JPH037848A - 浴槽の水位制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、給湯器と浴槽との間に設置された配管内の
水圧を検出して行う浴槽の水位制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、全自動給湯器や風呂釜では、給湯器と浴槽の壁面
又は底面との間に結合されている配管に圧力センサを設
置して配管内水圧によって浴槽内の水位を検出し、その
検出水位に応じて給水の有無を判断し、必要な水位に制
御する方法が取られている。

そして、浴槽内に水が無い場合には、圧力センサが設置
されている配管に対して反対側の配管から浴槽内に給水
を行って検出圧力の立上げを行うので、浴槽内の設定水
位まで精度よく給水を行うことができる。

したがって、このような水位制御方法では、浴槽内に水
位を検出する手段を設置する必要がなく、浴槽内を広く
利用できる等の利点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このような水位制御方法では、配管内に空気
が侵入すると、侵入した空気のため、配管内の水圧が低
下し、圧力センサが水位低下や異常圧力を検出してしま
う。

特に、浴槽及び給湯器の設置位置は、何れが高所に設置
されるか家屋等で区々であり、浴槽が低所に設置される
場合には、配管内に空気が侵入し易く、水位検出の精度
が低下するおそれがある。

このため、このような水位制御方法によって湯張り制御
等を行う場合には、予め、水位制御に先立って配管内に
空気が侵入したか否かの空気検出シーケンスや、浴槽に
湯水が残っているか否かの判断や、空気の侵入時には配
管内の空気を抜くために配管を通じて補助的な給水を行
う予備シーケンスを設定する必要がある。そして、補助
給水は配管の容量に応じて行われ、配管が長い場合には
、給水時間を長く設定し、相当な量の給水を行うことが
必要となる。

ところが、給水が行われて、−旦、満たされた配管は、
その長短に関係なく、浴槽中の水位が配管以下に低下し
ない限り、水位検出のための補助的な給水の必要はなく
、空気の侵入はないので、空気検出シーケンス及び予備
シーケンスは不要であるにも拘わらず、常に、給湯時に
これらのシーケンスを動作させることはその分だけ無駄
時間が多くなり、給湯や温度の立上げが遅くなるという
不都合がある。

そこで、この発明は、配管の圧力を常時監視し、空気の
侵入が生じる水位以下に低下したか否かを判別して水位
制御の効率化を実現した浴槽の水位制御方法の提供を目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の浴槽の水位制御方法では、浴槽と給水側とを
結合して前記浴槽に対して給水を行う配管を通じて水圧
を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段による検
出圧力が表す検出水位に応じて給水を行う水位制御手段
と庖備え、前記圧力検出手段による検出水位が前記配管
内に空気が侵入する基準水位に低下したか否かを判別し
、検出水位が基準水位に低下したことを記憶し、給水時
、検出水位が基準水位に低下している場合、前記配管を
通じて補助給水を行った後、再度、前記配管の内部圧力
を通じて検出された検出水位と設定水位とを比較し、そ
の大小関係で前記浴槽に給水を行って前記浴槽の水位を
設定水位に制御することを内容とする。

〔作　　　用〕

前記配管内に空気が侵入する浴槽の基準水位とともに、
浴槽に対する適正な設定水位を設定し、圧力検出手段が
基準水位以下を表す圧力を検出し、それを記憶する。

給水時、検出水位が基準水位に低下したことを記憶して
いる場合にのみ、前記配管を通じて補助給水を行い、次
に、前記配管の内部圧力を通じて検出された検出水位と
、設定水位とを比較する。

そして、検出水位が設定水位以下の場合には、前記浴槽
の水位を設定水位に制御する。

したがって、このような水位制御方法では、給水時、従
前の給水時から次の給水までの間に一度も基準水位以下
に水位が低下していない場合には、補助給水を経ること
なく、直接本給水のみの操作で必要な水位に制御できる
ので、従前に基準水″位取下に移行したか否かで補助給
水の操作が選択的に行われることになり、補助給水が不
要な場合には補助給水のための空気検出シーケンスや予
備シーケンスの動作モードが省略され、制御の効率化が
図られる。

〔実　施　例〕

以下、この発明を図面に示した実施例を参照して詳細に
説明する。

第１図は、この発明の浴槽の水位制御方法の一実施例を
示す。

浴槽２に対し、所望の湯水を供給する給水源として給湯
装置４が設置され、浴槽２と給湯装置４との間には、給
湯装置４から浴槽２に対する湯水の供給又は給湯装置４
側に湯水を次子ための給水管として２つの配管６．８が
配設されている。これら配管６．８は、浴槽２の壁面又
は底面側に結合されている。ところで、ｈＥは浴槽２に
おける配管８の開口部位置の水位としての基準水位、ま
た、ｈＦは使用上の必要水位としての設定水位を表す。

そして、給湯装置４には、水道等の上水配管１０から給
水を受けた水の第１の加熱手段として給湯器４０が設置
されている。この給湯器４０の給湯管４１には二方弁４
２が設置され、この二方弁４２は、全自動動作で注湯を
行う場合に、給湯器４０側より湯水を追焚回路４３側に
流し込むための弁である。

二方弁４２を経た湯水Ｗ、Ｌは、−旦、ホッパー４４に
溜められる。ホッパー４４は、上水と浴槽２側の湯水Ｗ
Ｈとを分離する分離手段として設置されたタンクであり
、このホッパー４４には、湯水Ｗ）Ｉの水位を検出する
水位検出スイッチＳＷが設置されている。また、このホ
ッパー４４に臨む給湯管４１の端部には、ホッパー４４
内の湯水ＷＨの水位によって上下動するポールタップＢ
Ｔにより動作する制水弁が設置されている。

このホッパー４４の底面側には、第１の三方弁４５Ａが
設置され、この三方弁４５Ａの出力側には配管６に通し
る配管４６とともに配管８が接続されている。配管４６
には給湯又は湯水ＷＨの循環を行うためのポンプ４７及
び流水スイッチ４８′が設置され、これらポンプ４７及
び流水スイッチ４８を経た配管４６と配管８との間に第
２の三方弁４５Ｂが設置されている。三方弁４５Ｂは、
浴槽２に対して湯水Ｗ＋１を配管６側から供給するか、
配管８側から供給するかの給水経路を切り換える切換弁
である。また、この三方弁４５Ｂには配管６が接続され
、この配管６には追焚き時に動作させる第２の加熱手段
として追焚熱交換器４９が設置されている。したがって
、追焚回路４３は、ポンプ４７、追焚熱交換器４９、配
管６．８を含む循環路で構成される。

そして、配管８には分岐配管１２が接続され、浴槽２の
水位を表す配管８の圧力を検出する圧力検出手段として
の圧力センサ１４が接続されている。この圧力センサ１
４の検出信号ｍ１は、水位制御手段としての給湯制御部
１６に制御入力として加えられる。

給湯制御部１６には、例えば、第２図に示すように、マ
イクロコンピュータからなる制御装置が用いられている
。この給湯制御部１６には、必要な給湯制御を行うため
の演算手段として中央処理装置（ＣＰＵ）１６０が設置
されている。このＣＰＵ１６０には、制御プログラムや
固定データを記憶する記憶手段として読出し専用メモリ
（ＲＯＭ）１６１とともに、演算途上のデータや取り込
んだ各種のデータを記憶する随時書込み読出しメモリ（
ＲＡＭ）１６２が連繋されている。そして、この給湯制
御部１６では、圧力センサ１４の検出信号ｍ１や他のセ
ンサ５０からの各種の検出信号ｍｚ”−’ｍ、がフィル
タ（ＦＩＬ）１６３をイしてノイズ等の不要成分が取り
除かれた後、マルチプレクサ（ＭＰＸ）１６４を通して
選択的にアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）１６５
に加えられる。ＭＰＸ　１６４及びＡＤＣ１６５は、Ａ
Ｄ変換手段として一体に構成される。そして、ＡＤＣ１
６５でディジタル化された各検出信号ｍ、〜ｍ７は、Ｃ
ＰＵ１６０に取り込まれ、ＲＯＭ１６１に占き込まれて
いる制御プログラムに従って所定の演算処理の後、ＲＡ
Ｍ１６２に格納される。また、ＣＰＵ１６０には、入出
力回路（Ｉｌｏ）１６６を通して駆動スイッチ等の制御
入力手段から制御入力信号ＶＣＩ〜ＶＣｎが加えられ、
各制御入力信号ＶＣ１〜■６．．も制御データとして演
算制御に参酌される。したがって、ＣＰＵ１６０の演算
により、二方弁４２、三方弁４５Ａ、４５Ｂ、追焚熱交
換器４９等を制御するための種々の制御出力信号■。１
〜■。、が得られ、入出力回路１６６を通して各種の制
御手段に伝達される。

以上の構成において、圧力センサ１４に作用する圧力に
ついての配管系統は、第３図に示すようになる。即ち、
水位の検出時には、三方弁４５Ａのホッパー４４側を閉
塞するとともに、三方弁４５Ｂの配管６側を閉塞し、配
管８側に作用する浴槽２側の水圧が漏洩しないように設
定する。この場合、三方弁４５Ａ、４５Ｂの配管８側以
外の部分を閉塞し、配管８側のみを開路としてもよい。

そして、浴槽２内の水位をｈとすると、配管８に空気が
入っていなければ、浴槽２、配管８及び分岐配管１２に
おける圧力分布は、第４図に示すように、圧力Ｐ１〜ｐ
Ｈとなる。

ところで、圧力Ｐ、は浴槽２の水位りから配管８までの
圧力の垂直成分、圧力Ｐ２は配管８から浴槽２の底面ま
での垂直成分、圧力Ｐ、〜Ｐ８は、配管８における垂直
成分であり、圧力Ｐ１〜Ｐ５は浴槽２及び浴槽２側の配
管８における圧力成分、圧力Ｐ、〜Ｐ、は給湯装置４側
の圧力成分である。

そこで、浴槽２側の圧力Ｐ１〜Ｐ、について見ると、圧
力Ｐ４と圧力Ｐ、は配管８のａ−ｂ間で釣り合い、その
成分は０となる。また、浴槽２内の圧力Ｐ２は浴槽２の
底面に加わる圧力であり、配管８に作用しない。このた
め、浴槽２側では、圧力Ｐ、　、Ｐ、が圧力センサ１４
に作用することになる。また、給湯装置４側では、圧力
Ｐ７と圧力Ｐ、とが釣り合い、そのため、圧力センサ１
４には圧力Ｐ、のみが作用する。したがって、圧力セン
サ１４には、浴槽２内の水面側の圧力Ｐ＋　と、湯水で
満たされた配管８における圧力Ｐｓ、Ｐ６とが加わるこ
とになり、圧力センサ１４と浴槽２の水面間の高さ成分
のみとなる。即ち、圧力センサ１４に検出される圧力Ｐ
、は、 Ｐ　ｓ　”　Ｐ　＋　＋　Ｐ　ｘ　＋　Ｐ　ｈ　　　　
・・・（１）となる。そこで、この圧力Ｐ、は水位りに
対応しており、その検出によって浴槽２内の水位りを知
ることができる。ところが、配管８内に空気が侵入する
と、その空気によって圧力の低下が生じ、実際には所定
水位を維持しているにも拘わらず、圧力センサ１４には
給湯を必要とする水位を表す圧力が検出されることにな
る。

次に、第５図に示す水位制御プログラムを参照して水位
制御方法を説明する。

初期設定として、基準水位ｈＥ及び設定水位り、の取込
みを行い、各基準水位り、及び設定水位り、を基準デー
タとして予めＲＡＭ１６２又は給湯制御部１６の外部記
憶手段に記憶させる。ところで、浴槽２及び給湯装置４
の設置位置は、家屋によって区々であるが、通常の施工
条件では浴槽２は地下２ｍから地上４ｍ程度の高さに設
置されるが、浴槽２における基準水位り、は、水位検出
の基準値となるものであり、浴槽２の高さに無関係に浴
槽２の配管８の開口位置より僅かに高い水位を表してい
る。また、設定水位り、は、例えば、需要者の希望する
水位に設定される。そこで、湯水ＷＨを浴槽２内の設定
水位ｈｐに供給した後、その水位を表す圧力の検出を行
い、検出された圧力が設定水位り、としてＲＡＭ１６２
又は外部記憶手段に書き込まれる。

そして、ステップＳＩでは、給湯に先立って浴槽２の水
位検出を行う。次に、ステップＳｔでは、検出された圧
力が表す検出水位り、と基準水位り、とを比較し、その
比較は常時行い、水位の変動を監視する。

次に、ステップＳ３では、検出水位り、が基準水位ｈＥ
より低下した場合をＲＡＭ　１６２又は外部記憶手段に
記憶する。

次に、ステップＳ、では、給湯に際し、ＲＡＭ１６２又
は外部記憶手段を参照して検出水位り。

が基準水位ｈｔより低下したことがあるか否かを判別す
る。

検出水位り、が基準水位り、より低下していない場合に
は、ステップＳ５に移行し、その検出水位り、と設定水
位り、との比較を行い、検出水位り、が設定水位り、と
等しい場合には終了、検出水位り、が設定水位り、より
低い場合には、ステップＳ６に移行して設定水位り、ま
で給湯を行う。

また、ステップＳ４で検出水位り、が基準水位り、より
低下したことがＲＡＭ　１６２又は外部記憶手段に記憶
されている場合には、ステップＳ７に移行し、三方弁４
５Ａを配管８側に開き、配管８側から補助給水を行う。

この補助給水は、配管８の空気を除去できる程度の給水
量とする。

次に、ステップＳ８では、再び、三方弁４５Ａを閉じて
水位検出を行う。

そして、ステップＳ９では、圧力センサ１４での検出水
位り、と設定水位ｈ２との比較を行い、その検出水位ｈ
ｓが設定水位ｈＦと等しい場合（ｈｓ−ｈ、）には、給
湯制御は終了する。また、ステップＳ、で、検出水位り
、が設定水位ｈＦより低いと判断された場合にはステッ
プＳ１゜に移行し、ステップ３１０では浴槽２の水位が
設定水位ｈＦに到達するまで給湯を行って水位制御を終
了する。

ところで、給湯は、給湯器４０を動作させ、例えば、三
方弁４５Ａを配管４６側に切り換えるとともに、三方弁
４５Ｂを配管６側に切り換え、ポンプ４７を動作させる
と、ホッパー４４に供給された湯水ＷＨが三方弁４５Ａ
、配管４６、ポンプ４７、三方弁４５Ｂ及び配管６を通
じて浴槽２に供給され、浴槽２の湯水Ｗ８は、予め設定
されている最適な設定水位ｈＦに制御される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、常時、水位の
監視を行うことによって自動お湯張りを行う時に、前回
のお湯張り動作終了後から浴槽の水位が基準水位に低下
したか否かを判別し、基準水位以下に浴槽の水位が低下
してしない場合には、通常の給湯制御を行い、基準水位
以下に浴槽の水位が低下した場合にのみ、補助給水を行
った後、再度の水位検出を行い、必要な給湯制御に移行
させるので、給湯制御の効率化を図ることができ、浴槽
に対する迅速な給湯を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の浴槽の水位制御方法の一実施例を示
す水位制御システムの配管系統図、第２図は第１図に示
した水位制御システムにおける給湯制御部の具体的な構
成例を示すブロック図、 第３図は第１図に示した水位制御システムにおける圧力
検出系統を示す図、 第４図は第１図に示した水位制御システムにおける圧力
分布を示す図、 第５図は第１図に示した水位制御システムの水位制御プ
ログラムを示すフローチャートである。 ２・・・浴槽 ４・・・給湯装置（給水源） ６．８・・・配管 １４・・・圧力センサ（圧力検出手段）１６・・・給湯
制御部（水位制御手段）８ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 浴槽と給水側とを結合して前記浴槽に対して給水を行う
   配管を通じて水圧を検出する圧力検出手段と、 この圧力検出手段による検出圧力が表す検出水位に応じ
   て給水を行う水位制御手段とを備え、前記圧力検出手段
   による検出水位が前記配管内に空気が侵入する基準水位
   に低下したか否かを判別し、検出水位が基準水位に低下
   したことを記憶し、給水時、検出水位が基準水位に低下
   している場合、前記配管を通じて補助給水を行った後、
   再度、前記配管の内部圧力を通じて検出された検出水位
   と設定水位とを比較し、その大小関係で前記浴槽に給水
   を行って前記浴槽の水位を設定水位に制御することを特
   徴とする浴槽の水位制御方法。