JPH07104046B2 - 給湯追焚装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 近年、風呂設備に於いては、自動的に浴槽内に所定量の
給湯を行うと共に追焚を行えるようにした給湯追焚装置
が使用されつつある。かかる装置に於いては浴槽内の水
位を検出する手段が必須で、この手段により水位を監視
しながら給湯を行うことにより、設定した所望の水位を
得ることができる。

水位検出手段としては浴槽内の水位に応じた水圧を介し
て検出する圧力センサが多く使用されており、この圧力
センサは追焚用熱交換器を介在しない追焚戻り経路に設
置している。

かかる構成に於いては、浴槽内の基準水位に対応して予
め設定した圧力と、圧力センサにより現に測定した圧力
とから、該基準水位に対する水位の変化を求めて水位を
測定するものであり、前記基準水位に対応する圧力は従
来のPROM等の、使用状態に於いては書換えのできない不
揮発性記憶手段に記憶している。

このため、電源スイッチをOFFしたり、停電があったり
しても、基準水位を失うことはない。

（発明が解決しようとする課題） ところで前記圧力センサとしては半導体ピエゾ抵抗効果
型圧力センサが多く利用されているが、この半導体圧力
センサは印加圧力と出力（電圧）との比例定数は雰囲気
温度により大きく変化しないものの、出力の絶対値は雰
囲気温度により大きく変化するという欠点があり、例え
ば夏期と冬期の雰囲気温度の変化による検出圧力変化を
水位に換算すると数cm程度となる。このため従来は、記
憶値を書き換えずに、その補正を行う手段が必要であ
り、その自動化は困難であった。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、即ち、雰囲
気温度の変化による圧力センサの検出圧力の変化に対す
る補正を極めて合理的に自動的に行えるようにすると共
に、停電後の給湯に於ける不都合な動作の発生を防止す
ることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の構成を実施例に対応する図面を参照して説明す
ると、本発明は追焚熱交換器１を経て浴槽２の循環口３
に連なる送湯経路４に、送湯ポンプ５と流水スイッチ６
を設け、該送湯経路４の上流側に、浴槽２の循環口３に
連なる追焚戻り経路７と、大気開放給水部８を経て給湯
熱交換器９に連なる給湯経路10とを選択的に切り換える
切換手段11を設けると共に、前記追焚戻り経路７に設け
た圧力センサ12により前記循環口３より上の浴槽２内の
水位を測定する水位測定手段13を設けた給湯追焚装置で
あって、前記水位測定手段13には随時書き換え可能で電
源遮断に対して記憶を維持する記憶手段14を設け、給湯
によって前記循環口３より水位が上昇したことを前記圧
力センサ12の検出圧力の上昇より検出し、所定圧力上昇
した時の前記浴槽２の水位を基準水位とし、その検出圧
力を基準圧力として前記記憶手段14に記憶し、運転開始
において前記送湯ポンプ５を駆動して前記流水スイッチ
６より残水を確認し、残水が確認された場合には前記記
憶手段14に記憶されている基準圧力を参照して前記圧力
センサ12からの検出圧力より設定水位まで給湯し、残水
が確認されなかった場合には、給湯によって前記循環口
３より水位が上昇したことを前記圧力センサ12の検出圧
力の上昇より検出し、所定圧力上昇した時の前記浴槽２
の水位を基準水位として、その検出圧力を基準圧力とし
て前記記憶手段14に記憶されている基準圧力を書換え、
記憶し、この基準圧力を参照して、前記基準圧力と前記
圧力センサ12からの検出圧力から設定水位まで給湯を行
う構成の制御装置17を備えたことを特徴とする給湯追焚
装置である。

（作用） 切換手段11を追焚戻り経路７側に切り換えて送湯ポンプ
５を運転すると、浴槽２の水位が循環口３よりも上方に
ある場合には浴槽２内の湯は循環口３から追焚戻り経路
７に流入し、ここから切換手段11を経て送湯経路４に流
入し、流水スイッチ６、送湯ポンプ５、追焚熱交換器１
を通り、送湯経路４を経て循環口３から浴槽２内に還流
し、循環する。このように浴槽２内の湯が循環すれば流
水スイッチ６がONになり、従って流水スイッチ６の状態
により浴槽２内の水位が循環口３よりも上方にあるか、
下方にあるかを検知することができる。かかる状態に於
いて、例えば一時給湯経路15を経て追焚戻り経路７に湯
または水を充填すると、循環口３と圧力センサ12間に充
填された湯水の落差に対応する圧力を該圧力センサ12に
よって検出することができ、この検出圧力は浴槽２内の
水位が循環口３よりも下方にある場合には変化しない。

ここで切換手段11を給湯経路10側に切り換えて送湯ポン
プ５を運転し、給湯経路10から切換手段11を経て送湯経
路４から浴槽２に給湯を行うと、圧力センサ12による検
出圧力は水位が循環口３に達するまで前記した値のまま
変化しない。しかして水位が循環口３に達し、次第に上
方に移っていくと、水位の上昇に対応して検出圧力が上
昇する。そこで、前記当初の検出圧力から所定圧力上昇
した時の前記浴槽２の水位を基準圧力とし、この検出圧
力を基準圧力として記憶手段14に記憶されている内容を
書換え、記憶する。そして、以後はこの記憶された圧力
を基準圧力として浴槽２の水位を測定し、かかる測定水
位に基づいて、切換手段11を給湯経路10側に切り換えて
の給湯運転、並びに切換手段11を追焚戻り経路７側に切
り換えての追焚運転に於いて所定の水位制御を行うこと
ができる。前記基準圧力は、循環口３の水位に対応する
当初の検出圧力から所定圧力上昇した値であるので、圧
力センサ12の出力の絶対値にかかわらず、ほぼ一定の水
位を基準水位として水位測定を行うことができる。従っ
て半導体ピエゾ抵抗効果型等の圧力センサ12が、雰囲気
温度により、その出力の絶対値が大きく変化しても、圧
力と出力との比例定数が大きく変化しない場合には、常
時正確な水位測定を行うことができる。

一方、前述した流水スイッチ６の状態による水位検出に
於いて、流水スイッチ６がONとなって浴槽２内の水位が
循環口３よりも上方にある場合には、そのまま、記憶手
段14に記憶されている基準圧力を参照した水位制御によ
り給湯運転または追焚運転を行うことができる。記憶手
段14は電源遮断に対して記憶を維持する構成であるので
停電があっても記憶内容が消失せず、このため浴槽２内
の残水の水位が循環口３よりも上方にある場合に、その
水位を測定不能となることがない。そして、この記憶手
段14は不揮発性ではあるが、随時書換え可能な構成とし
ているので、浴槽２を空にした後の運転に於いて前述し
たように設定した基準圧力は、この設定後、以前の記憶
値に代えて記憶するので、前述した通り、圧力センサ12
の出力の絶対値が雰囲気温度の変化によって変化しても
ほぼ一定の水位を基準水位として水位測定を行うことが
できる。以上の記憶手段14は例えばEEPROMやバッテリバ
ックアップされたRAM等の揮発性記憶素子により構成す
ることができる。

（実施例） 次に本発明の実施例を図を基に説明する。

第１図（ａ）は本発明の給湯装置の浴槽２への給湯動作
を示す図、第１図（ｂ）は本発明の給湯装置の浴槽２の
湯水を循環させる動作を表したものである。

第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の装置の他の実
施例を示すもので、この装置は前記一時給湯経路15を構
成したものであり、第３図のフローチャートと共に詳細
にその動作を説明する。即ち、この構成では送湯経路４
に於いて送湯ポンプ５の下流側に第２の切換手段16を設
け、その一方側の選択口は前記追焚熱交換器１側に接続
すると共に、他方側の選択口は追焚戻り経路７に至る一
時給湯経路15に接続している。

かかる構成に於いて所定のスイッチをONとして自動運転
を開始すると、制御装置17は、まずステップS1にて前回
運転以降の停電の有無を確認し、停電があればステップ
S4に移行し、停電がなければステップS2にて送湯ポンプ
５を利用しての浴槽２から洗濯機等への多量の湯の移送
の有無を確認すると共に、ステップS3において圧力セン
サ12により浴槽２の水位を測定し、停電があった場合又
は停電が無かった場合に於いても水位の低下が所定値以
上の場合に、以下のシーケンスを実行する。

まず、停電があった場合には、ステップS4にて大気開放
給水部８のホッパー18内の水位を確認し、ホッパー18内
の水位が所定以上でない場合にはステップS5でホッパー
18に給湯を行い、水位が所定以上の場合にはステップS6
に移行して、切換手段11,16を第２図（ｂ）に示す状態
に設定し、送湯ポンプ５を運転すると共にバーナ19を燃
焼状態とする。かかる状態に於いて、給湯熱交換器９か
ら大気開放給水部８に導入された湯をポンプ５により送
湯経路４を経て浴槽２内に供給することができる。（自
動給湯１） このような給湯は短時間（例えば１分間程度）行い、給
湯停止後ステップS7として適所に設けた流水スイッチ６
の動作チェックを行う。この動作チェックは、給湯時ON
そして給湯停止後OFFとなることを確認して行うことが
できる。

次に、ステップS8として上流側の切換手段11を切り換
え、第２図（ｃ）の状態に於いてポンプ５を短時間（例
えば40秒間）運転する。（ポンプ運転１） かかる運転に於いてステップS9にて流水スイッチ６の動
作から浴槽２内の水位が循環口３よりも上方にあるか、
下方にあるかを検出することができる。即ち、水位が循
環口３よりも下方にある場合には流水スイッチ６はポン
プ５を運転してもONとはならず、この場合にはステップ
S10に移行する。

ステップS10では上流側及び下流側の切換手段11,16を切
り換えて、第２図（ａ）に示す状態に於ける一時送湯
（一時送湯１）を行うことにより、追焚戻り経路７内の
残留気泡を追い出して完全に湯で満たすことができ、こ
うして該経路７を介しての圧力センサ12による正確な水
圧の測定、そして浴槽２内水位の測定を可能とする。

即ち、続くステップS11では圧力センサ12により検出し
た圧力を初期圧力とし（圧力検出１）、次いでステップ
S12において下流側の切換手段16を切り換えて、第２図
（ｂ）に示す状態に於いて浴槽２内に給湯を行う。（自
動給湯２）そしてステップS13において圧力センサ12に
より浴槽２内の圧力を監視する。

即ち、ステップS13において圧力センサ12の検出圧力を
判定し、ステップS12における給湯により浴槽２内の水
位が上昇して循環口３を越え、その高さ分の検出圧力上
昇が生じた場合には、所定の圧力上昇に於いて給湯を停
止する。一方、ステップS12での自動給湯の開始からの
経過時間をステップS14において監視し、所定時間、例
えば30分程度を経過しても全く検出圧力の上昇がない場
合には浴槽２の栓の外れと判別し、ステップS22にて警
報を発し、ステップS23にて自動運転の解除を行う。

一方、ステップS12での自動給湯の開始から所定時間内
に所定の圧力上昇があった場合にはステップS15に移行
し、再び第２図（ｃ）の状態としてポンプ５を短時間運
転し（ポンプ運転２）、再度浴槽２内の水位を確認す
る。この過程に於いては、それまでの給湯に於ける前記
追焚戻り経路７の配管内への気泡の流入による誤差や、
圧力センサ12自体による誤差を原因とする見掛け上の水
位上昇を検出することができる。即ち、これらの誤差に
よって水位が循環口３に達していなかった場合には流水
スイッチ６がONとならないので、これをステップS16で
検出して、この場合にはステップS10の一時送湯過程に
戻って再動作させる。

一方、所定の水位がステップS13での流水スイッチ６のO
Nにより確認された場合にもステップS17に移行して、再
度第２図（ａ）に示す状態での一時送湯（一時送湯２）
を行う。このような過程を行うことにより、水位が循環
口３のすれすれにあって、前過程、即ちステップS15の
ポンプ運転２過程に於いて追焚戻り経路７の配管内に気
泡が流入したとしても、かかる気泡を排除すると同時
に、水位を完全に循環口３よりも上方とすることができ
る。

以上の一連の過程により、経路７を介しての圧力センサ
12による水圧の正確な測定、そして浴槽２内水位の検出
が可能となり、ステップS18においてこの時の圧力セン
サ12の検出圧力に対応する水位を基準水位とし、この検
出圧力を基準圧力として記憶手段14の記憶内容を書換
え、記憶する。そして以後はこの新たに記憶された圧力
を基準圧力として浴槽２の水位を測定することができ、
ステップS19に移行して設定水位への給湯を開始する。
（自動給湯３）。

ステップS20では設定水位になったかどうかを確認し、
またステップS21では経過時間を監視し、この自動給湯
３過程においても、所定時間経過後に設定水位とならな
い場合には浴槽２の栓の外れと判別して前述の自動給湯
２過程に於けると同様にステップS22にて警報を発し、
ステップS24にて自動運転を停止する。ステップS19の自
動給湯３過程における水位の上昇をステップS20におい
て監視し、浴槽２内の水位が設定水位となった場合に
は、ステップS25に移行して次の追焚運転過程を行う。

一方、前述の運転を開始した場合、ステップS1において
停電無を判定し、次いでステップS2において、浴槽２か
らの多量の湯の移送が無いことを判定すると共に、ステ
ップS3において圧力センサ12による水位の検出値の低下
が所定値ａ以下と判定した場合には、ステップS26に移
行して第２図（ｃ）の状態としてポンプ５を短時間運転
し（ポンプ運転３）、ステップS27においてこの時の流
水スイッチ６の状態により気泡の流入による誤差を原因
とする水位の測定誤差を検出することができる。即ち、
前述と同様に、誤差によって水位が循環口３に達してい
なかった場合には流水スイッチ６がONとならないので、
この場合にはステップS10の一時送湯１過程に分岐す
る。また、流水スイッチ６がONの場合には気泡の流入に
よる誤差がないものとしてステップS28に移行して圧力
センサ12により水位を検出し、水位低下が所定値ｂ（ｂ
＜ａ）以下の場合にはステップS25の追焚運転過程に移
行すると共に、水位低下が所定値ｂよりも大きい場合に
は、ステップS29に移行して再度第２図（ａ）に示す状
態に於ける一時送湯（一時送湯３）を行って追焚戻り経
路７の配管内の気泡の流入の可能性を排除した後、ステ
ップS30に於いて再び圧力センサ12により水位を検出
し、ステップS29の一時送湯３過程に於ける送湯によ
り、水位低下が所定値ｂ以下となった場合にはステップ
S25の追焚運転過程に、またなおも所定値ｂ以上であっ
た場合にはステップS19の自動給湯３過程に移行する。
なおステップS29の一時送湯３過程は、ステップS8のポ
ンプ運転１過程の結果として、ステップS9において流水
スイッチ６がONの場合の移行先となる。

次に、ステップS25の追焚運転は、第２図（ｃ）に示す
状態に於いて、循環している湯温が設定温度になるまで
行い、次いでステップS31の所定時間保温足し湯運転を
行って自動運転を終了する。この保温足し運転は、一定
時間毎に浴槽２の水位及び湯温を検出し、所定以上の低
下があった場合に第３図のステップS28からステップS25
まで、即ち図中のａからｂまでの過程を実行するもので
ある。

なお、図示の構成に於いて、20は流量センサ、21は二方
弁、22はポールタップである。

（発明の効果） 本発明は以上の通り、圧力センサによる水位測定の基準
となる、浴槽内の基準水位に対応する圧力センサの検出
圧力を、基準圧力として電源遮断に対して記憶を維持す
る記憶手段に記憶するので、浴槽内の水位が循環口より
も上方にある限りは停電があっても記憶されている基準
圧力によって水位測定を継続的に行うことができ、しか
もこの記憶手段は電源遮断に対して記憶を維持するもの
ではあるが、随時書換え可能な構成としているので、浴
槽を空にした後の運転に於いて前述したように設定した
基準圧力は、この設定後、以前の記憶値に代えて記憶す
るので、前述した通り、圧力センサの出力の絶対値が雰
囲気温度の変化、例えば夏期と冬期に於ける気温の変化
によって変化してもほぼ一定の水位を基準水位として水
位測定を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）及び第２図（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）は本発明の実施例の構成及び動作を示す系統説明
図、第３図は本発明の装置を用いた自動運転の一例を示
すフローチャートである。 符号１……追焚熱交換器、２……浴槽、３……循環口、
４……送湯経路、５……送湯ポンプ、６……流水スイッ
チ、７……追焚戻り経路、８……大気開放給水部、９…
…給湯熱交換器、10……給湯経路、11……切換手段、12
……圧力センサ、13……水位測定手段、14……記憶手
段、15……一時給湯経路、16……切換手段、17……制御
装置、18……ホッパー、19,19′……バーナ、20……流
量センサ、21……二方弁、22……ボールタップ。

フロントページの続き (72)発明者 影山 直樹 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木産 業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−98853（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−247546（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】追焚熱交換器を経て浴槽の循環口に連なる
   送湯経路に、送湯ポンプと流水スイッチを設け、該送湯
   経路の上流側に、浴槽の循環口に連なる追焚戻り経路
   と、大気開放給水部を経て給湯熱交換器に連なる給湯経
   路とを選択的に切り換える切換手段を設けると共に、前
   記追焚戻り経路に設けた圧力センサにより前記循環口よ
   り上の浴槽内の水位を測定する水位測定手段を設けた給
   湯追焚装置であって、前記水位測定手段には随時書き換
   え可能で電源遮断に対して記憶を維持する記憶手段を設
   け、給湯によって前記循環口より水位が上昇したことを
   前記圧力センサの検出圧力の上昇より検出し、所定圧力
   上昇した時の前記浴槽の水位を基準水位とし、その検出
   圧力を基準圧力として前記記憶手段に記憶し、運転開始
   において前記送湯ポンプを駆動して前記流水スイッチよ
   り残水を確認し、残水が確認された場合には前記記憶手
   段に記憶されている基準圧力を参照して前記圧力センサ
   からの検出圧力より設定水位まで給湯し、残水が確認さ
   れなかった場合には、給湯によって前記循環口より水位
   が上昇したことを前記圧力センサの検出圧力の上昇より
   検出し、所定圧力上昇した時の前記浴槽の水位を基準水
   位として、その検出圧力を基準圧力として前記記憶手段
   に記憶されている基準圧力を書換え、記憶し、この基準
   圧力を参照して、前記基準圧力と前記圧力センサからの
   検出圧力から設定水位まで給湯を行う構成の制御装置を
   備えたことを特徴とする給湯追焚装置。