JPH07305890A - 注湯温度制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な加熱手段を用いて浴槽側の注湯温度の
制御を実現した注湯温度制御方法及びその装置を提供す
る。 【構成】 加熱手段（熱源８及びタンク４）で給水を加
熱しながら浴槽に注湯する注湯温度制御方法であって、
前記加熱手段に設定される注湯制御温度に対する前記浴
槽の注湯温度を検出し、前記加熱手段への給水温度又は
前記加熱手段から浴槽へ注湯量によって前記注湯制御温
度を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、浴槽への注湯温度を
制御する注湯温度制御方法及びその装置に係り、特に、
簡易な加熱手段を用いたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動風呂釜において、浴槽に一定温度の
給湯を行うには、比例制御やオートミキシングなどの温
度制御方法が用いられるが、このような制御方法による
ものは、器具が構造的に複雑で、高価になるとともに、
故障も多いなどの欠点がある。

【０００３】このため、比例制御やオートミキシングな
どを用いないでオン・オフ制御のみで温度制御を行う簡
易な給湯器を用いた風呂釜が実用化されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
風呂釜では、給湯器のバーナの能力を一定にし、それを
単にオン・オフ制御しているため、図１１および図１２
に示すように、給湯器に対する入水温、給湯器から浴槽
に供給される水の流量、初期条件ならびに器具の固体差
などによって、設定（目標）温度と、浴槽内における実
際の注湯温度との間に無視できない大きな誤差が生じ
る。図１１において、流量を一定にして入水温が異なる
場合の注湯制御温度と注湯温度の関係を示しており、入
水温は直線ｒ、ｓ、ｔ、ｕの順で高くなっている。ま
た、図１２において、入水温を一定にして流量が異なる
場合の注湯制御温度に対する注湯温度を示しており、直
線ｖ、ｗ、ｘの順で流量が大きくなっている。このよう
な関係から注湯制御温度と、実際の注湯温度との間に誤
差があるため、入浴者がその都度、温度を加減する必要
があった。

【０００５】そこで、この発明は、簡易な加熱手段を用
いて浴槽側の注湯温度の制御を実現した注湯温度制御方
法及びその装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の注湯温度制御
方法は、図１ないし図８に例示するように、加熱手段
（熱源８及びタンク４）で給水を加熱しながら浴槽に注
湯する注湯温度制御方法であって、前記加熱手段に設定
される注湯制御温度に対する前記浴槽の注湯温度を検出
し、前記加熱手段への給水温度又は前記加熱手段から浴
槽へ注湯量によって前記注湯制御温度を補正することを
特徴とする。

【０００７】また、この発明の注湯温度制御装置は、図
１ないし図８に例示するように、加熱手段で給水を加熱
しながら浴槽に注湯する注湯温度制御装置であって、前
記加熱手段に設定される注湯制御温度に対する前記浴槽
の注湯温度を検出する温度検出手段（１６、１６０）
と、前記加熱手段への給水温度又は前記加熱手段から浴
槽へ注湯量をパラメータにして前記注湯制御温度に対応
する注湯温度を記憶する記憶手段（２０、ＲＯＭ２０
０、ＲＡＭ２０２）と、設定温度に対応して前記加熱手
段に設定された前記注湯制御温度とよって得られた実際
の注湯温度との誤差を求め、その誤差を加味して設定温
度に対する注湯制御温度を前記加熱手段に設定して加熱
手段の加熱制御をする制御手段（１８、制御部１８０）
とを備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】このような構成によれば、ボイラ等の簡易な加
熱手段を用いて浴槽に注湯する場合、設定温度に応じて
ボイラに設定される注湯制御温度を給水温度や流量によ
って補正するので、設定温度と浴槽への注湯温度の誤差
を抑制することができる。

【０００９】加熱手段に設定される注湯制御温度と実際
に浴槽への注湯温度との関係を、給水温度又は流量をパ
ラメータにした場合の両者の関係を参照値として記憶手
段に記憶させ、この記憶手段から読みだした値と注湯に
よって得られた値とを学習値として参照することによ
り、加熱手段に設定される注湯制御温度を補正するの
で、設定温度に対応する注湯温度の誤差を抑制すること
ができる。

【００１０】

【実施例】

【００１１】以下、本発明を図面に示した実施例を参照
して詳細に説明する。

【００１２】図１は、この発明の注湯温度制御装置を全
体構成を示したものである。水道などから供給された水
２Ａは、給水温度を検出する温度検出手段６によって電
気的に検出される。この水２Ａは、間欠的に駆動される
加熱手段として設置されているタンク４に溜められ、熱
源８によって加熱される。タンク４内の残留水の温度
は、温度検出手段１０によって検出される。タンク４内
の温水２Ｂは、注湯管を通して浴槽１２に供給され、そ
の場合、注湯量は流量検出手段１４によって検出され
る。浴槽１２内の注湯温度は温度検出手段１６によって
電気的に検出される。温度検出手段６、１０、１６の検
出温度は、制御手段１８に入力され、記憶手段２０に記
憶されるとともに、その記憶手段２０から注湯制御温度
が読み出される。熱源８は、制御手段１８によって制御
される。

【００１３】次に、図２は、この発明の注湯温度制御装
置の実施例を示している。水２Ａは、給水温度を検出す
る温度検出手段６として設置されたサーミスタなどから
なる電気的に入水温度を検出する温度検出器６０によっ
て温度が電気的に検出され、Ｔw1は制御部１８０に加え
られる入水温度検出信号を表わす。水２Ａは、タンク４
として設置されたボイラのタンク４０に溜められて、加
熱手段８として設置されたバーナ８０によって加熱され
る。このバーナ８０は、灯油、燃焼用ガスなどを燃料８
２とする熱源であって、ポンプ・電磁弁８４は、その開
閉によって燃料８２の供給、遮断を行うものであり、Ｄ
r1は制御部１８０から加えられる開閉駆動信号を表わ
す。その結果、タンク４の水２Ａは間欠的に加熱され
る。

【００１４】タンク４０内の残留水の温度や加熱時の水
２Ａの温度は、タンク４０内に温度検出手段１０として
設置されたサーミスタなどからなる電気的に水の温度を
検出する温度検出器１００によって検出され、Ｔw2は制
御部１８０に加えられるタンク内温度検出信号を表わ
す。

【００１５】タンク４０内で得られる温水２Ｂは、給湯
を制御する給湯制御手段として設置された電磁弁１１０
を通過して浴槽１２に供給されるが、Ｄr2は、制御部１
８０から加えられる開閉駆動信号を表わす。

【００１６】電磁弁１１０を通過した温水２Ｂは、その
流量を検出する流量検出手段１４として設置された電気
的に流量を検出する流量計１４０によって流量が検出さ
れ、Ｄm は制御部１８０に加えられる流量検出信号を表
わす。

【００１７】この流量計１４０を通過した温水２Ｂは、
浴槽１２に供給されて溜められ、浴槽１２内の温水２Ｂ
は、攪拌装置１２０によって攪拌されて浴槽１２内の残
留水との混合が図られる。Ｄr3は、攪拌装置１２０に対
して制御部１８０から加えられる駆動信号を表わす。そ
して、浴槽１２内の温水２Ｂの温度は、温度検出手段１
６として設置されたサーミスタなどからなる電気的に温
度を検出する温度検出器１６０によって検出され、Ｔw3
は制御部１８０に対して加えられる温度検出信号を表わ
す。

【００１８】そして、制御部１８０は、浴室側に設置さ
れた遠隔制御器１９５を通じて設定された温度および流
量に基づいて最適な温度制御を行うものであり、図３に
示すように、マイクロコンピュータなどの演算制御装置
によって構成されて器具本体側に設置される。すなわ
ち、制御部１８０において、温度検出信号Ｔw1、Ｔw2、
Ｔw3とともに、遠隔制御器１９５によって設定された設
定流量を表わす流量信号Ｄm0および設定温度を表わす温
度信号Ｔw0は、マルチプレクサ１８１を介して時分割に
よってアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）１８２に
加えられて、ディジタル信号に変換された後、中央演算
処理部（ＣＰＵ）１８３に取り込まれる。また、流量検
出信号Ｄm はディジタル信号であるので、入力部１８４
に加えられて、ＣＰＵ１８３に取り込まれる。

【００１９】ＣＰＵ１８３は、書込み専用の記憶素子
（ＲＯＭ）２００に書き込まれた加熱、供給などの制御
プログラムに従って演算処理を行う。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）２０２に書き込まれる。

【００２０】そして、ＣＰＵ１８３の演算結果としての
駆動制御出力は、出力部１８７から出力されて制御対象
を駆動する駆動手段としての駆動部１８８に加えられ
る。

【００２１】駆動部１８８の出力は、駆動制御信号とし
てリレー１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃに加えられる。この場
合、制御部１８０、駆動部１８８およびリレー１９Ａ、
１９Ｂ、１９Ｃには、交流電源２２によって駆動される
電源装置１８９から必要な電力が供給されるとともに、
電磁弁８４、１１０および攪拌装置１２０にはリレー１
９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃを介して個別に交流電源２２が供
給されている。

【００２２】このような風呂釜において、図４ないし図
８を参照して注湯温度制御を説明する。

【００２３】温度制御を行う手段として、ＲＯＭ２００
には、器具の特性や履歴について、図４に示すように、
流量を一定にして入水温をパラメータにした場合の注湯
制御温度に対して得られる注湯温度、図５に示すよう
に、入水温を一定にして流量をパラメータにした場合の
注湯制御温度に対して得られる注湯温度、図６に示すよ
うに、タンク４０の容量を一定にしてタンク４０内の残
留水の温度をパラメータにした場合の注湯制御温度に対
して得られる注湯温度のそれぞれを学習値、即ち、補正
データとして蓄積している。ここで、注湯温度とは、浴
槽１２内の温水２Ｂの湯温を到達させる目標温度であ
り、また、注湯制御温度とは、加熱手段であるボイラ側
に設定される制御温度であって、目標温度である注湯温
度を実現させる場合にボイラ側に設定すべき温度が注湯
制御温度である。

【００２４】そして、図７及び図８は、注湯制御 Ｋロ
ーチャートであって、ｘ及びｙは各フローチャートの結
合子を示している。注湯時、制御部１８０では、ステッ
プＳ１で遠隔制御器１９５に設定された注湯量（流量）
を読み込み、次にステップＳ２で遠隔制御器１９５に設
定された設定温度、即ち、浴槽１２の温水２Ｂの沸上げ
温度を取り込む。ステップＳ３では、ＲＡＭ２０２に蓄
積されている前回の制御記録である学習値を参照する。

【００２５】ステップＳ４では、温度検出器１０による
タンク４０内の温水の温度、即ち、初期貯湯温を取り込
み、ステップＳ５ではタンク４０から浴槽１２に対して
注湯を開始する。ステップＳ６では、浴槽１２への注湯
量の計測を開始し、ステップＳ７では流量を検出、ステ
ップＳ８ではタンク４０への入水温度の検出を行う。そ
して、ステップＳ９では、検出された入水温、流量又は
タンク４０内残留水の温度と注湯温度とから注湯制御温
度を読み出し、設定すべき注湯制御温度を演算する。

【００２６】ステップＳ１０では、温度検出器１０の検
出温度と注湯制御温度とを比較し、ボイラのバーナ８０
の燃焼制御を行う。

【００２７】次に、ステップＳ１１では、浴槽１２に対
して所定の注湯量が完了したか否かを判定し、完了して
ない場合（ＮＯ）には、ステップＳ６に戻る。また、所
定の注湯量を完了している場合（ＹＥＳ）には、ステッ
プＳ１２に移行して注湯を停止し、ステップＳ１３で
は、温度検出器１６により浴槽１２内の温水の温度、即
ち、実際の湯温Ｔ_E を測定する。

【００２８】そして、ステップＳ１４では、設定温度Ｔ
W と湯温ＴE との差を演算し、（ＴW −ＴE ）＞１℃で
あると判断された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１５
に移行し、注湯温度が低いと判断し、補正値の演算とし
て（ＴW −ＴE ）−（−1.５℃）を行い、補正値を算出
する。また、ステップＳ１４で（ＴW −ＴE ）＞１℃で
はないと判断された場合（ＮＯ）には、ステップＳ１６
に移行する。

【００２９】そして、ステップＳ１６で−2.５≦ＴW −
ＴE ≦１℃であるか否かを判定し、−2.５≦ＴW −ＴE
≦１℃である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１７で適
性制御として補正値の演算はない。即ち、現在の補正値
φが適正である。また、−2.５≦ＴW −ＴE ≦１℃でな
い場合（ＮＯ）には、ステップＳ１８に移行して−2.５
≦ＴW −ＴE であるか否かを判定し、その結果、−2.５
≦ＴW −ＴE である場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１９
に移行し、注湯温度は高いと判断し、補正演算として
（ＴW −ＴE ）−（−1.５℃）を行い、補正値を算出す
る。

【００３０】ステップＳ１５、Ｓ１７又はＳ１９で求め
られた補正値は、ステップＳ２０で注湯温度の補正値を
学習、更新する。この新学習値ＴG を得て注湯温度の補
正が行われ、設定温度に対して誤差の少ない注湯温度を
実現できる。

【００３１】次に、図９のＡは、貯湯量１５リットルの
場合のボイラの初期条件として温度条件に対する偏差
（影響量）を表わし、ボイラのタンク４０内に残留水１
５リットルがある場合、その温度４０℃〜５５℃の範囲
では注湯制御温度への影響はなく、温度３３℃〜４０℃
の範囲では−０．５℃、温度４０℃〜５５℃の範囲では
＋０．５℃程度の影響を受ける。

【００３２】また、図９のＢは、流量（リットル／分）
による影響量を表わしている。注湯時の流量が少なくな
ると、その分だけ注湯温度は高くなるので、温度変化を
抑制するには、注湯制御温度をその分だけ低くすべきこ
とを示している。

【００３３】なお、この発明の注湯温度制御装置は、図
１０に示すように、追焚回路２１０を持ったものに適用
することもでき、２１１はホッパ、２１２はポンプ、２
１３は循環口、２１４は温度検出器、２１５は三方弁を
表わす。そして、Ｔw4は温度検出信号、Ｄr5はポンプ２
１２に対する駆動信号、Ｄr6は三方弁２１５の切換信号
を表わす。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ボイラ等の簡易な加熱手段を用いた場合に、設定温度に
基づき、加熱手段の残留水の温度、加熱手段に対する入
水温度、流量によって加熱手段に注湯制御温度を設定し
て入水を加熱し、浴槽への注湯を行い、その注湯温度と
設定温度との誤差に基づいて注湯制御温度を補正するこ
とにより、浴槽側への注湯を行うので、加熱手段の履歴
や変動する温度条件に対応して誤差を抑制した所望の注
湯温度を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の注湯温度制御方法及びその装置を示
すブロック図である。

【図２】この発明の注湯温度制御方法及びその装置の実
施例を示すブロック図である。

【図３】注湯温度制御装置の制御部の構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】注湯制御温度に対する実際の注湯温度を示す図
である。

【図５】注湯制御温度に対する実際の注湯温度を示す図
である。

【図６】注湯制御温度に対する実際の注湯温度を示す図
である。

【図７】この発明の注湯温度制御方法の一実施例を示す
フローチャートである。

【図８】この発明の注湯温度制御方法の一実施例を示す
フローチャートである。

【図９】この発明の注湯温度制御装置における初期条件
を示す図である。

【図１０】この発明の注湯温度制御方法及びその装置の
他の実施例を示すブロック図である。

【図１１】簡易な加熱手段を用いた場合の注湯制御温度
に対する実際の注湯温度を示す図である。

【図１２】簡易な加熱手段を用いた場合の注湯制御温度
に対する実際の注湯温度を示す図である。

【符号の説明】

２Ａ 水 ２Ｂ 温水 ４、４０ タンク（加熱手段） ８ 熱源（加熱手段） １０ 温度検出手段 １２ 浴槽 １４ 流量検出手段 １６、１６０ 温度検出器 １８ 制御手段 ２０ 記憶手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 孝則 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木産 業株式会社内 (72)発明者 永田 昌 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木産 業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱手段で給水を加熱しながら浴槽に注
   湯する注湯温度制御方法であって、 前記加熱手段に設定される注湯制御温度に対する前記浴
   槽の注湯温度を検出し、前記加熱手段への給水温度又は
   前記加熱手段から浴槽へ注湯量によって前記注湯制御温
   度を補正することを特徴とする注湯温度制御方法。
2. 【請求項２】 加熱手段で給水を加熱しながら浴槽に注
   湯する注湯温度制御装置であって、 前記加熱手段に設定される注湯制御温度に対する前記浴
   槽の注湯温度を検出する温度検出手段と、 前記加熱手段への給水温度又は前記加熱手段から浴槽へ
   注湯量をパラメータにして前記注湯制御温度に対応する
   注湯温度を記憶する記憶手段と、 設定温度に対応して前記加熱手段に設定された前記注湯
   制御温度とよって得られた実際の注湯温度との誤差を求
   め、その誤差を加味して設定温度に対する注湯制御温度
   を前記加熱手段に設定して加熱手段の加熱制御をする制
   御手段と、 を備えたことを特徴とする注湯温度制御装置。