JPH03224566A - 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設けた浴湯循環ポンプを介し
て浴槽中の浴湯を循環させ、空気を吸入しながら噴出ノ
ズルより浴湯と共に気泡を噴出するように構成した気泡
発生浴槽がある（特開昭５９−１３５０５８）。

そして、かかる気泡発生浴槽では、浴湯循環ポンプが屋
外に設置されている場合が多いために、配管の一部も屋
外にあり、従って、厳冬地区では凍結のおそれがある。

かかる凍結を防止すべく配管中或は浴湯循環ポンプ中の
浴湯が一定の温度以下になると、それをセンサで検出し
、その検出信号を出力して浴湯循環ポンプを運転し浴湯
をゆるやかに循環させ、凍結を防止するという凍結防止
運転の制御がなされている（特願平１−２２５９０９号
）。

（ハ）　発明が解決しようとする課題 しかし、かかる凍結防止運転は一定の水温以下或は一定
の水位置上等の条件が満たされると自動的に開始され、
しがち一定の運転速度で継続して行われるものである。

しかも夜間の凍結防止運転がなされる場合は、無人で、
しかも、長時間継続して運転されるものであるから、浴
湯循環ポンプにメカニカルシールを用いたものでは、同
シールの水潤滑がとぎれて、摺動面に焼付きが発生する
などの損傷を受けることがある。

なお、通常の軸封パツキンを用いたポンプでも、から運
転によって、発熱又は焼付き等の不具合が発生する。

（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Ｉこ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、一
定の水温以下になると、浴湯循環ポンプを運転して浴湯
循環を行うことにより屋外の浴湯の凍結を防止すべく構
成すると共に、かかる循環ポンプの凍結防止運転は、水
温が一定の温度以下の間は、休止期間を含む一定の運転
パターンの繰返しで行われるべく構成し、しかも、浴湯
の絶対水位を上記休止期間中に検出して、同絶対水位が
設定値以下の場合は、上記凍結防止運転を停ＬＬさせる
事を特徴とす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、浴湯循環ポンプを運転することにより、
噴出ノズルより気泡噴流を行うことができるものであり
、他方、浴湯循環ポンプの運転停止中においては、配管
中や浴湯循環ポンプ中の浴湯の水温が一定の温度、即ち
凍結のおそれのある温度以下になると、それをセンサで
検知し、検出信号を出力することにより、凍結防止のた
めの浴湯循環ポンプの運転制御を行う。

そして、かかる凍結防止運転は、水温の一定以下等の条
件が満たされている間に行われるものであるが、かかる
凍結凍結防止運転は、休止期間を含む一定の運転パター
ンを繰返すように構成されているので、浴湯循環ポンプ
の回転数は、例えばｒＯＪから１２００ｒｐ＊までは６
秒かけて立ち上げ、１２００ｒｐ−で３分間回転し続け
、その後は「０」まで６秒かけて立ち下げるように構成
することができ、かかる動作を１サイクルとした運転パ
ターンとすれば、かかるサイクル動作が凍結防止運転の
条件が満たされている限り連続して繰返され、或は一定
の間隔をもって繰返されて凍結防止のための浴湯の循環
が適宜行われるものである。

そして、上記休止期間中に絶対水位を検出して、同水位
が設定値以下である場合は、上記凍結防止運転を停止さ
せることにより、浴湯循環ポンプの空運転を阻止して、
メカニカルシールの焼付き等のＩＭＷを防Ｉヒすること
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（＾）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（１シ）内
に設置した各種機器とで構成されている。

浴槽本体（１３）は、上面開口箱型に形成した浴槽本体
（ロ）の前後壁及び左右側壁に、それぞれ足側・背側・
胸側の噴出ノズル（２）を合耐六個設けている。

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）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
（りと、同モータ（Ｍ）やノズル用弁体進退駆動用モー
タ（Ｍｌ）を制御する制御部（Ｃ）、浴湯濾過用の濾過
機（Ｆ）と、同濾過機（Ｆ）を制御する電動三方弁（Ｖ
ｅ）とを設けている。

そして、浴槽本体（＋３）の側壁下部に設けた吸水口（
９４）と浴湯循環ポンプ（Ｐ）の吸入口（３２ｅ）の間
に、浴槽本体（ＩＩ）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（！０）を介設すると共に
、浴湯循環ポンプ（Ｐ）と各噴出ノズル（２）との間に
、同ポンプ（Ｐ）から、浴槽本体（ＩＩ）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。

（旧）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（Ｍｌ）や、浴湯噴出圧力を各噴出ノズル
（２）ごとに変更または調節したり、また、電動三方弁
（Ｖｏ）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（Ｅｌ）を張設して
内部空間を上下に二分割し、棚板（旧）上面に漏電ブレ
ーカ（Ｅｌ、Ｂ）、ファン（Ｐｉ）、絶縁トランス（Ｔ
ＩＥ、［源トランス（Ｔｒ）、ノイズフィルタ（ｕｎ）
、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（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（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（＋）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（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）を介し浴湯吸込パイプ（ｌＯ）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
た浴湯弾送路（３２ｂ）を介して浴湯弾送パイプ（ＩＩ
）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（ＩＩ
３ａ）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。

（３Ｂ）はインペラー軸（３５）に取付けたメカニカル
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、（ｌ１９８）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、（３９ｅ）は冷却吸気口、（３９ｆ）は冷却
排気口、（ｌ１２ｅ）は吸入口、（ｌ１４ｂ）は連通口
、（３２ｇ）は吐水口、（ｚｌ）は循環流れ方向、（ｚ
２）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）−下段インベラ−室（３４）−浴湯強送路
（３２ｂ）−浴湯弾送パイブ（１１）→浴槽本体（ｎ）
の順で圧送される。

また、下段インペラー室（３４）中に吸い込まれた浴湯
の一部は、下段インペラー室（３４）→連通流路（３２
ｄ）−上段インペラー室（３３）→引込みパイプ（４１
）−濾過機（Ｆ）→戻しパイプ（４２）−浴湯弾送パイ
ブ（目）→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（１）
）の浴湯吸込路（３２ａ）側壁に開口（Ｓｐｌ）　Ｌ、
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（１）
）中の浴湯の水位及び温度は、浴湯循環ポンプ（Ｐ）の
位置で測定されることになる。

濾過機（ＩＳ）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（２８ｒ＞　（２８ｇ＞を、各開口部に同
段した上下フランジ（２８ｄ）　（２８ｏ）を挿通した
組立ボルト（２８ｃ）により連結して濾過機本体（４３
ａ）を形成して、濾過機本体（４８ａ）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ー
ト（４３ｄ）（４３「）を間隔を設けて張設し、下バッ
フルプレート（４３ｆ）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（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（４
１ａ）と、排気パイプ（２８）を介し浴湯弾送パイプ（
１１）に連通した排気パイプ連結部（２１１ａ）を設け
、同本体（４３ｍ）の下端部に、戻しパイプ（４２）を
介し浴湯弾送バイブ（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
、（２９ｍ）はＯリングである。

電動三方弁（Ｗｅ）は、引込みパイプ（４１）の中途部
に接続されており、同三方弁（Ｖｅ）の一端に排水パイ
プ（４Ｂ）を接続して、同三方弁（Ｖｅ）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）で形成された線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線層
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（
４Ｂ）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（［１）に配設した各種機器について説明
する。

足側・胸側・背側の噴出ノズル（２）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（ＩＩ）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ｊ
ｌＩ！１節用弁体く２２）に上記接離作動を行わせるノ
ズル用井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（
２４）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（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（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
弁体く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（２＋ａ）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（旧）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）は同一構成ではあるが、各噴
出ノズル（２）のノズル用弁体進退駆動用モータ（旧）
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）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（
１３）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）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（５ｏ）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（
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（旧）、電動三方弁（
Ｖｃ）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）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０Ｎ−ＯＦＦスイッチ、各ブローモードスイ
ッチ等、気泡発生浴槽（＾）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−カインターフェース（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（＾）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、濾過機
洗浄スイッチとが配設されている。

上記構成により、浴負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０１１）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、谷噴出ノズル（２）
の噴出量調節用弁体く２２）の開閉ｍ４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
ーモード及びそノハ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（Ｖｅ＞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）の運転を第１１図〜第１
３図を参照して説明する。

記載したものと路間−に構成されている。

第１１図はメインルーチンを示しており、電源をＯＮ　
（２０Ｇ）すると、すべての噴出ノズル（２）のノズル
用弁体進退駆動用モーター（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）
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”Ｃ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）の出力がら浴槽水位を
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がらの各種ブロー
運転又は濾過様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０Ｎ−ＯＦＦを検出しテ（９９
５）　、ＯＮテあれば（Ｙ）　、（２：１０）　（７）
　７．　チー／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（Ｖ）、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（９０、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
   能に構成した気泡発生浴槽において、 一定の水温以下になると、浴湯循環ポンプを運転して浴
   湯循環を行うことにより屋外の浴湯の凍結を防止すべく
   構成すると共に、かかる循環ポンプの凍結防止運転は、
   水温が一定の温度以下の間は、休止期間を含む一定の運
   転パターンの繰返しで行われるべく構成し、しかも、浴
   湯の絶対水位を上記休止期間中に検出して、同絶対水位
   が設定値以下の場合は、上記凍結防止運転を停止させる
   事を特徴とする気泡発生浴槽における凍結防止運転制御
   。