JPH0330793B2 - - Google Patents

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、水室内に収容されて間接加熱される蛇管と
を有する一管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、それによつ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
水によつて間接加熱される蛇管１３とを備え（第
３図）、水室１２は、給水管１２ａと給湯管１２
ｂと接続することによつ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１
４，１４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
作ができ、また、バーナ１１を点火した上循環ポ
ンプ１４ａを運転して風呂場の追いだきができ
る、いわゆる一缶二水路型給湯機能付き風呂釜１
０が普及している。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１４ａ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つた誤差信号によつ
て、バーナ１１の点滅操作を行なうものや、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つて循環ポンプ１
４ａのオンオフ制御を行ない、追いだき時の温度
制御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
ある上、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つた。

そこで、追いだきの際には、給湯温度設定器を
自動的に最高値に設定し、追いだきの終了によ
り、これを所定の給湯温度設定値に戻すようにし
たものも知られている（実開昭58−16838号公
報）。しかしながら、このものは、風呂釜１０が
水室１２を備えず、給湯用熱交換器と追いだき用
熱交換器とを併用する形式のものに対して有効で
あるとしても、水室１２を有する形式のものに対
しては不適当である。追いだき終了後に給湯温度
設定器を所定の給湯温度設定値に戻したとして
も、水室１２には、追いだき用に最高温度に加熱
された大量の湯が保有されており、その後の一般
給湯の際にこの高温湯が放出されると、極めて危
険な事態を招く可能性があるからである。

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、湯張りモードと追いだ
きモードとでは、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つて、水室を有する風
呂釜に対し、給湯温度設定器を再設定操作するこ
となく、追いだき動作を高効率で行なうことがで
きる上、使用者に危険を及ぼすおそれがなく、し
かも、適温の一般給湯と風呂の湯張りとを併せ行
なうことができる、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つてバー
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
誤差信号によつて給湯温度設定器を制御すること
により、給湯温度設定器とバーナ制御装置と給湯
温度設定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し、
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ようにしたこ
とをその要旨とする。

なお、給湯温度設定器からの給湯温度設定値
は、給湯温度を制御するバーナ制御装置の目標値
となつている。また、給湯温度設定値は、湯張り
モードと追いだきモードでは、風呂温度設定値と
風呂温度との誤差信号によつて規制される。そこ
で、湯張りモードでは、この誤差信号がなくなる
ようにバーナ制御装置を作動させることにより、
風呂温度設定値に一致する所定の風呂温度を実現
するように湯張りすることができる。一方、追い
だきモードでは、たとえば、その動作中の初期に
おいて給湯温度設定値を最大値に強制設定し、追
いだきの進行によつて誤差信号が小さくなるに従
い、これを風呂温度設定値に近い一定値にまで連
続的に下降させることにより、追いだきの初期に
は、水室を高温に加熱して追いだき効率を最大に
し、追いだきの終期には、水室は、風呂温度設定
値に近い所定の温度にすることができる。よつ
て、その後の一般給湯の際に、危険な高温湯が給
湯されるおそれをよく防止することができる。

実施例 以下、図面を以つて実施例を説明する。

一缶二水路風呂釜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２
６と給湯温度検出器１２ｄとにより、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、
風呂釜温度設定器３１と風呂釜温度検出器３２と
比較器３３とにより、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る（第１
図）。ここで、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、前者に対するメジヤール
ープを形成して、前者をカスケード制御するよう
に動作する。

風呂釜１０は、バーナ１１と水室１２と蛇管１
３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てある。ただ
し、水室１２から出給湯管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（以下、給湯温度という）Toを検出でき
るようにしてある点が第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
ほぼ同一である。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）Ｔ１を検出すると
ともに、２本の水位検出器４１，４２を設けてあ
る。水位検出器４１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１２ｃに
接続され、水位検出器４２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、リレー接点Ａとアンドゲート４４とオアゲ
ート４３の双方を介して、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し、それぞれ図示しないリレ
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の加算端子に接続する手動
用給湯温度設定器２１と、比較器３３の出力を入
力し、リレー接点Ａを介して比較器２５に接続す
る追いだき用湯温度設定器２２と、比較器３３の
出力を入力し、リレー接点Ｆを介して比較器２５
に接続す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１４ａの運転状
態を示す制御信号Ｃと、後述の風呂温度設定器３
１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を入力する
一方、その減算端子には、給湯温度検出器１２ｄ
からの給湯温度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つて、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３３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からの風呂温
度Ｔ１が入力され、比較器３３からの誤差信号
ΔT1＝Ｐ−T1は、前述ように、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０である２台のコンパレ
ータ４６，４７を介して、フリツプフロツプメモ
リ４５のセツト端子Ｓとリセツト端子Ｒとに分岐
接続されている。フリツプフロツプメモリ４５の
出力は、前述のアンドゲート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ツチを操作して手動
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、
したがつて、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ある給湯弁を開操作
することによつて、給湯管１２ｄ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よ
うに、誤差信号ΔToに基づき、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）、循環ポ
ンプ１４ａは停止しており(b)、給湯温度設定器２
０からの給湯温度設定値Ｑは、手動用給湯温度設
定器２１に設定された一定の手動設定値であり
（ｃ、曲線(c)の下方に示す記号Ｍ）、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)。

操作スイツ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に信号を送つて、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、浴槽水位が一定レベル
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１４ａが停止中であることを制御信号Ｃによ
つて判断して、風呂温度設定器３１からの風呂温
度設定値Ｐをそのまま湯張り用給湯温度設定器２
３の出力側にバイパスして出力するものとする
（曲線ｃと、その下方の記Ｆ）。そこで、浴槽Ｂに
供給される湯の温度は、、風呂温度設定器３１に
設定した風呂温度設定値Ｐとなるように制御され
るが、この状態では、循環ポンプ１４ａが停止し
ていること、浴槽Ｂが冷えていること等から、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が運転可
能な一定レベルCLを越えると、水位検出器４２
がこれを検出し(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、循環ポンプ１４ａがスタートする(b)。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からの誤差信号ΔT1
に切り換えられる(c)。これにより、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ΔT1を入力して、
適当な制御定数を以つてこれを増幅し、比較器２
５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。よつて、浴槽Ｂ
内に湯張りされる湯の温度（風呂温度）Ｔ１は、
風呂温度設定器３１で設定される風呂温度設定値
Ｐとなるように自動制御されながら、湯張り操作
が続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
つ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１２ｃ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で阻止される。したがつて、循環
ポンプ１４ａは停止し(b)、制御装置は、待機中の
状態になる(e)。給湯温度設定器２０は、湯張り用
給湯温度設定器２３が切り離され、代わつて、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によつてその入力が風呂温
度設定器３１に選択され、風呂温度設定値Ｐプラ
スα（α≧０）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
択してあるものとする。この状態においては、給
湯温度制御系統は、給湯温度設定値Ｑ＝Ｐ＋αを
受けて待機しているから、給湯温度Toの低下に
対しては、バーナ制御装置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Ｔ１が風呂温度設定値Ｐからβ
以下に下がつたことがコンパレータ４６で検出さ
れると(d)、その出力信号は、フリツプフロツプメ
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(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１４
ａ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、同時に、その出
力である給湯温度設定値Ｑは、その最大値に強制
設定される(c)。したがつて、その後の給湯温度制
御系統は、給湯温度Toが最大値となるように制
御され、循環路１４，１４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
以つて追いだき動作を行なうことができる。

風呂温度Ｔ１が追いだき動作によつて上昇回復
して風呂温度設定値Ｐに近づくと、比較器３３か
らの誤差信号ΔT１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）
に近づくように、追いだき用給湯温度設定器２２
が制御される(c)。また、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Ｑ＝（Ｐ＋α）に戻る(c)。同時に、誤差信号
ΔT1がゼロになつたことがコンパレータ４７で
検出され、その出力がフリツプフロツプメモリ４
５をリセツトするから、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、待機中の状態に復帰する(e)。

以後同様にして、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、操作スイツチを手動モー
ドに切り換えて、以後、一般給湯の用に供すれば
よい。

なお、以上の説明では、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、操作スイツチ
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、制御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
含むハードウエアによつて構成するものとした
が、この全体または一部を、マイクロコンピユー
タ内で動作するソフトウエアによつても実現可能
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ΔToに対してバーナ１１を点滅制御す
るものとしたが、これは、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によつて、前述の各動作をなすように切換え作
動させることもできる。

発明の効果 以上説明したように、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を目標値として
給湯温度を制御する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
温度設定値を目標値として風呂温度を制御するよ
うに、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構成することによつて、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風呂温度制御系統の操
作端となり、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、モード切換えに際して給湯温度設定器の再設
定操作をしなくても、追いだきの際は、たとえ
ば、その当初においては給湯温度設定値を最大値
に強制設定するとともに、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
値にすることも極めて簡単であり、したがつて、
風呂釜が水室を有する形式のものであつても、最
高効率を以つて追いだき動作を逐行でき、しか
も、過大な温度の湯が給湯されて使用者に危険を
与えたりするおそれも全くないという極めて優れ
た効果がある。

さらに、一般給湯に際して適温の湯を使用でき
ることは勿論、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、常に適温の風呂温度で湯張りするこ
と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、Ｔ１……風呂温度、To……給湯
温度、ΔT１，ΔTo……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、１４
ａ……循環ポンプ、２０……給湯温度設定器、２
６……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
   湯管により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つて、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つて、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発生し、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つ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つて前記バ
   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ように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
   温度以下に下がつたときに運転され、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
   高く設定されるように追いだき動作中に連続的に
   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。