JP2001215053A - 自動風呂装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 浴槽内の水位検出を短時間で正確に行う。 【解決手段】 Ｓ１５で給湯を停止後、Ｓ１６でポンプ
の入力電圧を位相角０°として駆動させる。Ｓ１７で所
定の撹拌時間（ここでは２０秒間）が経過すると、Ｓ１
８で今度は位相角を９８°にして１０秒間駆動させてＳ
１９でＯＦＦにし、Ｓ２０でポンプの停止後所定時間
（ここでは１０〜１５秒）経過を確認する。所定時間経
過すると、Ｓ２１で圧力センサに基づく浴槽の水位を検
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浴槽内の湯水を循
環させる循環加熱回路とポンプとを備えた自動風呂装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動風呂装置（以下「風呂装置」とい
う）においては、所定温度の湯を直接浴槽へ落とし込ん
で浴槽に湯張りを行う給湯回路の他、風呂バーナを備え
た風呂熱交換器と浴槽とを往き配管と戻り配管とで接続
し、ポンプによって浴槽の湯水を循環させながら追い焚
きを可能とする循環加熱回路が設けられている。又、風
呂装置には、浴槽の水位を検出する圧力センサ等の水位
検出手段が備えられて、湯張り終了後は、水位検出手段
により得られる検出水位と予め設定された基準水位とを
比較して、基準水位から所定量低下した場合には給湯回
路から足し湯が行われるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記風呂装置において
は、水位の検出を行う際に、循環加熱回路の配管内に空
気が入り込んでいると、水位を誤認識してしまうため、
ポンプを所定時間駆動させて循環加熱回路内で湯水を循
環させることで配管内の空気を排出するようにしてい
る。又、循環終了後、ポンプをＯＦＦさせたときに圧力
変動が生じることから、ポンプＯＦＦ後、所定の待機時
間の経過を待って圧力変動が解消した後に水位検出を行
うようにしている。しかし、ポンプは通常最大能力で回
転するため、循環流量は大流量となっており、大きな圧
力変動が生じることから、変動した圧力が平滑されるま
で待機時間を長く（例えば３０秒）確保する必要が生
じ、循環開始から水位検出までに時間がかかっていた。

【０００４】そこで、請求項１に記載の発明は、浴槽の
水位検出を短時間で正確に行うことができる自動風呂装
置を提供することを目的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、ポンプの回転数を制御す
る回転数制御手段を設け、回転数制御手段により、ポン
プの駆動時間の終了直前にポンプの回転数を低下させて
から待機時間へ移行させることを特徴とするものであ
る。請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加え
て、回転数制御を簡単に実行するために、回転数制御手
段を、ポンプへの入力電圧の位相制御による構成とした
ものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、自動風呂装置（以下「風
呂装置」という）の概略を示すもので、風呂装置１は、
上水道からの水を加熱する給湯回路２と、給湯回路２に
接続され、浴槽４内の湯水を循環加熱する循環加熱回路
３とからなる。まず、給湯回路２は、上水道の水が供給
される給水管５と、給水管５からの水を給湯燃焼室６内
で給湯バーナ７，７・・で加熱する給湯熱交換器８と、
給湯熱交換器８に接続される出湯管９とを有し、給水管
５には、水量センサ１０、入水温センサ１１が、出湯管
９には、出湯温センサ１２，１３が夫々設けられる。１
４は給湯栓、１５はバイパス管である。一方、ガス管１
６には、上流側から元電磁弁１７、比例弁１８が夫々設
けられ、比例弁１８の下流側でガス管１６は分岐管１
９，１９・・に分岐して夫々給湯バーナ７へ接続され、
各分岐管１９には切替電磁弁２０が設けられている。２
１，２１・・はフレームロッド、２２はイグナイタ、２
３は点火電極である。

【０００７】一方、循環加熱回路３は、バスアダプタ２
４を介して浴槽４に接続される戻り配管２５と、戻り配
管２５からの湯水を風呂燃焼室２６内で風呂バーナ２７
で加熱する風呂熱交換器２８と、風呂熱交換器２８から
バスアダプタ２４に接続される往き配管２９とを有し、
戻り配管２５には、温度センサ３０、ポンプ３１、流水
スイッチ３２が、往き配管２９には、温度センサ３３が
夫々設けられる。又、風呂バーナ２７へのガスの供給
は、給湯回路２の最下流の分岐管１９から分岐される分
岐管３４から行われ、分岐管３４には、切替電磁弁３５
が設けられている。３６はフレームロッド、３７は点火
電極である。又、給湯回路２の出湯管９と循環加熱回路
３の戻り配管２５とは、落とし込み管３８で接続されて
おり、落とし込み管３８の落とし込み電磁弁３９の開閉
によって、給湯回路２で加熱された湯を浴槽４へ供給可
能となっている。落とし込み管３８には、水量センサ４
０、逆止弁４１，４１に加えて、浴槽４の水位検出手段
として圧力センサ４８が設けられている。そして、給湯
側の給湯燃焼室６と風呂側の風呂燃焼室２６とは連通路
４２で連通されて、ここでは給湯燃焼室６に、ファンモ
ータ４４を備えたファン４３が設けられている。

【０００８】４５はコントローラで、上記各センサやス
イッチの検出信号が入力される他、後述する風呂自動運
転制御、保温運転制御において、元電磁弁１７、切替電
磁弁２０，３５、給湯用電磁弁３９の開閉制御、比例弁
１８の開度制御、ファン４３の回転数制御（ファンモー
タ４４の回転数制御）、ポンプ３１の回転数制御等を行
う。又、コントローラ４５には、主に台所等に設置され
る給湯リモコン４６と、浴室等に設置される風呂リモコ
ン４７とが夫々接続されている。よって、風呂装置１に
おける給湯回路２では、給湯栓１４を開くと、給湯回路
２内を水が流れて水量センサ１０が検出信号をコントロ
ーラ４５へ送るため、コントローラ４５は、元電磁弁１
７、切替電磁弁２０、比例弁１８を夫々ＯＮさせてイグ
ナイタ２２を動作させ、給湯バーナ７に点火して、給湯
熱交換器８で加熱された湯を出湯させる。又、コントロ
ーラ４５は、給湯リモコン４６及び風呂リモコン４７の
温度設定スイッチにより指示される設定温度に従って、
切替電磁弁２０の開閉制御及び比例弁１８の開度制御を
行い、ガス量を連続的に変化させて出湯温度を一定に保
持すると共に、ガス量の変化に応じてファンモータ４４
へ信号を送り、ガス量と空気量との関係を一定に維持さ
せる。

【０００９】次に、コントローラ４５による風呂側の作
動制御を、図２以下のフローチャートに従って説明す
る。まず図２は、初回の風呂自動運転の作動制御を示す
もので、リモコンの風呂自動スイッチがＯＮされると、
Ｓ１でリモコンの風呂自動ランプが点灯し、Ｓ２で落と
し込み電磁弁３９がＯＮ（開弁）する。この場合も、給
湯回路２内を水が流れて所定の水量を水量センサ１０が
検出するため、給湯バーナ７に点火されて給湯燃焼が開
始される。よって、給湯熱交換器８で加熱された湯は、
落とし込み管３８から戻り配管２５及び往き配管２９を
介して浴槽４に供給されることになる。尚、浴槽４への
湯量は、落とし込み管３８に設けられた水量センサ４０
の検出信号によってコントローラ４５が監視する。そし
て、Ｓ３の判別で湯量が５リットル（ポンプ３１の呼び
水として）に達すると、Ｓ４で落とし込み電磁弁３９を
ＯＦＦ（閉弁）させ、Ｓ５で給湯を停止すると共にポン
プ３１をＯＮさせる。尚、Ｓ３で５リットルの落とし込
みが２０分経過しても終了しない場合は、後述する風呂
自動運転（図４）のＳ４において落とし込み電磁弁３９
がＯＦＦして給湯停止する。

【００１０】ポンプ３１の駆動後、Ｓ６の判別で流水ス
イッチ３２が１分間ＯＦＦのままであると、浴槽４内に
残湯なしとしてＳ７でポンプ３１をＯＦＦさせ、再び落
とし込み電磁弁３９をＯＮさせて給湯燃焼を開始する。
Ｓ８の判別で水量センサ４０で得られる湯量が設定水量
の５０％に達すると、Ｓ９で落とし込み電磁弁３９をＯ
ＦＦさせ、Ｓ１０で給湯を停止させてポンプ３１をＯＮ
させる。続いてＳ１１で再び流水スイッチ３２が１分間
ＯＮか否かを判別し、ＯＮであると、Ｓ１２でポンプ３
１をＯＦＦさせて落とし込み電磁弁３９を開き、浴槽４
への湯張りを再開する。この落とし込みは１０リットル
行われる（Ｓ１３）。１０リットルの落とし込みが終了
すると、Ｓ１４で落とし込み電磁弁３９をＯＦＦさせて
Ｓ１５で給湯を停止し、Ｓ１６でポンプ３１の入力電圧
を位相角０°として駆動させる。Ｓ１７で第１駆動時間
として所定の撹拌時間（ここでは２０秒間）が経過する
と、Ｓ１８で今度は位相角を９８°にして、第２駆動時
間として１０秒間駆動させてＳ１９でＯＦＦにし、Ｓ２
０でポンプ３１の停止後所定時間（ここでは１０〜１５
秒）経過を確認する。この待機時間が経過すると、Ｓ２
１で圧力センサ４８に基づく浴槽４の水位を検出する
（以下、Ｓ１６からＳ２０までの制御を「ポンプ回転数
制御」と定義付けして示す）。

【００１１】水位検出後、図３におけるＳ２２で、落と
し込み電磁弁３９を開いて浴槽４への給湯を再開し、Ｓ
２３の判別で設定量の８０％の落とし込みが終了する
と、落とし込み電磁弁３９をＯＦＦさせ（Ｓ２４）、Ｓ
２５で給湯停止させて、再びポンプ３１の回転数制御を
実行し（Ｓ２６）、Ｓ２７で水位を再び検出する。Ｓ２
７の水位検出後、Ｓ２８で落とし込み電磁弁３９を開い
て給湯を開始し、Ｓ２９の判別で設定量に達すると、Ｓ
３０で落とし込み電磁弁３９をＯＦＦさせ、Ｓ３１で給
湯を停止する。その後、ポンプ３１の回転数制御を行っ
た後（Ｓ３２）、Ｓ３３で基準水位１を検出すると共
に、それまでの水位の変化量と湯量とから、浴槽４の断
面積Ａを算出する。尚、ここでは、５秒後に再び水位を
検出して（Ｓ３４）、Ｓ３５では、その水位の基準水位
１からの低下量が６cm以下か否かを判別し、６cmを超え
ていれば、浴槽４の水漏れが生じているとしてＳ３６で
リモコンのランプの点滅による報知を行い、６cm以下で
あれば、Ｓ３７で沸き上げ報知を行い、ポンプ３１をＯ
Ｎさせて図４の風呂自動運転のＳ１８へ移る。

【００１２】一方、Ｓ６の判別で流水スイッチ３２のＯ
Ｎが確認されると、浴槽４に残湯ありとして、Ｓ３８で
ポンプ３１がＯＦＦして落とし込み電磁弁３９が開き、
給湯燃焼が開始される。１０リットルまで落とし込みが
行われると（Ｓ３９）、Ｓ４０で落とし込み電磁弁３９
がＯＦＦし、給湯停止とポンプ３１の回転数制御とが行
われ（Ｓ４１，Ｓ４２）、水位が検出される（Ｓ４
３）。次に、Ｓ４４で落とし込み電磁弁３９を開いて給
湯を再開して１０リットルの落とし込みを行い（Ｓ４
５）、落とし込み電磁弁３９をＯＦＦさせて給湯停止後
（Ｓ４６，Ｓ４７）、Ｓ４８でポンプ３１の回転数制御
を行ってから、Ｓ４９で基準水位１を検出して浴槽断面
積Ａを算出する。そして、５秒後に更に水位を検出し
（Ｓ５０）、水位低下量が６cm以下であれば（Ｓ５
１）、Ｓ５２でポンプ３１をＯＮさせて図４の風呂自動
運転のＳ３４へ移る。このように、初回の風呂自動運転
においては、給湯量と水位の変化量とから浴槽断面積Ａ
が得られることになる。

【００１３】一方、図４は、二回目以降の通常の風呂自
動運転のフローチャートで、浴槽４に残湯がない場合の
Ｓ８までの処理（５リットルの落とし込み後、残湯なし
の確認）は初回の自動運転と同じであるが、ここでは、
浴槽断面積Ａは初回で算出済みであるので、Ｓ９で水量
センサ４０を監視して、リモコンで設定される設定湯量
まで一度に落とし込みを行う。Ｓ１０で落とし込み電磁
弁３９をＯＦＦさせてＳ１１で給湯停止を行った後、Ｓ
１２でポンプ３１の回転数制御を行って基準水位２を検
出し（Ｓ１３）、初回で得た基準水位１との差が６cm以
上か否かを判別する（Ｓ１４）。

【００１４】この判別で、差が６cm以上であれば、今回
の湯張りの途中で人が入浴した等の一時的な水位の上昇
があったものとして、基準水位を更新せず、初回の基準
水位１を引き続いて基準水位Ｌとして使用し（Ｓ１
５）、差が６cmを超えなければ、以後Ｓ１３で得られた
基準水位２の値を基準水位Ｌとして使用する（Ｓ１
６）。次にＳ１７で沸き上げ報知を行った後、ポンプ３
１をＯＮさせ、１分経過確認後（Ｓ１８）、Ｓ１９で、
浴槽４内の湯温がリモコンで指示される設定温度未満か
否かを確認する。ここで設定温度以上であれば、Ｓ２３
でポンプ３１をＯＦＦして後述する保温運転が行われる
が、設定温度未満であれば、Ｓ２０で、比例弁１８と切
替電磁弁３５をＯＮさせて風呂バーナ２７に点火して循
環加熱回路３を循環する湯を加熱し（風呂燃焼制御）、
Ｓ２１で設定温度の到達を確認すると、Ｓ２２で風呂バ
ーナ２７の燃焼を停止させてＳ２３でポンプ３１の駆動
を停止させ、保温運転へ移行する。

【００１５】一方、Ｓ７で残湯ありを確認してからの制
御も初回と略同じであるが、ここでは、１０リットルの
落とし込みを行って水位を検出すると（Ｓ２４〜Ｓ２
９）、基準水位１との差と浴槽断面積Ａとから基準水位
１までの不足湯量を算出し、その不足湯量を落とし込ん
で落とし込み電磁弁３９を停止させる（Ｓ３０〜Ｓ３
２）。そして、Ｓ３３での給湯停止と共にポンプ３１を
ＯＮさせ、１分間の循環後（Ｓ３４）、浴槽４内の湯温
が設定温度以上であれば保温運転へ移行し、設定温度未
満であれば風呂燃焼を行って設定温度まで加熱してから
保温運転へ移行する（Ｓ３５〜Ｓ３９）。

【００１６】こうして湯張りが終了すると、図５に示す
保温運転が行われる。保温運転は、リモコンで設定され
た時間（例えば１〜９時間）内で、所定時間（１０〜６
０分）ごとに行われる。即ち、Ｓ４０の判別で設定時間
内で、且つＳ４１の判別で所定時間経過を確認すると、
Ｓ４２，４３でポンプ３１を２分間ＯＮさせてから湯温
を確認する（Ｓ４４）。この判別で所定温度以下であれ
ば、Ｓ４５で風呂バーナ２７に点火して風呂燃焼を行
い、設定温度以上を確認すると（Ｓ４６）、風呂燃焼を
停止させてポンプ３１をＯＦＦさせる（Ｓ４７，Ｓ４
８）。尚、Ｓ４４の判別で設定温度を超えていれば、Ｓ
４９で更に２分経過を確認後、Ｓ４８でポンプ３１をＯ
ＦＦさせる。そして、ポンプ３１のＯＦＦ後、Ｓ５０で
は、リモコンによる設定湯量の変更があったか否かを判
別する。ここで変更があれば、Ｓ５１では、変更後の設
定湯量が変更前の設定湯量より大きいか否かを判別し、
変更後の設定湯量が大きければ、Ｓ５２で落とし込み電
磁弁３９をＯＮさせて給湯燃焼を開始し、Ｓ５３で変更
による増加分の湯量を浴槽４へ落とし込む。Ｓ５３で増
加分の落とし込みが終了すると、Ｓ５４で落とし込み電
磁弁３９をＯＦＦさせて給湯を停止し、Ｓ５５では基準
水位Ｌの変更を行う。即ち、増加分の湯量Ｑと、初回の
自動運転で算出した浴槽断面積Ａから、変更後の基準水
位Ｌ′を以下の数１で算出する。

【００１７】

【数１】

【００１８】こうして得られた変更後の基準水位Ｌ′を
基準水位Ｌとして、Ｓ５６以下の処理を行う。尚、Ｓ５
１の判別で変更後の設定湯量が変更前の設定湯量より減
少した場合は、Ｓ５５で基準水位Ｌの変更のみ行われて
Ｓ５６以下の処理が実行され、Ｓ５０の判別で設定湯量
の変更がない場合は、元の基準水位ＬのままＳ５６以下
の処理が実行される。Ｓ５６では、圧力センサ４８で検
出される水位が、基準水位Ｌから３cm以上低下したか否
かを判別する。ここで３cm以上低下していれば、低下後
の水位を検出水位１として記憶し（Ｓ５７）、浴槽断面
積Ａと水位低下量とから足し湯量を算出する。そして、
Ｓ５８で落とし込み電磁弁３９をＯＮさせて給湯燃焼を
開始し、算出された足し湯量を落とし込む（Ｓ５９）。
落とし込みが終了すると、落とし込み電磁弁３９をＯＦ
Ｆさせて給湯を停止させ（Ｓ６０）、足し湯後の検出水
位２を検出する（Ｓ６１）。次にＳ６２では、足し湯後
の検出水位２と基準水位Ｌとの差が１０mm以上か否かを
判別する。ここで１０mm未満であれば、Ｓ４０の保温運
転初期へ戻るが、差が１０mm以上であれば、Ｓ６３で以
下の数２によって浴槽断面積Ａ′を再度算出する。

【００１９】

【数２】

【００２０】次にＳ６４では、上記数２で得られた浴槽
断面積Ａ′と補正前の浴槽断面積Ａから補正後の浴槽断
面積Ａ″を求める。ここでは以下の数３により算出され
る。

【００２１】

【数３】

【００２２】こうして得られる補正後の浴槽断面積Ａ″
を浴槽断面積Ａに置き換えて、Ｓ４０以下の保温運転を
行う。このように置換するのは、足し湯後の検出水位２
と基準水位Ｌとの差が所定値以上の場合は、初回の基準
水位の算出時に、人の入浴や浴槽からの湯の漏れ等に基
づく浴槽断面積の誤認識があったとして、足し湯の際に
再度算出し直すことで、正確な浴槽断面積を得て適正な
足し湯を行うためである。

【００２３】このように上記形態によれば、水位検出前
のポンプ３１の駆動時間内で、第１駆動時間で位相角０
°に、第２駆動時間で位相角９８°に夫々回転数制御を
行う回転数制御手段を設けたことで、ポンプ３１の駆動
時間終了直前の循環流量を小さくして循環に伴う圧力変
動を抑えることができる。よって、ポンプＯＦＦ後、水
位検出までの待機時間（図２におけるＳ２０の所定時
間）を短くでき、ひいては循環開始から水位検出までの
時間を短縮可能となる。又、圧力変動が生じてもその変
動幅は小さくなるため、正確な水位の検出が可能とな
る。具体的には、回転数制御を行わない場合には待機時
間が約３０秒必要であったものが、上記形態では１０〜
１５秒で配管内の圧力の平滑が得られることになる。更
に、ここでは回転数制御手段として、ポンプ３１への入
力電圧の位相制御を採用しているから、ポンプ３１の回
転数制御が簡単に実行可能となる。

【００２４】尚、回転数制御は、上記形態に限定するも
のでなく、配管の長さや径等に応じて、位相角０°と位
相角９８°との回転時間の割合を変更したり、圧力の平
滑が迅速であれば、待機時間をより短くしたりできる。
又、位相角制御も、０°と９８°とに限らず、適宜選択
でき、２段階の他、中間の流量を設けて３段階以上で回
転数を減少させることも可能である。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、前記回
転数制御手段により、ポンプの駆動時間の終了直前にポ
ンプの回転数を低下させてから待機時間へ移行させるよ
うにしたことで、ポンプの駆動時間終了直前の循環流量
を小さくして循環に伴う圧力変動を抑えることができ
る。よって、駆動時間終了後、水位検出までの待機時間
を短くでき、ひいては循環開始から水位検出までの時間
を短縮可能となる。又、圧力変動が生じてもその変動幅
は小さくなるため、正確な水位の検出が可能となる。請
求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え
て、回転数制御手段をポンプへの入力電圧の位相制御に
よるものとしたことで、ポンプの回転数制御が簡単に実
行可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動風呂装置の概略図である。

【図２】初回の風呂自動運転のフローチャートである。

【図３】初回の風呂自動運転のフローチャートである。

【図４】通常の風呂自動運転のフローチャートである。

【図５】保温運転のフローチャートである。

【符号の説明】

１・・自動風呂装置、２・・給湯回路、３・・循環加熱
回路、４・・浴槽、６・・給湯燃焼室、７・・給湯バー
ナ、８・・給湯熱交換器、１８・・比例弁、１９，３４
・・分岐管、２６・・風呂燃焼室、２７・・風呂バー
ナ、２８・・風呂熱交換器、３１・・ポンプ、３９・・
落とし込み電磁弁、４３・・ファン、４５・・コントロ
ーラ、４８・・圧力センサ。

フロントページの続き (72)発明者 中川 悟 名古屋市瑞穂区桃園町６番23号 パロマ工 業株式会社技術部内 Ｆターム(参考） 3L024 CC01 CC08 DD17 DD27 EE13 GG12 GG41 HH35

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浴槽と、前記浴槽と加熱手段との間に配
   される湯水の循環加熱回路と、前記循環加熱回路上に設
   けられるポンプと、前記浴槽内の水位を検出する水位検
   出手段とを備え、前記水位検出手段による水位検出を、
   前記ポンプを所定時間駆動させて前記浴槽の湯水の循環
   を行った後、所定の待機時間の経過を待って実行する自
   動風呂装置であって、 前記ポンプの回転数を制御する回転数制御手段を設け、
   前記回転数制御手段により、前記ポンプの駆動時間の終
   了直前に前記ポンプの回転数を低下させてから前記待機
   時間へ移行させることを特徴とする自動風呂装置。
2. 【請求項２】 回転数制御手段が、ポンプへの入力電圧
   の位相制御によるものである請求項１に記載の自動風呂
   装置。