特許 7012568 風呂給湯装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-20

(45)【発行日】2022-01-28

(54)【発明の名称】風呂給湯装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 15/196 20220101AFI20220121BHJP

【ＦＩ】

F24H1/00 602Z

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018043405

(22)【出願日】2018-03-09

(65)【公開番号】P2019158199

(43)【公開日】2019-09-19

【審査請求日】2020-08-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000000538

【氏名又は名称】株式会社コロナ

(74)【代理人】

【識別番号】100087745

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 善廣

(74)【代理人】

【識別番号】100106611

【弁理士】

【氏名又は名称】辻田 幸史

(74)【代理人】

【識別番号】100150968

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 悠有子

(72)【発明者】

【氏名】高野 清一

(72)【発明者】

【氏名】阿部 基

(72)【発明者】

【氏名】大桃 正己

(72)【発明者】

【氏名】長澤 泰洋

【審査官】長尾 裕貴

(56)【参考文献】

【文献】特許第６１３９７６５（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１８－０３１７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０２５６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９４２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２０９３３７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｈ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

人の浴室への入室および退室と、前記浴室内における人の動作の有無と、を検出する動作検出部と、
前記浴室内の浴槽への入浴および出浴を検出する入出浴検出部と、
前記動作検出部が前記入室を検出し、かつ前記入出浴検出部が前記入浴を検出した場合、前記出浴を検出するまでの間、前記動作検出部の検出感度を上げる感度制御部と、を備える風呂給湯装置。

【請求項2】

前記感度制御部は、前記動作検出部から出力される検出値の増幅率を大きくすること、または人の動作を検出する閾値を下げることにより、前記検出感度を上げる、請求項１記載の風呂給湯装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、風呂給湯装置に係り、特に浴室内の人の状況を把握し報知する風呂給湯装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、浴室内の入浴事故を防ぐために、風呂給湯装置に設置された各種センサにより浴槽内への人の入浴および出浴を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－８３６０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記検出に浴室内の人の動きを検出する人感センサを用いた場合、この人感センサは、浴室への入室から、入浴、出浴、退室までの一連の動作において種々の人の動きを検出する。動作には、例えば浴槽内の移動、洗い場（浴槽外）で体を洗う、入浴中浴槽内で静止する、入浴中に頭を回す、などの種々の動作が含まれる。このため、人感センサは、浴室内で発生する全ての動作を検出するよう設計されるのが好ましい。

【0005】

しかし、浴槽内の移動など大きい動作に検出感度を合わせると、入浴中に頭を回すなど小さい動作が検出できなかったり、小さい動作に検出感度を合わせると、不必要に検出してしまい誤検知が発生したりする恐れがある。

【0006】

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、浴室内の人の状況を好適に把握することができる風呂給湯装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る風呂給湯装置は、上述した課題を解決するために、人の浴室への入室および退室と、前記浴室内における人の動作の有無と、を検出する動作検出部と、前記浴室内の浴槽への入浴および出浴を検出する入出浴検出部と、前記動作検出部が前記入室を検出し、かつ前記入出浴検出部が前記入浴を検出した場合、前記出浴を検出するまでの間、前記動作検出部の検出感度を上げる感度制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る風呂給湯装置においては、浴室内の人の状況を好適に把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態における貯湯式風呂給湯装置の概略的なシステム構成図。

【図2】貯湯式風呂給湯装置の機能ブロック図。

【図3】焦電センサの詳細な構成を説明するための図。

【図4】本実施形態における給湯装置により実行される増幅率切替処理を説明するフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明に係る給湯装置の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。

【0011】

図１は、本実施形態における貯湯式風呂給湯装置１の概略的なシステム構成図である。

【0012】

図２は、貯湯式風呂給湯装置１の機能ブロック図である。

【0013】

貯湯式風呂給湯装置（給湯装置）１は、貯湯タンクユニット３と、ヒートポンプユニット４と、風呂リモコン５と、台所リモコン１０と、を主に有している。また、給湯装置１は、浴室６内の浴槽７と、シャワー８と、カラン９と、接続されている。

【0014】

貯湯タンクユニット３は、湯水を貯湯する貯湯タンク１１を有している。貯湯タンク１１は、貯湯タンク１１内の貯湯温度を検出する複数の貯湯温度センサ１２を側面の上下方向にわたって有している。貯湯タンク１１底部には、貯湯タンク１１に市水を供給する給水管１３が接続されている。給水管１３は、市水の給水圧を一定の圧力に減圧する減圧弁１４を有している。また、貯湯タンク１１頂部には、貯湯タンク１１内の過圧を逃す過圧逃し弁１６が接続されている。

【0015】

貯湯タンク１１頂部には、貯湯タンク１１から出湯する出湯管１８が接続されている。出湯管１８は、給水管１３から分岐された給水バイパス管２０と給湯混合弁１９を介して接続されている。給水バイパス管２０は、給水温度を検出する給水温度センサ２５を有している。

【0016】

給湯混合弁１９は、給水バイパス管２０からの湯水と出湯管１８からの湯水とを給湯設定温度になるよう混合する。給湯混合弁１９は、給湯管２４と接続されており、給湯混合弁１９で混合された湯水は給湯管２４によりシャワー８およびカラン９へ導かれる。給湯管２４は、給湯流量センサ２６と、給湯温度センサ２７と、流量調整弁２８と、を有している。給湯流量センサ２６および給湯温度センサ２７は、給湯管２４を流れる湯水の流量および温度をそれぞれ検出する。流量調整弁２８は、開度を調整することにより給湯管２４を流れる湯水の流量を調整（制限）する。

【0017】

給湯管２４は、湯水を風呂循環回路４０へ供給する湯はり管３２と接続されている。湯はり管３２は、湯はり流量センサ３３と、湯はり温度センサ３４と、湯はり開閉弁３５と、を有している。湯はり流量センサ３３および湯はり温度センサ３４は、湯はり管３２から供給される湯水の流量および温度をそれぞれ検出する。湯はり開閉弁３５は、湯はり管３２を開閉し湯の流通を制御する電磁弁である。

【0018】

貯湯タンクユニット３は、浴槽７の湯水（浴水）を浴槽７と風呂熱交換器４１との間で循環させる風呂循環回路４０を有している。風呂循環回路４０は、戻り管４２と、風呂熱交換器４１と、往き管４３とを主に有している。戻り管４２および往き管４３は、浴槽７に接続され浴槽７からの湯水を流通させる。戻り管４２は、浴水を風呂熱交換器４１へ戻す。風呂熱交換器４１は、貯湯タンク１１内上部に設けられ、貯湯タンク１１内の湯の熱で浴水を加熱する。往き管４３は、風呂熱交換器４１で加熱された湯水を浴槽７側へ供給する。

【0019】

風呂循環回路４０は、風呂三方弁４５を介して戻り管４２と往き管４３とをバイパスする熱交バイパス管４６を有している。風呂三方弁４５は、戻り管４２からの湯水を風呂熱交換器４１に流通させるか、往き管４３にバイパスさせるかを切り替える。

【0020】

また、戻り管４２は、水位センサ４８と、風呂温度センサ４９と、風呂循環ポンプ５０と、を有している。水位センサ４８は、浴槽７からの圧力を検出することにより浴槽７内の水位を検出する。本実施形態においては、水位センサ４８は、浴室６内の浴槽７への入浴および出浴を検出する入出浴検出部として機能する。風呂温度センサ４９は、循環する湯水の温度を検出する。風呂循環ポンプ５０は、風呂循環回路４０に湯水を循環させる。往き管４３は、風呂循環回路４０の湯水の循環（流通）の有無を検出する流水スイッチ５１を有している。

【0021】

貯湯タンクユニット３は、貯湯タンクユニット３の各部を電気的に制御する貯湯制御部５５を有している。貯湯制御部５５は、ＭＰＵなどの論理回路を有し、メモリを参照しつつ予め記憶されているプログラムに従って貯湯タンクユニット３の各部を制御する。すなわち、貯湯制御部５５は、貯湯温度センサ１２、給水温度センサ２５、給湯流量センサ２６、給湯温度センサ２７、湯はり流量センサ３３、湯はり温度センサ３４、水位センサ４８、風呂温度センサ４９、および流水スイッチ５１の検出値を取得し、この検出値に基づいて貯湯タンクユニット３の各種弁などの作動を制御する。本実施形態においては、貯湯制御部５５は、入出浴検出部が入浴を検出してから出浴を検出するまでの間、動作検出部の検出感度を上げる感度制御部として機能する。

【0022】

また、貯湯制御部５５は、風呂リモコン５および台所リモコン１０を介してユーザの指示を受け付け、各部を制御し指示を実行する。すなわち、貯湯制御部５５は、風呂リモコン５および台所リモコン１０で指示された給湯設定温度や、風呂設定温度、設定湯量などに基づいて給湯運転、風呂自動運転、風呂追だき運転などを実行する。貯湯制御部５５は、経過時間をカウントする（カウントアップする）タイマを有している。

【0023】

貯湯タンクユニット３は、加熱往き管６５および加熱戻り管６６を介して、ヒートポンプユニット４と接続されている。ヒートポンプユニット４は、貯湯タンク１１内の湯水を主に深夜時間帯に沸き上げる。ヒートポンプユニット４は、加熱往き管６５と、加熱戻り管６６と、冷媒回路６１と、加熱制御部６２と、外気温度センサ６３と、を有している。

【0024】

加熱往き管６５は、加熱循環ポンプ６４と、入水温度センサ６９と、を有している。加熱循環ポンプ６４は、貯湯タンク１１底部から取り出した湯水を冷媒回路６１内で循環させる。入水温度センサ６９は、加熱往き管６５から冷媒水熱交換器６８に流入する湯水の温度を検出する。加熱戻り管６６は、ヒートポンプユニット４で加熱された湯水を貯湯タンク１１上部へ戻す。加熱戻り管６６は、冷媒水熱交換器６８から流出する湯水の温度を検出する沸き上げ温度センサ７０を有している。

【0025】

冷媒回路６１は、圧縮機７１、冷媒水熱交換器６８、膨張弁７２、および蒸発器７３が冷媒サイクル配管７４で環状に接続された回路である。圧縮機７１は、冷媒を圧縮し高温冷媒とする。冷媒水熱交換器６８は、高温冷媒と貯湯タンク１１からの湯水とを熱交換する。膨張弁７２は、冷媒水熱交換器６８で放熱された冷媒を減圧し、低温低圧の冷媒とする。蒸発器７３は、低温低圧の冷媒を蒸発させる。また、蒸発器７３には、送風機７５により熱源となる外気が送風される。

【0026】

外気温度センサ６３は、ヒートポンプユニット４が設置されている屋外の外気温度を検出する。加熱制御部６２は、ＭＰＵなどの論理回路を有し、メモリを参照しつつ予め記憶されているプログラムに従ってヒートポンプユニット４の各部を電気的に制御する。すなわち、加熱制御部６２は、入水温度センサ６９、沸き上げ温度センサ７０、および外気温度センサ６３の検出値を取得し、冷媒回路６１などの動作を制御する。

【0027】

浴室６には、浴槽７、シャワー８、カラン９、および風呂リモコン５が設けられている。風呂リモコン５は、表示部９１と、スピーカ９２（図２）と、スイッチ類９３と、通話部９４（図２）と、焦電センサ９８と、風呂リモコン制御部９７と、を有している。

【0028】

表示部９１は、給湯装置１に関する各種の情報（給湯設定温度、風呂設定温度、風呂設定湯量、残湯量、給湯装置１の動作状態など）を表示する。

【0029】

スイッチ類９３は、設定スイッチ、風呂自動運転スイッチ、追いだきスイッチ、たし湯スイッチ、およびメニュースイッチなどを有する。

【0030】

設定スイッチは、給湯設定温度、風呂設定温度および風呂設定湯量を設定する指示を受け付ける。風呂自動運転スイッチは、風呂自動運転を開始または停止する指示を受け付ける。追いだきスイッチは、追いだき運転を開始または停止する指示を受け付ける。たし湯スイッチは、たし湯運転を開始または停止する指示を受け付ける。メニュースイッチは、給湯装置１の詳細な設定を行う階層構造のメニュー設定画面を呼び出す。

【0031】

なお、風呂自動運転は、風呂設定温度および設定湯量（設定水位）に基づいて浴槽７内の湯を設定水位および設定温度になるよう自動で湯はりし、湯はり完了後は設定水位および設定温度を維持するよう保温時間が経過するまで自動で保温する自動保温運転することを意味する。追いだき運転は、浴槽７内の湯を風呂熱交換器４１との間で循環させて加熱することを意味する。たし湯運転は、浴槽７に設定量の湯または水を注湯（注水）することを意味する。各運転は、貯湯制御部５５の制御に基づいて実行される。

【0032】

通話部９４（インターホン）は、台所リモコン１０と通信し、浴室６内の人と台所内の人との間で通話を行わせる。

【0033】

焦電センサ９８は、検出エリア内の熱源の温度変化量を検出することにより、浴室６における人の有無を検出する。具体的には、焦電センサ９８は、人が移動したときや手足などを動かすことによる検出エリアの温度変化を検出することにより、浴室６内に人がいるか否か（動いているかどうか）を検出する。本実施形態においては、焦電センサ９８は、浴室内における人の動作の有無を検出する動作検出部として機能する。

【0034】

ここで、図３は、焦電センサ９８の詳細な構成を説明するための図である。

【0035】

焦電センサ９８は、第１増幅回路９８ａまたは第２増幅回路９８ｂを介して検出値を貯湯制御部５５に出力している。第１増幅回路９８ａおよび第２増幅回路９８ｂは、焦電センサ９８から出力される検出値を増幅する。第１増幅回路９８ａは、第２増幅回路９８ｂよりも増幅率が大きい。このため、第１増幅回路９８ａを介して出力された検出値は、第２増幅回路９８ｂを介して出力された検出値よりも大きくなり第２増幅回路９８ｂを介して出力された場合に閾値を超えない値であっても、閾値を超える場合がある。この結果、焦電センサ９８の感度が上がることになる。貯湯制御部５５は、スイッチ９８ｃにより第１増幅回路９８ａおよび第２増幅回路９８ｂを切り替えることにより、検出値の増幅率を制御している。具体的には、貯湯制御部５５は、通常時第２増幅回路９８ｂ側にスイッチ９８ｃを切り替え、検出感度を上げたい場合に第１増幅回路９８ａ側に切り替えるようになっている。

【0036】

風呂リモコン制御部９７は、ＭＰＵなどの論理回路を有し、メモリを参照しつつ予め記憶されているプログラムに従って風呂リモコン５の各部を電気的に制御する。例えば、風呂リモコン制御部９７は、スイッチ類９３の指示信号や貯湯制御部５５からの信号を受け、表示部９１に予め定められた必要な情報を表示させる。

【0037】

シャワー８およびカラン９は、浴室６内や、浴室６外の台所や洗面所などに設けられる。給湯管２４は、流量調整弁２８の下流側で分岐しており、浴室６に設けられたシャワー８およびカラン９と、浴室６外の各所のシャワー８およびカラン９へ並列に給湯している。

【0038】

台所リモコン１０は、浴室以外の箇所、例えば台所に設置されたリモコンである。台所リモコン１０は、風呂リモコン５とほぼ同様の機能を有する、表示部１０１と、スピーカ１０２（図２）と、スイッチ類１０３と、通話部１０４（図２）と、台所リモコン制御部１０７と、を有している。台所リモコン制御部１０７は、ＭＰＵなどの論理回路を有し、メモリを参照しつつ予め記憶されているプログラムに従って台所リモコン１０の各部を電気的に制御する。例えば、台所リモコン制御部１０７は、スイッチ類１０３の指示信号や貯湯制御部５５からの信号を受け、表示部１０１に予め定められた必要な情報を表示させる。

【0039】

上述した貯湯制御部５５、加熱制御部６２、風呂リモコン制御部９７および台所リモコン制御部１０７は、互いに必要な情報を送受信可能に接続されている。

【0040】

本実施形態における給湯装置１は、浴室６内の人の状況を把握し、浴室６内の人および同居者などの浴室６外の人にその旨を報知する報知機能を有している。具体的には、給湯装置１は、浴槽７への入浴から出浴までの時間を監視し、予め設定された報知時間を経過しても出浴が検出されない場合に入浴者および浴室６外の人に報知する。このような報知機能を実現するため、給湯装置１は、焦電センサ９８により人の浴室６への入室および退室を検出し、水位センサ４８により人の浴槽７への入浴および出浴を検出する。また、入浴中は、浴槽７内の人の動作の有無を検出し、一定時間動作が検出されない場合には異常が発生しているとみなして浴室６外の人に報知する異常報知機能を有している。

【0041】

ここで、焦電センサ９８は、浴室６内の熱源の温度変化量を検出することにより、浴室６における人の動作の有無を検出する。すなわち、焦電センサ９８は、熱源である人の動作に基づく温度変化に基づいて、人の動作の有無を検出する。このため、例えば、上述した異常報知機能を正しく機能させるため、人が浴槽７内に入浴している場合の頭を回す、浴槽７内の湯で顔を洗うなどの小さな動作を好適に検出する必要がある。しかし、小さな動作が検出可能なように設計すると、人以外の熱源の動き（例えば湯の動き、浴室暖房、浴室乾燥による熱の変化）なども人の動作であると誤検知してしまう。この場合、上述した異常報知機能が適切に動作せず、必要な入浴者の状況の報知が行われない恐れがある。

【0042】

これに対し、本実施形態における給湯装置１は、焦電センサ９８の誤検知が発生しないように、浴室６内の状況に応じて焦電センサ９８の検出感度を制御している。具体的には、人が入浴してから出浴するまでの間、人の小さな動作も検出するよう焦電センサ９８の検出感度を上げる。以下、フローチャートを用いて説明する。

【0043】

図４は、本実施形態における給湯装置１により実行される増幅率切替処理を説明するフローチャートである。なお、本処理開始時には、スイッチ９８ｃは、第２増幅回路９８ｂ側に切り替えられているものとして説明する。

【0044】

ステップＳ１において、貯湯制御部５５は、水位センサ４８の検出結果に基づいて、浴槽７に人が入浴したか否かを判定する。例えば、貯湯制御部５５は、水位センサ４８の検出結果を所定周期で（例えば５００ｍｓ毎に）取得し、得られた所定時間分（例えば３秒分）の検出結果の移動平均値（以下単に「現在水位」という）を算出し記憶する。貯湯制御部５５は、新たに得られた現在水位を所定時間前（例えば３０秒前）の現在水位（以下単に「比較水位」という）と比較する。貯湯制御部５５は、現在水位≧比較水位＋所定値（例えば３ｃｍ）が成立した場合に、浴槽７に人が入浴したと判定する。なお、所定値は人の体積により増加する水位を考慮して決定される。

【0045】

貯湯制御部５５は入浴していないと判定した場合（ステップＳ１のＮｏ）、入浴したと判定するまで待機する。一方、貯湯制御部５５は、入浴したと判定した場合（ステップＳ１のＹｅｓ）、ステップＳ２において、スイッチ９８ｃを第１増幅回路９８ａに切り替える。これにより、焦電センサ９８は、増幅率が大きくなり、検出感度が上がる。ステップＳ３において、貯湯制御部５５は、水位センサ４８の検出結果に基づいて浴槽７から人が出浴したか否かを判定する。例えば、貯湯制御部５５は、現在水位≦比較水位－所定値が成立する場合に、浴槽７から人が出浴したと判定する。貯湯制御部５５は出浴していないと判定した場合（ステップＳ３のＮｏ）、出浴したと判定するまで待機する。

【0046】

一方、貯湯制御部５５は、出浴したと判定した場合（ステップＳ３のＹｅｓ）、ステップＳ４において、貯湯制御部５５は、スイッチ９８ｃを第２増幅回路９８ｂに切り替える。これにより、焦電センサ９８は、第１増幅回路９８ａ側に切り替えられていた期間よりも検出感度が下がる（通常の検出感度になる）。処理はステップＳ１に戻り、以降の処理が繰り返される。

【0047】

これにより、給湯装置１は、人の動作が小さい可能性が高い入浴中において確実に人の動作を検出することができると同時に、出浴中においては人以外の熱源に基づく誤検知を低減することができる。ゆえに、給湯装置１は、浴室６内の人の状況を好適に把握することができ、使用者の報知機能の使い勝手を向上させることができる。

【0048】

なお、焦電センサ９８の検出感度は、必要に応じて３以上の増幅回路間で切り替えてもよいし、検出値を増幅回路を介して出力する場合と、増幅回路を介して出力しない場合とで切り替えてもよい。さらに、焦電センサ９８の検出感度は、人の動作の有無を検出する温度変化量の閾値を下げることにより上げてもよい。

【0049】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0050】

図４の増幅率切替処理を実行する給湯装置は、上述した報知機能を実行する給湯装置１のみならず、浴室内における温度変化量に基づいて人の有無を検出する人感センサを有する給湯装置全般に適用することができる。

【0051】

水位センサ４８を一例として説明した入出浴センサは、浴槽７下部に配置された重量センサ、画像処理により浴室６内の人の有無を検知するＣＣＤイメージセンサ、エリアセンサ、サーモグラフィなどであってもよい。

【0052】

焦電センサ９８を一例として説明した人感センサは、浴室６に設けられたＣＣＤイメージセンサ、サーモグラフィであってもよい。

【0053】

台所リモコン１０を一例として説明した浴室外のリモコンは、リビングなどの台所以外の箇所に設置されたリモコンであってもよい。

【0054】

また、給湯装置１は、ヒートポンプユニット４に代えて、貯湯タンク１１に電熱ヒータ式の加熱手段を有したり、ガスバーナや石油バーナで加熱する瞬間式熱交換器（風呂熱交換器）を有したり、コージェネレーションシステムの廃熱回収装置を有してもよい。

【符号の説明】

【0055】

１ 貯湯式風呂給湯装置（給湯装置）
３ 貯湯タンクユニット
４ ヒートポンプユニット
５ 風呂リモコン
６ 浴室
７ 浴槽
１０ 台所リモコン
４８ 水位センサ
５５ 貯湯制御部
９１、１０１ 表示部
９２、１０２ スピーカ
９３、１０３ スイッチ類
９４、１０４ 通話部
９７ 風呂リモコン制御部
９８ 焦電センサ
１０７ 台所リモコン制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】