(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。１４は給湯栓、１５はバイパス管である。一方、ガス管１６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１９，１９・・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。２１，２１・・はフレームロッド、２２はイグナイタ、２３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２４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４０、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１７、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ＯＦＦ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３１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、Ｓ２０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、Ｓ２１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、Ｓ２３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）、Ｓ２５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。
Ｓ２７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、Ｓ３０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ＯＮ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ＯＮ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（Ｓ４３）。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（Ｓ４５）、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（Ｓ５１）、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、Ｓ１２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（Ｓ１５）、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（Ｓ１６）。次にＳ１７で沸き上げ報知を行った後、ポンプ３１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〜Ｓ２９）、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〜Ｓ３２）。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（１０〜６０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，Ｓ４８）。尚、Ｓ４４の判別で設定温度を超えていれば、Ｓ４９で更に２分経過を確認後、Ｓ４８でポンプ３１をＯＦＦ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】
0004216981.tif 000002
【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、Ｓ５１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ＯＦＦ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】
0004216981.tif 000003
【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】
0004216981.tif 000004
【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。
【図１】
0004216981.tif 000005
【図２】
0004216981.tif 000006
【図３】
0004216981.tif 000007
【図４】
0004216981.tif 000008
【図５】
0004216981.tif 000009