JP2822976B2

JP2822976B2 - 自動風呂装置の湯張り制御方法

Info

Publication number: JP2822976B2
Application number: JP8093479A
Authority: JP
Inventors: 正己谷
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 1998-11-11
Anticipated expiration: 2013-11-11
Also published as: JPH09145160A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浴槽内の湯張り水
位を自動設定された自動風呂装置において、通常運転時
に記憶データに基づいて浴槽内に設定水位まで自動給湯
するための湯張り制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】

（自動風呂装置の説明）本発明に係る自動風呂装置は、
例えば第５図に示すように構成されている。第５図にお
いて、１は浴槽、２は浴槽１内の湯を循環させて追焚き
するための追焚き回路、３は浴槽１内に湯を落とし込む
ための給湯回路であり、給湯回路３は追焚き回路２を介
して浴槽１に接続されている。追焚き回路２は、浴槽１
の下部に設けられたバスアダプター４に接続されてお
り、追焚き回路２には、浴槽１の湯を強制循環させるた
めのポンプ５、湯を加熱する風呂用熱交換器６、浴槽１
内の水位を検出するための圧力センサー７、循環判定用
の水流スイッチ８及び浴槽１内の湯温を検知するサーミ
スタ９が設けられている。給湯回路３は、市水から給湯
用熱交換器１０を経て追焚き回路２に接続されており、
給湯回路３の給湯用熱交換器１０よりも下流側からは給
湯分岐回路１１が分岐させられている。この給湯分岐回
路１１は、シャワーやカラン等に接続されており、これ
らの機器へ給湯している。給湯回路３の給湯用熱交換器
１０よりも上流側には、市水からの入水流量を検知する
ための入水流量センサー１２と水温検知用のサーミスタ
１３が設けられており、給湯用熱交換器１０と給湯分岐
回路１１の中間には入水流量を調整するための流量調整
弁１４と、給湯用熱交換器１０で加熱された湯の温度を
検知するサーミスタ１５が設けられている。さらに、給
湯分岐回路１１よりも下流側には、落とし込み流量を制
御するための流量調整弁１６、浴槽１への落とし込み流
量を検知する落とし込み流量センサー１７、バキューム
ブレーカ１８、給湯回路３を開閉するための落とし込み
用開閉弁１９及び逆止弁２０が設けられている。

【０００３】また、自動風呂装置は、中央処理装置（以
下、ＣＰＵ２１という）を有しており、ＣＰＵ２１の入
力側には、水流スイッチ８、圧力センサー７、サーミス
タ９，１３，１５及び各流量センサー１２，１７等が接
続されており、各々からＣＰＵ２１へデータ信号が入力
されている。また、ＣＰＵ２１は落とし込み流量センサ
ー１７からの信号を積算回路２２へ転送でき、積算回路
２２では落とし込み流量を積算して落とし込み湯量を積
算している。落とし込み用開閉弁１９や流量調整弁１
４，１６、ポンプ５等は、メモリ２３に記憶させられて
いる手順もしくは条件に従いＣＰＵ２１によって制御さ
れる。また、メモリ２３には、水位設定動作に必要な落
とし込み湯量に関する数値データや水位設定動作時に検
知された落とし込み湯量及び設定水位等に関する数値デ
ータ等が記憶される。

【０００４】しかして、給湯回路３から浴槽１内に湯を
落とし込む場合には、落とし込み用開閉弁１９を開成
し、所定量の湯を落とし込む。この時、給湯回路３を流
れる落とし込み流量は落とし込み流量センサー１７によ
って検知されており、その検知流量の積算値（落とし込
み湯量）が積算回路２２によって計算され、積算値が所
定給湯量に達したら落とし込み用開閉弁１９を閉成して
給湯を停止する。また、落とし込み時には、圧力センサ
ー７によって浴槽１内の水位を検知し、水位が所定水位
まで上昇したら落とし込み用開閉弁１９を閉成して給湯
を停止することもできる。

【０００５】但し、圧力センサー７は、浴槽１内にバス
アダプターレベル以上の水位があって追焚き回路２内に
浴槽１内の湯が流れ込んでいる場合に、浴槽内水位を検
知することができるので、圧力センサー７を使用する前
には循環判定を行なって水位がバスアダプターレベルよ
りも上昇していることを確認する必要がある。循環判定
は、ポンプ５を運転して追焚き回路２内に浴水を循環さ
せ、水流スイッチ８のオン，オフによって水位がバスア
ダプターレベル以上か、以下か判定し、ポンプ５を停止
して終了するものである。この時、水位がバスアダプタ
ーレベル以上であれば水流スイッチ８がオンとなり（こ
の場合を循環判定オンという。）、バスアダプターレベ
ル以下であれば水流スイッチ８がオフ（循環判定オフ）
となる。

【０００６】さらに、給湯回路３からの落とし込み時に
は、サーミスタ１３，１５によって給湯用熱交換器１０
の前後の湯水の温度を検出し、設定温度の湯を供給する
ために必要な入水流量を計算し、入水流量センサー１２
で検知しながら流量が計算された流量となるように流量
調整弁１４を制御している。

【０００７】また、保温（追焚き）時には、ポンプ５を
運転して浴水を追焚き回路２内に循環させ、サーミスタ
９によって湯温を検出し、その湯温が設定温度よりも低
い場合には、風呂用熱交換器６で湯を加熱して追い焚き
し、サーミスタ９で設定湯温に達したことを検知する
と、ポンプ５を停止して追い焚き動作を停止する。

【０００８】（水位設定時の動作）第３図には、自動風
呂装置の水位設定時の動作を記述したフローチャートを
示してあり、第４図にはその説明図を示してある。浴槽
１内に残水がないことを確認した後、水位設定ボタンを
押すと、落とし込み用開閉弁１９が開成され、給湯回路
３から浴槽１内へ湯量ｑ₁（例えば、10リットル）の湯が落と
し込まれる（ステップ３１）。ついで、追焚き回路２で
循環判定が行なわれ、水流スイッチ８のオン，オフによ
り、浴槽１内にバスアダプターレベル以上の残水がある
か否かが検知される（ステップ３２）。この時、循環判
定オンであれば、残水有りと判断される。これに対し、
循環判定オフとなり、浴槽１内に残水の無いことが確認
された場合には、浴槽１内にｑ₂（例えば、80リットル）の
湯が落とし込まれる。この後、循環判定を行ない、水位
が浴槽１のバスアダプターレベル以上になく循環判定オ
フの場合には、ｑ₃（例えば、40リットル）の湯が浴槽１内に
落とし込まれ、再び循環判定が行なわれる。こうして、
水位がバスアダプターレベルよりも上昇して循環判定オ
ンとなるまで、必要回数だけｑ₃，…，ｑ_n（例えば、い
ずれも40リットル）の湯が浴槽１内に落とし込まれる（ステ
ップ３３，３４）。このｑ_nは、水位がバスアダプター
レベルを越えた時の落とし込み湯量である。水位がバス
アダプターレベルを越えると、圧力センサー７による浴
槽内水位の検知が可能になるが、ｑ_n の落とし込み時に
エア噛み状態で水流スイッチ８がオンになった可能性も
あるので、再確認のため給湯回路３から浴槽１内にｑ₀
（例えば、10リットル）の湯を落とし込み、ふたたび循環判
定を行う（ステップ３５，３６）。ステップ３６で循環
判定オフの場合には、ステップ３４における循環判定オ
ンは、エア噛み状態等の異常状態で生じたものと判断さ
れ、例えばエラーメッセージが出力される。一方、ステ
ップ３６で再度循環判定オンとなり、バスアダプターレ
ベル以上の水位が再確認された場合には、圧力センサー
７で水位を読み取る（ステップ３７）。ついで、浴槽１
内に一定量ｑ_sの湯を落とし込み（ステップ３８）、再
び浴槽１内の水位を読み取る（ステップ３９）。この
後、ステップ３７と３９で読み取った水位の水位差ｈと
落とし込み湯量ｑ_sから浴槽断面積を計算し（ステップ
４０）、例えば浴槽１の底面から一定高さＨに設定した
設定水位まで湯を張るのに必要な湯の残量ｑ_rを計算す
る（ステップ４１）。そして、計算した残量ｑ_rの湯を
浴槽１内に落とし込み（ステップ４２）、水位設定動作
を終了する。

【０００９】この水位設定動作時には、少なくとも水位
がバスアダプターレベルを越えた時（この時の水位を基
準水位と呼ぶ。）の総落とし込み湯量Ｑ₁＝ｑ₁＋ｑ₂＋…＋ｑ_n 及び、基準水位から設定水位までの湯量Ｑ₂＝ｑ₀＋ｑ_s＋ｑ_r が、自動風呂装置に記憶される。そして、次回の湯張り
動作時には、これらの数値データに基づいて自動給湯
し、設定水位まで浴槽内に湯を張るものである。

【００１０】（従来方法による自動給湯動作）上述のよ
うにして水位が自動設定された後、通常の自動給湯動作
を行って浴槽内に湯を張る場合、従来にあっては、第７
図に示すようなフローチャートに従って運転されてお
り、水位がバスアダプターレベル以上であることを再確
認するステップまでは水位設定時と同様な動作を繰り返
していた。

【００１１】すなわち、水位設定時と同量ｑ₁の湯を浴
槽１内に落とし込んで循環判定を行い（ステップ１０
１、１０２）、バスアダプターレベル以上の残水がない
ことを確認する。この後、水位設定時と同量ｑ₂の湯を
浴槽１内に落とし込んで、循環判定を行う（ステップ１
０３，１０４）。このステップ１０３及び１０４の動作
を水位がバスアダプターレベル以上に達して循環判定オ
ンになるまで繰返し、水位設定時と同様にｑ₃，…，ｑ_m
の湯を浴槽１内に落とし込む。さらに、再確認のために
ｑ₀ の湯を浴槽１に落とし込み（ステップ１０５）、循
環判定オンとなることを再確認する（ステップ１０
６）。ついで、圧力センサー７によって水位を読み取り
（ステップ１０７）、設定水位との水位差から残量を計
算し（ステップ１０８）、計算された残量の湯を浴槽１
内に落とし込み（ステップ１０９）、設定水位まで湯を
張る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の湯張り動作時に
あっては、自動水位設定時と同様に、湯の落とし込みと
循環判定を繰返し、徐々に水位をバスアダプターレベル
ないし基準水位に近づけ、残水により湯が浴槽から溢れ
るのを防止している。このため、設定水位に湯を張るま
での動作ステップ数が多く、自動給湯動作に時間がかか
っていた。特に、循環判定はポンプを運転して浴槽内の
湯を追焚き回路内で循環させて行なうものであるので、
所要時間が長く、この循環判定の回数が多いために湯を
張るのに長時間要していた。

【００１３】しかしながら、湯張り動作時は、少なくと
も二度目の給湯動作であり、水位設定時の落とし込み湯
量を参考にすれば、より能率的に給湯することができる
と考えられる。

【００１４】また、浴槽に湯張りをする場合には、通常
浴槽内が空の状態から給湯を開始する場合が多いので、
浴槽内にほぼ残水がないことを確認できれば、少ない給
湯回数及び水位検出動作で設定水位まで湯を張ることが
でき、それにより湯張り動作の最適化を図ることができ
ると考えられる。

【００１５】しかして、本発明は、叙上の従来例の欠点
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは
自動給湯時におけるステップ数（特に、循環判定）を減
少させ、自動給湯時の所要時間を短くすることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】このため本発明の自動風
呂装置の湯張り制御方法は、循環ポンプと水流スイッチ
を備えた循環回路をバスアダプターを介して浴槽に接続
され、浴槽内に湯を落とし込むための、流量センサを有
する給湯回路を備え、バスアダプターレベルのすぐ上に
定めた基準水位までの湯量Ｑ₁と、基準水位から設定水
位までの湯量Ｑ₂とを、水位設定時に記憶させられた自
動風呂装置において、自動給湯スイッチがオンになる
と、循環判定を行なって水位がバスアダプターレベル以
下であることを確認し、ついで、バスアダプターレベル
のすぐ下と基準水位との間の浴槽内容積をｑ_tとし、基
準水位までの湯量Ｑ₁よりも湯量ｑ_tだけ少ない湯を浴槽
内に落とし込み、循環判定を行なうことによって水位が
バスアダプターレベル以下であることを確認した後、基
準水位から設定水位までの湯量Ｑ₂よりも前記湯量ｑ_tと
同量だけ多い湯を浴槽内に落とし込むことを特徴として
いる。

【００１７】

【作用】本発明にあっては、バスアダプターレベルのす
ぐ上に定められた基準水位までの湯量をＱ₁、基準水位
から設定水位までの湯量をＱ₂、バスアダプターレベル
のすぐ下と基準水位との間の浴槽内容積をｑ_tとし、循
環判定を行なって水位がバスアダプターレベル以下であ
ることを確認してから、湯量Ｑ₁−ｑ_tの湯を浴槽内に落
とし込んで再び水位がバスアダプターレベル以下である
ことを確認した後、湯量Ｑ₂＋ｑ_tの湯を浴槽内に落とし
込んでいるから、つぎのようにして残水がないことを確
認して浴槽内の設定水位まで２回の給湯動作によって湯
を張ることができる。まず、循環判定を行なって水位が
バスアダプターレベル以下であることを確認してから、
第１回目の給湯動作によりＱ₁−ｑ_tの湯を浴槽内に落と
し込む。ついで、浴槽内にｑ_t以上の残水があるかどう
か判断する。浴槽内に残水がない場合または残水があっ
ても残水がｑ_t以下であった場合には、直ちに第２回目
の給湯動作によりＱ₂＋ｑ_tの湯を浴槽に落とし込み設定
水位まで湯を張る。

【００１８】従って、本発明によれば、残水のない場合
には２回の循環判定と２回の給湯動作により設定水位ま
で湯を張ることができ、速やかに設定水位まで湯を張る
ことができる。また、湯量ｑ_tはバスアダプターレベル
のすぐ下の水位とすぐ上の水位（基準水位）との間の浴
槽内容積であるから、小さな湯量とすることができる。
このため、２回の循環判定によって残水を検出できない
場合でも、その残水量はｑ_t未満となり、ほぼ残水のな
いことを確認することができる。しかも、浴槽内に検出
不能な最大量の残水ｑ_t近くがあった場合、第２回目の
給湯によってＱ₂＋ｑ_tの湯を落とし込んでも、その水位
は設定水位よりもわずかに高くなるだけで、設定水位か
らのずれが小さく、特に浴槽から湯が溢れることがな
い。

【００１９】要するに、本発明によれば、ほぼ残水のな
いことを確認して２回の循環判定と２回の給湯動作によ
り速やかに設定水位まで湯を張ることができ、しかも検
出不能の残水があった場合でも設定水位とのずれが小さ
く、まして浴槽から湯が溢れる恐れがない。

【００２０】また、本発明にあっては、湯量Ｑ₁−ｑ_tの
湯を浴槽内に落とし込んで水位がバスアダプターレベル
以下であることを確認するための判断方法に、循環判定
を用いているから、水位がバスアダプターレベル以下で
あるか以上であるかは、循環判定に用いる水流スイッチ
のオン、オフで判断することができる。すなわち、循環
判定のオン、オフという不連続な出力によって判定でき
るため、水位がバスアダプターレベル以上か以下かの判
断精度が高く、確実に判定を行なえる。

【００２１】そして、水位がバスアダプターレベル以下
か以上かの判断を循環判定により高精度で確実に行なえ
るため、循環判定のオン、オフを切り分けるための上記
湯量ｑ_tを一層小さな値にすることができ、本発明の上
記効果を顕著にできる。

【００２２】また、本発明にあっては、自動給湯スイッ
チがオンになると、循環判定を行なって水位がバスアダ
プターレベル以下であることを確認しているので、初め
に設定水位近くまで湯が残っていた場合に、Ｑ₁−ｑ_tの
湯を落とし込むことによって浴槽から湯が溢れるのを防
止することができる。

【００２３】尚、Ｑ₁−ｑ_tの湯を落とし込んだ後の循環
判定がオンであった場合には、適宜方法によって浴槽内
に湯を落とし込めばよいが、浴槽内に湯を張る場合に
は、通常は浴槽内を空にしてスイッチを押すので、大抵
の場合には本発明の方法によって浴槽内に湯を張ること
ができるものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】自動風呂装置の構成及び水位設定
時の動作については既に説明したので、これらの説明は
省略し、本発明の自動湯張り時の動作を詳述する。

【００２５】第１図は、本発明における自動湯張り時の
動作を記述したフローチャートであり、第２図はその説
明図である。初めに、自動給湯スイッチをオンにすると
（ステップ５１）、循環判定が行なわれ、浴槽１内の残
水の水位がバスアダプターレベル以上か、以下かが判定
される（ステップ５１ａ）。水位がバスアダプターレベ
ル以上の場合には、循環判定オンとなり、以下の場合に
は、循環判定オフとなる。これは、初めに設定水位近く
まで湯が残っていた場合には、ステップ５２においてＱ
₁−ｑ_tの湯を落とし込むと、浴槽１から湯が溢れる恐れ
があるので、まずバスアダプターレベル以上の残水の有
無を調べて以下の処理を実行するか、否かを判定するも
のである。

【００２６】ステップ５１ａの循環判定において循環判
定オフであると判断されると、ついで、落とし込み用開
閉弁１９が開成され、追焚き回路２で両搬送して給湯回
路３から浴槽１内にＱ₁−ｑ_tの量の湯が落とし込まれる
（ステップ５２）。ここで、Ｑ₁は水位設定時に水位が
バスアダプターレベルを越えた時の湯量（基準水位まで
の湯量）であり、Ｑ₁−ｑ_tは浴槽内に落とし込んだ時に
水位がバスアダプターレベル以下となって循環判定オフ
となるような湯量である。すなわち、ｑ_tは水位を基準
水位からバスアダプターレベル以下の水位に下げるため
の調整湯量（例えば、30リットル）である。ついで、循環判
定が行なわれ、Ｑ₁−ｑ_tの湯を落とし込んだ後の水位が
バスアダプターレベル以上か、以下かが判定される（ス
テップ５３）。水位がバスアダプターレベル以上の場合
には、循環判定オンとなり、バスアダプターレベル以下
の場合には循環判定オフとなるが、通常は湯張り時には
浴槽１内を空にして自動給湯スイッチを押すので、大抵
の場合にはステップ５３の循環判定はオフになると考え
られる。ステップ５３の循環判定でオフになった場合に
は、自動給湯スイッチを押した時に浴槽１内に残水がな
かったか、残水が少量（ｑ_t以下）であったかのいずれ
かであるので、つづけて追焚き回路２で両搬送して給湯
回路３から浴槽１内へＱ₂＋ｑ_tの湯を落とし込み、設定
水位まで湯を張ることができる（ステップ５４）。な
お、浴槽１内に初めに残水があった場合には、ステップ
５４の動作の後の浴槽内水位が設定水位よりも高くなる
ことがあるが、この場合でも補水動作（ステップ５９）
後には浴槽内水位は設定水位となる。また、調整湯量ｑ
_tを設定水位から浴槽１の上端までの容量以下に設定し
ておけば、浴槽１内の初めの残水によって水位が設定水
位よりも高くなっても湯が浴槽１の外に溢れるのを防止
することができる。したがって、ｑ_tの値には上下限が
あり、水位を基準水位からバスアダプターレベル以下ま
で下げることのできる湯量を下限とし、設定水位から浴
槽１の上端までの容量を上限とし、この範囲内でｑ_tの
値を小さくすれば設定水位からのズレが小さくなり、大
きくすれば残水の許容量を大きくすることができる。
尚、水位が設定水位に達していなかった場合には、圧力
センサー７によって水位を読み取りながら、追焚き回路
２で片搬送して設定水位まで給湯回路３から湯を落とし
込む（ステップ５５，５６）。

【００２７】これに対し、浴槽１内の残水が多く、ステ
ップ５１又は５３の循環判定がオンになった場合には、
圧力センサー７で水位を読み取りながら設定水位まで湯
を落とし込む（ステップ５５，５６）。

【００２８】こうして設定水位まで湯を張った後は、サ
ーミスタ９によって湯温を検知し（ステップ５７）、湯
温が設定温度以下の場合には、追焚きし（ステップ５
８）、設定水位及び設定温度に達していれば保温及び補
水モードに入る（ステップ５９）。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、極めて簡単な動作によ
って設定水位まで湯張りを行なうことができる。特に、
循環判定は２回で済み、循環判定に要する時間を大幅に
減らすことができる。この結果、お湯張り所要時間を極
めて短くすることができるようになる。しかも、最初に
基準水位よりも少ない湯を落とし込んで循環判定オフを
確認し、浴槽内に残水が無いか、あるいは少量であるこ
とを確かめた後、残りの湯を浴槽内に落とし込んでいる
ので、浴槽から湯が溢れるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動風呂装置の湯張り制御方法を記述
したフローチャートである。

【図２】同上の動作を示す説明図である。

【図３】自動風呂装置の水位自動設定時の動作を記述し
たフローチャートである。

【図４】同上の説明図である。

【図５】自動風呂装置の概略構成図である。

【図６】同上のブロック図である。

【図７】従来例の湯張り制御方法を記述したフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１浴槽３給湯回路４バスアダプター５ポンプ７圧力センサー８水流スイッチ１９落とし込み用開閉弁

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】循環ポンプと水流スイッチを備えた循環
回路をバスアダプターを介して浴槽に接続され、浴槽内
に湯を落とし込むための、流量センサを有する給湯回路
を備え、バスアダプターレベルのすぐ上に定めた基準水
位までの湯量Ｑ₁と、基準水位から設定水位までの湯量
Ｑ₂とを、水位設定時に記憶させられた自動風呂装置に
おいて、自動給湯スイッチがオンになると、循環判定を行なって
水位がバスアダプターレベル以下であることを確認し、
ついで、バスアダプターレベルのすぐ下と基準水位との間の浴槽
内容積をｑ_tとし、基準水位までの湯量Ｑ₁よりも湯量ｑ
_tだけ少ない湯を浴槽内に落とし込み、循環判定を行な
うことによって水位がバスアダプターレベル以下である
ことを確認した後、基準水位から設定水位までの湯量Ｑ₂よりも前記湯量ｑ_t
と同量だけ多い湯を浴槽内に落とし込むことを特徴とす
る自動風呂装置の湯張り制御方法。