JPH1082561A

JPH1082561A - 浴槽内湯水の温度制御装置

Info

Publication number: JPH1082561A
Application number: JP9243111A
Authority: JP
Inventors: Akira Nagata; 昌永田; Naoki Kageyama; 直樹影山
Original assignee: Takagi Industrial Co Ltd
Current assignee: Takagi Industrial Co Ltd
Priority date: 1997-09-08
Filing date: 1997-09-08
Publication date: 1998-03-31
Anticipated expiration: 2020-08-03
Also published as: JP3678893B2

Abstract

(57)【要約】【課題】設定温度と検出温度との比較処理の簡易化を
図って、設定温度に可及的速やかに到達できる温度制御
を実現した浴槽内湯水の温度制御装置を提供する。【解決手段】浴槽内の湯水が設定温度に到達して一定
時間が経過した後、循環ポンプ（２８）の動作を先行さ
せて循環路（浴槽往き管８及び浴槽戻り管１０）に湯水
を循環させるとともに循環開始時に循環路内の湯水の温
度を温度センサ（３２）で検出し、その検出温度が設定
温度より低い場合には制御弁（追焚き用ガス開閉弁５
２）を開いて燃焼動作を行わせ、検出温度が設定温度よ
り高い場合には湯水を所定時間継続して循環させた後、
前記湯水の温度を検出し、その検出温度が設定温度未満
のとき、燃焼動作を行わせ、継続して湯水の温度を検出
し、その検出温度を設定温度以上に加熱することによ
り、保温動作を行っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浴槽に上水を熱交
換器で加熱して供給するとともに、浴槽内の湯水を熱交
換器に循環させて加熱する浴槽内湯水の温度制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、浴槽内の湯水を熱交換器を介して
加熱循環させ、浴槽内の調温を行う追焚き制御を行う風
呂装置として、実公平２−９３３３号「強制循環式風呂
釜の自動調温装置」がある。この装置は、浴槽と熱交換
器とを循環パイプにより浴槽内の湯水を熱交換器を介し
て加熱循環させ、循環パイプ内に設置した温度検出器に
よる検出温度と、浴室等に設置した温度設定器による設
定温度とを比較してポンプの作動及びバーナの燃焼を制
御する強制循環式風呂釜である。そして、この強制循環
式風呂釜の温度調温装置にあっては、次の温度制御動作
を行っている。

【０００３】ａ．設定温度に達した後、一定時間経過後
にポンプを動作させる。ｂ．ポンプの動作後所定時間経過後に温度検出器の検出
温度と設定温度を比較する。ｃ．検出温度が設定温度の許容温度以上に低下している
場合には、ポンプを継続して作動させるとともにバーナ
を燃焼させる。ｄ．検出温度が設定温度の許容温度以内にある場合に
は、ポンプの動作を停止させる。ｅ．ポンプの動作を停止させた場合には、そのポンプ動
作の停止の後、一定時間（ａの場合の一定時間と同様）
の経過後にポンプを動作させた後、ｂ〜ｄの処理を行
う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この調温装
置にあっては、設定温度（Ｔ）に対して許容温度（−Δ
Ｔ）を設定した場合、その許容温度の設定範囲によって
は追焚き開始が遅延し、その結果、設定温度への到達時
間が長くなるという不都合がある。例えば、設定温度４
０℃に対して許容温度をΔＴ＝１℃に設定する。その場
合、一定時間（ｔ１）経過後、検出温度が３９．１℃で
あった場合には、温度低下が０．９℃であり、許容温度
範囲であるため（ΔＴ＞０．９）、バーナの点火は見送
られるとともに、ポンプ動作を停止する。そして、この
ポンプ停止から一定時間（ｔ２）経過後、ポンプを動作
させ、そのポンプの動作開始から所定時間（ｔ３）経過
後の検出温度を許容温度範囲か否かを判定する。設定温
度に到達後、一定時間ｔ１で０．９℃だけ低下したこと
から、その後、時間ｔ２＋ｔ３では、３７℃程度に低下
していることが予想される。このような温度低下から設
定温度に上昇させるには、浴槽内の湯水量に比例して追
焚き時間が必要となる。第１回の温度検出時の温度低下
が僅かに０．１℃だけ高かったことが、却って追焚き開
始及び追焚き時間が長くかかり、入浴者に不快感を与え
ることとなる。

【０００５】この場合、また、ポンプが一旦停止する
と、ポンプ動作停止からポンプ動作開始までの時間ｔ２
にポンプ動作時間ｔ３が加わり、ポンプの動作停止から
バーナ点火までの時間が（ｔ２＋ｔ３）となり、この時
間は相当長いため、追焚き完了から次の追焚き開始まで
の時間間隔が長くなるという不都合がある。

【０００６】また、このように絶対的な設定温度を基準
に特定の許容温度を設定することは、バーナの点火及び
消火を頻繁に繰り返すという不都合を防止する上で有効
であるが、このような設定温度に対して許容温度を設定
することは、設定温度の値とその許容温度の温度幅に一
定以上の精度を要求することになり、その精度が温度制
御に影響を与える。このような設定温度及び許容温度に
精度が必要な制御は、バーナの点火及び消火の繰り返
し、即ち、チャタリング現象を防止できる利点は無視で
きないが、その実現性は実験室段階でのことであって、
実際の風呂装置としては特性の不揃いが信頼性の欠如を
招来する等、実現性に乏しく、設備コストが高くなると
いう不都合も無視することができない。

【０００７】そこで、本発明は、設定温度と検出温度と
の比較処理の簡易化を図って、設定温度に可及的速やか
に到達できる温度制御を実現した浴槽内湯水の温度制御
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】本発明の浴槽内湯水の温
度制御装置は、浴槽内の湯水が設定温度に到達して一定
時間が経過した後、循環ポンプ（２８）の動作を先行さ
せて循環路（浴槽往き管８及び浴槽戻り管１０）に湯水
を循環させるとともに循環開始時に循環路内の湯水の温
度を温度センサ（３２）で検出し、その検出温度が設定
温度より低い場合には制御弁（追焚き用ガス開閉弁５
２）を開いて燃焼動作を行わせ、検出温度が設定温度よ
り高い場合には湯水を所定時間継続して循環させた後、
前記湯水の温度を検出し、その検出温度が設定温度未満
のとき、燃焼動作を行わせ、継続して湯水の温度を検出
し、その検出温度を設定温度以上に加熱することによ
り、保温動作を行っている。

【０００９】本発明の浴槽内湯水の温度制御装置は、浴
槽（１２）と熱交換器（追焚き用熱交換器１８）とを循
環路（浴槽往き管８及び浴槽戻り管１０）で連結し、循
環路に設けた循環ポンプ（２８）により前記浴槽内の湯
水を前記熱交換器に循環させて加熱することにより、設
定温度に制御する浴槽内湯水の温度制御装置であって、
供給される燃料ガスの燃焼によって前記熱交換器を加熱
するバーナ（追焚き用バーナ５０）と、このバーナに対
して前記燃焼ガスの供給を切り換える制御弁（追焚き用
ガス開閉弁５２）と、前記循環路に設けられて前記湯水
の温度を検出する温度センサ（３２）と、前記浴槽内の
前記湯水が設定温度に到達して一定時間が経過した後、
前記循環ポンプを動作させて前記循環路に前記浴槽内の
前記湯水を循環させるとともに循環開始時に前記循環路
内の湯水の温度を前記温度センサで検出し、その検出温
度が前記設定温度より低い場合には前記制御弁を開いて
前記バーナに燃焼動作を行わせ、前記検出温度が前記設
定温度より高い場合には前記湯水を所定時間継続して循
環させた後、前記湯水の温度を検出し、その検出温度が
前記設定温度未満のとき、前記制御弁を開いて前記バー
ナに燃焼動作を行わせ、この燃焼動作中に前記循環路を
循環する湯水の温度を検出し、その検出温度が前記設定
温度以上になって所定時間が経過した後、前記制御弁を
閉じて前記燃焼動作を停止させることにより、保温動作
を行う制御手段（制御部６０）とを備えたことを特徴と
する。

【００１０】本発明の浴槽内湯水の温度制御装置にあっ
ては、浴槽内の湯水が設定温度に到達した後、一定時間
の後に循環ポンプを動作させ、前記循環路に前記浴槽内
の前記湯水を循環させるとともに循環開始時に前記循環
路内の湯水の温度を前記温度センサで検出し、その検出
温度が設定温度より低い場合には前記制御弁を開いて前
記バーナに燃焼動作を行わせる。また、前記検出温度が
前記設定温度より高い場合には前記湯水を所定時間継続
して循環させた後、前記湯水の温度を検出し、その検出
温度が設定温度未満のとき、前記制御弁を開いて前記バ
ーナに燃焼動作を行わせる。循環ポンプの動作開始を設
定温度到達後の一定時間としているのは、設定温度に到
達した湯水の温度は一定時間が経過しない前はその設定
温度と同等の温度を維持しているからである。そして、
一定時間経過後、循環ポンプを駆動すると、循環路に浴
槽内の湯水が循環し、その結果、浴槽内の湯水の攪拌が
行われるとともに、循環路内の湯水と浴槽内の湯水との
温度差が解消される。そこで、循環ポンプの動作開始か
ら一定時間経過後、温度センサの検出温度と設定温度と
の比較を行う。この比較の結果、検出温度が設定温度よ
り低くなっている場合には、保温動作を行う。この保温
動作は、検出温度が設定温度に到達するまで持続する。

【００１１】本発明の浴槽内湯水の温度制御装置におい
て、前記制御手段は、前記バーナの燃焼動作中に前記温
度センサの検出温度が前記設定温度以上になった時点で
時間を計測し、その時間計測中に前記検出温度が前記設
定温度未満になった時点で前記時間計測をリセットし、
前記検出温度が連続して前記設定温度以上となる時間を
計測し、その計測時間が所定時間に到達したとき、前記
燃焼動作を停止させることを特徴とする。

【００１２】検出温度が設定温度に到達しても、浴槽内
の湯水の攪拌が十分に進んでいない場合があるので、検
出温度が設定温度に到達してから所定時間の経過を待っ
て燃焼動作を停止させることとした。この結果、浴槽内
の湯水の温度を確実に設定温度に維持することができ
る。

【００１３】本発明の浴槽内湯水の温度制御装置におい
て、制御手段の処理は、アナログ処理の他、前記設定温
度及び前記検出温度をディジタルデータに変換してディ
ジタル処理で行うことを特徴とする。即ち、制御手段の
処理は、アナログ処理の他、アナログ・ディジタル変換
器を用いて前記設定温度及び前記検出温度をディジタル
データに変換し、マイクロコンピュータ等によってディ
ジタル処理として容易に行うことができ、動作の信頼性
を高めることができる。

【００１４】本発明の浴槽内湯水の温度制御装置におい
て、設定温度は、前記検出温度をディジタル変換するア
ナログ・ディジタル変換器（７２）の分解能を単位と
し、その分解能と同等の温度幅を備えたことを特徴とす
る。即ち、設定温度は、任意に設定できるが、検出温度
をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器の分
解能を単位とし、その分解能と同等の温度幅に設定する
ことにより、温度比較処理が容易になるとともに、その
精度が高くなり、信頼性の高い温度制御が実現できる。
その結果、このような処理が安全性にも寄与することに
なる。

【００１５】また、本発明の浴槽内湯水の温度制御装置
において、段階的に設定される設定温度間の間隔にアナ
ログ・ディジタル変換器の分解能と同一の温度幅又はそ
れを越える温度幅が設定されていることを特徴とする。
即ち、段階的に設定される設定温度間の間隔が温度制御
に大きく影響を与える。この温度幅は任意に設定できる
が、大きくとると、目標値である設定温度値を制限する
こととなる。そこで、本発明においては、アナログ・デ
ィジタル変換器の分解能と同一の温度幅又はそれを越え
る温度幅を設定したものである。例えば、１℃を単位と
して設定温度が設定されるものとすると、設定温度の幅
をアナログ・ディジタル変換器の分解能に設定する。こ
の分解能を０．５℃とすると、０．５℃のステップで、
設定温度が一定の温度幅の温度間隔を以て設定されるこ
とになる。即ち、アナログ・ディジタル変換器の分解能
を単位とし、０．５℃の温度幅を温度間隔とし、かつ
０．５℃の温度幅を持つ設定温度が存在する。このよう
に段階的に設定される設定温度に対して検出温度をアナ
ログ・ディジタル変換して比較すると、両者の一致、不
一致の判断を容易かつ高精度に行うことができ、従来の
ように、絶対的な設定温度に対して許容温度を設定する
という手間や必要な精度設定は不要となり、人の温度感
覚に適合した温度制御を実現できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
の形態を参照して詳細に説明する。

【００１７】図１、図２及び図３は、本発明の浴槽内湯
水の温度制御装置の一実施形態を示している。この浴槽
内湯水の温度制御装置は、風呂等に用いられた給湯・追
焚き装置２によって構成されている。この給湯・追焚き
装置２には、給湯回路４及び追焚き回路６が備えられて
いるとともに、浴槽往き管８及び浴槽戻り管１０を通し
て温水を溜める容器としての浴槽１２の循環口１４に接
続されている。この浴槽１２には、給湯時、給湯回路４
の一部を成す浴槽往き管８を通して給湯が行われるが、
追焚き時、追焚き回路６を成す浴槽往き管８、浴槽戻り
管１０からなる循環路を通して浴槽１２内の湯水ＨＷの
追焚きが行われる。

【００１８】また、給湯・追焚き装置２には、この実施
例の場合、第１の加熱源として給湯用熱交換器１６、第
２の加熱源として追焚き用熱交換器１８が設置されてい
る。このように二つの熱交換器１６、１８を設置したの
は、上水側からの給水Ｗの加熱と下水側、即ち、浴槽１
２内の湯水ＨＷの加熱とを分離し、独立して加熱するた
めである。

【００１９】そして、給湯回路４は、上水側から浴槽１
２に対して給湯を行う回路である。即ち、管路２０には
水道等の上水系統からの給水Ｗが供給され、この管路２
０を通して給湯用熱交換器１６に供給される。この給湯
用熱交換器１６で得られる湯は、開閉電磁弁２２を通し
て下水側との分離手段である圧送ホッパ２４に至る。こ
の圧送ホッパ２４に供給された湯は、第１の切換弁２６
を経て浴槽往き管８に至り、浴槽１２に供給される。

【００２０】追焚き回路６は、浴槽１２内の湯水ＨＷを
再加熱して保温する回路であって、浴槽１２と追焚き用
熱交換器１８との間に形成された大気開放型の閉回路を
成す循環路を構成し、その湯水循環のための圧送手段と
して循環ポンプ２８が設けられている。この循環ポンプ
２８の動作によって、浴槽１２から浴槽戻り管１０に出
た湯水は、第２の切換弁３０を経て追焚き用熱交換器１
８に至り、この追焚き用熱交換器１８によって加熱され
た温水は、切換弁２６を経て浴槽往き管８から浴槽１２
に至る。そして、循環路を成す浴槽戻り管１０には、循
環流水を通して浴槽１２内の湯水の温度を検出する手段
として温度センサ３２、浴槽１２内の水位を検出する手
段として水位センサ３４が設置されている。水位センサ
３４は、例えば圧力センサで構成される。また、循環ポ
ンプ２８と追焚き用熱交換器１８とを結ぶ管路３６には
循環流水の有無を電気的に検出する手段として流水スイ
ッチ３８が設置されている。

【００２１】そして、給湯用熱交換器１６側にはその熱
源として給湯用バーナ４０が設置され、この給湯用バー
ナ４０には制御弁として給湯用ガス比例弁４２を介して
燃料としてのガスＧが供給されている。また、給湯用バ
ーナ４０には、給湯用フレームロッド４４及び給湯用イ
グナイタ４６が設置されている。

【００２２】また、追焚き用熱交換器１８側にはその熱
源として追焚き用バーナ５０が設置され、この追焚き用
バーナ５０には制御弁として追焚き用ガス開閉弁５２を
介して燃料としてのガスＧが給湯用バーナ４０とは独立
して供給されている。また、追焚き用バーナ５０にも、
追焚き用フレームロッド５４及び追焚き用イグナイタ５
６が設置されている。

【００２３】次に、図２は、給湯・追焚き装置２の制御
回路を示している。この制御回路は、給湯制御とともに
保温制御を行うための制御手段であって、制御部６０に
はマイクロコンピュータが用いられている。この制御部
６０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）６２、記憶手段と
してのＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６及びＥＥＰＲＯＭ６８が
備えられている。ＲＯＭ６４には、給湯、追焚き等の各
種制御プログラムが格納され、ＲＡＭ６６には演算途上
のデータや検出データが格納され、また、ＥＥＰＲＯＭ
６８には制御途上で得られた固定的なデータが格納さ
れ、そのデータは必要に応じて更新される。

【００２４】そして、この制御部６０には、温度センサ
３２及び水位センサ３４の検出信号が加えられ、これら
の検出信号を時分割的に取り込む手段としてマルチプレ
クサ７０が設置され、このマルチプレクサ７０にはＣＰ
Ｕ６２から制御信号が与えられている。また、これらの
検出信号はアナログ信号であるため、ディジタル処理を
行うためにディジタル信号への変換手段としてアナログ
・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）７２が設置されている。
即ち、温度検出信号及び水位検出信号は一定の時間間隔
で随時取り込まれてディジタル信号に変換され、ディジ
タルデータとしてＣＰＵ６２に加えられている。

【００２５】また、制御部６０には、各種センサ等から
の信号を取り込むとともに、制御出力を各種駆動回路に
付与するため、入出力回路７４が設置されている。入出
力回路７４には、流水スイッチ３８、給湯用フレームロ
ッド４４及び追焚き用フレームロッド５４の出力信号が
加えられている。

【００２６】また、制御部６０の制御出力は入出力回路
７４を通して出力され、各制御出力は開閉電磁弁駆動回
路７６、ポンプ駆動回路７８、切換弁駆動回路８０、８
２、ガス比例弁駆動回路８４、ガス開閉弁駆動回路８
６、イグナイタ駆動回路８８、９０に加えられる。そし
て、その結果、開閉電磁弁２２には開閉電磁弁駆動回路
７６、循環ポンプ２８にはポンプ駆動回路７８、切換弁
２６、３０には切換弁駆動回路８０、８２、ガス比例弁
４２にはガス比例弁駆動回路８４、ガス開閉弁５２には
ガス開閉弁駆動回路８６、給湯用イグナイタ４６にはイ
グナイタ駆動回路８８、追焚き用イグナイタ５６にはイ
グナイタ駆動回路９０を通して駆動出力が与えられる。

【００２７】そして、この制御回路には、制御部６０に
対する遠隔操作手段としてリモコン装置９２が設置され
ている。制御部６０の入出力回路７４にはリモコン制御
部９４が接続されており、このリモコン制御部９４に
は、リモコン入力部９６、音声出力部９８及び表示部１
００が接続されている。リモコン入力部９６には、温度
設定入力とともに水位設定入力が与えられる。温度設定
は、使用者によって、任意の温度、例えば、４２℃、４
３℃等、１℃を単位として設定される。この設定温度
は、表示部１００に数値及びその単位が表示されるとと
もに、目標値を表すディジタルデータＤ４２、Ｄ４３と
してＲＡＭ６６に格納される。

【００２８】次に、図３は、温度センサ３２及びアナロ
グ・ディジタル変換器７２の具体的な構成例を示してい
る。温度センサ３２には、温度検出素子としてのサーミ
スタ１０２が使用され、このサーミスタ１０２には基準
抵抗１０４が直列に接続され、これら直列回路には抵抗
１０４を電源側、サーミスタ１０２側を接地側にして基
準電圧Ｖｄｄが加えられている。そして、抵抗１０４と
サーミスタ１０２との接続点が温度検出出力点Ｐに設定
され、その出力点Ｐには、温度によって抵抗値が変化す
るサーミスタ１０２の抵抗値に応じた電圧、即ち、温度
の検出出力が得られる。この検出出力は、マルチプレク
サ７０を通過してサンプルホールド回路１０６に加えら
れる。

【００２９】サンプルホールド回路１０６は、刻々と変
化する検出出力を一定のＣＰＵ６２からのタイミング信
号、即ち、サンプリングパルスＳＰに応じてサンプリン
グして保持する手段である。このサンプルタイミング
は、ＣＰＵ６２側の温度検出タイミングに同期してい
る。この実施例にあっては、説明を容易にするため、サ
ンプルホールド回路１０６を等価的に示しており、スイ
ッチ１０８はサンプリングパルスＳＰによって開閉し、
閉時間にキャパシタ１１０に現在値である検出出力が保
持される。即ち、保持電圧ＶＨが現在の検出温度を表し
ている。この保持電圧ＶＨは、アナログデータであり、
ディジタル化のため、電圧比較器１１２に加えられる。

【００３０】電圧比較器１１２は、検出出力と基準電圧
Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎとを比較することにより、検出出
力を数ビットのディジタルデータに変換する。基準電圧
Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎを設定する手段として基準電圧設
定回路１１４が設けられており、この実施例では、分圧
抵抗１１６の抵抗比によって基準電圧Ｖｄｄをｎ分割
し、Ｖｍを単位として段階的にステップする基準電圧Ｖ
０、Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎ（＝Ｖｄｄ）が得られてい
る。この分割単位がアナログ・ディジタル変換の分解能
である。

【００３１】この実施例においては、基準電圧Ｖ０、Ｖ
１、Ｖ２・・・Ｖｎは、Ｖｍを数十ミリボルトに設定
し、温度換算で０．５℃の温度間隔でステップする電圧
となっている。ここで、０．５℃のステップとは、例え
ば、３９±０．２５℃の温度範囲をＶ３９、４０±０．
２５℃の温度範囲をＶ４０・・・・に設定しており、絶
対値としての温度に対応する電圧を設定していない。

【００３２】そして、このように基準電圧設定回路１１
４で設定される基準電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎを
選択的に取り出す選択手段としてタップセレクタ１１８
が設けられている。このタップセレクタ１１８には、Ｃ
ＰＵ６２からタップセレクトパルスＴＳが加えられ、こ
のタップセレクトパルスＴＳによって各基準電圧Ｖ０、
Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎが巡回的に選択されて出力され
る。

【００３３】電圧比較器１１２には、このようにして選
択された基準電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎと検出出
力、即ち、保持電圧ＶＨとが逐次比較され、その大小関
係を表す出力が得られる。この出力がアナログ・ディジ
タル変換データである。

【００３４】この逐次変換データを格納する手段として
逐次変換レジスタ１２０が設けられている。この逐次変
換レジスタ１２０は、逐次変換されて得られるディジタ
ル・データを一旦格納する手段である。そして、この逐
次変換レジスタ１２０からディジタル・データを格納す
る手段としてＡ／Ｄ結果レジスタ１２２が設置されてい
る。このＡ／Ｄ結果レジスタ１２２には、逐次変換レジ
スタ１２０からのディジタル・データが格納され、常に
新規のデータが格納されている。

【００３５】そして、比較レジスタ１２４には、Ａ／Ｄ
結果レジスタ１２２のデータが転送されており、その内
容は、Ａ／Ｄ結果レジスタ１２２のデータに比較して従
前のデータが格納される。ここでのデータ処理は、Ａ／
Ｄ結果レジスタ１２２における新規のデータと比較レジ
スタ１２４側の現在のデータとを比較し、両者の差が分
解能の範囲、即ち、誤差範囲であれば、比較レジスタ１
２４に格納されている現在のデータを真のデータとして
確定させる。この確定データを格納する手段として確定
レジスタ１２６が設置され、この確定レジスタ１２６に
検出出力のディジタル・データが格納される。これらの
データ処理は、ＣＰＵ６２において実行され、１２８は
その内部バスである。

【００３６】以上の構成に基づいて、動作を説明する。

【００３７】図４は、総括的な動作を示すフローチャー
トを示している。電源投入によって初期設定が行われ、
この初期設定の後、ステップＳ１では給湯運転か否かを
判定する。給湯運転の場合には、ステップＳ２に移行し
て給湯運転が実行され、ステップＳ３で浴槽１２内の水
位が所定水位か否かが判定される。この所定水位は、図
２に示したように、リモコン装置９２に対して水位設定
を行い、その設定水位か否かが判定される。給湯運転で
は、浴槽１２の水位が所定水位に到達したとき、その給
湯運転を停止する。

【００３８】ステップＳ１において、給湯運転ではない
と判定された場合には、ステップＳ４（図６）に移行し
て保温運転を行う。この保温運転は、浴槽１２内の湯水
の温度を設定温度に保温する動作であって、常時、最適
な湯温を保持する動作である。

【００３９】図５は、ステップＳ２における給湯運転動
作を示しており、給湯回路４の開通状態を示している。
上水Ｗは、給湯用熱交換器１６で加熱された後、開閉電
磁弁２２、圧送ホッパ２４、切換弁２６を経て浴槽往き
管８から浴槽１２に供給される。そして、この場合、破
線で示すように、浴槽戻り管１０にも浴槽１２内の湯水
ＨＷが満たされ、その結果、温度センサ３２によって湯
水ＨＷの温度、水位センサ３４によって浴槽１２内の水
位が検出される。なお、この給湯運転では、通常、放熱
ためによる温度低下を見込むとともに給湯時の追焚き時
間の短縮を図るため、設定温度により０．５℃だけ高い
湯温での給湯を行い、所定水位に移行した際に、給湯完
了時に温度検出を行った後、保温動作と同様に自動的に
追焚き動作に移行し、浴槽１２内の湯水を設定温度に制
御することが行われる。

【００４０】次に、図６は、図４のステップＳ４におけ
る保温運転動作を示している。この保温運転は、給湯又
は給水されている浴槽１２内の湯水ＨＷを設定温度に沸
き上げることにより、設定温度を維持する動作である。
そして、この保温運転は、先の給湯動作又は追焚き動作
の後の追焚き動作を示している。

【００４１】ステップＳ１１では、追焚き終了後、所定
時間、即ち、待機時間（図１０のＴｂ）が経過したか否
かを判定する。この待機時間は、設定温度に到達した
後、湯温の保温性を考慮して設定された温度である。こ
の待機時間が経過した後、ステップＳ１２に移行し、追
焚き運転を行う。そして、ステップＳ１３では、保温時
間の監視を行い、保温時間の経過前はステップＳ１１に
戻り、また、保温時間の経過後は、保温動作を停止す
る。保温動作は、入浴者が複数ある場合を想定したもの
であり、複数の者が入浴する時間はある程度管理できる
ので、予め保温時間を設定することとしている。即ち、
保温時間が経過する前は繰り返し追焚きを行い、保温時
間が経過した後は、その保温動作を停止する。

【００４２】図７は、この保温動作における追焚き運転
動作を示し、追焚き回路６の開通状態を示している。こ
の追焚き運転は、浴槽１２内の温水の再加熱を行うため
の処理であって、追焚き用熱交換器１８に循環ポンプ２
８で浴槽１２内の湯水ＨＷを循環させて加熱する。即
ち、浴槽１２の湯水ＨＷは、浴槽戻り管１０を経て循環
ポンプ２８に引かれて追焚き用熱交換器１８に圧送され
て加熱され、その加熱された湯水は切換弁２６を経て浴
槽往き管８から浴槽１２に戻る。このような圧送循環を
繰り返すことにより、浴槽１２の湯水ＨＷは設定温度に
加熱される。

【００４３】次に、図８は、追焚き運転動作を示してい
る。ステップＳ２１では、循環ポンプ２８を動作させて
追焚き回路６に浴槽１２内の湯水ＨＷの循環を行う。こ
の湯水循環は、流水スイッチ３８によって検出される。
そこで、ステップＳ２２では流水検出があったか否かを
判定し、検出できない場合にはステップＳ２３に移行す
る。循環ポンプ２８を駆動したにも拘わらず流水検出が
できない場合には異常であると判定し、ステップＳ２３
では表示部１００又は音声出力部９８によってその異常
を表示又は音声によって告知する。

【００４４】そして、流水検出があった場合には、ステ
ップＳ２４に移行し、検出温度が設定温度より低いか否
かを判定する。検出温度が設定温度を越えている場合に
は、ステップＳ２５に移行し、所定時間が経過したか否
かを判定し、所定時間が経過するまで、ステップＳ２４
の判定を持続する。所定時間が経過しても、検出温度が
設定温度を越えている場合には、ステップＳ３２に移行
することにより、循環を停止する。

【００４５】また、検出温度が設定温度より低い場合に
は、ステップＳ２６に移行して追焚き燃焼を開始する。
即ち、点火動作を開始した後、ガス開閉弁５２を開いて
追焚き用バーナ５０に着火する。この追焚き燃焼の結
果、ステップＳ２７に移行し、検出温度が設定温度以上
か否かを判定し、検出温度が設定温度と一致又はそれ以
上と検出されたとき、ステップＳ２８に移行し、時間の
計測を行う。この時間計測は、ＣＰＵ６２によって行
い、例えば、クロックパルスを計測して行う。この時間
計測の狙いは、検出温度に変動が生じるので、所定時間
だけその温度上昇が持続したことを確認するためであ
る。

【００４６】そこで、ステップＳ３０では予め定められ
ている時間が経過したか否かを判定し、その所定時間が
経過するまで、ステップＳ２７に戻り、検出温度と設定
温度との比較を行う。ステップＳ２７において、所定時
間内で検出温度が設定温度以下となった場合には、ステ
ップＳ２９に移行し、時間の計測を停止し、その計測時
間をリセットする。即ち、クロックパルスの計測を零に
戻して動作を持続する。

【００４７】そして、ステップＳ３０で検出温度が設定
温度に到達、又はそれ以上に推移した場合であって、そ
れが所定時間だけ持続すると、ステップＳ３１に移行
し、追焚き燃焼を停止する。即ち、浴槽１２内の湯水Ｈ
Ｗの温度が設定温度に到達したことにより、追焚き運転
を停止する。この追焚き燃焼の停止の後、ステップＳ３
２に移行し、追焚き燃焼の停止から一定時間だけ遅延し
て循環ポンプ２８の動作を停止し、追焚き運転を停止す
る。

【００４８】次に、図９は、温度検出動作を示してい
る。この温度検出動作では、給湯時、保温時の浴槽１２
内の湯水ＨＷの温度の検出を行う。ステップＳ４１では
検出温度の取込みを行い、ステップＳ４２ではその検出
温度をＲＡＭ６６に記憶する。この実施例では、例え
ば、１０回程度の取込み及び記憶を行う。

【００４９】そして、ステップＳ４３ではその平均値の
演算処理を行う。検出温度の取込み数をｍ回とし、その
取り込まれた検出温度をＨ１、Ｈ２・・・Ｈｍとする
と、ｍ回の中の最大値と最小値の検出値を除いて加算
し、その加算値をΣＨとすると、その加算値を（ｍ−
２）で割算して平均値｛＝ΣＨ／（ｍ−２）｝が得られ
る。そして、ステップＳ４４では、この平均値をＲＡＭ
６６に格納して温度検出を完了する。

【００５０】次に、図１０は、給湯時の追焚き運転から
保温運転に移行する場合の動作タイミングを示してい
る。

【００５１】時間Ｔａは追焚き運転時間を表しており、
この時間内では、図１０の（Ａ）に示すように、ガス開
閉弁５２が開となり、追焚きのためのガス燃焼が行われ
ている。浴槽１２内の湯水ＨＷが設定温度に到達する
と、ガス開閉弁５２が閉止されて燃焼動作が停止する。

【００５２】そして、図１０の（Ｂ）に示すように、循
環ポンプ２８の停止から時間Ｔｄの後、循環ポンプ２８
が停止する。このように循環ポンプ２８の動作を停止す
るのに、ガス開閉弁５２の閉止から時間Ｔｄだけ遅延さ
せるのは、追焚き用熱交換器１８の熱による後追い沸騰
を避けるためであり、追焚き用熱交換器１８内の温度を
低下させるためである。

【００５３】また、循環ポンプ２８の停止の後、図１０
の（Ｃ）に示すように、流水スイッチ３８の流水検出は
停止する。

【００５４】そして、ガス開閉弁５２の停止から所定時
間の待機時間Ｔｂが開始される。この待機時間Ｔｂは、
例えば、３０分程度に設定する。この待機時間Ｔｂが経
過すると、循環ポンプ２８を動作させ、追焚き回路６に
浴槽１２内の湯水ＨＷの循環を行う。時間Ｔｅは循環ポ
ンプ２８の停止時間であり、この停止時間Ｔｅは待機時
間Ｔｂより短くなる。

【００５５】ポンプ循環が開始されると、図１０の
（Ｃ）に示すように、循環ポンプ２８の動作開始と同時
に流水スイッチ３８の流水検出が行われる。この流水検
出が行われた時点をｔｏとすると、この時点ｔｏにおい
て、設定温度と検出温度との比較が行われる。この比較
に用いられる検出温度は、時点ｔｏの直前にＲＡＭ６６
に格納されている検出温度、即ち、ポンプ循環を行う直
前に演算の結果更新された検出温度である。

【００５６】ところで、温度検出は常時行われており、
その検出は例えば、０．５秒毎に行われ、平均値は例え
ば１０回の温度取込みを単位として演算されるものとす
ると、比較される検出温度は時点ｔｏから５秒程度前か
ら時点ｔｏの直前までの温度取込みによる平均値温度で
ある。

【００５７】そして、この検出温度と設定温度との比較
の結果、検出温度が設定温度より低い場合には、時点ｔ
ｏの後の時間Ｔｆの間で点火動作に移行し、図１０の
（Ａ）に示すように、ガス開閉弁５２が開かれる。この
結果、追焚き動作、即ち、保温動作が開始され、時間Ｔ
ｃは、その保温動作時間である。この保温動作は、検出
温度が設定温度に到達するまで持続する。

【００５８】次に、図１１は、設定温度と検出温度との
比較動作を示している。図１１において、直線Ｌは検出
温度の推移を示しており、実際には大きく変動するもの
であるが、説明を容易にするため直線で示してあり、矢
印ＵＰは上昇方向、矢印ＤＮは下降方向である。また、
温度については、説明を容易にするため、代表的な値と
して３９℃〜４３℃を示してある。

【００５９】設定温度は、１℃を単位として任意に設定
され、その値が単位とともに表示部１００に表示され
る。この設定温度は、例えば、０．５℃の温度幅Ｔ１を
持っており、設定温度の間にも非設定温度として温度幅
Ｔ２＝０．５℃が設定されている。この場合、設定温度
＝３８．７５〜３９．２５℃、非設定温度＝３９．２５
℃〜３９．７５℃、設定温度＝３９．７５〜４０．２５
℃、非設定温度＝４０．２５℃〜４０．７５℃・・・・
と設定されている。即ち、設定温度は、３９℃、４０
℃、４１℃、４２℃・・・のように設定されても、その
設定温度自体は、０．５℃の幅を持っており、絶対値と
しての温度値ではない。

【００６０】これに対し、湯水温度は、連続的に変換す
るアナログ値であり、その検出温度も連続的なものとな
る。しかしながら、アナログ・ディジタル変換のため
に、検出温度の取込みは一定の時間間隔、例えば、１０
ｍｓ毎に行われ、連続的な値として取り込まれる。そし
て、その温度は、サーミスタ１０２の抵抗値変化を電圧
値に変換して取り込まれ、０．５℃間隔を２０ｍＶ程度
を単位として取り込まれる。この結果、検出温度のＡＤ
変換値は、０．５℃間隔に対応する２０ｍＶ間隔で取り
込まれてディジタルデータに変換される。図１１におい
て、ｄ３８．５〜ｄ４３は検出温度を表す検出データを
示している。理論的には、検出温度を表す電圧値が図１
１中の横線上に合致する場合があるが、これはデータ処
理上の誤差として上位側データとして取り込まれる。例
えば、４０．２５℃を表す線上のデータはｄ４０．５と
なる。

【００６１】このようにして取り込まれた検出温度を表
すＡＤ変換値と設定温度のＡＤ変換値とが比較される。
図１１の例において、設定温度を４１℃とし、そのＡＤ
変換値をＤ４１とすると、検出温度のＡＤ変換値ｄ３
８．５〜ｄ４３と比較される。保温動作の結果、湯水の
検出温度がｄ４１に到達すると、設定温度を表すＡＤ変
換値Ｄ４１と一致し、その一致が所定時間経過した後、
保温動作を停止させるのである。

【００６２】また、待機時間中に浴槽１２内の湯水の温
度が低下し、検出温度が、例えばｄ４０に低下すると、
保温動作に移行し、検出温度が設定温度Ｄ４１に到達す
るまで追焚き動作を行う。

【００６３】このように設定温度は、一定の温度幅Ｔ１
（＝０．５℃）を有しており、また、設定温度間には一
定の温度幅Ｔ２（＝０．５℃）が設定されている。しか
も、この温度幅Ｔ１、Ｔ２は、Ｔ１＝Ｔ２であって、ア
ナログ・ディジタル変換における分解能（例えば２０ｍ
Ｖ）と一致している。また、設定温度間に一定の温度幅
が設定されているため、アナログ・ディジタル変換時の
動作が安定化し、しかも、一定時間経過した後、追焚き
動作又はその停止を行うため、追焚き用バーナ５０の点
消火を繰り返すこともなく、動作の安全性を高めること
ができる。

【００６４】なお、実施例では、設定温度の間隔をアナ
ログ・ディジタル変換器の分解能と一致させているがそ
の分解能を越える温度幅を設定してもよい。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が得られる。ａ．検出温度が設定温度より低下したか否かにより保温
動作への移行を判定しているため、保温制御を可及的速
やかに行うことができる。ｂ．保温動作にあっては、通常の追焚き制御により、浴
槽内の湯水温度を設定温度に容易に制御することができ
る。しかも、設定温度は、絶対値としての設定温度に許
容温度を付加したものではなく、それ自体が一定の温度
幅を持っており、検出温度と設定温度との一致、不一致
を以て保温動作を行うため、従来のような設定温度に許
容温度を設定する必要がなく、設定温度と検出温度との
判定が容易化し、安定した制御動作を実現できる。ｃ．保温動作をディジタル処理で迅速に行うことがで
き、しかも、設定温度は、検出温度をディジタル変換す
るアナログ・ディジタル変換器の分解能を単位とし、そ
の分解能と同等の温度幅に設定したことにより、温度比
較処理が容易になるとともに、その精度が高くなり、信
頼性の高い温度制御を実現することができ、保温動作の
安全性をより高めることができる。ｄ．段階的に設定される設定温度に対して検出温度をア
ナログ・ディジタル変換して比較して、両者の一致、不
一致の判断を容易かつ高精度に行うことができ、従来の
ように、絶対的な設定温度に対して許容温度を設定する
という手間や必要な精度設定は不要となり、人の温度感
覚に適合した温度制御を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浴槽内湯水の温度制御装置の一実施形
態を示す系統図である。

【図２】本発明の浴槽内湯水の温度制御装置の制御回路
を示すブロック図である。

【図３】温度センサ及びアナログ・ディジタル変換器の
構成を示すブロック図である。

【図４】初期動作を示すフローチャートである。

【図５】給湯回路の運転動作を示す系統図である。

【図６】保温運転動作を示すフローチャートである。

【図７】追焚き回路の運転動作を示す系統図である。

【図８】追焚き動作を示すフローチャートである。

【図９】温度検出を示すフローチャートである。

【図１０】保温動作を示すタイミングチャートである。

【図１１】設定温度と検出温度の比較動作を示す図であ
る。

【符号の説明】

８浴槽往き管（循環路）１０浴槽戻り管（循環路）１２浴槽１８追焚き用熱交換器２８循環ポンプ３２温度センサ５０追焚き用バーナ５２追焚き用ガス開閉弁（制御弁）６０制御部（制御手段）７２アナログ・ディジタル変換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】浴槽と熱交換器とを循環路で連結し、循
環路に設けた循環ポンプにより前記浴槽内の湯水を前記
熱交換器に循環させて加熱することにより、設定温度に
制御する浴槽内湯水の温度制御装置であって、供給される燃料ガスの燃焼によって前記熱交換器を加熱
するバーナと、このバーナに対して前記燃焼ガスの供給を切り換える制
御弁と、前記循環路に設けられて前記湯水の温度を検出する温度
センサと、前記浴槽内の前記湯水が設定温度に到達して一定時間が
経過した後、前記循環ポンプを動作させて前記循環路に
前記浴槽内の前記湯水を循環させるとともに循環開始時
に前記循環路内の湯水の温度を前記温度センサで検出
し、その検出温度が前記設定温度より低い場合には前記
制御弁を開いて前記バーナに燃焼動作を行わせ、前記検
出温度が前記設定温度より高い場合には前記湯水を所定
時間継続して循環させた後、前記湯水の温度を検出し、
その検出温度が前記設定温度未満のとき、前記制御弁を
開いて前記バーナに燃焼動作を行わせ、この燃焼動作中
に前記循環路を循環する湯水の温度を検出し、その検出
温度が前記設定温度以上になって所定時間が経過した
後、前記制御弁を閉じて前記燃焼動作を停止させること
により、保温動作を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする浴槽内湯水の温度制御装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記バーナの燃焼動作
中に前記温度センサの検出温度が前記設定温度以上にな
った時点で時間を計測し、その時間計測中に前記検出温
度が前記設定温度未満になった時点で前記時間計測をリ
セットし、前記検出温度が連続して前記設定温度以上と
なる時間を計測し、その計測時間が所定時間に到達した
とき、前記燃焼動作を停止させることを特徴とする請求
項１記載の浴槽内湯水の温度制御装置。
【請求項３】前記制御手段の処理は、前記設定温度及
び前記検出温度をディジタルデータに変換してディジタ
ル処理で行うことを特徴とする請求項１記載の浴槽内湯
水の温度制御装置。
【請求項４】前記設定温度は、前記検出温度をディジ
タル変換するアナログ・ディジタル変換器の分解能を単
位とし、その分解能と同等の温度幅を持つことを特徴と
する請求項３記載の浴槽内湯水の温度制御装置。
【請求項５】段階的に設定される前記設定温度間の間
隔に前記アナログ・ディジタル変換器の分解能と同一の
温度幅又はそれを越える温度幅が設定されていることを
特徴とする請求項３記載の浴槽内湯水の温度制御装置。