JPH05264102A - 風呂システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 人の入浴等により水位の急激な変化が生じて
も希望の設定水位の湯はりを行うこと。 【構成】 水位センサー１４からの信号が急激に変動し
た場合には湯はり制御手段２３の設定水位Ｈ_Ｓを変動の
上下動に応じて上側または下側に可変させる設定水位可
変手段１を設け湯はり中に浴槽１０に人が入浴して湯水
２０が急激に上昇する。この水位の上昇による圧力変動
を水位センサー１４が検知し、設定水位可変手段１がこ
の信号を検知する。そして湯はり制御手段２３に信号を
送り、設定水位Ｈ_Ｓを上昇させる。また湯はり中に浴槽
１０から人が出て水位が急激に下降した場合には設定水
位Ｈ_Ｓを低くする。したがって水位の急激な上下動が生
じても湯はりを希望の設定水位にできる。

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を上記空気をパージした状態で、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、以下に示すような問題を有している。すな
わち浴槽１０への湯はり中で湯水２０が設定水位になる
までに人が入浴すると、浴槽１０の水位が上昇するた
め、水位センサー１４への圧力が増加して水位センサー
１４は湯はり完了と判断してしまうということである。
したがって入浴者の希望の水位以下で湯はりが終わって
しまうという問題がある。

【００２８】また頻繁に入浴を繰り返すと、湯はりにお
ける湯水供給のオンオフの発停回数が増加し、湯水供給
のオンオフを行う三方弁３１の寿命が短くなるという問
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、人の入浴等によ
り水位の急激な変化が生じても希望の設定水位の湯はり
を行う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】そこでこの発明の風呂シ
ステムは、浴槽１０と、浴槽１０への湯水２０を一定の
割合で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Ｈ_Ｓ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、水位センサー１４からの信号が
急激に変動した場合には上記湯はり制御手段２３の設定
水位Ｈ_Ｓを変動の上下動に応じて上側または下側に可変
させる設定水位可変手段１を設けたことを特徴としてい
る。

【００３１】

【作用】図１に示すように、設定水位可変手段１によ
り、湯はり中に浴槽１０に人が入浴して湯水２０が急激
に上昇した場合には設定水位Ｈ_Ｓを上昇させることで、
また浴槽１０から人が出て水位が急激に下降した場合に
は設定水位Ｈ_Ｓを低くすることで、水位の急激な上下動
が生じても湯はりを希望の設定水位にすることができ、
また頻繁に入浴を繰り返しても湯はり完了とならないこ
とから、湯はりのオンオフの発停が増加しないため、湯
水２０のオンオフの供給を行う三方弁３１の寿命が短く
なるということがない。

【００３２】

【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、湯はりによる圧力上昇に比べて人が浴槽１０
に入浴したときの圧力変動幅が大きいことに着目し、急
激な圧力変動が生じた場合は設定水位をある値に高く設
定するようにしたものである。また反対に入浴中で湯は
りをしているときに人が浴槽１０から出た場合の急激な
圧力変動を生じた場合も、水位を必要以上に高くなるの
を防止するため、設定水位を下降させて希望の設定水位
となるようにしたものである。

【００３３】次に動作を図２及び図３により説明する。
これは湯水を供給する湯はり中の水位をある時間毎に検
知していくものであり、ステップＳ３１であるときの水
位を検知する。このときの水位をＨ_１とし、そして所定
時間経過後の水位を検知する（ステップＳ３２）。この
ときの水位をＨ_２とする。

【００３４】次にステップＳ３３で両水位Ｈ_１、Ｈ_２の
差ΔＨを求め、この絶対値ΔＨとΔＨ_０とを比較する
（ステップＳ３４）。ここでΔＨは、浴槽１０の広さと
湯はり量で算出した最大の水位上昇値とする。例えば浴
槽１０の広さが８×１０^３ｃｍ^２で、湯はりが毎分１６
リットルであるとすると、上記ΔＨ_０は２ｃｍ／分とな
る。そして３０秒ごとに水位検知を行うとすると、ΔＨ
_０＝１ｃｍ／３０秒となる。つまりＨ_１とＨ_２の周期を
３０秒として検知した場合には、急激な水位の変化がな
い限り、水位の差は１ｃｍである。

【００３５】したがってステップＳ３５に示すように、
ΔＨが０より大きいとき、つまり人が入浴したときに
は、ステップＳ３６に示すように予め設定した設定水位
Ｈ_ＳにΔＨを加えた新たな設定水位Ｈ_Ｓに更新する。そ
してステップＳ３８において、次の水位検知Ｈ_２が更新
した設定水位Ｈ_Ｓより大きい場合には湯はりが終了し、
更新した設定水位Ｈ_Ｓの方が大きい場合には、ステップ
Ｓ３１に戻る。

【００３６】またステップＳ３４において、水位の変化
ΔＨが基準値ΔＨ_０より小さい場合には、人の入浴がな
かったものとしてステップＳ３８にいき、予め設定した
設定水位Ｈ_ＳとＨ_２における水位とが比較される。

【００３７】またステップＳ３５において、ΔＨが負の
場合、つまり人が入浴から出た場合は、入浴中の設定水
位Ｈ_ＳからΔＨを引いた新たな設定水位Ｈ_Ｓに更新す
る。これはΔＨを引かないと、更新された設定水位Ｈ_Ｓ
が高い状態に維持されて必要以上の湯水が浴槽１０に湯
はりされるからであり、予め設定した設定水位Ｈ_Ｓに戻
すものである。

【００３８】そして元に戻した設定水位Ｈ_ＳとＨ_２にお
ける水位とを比較して湯はり終了を判断する（ステップ
Ｓ３８）。

【００３９】（実施例２）図４及び図５は実施例を示
し、先の実施例と違って入浴以外の外乱で水位が急激に
変化したとき、変化分を演算するのではなく、本来の設
定水位Ｈ_Ｓに戻すようにしたものである。

【００４０】まず図４のステップＳ４１でＨ_１を検知
し、ステップＳ４２で本来の設定水位Ｈ_Ｓより水位Ｈ_１
を引いてΔＨ_１を求める。次に所定時間経過後の水位Ｈ
_３で水位Ｈ_２を検知し、ステップＳ４４で設定水位Ｈ_Ｓ
から水位Ｈ_２を引いてΔＨ_２を求める。そしてステップ
Ｓ４５に示すように、両水位Ｈ_１、Ｈ_２の差ΔＨを求め
る。

【００４１】次にステップＳ４６で上記ΔＨの絶対値と
基準値ΔＨ_０とを比較し、ΔＨが大きくて正であれば、
ステップＳ４７からステップＳ４８にいき、水位Ｈ_２に
ΔＨ_１をたして設定水位Ｈ_Ｓを更新する。つまり何らか
の外乱で水位が急激に上昇した場合には、設定水位Ｈ_Ｓ
を上側に更新する。

【００４２】そしてステップＳ４７でΔＨが負であれ
ば、水位が急激に下降したものとして、ステップＳ４９
に示すように更新されていた設定水位Ｈ_Ｓを本来の設定
水位Ｈ_Ｓに戻す。次にステップＳ４８あるいはステップ
Ｓ４９からステップＳ５０にいき、ここで設定水位Ｈ_Ｓ
と水位Ｈ_２とを比較し、水位Ｈ_２が設定水位Ｈ_Ｓより高
くなった場合には湯はりを終了し、設定水位Ｈ_Ｓの方が
高い場合にはステップＳ４１に戻る。

【００４３】

【発明の効果】以上のようにこの発明の風呂システム
は、浴槽と、浴槽への湯水を一定の割合で供給する湯水
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、水位センサーからの信号が急激に変動した場
合には上記湯はり制御手段の設定水位を変動の上下動に
応じて上側または下側に可変させる設定水位可変手段を
設けたものであるから、湯はり中に浴槽に人が入浴して
湯水が急激に上昇した場合には設定水位を上昇させるこ
とで、また浴槽から人が出て水位が急激に下降した場合
には設定水位を低くすることで、水位の急激な上下動が
生じても湯はりを希望の設定水位にすることができ、ま
た頻繁に入浴を繰り返しても湯はり完了とならないこと
から、湯はりのオンオフの発停が増加しないため、湯水
のオンオフの供給を行う三方弁の寿命が短くなるという
ことがない。

【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】同上の設定水位を可変する場合のフローチャー
ト図である。

【図３】同上の急激に水位が変化した場合の設定水位を
可変させる場合の説明図である。

【図４】同上の実施例２の設定水位を可変する場合のフ
ローチャート図である。

【図５】同上の急激に水位が変化した場合の設定水位を
可変させる場合の説明図である。

【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 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)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浴槽（１０）と、浴槽（１０）への湯水
   （２０）を一定の割合で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（１
   ４）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（Ｈ_Ｓ）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、水位センサー（１
   ４）からの信号が急激に変動した場合には上記湯はり制
   御手段（２３）の設定水位（Ｈ_Ｓ）を変動の上下動に応
   じて上側または下側に可変させる設定水位可変手段
   （１）を設けたことを特徴とする風呂システム。