JP3895051B2 - 自動風呂装置及びその湯張り制御方法 - Google Patents

自動風呂装置及びその湯張り制御方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽内に注湯して自動的に湯張りを行う自動風呂装置及びその湯張りを制御する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動風呂装置にあっては、リモートコントローラの自動運転スイッチをオンするのみで、給水管路を経由してきた水が釜で熱せられて所定温度の湯とされ、この湯が給湯管路を経由して浴槽内に所定量張られるようになっている。
図5は、従来の自動風呂装置の湯張りの制御方法の一例を示すフローチャートであり、同図(A)は、初期設定を行うための制御方法の一例を示すフローチャート、同図(B)は、足し湯を行うための制御方法の一例を示すフローチャートである。
【0003】
先ず、同図(A)において、給湯量を給湯量検知手段で検出しながら、一定量q(cm3 )の湯を浴槽内へ落とし込み(STP1)、この時の水位上昇量h(cm)を水位検知手段で検出する(STP2)。そして、浴槽断面積S(cm2 )=q(cm3 )/h(cm)を制御手段の演算部で求め(STP3)、この浴槽断面積S(cm2 )を制御手段のメモリに記憶する(STP4)。
【0004】
次に、同図(B)において、例えば浴槽内に設定水位の湯が張られた状態で、この水位をさらに上昇させたい場合には、使用者がリモートコントローラの「足し湯」スイッチをオンする(STP5)。すると、先に制御手段のメモリに記憶した浴槽断面積S(cm2 )及び足し湯による水位上昇量ΔH(cm)を制御手段の演算部で読み出し(STP6、7)、給湯量S×ΔH(cm3 )を求める(STP8)。そして、給湯量を給湯量検知手段で検出しながら、この給湯量S×ΔH(cm3 )の湯を浴槽内へ落とし込む(STP9)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の自動風呂装置の湯張りの制御方法では、一定量q(cm3 )の湯を給湯したときの水位上昇量h(cm)から浴槽断面積S(cm2 )を求め、この浴槽断面積S(cm2 )から足し湯の給湯量S×ΔH(cm3 )を求めている。
【0006】
従って、浴槽が小型のときは、上記一定量q(cm3 )の湯を給湯したときに設定水位を越えてしまうことがあり、また、浴槽が大型のときは、上記一定量q(cm3 )の湯を給湯しても水位がほとんど上昇しないことがあり、水位検知手段により検出した水位上昇量h(cm)に誤差が含まれる場合がある。このような場合、浴槽断面積S(cm2 )が不正確になるので、足し湯の給湯量S×ΔH(cm3 )が過少になったり過多になる問題があった。
【0007】
本発明は、以上の点を解決するためになされたもので、精度の高い湯張りを行うことができる自動風呂装置及びその湯張りを制御する方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明によれば、浴槽への注湯量を検出する流量検出手段と、前記浴槽から循環してくる水流を検知する水流検知手段と、前記浴槽内に張った湯の圧力を検出する圧力検出手段とを備えた自動風呂装置であって、前記水流検知手段からの水流検知信号を入力するまで前記浴槽内に第1の注湯量である注湯量Qa(ΣQa)にて湯を張り、前記水流検知手段からの水流検知信号を入力するまでの前記流量検出手段からの第1の流量検出信号を入力すると共に、前記圧力検出手段からの第1の圧力検出信号を入力し、前記第1の流量検出信号と第1の圧力検出信号に基づいて、前記注湯量Qa(ΣQa)を、仮に設定してある前記水流検知手段がオンする際の注湯高さHaで除算することにより、前記浴槽の仮の開口面積を演算し、前記仮の開口面積に基づいて、正確な水位検出ができる水位位置までの注湯に必要な追加注湯量Qbを求めて、前記浴槽内に第2の注湯量の湯を張り、前記第2の注湯量の湯張り後の前記流量検出手段からの第2の流量検出信号を入力すると共に、前記圧力検出手段からの第2の圧力検出信号を入力し、前記第1及び第2の圧力検出信号と第2の流量検出信号に基づいて、前記浴槽の実の開口面積を演算し、前記実の開口面積に基づいて、前記浴槽の設定水位までの必要注湯量を演算し、前記浴槽内に前記必要注湯量の湯を張るように制御する制御部を備えた自動風呂装置により、達成される。
【0009】
また、上記目的は、本発明によれば、自動風呂装置の浴槽内の湯張りを制御する方法において、前記浴槽から循環してくる水流を検知するまで前記浴槽内に湯を張り、前記水流を検知するまでに前記浴槽内に張った湯の積算量を検出し、第1の注湯量ΣQaとすると共に、第1の圧力を検出し、前記第1の注湯量と第1の圧力に基づいて、前記注湯量Qa(ΣQa)を、仮に設定してある前記水流検知手段がオンする際の注湯高さHaで除算することにより、前記浴槽の仮の開口面積を演算し、前記仮の開口面積に基づいて、正確な水位検出ができる水位位置までの注湯に必要な追加注湯量Qbを求めて、前記浴槽内に第2の注湯量の湯を張り、前記第2の注湯量の湯張り後の第2の圧力を検出し、前記第1及び第2の圧力と第2の注湯量に基づいて、前記浴槽の実の開口面積を演算し、前記実の開口面積に基づいて、前記浴槽の設定水位までの必要注湯量を得て湯張りする自動風呂装置の湯張り制御方法により、達成される。
【0010】
上記構成によれば、浴槽からの循環水があるまで注湯した後に浴槽の仮の開口面積を求め、その後に所定の高さまで注湯して浴槽の実の開口面積を求めるようにしているので、所望の設定水位までの必要注湯量を正確に求めることができる。従って、浴槽が小型のときでも設定水位を越えてしまうようなことはなく、また、浴槽が大型のときでも水位がほとんど上昇しないようなことはなく、精度の高い湯張りを行うことが可能となる。
【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を参照しながら詳細に説明する。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、これらの形態に限られるものではない。
【0012】
図1は、本発明の実施形態が適用される自動風呂装置の一例を示す系統図である。
この自動風呂装置20は、本体内にガス弁53を有するバーナ51で加熱される給湯用の熱交換器21と、ガス弁54を有するバーナ52で加熱される追焚き用の熱交換器23とを備えていると共に、給湯管路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】
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、その戻り管路26aには水流検知手段である追焚き水流スイッチ31と、ポンプ32と、風呂サーミスタ33とが接続されている。
また、水が供給される給水管路41には流量検出手段であるフローセンサ42と、入水サーミスタ43とが接続されており、この給水管路41から給湯用熱交換器21を経て延びる給湯管路45には給湯サーミスタ46と、水量調整手段47とが接続されている。給湯管路45から分岐した分岐管路25には電磁弁37と、圧力検出手段である圧力センサ38とが接続されている。
【0014】
そして、これらの各動作部、もしくは検出部である追焚き水流スイッチ31、ポンプ32、風呂サーミスタ33、圧力センサ38、電磁弁37、水量調整手段47、給湯サーミスタ46、入水サーミスタ43、フローセンサ42、ガス弁53、ガス弁54は、図2に示すように制御部50と接続されており、所定の検出値をこの制御部50に送ったり、制御部50からの指示による制御を受けたりできるようになっている。また、この制御部50を遠隔操作したり、制御部50に所定のデータを記憶、設定することができるように、制御部50にはリモートコントローラ60が接続されている。
【0015】
図3は、制御部50に内蔵されている湯張り制御装置の一例を示すブロック図である。
この湯張り制御装置10は、追焚き水流スイッチ31からの水流検知信号SON及びフローセンサ42から流量検出信号SWC等を入力して注湯を制御する注湯制御部11と、この注湯制御部11からの圧力の検出指令SPD及びポンプの駆動制御指令SPCにより、圧力センサ38の圧力SPSを検出する圧力検出部12及びポンプ32の駆動SPMを制御するポンプ制御部13を備えている。
【0016】
そして、圧力検出部12からの検出圧力SDP及び注湯制御部11からの注湯量SWV等を記憶する記憶部14と、この記憶部14に格納されている検出圧力SDP及び注湯量SWV等を読み出して所定の演算を行い、その演算結果SCRを注湯制御部11に出力する演算部15を備えている。
【0017】
このような構成において、その動作例を図4のフローチャートで説明する。
使用者は、所望の浴槽27内の湯の水位H(cm)と湯の温度T(°C)をリモコン60から記憶部14に記憶モードで設定した後、リモコン60の自動運転スイッチをオンする。リモコン60の自動運転スイッチがオンされると、湯張りの実行モードの制御が開始される。
【0018】
先ず、注湯制御部11は、ガス弁53を開いてバーナ51を点火すると共に電磁弁37を開き、給水管路41を介して給湯用熱交換器21で温められた湯の温度が設定温度T(°C)となるように給湯サーミスタ46で監視すると共に、注湯量が予め設定されている所定量Qa(cm3 )となるようにフローセンサ42で検出しながら給湯管路45、分岐管路25および追焚き管路26を介して浴槽27内に供給する(ステップS11)。
【0019】
所定量Qa(cm3 )の注湯完了後、注湯制御部11は、ポンプ制御部13を制御してポンプ32を駆動させ(ステップS12)、追焚水流スイッチ31がオンしたか否かを判断し(ステップS13)、追焚水流スイッチ31がオンしていない場合は、ステップS11に戻って上述した動作を繰り返す。このとき、注湯制御部11は、繰り返し回数分の注湯量Qa(cm3 )を記憶部14に記憶させておく。そして、注湯制御部11は、追焚水流スイッチ31がオンした場合は、圧力検出部12を制御してそのときの圧力Pa(第1の圧力)(kg/cm2 )を圧力センサ38で検出させて記憶部14に記憶させる(ステップS14)。
【0020】
演算部15は、記憶部14に記憶されている積算注湯量ΣQa(第1の注湯量)(cm3 )を読み出し、この積算注湯量ΣQa(cm3 )を仮に設定してある追焚水流スイッチ31がオンするときの注湯高さHa(cm)、例えば15cmで除算して、浴槽27の仮の開口面積S’(cm2 )を求める(ステップS15)。そして、演算部15は、この仮の開口面積S’(cm2 )に圧力センサ38で検出可能な最小の追加注湯高さHb(cm)、例えば3cmを乗算して、追加注湯量Qb(第2の注湯量)(cm3 )を求めて記憶部14に記憶させる(ステップS16)。
【0021】
次に、注湯制御部11は、ガス弁53を開いてバーナ51を点火すると共に電磁弁37を開き、給水管路41を介して給湯用熱交換器21で温められた湯の温度が設定温度T(°C)となるように給湯サーミスタ46で監視すると共に、注湯量が追加注湯量Qb(cm3 )となるようにフローセンサ42で検出しながら給湯管路45、分岐管路25および追焚き管路26を介して浴槽27内に供給する(ステップS17)。
【0022】
追加注湯量Qbの注湯完了後、注湯制御部11は、圧力検出部12を制御してそのときの圧力Pb(第2の圧力)(kg/cm2 )を圧力センサ38で検出させて記憶部14に記憶させる(ステップS18)。
【0023】
演算部15は、記憶部14に記憶されている追加注湯量Qb(cm3 )、圧力Pa(kg/cm2 )及び圧力Pb(kg/cm2 )を読み出し、追加注湯量Qb(cm3 )を圧力Pb(kg/cm2 )と圧力Pa(kg/cm2 )との差で除算して、浴槽27の実の開口面積S(cm2 )を求めて記憶部14に記憶させる(ステップS19)。
【0024】
そして、演算部15は、記憶部14に記憶されている設定水位H(cm)、実の開口面積S(cm2 )、圧力Pa(kg/cm2 )及び圧力Pb(kg/cm2 )を読み出し、設定水位H(cm)から浴槽水位に換算した圧力Pb(kg/cm2 )を差し引いた不足水位Hc(cm)に実の開口面積S(cm2 )を乗算して足し湯の注湯量Qc(cm3 )を求める(ステップS20)。即ち、圧力Pa(kg/cm2 )の検出水位をα(cm)と決めておくこととし、例えばα(cm)を5cmとする。また、圧力Pa(kg/cm2 )及び圧力Pb(kg/cm2 )を電圧Pav(mV)及び電圧Pbv(mV)として検出することとし、例えば検出電圧が4mVに対して水位が1cmとすると、水位換算係数β(mV/cm)は4mV/cmとなる。
【0025】
従って、例えば設定水位H(cm)を25cm、電圧Pav(mV)を1000mV、電圧Pbv(mV)を1024mV、実の開口面積S(cm2 )を5000cm2 とすると、不足水位Hc(cm)は、次式(1)で求められる。
不足水位Hc(cm)=設定水位H(cm)−α(cm)−
(電圧Pav(mV)−電圧Pbv(mV))/水位換算係数β(mV/cm)
=25cm−5cm−((1024mV−1000mV)/4mV/cm)
=14cm・・・(1)
従って、足し湯の注湯量Qc(cm3 )は、次式(2)で求められる。
足し湯の注湯量Qc(cm3
=不足水位Hc(cm)×実の開口面積S(cm2
=14cm×5000cm2 =70000cm3 =70l・・・(2)
【0026】
そして、注湯制御部11は、ガス弁53を開いてバーナ51を点火すると共に電磁弁37を開き、給水管路41を介して給湯用熱交換器21で温められた湯の温度が設定温度T(°C)となるように給湯サーミスタ46で監視すると共に、注湯量が足し湯の注湯量Qc(cm3 )となるようにフローセンサ42で検出しながら給湯管路45、分岐管路25および追焚き管路26を介して浴槽27内に供給する(ステップS21)。
【0027】
足し湯の注湯量Qc(cm3 )の注湯完了後、注湯制御部11は、ポンプ制御部13を制御してポンプ32を駆動させ浴槽27内の湯を追焚き管路26内で循環させ、湯の温度が設定温度T(°C)となっているかを風呂サーミスタ33により検出する(ステップS22)。
そして、注湯制御部11は、湯の温度が設定温度T(°C)より低いときは、ガス弁54を開いてバーナ52を点火し、湯の温度が設定温度T(°C)に達するまで追焚き用熱交換器23で温める(ステップS23)。そして、注湯制御部11は、湯の温度が設定温度T(°C)に達したことを風呂サーミスタ33により検出すると、ガス弁54を閉じてバーナ52を消火すると共にポンプ32を停止し、湯張りの実行モードの制御を終了する。
【0028】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、所望の設定水位までの必要注湯量を正確に求めることができるので、浴槽が小型のときでも設定水位を越えてしまうようなことはなく、また、浴槽が大型のときでも水位がほとんど上昇しないようなことはなく、精度の高い湯張りを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態が適用される自動風呂装置の一例を示す系統図。
【図2】図1の自動風呂装置における制御部の接続状態を示すブロック図。
【図3】図2の制御部に内蔵されている湯張り制御装置の一例を示すブロック図。
【図4】図3の湯張り制御装置の制御方法の一例を示すフローチャート。
【図5】従来の自動風呂装置の制御方法の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
10 湯張り制御装置
11 注湯制御部
12 圧力検出部
13 ポンプ制御部
14 記憶部
15 演算部
20 自動風呂装置
31 追焚き水流スイッチ
38 圧力センサ
42 フローセンサ
50 制御部

Claims (5)

  1. 浴槽への注湯量を検出する流量検出手段と、前記浴槽から循環してくる水流を検知する水流検知手段と、前記浴槽内に張った湯の圧力を検出する圧力検出手段とを備えた自動風呂装置であって、
    前記水流検知手段からの水流検知信号を入力するまで前記浴槽内に第1の注湯量である注湯量Qa(ΣQa)にて湯を張り、
    前記水流検知手段からの水流検知信号を入力するまでの前記流量検出手段からの第1の流量検出信号を入力すると共に、前記圧力検出手段からの第1の圧力検出信号を入力し、
    前記第1の流量検出信号と第1の圧力検出信号に基づいて、前記注湯量Qa(ΣQa)を、仮に設定してある前記水流検知手段がオンする際の注湯高さHaで除算することにより、前記浴槽の仮の開口面積を演算し、
    前記仮の開口面積に基づいて、正確な水位検出ができる水位位置までの注湯に必要な追加注湯量Qbを求めて、前記浴槽内に第2の注湯量の湯を張り、
    前記第2の注湯量の湯張り後の前記流量検出手段からの第2の流量検出信号を入力すると共に、前記圧力検出手段からの第2の圧力検出信号を入力し、
    前記第1及び第2の圧力検出信号と第2の流量検出信号に基づいて、前記浴槽の実の開口面積を演算し、
    前記実の開口面積に基づいて、前記浴槽の設定水位までの必要注湯量を演算し、
    前記浴槽内に前記必要注湯量の湯を張るように制御する制御部
    を備えたことを特徴とする自動風呂装置。
  2. 自動風呂装置の浴槽内の湯張りを制御する方法において、
    前記浴槽から循環してくる水流を検知するまで前記浴槽内に湯を張り、
    前記水流を検知するまでに前記浴槽内に張った湯の積算量を検出し、第1の注湯量ΣQaとすると共に、第1の圧力を検出し、
    前記第1の注湯量と第1の圧力に基づいて、前記注湯量Qa(ΣQa)を、仮に設定してある前記水流検知手段がオンする際の注湯高さHaで除算することにより、前記浴槽の仮の開口面積を演算し、
    前記仮の開口面積に基づいて、正確な水位検出ができる水位位置までの注湯に必要な追加注湯量Qbを求めて、前記浴槽内に第2の注湯量の湯を張り、
    前記第2の注湯量の湯張り後の第2の圧力を検出し、
    前記第1及び第2の圧力と第2の注湯量に基づいて、前記浴槽の実の開口面積を演算し、
    前記実の開口面積に基づいて、前記浴槽の設定水位までの必要注湯量を得て湯張りする
    ことを特徴とする自動風呂装置の湯張り制御方法。
  3. 前記第1の注湯量の湯張りは、前記第1の圧力の検出が可能な第1の高さまで行う請求項2に記載の自動風呂装置の湯張り制御方法。
  4. 前記第2の注湯量の演算は、前記第1の注湯量を、予測される前記第1の高さで除算し、その除算値に、追加する第2の高さを積算する請求項3に記載の自動風呂装置の湯張り制御方法。
  5. 前記浴槽の開口面積の演算は、前記第2の注湯量を、前記第2の圧力と第1の圧力の差で除算する請求項2、3又は4に記載の自動風呂装置の湯張り制御方法。
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