JP2839292B2 - 自動風呂装置における湯張り制御方法および湯張り制御用データの書き込み方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、器具本体から循環追焚き管路を経由して浴
槽への湯張りを行ない、かつ、浴槽中の水位を圧力セン
サにより検出し、浴槽水位がリモコンに設定した水位に
達したことを検出すると湯張りを自動的に停止させるよ
うにした自動風呂装置における湯張り制御方法および湯
張り制御用データの書き込み方法に関するものである。

〔従来の技術〕

前記の如き自動風呂装置の従来例を第７図に示す。こ
の装置は、器具本体内に給湯用熱交換器１と追焚き用交
換器２とを具備し、給湯用熱交換器１の出湯管３から分
岐された注湯電磁弁４を有する分岐管路を循環追焚き管
路５に接続し、その循環追焚き管路には追焚電磁弁６と
ポンプ７および圧力センサ８とを有し、浴槽への湯張り
は、追焚電磁弁６を閉じると共に注湯電磁弁４を開いて
循環追焚き管路の一方を介して行なっている。

すなわち、従来は、自動スイッチをオンすると、電磁
弁4,6を開いて配管内のエア抜きを行なうための注湯
（水）を行ない、次いで電磁弁4,6を一旦閉じ、次いで
追焚電磁弁６を閉じたまゝ注湯電磁弁４を開き、この状
態で圧力センサ８により浴槽９中の水位を検出しつゝ設
定水位までの注湯を行なって湯張りし、浴槽中の水位が
設定水位に達したことを検出すると電磁弁4,6を閉じ、
次いで注湯電磁弁４を閉じたまゝ追焚電磁弁６を開き、
ポンプ７を駆動して追焚き運転を行ない、浴槽中の湯温
が設定温度に達したことを検出するとポンプ７を停止さ
せると共に追焚電磁弁６を閉じるように構成されてい
る。なお、この種の自動風呂装置は、図示を省略したマ
イコン制御部により自動的に前記の如く運転されるので
あるが、その湯張り水位の制御は、器具設置時に第８図
に示す水位（Ｐ）−水量（Ｑ）グラフを記憶させてお
き、そのＰ−Ｑグラフと湯張り中の圧力センサ８によっ
て検出した浴槽水位に対応する圧力Ｐ（実際には電圧と
して検出される）とを比較し、圧力センサ８が設定水位
に達した圧力を検出すると自動的に湯張りを停止させ
る。

なお、前記Ｐ−Ｑグラフは、浴槽の循環口までは検出
値が一定であるが、これより水位が上昇すると検出値が
上昇することを利用し、浴槽の循環口の高さを基準点と
するものであって、当然のことながら浴槽によってそれ
ぞれ異なるため、器具設置時にその浴槽に対応したＰ−
Ｑグラフをマイコン制御部に記憶させる必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、浴槽中の水位を検出する圧力センサは、浴
槽水位という微少な圧力（例えば0.2〜0.75kg）を検出
しようとする精密電子部品であって、耐圧性は非常に低
いのに対し、水道の給水圧は通常3kg、高いところでは5
kgもあり、また、器具内に配設されている電磁弁の開閉
による衝撃波が器具内に発生するので、圧力センサにこ
のような過大な圧力が加わると測定精度がずれたり、破
壊されたりするおそれがある。

また、圧力センサの出力は、同一水位を測定しても経
時的に変化することがある。例えば、第８図に示すよう
に、浴槽水位から圧力センサ８までの高さＨのとき、器
具設置時にはV₀と検出したものが、６ケ月後にはV₁と変
化することがある。このため、同一の水位を検出して
も、６ケ月後にはαだけ出力が上って浴槽に対する設定
水位がずれてくるという問題がある。なお、前記圧力セ
ンサの経時的変化は、同一水位に対する検出値が変化す
るだけで、水位の変化量に対する出力変化は殆どない。

本発明は、前記の如き従来技術の問題点を改善し、湯
張りに際し圧力センサに過大な圧力が加わることのない
ように保護すると共に、特に、圧力センサの検出値が経
時変化しても、設定された正しい水位の湯張りを行なう
ことができる自動風呂装置における湯張り制御方法およ
び湯張り制御用データの書き込み方法を提供せんとする
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記の如き目的を達成せんがため、給湯用
熱交換器により加熱された湯を浴槽水の循環追焚き管路
を介して浴槽へ湯張りし、かつ、浴槽中の水位を圧力セ
ンサにより検出し、浴槽水位が設定水位に達したことを
検出すると湯張りを自動的に停止させるようにした自動
風呂装置において、前記湯張り管路に、圧力センサ室を
湯張り管路から遮断した湯張り位置と、湯張り管路を圧
力センサ室と連通させた水位測定位置と、圧力センサ室
を湯張り管路から遮断すると共に大気に開放させた基準
水位測定位置とに切替え得る湯張り制御弁を配設し、器
具設置時の最初の運転に際し、圧力センサ室を湯張り管
路から遮断すると共に大気に開放させた状態における圧
力センサ室の水位に基づく基準圧力を検出してマイコン
制御部に記憶させておくと共に、浴槽水位に基づく圧力
（Ｐ）とその圧力に対応する水量（Ｑ）のグラフを作成
してそのＰ−Ｑグラフをマイコン制御部に記憶させてお
き、その後の運転に際し、前記圧力センサ室の水位に基
づく基準圧力を検出し、その検出値と前記器具設置時の
記憶値とを比較し、両者が異なるときにその差分だけ前
記Ｐ−Ｑグラフをシフトさせ、そのシフトさせたＰ−Ｑ
グラフに基づき湯張りを制御することを特徴とする。

また、本発明は、器具設置時の最初の運転に際し、湯
張り制御弁を湯張り位置として湯張り管路内のエアを湯
水と置換するのに必要とする注湯を行なった後、湯張り
制御弁を測定位置に切替えて注湯することにより圧力セ
ンサ室に湯水を流入させ、次いでそのときの循環口まで
の水位に基づく圧力Ａを検出してマイコン制御部に記憶
させ、さらに湯張り制御弁を基準水位測定位置に切替え
て圧力センサ室の水位に基づく基準圧力を検出してマイ
コン制御部に記憶させ、次いで測定圧力が少なくとも２
回連続して上昇するまで所定量の湯張りとその湯張り後
の水位の測定とを繰り返し、前記２回連続して水位が上
昇したことを検出すると浴槽水位が循環口より上になっ
たものと判断してそのときの浴槽水位に基づく圧力Ｂを
マイコン制御部に記憶させ、次いで所定量の湯張りを行
なった後そのときの浴槽水位に基づく圧力Ｃを検出して
マイコン制御部に記憶させ、前記ＢとＣとを結ぶ直線と
Ａを通る水平線とによりＰ−Ｑグラフを作成して湯張り
用データとすることを特徴とする。

〔作用〕

本発明は、前記の如く、湯張り管路に、圧力センサ室
を湯張り管路から遮断した湯張り位置と、湯張り管路を
圧力センサ室と連通させた水位測定位置と、圧力センサ
室を湯張り管路から遮断すると共に大気に開放させた基
準水位測定位置とに切替え得る湯張り制御弁を配設し、
湯張り時には、湯張り制御弁を前記湯張り位置とし、圧
力センサによる水位測定時にのみ湯張り制御弁を水位測
定位置に切替えるので、圧力センサに過大な圧力が掛る
おそれは全くない。

そして、器具設置時の最初の運転に際し、一定の水位
である圧力センサ室の基準水位を検出してマイコン制御
部に記憶させておき、その後の運転に際し、圧力センサ
室の水位を検出して前記記憶値と比較し、両者が異なる
ときにその差分だけＰ−Ｑグラフをシフトさせ、そのシ
フトさせたＰ−Ｑグラフに基づいて湯張りを制御するも
ので、圧力センサの検出値が経年変化しても、その変化
分を補正して正しい水位の湯張りを行なうことができ
る。

また、本発明による湯張りデータの書き込み方法は前
記の如く、器具設置時の最初の運転に際し圧力センサ室
の基準水位を検出してマイコン制御部に記憶させておく
ので、圧力センサの検出値が経時変化してもＰ−Ｑグラ
フを補正することができ、さらに、Ｐ−Ｑグラフの書き
込みに際し、測定圧力が少なくとも２回連続して上昇す
るまで所定量の湯張りとその湯張り後の水位の測定とを
繰り返し、その２回連続して水位が上昇したことを検出
すると浴槽水位が循環口より上になったと判断してその
ときの圧力Ｂをマイコン制御部に記憶させ、次いで所定
量の湯張りを行なった後そのときの圧力Ｃを検出してマ
イコン制御部に記憶させ、ＢとＣとを結ぶ直線とＡを通
る水平線とによりＰ−Ｑグラフを作成するので、浴槽循
環口の高さ位置を正確に把握して正確な水位の湯張りを
行なうことができる。

〔実施例〕

以下、第１図ないし第６図について本発明の一実施例
を説明する。

第１図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明による湯張り制御方法
および湯張り制御用データの書き込み方法を示すフロー
チャート、第２図は本発明を適用した自動風呂装置の水
系統図、第３図はデータ書き込み時の説明図、第４図な
いし第６図は本発明に使用する湯張り制御弁の各状態を
示す断面図である。

本発明を説明するに先立ち、第２図および第４図ない
し第６図について自動風呂装置の構成および湯張り制御
弁の構成を説明する。

第２図において、１は給湯用熱交換器、２は浴槽水の
追焚き用熱交換器、３は出湯管、４は注湯電磁弁、５は
循環追焚き管路、７は循環追焚き用ポンプ、９は浴槽を
示す。本発明において使用する湯張り制御弁100は、第
２図の実施例の場合、出湯管３より分岐して循環追焚き
管路５に至る管路に介装接続されているが、その配設位
置は必ずしもこの位置に限定されるものではなく、浴槽
に対し湯張りする管路であればどこでも配設することも
できる。

本発明において使用する湯張り制御弁は第４図ないし
第６図に示すように構成されている。すなわち、湯張り
制御弁100は、そのボディ101に、湯張り管路の途中に介
装される管路室101aと、その管路室と連通してその上方
に位置する圧力センサ室101bと、該圧力センサ室と連通
してその上方に位置する大気開放室101cとを具備し、そ
のボディ101の下端にはシールキャップ102により密封さ
れ、上端は大気連通孔103aを有するシールキャップ103
により閉塞されている。

前記管路室101aの上端には弁座が形成されており、そ
の弁座に対しスプリング104により上方に付勢された第
１弁体105を圧接させて常態においては管路室101aと圧
力センサ室101bとを遮断している。また、大気開放室10
1cの底部には弁座が形成されており、その弁座に対しス
プリング106により下方に付勢された第２弁体107を圧接
させて常態においては大気開放室101cと圧力センサ室10
1bとを遮断している。そして、前記第１弁体105および1
06には、ギヤモータ108を駆動することにより上下方向
に移動するシャフト109が摺動自在に貫通されており、
かつ、該シャフトに、第１弁体押下げ用の突起109aと、
第２弁体押上げ用の突起109bとが形成されている。な
お、シャフト109は下端のシールキャップ102にも貫通さ
れており、そのシールキャップ102,第１弁体105,第２弁
体107とシャフト109との間はオーリングによりそれぞれ
封止されている。

圧力センサ室101bの一側には、圧力センサ８が気密を
保って取付けられており、その圧力センサ室101bの他側
には、圧力センサ室内の圧力が上昇するとこれを緩和す
るためのダイヤフラム110が配設されている。なお、111
はダイヤフラムキャップ、112はスプリングである。

なお、管路室101aの両端は図に示すように湯張り管路
との接続口113が形成されている。

第４図は湯張り位置を示すもので、シャフト109の突
起109aおよび109bが第１弁体105の上面および第２弁体1
07の下面と接触せずに管路室101aと圧力センサ室101bと
の間および圧力センサ室101bと大気開放室101cとの間を
遮断している状態を示している。

第５図は基準圧力測定位置を示すもので、第４図の状
態からギヤモータ108を駆動してシャフト109を上昇させ
ると、突起109bにより第２弁体107を押し上げ、第１弁
体105は閉じたまゝで第２弁体107を開いて圧力センサ室
101bを大気開放室101cと連通させた状態を示している。

第６図は浴槽内の水位測定位置を示すもので、第４図
の状態からギヤモータ108を駆動してシャフト109を下降
させると、突起109aにより第１弁体105を押し下げ、第
２弁体107は閉じたまゝで管路室101aと圧力センサ室101
bとを連させた状態を示している。

次に、第１図ないし第６図を参照して本発明による湯
張りデータの書き込み方法およびその後の湯張り制御方
法を説明する。

器具設置後、リモコンの自動運転ボタンをオンする
と、第１図に示すように、先ずＰ−Ｑデータの有無を判
断し、当然、Ｐ−Ｑデータがないので、湯張り制御弁
（以下、単に制御弁と略称する）を湯張り位置（第４
図）とし、この状態において電磁弁４を開いて湯張り管
路内のエアーを湯と置換するのに必要とする量x₁（例え
ば８）の注湯を行ない、次いで制御弁100を測定位置
（第６図）に切替え、圧力センサ室101bに湯水を満すに
必要とする量x₂（例えば２）の注湯を行ない、次いで
制御弁100を湯張り位置（第４図）に切替えた後電磁弁
４を閉じる。これは、電磁弁４の開閉に伴なう波動圧力
が圧力センサ８に加わるのを防止するためである。

かくして、電磁弁４を閉じた後、その波動圧力がおさ
まるまでの時間ｔ（例えば20秒）を経過すると、制御弁
100を測定位置（第６図）に切替え、圧力センサ８によ
り圧力を測定する。このときの測定値は圧力センサ８か
ら循環金具までのH₁であって、第３図のＡ点である。

次に、制御弁100の基準水位測定位置（第５図）に切
替え、圧力センサ室101bを管路室101aから遮断すると共
に圧力センサ室101bを大気に開放させ、この状態におい
て圧力センサ室内の一定の水位H₂に基づく基準圧力Ｏを
測定し、これをマイコン制御部に記憶させる。

次に、制御弁100を湯張り位置（第４図）に切替えてQ
n（浴槽中の水位が2cm程度上昇する量）の湯張りとその
湯張り後の水位の測定とを、水位が少なくとも２回連続
して上昇し、かつ、連続して上昇し始めた点から2cm以
上上昇するまで行ない、その２回連続して圧力が上昇
し、かつ、連続して上昇し始めた点より2cm上昇したと
きの圧力Ｂを検出し、これをマイコン制御部に記憶させ
る。次いで、制御弁100を湯張り位置（第４図）に切替
えてQc（例えば設定水量の1/2）の湯張りを行ない、ｔ
秒経過後制御弁を測定位置（第６図）としてそのときの
圧力Ｃを検出し、これをマイコン制御部に記憶させる。
そして、前記Ｂ点とＣ点とを結ぶ直線を前記Ａ点を通る
水平線とをマイコン制御部で演算してＰ−Ｑグラフを作
成する。

かくしてＰ−Ｑグラフを作成した後は、Ｐ−Ｑグラフ
に基づいてリモコンに設定した水位までの流量を演算
し、制御弁100を湯張り位置としてその演算分の湯張り
を行ない、必要に大じ追焚き運転を行なう。

上記の如くして器具を設置した後自動運転スイッチを
オンすると、制御弁100を測定位置（第６図）として浴
槽中の水の有無を検出し、浴槽中に水がある場合には、
第１図に示すようにＰ−Ｑグラフより設定水位までの流
量を計算して直ちに湯張りを行ない、浴槽中に水がない
場合には前記器具設置時とほゞ同様の工程を経て湯張り
を行なう。

すなわち、浴槽中に水がない場合には、制御弁100を
湯張り位置（第４図）として湯張り管路内を水と置換す
る量の注湯を行なった後、制御弁100を測定位置（第６
図）として圧力センサ室まで水を満し、次いで制御弁10
0を湯張り位置（第４図）とした後もｔ秒経過後制御弁1
00を基準水位測定位置（第５図）として基準圧力を測定
する。

このとき、圧力センサ室内の水位は器具設置時もその
後の運転時にも同一であるので、マイコン制御部に記憶
されている値とその後の検出値とが同一の筈であるが、
前述の如く圧力センサの検出値は経時変化することがあ
る。本発明においては、両者の値が異なる場合にその差
分だけ圧力センサが経時変化したことを検出し、Ｐ−Ｑ
データをその差分だけシフトさせて以後の湯張りを制御
する。すなわち、圧力センサの経時変化は、同一水位に
対する検出値が変化するだけで、水位の変化量に対する
出力変化は殆どないので、検出値の差分だけＰ−Ｑデー
タをシフトさせれば、正しい設定水位の湯張りを行なう
ことができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、圧力センサに過
大な圧力が加わることを防止すると共に、特に圧力セン
サの検出値が経時変化しても常に正しい設定水位の湯張
りを行なうことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施例を示すフロー
チャート、第２図は本発明を適用した自動風呂装置の概
要を示す水系統図、第３図はデータ書き込み時の説明
図、第４図ないし第６図は湯張り制御弁の各々異なる状
態を示す断面図である。第７図は従来の自動風呂装置の
一例を示す水系統図、第８図は圧力センサの経時変化の
説明図である。 １……給湯用熱交換器、２……追焚用熱交換器、４……
注湯電磁弁、５……循環追焚管路、７……ポンプ、８…
…圧力センサ、100……湯張り制御弁、101a……管路
室、101b……圧力センサ室、101c……大気開放室。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給湯用熱交換器により加熱された湯を浴槽
   水の循環追焚き管路を介して浴槽へ湯張りし、かつ、浴
   槽中の水位を圧力センサにより検出し、浴槽水位が設定
   水位に達したことを検出する湯張りを自動的に停止させ
   るようにした自動風呂装置において、前記湯張り管路
   に、圧力センサ室を湯張り管路から遮断した湯張り位置
   と、湯張り管路を圧力センサ室と連通させた水位測定位
   置と、圧力センサ室を湯張り管路から遮断すると共に大
   気に開放させた基準水位測定位置とに切替え得る湯張り
   制御弁を配設し、器具設置時の最初の運転に際し、圧力
   センサ室を湯張り管路から遮断すると共に大気に開放さ
   せた状態における圧力センサ室の水位に基づく基準圧力
   を検出してマイコン制御部に記憶させておくと共に、浴
   槽水位に基づく圧力（Ｐ）とその圧力に対応する水量
   （Ｑ）のグラフを作成してそのＰ−Ｑグラフをマイコン
   制御部に記憶させておき、その後の運転に際し、前記圧
   力センサ室の水位に基づく基準圧力を検出し、その検出
   値と前記器具設置時の記憶値とを比較し、両者が異なる
   ときにその差分だけ前記Ｐ−Ｑグラフをシフトさせ、そ
   のシフトさせたＰ−Ｑグラフに基づき湯張りすることを
   特徴とする自動風呂装置における湯張り制御方法。
2. 【請求項２】器具設置後の運転に際し、浴槽中の水の有
   無を検出し、水がない場合だけ前記基準圧力の検出およ
   びＰ−Ｑグラフのシフトを行ない、水がある場合には該
   工程を省略して湯張りを行なうことを特徴とする請求項
   １に記載の自動風呂装置における湯張り制御方法。
3. 【請求項３】湯張り制御弁を湯張り位置として圧力セン
   サ室を湯張り管路から遮断した状態で湯張りを行ない、
   水位測定時には湯張り管路内の圧力変動がおさまるのを
   待った後湯張り制御弁を水位測定位置に切替えて行なう
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の自動風呂装
   置における湯張り制御方法。
4. 【請求項４】給湯用熱交換器により加熱された湯を浴槽
   水の循環追焚き管路を介して浴槽へ湯張りし、かつ、浴
   槽中の水位を圧力センサにより検出し、浴槽水位が設定
   水位に達したことを検出すると湯張りを自動的に停止さ
   せるようにした自動風呂装置において、器具設置時の最
   初の運転に際し、湯張り制御弁を湯張り位置として湯張
   り管路内のエアを湯水と置換するのに必要とする注湯を
   行なった後、湯張り制御弁を測定位置に切替えて注湯す
   ることにより圧力センサ室に湯水を流入させ、次いでそ
   のときの循環口までの水位に基づく圧力Ａを検出してマ
   イコン制御部に記憶させ、さらに湯張り制御弁を基準水
   位測定位置に切替えて圧力センサ室の水位に基づく基準
   圧力を検出してマイコン制御部に記憶させ、次いで測定
   圧力が少なくとも２回連続して上昇するまで所定量の湯
   張りとその湯張り後の水位の測定とを繰り返し、前記２
   回連続して水位が上昇したことを検出すると浴槽水位が
   循環口より上になったものと判断してそのときの浴槽水
   位に基づく圧力Ｂをマイコン制御部に記憶させ、次いで
   所定量の湯張りを行なった後そのときの浴槽水位に基づ
   く圧力Ｃを検出してマイコン制御部に記憶させ、前記と
   Ｃとを結ぶ直線とＡを通る水平線とよりＰ−Ｑグラフを
   作成することを特徴とする自動風呂装置における湯張り
   制御用データの書き込み方法。