JP2637941B2

JP2637941B2 - 浴槽湯水制御装置

Info

Publication number: JP2637941B2
Application number: JP7259425A
Authority: JP
Inventors: 一三高木; 昌永田
Original assignee: Takagi Sangyo KK
Current assignee: Takagi Sangyo KK
Priority date: 1995-09-11
Filing date: 1995-09-11
Publication date: 1997-08-06
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: JPH0883126A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、浴槽内の湯水を制御
する浴槽湯水制御装置に係り、特に、浴槽内の湯水の加
熱による温度上昇を利用して遠隔的な水量検出に基づく
水量制御及び湯水温度の制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動風呂釜では、浴槽内の水量を制御す
る場合、浴槽内の水量の検出は不可欠であるが、従来、
その水量の検出には、圧力スイッチや水位スイッチな
ど、浴槽内の水位を直接検出する水位検出装置が必要で
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動風呂釜
には、加熱手段などを設置した器具本体側で加熱した湯
を、ポンプを用いて浴槽側に移送する方法が採られる
が、さらに、その浴槽内の湯を器具本体側に戻して再加
熱する追焚機能を持つものがある。このような自動風呂
釜では、加熱手段を設置した器具本体と浴槽とが離れた
場所、例えば、家屋の一階側に器具本体、その二階側に
浴槽が設置される場合がある。このような場合、浴槽に
設置された水位検出装置と器具本体を制御する制御装置
とを結ぶ制御用信号線や制御装置の設置位置などが複雑
化し、そのために手数を要するものであった。

【０００４】また、このような浴槽側での水位検出に対
して、水量を器具本体側で計量して、浴槽へ供給すべき
水量を最適化するようにした自動風呂釜がある。このよ
うな風呂釜では浴槽の容積に対して適量の水を供給する
ことができるが、器具本体側で浴槽内の水位を間接的に
算出するため、当然のことながら、入浴などで減った水
量を器具本体側で検出することができない。

【０００５】そして、何れの風呂釜においても、水位検
出装置を設置しなければならず、そのための配線が必要
である。

【０００６】このため、このような風呂釜では、自動的
に適量の水を追加することが不可能であり、その制御機
能を持たないので、不足した水量は入浴者が適宜に水道
コックなどの操作で補わなければならないという不都合
があった。

【０００７】そこで、この発明は、加熱手段による浴槽
内の湯水の温度上昇から浴槽内の水量を遠隔的に検出す
ることにより浴槽の水量制御及び温度制御を自動化した
浴槽湯水制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の浴槽湯水制御
装置は、図１に例示するように、湯水（水４ｃ）を溜め
る浴槽（２０）と、この浴槽から前記湯水を取り出して
前記加熱手段を通して前記浴槽に戻す循環路（追焚循環
管路６０）と、この循環路に設置されて前記浴槽内の前
記湯水を前記循環路を経て前記浴槽内に圧送して前記浴
槽内の前記湯水を攪拌させるポンプ（５６）と、前記循
環路に対して上水を供給される上水路と（１１）、前記
上水路に設置されて前記循環路側に供給される前記上水
の流量を検出する流量検出手段（水流量センサ４７）
と、前記循環路に設けられて前記浴槽内の前記湯水の温
度を検出する温度検出手段（温度センサ７０）と、前記
浴槽への給水に先立って、前記ポンプを駆動して前記浴
槽内の前記湯水を前記循環路を経て前記浴槽内に圧送し
て前記浴槽内の前記湯水を攪拌させ、前記加熱手段を以
て前記循環路を通して前記浴槽内の前記湯水を加熱さ
せ、その上昇温度と前記湯水に加えられる熱量とを演算
データとして前記浴槽内の残水量を算出し、この水量と
設定水量との差を算出し、前記設定水量に対する不足水
量を前記上水路から前記循環路を通して前記上水を前記
浴槽に供給することにより、前記浴槽内の水量を設定水
位に制御するとともに、前記ポンプ及び前記加熱手段を
間欠的に動作させて前記浴槽の水位又は湯水の温度を制
御する制御手段（給湯制御装置、主装置７２）とを備え
た浴槽湯水制御装置であって、加熱前の検出温度から設
定温度より僅かに高い温度に上昇させるに要した時間か
ら前記浴槽内の湯水の残水量を算出することを特徴とす
る。

【０００９】浴槽内の湯水は、循環路を通して循環させ
ることができる。即ち、浴槽内の湯水は循環路に引き出
された後、浴槽側に圧送される。この結果、浴槽内の湯
水は攪拌されることになる。また、浴槽内の湯水は加熱
手段によって加熱される。

【００１０】この加熱の結果、浴槽内の湯水の温度が、
設定温度より僅かに高い温度を上限温度とする特定温度
ΔＴだけ上昇したとすると、この特定温度ΔＴの上昇に
必要な加熱時間をｔ、湯水に加えられる熱量として加熱
手段の加熱能力をＮo とすると、浴槽内の水量Ｑは、Ｑ＝Ｎo ・ｔ／ΔＴ・・・（１）となる。この式（１）から、浴槽内の水量Ｑが間接的に
算出される。

【００１１】この場合、単位時間ｔにおける湯水の上昇
温度ΔＴを測定して浴槽内の水量Ｑを算出することもで
きる。

【００１２】この水量Ｑは、浴槽内の現在の水量、即
ち、残水量を表しており、この水量Ｑと浴槽の設定水量
Ｑo とを比較すると、差が不足水量ΔＱとなる。この不
足水量ΔＱは、 ΔＱ＝Ｑo −Ｑ・・・（２）である。そして、この不足水量ΔＱ分の上水が上水路か
ら循環路を通して浴槽に供給される。

【００１３】このように、この発明の浴槽湯水制御装置
では、循環路を通して循環させて浴槽内の湯水を攪拌す
るとともに、加熱手段によって加熱し、その加熱時間に
対する湯水の上昇温度を検出し、それに基づいて浴槽内
の現在の水量、即ち、給湯に先立って残水量を算出す
る。この残水量と設定水量の差、即ち、不足水量を算出
し、その不足水量を上水路から循環路を通して浴槽に供
給し、設定水量に可及的速やかに制御することができる
とともに、ポンプ及び加熱手段を間欠的に動作させて前
記浴槽の水位又は湯水の温度を制御することができる。

【００１４】

【実施の形態】以下、この発明を図面に示した実施形態
を参照して詳細に説明する。

【００１５】図１は、この発明の浴槽湯水制御装置の実
施形態を示している。水道などから供給された上水とし
ての水４ａは、上水路１１に設置された給湯水流スイッ
チ２６を通過することによって、その水流が電気的に検
出され、Ｄw1は給湯水流スイッチ２６によって得られた
給湯水流検出信号を表わす。水４ａは、第１の加熱手段
としての熱交換器２８及び給湯バーナ３０によって加熱
される。

【００１６】給湯バーナ３０には、燃焼用ガス３２が、
電気的に開閉が制御される元弁３４及び給湯弁３６を経
て供給され、Ｃv1は元弁３４の開閉制御信号、Ｃv2は給
湯弁３６の開閉制御信号を表わす。給湯バーナ３０に供
給されたガス３２は、点火手段として電気的に着火され
るイグナイタ３８によって着火され、Ｓf1はその着火信
号を表わす。ガス３２の着火の有無は、炎の有無を電気
的に検出するフレームロッドと称する炎検出器４０で検
出され、Ｄf1は着火検出信号を表わす。

【００１７】そして、熱交換器２８を通過して加熱され
た上水としての温水４ｂは、給湯温度検出手段として設
置される給湯温度を電気的に検出するサーミスタなどで
構成された給湯温度センサ４２を通過して、その温度が
検出される。Ａt1は、その給湯温度検出信号を表わす。
この給湯温度センサ４２を通過した温水４ｂは、電気的
に給湯・注湯方向が切り換えられる給湯・注湯切換弁４
４に導かれて、給湯・注湯切換信号Ｓh1によって給湯口
４６側ａへの供給と、浴槽２０側ｂへの注湯とが切り換
えられる。即ち、この給湯・注湯切換弁４４は、循環路
側に上水を供給するための注水弁を構成している。

【００１８】給湯・注湯切換弁４４を経て注湯側ｂに導
かれた温水４ｂは、流量を電気的に検出する水流量セン
サ４７によってその流量が検出され、Ｄm はその水流量
検出信号を表わす。この水流量センサ４７を通過した温
水４ｂは、上水側とを遮断する遮断手段としてのホッパ
４８を経て、給湯方向を電気的に切り換える追焚・注湯
切換弁５０に導かれて、追焚・注湯切換信号Ｓh2に応じ
て追焚側、注湯側に切り換えられる。

【００１９】この場合、注湯側ｃでは、浴槽２０に対し
て直結された管路５２から温水４ｂが浴槽２０に対して
電気的に水を循環させるポンプ５６を介して矢印Ｂで示
す方向に供給される。Ｄr は、ポンプ５６を駆動するポ
ンプ駆動信号を表わす。

【００２０】また、追焚側ｄでは、追焚・注湯切換弁５
０によって注湯を禁止するとともに、浴槽２０に対して
追焚のための浴槽２０内の湯水としての水４ｃを、浴槽
２０内の循環口５４を介して矢印Ａで示す方向に、追焚
・注湯切換弁５０の追焚側通路を含む循環路としての追
焚循環管路６０でポンプ５６により圧送して循環させ
る。即ち、追焚・注湯切換弁５０は、給湯・注湯切換弁
４４と同様に循環路側に上水を供給するための注水弁を
構成している。そして、ポンプ５６により浴槽２０側に
水４ｃを圧送する結果、浴槽２０内には水流が生じ、そ
の結果、攪拌が行われることになる。

【００２１】追焚循環管路６０内を通過する水４ｃは、
電気的に水流の有無を検出する水流センサ６２によって
検出され、Ｄw2はその検出信号を表わす。

【００２２】追焚循環管路６０には第２の加熱手段とし
て追焚用熱交換器２２及び追焚バーナ２４が設置されて
おり、浴槽２０内の水４ｃは追焚によって加熱される。
この場合、追焚バーナ２４には燃焼用ガス３２が、電気
的に開閉が制御される追焚ガス弁６４を経て供給され、
追焚ガス弁６４は開閉制御信号Ｃv3によって開閉が制御
される。追焚バーナ２４に供給されたガス３２は、給湯
バーナ３０の場合と同様に、点火手段として電気的に着
火されるイグナイタ６６によって着火され、Ｓf2はその
着火信号を表わす。ガス３２の着火の有無は、炎の有無
を電気的に検出する炎検出器６８で検出され、Ｄf2は着
火検出信号を表わす。

【００２３】そして、追焚によって加熱された浴槽２０
内の水４ｃは、追焚循環管路６０側で電気的に水温を検
出するサーミスタなどからなる温度センサ７０によって
検出され、Ａt2はその温度検出信号を表わす。

【００２４】また、水４ａの加熱系統、浴槽２０への温
水４ｂの供給系統又は浴槽２０内の水４ｃの追焚循環路
は、図２に示す加熱、供給又は追焚を行う給湯制御装置
によって制御される。

【００２５】この給湯制御装置は、主装置７２と遠隔制
御器７４とから構成されており、主装置７２は熱交換器
２２、２８などを設置した器具本体側に設置され、ま
た、遠隔制御器７４は浴槽２０内で入浴者が任意に調節
可能な浴室内などに設置される。

【００２６】給湯水流検出信号Ｄw1、給湯側の着火検出
信号Ｄf1、給湯側の水流量検出信号Ｄm 、追焚水流検出
信号Ｄw2及び追焚側の着火検出信号Ｄf2のディジタルデ
ータは、入力回路７２１を経て中央演算処理部（ＣＰ
Ｕ）７２２に取り込まれる。また、給湯温度検出信号Ａ
t1及び追焚温度検出信号Ａt2は、アナログ信号であるた
め、入力部に設置されたマルチプレクサ７２４による時
分割によって交互にアナログ・ディジタル変換回路７２
３に加えられ、アナログ・ディジタル変換された後、Ｃ
ＰＵ７２２に取り込まれる。

【００２７】ＣＰＵ７２２は、書込み専用の記憶素子
（ＲＯＭ）７２５に書き込まれた加熱、供給又は追焚制
御プログラムに従って演算処理を行う。また、取り込ん
だ各種データ及び演算処理上のデータは、書込み、読出
し自由な記憶素子（ＲＡＭ）７２６に書き込まれる。

【００２８】加熱、供給又は追焚制御の指令は、遠隔制
御器７４のスイッチ操作によって行い、その指令信号は
遠隔制御送受信回路７２７に加えられ、ＣＰＵ７２２に
取り込まれる。

【００２９】そして、ＣＰＵ７２２の演算結果としての
各種制御出力である給湯側着火信号Ｓf1、開閉制御信号
Ｃv1、給湯側開閉制御信号Ｃv2、追焚側開閉制御信号Ｃ
v3、追焚側着火信号Ｓf2、給湯・注湯切換信号Ｓh1、追
焚・注湯切換信号Ｓh2及びポンプ駆動信号Ｄr は、出力
回路７２８からそれぞれ制御対象に加えられる。

【００３０】この発明の浴槽湯水制御装置において、浴
槽２０内の追焚時における湯水制御を工程順に説明す
る。

【００３１】（ａ）給湯・注湯切換弁４４を給湯側
ａ、追焚・注湯切換弁５０を追焚側ｄに切り換えて、追
焚循環管路６０を閉ループとして、追焚モードを設定す
る。

【００３２】（ｂ）この追焚モードに設定した後、ポ
ンプ５６を駆動して浴槽２０内の水４ｃの温度を均一の
温度Ｔにする。その場合、浴槽２０の水温Ｔは、温度セ
ンサ７０によって検出する。

【００３３】（ｃ）浴槽２０内の水温を一定の温度Ｔ
にした後、元弁３４及び追焚ガス弁６４を開くととも
に、イグナイタ６６に着火信号Ｓf2を与えて電流を流し
て発熱させ、追焚バーナ２４に着火する。

【００３４】（ｄ）ポンプ５６によって水４ｃを循環
させながら、追焚燃焼によって、浴槽２０内の水４ｃの
温度を設定温度、即ち、適正な温度Ｔより僅かに高い温
度ΔＴだけ均一に沸き上げるとともに、温度ＴからΔＴ
への所要時間ｔを測定し、ＲＡＭ７２６内に書き込む。

【００３５】（ｅ）そして、予め、追焚バーナ２４の
燃焼による追焚燃焼能力Ｎを測定してＲＯＭ７２５に記
憶して置くものとすると、浴槽２０内の水量Ｑは、ＣＰ
Ｕ７２２で式（１）から、Ｑ＝Ｎ・ｔ／ΔＴとして算出
される。たとえば、ΔＴ＝１℃とすると、浴槽２０内の
水量Ｑは、Ｑ＝Ｎ・ｔとなる。

【００３６】また、この浴槽２０内の水量Ｑの算出は、
一定時間ｔに対して上昇温度ΔＴを検出して、その上昇
温度ΔＴをＲＡＭ７２６に記憶して式（１）から算出し
ても良い。

【００３７】（ｆ）そして、不足水量は、予め、浴槽
２０の容積から設定水量Ｑo が定まるので、それを遠隔
制御器７４に設定して置き、その設定水量Ｑo と、浴槽
２０内の検出水量Ｑとから差水量ΔＱを式（２）によっ
て算出する。

【００３８】（ｇ）そこで、この差水量ΔＱの温水４
ｂを浴槽２０内に供給するため、給湯・注湯切換弁４４
を注湯側ｂ、追焚・注湯切換弁５０を注湯側ｃに切り換
えて浴槽２０内に温水４ｂを供給する。

【００３９】（ｈ）次に、給湯・注湯切換弁４４を給
湯側ａ、追焚・注湯切換弁５０を追焚側ｄに切り換えて
浴槽２０内に温水４ｂを適正温度Ｔまで沸き上げて、適
正水量及び適正温度への注湯・追焚を完了する。

【００４０】なお、（ａ）〜（ｈ）の工程を用いて、保
温及び足し湯制御を行う場合には、一定の時間間隔を以
て自動的に浴槽２０内への注湯及び追焚を繰り返すこと
により、浴槽２０内の水量Ｑ及び温度Ｔを一定に保つ最
適制御ができる。

【００４１】また、工程（ｄ）において測定される追焚
燃焼による沸き上げ時間ｔは、熱効率によって影響され
るが、熱効率を低下させる要因には、浴槽の材質、追焚
配管、外気温、器具固有のガス圧セット値の誤差などが
ある。そこで、熱効率ηを次式により、 η＝Ｑo ×（Ｔ2 −Ｔ1 ）／Ｓ×ｔo ・・・（３）追焚時ごとにＣＰＵ７２２によって算出してＲＡＭ７２
６に記憶させ、追焚時ごとにその値を更新する。ただ
し、Ｑo は設定水量（＝注湯水量）、Ｔ1 は注湯動作に
て浴槽２０へ供給された水の均一温度、Ｔ2 は沸き上り
均一温度（＝沸き上り設定温度）、ｔo は沸き上り時
間、Ｓは追焚インプット能力である。

【００４２】この場合、追焚インプット能力Ｓは予めＲ
ＯＭ７２５の中に記憶しておき、追焚燃焼能力Ｎは、追
焚インプット能力Ｓと熱効率ηとの積（Ｎ＝Ｓ・η）で
与えられる。

【００４３】この浴槽２０の水量検出及び制御におい
て、図３に示すように、浴槽２０内の循環口５４よりも
水位ｈw が下がっていた場合には、工程（ａ）におい
て、水４ｃが追焚循環管路６０に循環しないので、水流
センサ６２の水流検出信号Ｄw2から判別することがで
き、この場合には追焚モードに移行しない。

【００４４】その場合、給湯・注湯切換弁４４を注湯側
ｂ、追焚・注湯切換弁５０を注湯側ｃに切り換えて、浴
槽２０の設定適量水位ｈwoの１／２に相当する水量を供
給することにより、循環口５４よりも上へ水位を上げた
後、工程（ａ）〜（ｈ）の動作を行うが、浴槽２０の設
定適量水位ｈwoの１／２に相当する水量を供給しても、
追焚水流センサ６２が水流を検出しない場合には、更に
設定適量水位ｈwoの１／４（＝１／２×１／２）を供給
する。それでも、水流センサ６２が水流を検出しない場
合には、設定適量水位ｈwoの１／８（＝１／２×１／２
×１／２）を供給する。このような供給動作を順次試行
し、水流センサ６２が水流を検出するまで行う。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、浴槽側に水量検出器や信号線を設置することなく、
既設の加熱手段による加熱を利用して浴槽内の湯水の温
度上昇から遠隔的に水量を算出し、この算出結果に基づ
いて浴槽内の湯水量を設定水量に可及的速やかに制御で
き、例えば、器具本体と浴槽との間が離れている場合に
も、精度良く湯水量を制御できるとともに湯水温度を制
御でき、入浴者が必要な湯水を注ぎ足す等の手間がかか
らず、快適な入浴に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の浴槽湯水制御装置の実施形態を示す
図である。

【図２】図１に示した浴槽湯水制御装置の給湯制御部を
示すブロック図である。

【図３】浴槽の循環口と水位の関係を示す図である。

【符号の説明】

４ｃ水（湯水）１１上水路２０浴槽２２加熱手段４４給湯・注湯切換弁（注水弁）４７水流量センサ（流量検出手段）５０追焚・注湯切換弁（注水弁）５６ポンプ６０追焚循環管路（循環路）７０温度センサ（温度検出手段）７２主装置（制御手段）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】湯水を溜める浴槽と、この浴槽内の湯水を加熱する加熱手段と、前記浴槽から前記湯水を取り出して前記加熱手段を通し
て前記浴槽に戻す循環路と、この循環路に設置されて前記浴槽内の前記湯水を前記循
環路を経て前記浴槽内に圧送して前記浴槽内の前記湯水
を攪拌させるポンプと、前記循環路に対して上水を供給される上水路と、前記上水路に設置されて前記循環路側に供給される前記
上水の流量を検出する流量検出手段と、前記循環路に設けられて前記浴槽内の前記湯水の温度を
検出する温度検出手段と、前記浴槽への給水に先立って、前記ポンプを駆動して前
記浴槽内の前記湯水を前記循環路を経て前記浴槽内に圧
送して前記浴槽内の前記湯水を攪拌させ、前記加熱手段
を以て前記循環路を通して前記浴槽内の前記湯水を加熱
させ、その上昇温度と前記湯水に加えられる熱量とを演
算データとして前記浴槽内の残水量を算出し、この水量
と設定水量との差を算出し、前記設定水量に対する不足
水量を前記上水路から前記循環路を通して前記上水を前
記浴槽に供給することにより、前記浴槽内の水量を設定
水位に制御するとともに、前記ポンプ及び前記加熱手段
を間欠的に動作させて前記浴槽の水位又は湯水の温度を
制御する制御手段と、を備えた浴槽湯水制御装置であって、加熱前の検出温度
から設定温度より僅かに高い温度に上昇させるに要した
時間から前記浴槽内の湯水の残水量を算出することを特
徴とする浴槽湯水制御装置。