JP3710033B2 - 風呂装置及び風呂注水方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、風呂装置に関するものであり、特に落とし込み配管を持ち、追い焚き回路等の循環回路を経由して浴槽に水を落とし込む風呂装置に関するものである。また本発明は、浴槽に水を落とし込む方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
浴槽内の湯量が一定となる様に浴槽に湯を落とし込み、或いは一定量の湯を追加給湯する風呂装置が知られている。この種の風呂装置は、一般に二つの熱交換器を内蔵し、浴槽内の湯を一方の熱交換器を経て循環させる追い焚き回路と、給水源から導入された水を加熱する給湯回路を持つ。そして両者の間を接続する落とし込み配管を有し、給湯回路で作られた湯が追い焚き回路を経て浴槽に落とし込まれる。
【0003】
従来技術の風呂装置の具体的な配管系統は、図4の通りである。図4は、従来技術の風呂装置100の配管系統図である。
風呂装置100は、落とし込み給湯及び他栓への給湯を行う給湯部2と、浴槽3内の湯を追い焚きする追い焚き部5を持つ。
【0004】
給湯部2は、公知の給湯器と同様の構成であり、給湯用熱交換器10を流れる高温湯回路11と、給湯用熱交換器10をバイパスするバイパス水路12によって構成される給湯回路を持つ。そしてバイパス水路12を流れるバイパス水量をバイパス水量調節弁15によって調節し、高温湯回路11を流れる高温湯とバイパス水路12を流れる冷水を混合して湯の温度を調節する。また高温湯回路11とバイパス水路12との混合部分の下流側には水量調節弁18と出湯温度センサー20が設けられており、出湯温度センサー20によって検知された温度が前記したバイパス水量調節弁15等にフィードバックされると共に、水量調節弁18によって総水量が調節される。
【0005】
高温湯回路11には、水量センサー14と、入水温度センサー19が設けられ、高温湯の温度が例えば80°C程度の所定の温度となる様にバーナ47の熱量が調節される。
【0006】
追い焚き部5は、浴槽3と追い焚き用熱交換器21とを循環する追い焚き回路(循環回路)22を持つものである。すなわち追い焚き回路22は、浴槽3から追い焚き用熱交換器21側に湯を戻す戻り側水路23と、追い焚き用熱交換器21側から浴槽3へ湯を送る往き側水路24を持つ。そして戻り側水路23には、水位センサー25と、循環ポンプ26、水流スイッチ27及び湯温センサー28が設けられている。ここで水位センサー25は、機能的には圧力センサーであり、圧力変化によって浴槽3内の水位を検出するものである。
【0007】
給湯部2と追い焚き部5とは、落とし込み配管30によって接続されている。落とし込み配管30は、前記した給湯部2の出湯温度センサー20が取付けられた部位の下流側から枝分けされ、他端が追い焚き回路5に接続されたものである。より具体的には、落とし込み配管30は、循環ポンプ26の吐出口と追い焚き用熱交換器21の間に接続されている。
また落とし込み配管30の戻り側水路23との接続部位には安全弁31,注水電磁弁32,水量センサー33が接続され、さらにその下流には二つの逆止弁34,35が設けられている。
【0008】
風呂装置100は、図示しないコントローラ内に内蔵されたCPUを中心として制御される。CPUには、追い焚き回路5に設けられた水位センサー25の信号と、湯温センサー28の信号が入力される。またCPUの出力に応じ、所定のリレー等を介して追い焚き回路5に属する注水電磁弁32や循環ポンプ26等が起動・停止される。
【0009】
図4に示すような、風呂装置100について、浴槽3に湯を落とし込む場合は、循環ポンプ26を停止した状態で落とし込み配管30の注水電磁弁32を開く。その結果、給湯部2の給湯回路の一部が開放されることとなり、図示しない給水源の圧力によって、給湯部2に水が流れ込む。すなわち従来技術においては、給水源自体の持つ水圧のみによって水が給湯部2に押し込まれる。そして水は、給湯部2の給湯用熱交換器10を通過して加熱され、さらにバイパス水路12を流れる水と混合されて温度調節され、適温の湯となる。
こうして給湯部2によって湯が作られ、落とし込み配管30を経由して追い焚き回路22に注水され、追い焚き回路22を経由して浴槽3に湯が落とし込まれる。
浴槽3への湯の落とし込みは、浴槽3内の湯の水位が一定の位置となるまで行われる。例えば、浴槽3内が空である場合には、予め設定された量の湯が落とし込まれる。すなわち落とし込み配管30の水量センサ33によって、落とし込み配管30を通過する湯の量を積算し、この値が設定された値になるまで落とし込みが続けられる。
また水位センサ25によって、浴槽3内に湯が残っていることが検知されれば、目標の湯量から残湯の量を引いた値の湯が落とし込まれることとなる。
【0010】
なお、上記した配管系統の中で、落とし込み配管30の安全弁31と逆止弁34,35は、給水源側に浴槽3内の湯が逆流することを防ぐために設けられたものである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の風呂装置は、浴槽3内に自動的に湯を落とし込むことができ、すこぶる便利である。
そこで次は、より短時間で湯を落とし込むことが開発目標として要求されている。すなわち従来技術の風呂装置は、自動的に浴槽に湯を張ることができるものの、目標の水位となるまでに時間がかかるという問題がある。
特に従来技術の風呂装置100は、給水源の給水圧力だけに頼って給湯部2に水を通過させ、給水圧力のみによって浴槽3に湯を落とし込むものである。そのため高架水槽を給水源とする場合であって、風呂装置が高い階の部屋に設けられているケースの様に、給水圧が低い場合は、浴槽の水位が目標の水位となるまでに長い時間を要し、使用者をいらいらさせる。また井戸水をスターンポンプで供給する場合についても、同様に給水圧が低い場合が多く、同様の問題がある。
そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、浴槽への湯の落とし込みをより迅速に行うことができる風呂装置の開発を課題とするものである。
また併せて本発明は、浴槽への湯の落とし込みをより早く行う方法を開発するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
そして上記した目的を達成するための請求項1に記載の発明は、浴槽内の水をポンプによって循環させる循環回路と、給湯源又は給水源と循環回路とを接続して浴槽に注水する落とし込み配管を有する風呂装置において、前記落とし込み配管と循環回路の接続部は、ポンプの吸水口と浴槽との間にあり、前記接続部と浴槽との間を断続可能な切り替え弁と、前記接続部と給湯源又は給水源との間を断続可能な注水弁とを有し、さらにポンプの吐出側と浴槽・接続部間とを接続するバイパス水路を有すると共に、当該バイパス水路を断続するバイパス弁を有し、またさらに3個の開口を有し特定の2個の開口が連通し残る一方の開口が閉塞される三方弁を備え、当該三方弁は前記接続部と浴槽との間に配されていて、各開口が、接続部・ポンプ吸水口側とバイパス水路側と、浴槽側に接続され、前記切り替え弁と前記バイパス弁が前記三方弁によって兼用されていることを特徴とする風呂装置である。
なお、本明細書において、「水」の文言は、「湯」を含む概念である。
【0013】
本発明の風呂装置は、従来技術と同様に循環回路と、落とし込み配管を持ち、落とし込み配管から循環回路に注水して水(湯)を浴槽に落とし込む。また落とし込み配管と循環回路とを断続する注水弁を持つ点でも本発明は従来技術と通ずる。
本発明の風呂装置で特徴的な構成は、落とし込み配管と循環回路の接続部がポンプの吸水口と浴槽との間に設けられており、さらに接続部と浴槽との間を断続可能な切り替え弁を持つことである。すなわち本発明の風呂装置では、落とし込み配管と循環回路の接続部は、ポンプの吸水口の上流側に設けられている。そして接続部と浴槽との間は、切り替え弁によって断続可能である。したがって切り替え弁が閉塞されると、ポンプの吸水側は、浴槽と縁切りされる。そのため注水弁が開かれると、落とし込み配管は、直接的にポンプの吸水側と接続される。したがってポンプを起動すると、落とし込み配管が負圧傾向となり、給水源から強制的に水が吸い出される。
【0014】
また本発明は、「風呂往き水路」に加えて「風呂戻り水路」も活用し、「風呂戻り水路」からも浴槽に水を落とし込むものである。
すなわち本発明の風呂装置では、ポンプの吐出側と浴槽・接続部間とを接続するバイパス水路と、バイパス水路を断続するバイパス弁を有する。本発明の風呂装置によって浴槽に水を落とし込む場合は、バイパス弁を開き、ポンプの吐出側と浴槽・接続部間を連通させる。そしてポンプから吐出された水をバイパス水路を経由して浴槽・接続部間の水路に流し、当該水路から浴槽に水を落とし込む。
【0015】
また追い焚きをする場合や、エア抜きをする場合の様に浴槽内の水を循環回路に循環させる場合には、前記したバイパス弁を閉鎖する。その結果、ポンプの吸い込み側は、浴槽と直接的に繋がり、浴槽内の水を循環に支障は無い。
【0016】
また本発明の風呂装置は、切り替え弁とバイパス弁を一つの三方弁にまとめたものである。すなわち本発明の風呂装置では、三方弁の各開口が、接続部・ポンプ吸水側とバイパス水路側と、浴槽側に接続されている。そして三方弁は、「接続部・ポンプ吸水側と浴槽側とを連通してバイパス水路と他とを断絶する機能」と、「浴槽側とバイパス水路とを連通して接続部・ポンプ吸水側と浴槽等とを断絶する機能」を持つ。
本発明の風呂装置によって浴槽へ水を落とし込む場合は、三方弁を「浴槽側とバイパス水路とを連通して接続部・ポンプ吸水側と浴槽等とを断絶する」状態にする。その結果、ポンプから吐出された水はバイパス水路を経由して浴槽・接続部間の水路に流れ、当該水路から浴槽に水を落とし込まれる。
また追い焚きをする場合等は、前記した「接続部・ポンプ吸水側と浴槽側とを連通してバイパス水路と他とを閉塞する」状態とする。その結果、ポンプの吸い込み側は、浴槽と直接的に繋がり、浴槽内の水の循環に支障は無い。
【0017】
また請求項2に記載の風呂装置は、給水源は高架水槽であり、当該高架水槽から熱交換器に配管され、熱交換器の出口側から直接或いは分岐部を経て落とし込み配管が設けられており、落とし込み配管は注水弁を除いて弁部材を持たず、水は、熱交換器或いは分岐部から注水弁を介して直接的に循環回路に導入されることを特徴とする請求項1に記載の風呂装置である。
【0018】
本発明の風呂装置は、特に高架水槽を給水源とする場合を対象とするものである。高架水槽を給水源とする場合には、給水源が必ず浴槽よりも高い位置にあるので、浴槽の水が給水側に逆流する恐れはない。そのため本発明では、逆止弁等を廃し、水を、熱交換器或いは分岐部から注水弁を介して直接的に循環回路に導入する構成を採用している。本発明の風呂装置では、逆止弁等の流路抵抗となるものが無いので、短時間で多量の水を落とし込むことができる。
【0019】
また循環回路は、熱交換器を有する追い焚き回路であることが望ましい。
【0020】
本発明は、追い焚き回路を循環回路として活用したものである。
【0021】
また請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の風呂装置を使用し、注水弁を開いて給湯源又は給水源とポンプとの間を連通させると共に、三方弁によってバイパス水路側と浴槽側とを連通させ、接続部・ポンプ吸水口側を閉塞し、ポンプを起動して給湯源又は給水源から吸水し、ポンプを介して浴槽に注水することを特徴とする風呂注水方法である。
【0022】
本発明の風呂注水方法では、ポンプの吸引力によって給湯源又は給水源から水を導入するので、短時間で大量の水を風呂に注水することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下さらに本発明の参考技術について説明する。なお従来技術と同一の部材については、同一の番号を付して、詳細な説明を省略する。
図1は、参考技術における風呂装置の配管系統図である。図2は、本発明の参考技術の風呂装置の配管系統図である。図3は、本発明の参考技術の風呂装置の湯落とし込み時と、追い焚き時の湯の流れを示す配管系統図である。
【0024】
本発明の実施形態の説明に先立ち、本発明の理解を容易にするための参考技術について説明する。
本参考技術の風呂装置1の配管系統は、追い焚き回路(循環回路)22の一部と、落とし込み配管30の一部に特徴があり、他の部位については、従来技術と同一である。すなわち本参考技術の風呂装置1では、図1の様に落とし込み給湯及び他栓への給湯を行う給湯部2と、浴槽3内の湯を追い焚きする追い焚き部5を持つ。また給湯部2は、給湯用熱交換器10を流れる高温湯回路11と、給湯用熱交換器10をバイパスするバイパス水路12を持ち、高温湯回路11を流れる高温湯とバイパス水路12を流れる冷水を混合して湯の温度を調節する。
本参考技術の風呂装置1では、高架水槽50から給水される。すなわち本参考技術の風呂装置1の給水源は高架水槽50である。
【0025】
追い焚き部5は、浴槽3と追い焚き用熱交換器21とを循環する追い焚き回路22を持ち、浴槽3から追い焚き用熱交換器21側に湯を戻す戻り側水路23と、追い焚き用熱交換器21側から浴槽3へ湯を送る往き側水路24からなる。そして戻り側水路23には、従来技術と同様に水位センサー25と、循環ポンプ26、水流スイッチ27及び湯温センサー28が設けられている。
また本参考技術の風呂装置1に特有の構成として、二方弁(切り替え弁)51が設けられている。二方弁51は、電磁弁又はモータ弁等の動力によって開閉される弁であり、二つの開口を有していて両開口の間を断続するものである。二方弁の形式については、公知のあらゆるものが使用可能であるが、流路抵抗の小さいものが推奨される。
【0026】
給湯部2と追い焚き部5とは、落とし込み配管30によって接続されている。落とし込み配管30は、他端が追い焚き回路5に接続されたものである。
本参考技術の風呂装置1では、落とし込み配管30の接続部52は、図1の様に浴槽3と循環ポンプ26の吸水口29との間である。すなわち本参考技術の風呂装置1では、戻り側水路23の一部であって、循環ポンプ26の上流側に落とし込み配管30の接続部52がある。
また前記した二方弁51と接続部52との位置関係は、接続部52と浴槽3の間に二方弁51が配されたものとなっている。すなわち本参考技術の風呂装置1では、落とし込み配管30と追い焚き回路(循環回路)5の接続部52は、循環ポンプ26の吸水口29と浴槽3との間にあり、接続部52と浴槽3の間に二方弁(切り替え弁)51が設けられたものとなっている。
また前記した水位センサー25の取付け位置は、二方弁51と浴槽3との間である。当該水位センサー25の取付け位置は、二方弁51を閉鎖した時、浴槽3との間で閉塞される部位である。
【0027】
また本参考技術の風呂装置1の落とし込み配管30には、注水電磁弁32と水量センサー33のみが設けられており、従来技術の様な安全弁31や逆止弁34,35は無い。
【0028】
次に、本参考技術の風呂装置1の作用について説明する。
本参考技術の風呂装置1を使用して浴槽3に湯を落とし込む場合には、落とし込み配管30に設けられた注水電磁弁32を開き、二方弁51を閉鎖する。その結果、循環ポンプ26の吸水側は、浴槽3と縁切りされ、落とし込み配管30と直接的に接続される。
そして本参考技術では、さらに循環ポンプ26を起動する。その結果、落とし込み配管30は負圧傾向となり、給水源たる高架水槽50から強制的に水が吸い出される。
例えば、高架水槽50の高さ(風呂装置1の設置位置と高架水槽50の水面との落差が5mであり、給水圧が0.5Kg/cm2である場合、仮に循環ポンプ26の揚程が10mであったとすると、落とし込み配管30の末端部分の差圧は1.5Kg/cm2となる。そのため本参考技術の風呂装置1では、従来技術に比べて大量の水が給湯部2を流れる。
【0029】
本参考技術の風呂装置1では、湯は、循環ポンプ26から往き側水路24を経て浴槽3に落とし込まれる。加えて、本実施形態の風呂装置1では、落とし込み配管30には、安全弁や逆止弁が無いので、落とし込み配管30の流体抵抗は小さく、より大きな流量が期待される。
【0030】
また本参考技術の風呂装置1では、水位センサー25が二方弁51と浴槽3との間に設けられており、当該部位は、落とし込み作業の際に閉塞空間となる。そのため当該部位には水流は発生せず、落とし込み作業の最中においても水位センサー25は浴槽の水位を正確に検知することができる。
浴槽3への湯の落とし込みと並行して水位センサー25によって浴槽3の水位を検知することにより、目標水位までの湯張りに要する時間をさらに短縮することができる。すなわち従来技術の風呂装置においては、浴槽3の水位を測定するために、落とし込み作業を途中で何回も中断しなければならなかったのに対し、本発明の風呂装置1では、必ずしも落とし込み作業を中断しなくても浴槽3の水位の測定を行うことができるので、落とし込み作業の開始から、浴槽3の水位が目標水位に達するまでに要する総時間を短縮することができる。
【0031】
本参考技術の風呂装置1で追い焚きを行う場合には、二方弁51を開く。その結果、従来技術と同様に循環ポンプ26の吸水口29が浴槽3と接続され、浴槽3、循環ポンプ26、追い焚き用熱交換器21が連続した循環回路が形成され、支障なく追い焚きを行うことができる。
【0032】
次に本発明の実施形態を図2を参照しつつ説明する。
本実施形態の風呂装置60は、戻り側水路23と、往き側水路24の間にバイパス水路61を設け、さらにバイパス水路61の戻り側水路23との接続部位に三方弁62を設けたものである。
ここで三方弁62は、公知の三方コックにモータ等のアクチェータが取り付けられたものであり、3個の開口A,B,Cを持ち、開口A,C又は開口B,Cを選択的に連通状態にすることができる。
三方弁62の取り付け位置は、正確には戻り側水路23の接続部52と浴槽3との間であり、開口Aはバイパス水路61に接続され、開口Bは、接続部52・ポンプ吸水口29側に接続され、開口Cは浴槽3側に接続されている。
【0033】
本実施形態の風呂装置60を使用して浴槽3に湯を落とし込む場合には、三方弁62は、図3(a)の様にバイパス水路61と浴槽3とを連通させ、接続部52・ポンプ吸水口29側を閉塞する。その結果、往き側水路24の末端側は、バイパス水路61を介して戻り側水路23に分流される。
そして先の参考技術と同様に、落とし込み配管30に設けられた注水電磁弁32を開き、さらに循環ポンプ26を起動する。その結果、落とし込み配管30は負圧傾向となり、給水源たる高架水槽50から強制的に水が吸い出される。
そして湯は、循環ポンプ26の吐出口から往き側水路24に入り、その多くは往き側水路24から直接的に浴槽3に落とし込まれる。また本実施形態では、循環ポンプ26の吐出口から出た湯の一部は、バイパス水路61から戻り側水路23に入り、戻り側水路23からも湯が落とし込まれる。そのため本実施形態の風呂装置60は、往き側水路24と戻り側水路23の両方から湯が落とし込まれるので落とし込みの際の配管抵抗が小さく、より多量の湯を落とし込むことができる。
【0034】
本実施形態の風呂装置60で追い焚きを行う場合には、三方弁62は、図3(b)の様に浴槽3と接続部52・ポンプ吸水口29側を連通させ、バイパス水路61を閉塞する。その結果、従来技術と同様に循環ポンプ26の吸水口29が浴槽3と接続され、浴槽3、循環ポンプ26、追い焚き用熱交換器21が連続した回路が形成され、支障なく追い焚きを行うことができる。
【0035】
以上説明した実施形態では、落とし込み水路30に安全弁と逆止弁を設けない構成を例示した。本実施形態の様に安全弁と逆止弁を廃した構成は、高架水槽を給水源とする場合に推奨される構成である。本発明の風呂装置は、もちろん高架水槽以外を給水源とする場合にも採用することができるが、井戸水をスターンポンプで供給する場合の様な高架水槽以外の給水源を活用する場合には、落とし込み水路30に安全弁と逆止弁を設けることが望ましい。
【0036】
【発明の効果】
請求項1に記載の風呂装置は、落とし込み配管と循環回路の接続部を、ポンプの吸水口と浴槽との間に設け、さらに接続部と浴槽との間を断続可能な切り替え弁を設けたので、切り替え弁を閉鎖して注水弁を開くと、ポンプの吸水側は、落とし込み配管と直接的に接続される。したがってポンプを起動すると、落とし込み配管が負圧傾向となり、給水源から強制的に水が吸い出される。そのため本発明の風呂装置では、ポンプの吸引力を利用して給水源等から水を導くことができ、単位時間当たりの落とし込み量が多いという効果がある。そのため本発明の風呂装置は、水(湯)張り時間が短いという効果がある。
【0037】
また本発明の風呂装置では、ポンプから吐出された水をバイパス水路を経由して浴槽・接続部間の水路にも流し、当該水路からも浴槽に水を落とし込むことができる。そのため本発明の風呂装置は、流路抵抗が小さく、単位時間当たりの落とし込み量が多い。
【0038】
さらに本発明の風呂装置は、一つの三方弁によって切り替え弁とバイパス弁を兼用したものであり、部品点数が少ないという効果がある。
【0039】
また請求項2に記載の風呂装置は、落とし込み配管は注水弁を除いて弁部材を持たず、圧力損失が小さいので、高架水槽の落差を無駄なく活用することができる。
【0040】
また請求項3に記載の風呂注水方法では、ポンプの吸引力によって給水源または給湯源から水を導入するので、短時間で大量の水を風呂に注水することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の参考技術の風呂装置の配管系統図である。
【図2】 本発明の実施形態の風呂装置の配管系統図である。
【図3】 本発明の実施形態の風呂装置の湯落とし込み時と、追い焚き時の湯の流れを示す配管系統図である。
【図4】 従来技術の風呂装置の配管系統図である。
【符号の説明】
1,60,70 風呂装置
3 浴槽
10 給湯用熱交換器
22 追い焚き回路(循環回路)
26 循環ポンプ
30 落とし込み配管
32 注水電磁弁
51 二方弁(切り替え弁)
52 接続部
61 バイパス水路
62 三方弁
71,72 二方弁
Claims (3)
- 浴槽内の水をポンプによって循環させる循環回路と、給湯源又は給水源と循環回路とを接続して浴槽に注水する落とし込み配管を有する風呂装置において、前記落とし込み配管と循環回路の接続部は、ポンプの吸水口と浴槽との間にあり、前記接続部と浴槽との間を断続可能な切り替え弁と、前記接続部と給湯源又は給水源との間を断続可能な注水弁とを有し、さらにポンプの吐出側と浴槽・接続部間とを接続するバイパス水路を有すると共に、当該バイパス水路を断続するバイパス弁を有し、またさらに3個の開口を有し特定の2個の開口が連通し残る一方の開口が閉塞される三方弁を備え、当該三方弁は前記接続部と浴槽との間に配されていて、各開口が、接続部・ポンプ吸水口側とバイパス水路側と、浴槽側に接続され、前記切り替え弁と前記バイパス弁が前記三方弁によって兼用されていることを特徴とする風呂装置。
- 給水源は高架水槽であり、当該高架水槽から熱交換器に配管され、熱交換器の出口側から直接或いは分岐部を経て落とし込み配管が設けられており、落とし込み配管は注水弁を除いて弁部材を持たず、水は、熱交換器或いは分岐部から注水弁を介して直接的に循環回路に導入されることを特徴とする請求項1に記載の風呂装置。
- 請求項1又は2に記載の風呂装置を使用し、注水弁を開いて給湯源又は給水源とポンプとの間を連通させると共に、三方弁によってバイパス水路側と浴槽側とを連通させ、接続部・ポンプ吸水口側を閉塞し、ポンプを起動して給湯源又は給水源から吸水し、ポンプを介して浴槽に注水することを特徴とする風呂注水方法。
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