JP2001248900A - 自動風呂お湯張り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 浴槽に残り湯がある場合でも正確に目標水位
までお湯張りできるようにすること。 【解決手段】 残り湯がある場合、あらかじめ設定温度
まで追いだき運転を行い、その後水位を測定し、そのデ
ータを用いて目標水位までの必要注湯量を算出しお湯張
りを行うようにしている。これによって、浴槽に設定温
度未満の残り湯がある場合でも正確に目標水位までのお
湯張りを行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浴槽に自動的に目
標水位のお湯張りを行なう機能を有する自動風呂お湯張
り装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】浴槽に自動的に目標水位の湯張りを行な
う機能を有する自動風呂お湯張り装置として、図５に示
されているようなものがある。

【０００３】この装置は給湯回路９から浴槽２へ自動的
にお湯張りを行う自動注湯開閉弁１０と、浴槽２への注
湯量を検出する湯量検出手段４と、浴槽２に設けた給湯
口３と接続された配管１８上に取り付けられ浴槽２内の
水位を検出する水位検出手段１３と制御部１９を備え、
浴槽２に設けた給湯口３の上まで浴槽２に注湯を行い、
水位検出手段１３により水位を検出後、湯量検出手段４
により浴槽２に一定量の注湯を行い、水位検出手段１３
により浴槽２内の水位を検出し、その際の注湯量と水位
上昇量から浴槽２下部における単位水位上昇あたりの注
湯量を算出し、前記単位水位上昇あたりの注湯量を用
い、浴槽２に設けた給湯口３もしくは浴槽底面を基準と
した目標水位まで水位を上昇させるために必要な注湯量
を算出後、湯量検出手段４により浴槽２に注湯を行って
いた。

【０００４】また、そのときの浴槽２内の水位を水位検
出手段１３により検出し、２回目の注湯量と水位上昇量
とから目標水位近傍まで、浴槽２の単位水位上昇あたり
の注湯量を算出し、これら２つの単位水位上昇あたりの
注湯量より浴槽２の単位水位上昇あたりの注湯量増加率
を求め記憶していた。

【０００５】そして、一旦浴槽２の単位水位上昇あたり
の注湯量と増加率を記憶した後、再度自動お湯張りを行
う場合には、浴槽２に設けた給湯口３の上まで浴槽２に
注湯を行い、水位検出手段１３により水位を検出後、記
憶している単位水位上昇あたりの注湯量とその増加率を
用い湯量検出手段４により目標水位まで注湯を行ってい
た。

【０００６】さらに、浴槽２に残り湯があることを水位
検出手段１３が検出している場合に自動お湯はり運転す
るときは、検出水位データと、記憶している単位水位上
昇あたりの注湯量とその増加率を用いて、湯量検出手段
４により目標水位まで注湯を行い、その後追いだき運転
を行っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水は温
度上昇とともに容積が膨張するということと、水位検出
装置に温度が低くなると出力も低くなるという特性が存
在するため、設定温度よりも低い温度の残り湯がある場
合、その温度で測定した水位で、残り必要な注湯量を計
算すると、注湯後の水位が目標水位よりも高くなってし
まうという課題を有していた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による自動風呂お
湯張り装置は上記課題を解決するために、給湯回路から
浴槽へ自動的にお湯張りを行う自動注湯開閉弁と、給湯
回路を通過した湯量を検出する湯量検出手段と、浴槽に
設けた給湯口と接続された配管上に取り付けられ浴槽内
の水位を検出する水位検出手段と浴槽内の水温を検出す
る温度検出手段と制御部を備え、自動お湯はり運転開始
時に、上記水位検出手段が、浴槽に設定水位未満の残こ
り湯を検出し、かつ上記温度検出手段が、設定温度未満
を検出した場合は、風呂回路で設定温度になるまで、追
いだき運転を行った後、再度上記水位検出手段で水位を
検出し、その水位検出値と以前のお湯はり運転時に計算
した単位水位上昇あたりの注湯量を使って残り必要な注
湯量を計算するようにしたものである。

【０００９】また、自動お湯はり運転開始時に、上記水
位検出手段が、浴槽に設定水位未満の残こり湯を検出
し、かつ上記温度検出手段が、設定温度未満を検出した
場合は、上記温度検出手段の測定値で検出水位を補正
し、その補正水位と以前のお湯はり運転時に計算した単
位水位上昇あたりの注湯量を使って残り必要な注湯量を
計算して、お湯張りをするようにしたものである。

【００１０】そして、自動お湯はり運転開始時に、上記
水位検出手段が、浴槽に設定水位未満の残こり湯を検出
し、かつ上記温度検出手段が、設定温度マイナス一定温
度未満を検出した場合は、風呂回路で設定温度になるま
で、追いだき運転を行った後、再度上記水位検出手段で
水位を検出し、その水位検出値と以前のお湯はり運転時
に計算した単位水位上昇あたりの注湯量を使って残り必
要な注湯量を計算してお湯張りをし、上記温度検出手段
が、設定温度マイナス一定温度以上を検出した場合は、
追いだき運転を行わずに、水位検出値と以前のお湯はり
運転時に計算した単位水位上昇あたりの注湯量を使って
残り必要な注湯量を計算してお湯張りをするようにした
ものである。

【００１１】上記発明によれば、水の容積膨張と、水位
検出装置の温度が低いと出力も低くなるという温度特性
と、両方を考慮して注湯を行うため、浴槽のいかなる温
度の残湯量からお湯張りを行った場合でも、正確に目標
水位までお湯張りを行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、給湯回路
から浴槽へ自動的にお湯張りを行う自動注湯開閉弁と、
給湯回路を通過した湯量を検出する湯量検出手段と、浴
槽に設けた給湯口と接続された配管上に取り付けられ浴
槽内の水位を検出する水位検出手段と浴槽内の水温を検
出する温度検出手段と制御部を備え、自動お湯はり運転
開始時に、上記水位検出手段が、浴槽に設定水位未満の
残こり湯を検出し、かつ上記温度検出手段が、設定温度
未満を検出した場合は、風呂回路で設定温度になるま
で、追いだき運転を行った後、再度上記水位検出手段で
水位を検出し、その水位検出値と以前のお湯はり運転時
に計算した単位水位上昇あたりの注湯量を使って残り必
要な注湯量を計算して、お湯張りをすることを特徴とす
る自動風呂お湯張り装置である。

【００１３】上記自動風呂お湯張り装置によれば、浴槽
にのこり湯があっても、正確に目標水位までのお湯張り
に必要な注湯量を算出することができる。

【００１４】また、請求項２記載の発明は、自動お湯は
り運転開始時に、上記水位検出手段が、浴槽に設定水位
未満の残こり湯を検出し、かつ上記温度検出手段が、設
定温度未満を検出した場合は、上記温度検出手段の測定
値で検出水位を補正し、その補正水位と以前のお湯はり
運転時に計算した単位水位上昇あたりの注湯量を使って
残り必要な注湯量を計算して、お湯張りをすることを特
徴とする自動風呂お湯張り装置である。

【００１５】上記自動風呂お湯張り装置によれば、浴槽
にのこり湯があっても、ほぼ正確に目標水位までのお湯
張りに必要な注湯量を算出することができる。

【００１６】また、請求項３記載の発明は、自動お湯は
り運転開始時に、上記水位検出手段が、浴槽に設定水位
未満の残こり湯を検出し、かつ上記温度検出手段が、設
定温度マイナス一定温度未満を検出した場合は、風呂回
路で設定温度になるまで、追いだき運転を行った後、再
度上記水位検出手段で水位を検出し、その水位検出値と
以前のお湯はり運転時に計算した単位水位上昇あたりの
注湯量を使って残り必要な注湯量を計算してお湯張りを
し、上記温度検出手段が、設定温度マイナス一定温度以
上を検出した場合は、追いだき運転を行わずに、水位検
出値と以前のお湯はり運転時に計算した単位水位上昇あ
たりの注湯量を使って残り必要な注湯量を計算してお湯
張りをすることを特徴とする自動風呂お湯張り装置であ
る。

【００１７】上記自動風呂お湯張り装置によれば、浴槽
にのこり湯があっても、正確に速く目標水位までのお湯
張りに必要な注湯量を算出することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００１９】（実施例１）図１は、本発明の実施例１を
示す全体構成図である。図において、１は自動風呂お湯
張り装置、２は浴槽、３は給湯口で浴槽２の下部に取り
付けられている。給湯口３は配管で自動風呂お湯張り装
置１と接続され追焚回路１８を形成している。追焚回路
１８には水位検出手段１３、循環ポンプ１４、流量スイ
ッチ１５、サ−ミスタ１６、風呂用熱交換器１７が設け
られ、循環ポンプ１４によって浴槽２内の湯水を循環
し、水が流れるとＯＮする流量スイッチ１５のＯＮを検
出すると風呂用熱交換器１７で加熱を開始し、サ−ミス
タ１６が目標温度を検出するまで追焚を行う。９は給湯
回路で湯量検出手段４、入水温度を検出するサ−ミスタ
５、給湯用熱交換器８、出湯温度を検出するサ−ミスタ
６、流量調整弁７が設けられ、湯量検出手段４とサ−ミ
スタ５、６の信号から給湯用熱交換器８での加熱量と流
量調整弁７での流量調整量を演算し、目標温度の湯を出
湯する。

【００２０】１２は給湯回路９から流量調整弁７の下流
側で分岐した給湯路で自動注湯開閉弁１０、２つの逆止
弁１１を介して追焚回路１８の循環ポンプ１４と流量ス
イッチ１５の間に接続されている。そして、自動注湯開
閉弁１０が開となると給湯回路９で目標温度まで加熱さ
れた湯は分岐給湯路１２から追焚回路１８を通り、給湯
口３より浴槽２に注湯される。２０は制御部であり各種
演算、制御、記憶等を行う。

【００２１】上記構成の自動風呂お湯張り装置１により
初めて、もしくは制御部２０に設けた試運転スイッチを
押すことにより浴槽２に自動お湯張りした場合の動作を
図２により説明する。

【００２２】水位検出手段１３は浴槽２内の水位が給湯
口３を超え追焚回路１８が水で満たされた状態でなけれ
ば浴槽２内の水位を正しく検出することができない。そ
こでまず給湯回路１２から湯量検出手段４により一定量
（例えば４０Ｌ）の湯を浴槽２に注湯し、循環ポンプ１
４で循環を行う。そのとき浴槽２内の湯水が給湯口３を
超えていなければ流量スイッチ１５がＯＦＦするため、
さらに一定量（例えば１０Ｌ）の注湯、循環を流量スイ
ッチ１５がＯＮとなるまで繰り返す。

【００２３】流量スイッチ１５のＯＮが検出されたなら
ば浴槽２内の湯水は給湯口３を超えたと判定し循環ポン
プ１４を停止後、水位検出手段１３により浴槽２内の水
位を検出する。このときの水位をＨ１とする。水位検出
後、再び給湯回路１２から湯量検出手段４により一定量
Ｑ１（例えば４０Ｌ）の湯を浴槽２に注湯し、循環ポン
プ１４で循環した後、水位検出手段１３により浴槽２内
の水位を検出する。このときの水位をＨ２とする。ここ
で、注湯量Ｑ１と水位Ｈ１、Ｈ２から浴槽２下部におけ
る第１の単位水位上昇あたりの注湯量ｑ１が（１）式に
より算出できる。

【００２４】ｑ１＝Ｑ１／（Ｈ２−Ｈ１）・・・（１） この時点で水位Ｈ１、Ｈ２と単位水位上昇あたりの注湯
量ｑ１を制御部２０の記憶手段により記憶する。また、
水位Ｈ２が目標水位Ｈ４以上となっている場合には以後
の注湯は行わず自動お湯張りを終了する。

【００２５】水位Ｈ２が目標水位Ｈ４よりも低い場合に
は、浴槽２内の水位を現在水位Ｈ２から目標水位Ｈ４よ
り低い任意の水位まで上昇させるため、給湯回路１２か
ら湯量検出手段４により浴槽２に注湯を行う。注湯量Ｑ
２は浴槽の単位水位上昇あたりの注湯量がｑ１で一定と
仮定した場合に水位をＨ２からＨ４まで上昇するのに必
要な量よりも一定量ΔＱ（例えば２０Ｌ）少ない量とし
（２）式により算出する。

【００２６】 Ｑ２＝ｑ１×（Ｈ４−Ｈ２）−ΔＱ・・・（２） Ｑ２注湯後、循環ポンプ１４で循環した後、水位検出手
段１３により浴槽２内の水位を検出する。通常、浴槽の
単位水位上昇あたりの注湯量はほぼ一定か、浴槽の上部
ほど拡大していくためＱ２の注湯によって水位が目標水
位Ｈ４を超えることはなくＨ４以下となる。このときの
水位をＨ３とする。ここで、注湯量Ｑ２と水位Ｈ２、Ｈ
３から浴槽２中間部における第２の単位水位上昇あたり
の注湯量ｑ２が（３）式により算出できる。

【００２７】ｑ２＝Ｑ２／（Ｈ３−Ｈ２）・・・（３） この時点で水位Ｈ３と単位水位上昇あたりの注湯量ｑ２
を制御部２０の記憶手段により記憶する。ただし、Ｑ２
が一定量（例えば１０Ｌ）未満の場合には水位の上昇量
が少なく算出される単位水位上昇あたりの注湯量ｑ２の
誤差が大きくなる可能性が高いため制御部２０の記憶手
段への記憶は行わない。また、水位Ｈ２が目標水位Ｈ４
に達している場合には以後の注湯は行わず自動お湯張り
を終了する。なお、注湯量Ｑ２は水位をＨ２からＨ４よ
りも一定水位ΔＨ（例えば４cm）低い水位まで上昇する
のに必要な量としても良い。

【００２８】水位Ｈ３が目標水位Ｈ４よりも低い場合に
は、浴槽２内の水位を現在水位Ｈ３から目標水位Ｈ４ま
で上昇させるため、給湯回路１２から湯量検出手段４に
より浴槽２に注湯を行う。注湯量Ｑ３'は浴槽の単位水
位上昇あたりの注湯量がｑ２（ｑ２が記憶されていない
場合にはｑ１）で一定と仮定した場合に水位をＨ３から
Ｈ４まで上昇するのに必要な量とし（４）式により算出
する。

【００２９】 Ｑ３'＝ｑ２×（Ｈ４−Ｈ３）・・・（４） Ｑ３'注湯後、循環ポンプ１４で循環した後、水位検出
手段１３により浴槽２内の水位を検出する。このときの
水位をＨ３'とする。Ｈ３'がＨ４未満の場合にはさらに
Ｑ３''の注湯を行う。Ｑ３''は水位をＨ３'からＨ４ま
で上昇するのに必要な量とし（５）式により算出する。

【００３０】 Ｑ３''＝ｑ２×（Ｈ４−Ｈ３'）・・・（５） Ｑ３''注湯後、循環ポンプ１４で循環した後、水位検出
手段１３により浴槽２内の水位を検出する。このときの
水位をＨ３''とする。Ｈ３''がＨ４未満の場合には水位
がＨ４以上となるまで上記注湯動作を繰り返す。Ｈ４以
上の水位が検出された時点で自動お湯張りは終了する。
この時点で水位は目標水位Ｈ４とほぼ等しくなる。最終
検出された水位をＨ４'とし、水位Ｈ３以降の注湯量の
和Ｑ３（＝Ｑ３'＋Ｑ３''＋・・・）と水位Ｈ３、Ｈ４'
から浴槽２上部の目標水位近傍における第３の単位水位
上昇あたりの注湯量ｑ３が（６）式により算出できる。

【００３１】 ｑ３＝Ｑ３／（Ｈ４'−Ｈ３）・・・（６） この時点で単位水位上昇あたりの注湯量ｑ３を制御部２
０の記憶手段により記憶する。ただし、Ｑ３が一定量
（例えば１０Ｌ）未満の場合には水位の上昇量が少なく
算出される単位水位上昇あたりの注湯量ｑ３の誤差が大
きくなる可能性が高いため制御部２０の記憶手段への記
憶は行わない。

【００３２】次に、上記構成の自動風呂お湯張り装置１
により制御部２０の記憶手段に記憶がある状態で浴槽２
に自動お湯張りした場合の動作を図３、図４により説明
する。浴槽２に自動お湯張りを行う場合の動作は、自動
お湯張りを行う前に浴槽２の給湯口３よりも上まで湯水
があるかどうかで異なるため、まず、浴槽２の給湯口３
まで湯水がない残湯なしの場合の動作を説明する。

【００３３】自動お湯張りを行う前に水位検出手段１３
により検出される水位がＨ１未満の場合には浴槽２内の
湯水は給湯口３よりも下の可能性が高い。そこで、ま
ず、追焚回路１８内の湯水が水落ちしている場合を考慮
し給湯回路１２から湯量検出手段４により一定量（例え
ば１０Ｌ）の湯を浴槽２に注湯後、循環ポンプ１４で循
環を行う。このとき流量スイッチ１５がＯＮならば浴槽
２内の湯水は給湯口３より上であるため、後で説明する
残湯ありの動作に切り換える。流量スイッチ１５がＯＦ
Ｆならば浴槽２内の湯水は確実に給湯口３より下である
ため、給湯回路１２から湯量検出手段４により一定量
（例えば６０Ｌ）の湯を浴槽２に注湯し、循環ポンプ１
４で循環を行う。

【００３４】そのとき浴槽２内の湯水が給湯口３を超え
ていなければ流量スイッチ１５がＯＦＦするため、さら
に一定量（例えば１０Ｌ）の注湯、循環を流量スイッチ
１５がＯＮとなるまで繰り返す。流量スイッチ１５のＯ
Ｎが検出されたならば浴槽２内の湯水は給湯口３を超え
たと判定し循環ポンプ１４を停止後、水位検出手段１３
により浴槽２内の水位を検出する。このときの水位をＨ
とする。Ｈがすでに目標水位Ｈ４以上の場合には注湯を
終了する。ＨがＨ４未満の場合には制御部２０の記憶手
段に記憶されている水位Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４とＨの関係、
及び、単位水位上昇あたりの注湯量ｑ１、ｑ２、ｑ３に
より目標水位Ｈ４までの必要注湯量Ｑを（７）−１〜３
式により算出する。Ｈ＜Ｈ２ならば Ｑ＝ｑ１×（Ｈ２−Ｈ）＋ｑ２×（Ｈ３−Ｈ２）＋ｑ３×（Ｈ４−Ｈ３）…（ ７）−１ Ｈ２≦Ｈ＜Ｈ３ならばＱ＝ｑ２×（Ｈ３−Ｈ）＋ｑ３×（Ｈ４−Ｈ３）…（７） −２ Ｈ３≦Ｈ＜Ｈ４ならばＱ＝ｑ３×（Ｈ４−Ｈ）・・・（７）−３ 図３はＨ＜Ｈ２の場合、図４はＨ２≦Ｈ＜Ｈ３の場合で
ある。そして、注湯量Ｑを給湯回路１２から湯量検出手
段４により浴槽２に注湯後、循環ポンプ１４により浴槽
２内の湯水を循環し、サ−ミスタ１６が目標温度を検出
するまで風呂用熱交換器１７にて加熱を行い自動お湯張
りを終了する。

【００３５】次に、浴槽２の給湯口３より上まで湯水が
ある残湯ありの場合の動作を説明する。自動お湯張りを
行う前に水位検出手段１３により検出される水位がＨ１
以上の場合には浴槽２内の湯水は給湯口３よりも上の可
能性が高いため、まず、循環ポンプ１４で循環を行う。
このとき流量スイッチ１５がＯＦＦならば浴槽２内の湯
水は給湯口３より下であるため、前記残湯なしの動作に
切り換える。流量スイッチ１５がＯＮならば浴槽２内の
湯水は給湯口３より上であるため、循環ポンプ１４をそ
のまま運転継続し、追いだき運転をして設定温度まで運
転を継続する。設定温度まで、追いだきが完了すると、
水位検出手段１３により浴槽２内の水位を検出する。こ
のときの水位をＨとする。以後は前記残湯あり時の動作
と同様に目標水位Ｈ４までの必要注湯量Ｑを（７）−１
〜３式により算出し、注湯後、目標温度まで加熱を行い
自動お湯張りを終了する。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、浴槽内の
残こり湯を設定温度になるまで、追いだき運転し、その
時の検出水位を使って、残り注湯量を計算するため、浴
槽内の残湯量、温度などによらず常に精度良く、お湯張
りを行えるという有利な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における自動風呂お湯張り装
置の構成図

【図２】同装置で浴槽に初めてお湯張りをする場合の説
明模式図

【図３】同装置の制御部の記憶手段に記憶がある状態で
浴槽にお湯張りをする場合の説明模式図

【図４】同装置の制御部の記憶手段に記憶がある状態で
浴槽にお湯張りをする場合の他の説明模式図

【図５】従来の自動風呂お湯張り装置の構成図

【符号の説明】

２ 浴槽 ３ 給湯口 ４ 湯量検出手段 ９ 給湯回路 １０ 自動注湯開閉弁 １３ 水位検出手段 １８ 追焚回路 ２０ 制御部

フロントページの続き (72)発明者 上村 貴則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3L024 CC08 CC11 DD06 DD16 DD17 DD21 DD27 EE12 EE13 GG03 GG05 GG06 GG12 GG18 GG23 GG28 HH26 HH31

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給湯回路から浴槽へ自動的にお湯張りを行
   う自動注湯開閉弁と、前記給湯回路を通過した湯量を検
   出する湯量検出手段と、浴槽内の水位を検出する水位検
   出手段と、浴槽内の水温を検出する温度検出手段と、制
   御部とを備え、自動お湯はり運転開始時に上記水位検出
   手段が前記浴槽の設定水位未満の残こり湯を検出し、か
   つ前記温度検出手段が設定温度未満を検出した場合に
   は、設定温度になるまで追いだき運転を行った後再度前
   記水位検出手段で水位を検出し、その水位検出値と以前
   のお湯はり運転時に計算した単位水位上昇あたりの注湯
   量を使って残り必要な注湯量を計算し、お湯張りする自
   動風呂お湯張り装置。
2. 【請求項２】給湯回路から浴槽へ自動的にお湯張りを行
   う自動注湯開閉弁と、前記給湯回路を通過した湯量を検
   出する湯量検出手段と、浴槽内の水位を検出する水位検
   出手段と、浴槽内の水温を検出する温度検出手段と、制
   御部とを備え、自動お湯はり運転開始時に上記水位検出
   手段が前記浴槽の設定水位未満の残こり湯を検出し、か
   つ前記温度検出手段が温度検出手段の測定値で検出水位
   を補正し、その補正水位と以前のお湯はり運転時に計算
   した単位水位上昇あたりの注湯量を使って残り必要な注
   湯量を計算し、お湯張りする自動風呂お湯張り装置。
3. 【請求項３】給湯回路から浴槽へ自動的にお湯張りを行
   う自動注湯開閉弁と、前記給湯回路を通過した湯量を検
   出する湯量検出手段と、浴槽内の水位を検出する水位検
   出手段と、浴槽内の水温を検出する温度検出手段と、制
   御部とを備え、自動お湯はり運転開始時に上記水位検出
   手段が前記浴槽の設定水位未満の残こり湯を検出し、か
   つ前記温度検出手段が設定温度マイナス一定温度未満を
   検出した場合には、設定温度になるまで追いだき運転を
   行った後再度前記水位検出手段で水位を検出し、その水
   位検出値と以前のお湯はり運転時に計算した単位水位上
   昇あたりの注湯量を使って残り必要な注湯量を計算して
   お湯張りをし、前記温度検出手段が設定温度マイナス一
   定温度以上を検出した場合には、追いだき運転を行わず
   に、水位検出値と以前のお湯はり運転時に計算した単位
   水位上昇あたりの注湯量を使って残り必要な注湯量を計
   算してお湯張りする自動風呂お湯張り装置。