JP2562755B2 - 湯張り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は湯張り装置、特に、設定
した湯張り水位から演算した必要湯張り水量に基づいて
湯張り動作を行なうようにした湯張り装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来技術及び課題】浴槽内水位が設定水位に達した際
に湯張り動作を自動停止させる湯張り装置として、例え
ば実開平２−９１９２４号の明細書に開示した図１に示
す構造の湯張り装置がある。浴槽（２）に繋がる給湯回
路（１）には、その上流側から流量カウンタ（Ｑ）と湯
張り弁（１０）と更に水位センサ（１１）がこの順序で
挿入されている。尚、上記水位センサ（１１）は給湯回
路（１）を介して浴槽内水圧を検知する水圧計で構成さ
れている。

【０００３】これら各部品は制御装置(3）に配線接続さ
れていると共に、更に該制御装置(3）には浴室壁面等に
配設された操作スイッチ(13)と水位設定器(12)の出力が
印加されている。このものでは、操作スイッチ(13)を投
入すると、湯張り弁(10)が開成せしめられて浴槽(2）へ
の給湯動作が間欠的に行われるようになっており、予め
定められた一定量（例えば１０リットル）の温水を浴槽
(2）に供給する毎に湯張り弁(10)を閉じる。即ち、浴槽
(2）への給湯と停止を間欠的に繰返しながら湯張り動作
を進行させるのである。

【０００４】そして、湯張り弁(10)を閉じた状態におい
て水位センサ(11)が検知する浴槽内水位が水位設定器(1
2)の設定水位に等しくなると、この時点で湯張り動作を
完了させる。しかしながら、上記従来のものでは浴槽
(2）への給湯と給湯停止を交互に繰返す間欠湯張りを行
いながら湯張り動作を進行させる必要があることから、
湯張り動作に長時間を要するという問題があった。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みて成されたもの
で、『浴槽（２）に繋がる給湯回路（１）と、該給湯回
路（１）に挿入された流量カウンタ（Ｑ）及び湯張り弁
（１０）と、浴槽（２）内水位を検知する水位センサ
（１１）と、更に、浴槽（２）への湯張り水位を設定す
る水位設定器（１２）を具備し、該水位設定器（１２）
で設定した湯張り水位まで浴槽（２）内に給湯するよう
にした湯張り装置』において、湯張り所要時間の短縮化
を図ることをその課題とする。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】［請求項１の発明について］

【技術的手段】上記課題を解決する為に採用した請求項
１の発明の技術的手段を図２の概念図を引用しながら説
明すると、請求項１の発明の技術的手段は『操作スイッ
チ（１３）を投入した際に水位センサ（１１）が検知す
る浴槽（２）内水位と水位設定器（１２）に設定した湯
張り水位の差を演算して不足水位を求める不足水位演算
器（４４）と、該不足水位演算器（４４）が出力する上
記不足水位と浴槽（２）内を単位水位上昇させるのに必
要な単位水量を格納する単位水量設定器（４）の出力の
積を演算して湯張り必要水量を求める乗算回路（４１）
と、該乗算回路（４１）が出力する湯張り必要水量と流
量カウンタ（Ｑ）が計測する浴槽（２）への給湯量を比
較して後者の給湯量が前者の湯張り必要水量以上になっ
たときに湯張り停止信号を出す流量比較器（４２）を設
け、該流量比較器（４２）の上記湯張り停止信号で湯張
り弁（１０）を閉弁状態に維持するようにし、更に、水
位設定器（１３）に設定された水位が湯張り動作中に変
更された場合は外変更後の湯張り水位と前記操作スイッ
チ（１３）投入時に前記水位センサ（１１）が検知した
浴槽内水位を利用して湯張り必要水量を求め直すべく前
記不測水位演算器（４４）及び乗算回路（４１）を再度
作動させるようにした』ことである。

【００１１】

【作用】上記技術的手段は次のように作用する。水位設
定器(12)に湯張り水位を設定した後に操作スイッチ(13)
を投入して湯張り操作をすると、その時点で水位センサ
(11)が検知する浴槽(2）内水位と水位設定器(12)に設定
した湯張り設定水位の差が不足水位演算器(44)で演算さ
れる。即ち、水位設定器(12)の設定水位まで水位上昇さ
せる為に必要な不足水位を不足水位演算器(44)が演算す
るのである。

【００１２】次に、上記不足水位演算器(44)が出力する
前記不足水位と単位水量設定器(4)に格納された単位水
量が乗算回路(41)で掛算される。即ち、浴槽(2）内を単
位水位だけ上昇させるのに必要な単位水量と上記不足水
位演算器(44)の出力する不足水位が乗算回路(41)で乗算
され、これにより、水位設定器(12)の設定水位まで浴槽
(2）内水位を上昇させるために浴槽に供給する必要のあ
る必要水量（体積）が求められるのである。

【００１３】そして、上記乗算回路（４１）の出力（浴
槽（２）内を設定水位に上昇させるのに要する必要水
量）と浴槽（２）への給湯量を計測する流量カウンタ
（Ｑ）の出力が流量比較器（４２）で継続的に比較され
ることとなり、流量カウンタ（Ｑ）が計測する浴槽
（２）への給湯量が乗算回路（４１）の出力する湯張り
必要水量以上になると、上記流量比較器（４２）の湯張
り停止信号によって湯張り弁（１０）が閉じられて湯張
り動作が終了する。一方、上記湯張り途中で水位設定器
（１２）の設定水位（湯張り水位）が変更されると、該
変更後に前記水位設定器（１２）が出力する湯張り水位
と前記操作スイッチ（１３）の投入時（湯張り操作時）
に水位センサ（１１）が検知した浴槽内水位の水位差が
水位演算器（４４）で演算し直される。そして、更に前
記演算し直された水位差と単位水量設定器（４）に格納
された単位水量が乗算回路（４１）で掛算される。従っ
て、湯張り途中に水位設定器（１２）の設定水位が変更
された場合は、湯張り操作たる操作スイッチ（１３）の
投入時に水位センサ（１１）が検知した浴槽内水位から
前記変更後の湯張り水位までの湯張り必要水量が前記水
位演算器（４４）等で求め直される。そして、流量カウ
ンタ（Ｑ）が計測する浴槽（２）への給湯量が、求め直
された前記湯張り必要水量以上になると、前記と同様に
湯張り弁（１０）が閉じられて湯張り動作が停止する。

【００１４】

【効果】請求項１の発明は次の特有の効果を有する。浴
槽（２）への給湯動作を間欠的に行いながら湯張り動作
を進行させる既述従来のもののように浴槽（２）への給
湯を中断させる必要がないから、湯張り動作を中断させ
る必要がない分だけ湯張り所要時間の短縮化が図れる。
湯張り途中で湯張り水位が変更された場合、該変更後に
演算し直された湯張り必要水量に基づいて以後の湯張り
が続行される。従って、上記技術的手段によれば、設定
された湯張り水位に基づいて必要水量を演算する形式の
ものでも湯張り中における設定水位の変更が可能とな
る。又、上記湯張り必要水量を演算し直す場合は、湯張
り操作たる操作スイッチ（１３）の投入時に水位センサ
（１１）が検知した浴槽内水位に基づいて前記演算をし
直すから、前記水位センサ（１１）による水位検知動作
を再度実行する必要がない。従って湯張り水位の変更に
伴って湯張り必要水量を求め直す作業が迅速に行える。 ［請求項２の発明について］ 請求項２の発明は、『浴槽（２）に繋がる給湯回路
（１）と、該給湯回路（１）に挿入された流量カウンタ
（Ｑ）及び湯張り弁（１０）と、浴槽（２）内水位を検
知する水位センサ（１１）と、更に浴槽（２）への湯張
り水位を設定する水位設定器（１２）を具備し、該水位
設定器（１２）で設定した湯張り水位まで浴槽（２）内
に給湯するようにした湯張り装置』において、上記した
請求項１の発明と同様に湯張り時間の短縮化を図ること
をその目的とする。

【００１５】

【手段】上記課題を解決する為の請求項２の発明の技術
的手段を図３を引用しながら説明すると、請求項２の発
明の技術的手段は、『操作スイッチ（１３）を投入した
際に水位センサ（１１）が検知する浴槽（２）内水位か
ら水位設定器（１２）に設定した湯張り水位までの浴槽
内容積を積分することによって湯張り必要水量を求める
演算回路（４９）と、該演算回路（４９）が出力する湯
張り必要水量と流量カウンタ（Ｑ）が計測する浴槽
（２）への給湯量を比較して後者の給湯量が前者の湯張
り必要水量以上になったときに湯張り停止信号を出す流
量比較器（４２）を設け、該流量比較器（４２）の上記
湯張り停止信号で湯張り弁（１０）を閉弁状態に維持す
るようにし、更に、水位設定器（１２）に設定された湯
張り水位が湯張り動作中に変更された場合は該変更後の
湯張り水位と前記操作スイッチ（１３）投入時に前記水
位センサ（１１）が検知 した浴槽内水位を利用して湯
張り必要水量を求め直すべく前記演算回路（４９）を再
度作動させるようにした』ことである。

【００１６】

【作用】上記技術的手段は次のように作用する。水位設
定器（１２）に湯張り水位を設定した後に操作スイッチ
（１３）を投入して湯張り動作を開始させる。すると、
この時に水位センサ（１１）が検知する浴槽（２）内水
位から水位設定器（１２）に設定した湯張り水位までの
浴槽内容積を積分によって求める演算が演算回路（４
９）で実行される。これにより、前記湯張り水位まで湯
張りするのに必要な湯張り必要水量が求められる。

【００１７】次に、上記演算回路（４９）が出力する前
記湯張り必要量と浴槽（２）への給湯量を計測する流量
カウンタ（Ｑ）の出力が流量比較器（４２）で継続比較
される。そして、流量カウンタ（Ｑ）が計測する浴槽
（２）への給湯量が演算回路（４９）の出力する湯張り
必要水量以上になると、上記流量比較器（４２）から湯
張り停止信号が出て該信号によって湯張り弁（１０）が
閉弁せしめられて湯張り動作が終了する。一方、湯張り
途中で水位設定器（１２）の設定水位（湯張り水位）が
変更されると該変更後に前記水位設定器（１２）が出力
する湯張り水位と、前記湯張り動作の初期に水位センサ
（１１）が検知した浴槽内水位を利用することにより演
算回路（４９）が湯張り必要水量を求め直す。そして、
流量カウンタ（Ｑ）が計測する浴槽（２）への給湯量が
求め直された前記湯張り量以上になると前記と同様に湯
張り弁（１０）が閉じられて湯張り動作が停止する。

【００１８】

【効果】請求項２の技術的手段によれば、演算回路（４
９）が湯張り必要水量を演算する湯張り動作初期が経過
すると、以後流量カウンタ（Ｑ）の出力だけ監視して湯
張りでき、以後は水位センサ（１１）の検知水位を判断
する必要がない。よって、水位センサ（１１）の検知水
位を判断する為に湯張り完了時まで湯張り動作と湯張り
停止動作を繰返す必要があった既述従来のものに比べて
湯張り時間の短縮化が図れる。又、請求項１の発明と同
様に設定された湯張り水位に基づいて湯張り必要水量を
演算する形式のものでも湯張り中における設定水位の変
更が可能になると共に、前記設定水位の変更に伴って湯
張り必要水量を演算し直す場合は、水位センサ（１１）
による水位検知動作を再度実行する必要がない。よっ
て、湯張り必要水量を求め直す作業が迅速に行える。

【００１９】

【実施例】次に上記した本願発明の実施例を図面に従っ
て説明する。図４に示すようにこの実施例に使用される
浴槽(2）は、底面形状が長方形をしていると共に縦断面
形状は上方に向かって拡大する断面台形に形成されてい
る。上記浴槽(2）と追焚き用熱交換器(21)はこれら両者
間を循環する追焚き回路(22)で接続されており、該追焚
き回路(22)には水位センサ(11)（水圧計で構成されてい
る）と循環ポンプ(P) と更に水流スイッチ(F) が挿入さ
れている。そして、上記循環ポンプ(P)を駆動させた際
における浴槽(2）内水は同図の矢印で示す如く追焚き回
路(22)を反時計方向に流れるようになっている。

【００２０】上記追焚き回路(22)に於ける水位センサ(1
1)と循環ポンプ(P) の間には、給湯用熱交換器(14)から
引出した給湯回路(1) が接続されていると共に、該給湯
回路(1) には湯張り弁(10)とその下流側の逆流防止装置
(15)が挿入されている。又、上記給湯回路(1) に於ける
給湯用熱交換器(14)の上流側には流量カウンタ(Q) が挿
入されている。

【００２１】上記流量カウンタ(Q) や湯張り弁(10)等の
各部品はマイクロコンピュータを組込んだ制御装置(3）
に接続されていると共に、該制御装置(3）には、浴室壁
面等に配設された水位設定器(12)や操作スイッチ(13)の
信号が印加されるようになっている。このものでは、器
具設置後の最初の湯張り動作（以下、初回湯張りとい
う）か二回目以降の湯張り動作（以下、通常湯張りとい
う）かによって異なる動作を行うようになっており、初
回湯張り動作時には浴槽の大きさや形状を判断して後の
湯張り動作に必要な基礎データを求めてこれを記憶する
初期設定動作を実行する。又、二回目以降の通常湯張り
時には上記初回湯張り動作で求めた前記基礎データを利
用して湯張り動作を進行させる。

【００２２】以下、初回湯張り動作と通常湯張り動作に
分けて湯張り動作の実際を図５を引用しながら説明す
る。 Ａ．初回湯張りについて (A) ．器具設置後に電源接続すると、初回湯張り動作か
否かを判断する際に使用するフラグ(f) を「０」にセッ
トする（図面符号(70)のステップ参照）。 (B) ．次に操作スイッチ(13)が投入されるのを監視し、
これが投入されるとフラグ(f) の内容を調べ、これから
実行する湯張り動作が初回湯張り動作か否かを判断し
（図面符号(71)のステップ参照）、該フラグ(f) の内容
が「０」でこれから実行する湯張りが初回湯張り動作で
あると判断される場合は、浴槽(2）に１０リットルの給
湯動作を実行する（図面符号(72)のステップ参照）。即
ち、給湯用バーナ(16)を燃焼させながら湯張り弁(10)を
開放して浴槽(2）に給湯すると共に、流量カウンタ(Q)
の出力が１０リットルに達すると給湯用バーナ(16)を消
火させると共に湯張り弁(10)を閉弁状態に維持するので
ある。 (C) ．浴槽(2）への１０リットルの給湯動作が終ると、
追焚き回路(22)に挿入した循環ポンプ(P) を駆動させ、
浴槽(2）内水を追焚き回路(22)内で循環させる動作を実
行させる（図面符号(73)のステップ参照）。 (D) ．次に、水流スイッチ(F) の信号を調べ該水流スイ
ッチ(F) がＯＮ信号を出していない場合は、浴槽(2）の
側壁と追焚き回路(22)を接続する浴槽金具(24)まで浴槽
内水位が上昇していないことが分ることから循環ポンプ
(P) を停止させて再び浴槽(2）への１０リットルの給湯
動作を実行する（図面符号(74)，(75)，(72)のステップ
参照）。そして、循環ポンプ(P) を駆動させた際に水流
スイッチ(F) がＯＮ信号を出すまで一回当り１０リット
ルと定められた量の温水を浴槽(2）に供給する間欠給湯
を実行する。

【００２３】やがて、浴槽（２）内の水位が上昇してそ
の側壁の浴槽金具（２４）が水没すると、循環ポンプ
（Ｐ）を駆動させた際に水流スイッチ（Ｆ）がＯＮ信号
を出すこととなり、これにより、追焚き回路（２２）内
の空気抜きが完了して水位センサ（１１）による浴槽内
水位が検知できる状態になる。従って、水流スイッチ
（Ｆ）の信号を調べる図面符号（７４）のステップを実
行した際には制御動作が図面符号（７６）のステップに
移されることとなる。即ち、循環ポンプ（Ｐ）を停止さ
せると共に、その時点で水位センサ（１１）が検知する
水位（以下、第１基準水位Ｈ０という）をマイコン内の
特定の第１水位メモリＭＨ０に格納する。又、初回湯張
りの開始時から上記第１基準水位Ｈ０が検出できるまで
に流量カウンタ（Ｑ）が計測した浴槽（２）への全給湯
量（以下、第１基準水量Ｗ０と言う）を第１水量メモリ
ＭＷ０に格納する。尚、前記第１基準水量Ｗ０は後述す
る通常湯張り動作の実行時に使用される。 （Ｅ）．次に浴槽（２）に２０リットル（以下、第２基
準水量Ｗ２という）の給湯を行うと共に、該第２基準水
量Ｗ２を第２基準水量メモリＭＷ２に格納する。又、水
位センサ（１１）が検知する浴槽内水位（以下、第２基
準水位Ｈ２という）を第２基準水位メモリＭＨ２に格納
する（図面符号（７７），（７８）のステップ参照）。 （Ｆ）．次に、浴槽（２）の形状及び大きさを調べる為
に必要な第１不足湯量Ｖ１を演算する（図面符号（７
９）のステップ参照）。

【００２４】第１不足湯量Ｖ1 は浴槽(2）が単純な直方
体形状であると仮定した場合に、水位設定器(12)の設定
水位まで湯張りするのに現時点から浴槽(2）に追加しな
ければならない温水の量を示しており、次のようにして
演算される。浴槽(2）を単純な直方体と仮定した場合に
該浴槽(2）内水位を単位水位だけ上昇させるのに必要と
なる単位水量ＷＨ1 とすると、図４から明らかなよう
に、 ＷＨ1 ＝第２基準水量Ｗ2 ／（第２基準水位Ｈ2 −第１
基準水位Ｈ0 ）・・・[1] （但し、第２基準水量Ｗ2 ：２０リットル，第１基準水
位Ｈ0 ：浴槽金具(24)が浴槽内水に水没した際に於ける
水位センサ(11)の検知水位，第２基準水位Ｈ2 ：浴槽金
具(24)が水没して更に２０リットルの湯張りが終了した
次点の水位センサ(11)の検知水位）となる。

【００２５】従って、水位設定器(12)の設定水位になる
まで浴槽(2）に追加する必要のある第１不足湯量Ｖ1
（図４のＡ＋Ｂの部分の体積）は、 第１不足湯量Ｖ1 ＝Ａ＋Ｂ＝ＷＨ1 ×（設定水位Ｈs −
第２基準水位Ｈ2 ）・・・[2] となる。 (G) ．次に、流量カウンタ(Q) の出力を監視しながら上
記演算した第１不足湯量Ｖ1 だけ浴槽(2）に補充給湯
し、その後に於ける浴槽(2）内の実際の水位、即ち水位
センサ(11)の検知水位（以下、第３基準水位Ｈ3 とい
う）を第３基準水位メモリＭＨ3 に格納する（図面符号
(80)のステップ参照）。 (H) ．次に、水位設定器(12)の設定水位まで浴槽(2）内
の水位を上昇させる為に更に該浴槽内に補充しなければ
ならない温水の量、即ち第２不足湯量Ｖ2 を演算する。

【００２６】上記した第１不足湯量Ｖ1 の補充給湯の結
果浴槽(2）内の水位が前記第３基準水位Ｈ3 まで上昇し
たのであるから、図４に於けるＢの部分の体積とＣの部
分の体積は等しいこととなる。即ち、浴槽(2）が直方体
と仮定して設定水位Ｈs まで湯張りするのに必要な量
（第１不足湯量Ｖ1 ）の温水を補充した結果、第３基準
水位Ｈ3 までしか実際の浴槽内水位が上昇しなかったの
であるから、 Ａ＋Ｂ＝Ａ＋Ｃ となり（図４参照）、その結果、 Ｂ＝Ｃ となる。

【００２７】但し、第１基準水位Ｈ0 及び第２基準水位
Ｈ2 の中間高さを示す水平線（図４の点線）と浴槽(2）
の傾斜壁Ｋの交点から垂直に立てた線を第１垂線Ｊとす
ると、上記Ａは、第２基準水位Ｈ2 及び第３基準水位Ｈ
3 を示す水平線と、浴槽(2）における浴槽金具(24)配設
側の垂直壁Ｌと、前記第１垂線Ｊで囲まれる部分の体積
である。又、Ｂは、第３基準水位Ｈ3 及び設定水位Ｈs
を示す水平線と垂直壁Ｌ及び第１垂線Ｊで囲まれる部分
の体積で、更に、Ｃは、第２基準水位Ｈ2 及び第３基準
水位Ｈ3 を示す水平線と第１垂線Ｊ及び傾斜壁Ｋで囲ま
れた部分の体積である。

【００２８】よって、 Ｂ＝Ｃ＝単位水量ＷＨ1 ×（設定水位Ｈs −第３基準水
位Ｈ3 ）・・・[3] 次に、第３基準水位Ｈ3 を示す水平線と浴槽(2）の傾斜
壁Ｋの交点から立てた第２垂線Ｍと上記第１垂線Ｊの水
平間距離をＷＨ2 とすると、 Ｃ＝約（水平間距離ＷＨ2 ×ｈ）／２ となり、 ｈ＝第３基準水位Ｈ3 −第１基準水位Ｈ0 であることを考慮すると、 Ｃ＝約（水平間距離ＷＨ2 ×（第３基準水位Ｈ3 −第１
基準水位Ｈ0 ））／２・・・[4] よって、上記[4] 式を水平間距離ＷＨ2 について解く
と、 水平間距離ＷＨ2 ＝（２×Ｃ）／（第３基準水位Ｈ3 −
第１基準水位Ｈ0 ）・・・[5] となり、更に、上記[5] 式の「Ｃ」に[3] 式を代入する
と、 水平間距離ＷＨ2 ＝（２×単位水量ＷＨ1 ×（設定水位
Ｈs −第３基準水位Ｈ3））／（第３基準水位Ｈ3 −第
１基準水位Ｈ0）・・・[6] となる。

【００２９】上記水平間距離ＷＨ2 は第１垂線Ｊと第２
垂線Ｍの水平間距離を示しており、これを上昇水位ｈで
割った値（水平間距離ＷＨ2 ／上昇水位ｈ）は、単位高
さ（例えば鉛直距離１mm）当りの傾斜壁Ｋの水平方向の
増加距離、即ち傾斜壁Ｋの勾配を示している。従って、
浴槽(2）内を単位水位だけ上昇させたときに浴槽内の水
面は水平方向に（水平間距離ＷＨ2 ／上昇水位ｈ）だけ
増加することとなる。この値を浴槽壁勾配ΔＷＨとする
と、 浴槽壁勾配ΔＷＨ＝（水平間距離ＷＨ2 ／上昇水位ｈ）
＝（水平間距離ＷＨ2／（第３基準水位Ｈ3 −第１基準
水位Ｈ0 ）） となる。

【００３０】次に、第３基準水位Ｈ3 ，設定水位Ｈs ，
垂直壁Ｌ，第１垂線Ｊで囲まれる部分の体積Ｂは、 Ｂ＝単位水量ＷＨ1 ×（設定水位Ｈs −第３基準水位Ｈ
3 ）・・・[7] 第３基準水位Ｈ3 と設定水位Ｈs と第１垂線Ｊと更に第
２垂線Ｍで囲まれる部分の体積Ｄは、 Ｄ＝水平間距離ＷＨ2 ×（設定水位Ｈs −第３基準水位
Ｈ3 ）・・・[8] 第３基準水位Ｈ3 と設定水位Ｈs と第２垂線Ｍと更に傾
斜壁Ｋで囲まれる部分の体積Ｅは、 Ｅ＝（浴槽壁勾配ΔＷＨ×（設定水位Ｈs −第３基準水
位Ｈ3 ）×（設定水位Ｈs −第３基準水位Ｈ3 ））／２
・・・[9] となる。

【００３１】従って、浴槽(2）内水位を水位設定器(12)
の設定水位に上昇させるために以後補充しなければなら
ない第２不足水量Ｖ2 は上記Ｂ，Ｄ及びＥを加算したも
ので、式[7],[8],[9］より、 第２不足水量Ｖ2 ＝Ｂ＋Ｄ＋Ｅ ＝（単位水量ＷＨ1 ＋水平間距離ＷＨ2 ）×（設定水位
Ｈs −第３基準水位Ｈ3 ）＋（浴槽壁勾配ΔＷＨ×（設
定水位Ｈs −第３基準水位Ｈ3 ）×（設定水位Ｈs −第
３基準水位Ｈ3 ））／２ となる。

【００３２】そして、図５の図面符号（８１）のステッ
プにおいて、上記第２不足水量Ｖ２を求める演算を行な
う。 （Ｉ）．次に、上記第２不足水量Ｖ２の温水を浴槽
（２）に供給した後、初回湯張り動作が完了したことを
記録する為にフラグ（ｆ）の値を「１」にセットして再
び操作スイッチ（１３）の操作を監視するステップに制
御動作が戻される（図面符号（８２），（７１）のステ
ップ参照）。

【００３３】これにより、初回湯張り動作が完了する。 Ｂ．通常湯張りについて 器具設置後の上記初回湯張りを実行した後に操作スイッ
チ(13)を操作すると、上記第２不足水量Ｖ2 等を利用し
た速やかな湯張り動作が実行される。次に、通常湯張り
の動作の詳細を浴槽(2）内の残留水の存否により場合分
けして説明する。 （イ）．浴槽(2）に残留水が存在しない場合 (A) ．操作スイッチ(13)が投入されるとフラグ(f) の内
容を判断する。すると、既述した初回湯張りを実行した
際に既にフラグ(f) の内容が「１」にセットされている
ことから、同図の右端に示した工程に制御動作が移さ
れ、先ず循環ポンプ(P) を駆動させる（図面符号(71)，
(85)のステップ参照）。 (B) ．次に水流スイッチ(F) の出力を判断し（図面符号
(86)のステップ参照）、該水流スイッチ(F) がＯＦＦ信
号を出しているときは循環ポンプ(P) を停止させ（図面
符号(87)のステップ参照）、その後に、浴槽金具(24)の
上方５０mmの位置に水位上昇するまで浴槽(2）内に給湯
する必要のある温水の量（以下、第１湯張り量Ｘ1 とい
う）を演算する（図面符号(88)のステップ参照）。

【００３４】図６に示すように、浴槽(2）の底壁と第１
基準水位Ｈ0 の間の体積は、既述した初回湯張りで求め
て第１水量メモリＭＷ0 に記憶させた第１基準水量Ｗ0
である。又、第１基準水位Ｈ0 とその上方５０mmの水平
線（以下、第４基準水位Ｈ4 という）と浴槽(2）の垂直
壁Ｌ及び第１垂線Ｊ（第１垂線Ｊの意義については初回
湯張りで説明した）で囲まれる範囲Ｘ5 の体積は、「Ｘ
5 ＝単位水量ＷＨ1 ×５０mm」である。

【００３５】更に、第１基準水位Ｈ0 とその上方５０mm
の第４基準水位Ｈ4 と第１垂線Ｊと更に傾斜壁Ｋで囲ま
れた部分Ｘ6 の体積は、「Ｘ6 ＝浴槽壁勾配ΔＷＨ×
（５０×５０）／２」である。よって、浴槽金具(24)の
上方５０mmの水位まで湯張りするのに必要な第１湯張り
量Ｘ1 は、上記各水量を加算すれば良いことが分る。

【００３６】従って、 第１湯張り量Ｘ1 ＝第１基準水量Ｗ0 ＋Ｘ5 ＋Ｘ6 ＝（（浴槽壁勾配ΔＷＨ×５０／２）＋単位水量ＷＨ1
）×５０＋第１基準水量Ｗ0 となり、これにより、浴槽金具(24)の上方５０mmまで湯
張りする際に必要となる第１湯張り量Ｘ1 が求められ
る。 (C) . 次に、給湯用バーナ(16)を燃焼させると共に湯張
り弁(10)を開弁し、流量カウンタ(Q) の出力を判断しな
がら上記第１湯張り量Ｘ1 の量の温水を浴槽(2）に給湯
する（図面符号(89)のステップ参照）。 (D) ．続いて、水位センサ(11)が検知する現在の浴槽
(2）内水位（第４基準水位Ｈ4 ）を第４基準水位メモリ
ＭＨ4 に記憶させると共に、流量カウンタ(Q) をリセッ
トし、更に水位設定器(12)の設定水位Ｈs を、水位設定
メモリＭＨs に格納する（図面符号(90)のステップ参
照）。 (E) ．給湯用バーナ(16)を燃焼させると共に湯張り弁(1
0)を開弁して湯張り動作を再開する（図面符号(91)のス
テップ参照）。 (F) ．次に、水位設定メモリＭＨs に格納した設定水位
Ｈs まで浴槽(2）内水位を上昇させるために補充する必
要のある第２湯張り量Ｘ2 を演算する（図面符号(92)の
ステップ参照）。

【００３７】上記した第１基準水位Ｈ0 の上方５０mmの
水位（第４基準水位Ｈ4 ）と傾斜壁Ｋの交点から立てた
第３垂線Ｎと、第４基準水位Ｈ4 と設定水位Ｈs の高低
差ｈの半分の「ｈ／２」の水位を示す第５基準水位Ｈ5
が傾斜壁Ｋに交わる点との水平距離を第１水平距離ｄと
する。又、第１垂線Ｊと上記第３垂線Ｎの水平間距離を
第２水平距離ｅとすると、 第１水平距離ｄ＝（（設定水位Ｈs −第４基準水位Ｈ4
）／２）×浴槽壁勾配ΔＷＨ 第２水平距離ｅ＝約（第４基準水位Ｈ4 −第１基準水位
Ｈ0 ）×浴槽壁勾配ΔＷＨ となり、これら両者を加えた補助値Ｇは、 補助値Ｇ＝第１水平距離ｄ＋第２水平距離ｅ＝約
（（（設定水位Ｈs −第４基準水位Ｈ4 ）／２）＋（第
４基準水位Ｈ4 −第１基準水位Ｈ0 ））×浴槽壁勾配Δ
ＷＨ・・・[10] となる。

【００３８】すると、上記補助値Ｇは、上記設定水位Ｈ
s と第４基準水位Ｈ4 の中間水位を示す第５基準水位Ｈ
5 が傾斜壁Ｋに交わる交点ｒから測定した第１垂線Ｊま
での水平距離を示すこととなり、該補助値Ｇは傾斜壁
Ｋ，設定水位Ｈs 及び第１垂線Ｊで囲まれる三角形の上
辺の約半分になっている。従って、上記三角形部分の体
積は、約「（設定水位Ｈs −第４基準水位Ｈ4 ）×補助
値Ｇ」となる。

【００３９】又、第４基準水位Ｈ4 と設定水位Ｈs と垂
直壁Ｌと更に第１垂線Ｊによって囲まれる部分（残りの
湯張り必要量のうち、上記三角形部分を除く部分）に湯
張りされる水の体積は「（設定水位Ｈs −第４基準水位
Ｈ4 ）×単位水量ＷＨ1 」となる。従って、以後浴槽
(2）内を水位設定器(12)の設定水位Ｈs まで湯張りする
のに必要な第２湯張り量Ｘ2 は、上記三角形部分に湯張
りされることとなる温水の量と該三角形以外の部分に湯
張りされることとなる温水の量を加えたものとなる。即
ち、 第２湯張り量Ｘ2 ＝（設定水位Ｈs −第４基準水位Ｈ4
）×（単位水量ＷＨ1＋補助値Ｇ）・・・[11] となる。これにより、以後浴槽(2）に補充する必要のあ
る第２湯張り量Ｘ2 が求められる。

【００４０】そして、この実施例では、上記「単位水量
ＷＨ１＋補助値Ｇ」の値を記憶するマイコン内のメモリ
部が第１請求項の技術的手段に記載の単位水量設定器
（４）に対応すると共に、該「単位水量ＷＨ１＋補助値
Ｇ」と以後の湯張り必要水位としての上記「設定水位Ｈ
ｓ−第４基準水位Ｈ４」を乗算するマイコン内の機能部
が第１請求項の技術的手段の項に記載の乗算回路（４
１）に対応している。又、上記「設定水位Ｈｓ−第４基
準水位Ｈ４」を演算するマイコン内の機能部が既述請求
項１の技術的手段に記載の不足水位演算器（４４）に対
応する。

【００４１】更に、この通常湯張り動作においては、第
１湯張り量Ｘ１の湯張り動作の結果に基づいて第２湯張
り量Ｘ２を演算するマイコン内の機能部が請求項３の技
術的手段の項に記載の演算回路（４９）に対応してい
る。 （Ｇ）．次に、現在実行している温水補充中には水位設
定器（１２）の出力と水位設定メモリＭＨｓに格納した
設定水位Ｈｓの値を比較することにより、設定水位の変
更がないか否か判断し（図面符号（９３）のステップ参
照）、設定水位に変更があると該変更後の水位設定器
（１２）の設定水位Ｈｓを水位設定メモリＭＨｓに格納
し直したうえで、再度第２湯張り量Ｘ２（浴槽（２）内
水位を第４基準水位Ｈ４から変更後の設定水位Ｈｓまで
上昇させるために必要な補充水量）を演算する（図面符
号（９３），（９４），（９２）のステップ参照）。こ
れにより、湯張り途中に於ける設定水位の変更の受付け
を可能にしている。 （Ｈ）．次に、上記演算した第２湯張り量Ｘ２の温水を
浴槽（２）に供給し始めてからの給湯量を計測している
流量カウンタ（Ｑ）の出力と前記第２湯張り量Ｘ２を比
較し（図面符号（９５）のステップ参照）、前者が大き
くなった場合、即ち、湯張り動作が完了した場合は給湯
用バーナ（１６）を消火させると共に湯張り弁（１０）
を閉じて湯張り動作を完了させる（図面符号（９６）の
ステップ参照）。 （ロ）．浴槽（２）内に残留水が存在する場合 通常湯張りを開始して水流スイッチ（Ｆ）の信号を調べ
る図面符号（８６）のステップを実行した際に、該水流
スイッチ（Ｆ）がＯＮ信号を出しているときは浴槽
（２）内に残留水が存在していることが分ることから、
循環ポンプ（Ｐ）を停止させる（図面符号（９７）のス
テップ参照）と共に第４基準水位Ｈ４まで湯張りする動
作を行なうことなく、その時点で水位センサ（１１）が
検知する浴槽（２）内水位を第４基準水位メモリＭＨ４
に記憶させる図面符号（９０）のステップが実行され
る。即ち、当初から残留水が浴槽（２）に存在するとき
は、水位センサ（１１）の配設部から浴槽（２）に繋が
る流路内に浴槽内水が充満して該流路にエアーが溜って
いないことから、該水位センサ（１１）が浴槽（２）内
水位を適正検知できる状態になっており、上記流路のエ
アー抜きを目的に実行する第４基準水位Ｈ４までの湯張
りを行わないのである。

【００４２】以後、上記浴槽（２）内に残留水が存在し
ない場合と同様にして第２湯張り量Ｘ２の演算を行う作
業等を実行して水位設定器（１２）の設定水位まで浴槽
（２）内に温水補充する。そして、この実施例では図面
符号（９２）の実行時に第４基準水位Ｈ４と設定水位Ｈ
ｓの差「第４基準水位Ｈ４−設定水位Ｈｓ」を演算する
マイコン内の機能部が既述請求項１の技術的手段の項に
記載の不足水位演算器（４４）に対応することについて
は既に記載した。

【００４３】尚、上記実施例では浴槽(2）の側壁に浴槽
金具(24)を配設したが、該浴槽金具(24)を浴槽(2）の底
壁に配設しても良く、かかる場合は、通常湯張りの湯張
り当初に浴槽(2）内の水位を一旦第４基準水位Ｈ4 まで
上昇させる必要はない。水位センサ(11)から浴槽(2）の
底壁に繋がる流路に水が充満しているのが通常だからで
ある。又、水位センサ(11)から浴槽(2）の底壁に繋がる
流路に水が充満していない恐れがあるときは、湯張り動
作初期に一定の短時間だけ浴槽(2）に給湯して水位セン
サ(11)から浴槽(2）の底壁に繋がる回路のエアー抜きを
実行すれば良い。かかる場合には、上記浴槽(2）に一定
の短時間だけ給湯した後に水位センサ(11)の検知水位を
第４基準水位メモリＭＨ4 に記憶させて図面符号(90)の
ステップ以下の動作を実行させればよい。これにより、
第１湯張り量Ｘ1 を求めてその量の温水を浴槽(2）内に
供給する図面符号(88)や(89)のステップの実行が不要に
なる。

【００４４】又、上記実施例では上方に広がる形状の浴
槽(2）に湯張りする場合について記載したが、単純な直
方体形状の浴槽(2）に湯張りするときは、水位設定器(1
2)の設定水位と浴槽(2）の底面積を掛算するか又は、残
留水の水位と水位設定器(12)の設定水位の水位差に浴槽
(2）の底面積を掛算する演算をすることにより、湯張り
に必要な水量が判断できる。かかる場合、上記浴槽(2）
の底面積に単位水位（例えば1mm ）を掛けた値が既述技
術的手段の項に記載の単位水量となり、該水量を記憶す
るマイコン内のメモリが、既述技術的手段の項に記載の
単位水量設定器(4) に対応する。 ［湯張り水位と湯張り量の関係を求める他の方法につい
て］次に、既述図４等で示した台形の浴槽(2）に対する
湯張り水位と該水位まで湯張りする場合に必要な湯張り
水量（体積）の関係の求め方についての他の例を示す。

【００４５】図７に示すように、浴槽(2）の底壁を二次
元座標系の横軸（Ｘ軸）に一致させると共に、浴槽(2）
の垂直壁Ｌを縦軸（Ｈ軸）に一致させると、Ｈは湯張り
水位を表すこととなる。傾斜壁Ｋを表す一次式Ｘを湯張
り水位Ｈの関数で表すと、 Ｘ＝ａ×Ｈ＋ｂ・・・[12] となる。

【００４６】浴槽内水位が第１基準水位Ｈ0 に上昇する
まで湯張りするのに必要な第１基準水量Ｗ0 は、

【数１】 ・・・[13] となる。尚、上記[13]式において、「Ｒ」は浴槽幅（図
７の紙面に直角な方向の浴槽幅）を表す常数である。上
記式[13]で、Ｒ×ａ＝Ａ，Ｒ×ｂ＝Ｂとおくと、上記式
[13]は、

【数２】 ・・・[14] となり、上記パラメータ「Ａ」，「Ｂ」を求めれば湯張
り水位と湯張り量の関係が解明できることとなり、以
下、上記パラメータを求める。上記第１基準水位Ｈ0 及
び第１基準水量Ｗ0 は初回湯張り時における１０リット
ル毎の間欠湯張り動作で水流スイッチ(F) がＯＮ状態に
成った際の水位センサ(11)及び流量カウンタ(Q) の出力
から分る。

【００４７】よって、上記式[14]を「Ｂ」について解く
と、 Ｂ＝（第１基準水量Ｗ0 ／第１基準水位Ｈ0 ）−（Ａ×
第１基準水位Ｈ0 ）／２・・・[15] となる。浴槽(2）内水位が第１基準水位Ｈ0 に到達して
更に２０リットルの温水補充をした後における該浴槽
(2）への全給湯量（第１基準水量Ｗ0 ＋２０リットル）
とその際の水位Ｈ20の関係を上記式[14]と同様にして求
めると次のようになる。

【００４８】

【数３】 ・・・[16] 式[15]を[16]に代入すると、

【数４】 ・・・[17] となる。よって、式[17]から、パラメータＡを求める
と、

【００４９】

【数５】 となる。式［１８］を式［１５］に代入してパラメータ
Ｂを求めると、

【数６】 となる。式［１９］と式［１８］を式「Ｘ＝ＡｘＨ＋
Ｂ」に代入してこれを任意の水位Ｈｚから設定水位Ｈｓ
まで積分すると、この範囲に湯張りするのに要する水量
Ｗが求められる。即ち上記Ｗの値は、

【数７】 となるのである。特に、残留水が存在しない場合、設定
水位Ｈｓまで湯張りするために浴槽（２）に供給する必
要のある給湯量は、

【数８】 となる。よって、式［２０］，［２１］に基づいて湯張
り水位とこれに対応する必要水量を制御装置（３）のマ
イコンで演算させる（この演算を実行するマイコン内の
機能部が請求項２の発明の技術的手段の項に記載した演
算回路（４９）に対応している）ことにより、水位設定
器（１２）で設定した湯張り水位から必要給湯量を演算
し、これにより、流量カウンタ（Ｑ）の出力に基づく湯
張り動作が可能となる。

【００５０】そして、湯張り途中で水位設定器(12)の設
定水位が変更されると、再び式[20]，[21]に基づいて必
要水量を演算し直し、この変更後の必要水量と流量カウ
ンタ(Q) の出力による浴槽(2）への給湯量を比較して湯
張り動作を停止させればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の説明図

【図２】請求項１の発明の概念図

【図３】請求項２の発明の概念図

【図４】本願発明の実施例の構成図

【図５】本願発明実施例の制御動作を示すフローチャー
ト

【図６】通常湯張り時に於ける湯張り設定水位と必要給
湯量の関係を示す説明図

【図７】湯張り水位とこれに対応する必要水量を演算す
る他の計算例を示す説明図

【符号の説明】

（１）・・・給湯回路 （２）・・・浴槽 （４）・・・単位水量設定器 （１０）・・・湯張り弁 （１１）・・・水位センサ （１２）・・・水位設定器 （４１）・・・乗算回路 （４２）・・・流量比較器 （４４）・・・不足水位演算器 （４９）・・・演算回路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浴槽（２）に繋がる給湯回路（１）と、
   該給湯回路（１）に挿入された流量カウンタ（Ｑ）及び
   湯張り弁（１０）と、浴槽（２）内水位を検知する水位
   センサ（１１）と、更に、浴槽（２）への湯張り水位を
   設定する水位設定器（１２）を具備し、該水位設定器
   （１２）で設定した湯張り水位まで浴槽（２）内に給湯
   するようにした湯張り装置において、操作スイッチ（１
   ３）を投入した際に水位センサ（１１）が検知する浴槽
   （２）内水位と水位設定器（１２）に設定した湯張り水
   位の差を演算して不足水位を求める不足水位演算器（４
   ４）と、該不足水位演算器（４４）が出力する上記不足
   水位と浴槽（２）内を単位水位上昇させるのに必要な単
   位水量を格納する単位水量設定器（４）の出力の積を演
   算して湯張り必要水量を求める乗算回路（４１）と、該
   乗算回路（４１）が出力する湯張り必要水量と流量カウ
   ンタ（Ｑ）が計測する浴槽（２）への給湯量を比較して
   後者の給湯量が前者の湯張り必要水量以上になったとき
   に湯張り停止信号を出す流量比較器（４２）を設け、該
   流量比較器（４２）の上記湯張り停止信号で湯張り弁
   （１０）を閉弁状態に維持するようにし、更に、水位設
   定器（１２）に設定された湯張り水位が湯張り動作中に
   変更された場合は該変更後の湯張り水位と前記操作スイ
   ッチ（１３）投入時に前記水位センサ（１１）が検知し
   た浴槽内水位を利用して湯張り必要水量を求め直すべく
   前記不足水位演算器（４４）及び乗算回路（４１）を再
   度作動させるようにした湯張り装置。
2. 【請求項２】 浴槽（２）に繋がる給湯回路（１）と、
   該給湯回路（１）に挿入された流量カウンタ（Ｑ）及び
   湯張り弁（１０）と、浴槽（２）内水位を検知する水位
   センサ（１１）と、更に浴槽（２）への湯張り水位を設
   定する水位設定器（１２）を具備し、該水位設定器（１
   ２）で設定した湯張り水位まで浴槽（２）内に給湯する
   ようにした湯張り装置において、操作スイッチ（１３）
   を投入した際に水位センサ（１１）が検知する浴槽
   （２）内水位から水位設定器（１２）に設定した湯張り
   水位までの浴槽内容積を積分することによって湯張り必
   要水量を求める演算回路（４９）と、該演算回路（４
   ９）が出力する湯張り必要水量と流量カウンタ（Ｑ）が
   計測する浴槽（２）への給湯量を比較して後者の給湯量
   が前者の湯張り必要水量以上になったときに湯張り停止
   信号を出す流量比較器（４２）を設け、該流量比較器
   （４２）の上記湯張り停止信号で湯張り弁（１０）を閉
   弁状態に維持するようにし、更に、水位設定器（１２）
   に設定された湯張り水位が湯張り動作中に変更された場
   合は該変更後の湯張り水位と前記操作スイッチ（１３）
   投入時に前記水位センサ（１１）が検知した浴槽内水位
   を利用して湯張り必要水量を求め直すべく前記演算回路
   （４９）を再度作動させるようにした湯張り装置。