JPH03224561A - 気泡発生浴槽における凍結防止運転制御 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）　産業上の利用分野 この発明は、気泡発生浴槽における凍結防止運転制御に
関するものである。

（ロ）　従来の技術 従来、浴槽本体とは別体に構成した浴湯循環ポンプを介
して浴槽本体中の浴湯を循環させながら、噴流ノズルよ
り浴湯を噴出させ、同時に空気を吸入して浴湯と共に気
泡をも噴流として噴出させるような気泡発生浴槽がある
。

かかる気泡発生浴槽は、浴湯循環ポンプを屋外に設置す
るために配管の一部が屋外に露出状態となり従って気泡
発生作動時以外では厳冬時に配管やポンプ部分が凍結す
るおそれがある。

かかる凍結状態は、次に気泡発生作動を操作する場合、
充分に浴湯の循環が行われず、浴湯循環ポンプに無理な
負荷をかけて故障の原因となるおそれがある。

従って、かかる凍結状態を回避すべく一定の温度量下に
なると、センサで感知して、自動的に浴湯循環ポンプを
低速回転して、浴湯の低速流動を行い凍結を防止するよ
うにした制御が考えられる。

（ハ）　発明が解決しようとする課題 ところが、このように構成した凍結防止運転制御は、一
定の温度以下になると必ず浴湯循環ポンプの運転が開始
されるために、例えば外気が氷点下の温度になって配管
中の浴湯や浴湯循環ポンプの浴湯が凍結しても、浴湯循
環ポンプにはそのまま運転継続の信号が出力されている
ことになる。

このように浴湯が凍結して流動不能の状態で浴湯循環ポ
ンプの運転が行われていると、同ポンプに過負荷を生じ
モータ過熱等の故障の原因となり危険な状態を生起する
。

この発明では、かかる事態を回避すべく浴湯凍結時には
凍結防止運転そのものを停止するようにしたものである
。

（ニ）　課題を解決するための手段 この発明は、浴槽本体と、同浴槽本体の外部に設置した
浴湯循環ポンプとの間に、浴湯循環流路を介設し、同流
路に連通連結した空気取入部より空気を吸入しながら、
気泡混じりの浴湯′を浴槽本体に設けた複数個の噴出ノ
ズルより噴出可能に構成するとともに、浴湯が一定の温
度以下になると自動的に浴湯循環ポンプが凍結防止のた
めの運転を行うように構成してなる気泡発生浴槽におい
て、凍結防止運転中に、配管中の浴湯の凍結すべき温度
を検出すると、浴湯循環ポンプ作動を停止すべく構成し
てなる気泡発生浴槽における凍結防止運転制御を提供せ
んとするものである。

（ホ）　作用・効果 この発明では、気泡発生運転を停止している間に浴湯が
一定の設定した温度になると、これをセンサで感知して
、浴湯循環ポンプ運転の信号を出力して同ポンプを低速
回転し、ゆるやかに浴湯循環運転を行い凍結防止を行う
。

しかし、かかる運転中でも急激なる外気温度の低下等に
ともない浴湯が凍結する状態となると、浴湯凍結の温度
として設定した温度をセンサで検出し、浴湯循環ポンプ
を停止すべき信号を出力して凍結防止のための運転を停
止するものである。

従って、かかる制御を行うことにより、凍結防止運転中
に浴湯が凍結し、それでも運転を継続するために生じる
浴湯循環ポンプへの過負荷を防止し、モータ等の循環機
器の安全性を確保することができる効果を有する。

（へ）　実施例 まず、本発明に係る気泡発生浴槽の全体的構成について
説明する。

第１図で示す（＾）は、本発明に係る気泡発生浴槽であ
り、浴室内に設置した浴槽本体（Ｂ）及びこれに付設し
た各種機器と、屋外に設置した機能部ケース（ＩＥ）内
に設置した各種機器とで構成されている。

浴槽本体（Ｂ）は、上面開口箱型に形成した浴槽本体（
１３）の前後壁及び左右側壁に、それぞれ足側・背側・
胸側噴出ノズル（２）（３）（４）合計六個設けている
。

また、同浴槽本体（Ｉ３）の周縁に一定幅の鍔状の縁部
（１）を形成し、同縁部（１）に空気取入部（５）と、
赤外線信号受信部（Ｒ１）と、操作パネル（９３）とを
設けている。

そして、各噴出ノズル（２）　（３）　（４）は吸気バ
イブ（８）を介し空気取入部（５）と連通している。

機能部ケース（Ｅ）は、その内部に浴湯循環ポンプ（Ｐ
）と、ポンプ駆動用モータ（Ｍ）を制御するインバータ
（＋）と、同モータ（Ｍ）やノズル用弁体進退駆動用モ
ータ（旧）を制御する制御部（Ｃ）、浴湯濾過用の濾過
機（Ｐ）と、同濾過機（Ｐ）を制御する電動三方弁（ｖ
Ｏ）とを設けている。

そして、浴槽本体（Ｂ）の側壁下部に設けた吸水口（９
４）と浴湯循環ポンプ（Ｐ）の吸入口（３２８）の間に
、浴槽本体（Ｂ）から浴湯循環ポンプ（−Ｐ）へ浴湯を
送るための浴湯吸込バイブ（１０）を介設すると共に、
浴湯循環ポンプ（Ｐ）の吐水口（３２ｇ）と各噴出ノズ
ル（２）　（３）　（４）との間に、同ポンプ（Ｐ）か
ら、浴槽本体（Ｂ）へ浴湯を送るための浴湯弾送バイブ
（１１）を介設して浴湯循環流路（Ｄ）を構成している
。

（Ｒ１）はリモートコントローラ（Ｒ）からの赤外線信
号を受信する赤外線信号受信部であり、制御部（Ｃ）に
接続されている。

上記構成によって、リモートコントローラ（Ｒ）を操作
することで、制御部（Ｃ）を介して、後述するインバー
タ（１）の出力周波数を制御したり、ノズル用弁体進退
駆動用モータ（旧）や、浴湯噴出圧力を各噴出ノズル（
２）（３）（４）ごとに変更または調節したり、また、
電動三方弁（Ｗｅ）を制御して、濾過機（Ｐ）の作動を
制御することができる。

機能部ケース（Ｅ）は、第２図で示すように、略直方体
形状に形成されており、内部に棚板（ＩＥＩ）を張設し
て内部空間を上下に二分割し、棚板（［：ｌ）上面に漏
電ブレーカ（ＥＬＢ）　、ファン（Ｆｌ）、絶縁トラン
ス（ＴＩ）、電源トランス（Ｔｒ）、ノイズフィルタ（
Ｐｎ）、インバータ（１）及び制御部（Ｃ）等の電気機
器を載設している。

インバータ（１）は、制御部（Ｃ）の制御のもとで出力
周波数を変更してポンプ駆動用モータ（Ｍ）の回転数を
無段階に変更するものであり、第３図で示すように、商
用電源（Ｓ）からの単相交流１００Ｖの電力を、電源ト
ランス（Ｔ「）、整流器（「）、平滑コンデンサ（Ｃ「
）で直流２００ｖに変換してインバータ（１）に内蔵し
たスイッチング回路（Ｓｖ）に供給し、同スイッチング
回路（Ｓｖ）のスイッチング周波数を、インバータ制御
回路（罰）を介し、制御部（Ｃ）からの制御コードに対
応して制御することにより、インバータ（＋）の出力周
波数を任意に変更することができる。

したがって、制御部（Ｃ）からの制御により、ポンプ駆
動用モータ（Ｍ）と連結した浴湯循環ポンプ（Ｐ）の回
転数を変更して、同ポンプ（Ｐ）の吐出圧および吐出量
を無段階に変更することができることになる。

制御部（Ｃ）はインバータ（１）の内側面に所定間隔を
保持して立設した基板（ＣＩ）上に設けられている。

そして、棚板（Ｅｌ）の下方には、濾過機（Ｆ）、浴湯
循環ポンプ（Ｐ）、電動三方弁（Ｖｅ）が配設されてい
る。

浴湯循環ポンプ（Ｐ）は第４図で示すように、ポンプケ
ーシング（８２）内に、上段インペラー室（３３）と下
段インペラー室（３４）を相互に連通流路（３２ｄ）を
介して連通させて形成して、下段インペラー室（３０を
ポンプケーシング（３２）の下部−側に設けた浴湯吸込
路（３２ａ）を介し浴湯吸込パイプ（１０）と連通させ
ると共に、ポンプケーシング（３２）の下部他側に設け
た浴湯強送路（３２ｂ）を介して浴湯弾送パイプ（１１
）と連通させている。

そして、上下段インペラー室（３３）（！１４）内の中
央部を上下に貫通する状態にインペラー軸（３５）を軸
架し、同インペラー軸（３５）に上段インペラー（３３
ａ）と下段インペラー（３４ａ）とを、それぞれ上下段
インペラー室（３３）（３４）内で同軸的に取付け、イ
ンペラー軸（３５）を、ポンプケーシング（３２）上に
一体的かつ水密状態に載設したポンプ駆動用モータ（Ｍ
）の駆動軸（３９）に連動連結している。

浴湯吸込路（３２ａ）の終端部に、整流板（２９）を突
設して下段インペラー室（３４）に吸入される浴湯を整
流することによりポンプ効率を高めている。

また、上段インペラー室（３３）の−側に設けた濾過強
送路（３２ｃ）を介し、後述する濾過機（Ｐ）の引込み
パイプ（４１）に連通させている。

（３Ｂ）はインペラー軸（３５）に取付けた浴湯で潤滑
されるメカニカルシール、（３９ａ）はポンプ駆動用モ
ータ（Ｍ）のモータケーシング、（３９ｂ）は回転子、
（３９ｅ）は固定磁極、（３９ｄ）はウォータースリン
ガを兼ねた冷却ファン、（！１９ｅ）は冷却吸気口、（
３９ｒ）は冷却排気口、（３２ｅ）は吸入口、（ｌ１２
ｇ）は上段吐水口、（ｚｌ）は循環流れ方向、（ｚｌ）
は濾過流れ方向である。

上記構成により、ポンプ駆動用モータ（Ｍ）を回転させ
ると、浴槽本体（Ｂ）→浴湯吸込パイプ（ｌＯ）→吸入
口（３２ｅ）→下段インペラー室（３４）→浴渇強送路
（３２ｂ）−浴湯吸込パイプ（１１）−浴槽本体（Ｂ）
の順で圧送される。

また、下段インペラー室（３０中に吸い込まれた浴湯の
一部は、下段インペラー室（３０一連通流路（３２ｄ）
→上段インペラー室（３３）−引込みパイプ（４Ｉ）−
濾過機（Ｐ）→戻しパイプ（４２）−浴湯弾送バイブ（
１１）−浴槽本体（Ｂ）の順で循環する。

また、第５図で示すように、浴湯の水位を検出する圧力
センサ（Ｓｐ）の圧力伝達路を、浴湯循環ポンプ（Ｐ）
の浴湯吸込路（３２ａ）側壁に開口（Ｓｐｌ）させてい
る。また、浴湯温度を検出する温度センサ（Ｔ）′を下
段インペラー室（３４）に設けている。したがって、浴
槽本体（Ｂ）中の浴湯の水位及び温度は、ｔ　ｍ−ｍ　
＊゛ボン’ｙ（ｐ）の位置でＩＩ定されることになる。

濾過機（Ｐ）は、濾材逆洗可能の降流型濾過機であり、
第６図で示すように、それぞれ有底略円筒状に形成した
上下シェル（２１Ｈ）　（２８ｇ）を、各開口部に周設
した上下フランジ（２８ｄ）　（２８ｅ）を挿通した組
立ボルト（２８ｃ）により連結して濾過機本体（４３ａ
）を形成して、濾過機本体（４３ａ）内下部に支持網体
（４３ｂ）を張設し、その上方に上下バッフルプレト（
４３ｄ）（４３ｒ）を間隔を設けて張設し、下バッフル
プレート（４３１’）と支持網体（４３ｂ）との間に、
同網体＜４３ｂ）上にビーズ状の濾材（４３ｅ）を充填
している。

そして、濾過根本７体（４３ａ）の上端部に、引込みパ
イプ（４１）を介して浴湯循環ポンプ（Ｐ）の上段イン
ペラー室（３３）に連通連結した引込みパイプ連結部（
４１ａ）と、排気パイプ（２８）を介し浴湯弾送パイプ
（ＩＩ）と連通した排気パイプ連結部（２８ａ）を設け
、同本体（４３ａ）の下端部に、戻しパイプ（４２）を
介し浴湯弾送パイプ（１１）に連通連結した戻しパイプ
連結部（４２ａ）を設けている。（２８ｂ）は補強リブ
、（２９ａ）は０リングである。

電動三方弁（Ｖｅ）は、引込みパイプ（４１）の中途部
に接続されており、同三方弁（ｖ８）の一端に排水パイ
プ（４６）を接続して、同三方弁（Ｗｅ）の流路切換に
より、前記上段インペラー室（３３）からの浴湯を、濾
材（４３ｃ）で形成された濾層を上から下に通過させて
浴湯を濾過するか、または、逆洗、すなわち、浴湯循環
ポンプ（Ｐ）の下段インペラー室（３４）からの浴湯を
、濾過機本体（４３ａ）中において昇流させて上記濾層
を崩し、濾材（４８ｃ）を流動させることで、濾材（４
３ｃ）に堆積または付着した濾滓を洗浄し排水パイプ（
４６）から排出することのいずれかを選択できるように
している。

次に浴槽本体（Ｂ）に配設した各種機器について説明す
る。

足側・背側・胸側噴出ノズル（２）　（３）　（４）は
、それぞれ浴湯の噴出量及び噴出圧を自動的に変更可能
に構成した同一構成の噴出量自動可変噴出ノズルを使用
しており、第７図を参照して説明する。

噴出ノズル（２）（３）　（４）は、浴槽本体（Ｂ）の
側壁に開設した噴出ノズル接続口（９）に、取り付けら
れた有底筒状のノズル本体（２０）と、同ノズル本体（
２０）内に浴槽本体（Ｂ）側から嵌入した弁座形成筒体
（２１）と、同弁座形成筒体（２１）に形成した弁座（
２１ａ）に後方から接離する噴出量調節用弁体（２２）
と、同噴出量調節用弁体（２２）に上記接離作動を行わ
せるノズル用弁体進退駆動用モータ（Ｍｌ）と、上記弁
座形成筒体（２１）の前部に首振り自在に支持したスロ
ート（２０とで構成されている。

また、ノズル本体（２０）中央部の内周壁に、吸気パイ
プ連結部（２ｆｌｂ）を開口し、吸気パイプ（８）を介
し、弁座形成筒体（２１）内部と空気取入部（５）とを
連通させている。

また、ノズル本体（２０）後部の内周壁に、弾送バイブ
連結部（２０ｃ）を開口して、弁座形成筒体（２１）後
部の内部と浴湯弾送バイブ（１１）とを連通させている
。

ノズル用弁体進退駆動用モータ（Ｍｌ）はステッピング
モータであって、噴出量調節用弁体（２２）との間にボ
ールスクリュー機構（Ｂｓ）を介設して、噴出量調節用
弁体（２２）を、弁座（２１ａ）に接離させることがで
きるようにしている。

（２３ｊ）はマグネットと磁気ホール素子よりなる弁体
位置センサである。

上記構成によって、浴湯循環ポンプ（Ｐ）からの浴湯は
、弁座（２１ａ）と噴出量調節用弁体（２２）との・間
隙を通過し、弁座（２１ａ）から噴出する浴湯によって
負圧が発生し、空気取入部（５）からの空気を噴出浴渦
中に混入させることができ、更に□、゛ノズル用弁体進
退駆動用モータ（Ｍｌ）の作動で、浴湯噴出の強さを調
節することができる。

なお、各噴出ノズル（２）　（３）　（４）は同一構成
ではあるが、各噴出ノズル（２）　（３）　（４）のノ
ズル用弁体進退駆動用モータ（Ｍｌ）は、制御部（Ｃ）
によって個別に制御されており、したがって、各噴出ノ
ズル（２）　（３）　（４）に、それぞれ異なる浴湯噴
出形態をとらせることができる。

空気取入部（５）は、第８図で示すように、浴槽本体（
Ｂ）の縁部（１）に設けられており、同空気取入部本体
（８０）の上面開口部を左右側開口の蓋体（８２）でカ
バーし、同量体（８２）の外側にのみ形成された空気取
入口（８２ａ）により、空気取入部本体（８０）内部を
外気に連通させている。

また、空気取入部本体（８０）の底面中央部を、吸気パ
イプ（８）を介して各噴出ノズル（２）　（３）　（４
）に連通させている。（９２）はサイレンサである。

制御部（Ｃ）は、前記ム板（ＣＩ）上に配設されており
、第１図に示すようにマイクロプロセッサ（５０）と、
人出力インターフェース（５１）（５２）と、メモリ（
５３）とで構成されており、入力インターフェース（５
１）には、弁体位置センサ（２３ｊ）、圧力センサ（Ｓ
ｐ）、温度センサ（Ｔ）と赤外線信号受信部（Ｒ１）と
を接続している。

出力インタフェース（５２）には、インバータ（＋）、
ノズル用弁体進退駆動用モータ（Ｍｌ）、電動三方弁（
ｖＯ）及び各種表示ランプ等を接続している。

メモリ（５３）は、上記各センサからの信号や、リモー
トコントローラ（Ｒ）からの信号に基づいて、各モータ
（Ｍ）（旧）及び電動三方弁（Ｗｅ）等を制御して、各
噴出ノズル（２）（３）（４）に６種類の浴湯ブローモ
ードと、各ブローモードについて３種類のバリエーショ
ンとを実行させることができるプログラムを記憶してい
る。

リモートコントローラ（Ｒ）は、第９図で示すように、
その正面にＯＮ・ＯＦＦスイッチ、各ブローモードスイ
ッチ等、気泡発生浴槽（Ａ）を制御するための各種スイ
ッチ群（Ｒ４）と、同浴槽（Ａ）の運転状態を表示する
液晶パネル（Ｒ５）とを配設しており、また、その前端
部に赤外線信号発信部（Ｒ３）を設けて、上記各スイッ
チからの電気信号を、予め各スイッチごとに設定したシ
リアルコード信号に変換し、赤外線信号発信部（Ｒ３）
から赤外線をキャリアとして発信する。

上記シリアルコード信号は、次に説明する赤外線信号受
信部（Ｒ１）で受信され、電気信号に変換されて、制御
部（Ｃ）の入力インターフェース（５１）に人力し、同
人力信号によりメモリ（５３）に記憶させた制御プログ
ラムに従って、該当するアクチュエータの作動を制御す
ることにより、気泡発生浴槽（Ａ）を各スイッチの操作
に対応した運転状態にすることができる。

赤外線信号受信部（Ｒ１）は、第１０図で示すように、
空気取入部（５）の蓋体（８２）の上部に操作パネル（
９３）と共に配設されており、同パネル（９３）には前
記リモートコントローラ（Ｒ）と同様の各種スイッチと
各スイッチに対応した運転状態表示用ＬＥＤと、濾過様
洗浄スイッチとが配設されている。

上記構成により、浴湯面上におけるリモートコントロー
ラ（Ｒ）、または操作パネル（９３）のスイッチ操作に
より、ポンプ駆動用モータ（Ｍ）、ノズル用弁体進退駆
動用モータ（Ｍｌ）等アクチュエータの作動を制御して
、浴湯循環ポンプ（Ｐ）の回転数、各噴出ノズル（２）
　（３）（４）の噴出量調節用弁体（２２）の開閉量を
調節して、各噴出ノズルから噴出する浴湯の噴出量、噴
出圧を制御して、前記各種ブローモードスイッチに該当
する浴湯のブローモード及びそのバリエーションを選択
することができる。

また、前記操作パネル（９３）に設けた濾過様洗浄スイ
ッチのＯＮ・ＯＦＦにより、制御プログラムのタイマー
機能を利用して、一定時間だけ電動三方弁（Ｖａ）を切
換えて、濾過機（Ｐ）の濾材の逆洗をすることができる
。

以下、上記気泡発生浴槽（Ａ）の運転を説明する。

第１１図はメインルーチンのフローチャートを示してお
り、電源をＯＮ　（２０Ｇ）すると、すべての噴出ノズ
ル（２）　（３）（４）のノズル用弁体進退駆動用モー
タ（Ｍｌ）とインバータ（１）の出力周波数等が初期設
定される（２１０）。

なお、上記初期化された状態では、各噴出ノズル（２＞
　（３）　（４）の弁体（２２）は、全閉位置から６龍
開弁しており、浴湯をスムーズに給排水できるようにし
ている。

上記初期化中は、浴湯循環ポンプ（Ｐ）は運転停止状態
（２１５）を保持し、制御部（Ｃ）は圧力センサ（Ｓｐ
）及び温度センサ（Ｔ）からの人力待ちの状態になって
おり、温度センサ（Ｔ）で浴湯温度を検出して（２２０
）　、これが５℃〜５０℃の範囲内であれば（Ｙ）、運
転スイッチの状態を検出して（２２５）　、ＯＮであれ
ば（Ｙ）、圧力センサ（Ｓｐ）の出力から浴槽水位を検
出して（２２７）　、ブロー運転可能な水位以上であり
（Ｙ）、かつ温度センサ（Ｔ）で浴湯温度を検出して（
２３０）　、ブロー運転可能な水温であれば（Ｙ）、リ
モートコントローラ又は操作パネルからの各種ブロー運
転又は濾過機洗浄等の指示入力にしたがって、そのサブ
ルーチンを実行する（５００）。

次いで、運転スイッチのＯＮ・ＯＦＦを検出して（９９
５）　、ＯＮであれば（Ｙ）　、（２３０）のステップ
に戻り、上記サブルーチンの実行を継続する。

また、（２２０）のステップで、ブロー運転可能な水温
でなければ（Ｎ）、浴湯水位を検出しく２３５）、ブロ
ー運転可能な水位以上であれば（Ｙ）、浴湯温度を検出
しく２３７）　、５℃未満であれば（Ｙ）、凍結防止運
転サブルーチン（３００）を実行する。

なお、（２３７）のステップで浴湯温度が５℃以下でな
ければ（Ｎ）、高水温警告（４００）を行って、運転停
止する（２１５）。

また、（２３５）のステップでブロー運転可能な水位以
下であれば（Ｎ）、水位低下警告（４１０）を行って、
ブロー運転を停止する（２１５）。

なお、ブロー運転可能な水位とは、少なくとも、浴湯の
水位が浴槽本体（Ｂ）に設けた吸水口（９４）、及び、
最高所にある噴出ノズルの上端位置よりも高位置にある
などの諸条件を満たしていることであり、浴湯温度が５
℃〜５０℃の範囲内にある場合をブロー運転可能な水温
としている。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）浴槽本体と、同浴槽本体の外部に設置した循環ポン
   プとの間に、浴湯循環流路を介設し、同流路に連通連結
   した空気取入部より空気を吸入しながら、気泡混じりの
   浴湯を浴槽本体に設けた複数個の噴出ノズルより噴出可
   能に構成するとともに、浴湯が一定の温度以下になると
   自動的に浴湯循環ポンプが凍結防止のための運転を行う
   ように構成してなる気泡発生浴槽において、凍結防止運
   転中に、配管中の浴湯の凍結すべき温度を検出すると、
   浴湯循環ポンプ作動を停止すべく構成してなる気泡発生
   浴槽における凍結防止運転制御。