JPH0577010B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、浴槽などの加熱を伴う容器内の水
の量を検出する水量検出方法に係り、特に、加熱
手段を介在させた遠隔的な水量検出に関する。

〔従来の技術〕

自動風呂釜では、浴槽内の水量を制御する場
合、浴槽内の水量の検出は不可欠であるが、従
来、その水量の検出には、圧力スイツチや水位ス
イツチなど、浴槽内の水位を直接検知する水位検
知装置が必要であつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、自動風呂釜には、加熱手段などを設
置した器具本体側で加熱した湯を、ポンプを用い
て浴槽側に移送する方法が採られるが、さらに、
その浴槽内の湯を器具本体側に戻して再加熱する
追焚機能を持つものがある。このような自動風呂
釜では、加熱手段を設置した器具本体と、浴槽と
が離れた場所に設置され、たとえば、家屋の一階
側に器具本体、その二階側に浴槽が設置された場
合がある。このような場合、浴槽に設置された水
位検知装置と器具本体を制御する制御装置とを結
ぶ制御用信号線や制御装置の設置位置などが複雑
化し、そのために手数を要するものであつた。

また、このような浴槽側での水位検知に対し
て、水量を器具本体側で計量して、浴槽へ供給す
べき水量を最適化するようにした自動風呂釜があ
る。このような風呂釜では浴槽の容積に対して適
量の水を供給することができるが、器具本体側で
浴槽内の水位を間接的に算出するため、当然のこ
とながら、入浴などで減つた水量を器具本体側で
検知することができない。

そして、何れの風呂釜においても、水位検知装
置を設置しなければならず、そのための配線が必
要である。

そこで、この発明は、水を溜めた容器に対し
て、容器内の水を容器外に循環させて加熱する加
熱手段を持たせて、容器内の水量を遠隔的に検出
する水量検出方法の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の水量検出方法は、第１図に示すよう
に、任意の水量を溜めた容器２と、容器２内の水
４を循環系統６に通じて加熱する加熱手段８と、
循環系統６を流れる水４から容器２内の水温を検
出する温度検出手段１０とを備え、容器２内の水
４の上昇温度、加熱時間および加熱手段８の加熱
能力の関係から容器２内の水量を演算手段１２に
よつて演算することにより検出することを特徴と
する。

〔作用〕

この発明の水量検出方法では、容器２内の水４
を矢印Ａ，Ｂで示すように、循環系統６を通じて
加熱手段８を通過させることにより、容器２内の
水４を加熱する。その加熱に応じて容器２内の水
温が、たとえば、特定温度ΔTだけ上昇させるに
必要な時間をｔ、加熱手段８の加熱能力をNoと
すると、容器２内の水量Ｑは、 Ｑ＝No・ｔ／ΔT ……(1) で与えられる。この結果、容器２内の水量Ｑを間
接的に検出することができる。

また、単位時間ｔ当りの上昇温度ΔTを測定し
て、容器２内の水量Ｑを検出することもできる。

したがつて、第２図に示すように、水４を溜め
る容器２としての浴槽２０に対して、加熱手段８
としての熱交換器２２に浴槽２０内の水４ｃを循
環させて加熱する風呂釜では、浴槽２０内の水量
Ｑは、熱交換器２２の追焚バーナ２４の燃焼能力
Ｎ（＝No）と、特定温度ΔTだけ上昇させるに必
要な時間ｔとから、式(1)によつて水量Ｑ（＝Ｎ・
ｔ／ΔT）として検出することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。

第２図は、この発明の水量検出方法の実施例で
ある自動風呂釜を示す。

第２図に示すように、水道などから供給された
水４ａは、給湯水流スイツチ２６を通過すること
によつて、その水流が電気的に検出され、D_w1は
給湯水流スイツチ２６によつて得られた給湯水流
検出信号を表わす。水４ａは、第１図に示した加
熱手段８として設置された熱交換器２８および給
湯バーナ３０によつて加熱される。

給湯バーナ３０には、燃焼用ガス３２が、電気
的に開閉が制御される元弁３４および給湯弁３６
を経て供給され、C_v1は元弁４の開閉制御信号、
C_v2は給湯弁３６の開閉制御信号を表わす。給湯
バーナ３０に供給されたガス３２は、点火手段と
して電気的に着火されるイグナイタ３８によつて
着火され、S_f1はその着火信号を表わす。ガス３
２の着火の有無は、炎の有無を電気的に検出する
フレームロツドと称する炎検出器４０で検出さ
れ、D_f1は着火検出信号を表わす。

そして、熱交換器２８を通過して得られた温水
４ｂは、給湯温度検出手段として設置された給湯
温度を電気的に検出するサーミスタなどで構成さ
れる給湯温度検出器４２を通過して、その温度が
検出される。A_t1は、その給湯温度検出信号を表
わす。この給湯温度検出器４２を通過した温水４
ｂは、電気的に給湯・注湯方向が切り換えられる
給湯・注湯切換弁４４に導かれて、給湯・注湯切
換信号S_h1によつて給湯口４６側への供給と、浴
槽２０側への注湯とが切り換えられる。

給湯・注湯切換弁４４を経て注湯側ｂに導かれ
た温水４ｂは、流量を電気的に検出する水流量セ
ンサ４７よつてその流量が検出され、D_nはその
水流量検出信号を表わす。この水流量センサ４７
を通過した温水４ｂは、水道側とを遮断するホツ
パ４８を経て、給湯方向を電気的に切り換える追
焚・注湯切換弁５０に導かれて、追焚・注湯切換
し号S_h2に応じて追焚側、注湯側に切り換えられ
る。

この場合、注湯側ｃでは、浴槽２０に対して直
結された管路５２から温水４ｂが浴槽２０に対し
て電気的に水を循環させるポンプ５６を介して矢
印Ｂで示す方向に供給される。D_rは、ポンプ５
６を駆動するポンプ駆動信号を表わす。

また、追焚側ｄでは、追焚・注湯切換弁５０に
よつて注湯を禁止するとともに、浴槽２０に対し
て追焚のための浴槽２０内の水４ｃを、浴槽２０
内の循環口５４を介して矢印Ａで示す方向に、追
焚・注湯切換弁５０の追焚側通路を含む循環経路
としての追焚循環管路６０によつてポンプ５６を
介して循環される。

追焚循環管路６０内を通過する水４ｃは、電気
的に水流の有無を検出する水流センサ６２によつ
て検出され、D_w2はその検出信号を表わす。

追焚循環管路６０には加熱手段８としての追焚
用熱交換器２２および追焚バーナ２４が設置され
ており、浴槽２０内の水４ｃは追焚によつて加熱
される。この場合、追焚バーナ２４には燃焼用ガ
ス３２が、電気的に開閉が制御される追焚ガス弁
６４を経て供給され、追焚ガス弁６４は開閉制御
信号C_v3によつて開閉が制御される。追焚バーナ
２４に供給されたガス３２は、給湯バーナ３０の
場合と同様に、点火手段として電気的に着火され
るイグナイタ６６によつて着火され、S_f2はその
着火信号を表わす。ガス３２の着火の有無は、炎
の有無を電気的に検出する炎検出器６８で検出さ
れ、D_f2は着火検出信号を表わす。

そして、追焚によつて加熱された浴槽２０内の
水４ｃは、追焚循環管路６０側で電気的に水温を
検出するサーミスタなどからなる温度センサ７０
によつて検出され、A_t2はその温度検出信号を表
わす。

そして、水４ａの加熱系統、浴槽２０への温水
４ｂの供給系統または浴槽２０内の水４ｃの追焚
循環系統は、第３図に示す加熱、供給または追焚
を行う給湯制御装置によつて制御される。

この給湯制御装置は、主装置７２と遠隔制御器
７４とから構成されており、主装置７２は熱交換
器２２，２８を設置した器具本体側に設置され、
また、遠隔制御器７４は浴槽２０内から入浴者が
任意に調節可能な浴室内などに設置される。

給湯水流検出信号D_w1、給湯側の着火検出信号
D_f1、給湯側の水流量検出信号D_n、追焚水流検出
信号D_w2および追焚側の着火検出信号D_f2のデイ
ジタルデータは、入力回路７２１を経て中央演算
処理部（CPU）７２２に取り込まれる。また、
給湯温度検出信号A_t1および追焚温度検出信号A_t2
は、アナログ信号であるため、入力部に設置され
たマルチプレクサ７２４による時分割によつて交
互にアナログ・デイジタル変換回路７２３に加え
られ、アナログ・デイジタル変換された後、
CPU７２２に取り込まれる。

CPU７２２は、書込み専用の記憶素子
（ROM）７２５に書き込まれた加熱、供給また
は追焚制御プログラムに従つて演算処理を行う。
また、取り込んだ各種データおよび演算処理上の
データは、書込み、読出し自由な記憶素子
（RAM）７２６に書き込まれる。

加熱、供給または追焚制御の指令は、遠隔制御
器７４のスイツチの操作によつて行い、その指令
信号は遠隔制御送受信回路７２７に加えられ、
CPU７２２に取り込まれる。

そして、CPU７２２の演算結果としての各種
制御出力である給湯側着火信号S_f1、開閉制御信
号C_v1、給湯側開閉制御信号C_v2、追焚側開閉制御
信号C_v3、追焚側着火信号S_f2、給湯・注湯切換信
号S_h1、追焚・注湯切換信号S_h2およびポンプ駆動
信号D_rは、出力回路７２８からそれぞれ制御対
象に加えられる。

このような風呂釜において、浴槽２０内の水量
検出を追焚時を例に取つて工程順に説明する。

(a) 給湯・注湯切換弁４４を給湯側ａ、追焚・注
湯切換弁５０を追焚側ｄに切り換えて、追焚循
環管路６０を閉ループとして、追焚モードを設
定する。

(b) この追焚モートに設定した後、ポンプ５６を
駆動して浴槽２０内の水４ｃの温度を均一温度
Ｔにする。その場合、浴槽２０の水温Ｔは、温
度センサ７０によつて検出する。

(c) 浴槽２０内の水温を一定温度Ｔにした後、元
弁３４および追焚ガス弁６４を開くとともに、
イグナイタ６６を着火信号S_f2を与えて電流を
流して発熱させ、追焚バーナ２４に着火する。

(d) ポンプ５６によつて水４ｃを循環させなが
ら、追焚燃焼によつて、浴槽２０内の水４ｃの
温度を適正温度Ｔより僅かに高い温度ΔTだけ
均一に沸き上げるとともに、温度ＴからΔTへ
の所要時間ｔを測定し、RAM７２６内に書き
込む。

(e) そして、予め、追焚バーナ２４の燃焼により
追焚燃焼能力Ｎを測定してROM７２５に記憶
して置くものですると、浴槽２０内の水量Ｑ
は、CPU７２２で式(1)から、Ｑ＝Ｎ・ｔ／ΔT
として算出される。たとえば、ΔT＝１℃とす
ると、浴槽２０内の水量Ｑは、Ｑ＝Ｎ・ｔとな
る。

また、この浴槽２０内の水量Ｑの算出は、一
定時間ｔに対して上昇温度ΔTを検出して、そ
の上昇温度ΔTをRAM７２６に記憶して式(1)
から算出しても良い。

(f) そして、不足水量は、予め、浴槽２０の容積
から設定水量Qoが定まるので、それを遠隔制
御器７４に設定して置き、その設定水量Qoと、
浴槽２０内の検出水量Ｑとから差水量ΔQを、 ΔQ＝Qo−Ｑ ……(2) 算出する。

(g) そこで、この差水量ΔQの温水４ｂを浴槽２
０内に供給するため、給湯・注湯切換弁４４を
注湯ｂ、追焚・注湯切換弁５０を注湯側ｃに切
り換えて浴槽２０内に温水４ｂを供給する。

この場合、給湯バーナ３０に着火することに
より、水４ａを加熱して温水４ｂを得て供給
し、または、給湯バーナ３０を着火しないで加
熱しない水４ａを供給してもよい。

(h) 適量の注湯または注水を行つた後、給湯・注
湯切換弁４４を給湯側ａ、追焚・注湯切換弁５
０を追焚側ｄに切り換えて浴槽２０内に温水４
ｂを適正温度Ｔまで沸き上げて、適正湯量およ
び適正温度への注湯・追焚を完了する。

なお、保温および足し湯制御を行う場合に
は、一定の時間間隔を持つて、自動的に浴槽２
０内への注湯および追焚を繰り返すことによ
り、浴槽２０内の水量Ｑおよび温度Ｔを一定に
保つ最適制御ができる。

また、追焚燃料による沸き上げ時間は、熱効
率によつて影響されるが、熱効率を低下させる
要因には、浴槽の材質、追焚配管、外気温、器
具固有のガス圧セツト値の誤差などがある。そ
こで、熱効率ηを次式により、 η＝Q₀×（T₂−T₁）／Ｓ×t₀ 追焚時ごとにCPU７２２によつて算出して
RAM７２６に記憶させ、追焚時ごとにその値
を更新する。ただし、Q₀は設定水量（＝注湯
水量）、T₁は注湯動作にて浴槽２０へ供給され
た水の均一温度、T₂は沸き上り均一温度（＝
沸き上り設定温度）、t₀は沸き上り時間、Ｓは
追焚インプツト能力である。

この場合、追焚インプツト能力Ｓは予め
ROM７２５の中に記憶しておき、追焚燃焼能
力Ｎは、追焚インプツト能力Ｓと熱効率ηとの
積（Ｎ＝Ｓ・η）で与えられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、容器
内の水量を電気的な信号線などを用いることな
く、遠隔的に検出することができ、たとえば、器
具本体と浴槽とが離れて設置される自動風呂釜の
浴槽内の水量を検出して、水量制御に利用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の水量検出方法を示す図、第
２図はこの発明の水量検出方法の実施例である自
動風呂釜を示す図、第３図は第２図に示した自動
風呂釜の給湯制御装置を示すブロツク図である。 ２……容器、４……水、６……循環系統、８…
…加熱手段、１０……温度検出手段、１２……演
算手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 任意の水量を溜めた容器と、容器内の水を循
   環系統を通じて加熱する加熱手段と、循環系統に
   流れる水から容器内の水温を検出する温度検出手
   段とを備え、 容器内の水の上昇温度、加熱時間および加熱手
   段の加熱能力の関係から容器内の水量を検出する
   ことを特徴とする水量検出方法。