JP2830603B2 - 風呂システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は浴槽の水位を水位セン
サーにより検出して、自動的に湯水を供給停止させるよ
うした風呂システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まずヒートポンプで熱源を構成した従来
（特開平３−２３００４９号公報）の風呂システムの概
略について説明する。まず風呂システムの配管系統を説
明すると、図６において、浴槽１０には湯水２０が貯溜
されており、浴槽１０の側壁下部の所定高さ位置には吸
込配管１１の一端部が接続してある。

【０００３】吸込配管１１には、後述する湯はりユニッ
ト（湯水供給手段）３０、水位センサー１４及びポンプ
１６が接続されており、吸込配管１１の他端部は風呂用
熱交換器１３に接続されている。この吸込配管１１の浴
槽１０への接続部近傍には、戻り配管１２の一端部が接
続されており、戻り配管１２の他端部は風呂用熱交換器
１３に接続し、これらの吸込配管１１から戻り配管１２
へ循環する経路で湯水循環配管系１７が構成されてい
る。

【０００４】そして風呂用熱交換器１３には圧縮機等を
内蔵する室外機１８が冷媒配管１５で接続されており、
この室外機１８から風呂用熱交換器１３へ冷媒を循環さ
せる熱源としてのヒートポンプが構成されている。なお
このヒートポンプの代わりに、熱源としてガス等を利用
することもできる。

【０００５】上記湯はりユニット３０は、吸込配管１１
に湯水（湯または水のこと、以下同じ）２０を供給する
機能を有しており、この湯はりユニット３０から供給さ
れた湯水２０は、ポンプ１６、風呂用熱交換器１３を介
して戻り配管１２を通過し、浴槽１０へ流入するように
なされている。

【０００６】吸込配管１１の水位センサー１４とポンプ
１６との間には三方弁３１が介設されており、三方弁３
１には連結配管３２の下端部が接続してある。この三方
弁３１は、その湯水供給時には配管１１の三方弁３１よ
り反浴槽側部分に湯水２０を供給すると共に、配管１１
の三方弁３１よりも浴槽１０側の部分を閉鎖する一方、
湯水供給停止時には配管１１への湯水供給を停止すると
共に、配管１１を連通するように切換可能に構成してあ
る。

【０００７】上記水位センサー１４は、配管１１内の圧
力を検知して検出信号４０を出力する機能を有してい
る。上記連結配管３２の上端部にはホッパー３３が接続
されており、ホッパー３３には配管３４の開口端部から
湯水２０が供給されるようになされている。

【０００８】この配管３４の途中には給湯弁３５が介設
されており、配管３４の他端はミキシングバルブ３６に
接続してある。このミキシングバルブ３６には、配管３
７、３８が接続されていて、一方の配管３７には風呂用
熱交換器１３または別の熱交換器を利用して加熱された
湯が供給されており、他方の配管３８には水道配管から
水道水が供給されている。

【０００９】次に運転制御系について、図７を参照して
説明する。まず上記湯水循環配管系１７のポンプ１６
は、保温リモコン（図示せず）からの指令信号に基づい
て循環配管系制御手段１９でその運転、停止が切換制御
されており、上記室外機１８の室外制御手段２１と循環
配管系制御手段１９とは両者間の信号伝送のための信号
ライン２２で接続されている。

【００１０】一方、湯はりユニット３０で浴槽１０の水
位を制御するための湯はり制御手段２３には、湯はりリ
モコン２４からの指令信号２９及び水位センサー１４の
検出信号４０が入力されている。この湯はりリモコン２
４には、浴槽１０に湯はりするための湯はりスイッチ２
６と、浴槽１０の水位が低下したときに足し湯するため
の自動足し湯スイッチ２７と、設定水位を調整するため
の水位設定ボタン２８、２８とが設けられている。

【００１１】また湯はり制御手段２３には、運転状態を
切換制御するときに所定の遅延時間を設定するための遅
延タイマー２５と、浴槽１０の水位を制御するための水
位制御手段５９とが設けられている。上記湯はり制御手
段２３は、指令信号２９及び検出信号４０に基づいて水
位制御手段５９から出力される停止指令４３及び作動指
令４６によって上記三方弁３１及び給湯弁３５を開閉制
御する機能を有すると共に、ポンプ１６の運転、停止を
制御するようになされている。

【００１２】上記湯はり制御手段２３は、さらに基準値
設定手段４１と、水位判定手段４４と、ポンプ運転手段
６０と、基準値変更手段６１とを有している。

【００１３】まず基準値設定手段４１は、水位センサー
１４の検出信号４０が入力され、変動する検出信号４０
の特定時点であるＶ_Ｂ（図８、図９）を基準値として、
そのときに基準値信号４２を出力する機能を有してい
る。水位判定手段４４は、基準値信号４２と検出信号４
０とが入力され、上記基準値に対する湯水２０の圧力の
検出値の差を検出し、この差が予め設定されている図
８、図９のＶ_Ｘに示すような基準差に達したときに水位
制御手段５９に判定信号４５を出力する。

【００１４】そして水位制御手段５９は、判定信号４５
が入力されたときには湯水供給を停止させる停止指令４
３を、湯はりユニット３０の給湯弁３５、三方弁３１及
びポンプ１６にそれぞれ出力して給湯弁３５を閉弁させ
ると共に、三方弁３１を湯水供給停止状態に切換え、ポ
ンプ１６の運転を停止させる機能を有している。

【００１５】上記ポンプ運転手段６０は、三方弁３１が
湯水供給停止状態に切換操作されたときに、遅延タイマ
ー２５に設定されている遅延タイムｔ_１０の間、ポンプ
１６を継続して運転させる機能を有し、設定値変更手段
６１はポンプ運転手段６０によってポンプ１６の運転状
態が継続された後に、上記水位センサー１４のそのとき
の圧力検出値を湯はり完了時の設定水位に代えて新たな
設定水位として変更する機能を有している。また水位制
御手段５９は、設定値変更手段６１から設定変更指令が
入力されたときには、上記新たな設定水位に浴槽１０の
水位を制御するようになされている。

【００１６】次に上記基準値設定手段４１及び水位設定
手段４４を有する湯はり制御手段２３の水位制御プロセ
スを、図１０のフローチャートで説明する。まずステッ
プＳ１で図７の湯はりスイッチ２６がオン操作され、こ
れに伴って次のステップＳ２で給湯弁３５が開弁され、
これにより湯はりユニット３０から湯水２０の供給が開
始される。

【００１７】この後ステップＳ３でｔ_１だけ待機して次
のステップＳ４に進み、ステップＳ４で三方弁３１を湯
水供給状態に切換操作する。さらに次のステップＳ５で
ｔ_２の間だけ待機して、次のステップＳ６でポンプ１６
の運転を開始する。そしてステップＳ７で初期水位Ｖ_０
を読み込み、ステップＳ８で初期水位Ｖ_０から上昇する
水位Ｖを検出する。

【００１８】そして次のステップＳ９で初期水位Ｖ_０に
所定の上昇量ΔＶを加えた値より上記検出水位Ｖが大き
くなった場合（ＹＥＳ）には、水位が上昇を開始したと
判断して（図８参照）、次のステップＳ１０へ進み、Ｎ
Ｏの場合にはステップＳ８へ戻る。

【００１９】上記ステップＳ１０では、上記遅延タイマ
ー２５によってｔ_３の間だけ待機した後に、次のステッ
プＳ１１で水位センサー１４のそのときの検出信号４０
を基準レベルＶ_Ｂとして基準値設定手段４１で決定す
る。そしてステップＳ１２へ進み、湯はりリモコン２４
に設定されている基準差Ｖ_Ｘに基づいて、Ｖ_Ｂ＋Ｖ_Ｘを
決定する。

【００２０】上記ステップＳ１２の後には、ステップＳ
１３で浴槽１０の水位ＶがステップＳ１２で設定された
設定水位Ｖ_Ｓに達しているか否かを判定して、水位Ｖが
設定水位Ｖ_Ｓを超えたとき（ＹＥＳ）には、ステップＳ
１４〜Ｓ１８で遅延タイムｔ_４、ｔ_５を設けてポンプ１
６、給湯弁３５及び三方弁３１を給湯停止処理して初期
状態に戻る。

【００２１】このように上記基準値設定手段４１と水位
判定手段４４との機能によって、設定水位Ｖ_Ｓは検出信
号４０の基準値に相当する水位の基準レベルＶ_Ｂに対す
る相対的な水位Ｖ_Ｘで制御されることになり、水位セン
サー１４の設置位置の影響を受けずに、水位センサー１
４による水位制御を精度よく行うことが可能となる。

【００２２】次に上記ポンプ運転手段６０と設定値変更
手段６１との機能を、図１１及び図１２により説明す
る。図１１のステップＳ１９で湯はりスイッチ２６がオ
ンされた後は、上記図１０と同様の制御で水位が図１２
のＶ_Ｓまで湯はりされることになる。このとき三方弁３
１は湯水供給状態に切換えられているので、配管１１の
三方弁３１から浴槽１０への接続部との間には、空気が
閉じ込められている可能性があることになる。

【００２３】そして三方弁３１が湯水供給停止状態に切
換操作されると、配管１１内の空気は配管１１外へ抜け
出し、このような空気の移動が発生すると、その前後で
水位センサー１４の検出値が変動することになる。そこ
でステップＳ２０で水位Ｖが図１２の設定水位Ｖ_Ｓに達
した後には、ステップＳ２１で給湯弁３５と三方弁３１
とを給湯停止処理して次のステップＳ２２へ進む。

【００２４】このステップＳ２２では空気が配管１１の
外に抜けてしまうまでの間、遅延タイマー２５で設定さ
れている遅延タイムｔ_１０（例えば、９０秒）の間は、
次のステップＳ２３へ進まずに待機してポンプ運転手段
６０によるポンプ１６の運転状態を継続する。

【００２５】この間、上記配管系１７内の湯水２０は、
ポンプ１６で強制的に循環させられるので、この間に配
管１１内の空気が外部へパージされることになる。そし
て次のステップＳ２３でポンプ１６の運転を停止させた
後に、ステップＳ２４で上記設定値変更手段６１によっ
て、設定水位Ｖ_Ｓを上記空気をバージした状態で、ΔＶ
_１分だけ上昇した新たな設定水位Ｖ_Ｓ’に変更する。

【００２６】このため配管１１の一部に閉じ込められて
いる空気が三方弁３１の切換操作によって配管１１外へ
抜けてしまい、上記切換操作の前後で水位センサー１４
に作用する水頭圧が変動するような場合でも、三方弁３
１が切換操作された後に、配管１１内の空気を強制的に
抜いてしまうことによって、上記した水頭圧の変動で水
位センサー１４の検出値が変動してしまい、これにより
その後の水位制御が精度よく行えなくなってしまうとい
う不具合が解消でき、水位センサー１４で湯はり完了後
の水位制御を精度よく行える。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】ところでかかる従来例
においては、浴槽１０への湯はりの設定水位は、一般に
５ｃｍ単位になっているが、これには以下に示すような
問題点がある。すなわち設定水位のための不用なボタン
表示が多いということである。つまり４〜５段階の設定
水位があっても、ユーザーが日頃使用しているのは１つ
だけである。

【００２８】またユーザーの希望する設定水位に合わせ
るには、５ｃｍ単位では幅が大きすぎて、任意の希望す
る水位に設定できないという問題があった。

【００２９】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、設定水位を任意
にでき、しかも水位の設定操作を容易にすることが可能
な風呂システムを提供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１の風呂シ
ステムは、浴槽１０と、浴槽１０へ湯水２０を供給する
湯水供給手段３０と、浴槽１０に接続される配管１１
と、この配管１１内の湯水の圧力を検出する水位センサ
ー１４と、この水位センサー１４から入力される信号と
予め設定した浴槽１０の設定水位に対応したデータとを
比較して水位センサー１４からの信号の方が大きい場合
には上記湯水供給手段３０を制御して湯水の供給を停止
させる湯はり制御手段２３とを備えた風呂システムにお
いて、水位設定ボタン２の操作により浴槽１０内に湯は
りされたそのときの水位を設定水位とする一方、湯はり
中にオーバーフローしたときはそのレベルよりある値低
くしたところを設定水位とする制御手段１を設けたこと
を特徴としている。

【００３１】

【００３２】

【作用】図１に示すように、水位設定ボタン２を操作す
ることにより、浴槽１０内に湯はりされているそのとき
の水位を水位センサー１４が検知し、水位センサー１４
からの信号が制御手段１に入力される。そしてそのとき
の水位を設定水位として制御手段１により湯はり制御手
段２３を制御することで、水位を任意のレベルで容易に
設定することができる。したがって水位を設定するため
の操作パネルのスイッチの数や表示ランプの数を減少さ
せることができ、運転操作がしやすくなる。

【００３３】 また上記風呂システムにおいては、湯は
り中に湯水がオーバーフローしたとき、そのレベルより
もある値だけ低くしたところを設定水位とすることで、
煩雑な水位設定を行わずにすむという利点もある。

【００３４】

【実施例】次にこの発明の風呂システムの具体的な実施
例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお風
呂システムの全体の構成は従来と同様なので同じ部分の
説明は省略し、要旨の部分について詳述する。すなわち
本発明は、図１に示すように、水位設定ボタン２を設
け、この水位設定ボタン２のオン操作をすることによ
り、浴槽１０に湯はりされたそのときの水位を設定水位
としたものである。このときの水位設定の変更は水位確
定手段を含む制御手段１にて制御される。

【００３５】次に水位設定の動作について図２〜図３を
参照して説明する。まずステップＳ３１で水位センサー
１４が安定した後、ステップＳ３２で湯はりスイッチ２
６をオンして、三方弁３１をオン駆動する（ステップＳ
３３）。なお図示していないが、ポンプ１６もオンされ
る。

【００３６】そしてステップＳ３４において水位の上昇
を検知し、ステップＳ３５で浴槽１０内の残湯の有無を
判断する。残湯がある場合には、前回の湯はりの基準レ
ベルを書き換えず、残湯がない場合にはステップＳ３６
で基準レベルＶ_Ｂを書き換える。

【００３７】次に浴槽１０内の水位の設定を行わない場
合には、ステップＳ３７に示す水位設定ボタン２がオフ
であるので、図３に示すステップＳ４２にいき、水位Ｖ
の検知を行う。そしてステップＳ４３で三方弁３１のオ
ン、オフを判断し、三方弁３１がオンであれば湯はり中
であり、ステップＳ４４で現在の水位Ｖと基準レベルＶ
_Ｂと予め設定してある基準差Ｖ_Ｘとの和を比較して、検
知水位Ｖの方が大きい場合にはステップＳ４５にいく。
ステップＳ４５では三方弁３１をオフして湯はりを停止
する。

【００３８】またステップＳ４３で三方弁３１がオフと
なっている場合、ステップＳ４６でそのときの水位Ｖと
設定水位Ｖ_Ｓ（基準レベルＶ_Ｂ＋基準差Ｖ_Ｘ−ハンチン
グ防止の所定のレベルＶｄｉｆ）とを比較し、検知水位
Ｖの方が低ければ、設定水位Ｖ_Ｓに達しないとしてステ
ップＳ４７で三方弁３１をオンして湯はりを行う。

【００３９】そしてステップＳ４６で設定水位Ｖ_Ｓより
検知水位Ｖの方が高い場合には、湯はり完了と判断し
て、ステップＳ４５に示すように三方弁３１をオフして
湯はりをオフする。

【００４０】次に本発明の要旨である水位の設定を行う
場合について説明する。まず水位を変更する前の水位に
おける湯はり終了後（図４）、手動またはスイッチで湯
を加えて（または減らして）、浴槽１０内の水位を強制
的に上昇（または下降）させる。そしてステップＳ３７
に示すように、水位設定ボタン２をオンして、三方弁３
１をオフ（ステップＳ３８）してエアパージを行う（ス
テップＳ３９）。

【００４１】次にステップＳ４０に示すように、水位Ｖ
の検知を行い、検知した水位Ｖから基準レベルＶ_Ｂを引
いて新たに基準差Ｖ_Ｘを更新する。これが水位を変更し
た新たな設定水位Ｖ_Ｓ（Ｖ_Ｓ＝Ｖ_Ｂ＋Ｖ_Ｘ）となる。そ
してこの設定水位Ｖ_Ｓ、つまり基準差Ｖ_Ｘを基に水位制
御が行われることになる。またステップＳ４１以降は上
述のステップＳ４２へ移行する。

【００４２】なお図４において、基準レベルＶ_Ｂは大気
圧を示し、０ｍｍＨ_２Ｏであり、また基準差Ｖ_Ｘは２２
０ｍｍＨ_２Ｏである。この値（２２０ｍｍＨ_２Ｏ）は、
最も浅い浴槽が４２ｃｍであり、水位を上面より５ｃｍ
低くし、水位センサー１４を設けた配管１１の浴槽１０
への接続位置が下面から１５ｃｍとした場合に、次式か
ら算出される。 ２２０ｍｍＨ_２Ｏ＝（４２−５−１５）ｃｍ

【００４３】（実施例２）次に実施例２を説明する。本
実施例では、湯はりをしてオーバーフローしたとき、そ
のレベルよりある値だけ低くしたところを設定水位とす
るようにしたものである。次に水位の設定変更を図５の
フローチャートにより説明する。

【００４４】まずステップＳ５１で湯はりスイッチ２６
をオンして、ステップＳ５２に示す三方弁３１をオンし
て湯はりを行う。そしてステップＳ５３に示すように水
位Ｖの検知を行い、ステップＳ５４で水位の上昇を検知
する。そしてステップＳ５５で浴槽１０内の残湯を判断
する。

【００４５】ステップＳ５５で浴槽１０内に残湯がある
と判断した場合はステップＳ５９へいき、また残湯がな
いと判断した場合は、ステップＳ５６で三方弁３１をオ
フし、ステップＳ５７でポンプ１６を駆動して湯水を循
環させてエアパージを行い、次いでステップＳ５８で三
方弁３１をオンして湯はりを行う。

【００４６】ステップＳ５９において浴槽１０の湯はり
の水位が確定している場合には、ステップＳ６０で水位
Ｖを検知し、ステップＳ６１で設定水位Ｖ_Ｓと検知水位
Ｖとを比較する。検知水位Ｖの方が設定水位Ｖ_Ｓより低
いとステップＳ６０に戻り、検出水位Ｖの方が高い場合
にはステップＳ６５へいき、三方弁３１をオフして湯は
りを完了する。

【００４７】またステップＳ５９で水位を確定していな
い場合には、ステップＳ６２で水位Ｖを検知し、次のス
テップＳ６３で湯水が浴槽１０からオーバーフローした
か否かの判定を行う。オーバーフローしなければステッ
プＳ６２に戻り、オーバーフローすればステップＳ６４
で設定水位を確定する。このときの設定水位の確定は、
オーバーフローしたときの水位Ｖからαを引いた値を設
定水位Ｖ_Ｓとする。

【００４８】上記αは、例えばα＝７ｃｍＨ_２Ｏであ
り、このαの値は設定者の任意の値をとることができ
る。例えば入浴していた水位が浴槽１０の上面と略同一
であり、浴槽１０から出たときの下降する水位を上記α
とすれば、湯はり完了して浴槽１０に入れば、そのまま
充分に湯につかることができる。これは一人あるいは親
と子供の二人が入浴する場合には、一人あるいは二人が
入浴したときにちょうど湯面が浴槽１０の上面と略同一
面になるようにしておけば、非常に使い勝手がよいもの
である。

【００４９】 そして設定水位Ｖ_ｓを確定すれば、ステ
ップＳ６５で三方弁３１をオフして湯はりを完了するこ
とになる。なおこの水位の確定の制御は、図１に示す水
位確定手段を含む制御手段１により行われる。

【００５０】

【発明の効果】以上のように請求項１の風呂システム
は、浴槽と、浴槽への湯水を供給する湯水供給手段と、
浴槽に接続される配管と、この配管内の湯水の圧力を検
出する水位センサーと、この水位センサーから入力され
る信号と予め設定した浴槽の設定水位に対応したデータ
とを比較して水位センサーからの信号の方が大きい場合
には上記湯水供給手段を制御して湯水の供給を停止させ
る湯はり制御手段とを備えた風呂システムにおいて、水
位設定ボタンの操作により浴槽内に湯はりされたそのと
きの水位を設定水位とする制御手段を設けたものである
から、水位設定ボタンを操作することにより、浴槽内に
湯はりされているそのときの水位を水位センサーが検知
し、水位センサーからの信号が制御手段に入力され、そ
してそのときの水位を設定水位として湯はり制御手段を
制御することで、水位を任意のレベルで容易に設定する
ことができ、したがって水位を設定するための操作パネ
ルのスイッチの数や表示ランプの数を減少させることが
でき、運転操作がしやすくなる。

【００５１】 また上記風呂システムにおいては、湯は
り中に湯水がオーバーフローしたとき、そのレベルより
もある値だけ低くしたところを設定水位とする制御手段
を設けているため、湯はり中に湯水がオーバーフローし
たとき、そのレベルよりある値を低くしたところで設定
水位とすることで、煩雑な水位設定を行わずにすむとい
う利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の機能ブロック図である。

【図２】同上の水位設定ボタンにて水位を設定する場合
のフローチャート図である。

【図３】同上の水位設定ボタンにて水位を設定する場合
のフローチャート図である。

【図４】同上の水位を設定する場合の時間と水位との変
化を示す図である。

【図５】同上の実施例２の水位を設定する場合のフロー
チャート図である。

【図６】従来例の配管系統図である。

【図７】同上の制御系の機能ブロック図である。

【図８】同上の時間に対する浴槽の水位の変化を示す図
である。

【図９】同上の時間に対する浴槽の水位の変化を示す図
である。

【図１０】同上の相対的な差圧による水位制御のフロー
チャート図である。

【図１１】同上の配管内の空気をパージする場合のフロ
ーチャート図である。

【図１２】同上の配管内の空気をパージする場合の時間
に対する浴槽の水位の変化を示す図である。

【符号の説明】

１ 設定水位可変手段 ２ 水位設定ボタン １０ 浴槽 １１ 配管 １４ 水位センサー ２０ 湯水 ２３ 湯はり制御手段 ３０ 湯水供給手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浴槽（１０）と、浴槽（１０）へ湯水
   （２０）を供給する湯水供給手段（３０）と、浴槽（１
   ０）に接続される配管（１１）と、この配管（１１）内
   の湯水の圧力を検出する水位センサー（１４）と、この
   水位センサー（１４）から入力される信号と予め設定し
   た浴槽（１０）の設定水位に対応したデータとを比較し
   て水位センサー（１４）からの信号の方が大きい場合に
   は上記湯水供給手段（３０）を制御して湯水の供給を停
   止させる湯はり制御手段（２３）とを備えた風呂システ
   ムにおいて、水位設定ボタン（２）の操作により浴槽
   （１０）内に湯はりされたそのときの水位を設定水位と
   する一方、湯はり中にオーバーフローしたときはそのレ
   ベルよりある値低くしたところを設定水位とする制御手
   段（１）を設けたことを特徴とする風呂システム。