JP3812919B2 - 自動風呂装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽の水または湯を24時間、常に循環加熱して沸かす自動風呂装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の自動風呂装置は、浴槽への注水量を検出する水量検出手段と、注水量に対応して変動する浴槽水位を検出するための水位検出手段と、浴槽の湯水を循環管路に引き込んで加熱する手段とを備えている。
このような自動風呂装置は、設置の際の最初の運転において、接続された浴槽の形状,容積に応じて、浴槽への注水量と浴槽水位の関係を注湯制御データとして取得し、以後の運転においては、この注湯制御グラフを参照しなが注湯量を制御して所定の浴槽水位になるように自動で湯張りを行うようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような自動風呂装置の自動湯張り運転においては、器具設置の際の最初の運転で取得した注湯制御データに基づいて行われており、その照合は水量検出手段と浴槽水位の検出手段の検出値に基づいている。
ところが、上記水位検出手段は例えば圧力センサが用いられており、圧力センサは、自動風呂装置を使用しているうちにその検出値に変動を生じてしまう。
【0004】
このような問題に対処するため、従来の自動風呂装置では、装置の運転を止めて水位検出手段に連通する箇所を大気開放し、大気圧を基準として検出値の補正をおこなっていた(0点較正)。
しかしながら、上述のような所謂24時間風呂では、常時追焚き運転が行われており、器具内を大気開放することができない。
つまり、このような自動風呂装置では、従来の方法で圧力検出手段を補正しようとすると、運転を止めて行うことになり、24時間運転させるという本来の器具の目的が失われてしまう。
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、常時追焚き運転をしている自動風呂装置において、その運転を停止することなく浴槽水位検出手段の補正を行うことができ、常に正確な湯張り機能を保持するようにした自動風呂装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項1の発明によれば、浴槽への注水量を検出する流量検出手段と、浴槽水位を検出する水位検出手段と、浴槽の温水が引き込まれる循環管路に設定され浴槽から器具側に戻る温水の温度を検出する手段と、前記浴槽への注水量と浴槽水位との関係に対応して作成される注湯制御データに基づいて設定水位になるまで湯張りを行う自動湯張り機能と、前記浴槽から湯水を器具側に引き込んで追焚きし、予想される設定温度より所定温度だけ低い温度として予め定めた温度Loに常に維持する機能とを備えており、入浴に先立って運転指示がされた場合に、追焚き運転を開始したら、浴槽から循環管路へ引き込んだ湯水の戻り温度としての第1の戻り温度T1を計測し、設定温度Hiまで追焚きを継続しながら追焚き時間t1を計測し、追焚きが終了したら浴槽から器具側への戻り温度としての第2の戻り温度T2を計測し、前記第1及び第2の戻り温度T1とT2の温度差と、追焚き時間t1とに基づいて演算によりそのときの浴槽の残水量を算出し、前記水位検出手段の検出値と前記演算によりもとめた浴槽の残水量とを比較して差がある場合には、予め定めた基準に基づいて前記水位検出手段の検出値を補正する手段を有する自動風呂装置により、達成される。
【0006】
請求項1の構成によれば、自動風呂装置は常に24時間追焚き可能なモードにあって、浴槽湯温を常に温度Loに維持するように適宜追焚きをおこなっている。
この状態で入浴に先立って運転スイッチを入れると、上記温度Loから、入浴に適した設定温度まで追焚きを行う。この追焚き運転の開始の時に浴槽から器具への戻り湯温T1の検出を行い、設定温度に焚き上げたらまた湯温T2を検出する。また追焚き運転中はその追焚き時間を計測する。このT1とT2の温度差と、追焚き時間、さらに器具によりきまる燃料のインプット量から、そのときの浴槽残水の絶対量が演算により求められる。
これにより、予め作成された浴槽注水量と浴槽水位を示す注湯制御データと上記浴槽の水量(浴槽の注水量)を比較し、その時の水位検出手段の検出値を比較することで、実際の浴槽水位と検出値の誤差を求めることができる。
この誤差量から水位検出手段の検出値に関して必要な補正を行うことができるので、自動風呂装置の運転を止める必要がなく、運転しながら、迅速に水位検出手段の補正を行うことができる。
【0007】
本発明の自動風呂装置は、前記浴槽の残水量Q1と水位検出手段の検出値Q2とを比較して、予め定めた基準に基づいて、前記注湯制御データを補正することにより、前記水位検出手段の検出値を補正する水位差比較判断部を備えるように構成してもよい。
【0008】
本発明の自動風呂装置は、前記水位差比較判断部は、浴槽の残水量Q1と水位検出手段の検出値Q2との比較を複数回行い、その差の平均値に基づいて前記注湯制御データを補正するように構成してもよい。
【0009】
また、本発明の自動風呂装置は、前記水位差比較判断部は、浴槽の残水量Q1と水位検出手段の検出値Q2との比較を複数回行い、2回以上続けて差がある場合に前記注湯制御データを補正するように構成してもよい。
【0010】
さらに、本発明の自動風呂装置は、前記水位差比較判断部は、浴槽の残水量Q1と水位検出手段の検出値Q2との比較を複数回行い、2回続けて差がある場合に前記注湯制御データの傾きを補正するように構成してもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【0012】
図1は、第1の実施形態に係る自動風呂装置の主な構成を示す系統図であり、この場合には、給湯機能を備えた複合器としての自動風呂装置の構成を示している。
図において、自動風呂装置20は、本体内に給湯用熱交換器21と、風呂用熱交換器23とを備えており、給湯管45から分岐して追焚き管路26に接続された分岐管路25を備えている。
【0013】
この追焚き管路26は浴槽27の循環金具28に接続されて追焚き循環管路を形成しており、その戻り管26aには追焚き流水スイッチ31と、温水循環用ポンプ32とを備えている。
この循環管路26の戻り管26aには、風呂用熱交換器23の入側に風呂サーミスタ33を備えている。また循環管路26の往き管26bには、循環管路26の流量を検出する流量検出手段として、例えば、風呂用のフローセンサ34を備えている。
【0014】
また、水が供給される供給管41には、入水フローセンサ42と入水サーミスタ43とが接続されており、この給水管41から給湯用熱交換器21を経て延びる給湯管45には、給湯サーミスタ46が接続されている。
給湯管45から分岐した分岐管路25には、注湯電磁弁37と、水位検出手段としての圧力センサ38とが接続されている。
【0015】
そして、これらの各動作部、もしくは検出部等は、後述するように、制御部50に接続されており、さらに、この制御部50には自動風呂装置20に運転の指示を与えたり、設定温度を指示したりするための遠隔制御装置であるリモートコントローラ(以下「リモコン」という)58が接続されている。
【0016】
図2は、制御部50に対する主な装置構成を示しており、制御部50は、例えば自動風呂装置20の制御基板等により構成されている。このため、実際には制御部50には、図2に示すもの以外に、自動風呂釜20の全ての被制御部や検出手段が接続され得るが、ここでは、後述する水位検出手段の補正にのみ関連するものを図示して説明する。
この制御部50には、リモコン58が接続されており、使用者は、リモコン58により沸き上がり温度としての設定温度Hiを設定する等の所定の指示を与えることができ、さらに、このリモコン58には、自動運転スイッチ58aや入浴スイッチ(追焚きスイッチ)58b等が装備されている。
また、制御部50には、入水フローセンサ42、追焚き流水スイッチ31、及び風呂サーミスタ33、循環管路26の循環流量を検出する手段である風呂フローセンサ34、浴槽27の水位を検出するための圧力センサ38が接続され、それぞれの検出信号が入力される。
【0017】
さらに、制御部50には、前述の温水循環用ポンプ32と、図1のバーナ52やその燃料ガスの供給量を調節する比例弁53,54を含む燃焼部61が接続され、それぞれへ制御信号が出力される。
また、制御部50はメモリ55を有しており、自動風呂装置20の自動運転に係るプログラムを有している。また、この自動運転は、後述するように、自動風呂装置20を設置した最初の運転より作成される、後述するような注湯制御データに基づいて行われるようになっている。このような注湯制御データは、注湯制御データメモリ56に格納される。また、この注湯制御データを構成するデータのひとつである注湯量は、入水フローセンサ42の検出信号を注湯量演算部57で算出して制御部50に入力されるようになっている。
【0018】
さらに、水位センサ38の出力信号は制御部50に送られ、制御部50から注湯制御データのひとつとして注湯制御データメモリ56に送られるようになっている。さらに、後述するように、この実施形態では、所定の方法で求められる現在の浴槽水位と、注湯制御データに基づいて水位センサの検出信号から求め荒れる浴槽水位とを水位差検出部63で検出する。この水位差検出部63で検出した現在水位と注湯制御データに基づく浴槽水位は、水位差比較判断部64にて比較され、所定の基準にしたがって、その差に基づいて注湯制御データメモリ56のデータを変更して水位センサの検出値の補正を行うか否かを判断するようになっている。
【0019】
図2において、例えば制御部50、注湯腸演算部57、水位差検出部63、水位差比較判断部64、メモリ55、注湯制御データメモリ56は、同一基板上にひとつの回路構成として形成されてもよいし、これらの機能をひとつまたは複数の回路で兼ねてもよい。あるいはこれらの機能の全部または一部は電子回路ではなく、所定のソフトウエアにより実現するように構成してもよい。
【0020】
このような自動風呂装置20では、浴槽27に湯張りを行う場合、注湯電磁弁37を開放し、循環管路26を介して温水を供給している。
具体的には、自動スイッチ58aをオンすると、先ず、注湯電磁弁37を開き、分岐管路25から循環管路26の往き管26b及び戻り管26aを経て温水をダブル搬送する。
予め設定された水位まで湯張りし、圧力センサ38により、浴槽27中の水位が設定水位に達したことを検出すると、注湯電磁弁37を閉じ、循環ポンプ32をオンして、流水スイッチ31のオンを確認し、この状態が一定時間続くことを確認する。
【0021】
次いで、風呂サーミスタ33により、浴槽27から引き込んだ温水の温度を検出する。その検出結果が図示しないリモコン等により設定された設定温度の下限許容温度範囲より低い場合には、追焚き用バーナ52による燃焼を続け、浴槽27内の温水を所定の循環流量を維持しながら、設定温度に達するまで焚き上げるようにしている。
【0022】
以上の自動運転は、制御部50による注湯制御データに基づいておこなわれ、データは、図4(a)に示すように、浴槽水位(P)と注湯水量(Q)によるP−QデータD1に基づいて行われる。このP−Qデータとは、注湯水量と浴槽水位に基づく圧力センサの出力電圧を検出することにより作成されるものである。そして、実際には、圧力センサ38が設定水位に対応した圧力を検出すると、自動的に湯張りを停止する。
また、このP−QデータD1は、自動風呂装置20が接続される浴槽の形状等によりそれぞれ異なるものであるから、器具の設置の際に各浴槽に対応して作成し、その自動風呂釜の注湯制御データメモリ56に格納される。
【0023】
また、自動風呂装置20は、所謂24時間風呂として構成されており、上述のように設置後最初の自動(湯張り)運転にて注湯制御データを作成した後は、常時,24時間の保温プログラムに基づいて運転が継続されている。
この状態では、上述のようにして沸き上げた浴槽27内の湯を一定時間間隔にて循環ポンプ32を駆動することにより循環させて、風呂サーミスタ33によりその温度を常時監視し、所定温度に下がったら制御部50は燃焼部61に指示して追焚きを行うようにしている。
この場合、例えばリモコン58により指示されている設定温度Hiまで焚き上げると、多くの燃料を消費することから、これより低い所定の温度Lo(例えば35度C)に保つようにしている。これにより、入浴しようとする人が追焚きスイッチ58bを押すことによって、維持されている所定の温度Loから設定温度Hiまで追焚きすると、短時間で焚き上げることができるようになっている。
【0024】
一方、このように自動風呂装置20では、常時追焚き保温モードとなっているために、従来の方法では水位検出手段としての圧力センサ38の補正をすることができない。
すなわち、従来は、運転停止のタイミングを見て圧力センサを大気開放し、大気圧を基準にその検出値の補正を行っており、このような補正を随時行うことで圧力センサの出力値に使用による変化が生じても、常に正確に浴槽水位を検出っして湯張りや足し湯を行い、一定の浴槽水位を保持できるようにしている。しかしながら、本実施形態の自動風呂装置20は常時運転しているので、このような大気開放を行うことができない。このため、本実施形態では、図3に示すようにして圧力センサ38の補正を行っている。
【0025】
図3において、リモコン58の図示しない電源スイッチがオンされると(ST10)、ステップ11に進み浴槽27の湯温を設定温度より低い所定温度Loに保持する(ST11)。
具体的には、ステップ11では、例えば制御部50は、例えば内蔵タイマーにより30分毎に所定時間間隔をおいて循環ポンプ32に指示を出し、所定時間だけポンプ循環して浴槽27の温水を循環管路26に引き込んで、燃焼部61に指示を出し、バーナ52を点火して加熱する。このとき、制御部50は風呂サーミスタ33により浴槽からの戻りの温水の温度をモニタして、上述したように例えば35度Cまで加熱し、浴槽27の温水の温度を維持するようにする。このような保温状態は、この自動風呂装置の場合、24時間常時行われる。
【0026】
このような常時保温状態において、入浴者が入浴に先立ってリモコン58の入浴スイッチ58bをオンする(ST12)。この状態においては、リモコン58により自動風呂装置20には予め設定温度Hiが指示されており、これにより、制御部50は、浴槽湯温を設定温度Hiまで追焚きするための動作に入る。
先ず、制御部50は循環ポンプ32を駆動して(ST13)、その状態で追焚き流水スイッチ31が所定時間内にオンするかどうか確認する(ST14)。所定時間内に追焚き流水スイッチ31がオンしない場合には、例えばリモコン58の図示しないエラー表示手段を通じて所定のエラー表示を行う(ST15)。
【0027】
制御部50が追焚き流水スイッチ31のオンを確認したら、ステップ16に進み、燃焼部61に指示を出して、風呂の追焚き燃焼を開始する(ST16)。この場合、バーナ52に点火してから、制御部50は内蔵タイマにより所定時間、燃焼状態が安定するまで追焚きを続ける(ST17)。
次いで、風呂サーミスタ33により、浴槽27からの戻りの温水の温度を検出する。この時検出する湯温が第1の戻り温度T1であり(ST18)、制御部50はこの第1の戻り温度T1をメモリ55に格納する。
この第1の戻り温度T1を検出した時から、制御部50は例えば内蔵のタイマを用いて、燃焼時間の計測を開始する(ST19)。また、この燃焼中の燃料インプットは燃焼号数により決まる。自動風呂装置20では、この燃焼号数は決まっており、この追焚き期間に燃焼切り替えを行って複数の燃焼号数にわたる場合には、その記録を上記メモリ55に記憶する。
【0028】
次いで、風呂サーミスタ33による検出温度がリモコン58による設定温度Hiに達したら(ST20)、制御部50は燃焼部61に指示を出して追焚きを終了し(ST21)、上記時間計測を終了して計測時間t1をメモリ55に記録する。次いで、風呂サーミスタ33により第2の戻り温度T2を計測し、制御部50は、浴槽27の残水の量Q1を演算によりもとめる(ST22)。
【0029】
ここで、浴槽27の残水の量Q1は次式により求める。
Q1=Is×t1(燃焼時間)×熱効率/1×(T2−T1)・・・(1)
Is・・・(燃料のインプット,kcal/h)
t1・・・(燃焼時間)
1・・・(水の比熱kcal/kg摂氏)
T2・・・追焚き終了時の浴槽温度=設定温度Hi
T1・・・追焚き開始前の浴槽温度
【0030】
一方、ステップ22では、この時の浴槽27内の残水量(残水の絶対量)Q1を、上述のようにしてもとめて、このときの圧力センサ38の出力値を計測して、圧力センサ38が検出した浴槽水位Q2を得る。
【0031】
次いで、制御部50は、圧力センサ38の示す浴槽水位Q2を検出する。
ここで、ステップ23においては、制御部50は、圧力センサ38の検出値Q2と、上記(1)式にて求めた実際の浴槽水位(浴槽残水量)Q1を水位差検出部63に与える。これにより、水位差検出部63は検出値Q2を図4(b)に示すように、既に記憶されている注湯制御データD1上で求めて、実際の浴槽水位Q2との差に基づいて、例えばメモリ55に予めそなえたテーブル参照値等をもとにして浴槽水位Q2に対応した正しい注湯制御データD2を作成して、水位差比較判断部64に与える。
【0032】
さらに、ST23において、水位差比較判断部64では、予め定めた基準にしたがって注湯制御データを補正するか否かを決定する。この基準としては種々のものを採用できるが、一例を挙げると、例えば上述のステップ12から22までのルーチンを運転毎に10回繰り返し、浴槽水位Q2を10回計測する。そして、所定の閾値等を用いて補正をすること判断したら、運転毎に前10回分のデータから浴槽水位Q2の平均値を計算し、その平均値に基づいて、正しい注湯制御データD2を作成し、注湯制御データメモリ56に格納する(ST24)。
あるいは、運転を2回以上行い、続けて図4(b)のように注湯制御データのズレを検出したときに、その平均またはどちらかの値を基準として正しい注湯制御データD2を作成する。あるいは検出値の偏差に基づいて補正するようにしてもよい。
さらに、図5に示すように、圧力センサ38のタイプによっては、その検出値の0点にズレを生じないが、圧力に対応した出力電圧の変化率が変わるものは、注湯制御データにあらわれる傾きの変化に基づいてズレを生じる。この場合には、注湯制御データの傾きを補正して、正しいデータD2を得るようにする。
【0033】
次に、ステップ23で注湯制御グラフのずれがない場合、あるいはステップ24にて補正を終了したら、ST25に進む。
制御部50は、浴槽27の湯温を設定温度Hiに維持するように、所定間隔で追焚きしながら待機する(ST25)。この待機状態はユーザが入浴スイッチ58bを切るまで行う(ST26)。また、入浴スイッチ58bがオフされない場合には、圧力センサ38による浴槽水位の変動の検出を行い(ST27)、入浴待機状態とし、同時に制御部50は、例えば内蔵されたタイマをスタートさせる。圧力センサ38が浴槽27の水位変動を検出したら、入浴ありとしてST25に戻り、入浴温度に適した設定温度に保持する。また、ST27の入浴待機は、例えば制御部50の内蔵タイマにより例えば1時間に設定される。1時間経過しても水位変動を検出しない場合には、入浴スイッチ58bをオフしないまま、終了したと判断して、待機を終了し、上記1時間タイマをリセットし(ST28)、ST11に戻る。
【0034】
このように、本実施形態の自動風呂装置20では、水位検出手段の出力値を補正する場合に、従来のように大気開放を必要としないので、24時間常時運転していても、圧力検出手段の補正が可能となる。
しかも、自動運転中に適宜これを行うことができることから、迅速に補正することができ、さらに、適宜補正することが可能であるから、常に正確な浴槽水位の検出が可能となる。
このため、自動風呂装置20では、常に正確な浴槽水位を検出して、正確な湯張りや足し湯ができ、正確な自動運転を行うことができる。
【0035】
なお、上述の実施形態では、本発明を給湯手段を有する複合型の自動風呂装置に適用した例を説明したが、本発明はこれに限らず、追焚き用の循環管路を備える自動風呂装置の全てに適用できることは勿論である。
【0036】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、常時追焚き運転をしている自動風呂装置において、その運転を停止することなく浴槽水位検出手段の補正を行うことができ、常に正確な湯張り機能を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る自動風呂装置の主な構成を示す系統図。
【図2】図1の自動風呂装置の制御部の構成例と各要素の接続の例を示す図。
【図3】図1の自動風呂装置において、運転中に行う圧力検出手段の補正の例を示すフローチャート。
【図4】図1の風呂装置の注湯制御データの補正の例を示す説明図。
【図5】図1の風呂装置の注湯制御データの補正の他の例を示す説明図。
【符号の説明】
20 自動風呂装置
21 給湯用熱交換器
23 風呂用熱交換器
25 分岐管路
26 追焚き管路
26a 戻り管
26b 往き管
27 浴槽
28 循環金具
31 追焚き流水スイッチ
32 温水循環用ポンプ
33 風呂サーミスタ
34 風呂フローセンサ
37 注湯電磁弁
38 圧力センサ
41 供給管
42 入水フローセンサ
43 入水サーミスタ
45 給湯管
46 給湯サーミスタ
50 制御部
58 リモコン
51 給湯用バーナ
52 追焚き用バーナ
53 比例弁
54 比例弁
55 記憶部
Claims (5)
- 浴槽への注水量を検出する流量検出手段と、
浴槽水位を検出する水位検出手段と、
浴槽の温水が引き込まれる循環管路に設定され浴槽から器具側に戻る温水の温度を検出する手段と、
前記浴槽への注水量と浴槽水位との関係に対応して作成される注湯制御データに基づいて設定水位になるまで湯張りを行う自動湯張り機能と、
前記浴槽から湯水を器具側に引き込んで追焚きし、予想される設定温度より所定温度だけ低い温度として予め定めた温度Loに常に維持する機能と
を備えており、
入浴に先立って運転指示がされた場合に、追焚き運転を開始したら、浴槽から循環管路へ引き込んだ湯水の戻り温度としての第1の戻り温度T1を計測し、
設定温度Hiまで追焚きを継続しながら追焚き時間t1を計測し、
追焚きが終了したら浴槽から器具側への戻り温度としての第2の戻り温度T2を計測し、
前記第1と第2の戻り温度T1とT2の温度差と、追焚き時間t1とに基づいて演算によりそのときの浴槽の残水量Q1を算出し、
前記水位検出手段の検出値Q2と前記演算によりもとめた浴槽の残水量Q1とを比較して差がある場合には、予め定めた基準に基づいて前記水位検出手段の検出値を補正する
手段を有することを特徴とする、自動風呂装置。 - 前記浴槽の残水量Q1と水位検出手段の検出値Q2とを比較して、予め定めた基準に基づいて、前記注湯制御データを補正することにより、前記水位検出手段の検出値を補正する水位差比較判断部を備えることを特徴とする、請求項1に記載の自動風呂装置。
- 前記水位差比較判断部は、浴槽の残水量Q1と水位検出手段の検出値Q2との比較を複数回行い、その差の平均値に基づいて前記注湯制御データを補正することを特徴とする、請求項2に記載の自動風呂装置。
- 前記水位差比較判断部は、浴槽の残水量Q1と水位検出手段の検出値Q2との比較を複数回行い、2回以上続けて差がある場合に前記注湯制御データを補正することを特徴とする、請求項2または3のいずれかに記載の自動風呂装置。
- 前記水位差比較判断部は、浴槽の残水量Q1と水位検出手段の検出値Q2との比較を複数回行い、2回続けて差がある場合に前記注湯制御データの傾きを補正することを特徴とする、請求項2ないし4のいずれかに記載の自動風呂装置。
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