JP2574136B2 - 浴槽の水位制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、浴槽の水位制御方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近来、風呂設備に於いては、自動的に浴
槽内に所定量の給湯を行うと共に追焚を行えるようにし
た給湯・追焚き装置が使用されている。この給湯・追焚
き装置においては、浴槽内の水位を検出する手段が必要
であって、この手段により水位を監視しながら給湯を行
うことにより、浴槽内の水位を設定水位に制御すること
ができる。このような水位検出手段としては浴槽内の水
位に応じた水圧を介して検出する圧力センサが多く使用
されており、この圧力センサは追焚用熱交換器を介在し
ない追焚戻り経路に設置している。

【０００３】図６は、このような風呂装置の構成を示し
ている。３０は浴槽、３１は給湯・追焚き装置である。
給湯・追焚き装置３１には追焚用熱交換器３２、給湯用
熱交換器３３を設けると共に、給湯−追焚切換用三方弁
３４を設け、この三方弁３４の共通出口から追焚用熱交
換器３２に至る経路にポンプ３５を設けており、このポ
ンプ３５は給湯及び追焚運転の両者に使用する。そし
て、浴槽３０から三方弁３４の一方の入口に至る追焚戻
り経路に水位検知用の圧力センサ３６を設けている。

【０００４】かかる構成において、例えば浴槽３０内の
水位が図で示す状態である場合、圧力センサ３６には大
気圧Ｐｏと高さｈの水柱の圧力Ｐｈとが検出される。即
ち、圧力センサ３６の圧力Ｐｇは、 Ｐｇ＝Ｐｏ＋Ｐｈ（単位は省略する。） と表わされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、浴槽３０か
ら給湯・追焚き装置３１に戻る追焚戻り経路３７を構成
する配管は、施工上気泡が溜まり得る部分が形成される
場合があり、このように経路３７内に完全に水が満たさ
れておらず、気泡が溜まってしまうと検出圧力に誤差が
生じてしまう。

【０００６】例えば、図６中Ｌ１部分に気泡が溜まって
いるとすると、圧力センサ３６の検出圧力Ｐｇは、 Ｐｇ＝Ｐｏ＋Ｐｈ−Ｐｈ１ となり、気泡の高さｈ１分だけ圧力センサ３６の検出圧
力Ｐｈ１が低くなる。また、管路のＬ２部分に気泡が溜
まっているとすると、圧力センサ３６の検出圧力Ｐｇ
は、 Ｐｇ＝Ｐｏ＋Ｐｈ＋Ｐｈ２ となり、気泡の高さｈ２分だけ圧力センサ３６の検出圧
力Ｐｈ２が高くなる。

【０００７】前者のように検出圧力が低くなる誤差の場
合には、設定水位よりも余計に給湯され、また検出圧力
が高くなる誤差の場合には設定水位に至る前に給湯が停
止してしまう。

【０００８】そこで、本発明は、浴槽内の水位を正確に
検出し、信頼性の高い水位制御を実現した浴槽の水位制
御方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の浴槽の水位制御
方法は、図１、図２及び図３に例示するように、浴槽
（７）に往き管（第１の送湯経路１０）と戻り管（追焚
戻り経路８）とを接続することにより追焚経路を形成
し、この追焚経路にポンプとともに圧力センサを設け、
この追焚経路の前記往き管側に設けた切換手段に給湯経
路を接続するとともに、この給湯経路を介して給湯手段
を接続し、前記戻り管に前記給湯手段側から給水して前
記戻り管内の空気を排出した後、前記圧力センサによっ
て水位の検出を行い、前記往き管に前記給湯手段側から
給水し、前記圧力センサの検出水位の上昇を検出したと
き、所定水位に移行するまで前記給湯手段により給湯を
行った後、給水を停止し、前記ポンプを動作させて前記
追焚経路に湯水を循環させて、前記圧力センサにより水
位検出を行い、前記水位に代えてこの検出水位を基準水
位に設定し、この基準水位と設定水位とを比較して前記
給湯手段により前記往き管側から給湯し、前記浴槽の水
位が設定水位に移行するまで給湯を行なうことを特徴と
する。

【００１０】

【作用】この浴槽の水位制御は、初期給湯、一時給湯及
び主給湯を段階的に行うことで実現される。即ち、初期
給湯は、給湯経路、ポンプ、熱交換器及び追焚経路の一
部を用いて浴槽の戻り口が水没するまで給湯を行う。こ
の結果、浴槽に必要な湯水が供給される。

【００１１】また、一時給湯は、エア抜きのために行
う。即ち、この一時給湯は、給湯経路、切換手段、ポン
プ、給湯手段側から給湯経路及び戻り管を経て浴槽の戻
り口から給湯を行うことにより行われ、配管内の空気抜
きが行われる。このとき、圧力センサによって水圧を検
出する。

【００１２】そして、主給湯は、実際の給湯である。こ
の主給湯は、給湯経路、切換手段、ポンプ、熱交換器及
び往き管を経て、圧力センサによって検出された水圧に
より定まる基準水位から所定水位まで浴槽への給湯を行
う。この結果、浴槽には所定水位の給湯が行われる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図面に示した実施例を参照し
て説明する。

【００１４】図１、図２及び図３は、本発明の浴槽の水
位制御方法の実施例である給湯・追焚装置を示してい
る。この給湯・追焚き装置は、送湯ポンプ１の上流側と
下流側の夫々に、第１及び第２の三方弁２、３が設置さ
れ、三方弁２は、第１のポートとして選択ポート２ａ、
第２のポートとして選択ポート２ｂ及び第３のポートと
して共通ポート２ｃを備え、三方弁３は第１のポートと
して共通ポート３ａ、第２のポートとして選択ポート３
ｂ、第３のポートとして選択ポート３ｃを備えている。
上流側の第１の三方弁２は、一方の選択ポート２ａを大
気開放給水部４を介して給湯熱交換器５に連なる給湯経
路６に接続すると共に、他方の選択ポート２ｂを浴槽７
に連なる戻り管としての追焚戻り経路８に接続し、また
下流側の三方弁３は、一方の共通ポート３ａを追焚熱交
換器９を経て浴槽７に至る往き管としての第１の送湯経
路１０に接続すると共に、他方の選択ポート３ｂを追焚
戻り経路８との間に構成した第２の送湯経路として一時
送湯経路１１に接続し、追焚戻り経路８に浴槽水位検出
用圧力センサ１２を構成したものである。

【００１５】この給湯・追焚き装置の制御方法を説明す
ると、図１中に三方弁３のポートに便宜上描いた斜線の
通り、上流側の三方弁２は選択ポート２ａを選択すると
共に、下流側の三方弁３は選択ポート３ｃを選択した状
態に於いてポンプ１を運転すると、給湯経路６の湯は、
三方弁２の選択ポート２ａから共通ポート２ｃを通り、
ポンプ１により昇圧されて共通ポート３ａから選択ポー
ト３ｃを経て一時送湯経路１１に至る。次いで湯はこの
一時送湯経路１１から追焚戻り経路８に入り、ここを通
常の追焚時の流れとは逆方向に流れて戻り口１３から浴
槽７内に流入する。従って、それまでに追焚戻り経路８
に気泡が残留していた場合でも、かかる運転により排出
されるので、追焚戻り経路８内に完全に湯を満たすこと
ができ、圧力センサ１２の検出誤差の原因である気泡の
残留を解消することができる。

【００１６】次に、図２に示すように、上流側の三方弁
２は選択ポート２ａを選択すると共に、下流側の三方弁
３は共通ポート３ａを選択した状態に於いてポンプ１を
運転すると、給湯経路６の湯は、ポンプ１により昇圧さ
れ、共通ポート３ａから選択ポート３ｂを経て送湯経路
１０に入り、浴槽７の往き口１４から通常の給湯を行う
ことができる。尚、浴槽７への給湯は、前述の残留気泡
の解消の運転と同様に一時送湯経路１１から行うことも
できる。

【００１７】次に、図３に示すように、上流側の三方弁
２は選択ポート２ｂを選択すると共に、下流側の三方弁
３は選択ポート３ｂを選択した状態に於いてポンプ１を
運転すると、追焚戻り経路８内の湯は三方弁２、ポンプ
１、三方弁３を経て送湯経路１０に入り、次いで追焚熱
交換器９を経て往き口１４から浴槽７内に流入すると同
時に浴槽７から戻り口１３を経て追焚戻り経路８内に湯
が流入し、この経路８を三方弁２方向に流れる。

【００１８】このようにして浴槽７内の湯は追焚熱交換
器９との間を循環し、追焚熱交換器９に於いて昇温さ
れ、追焚きが行われる。

【００１９】次に、図４及び図５は、自動運転時のフロ
ーチャートを示し、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥは連結子を示
している。スイッチをＯＮして自動運転を開始すると、
制御手段（図示省略）は、まず前回運転以降の停電の有
無及び前述したポンプ１を利用しての浴槽７から洗濯機
等への多量の湯の移送の有無、及び浴槽７の水位を順次
判断し、ステップＳ１に示すように、停電があった場合
や、かかる湯の移送があった場合またはこれらがなかっ
た場合に於いても水位の低下が所定値ａ以上の場合に、
以下のシーケンスを実行する。

【００２０】まず、ステップＳ２では大気開放給水部４
のホッパー１５内の水位を確認して、水位が所定以下の
場合には、ステップＳ３に移行してホッパーへの給湯を
行う。その水位が所定以上の場合には、ステップＳ５の
初期給湯としての自動給湯１を行う。即ち、三方弁２、
３を図２に示す状態に設定し、ポンプ１を運転すると共
にバーナ１６を燃焼状態とする。この状態に於いて給湯
熱交換器５から大気開放給水部４に流入された湯を、ポ
ンプ１により送湯経路１０を経て浴槽７内に供給するこ
とができる（自動給湯１）。このような給湯は短時間
（例えば１分間程度）行い、ステップＳ６として三方弁
２、３間のポンプ経路１７の適所に設けた流水スイッチ
１８の動作チェックを行なう。この動作チェックは、流
水スイッチ１８の動作不良を発見するものであって、給
湯時、及び給湯停止後のＯＦＦ状態への移行を以て確認
し、給湯時にＯＦＦ状態、給湯停止時にＯＦＦ状態に移
行しなければ、ステップＳ７に移行して警報を発生させ
る。

【００２１】次に、上流側の三方弁２を切り換え、ステ
ップＳ８により図３の状態に於いてポンプ１を短時間
（例えば４０秒間）運転する（ポンプ運転１）。かかる
運転に於いて流水スイッチ１８の動作から浴槽７内の水
位が戻り口１３よりも上方にあるか、下方にあるかを検
出することができる。即ち、水位が戻り口１３よりも下
方にある場合には流水スイッチ１８はポンプ１を運転し
てもＯＮとはならない。その場合、ステップＳ７に移行
して警報を発する。

【００２２】次に、ステップＳ９で流水スイッチがＯＮ
状態とならなければ、上流側及び下流側の三方弁２，３
を切り換え、ステップＳ１０の一時送湯１を実行する。
即ち、図１に示す状態に於ける一時送湯（一時送湯１）
を行うことにより、前述した通り追焚戻り経路８内の残
留気泡を追い出して完全に湯で満たすことができ、ステ
ップＳ１１において、追焚戻り経路８を介しての圧力セ
ンサ１２による正確な水圧の測定、そして浴槽７内水位
の測定を可能としている。

【００２３】また、前述した流水スイッチ１８の動作に
より検出した水位が戻り口１３よりも下方にある場合に
は、ステップＳ１１において、圧力センサ１２により検
出した圧力を初期圧力として制御手段に取り込み（圧力
検出１）、ステップＳ１２において、下流側の三方弁３
を切り換えて、図２に示す状態に於いて浴槽７内に給湯
を行う（自動給湯２）。この給湯により浴槽７内の水位
が上昇して戻り口１３を越えると、ステップＳ１３でそ
の高さ分の検出圧力上昇が生じ、所定の圧力上昇に於い
て給湯を停止する。ステップＳ１４で自動給湯に於いて
所定時間、例えば３０分程度を経過しても全く検出圧力
の上昇がない場合には浴槽７の栓の外れと判別して警報
を発し、自動運転を停止する。一方、所定の圧力上昇が
あった場合には、ステップＳ１５に移行し、再び図３の
状態としてポンプを短時間運転し（ポンプ運転２）、再
度浴槽７内の水位を確認する。この過程に於いては、そ
れまでの給湯に於ける追焚戻り経路８の配管内への気泡
の流入による誤差や、圧力センサ１２自体による誤差を
原因とする見掛け上の水位上昇を検出することができ
る。即ち、これらの誤差によって水位が、戻り口１３に
達していなかった場合には、ステップＳ１６に移行し、
流水スイッチ８がＯＮとならないので、この場合には一
時送湯過程に戻って再動作させる。

【００２４】一方、ステップＳ１６において、この過程
に於いて所定の水位が流水スイッチ１８のＯＮにより確
認された場合にも、ステップＳ１７に移行し、再度図１
に示す状態に於ける一時送湯（一時送湯２）を行う。か
かる過程を行うことにより水位が戻り口１３のすれすれ
にあって、前過程、即ちポンプ運転２過程に於いて追焚
戻り経路８の配管内に気泡が流入したとしても、かかる
気泡を排除すると同時に、水位を完全に戻り口１３より
も上方とすることができる。以上の一連の過程により、
経路８を介しての圧力センサ１２による水圧の正確な測
定、そして浴槽７内水位の検出が可能となり、ステップ
Ｓ１８でこの時の検出出力に対応する水位を基準水位と
して制御手段に取り込むことにより、ステップＳ１９で
設定水位への給湯が可能となる（一時送湯３）。この一
時送湯３過程に於いても、ステップＳ２１で所定時間経
過後に設定水位とならない場合には浴槽７の栓の外れと
判別して前述の自動給湯２過程に於けると同様にステッ
プＳ２５に移行して警報を発し、自動運転を停止する。
また、一時送湯３過程により、ステップＳ２０で浴槽７
内の水位が設定水位となった場合には、ステップＳ２２
に移行して次の追焚運転過程を行う。

【００２５】一方、前述の自動運転を開始した場合に、
ステップＳ２７〜ステップＳ３３においては、前回運転
に於いて停電及び浴槽７からの多量の湯の移送が無く、
しかも圧力センサ１２による水位の検出値の低下が所定
値ａ以下の場合には、図３の状態としてポンプ１を短時
間運転し（ポンプ運転３）、この時の流水スイッチ１８
の状態により気泡の流入による誤差を原因とする水位の
測定誤差を検出することができる。即ち、前述と同様
に、誤差によって水位が戻り口１３に達していなかった
場合には流水スイッチ１８がＯＮとならないので、この
場合には一時送湯過程に分岐する。また、流水スイッチ
１８がＯＮの場合には気泡の流入による誤差がないもの
として、圧力センサ１２により水位を検出し、水位低下
が所定値ｂ（ｂ＜ａ）以下の場合には追焚運転過程に移
行すると共に、水位低下が所定値ｂよりも大きい場合に
は、再度図１に示す状態に於ける一時送湯（一時送湯
３）を行って追焚戻り経路８の配管内の気泡の流入の可
能性を排除した後、再び圧力センサ１２により水位を検
出し、一時送湯３過程に於ける送湯により、水位低下が
所定値ｂ以下となった場合には追焚運転過程に、また尚
も所定値ｂ以上であった場合には一時給湯３の過程に移
行する。尚、この一時送湯３過程は、ポンプ運転１過程
に於いて、流水スイッチ１８がＯＮの場合の移行先とな
る。

【００２６】そして、追焚運転は、図３に示す状態に於
いて、循環している湯温が設定温度となるまで行い、次
いで所定時運保温、足し湯運転を行って自動運転を終了
する。保温足し湯運転は、一定時間毎に浴槽７の水位及
び湯温を検出し、所定以上の低下があった場合に図４及
び図５に示すフローチャートのｘからｙまでの各過程を
実行するものである。

【００２７】本発明は以上の実施例の動作で示すよう
に、一時送湯経路１１を、圧力センサ１２による圧力検
出に先行して動作させ、追焚戻り経路８を経て浴槽７へ
の送湯を行わせることにより、追焚戻り経路８の配管内
の残留気泡を追い出すことができ、こうして経路８を介
しての圧力センサ１２による正確な水圧の測定、そして
浴槽７内水位の測定を可能とする。特に、一時送湯経路
１１の動作は、配管内に気泡が流入される可能性の高
い、追焚の経路に於ける送湯ポンプ１の運転後に行うと
効果的である。

【００２８】尚、図示の構成に於いて、１６´は給湯用
バーナ、１９は流量センサ、２０は二方弁、２１はボー
ルタップである。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
給湯又は追焚時、追焚経路内の空気を抜きながら、圧力
センサによる検出水位を段階的に更新させることによっ
て、浴槽の水位を正確に把握できるとともに、その検出
水位を基準にして浴槽内水位を設定水位に到達させるこ
とができ、信頼性の高い水位制御を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浴槽の水位制御方法の一実施例を示し
ている。

【図２】本発明の浴槽の水位制御方法の一実施例を示し
ている。

【図３】本発明の浴槽の水位制御方法の一実施例を示し
ている。

【図４】本発明の浴槽の水位制御方法における自動運転
動作を示すフローチャートである。

【図５】本発明の浴槽の水位制御方法における自動運転
動作を示すフローチャートである。

【図６】従来の給湯・追焚き装置を示す図である。 １ 送湯ポンプ ２ 第１の三方弁 ３ 第２の三方弁 ２ａ 選択ポート（第１のポート） ２ｂ 選択ポート（第２のポート） ２ｃ 共通ポート（第３のポート） ３ａ 共通ポート（第１のポート） ３ｂ 選択ポート（第２のポート） ３ｃ 選択ポート（第３のポート） ６ 給湯経路 ７ 浴槽 ８ 追焚戻り経路（戻り管） ９ 追焚熱交換器 １０ 第１の送湯経路（往き管） １１ 一時送湯経路 （第２の送湯経路） １２ 圧力センサ １３ 戻り口 １７ ポンプ経路 １８ 流水スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 影山 直樹 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−197847（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−219954（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浴槽に往き管と戻り管とを接続すること
   により追焚経路を形成し、この追焚経路にポンプととも
   に圧力センサを設け、この追焚経路の前記往き管側に設
   けた切換手段に給湯経路を接続するとともに、この給湯
   経路を介して給湯手段を接続し、 前記戻り管に前記給湯手段側から給水して前記戻り管内
   の空気を排出した後、前記圧力センサによって水位の検
   出を行い、 前記往き管に前記給湯手段側から給水し、前記圧力セン
   サの検出水位の上昇を検出したとき、所定水位に移行す
   るまで前記給湯手段により給湯を行った後、給水を停止
   し、 前記ポンプを動作させて前記追焚経路に湯水を循環させ
   て、前記圧力センサにより水位検出を行って、前記水位
   に代えてこの検出水位を基準水位に設定し、 この基準水位と設定水位とを比較して前記給湯手段によ
   り前記往き管側から給湯し、前記浴槽の水位が設定水位
   に移行するまで給湯を行なうことを特徴とする浴槽の水
   位制御方法。