循環口装置
【課題】給湯によるエネルギの消費量を精度よく算出することを可能にできる循環口装置を提供すること。
【解決手段】循環口装置３０に、浴槽１０内の水を吸入する吸入口３５と、給湯器１５から供給される水を浴槽１０内へ吐水する吐水口３６と、吸入口３５から吸入した水の流量を検出する吸入口用流量計４０と、吐水口３６から吐水する水の流量を検出する吐水口用流量計６０と、吸入口３５から吸入した水の温度を検出する吸入口用温度センサ７０と、吐水口３６から吐水する水の温度を検出する吐水口用温度センサ７５と、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０とで検出した水の流量情報と、吸入口用温度センサ７０と吐水口用温度センサ７５とで検出した水の温度情報と、を遠隔へ送信する無線送信装置８０と、を備える。
【解決手段】循環口装置３０に、浴槽１０内の水を吸入する吸入口３５と、給湯器１５から供給される水を浴槽１０内へ吐水する吐水口３６と、吸入口３５から吸入した水の流量を検出する吸入口用流量計４０と、吐水口３６から吐水する水の流量を検出する吐水口用流量計６０と、吸入口３５から吸入した水の温度を検出する吸入口用温度センサ７０と、吐水口３６から吐水する水の温度を検出する吐水口用温度センサ７５と、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０とで検出した水の流量情報と、吸入口用温度センサ７０と吐水口用温度センサ７５とで検出した水の温度情報と、を遠隔へ送信する無線送信装置８０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環口装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、省エネルギ化の要請により、電気を効率的に使用して従来よりも電気の消費量を低減させることができる様々な機器やシステム等が、多く用いられている。しかし、通常の生活で消費されるエネルギは電気のみでなく、給湯によっても消費されている。このため、さらなる省エネルギ化を図る際には、給湯によって消費されるエネルギを低減することが有効になっている。
【０００３】
給湯で消費されるエネルギを低減する場合は、給湯で用いられるエネルギを検出する必要があり、その手法としては、給湯時の湯の温度や流量を検出する手法が挙げられる。例えば、特許文献１に記載された浴槽の循環口ユニットでは、浴槽の循環口に温度センサや流量センサを設け、循環口を流れる湯の温度や流量に応じてＬＥＤを点灯させることにより、湯の温度や流量を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１５９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、湯の温度や流量に応じて単にＬＥＤを点灯させるのみでは、所定以上の温度や流量であるか否かの検出に留まるため、給湯で用いられるエネルギを正確に検出することは不可能になっている。このため、例えば、浴槽内の湯の追焚きをした場合でも、追焚きに使用されるエネルギを正確に検出することはできない。このように、従来の循環口装置では、給湯によって消費されるエネルギの精度の高い検出は困難なものとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、熱交換によって水の温度を変化させる際におけるエネルギの消費量を精度よく算出することを目的とし、特に、給湯によるエネルギの消費量を精度よく算出することを可能にできる循環口装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る循環口装置は、水槽内の水を吸入する吸入口と、熱交換器から供給される水を前記水槽内へ吐水する吐水口と、前記吸入口から吸入した水の流量を検出する吸入口用流量検出手段と、前記吐水口から吐水する水の流量を検出する吐水口用流量検出手段と、前記吸入口から吸入した水の温度を検出する吸入口用温度検出手段と、前記吐水口から吐水する水の温度を検出する吐水口用温度検出手段と、前記吸入口用流量検出手段と前記吐水口用流量検出手段とで検出した水の流量情報と、前記吸入口用温度検出手段と前記吐水口用温度検出手段とで検出した水の温度情報と、を遠隔へ送信する無線送信手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、上記循環口装置において、前記吸入口用流量検出手段と前記吐水口用流量検出手段とのうち少なくともいずれか一方は、流量を検出する水の流れを受ける水車を有すると共に前記水車の回転により発電する発電手段として設けられており、前記無線送信手段は、前記発電手段で発電した電気を用いて無線送信することが好ましい。
【０００９】
また、上記循環口装置において、さらに、前記発電手段で発電した電気を蓄電する蓄電手段を備えており、前記無線送信手段は、前記蓄電手段で蓄電した電気も用いて無線送信することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る循環口装置は、熱交換器によって水の熱交換を行う場合における水の温度変化の情報と、温度が変化する水の流量の情報とを遠隔へ送信するため、これらの情報に基づいて、熱交換時におけるエネルギの消費量を算出することができる。これにより、給湯によるエネルギの消費量を精度よく算出することを可能にできる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態に係る循環口装置を備える浴槽ユニットの構成例を示す摸式図である。
【図２】図２は、図１のＡ部詳細図である。
【図３】図３は、図２に示す吸入口用流量計の詳細図である。
【図４】図４は、実施形態に係る循環口装置の変形例であり、蓄電池を設ける場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る循環口装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１３】
〔実施形態〕
図１は、実施形態に係る循環口装置を備える浴槽ユニットの構成例を示す摸式図である。同図に示す浴槽ユニット１は、内部に湯水を溜める水槽である浴槽１０と、浴槽１０内に吐水する湯水の温度を上昇させる熱交換器である給湯器１５と、を有しており、浴槽１０と給湯器１５とは、当該浴槽１０と給湯器１５との間で湯水を循環させる循環配管２０によって接続されている。なお、以降の説明では、浴槽ユニット１で扱う湯水は、温度に関わらず全て「水」として表現する。また、給湯器１５は、水の温度を上昇させる際の熱源として、電気を用いるものやガスを用いるものなど、いずれの形態のものでも適用することができる。
【００１４】
循環配管２０は、浴槽１０内の水を給湯器１５側に流す吸入側配管２１と、給湯器１５側から浴槽１０内に水を流す吐水側配管２２と、を有している。本実施形態に係る循環口装置３０は、浴槽１０に取り付けられており、吸入側配管２１と吐水側配管２２とは、共に循環口装置３０に接続されている。また、給湯器１５には、浴槽１０内の水を増量させる場合、つまり、いわゆる足し湯をする場合に、浴槽ユニット１の外部の給水管（図示省略）等から浴槽ユニット１に水を取り込む配管である足し湯配管２５が接続されている。このように設けられる足し湯配管２５には、当該足し湯配管２５内を流れる水の温度を検出する増量水温度検出手段である足し湯温度センサ２６が設けられている。この給湯器１５は、浴槽１０が設置される浴室内に設置される操作部（図示省略）を操作することにより、所望の給湯の運転を行わせることが可能になっている。
【００１５】
図２は、図１のＡ部詳細図である。循環口装置３０が取り付けられる部分の浴槽１０の側壁１１には、浴槽１０の内側と外側とを連通する孔である開口部１２が形成されており、循環口装置３０は、開口部１２に通された状態で浴槽１０に取り付けられている。即ち、循環口装置３０は、浴槽１０の内側から側壁１１の開口部１２に通され、開口部１２を含む側壁１１との間にパッキン９１を介在させた状態で、浴槽１０の外側から固定ナット９０を循環口装置３０に螺合することにより取り付けられている。
【００１６】
浴槽１０の側壁１１に取り付けられる循環口装置３０は、浴槽１０内の水を吸入する吸入口３５と、給湯器１５から供給される水を浴槽１０内へ吐水する吐水口３６とを有しており、吸入口３５と吐水口３６とは、共に浴槽１０の内側に開口している。
【００１７】
詳しくは、循環口装置３０は、外ケース３１と内ケース３２とを有しており、外ケース３１の内側に内ケース３２が配設されている。この外ケース３１と内ケース３２とは、共に円筒の一端に、当該円筒の径よりも大きい径で形成される有底の円筒が、中心軸同士が一致すると共に底部側が他方の円筒側に位置する向きになり、径が小さい方の円筒の端部が、有底の円筒の底部に開口した状態で接続される形状で形成されている。
【００１８】
外ケース３１と内ケース３２とは、共にこのような形状で形成されており、円筒の径の大きさが、内ケース３２の径の大きさよりも、外ケース３１の径の大きさの方が大きくなっている。このため、外ケース３１の内側に配設される内ケース３２の外周面と外ケース３１との間には空間が形成されており、この空間は、給湯器１５から供給される水が浴槽１０内の方向へ流れる際における通路である吐水側通路３４になっている。この吐水側通路３４は、浴槽１０内に対して開口しており、この開口部分が吐水口３６になっている。
【００１９】
また、内ケース３２の有底の円筒における底部が位置する側の反対側の部分は、中央付近に孔が開いた円板状の蓋部３７によって閉塞されており、この孔は、浴槽１０内に対して開口する吸入口３５になっている。さらに、内ケース３２の径が小さい方の円筒の内側部分と、後述する吸入口用流量計４０における水が流れる部分は、浴槽１０内から吸入した水の通路である吸入側通路３３になっている。
【００２０】
循環口装置３０には、吸入側配管２１と吐水側配管２２とが接続されているが、この吸入側配管２１と吐水側配管２２とのうち、吸入側配管２１は吸入側通路３３に連通しており、吐水側配管２２は吐水側通路３４に連通している。
【００２１】
また、吸入側通路３３と吐水側通路３４とには、それぞれの通路を流れる水の温度を検出する温度センサが配設されている。つまり、吸入側通路３３には、吸入口３５から吸入した水の温度を検出する吸入口用温度検出手段である吸入口用温度センサ７０が配設されている。同様に、吐水側通路３４には、吐水口３６から吐水する水の温度を検出する吐水口用温度検出手段である吐水口用温度センサ７５が配設されている。
【００２２】
さらに、循環口装置３０は、吸入側通路３３や吐水側通路３４を流れる水の流量を検出する流量検出手段を有している。つまり、循環口装置３０は、吸入口３５から吸入した水の流量を検出する吸入口用流量検出手段である吸入口用流量計４０と、吐水口３６から吐水する水の流量を検出する吐水口用流量検出手段である吐水口用流量計６０とを有している。これらの吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０とは、共に吸入側通路３３または吐水側通路３４を流れる水の流れによって発電する発電手段として設けられている。
【００２３】
図３は、図２に示す吸入口用流量計の詳細図である。吸入口用流量計４０は、当該吸入口用流量計４０で流量を検出する水、即ち、吸入側通路３３を流れる水の流れを受ける水車４１を有しており、この水車４１の回転により発電をすることが可能になっている。詳しくは、吸入口用流量計４０は、水車４１を収容する水車ケース４２を有しており、水車４１は、回転軸４３の軸方向が内ケース３２の中心軸と一致する向きで水車ケース４２内に回転軸４３を中心として回転可能に内設されている。この水車ケース４２は、水車４１を内設すると共に、その内側は、浴槽１０内から吸入した水の通路である吸入側通路３３としても設けられている。
【００２４】
また、回転軸４３にはマグネット４５が、水車４１や回転軸４３と一体回転可能に接続されており、マグネット４５は、水車４１よりも吸入口３５から離れた位置に配設されている。換言すると、水車４１は、マグネット４５よりも、吸入側通路３３を流れる水の流れ方向における上流側に配設されている。さらに、回転軸４３を中心とする径方向におけるマグネット４５の外方側には、コイル４６とヨーク４７とが回転不可の状態で配設されている。
【００２５】
このように構成される吸入口用流量計４０は、シール材を介して内ケース３２に水密に取り付けられており、この吸入口用流量計４０の外周面と、内ケース３２の内面とで画成される空間は、収容部３８になっている。吸入口用流量計４０は、水密に内ケース３２に取り付けられているため、吸入側通路３３内を水が流れる場合でも、収容部３８にはこの水が流れないようになっている。
【００２６】
吐水口用流量計６０も吸入口用流量計４０と略同様に構成される発電手段になっている。即ち、吐水口用流量計６０は、当該吐水口用流量計６０で流量を検出する水である吐水側通路３４を流れる水の流れを受ける水車６１を有しており、この水車６１の回転により発電をすることが可能になっている。その際に、吐水側通路３４は、外ケース３１と内ケース３２との間の空間によって形成されているため、水車６１は、内ケース３２の中心軸を中心として内ケース３２の外周面の周囲を回転可能に配設されている。また、この水車６１は、吐水口用流量計６０のマグネット６５よりも、吐水側通路３４を流れる水の流れ方向における上流側に配設されており、即ち、マグネット６５よりも、吐水口３６から離れた位置に配設されている。
【００２７】
また、循環口装置３０は、外部の通信機器（図示省略）に対して所定の情報を無線送信する無線送信手段である無線送信装置８０が設けられている。この無線送信装置８０は、収容部３８内に配設されており、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０、及び吸入口用温度センサ７０と吐水口用温度センサ７５とに電気的に接続されている。これにより、無線送信装置８０は、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０とで検出した水の流量情報と、吸入口用温度センサ７０と吐水口用温度センサ７５とで検出した水の温度情報とを、遠隔へ送信することが可能になっている。
【００２８】
無線送信装置８０との無線通信を行う通信機器は、浴槽ユニット１が設置される建物で使用する他の電気機器等の使用状態の検出も可能な装置として構成されている。無線送信装置８０は、浴槽ユニット１の使用状態として、給湯器１５の使用時における水の温度や流量の情報を通信機器に無線送信する。
【００２９】
また、足し湯配管２５に設けられる足し湯温度センサ２６は、循環口装置３０の吸入口用流量計４０等と同様に、足し湯配管２５内の水の流れを受けて発電をする発電機能と、無線送信の機能を有している。これにより、足し湯温度センサ２６は、足し湯配管２５内を流れる水の温度を、発電した電気を用いて検出し、この検出した温度情報を、通信機器に無線送信する。
【００３０】
本実施形態に係る循環口装置３０及び循環口装置３０を備える浴槽ユニット１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。浴槽１０内に溜められている水の温度を上昇させる場合や、溜められている水の量を増加させる場合には、使用者が浴室内に設けられる操作部に対して、所望の状態になるように入力操作をする。これにより、給湯器１５は、操作部に対する入力操作の内容に応じて運転する。
【００３１】
例えば、浴槽１０内の水の温度を上昇させる操作を行った場合、即ち、追焚きの操作を行った場合には、給湯器１５は、浴槽１０と給湯器１５との間で水を循環させながら温度を上昇させる。具体的に、給湯器１５は、循環口装置３０に接続されている吸入側配管２１内の水を吸引する。この吸入側配管２１は、循環口装置３０の吸入側通路３３に連通しているため、給湯器１５で吸入側配管２１内の水を吸引した場合には、循環口装置３０の吸入口３５から吸入側通路３３に吸入された浴槽１０内の水が、吸入側通路３３から吸入側配管２１に流入する。
【００３２】
給湯器１５は、この吸入側配管２１に流入した水を吸入し、この水の温度を給湯器１５内で上昇させた後、吐水側配管２２に吐水する。吐水側配管２２は、循環口装置３０の吐水側通路３４に連通しているため、吐水側配管２２に吐水した水は、吐水側通路３４に流れ、さらに、吐水口３６から浴槽１０内に吐水される。
【００３３】
吐水口３６から吐水された水の温度は、吸入口３５から吸入された水の温度より高くなっているため、給湯器１５で水の温度を上昇させながら、浴槽１０と給湯器１５との間で水を循環させることにより、浴槽１０内の水の温度は上昇する。このように、上昇する浴槽１０内の水の温度が操作部で設定した温度に達したら、給湯器１５は停止する。
【００３４】
また、浴槽ユニット１を使用する際に浴槽１０内の水の量が少ない場合には、足し湯を行う入力操作を操作部に対して行うことにより、給湯器１５は、足し湯の給湯運転を行う。足し湯の給湯運転を行う場合には、給湯器１５は、浴槽ユニット１の外部の給水管から足し湯配管２５を介して給湯器１５内に水を取り込み、この取り込んだ水の温度を必要に応じて上昇させた後、吐水側配管２２に流す。これにより、この水は循環口装置３０の吐水口３６から浴槽１０内に吐水されるため、浴槽１０内には、所望の温度まで上昇した後の水が吐水され、いわゆる足し湯が行われる。
【００３５】
浴槽ユニット１では、給湯器１５を運転させることにより、浴槽１０内の水の温度や量を所望の温度や量にするが、給湯器１５の運転時には、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０、吸入口用温度センサ７０、吐水口用温度センサ７５が作動する。例えば、給湯器１５を用いて追焚きを行う場合、循環口装置３０が有する吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０で発電を行う。即ち、浴槽１０と給湯器１５との間で水を循環させる場合、吸入口用流量計４０は、吸入側通路３３に配設される水車４１が、吸入側通路３３を流れる水を受けて回転する。この水車４１の回転により、当該水車４１と一体に回転可能なマグネット４５も回転し、コイル４６の周囲の磁界が変化することにより、吸入口用流量計４０は発電をする。
【００３６】
吸入口用流量計４０での発電時に変化する磁界の変化の周波数は、吸入側通路３３を流れる水の量で変化し、水の流量が多くなるに従って周波数が高くなるため、この周波数の値は、吸入側通路３３を流れる水の量を示している。即ち、吸入口用流量計４０は、検出した水の流量を、周波数の形で出力する。このように吸入口用流量計４０で発電した電気の大部分は、無線送信装置８０に送られる。吸入口用流量計４０で発電した電気が伝達された無線送信装置８０は、伝達された電気の周波数に基づいて、吸入側通路３３を流れる水の量を検知する。
【００３７】
同様に、吐水口用流量計６０は、吐水側通路３４に配設される水車６１が、吐水側通路３４を流れる水を受けてマグネット６５と一体となって回転するように構成されているため、吐水口用流量計６０は、吐水側通路３４を流れる水によって発電をする。吐水口用流量計６０での発電時に変化する磁界の変化の周波数は、吐水側通路３４を流れる水の量で変化するため、吐水口用流量計６０は、検出した水の流量を、周波数の形で出力する。このように吐水口用流量計６０で発電した電気の大部分は、無線送信装置８０に送られ、無線送信装置８０は、この送られた周波数に基づいて、吐水側通路３４を流れる水の量を検知する。
【００３８】
また、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０で発電した電気の一部は、吸入口用温度センサ７０と吐水口用温度センサ７５とに供給され、吸入口用温度センサ７０と吐水口用温度センサ７５とは、この電気を用いて水の温度を検出する。具体的には、吸入口用温度センサ７０は、吸入側通路３３を流れる水の温度を検出することにより、吸入口３５から吸入した水の温度を検出する。また、吐水口用温度センサ７５は、吐水側通路３４の温度を検出することにより、吐水口３６から吐水する水の温度を検出する。吸入口用温度センサ７０と吐水口用温度センサ７５は、検出した水の温度を無線送信装置８０に伝達する。
【００３９】
これらの情報が伝達された無線送信装置８０は、この情報を、浴槽ユニット１から離れた位置に設置される通信機器に送信する。即ち、無線送信装置８０は、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０とで検出した水の流量情報や、吸入口用温度センサ７０と吐水口用温度センサ７５とで検出した水の温度情報を、通信機器に対して無線送信する。この場合、無線送信装置８０は、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０で発電した電気を用いて無線送信する。
【００４０】
さらに、足し湯を行った場合には、足し湯配管２５を水が流れる際の力によって、足し湯温度センサ２６で発電をしつつ、この足し湯配管２５内の水の温度を検出し、検出した温度情報を、通信機器に対して無線送信する。
【００４１】
通信機器では、追焚きや足し湯によって消費されたエネルギを、無線送信装置８０や足し湯温度センサ２６から送信された情報に基づいて算出する。つまり、追焚きや足し湯を行う際に、給湯器１５で吸入したり吐水したりする水の量と、この水の温度とを用いて、追焚きや足し湯によって消費されたエネルギを算出する。
【００４２】
例えば、追焚きによって消費されたエネルギの算出について説明すると、追焚きを行う場合は、浴槽１０内の水は浴槽１０と給湯器１５との間で循環する。このため、追焚きによって消費されるエネルギ、即ち、給湯器１５から水に伝達されるエネルギは、外部から出入りするエネルギを考慮する必要がなく、給湯器１５で浴槽１０内から吸入する水が有するエネルギに対する、給湯器１５から浴槽１０内に吐水する水が有するエネルギの増加分になる。これらの水が有するエネルギは、水の量と温度の積によって示すことができるため、浴槽１０内から吸入する水と浴槽１０内に吐水する水との量の差、及び温度の差をそれぞれ算出し、これらを積算することにより算出することができる。
【００４３】
まず、水の量の差の算出について説明すると、追焚き時は水は循環するため、浴槽１０内から吸入する水の量と、浴槽１０内に吐水する水の量、及び給湯器１５から熱エネルギを伝達する水の量は、全て同じ量になる。このため、吸入口用流量計４０で検出する水の量をＬ１とし、吐水口用流量計６０で検出する水の量をＬ２とし、給湯器１５から熱エネルギを伝達する水の量をＬ０とした場合、下記の式（１）が成立する。
Ｌ０＝Ｌ２＝Ｌ１・・・（１）
【００４４】
また、追焚き時は、吸入口３５から吸入した水の温度を給湯器１５で上昇させた後、吐水口３６から吐水するため、給湯器１５から水に熱エネルギを伝達することによる水の温度の上昇分は、浴槽１０内から吸入する水の温度と浴槽１０内に吐水する水の温度との差分になる。このため、この水の温度の差分と、給湯器１５から熱エネルギを伝達する水の量との積算値が、追焚き時に消費する熱エネルギの大きさになる。従って、吸入口用温度センサ７０で検出する水の温度をＴ１とし、吐水口用温度センサ７５で検出する水の温度をＴ２とし、追焚き時に消費する熱エネルギをＥｃとした場合、下記の式（２）が成立する。
Ｅｃ＝Ｌ０×（Ｔ２−Ｔ１）・・・（２）
【００４５】
追焚き時に消費されたエネルギを、無線送信装置８０から無線送信によって伝達された水の流量情報や水の温度情報より通信機器で算出する場合には、通信機器は、上記の式（１）と式（２）とを用いて算出する。
【００４６】
次に、足し湯によって消費されたエネルギの算出について説明すると、足し湯を行う場合は、足し湯配管２５から給湯器１５に流入した水を循環口装置３０の吐水口３６から吐水するが、この水の吐水量は、吸入口３５から吸入する水の量と吐水口３６から吐水する水の量との差より算出することができる。即ち、浴槽ユニット１内で水の量の変化がない場合には、吸入口３５から吸入する水の量と吐水口３６から吐水する水の量とは差が生じないが、浴槽１０内の水の量を、給湯器１５を介して増量させる場合は、吐水口３６から吐水する水の量は、吸入口３５から吸入する水の量より多くなる。
【００４７】
このため、足し湯を行う場合に増加する水の量をＬとした場合、この増加する水の量Ｌは、吸入口用流量計４０で検出する水の量Ｌ１と吐水口用流量計６０で検出する水の量Ｌ２とより、下記の式（３）で算出することができる。
Ｌ＝Ｌ２−Ｌ１・・・（３）
【００４８】
また、足し湯時は、足し湯配管２５から給湯器１５に流入した水の温度を給湯器１５で上昇させた後、吐水口３６から吐水するため、給湯器１５から水に熱エネルギを伝達することによる水の温度の上昇分は、足し湯配管２５から給湯器１５に流入する水の温度と浴槽１０内に吐水する水の温度との差分になる。このため、この水の温度の差分と、給湯器１５から熱エネルギを伝達する水の量との積算値が、足し湯時に消費する熱エネルギの大きさになる。従って、吐水口用温度センサ７５で検出する水の温度をＴ２とし、足し湯温度センサ２６で検出する水の温度をＴ３とし、足し湯時に消費する熱エネルギをＥａとした場合、下記の式（４）が成立する。
Ｅａ＝Ｌ×（Ｔ２−Ｔ３）・・・（４）
【００４９】
足し湯時に消費されたエネルギを、無線送信装置８０や足し湯温度センサ２６から無線送信によって伝達された水の流量情報や水の温度情報より通信機器で算出する場合には、通信機器は、上記の式（３）と式（４）とを用いて算出する。
【００５０】
以上の循環口装置３０は、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０とを有しているため、追焚き時や足し湯時に、吸入口３５から吸入した水の流量や吐水口３６から吐水する水の流量を検出することができる。また、吸入口用温度センサ７０と吐水口用温度センサ７５とを有しているため、追焚き時や足し湯時に、吸入口３５から吸入した水の流量や吐水口３６から吐水する水の温度を検出することができる。さらに、無線送信装置８０を有しているため、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０で検出した水の流量や、吸入口用温度センサ７０や吐水口用温度センサ７５で検出した水の温度を、循環口装置３０から離れた位置に設置される通信機器に無線送信することができる。これにより、給湯器１５を運転させて給湯する場合における水の温度変化の情報と、このように温度が変化する水の流量の情報とを通信機器で受信し、これらの情報に基づいて、エネルギの消費量を算出することができる。この結果、本実施形態に係る循環口装置３０は、給湯によるエネルギの消費量を精度よく算出することを可能にすることができる。
【００５１】
また、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０は発電手段としても設けられており、無線送信装置８０は、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０で発電した電気を用いて無線送信するため、追焚き時や足し湯時の水の温度や流量の情報を、外部からの電力を用いることなく遠隔に送信することができる。この結果、給湯によるエネルギの消費量を、外部の電力エネルギを消費することなく継続的に、遠隔で算出することができる。
【００５２】
また、循環口装置３０は、吸入口用流量計４０、吐水口用流量計６０、吸入口用温度センサ７０、吐水口用温度センサ７５、無線送信装置８０が、全て一体となって構成されているため、浴槽ユニット１に容易に組み込むことができる。この結果、給湯によるエネルギの消費量を、容易に精度よく算出することができる。
【００５３】
なお、上述した循環口装置３０では、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０で発電した電気を、直接無線送信装置８０や、吸入口用温度センサ７０、吐水口用温度センサ７５で使用しているが、発電した電気は、蓄電してもよい。
【００５４】
図４は、実施形態に係る循環口装置の変形例であり、蓄電池を設ける場合の説明図である。蓄電をする場合には、例えば、図４に示すように、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０で発電した電気を蓄電する蓄電手段である蓄電池１００を循環口装置３０に備えてもよい。この場合、蓄電池１００は、例えば、収容部３８に配設し、吸入口用流量計４０、吐水口用流量計６０、吸入口用温度センサ７０、吐水口用温度センサ７５、無線送信装置８０に対して電気的に接続する。これにより、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０で発電した電気の一部を、蓄電池１００で蓄電することができ、蓄電池１００で蓄電した電気は、吸入口用温度センサ７０、吐水口用温度センサ７５や、無線送信装置８０で使用することができる。
【００５５】
このため、吸入口用温度センサ７０や吐水口用温度センサ７５は、蓄電池１００で蓄電した電気も用いて水の温度を検出することができ、無線送信装置８０は、蓄電池１００で蓄電した電気も用いて無線送信することができる。従って、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０の発電状態に関わらず、水の温度を検出したり、水の温度情報や流量の情報を遠隔に送信したりすることができる。例えば、追焚きや足し湯の開始直後や終了直前で、吸入側通路３３や吐水側通路３４を流れる水の量が少なく、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０による発電量が少ない場合でも、蓄電池１００で蓄電した電気によって無線送信等を行うことができる。この結果、給湯によるエネルギの消費量を、より確実に精度よく算出することができる。なお、蓄電手段を設ける場合は、蓄電池１００以外のものを用いてもよく、例えばキャパシタを用いてもよい。
【００５６】
また、上述した循環口装置３０では、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０との双方が発電手段を兼ねているが、発電手段を兼ねる流量検出手段は、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０との双方でなくてもよい。即ち、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０とのうち少なくともいずれか一方が、水車４１、６１を有すると共に水車４１、６１の回転により発電する発電手段として設けられていればよい。このように、いずれか一方の流量検出手段が発電手段を兼ねることにより、外部の電気を用いることなく、給湯によるエネルギの消費量の算出を可能にすることができる。
【００５７】
また、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０とのうち、一方の流量検出手段のみを発電手段も兼ねさせる場合には、吐水口用流量計６０を、発電手段も兼ねさせるのが好ましい。吐水口３６からは、追焚き時も足し湯時も給湯器１５側からの水を吐水するため、吐水口用流量計６０を、発電手段も兼ねさせる構成にすることにより、給湯によるエネルギの消費量を、より確実に外部の電気を用いることなく算出することができる。
【００５８】
また、上述した循環口装置３０では、吸入側通路３３と吐水側通路３４、即ち、吸入口３５と吐水口３６とが一体に構成され、吸入側通路３３や吸入口３５を有する部材と、吐水側通路３４や吐水口３６を有する部材とは、別体となって構成されていてもよい。循環口装置３０は、給湯器１５からの水の吐水側の部分と、給湯器１５への水の吸入部分とが分離して構成されている場合でも、吸入する水の量と温度、及び吐水する水の量と温度とを検出することができ、検出した情報を遠隔に送信することが可能になっていれば、給湯によるエネルギの消費量の精度よい算出が可能になる。
【００５９】
また、上述した循環口装置３０は、熱交換器として、水の温度を上昇させる給湯器１５が用いられる浴槽ユニット１に備えられているが、循環口装置３０は、浴槽ユニット１以外に備えられていてもよい。循環口装置３０は、例えば、熱交換器として、吸入した水の温度を低下させて吐水するように熱交換を行うものが用いられるユニットに備えられていてもよい。このように、熱交換器によって水の温度を低下させる場合でも、水槽から吸入する水の流量と温度、及び熱交換器側から水槽内に吐水する水の流量と温度を検出し、この検出した情報を遠隔に送信することにより、熱交換を行う際におけるエネルギの消費量を、精度よく算出することが可能になる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 浴槽ユニット
１０ 浴槽
１５ 給湯器
２０ 循環配管
２１ 吸入側配管
２２ 吐水側配管
２５ 足し湯配管
２６ 足し湯温度センサ
３０ 循環口装置
３３ 吸入側通路
３４ 吐水側通路
３５ 吸入口
３６ 吐水口
４０ 吸入口用流量計
４１、６１ 水車
４５、６５ マグネット
４６ コイル
４７ ヨーク
６０ 吐水口用流量計
７０ 吸入口用温度センサ
７５ 吐水口用温度センサ
８０ 無線送信装置
１００ 蓄電池
【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環口装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、省エネルギ化の要請により、電気を効率的に使用して従来よりも電気の消費量を低減させることができる様々な機器やシステム等が、多く用いられている。しかし、通常の生活で消費されるエネルギは電気のみでなく、給湯によっても消費されている。このため、さらなる省エネルギ化を図る際には、給湯によって消費されるエネルギを低減することが有効になっている。
【０００３】
給湯で消費されるエネルギを低減する場合は、給湯で用いられるエネルギを検出する必要があり、その手法としては、給湯時の湯の温度や流量を検出する手法が挙げられる。例えば、特許文献１に記載された浴槽の循環口ユニットでは、浴槽の循環口に温度センサや流量センサを設け、循環口を流れる湯の温度や流量に応じてＬＥＤを点灯させることにより、湯の温度や流量を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１５９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、湯の温度や流量に応じて単にＬＥＤを点灯させるのみでは、所定以上の温度や流量であるか否かの検出に留まるため、給湯で用いられるエネルギを正確に検出することは不可能になっている。このため、例えば、浴槽内の湯の追焚きをした場合でも、追焚きに使用されるエネルギを正確に検出することはできない。このように、従来の循環口装置では、給湯によって消費されるエネルギの精度の高い検出は困難なものとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、熱交換によって水の温度を変化させる際におけるエネルギの消費量を精度よく算出することを目的とし、特に、給湯によるエネルギの消費量を精度よく算出することを可能にできる循環口装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る循環口装置は、水槽内の水を吸入する吸入口と、熱交換器から供給される水を前記水槽内へ吐水する吐水口と、前記吸入口から吸入した水の流量を検出する吸入口用流量検出手段と、前記吐水口から吐水する水の流量を検出する吐水口用流量検出手段と、前記吸入口から吸入した水の温度を検出する吸入口用温度検出手段と、前記吐水口から吐水する水の温度を検出する吐水口用温度検出手段と、前記吸入口用流量検出手段と前記吐水口用流量検出手段とで検出した水の流量情報と、前記吸入口用温度検出手段と前記吐水口用温度検出手段とで検出した水の温度情報と、を遠隔へ送信する無線送信手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、上記循環口装置において、前記吸入口用流量検出手段と前記吐水口用流量検出手段とのうち少なくともいずれか一方は、流量を検出する水の流れを受ける水車を有すると共に前記水車の回転により発電する発電手段として設けられており、前記無線送信手段は、前記発電手段で発電した電気を用いて無線送信することが好ましい。
【０００９】
また、上記循環口装置において、さらに、前記発電手段で発電した電気を蓄電する蓄電手段を備えており、前記無線送信手段は、前記蓄電手段で蓄電した電気も用いて無線送信することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る循環口装置は、熱交換器によって水の熱交換を行う場合における水の温度変化の情報と、温度が変化する水の流量の情報とを遠隔へ送信するため、これらの情報に基づいて、熱交換時におけるエネルギの消費量を算出することができる。これにより、給湯によるエネルギの消費量を精度よく算出することを可能にできる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態に係る循環口装置を備える浴槽ユニットの構成例を示す摸式図である。
【図２】図２は、図１のＡ部詳細図である。
【図３】図３は、図２に示す吸入口用流量計の詳細図である。
【図４】図４は、実施形態に係る循環口装置の変形例であり、蓄電池を設ける場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る循環口装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１３】
〔実施形態〕
図１は、実施形態に係る循環口装置を備える浴槽ユニットの構成例を示す摸式図である。同図に示す浴槽ユニット１は、内部に湯水を溜める水槽である浴槽１０と、浴槽１０内に吐水する湯水の温度を上昇させる熱交換器である給湯器１５と、を有しており、浴槽１０と給湯器１５とは、当該浴槽１０と給湯器１５との間で湯水を循環させる循環配管２０によって接続されている。なお、以降の説明では、浴槽ユニット１で扱う湯水は、温度に関わらず全て「水」として表現する。また、給湯器１５は、水の温度を上昇させる際の熱源として、電気を用いるものやガスを用いるものなど、いずれの形態のものでも適用することができる。
【００１４】
循環配管２０は、浴槽１０内の水を給湯器１５側に流す吸入側配管２１と、給湯器１５側から浴槽１０内に水を流す吐水側配管２２と、を有している。本実施形態に係る循環口装置３０は、浴槽１０に取り付けられており、吸入側配管２１と吐水側配管２２とは、共に循環口装置３０に接続されている。また、給湯器１５には、浴槽１０内の水を増量させる場合、つまり、いわゆる足し湯をする場合に、浴槽ユニット１の外部の給水管（図示省略）等から浴槽ユニット１に水を取り込む配管である足し湯配管２５が接続されている。このように設けられる足し湯配管２５には、当該足し湯配管２５内を流れる水の温度を検出する増量水温度検出手段である足し湯温度センサ２６が設けられている。この給湯器１５は、浴槽１０が設置される浴室内に設置される操作部（図示省略）を操作することにより、所望の給湯の運転を行わせることが可能になっている。
【００１５】
図２は、図１のＡ部詳細図である。循環口装置３０が取り付けられる部分の浴槽１０の側壁１１には、浴槽１０の内側と外側とを連通する孔である開口部１２が形成されており、循環口装置３０は、開口部１２に通された状態で浴槽１０に取り付けられている。即ち、循環口装置３０は、浴槽１０の内側から側壁１１の開口部１２に通され、開口部１２を含む側壁１１との間にパッキン９１を介在させた状態で、浴槽１０の外側から固定ナット９０を循環口装置３０に螺合することにより取り付けられている。
【００１６】
浴槽１０の側壁１１に取り付けられる循環口装置３０は、浴槽１０内の水を吸入する吸入口３５と、給湯器１５から供給される水を浴槽１０内へ吐水する吐水口３６とを有しており、吸入口３５と吐水口３６とは、共に浴槽１０の内側に開口している。
【００１７】
詳しくは、循環口装置３０は、外ケース３１と内ケース３２とを有しており、外ケース３１の内側に内ケース３２が配設されている。この外ケース３１と内ケース３２とは、共に円筒の一端に、当該円筒の径よりも大きい径で形成される有底の円筒が、中心軸同士が一致すると共に底部側が他方の円筒側に位置する向きになり、径が小さい方の円筒の端部が、有底の円筒の底部に開口した状態で接続される形状で形成されている。
【００１８】
外ケース３１と内ケース３２とは、共にこのような形状で形成されており、円筒の径の大きさが、内ケース３２の径の大きさよりも、外ケース３１の径の大きさの方が大きくなっている。このため、外ケース３１の内側に配設される内ケース３２の外周面と外ケース３１との間には空間が形成されており、この空間は、給湯器１５から供給される水が浴槽１０内の方向へ流れる際における通路である吐水側通路３４になっている。この吐水側通路３４は、浴槽１０内に対して開口しており、この開口部分が吐水口３６になっている。
【００１９】
また、内ケース３２の有底の円筒における底部が位置する側の反対側の部分は、中央付近に孔が開いた円板状の蓋部３７によって閉塞されており、この孔は、浴槽１０内に対して開口する吸入口３５になっている。さらに、内ケース３２の径が小さい方の円筒の内側部分と、後述する吸入口用流量計４０における水が流れる部分は、浴槽１０内から吸入した水の通路である吸入側通路３３になっている。
【００２０】
循環口装置３０には、吸入側配管２１と吐水側配管２２とが接続されているが、この吸入側配管２１と吐水側配管２２とのうち、吸入側配管２１は吸入側通路３３に連通しており、吐水側配管２２は吐水側通路３４に連通している。
【００２１】
また、吸入側通路３３と吐水側通路３４とには、それぞれの通路を流れる水の温度を検出する温度センサが配設されている。つまり、吸入側通路３３には、吸入口３５から吸入した水の温度を検出する吸入口用温度検出手段である吸入口用温度センサ７０が配設されている。同様に、吐水側通路３４には、吐水口３６から吐水する水の温度を検出する吐水口用温度検出手段である吐水口用温度センサ７５が配設されている。
【００２２】
さらに、循環口装置３０は、吸入側通路３３や吐水側通路３４を流れる水の流量を検出する流量検出手段を有している。つまり、循環口装置３０は、吸入口３５から吸入した水の流量を検出する吸入口用流量検出手段である吸入口用流量計４０と、吐水口３６から吐水する水の流量を検出する吐水口用流量検出手段である吐水口用流量計６０とを有している。これらの吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０とは、共に吸入側通路３３または吐水側通路３４を流れる水の流れによって発電する発電手段として設けられている。
【００２３】
図３は、図２に示す吸入口用流量計の詳細図である。吸入口用流量計４０は、当該吸入口用流量計４０で流量を検出する水、即ち、吸入側通路３３を流れる水の流れを受ける水車４１を有しており、この水車４１の回転により発電をすることが可能になっている。詳しくは、吸入口用流量計４０は、水車４１を収容する水車ケース４２を有しており、水車４１は、回転軸４３の軸方向が内ケース３２の中心軸と一致する向きで水車ケース４２内に回転軸４３を中心として回転可能に内設されている。この水車ケース４２は、水車４１を内設すると共に、その内側は、浴槽１０内から吸入した水の通路である吸入側通路３３としても設けられている。
【００２４】
また、回転軸４３にはマグネット４５が、水車４１や回転軸４３と一体回転可能に接続されており、マグネット４５は、水車４１よりも吸入口３５から離れた位置に配設されている。換言すると、水車４１は、マグネット４５よりも、吸入側通路３３を流れる水の流れ方向における上流側に配設されている。さらに、回転軸４３を中心とする径方向におけるマグネット４５の外方側には、コイル４６とヨーク４７とが回転不可の状態で配設されている。
【００２５】
このように構成される吸入口用流量計４０は、シール材を介して内ケース３２に水密に取り付けられており、この吸入口用流量計４０の外周面と、内ケース３２の内面とで画成される空間は、収容部３８になっている。吸入口用流量計４０は、水密に内ケース３２に取り付けられているため、吸入側通路３３内を水が流れる場合でも、収容部３８にはこの水が流れないようになっている。
【００２６】
吐水口用流量計６０も吸入口用流量計４０と略同様に構成される発電手段になっている。即ち、吐水口用流量計６０は、当該吐水口用流量計６０で流量を検出する水である吐水側通路３４を流れる水の流れを受ける水車６１を有しており、この水車６１の回転により発電をすることが可能になっている。その際に、吐水側通路３４は、外ケース３１と内ケース３２との間の空間によって形成されているため、水車６１は、内ケース３２の中心軸を中心として内ケース３２の外周面の周囲を回転可能に配設されている。また、この水車６１は、吐水口用流量計６０のマグネット６５よりも、吐水側通路３４を流れる水の流れ方向における上流側に配設されており、即ち、マグネット６５よりも、吐水口３６から離れた位置に配設されている。
【００２７】
また、循環口装置３０は、外部の通信機器（図示省略）に対して所定の情報を無線送信する無線送信手段である無線送信装置８０が設けられている。この無線送信装置８０は、収容部３８内に配設されており、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０、及び吸入口用温度センサ７０と吐水口用温度センサ７５とに電気的に接続されている。これにより、無線送信装置８０は、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０とで検出した水の流量情報と、吸入口用温度センサ７０と吐水口用温度センサ７５とで検出した水の温度情報とを、遠隔へ送信することが可能になっている。
【００２８】
無線送信装置８０との無線通信を行う通信機器は、浴槽ユニット１が設置される建物で使用する他の電気機器等の使用状態の検出も可能な装置として構成されている。無線送信装置８０は、浴槽ユニット１の使用状態として、給湯器１５の使用時における水の温度や流量の情報を通信機器に無線送信する。
【００２９】
また、足し湯配管２５に設けられる足し湯温度センサ２６は、循環口装置３０の吸入口用流量計４０等と同様に、足し湯配管２５内の水の流れを受けて発電をする発電機能と、無線送信の機能を有している。これにより、足し湯温度センサ２６は、足し湯配管２５内を流れる水の温度を、発電した電気を用いて検出し、この検出した温度情報を、通信機器に無線送信する。
【００３０】
本実施形態に係る循環口装置３０及び循環口装置３０を備える浴槽ユニット１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。浴槽１０内に溜められている水の温度を上昇させる場合や、溜められている水の量を増加させる場合には、使用者が浴室内に設けられる操作部に対して、所望の状態になるように入力操作をする。これにより、給湯器１５は、操作部に対する入力操作の内容に応じて運転する。
【００３１】
例えば、浴槽１０内の水の温度を上昇させる操作を行った場合、即ち、追焚きの操作を行った場合には、給湯器１５は、浴槽１０と給湯器１５との間で水を循環させながら温度を上昇させる。具体的に、給湯器１５は、循環口装置３０に接続されている吸入側配管２１内の水を吸引する。この吸入側配管２１は、循環口装置３０の吸入側通路３３に連通しているため、給湯器１５で吸入側配管２１内の水を吸引した場合には、循環口装置３０の吸入口３５から吸入側通路３３に吸入された浴槽１０内の水が、吸入側通路３３から吸入側配管２１に流入する。
【００３２】
給湯器１５は、この吸入側配管２１に流入した水を吸入し、この水の温度を給湯器１５内で上昇させた後、吐水側配管２２に吐水する。吐水側配管２２は、循環口装置３０の吐水側通路３４に連通しているため、吐水側配管２２に吐水した水は、吐水側通路３４に流れ、さらに、吐水口３６から浴槽１０内に吐水される。
【００３３】
吐水口３６から吐水された水の温度は、吸入口３５から吸入された水の温度より高くなっているため、給湯器１５で水の温度を上昇させながら、浴槽１０と給湯器１５との間で水を循環させることにより、浴槽１０内の水の温度は上昇する。このように、上昇する浴槽１０内の水の温度が操作部で設定した温度に達したら、給湯器１５は停止する。
【００３４】
また、浴槽ユニット１を使用する際に浴槽１０内の水の量が少ない場合には、足し湯を行う入力操作を操作部に対して行うことにより、給湯器１５は、足し湯の給湯運転を行う。足し湯の給湯運転を行う場合には、給湯器１５は、浴槽ユニット１の外部の給水管から足し湯配管２５を介して給湯器１５内に水を取り込み、この取り込んだ水の温度を必要に応じて上昇させた後、吐水側配管２２に流す。これにより、この水は循環口装置３０の吐水口３６から浴槽１０内に吐水されるため、浴槽１０内には、所望の温度まで上昇した後の水が吐水され、いわゆる足し湯が行われる。
【００３５】
浴槽ユニット１では、給湯器１５を運転させることにより、浴槽１０内の水の温度や量を所望の温度や量にするが、給湯器１５の運転時には、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０、吸入口用温度センサ７０、吐水口用温度センサ７５が作動する。例えば、給湯器１５を用いて追焚きを行う場合、循環口装置３０が有する吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０で発電を行う。即ち、浴槽１０と給湯器１５との間で水を循環させる場合、吸入口用流量計４０は、吸入側通路３３に配設される水車４１が、吸入側通路３３を流れる水を受けて回転する。この水車４１の回転により、当該水車４１と一体に回転可能なマグネット４５も回転し、コイル４６の周囲の磁界が変化することにより、吸入口用流量計４０は発電をする。
【００３６】
吸入口用流量計４０での発電時に変化する磁界の変化の周波数は、吸入側通路３３を流れる水の量で変化し、水の流量が多くなるに従って周波数が高くなるため、この周波数の値は、吸入側通路３３を流れる水の量を示している。即ち、吸入口用流量計４０は、検出した水の流量を、周波数の形で出力する。このように吸入口用流量計４０で発電した電気の大部分は、無線送信装置８０に送られる。吸入口用流量計４０で発電した電気が伝達された無線送信装置８０は、伝達された電気の周波数に基づいて、吸入側通路３３を流れる水の量を検知する。
【００３７】
同様に、吐水口用流量計６０は、吐水側通路３４に配設される水車６１が、吐水側通路３４を流れる水を受けてマグネット６５と一体となって回転するように構成されているため、吐水口用流量計６０は、吐水側通路３４を流れる水によって発電をする。吐水口用流量計６０での発電時に変化する磁界の変化の周波数は、吐水側通路３４を流れる水の量で変化するため、吐水口用流量計６０は、検出した水の流量を、周波数の形で出力する。このように吐水口用流量計６０で発電した電気の大部分は、無線送信装置８０に送られ、無線送信装置８０は、この送られた周波数に基づいて、吐水側通路３４を流れる水の量を検知する。
【００３８】
また、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０で発電した電気の一部は、吸入口用温度センサ７０と吐水口用温度センサ７５とに供給され、吸入口用温度センサ７０と吐水口用温度センサ７５とは、この電気を用いて水の温度を検出する。具体的には、吸入口用温度センサ７０は、吸入側通路３３を流れる水の温度を検出することにより、吸入口３５から吸入した水の温度を検出する。また、吐水口用温度センサ７５は、吐水側通路３４の温度を検出することにより、吐水口３６から吐水する水の温度を検出する。吸入口用温度センサ７０と吐水口用温度センサ７５は、検出した水の温度を無線送信装置８０に伝達する。
【００３９】
これらの情報が伝達された無線送信装置８０は、この情報を、浴槽ユニット１から離れた位置に設置される通信機器に送信する。即ち、無線送信装置８０は、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０とで検出した水の流量情報や、吸入口用温度センサ７０と吐水口用温度センサ７５とで検出した水の温度情報を、通信機器に対して無線送信する。この場合、無線送信装置８０は、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０で発電した電気を用いて無線送信する。
【００４０】
さらに、足し湯を行った場合には、足し湯配管２５を水が流れる際の力によって、足し湯温度センサ２６で発電をしつつ、この足し湯配管２５内の水の温度を検出し、検出した温度情報を、通信機器に対して無線送信する。
【００４１】
通信機器では、追焚きや足し湯によって消費されたエネルギを、無線送信装置８０や足し湯温度センサ２６から送信された情報に基づいて算出する。つまり、追焚きや足し湯を行う際に、給湯器１５で吸入したり吐水したりする水の量と、この水の温度とを用いて、追焚きや足し湯によって消費されたエネルギを算出する。
【００４２】
例えば、追焚きによって消費されたエネルギの算出について説明すると、追焚きを行う場合は、浴槽１０内の水は浴槽１０と給湯器１５との間で循環する。このため、追焚きによって消費されるエネルギ、即ち、給湯器１５から水に伝達されるエネルギは、外部から出入りするエネルギを考慮する必要がなく、給湯器１５で浴槽１０内から吸入する水が有するエネルギに対する、給湯器１５から浴槽１０内に吐水する水が有するエネルギの増加分になる。これらの水が有するエネルギは、水の量と温度の積によって示すことができるため、浴槽１０内から吸入する水と浴槽１０内に吐水する水との量の差、及び温度の差をそれぞれ算出し、これらを積算することにより算出することができる。
【００４３】
まず、水の量の差の算出について説明すると、追焚き時は水は循環するため、浴槽１０内から吸入する水の量と、浴槽１０内に吐水する水の量、及び給湯器１５から熱エネルギを伝達する水の量は、全て同じ量になる。このため、吸入口用流量計４０で検出する水の量をＬ１とし、吐水口用流量計６０で検出する水の量をＬ２とし、給湯器１５から熱エネルギを伝達する水の量をＬ０とした場合、下記の式（１）が成立する。
Ｌ０＝Ｌ２＝Ｌ１・・・（１）
【００４４】
また、追焚き時は、吸入口３５から吸入した水の温度を給湯器１５で上昇させた後、吐水口３６から吐水するため、給湯器１５から水に熱エネルギを伝達することによる水の温度の上昇分は、浴槽１０内から吸入する水の温度と浴槽１０内に吐水する水の温度との差分になる。このため、この水の温度の差分と、給湯器１５から熱エネルギを伝達する水の量との積算値が、追焚き時に消費する熱エネルギの大きさになる。従って、吸入口用温度センサ７０で検出する水の温度をＴ１とし、吐水口用温度センサ７５で検出する水の温度をＴ２とし、追焚き時に消費する熱エネルギをＥｃとした場合、下記の式（２）が成立する。
Ｅｃ＝Ｌ０×（Ｔ２−Ｔ１）・・・（２）
【００４５】
追焚き時に消費されたエネルギを、無線送信装置８０から無線送信によって伝達された水の流量情報や水の温度情報より通信機器で算出する場合には、通信機器は、上記の式（１）と式（２）とを用いて算出する。
【００４６】
次に、足し湯によって消費されたエネルギの算出について説明すると、足し湯を行う場合は、足し湯配管２５から給湯器１５に流入した水を循環口装置３０の吐水口３６から吐水するが、この水の吐水量は、吸入口３５から吸入する水の量と吐水口３６から吐水する水の量との差より算出することができる。即ち、浴槽ユニット１内で水の量の変化がない場合には、吸入口３５から吸入する水の量と吐水口３６から吐水する水の量とは差が生じないが、浴槽１０内の水の量を、給湯器１５を介して増量させる場合は、吐水口３６から吐水する水の量は、吸入口３５から吸入する水の量より多くなる。
【００４７】
このため、足し湯を行う場合に増加する水の量をＬとした場合、この増加する水の量Ｌは、吸入口用流量計４０で検出する水の量Ｌ１と吐水口用流量計６０で検出する水の量Ｌ２とより、下記の式（３）で算出することができる。
Ｌ＝Ｌ２−Ｌ１・・・（３）
【００４８】
また、足し湯時は、足し湯配管２５から給湯器１５に流入した水の温度を給湯器１５で上昇させた後、吐水口３６から吐水するため、給湯器１５から水に熱エネルギを伝達することによる水の温度の上昇分は、足し湯配管２５から給湯器１５に流入する水の温度と浴槽１０内に吐水する水の温度との差分になる。このため、この水の温度の差分と、給湯器１５から熱エネルギを伝達する水の量との積算値が、足し湯時に消費する熱エネルギの大きさになる。従って、吐水口用温度センサ７５で検出する水の温度をＴ２とし、足し湯温度センサ２６で検出する水の温度をＴ３とし、足し湯時に消費する熱エネルギをＥａとした場合、下記の式（４）が成立する。
Ｅａ＝Ｌ×（Ｔ２−Ｔ３）・・・（４）
【００４９】
足し湯時に消費されたエネルギを、無線送信装置８０や足し湯温度センサ２６から無線送信によって伝達された水の流量情報や水の温度情報より通信機器で算出する場合には、通信機器は、上記の式（３）と式（４）とを用いて算出する。
【００５０】
以上の循環口装置３０は、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０とを有しているため、追焚き時や足し湯時に、吸入口３５から吸入した水の流量や吐水口３６から吐水する水の流量を検出することができる。また、吸入口用温度センサ７０と吐水口用温度センサ７５とを有しているため、追焚き時や足し湯時に、吸入口３５から吸入した水の流量や吐水口３６から吐水する水の温度を検出することができる。さらに、無線送信装置８０を有しているため、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０で検出した水の流量や、吸入口用温度センサ７０や吐水口用温度センサ７５で検出した水の温度を、循環口装置３０から離れた位置に設置される通信機器に無線送信することができる。これにより、給湯器１５を運転させて給湯する場合における水の温度変化の情報と、このように温度が変化する水の流量の情報とを通信機器で受信し、これらの情報に基づいて、エネルギの消費量を算出することができる。この結果、本実施形態に係る循環口装置３０は、給湯によるエネルギの消費量を精度よく算出することを可能にすることができる。
【００５１】
また、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０は発電手段としても設けられており、無線送信装置８０は、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０で発電した電気を用いて無線送信するため、追焚き時や足し湯時の水の温度や流量の情報を、外部からの電力を用いることなく遠隔に送信することができる。この結果、給湯によるエネルギの消費量を、外部の電力エネルギを消費することなく継続的に、遠隔で算出することができる。
【００５２】
また、循環口装置３０は、吸入口用流量計４０、吐水口用流量計６０、吸入口用温度センサ７０、吐水口用温度センサ７５、無線送信装置８０が、全て一体となって構成されているため、浴槽ユニット１に容易に組み込むことができる。この結果、給湯によるエネルギの消費量を、容易に精度よく算出することができる。
【００５３】
なお、上述した循環口装置３０では、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０で発電した電気を、直接無線送信装置８０や、吸入口用温度センサ７０、吐水口用温度センサ７５で使用しているが、発電した電気は、蓄電してもよい。
【００５４】
図４は、実施形態に係る循環口装置の変形例であり、蓄電池を設ける場合の説明図である。蓄電をする場合には、例えば、図４に示すように、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０で発電した電気を蓄電する蓄電手段である蓄電池１００を循環口装置３０に備えてもよい。この場合、蓄電池１００は、例えば、収容部３８に配設し、吸入口用流量計４０、吐水口用流量計６０、吸入口用温度センサ７０、吐水口用温度センサ７５、無線送信装置８０に対して電気的に接続する。これにより、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０で発電した電気の一部を、蓄電池１００で蓄電することができ、蓄電池１００で蓄電した電気は、吸入口用温度センサ７０、吐水口用温度センサ７５や、無線送信装置８０で使用することができる。
【００５５】
このため、吸入口用温度センサ７０や吐水口用温度センサ７５は、蓄電池１００で蓄電した電気も用いて水の温度を検出することができ、無線送信装置８０は、蓄電池１００で蓄電した電気も用いて無線送信することができる。従って、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０の発電状態に関わらず、水の温度を検出したり、水の温度情報や流量の情報を遠隔に送信したりすることができる。例えば、追焚きや足し湯の開始直後や終了直前で、吸入側通路３３や吐水側通路３４を流れる水の量が少なく、吸入口用流量計４０や吐水口用流量計６０による発電量が少ない場合でも、蓄電池１００で蓄電した電気によって無線送信等を行うことができる。この結果、給湯によるエネルギの消費量を、より確実に精度よく算出することができる。なお、蓄電手段を設ける場合は、蓄電池１００以外のものを用いてもよく、例えばキャパシタを用いてもよい。
【００５６】
また、上述した循環口装置３０では、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０との双方が発電手段を兼ねているが、発電手段を兼ねる流量検出手段は、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０との双方でなくてもよい。即ち、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０とのうち少なくともいずれか一方が、水車４１、６１を有すると共に水車４１、６１の回転により発電する発電手段として設けられていればよい。このように、いずれか一方の流量検出手段が発電手段を兼ねることにより、外部の電気を用いることなく、給湯によるエネルギの消費量の算出を可能にすることができる。
【００５７】
また、吸入口用流量計４０と吐水口用流量計６０とのうち、一方の流量検出手段のみを発電手段も兼ねさせる場合には、吐水口用流量計６０を、発電手段も兼ねさせるのが好ましい。吐水口３６からは、追焚き時も足し湯時も給湯器１５側からの水を吐水するため、吐水口用流量計６０を、発電手段も兼ねさせる構成にすることにより、給湯によるエネルギの消費量を、より確実に外部の電気を用いることなく算出することができる。
【００５８】
また、上述した循環口装置３０では、吸入側通路３３と吐水側通路３４、即ち、吸入口３５と吐水口３６とが一体に構成され、吸入側通路３３や吸入口３５を有する部材と、吐水側通路３４や吐水口３６を有する部材とは、別体となって構成されていてもよい。循環口装置３０は、給湯器１５からの水の吐水側の部分と、給湯器１５への水の吸入部分とが分離して構成されている場合でも、吸入する水の量と温度、及び吐水する水の量と温度とを検出することができ、検出した情報を遠隔に送信することが可能になっていれば、給湯によるエネルギの消費量の精度よい算出が可能になる。
【００５９】
また、上述した循環口装置３０は、熱交換器として、水の温度を上昇させる給湯器１５が用いられる浴槽ユニット１に備えられているが、循環口装置３０は、浴槽ユニット１以外に備えられていてもよい。循環口装置３０は、例えば、熱交換器として、吸入した水の温度を低下させて吐水するように熱交換を行うものが用いられるユニットに備えられていてもよい。このように、熱交換器によって水の温度を低下させる場合でも、水槽から吸入する水の流量と温度、及び熱交換器側から水槽内に吐水する水の流量と温度を検出し、この検出した情報を遠隔に送信することにより、熱交換を行う際におけるエネルギの消費量を、精度よく算出することが可能になる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 浴槽ユニット
１０ 浴槽
１５ 給湯器
２０ 循環配管
２１ 吸入側配管
２２ 吐水側配管
２５ 足し湯配管
２６ 足し湯温度センサ
３０ 循環口装置
３３ 吸入側通路
３４ 吐水側通路
３５ 吸入口
３６ 吐水口
４０ 吸入口用流量計
４１、６１ 水車
４５、６５ マグネット
４６ コイル
４７ ヨーク
６０ 吐水口用流量計
７０ 吸入口用温度センサ
７５ 吐水口用温度センサ
８０ 無線送信装置
１００ 蓄電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽内の水を吸入する吸入口と、
熱交換器から供給される水を前記水槽内へ吐水する吐水口と、
前記吸入口から吸入した水の流量を検出する吸入口用流量検出手段と、
前記吐水口から吐水する水の流量を検出する吐水口用流量検出手段と、
前記吸入口から吸入した水の温度を検出する吸入口用温度検出手段と、
前記吐水口から吐水する水の温度を検出する吐水口用温度検出手段と、
前記吸入口用流量検出手段と前記吐水口用流量検出手段とで検出した水の流量情報と、前記吸入口用温度検出手段と前記吐水口用温度検出手段とで検出した水の温度情報と、を遠隔へ送信する無線送信手段と、
を備えることを特徴とする循環口装置。
【請求項２】
前記吸入口用流量検出手段と前記吐水口用流量検出手段とのうち少なくともいずれか一方は、流量を検出する水の流れを受ける水車を有すると共に前記水車の回転により発電する発電手段として設けられており、
前記無線送信手段は、前記発電手段で発電した電気を用いて無線送信することを特徴とする請求項１に記載の循環口装置。
【請求項３】
さらに、前記発電手段で発電した電気を蓄電する蓄電手段を備えており、
前記無線送信手段は、前記蓄電手段で蓄電した電気も用いて無線送信することを特徴とする請求項２に記載の循環口装置。
【請求項１】
水槽内の水を吸入する吸入口と、
熱交換器から供給される水を前記水槽内へ吐水する吐水口と、
前記吸入口から吸入した水の流量を検出する吸入口用流量検出手段と、
前記吐水口から吐水する水の流量を検出する吐水口用流量検出手段と、
前記吸入口から吸入した水の温度を検出する吸入口用温度検出手段と、
前記吐水口から吐水する水の温度を検出する吐水口用温度検出手段と、
前記吸入口用流量検出手段と前記吐水口用流量検出手段とで検出した水の流量情報と、前記吸入口用温度検出手段と前記吐水口用温度検出手段とで検出した水の温度情報と、を遠隔へ送信する無線送信手段と、
を備えることを特徴とする循環口装置。
【請求項２】
前記吸入口用流量検出手段と前記吐水口用流量検出手段とのうち少なくともいずれか一方は、流量を検出する水の流れを受ける水車を有すると共に前記水車の回転により発電する発電手段として設けられており、
前記無線送信手段は、前記発電手段で発電した電気を用いて無線送信することを特徴とする請求項１に記載の循環口装置。
【請求項３】
さらに、前記発電手段で発電した電気を蓄電する蓄電手段を備えており、
前記無線送信手段は、前記蓄電手段で蓄電した電気も用いて無線送信することを特徴とする請求項２に記載の循環口装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−３４７５７（Ｐ２０１３−３４７５７Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７４８９７（Ｐ２０１１−１７４８９７）
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（３０２０４５７０５）株式会社ＬＩＸＩＬ (949)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（３０２０４５７０５）株式会社ＬＩＸＩＬ (949)
【Ｆターム（参考）】
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