JP3568884B2 - 自動給湯装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は浴槽に接続され、設定された水位まで浴槽に自動給湯する自動給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
往管及び戻り管により形成され浴槽に接続される循環回路を有し追焚または保温が可能な、従来の自動給湯装置にあっては、その戻り管の中途に閉塞手段を設けて閉塞可能な構造とし、更に、戻り管における閉塞手段の浴槽側に圧力センサを設けることにより戻り管を検圧管として使用し、浴槽の給湯水位の検出を行っていた。 このような自動給湯装置により浴槽に給湯する場合における前記圧力センサの検出出力は給湯水量により図５に示すように変化する。
【０００３】
すなわち、図５において、給湯水量が０〜Ａの領域では圧力センサの出力は急上昇する。すなわち給湯水位は浴槽と循環回路とを接続するバスアダプタに接続されている細い配管内を上昇中であるが、バスアダプタまでには至っていない状態である。次に、給湯水量がＡ〜Ｂの領域における圧力センサの出力は変化せず、平坦である。これは、湯水はアダプタまで達し、浴槽内においてアダプタより下方の部分に給湯中である状態を示している。 更に、給湯水量がＢ以上の領域では湯水は浴槽内でバスアダプタのレベルを超えて上昇中である状態を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の自動給湯装置において、浴槽の給湯水位を圧力センサにより検出しているが、浴槽水位に対応する圧力センサの出力値は、浴槽と、圧力センサの設置位置、すなわちこれらの高低位置関係により異なるために、自動給湯装置の設置工事時に給湯の基準水位値（設定された給湯水位を決定するための基準値）を設定する必要がある。この場合に給湯装置の試運転を簡単に行うために自動で基準水位値の取得を行うようにしているが、従来の自動給湯装置にあっては、図５における給湯水位がＡ〜Ｂの領域、すなわち圧力センサの出力変化が無い状態を検出するか、あるいは給湯水量がＢとなる圧力変曲点を検出することにより基準水位値を決定していた。
【０００５】
更には、給湯水量がＢを超えると、バスアダプタの吸水口が浴槽内で水面下に沈み、湯水の循環が可能となることから、湯水の循環可能となる状態を検出することにより基準水位値を決定するものが有った。
しかしながら、浴槽内の給湯水位を検出する圧力センサの検出値は、浴槽にバスアダプタを介して接続される循環回路を形成する配管内に含まれる空気等の存在により湯水に泡が発生し、圧力低下を招き、安定しないという問題が有る。特に、給湯水位がバスアダプタの吐出孔、あるいは吸入孔近傍にある場合には湯水に泡が含まれることに起因して圧力変動が生じやすく、給湯水位を正確に計測するには制御手順や圧力センサの検出値に対する複雑な処理を行う必要が有った。本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、所望の設定水位まで給湯するための基準となる基準水位値の取得が容易にできる自動給湯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】
上記目的を達成するために本発明の自動給湯装置は、浴槽に接続された往管と戻り管で形成される循環回路に設けられ前記浴槽における水位を検出する水位検出手段と、前記循環回路に設けられた循環ポンプと、給湯量の基準水位値を記憶する記憶手段と、自動給湯を指示するための自動給湯スイッチが投入された際に前記記憶手段に記憶された基準水位値に基づいて設定された水位まで前記浴槽に給湯するように制御する制御手段とを有する自動給湯装置であって、前記制御手段は、前記自動給湯スイッチの投入時に前記記憶手段に前記基準水位値が記憶されていない場合には、前記浴槽に少量の給湯を行い、かつ前記循環ポンプを駆動して前記循環回路内を湯が循環するように循環運転を行うと共に、循環が可能であるか否かの判定を行い、循環可能であると判定した時点における前記水位検出手段の検出値を第１の水位値とし、更に前記浴槽に対して少量の給湯を行った後の前記水位検出手段の検出値を第２の水位値とし、前記第１の水位値と第２の水位値との差が所定範囲以内である場合には前記第２の水位値を前記基準水位値として前記記憶手段に格納することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の自動給湯装置は、前記水位検出手段は、前記循環回路の水圧値により前記浴槽の給湯水位を検出し、前記第１の水位値と第２の水位値との差が比較される前記所定範囲は、給湯装置が接続される最大容量の浴槽に前記循環回路内を湯が循環可能となった後、所定量の給湯を行った場合における水圧の変化値と、前記給湯装置が接続される最小容量の浴槽に前記循環回路内を湯が循環可能となった後、前記所定量の給湯を行った場合の水圧の変化値とにより規定される範囲であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の自動給湯装置によれば、制御手段は、自動給湯スイッチの投入時に記憶手段に基準水位値が記憶されていない場合には、浴槽に少量の給湯を行い、かつ循環ポンプを駆動して循環回路内を湯が循環するように循環運転を行うと共に、循環が可能であるか否かの判定を行い、循環可能であると判定した時点における前記水位検出手段の検出値を第１の水位値とし、更に前記浴槽に対して少量の給湯を行った後の前記水位検出手段の検出値を第２の水位値とし、前記第１の水位値と第２の水位値との差が所定範囲以内である場合には前記第２の水位値を前記基準水位値として前記記憶手段に格納するようにしたので、簡単な構成で、所望の設定水位まで給湯するための基準となる基準水位値の取得が容易にできる。
【０００９】
また、本発明の自動給湯装置によれば、水位検出手段は、循環回路の水圧値により浴槽の給湯水位を検出し、前記第１の水位値と第２の水位値との差が比較される前記所定範囲は、給湯装置が接続される最大容量の浴槽に循環回路内を湯が循環可能となった後、所定量の給湯を行った場合における水圧の変化値と、給湯装置が接続される最小容量の浴槽に循環回路内を湯が循環可能となった後、前記所定量の給湯を行った場合の水圧の変化値とにより規定される範囲としたので、浴槽に所定量の給湯を行った際に前記第１の水位値と第２の水位値との差が上記範囲内に入っていることが確認できれば、設置された浴槽に正しい給湯が行なわれたものと判定することができ、それ故設置可能な、すなわち給湯装置に接続可能な浴槽であれば、その容量に関係なく、容易に基準水位値を取得することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施の形態に係る自動給湯装置の構成を図１に示す。本発明の実施の形態に係る自動給湯装置は、浴槽１に接続された往管２と戻り管３で形成される循環回路と、往管２と戻り管３の接続部は給湯管４の一端が接続されており、給湯管４の他端は、混合弁１０を介して給湯タンク側に接続される配管５及び上水道に通ずる配管６に接続されている。往管２には、保温用ヒータ１１と、往管２に給湯水が流れているか否かを検出するフロースイッチ１２と、往管２中の給湯水の温度を検出する温度センサ１３とが設けられている。フロースイッチ１２は給湯水が往管２中を流れている場合にはオン状態となり、流れていない場合にはオフ状態となるようにオン、オフの状態信号を出力する。
【００１１】
一方、戻り管３には、浴槽内の給湯水位を検出する水位センサ１４と、戻り管３内の流路を開閉する電動二方弁１５と、循環ポンプ１６とが設けられている。また、給湯管４には、給湯時に開弁し、給湯停止時に閉弁する電磁弁１７と、流量センサ１８と、逆止弁１９とが設けられている。
更に、本実施の形態に係る自動給湯装置は各部の動作を制御する制御装置２０を有している。制御装置２０の構成を図２に示す。同図において、制御装置２０は、制御回路２００と、記憶部２０１とから構成されている。
【００１２】
制御回路２００には、水位センサ１４、フロースイッチ１２、流量センサ１８及び温度センサ１３の出力信号が入力されるようになっている。また、制御回路２００には浴槽１に自動給湯することを指示する自動給湯スイッチの指示信号、及び浴槽１における給湯水位を設定する水位設定信号が入力されるようになっている。
記憶部２０１には、浴槽１に設定された給湯水位まで給湯する際に基準となる基準水位値が格納されるようになっており、また、後述するように記憶部２０１に基準水位値が記憶されていない場合に基準水位値を取得するための設定値も格納されている。水位センサ１４は本発明の水位検出手段に、制御回路２００は本発明の制御手段に、記憶部２０１は本発明の記憶手段に、それぞれ相当する。
【００１３】
制御回路２００は、各種センサの出力に基づいて保温ヒータ１１、循環ポンプ１６、電動二方弁１５、電磁弁１７、混合弁の駆動制御を行う。これらの駆動制御は、本発明の要旨ではないので、その詳細は省略する。
次に、制御回路２００の制御動作の説明に先立ち、基準水位値が記憶部２０１に記憶されていない場合に基準水位値を取得するための設定値について説明する。給湯設備を設置する場合に、給湯装置に接続される浴槽の容量は数種類、用意されている。浴槽の容量、大きさは浴室の広さ、使用者の使い勝手等により選択されるが、選択される浴槽に接続される給湯装置は限られている。
【００１４】
図４は、容量の異なる浴槽に給湯した場合における時間経過に対する水圧の変化特性を示しており、実線は給湯装置に接続可能な最大容量の浴槽に給湯した場合の特性を、破線は給湯装置に接続可能な最小容量の浴槽に給湯した場合の特性をそれぞれ、示している。図４においてＰ０は大気圧である。図１において給湯が開始される際に電動二方弁１５は、閉じており、湯水は混合弁１０より、電磁弁１７、流量センサ１８、逆止弁１９、フロースイッチ１２、保温ヒータ１１の経路を流れ、吐出孔１ａから浴槽１に供給される。実線で示す水圧の変化特性について検討すると、時刻Ｔ０〜Ｔ１の区間では、浴槽１の吸入孔１ｂより湯面が低いために水位センサ（圧力センサ）１４の検出値は、大気圧Ｐ０のまま、推移する。
【００１５】
そしてＴ０〜Ｔ１の時間、継続して給湯を行うと、吸入孔１ｂより湯面が上昇し、Ｔ１〜Ｔ２の時間、戻り管３に湯が流れ込み、浴槽１の湯面上昇と共に水位センサ１４により検出される圧力はＰ０からＰ１まで上昇する。
これに対し、破線で示す給湯装置に接続可能な最小容量の浴槽に給湯した場合の特性は、上記最大容量の浴槽に給湯した場合と同様の圧力変化を示すが、異なるのは吸入孔１ｂより湯面が上昇してからの圧力変化、すなわち圧力Ｐ０から圧力Ｐ１まで上昇する時間（Ｔ３〜Ｔ４）が短い点である。換言すれば、水圧の時間変化率が大きい点である。これは容量の小さい浴槽は、容量の大きい浴槽と同一時間で、かつ同量の給湯を行った場合に、容量の大きい浴槽に比して湯面の上昇速度が速く、圧力変化もそれに伴って急峻に変化する。すなわち、水圧の時間変化率ΔＰは、容量の大きい浴槽より容量の小さい浴槽の方が大きい。
【００１６】
また、水圧の時間変化率ΔＰは、湯面の高さに依存せず常にほぼ一定である。したがって、単位時間当たりの給湯量が同一であれば、水圧の時間変化率ΔＰは浴槽の容量により決定される。
本発明の実施の形態に係る自動給湯装置では、給湯装置が接続され得る最大容量の浴槽と、最小容量の浴槽に所定量（例えば、６リットル）の湯を給湯した時における、それぞれの水圧の時間変化率ΔＰを比較値として設定する。
【００１７】
すなわち最大容量の浴槽に給湯したときの水圧の時間変化率をＡ，最小容量の浴槽に給湯したときの水圧の時間変化率をＢとし、浴槽に所定量の給湯を行った場合の水圧の時間変化率ΔＰが、Ａ＜ΔＰ＜Ｂであれば、設置されるべき浴槽が給湯装置に接続され、かつ正しい給湯がなされたものと判定し、その時における水位センサ１４により検出される圧力値（水位値）を基準水位値として記憶部２０１に格納する。この基準水位置は設定された給湯水位まで給湯する際における基準値として使用される。
【００１８】
次に、制御回路２００の制御動作を図３のフローチャートを参照して説明する。図示していない自動給湯スイッチが操作されると、自動給湯スイッチの出力信号が制御回路２００に入力され、制御回路２００は、電動二方弁１５を開弁し、かつ電磁弁１７を開弁すると共に、混合弁１０を介して設定された温度の湯が給湯管４、往管２を介して浴槽１に給湯するように各部を制御し、まず所定量（本実施の形態では６リットル）の給湯が行われる（ステップ３０）。次いで、循環ポンプ１６を駆動し、給湯した湯水を往管２及び戻り管３からなる循環回路内を循環させる。この時、フロースイッチ１２の出力に基づいて浴槽１に給湯した湯水が循環しているか否かを判定する（ステップ３１）。
【００１９】
給湯した湯水が循環回路内を循環していない場合にはステップ３０に戻り、更に所定量の給湯を行う。ステップ３１で給湯した湯水が循環回路内を循環していると判定された場合には、その時点における水位センサ１４の検出値を第１の水位値Ｈａとし、記憶部２０１の所定の記憶エリアに格納する（ステップ３２）。更に、ステップ３３では、第１の水位値を取得後、さらに、浴槽１に所定量（本実施の形態では６リットル）の給湯を行い、その時点における水位センサ１４の検出値を第２の水位値Ｈｂとし、記憶部２０１の所定の記憶エリアに格納する（ステップ３４）。
【００２０】
更に、ステップ３５では、浴槽１における水圧の時間変化率ΔＰ（＝Ｈｂ−Ｈａ）がＡ＜ΔＰ＜Ｂであるか否かを判定する。Ａ＜ΔＰ＜Ｂでない、すなわち、ΔＰ≦Ａであると判定された場合には、ステップ３２に戻り、ステップ３２〜３５の処理を繰り返す。
また、ステップ３５でＡ＜ΔＰ＜Ｂであると判定された場合には、第２の水位値として求められた水位センサ１４の検出値Ｈｂを基準水位値として記憶部２０１に格納する。
【００２１】
以上に説明したように、本発明の実施の形態に係る自動給湯装置によれば、自動給湯スイッチの投入時に記憶部に基準水位値が記憶されていない場合には、浴槽に少量の給湯を行い、かつ循環回路内を湯が循環するように循環運転を行うと共に、循環が可能であるか否かの判定を行い、循環可能であると判定した時点における前記水位センサの検出値を第１の水位値とし、更に浴槽に対して少量の給湯を行った後の水位センサの検出値を第２の水位値とし、第１の水位値と第２の水位値との差が所定範囲以内である場合には第２の水位値を基準水位値として記憶部に格納するようにしたので、簡単な構成で、所望の設定水位まで給湯するための基準となる基準水位値の取得が容易にできる。
また、本発明の実施の形態においては、第１の水位値と第２の水位値との差を比較する所定範囲の値を所定量の給湯を行う場合の時間変化率Ａ，Ｂとして説明したが、所定量の給湯を行い得る時間は、給湯配管の据え付け位置などにより変化する場合があり、その点を考慮すれば、単に所定量の給湯を行う前の水圧値と所定量の給湯を行った後の水圧値との差を比較してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の自動給湯装置によれば、制御手段は、自動給湯スイッチの投入時に記憶手段に基準水位値が記憶されていない場合には、浴槽に少量の給湯を行い、かつ循環ポンプを駆動して循環回路内を湯が循環するように循環運転を行うと共に、循環が可能であるか否かの判定を行い、循環可能であると判定した時点における前記水位検出手段の検出値を第１の水位値とし、更に前記浴槽に対して少量の給湯を行った後の前記水位検出手段の検出値を第２の水位値とし、前記第１の水位値と第２の水位値との差が所定範囲以内である場合には前記第２の水位値を前記基準水位値として前記記憶手段に格納するようにしたので、簡単な構成で、所望の設定水位まで給湯するための基準となる基準水位値の取得が容易にできる。
【００２３】
また、本発明の自動給湯装置によれば、水位検出手段は、循環回路の水圧値により浴槽の給湯水位を検出し、前記第１の水位値と第２の水位値との差が比較される前記所定範囲は、給湯装置が接続される最大容量の浴槽に循環回路内を湯が循環可能となった後、所定量の給湯を行った場合における水圧の変化値と、給湯装置が接続される最小容量の浴槽に循環回路内を湯が循環可能となった後、前記所定量の給湯を行った場合の水圧の変化値とにより規定される範囲としたので、浴槽に所定量の給湯を行った際に前記第１の水位値と第２の水位値との差が上記範囲内に入っていることが確認できれば、設置された浴槽に正しい給湯が行なわれたものと判定することができ、それ故設置可能な、すなわち給湯装置に接続可能な浴槽であれば、その容量に関係なく、容易に基準水位値を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動給湯装置の構成を示す図。
【図２】図１における制御装置の構成を示すブロック図。
【図３】図２における制御回路の制御動作を示すフローチャート。
【図４】容量の異なる浴槽に給湯した場合における時間経過に対する水圧の変化特性を示す特性図。
【図５】自動給湯装置に浴槽に給湯する場合における給湯水量と浴槽の水位を検出する圧力センサの検出出力との関係を示す特性図。
【符号の説明】
１ 浴槽
１ａ 吐出孔
１ｂ 吸入孔
２ 往管
３ 戻り管
４ 給湯管
５、６ 配管
１０ 混合弁
１１ 保温ヒータ
１２ フロースイッチ
１３ 温度センサ
１４ 水位センサ（水位検出手段）
１５ 電動二方弁
１６ 循環ポンプ
１７ 電磁弁
１８ 流量センサ
１９ 逆止弁
２０ 制御装置
２００ 制御回路（制御手段）
２０１ 記憶部（記憶手段）

Claims (2)

1. 浴槽に接続された往管と戻り管で形成される循環回路に設けられ前記浴槽における水位を検出する水位検出手段と、前記循環回路に設けられた循環ポンプと、給湯量の基準水位値を記憶する記憶手段と、自動給湯を指示するための自動給湯スイッチが投入された際に前記記憶手段に記憶された基準水位値に基づいて設定された水位まで前記浴槽に給湯するように制御する制御手段とを有する自動給湯装置であって、
   前記制御手段は、前記自動給湯スイッチの投入時に前記記憶手段に前記基準水位値が記憶されていない場合には、前記浴槽に少量の給湯を行い、かつ前記循環ポンプを駆動して前記循環回路内を湯が循環するように循環運転を行うと共に、循環が可能であるか否かの判定を行い、
   循環可能であると判定した時点における前記水位検出手段の検出値を第１の水位値とし、
   更に前記浴槽に対して少量の給湯を行った後の前記水位検出手段の検出値を第２の水位値とし、
   前記第１の水位値と第２の水位値との差が所定範囲以内である場合には前記第２の水位値を前記基準水位値として前記記憶手段に格納することを特徴とする自動給湯装置。
2. 前記水位検出手段は、前記循環回路の水圧値により前記浴槽の給湯水位を検出し、
   前記第１の水位値と第２の水位値との差が比較される前記所定範囲は、給湯装置が接続される最大容量の浴槽に前記循環回路内を湯が循環可能となった後、所定量の給湯を行った場合における水圧の変化値と、前記給湯装置が接続される最小容量の浴槽に前記循環回路内を湯が循環可能となった後、前記所定量の給湯を行った場合の水圧の変化値とにより規定される範囲であることを特徴とする請求項１に記載の自動給湯装置。

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