に配置され、気体と液体とを混合する気液混合装置と、気液混合装置へ液体を供給する給液装置と、気液混合装置へ気体を供給する給気装置と、気液混合装置に流入する液体の流量を調整可能な液体流量調整手段とを備え、洗剤水が気液混合装置へ供給されたときに、気液混合装置により生成された泡沫が放出口から放出されるように、洗剤水の流量を液体流量調整手段により調整可能であり、液体流量調整手段は洗剤水の流量を、気液混合装置に流入する気体の体積流量が、気液混合装置に流入する洗剤水の体積流量の３倍以上、２０倍以下となるよう調整するものである。

本発明によれば、比較的簡単な構成で浴槽に泡沫を効率良く供給することが可能となる。

実施の形態１による給湯装置を示す図である。 実施の形態１による給湯装置の制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。 実施の形態２による給湯装置を示す図である。 実施の形態２による給湯装置が備える気液混合装置を示す縦断面図である。 実施の形態２による給湯装置の制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。 実施の形態３による給湯装置を示す図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。本開示は、以下の各実施の形態で説明する構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含み得る。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による給湯装置を示す図である。本実施の形態１の給湯装置１Ａは、浴槽１０へ給湯する機能と、浴槽１０を洗浄するための泡沫を浴槽１０に供給する機能とを有する。本明細書において、泡沫とは、気泡が多数集まることでクリーム状の塊を形成する泡を意味する。すなわち、泡沫とは、フォーム（ｆｏａｍ）を意味する。以下の説明では、洗剤すなわち界面活性剤が混合された水を「洗剤水」と称する。以下の説明では、浴槽１０に溜められた湯水を「浴水」と呼ぶことがある。

図１に示すように、給湯装置１Ａは、水を加熱する加熱手段２と、タンクユニット３と、リモコン装置４とを備える。本実施の形態の給湯装置１Ａは、タンクユニット３内に貯湯タンク５を備えた貯湯式給湯装置に相当する。本発明は、貯湯式給湯装置以外の給湯装置（例えば瞬間式給湯装置）にも適用可能である。

給湯装置１Ａの動作を制御する制御手段に相当する制御装置６がタンクユニット３内に備えられている。制御装置６は、例えば、プロセッサ及びメモリを有するマイクロコンピュータを備えたものでもよい。制御装置６と、リモコン装置４との間は、有線通信または無線通信により、双方向に通信可能である。制御装置６と、リモコン装置４とが、ネットワークを介して通信可能でもよい。リモコン装置４は、ユーザーインターフェースの例である。本実施の形態において、リモコン装置４は、浴室に設置されたものでもよい。または、例えばスマートフォンのような携帯情報端末が給湯装置１Ａのユーザーインターフェースとしての機能を有するように構成してもよい。

リモコン装置４は、表示部４ａ及び操作部４ｂを備える。表示部４ａは、例えば、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイでもよい。表示部４ａは、例えば、給湯装置１Ａの状態に関する情報、給湯装置１Ａの設定内容に関する情報などを表示できる。表示部４ａは、使用者に情報を報知する報知手段に相当する。操作部４ｂは、使用者が操作するためのボタン、ダイヤル、キーなどを含んでもよい。表示部４ａは、操作部の機能を兼ね備えるタッチスクリーンでもよい。リモコン装置４は、スピーカ、マイク等をさらに備えてもよい。本実施の形態におけるリモコン装置４は、例えば音声案内装置のような、表示部４ａ以外の報知手段を備えてもよい。

貯湯タンク５は、湯水を貯留する。温度による水の密度の違いにより、貯湯タンク５内には、上側が高温で下側が低温の温度成層を形成できる。貯湯タンク５の下部に給水管７が接続されている。上水道等の水源から供給される水は、給水管７を通って貯湯タンク５内に流入する。

加熱手段２は、ヒートポンプ装置を備えたものでもよい。第一通路８は、貯湯タンク５の下部と、加熱手段２の水入口との間をつなぐ。第二通路９は、加熱手段２の湯出口と、貯湯タンク５の上部との間をつなぐ。貯湯タンク５の水を加熱手段２により加熱する運転である沸上運転のときには、以下のようになる。貯湯タンク５内の下部の水が第一通路８を通って加熱手段２へ送られる。加熱手段２で加熱された高温の湯は、第二通路９を通って、貯湯タンク５の上部に流入する。

給湯装置１Ａは、湯を浴槽１０へ供給可能である。浴槽１０の内壁に浴槽アダプタ１３が設置されている。浴槽アダプタ１３は、放出口１４及び吸入口１５を有する。放出口１４は、浴槽１０内へ流体を放出可能である。吸入口１５は、浴槽１０内の流体を吸入可能である。吸入口１５は、放出口１４よりも低い位置にある。

タンクユニット３内には、水ポンプ１１と、浴水を加熱するための追焚熱交換器１２とが配置されている。第三通路１６は、追焚熱交換器１２の浴水の出口と、放出口１４との間をつなぐ。第四通路１７は、吸入口１５と、追焚熱交換器１２の浴水の入口との間をつなぐ。第四通路１７の途中に水ポンプ１１が配置される。

水ポンプ１１が運転されると、次のように浴水が循環する。浴槽１０内の浴水が吸入口１５から第四通路１７に引き込まれ、追焚熱交換器１２へ送られる。追焚熱交換器１２を通過した浴水は、第三通路１６を通って、放出口１４から浴槽１０内へ放出される。水ポンプ１１、追焚熱交換器１２、第三通路１６、第四通路１７により、浴水の循環流路が形成される。

本実施の形態における追焚熱交換器１２は、吸入口１５から吸入された浴水を加熱する浴水加熱手段に相当する。給湯装置１Ａは、追焚熱交換器１２により加熱された浴水を浴槽１０内に戻す追焚運転を実施可能である。追焚熱交換器１２は、貯湯タンク５から循環流路（図示省略）を通って供給される高温水と浴水との間で熱を交換することで浴水を加熱するものでもよいし、燃料の燃焼により加熱する燃焼式加熱装置または電気ヒータ等を備えたものでもよい。

タンクユニット３内には、混合弁１８が配置されている。混合弁１８は、湯側入口、水側入口、及び出口を有する。混合弁１８の湯側入口は、給湯管１９を介して貯湯タンク５の上部につながる。混合弁１８の水側入口は、水源からの低温水を供給する給水管２０につながる。混合弁１８の出口は、給湯管３８を介して、第四通路１７の途中の位置につながる。

浴槽１０に湯を溜める湯張り動作のときには、以下のようになる。貯湯タンク５から給湯管１９を通って供給される高温水と、給水管２０から供給される低温水とが混合弁１８にて混合され、温度調整される。混合弁１８で温度調整された湯は、給湯管３８、第三通路１６、及び第四通路１７を通って、浴槽１０へ流入する。湯張り動作のときには、浴槽アダプタ１３の放出口１４及び吸入口１５の両方から湯が浴槽１０内へ流入する。

給湯装置１Ａは、気液混合装置２１と、空気ポンプ２２と、空気供給弁２３とをさらに備える。気液混合装置２１は、放出口１４の上流側に配置される。図示の例では、気液混合装置２１は、第三通路１６の途中に接続されているとともに、タンクユニット３の外部であって浴槽１０の近くに配置されている。空気ポンプ２２及び空気供給弁２３は、タンクユニット３内に配置されている。空気ポンプ２２は、気体通路２４を介して気液混合装置２１に接続されている。空気供給弁２３は、気体通路２４の途中に配置され、気体通路２４を開通させたり遮断したりすることのできる電磁弁である。空気供給弁２３が開かれ、空気ポンプ２２が運転されると、空気が気体通路２４を通って気液混合装置２１へ供給される。本実施の形態における空気ポンプ２２は、気液混合装置２１へ気体を供給する給気装置に相当する。

水ポンプ１１が運転されると、浴槽１０内の液体が第三通路１６を通過するので、浴槽１０内の液体が気液混合装置２１へ供給される。本実施の形態における水ポンプ１１は、気液混合装置２１へ液体を供給する給液装置に相当する。気液混合装置２１は、空気ポンプ２２により供給された気体と、水ポンプ１１により供給された液体とを混合させる機能を有する。

例えば湯張り動作のときには、空気供給弁２３を閉じることにより、浴水が気体通路２４に流入することを防止できる。例えば湯張り動作のときには、空気供給弁２３を閉じるとともに、空気ポンプ２２を停止することにより、気液混合装置２１によって気体を混合することなく、気体を含まない液体の湯だけを浴槽１０へ流入させるようにしてもよい。

本実施の形態では、浴槽１０を洗浄する際に、気液混合装置２１により生成された泡沫を放出口１４から浴槽１０内へ放出する運転を行うことができる。この運転を以下「泡沫供給運転」と称する。本実施の形態における泡沫供給運転のときには、以下のようになる。浴槽１０内の浴水に洗剤を添加することで、浴槽１０内に洗剤水を生成する。水ポンプ１１及び空気ポンプ２２が運転される。水ポンプ１１が運転されると、浴槽１０内の洗剤水が気液混合装置２１へ供給される。気液混合装置２１にて、洗剤水と、空気ポンプ２２により供給された空気とが混合することにより、泡沫が生成される。この泡沫が放出口１４から浴槽１０内へ放出される。

本実施の形態の給湯装置１Ａでは、浴槽１０内の水位が放出口１４と吸入口１５との間になる状態で、水ポンプ１１及び空気ポンプ２２を運転することにより、泡沫供給運転を実施する。図１は、浴槽１０内の液面９０が放出口１４よりも低く吸入口１５よりも高い位置にある状態を表している。図１に示すような状態は、「浴槽１０内の水位が放出口１４と吸入口１５との間になる状態」に相当する。上記のようにして泡沫供給運転を継続して実施すると、放出口１４から放出される泡沫が液面９０の上に溜まっていく。液面９０の上に溜まった泡沫は、放出口１４から続いて放出される泡沫に押されて、さらに上方へ盛り上がっていく。このようにして、浴槽１０内の液面９０よりも上の空間が泡沫で満たされていく。これにより、浴槽１０の内壁の全周に渡って泡沫が付着するので、浴槽１０の内壁の全周に対して洗浄効果を及ぼすことができる。

図１中の泡沫上面９１は、浴槽１０内の液面９０よりも上の空間に溜まった泡沫の上面の例を示す。この例の泡沫上面９１は、浴槽１０の内壁の上端の近くに位置する。この例のように、制御装置６は、浴槽１０の内壁の上端に近い位置にまで泡沫が満たされるように、泡沫供給運転を継続して実施してもよい。そのようにすることで、浴槽１０の内壁の上端に近い位置にまで、泡沫による洗浄効果を及ぼすことができる。

制御装置６は、図１に示す泡沫上面９１の位置からさらに泡沫供給運転を継続して実施してもよい。すなわち、制御装置６は、浴槽１０から泡沫が溢れ出る状態になるまで、泡沫供給運転を継続して実施してもよい。そのようにすることで、浴槽１０の上端の縁部に対しても、泡沫による洗浄効果を及ぼすことができる。

放出口１４から放出される泡沫の泡径は、例えば、１μｍから５０００μｍの範囲にあってもよい。なお、泡径とは、個々の気泡の直径を算術平均した値を意味するものとする。すなわち、泡径とは、個数平均径を意味するものとする。泡径は、例えば、レーザー回折・散乱法または画像解析法により計測することができる。放出口１４から放出される泡沫は、直径５０μｍ以下の気泡を含んでもよい。そのような微細な気泡を含む泡沫によれば、特に優れた洗浄性能が得られる。放出口１４から放出される泡沫は、直径５００μｍ以上の気泡を含んでもよい。そのような比較的大きい径の気泡を含む泡沫を放出することで、浴槽１０内に泡沫をより迅速に満たすことが可能となる。

気液混合装置２１は、例えば、流路内に配置された固定翼を備えていてもよい。この場合には、以下のようになる。固定翼は、流路の軸線を中心に旋回する旋回水流を形成する。気液混合装置２１内に導入された空気は、旋回水流により、せん断破砕されながら洗剤水と混合する。空気がせん断破砕されることで、洗剤水と空気とを効率良く混合することができ、かつ生成される泡沫もより細かくなり、高い洗浄力を有する泡沫を浴槽１０へ供給することができる。

あるいは、気液混合装置２１は、流路内部に網目状の板が水流に対して垂直方向に設けられていて、通過する空気が細かくされて洗剤水と混合する構造を備えたものでもよい。

給湯装置１Ａは、タンクユニット３内に配置された流量調整弁２５をさらに備える。流量調整弁２５は、追焚熱交換器１２と気液混合装置２１との間の第三通路１６の途中に配置されている。流量調整弁２５は、開度を変えることにより、第三通路１６を通過する液体の流量、すなわち気液混合装置２１へ供給される液体の流量を調整できる。流量調整弁２５の開度を小さくすると、気液混合装置２１へ供給される液体の流量が低下する。流量調整弁２５は、気液混合装置２１に流入する液体の流量を調整可能な液体流量調整手段に相当する。

制御装置６は、水ポンプ１１の運転速度を調整するポンプ速度調整機能を有する。水ポンプ１１の運転速度とは、水ポンプ１１の回転速度でもよい。制御装置６が、水ポンプ１１の運転速度を高くすると気液混合装置２１へ供給される液体の流量が増加し、水ポンプ１１の運転速度を低くすると気液混合装置２１へ供給される液体の流量が低下する。制御装置６によるポンプ速度調整機能は、水ポンプ１１の運転速度を調整するポンプ速度調整手段に相当する。また、制御装置６によるポンプ速度調整機能は、気液混合装置２１に流入する液体の流量を調整可能な液体流量調整手段に相当する。

本実施の形態の給湯装置１Ａは、制御装置６によるポンプ速度調整機能と、流量調整弁２５との双方を液体流量調整手段として備えるが、変形例として、制御装置６によるポンプ速度調整機能と、流量調整弁２５とのいずれか一方のみを液体流量調整手段として備えるようにしてもよい。

気液混合装置２１により泡沫を生成する際には、気液混合装置２１における気体すなわち空気と洗剤水との混合比が極めて重要になる。当該混合比を以下「気液混合比」と称する。適切な気液混合比に比べて洗剤水の混合割合が高すぎると、液体中に気泡が散在する気液二相流の状態になってしまい、泡沫が生成されない可能性がある。また、適切な気液混合比に比べて洗剤水の混合割合が高すぎると、泡沫に含まれる水分量が多くなるので、泡沫が重くなり、浴槽１０内で泡沫を上方へ盛り上げることが困難になる。

泡沫生成運転のとき、制御装置６は、水ポンプ１１の運転速度と流量調整弁２５の開度との少なくとも一方を調節することにより、洗剤水の流量を調整可能である。これにより、気液混合比が適切な値になるように確実に調整することが可能となる。その結果、気液混合装置２１により泡沫を効率良く生成することができ、泡沫生成速度を向上することができ、大量の泡沫を放出口１４から迅速に放出することが可能となる。また、本実施の形態であれば、浴槽１０の湯張り動作と追焚運転に用いる配管を利用して泡沫を生成可能であるので、装置構成を簡素化する上で有利になる。

気液混合装置２１により泡沫を生成するときには、気液混合装置２１に流入する気体である空気の体積流量が、気液混合装置２１に流入する洗剤水の体積流量に対して、２倍以上、２０倍以下となることが好ましく、３倍以上、１０倍以下となることがより好ましい。上記のような範囲にすることで、気液混合比がより適切な値になり、比較的小さい泡径を有する、きめ細かい良好な泡沫をさらに効率良く生成することができる。制御装置６は、洗剤水の流量を前述したようにして調整することで、気体の体積流量と洗剤水の体積流量との比率を上記のような範囲に調整することが可能である。なお、「気体の体積流量」とは、気体の圧力が大気圧である場合に換算したときの気体の体積流量であるものとする。

例えば、制御装置６は、空気ポンプ２２を一定の運転条件で運転するとともに、水ポンプ１１の運転速度を調整して洗剤水の流量を調節することにより、気液混合比を調整してもよい。あるいは、制御装置６は、水ポンプ１１の運転速度を一定の運転速度に保つとともに、流量調整弁２５の開度を調整して空気の流量を調節することにより、気液混合比を調整してもよい。

泡沫生成運転のときに、気液混合装置２１に流入する洗剤水の体積流量は、２Ｌ／ｍｉｎ以上、１０Ｌ／ｍｉｎ以下となることが好ましい。家庭用のサイズの浴槽１０を想定した場合には、気液混合装置２１に流入する洗剤水の体積流量を上記の範囲にすることで、泡沫生成速度を過不足のない適切な速度にすることが可能となる。また、制御装置６は、泡沫生成運転のときの洗剤水の流量が、追焚運転のときの浴水の流量よりも低くなるように制御してもよい。そのようにすることで、泡沫生成運転のときに、洗剤水の混合割合が、適切な気液混合比に比べて高くなることをより確実に防止できる。

給湯装置１Ａは、タンクユニット３内に配置された水位センサ２６をさらに備える。水位センサ２６は、水ポンプ１１よりも上流側の第四通路１７の途中に配置されている。水位センサ２６は、浴槽１０内の水位を検出する水位検出手段に相当する。第四通路１７内の圧力は、浴槽１０内の水位に応じて変化する。水位センサ２６は、第四通路１７内の圧力を検出することにより、浴槽１０内の水位を検出可能である。

本実施の形態における浴槽１０の底部には、自動で開閉可能な自動排水栓２７が設置されている。自動排水栓２７が閉じているときには浴槽１０内に浴水等の液体を溜めることができる。自動排水栓２７が開くと、浴槽１０内の液体が、自動排水栓２７を通って、浴槽１０の外部の例えば下水管（図示省略）へ排出される。自動排水栓２７を開くことで、浴槽１０内の液体をすべて外部へ排出することができる。自動排水栓２７は、アクチュエータ（図示省略）により駆動されることで開閉する。制御装置６は、自動排水栓２７の開閉動作を制御可能である。制御装置６が自動排水栓２７の動作を直接的に制御してもよいし、浴室またはその近くに設置された自動排水栓２７の制御ユニット（図示省略）へ制御装置６が指令を送ることによって制御装置６が間接的に自動排水栓２７の動作を制御してもよい。

リモコン装置４は、自動排水栓２７を作動させるための使用者の操作を受け付け可能でもよい。この場合、使用者は、自動排水栓２７を開くための指令と、自動排水栓２７を閉じるための指令とをリモコン装置４に対して入力可能である。使用者は、リモコン装置４を操作することで、自動排水栓２７を遠隔操作することができる。

図２は、実施の形態１による給湯装置１Ａの制御装置６が実行する処理を示すフローチャートである。リモコン装置４は、操作部４ｂの一部としての洗浄ボタンを備えている。洗浄ボタンは、使用者が給湯装置１Ａに対して浴槽１０の洗浄を開始させるために操作するボタンである。本実施の形態において、浴槽１０を洗浄する際には、使用者は、浴槽１０に残った浴水に洗剤を投入する。これにより、浴槽１０内の浴水は、洗剤水となる。その後、使用者が洗浄ボタンを押下すると、給湯装置１Ａは、浴槽１０を洗浄するための動作を開始する。

図２のステップＳ１で、制御装置６は、洗浄ボタンが押下されたかどうかを判断する。洗浄ボタンが押下されていない場合にはステップＳ１の処理を繰り返し、洗浄ボタンが押下された場合にはステップＳ２へ進む。

ステップＳ２で、制御装置６は、自動排水栓２７を開く。これにより、浴槽１０内の水位が低下し始める。以下の説明では、水位センサ２６により検出される浴槽１０内の水位を「浴槽水位」と称する。ステップＳ２からステップＳ３に進み、制御装置６は、浴槽水位が放出口１４の位置以下になったかどうかを判断する。浴槽水位がまだ放出口１４の位置以下になっていない場合にはステップＳ３の処理を繰り返し、浴槽水位が放出口１４の位置以下になった場合にはステップＳ４へ進む。

ステップＳ４で制御装置６は、水ポンプ１１及び空気ポンプ２２を起動する。続いてステップＳ５として制御装置６は、空気供給弁２３を開く。ここまでの処理により泡沫生成運転が開始した状態となり、放出口１４から泡沫が放出され始める。泡沫生成運転においては、前述したようにして、気液混合比が調整される。

続いて、ステップＳ６として制御装置６は、自動排水栓２７を閉じる。このように、本実施の形態では、制御装置６は、浴槽水位が放出口１４と吸入口１５との間の位置になる状態で自動排水栓２７を閉じて泡沫供給運転を実施する。浴槽水位が吸入口１５の位置よりも低くなると洗剤水を第四通路１７に引き込めなくなるので、泡沫生成運転を継続できなくなる。これに対し、本実施の形態であれば、ステップＳ６の処理によって自動排水栓２７を閉じることで、浴槽水位が放出口１４と吸入口１５との間の位置に保つことができる。このため、必要な時間だけ泡沫生成運転を確実に継続することが可能となる。

ステップＳ６からステップＳ７へ進み、制御装置６は、浴槽１０内が泡沫で満たされたかどうかを判断する。まだ浴槽１０内が泡沫で満たされていない場合にはステップＳ７の処理を繰り返し、浴槽１０内が泡沫で満たされた場合にはステップＳ８へ進む。

なお、浴槽１０内が泡沫で満たされたかどうかは、例えば以下のようにして判定することができる。浴槽１０内に供給された泡沫の総量は、泡沫生成運転を継続した時間に比例すると考えることができる。よって、制御装置６は、泡沫生成運転を継続した時間が所定の閾値に達した場合には、浴槽１０内が泡沫で満たされたと判定することができる。

また、泡沫生成運転の最中は、液面９０よりも下にある洗剤水の一部が、泡沫に含まれる水分として、液面９０よりも上の空間に移行していくので、浴槽水位が徐々に低下していく。浴槽１０内に供給された泡沫の総量は、泡沫生成運転の最中に浴槽水位が低下した低下量に比例すると考えることができる。よって、制御装置６は、泡沫生成運転の最中の浴槽水位の低下量を水位センサ２６により検出し、当該低下量が所定の閾値に達した場合には、浴槽１０内が泡沫で満たされたと判定することができる。

浴槽１０内が泡沫で満たされた場合には泡沫をそれ以上供給する必要はない。このため、ステップＳ８にて制御装置６は、水ポンプ１１及び空気ポンプ２２を停止し、続くステップＳ９にて制御装置６は、空気供給弁２３を閉じる。これにより、泡沫生成運転が終了する。

ステップＳ９からステップＳ１０へ進み、制御装置６は、泡沫生成運転を終了してから所定時間が経過したかどうかを判断する。まだ所定時間が経過していない場合にはステップＳ１０の処理を繰り返し、所定時間が経過した場合にはステップＳ１１へ進む。浴槽１０の内壁の汚れを十分に落とすには、ある程度の時間継続して、泡沫を付着させておくことが望ましい。ステップＳ１０の「所定時間」は、浴槽１０の内壁の汚れを十分に落とすために必要な時間に相当している。

ステップＳ１１で、制御装置６は、自動排水栓２７を開く。これにより、浴槽１０内に残っている洗剤水が排出され始め、浴槽水位が低下していく。ステップＳ１１からステップＳ１２へ進み、制御装置６は、浴槽１０内の排水が完了したかどうかを水位センサ２６の信号により判断する。浴槽１０内の排水が完了していない場合にはステップＳ１２の処理を繰り返し、浴槽１０内の排水が完了した場合にはステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３で、制御装置６は、リモコン装置４の表示部４ａと音声案内装置との少なくとも一方の報知手段を用いて、洗浄が完了したことを使用者に報知する。以上により、図２のフローチャートの処理が終了する。

ステップＳ１３の処理によって洗浄が完了したことを知った使用者は、浴室へ行き、シャワー等を用いて浴槽１０内のすすぎを行う。すすぎが終了すると、洗浄作業が完了となる。

図２の例では、浴槽１０内が泡沫で満たされるまで泡沫生成運転を継続しているが、変形例として、制御装置６は、浴槽１０の上端の位置よりも低い目標位置まで泡沫が満ちた時点で泡沫生成運転を停止してもよい。また、使用者がリモコン装置４を操作することによって当該目標位置を自身で設定できるように構成してもよい。

給湯装置１Ａが備える制御装置６は、以下のように構成されてもよい。制御装置６の各機能は、処理回路により実現されてもよい。制御装置６の処理回路は、少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリとを備えてもよい。少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つのメモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置６の各機能を実現してもよい。制御装置６の処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェアを備えてもよい。制御装置６の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、他の一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、制御装置６の各機能を実現しても良い。単一の制御装置６により動作が制御される構成に限定されるものではなく、複数の制御装置が連携することで動作を制御する構成にしてもよい。

実施の形態２．
次に、図３から図５を参照して、実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図３は、実施の形態２による給湯装置１Ｂを示す図である。図３に示すように、実施の形態２の給湯装置１Ｂは、洗剤を自動で供給する洗剤供給部を備える点において、実施の形態１の給湯装置１Ａと異なる。実施の形態２によれば、浴槽１０を洗浄するときに使用者が洗剤を浴槽１０内に投入する作業をする必要がないので、使い勝手をさらに向上できる。

本実施の形態における洗剤供給部は、洗剤を貯留する洗剤タンク２８と、洗剤通路２９とを備える。洗剤タンク２８は、洗剤通路２９を介して、気液混合装置２１に接続されている。図示の例では、洗剤タンク２８は、浴槽１０の近くに配置されている。洗剤タンク２８は、浴槽１０の上面と浴槽１０の内壁とで形成される内部空間に配置されている。この場合、使用者が洗剤タンク２８に洗剤を補給するための補給口と、当該補給口を閉じるためのリッドとが、浴槽１０の上面、または浴槽１０の側面に設けられていてもよい。

図４は、実施の形態２による給湯装置１Ｂが備える気液混合装置３０を示す縦断面図である。図４に示すように、実施の形態２における気液混合装置３０は、流体の流れを絞って流速を増加させることで、低速部に比べて低い圧力を発生させるベンチュリ機構を有する。気液混合装置３０は、入口部３０ａ、固定翼３０ｂ、縮径部３０ｃ、気体導入部３０ｄ、拡径部３０ｅ、及び最小内径部３０ｇを備える。水は、図４中の矢印で示す進行方向Ｐのように、図中で左側から右側に向かって進む。入口部３０ａの内径は、少なくとも部分的に、進行方向Ｐに沿って一定である。入口部３０ａの内部に固定翼３０ｂが設置されている。固定翼３０ｂは、入口部３０ａを通過する水の流れに旋回力を与えることで、流路の軸線３０ｆを中心に旋回する旋回水流ＳＦを発生させる。縮径部３０ｃは、入口部３０ａの下流側に同軸的に形成される。縮径部３０ｃの内径は、進行方向Ｐに沿って連続的に縮小する。縮径部３０ｃの内部空間は、円錐状をなす。縮径部３０ｃは、固定翼３０ｂにより発生させた旋回水流ＳＦの半径を縮小し、旋回水流ＳＦを高速化する。

気体導入部３０ｄは、縮径部３０ｃの下流端部の最小内径部３０ｇに、径方向の外側から気体を導入する通路を有する。空気ポンプ２２からの気体通路２４が気体導入部３０ｄに接続されている。拡径部３０ｅは、縮径部３０ｃの下流側に同軸的に形成される。拡径部３０ｅの内径は、進行方向Ｐに沿って連続的に拡大する。拡径部３０ｅの内部空間は、円錐状をなす。

洗剤通路２９は、気液混合装置３０の内部へ延びている。洗剤通路２９は、入口部３０ａの内部において、固定翼３０ｂの中心部分またはその近くに形成された出口２９ａを有する。出口２９ａは、固定翼３０ｂに連結されていてもよい。気液混合装置３０の外部における洗剤通路２９には、洗剤の流路を開閉可能な洗剤供給弁３１が設置されている。制御装置６は、気液混合装置３０へ洗剤を供給する場合には洗剤供給弁３１を開く。それ以外の場合には、制御装置６は、洗剤供給弁３１を閉じる。これにより、気液混合装置３０内の流体が洗剤通路２９へ逆流することを防止できる。

旋回水流ＳＦの中心部分には、負圧が生じる。洗剤タンク２８から洗剤通路２９を通って気液混合装置３０へ供給された洗剤は、出口２９ａから旋回水流ＳＦの中心部分へ放出される。本実施の形態であれば、旋回水流ＳＦの中心部分に生じる負圧を用いることで、ポンプを必要とすることなく、洗剤タンク２８から気液混合装置３０へ洗剤を供給することが可能となる。このため、製品の小型化及びコスト低減に有利になる。ただし、洗剤を送るためのポンプを設けてもよいことは言うまでもない。

泡沫生成運転のときには、出口２９ａから洗剤が放出されることで、固定翼３０ｂの下流側の旋回水流ＳＦは洗剤水になる。気体導入部３０ｄから導入された空気が洗剤水の旋回水流ＳＦによりせん断されることで、泡沫が生成される。特に、本実施の形態であれば、泡径の小さい、きめ細かい泡沫を生成する上で有利になる。

本実施の形態では、気体導入部３０ｄからの空気を最小内径部３０ｇに導入することで、空気をより高い効率で洗剤水の旋回水流ＳＦに混合することが可能となる。このため、泡沫をより高い効率で生成できる。

図示の構成に代えて、洗剤通路２９の出口２９ａを、気体導入部３０ｄと同じく、最小内径部３０ｇに形成してもよい。その場合、最小内径部３０ｇの負圧が大きいので、洗剤供給量が過剰になることを防止するために、出口２９ａの開口面積を気体導入部３０ｄの流路断面積よりも小さくするか、洗剤供給量を調整するための調整弁を設けることが望ましい。

図５は、実施の形態２による給湯装置１Ｂの制御装置６が実行する処理を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートと、前述した図２に示すフローチャートとの相違点は、ステップＳ５とステップＳ６との間にステップＳ１４が挿入されていることと、ステップＳ９とステップＳ１０との間にステップＳ１５が挿入されていることだけであるので、相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。なお、前述したように、本実施の形態では、使用者は、浴槽１０を洗浄する前に浴槽１０内に洗剤を投入する必要はない。

ステップＳ５までの処理によって、水ポンプ１１及び空気ポンプ２２が起動されるとともに空気供給弁２３が開かれる。その後、制御装置６は、ステップＳ１４として、洗剤供給弁３１を開く。これにより、洗剤が自動で気液混合装置３０へ供給され、泡沫生成運転が開始した状態となる。

泡沫生成運転を終了する場合には、制御装置６は、ステップＳ９で空気供給弁２３を閉じた後、ステップＳ１５として洗剤供給弁３１を閉じる。

本実施の形態における洗剤供給部は、気液混合装置３０に洗剤を流入させるようにしているが、変形例として、気液混合装置３０よりも上流側の浴水に洗剤を流入させるように洗剤供給部を構成してもよい。

また、本実施の形態では、浴槽１０から気液混合装置３０へ供給される浴水を用いて泡沫を生成するようにしているが、変形例として、タンクユニット３から気液混合装置３０へ供給される湯水を用いて泡沫を生成してもよい。タンクユニット３から気液混合装置３０へ供給される湯水を用いて泡沫を生成する場合には、浴槽１０内に水がない状態であっても、泡沫を生成することができる。

制御装置６は、洗浄ボタンが押下されたときに、浴槽１０内に水があるかどうかを水位センサ２６の信号により判断し、浴槽１０内に水がない場合には、タンクユニット３から気液混合装置３０へ湯水を供給することによって泡沫を生成するように制御してもよい。

実施の形態３．
次に、図６を参照して、実施の形態３について説明するが、前述した実施の形態１及び２との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図６は、実施の形態３による給湯装置１Ｃを示す図である。図６に示すように、実施の形態３の給湯装置１Ｃは、実施の形態２の給湯装置１Ｂと比べて、浴槽１０内へ流体を放出する第二放出口３２と、流路切替弁３３と、第二浴槽アダプタ３４とをさらに備えることが異なる。

第二浴槽アダプタ３４は、浴槽アダプタ１３よりも高い位置において、浴槽１０の内壁に設置されている。泡沫を放出可能な放出口１４は、浴槽アダプタ１３ではなく第二浴槽アダプタ３４に形成されている。第二放出口３２は、浴槽アダプタ１３に形成されている。第二放出口３２は、放出口１４よりも低い位置にある。

本実施の形態における流路切替弁３３は、入口と、第一出口と、第二出口とを有する三方弁に相当する。流路切替弁３３の入口に第三通路１６の下流端が接続されている。第五通路３５は、流路切替弁３３の第一出口と、放出口１４との間をつなぐ。気液混合装置３０は、第五通路３５の途中に接続されている。第六通路３６は、流路切替弁３３の第二出口と、第二放出口３２との間をつなぐ。

流路切替弁３３は、第三通路１６を第五通路３５に連通させるとともに第六通路３６を遮断する第一状態と、第三通路１６を第六通路３６に連通させるとともに第五通路３５を遮断する第二状態とに流路を切り替え可能である。これにより、流路切替弁３３は、第三通路１６から流入した流体を気液混合装置２１へ供給するか第二放出口３２へ供給するかを切り替えることができる。

浴槽１０を洗浄する場合には、制御装置６は、流路切替弁３３を第一状態に切り替える。これにより、洗剤水を気液混合装置２１へ供給し、泡沫を放出口１４から浴槽１０内へ放出することができる。

例えば湯張り動作あるいは追焚運転のように、洗剤を含まない湯水を浴槽１０内へ流入させる運転を行う場合には、制御装置６は、流路切替弁３３を第二状態に切り替える。これにより、湯張り動作あるいは追焚運転のときには、比較的低い位置にある第二放出口３２から湯水を浴槽１０内に流入させることができる。

泡沫生成運転のときには、浴槽１０内の液面９３が放出口１４の高さ以下であることが必要となる。本実施の形態であれば、放出口１４が実施の形態１及び２よりも高い位置にある。このため、例えば図６中の液面９３のように、浴槽１０内の水位が比較的高い場合であっても、泡沫生成運転を実施可能である。よって、実施の形態１及び２よりも早い段階から、泡沫生成運転を開始できる。

本実施の形態では、浴槽１０には、自動排水栓２７に代えて、通常の手動の排水栓３７が設置されていてもよい。本実施の形態であれば、浴槽１０内の水位が比較的高い状態から泡沫生成運転を実施できる。このため、浴槽１０の排水栓３７が開かれることで浴槽１０内の水位が低下している最中に泡沫生成運転を実施した場合においても、浴槽１０内の水位が吸入口１５の位置に低下するまでの時間が長いので、浴槽１０を泡沫で満たすための時間を十分に確保できる。それゆえ、本実施の形態であれば、浴槽１０からの排水を停止した状態で泡沫生成運転を実施しなくてもよいので、必ずしも自動排水栓２７を設ける必要はない。

浴槽１０に手動の排水栓３７が設置されている場合には、浴槽１０の洗浄を開始するとき、使用者は、排水栓３７を手動で開いた後、洗浄ボタンを押下する。洗浄ボタンが押下されると、制御装置６は、泡沫供給運転を開始する前の浴槽１０内の水位が放出口１４よりも高い位置にある場合には、浴槽１０内の水位が放出口１４の位置以下まで低下した後に泡沫供給運転を開始する。一方、泡沫供給運転を開始する前の浴槽１０内の水位が放出口１４の位置以下である場合には、制御装置６は、洗浄ボタンが押下された後、直ちに泡沫供給運転を開始してもよい。本実施の形態であれば、浴槽１０からの排水を停止した状態で泡沫生成運転を実施する必要がなく、浴槽１０からの排水の最中に浴槽１０の洗浄を済ませることができる。このため、浴槽１０の洗浄に要する時間を短縮できる。

制御装置６は、浴槽１０の排水が完了した後、洗剤供給弁３１を閉じて、タンクユニット３から第五通路３５を経由して放出口１４へ湯水を供給してもよい。そのようにすることで、高い位置にある放出口１４から、洗剤を含まない湯水がすすぎ水として浴槽１０内に放出されるので、洗浄後の浴槽１０のすすぎを自動で行うことが可能となる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 給湯装置、 ２ 加熱手段、 ３ タンクユニット、 ４ リモコン装置、 ４ａ 表示部、 ４ｂ 操作部、 ５ 貯湯タンク、 ６ 制御装置、 ７ 給水管、 ８ 第一通路、 ９ 第二通路、 １０ 浴槽、 １１ 水ポンプ、 １２ 追焚熱交換器、 １３ 浴槽アダプタ、 １４ 放出口、 １５ 吸入口、 １６ 第三通路、 １７ 第四通路、 １８ 混合弁、 １９ 給湯管、 ２０ 給水管、 ２１ 気液混合装置、 ２２ 空気ポンプ、 ２３ 空気供給弁、 ２４ 気体通路、 ２５ 流量調整弁、 ２６ 水位センサ、 ２７ 自動排水栓、 ２８ 洗剤タンク、 ２９ 洗剤通路、 ２９ａ 出口、 ３０ 気液混合装置、 ３０ａ 入口部、 ３０ｂ 固定翼、 ３０ｃ 縮径部、 ３０ｄ 気体導入部、 ３０ｅ 拡径部、 ３０ｆ 軸線、 ３０ｇ 最小内径部、 ３１ 洗剤供給弁、 ３２ 第二放出口、 ３３ 流路切替弁、 ３４ 第二浴槽アダプタ、 ３５ 第五通路、 ３６ 第六通路、 ３７ 排水栓、 ３８ 給湯管、 ９０ 液面、 ９１ 泡沫上面、 ９３ 液面

Claims (13)

1. 浴槽内へ流体を放出する放出口と、
   前記放出口の上流側に配置され、気体と液体とを混合する気液混合装置と、
   前記気液混合装置へ液体を供給する給液装置と、
   前記気液混合装置へ気体を供給する給気装置と、
   前記気液混合装置に流入する液体の流量を調整可能な液体流量調整手段とを備え、
   洗剤水が前記気液混合装置へ供給されたときに、前記気液混合装置により生成された泡沫が前記放出口から放出されるように、前記洗剤水の流量を前記液体流量調整手段により調整可能であり、前記液体流量調整手段は前記洗剤水の流量を、前記気液混合装置に流入する気体の体積流量が、前記気液混合装置に流入する前記洗剤水の体積流量の３倍以上、２０倍以下となるよう調整する給湯装置。
2. 前記液体流量調整手段は、前記気液混合装置に流入する液体の流量を調整する流量調整弁と、前記気液混合装置へ前記液体を送るポンプの運転速度を調整するポンプ速度調整手段とのいずれか一方または両方を備える請求項１に記載の給湯装置。
3. 前記気液混合装置により前記泡沫を生成しているときに、前記気液混合装置に流入する前記洗剤水の体積流量が、２Ｌ／ｍｉｎ以上、１０Ｌ／ｍｉｎ以下となる請求項１または請求項２に記載の給湯装置。
4. 洗剤を自動で供給する洗剤供給部を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の給湯装置。
5. 前記気液混合装置は、流入した前記液体を旋回させて旋回流を形成する固定翼を備え、
   前記洗剤供給部は、前記旋回流の中心部分へ前記洗剤を放出する出口を備える請求項４に記載の給湯装置。
6. 前記気液混合装置は、流入した前記液体を旋回させて旋回流を形成する固定翼を備え、
   前記洗剤供給部は、前記旋回流により負圧が生じる箇所へ前記洗剤を放出する出口を備える請求項４に記載の給湯装置。
7. 前記浴槽内の流体を吸入する吸入口と、
   前記吸入口から吸入された浴水を加熱する浴水加熱手段とを備え、
   前記浴水加熱手段により加熱された前記浴水を前記浴槽内に戻す追焚運転を実施可能であり、
   前記気液混合装置により前記泡沫を生成しているときの前記洗剤水の流量が、前記追焚運転のときの前記浴水の流量よりも低くなる請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の給湯装置。
8. 前記放出口よりも低い位置にあり、前記浴槽内の流体を吸入する吸入口を備え、
   前記給液装置は、前記吸入口から吸入された液体を前記気液混合装置へ送るポンプを備え、
   前記浴槽内の水位を、前記放出口と前記吸入口との間の水位にした状態で前記ポンプ及び前記給気装置を運転することにより、前記泡沫を前記放出口から放出可能である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の給湯装置。
9. 前記泡沫を前記放出口から放出する泡沫供給運転を制御する制御手段と、
   前記浴槽内の水位を検出する水位検出手段とを備え、
   前記制御手段は、前記浴槽の底部に設けられた自動排水栓の動作を制御可能であり、
   前記制御手段は、前記泡沫供給運転を開始する前に前記自動排水栓を開き、前記浴槽内の水位が前記放出口の位置以下になると、前記泡沫供給運転を開始する請求項８に記載の給湯装置。
10. 前記浴槽内の水位が前記放出口と前記吸入口との間の位置になる状態で前記自動排水栓を閉じて前記泡沫供給運転を実施する請求項９に記載の給湯装置。
11. 前記泡沫を前記放出口から放出する泡沫供給運転を制御する制御手段と、
    前記浴槽内の水位を検出する水位検出手段とを備え、
    前記制御手段は、前記泡沫供給運転を開始する前に前記浴槽内の水位が前記放出口よりも高い位置にある場合には、前記浴槽内の水位が前記放出口の位置以下まで低下した後に前記泡沫供給運転を開始する請求項８に記載の給湯装置。
12. 前記放出口よりも低い位置にあり、前記浴槽内へ流体を放出する第二放出口と、
    流体を前記気液混合装置へ供給するか前記第二放出口へ供給するかを切り替える流路切替弁とを備える請求項８または請求項１１に記載の給湯装置。
13. 前記浴槽の排水栓が開かれることで前記浴槽内の水位が低下している最中に前記泡沫を前記放出口から放出可能である請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載の給湯装置。

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