JPH03224563A - 気泡発生浴槽における浴湯水位レベル判定方法 - 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 本発明は、気泡発生浴槽における浴湯水位レベル判定方
法に関するものである。

（ロ）　従来の技術 従来、気泡発生浴槽は、浴槽本体と、それとは別体に設
置した浴湯循環ポンプとの間に水管を配して同ポンプの
運転により浴湯を循環させながら空気を吸入して、噴流
ノズルより気泡浴湯を噴出させるように構成されている
（特開昭５９−１３５０５８）。

そして、浴槽中の浴湯水位を検出して、同検出値に基づ
いて、噴出ノズルからの浴湯噴出の態様を制御したり、
寒冷時の凍結防止運転や濾過機洗浄運転の制御を行う気
泡発生浴槽の制御方法が考えられる。

（ハ）　発明が解決しようとする問題点ところが、かか
る浴湯水位検出の精度は、水位検出結果に対応する制御
対象の数や制御精度等との対比で決定されるべきもので
あり、必要以上の精度で水位検出を行っても、制御結果
としての気泡発生浴槽の動作と、水位検出の精度とがア
ンバランスになり、徒に制御プロセスを繁雑にするだけ
であって、高精度の水位検出が制御動作に反影されない
という欠点があり、逆に、水位検出の精度が、気泡発生
浴槽に対する制御要求に比べて低い場合には、きめ細か
い制御ができないという問題があり、更には、逆流洗浄
可能の濾過機を付設して循環浴湯を濾過するようにした
気泡発生浴槽では、濾過機の逆流洗浄に際し、浴槽本体
中の浴湯を逆流洗浄に用い、逆流洗浄に用いた浴湯を外
部に捨水するので、浴湯水位が低下して同水位が浴湯循
環ポンプの吸水口よりも低下すると、同ポンプが空運転
するという問題がある。

（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した気泡発生浴槽において、浴槽
本体中の浴湯水位を４段階の水位ゾーンに区別して検出
し、その検出結果に基づいて、気泡発生浴槽の運転を制
御することを特徴とする気泡発生浴槽における浴湯水位
レベル判定方法を提供せんとするものである。

（ホ）　作用・効果 この発明では、浴槽本体中の浴湯水位を４段階に区別し
て検出することで、同水位に適した浴湯噴出態様、例え
ば、複数個の噴出ノズルを高さを異ならせて配設した気
泡発生浴槽において、上記４段階の水位検出段階を、再
高所に位置する噴出ノズルが充分に冠水して、強力な浴
湯噴出を行っても、安全であり、騒音の問題を惹起しな
い水位ゾーンと、濾過機の逆流洗浄の際に浴湯を外部に
排出しても、浴湯循環ポンプの吸水口が水面に出ないだ
けの水位ゾーンと、再高所の噴出ノズルの冠水が不十分
で、強力な浴湯噴出を行うと危険であり、騒音の問題が
ある水位ゾーンと、再高所の噴出ノズルが水面上に露出
して、浴湯噴出を行えない水位ゾーンとで構成して、浴
湯水位が上記水位ゾーンのいずれにあるかを検出して、
子の検出結果に基づいて、噴出ノズルからの浴湯噴出を
停止または弱くしてたり、浴湯が空中に噴出するのを防
止したり、また、濾過機の逆流洗浄の際に、浴湯を外部
に排出しても、浴湯循環ポンプの空運転を防止したりす
ることができ、気泡発生浴槽に対する制御要求を過不足
なく満たすことができる。

（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（Ａ）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（Ｅ）内に
設置した各種機器とで構成されている。

浴槽本体（ＩＩ）は、上面開口箱型に形成した浴槽本体
（ｎ）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）を各２個合計６
個設けている。

また、同浴槽本体（Ｂ）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）は吸気パイ
プ（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
（１）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（Ｆ）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（３２ｅ）の間に
、浴槽本体（Ｂ）から浴湯循環ポンプ（Ｐ）へ浴湯を送
るための浴湯吸込パイプ（１０）を介設すると共に、浴
湯錯環ポンプ（Ｐ）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パイプ（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（Ｍ１）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（ｖｅ）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（ＩＥＩ）上面に漏
電ブレーカ（ＣＬＢ）　、ファン（Ｆ１）、絶縁トラン
ス（ＴＩ）、電源トランス（Ｔ「）、ノイズフィルタ（
Ｆｎ）、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（Ｔｒ）、整流器（「）、平滑コンデンサ（Ｃｒ
）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（Ｉｃ）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（１）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（１））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（Ｃｔ）上に設けられている。

そして、棚板（Ｅ１）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（３２）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）を介し浴湯吸込バイブ（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）を介して浴湯弾送バイブ（１１
）と連通させている。

そして、上下段インペラー室（３３）　（３４）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
一体的かつ水蜜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−側に設けた濾過弾
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。

（３６）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、（！１９ａ）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
、（３９ｃ）は固定磁極、（Ｈｄ）はウォータースリン
ガを兼ねた冷却ファン、（３９ｅ）は冷却吸気口、（３
９「）は冷却排気口、（３２ｅ）は吸入口、（３２ｇ）
は上段吐水口、（ｚ１）は循環流れ方向、（ｚ２）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）−浴湯吸込バイブ（ｌＯ）→吸入
口（３２０）→下段インペラー室（３４）→浴湯強送路
（３２ｂ）−浴湯弾送パイブ（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（３４）
一連通流路（３２ｄ）−上段インベラ−室（３３）−引
込みパイプ（４１）−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）を、浴湯循環ポンプ（Ｐ）の浴湯吸込路
（３２ａ）側壁に設け、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、浴
湯循環ポンプ（Ｐ）の位置で１ＩＩＪ定されることにな
る。

濾過機（Ｆ）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（２８ｆ’）　（２１１ｇ）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（４
３ａ）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ブレ
ー）　（４３ｄ）（４３ｒ）を間隔を設けて張設し、下
バッフルプレート（４３ｒ）と支持網体（４３ｂ）との
間に、同網体（４３ｂ）上にビーズ状の濾材（４３ｃ）
を充填している。

そして、濾過機本体＜４８ａ）の上端部に、引込ろパイ
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（４
１ａ）と、排気パイプ（２８）を介して浴湯弾送バイブ
（１１）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
介し浴湯強送パイプ（１１）に連通連結した戻しパイプ
連結部（４２ａ）を設けている。

（２Ｂｂ）は補強リブ、（２９ａ）はＯ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（Ｗｅ）の一端に排水パイ
プ（４Ｂ）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（４３ｅ）で形成された４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（４１ａ）中において昇流させて上記４層
を崩し、濾材（４３ｃ）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・胸側・背側噴出ノズル（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）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（１３）側から嵌入した弁座形成筒体（２１）と、
同弁座形成筒体く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（Ｍ１）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（２４）
とで構成されている。

また、ノズル本体く２０）中央部の内周壁に、吸気パイ
プ連結部（２０ｂ）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（ｌ１）とを連通させている
。

ノズル用弁体進退駆動用モータ（Ｍ１）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。

（２３Ｎ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湯中
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（Ｍ１）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）（１）（４）のノズル
用弁体進退駆動用モータ（Ｍ１）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（
Ｅ１）の縁部（１）に設けられており、同突気取入部本
体（８０）の上面開口部を左右側開口の蓋体（８２）で
カバーし、同蓋体（８２）の外側にのみ形成された空気
取入口（８２ａ）により、空気取入部本体く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、前記基板（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、
入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、施工完了確認ボタン（ｂ）、弁体位置センサ
（２３ｊ）　、圧力センサ（Ｓｐ）、温度センサ（Ｔ）
と赤外線信号受信部（Ｒ１）とを接続している。

出力インターフェース（５２）には、インバータ（１）
、ノズル用弁体進退駆動用モータ（Ｍ１）、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）（Ｍ１）及び電動三方弁（Ｗｅ）等を制御して、
各噴出ノズル（２）　（１）（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。

また、メモリ（５３）の一部にはプログラマブ、ルロム
が組込まれている。

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）に入力し、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）の上部に操作部パネル
（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（Ｃ）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（旧）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０Ｎ−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（Ｗｅ）を切
換えて、濾過機（Ｆ）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）の運転を第１１図のフロ
ーチャートに基き説明する。

第１１図はメインルーチンを示しており、電源をＯＮ　
（２００）すると、すべての噴出ノズル（２）のノズル
用井体進退駆動用モーター（Ｍ１）とインバ−タ（りの
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）
の弁体（２２）は、全閉位置から６關開弁しており、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・（２２
０）　、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様洗浄等の指示人力にしたがって、
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（［１）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)

1. 【特許請求の範囲】 １）浴槽本体（Ｂ）と、同浴槽本体（Ｂ）の外部に設置
   した浴湯循環ポンプ（Ｐ）との間に、浴湯循環流路（Ｄ
   ）を介設し、同流路（Ｄ）に連通連結した空気取入部（
   ５）より空気を吸入しながら、気泡混じりの浴湯を浴槽
   本体（Ｂ）に設けた複数個の噴出ノズル（２）（３）（
   ４）より噴出可能に構成した気泡発生浴槽（Ａ）におい
   て、 浴槽本体（Ｂ）中の浴湯水位を４段階の水位ゾーンに区
   別して検出し、その検出結果に基づいて、気泡発生浴槽
   （Ａ）の運転を制御することを特徴とする気泡発生浴槽
   における浴湯水位レベル判定方法。