JP2819525B2 - 浴槽の水量検出装置 - 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、浴槽に溜められてい
る湯水の量を遠隔的に検出する浴槽の水量検出装置に関
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、浴槽の水量を加熱、
一定の温度上昇に要する時間等の要素を用いて演算する
ことにより、浴槽内の水量を遠隔的に検出する、浴槽の
水量検出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】この発明の浴槽の水量検
出装置は、図１及び図２に例示するように、追焚機能を
持つ浴槽の水量検出装置であって、浴槽（２０）内に溜
められている湯水（水 ４ｃ）をポンプ（５６）により浴
槽外の管路に流し出し再び前記浴槽に戻す循環経路（追
焚循環管路６０）と、この循環経路を循環する前記湯水
の温度を検出する温度センサ（７０）と、前記循環経路
に設けられて循環する湯水を加熱する加熱手段（追焚用
熱交換器２２）と、前記浴槽の湯水をポンプを以て前記
循環経路に循環させることにより前記浴槽内の湯水を攪
拌した後、前記温度センサで湯水の温度を検出し、前記
加熱手段を動作させて前記検出温度から設定温度より僅
かに高い温度まで前記湯水を加熱し、この温度上昇に要
した加熱時間を計測し、この加熱時間と、少なくとも前
記循環経路の放熱損失を加味した熱効率と、前記加熱手
段から前記湯水に加えられる熱量との積を前記上昇温度
で除すことにより前記浴槽内の水量を算出する制御手段
（主装置７２）とを備えたことを特徴とする。 【０００８】また、この発明の浴槽の水量検出装置にお
いて、熱効率は、追焚き毎に、前記浴槽内の一定水量と
この水量を前記加熱手段で加熱して得られた前記上昇温
度との積を、前記温度上昇に要した時間と前記加熱手段
におけるバーナ（追焚バーナ２４）の発熱量との積で除
すことにより求めた値を更新し、その値を次回の追焚き
時の熱効率として参照する。 【０００９】 【作用】この発明の浴槽の水量検出装置にあっては、浴
槽（２０）内の湯水（水４ｃ）を循環経路（追焚循環管
路６０）を通してポンプ（５６）によって圧送して加熱
手段（追焚用熱交換器２２）を通過させることにより、
浴槽内の湯水（水４ｃ）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だけ上昇させ
るに必要な時間をｔ、加熱手段（熱交換器２２）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、加熱手
段に浴槽内の湯水を循環させて加熱する風呂釜では、浴
槽内の水量Ｑは、バーナ（追焚バーナ２４）の発熱量、
即ち、燃焼能力Ｎ（＝Ｎｏ）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／ΔＴ）として検出することができる。 【００１１】また、加熱手段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加
熱手段で加熱して得られた上昇温度との積を、温度上昇
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】そして、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
て詳細に説明する。図１は、この発明の浴槽の水量検出
装置の実施例を示し、この実施例は自動風呂釜である。 【００１４】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、加熱手段としての熱交換器２
８及び給湯バーナ３０によって加熱される。 【００１５】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している。 【００１６】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。 【００１７】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、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。 【００１８】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。 【００１９】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
追焚きのための浴槽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を介して循環させる。 【００２０】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。 【００２１】追焚循環管路６０には加熱手段としての追
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は追焚き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、Ｓ
f2はその着火信号を表わす。燃焼用ガス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。 【００２２】そして、追焚きによって加熱された浴槽２
０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。 【００２３】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。 【００２４】この給湯制御装置は、制御手段としての主
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（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。 【００２５】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。 【００２６】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。 【００２７】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。 【００２８】このような風呂釜において、浴槽２０内の
水量検出を追焚き時を例に取って工程順に説明する。 【００２９】（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。 【００３０】（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。 【００３１】（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。 【００３２】（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。 【００３３】（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。 【００３４】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。 【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、 ΔＱ＝Ｑo −Ｑ ・・・（２） 算出する。 【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、一定の時間間隔で自動的に浴槽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】この場合、追焚バーナ２４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、循環する水４ｃ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。 【００４２】 【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の水量を検出
し、水量制御を行う場合の水量情報として活用でき、快
適な入浴環境の実現に寄与することができる。 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、正確に水量を算出できる。 ｃ．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、浴槽における一定水
量とこの水量を加熱手段で加熱して得られた上昇温度と
の積を、温度上昇に要した時間と加熱手段におけるバー
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、加熱手段、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。 ｄ．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。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の浴槽の水量検出装置の実施例である
自動風呂釜を示す図である。 【図２】図１に示した自動風呂釜の給湯制御装置を示す
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（加熱手段） ２４ 追焚バーナ（加熱手段） ５６ ポンプ ６０ 追焚循環管路（循環経路） ７０ 温度センサ ７２ 主装置（制御手段）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−15047（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−92159（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−107049（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−282757（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−15058（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．追焚機能を持つ浴槽の水量検出装置であって、 浴槽内に溜められている湯水をポンプにより浴槽外の管
   路に流し出し再び前記浴槽に戻す循環経路と、 この循環経路を循環する前記湯水の温度を検出する温度
   センサと、 前記循環経路に設けられて循環する湯水を加熱する加熱
   手段と、 前記浴槽の湯水をポンプを以て前記循環経路に循環させ
   ることにより前記浴槽内の湯水を攪拌した後、前記温度
   センサで湯水の温度を検出し、前記加熱手段を動作させ
   て前記検出温度から設定温度より僅かに高い温度まで前
   記湯水を加熱し、この温度上昇に要した加熱時間を計測
   し、この加熱時間と、少なくとも前記循環経路の放熱損
   失を加味した熱効率と、前記加熱手段から前記湯水に加
   えられる熱量との積を前記上昇温度で除すことにより前
   記浴槽内の水量を算出する制御手段と、 を備えた ことを特徴とする浴槽の水量検出装置。 ２．前記熱効率は、追焚き毎に、前記浴槽内の一定水量
   とこの水量を前記加熱手段で加熱して得られた前記上昇
   温度との積を、前記温度上昇に要した時間と前記加熱手
   段におけるバーナの発熱量との積で除すことにより求め
   た値を更新し、その値を次回の追焚き時の熱効率として
   参照することを特徴とする請求項１記載の浴槽の水量検
   出装置。