JP3016550B2 - 浴槽内湯水の温度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浴槽に上水を熱交
換器で加熱して供給するとともに、浴槽内に溜められた
湯水を熱交換器に循環させて加熱する浴槽内湯水の温度
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、浴槽内の湯水を熱交換器を介して
加熱循環させ、浴槽内の調温を行う追焚き制御を行う風
呂装置として、実公平２−９３３３号「強制循環式風呂
釜の自動調温装置」がある。この装置は、浴槽と熱交換
器とを循環パイプにより連結し、浴槽内の湯水を熱交換
器を介して加熱循環させ、循環パイプ内に設置した温度
検出器による検出温度と、浴室等に設置した温度設定器
による設定温度とを比較してポンプの作動及びバーナの
燃焼を制御する強制循環式風呂釜である。そして、この
強制循環式風呂釜の調温装置にあっては、次の温度制御
動作を行っている。

【０００３】ａ．設定温度に達した後、一定時間（待機
時間）経過後にポンプを動作させる。 ｂ．ポンプの動作後所定時間経過後に温度検出器の検出
温度と設定温度とを比較する。 ｃ．検出温度が設定温度の許容温度以上に低下している
場合には、ポンプを継続して作動させるとともにバーナ
を燃焼させる。 ｄ．検出温度が設定温度の許容温度以内にある場合に
は、ポンプの動作を停止させる。 ｅ．ポンプの動作を停止させた場合には、そのポンプ動
作の停止の後、一定時間（ａの場合の一定時間と同様）
の経過後にポンプを動作させた後、ｂ〜ｄの処理を行
う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この調温装
置にあっては、設定温度に到達したときから一定時間経
過後にポンプを作動し、湯水を循環させることにより浴
槽内の湯水を攪拌して温度を平均化した後にその温度の
検出を行い、その検出温度と設定温度を比較した結果に
より、追焚き動作を開始するか否かを判定している。こ
のため、設定温度に到達した後、一定時間が経過してい
ると、その間に湯水の温度は設定温度から大幅に低下し
ているにも拘わらず、追焚き動作の前にポンプ循環によ
る湯水の攪拌等に相当な時間がかかるために、設定温度
に到達した後から追焚き動作に移行するまでの実質的な
待機時間が長く、追焚き動作の開始が遅延することにな
る。通常、追焚き時、熱交換器が動作を開始しても、循
環経路を通して加熱された湯水が浴槽内に循環するまで
の時間が長く、そのため、追焚き開始と入浴者が体感で
きる湯水の温度上昇との間には相当な時間差があり、季
節によってはもどかしさを感じるものである。

【０００５】そして、夏場と冬場では湯水の温度の推移
は異なるが、その場合には、許容温度や待機時間を変更
する必要がある。このような設定を使用者に要求するこ
とは酷なことであり、管理者がその変更をすることも面
倒なことである。

【０００６】そこで、本発明は、待機時間から保温動作
への移行動作の迅速化により、浴槽内湯水の温度を設定
温度に可及的速やかに到達させる浴槽内湯水の温度制御
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】本発明の浴槽内湯水の温
度制御装置は、図１〜図１３に例示するように、温度セ
ンサから連続的に得られる検出温度を一定の時間間隔で
取り込み、その検出温度を順次に記憶手段（ＲＡＭ）に
記憶するとともに、記憶手段に記憶されている複数の検
出温度のうち、最も古い検出温度を最新の検出温度に更
新して保持し、必要に応じてその平均値と設定温度とを
比較し、その大小関係に応じて保温制御を実行し、保温
制御の移行に先立って循環流水の有無を検知し、循環流
水が無い場合にはその表示により告知するようにしたも
のである。

【０００８】本発明の浴槽内湯水の温度制御装置は、浴
槽（１２）と熱交換器（追焚き用熱交換器１８）とを循
環路（浴槽往き管８及び浴槽戻り管１０）で連結し、こ
の循環路にポンプ（循環ポンプ２８）によって前記浴槽
の湯水を前記熱交換器に循環させて湯水の温度制御を行
う浴槽内湯水の温度制御装置であって、燃料ガスを燃焼
させて前記熱交換器を加熱するバーナ（追焚き用バーナ
５０）と、このバーナに対する前記燃料ガスの供給を切
り換える制御弁（追焚き用ガス開閉弁５２）と、前記循
環路に設けられて前記湯水の温度を検出する温度センサ
（３２）と、前記循環路中の流水を検出する流水センサ
（流水スイッチ３８）と、所定数の検出温度を順次記憶
させる記憶手段（ＲＡＭ６６）を備え、所定の温度幅を
持ちかつ所定の温度間隔で段階的に増減させる温度を設
定温度とし、前記温度センサの検出温度を所定の時間間
隔で取り込み、前記記憶手段が記憶している複数の検出
温度から最も古い検出温度を最新の検出温度に更新する
とともに、複数の検出温度の平均値を算出してその平均
値を最新の値に更新し、その平均値が前記設定温度の温
度幅内への到達から一定時間が経過したときに前記ポン
プを動作させ、前記流水センサが検出する前記湯水の循
環の有無を表す表示信号を出力し、前記湯水の循環が検
出されかつ前記平均値が設定温度に到達していないとき
に前記制御弁を開いて前記バーナを燃焼させ、この燃焼
を前記平均値が前記設定温度に到達するまで維持させる
制御手段（制御部６０）と、この制御手段が発生した前
記表示信号により前記湯水の循環の有無を表示する表示
手段（表示部１００）とを備えたことを特徴とする。

【０００９】この浴槽内湯水の温度制御装置では、温度
センサからの検出温度を一定の時間間隔で取り込んで、
記憶手段に順次に記憶するとともに最も古い検出温度を
最新の検出温度に更新する。そして、記憶している複数
の検出温度の平均値が任意に設定される設定温度に到達
したときから一定時間が経過した後、ポンプを動作させ
る。また、浴槽内の湯水が設定温度に到達した後、一定
時間の後にポンプを動作させ、循環路に浴槽内の湯水を
循環させる。この循環流水があったとき、熱交換器を動
作させる。循環流水を熱交換器の動作開始条件としてい
るのは、流水が検出されない場合、浴槽内に湯水が無い
ことを意味し、安全のため、熱交換器の動作を禁止す
る。そして、湯水の温度が設定温度より低い場合には、
この追焚き動作を持続させ、また、湯水の温度が設定温
度より高い場合には、その追焚き動作を停止させる。こ
のように温度検出や、検出温度の平均値と設定温度との
比較に基づく制御に先立って、追焚き動作を先行させる
ことは、浴槽内湯水の温度が低い場合、その加熱動作を
迅速化でき、可及的速やかに設定温度に制御することが
できる。浴槽内湯水の温度が設定温度より高い場合に
は、検出温度と設定温度との比較に基づいて追焚き動作
を停止させればよく、何らの不都合もない。この保温動
作において、設定温度は、給湯、追焚き時の設定温度の
他、保温動作への移行に際して新たに温度を設定しても
よく、設定温度が変更しても同様の保温動作を行うこと
ができる。

【００１０】また、この浴槽内湯水の温度制御装置にお
いては、熱交換器の動作開始前に、循環流水の検出直前
に検出されている検出温度の平均値と設定温度とを比較
する。そして、検出温度の平均値が設定温度より低い場
合、熱交換器を動作させ、検出温度の平均値が設定温度
に到達するまで湯水を加熱する。このように、熱交換器
の動作前に、検出温度の平均値と設定温度とを比較する
ことにより、無駄な追焚きを防止し、保温動作を効率的
に行うことができる。そして、本発明の浴槽内湯水の温
度制御装置において、前記設定温度は、不連続の特定値
を含む一定幅の温度であり、設定温度に一定の幅を持た
せたので、検出温度の平均値の変動に影響を受けること
がなく、制御の安定性を図ることができる。

【００１１】そして、保温制御への移行に先立って循環
流水の有無を検出し、循環流水が無い場合には、表示に
より保温制御への移行ができないことが告知される。使
用者は、その告知によって異常を知ることができる。

【００１２】また、本発明の浴槽内湯水の温度制御装置
において、前記記憶手段に記憶すべき前記検出温度は、
前記温度センサからの連続した検出温度を一定の時間間
隔でサンプリングしたものであることを特徴とする。時
間間隔は任意であって、取り込む検出温度の数に応じて
浴槽内の湯水温度の推移を知ることができる。

【００１３】

【００１４】また、本発明の浴槽内湯水の温度制御装置
において、前記検出温度は、前記温度センサによって得
られる検出値をアナログ・ディジタル変換器によってデ
ィジタル値に変換するとともに、前記アナログ・ディジ
タル変換器が持つ分解能を単位とした段階値であること
を特徴とする。温度センサによって得られる検出値は湯
水の温度によって連続的に推移するアナログ値である。
このようなアナログ値である検出値と設定温度とを比較
することは、非常に厄介であり、１℃程度の段階的な温
度変化を問題とする浴槽内湯水の温度制御には不向きで
ある。そこで、検出温度は、温度センサによって得られ
る検出値をアナログ・ディジタル変換器によってディジ
タル値に変換するとともに、アナログ・ディジタル変換
器が持つ分解能を単位とした段階値としたものである。
この段階値は、１℃等、体感温度的な温度幅を設定する
ことができる。

【００１５】そして、本発明の浴槽内湯水の温度制御装
置において、前記設定温度は、前記検出温度をディジタ
ル変換する前記アナログ・ディジタル変換器の分解能を
単位とする温度幅を持つ段階値であって、その段階値間
に前記温度幅を単位とする間隔を設定したことを特徴と
する。設定温度は、体感できる温度幅が適当である。そ
こで、設定温度は、検出温度をディジタル変換するアナ
ログ・ディジタル変換器の分解能を単位とする温度幅を
持つ段階値とし、その段階値間に温度幅を単位とする間
隔を設定している。設定温度の間に設定される温度間隔
は、設定温度と検出温度との比較を行う場合、両者の一
致、不一致を明確にでき、両者間に比較誤差を生じない
ようにするためである。例えば、１℃を単位として設定
温度が設定されるものとすると、設定温度の幅をアナロ
グ・ディジタル変換器の分解能に設定する。この分解能
を０．５℃とすると、０．５℃のステップで、設定温度
と間隔温度とが交互に設定されることになる。即ち、ア
ナログ・ディジタル変換器の分解能を単位とし、０．５
℃の温度幅を温度間隔とし、かつ０．５℃の温度幅を持
つ設定温度が存在する。このように段階的に設定される
設定温度に対して検出温度をアナログ・ディジタル変換
して比較すると、両者の一致、不一致の判断を容易かつ
高精度に行うことができ、従来のように、絶対的な設定
温度に対して許容温度を設定するという手間が不要とな
り、人の温度感覚に適合した温度制御を実現できる。

【００１６】

【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。

【００１７】図１、図２及び図３は、本発明の浴槽内湯
水の温度制御装置の一実施形態を示している。この浴槽
内湯水の温度制御装置は、風呂等に用いられた給湯・追
焚き装置２によって構成されている。この給湯・追焚き
装置２は、給湯回路４及び追焚き回路６が備えられてい
るとともに、浴槽往き管８及び浴槽戻り管１０を通して
温水を溜める容器としての浴槽１２の循環口１４に接続
されている。この浴槽１２には、給湯時、給湯回路４の
一部を成す浴槽往き管８を通して給湯が行われ、追焚き
時は、追焚き回路６を成す浴槽往き管８、循環路を成す
浴槽戻り管１０を通して浴槽１２内の湯水ＨＷの追焚き
が行われる。

【００１８】また、給湯・追焚き装置２には、この実施
形態の場合、第１の加熱源として給湯用熱交換器１６、
第２の加熱源として追焚き用熱交換器１８が設置されて
いる。このように二つの熱交換器１６、１８を設置した
のは、上水側からの給水Ｗの加熱と下水側、即ち、浴槽
１２内の湯水ＨＷの加熱とを分離し、独立して加熱する
ためである。

【００１９】そして、給湯回路４は、上水側から浴槽１
２に対して給湯を行う回路である。即ち、管路２０には
水道等の上水系統からの給水Ｗが供給され、この管路２
０を通して給湯用熱交換器１６に供給される。この給湯
用熱交換器１６で得られる湯は、開閉電磁弁２２を通し
て下水側との分離手段である圧送ホッパ２４に至る。こ
の圧送ホッパ２４に供給された湯は、第１の切換弁２６
を経て浴槽往き管８に至り、浴槽１２に供給される。

【００２０】追焚き回路６は、浴槽１２内の湯水ＨＷを
再加熱して保温する回路であって、浴槽１２と追焚き用
熱交換器１８との間に形成された大気開放型の閉回路を
成す循環路を構成し、その湯水循環のための圧送手段と
して循環ポンプ２８が設けられている。この循環ポンプ
２８の動作によって、浴槽１２から浴槽戻り管１０に出
た湯水は、第２の切換弁３０を経て追焚き用熱交換器１
８に至り、この追焚き用熱交換器１８によって加熱され
た温水は、切換弁２６を経て浴槽往き管８から浴槽１２
に至る。そして、循環路を成す浴槽戻り管１０には、循
環流水を通して浴槽１２内の湯水の温度を検出する手段
として温度センサ３２、浴槽１２内の水位を検出する手
段として水位センサ３４が設置されている。水位センサ
３４は、例えば圧力センサで構成される。また、循環ポ
ンプ２８と追焚き用熱交換器１８とを結ぶ管路３６には
循環流水の有無を電気的に検出する流水センサとして流
水スイッチ３８が設置されている。

【００２１】そして、給湯用熱交換器１６側にはその熱
源として給湯用バーナ４０が設置され、この給湯用バー
ナ４０には制御弁として給湯用ガス比例弁４２を介して
燃料としてのガスＧが供給されている。また、給湯用バ
ーナ４０には、給湯用フレームロッド４４及び給湯用イ
グナイタ４６が設置されている。

【００２２】また、追焚き用熱交換器１８側にはその熱
源として追焚き用バーナ５０が設置され、この追焚き用
バーナ５０には制御弁として追焚き用ガス開閉弁５２を
介して燃料としてのガスＧが給湯用バーナ４０とは独立
して供給されている。また、追焚き用バーナ５０にも、
追焚き用フレームロッド５４及び追焚き用イグナイタ５
６が設置されている。

【００２３】次に、図２は、給湯・追焚き装置２の制御
回路を示している。この制御回路は、給湯制御とともに
保温制御を行うための制御手段であって、制御部６０に
はマイクロコンピュータが用いられている。この制御部
６０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）６２、記憶手段と
してのＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６及びＥＥＰＲＯＭ６８が
備えられている。ＲＯＭ６４には、給湯、追焚き等の各
種制御プログラムが格納され、ＲＡＭ６６には演算途上
のデータや検出データが格納され、また、ＥＥＰＲＯＭ
６８には制御途上で得られた固定的なデータ、例えば、
設定温度等が格納され、そのデータは必要に応じて更新
される。

【００２４】そして、この制御部６０には、温度センサ
３２及び水位センサ３４の検出信号が加えられ、これら
の検出信号を時分割的に取り込む手段としてマルチプレ
クサ７０が設置され、このマルチプレクサ７０にはＣＰ
Ｕ６２から制御信号が与えられている。また、これらの
検出信号はアナログ信号であるため、ディジタル処理を
行うためにディジタル信号への変換手段としてアナログ
・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）７２が設置されている。
即ち、温度検出信号及び水位検出信号は一定の時間間隔
で随時取り込まれてディジタル信号に変換され、ディジ
タルデータとしてＣＰＵ６２に加えられている。

【００２５】また、制御部６０には、各種センサ等から
の信号を取り込むとともに、制御出力を各種駆動回路に
付与するため、入出力回路７４が設置されている。入出
力回路７４には、流水スイッチ３８、給湯用フレームロ
ッド４４及び追焚き用フレームロッド５４の出力信号が
加えられている。

【００２６】また、制御部６０の制御出力は入出力回路
７４を通して出力され、各制御出力は開閉電磁弁駆動回
路７６、ポンプ駆動回路７８、切換弁駆動回路８０、８
２、ガス比例弁駆動回路８４、ガス開閉弁駆動回路８
６、イグナイタ駆動回路８８、９０に加えられる。そし
て、その結果、開閉電磁弁２２には開閉電磁弁駆動回路
７６、循環ポンプ２８にはポンプ駆動回路７８、切換弁
２６、３０には切換弁駆動回路８０、８２、ガス比例弁
４２にはガス比例弁駆動回路８４、ガス開閉弁５２には
ガス開閉弁駆動回路８６、給湯用イグナイタ４６にはイ
グナイタ駆動回路８８、追焚き用イグナイタ５６にはイ
グナイタ駆動回路９０を通して駆動出力が与えられる。

【００２７】そして、この制御回路には、制御部６０に
対する遠隔操作手段としてリモコン装置９２が設置され
ている。制御部６０の入出力回路７４にはリモコン制御
部９４が接続されており、このリモコン制御部９４に
は、リモコン入力部９６、音声出力部９８及び表示部１
００が接続されている。リモコン入力部９６には、温度
設定入力とともに水位設定入力が与えられる。温度設定
は、使用者によって、任意の温度、例えば、４２℃、４
３℃等、１℃を単位として設定される。この設定温度
は、表示部１００に数値及びその単位が表示されるとと
もに、目標値を表すディジタルデータＤ４２、Ｄ４３と
してＲＡＭ６６に格納される。

【００２８】次に、図３は、温度センサ３２及びＡ／Ｄ
変換部の具体的な構成例を示している。温度センサ３２
には、温度検出素子としてのサーミスタ１０２が使用さ
れ、このサーミスタ１０２には基準抵抗１０４が直列に
接続され、これら直列回路には抵抗１０４を電源側、サ
ーミスタ１０２側を接地側にして基準電圧Ｖｄｄが加え
られている。そして、抵抗１０４とサーミスタ１０２と
の接続点が温度検出出力点Ｐに設定され、その出力点Ｐ
には、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ１０２
の抵抗値に応じた電圧、即ち、温度の検出出力が得られ
る。この検出出力は、マルチプレクサ７０を通過してサ
ンプルホールド回路１０６に加えられる。

【００２９】サンプルホールド回路１０６は、刻々と変
化する検出出力を一定のＣＰＵ６２からのタイミング信
号、即ち、サンプリングパルスＳＰに応じてサンプリン
グして保持する手段である。このサンプルタイミング
は、ＣＰＵ６２側の温度検出タイミングに同期してい
る。この実施形態にあっては、説明を容易にするため、
サンプルホールド回路１０６を等価的に示しており、ス
イッチ１０８はサンプリングパルスＳＰによって開閉
し、その閉時間にキャパシタ１１０に現在値である検出
出力が保持される。即ち、保持電圧ＶＨが現在の検出温
度を表している。この保持電圧ＶＨは、アナログデータ
であり、ディジタル化のため、電圧比較器１１２に加え
られる。

【００３０】電圧比較器１１２は、検出出力と基準電圧
Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎとを比較するこ．により、検出出
力を数ビットのディジタルデータに変換する。基準電圧
Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎを設定する手段として基準電圧設
定回路１１４が設けられており、この実施形態では、分
圧抵抗１１６の抵抗比によって基準電圧Ｖｄｄをｎ分割
し、差電圧Ｖｍを単位として段階的にステップする基準
電圧Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎ（＝Ｖｄｄ）が得られてい
る。この分割単位がアナログ・ディジタル変換の分解能
である。

【００３１】この実施形態においては、基準電圧Ｖ１、
Ｖ２・・・Ｖｎは、Ｖｍを数十ミリボルトに設定し、温
度換算で０．５℃の温度間隔でステップする電圧となっ
ている。ここで、０．５℃のステップとは、例えば、３
９±０．２５℃の温度範囲をＶ３９、４０±０．２５℃
の温度範囲をＶ４０・・・・に設定しており、絶対値と
しての温度に対応する電圧を設定していない。

【００３２】そして、このように基準電圧設定回路１１
４で設定される基準電圧Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎを選択的
に取り出す選択手段としてタップセレクタ１１８が設け
られている。このタップセレクタ１１８には、ＣＰＵ６
２からタップセレクトパルスＴＳが加えられ、このタッ
プセレクトパルスＴＳによって各基準電圧Ｖ１、Ｖ２・
・・Ｖｎが巡回的に選択されて出力される。

【００３３】電圧比較器１１２には、このようにして選
択された基準電圧Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎと検出出力、即
ち、保持電圧ＶＨとが逐次比較され、その大小関係を表
す出力が得られる。この出力がアナログ・ディジタル変
換データである。

【００３４】この逐次変換データを格納する手段として
逐次変換レジスタ１２０が設けられている。この逐次変
換レジスタ１２０は、逐次変換されて得られるディジタ
ル・データを一旦格納する手段である。そして、この逐
次変換レジスタ１２０からディジタル・データを格納す
る手段としてＡ／Ｄ結果レジスタ１２２が設置されてい
る。このＡ／Ｄ結果レジスタ１２２には、逐次変換レジ
スタ１２０からのディジタル・データが格納され、常に
新規のデータが格納されている。

【００３５】そして、比較レジスタ１２４には、Ａ／Ｄ
結果レジスタ１２２のデータが転送されており、その内
容は、Ａ／Ｄ結果レジスタ１２２のデータに比較して従
前のデータが格納される。ここでのデータ処理は、Ａ／
Ｄ結果レジスタ１２２における新規のデータと比較レジ
スタ１２４側の現在のデータとを比較し、両者の差が分
解能の範囲、即ち、誤差範囲であれば、比較レジスタ１
２４に格納されている現在のデータを真のデータとして
確定させる。この確定データを格納する手段として確定
レジスタ１２６が設置され、この確定レジスタ１２６に
検出出力のディジタル・データが格納される。これらの
データ処理は、ＣＰＵ６２において実行され、１２８は
その内部バスである。

【００３６】以上の構成に基づいて、動作を説明する。

【００３７】図４は、総括的な動作を示すフローチャー
トを示している。電源投入によって初期設定が行われ、
この初期設定の後、ステップＳ１では給湯運転か否かを
判定する。給湯運転の場合には、ステップＳ２に移行し
て給湯運転が実行され、ステップＳ３で浴槽１２内の水
位が所定水位か否かが判定される。この所定水位は、図
２に示したように、リモコン装置９２に対して水位設定
を行い、その設定水位か否かが判定される。給湯運転で
は、浴槽１２の水位が所定水位に到達したとき、その給
湯運転を停止する。

【００３８】ステップＳ１において、給湯運転ではない
と判定された場合には、ステップＳ４（図６）に移行し
て保温運転を行う。この保温運転は、浴槽１２内の湯水
の温度を設定温度に保温する動作であって、常時、最適
な湯温を保持する動作である。

【００３９】図５は、ステップＳ２における給湯運転動
作を示しており、給湯回路４の開通状態を示している。
上水Ｗは、給湯用熱交換器１６で加熱された後、開閉電
磁弁２２、圧送ホッパ２４、切換弁２６を経て浴槽往き
管８から浴槽１２に供給される。そして、この場合、破
線で示すように、浴槽戻り管１０にも浴槽１２内の湯水
ＨＷが満たされ、その結果、温度センサ３２によって湯
水ＨＷの温度、水位センサ３４によって浴槽１２内の水
位が検出される。なお、この給湯運転では、通常、放熱
による温度低下を見込むとともに給湯時の追焚き時間の
短縮を図るため、設定温度より０．５℃だけ高い湯温で
の給湯を行い、所定水位に移行した際に、給湯完了時に
温度検出を行った後、保温動作と同様に自動的に追焚き
動作に移行し、浴槽１２内の湯水を設定温度に制御する
ことが行われる。

【００４０】次に、図６は、図４のステップＳ４におけ
る保温運転動作を示している。この保温運転は、給湯又
は給水されている浴槽１２内の湯水ＨＷを設定温度に沸
き上げることにより、設定温度を維持する動作である。
そして、この保温運転は、先の給湯動作、追焚き動作の
後、追焚き動作を示している。

【００４１】ステップＳ１１では、給湯・追焚き、又は
その後の追焚き終了後、所定時間、即ち、待機時間（図
１２に示す待機時間Ｔｂ）が経過したか否かを判定す
る。この待機時間は、設定温度に到達した後、湯温の保
温性を考慮して設定された時間である。この待機時間が
経過した後、ステップＳ１２に移行し、追焚き運転を行
う。そして、ステップＳ１３では、保温時間の監視を行
い、保温時間の経過前はステップＳ１１に戻り、また、
保温時間の経過後は、保温動作を停止する。保温動作
は、入浴者が複数ある場合を想定したものであり、複数
の者が入浴する時間はある程度管理できるので、予め保
温時間を設定することとしている。即ち、保温時間を経
過する前は繰り返し追焚きを行い、その保温時間が経過
した後は、その保温動作を停止する。

【００４２】次に、図７は、この保温動作における追焚
き運転動作を示し、追焚き回路６の開通状態を示してい
る。この追焚き運転は、浴槽１２内の温水の再加熱を行
うための処理であって、追焚き用熱交換器１８に循環ポ
ンプ２８で浴槽１２内の湯水ＨＷを循環させて加熱す
る。即ち、浴槽１２の湯水ＨＷは、浴槽戻り管１０を経
て循環ポンプ２８に引かれて追焚き用熱交換器１８に圧
送されて加熱され、その加熱された湯水は切換弁２６を
経て浴槽往き管８から浴槽１２に戻る。このような圧送
循環を繰り返すことにより、浴槽１２の湯水ＨＷは設定
温度に加熱される。

【００４３】次に、図８は、図６のフローチャートにお
ける追焚き運転動作を示している。ステップＳ２１で
は、追焚き動作に入る前に循環ポンプ２８を動作させて
追焚き回路６に浴槽１２内の湯水ＨＷの循環を行う。こ
の湯水循環は、流水スイッチ３８によって検出される。
そこで、ステップＳ２２では流水検出があったか否かを
判定し、流水が検出できない場合にはステップＳ２３に
移行する。即ち、循環ポンプ２８を駆動したにも拘わら
ず流水検出ができない場合には異常であると判定し、ス
テップＳ２３では表示部１００又は音声出力部９８によ
ってその異常を視覚的な表示や、音声等による聴覚的な
表示で告知する。

【００４４】流水検出があった場合には、ステップＳ２
４に移行する。ステップＳ２４では、流水検出前にＲＡ
Ｍ６６に格納されている現在の検出温度を読み出す。こ
の検出温度は、流水検出前にＲＡＭ６６に記憶されたも
のであり、最新の温度であって、循環路における湯水の
温度を表している。

【００４５】そして、ステップＳ２５では検出温度が設
定温度より低いか否かを判定する。検出温度が設定温度
を越えている場合には、ステップＳ２６に移行し、所定
時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過するま
で、ステップＳ２５の判定を持続する。所定時間が経過
しても、検出温度が設定温度を越えている場合には、ス
テップＳ３３に移行することにより、循環を停止する。

【００４６】また、検出温度が設定温度より低い場合に
は、ステップＳ２７に移行して追焚き燃焼を開始する。
即ち、点火動作を開始した後、ガス開閉弁５２を開いて
追焚き用バーナ５０に着火する。この追焚き燃焼の結
果、ステップＳ２８に移行し、検出温度が設定温度以上
か否かを判定し、検出温度が設定温度と一致又はそれ以
上と検出されたとき、ステップＳ２９に移行し、時間の
計測を行う。この時間計測は、ＣＰＵ６２によって行
い、例えば、クロックパルスを計測して行う。この時間
計測の狙いは、検出温度に変動が生じるので、所定時間
だけその温度上昇が持続したことを確認するためであ
る。

【００４７】そこで、ステップＳ３１では予め定められ
ている時間が経過したか否かを判定し、その所定時間が
経過するまでステップＳ２８に戻り、検出温度と設定温
度との比較を行う。ステップＳ２８において、所定時間
内で検出温度が設定温度以下となった場合にはステップ
Ｓ３０に移行し、時間の計測を停止し、計測している時
間をリセットする。即ち、この場合、クロックパルスの
計測を零に戻して動作を持続する。

【００４８】そして、ステップＳ２８で検出温度が設定
温度に到達、又はそれ以上に推移した場合であって、そ
れが所定時間だけ持続すると、ステップＳ３１に移行
し、追焚き燃焼を停止する。即ち、浴槽１２内の湯水Ｈ
Ｗの温度が設定温度に到達したことにより、ステップＳ
３２に移行し、追焚き運転を停止する。この追焚き燃焼
の停止の後、ステップＳ３３に移行し、追焚き燃焼の停
止から一定時間だけ遅延して循環ポンプ２９の動作を停
止し、追焚き運転を停止する。

【００４９】なお、この実施形態では、流水検出があっ
たとき、ステップＳ２４及びステップＳ２５を経てステ
ップＳ２７に移行して追焚き燃焼を開始しているが、図
９に示すように、ステップＳ２２で流水検出の後、ステ
ップＳ２７に移行して追焚き燃焼を開始してもよい。こ
の場合、追焚き運転の後、ステップＳ２８で検出温度と
設定温度とを比較しており、追焚きの結果、その必要が
ないと判断された場合には、ステップＳ３２に移行して
追焚き燃焼を停止することができるので、何らの不都合
はなく、より保温動作の迅速化を図ることができる。

【００５０】次に、図１０は、温度検出及び検出温度
（平均値）の演算を示している。この温度検出動作で
は、給湯時、保温時の浴槽１２内の湯水ＨＷの温度の検
出を行う。ステップＳ４１では温度センサ３２の検出値
を所定時間毎に取り込み、ステップＳ４２ではその検出
値をＡ／Ｄ変換する。そして、ステップＳ４３では、そ
のＡ／Ｄ変換値をＡ／Ｄ結果レジスタ１２２に格納し、
ステップＳ４４に移行する。

【００５１】ステップＳ４４では、確定レジスタ１２６
に前検出値が格納されているか否かを判定し、初期動作
時には前検出値がないのでステップＳ４５に移行して、
確定レジスタ１２６及び比較レジスタ１２４にその値を
格納する。なお、温度検出動作は、給湯時にも行われて
いるので、給湯から追焚き動作に移行する場合には、確
定レジスタ１２６には必ず前検出値があるが、給湯動作
が完了した後、電源を停止させた場合等にこのようなデ
ータ無しの状態があり得る。

【００５２】ステップＳ４４において、確定レジスタ１
２６に前検出値が格納されている場合には、ステップＳ
４６に移行し、比較レジスタ１２４の値との差が所定値
以内にあるか否かを判定する。その検出値が所定値以内
の場合には、ステップＳ４７に移行して確定レジスタ１
２６の値を更新し、所定値を越えた場合には、ステップ
Ｓ４８に移行してその検出値を放棄し、確定レジスタ１
２６の前検出値を維持する。これは、先の値に対して極
端な検出値が生じた場合、その検出値による誤動作を防
止するためであり、所定値とは、例えば、Ａ／Ｄ変換値
で「２」以上の差が生じた場合、即ち、１℃以上の差を
設定する。

【００５３】そして、ステップＳ４９では、確定レジス
タ１２６の値をＲＡＭ６６に転送する。これは、確定レ
ジスタ１２６の値が更新されたか否かに関係なく行わ
れ、ステップＳ５０に移行する。ステップＳ５０では、
ＲＡＭ６６に前値データが格納されているか否かを判定
する。前値データがある場合には、ステップＳ５１に移
行して最も古いデータを更新し、また、前値データが無
い場合には、ステップＳ５２に移行してＲＡＭ６６に格
納を予定している個数ｎの格納エリアの全部に今回取り
込まれた検出値を格納する。これは、検出温度、即ち、
平均値を求めるための準備動作である。また、予定個数
ｎは、平均値を求めるための個数であり、例えば、ｎ＝
１０に設定する。

【００５４】ステップＳ５３に移行すると、ｎ個中の最
大値と最小値を除いて平均値を求める。即ち、最大値と
最小値を除いたあとの検出値を加算し、ｎ−２で除すこ
とにより、平均値が求められ、これを検出温度とする。

【００５５】そして、ステップＳ５４に移行し、演算し
た検出温度で先に記憶しているＲＡＭ６６の検出温度を
更新し、常に最新の検出温度がＲＡＭ６６に格納され
る。

【００５６】ここで、温度検出を図１１の（Ａ）、
（Ｂ）及び（Ｃ）を参照して説明する。図１１の（Ａ）
に示すように、第１回目の検出値のＡ／Ｄ変換データを
Ｄａとする。このデータＤａは、確定レジスタ１２６に
格納されている。確定レジスタ１２６に格納されている
データがあるか無いかを判定し、無い場合（初期動作）
では、確定レジスタ１２６及び比較レジスタ１２４にそ
のデータＤａが格納される。また、ＲＡＭ６６に前値デ
ータがあるか否かが判定され、無い場合には、データＤ
ａは、ＲＡＭ６６に格納される。この場合、予定個数は
１０であり、各エリアにデータＤａが格納される。そし
て、この場合、最大値及び最小値は共にＤａであり、そ
の検出温度は、Ｄａ×８／８となり、Ｄａとなる。

【００５７】図１１の（Ｂ）に示すように、第２回目の
検出値のＡ／Ｄ変換データをＤｉとする。前検出データ
はＤａであるから、このデータＤａと今回のデータＤｉ
との比較を行い、両者の差が所定値ｅの範囲内（例え
ば、２以内）か否かを判定する。所定値以内の場合、確
定レジスタ１２６の格納されているデータＤａをデータ
Ｄｉに更新し、ＲＡＭ６６に転送する。ＤａとＤｉとの
大小関係をＤａ＜Ｄｉとすると、ＲＡＭ６６に格納され
ているデータ中、最大値はＤｉ、最小値はＤａであるか
ら、ＤａとＤｉを除いて平均値を求める。この場合、第
１回目の場合と同様に、検出温度は、Ｄａ×８／８とな
り、Ｄａとなる。

【００５８】図１１の（Ｃ）に示すように、ｋ回目の温
度検出が行われたとする。ＲＡＭ６６には、最新のデー
タＤｋが転送され、データＤｋ、Ｄｉ、Ｄｆ、Ｄｈ、Ｄ
ｆ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｊ、Ｄｄ、Ｄｅが格納されている。
この場合、最大値をＤｆ、最小値をＤｉとすると、これ
らを一つずつを除いて他のデータの加算値ΣＤを（ｎ−
２）で除すことにより、平均値が求められる。ｎ＝１０
とすると、（Ｄｋ＋Ｄｈ＋Ｄｆ＋Ｄｂ＋Ｄｃ＋Ｄｊ＋Ｄ
ｄ＋Ｄｅ）／８＝Ｄｘとなり、この場合の検出温度はＤ
ｘとなる。この検出温度Ｄｘは、ＲＡＭ６６に格納され
ている前検出温度を更新し、最新の検出温度として格納
される。このような動作を繰り返し、ＲＡＭ６６には常
に最新の検出温度が格納される。

【００５９】次に、図１２は、給湯時の追焚き運転から
保温運転に移行する場合の動作タイミングを示してい
る。

【００６０】時間Ｔａは追焚き運転時間を表しており、
この時間内では、図１２の（Ａ）に示すように、ガス開
閉弁５２が開となり、追焚きのためのガス燃焼が行われ
ている。浴槽１２内の湯水ＨＷが設定温度に到達する
と、ガス開閉弁５２が閉止されて燃焼動作が停止する。

【００６１】そして、図１２の（Ｂ）に示すように、ガ
ス開閉弁５２の閉止から時間Ｔｄの後、循環ポンプ２８
が停止する。このように循環ポンプ２８の動作の停止を
ガス開閉弁５２の閉止より時間Ｔｄだけ遅延させるの
は、追焚き用熱交換器１８の熱による後追い沸騰を避け
るためであり、追焚き用熱交換器１８内の温度を低下さ
せるためである。

【００６２】また、循環ポンプ２８の停止の後、図１２
の（Ｃ）に示すように、流水スイッチ３８の流水検出は
停止する。

【００６３】そして、ガス開閉弁５２の停止から所定時
間の待機時間Ｔｂが開始される。この待機時間Ｔｂは、
例えば、３０分程度に設定する。この待機時間Ｔｂが経
過すると、循環ポンプ２８を動作させ、追焚き回路６に
浴槽１２内の湯水ＨＷの循環を行う。時間Ｔｅは循環ポ
ンプ２８の停止時間であり、この停止時間Ｔｅは待機時
間Ｔｂより短くなる。

【００６４】ポンプ循環が開始されると、図１２の
（Ｃ）に示すように、循環ポンプ２８の動作開始と同時
に流水スイッチ３８の流水検出が行われる。この流水検
出が行われた時点をｔｏとすると、この時点ｔｏにおい
て、設定温度と検出温度との比較が行われる。この比較
に用いられる検出温度は、時点ｔｏの直前にＲＡＭ６６
に格納されている検出温度、即ち、ポンプ循環を行う直
前に演算の結果更新された検出温度である。

【００６５】ところで、温度検出は常時行われており、
その検出は例えば、０．５秒毎に行われて、その平均値
は例えば１０回の温度取込みを単位として演算されるも
のとすると、比較される検出温度は時点ｔｏから５秒程
度前から時点ｔｏの直前までの温度取込みに基づいた平
均値温度である。

【００６６】そして、この検出温度と設定温度との比較
の結果、検出温度が設定温度より低い場合には、時点ｔ
ｏの後の時間Ｔｆの間で点火動作に移行し、図１２の
（Ａ）に示すように、ガス開閉弁５２が開かれる。この
結果、追焚き動作、即ち、保温動作が開始され、時間Ｔ
ｃは、その保温動作時間である。この保温動作は、検出
温度が設定温度に到達するまで持続する。

【００６７】次に、図１３は、設定温度と検出温度との
比較動作を示している。図１３において、直線Ｌは検出
温度の推移を示しており、実際には大きく変動するもの
であるが、説明を容易にするため直線で示してあり、矢
印ＵＰは上昇方向、矢印ＤＮは下降方向である。また、
温度については、説明を容易にするため、代表的な値と
して３９℃〜４３℃を示してある。

【００６８】設定温度は、１℃を単位として任意に設定
され、その値が単位とともに表示部１００に表示され
る。この設定温度は、例えば、０．５℃の温度幅Ｔ１を
持っており、設定温度の間にも非設定温度として温度幅
Ｔ２＝０．５℃が設定されている。この場合、設定温度
＝３８．７５〜３９．２５℃、非設定温度＝３９．２５
℃〜３９．７５℃、設定温度＝３９．７５〜４０．２５
℃、非設定温度＝４０．２５℃〜４０．７５℃・・・・
と設定されている。即ち、設定温度は、３９℃、４０
℃、４１℃、４２℃・・・のように設定されても、その
設定温度自体は、０．５℃の幅を持っており、絶対値と
しての温度値ではない。

【００６９】これに対し、湯水温度は、連続的に変換す
るアナログ値であり、その検出温度も連続的なものとな
る。しかしながら、アナログ・ディジタル変換のため
に、検出温度の取込みは一定の時間間隔、例えば、１０
０ｍｓ毎に行われ、連続的な値として取り込まれる。そ
して、その温度は、サーミスタ１０２の抵抗値変化を電
圧値に変換して取り込まれ、０．５℃間隔を２０ｍＶ程
度を単位として取り込まれる。この結果、検出温度のＡ
／Ｄ変換値は、０．５℃間隔に対応する２０ｍＶ間隔で
取り込まれてディジタルデータに変換される。図１３に
おいて、ｄ３８．５〜ｄ４３は検出温度を表す検出デー
タを示している。理論的には、検出温度を表す電圧値が
図１３中の横線上に合致する場合があるが、これはデー
タ処理上の誤差として上位側データとして取り込まれ
る。例えば、４０．２５℃を表す線上のデータはｄ４
０．５となる。

【００７０】このようにして取り込まれた検出温度を表
すＡ／Ｄ変換値と設定温度のＡ／Ｄ変換値とが比較され
る。図１３の例において、設定温度を４１℃とし、その
Ａ／Ｄ変換値をＤ４１とすると、検出温度のＡ／Ｄ変換
値ｄ３８．５〜ｄ４３と比較される。保温動作の結果、
湯水の検出温度がｄ４１に到達すると、設定温度を表す
Ａ／Ｄ変換値Ｄ４１と一致し、その一致が所定時間経過
した後、保温動作を停止させるのである。

【００７１】また、待機時間中に浴槽１２内の湯水の温
度が低下し、検出温度が、例えばｄ４０に低下すると、
保温動作に移行し、検出温度が設定温度Ｄ４１に到達す
るまで追焚き動作を行う。

【００７２】このように設定温度は、一定の温度幅Ｔ１
（＝０．５℃）を有しており、また、設定温度間には一
定の温度幅Ｔ２（＝０．５℃）が設定されている。しか
も、この温度幅Ｔ１、Ｔ２は、Ｔ１＝Ｔ２であって、ア
ナログ・ディジタル変換における分解能（例えば２０ｍ
Ｖ）と一致している。また、設定温度間に一定の温度幅
が設定されているため、アナログ・ディジタル変換時の
動作が安定化し、しかも、一定時間経過した後、追焚き
動作又はその停止を行うため、追焚き用バーナ５０の点
消火を繰り返すこともなく、動作の安全性を高めること
ができる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が得られる。 ａ．浴槽内の湯水の検出温度が一定の温度幅を持ちかつ
所定の温度間隔を持った段階値である設定温度の温度幅
内に到達したときから一定時間が経過した後、ポンプを
動作させ、かつ、循環路に循環流水が検出されたとき、
熱交換器を動作させて追焚き動作を先行させ、この追焚
き動作の後の湯水の温度を循環路に設けた温度センサに
よって連続的に取り込み、その検出温度を順次に記憶手
段に記憶させるとともに、最も古い検出温度を最新の検
出温度に更新し、記憶手段に記憶されている複数の検出
温度の平均値と設定温度との比較を行い、湯水の温度が
設定温度より低下している場合には、追焚きを持続させ
ることとしたので、従来のように、湯水の攪拌及び温度
検知を先行させる温度制御に比較し、保温動作を可及的
速やかに行うことができる。 ｂ．保温動作への移行前に循環流水の有無を検知し、循
環流水がない場合にはその表示により告知するので、保
温動作ができない異常状態を容易に知ることができる。 ｃ．浴槽内の湯水の検出温度が設定温度に到達したとき
から一定時間が経過した後、ポンプを動作させ、かつ、
循環路に循環流水が検出されたとき、ポンプ循環前に検
出している湯水の温度と設定温度とを比較し、湯水の温
度が設定温度より低下している場合には、熱交換器を動
作させて追焚き動作を先行させ、この追焚き動作の後、
湯水の温度が設定温度より低い場合、追焚き動作を持続
させることとしたので、従来のように、攪拌及び温度検
知の後に追焚き動作へ移行させる制御に比較して保温動
作を可及的速やかに行うことができる。このような制御
動作にあっては、給湯動作や太陽熱を利用した温水器等
が併用されて浴槽内湯水が高い温度を維持している場
合、無駄な追焚き動作への移行を防止できる。 ｄ．検出温度はアナログ・ディジタル変換器の分解能を
単位とする等、一定の温度幅を持ちかつ所定の温度間隔
を持った段階値としたので、検出温度と設定温度との比
較処理の信頼性を高め、１℃単位の比較動作が実現で
き、体感温度での温度制御を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浴槽内湯水の温度制御装置の実施形態
を示す系統図である。

【図２】本発明の浴槽内湯水の温度制御装置の制御回路
を示すブロック図である。

【図３】アナログ・ディジタル変換部の構成を示すブロ
ック図である。

【図４】初期動作を示すフローチャートである。

【図５】給湯回路の運転動作を示す系統図である。

【図６】保温運転動作を示すフローチャートである。

【図７】追焚き回路の運転動作を示す系統図である。

【図８】追焚き動作を示すフローチャートである。

【図９】他の追焚き動作を示すフローチャートである。

【図１０】温度検出を示すフローチャートである。

【図１１】ＲＡＭにおける検出データと検出温度の関係
を示す図である。

【図１２】保温動作を示すタイミングチャートである。

【図１３】設定温度と検出温度の比較動作を示す図であ
る。

【符号の説明】

８ 浴槽往き管（循環路） １０ 浴槽戻り管（循環路） １２ 浴槽 １８ 追焚き用熱交換器 ２８ 循環ポンプ ３２ 温度センサ ３８ 流水スイッチ（流水センサ）５０ 追焚き用バーナ ５２ 追焚き用ガス開閉弁（制御弁） ６０ 制御部（制御手段） ６６ ＲＡＭ（記憶手段） ７２ アナログ・ディジタル変換器 １００ 表示部（表示手段）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−10584（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−32653（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−59032（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−252847（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24H 1/00 602

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浴槽と熱交換器とを循環路で連結し、こ
   の循環路にポンプによって前記浴槽の湯水を前記熱交換
   器に循環させて湯水の温度制御を行う浴槽内湯水の温度
   制御装置であって、 燃料ガスを燃焼させて前記熱交換器を加熱するバーナ
   と、 このバーナに対する前記燃料ガスの供給を切り換える制
   御弁と、 前記循環路に設けられて前記湯水の温度を検出する温度
   センサと、 前記循環路中の流水を検出する流水センサと、 所定数の検出温度を順次記憶させる記憶手段を備え、所
   定の温度幅を持ちかつ所定の温度間隔で段階的に増減さ
   せる温度を設定温度とし、前記温度センサの検出温度を
   所定の時間間隔で取り込み、前記記憶手段が記憶してい
   る複数の検出温度から最も古い検出温度を最新の検出温
   度に更新するとともに、複数の検出温度の平均値を算出
   してその平均値を最新の値に更新し、その平均値が前記
   設定温度の温度幅内への到達から一定時間が経過したと
   きに前記ポンプを動作させ、前記流水センサが検出する
   前記湯水の循環の有無を表す表示信号を出力し、前記湯
   水の循環が検出されかつ前記平均値が設定温度に到達し
   ていないときに前記制御弁を開いて前記バーナを燃焼さ
   せ、この燃焼を前記平均値が前記設定温度に到達するま
   で維持させる制御手段と、 この制御手段が発生した前記表示信号により前記湯水の
   循環の有無を表示する表示手段と、 を備えたことを特徴とする浴槽内湯水の温度制御装置。
2. 【請求項２】 前記記憶手段に記憶すべき前記検出温度
   は、前記温度センサからの連続した検出温度を一定の時
   間間隔でサンプリングしたものであることを特徴とする
   請求項１記載の浴槽内湯水の温度制御装置。
3. 【請求項３】 前記検出温度は、前記温度センサによっ
   て得られる検出値をアナログ・ディジタル変換器によっ
   てディジタル値に変換するとともに、前記アナログ・デ
   ィジタル変換器が持つ分解能を単位とした段階値である
   ことを特徴とする請求項１記載の浴槽内湯水の温度制御
   装置。
4. 【請求項４】 前記設定温度は、前記検出温度をディジ
   タル変換する前記アナログ・ディジタル変換器の分解能
   を単位とする温度幅を持つ段階値であって、その段階値
   間に前記温度幅を単位とする間隔を設定したことを特徴
   とする請求項１記載の浴槽内湯水の温度制御装置。
5. 【請求項５】 前記表示手段は、前記循環流水の有無を
   視覚的又は聴覚的に表示することを特徴とする請求項１
   記載の浴槽内湯水の温度制御装置。