JPH0434078B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、給湯器付自動風呂釜の湯張り制御方
法に関するものである。

〔従来の技術〕

給湯器付自動風呂釜の浴槽水位設定方法には、
水位スイツチ方式と水量センサー方法とが知られ
ている。

前記水位スイツチ方式の長所は、浴槽中の残水
量がどのレベルにあつても、湯張り量は必要水位
で正しく止められるが、水位スイツチのユニツト
を浴槽の外側に器具と別置しなければならないた
め、施工工事が高価で煩雑化するという問題点が
ある。これに対し、水量センサー方式は、水量セ
ンサーを器具の中に取り込めるため施工工事は簡
単であるが、使用者が浴槽中の残水量を確認して
水量センサーのカウント量をいちいち修正しなけ
れば、浴槽から湯があふれたり必要水位より低か
つたりするおそれがあり、使い勝手が極めて悪い
という問題がある。

このような従来技術の問題点を解決するため、
本発明者などは、器具設置時に、浴槽が空の状態
から希望水位に達するまでの水位（圧力）に対す
る水量の変化を測定してそのデータを制御装置に
記憶させておき、器具設定時に、前記制御装置に
記憶させたデータを使用して希望水位までの湯張
りを行なう方法を提案した（特願昭62−90658号
参照（特開昭63−259347号公報））。

この方法によれば、施工工事が簡単で、しかも
湯張り量は残水の有無に拘らず希望とする水位で
正しく止めることができ、かつ、使用者が希望と
する湯張り水位を設定することができるという長
所がある。

しかしながら、上記の方法は、器具の設置時に
水位と水量のデータを制御装置に記憶させるため
に、施工業者またはサービス員が必ず試運転を行
なつてデータを記憶させるための作業が必要であ
る。

本発明者などは、前記の如く器具設置時に人が
水位設定を行なうのではなく、器具を設置した後
始めて自動運転を行なうと、器具自体が器具と浴
槽とを連結する循環金具の位置を検出し、その検
出位置を基準点として所望の水位を設定すること
ができる湯張り制御方法を発明した（特願昭63−
112635号参照（特開平１−285736号公報））。

なお、前記先願方法における循環金具の位置の
検出は、浴槽中に一定量の給水（湯）を行なつた
後追焚き回路を動作させ乍ら流水の有無を検出す
ることを繰返し、流水を検出した時点を循環金具
の位置として検出する方法と、追焚き回路の戻り
管を介して一定量の水（湯）を浴槽中に供給する
ことにより戻り管内のエアー抜きを行ない、その
状態で追焚き回路の往管を介して浴槽中に給水
（湯）しながら圧力センサーによる検出値の変化
を監視し、変化が生じた時点を循環金具の位置と
して検出する方法とがある。

前記先願発明によれば、器具を設置した後初め
て自動運転を行なうと、器具が自動的に循環金具
の位置を検出し、その位置を基準点としてマイコ
ン制御部に記憶させるので、この循環金具の位置
を基準とする所望水位をコントローラに設定すれ
ば、その設定水位の正確な湯張りを行なうことが
できる。

しかし乍ら、前記の先願発明においては、追焚
き回路の流水の有無、あるいは圧力センサーによ
る静圧の変化によつて循環金具の位置を検出し、
しかる後所望量の湯張りを行なうので、注湯を一
旦停止させて圧力を測定したり、注湯を停止させ
て追焚き回路のポンプを駆動するなどの時間を必
要とし、このため、最初の湯張りに多くの時間を
必要とするという問題がある。

本発明者は、前記の如き先願発明をさらに改良
し、器具を設置した後初めて自動運転スイツチを
オンにすると、直ちに湯張りを行ない乍らその間
循環追焚き管路中に配設した圧力センサーにより
ポンプ動圧を検出し、そのポンプ動圧がほゞ一定
の時点から浴槽中の水位が循環金具より上昇する
に伴い検出圧が上昇方向に移行した時点を基準点
とし、その基準点からコントローラに設定した前
記設定水位に達したとき浴槽に対する注湯を停止
させ、前記注湯開始から停止に至るデータをマイ
コン制御部に記憶させ、そのデータに基づいて次
回以降の湯張りを制御することを発明した（特願
昭63−203076号（特開平02−052945号公報））。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記の先願発明によれば、循環追焚き管路を経
由する浴槽への注湯中にポンプ動圧を検出し、浴
槽中浴槽中の水位が循環金具より下の場合は検出
されるポンプ動圧がほゞ一定であるが、浴槽中の
水位が循環金具より上方になるとヘツド圧がポン
プ動圧にプラスされて検出圧が上昇することに着
目し、検出圧の上昇時点を基準点としたので、最
初の湯張り時間を顕著に短縮することができる。

しかし乍ら、前記先願発明においては、ポンプ
能力の変化による圧力変化を無視していたため、
設定水位に誤差が生ずることを知つた。すなわ
ち、ポンプ搬送中の流量および圧力は、本来ポン
プへの制御がなく、かつ、配管等の抵抗が変らな
い限り一定の値を示す筈であるが、前記先願発明
を実験したところ、実際の使用下においては、温
度やポンプの運転時間などによつて搬送流量およ
び圧力が変化し、また配管抵抗も浴槽内の水位お
よびホツパの水位変化によつて変化し、このため
先願発明により得られたデータでは所望とする水
位と設定水位との間に誤差が生ずるという問題が
ある。

本発明は前記の如き先願発明の問題点を改善
し、所望とする正確な水位の湯張りを行なうこと
ができる湯張り制御方法を提供せんとするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記の如き目的を達成せんがため、
水位設定後自動運転スイツチをオンにすると、循
環追焚き管路のポンプを駆動して循環追焚き管路
を経由する浴槽への注湯を行ない、かつ、該ポン
プの搬送流量を監視して搬送流量が一定になるよ
うにポンプ能力を制御し、かくしてポンプの搬送
流量を保ちながら循環追焚き管路中に配設した圧
力センサーによりポンプ動圧を検出し、そのポン
プ動圧がほゞ一定の時点から浴槽中の水位が循環
金具より上昇するに伴い検出動圧が上昇方向に移
行した時点を基準点とし、その基準点からコント
ローラに設定した前記設定水位の高さに達したこ
とを圧力センサーが検出すると浴槽に対する注湯
を停止させ、前記注湯開始から停止に至るデータ
をマイコン制御部に記憶させ、そのデータに基づ
いて次回以降の湯張りを制御することを特徴とす
る。

〔作用〕

本発明は、前記の如く、ポンプにより搬送流量
を常に監視し、流量が変化した場合にそれが一定
になるようにポンプ能力を制御し乍らポンプ動圧
を検出するので、ポンプ動圧検出中のヘツド差に
よる圧力変化のみを正確に検出することができ、
従つて浴槽の水位を設定した正確な水位に制御す
ることができる。

〔実施例〕

以下、添付図面について本発明の一実施例を説
明する。

第１図はデータ書き込み時の本発明による湯張
り制御方法を示すフローチヤート、第２図はポン
プ能力および配管抵抗が一定の場合の流量と圧力
の関係を示すグラフ、第３図はポンプ能力が一定
で配管抵抗が変化した場合の流量と圧力の関係を
示すグラフ、第４図は配管抵抗が一定でポンプ能
力が変化した場合の流量と圧力の関係を示すグラ
フ、第５図は第３図と第４図を複合させたグラ
フ、第６図は本発明を適用する器具の概要を示す
水系統図である。

本発明を説明するに先立ち、先ず器具の概要を
第６図に基づいて説明する。

第６図において、１は器具本体であつて、給湯
用熱交換器２と風呂用熱交換器３とを内蔵してい
る。前記器具本体１から離れた位置に設置してい
る浴槽１４と風呂用熱交換器３とは循環往管１３
および同戻り管１２を介して接続されており、そ
の戻り管１２の途中に圧力センサー１０、流水ス
イツチ１１、電動三方弁９、ポンプ８、流量セン
サー１９が配設され、さらに、前記ポンプ８およ
び電動三方弁９のバイパス管路に電磁弁６を介装
し、電磁弁６を閉じると共に電動三方弁９を循環
加熱側に切替えると、戻り管１２−電動三方弁９
−ポンプ８−熱交換器３−往管１３よりなる循環
追焚き管路が形成されるように構成されている。
なお、１５は温度検出用サーミスタである。

給湯用熱交換器２には給水管１６および給湯管
１７が接続されており、その給水管１６の途中に
水量センサー４を設けて給湯管路を構成し、この
給湯管路を分岐管１８によつてホツパー７に導
き、この分岐管１８の出口に電磁弁５を設置して
いる。ホツパー７の下部は、前記電動三方弁９に
接続されていて、電動三方弁９を給湯側に切替え
ると共にポンプ８を駆動することにより、給湯用
熱交換器２により加熱された湯を循環往管１３と
戻り管１２を経て浴槽１４中に給湯し得るように
構成されている。

なお、この種の自動風呂釜は、図には示してい
ないが、マイコン制御部とそのマイコン制御部に
対するコントローラとを具備し、そのマイコン制
御部に水量センサー４、圧力センサー１０、流水
スイツチ１１、サーミスタ１５、流量センサー１
９などの信号を入力し、それらの信号に基づい
て、電磁弁５，６の開閉、電動三方弁９の切替
え、ポンプ８の駆動ならびに図示を省略したバー
ナの制御を行なうものであるが、これらの技術は
周知であるので、その詳細な説明は省略する。

次に、上記の構成よりなる器具を用いた本発明
の湯張り制御方法を説明する。

本発明においては、浴槽の循環金具１４ａの位
置を基準として、その基準金具から何cmの高さま
で湯張りするのかの希望水位P_Rをコントローラ
（図示せず）に設定する。次にコントローラの自
動運転スイツチをオンすると、第１図に示すよう
に、先ず浴槽の基準水位のデータがマイコン制御
部に入力されているかどうかを判断し、器具設置
後の最初の使用であるから当然データがないと判
断され、電動三方弁９を追焚き回路に切替えると
共にポンプ８を駆動し、その状態で流水スイツチ
１１がオンしているか否かを検出する。これは本
発明による湯張り制御の前段階であつて、念のた
め設けた工程である。

かくして流水スイツチ１１がオフしていること
を検知すると、ポンプ８を一旦停止させ、電動三
方弁９を注湯側に切替えると共に電磁弁５，６を
開き、ポンプ８を駆動して給湯用熱交換器２によ
り加熱した湯を浴槽中に供給する。すなわち、熱
交換器２により加熱された湯は一旦ホツパー７で
受け、ポンプ８の駆動により循環往管１３と同戻
り管１２との２経路で浴槽１４中に注湯する。

このようにして注湯すると、ポンプ能力と配管
抵抗とが一定の場合は、第２図に示すように流量
Q₁とポンプ動圧P₁とが一定の筈である。ところ
がホツパー７内の水位が変化すると第３図に示す
ように配管抵抗も変化し、これによりポンプ能力
は不変であるが流量が変化し、その結果ポンプ動
圧も変化する。また、ポンプの能力は周囲の温度
や運転時間によつて変化するので、配管抵抗は一
定であつても第４図に示すように流量およびポン
プ動圧が変化する。実際には第５図に示すよう
に、第３図と第４図とが複合されたものとなる。

本発明は、先願発明と同様に、注湯と同時に圧
力センサー１０によりポンプ動圧を検出し、浴槽
の水位が循環金具１４ａより下の場合にはポンプ
動圧のみであるので水位が循環金具１４ａに達す
るまではほぼ一定であるが、水位が循環金具１４
ａより上になつてくるとポンプ動圧と循環金具よ
り上方の水位に基づくヘツド圧がプラスされて上
昇する点をとらえ、前記圧力センサーの検出値が
ほぼ一定の状態から上昇し始めた時点を基準点と
して検出し、その基準点からコントローラに設定
した希望水位まで浴槽に対する注湯を行なうもの
であるが、前記の如く、配管抵抗の変化およびポ
ンプ能力の変化によりポンプ動圧が変化するの
で、コントローラに設定した希望水位に浴槽内の
水位を正しく制御することは不可能となる。

ここにおいて、本発明は、第１図に示す如く、
注湯を開始すると、先ず流量センサー１９により
浴槽に対する注湯量を検出し、それが一定である
かどうかを判断させる。そして、一定でないとき
には、ポンプ能力をアツプあるいはダウンさせて
一定流量になるように制御する。このようにして
ポンプによる搬送流量が常に一定の値を保つよう
に制御すると、配管抵抗の変化やポンプ能力の変
化があつても、ポンプ搬送中の圧力を常に一定に
保つことができるようになり、圧力センサー１０
により浴槽内の正しい水位を検出してデータ入力
を開始し、圧力センサーの検出値がほぼ一定の状
態から上昇し始めた時点を基準点として検出し、
その基準点からコントローラに設定した希望水位
になるまで圧力センサーの出力を検出しながら浴
槽に対する注湯を引続いて行ない、圧力センサー
が前記希望水位を検出した時点で電磁弁５，６を
閉じると共にポンプ８を停止させる。

前記注湯中の圧力センサーの出力は、マイコン
制御部により処理することによつてきれいなグラ
フとすることができ、さらに、前記の如く、電磁
弁６を閉じると共にポンプ８を停止させると、戻
り管１２内は浴槽の水位検出用の圧力管となつて
圧力センサー１０により浴槽水位の静圧を検出す
ることができ、ポンプの動圧分をシフトさせた浴
槽水位に対する圧力と水量のグラフを得ることが
できる。かくして得られたデータを制御部に記憶
させて２回目以降の運転にそなえ、次いで常法に
従つて第１図の後段に示すように追焚き回路に切
替え、最終設定温度になるまで追焚きして自動運
転の一連の動作を終了する。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、運転の当
初から浴槽に対し連続的に注湯して最初の湯張り
所要時間を短縮すると共に、ポンプ動圧を測定す
るにも拘らず、コントローラに設定した正しい水
位に自動湯張りすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はデータ書き込み時の本発明による湯張
り制御方法を示すフローチヤート、第２図はポン
プ能力および配管抵抗が一定の場合の流量と圧力
の関係を示すグラフ、第３図はポンプ能力が一定
で配管抵抗が変化した場合の流量と圧力の関係を
示すグラフ、第４図は配管抵抗が一定でポンプ能
力が変化した場合の流量と圧力の関係を示すグラ
フ、第５図は第３図と第４図を複合させたグラ
フ、第６図は本発明を適用する器具の概要を示す
水系統図である。 １……器具、２……給湯用熱交換器、３……追
焚用熱交換器、５，６……電磁弁、７……ホツパ
ー、８……ポンプ、９……電動バルブ、１０……
圧力センサー、１１……流水スイツチ、１２……
循環戻り管、１３……循環往管、１４……浴槽、
１５……サーミスタ。１９……流量センサー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 器具本体からホツパーおよび循環追焚き管路
   を経由して浴槽への湯張りを行ない、かつ、浴槽
   中の水位を循環追焚き管路中に配設した圧力セン
   サーにより検出して設定水位で湯張りを自動停止
   せしめる如くなした給湯器付自動風呂釜におい
   て、コントローラによる水位設定を、循環金具の
   位置を基準としてその位置からの高さにより指定
   し、該水位設定後自動運転スイツチをオンにする
   と、循環追焚き管路のポンプを駆動して循環追焚
   き管路を経由する浴槽への注湯を行ない、かつ、
   該ポンプの搬送流量を監視して搬送流量が一定に
   なるようにポンプ能力を制御し、かくしてポンプ
   搬送流量を一定に保ちながら循環追焚き管路中に
   配設した圧力センサーによりポンプ動圧を検出
   し、そのポンプ動圧がほゞ一定の時点から浴槽中
   の水位が循環金具より上昇するに伴い検出動圧が
   上昇方向に移行した時点を基準点とし、その基準
   点からコントローラに設定した前記設定水位の高
   さに達したことを圧力センサーが検出すると浴槽
   に対する注湯を停止させ、前記注湯開始から停止
   に至るポンプ動圧を含むデータをマイコン制御部
   に記憶させ、そのデータに基づいて次回以降の湯
   張りを制御することを特徴とする給湯器付自動風
   呂釜の湯張り制御方法。