JPH023105B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガス・石油等を熱源とする給湯器つ
き全自動風呂釜の湯張り制御方法に関するもので
ある。

〔従来技術とその問題点〕

前記の如き全自動風呂釜の湯張り制御装置に
は、水位スイツチ方式と水量センサ方式とが知ら
れている。

第４図は前記水位スイツチ方式を示す構成図
で、使用者が希望とする風呂の沸き上げ温度（例
えば42℃）をコントローラ（図では省略した）で
設定し、全自動運転スイツチをONにすれば自動
的に給湯器から所望量の湯張りを行ない、希望沸
き上げ温度に沸き上げるものである。すなわち、
動作としては、先づ水電磁弁１が開き、これによ
り給湯器の流水スイツチ１２が流水を検知すると
給湯ガスバーナ２が点火され、その燃焼熱を給湯
熱交換器３で水と置換し、湯を浴槽１３に供給す
る。すなわち湯張りが開始される。そして、水位
スイツチ４が必要液面を検知すると、水電磁弁１
が閉じ湯の供給すなわち湯張りが停止される。こ
のとき、給湯熱交換器３の出口の給湯温度検知器
５からの信号で設定温度を越えないように給湯ガ
スバーナのガス量を器具に搭載された電気制御回
路（図には示していない）により制御する。かく
して水電磁弁１が閉じると、風呂側のポンプ６が
運転を開始し、浴槽中の湯が吸水口１３ａから風
呂流水スイツチ７、風呂温度検知器８、風呂熱交
換器９を経由して吐出口１３ｂから浴槽内に戻る
循環を始める。

このとき、風呂温度検知器８が前記のコントロ
ーラに設定された湯温を検知するとポンプ６の運
転が停止され、設定された湯温に満たなくてかつ
風呂流水スイツチ７がONであれば、風呂ガスバ
ーナ１０に点火し、設定温度になるまで追い焚き
した後、風呂ガスバーナ１０を消火させると共に
ポンプの運転を停止させる。なお、前記給湯温度
検知器５および風呂温度検知器８は、一般的には
サーミスタが用いられる。また、電磁弁１と水位
スイツチ４とは水位スイツチの取付位置の関係か
ら１つのユニツトとして器具とは別置されるのが
一般的である。

第３図は前記従来の水量センサ方式を示す構成
図で、第４図と同様の機能を有する構成部には第
４図と同一符号をつけている。その動作は、第４
図で説明した「水位スイツチ４が必要液面を検
知」を「水量センサ１１が必要量を検知」に置き
換えると全く同様であるので、詳細な説明は省略
する。すなわち、水位スイツチ方式は浴槽内の液
面の高さを検知するのに対し、水量センサ方式は
湯張り量を検知するという違いがあるだけであ
る。ただし、第４図では電磁弁１と水位スイツチ
４は１つのユニツトとして器具から別置されるの
が一般的であると述べたが、第３図の水量センサ
１１の場合は器具の内に取り込まれるのが一般的
である。

前記水位スイツチ方式の長所は、浴槽中の残水
量がどのレベルにあつても湯張り量は必要水位で
正しく止められることであるが、水位スイツチの
ユニツトを浴槽の外側に器具と別置しなければな
らないため、施工工事が高価で煩雑化するという
欠点がある。また、水量センサ方式は、水量セン
サを器具の中に取り込めるため施工工事は簡単で
あるが、使用者が浴槽の残水量を確認して水量セ
ンサのカウント量をいちいち修正しなければ、浴
槽から湯が溢れたり必要水位より異常に低かつた
りするという問題があり、使い勝手が極めて悪い
という欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、前記の如き従来技術の問題点を改善
し、水位スイツチ方式と水量センサ方式との長所
を有し、施工工事が簡単でコストが安く、かつ、
極めて正確な使い勝手の良い湯張り量制御方法を
提供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前記の如き目的を達成せんがため、
従来の水位スイツチや水量センサを用いて湯張り
量を制御するのではなく、浴槽中の残水を風呂熱
交換器を経由して強制的に循環させ、その循環水
の有無により残水の有無を検出し、残水がないと
検出した場合には、必要湯張り量に満たない一次
湯張りを行なつた後、その湯を風呂熱交換器を経
由して強制的に循環させると共に風呂バーナをあ
る特定時間だけ燃焼させ、その燃焼の前後の湯の
温度差に基づいて二次湯張り量を演算し、その演
算により残水なしと判断した際の湯張り量を補正
して二次湯張りを行なうことを特徴とする。

また、本発明は、残水ありと検出した場合でも
残水なしと検出した場合でも、湯張りを一次と二
次とに分けて行ない、その一次湯張り終了後浴槽
中の湯を風呂熱交換器を経由して強制的に循環さ
せ乍ら風呂バーナをある特定時間だけ燃焼させ、
その風呂バーナ燃焼の前後の湯の温度差に基づい
て二次湯張り量を演算し、その演算により一次湯
張りに際し決定した湯張り量の演算誤差を補正し
た二次湯張りを行なうことを特徴とする。

〔作用〕

本発明は、前記の如く、浴槽中の残水を風呂熱
交換器を経由して強制的に循環させ、その循環水
の有無により残水の有無を検出するので、吸込口
より上方まで残水がある場合には問題はないが、
吸込口より下方に残水がある場合には残水が全く
ないと判断して湯張り量が演算され、その分だけ
余分な湯張りが行なわれるおそれがある。ここに
おいて、第１の発明は、残水なしと判断した場合
には、必要とする湯張り量以下で液面が吸込口以
上となる量の一次湯張りを行ない、しかる後ポン
プを駆動して浴槽中の湯を強制的に循環させ乍ら
風呂バーナをある特定時間だけ燃焼させ、その風
呂バーナ燃焼の前後の湯の温度差に基づいて二次
湯張り量を演算するので、この二次湯張り量演算
により最初の残水が全くないとした湯張り量を補
正して、如何なる場合にも正確な液面レベルを保
つ湯張りを行なうことができる。

また第２の発明は、残水の有無に拘らず、必要
とする湯張り量以下の一次湯張りを行なつた後、
浴槽中の湯を風呂熱交換器を経由して強制的に循
環させ乍ら風呂バーナをある特定時間だけ燃焼さ
せ、その風呂バーナ燃焼の前後の湯の温度差に基
づいて二次湯張り量を演算するので、前記第１の
発明と同様の作用を奏することは勿論であるが、
さらに、一次湯張りの際の温度検知器の誤差や演
算誤差があつてもこれを補正して、一層正確な液
面レベルを保つ湯張りを行なうことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図に
ついて説明する。

第１図は本発明の制御方法を示すフローチヤー
ト、第２図は制御回路のブロツク図、第３図は本
発明を適用する全自動風呂釜の構成図である。

これらの図において、１４はコントローラを示
し、風呂沸き上り温度調節スイツチ１５と、全自
動運転スイツチ１６と、給湯運転スイツチ１７と
を有する。そして、使用者が風呂沸き上り温度調
節スイツチ１５により希望の温度（例えば42℃）
に設定した後、全自動運転スイツチ１６をONす
ると、その信号が風呂演算回路１８とポンプ駆動
回路１９に入り、風呂演算回路１８により湯張り
するに必要な量の検出演算動作を開始すると共
に、リレーK₁が励磁されて接点SW₁が閉じ、ポ
ンプ６が運転されるようにする。また、前記風呂
演算回路１８には、前記風呂沸き上り温度調節ス
イツチ１５と、風呂温度検知器８と、水量演算回
路２０と、タイマー回路２１と、給湯比例制御回
路２２と、風呂流水スイツチ７と、水電磁弁駆動
回路２３と、風呂比例制御回路２４とが接続され
ていて、風呂流水スイツチ７がONすると、風呂
温度検知器８で浴槽中の水（湯）温を検知すると
共にこれを風呂演算回路１８にとり込み、次いで
風呂演算回路１８からタイマー回路２１に信号を
出力して、タイマー回路２１に設定した特定時間
Ｔ（hr）だけリレーK₄を付勢し、その時間だけ風
呂比例弁２５の接点SW₄を閉じて風呂バーナ１０
を燃焼させるようにする。

また、前記風呂演算回路１８は、前記ポンプ６
の回転にも拘らず風呂流水スイツチ７がONしな
い場合には、浴槽中に残水なしと判断してその浴
槽に必要とする全量の湯張り量を演算し、後述の
如くして一次と二次とに分けて湯張りを行なう信
号を水電磁弁駆動回路２３と水量演算回路２０に
入力させるようにする。

また、前記水電磁弁駆動回路２３は、風呂演算
回路１８から湯張り信号が入ると、後述の如くし
てリレーK₂が励磁させて水電磁弁１および給湯
比例弁２６を動作させる二連式接点SW₂を閉じ、
水電磁弁１を開くと共に、給湯比例制御回路２２
により使用者が風呂沸き上り温度調節スイツチ１
５で設定した風呂沸き上り温度よりもやや低い温
度（例えば２℃位い低い温度）の湯張りを行ない
得るように構成する。

なお、図示の実施例は、本発明とは直接関係な
いが、給湯の動作としては、コントローラ１４の
給湯運転スイツチ１７をONにした後出湯栓を開
くと、給湯流水スイツチ１２が閉じてリレーK₃
が励磁され、接点SW₃が閉じて給湯比例弁２６に
通電されるように構成されている。

次に、第１図ないし第３図に基づいて本発明の
制御方法を説明する。

第１の制御方法 コントローラ１４の風呂沸き上り温度調節スイ
ツチ１５を使用者が希望の沸き上り温度（例えば
42℃）に設定した後、全自動スイツチ１６をON
にすると、その信号が風呂演算回路１８とポンプ
駆動回路１９に入り、湯張りに必要な量の検出・
演算動作を開始する。

ポンプ駆動回路１９に信号が入ると、リレー
K₁が励磁され、その接点SW₁が閉となつてポン
プ６が運転され、浴槽の吸込口１３ａから残水を
吸い込み、風呂流水スイツチ７、風呂温度検知器
８、風呂熱交換器９を経由して吐出口１３ｂから
浴槽１３へ戻される残水の循環回路が形成され
る。このとき、風呂流水スイツチ７がある時間以
上ONしなければ、風呂演算回路１８において浴
槽残水量なしと判断し、その浴槽への全量の湯張
り量を演算する。

そして、この演算が終了すると、水電磁弁駆動
回路２３に信号を入力させると共に、水量演算回
路２０に対し湯張り全量の一部、例えば60％カウ
ントアウトすると湯張りを中止する信号を入力さ
せる。

これにより、リレーK₂が励磁されて水電磁弁
１および給湯比例弁２６を動作させる二連式接点
SW₄が閉となると同時に、風呂演算回路１８から
給湯比例制御回路２２に信号が入り、水電磁弁１
が開いて使用者が設定した風呂沸き上り温度より
もやや低い温度（例えば２℃低い温度）の一次湯
張りを行なう。そして、その一次湯張りの量を水
量センサ１１がカウントし、60％の湯張りが終了
すると水電磁弁１を閉じて一次湯張りを中止す
る。

このときポンプ６は運転し続けており、浴槽中
の前記一次湯張りされた湯を浴槽の吸水口１３ａ
から吸い込み、風呂流水スイツチ７、風呂温度検
知器８、風呂熱交換器９を経て吐出口１３ｂから
浴槽へ戻される循環を行なわせ、風呂流水スイツ
チ７がONして風呂温度検知器８で一次湯張りの
温度t₁（℃）が検知される。次にこの循環をさせ
たままの状態で風呂演算回路１８からタイマー回
路２１に信号を出してリレーK₄を励磁させ、風
呂比例弁２５の接点SW₄を閉じてタイマー回路２
１に設定したある特定時間Ｔ（hr）だけ風呂ガス
バーナ１０を燃焼させ、これにより上昇した湯温
t₂（℃）を同じ風呂温度検知器８で検知させ、風
呂演算回路１８で次式に従つてその時の浴槽中の
湯量Q₁（）を演算させる。

Q₁＝Is×Ｔ×η／１×（t₂−t₁） …(1)式 ここで Is（kcal／hr）………風呂のインプット Ｔ（hr）………特定点火時間 η（％）………熱効率 Q₁（）………浴槽中の湯量（＝Kg） t₁（℃）………浴槽中の湯温 t₂（℃）………特定点火時間後の浴槽中の湯温 １（kcal／Kg℃）………水の比熱 である。

ここで風呂のインプツトIs（kcal／hr）は器具
により固定されるし、熱効率η（％）は厳密には
気温等によつて多少変動はするが使用上で問題に
なる程でないため、これもある一定値で固定でき
る。さらに特定点火時間Ｔ（hr）はタイマー回路
２１により、また浴槽中の点火前湯温t₁（℃）、特
定点火時間Ｔ（hr）後の湯温t₂（℃）は風呂温度検
知器８で計測されるため、これらのデータを(1)式
に代入すると自ずと浴槽中の湯量Q₁（）が算出
できる。

かくして検知した浴槽中の湯量Q₁は、浴槽が
真に空であつた場合には最初演算した湯張り量と
ほぼ等しいが、浴槽中に残水があつた場合には一
次湯張り量＋残水量となり、かくして残水があつ
た場合でもこの時点で正確な湯量を知ることがで
きる。

上記の如くしてその時点における湯量Q₁（）
が算出されると、次に必要水量Q₂（）（一般的
には180＝固定値）との差Q₂−Q₁（）すなわ
ち二次湯張り量を風呂演算回路１８で演算させた
後、水電磁弁駆動回路２３および水量演算回路２
０に信号を入力し、前記一次湯張りと同様にして
水量センサ１１がカウントアウトするまで二次湯
張りを行ない、かくして吸入口以下の残水の有無
にかかわらず常に一定の液面を有する正確な湯張
りを行なうことができる。

なお、前記の如くして湯張りを行なうと、風呂
側のポンプ６が運転を開始し、浴槽中の湯が吸水
口１３ａから風呂流水スイツチ７、風呂温度検知
器８、風呂熱交換器９を経由して吐出口１３ｂか
ら浴槽内に戻る循環を始め、このとき、風呂温度
検知器８がコントローラに設定された湯温を検知
するとポンプ６の運転が停止され、湯温が設定さ
れた温度より低くてかつ風呂流水スイツチ７が
ONであれば風呂バーナ１０に点火し、設定湯温
になるまで追い焚きすることは前記第３図に示す
従来例と同様である。

また、ポンプが最初に運転された際、浴槽中に
吸水口以上のレベルまで残水があるときには、風
呂流水スイツチ７がONし、これにより残水温度
t₁（℃）が検知され、次に、風呂演算回路１８か
らタイマー回路２１に信号が出て、ある特定時間
だけ風呂ガスバーナ１０を燃焼させ、その後上昇
した残水温度t₂（℃）を風呂温度検知器で検知さ
せ、前記(1)式に従つて残水量を演算させ、その演
算結果に基づいて必要とする量の湯張りを行な
う。従つて、この制御方法は、残水なしと判断し
た場合のみ湯張りを一次と二次とに分けて行なう
方法である。

第２の制御方法 第１の制御方法は、前記の如く、残水なしと判
断した場合のみ湯張りを一次と二次とに分けて行
なつたが、第２の制御方法は、残水の有無にかか
わらず湯張りを一次と二次とに分けて行なう方法
である。

すなわち、ポンプ６が運転されたにもかかわら
ず風呂流水スイツチ７がONしないときには残水
なしと判断して前記第１の制御方法と同様にして
例えば60％一次湯張りを行ない、また、風呂流水
スイツチ７がONしたときには残水を循環させ乍
ら特定時間Ｔ（hr）だけ風呂バーナ１０を燃焼さ
せ、その燃焼の前後の残水温度t₁（℃）とt₂（℃）
に基づいて前記(1)式に従つて残水量Q₁（）を演
算させ、必要水量Q₂（）との差Q₂−Q₁（）の
60％の一次湯張りを行なう。

そして、前記何れの場合も、残水（がある場合
とない場合を含む）に第１回演算値の60％湯張り
した混合水温度t₁′（℃）が計測され、次に再びあ
る所定時間T′（hr）だけ風呂ガスバーナ１０に点
火し、その後上昇した残水に第１回演算値の60％
湯張りした混合水温度t₂′（℃）を同じ風呂温度検
知器８で検知させた後、同様に(1)′式に代入演算
させて必要湯張り量Q₁′（）を求める。

Q₁′＝Is×T′×η／１×（t₂′−t₁′）…(1)′
式 ここで Is（kcal／hr）………風呂のインプット T′（hr）………特定点火時間 η（％）………熱効率 Q₁′（）………浴槽の残水に一次湯張りした混合
残水量（＝Kg） t₁′（℃）………残水に第１回演算値の60％湯張り
した混合水温度 t₂（℃）′………残水に第１回演算値の60％湯張り
した混合水の特定点火時間後の温度 １（kcal／Kg℃）………水の比熱 必要湯張り量Q₁′（）が算出されると、必要水
流Q₂（）との差Q₂−Q₁′（）を風呂演算回路１
８で再度演算させた後、水電磁弁１が開となつて
補正の二次湯張りを開始し、Q₂−Q₁′（）の流
量を水量センサ１１がカウントアウトすると水電
磁弁１が閉となり、補正の二次湯張りを停止す
る。

なお、この場合も、湯温が設定された湯温に達
するまで、追い焚きすることは前記と同様であ
る。

この第２の制御方法によれば、第１の制御方法
と同様に、残水なしと判断された場合でかつ吸水
口以下のレベルの残水があつても、常に一定の液
面を有する正確な湯張りを行なうことができるば
かりでなく、残水があつた場合の検出温度の誤差
や最初の演算誤差があつた場合には第２回の演算
によりこれを補正して一層正確な一定の液面を有
する湯張りを行なうことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の全自動風呂釜の
湯張り制御方法によれば、浴槽の残水があつても
なくても、また、その残水量がどのレベルにあつ
ても、常に一定の液面を保つてきわめて正確な湯
張りを行なうことができ、かつ、施工工事も簡単
で、使い勝を大幅に改善することができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の湯張り制御方法のフローチヤ
ート、第２図は同じく湯張り制御回路のブロツク
図、第３図は従来の水量センサ方式の全自動風呂
釜および本発明を適用する全自動風呂釜の構成
図、第４図は従来の水位スイツチ方式の全自動風
呂釜の構成図である。 １……水電磁弁、２……給湯ガスバーナ、３…
…給湯熱交換器、５……給湯温度検知器、６……
ポンプ、７……風呂流水スイツチ、８……風呂温
度検知器、９……風呂熱交換器、１０……風呂ガ
スバーナ、１１……水量センサ、１２……給湯流
水スイツチ、１３……浴槽、１４……コントロー
ラ、１５……風呂沸き上り温度調節スイツチ、１
６……全自動運転スイツチ、１８……風呂演算回
路、１９……ポンプ駆動回路、２０……水量演算
回路、２１……タイマー回路、２２……給湯比例
制御回路、２３……水電磁弁駆動回路、２４……
風呂比例制御回路、２５……風呂比例弁、２６…
…給湯比例弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 浴槽内の残水をポンプで風呂熱交換器を経由
   して強制的に循環させ、かつ該循環路に風呂流水
   スイツチと風呂温度検知器を具備させ、前記ポン
   プの運転にもかかわらず風呂流水スイツチがオン
   しなければ浴槽中に残水なしと判断してその浴槽
   に必要とする湯張り量を演算し、次いで浴槽中に
   その湯張り量以下で液面が浴槽の吸込口以上とな
   る量の一次湯張りを行ない、しかる後前記ポンプ
   を駆動して浴槽中の湯を強制的に循環させ乍ら風
   呂バーナをある特定時間だけ燃焼そせ、その風呂
   バーナ燃焼の前後の湯の温度差に基づいて二次湯
   張り量を演算し、その演算により残水なしと判断
   した湯張り量を補正して二次湯張りを行なうこと
   を特徴とする給湯器つき全自動風呂釜の湯張り制
   御方法。 ２ 浴槽中の残水をポンプで風呂熱交換器を経由
   して強制的に循環させ、かつ該循環路に風呂流水
   スイツチと風呂温度検知器とを具備させ、前記ポ
   ンプの運転にもかかわらず風呂流水スイツチがオ
   ンしなければ浴槽中に残水なしと判断してその浴
   槽に必要とする湯張り量を演算し、前記流水スイ
   ツチがオンすると前記循環を継続しつつ風呂バー
   ナをある特定時間だけ燃焼させ、その風呂バーナ
   燃焼の前後の残水の温度差に基づいて残水量を演
   算し、前記何れの湯張り量の場合でも、前記演算
   の結果に基づく必要とする湯張り量以下の一次湯
   張りを行なつた後、浴槽中の湯を風呂熱交換器を
   経由して強制的に循環させ乍ら、風呂バーナをあ
   る特定時間だけ燃焼させ、その風呂バーナ燃焼の
   前後の湯の温度差に基づいて二次湯張り量を演算
   し、その演算により一次湯張りに際し決定した湯
   張り量の演算誤差を補正して二次湯張りを行なう
   ことを特徴とする給湯器つき全自動風呂釜の湯張
   り制御方法。