(57)【要約】【課題】貯液槽内の液面高さが変動しても、使用者等が貯液槽内への液体の吐出方向を再調節することなく貯液槽内の良好な液体循環を維持することが可能な貯液循環装置を提供すること。【解決手段】制御装置１００は、水位検出部５０が検出する貯液槽である浴槽２内の浴水３の水位に応じてサーボモータ４０を作動制御し、水位が高いときほど吐出管３０の吐出仰角が大きくなるように調節する。したがって、浴槽２内の水位に応じて、常に水面に沿って流れる水流が形成でき、浴槽２内の良好な浴水循環が維持できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に液体（３）を貯留する貯液槽（２）と、
前記貯液槽（２）内に貯留された前記液体（３）を吸入し、前記貯液槽（２）の外部に循環する循環回路（１０）と、
前記循環回路（１０）を循環した前記液体を、前記貯液槽（２）内に貯留された前記液体（３）中に吐出するための吐出口（１３）と、
前記吐出口（１３）に設けられ、前記吐出口（１３）から吐出される前記液体の吐出方向を変更するための吐出方向変更手段（３０）とを備える貯液循環装置において、
前記貯液槽（２）内に貯留された前記液体（３）の液面高さを検出する液面高さ検出手段（５０）を備え、
前記吐出方向変更手段（３０）は、前記液面高さ検出手段（５０）が検出する液面高さに応じて、前記吐出方向を変更することを特徴とする貯液循環装置。
【請求項２】
前記吐出方向変更手段（３０）は、前記液面高さ検出手段（５０）が検出する前記液面高さが低いときほど、前記吐出方向の水平方向からの振れ角（Ａ）が小さくなるように、前記吐出方向を変更することを特徴とする請求項１に記載の貯液循環装置。
【請求項３】
前記吐出方向変更手段（３０）は、前記液面高さ検出手段（５０）が検出する前記液面高さが低いときほど、前記吐出方向の吐出仰角（Ａ）が小さくなるように、前記吐出方向を変更することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の貯液循環装置。
【請求項４】
前記吐出方向を変更するために前記吐出方向変更手段（３０）を駆動する駆動手段（４０）と、
前記液面高さ検出手段（５０）が検出した前記液面高さに基づいて、前記駆動手段（４０）を作動制御する制御手段（１００）とを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の貯液循環装置。
【請求項５】
前記貯液槽（２）は浴槽（２）であり、前記液体（３）は前記浴槽（２）内に貯留された浴水（３）であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の貯液循環装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貯液槽内に貯留された液体を外部循環して貯液槽内に吐出する貯液循環装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、貯液槽内に貯留された液体を外部循環して貯液槽内に吐出する貯液循環装置の一例として、浴水の浄化等を行なうために、浴槽内の浴水を浴槽外部に循環して浴槽内に吐出する浴水循環装置が知られている。このような浴水循環装置では、吸入口から吸入され循環回路を循環した浴水を浴槽内に吐出する吐出口には、浴水の吐出方向を変更するために回動可能な吐出管が設けられている。
【０００３】
そして、吐出された浴水が浴槽内を良好に循環して吸入口に戻るように、入浴者等の使用者が、吐出管の方向を手動で所望の方向に調節できるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、浴槽内の浴水の使用や浴槽内の入浴者の有無等により、浴槽内の水位が変動し、浴槽内の水位が変化したときに吐出管の方向を変更しないと、浴槽内の浴水が浴槽内全体に渡って良好に循環しない場合がある。したがって、貯液槽である浴槽内の良好な浴水循環を維持するためには、使用者等が頻繁に吐出管の方向を変更して浴水の吐出方向を再調節する必要があるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、貯液槽内の液面高さが変動しても、使用者等が貯液槽内への液体の吐出方向を再調節することなく貯液槽内の良好な液体循環を維持することが可能な貯液循環装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
内部に液体（３）を貯留する貯液槽（２）と、
貯液槽（２）内に貯留された液体（３）を吸入し、貯液槽（２）の外部に循環する循環回路（１０）と、
循環回路（１０）を循環した液体を、貯液槽（２）内に貯留された液体（３）中に吐出するための吐出口（１３）と、
吐出口（１３）に設けられ、吐出口（１３）から吐出される液体の吐出方向を変更するための吐出方向変更手段（３０）とを備える貯液循環装置において、
貯液槽（２）内に貯留された液体（３）の液面高さを検出する液面高さ検出手段（５０）を備え、
吐出方向変更手段（３０）は、液面高さ検出手段（５０）が検出する液面高さに応じて、吐出方向を変更することを特徴としている。
【０００７】
これによると、貯液槽（２）内の液面高さが変動したときには、使用者等が貯液槽（２）内への液体の吐出方向を再調節しなくとも、液面高さ検出手段（５０）が検出する液面高さに応じて、吐出方向変更手段（３０）が吐出方向を変更する。したがって、貯液槽（２）内の良好な液体（３）循環を維持することが可能である。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明では、吐出方向変更手段（３０）は、液面高さ検出手段（５０）が検出する液面高さが低いときほど、吐出方向の水平方向からの振れ角（Ａ）が小さくなるように、吐出方向を変更することを特徴としている。
【０００９】
これによると、貯液槽（２）内の液面高さが高いときには、水平方向に対する振れ角（Ａ）が大きく、貯液槽（２）内の液面高さが低いときには、水平方向に対する振れ角（Ａ）が小さくなるように、吐出方向変更手段（３０）は吐出方向を変更する。すなわち、貯液槽（２）内の液面高さが高いときほど、貯液槽（２）内全体に液体（３）が循環するように、水平方向に対し角度を付けて吐出する。したがって、貯液槽（２）内の良好な液体（３）循環を確実に維持することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、吐出方向変更手段（３０）は、液面高さ検出手段（５０）が検出する液面高さが低いときほど、吐出方向の吐出仰角（Ａ）が小さくなるように、吐出方向を変更することを特徴としている。
【００１１】
これによると、貯液槽（２）内の液面高さが高いときには、吐出仰角（Ａ）が大きく、貯液槽（２）内の液面高さが低いときには、吐出仰角（Ａ）が小さくなるように、吐出方向変更手段（３０）は吐出方向を変更する。すなわち、貯液槽（２）内の液面高さに応じて、液面方向に向かうように吐出する。したがって、貯液槽（２）内の良好な液体（３）循環を確実に維持することができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明では、吐出方向を変更するために吐出方向変更手段（３０）を駆動する駆動手段（４０）と、液面高さ検出手段（５０）が検出した液面高さに基づいて、駆動手段（４０）を作動制御する制御手段（１００）とを備えることを特徴としている。
【００１３】
これによると、液面高さ検出手段（５０）が液面高さの変動を検出したときには、駆動手段（４０）により吐出方向変更手段（３０）を駆動して、速やかに吐出方向を変更することができる。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明では、貯液槽（２）は浴槽（２）であり、液体（３）は浴槽（２）内に貯留された浴水（３）であることを特徴としている。
【００１５】
浴槽（２）内では、浴水（３）の浄化や浴水温の均一化等のために浴槽（２）内全体に浴水（３）が循環することが好ましい。したがって、本発明により浴槽（２）内の良好な浴水（３）循環を維持することができる効果は大きい。
【００１６】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明を適用した本実施形態における貯液循環装置である浴水循環装置１の概略構成図である。
【００１９】
図１に示すように、内部に浴水（本実施形態における液体）３を貯留する浴槽（本実施形態における貯液槽）２の側壁面には、浴水３を吸入する吸入口１２が開口しており、吸入口１２を上流端として浴水３を浴槽２の外部に循環する循環回路１０が設けられている。循環回路１０の下流端は、浴槽２の側壁面において吸入口１２より上方側に開口し吐出口１３を形成している。吸入口１２には、通過する浴水中から異物（ごみ等）を濾過して浴水を浄化する浴水浄化手段としてのフィルタ２０が配設されている。
【００２０】
循環回路１０の経路中には循環ポンプ１１が配設されている。そして、循環ポンプ１１が作動すると循環回路１０中に浴水が循環し、吐出口１３から浄化された浴水を浴槽２内の浴水３中の吐出するようになっている。吐出口１３には、浴水の吐出方向を変更するための吐出方向変更手段としての吐出管３０が配設されている。
【００２１】
図２は、吐出管３０配設部の概略構成を示す断面図である。吐出管３０は、浴槽２内に開口する開口３１ａを有する直管部３１と、直管部３１と中空状の内部を連通する球状部３２とからなっている。球状部３２には図中右方側に開口３２ａが形成されており、循環回路１０の下流端の吐出口１３と連通するようになっている。これにより、吐出口１３から吐出される浴水は、吐出管３０の開口３１ａから吐出するようになっている。開口３１ａは実質的な吐出口である。
【００２２】
吐出管３０の球状部３２の上面側には、回動レバー３４が固定されている。また、回動レバー３４の上端には、ロッド４１が接続している。ロッド４１の回動レバー３４接続端と反対側の端部は、図示しないリンク機構を介して、図１に示すサーボモータ４０に接続している。そして、サーボモータ４０が作動すると、ロッド４１が図中左右方向に移動するようになっている。
【００２３】
これにより、ロッド４１の移動に伴ない駆動力が回動レバー３４に伝達され、吐出管３０は球状部３２の中央を中心として回動し、開口３１ａの開口方向を図中上下方向に変更するようになっている。すなわち、サーボモータ４０の作動により、吐出管３０の浴水吐出方向の吐出仰角（水平方向に対する上方側振れ角）Ａが変更されるようになっている。
【００２４】
なお、吐出管３０は、左右方向（図中紙面表裏方向）には、直接手動操作することにより、球状部３２の中央を中心として回動可能になっている。吐出管３０の直管部３１は、浴槽２の開口２ａ内に配設されており、直管部３１の周囲には、吐出管３０が回動しても常時開口２ａを閉塞できるようにスライド部材３３が設けられている。
【００２５】
浴槽２とスライド部材３３との間、スライド部材３３と吐出管３０との間、および吐出管３０と循環回路１０との間には、摺動シール部材３５が形成されており、吐出管３０が回動した場合にも、各部から浴水が漏れないようになっている。
【００２６】
図１に示すように、浴槽２の図中左方側には、浴槽２内に貯留された浴水３の水位（液面高さ）を検出するための液面高さ検出手段としての水位検出部５０が設けられている。水位検出部５０は、浴槽２内の底面近傍と下端部を連通し垂直方向に延設された検出筒５１と、検出筒５１の中心軸線上に配置されたステム５２と、ステム５２の周囲を上下方向に移動可能なフロート５３とにより構成されている。
【００２７】
フロート５３内にはマグネットが設けられ、ステム５２内にはリードスイッチが複数上下方向に並設されている。そして、浴槽２内の浴水３の水位が変動した場合には、水面とともにフロート５３が移動し、ステム５２内の各リードスイッチのオンオフ状態を浴槽２内の浴水３の水位情報として後述する制御装置１００に出力するようになっている。
【００２８】
１００は、制御手段である制御装置であり、制御装置１００は、水位検出部５０からの水位情報を入力し、この入力情報に基づいて、後述する手順に従って、サーボモータ４０を作動制御するようになっている。
【００２９】
次に、上記構成に基づき浴水循環装置１の作動を説明する。
【００３０】
図３は、制御装置１００の概略の制御動作を示すフローチャートである。
【００３１】
制御装置１００は、まず、図示しない操作パネルの循環運転スイッチがオンされているか否か判断する（ステップＳ１００）。循環運転スイッチがオンされていないときには、ステップＳ１００にリターンしオンされるまで監視する。循環運転スイッチがオンされた場合には、水位検出部５０から水位情報を入力し（ステップＳ２００）、この入力した水位情報に基づいて、吐出管３０の浴水吐出角度を算出する（ステップＳ３００）。
【００３２】
算出される吐出管３０の浴水吐出角度は、浴水３の水位が高いときほど、吐出仰角Ａが大きくなり、浴水３の水位が低いときほど、吐出仰角Ａが小さくなるようになっている。本例では、吐出管３０の直管部３１の中心軸線が、浴槽２の吐出管３０配設部に対向する側壁面における略水位レベルを向くように吐出角度が算出される。
【００３３】
なお、ステップＳ２００において入力した水位が、吐出口１３の高さより低い場合には、図示しない循環運転スイッチがオンされていたとしても、浴槽２内において良好に浴水循環が行なうことができないので、所定時間水位を監視した後、吐出口１３の高さまで水位上昇がなければ、ステップＳ３００以降を実行せずに終了する。
【００３４】
ステップＳ３００において吐出角度を算出したら、これをサーボモータ４０に出力して作動制御し（ステップＳ４００）、吐出管３０の浴水吐出角度を算出角度とする。これに合わせて、循環ポンプ１１がオフ状態にある場合にはオン状態とする。
【００３５】
そして、再度図示しない循環運転スイッチがオンされているか否か判断する（ステップＳ５００）。循環運転スイッチがオンされているときには、ステップＳ２００にリターンし吐出角度制御を継続する。ステップＳ５００において循環運転スイッチがオフされたと判断した場合には終了する。
【００３６】
上述の構成および作動によれば、水位検出部５０が検出する浴槽２内の浴水３の水位の応じて、制御装置１００が吐出管３０の吐出仰角Ａを調節する。水位が高いときほど吐出仰角Ａを大きくし、水位が低いときほど吐出仰角Ａを小さくする。したがって、浴槽２内の水位に応じて、水面方向に向かった後水面に沿って流れる水流が形成できる。
【００３７】
図１に浴槽２内の水流を実線で示すように、吐出管３０から吐出された浴水は、浴槽２内の浴水の水面近傍を流れた後、対向する側壁面に沿って下降し、底面に沿って吸入口１２に向かって流れる。また、図４に示すように浴槽２内の水位が上昇した場合には、吐出管３０の吐出仰角Ａを大きくし、図５に示すように浴槽２内の水位が下降した場合には、吐出管３０の吐出仰角Ａを小さくして、図４および図５に示すように、浴槽２内全体を循環する水流を形成する。
【００３８】
このようにして、水位が変動した場合であっても、入浴者等の使用者が再調節することなく、浴槽２内に澱み部のない良好な浴水循環を維持することができる。
【００３９】
なお、水位が変動したときに吐出管３０の吐出方向を変更しない場合には、浴槽２内に良好な浴水循環を形成することができない。例えば、図６に示すように、浴槽２内の水位が上昇した場合には、水面近傍の浴水が循環されずに澱み易く、図７に示すように、浴槽２内の水位が下降した場合には、吐出した浴水が水面から吹き上げ、良好な循環水流が形成されないばかりか水流音も大きくなる。
【００４０】
浴槽２内に澱み部のない良好な浴水循環を維持することで、浴水３中のごみ（例えば、髪の毛、垢、糸屑等）を余す所なくフィルタ２０により捕集し易い。浴水３中のごみは、浴水３の表面に浮かぶ浮遊ごみとなることが多いので、上述の構成および作動を行なうことにより、浴水面の浮遊ごみを確実に捕集することができる。
【００４１】
また、吐出された浴水が水面から吹き上げ水流音が大きくなることもない。さらに、上部の浴水と下部の浴水とを確実に混合でき、浴槽２内の浴水温を均一にすることができる。これに加えて、循環効率が良いので、従来より循環ポンプ１１の消費電力を低減したり循環ポンプ１１を小型化したりすることができる。また、浴槽２の側壁面や底面に沿った水流が形成されるので、ぬめり等が発生し難い。
【００４２】
さらに、所謂ジェットバスのように吐出する浴水を入浴者に当てる場合には、吐出流を常に入浴者の上半身（特に胸や肩）に当て易い。これは、一般的に、体格が大きい入浴者の場合には、浴水の水位が上昇し易く、体格が小さい入浴者の場合には、浴水の水位が上昇し難いためである。したがって、入浴者がある場合には、常に入浴者の上半身に吐出流を当て安定したマッサージ効果を得ることが可能である。
【００４３】
また、水位検出部５０が水位変動を検出したときには、サーボモータ４０により吐出管３０を駆動するので、速やかに吐出方向を変更することができる。
【００４４】
（他の実施形態）
上記一実施形態では、吸入口１２および吐出口１３は浴槽２の側面に設けられていたが、片方あるいは両方が浴槽２の底面に設けられるものであってもよい。
【００４５】
また、上記一実施形態では、吐出管３０の駆動手段としてサーボモータ４０を用いていたが、他のモータやアクチュエータ等を駆動手段として採用してもかまわない。またサーボモータ４０からの駆動力の伝達手段としてロッド４１等を用いたが、他の駆動力伝達手段を採用してもかまわない。例えば、歯車等を用いるものであってもよい。
【００４６】
また、上記一実施形態では、吐出管３０をサーボモータ４０により駆動したが、電気的駆動手段を用いずに吐出方向を変更するものであってもよい。例えば、フロート５３の変位に伴ない発生する応力を吐出管３０に直接伝達する機構を採用し、水位の変動に応じて吐出管３０の吐出方向を変化させるものであってもよい。
【００４７】
また、上記一実施形態では、水位検出部５０を浴槽２の外部に設けたが、浴槽２内に設けるものであってもよい。
【００４８】
また、上記一実施形態では、水位検出部５０はフロート５３を用いるものであったが、他の水位検出手段を採用してもかまわない。例えば、循環回路１０内等に圧力センサを設け、この圧力センサが検出する浴水３の圧力を水位情報としてもかまわない。
【００４９】
また、上記一実施形態では、制御装置１００は、浴槽２内の水位に応じて吐出管３０の吐出仰角（水平方向に対する上方側への振れ角）Ａを変更するものであったが、浴槽２内の水位が高いときほど吐出管３０の吐出俯角（水平方向に対する下方側への振れ角）が大きくなるように吐出方向を変更するものであってもよい。例えば、浴槽２の側壁面において吐出口１３が吸入口１２より下方側に設けられている場合や、循環回路１０を循環する浴水をヒータ等の加熱手段で加熱した後に吐出口１３から吐出する場合には、水位に応じて吐出俯角を変更させる方が、浴槽２内の良好な浴水循環を行なうためには好ましい。
【００５０】
また、上記一実施形態では、貯液槽は浴槽２であり、貯液槽内に貯留された液体は浴水３であったが、他の貯液槽にも本発明を適用することができる。例えば、貯液槽がプールの場合には、プール内の水を塩素消毒するときに、本発明を適用することにより、消毒を効率よく行なうことができる。また、貯液槽が水族館等の水槽の場合には、水槽水の浄化や水槽への藻の付着防止に有効である。また、工業用の液体循環混合装置に本発明を適用すれば、混合効率を向上することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における貯液循環装置である浴水循環装置１の概略模式構成図である。
【図２】浴水循環装置１の要部断面図である。
【図３】制御装置１００の概略制御動作を示すフローチャートである。
【図４】浴水循環装置１の浴槽２内の循環水流を説明するための図である。
【図５】浴水循環装置１の浴槽２内の循環水流を説明するための図である。
【図６】浴水循環装置において吐出方向を変更しない場合の浴槽２内の水流を説明するための図である。
【図７】浴水循環装置において吐出方向を変更しない場合の浴槽２内の水流を説明するための図である。
【符号の説明】
１  浴水循環装置（貯液循環装置）
２  浴槽（貯液槽）
３  浴水（液体）
１０  循環回路
１３  吐出口
３０  吐出管（吐出方向変更手段）
４０  サーボモータ（駆動手段）
５０  水位検出部（液面高さ検出手段）
１００  制御装置（制御手段）
Ａ  吐出仰角（振れ角）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005013271.tif 000008
【図７】
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