JP2678154B2 - 浴槽の湯張り温度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、浴槽への湯張りを給
湯器を用いて行う浴槽の湯張り温度制御装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】自動風呂釜において、浴槽に一定温度の
給湯を行うには、比例制御やオートミキシングなどの温
度制御方法が用いられるが、このような制御方法による
ものは、器具が構造的に複雑で、高価になるとともに、
故障も多いなどの欠点がある。 【０００３】このため、比例制御やオートミキシングな
どを用いないでオン・オフ制御のみで温度制御を行う簡
易な給湯器を用いた風呂釜が実用化されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
風呂釜では、給湯器のバーナの能力を一定にし、それを
単にオン・オフ制御しているため、図１１および図１２
に示すように、給湯器に対する入水温、給湯器から浴槽
に供給される水の流量、初期条件ならびに器具の固体差
などによって、設定（目標）温度と、浴槽内における実
際の注湯温度との間に無視できない大きな誤差が生じ
る。図１１において、流量を一定にして入水温が異なる
場合の注湯制御温度と注湯温度の関係を示しており、入
水温は直線ｒ、ｓ、ｔ、ｕの順で高くなっている。ま
た、図１２において、入水温を一定にして流量が異なる
場合の注湯制御温度に対する注湯温度を示しており、直
線ｖ、ｗ、ｘの順で流量が大きくなっている。このよう
な関係から注湯制御温度と、実際の注湯温度との間に誤
差があるため、入浴者がその都度、温度を加減する必要
があった。 【０００５】そこで、この発明は、入浴に適する湯張り
を行う際に湯張り温度を設定温度に速やかに制御でき
る、浴槽の湯張り温度制御装置を提供することを目的と
する。 【０００６】 【課題を解決するための手段】この発明の浴槽の湯張り
温度制御装置は、図１ないし図８に例示するように、湯
張りをすべき浴槽（１２）と、この浴槽に湯張りのため
の水を貯留するとともに間欠的に加熱して前記浴槽に給
湯を行う給湯手段（３）と、浴槽内の湯張り温度を設定
する設定手段（遠隔制御器１９５）と、前記浴槽内の湯
水の温度を検出する温度検出手段（１６）と、前記設定
温度の出湯を行うように前記給湯手段を制御する給湯制
御手段（１８）とを有する浴槽の湯張り温度制御装置で
あって、前記給湯制御手段（１８、制御部１８０）は、
前記温度検出手段が検出した検出温度と前記設定温度と
を比較して補正値を算出する演算手段（ＣＰＵ１８３）
と、前記補正値を記憶する記憶手段（２０、ＲＡＭ２０
２）と、前記演算手段で演算された補正値により前記給
湯手段に対する補正制御出力を出力する制御出力手段
（出力部１８７）とを備えたことを特徴とする。 【０００７】このような構成によれば、給湯手段によっ
て浴槽に湯張りする場合、設定温度と浴槽内の湯水の温
度とを比較し、その温度差に応じて給湯手段に設定され
る設定温度を制御し、湯張り完了時に設定温度の湯張
り、即ち、適正な温度を実現できる。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
の形態を参照して詳細に説明する。 【０００９】図１は、この発明の浴槽の湯張り温度制御
装置の実施形態を示している。水道などから供給された
水２Ａは、給湯手段３に導かれるとともに、その入口部
に設けられている温度検出手段６によって給水温度が電
気的に検出される。また、給湯手段３には、温度検出手
段１０が設けられており、給湯手段３で加熱する湯水の
温度が検出される。給湯手段３で得られた温水２Ｂは、
注湯管を通して浴槽１２に供給され、その場合、浴槽１
２への注湯流量は流量検出手段１４によって検出され
る。浴槽１２内の注湯温度は温度検出手段１６によって
電気的に検出される。温度検出手段６、１０、１６の検
出温度は、給湯制御手段１８に入力され、記憶手段２０
に記憶されるとともに、その記憶手段２０から注湯制御
温度が読み出される。 【００１０】次に、図２は、この発明の浴槽の湯張り温
度制御装置の実施例を示している。水２Ａは、給水温度
を検出する温度検出手段６として設置されたサーミスタ
などからなる電気的に入水温度を検出する温度検出器６
０によって温度が電気的に検出され、Ｔw1は制御部１８
０に加えられる入水温度検出信号を表わす。水２Ａは、
ボイラのタンク４０に溜められて、加熱手段として設置
されたバーナ８０によって加熱される。このバーナ８０
は、灯油、燃焼用ガスなどを燃料８２とする熱源であっ
て、ポンプ・電磁弁８４は、その開閉によって燃料８２
の供給、遮断を行うものであり、Ｄr1は制御部１８０か
ら加えられる開閉駆動信号を表わす。その結果、タンク
４０の水２Ａは間欠的に加熱される。 【００１１】タンク４０内の残留水の温度や加熱時の水
２Ａの温度は、タンク４０内に温度検出手段１０として
設置されたサーミスタなどからなる電気的に水の温度を
検出する温度検出器１００によって検出され、Ｔw2は制
御部１８０に加えられるタンク内温度検出信号を表わ
す。 【００１２】タンク４０内で得られる温水２Ｂは、給湯
を調整する電磁弁１１０を通過して浴槽１２に供給され
るが、Ｄr2は、制御部１８０から加えられる開閉駆動信
号を表わす。 【００１３】電磁弁１１０を通過した温水２Ｂは、その
流量を検出する流量検出手段１４として設置された電気
的に流量を検出する流量計１４０によって流量が検出さ
れ、Ｄm は制御部１８０に加えられる流量検出信号を表
わす。 【００１４】この流量計１４０を通過した温水２Ｂは、
浴槽１２に供給されて溜められ、浴槽１２内の温水２Ｂ
は、攪拌装置１２０によって攪拌されて浴槽１２内の残
留水との混合が図られる。Ｄr3は、攪拌装置１２０に対
して制御部１８０から加えられる駆動信号を表わす。そ
して、浴槽１２内の温水２Ｂの温度は、温度検出手段１
６として設置されたサーミスタなどからなる電気的に温
度を検出する温度検出器１６０によって検出され、Ｔw3
は制御部１８０に対して加えられる温度検出信号を表わ
す。 【００１５】そして、制御部１８０は、浴室側に設置さ
れた遠隔制御器１９５を通じて設定された温度および流
量に基づいて最適な温度制御を行うものであり、図３に
示すように、マイクロコンピュータなどの演算制御装置
によって構成されて器具本体側に設置される。すなわ
ち、制御部１８０において、温度検出信号Ｔw1、Ｔw2、
Ｔw3とともに、遠隔制御器１９５によって設定された設
定注湯量を表わす流量信号Ｄm0および設定温度を表わす
温度信号Ｔw0は、マルチプレクサ１８１を介して時分割
によってアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）１８２
に加えられて、ディジタル信号に変換された後、演算手
段としての中央演算処理部（ＣＰＵ）１８３に取り込ま
れる。また、流量検出信号Ｄm はディジタル信号である
ので、入力部１８４に加えられて、ＣＰＵ１８３に取り
込まれる。 【００１６】ＣＰＵ１８３は、書込み専用の記憶素子
（ＲＯＭ）２００に書き込まれた加熱、供給などの制御
プログラムに従って演算処理を行う。また、取り込んだ
各種データおよ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）２０２に書き込まれる。 【００１７】そして、ＣＰＵ１８３の演算結果としての
駆動制御出力は、制御出力手段としての出力部１８７か
ら出力されて制御対象を駆動する駆動手段としての駆動
部１８８に加えられる。 【００１８】駆動部１８８の出力は、駆動制御信号とし
てリレー１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃに加えられる。この場
合、給湯制御手段としての制御部１８０、駆動部１８８
およびリレー１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃには、交流電源２
２によって駆動される電源装置１８９から必要な電力が
供給されるとともに、電磁弁８４、１１０および攪拌装
置１２０にはリレー１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃを介して個
別に交流電源２２が供給されている。 【００１９】このような風呂釜において、図４ないし図
８を参照して湯張り温度制御を説明する。 【００２０】温度制御を行う手段として、ＲＯＭ２００
には、器具の特性や履歴について、図４に示すように、
流量を一定にして入水温をパラメータにした場合の注湯
制御温度に対して得られる注湯温度、図５に示すよう
に、入水温を一定にして流量をパラメータにした場合の
注湯制御温度に対して得られる注湯温度、図６に示すよ
うに、タンク４０の容量を一定にしてタンク４０内の残
留水の温度をパラメータにした場合の注湯制御温度に対
して得られる注湯温度のそれぞれを学習値、即ち、補正
データとして蓄積している。ここで、注湯温度とは、浴
槽１２内の温水２Ｂの湯温を到達させる目標温度であ
り、また、注湯制御温度とは、給湯手段であるボイラ側
に設定される制御温度であって、目標温度である注湯温
度を実現させる場合にボイラ側に設定すべき温度が注湯
制御温度である。 【００２１】そして、図７及び図８は、注湯制御のフロ
ーチャートであって、ｘ及びｙは各フローチャートの結
合子を示している。注湯時、制御部１８０では、ステッ
プＳ１で設定手段としての遠隔制御器１９５に設定され
た注湯量（浴槽の設定注湯量）を読み込み、次にステッ
プＳ２で遠隔制御器１９５に設定された設定温度、即
ち、浴槽１２の温水２Ｂの沸上げ温度を取り込む。ステ
ップＳ３では、ＲＡＭ２０２に蓄積されている前回の制
御記録である学習値を参照する。 【００２２】ステップＳ４では、温度検出器１００によ
るタンク４０内の温水の温度、即ち、初期貯湯温を取り
込み、ステップＳ５ではタンク４０から浴槽１２に対し
て注湯を開始する。ステップＳ６では、浴槽１２への注
湯量の計測を開始し、ステップＳ７では流量を検出、ス
テップＳ８ではタンク４０への入水温度の検出を行う。
そして、ステップＳ９では、検出された入水温、流量又
はタンク４０内残留水の温度と注湯温度とから設定温度
としての注湯制御温度を読み出し、設定すべき注湯制御
温度を演算する。 【００２３】ステップＳ１０では、温度検出器１００の
検出温度と注湯制御温度とを比較し、ボイラのバーナ８
０の燃焼制御を行う。 【００２４】次に、ステップＳ１１では、浴槽１２に対
して所定の注湯量が完了したか否かを判定し、完了して
ない場合（ＮＯ）には、ステップＳ６に戻る。また、所
定の注湯量を完了している場合（ＹＥＳ）には、ステッ
プＳ１２に移行して注湯を停止し、ステップＳ１３で
は、温度検出器１６０により浴槽１２内の温水の温度、
即ち、実際の湯温ＴE を測定する。 【００２５】そして、ステップＳ１４では、設定温度Ｔ
W と湯温ＴE との差を演算し、（ＴW −ＴE ）＞１℃で
あると判断された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１５
に移行し、注湯温度が低いと判断し、補正値の演算とし
て（ＴW −ＴE ）−（−1.５℃）を行い、補正値を算出
する。また、ステップＳ１４で（ＴW −ＴE ）＞１℃で
はないと判断された場合（ＮＯ）には、ステップＳ１６
に移行する。 【００２６】そして、ステップＳ１６で−2.５≦ＴW −
ＴE ≦１℃であるか否かを判定し、−2.５≦ＴW −ＴE
≦１℃である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１７で適
性制御として補正値の演算はない。即ち、現在の補正値
φが適正である。また、−2.５≦ＴW −ＴE ≦１℃でな
い場合（ＮＯ）には、ステップＳ１８に移行して−2.５
≦ＴW −ＴE であるか否かを判定し、その結果、−2.５
≦ＴW −ＴE である場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１９
に移行し、注湯温度は高いと判断し、補正演算として
（ＴW −ＴE ）−（−1.５℃）を行い、補正値を算出す
る。 【００２７】ステップＳ１５、Ｓ１７又はＳ１９で求め
られた補正値は、ステップＳ２０で注湯温度の補正値を
学習、更新する。この新学習値ＴG を得て注湯温度の補
正が行われ、設定温度に対して誤差の少ない注湯温度を
実現できる。 【００２８】次に、図９のＡは、貯湯量１５リットルの
場合のボイラの初期条件として温度条件に対する偏差
（影響量）を表わし、ボイラのタンク４０内に残留水１
５リットルがある場合、その温度４０℃〜５５℃の範囲
では注湯制御温度への影響はなく、温度３３℃〜４０℃
の範囲では−０．５℃、温度４０℃〜５５℃の範囲では
＋０．５℃程度の影響を受ける。 【００２９】また、図９のＢは、流量（リットル／分）
による影響量を表わしている。注湯時の流量が少なくな
ると、その分だけ注湯温度は高くなるので、温度変化を
抑制するには、注湯制御温度をその分だけ低くすべきこ
とを示している。 【００３０】なお、この発明の浴槽の湯張り温度制御装
置は、図１０に示すように、追焚回路２１０を持ったも
のに適用することもでき、２１１はホッパ、２１２はポ
ンプ、２１３は循環口、２１４は温度検出器、２１５は
三方弁を表わす。そして、Ｔw4は温度検出信号、Ｄr5は
ポンプ２１２に対する駆動信号、Ｄr6は三方弁２１５の
切換信号を表わす。 【００３１】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ボイラ等の簡易な給湯手段を用いて浴槽に湯張りをする
場合に、浴槽に対する注湯完了時に設定温度の湯張りを
行うことができ、しかも、給湯手段の履歴や変動する温
度条件に対応して誤差を抑制した湯張り温度制御を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の浴槽の湯張り温度制御装置を示すブ
ロック図である。 【図２】この発明の浴槽の湯張り温度制御装置を示すブ
ロック図である。 【図３】温度制御装置の制御部の構成を示すブロック図
である。 【図４】注湯制御温度に対する実際の注湯温度を示す図
である。 【図５】注湯制御温度に対する実際の注湯温度を示す図
である。 【図６】注湯制御温度に対する実際の注湯温度を示す図
である。 【図７】この発明の浴槽の湯張り温度制御装置の一実施
例を示すフローチャートである。 【図８】この発明の浴槽の湯張り温度制御装置の一実施
例を示すフローチャートである。 【図９】この発明の浴槽の湯張り温度制御装置における
初期条件を示す図である。 【図１０】この発明の浴槽の湯張り温度制御装置の他の
実施例を示すブロック図である。 【図１１】簡易な給湯手段を用いた場合の注湯制御温度
に対する実際の注湯温度を示す図である。 【図１２】簡易な給湯手段を用いた場合の注湯制御温度
に対する実際の注湯温度を示す図である。 【符号の説明】 ２Ａ 水 ２Ｂ 温水 ３ 給湯手段 １２ 浴槽 １６ 温度検出手段 １８ 給湯制御手段 ２０ 記憶手段 １８０ 制御部（給湯制御手段） １８３ ＣＰＵ（演算手段） １８７ 出力部（制御出力手段） １９５ 遠隔制御器（設定手段） ２０２ ＲＡＭ（記憶手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 孝則 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 永田 昌 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．湯張りをすべき浴槽と、 この浴槽に湯張りのための水を貯留するとともに間欠的
   に加熱して前記浴槽に給湯する給湯手段と、 浴槽内の湯張り温度を設定する設定手段と、 前記浴槽内の湯水の温度を検出する温度検出手段と、 前記設定温度の出湯を行うように前記給湯手段を制御す
   る給湯制御手段と、 を有する浴槽の湯張り温度制御装置であって、前記給湯
   制御手段は、 前記温度検出手段が検出した検出温度と前記設定温度と
   を比較して補正値を算出する演算手段と、 前記補正値を記憶する記憶手段と、 前記演算手段で演算された補正値により前記給湯手段に
   対する補正制御出力を出力する制御出力手段と、 を備えたことを特徴とする浴槽の湯張り温度制御装置。