JPS62129644A - 一缶二水路型風呂釜における温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、風呂釜、殊に、直接加熱される水室と、該
水室内に収容されて間接加熱される蛇管とを有する一缶
二水路型給湯機能付き風呂釜に使用する温度制御装置に
関する。

従来技術 バーナ１１と、それによって直接加熱される水室１２と
、水室１２内に収容されて水室１２内の水によって間接
加熱される蛇管１３とを備え、水室１２は、給水管１２
ａと給湯管１２ｂとを接続することによって一般給湯が
できる他、蛇管１３は、循環ポンプ１４ａを含む循環路
１４．１４を介して浴槽Ｂと接続し、給湯管１２ｂに設
けた給湯弁１２ｃを開いて浴槽Ｂの湯張り操作が、また
、バーナ１１を点火した玉循環ポンプ１４ａを運転して
風呂湯の追いだきができる、いわゆる、−缶二水路型給
湯機能付き風呂釜１０が普及している（第３図）。この
ものは、バーナ１１として、安価な重油または灯油が使
用できる上、全体構造が単純であること、循環ポンプ１
４ａと循環路１４．１４とを備えるため、風呂釜１０と
浴槽Ｂとが離れていても追いだき操作ができること等の
特徴を有するものである。

而して、かかる風呂釜１０に付設されている温度制御装
置としては、給湯管１２ｂに給湯温度検出器を取り付け
、別に設けた給湯温度設定器の設定値と給湯温度との差
をとった誤差信号によって、バーナ１１の点滅操作を行
なうもののみか、または、これに加えて、風呂温度検出
器と風呂温度設定器とを追加して、両者の出力の差をと
って循環ポンプ１４ａのオンオフ制御を行なって、追い
だき時の温度制御をなさしめる機能を設けたものが知ら
れている。

しかしながら、かかる従来の温度制御装置においては、
給湯温度設定器は、一般給湯の際と浴槽Ｂの湯張りの際
との両方に対して、それぞれ異なる給湯温度を設定する
のに共用されるから、湯張り開始の都度、所定の設定値
に再設定する必要がおる上、循環ポンプ１４ａのオンオ
フ制御機能を付設したとしても、追いだき時には、水室
１２内の温度を最大にしなければ蛇管１３に対する加熱
効率が低下するので、追いだきの都度、給湯温度設定器
を最高値に再設定しなければならないこと、しかも、そ
のまま給湯温度設定器を最高値に放置すると、その後の
一般給湯の際に過大な温度の湯が放出されて危険である
こと、等の問題があり、極めて使い難いものであった。

発明の目的 そこでこの発明の目的は、かかる従来技術の実情に鑑み
、温度制御装置を風呂温度制御系統と給湯温度制御系統
の２系統とし、一般給湯の際には後者のみが作動する一
方、湯張りモード時と追いだきモード時とには、前者が
後者をカスケード制御するように構成することによって
、一般給湯時には手動設定された給湯温度設定値のみが
有効である一方、湯張り時と追いだき時には、別に設け
た風呂温度設定器の設定値が有効となって、前記の手動
設定された給湯温度設定器を制御系に無関係とすること
ができるので、前記の如く一般給湯と湯張りと追いだき
との切り換えの都度、給湯温度設定器の再設定をする必
要がなく、したがって、使用上の不便をなくすることが
できる、新規の一缶二水路型風呂釜における温度制御装
置を提供することにある。

発明の構成 かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、風呂温
度設定器と給湯温度設定器とバーナ制御装置とを設け、
一般給湯を行なう手動モードにおいては、給湯温度設定
器に手動設定された給湯温度設定値と給湯温度との誤差
信号によってバーナの点滅制御を行なう一方、湯張りモ
ードと追いだきモードとにおいては、風呂温度設定器に
手動設定された風呂温度設定値と実際の風呂温度との誤
差信号によって給湯温度設定器を制御することにより、
該給湯温度設定器とバーナ制御装置と給湯温度検出器と
からなる給湯温度制御系統をカスケード制御するための
風呂温度制御系統を構成せしめることによって、一般給
湯時には手動設定される給湯温度設定値のみが有効であ
る一方、湯張り時と追いだき時には、それとは別に手動
設定される風呂温度設定値が有効となり、所定の風呂温
度を実現し維持するように給湯温度設定値を制御できる
ので、使用モードの切り換えに際しても、何ら、給湯温
度設定器の再設定操作を必要としない様にしたことをそ
の要旨とする。

実施例 以下、図面を以って実施例を説明する。

−缶二水路型風呂釜１０の温度制御装置は、給湯温度設
定器２０と比較器２５とバーナ制御装置２６と給湯温度
検出器１２ｄとを以って、風呂釜１０に対する給湯温度
制御系統を構成するとともに、風呂温度設定器３１と風
呂温度検出器３２と比較器３３とを以って、給湯温度設
定器２０を操作端とする風呂温度制御系統を構成してな
り（第１図）、一般給湯を行なう手動モードにおいては
後者は動作しないが、浴槽Ｂの湯張りと追いだきとを行
なう湯張りモードと追いだきモードとにおいては、後者
は、前者に対するメジャーループを形成して、前者をカ
スケード制御する如く動作する。

風呂釜１０は、バーナ１１と水室１２と蛇管１３とを備
え、これらの各構成要素とその相互間の機械的構造は、
第３図に示す一般的なものと全く同様であるから、第１
図における各構成要素の符号は、第３図のそれと相対応
させである。ただし、水室１２から出る給湯管１２ｂに
は給湯温度検出器１２ｄを取り付け、その出力として給
湯中の湯温く以下、給湯温度という＞Ｔｏを検出できる
ようにしである点が第３図と異なる。

風呂釜１０と浴槽Ｂとの相互関係も、第３図と略同−で
ある。ただし、浴槽Ｂ内には、風呂温度検出器３２を取
り付けて、浴槽Ｂ内の風呂湯の温度（以下、風呂温度と
いう）ＴＩを検出するとともに、２本の水位検出器４１
．４２を設けて、その一方は、浴槽Ｂの満水を検出し、
その出力はリレー接点Ｆを介して給湯弁１２Ｇに接続さ
れ、使方は、浴槽Ｂの水位が循環ポンプ１４ａの運転可
能水位以上であることを検出し、その出力は、リレー接
点Ｆとオアゲート４３とを介して、ざらに、リレー接点
Ａとアンドゲート４４とオアゲート４３とを介して、循
環ポンプ１４ａに接続されている。ただし、リレー接点
Ｆは、温度制御装置の湯張りモードで閉成し、リレー接
点Ａは、追いだきモードで閉成する図示しないリレーＡ
、Ｆの常開接点である。

給湯温度設定器２０は、常閉のリレー接点Ａ、Ｆを介し
て比較器２５の加算端子に接続される手動用給湯温度設
定器２１と、比較器３３の出力を入力され、リレー接点
Ａを介して比較器２５に接続される追いだき用給湯温度
設定器２２と、比較器３３の出力を入力され、リレー接
点Ｆを介して比較器２５に接続される湯張り用給湯温度
設定器２３とを含んでなり、後二者には、循環ポンプ１
４ａの運転状態を示す制御信号Ｃと、後）ホの風呂温度
設定器３１の出力も、併せ入力されている。

比較器２５は、その加算端子に、給湯温度設定器２０の
出力である給湯温度設定値Ｑが入力される一方、その減
算端子には、給湯温度検出器１２ｄの出力たる給湯温度
Ｔｏが入力されている。

比較器２５の出力に現われ、給湯温度設定値Ｑと給湯温
度ＴＯとの差を示す誤差信号ΔＴｏは、バーナ制御装置
２６に入力され、その出力は、風呂釜１０のバーナ１１
に入力されている。

風呂温度設定器３１は、所望の風呂温度を設定する手動
設定器であって、その出力たる風呂温度設定値Ｐは、比
較器３３の加算端子に入力されている。一方、比較器３
３の減算端子には、浴槽Ｂ内に取り付けた風呂温度検出
器３２の出力である風呂温度Ｔ１が入力され、比較器３
３の出力たる、風呂温度設定値Ｐと風呂温度Ｔ１との差
をとった誤差信号ΔＴ１は、前述の如く、追いだき用と
湯張り用との各給湯温度設定器２２．２３に入力される
他、しきい値がβと○である２台のコンパレータ４６．
４７を介して、フリップフロップメモリ４５のセット端
子Ｓとリセット端子Ｒとに分岐接続され、このフリップ
フロップメモリ４５の出力は、前述のアントゲート４４
の一方の入力端子に接続されている。

かかる構成の温度制御装置の動作は次のとおりである。

図示しないモード選択スイッチを操作して手動モードに
すると、図示しないリレーＡ、Ｆが双方とも復帰状態と
なるから、手動用給湯温度設定器２１が比較器２５に接
続される一方、追いだき用と湯張り用の各給湯温度設定
器２２．２３、および、水位検出器４１．４２は系から
切り離され、したがって、制御装置は、手動用給湯温度
設定器２１と比較器２５とバーナ制御装置２６とバーナ
１１と給湯温度検出器１２ｄとからなる給湯温度制御系
統のみで動作する。すなわち、このときは、風呂以外の
湯使用場所におる給湯弁を開操作することによって、給
湯管１２ｂを通じて一般給湯が行なわれ、そのときの給
湯温度Ｔｏは、手動用給湯温度設定器２１の手動設定値
と一致するものとなるべく、誤差信号△丁Ｏに基づくバ
ーナ制御装置２６によるバーナ１１の点滅制御が行なわ
れる。

第２図の各曲線の左端部は、このときの各部の状態を表
示しており、浴槽Ｂの水位はゼロであり（同図中の曲線
（ａ）、以下、単に（ａ）と記す）１循環ポンプ１４ａ
は停止しており（ｂ）、給湯温度設定器２０の出力たる
給湯温度設定値Ｑは、手動用給湯温度設定器２１に設定
された（曲線（Ｃ）の下方に示す記号Ｍ）一定の手動設
定値であり（Ｃ）、風呂温度Ｔ１は不定で（ｄ）、運転
モードは手動モードである（ｅ）。

操作スイッチを操作して湯張りモードとすると（ｅ）、
リレーＦが作動するから、手動用給湯温度設定器２１が
切り離されるとともに、湯張り用給湯温度設定器２３が
投入され、風呂温度制御系統が作動を始める。同時に、
水位検出器４１の出力が湯張り用の給湯弁１２Ｃに信号
を送って、これを開くから、浴槽Ｂに対する湯張りが開
始される（ａ）。循環ポンプ１４ａは、浴槽水位が一定
しベルＣＬを越えないから、まだスタートせず（ｂ）、
空運転から保護されている。

また、このときの給湯温度設定値Ｑは、循環ポンプ１４
ａが停止中であることを制御信号Ｃによって判断して、
風呂温度設定器３１の出力たる風呂温度設定値Ｐをその
まま湯張り用給湯温度設定器２３の出力側にバイパスし
出力したものとなっているので（曲線（Ｃ）と、その下
方の記号Ｆ）、浴槽Ｂに供給される湯の温度は、手動モ
ード時における手動用給湯温度設定器２１の設定値に無
関係に、風呂温度設定器３１に設定した風呂温度設定値
Ｐとなるべく制御されるが、そのときは、循環ポンプ１
４ａが停止していること、浴槽Ｂが冷えていることから
、風呂温度Ｔ１は風呂温度設定値Ｐより不足がちである
（ｄ）。

浴槽Ｂ内の水位が循環ポンプ１４ａの運転可能の一定し
ベルＣＬを越えたことを、水位検出器４２が検出すると
（ａ）、その信号が、リレー接点Ｆとオアゲート４３と
を介して循環ポンプ１４ａに伝達され、これをスタート
させる（ｂ）。さらに、循環ポンプ’１４ａのスタート
情報が制御信号Ｃを介して湯張り用給湯温度設定器２３
にもたらされると、その入力が比較器３３の出力たる誤
差信号ΔＴ１に切り換えられ（Ｃ）、風呂温度制御系統
が完成されて、給湯温度制御系統に対するメジャールー
プとして、これに対するカスケード制御を開始する。す
なわち、湯張り用給湯温度設定器２３は、誤差信号△Ｔ
１を入力として、適当な制御定数を以ってこれを増幅し
、比較器２５に対して給湯温度設定値Ｑを与える制御ア
ンプとして、以後の動作を続行する。よって、浴槽Ｂ内
に湯張りされる湯の温度（風呂温度）ＴＩは、風呂温度
設定器３１で設定される風呂温度設定値Ｐとなるべく自
動制御されながら、湯張り操作が継続遂行されることに
なる（ａ＞（ｄ）（ｅ）。

浴槽Ｂが満水（または所定の入浴用水位）になったこと
が水位検出器４１で検出されると、この信号を給湯弁１
２Ｇに送り、これを閉止して、湯張りを完了させる（ａ
）。と同時に、温度制御装置は、自動的に湯張りモード
から追いだきモードに移行するものとする（ｅ）。

温度制御装置が追いだきモードに移行すると、リレーＦ
が復帰し、リレーＡが作動するので、水位検出器４２か
ら循環ポンプ１４ａへの信号はアンドゲート４４で阻止
され、したがって同ポンプは停止しくｂ）、制御装置は
、待機中の状態になる（ｅ）。給湯温度設定器は、湯張
り用給湯温度設定器２３が切り離され、代わって、追い
だき用給湯温度設定器２２が投入されるが、このものは
、制御信号Ｃによってその入力が風呂温度設定器３１側
に選択されて、風呂温度設定値Ｐプラスα（α≧○）の
一定値を、給湯温度設定値Ｑとして出力する（Ｃ）。こ
こで、αは、風呂以外の湯使用個所において湯を使用し
ようとして、そこの給湯弁を開いても、使用者が危険で
ない様な値に選択しておるものとする。この状態におい
ては、給湯温度制御系統は、前記（Ｐ＋α）の給湯温度
設定値Ｑを受けて待機しているから、給湯温度Ｔ。

の低下に対しては、バーナ装置２６、バーナ１１の点滅
制御による風呂釜１０の保温動作が継続されている。

一方、風呂温度下１が風呂温度設定値Ｐからβ以下に下
がったことがコンパレータ４６で検出されると（ｄ）、
その信号は、フリップフロップメモリ４５を介してアン
ドゲート４４を開くから、循環ポンプ１４ａが再起動し
くｂ）、制御装置は、追いだきモードの動作中となる（
ｅ）。循環ポンプ１４ａの再起動が制御信号Ｃを介して
追いだき用給湯温度設定器２２に伝達されると、その入
力が比較器３３の出力側に切り換えられると同時に、そ
の出力たる給湯温度設定値Ｑは、その最大値に強制設定
される（Ｃ）。したがって、給湯温度制御系統は、給湯
温度Ｔｏが最大値となるべく制御され、循環路１４．１
４を通じて循環される風呂湯は、最大温度に温度上昇さ
れた水室１２内の蛇管１３を通るから、風呂釜１０は、
最大効率を以って風呂の追いだき動作を行なうことがで
きる。

一方、風呂温度Ｔ１が追いだき動作によって上昇回復し
て風呂温度設定値Ｐに近づくと、比較器３３の出力の誤
差信号△Ｔ１は小さくなるから、給湯温度設定値Ｑの値
もそれに追随して、元の（Ｐ＋α）に近づく如く、違い
だき用給湯温度設定器２２が制御されるものとする（Ｃ
）。而して、風呂温度Ｔ１が風呂温度設定値Ｐに到達す
るとき（ｄ）、給湯温度設定値Ｑは（Ｐ十α）に戻る（
Ｃ）。同時に、誤差信号△Ｔ１がゼロとなったことがコ
ンパレータ４７で検出され、その出力がノリツブフロッ
プメモリ４５をリセットするから、アンドゲート４４が
循環ポンプ１４ａを停止せしめ（ｂ）、制御装置は、再
び、待機中の状態になる（ｅ）。

以後同様に、追いだきモードの中で、待機中と動作中の
状態を繰り返すから（ｅ）（ｃ）（ｄ）、風呂温度Ｔ１
を風呂温度設定値Ｐに維持することができる。

風呂の使用が終れば、操作スイッチを手動モードに切り
換えて、以後、一般給湯の用に供すればよい。

なお、前述の説明では、湯張りモードから追いだきモー
ドへの移行は、湯張り完了による自動移行によるものと
したが、その他に、操作スイッチによる追いだきモード
への手動移行も可能なようにしておいてもよいことは勿
論である。

以上の説明において、制卸装置を構成する各構成要素は
、専ら、アナログ演算器と論理回路とを含むハードウェ
アによって構成するものとしたが、この全体または一部
を、マイクロコンピュータ内で動作するソフトウェアに
よっても実現可能であることは多言を要しない。

さらに、バーナ制御装置２６は、その入力たる誤差信号
△Ｔｏに対してバーナ１１を点滅制御するものとしたが
、これを、バーナ１１の火力調節機能を含む連続制御形
のものに代えることもできるものとする。

また、追いだき用と湯張り用との給湯温度設定器２２．
２３は、別個のものとするのみならず、共通のものとし
て、リレー接点Ａ、Ｆ、制御信号Ｃによって、前述の各
動作をなす如く切り換え作動せしめることもできる。

発明の詳細 な説明したように、この発明によれば、風呂温度設定器
と給湯温度設定器とバーナ制御装置とを設け、手動モー
ドにおいては、給湯温度設定器に手動設定される給湯温
度設定値に対して給湯温度を一致せしめるべく制御を行
なう給湯温度制御系統のみを動作させる一方、湯張りモ
ードと追いだきモードとにおいては、風呂温度設定器に
手動設定される風呂温度設定値に風呂温度を一致せしめ
るべく、前記給湯温度制御系統をカスケード制御する風
呂温度制御系統を動作せしめることによって、一般給湯
時に手動設定される給湯温度設定器は湯張り時と追いだ
き時とには制御系から切り離され、代わって、風呂温度
制御系統の操作端としての給湯温度設定器が制御系に投
入されて、風呂温度を所定値に維持するための最適の給
湯温度設定値を発生するように働くので、モード切り換
えに際して給湯温度設定器の再設定操作を、何ら、必要
とせず、したがって、使用上、極めて便利であるという
優れた効果が必る。

加えて、追いだきに際しては、風呂温度設定値と風呂温
度との誤差信号に基づいて、その当初においては給湯温
度設定値を最大値にするとともに、その終了時において
は、風呂温度設定値と等しいか若干高温の安全な値にす
るように制御することができるので、最高効率を以って
追いだき動作を遂行し、且つ、使用者に危険を与えるお
それもないという優れた効果もある。

さらに、湯張り時には、風呂温度制御系統による温度制
御を行ないつつ、浴槽への湯張りができるので、湯張り
完了時点では、適温で、且つ、適量の湯が張られ、した
がって、高温湯を張った後、水で埋めるというような操
作を要せず、最短時間で湯張りができるという使用上至
便な効果もある。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし第３図は実施例を示し、第１図は全体系統
図、第２図は動作線図、第３図は風呂釜全体と付属機器
の構成説明図である。 Ｂ・・・浴槽 Ｐ・・・風呂温度設定値　　Ｑ・・・給湯温度設定値下
１・・・風呂温度　　Ｔｏ・・・給湯温度ΔＴ１、△Ｔ
ｏ・・・誤差信号 １１・・・バーナ　　１２・・・水室 １２ａ・・・給水管　　１２ｂ・・・給湯管１３・・・
蛇管　　１４・・・循環路 ’１４ａ・・・循環ポンプ ２０・・・給湯温度設定器 ２６・・・バーナ制御装置 ３１・・・風呂温度設定器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）バーナと、該バーナで直接加熱される水室と、該水
   室内に収容され該水室内の水を介して間接加熱される蛇
   管とを備え、前記水室は、給水管を通じて水源に接続す
   るとともに給湯管を以って風呂を含む湯使用場所に配管
   する一方、前記蛇管は、循環ポンプを有する循環路を介
   して浴槽と接続することによって、一般給湯の他に浴槽
   の湯張りと追いだきとを行ない得る一缶二水路型風呂釜
   における温度制御装置であって、風呂温度設定値を手動
   設定するための風呂温度設定器と、手動モードにおいて
   は手動設定された一定の給湯温度設定値を、また、湯張
   りモードと追いだきモードとにおいては前記風呂温度設
   定値と風呂温度との誤差信号によって規制される給湯温
   度設定値を発生する給湯温度設定器と、前記給湯温度設
   定値と給湯温度との誤差信号によって前記バーナを点滅
   制御するバーナ制御装置とを備えることを特徴とする一
   缶二水路型風呂釜における温度制御装置。 ２）前記循環ポンプは、前記湯張りモードにおいては、
   浴槽の水位が所定の一定レベル以上にあるときにのみ運
   転されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   一缶二水路型風呂釜における温度制御装置。 ３）前記給湯温度設定値は、前記湯張りモードにおいて
   は、前記循環ポンプの運転開始前は前記風呂温度設定値
   と同一の一定値である一方、前記循環ポンプの運転開始
   後は風呂温度を前記風呂温度設定値と一致させるべく前
   記バーナ制御装置を制御するための連続変化値であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の一缶二水路
   型風呂釜における温度制御装置。 ４）前記循環ポンプは、前記追いだきモードにおいては
   、風呂温度が前記風呂温度設定値から所定温度以下に下
   がったときに運転され、風呂温度が前記風呂温度設定値
   に回復したときに停止されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第３項のいずれか記載の一缶二水路
   型風呂釜における温度制御装置。 ５）前記給湯温度設定値は、前記追いだきモードにおい
   ては、前記循環ポンプの運転開始時にはその最大値に強
   制設定される一方、前記循環ポンプの停止時には前記風
   呂温度設定値と等しいか若干高く設定される如く、追い
   だき動作中に連続変化することを特徴とする特許請求の
   範囲第４項記載の一缶二水路型風呂釜における温度制御
   装置。