JPH0783514A

JPH0783514A - 浴槽の湯水制御装置

Info

Publication number: JPH0783514A
Application number: JP6032935A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Takagi; 一三高木; Akira Nagata; 昌永田
Original assignee: Takagi Industrial Co Ltd
Current assignee: Takagi Industrial Co Ltd
Priority date: 1994-02-04
Filing date: 1994-02-04
Publication date: 1995-03-28
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: JP2637913B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】浴槽内の湯量及び湯温制御の自動化を実現す
る浴槽の湯水制御装置を提供する。【構成】浴槽２０、循環路（追焚循環管路６０）、上
水路１１、上水と湯水とを分離する分離手段（ホッパ４
８）、第１の加熱手段（熱交換器２８）、第２の加熱手
段（追焚用熱交換器２２）、上水を供給又は遮断させる
注水弁（追焚・注湯切換弁５０）、浴槽内の湯水を攪拌
させるポンプ（５６）、温度検出手段（温度センサ７
０）、制御手段（主装置）とを備える。温度検知データ
及び前記湯水に対して与えられる熱量データにより前記
浴槽内の湯水量を算出し、この湯水量と目標湯量と比較
して不足湯量を算出し、前記上水を前記第１の加熱手段
を通して加熱しながら、或いは前記第２の加熱手段で追
焚きを行うことにより、目標湯量及び目標湯温に制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、浴槽内湯水の水量及
び温度を制御する浴槽の湯水制御装置に係り、特に、浴
槽内の湯水の加熱による温度上昇を利用して遠隔的な水
量を検出を利用した浴槽内水量及び温度の制御装置に関
する。

【０００２】

【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、圧力スイッチや水位スイッチな
ど、浴槽内の水位を直接検出する水位検出装置が必要で
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】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、例えば、家屋の一階側に器具本体、その二階側に
浴槽が設置される場合がある。このような場合、浴槽に
設置された水位検出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った。

【０００４】また、このような浴槽側での水位検出に対
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、入浴などで減った水
量を器具本体側で検出することができない。

【０００５】そして、何れの風呂釜においても、水位検
出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。

【０００６】そのため、このような風呂釜では、自動的
に適量の水を追加することが不可能であり、その制御機
能を持たないので、不足した水量は入浴者が適宜に水道
コックなどの操作で補わなければならないという不都合
があった。

【０００７】そこで、この発明は、加熱手段による浴槽
内の湯水の温度上昇から浴槽内の水量を遠隔的に検出
し、これに基づいて、浴槽内の水量を制御し、併せて浴
槽内の湯温の制御を実現し、水量制御及び温度制御の自
動化を実現した浴槽の湯水制御装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の浴槽の湯水制
御装置は、図１に例示するように、湯水（水４ｃ）を溜
める浴槽（２０）と、この浴槽の前記湯水を前記浴槽外
に循環させて前記浴槽に戻す循環路（追焚循環管路６
０）と、この循環路に上水を導く上水路（１１）と、こ
の上水路と前記循環路との間に設置されて前記上水と前
記浴槽側の前記湯水とを分離する分離手段（ホッパ４
８）と、前記上水路に設置されて前記上水を加熱する第
１の加熱手段（熱交換器２８）と、前記循環路に設置さ
れて前記浴槽内の前記湯水を加熱する第２の加熱手段
（追焚用熱交換器２２）と、前記循環路側に設けられて
前記分離手段側からの加熱された上水を供給又は遮断さ
せる注水弁（追焚・注湯切換弁５０）と、前記循環路に
設置されて、前記浴槽内の前記湯水を引き出して前記循
環路に循環させて前記浴槽側に圧送し、前記浴槽内の前
記湯水を攪拌させるポンプ（５６）と、前記循環路に設
置されて前記浴槽内の前記湯水の温度を検出する温度検
出手段（温度センサ７０）と、この温度検出手段による
温度検出データ及び前記湯水に対して与えられる熱量デ
ータにより前記浴槽内の水量を算出し、この水量と目標
水量とを比較して不足水量を算出し、この算出結果に応
じて前記注水弁を開き前記上水を前記第１の加熱手段を
通して加熱しながら、前記浴槽に不足水量分の温水を供
給し、目標水量に到達した前記浴槽内の湯水の温度が前
記目標温度より低い場合、前記第２の加熱手段で追焚き
を行うことにより、目標水量及び目標温度に制御する制
御手段（給湯制御装置、主装置７２）とを備えたことを
特徴とする。

【０００９】

【作用】この浴槽の湯水制御装置では、湯水を媒体とし
て水量の検出を行うとともに目標水量に対する不足水量
を算出し、その不足水量を上水側から温水として供給
し、再度の温度検出に基づいて加熱を行うことにより、
浴槽内の水量及び温度を目標値に制御している。これら
の制御を順に説明する。

【００１０】先ず、浴槽内の水量を検出する。即ち、浴
槽内の湯水は、循環路を通して循環させることができ
る。即ち、浴槽内の湯水は循環路に引き出された後、浴
槽側に圧送される。この結果、浴槽内の湯水は攪拌され
ることになる。また、浴槽内の湯水は、循環路側の第２
の加熱手段によって加熱される。

【００１１】この加熱の結果、浴槽内の湯水の温度が、
特定温度ΔＴだけ上昇したとすると、この特定温度ΔＴ
の上昇に必要な加熱時間をｔ、湯水に加えられる熱量と
して加熱手段の加熱能力をＮ_Oとすると、浴槽内の水量
Ｑは、Ｑ＝Ｎ_O・ｔ／ΔＴ・・・（１）となる。この式（１）から、浴槽内の水量Ｑが間接的に
算出される。この場合、単位時間ｔにおける湯水の上昇
温度ΔＴを測定して浴槽内の水量Ｑを算出することもで
きる。この水量Ｑは、浴槽内の現在の水量を表してい
る。

【００１２】次に、浴槽の不足水量を算出する。現在の
水量Ｑと浴槽の設定水量Ｑo とを比較すると、これらの
差が不足水量ΔＱとなり、即ち、この不足水量ΔＱは、 ΔＱ＝Ｑo −Ｑ・・・（２）で与えられる。

【００１３】次に、不足水量ΔＱに対する上水側から温
水、即ち、給湯を行う。この給湯制御は、上水路からの
必要量の上水の供給と、その上水の加熱である。即ち、
上水路から循環路への上水、即ち、温水を供給を切り換
えるための手段として注水弁が設けられている。上水を
供給する場合には、その注水弁を開き循環路を通して浴
槽側に上水を供給する。この場合、その上水の供給量
は、水量検出手段を通して検出する。したがって、不足
水量ΔＱが循環路を通して浴槽に供給されたことを検出
し、その検出結果により、注水弁を切換え、上水路側を
遮断する。

【００１４】そして、この上水の供給に対応し、第１の
加熱手段を動作させ、上水を加熱する。上水は、温水化
して循環路に供給される。この結果、浴槽には、不足水
量分の給湯が行われることになる。

【００１５】次に、浴槽の湯水の温度を検出する。即
ち、循環路側の温度検出手段を以て行う。上水側から温
水を供給しても、現在の浴槽内の湯水又は循環路側の湯
水との混合により、浴槽内の湯水は目標温度に到達しな
い場合がある。

【００１６】次に、浴槽内の湯水を加熱する。これは循
環路側の第２の加熱手段により、浴槽内の湯水を目標温
度、即ち、最適温度に加熱する。この結果、浴槽内の湯
水は、目標水量及び目標温度に制御されることになる。

【００１７】このような処理の結果、この発明の浴槽の
湯水制御装置では、循環路を通して循環させて浴槽内の
湯水を攪拌するとともに、加熱手段によって加熱し、そ
の加熱時間に対する湯水の上昇温度を検出し、それに基
づいて浴槽内の現在の水量を算出し、この水量と設定水
量の差、即ち、不足水量を算出し、その不足水量を上水
路から循環路を通して浴槽に供給し、浴槽内の水量を設
定水量に制御した後、再び、浴槽内の湯水の温度を検出
し、加熱手段を以て加熱する。この結果、浴槽内の湯水
は、可及的速やかに目標水量及び目標温度に制御される
ことになる。

【００１８】

【実施例】以下、この発明を図面に示した実施例を参照
して詳細に説明する。

【００１９】図１は、この発明の浴槽の湯水制御装置の
実施例を示している。水道などから供給された上水とし
ての水４ａは、上水路１１に設置された給湯水流スイッ
チ２６を通過することによって、その水流が電気的に検
出され、Ｄw1は給湯水流スイッチ２６によって得られた
給湯水流検出信号を表わす。水４ａは、第１の加熱手段
としての熱交換器２８及び給湯バーナ３０によって加熱
される。

【００２０】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及び給湯弁３６を経
て供給され、Ｃv1は元弁３４の開閉制御信号、Ｃv2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によって着火され、Ｓf1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
的に検出するフレームロッドと称する炎検出器４０で検
出され、Ｄf1は着火検出信号を表わす。

【００２１】そして、熱交換器２８を通過して加熱され
た上水としての温水４ｂは、給湯温度検出手段として設
置されて給湯温度を電気的に検出するサーミスタなどで
構成された給湯温度センサ４２を通過して、その温度が
検出される。Ａt1は、その給湯温度検出信号を表わす。
この給湯温度センサ４２を通過した温水４ｂ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４
４に導かれて、給湯・注湯切換信号Ｓh1によって給湯口
４６側ａへの供給と、浴槽２０側ｂへの注湯とが切り換
えられる。即ち、この給湯・注湯切換弁４４は、循環路
側に上水を供給するための注水弁を構成する。

【００２２】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によってその流量が検出され、Ｄm 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、上水側とを分離、遮断する分離手段としてホ
ッパ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、追焚・注湯切換信号Ｓh2に応
じて追焚側、注湯側に切り換えられる。

【００２３】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。Ｄr は、ポンプ５６を駆動するポ
ンプ駆動信号を表わす。

【００２４】また、追焚側ｄでは、追焚・注湯切換弁５
０によっ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内の湯水としての水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路としての追
焚循環管路６０でポンプ５６により圧送して循環させ
る。即ち、追焚・注湯切換弁５０は、給湯・注湯切換弁
４４と同様に循環路側に上水を供給するための注水弁を
構成している。そして、ポンプ５６により浴槽２０側に
水４ｃを圧送する結果、浴槽２０内には水流が生じ、そ
の結果、攪拌が行われることになる。

【００２５】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によって
検出され、Ｄw2はその検出信号を表わす。

【００２６】追焚循環管路６０には第２の加熱手段とし
て追焚用熱交換器２２及び追焚バーナ２４が設置されて
おり、浴槽２０内の水４ｃは追焚によって加熱される。
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Ｃv3によって開閉が制御
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によって着火され、Ｓf2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、Ｄf2は着
火検出信号を表わす。

【００２７】そして、追焚によって加熱された浴槽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によって
検出され、Ａt2はその温度検出信号を表わす。

【００２８】また、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
路は、図２に示す加熱、供給または追焚を行う給湯制御
装置によって制御される。

【００２９】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など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内で入浴者が任意に調節
可能な浴室内などに設置される。

【００３０】給湯水流検出信号Ｄw1、給湯側の着火検出
信号Ｄf1、給湯側の水流量検出信号Ｄm 、追焚水流検出
信号Ｄw2及び追焚側の着火検出信号Ｄf2のディジタルデ
ータは、入力回路７２１を経て中央演算処理部（ＣＰ
Ｕ）７２２に取り込まれる。また、給湯温度検出信号Ａ
t1及び追焚温度検出信号Ａt2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による自
分割によって交互にアナログ・ディジタル変換回路７２
３に加えられ、アナログ・ディジタル変換された後、Ｃ
ＰＵ７２２に取り込まれる。

【００３１】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って演算処理を行う。また、取り込
んだ各種データ及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。

【００３２】加熱、供給または追焚制御の指令は、遠隔
制御器７４のスイッチ操作によって行い、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。

【００３３】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Ｓf1、開閉制御信号
Ｃv1、給湯側開閉制御信号Ｃv2、追焚側開閉制御信号Ｃ
v3、追焚側着火信号Ｓf2、給湯・注湯切換信号Ｓh1、追
焚・注湯切換信号Ｓh2及びポンプ駆動信号Ｄr は、出力
回路７２８からそれぞれ制御対象に加えられる。

【００３４】この浴槽の湯水制御装置において、浴槽２
０内の追焚時における水量制御を工程順に説明する。

【００３５】（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。

【００３６】（ｂ）この追焚モードに設定した後、ポ
ンプ５６を駆動して浴槽２０内の水４ｃの温度を均一の
温度Ｔにする。その場合、浴槽２０の水温Ｔは、温度セ
ンサ７０によって検出する。

【００３７】（ｃ）浴槽２０内の水温を一定の温度Ｔ
にした後、元弁３４及び追焚ガス弁６４を開くととも
に、イグナイタ６６に着火信号Ｓf2を与えることにより
電流を流して放電させ、追焚バーナ２４に着火する。

【００３８】（ｄ）ポンプ５６によって水４ｃを循環
させながら、追焚燃焼によって、浴槽２０内の水４ｃの
温度を適正な温度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。

【００３９】（ｅ）そして、予め、追焚バーナ２４の
燃焼による追焚燃焼能力Ｎを測定してＲＯＭ７２５に記
憶して置くものとすると、浴槽２０内の水量Ｑは、ＣＰ
Ｕ７２２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。

【００４０】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。

【００４１】（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を式（２）によっ
て算出する。

【００４２】（ｇ）そこで、この差水量ΔＱの温水４
ｂを浴槽２０内に供給するため、給湯・注湯切換弁４４
を注湯側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。

【００４３】（ｈ）次に、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
浴槽２０内に温水４ｂを適正温度Ｔまで沸き上げて、適
正水量及び適正温度への注湯・追焚を完了する。

【００４４】なお、（ａ）〜（ｈ）の工程を用いて、保
温及び足し湯制御を行う場合には、一定の時間間隔を以
て自動的に浴槽２０内への注湯及び追焚を繰り返すこと
により、浴槽２０内の水量Ｑ及び温度Ｔを一定に保つ最
適制御ができる。

【００４５】また、工程（ｄ）において測定される追焚
燃焼による沸き上げ時間ｔは、熱効率によって影響され
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ット値の誤差などが
ある。そこで、熱効率ηを次式により、 η＝Ｑo ×（Ｔ2 −Ｔ1 ）／Ｓ×ｔo ・・・（３）追焚時ごとにＣＰＵ７２２によって算出してＲＡＭ７２
６に記憶させ、追焚時ごとにその値を更新する。ただ
し、Ｑo 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）、ｔo は沸き上り時
間、Ｓは追焚インプット能力である。

【００４６】この場合、追焚インプット能力Ｓは予めＲ
ＯＭ７２５の中に記憶しておき、追焚燃焼能力Ｎは、追
焚インプット能力Ｓと熱効率ηとの積（Ｎ＝Ｓ・η）で
与えられる。

【００４７】この浴槽２０の水量検出及び制御におい
て、図３に示すように、浴槽２０内の循環口５４よりも
水位ｈw が下がっていた場合には、工程（ａ）におい
て、水４ｃが追焚循環管路６０に循環しないので、水流
センサ６２の水流検出信号Ｄw2から判別することがで
き、この場合には追焚モードに移行しない。

【００４８】その場合、給湯・注湯切換弁４４を注湯側
ｂ、追焚・注湯切換弁５０を注湯側ｃに切り換えて、浴
槽２０の設定適量水位ｈwoの１／２に相当する水量を供
給することにより、循環口５４よりも上へ水位を上げた
後、工程（ａ）〜（ｈ）の動作を行うが、浴槽２０の設
定適量水位ｈwoの１／２に相当する水量を供給しても、
水流センサ６２が水流を検出しない場合には、更に設定
適量水位ｈwoの１／４（＝１／２×１／２）を供給す
る。それでも、水流センサ６２が水流を検出しない場合
には、設定適量水位ｈwoの１／８（＝１／２×１／２×
１／２）を供給する。このような供給動作を順次試行
し、水流センサ６２が水流を検出するまで行う。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、浴槽側に水量検出器や信号線を設置することなく、
既設の加熱手段による加熱を利用して浴槽内の湯水の温
度上昇から遠隔的に水量を算出するとともに、目標水量
に対する不足水量を算出し、この不足水量に相当する上
水を加熱して温水化しながら、上水路側から循環路を経
て浴槽に給湯でき、浴槽内の水量を設定水量に制御した
後、温度検出に基づいて追焚きを実行して浴槽内の湯水
を加熱するので、例えば、器具本体と浴槽との間が離れ
ている場合にも、精度良く浴槽水量及び浴槽内の湯水温
度を制御し、入浴者が必要な湯水を注ぎ足す等の手数を
要することなく、浴槽内の湯水を最適な水量及び温度に
速やかに制御して最適化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の浴槽の湯水制御装置の実施例を示す
図である。

【図２】図１に示した浴槽の湯水制御装置の給湯制御部
を示すブロック図である。

【図３】浴槽の循環口と水位の関係を示す図である。

【符号の説明】

４ｃ水（湯水）１１上水路２０浴槽２２追焚用熱交換器（第２の加熱手段）２８熱交換器（第１の加熱手段）４４給湯・注湯切換弁（注水弁）４７水流量センサ（流量検出手段）４８ホッパ（分離手段）５０追焚・注湯切換弁（注水弁）６０追焚循環管路（循環路）７０温度センサ（温度検出手段）７２主装置（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０５Ｄ 27/00 Ｚ 8610−3Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】湯水を溜める浴槽と、この浴槽の前記湯水を前記浴槽外に循環させて前記浴槽
に戻す循環路と、この循環路に上水を導く上水路と、この上水路と前記循環路との間に設置されて前記上水と
前記浴槽側の前記湯水とを分離する分離手段と、前記上水路に設置されて前記上水を加熱する第１の加熱
手段と、前記循環路に設置されて前記浴槽内の前記湯水を加熱す
る第２の加熱手段と、前記循環路側に設けられて前記分離手段側からの加熱さ
れた上水を供給又は遮断させる注水弁と、前記循環路に設置されて、前記浴槽内の前記湯水を引き
出して前記循環路に循環させて前記浴槽側に圧送し、前
記浴槽内の前記湯水を攪拌させるポンプと、前記循環路に設置されて前記浴槽内の前記湯水の温度を
検出する温度検出手段と、この温度検出手段による温度検出データ及び前記湯水に
対して与えられる熱量データにより前記浴槽内の水量を
算出し、この水量と目標水量とを比較して不足水量を算
出し、この算出結果に応じて前記注水弁を開き前記上水を前記
第１の加熱手段を通して加熱しながら、前記浴槽に不足
水量分の温水を供給し、目標水量に到達した前記浴槽内の湯水の温度が前記目標
温度より低い場合、前記第２の加熱手段で追焚きを行う
ことにより、目標水量及び目標湯温に制御する制御手段
と、を備えたことを特徴とする浴槽の湯水制御装置。