JPH07193875A - 給湯システムの通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】給湯システムにおいて、給湯機と被給湯設備と
の間の通信方式を改良することにより、両者間に従来敷
設されていた通信ケーブルを不要又は出来るだけ削減
し、以て、設置工事の簡素化及びコストの削減を図る。 【構成】給湯機１内には、風呂沸しのための循環配管２
０３があり、この循環配管２０３は接続配管４０１を介
して、浴槽３に接続されている。給湯機１内の循環配管
２０３には、循環ポンプ２０５と流量センサ２１５が取
付けられている。接続配管４０１の浴槽近傍には、流量
制御弁５０７と流量センサ５０９とが取付けられてい
る。給湯機１の制御装置３００は、循環ポンプ２０５の
回転数を制御して流量信号を発生し、この信号は浴槽近
傍の流量センサ５０９に受信され、リモートコントロー
ラ５に伝えられる。又、リモートコントローラ５は、流
量制御弁５０７の開度を制御して流量信号を発生し、こ
の信号は給湯機１内の流量センサ２１５に受信され、制
御装置３００に伝えられる。流量信号の代りに超音波信
号を用いることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯システムにおける
給湯機と給湯される側の設備（以下、被給湯設備とい
う）との間の通信方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の通信はケーブルを通じて行なわ
れるのが一般的である。そのため、給湯システムの設置
の際には、通信ケーブルの配設も併せて必要となる。例
えば、浴槽の給湯システムを例にとると、給湯機と浴室
内に設置されたリモートコントローラとの間に通常２芯
のケーブルが配設され、このケーブルを通じて、リモー
トコントローラから給湯機へ水位、浴槽温度、人体の有
無等の検出情報や温度設定、湯張り開始等のコマンドが
送信され、又、給湯機からリモートコントローラへは、
着火やサーミスタやポンプ等の状態情報が送信される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この様に、従来の給湯
システムでは、給湯機と被給湯側設備との間の通信をケ
ーブルを通じて行なうようになっている。そのため、シ
ステムの設置工事に際しては、給湯機と被給湯設備との
間の配管工事に加えて、ケーブル敷設工事も行わなくて
はならない。更に、ケーブル敷設を行なうために、配管
工事技術だけでなく、電気工事の専門技術も必要とな
る。

【０００４】従って、本発明の目的は、給湯システムに
おいて、給湯機と被給湯設備との間の通信方式を改良す
ることにより、両者間に従来敷設されていた通信ケーブ
ルを不要又は出来るだけ削減し、以て、設置工事の簡素
化及びコストの削減を図ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の通信方式は、湯
水配管により相互接続された給湯機と被給湯設備との間
の通信方式であって、給湯機に設けられ、湯水配管内の
湯水又は湯水配管自体を伝達媒体とする第１の信号を湯
水配管に送出するための給湯機側送信手段と、被給湯設
備に設けられ、湯水配管内の湯水又は湯水配管自体を伝
達媒体とする第２の信号を湯水配管に送出するための設
備側送信手段と、給湯機に設けられ、前記第２の信号を
湯水配管から受信するための給湯側受信手段と、被給湯
設備側に設けられ、前記第１の信号を湯水配管から受信
するための設備側受信手段とを備えることを特徴とす
る。

【０００６】第１及び第２の信号としては、例えば、湯
水流量信号や音波信号などが利用できる。この場合、第
１及び第２の信号の双方共に同一種類の信号、例えば流
量信号（又は音波信号）を用いても良いし、一方に流量
信号を用い他方に音波信号を用いるようにしても良い。

【０００７】一種類の信号、例えば流量信号（又は音波
信号）により複数種類の情報、例えば温度、圧力等を表
す場合には、情報種類に応じて変調方法を異ならせるこ
とが望ましい。それにより、通信の信頼性を高めること
が出来る。

【０００８】風呂の様に、給湯機に対して上り配管及び
下り配管の両方向の湯水配管で接続されている被給湯設
備の場合には、上り配管及び下り配管の湯水流の方向と
同方向に信号を送るようにすることが望ましい。湯水流
方向と逆方向に信号伝達する場合に比較し、良好な信号
伝達が行えるからである。

【０００９】

【作用】本発明の通信方式によれば、給湯機と被給湯設
備との間の通信の全部又は少なくとも一部が、従来のよ
うなケーブルではなく湯水配管を通じて行われる。その
ため、システムの設置工事において、ケーブルを敷設す
る作業が無くなり、又は削減される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により詳細に説
明する。

【００１１】図１は、本発明に係る通信方式の一実施例
の構成を示す。この実施例は、図１に示すように、給湯
機１と浴槽３及び浴室内コントローラ５との間の通信に
係わるものである。

【００１２】図１において、給湯機１は浴槽３や図示し
ない水栓へ給湯するための給湯系統１００と、浴槽３内
の湯水を循環加熱するための風呂沸し系統２００とを有
する。

【００１３】給湯系統１００は、給湯熱交換器１０１、
給水配管１０３、給湯配管１０５、給湯バーナー１０
７、給湯バーナー用給ガス管１０９、吸気ファン１１０
等を含む。風呂沸し系統２００は、風呂熱交換器２０
１、循環湯水配管２０３、循環ポンプ２０５、風呂バー
ナー２０７、風呂バーナー用給ガス管２０９、吸気ファ
ン２１０等を含む。

【００１４】給湯系統１００の給湯配管１０５は、湯張
り用給湯管１１１を介して、風呂沸し系統２００の循環
湯水配管２０３に接続されている。又、循環湯水配管２
０３は、接続用ペア配管４０１を介して浴槽３に接続さ
れている。

【００１５】更に、給湯機１は、上述の２つの系統１０
０、２００を制御するための制御装置３００を備える。
この制御装置３００は、各系統１００、２００の燃焼制
御及び湯水流量制御を行なうために、例えば、給湯バー
ナー用給ガス管１０９に設けられたガバナ付き比例弁１
１３、給湯電磁弁１１５、切り替え弁１１７や、風呂バ
ーナー用給ガス管２０９に設けられた風呂電磁弁２１
１、ガバナ付き比例弁２１３や、上記２つの給ガス管１
０９、２０９基端部の元ガス管１１９に設けられた元電
磁弁１２１や、湯張り用給湯管１１１に設けられた湯張
り弁１２３や、循環湯水配管２０３に設けられた循環ポ
ンプ２０５や、各系統の吸気ファン１０、２１０等を制
御する。

【００１６】一方、浴槽３には、浴槽３の水位や浴槽内
の人体有無を検出するための圧力センサ５０１や、浴槽
温度を検出するためのサーミスタ５０３が取付けられて
おり、これらの検出信号はケーブル５０５を通じてリモ
ートコントローラ５に送られる。

【００１７】リモートコントローラ５は受信情報を表示
するための表示器５１及び設定温度や湯張り開始や沸し
開始などのコマンド入力するための操作パネル５３を備
える。更に、リモートコントローラ５は、浴室内の人体
有無を検出するための赤外線センサ５５も備える。

【００１８】さて、以上の様なシステムにおいて、給湯
器１の制御装置３００と浴室内のリモートコントローラ
５との間では、リモートコントローラ５から制御装置３
００に対して、浴室側で検出された浴槽水位、浴槽内人
体有無、浴槽温度、浴室内人体有無等の状態情報や、設
定温度、湯張り開始、沸し開始等のコマンドが送信さ
れ、又、制御装置３００からリモートコントローラ５に
対しては、不着火、サーミスタ異常、ポンプ異常等のエ
ラー情報が送信される。この通信は、浴槽３と給湯機１
とを結ぶ接続ペア配管４０１及び循環湯水配管２０３内
の湯水流を媒体として行われる。即ち、この湯水流の流
量を変調することによって、上記の各種情報が流量信号
の形で伝達される。

【００１９】この流量信号による通信を行なうために、
給湯機１では、送信機として循環ポンプ２０５が用いら
れ、又、受信機として、循環湯水配管２０３中の循環ポ
ンプ２０５の上流側に流量センサ２１５が設けられる。
この流量センサ２１５の検出信号は制御装置３００に入
力される。一方、浴室側では、送信機として、接続ペア
配管４０１の内の浴槽から給湯機への送湯水管（以下、
上り湯水管という）４０１Ａ中の浴槽３近傍に、ガバナ
付き流量制御弁５０７が設けられ、又、受信機として、
接続ペア配管４０１の内の給湯機から浴槽への送湯管
（以下、下り湯水管という）４０１Ｂ中の浴槽３近傍
に、流量センサ５０９が設けられる。流量制御弁５０７
はリモートコントローラ５によってケーブル５０５を通
じて制御され、流量センサ５０９の検出信号はケーブル
５０５を通じてリモートコントローラ５に入力される。

【００２０】浴室側から給湯機１への通信は、給湯機１
の循環ポンプ２０５により湯水循環が行われている状態
において、浴室内のリモートコントローラ５が流量制御
弁制御装置３００の開度を変調することにより流量信号
を発生させ、これを給湯機１の流量センサ２１５が検出
して電気信号に変換し制御装置３００に伝達することに
より行う。一方、給湯機１から浴室側への通信は、制御
装置３００が循環ポンプ２０５の速度を変調することに
より流量信号を発生させ、これを浴室側の流量センサ５
０９が検出して電気信号に変換しリモートコントローラ
５に伝えることにより行う。

【００２１】図２及び図３は、上述した浴室側から給湯
機１への通信を行うための、浴室側に設けられた送信部
の構成、及び給湯機１に設けられた受信部の構成を示
す。

【００２２】図２に示すように、浴室側の送信部では、
圧力センサ５０１、サーミスタ５０３及び赤外線センサ
５５から出力される既述のような種々の状態信号が、リ
モートコントローラ５内の変換部５１１に取り込まれ
る。変換部１１は、それら入力した状態信号を、流量変
調を行うための変調信号に変換する。この変調信号の形
式は例えば矩形パルス信号であり、その具体的態様は後
に説明する。このパルス信号は駆動回路に５１３に送ら
れ、駆動回路はガバナ付き流量制御弁５０９を駆動して
そのパルス信号により変調された流量信号を生成する。
この流量信号は、接続ペア配管４０１（主として、上り
湯水管４０１Ａ）及び循環配管２０３内を通じて給湯機
１の流量センサ２１５へ伝達される。

【００２３】図３に示すように、給湯機１の受信部で
は、流量センサ２１５が浴室側から送信された流量信号
を検出し、電気信号に変換して制御装置３００に伝え
る。制御装置３００では、この電気信号を変換部３０１
が受信して解読し、解読により得た情報をＣＰＵ３０３
に伝える。ＣＰＵ３０３は、その情報に基づいて所定の
制御アルゴリズムを実行し、その実行結果に従ってファ
ン駆動回路３０５、比例弁駆動回路３０７、ポンプ駆動
回路３０９、及び湯張り弁駆動回路３１１に対して必要
な命令を発し、これにより、必要な燃焼制御又は流量制
御が行なわれる。

【００２４】図４及び図５は、給湯機１から浴室側への
通信のための、給湯機１に設けられた送信部、及び浴室
側に設けられた受信部の構成を示す。

【００２５】図４に示すように、給湯機１の送信部で
は、制御装置３００内のＣＰＵ３０３が着火確認やエラ
ー情報のような送信すべき情報を発生して変換部３０５
に送る。変換部３０５は、この情報を流量変調を行なう
ための変調信号に変換し駆動回路３０７に出力する。こ
の変調信号の形式は例えば後述するようなパルス信号で
ある。駆動回路３０７は、循環ポンプ２０５の回転速度
を制御することにより、上記パルス信号により変調され
た流量信号を発生する。この流量信号は、循環配管２０
３及び接続ペア配管４０１（主として、下り湯水管４０
１Ｂ）を通じて浴室側の流量センサ５０９に伝達され
る。

【００２６】図５に示すように、浴室側の受信部では、
流量センサ５０９が給湯機１からの流量信号を検出し、
電気信号に変換してリモートコントローラ５に送る。リ
モートコントローラ５では、この電気信号を変換部５１
５が受信して解読し、解読により得られた情報を表示回
路５１７に与える。表示回路５１７は、この情報を表示
器５１に表示させる。

【００２７】図６は、流量信号の変調方式の幾つかのバ
リエーションを示す。

【００２８】図６に示すように、情報の内容に応じて流
量値を複数段階に切り替える方式や、パルスのデューテ
ィ比、パルス数又はパルス周波数を複数段階に切り替え
る方式等が採用できる。

【００２９】図７は、これらの変調方式を組合わせて温
度、圧力、エラーコードの３種類の情報を表すようにし
た流量信号の一例を示す。

【００３０】図７に示すように、例えば、温度は３段階
の流量値により表わし、圧力（水位）は３段階のデュー
ティ比により表わし、又、エラーコードは３段階のパル
ス周波数により表わす方法等が採用できる。

【００３１】図８は、本発明の別の実施例の要部の構成
を示す。

【００３２】この実施例は、通信信号として超音波を使
用したもので、超音波は接続ペア配管４０１及び循環配
管２０３内の湯水を媒体として、浴室側と給湯機１との
間を伝達される。この超音波通信を行なうために、浴室
側には、超音波送信器６０１が上り湯水管４０１Ａの浴
槽近傍に取付けられ、且つ、超音波受信器６０３が下り
湯水管４０１Ｂの浴槽近傍に取付けられる。そして、超
音波送信器６０１及び受信器６０３は、ケーブル５０５
を介してリモートコントローラ５に接続される。

【００３３】送信器６０１はリモートコントローラ５か
ら送信すべき情報の電気信号を受けて、この信号により
変調した超音波を生成して上り湯水管４０１Ａ内に発射
し、又、受信器６０３は下り湯水管４０１Ｂ内を伝播し
てきた超音波を受信して、変調信号を取り出しリモート
コントローラ５に送る。

【００３４】一方、給湯機１には、超音波送信器７０１
が循環配管２０３のポンプ２０５に対する下流側に取付
けられ、且つ、超音波受信器７０３が循環配管２０３の
ポンプ２０５に対する上流側に取付けられる。これら超
音波送信器７０１及び受信器７０３は、制御装置３００
に接続される。

【００３５】送信機７０１は、制御装置３００から送信
すべき情報の電気信号を受けて、この信号により変調し
た超音波を生成して循環配管２０３内に発射し、又、受
信器７０３は循環配管２０３内を伝播してきた超音波を
受信して、変調信号を取り出し制御装置３００に送る。

【００３６】以上の構成において、浴室側から給湯機１
の信号伝達は、主として上り湯水管４０１Ａ及び循環配
管２０３の受信器７０３より上流側部分を通じて行なわ
れ、又、給湯機１から浴室側への信号伝達は、主として
循環配管２０３の送信器７０１より下流側部分及び下り
湯水管４０１Ｂを通じて行なわれる。

【００３７】図９は、超音波の変調方式のバリエーショ
ンを示し、図１０は、その変調方式の幾つかを組合わせ
て温度、圧力（水位）及びエラーコードの３種類の情報
を表すようにした超音波信号の一例を示す。

【００３８】図９に示すように、送信すべき情報の内容
に応じて、超音波パルスの振幅を複数段階に切り替える
方式や、パルスのデューティ比、パルス数又はパルス周
波数を複数段階に切り替える方式等が採用できる。

【００３９】これらの方式を組合わせることにより、例
えば図１０に示すように、温度は振幅変調により表わ
し、圧力（水位）はデューティ比変調により表わし、エ
ラーコードは周波数変調により表わす方法等が採用でき
る。

【００４０】以上、２つの実施例を説明したが、これら
の実施例では、給湯機と浴室との間の通信を、流量信号
又は超音波信号を用いて、接続湯水管内の湯水を伝達媒
体にして行なっているため、格別の信号ケーブルを給湯
機と浴室との間に敷設する必要がなくなり、工事が簡素
化され工事コストも削減される。

【００４１】本発明は、上記の実施例以外にも、種々の
態様で実施することが可能である。例えば、流量信号を
用いる場合において、給湯機側の送信機として循環ポン
プとは別の流量制御弁を用いることもできる。この場
合、信号伝達を良好に行なうために、この流量制御弁は
図１に示す循環配管２０３のポンプ２０５に対する下流
側に取付けることが望ましい。

【００４２】又、流量信号を用いる場合には、浴槽と給
湯機との間で湯水が流れていることが必要である。湯水
流を発生させるのは給湯機であるため、特に浴室側から
給湯機への流量信号の送信時期は、給湯機の運転状態に
依存することになり、給湯機が湯水流を生成していない
時には、浴室側の意思で送信を行なうことができない。
そこで、この不都合をなくすために、風呂沸しの時以外
にも、（浴槽に湯水が張られている状態において）循環
ポンプを常時又は間欠的に駆動して浴室側に対して送信
の機会を与えるようにすることが望ましい。

【００４３】又、上記実施例では、浴槽と給湯機との間
の湯水循環の方向と同方向に、信号を伝達するようにし
ている。その理由は、湯水循環の方向と逆方向に信号を
伝達するより、順方向に伝達するほうが、湯水内を良好
に信号伝達できることが期待できるからである。しか
し、浴槽内に湯水が全く無い時又は水位が極めて低い
時、或いは湯張りの初期時等には、浴槽と給湯機間に循
環湯水ループが作れないので、この湯水ループを媒体と
した信号伝達はできない。そこで、このような状態での
通信も可能とするために、例えば、超音波信号を用いる
場合において、その送信器及び受信器を、接続ペア配管
及び循環配管の内部の湯水に加えて又はそれに代えて、
管自体を信号伝達媒体として利用できるように構成する
こともできる。

【００４４】又、流量信号と超音波信号の双方を組合わ
せて用いるようにしてもよい。例えば、給湯機から浴室
への信号伝達は流量信号を用い、浴室から給湯機への信
号伝達は超音波信号を用いるようにすることができる。
このようにした場合には、浴室からの送信が給湯機によ
る湯水循環運転の有無に依存せずに行なえ、且つ、給湯
機からの送信は循環ポンプ等の既存の装置を用いて行な
える等のメリットがある。又、浴室から給湯機へ送信す
べき情報には多くの種類があり、且つ、温度のようにき
め細かく状態を示した方が望ましい情報があるため、そ
の点で超音波信号の方が流量信号よりも適し、一方、給
湯機から浴室への送信情報は情報量が少ないため流量信
号で十分に伝達可能である。この理由からも、上記のよ
うに流量信号と超音波信号とを使い分けることには理が
ある。

【００４５】さらに、上記実施例では、給湯機と浴室と
の間の通信を取扱ったが、浴室以外の被給湯設備との通
信にも本発明が応用できることは勿論である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
給湯機と被給湯設備との間の通信を、湯水配管を伝達媒
体とする信号を用いて行なうようにしているので、両者
間に格別の通信ケーブルが不要となり又は削減され、よ
って給湯システムの設置工事が簡素化されるという効果
が得られる。

【００４７】又、上記湯水配管内の湯水を信号伝達媒体
として用いて、その湯水の流れ方向と同方向に信号伝達
するようにした場合には、信号が良好に伝達し易いとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る通信方式の一実施例の構成を示す
図。

【図２】浴室側に設けられた送信部の構成を示すブロッ
ク図。

【図３】給湯機１に設けられた受信部の構成を示すブロ
ック図。

【図４】給湯機１に設けられた送信部の構成を示すブロ
ック図。

【図５】浴室側に設けられた受信部の構成を示すブロッ
ク図。

【図６】流量信号の変調方式のバリエーションを示す
図。

【図７】図６の変調方式を組合わせた流量信号の一例を
示す図。

【図８】本発明の別の実施例の要部の構成を示す図。

【図９】超音波の変調方式のバリエーションを示す図。

【図１０】図９の変調方式を組合わせた超音波信号の一
例を示す図。

【符号の説明】

１ 給湯機 ３ 浴槽 ５ リモートコントローラ ５５ 赤外線センサ １００ 給湯系統 ２００ 風呂沸し系統 ２０３ 循環配管 ２０５ 循環ポンプ ２１５ 流量センサ ３００ 制御装置 ４０１ 接続ペア配管 ４０１Ａ 上り湯水管 ４０１Ｂ 下り湯水管 ５０１ 圧力センサ ５０３ サーミスタ ５０７ 流量制御弁 ５０９ 流量センサ ６０１，７０１ 超音波送信器 ６０３，７０３ 超音波受信器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 湯水配管により相互接続された給湯機と
   被給湯設備との間の通信方式において、 前記給湯機に設けられ、前記湯水配管内の湯水及び前記
   湯水配管自体の少なくとも一方を伝達媒体とする第１の
   信号を前記湯水配管に送出するための給湯機側送信手段
   と、 前記被給湯設備に設けられ、前記湯水配管内の湯水及び
   前記湯水配管自体の少なくとも一方を伝達媒体とする第
   ２の信号を前記湯水配管に送出するための設備側送信手
   段と、 前記給湯機に設けられ、前記第２の信号を前記湯水配管
   から受信するための給湯側受信手段と、 前記被給湯設備側に設けられ、前記第１の信号を前記湯
   水配管から受信するための設備側受信手段と、を備える
   ことを特徴とする給湯システムの通信方式。
2. 【請求項２】 請求項１記載の方式において、前記湯水
   配管が前記給湯機から前記被給湯設備へ湯水を流すため
   の下り管と、前記被給湯設備から前記給湯機へ湯水を流
   すための上り管とを含み、 前記第１の信号が主に前記下り管を通じて伝達され、前
   記第２の信号が主に前記上り管を通じて伝達されるよう
   に、前記給湯機側送信及び受信手段並びに前記設備側送
   信及び受信手段が前記湯水配管に対して関係づけられて
   いることを特徴とする給湯システムの通信方式。
3. 【請求項３】 請求項１記載の方式において、前記第１
   及び第２の信号の各々が、流量信号及び音波信号の一方
   であることを特徴とする給湯システムの通信方式。
4. 【請求項４】 請求項１記載の通信方式において、前記
   第１及び第２の信号の少なくとも一方が、複数種類の情
   報の伝達に使用されるために、伝達する情報の種類に応
   じて異なる変調方法により変調されることを特徴とする
   給湯システムの変調方式。
5. 【請求項５】 請求項１記載の方式において、前記第１
   及び第２の信号が異なる変調方法によって変調されるこ
   とを特徴とする給湯システムの変調方式。