JP2647818B2

JP2647818B2 - 自動風呂釜装置

Info

Publication number: JP2647818B2
Application number: JP8000098A
Authority: JP
Inventors: 一三高木; 昌永田
Original assignee: Takagi Sangyo KK
Current assignee: Takagi Sangyo KK
Priority date: 1996-01-04
Filing date: 1996-01-04
Publication date: 1997-08-27
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: JPH08254359A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、浴槽への自動注湯、
追焚き及び水量制御を行なう自動風呂釜装置に関する。

【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知する水位検知装置が必要で
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
場所に設置され、たとえば、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知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知に対
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知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
知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】そこで、この発明は、注湯、追焚き、浴槽
内水量の制御を簡易化した自動風呂釜装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の自動風呂釜装
置は、図１及び図２に例示するように、浴槽（２０）
と、給湯手段と、追焚手段と、管路切換手段と、水位制
御手段とを備えた自動風呂釜装置であって、給湯手段
は、第１の熱交換器（２８）と、第１の管路とを備え、
浴槽への給水時、給水源からの水を第１の熱交換器で加
熱しながら、第１の管路を通じて浴槽に給湯し、追焚手
段は、第２の熱交換器（２２）と、ポンプ（５６）と、
第２の管路（追焚循環管路６０）とを備え、第１の管路
及び第２の管路を以て浴槽側に形成される循環管路に浴
槽内の湯水をポンプによって圧送することにより循環さ
せ、かつ、浴槽内の湯水を第２の熱交換器によって加熱
し、管路切換手段（追焚・注湯切換弁５０）は、第１の
管路と第２の管路との結合部に設け、第１の管路から給
水源側を遮断するとともに第１及び第２の管路を以て循
環管路を形成し、又は、第２の管路を遮断して第１の管
路と浴槽とを結合し、水位制御手段（給湯制御装置の主
装置７２）は、温度検出手段（温度センサ７０）と、演
算手段とを備え、管路切換手段を制御して浴槽に循環管
路を形成し、かつ、ポンプを駆動して浴槽内の湯水を循
環管路に循環させて温度検出手段で浴槽内の湯水の温度
を検出した後、第２の熱交換器により浴槽内の湯水を加
熱して浴槽内の湯水の温度を一定温度だけ上昇させるに
必要な時間を計測し、この時間と循環管路を通して浴槽
内の湯水に加えられる熱量を演算情報に用いて浴槽内の
水位を算出し、この算出水位と設定水位との比較により
管路切換手段を制御して管路を切換えて浴槽の湯水を設
定水位に制御することを特徴とする。

【０００８】このように構成された自動風呂釜装置にお
いて、給湯手段は、給水源からの水を第１の熱交換器で
加熱し、第１の管路を通じて圧送しながら浴槽に注湯す
る。追焚手段は、第１の管路とからなる循環管路を形成
し、浴槽内の湯水を循環管路を通して熱交換器により前
記ポンプで圧送しながら浴槽内の湯水を加熱する。ま
た、管路切換手段は、注湯時、第１の熱交換器側と第１
の管路又は第２の管路を連通し、給水源側から湯水を浴
槽に供給し、また、追焚時には、浴槽と第２の熱交換器
との間を第１の管路と第２の管路で連結し、浴槽内の湯
水を第１及び第２の管路を通して熱交換器と浴槽との間
に湯水を循環させて浴槽内の湯水を加熱する。

【０００９】そして、水量制御は、水量検出に基づいて
行なう。即ち、浴槽（２０）内の水（４ｃ）を循環経路
（追焚循環管路６０）を通してポンプ（５６）によって
圧送して熱交換器（２２）を通過させることにより、浴
槽内の湯水を加熱する。その加熱に応じて浴槽内の水温
が、たとえば、一定温度ΔＴだけ上昇するに必要な時間
をｔ、熱交換器の加熱能力をＮｏとすると、浴槽内の水
量Ｑは、Ｑ＝Ｎｏ・ｔ／ΔＴ・・・（１）で与えられる。この結果、浴槽内の水量Ｑを算出するこ
とができる。

【００１０】したがって、実際の浴槽に対して、熱交換
器に浴槽内の水４ｃを循環させて加熱する風呂釜では、
浴槽内の水量Ｑは、熱交換器２２を加熱する追焚バーナ
の発熱量、即ち、燃焼能力Ｎ（＝Ｎｏ）は、浴槽内の湯
水が持つ熱量と、特定温度ΔＴだけ上昇させるに必要な
時間ｔとから、式（１）によって水量Ｑ（＝Ｎ・ｔ／Δ
Ｔ）として検出することができる。

【００１１】そして、熱交換器２２を通して湯水に加え
られる熱量は、バーナの発熱量と熱効率との積で与えら
れる。この場合、熱効率は、浴槽内の一定水量とこの水
量を熱交換器で加熱して得られた上昇温度との積を、上
昇温度に到達させるに要した時間とバーナの発熱量との
積で除すことにより求めたものであり、この値は、例え
ば、追焚き時に求められる。

【００１２】そこで、この熱効率は、追焚き毎に得られ
る検出値に基づいて演算することができ、その値を更新
することができる。即ち、追焚き時毎に求めた熱効率を
次回の追焚き時に使用することにより、常に最新のデー
タを以て浴槽内の水量の算出をすることができ、この水
量が設定水量に達していないとき、給水源から湯水を浴
槽に供給し、設定水量に浴槽内の水量を制御する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本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。

【００１４】図１は、この発明の自動風呂釜装置の一実
施形態を示している。

【００１５】図１に示すように、水道などから供給され
た上水からなる水４ａは、給湯手段から浴槽２０に供給
される。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は水流スイッチ２６に
よって得られた注湯水流検出信号を表わす。水４ａは、
加熱手段である第１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する
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している。

【００１７】そして、熱交換器２８を通過して得られた
温水４ｂは、温度検出手段として設置された給湯温度を
電気的に検出するサーミスタなどで構成される給湯温度
検出器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。この給湯温度検出
器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４４に導かれて、給
湯・注湯切換信号Ｓh1によって給湯口４６側への供給
と、浴槽２０側への注湯とが切り換えられる。

【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、水道側とを遮断するホッパ４８を経て、管路
切換手段とし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経路としての追焚循環管路
６０によってポンプ５６を介して循環される。

【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には加熱手段として第２
の熱交換器である追焚用熱交換器２２及び追焚バーナ２
４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に供給された燃
焼用ガス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。燃焼用ガス３
２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
出する温度検出手段として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】そして、水４ａの加熱系統、浴槽２０への
温水４ｂの供給系統または浴槽２０内の水４ｃの追焚循
環系統は、図２に示す加熱、供給または追焚を行う給湯
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内から入浴者が任意に調
節可能な浴室内などに設置される。給湯水流検出信号Ｄ
w1、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（ＣＰＵ）７２２に取り込まれる。また、
給湯温度検出信号Ａt1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７２３に加えられ、アナログ・ディジタ
ル変換された後、ＣＰＵ７２２に取り込まれる。

【００２６】ＣＰＵ７２２は、書込み専用の記憶素子
（ＲＯＭ）７２５に書き込まれた加熱、供給または追焚
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。

【００２７】加熱、供給または追焚制御の指令は、遠隔
制御器７４のスイッチの操作によって行い、その指令信
号は遠隔制御送受信回路７２７に加えられ、ＣＰＵ７２
２に取り込まれる。

【００２８】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。

【００２９】このような風呂釜において、浴槽２０内の
水量検出を追焚時を例に取って工程順に説明する。

【００３０】（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。

【００３１】（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。

【００３２】（ｃ）浴槽２０内の水温を一定温度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。

【００３３】（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
温度を温度Ｔｏ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ＴｏからΔＴへの所要時間ｔを測
定し、ＲＡＭ７２６内に書き込む。

【００３４】（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。

【００３５】（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を算出する。 ΔＱ＝Ｑo −Ｑ・・・（２）

【００３６】（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。

【００３７】この場合、給湯バーナ３０に着火すること
により、水４ａを加熱して温水４ｂを得て供給し、また
は、給湯バーナ３０を着火しないで加熱しない水４ａを
供給してもよい。

【００３８】（ｈ）適量の注湯または注水を行った
後、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、適正湯量及び適正温度への
注湯・追焚を完了する。

【００３９】なお、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。

【００４０】また、追焚燃焼による沸き上げ時間は、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。即ち、Ｑo ×（Ｔ
2 −Ｔ1 ）は湯水に加えられる熱量、Ｓ×ｔo はバーナ
側の発熱量である。

【００４１】このように、湯水に加えられる熱量は、バ
ーナの発熱量と熱効率との積で求められ、その熱効率
は、浴槽内の一定水量とこの水量を熱交換器で加熱して
得られた上昇温度との積を、上昇温度に到達させるに要
した時間とバーナの発熱量との積で除すことにより求め
た値を参照するので、熱交換器、循環経路、浴槽等によ
る熱損失分を除くことができ、循環経路が長くなって
も、常に正確な値を参照でき、正確な水量を検出でき
る。また、熱効率は追焚き毎に求めて更新し、その値を
次回の追焚き時に参照するので、常に最新のデータを以
て水量を算出でき、外気温等の不確定要素による誤差を
除くことができ、正確な水量検出を実現できる。

【００４２】この場合、追焚バーナ側の発熱量である追
焚インプット能力Ｓは予めＲＯＭ７２５の中に記憶して
おき、循環する湯水に加えられる熱量である追焚燃焼能
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】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、次の効果が得られる。ａ．浴槽内の水量を電気的な信号線などを用いることな
く、遠隔的に検出することができ、たとえば、器具本体
と浴槽とが離れて設置される自動風呂釜の浴槽内の水量
を検出して、水量制御を行なうことができる。ｂ．湯水の温度を基準にし、一定温度だけ上昇させるに
要する時間を計測して水量を演算しているため、時間を
基準にした場合に比較して放熱損失分による演算誤差を
抑制でき、正確に水量を算出して水量制御を行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の自動風呂釜装置の一実施形態を示す
図である。

【図２】自動風呂釜装置の給湯制御装置の一実施形態を
示すブロック図である。

【符号の説明】

４ｃ水（湯水）２０浴槽２２追焚用熱交換器（第２の熱交換器）２８第１の熱交換器５０追焚・注湯切換弁５２第１の管路５６ポンプ６０追焚循環管路（第２の管路）７０温度センサ７２給湯制御装置の主装置（水位制御手段）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】浴槽と、給湯手段と、追焚手段と、管路
切換手段と、水位制御手段とを備えた自動風呂釜装置で
あって、給湯手段は、第１の熱交換器と、第１の管路とを備え、
浴槽への給水時、給水源からの水を第１の熱交換器で加
熱しながら、第１の管路を通じて浴槽に給湯し、追焚手段は、第２の熱交換器と、ポンプと、第２の管路
とを備え、第１の管路及び第２の管路を以て浴槽側に形
成される循環管路に浴槽内の湯水をポンプによって圧送
することにより循環させ、かつ、浴槽内の湯水を第２の
熱交換器によって加熱し、管路切換手段は、第１の管路と第２の管路との結合部に
設け、第１の管路から給水源側を遮断するとともに第１
及び第２の管路を以て循環管路を形成し、又は、第２の
管路を遮断して第１の管路と浴槽とを結合し、水位制御手段は、温度検出手段と、演算手段とを備え、
管路切換手段を制御して浴槽に循環管路を形成し、か
つ、ポンプを駆動して浴槽内の湯水を循環管路に循環さ
せて温度検出手段で浴槽内の湯水の温度を検出した後、
第２の熱交換器により浴槽内の湯水を加熱して浴槽内の
湯水の温度を一定温度だけ上昇させるに必要な時間を計
測し、この時間と循環管路を通して浴槽内の湯水に加え
られる熱量を演算情報に用いて浴槽内の水位を算出し、
この算出水位と設定水位との比較により管路切換手段を
制御して管路を切換えて浴槽の湯水を設定水位に制御す
ることを特徴とする自動風呂釜装置。