JPH08210697A - 浴槽の水位制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水圧により浴槽内の水位を検出する場合の配
管内の空気による弊害を除いて水位制御の安定化を図っ
た浴槽の水位制御方法を提供する。 【解決手段】 浴槽内の水位を監視しながら前記浴槽内
に給湯を行い、前記浴槽内の水位を給湯器と前記浴槽と
の間に接続されている配管を通して作用する圧力により
検出し、設定水位に制御する浴槽の水位制御方法であっ
て、給湯に先立って水位検出手段で水位検出を行い、そ
の検出水位が設定水位より低い場合には、前記水位検出
手段が接続されている前記配管を通して該配管内の空気
を排除できる程度の水量の給水を行った後、前記水位検
出手段で水位検出を行い、その検出水位が設定水位以下
の場合、前記検出水位が設定水位となるまで前記浴槽に
対して給湯を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、給湯器と浴槽との間
に設置された配管内の水圧を検出して浴槽の水位制御を
行う水位制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、全自動給湯器や風呂釜では、給湯
器と浴槽との間に結合されている配管に圧力センサを設
置して配管内水圧から浴槽内の水位を検出し、その検出
水位に応じて給水の必要を判断し、浴槽内の水位を所定
値に制御する方法が取られている。

【０００３】そして、浴槽内に水が無い場合には、圧力
センサが設置されている配管に対して反対側の配管から
給水を行って検出圧力の立上げを行うので、浴槽内の使
用上の最適化水位としての設定水位まで精度よく給水を
行うことができる。

【０００４】したがって、このような水位制御システム
では、配管に圧力センサを設置して間接的に浴槽内の水
位を検出するので、浴槽内に水位を検出する手段を設置
する必要がなく、浴槽内を広く利用できる等の利点があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来、浴槽
内に気泡発生装置を設置することが行われているが、浴
槽内に気泡を発生させると、浴槽内から配管内にその気
泡が侵入する場合がある。特に、ポンプを動作させて再
加熱を行う追焚き制御装置を備えた給湯器では、気泡発
生装置を動作させた状態で追焚きを行うと、浴槽内の気
泡が配管内に導かれる。

【０００６】ところが、配管内に空気が侵入すると、侵
入した空気のため、配管内の水圧が低下し、圧力センサ
が水位低下や異常水位を検出してしまう。特に、全自動
動作の１回目が終了した後、設定水位とともに設定温度
を一定時間保つ制御を行う保温・足し湯制御状態におい
ては、配管中に空気が侵入していると、圧力センサが設
定水位よりも高い圧力を検出した場合には不都合はない
が、設定水位よりも低い圧力を検出した場合には、浴槽
内が必要な水位に保たれている場合でも給水状態とな
り、また、現実に水位が低下している場合には、極端な
水位低下が生じたものと判断し、必要以上の給水を行う
ことになり、浴槽から湯水を溢れさせる等、水位制御が
不安定になるおそれがあった。

【０００７】そこで、この発明は、水圧により浴槽内の
水位を検出する場合の配管内の空気による弊害を除いて
水位制御の安定化を図った浴槽の水位制御方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の浴槽の水位制
御方法は、浴槽内の水位を監視しながら前記浴槽内に給
湯を行い、前記浴槽内の水位を給湯器と前記浴槽との間
に接続されている配管を通して作用する圧力により検出
し、設定水位に制御する浴槽の水位制御方法であって、
給湯に先立って水位検出手段で水位検出を行い、その検
出水位が設定水位より低い場合には、前記水位検出手段
が接続されている前記配管を通して該配管内の空気を排
除できる程度の水量の給水を行った後、前記水位検出手
段で水位検出を行い、その検出水位が設定水位以下の場
合、前記検出水位が設定水位となるまで前記浴槽に対し
て給湯を行なうことを特徴とする。

【０００９】浴槽に対する設定水位は入浴に適した水位
である。水位検出手段がこの設定水位以下を表す圧力を
検出した場合には、給水源から所定量の湯水を補助給水
として配管を通じて供給する。即ち、この補助給水で配
管内の空気が抜かれることになる。そして、再度、圧力
検出を行えば、その検出圧力が適正な水位を示すことに
なり、その検出圧力が表す水位と設定水位とを比較し、
その大小関係に応じて浴槽内に給水する。

【００１０】このように、補助給水による空気抜きを介
在させた２段階の圧力検出によって、適正な圧力検出、
即ち、水位検出が行われることから、水位制御の信頼性
が高まり、浴槽から湯水が溢れる等の不都合が防止され
る。

【００１１】また、最初の圧力検出で、その検出圧力が
設定水位を下回らない場合には、補助給水を行わないの
で、給水の無駄が生じないし、補助給水を行う場合に
も、配管内の空気抜きに必要な量の補助給水を行えば、
浴槽から湯水を溢れさせる等の不都合も防止することが
できる。

【００１２】したがって、このような水位制御方法によ
れば、浴槽内で気泡発生装置を使用し、発生した気泡が
追焚き等で配管内に侵入した場合にも、適正な圧力検出
によって浴槽内の水位を正確に検出でき、安定した給水
制御を行なうことができる。

【００１３】

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

【００１４】図１は、この発明の浴槽の水位制御方法の
一実施形態を示す。

【００１５】浴槽２に対し、所望の湯水を供給する給水
源として給湯装置４が設置され、浴槽２と給湯装置４と
の間には、給湯装置４から浴槽２に対する湯水の供給又
は給湯装置４側に湯水を戻すための給水用配管として２
つの配管６、８が配設されている。これら配管６、８
は、浴槽２の壁面又は底面側に結合されている。ところ
で、ｈＥＨは、浴槽２における配管８の開口部位置の水
位としての基準水位、また、ｈＦは、基準水位より高い
設定水位、例えば入浴に適する水位である。

【００１６】そして、給湯装置４には、水道等の上水配
管１０から給水を受けた水の第１の加熱手段として給湯
器４０が設置されている。この給湯器４０の給湯管４１
には二方弁４２が設置され、この二方弁４２は、全自動
動作のお湯入れを行う場合に、器具の給湯器４０側より
湯水を追焚回路４３側に流し込むための弁である。

【００１７】二方弁４２を経た湯水ＷＨは、一旦、ホッ
パー４４に溜められる。ホッパー４４は、上水と浴槽２
側の湯水ＷＨとを分離する分離手段として設置されたタ
ンクである。このホッパー４４の底面側には、第１の三
方弁４５Ａが設置され、この三方弁４５Ａの出力側には
配管６に通じる配管４６とともに配管８が接続されてい
る。配管４６には給湯又は湯水ＷＨの循環を行うための
ポンプ４７が設置され、このポンプ４７を経た配管４６
と配管８との間に第２の三方弁４５Ｂが設置されてい
る。三方弁４５Ｂは、浴槽２に対して湯水ＷＨを配管６
側から供給するか、配管８側から供給するかの給水経路
を切り換える切換弁である。また、この三方弁４５Ｂに
は配管６が接続され、この配管６には追焚き時に動作さ
せる第２の加熱手段として追焚熱交換器４８が設置され
ている。したがって、追焚回路４３は、ポンプ４７、追
焚熱交換器４８、配管６、８を含む循環路で構成され
る。

【００１８】そして、配管８には分岐配管１２が接続さ
れ、浴槽２の水位によって配管８に作用する水圧を通し
て水位を検出する水位検出手段としての圧力センサ１４
が接続されている。この圧力センサ１４の検出信号ｍ１
は、水位制御手段としての給湯制御部１６に制御入力と
して加えられる。

【００１９】給湯制御部１６には、例えば、図２に示す
ように、マイクロコンピュータからなる制御装置が設置
されている。この給湯制御部１６には、必要な給湯制御
を行うための演算手段として中央処理装置（ＣＰＵ）１
６０が設置され、このＣＰＵ１６０には、制御プログラ
ムや固定データを記憶する記憶手段として読出し専用メ
モリ（ＲＯＭ）１６１とともに、演算途上のデータや取
り込んだ各種のデータを記憶する随時書込み読出しメモ
リ（ＲＡＭ）１６２が連繋されている。そこで、この給
湯制御部１６では、圧力センサ１４の検出信号ｍ１や、
他のセンサ５０からの各種の検出信号ｍ２〜ｍｎがフィ
ルタ（ＦＩＬ）１６３を通してノイズ等の不要成分が取
り除かれた後、マルチプレクサ（ＭＰＸ）１６４を通し
て選択的にアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）１６
５に加えられる。ＭＰＸ１６４及びＡＤＣ１６５はＡＤ
変換手段として一体に構成される。そして、ＡＤＣ１６
５を通してディジタル化された各検出信号ｍ１〜ｍｎ
は、ＣＰＵ１６０に取り込まれ、ＲＯＭ１６１に書き込
まれている制御プログラムに従って所定の演算処理の
後、ＲＡＭ１６２に格納される。また、ＣＰＵ１６０に
は、入出力回路（Ｉ／Ｏ）１６６を通して駆動スイッチ
等の制御入力手段から制御入力信号Ｖｃ１〜Ｖｃｎが加
えられ、各制御入力信号Ｖｃ１〜Ｖｃｎも演算制御に制
御データとして参酌される。したがって、ＣＰＵ１６０
の演算により、二方弁４２、三方弁４５Ａ、４５Ｂ、追
焚熱交換器４８等を制御するための種々の制御出力信号
Ｖｏ１〜Ｖｏｎが得られ、入出力回路１６６を通して各
種の制御手段に伝達される。

【００２０】以上の構成において、図１に示した配管系
統及び浴槽２における配管系統は、図３に示すようにな
る。

【００２１】そして、水位ｈの検出時には、図３の
（Ａ）に示すように、三方弁４５Ａのホッパー４４側を
閉塞するとともに、三方弁４５Ｂの配管６側を閉塞し、
配管８側に作用する浴槽２側の水圧が漏洩しないように
設定する。また、図３の（Ｂ）に示すように、三方弁４
５Ａ、４５Ｂの配管８側以外の部分を閉塞し、配管８側
のみを開路としてもよい。

【００２２】このとき、配管８内に空気が侵入していな
い場合には、浴槽２、配管８及び分岐配管１２における
圧力分布は、図４に示すように、圧力Ｐ１〜Ｐ８とな
る。これらの圧力分布において、圧力Ｐ３と圧力Ｐ６、
圧力Ｐ４と圧力Ｐ７、圧力Ｐ５と圧力Ｐ８は、互いに相
殺されるので、圧力センサ１４から上方に位置する湯水
ＷＨの部分の圧力Ｐ１のみが作用することになり、この
圧力Ｐ１の検出によって水位ｈを知ることができる。

【００２３】ところが、図１に示すように、浴槽２内で
気泡発生装置１８等が用いられ、自動給湯を動作させた
場合、気泡発生装置１８で発生した気泡が配管８の内部
に侵入し、例えば、図５の（Ａ）に示すように、配管８
のＸ１の部分に空気が入ると、このＸ１部分の空気のた
め、空気が入っていない圧力Ｐ７から圧力Ｐ７′に減じ
られ、圧力Ｐ４を相殺することができない。このため、
圧力センサ１４に作用する圧力ＰＳ１は、

【００２４】 ＰＳ１＝Ｐ１−（Ｐ４−Ｐ７′）＜Ｐ１ ・・・（１）

【００２５】となり、検出水位は実際の水位より低くな
る。

【００２６】また、例えば図５の（Ｂ）に示すように、
配管８のＸ２の部分に空気が入ると、このＸ２部分の空
気のため、空気が入っていない圧力Ｐ４から圧力Ｐ４′
に減じられ、圧力Ｐ７を相殺することができない。この
とき、圧力センサ１４に作用する圧力ＰＳ２は、

【００２７】 ＰＳ２＝Ｐ１＋（Ｐ７−Ｐ４′）＞Ｐ１ ・・・（２）

【００２８】となり、圧力センサ１４に作用する圧力Ｐ
Ｓ２は、実際の水位を表す圧力Ｐ１より高くなる。この
とき、検出水位は実際の水位より高くなる。

【００２９】ところで、浴槽２内に水が無い状態から全
自動動作で給湯を行う場合には、配管８内に空気が無い
状態で沸き上げることができるため、誤動作は生じな
い。ところが、気泡発生装置１８を動作させて追焚きを
行った場合は、気泡が配管８側に侵入することになる。
即ち、追焚きは、三方弁４５Ａを配管８側、三方弁４５
Ｂを配管６側に切り換え、ポンプ４７及び追焚熱交換器
４８を動作させて行われる。浴槽２内の湯水ＷＨは、配
管８を通じて三方弁４５Ａ、配管４６、ポンプ４７及び
三方弁４５Ｂを経て追焚熱交換器４８に導かれ、加熱さ
れて配管６を通じて浴槽２内に戻る。

【００３０】このような追焚きによって配管８内に空気
が入り込むと、圧力センサ１４の検出圧力は侵入した空
気のために、浴槽２内の実際の水位とは異なった圧力を
検出してしまい、給湯制御部１６では誤った圧力によっ
て表される水位を取り込み、その検出水位と設定水位と
を比較して給水制御が行われることになり、給湯の後、
気泡発生装置１８等を使用した場合の誤動作の防止対策
として水位制御が必要となる。

【００３１】次に、図６は、給湯制御部１６における水
位制御プログラムを示す。

【００３２】この水位制御プログラムにおいて、ステッ
プＳ１では、圧力センサ１４の圧力検出により浴槽２内
の水位検出を行う。次に、ステップＳ２では、検出され
た圧力が表す検出水位ｈＳと設定水位ｈＦとを比較し、
その検出水位ｈＳが設定水位ｈＦより高い場合（ｈＳ＞
ｈＦ）には、給湯制御は終了する。

【００３３】また、ステップＳ２で、検出水位ｈＳが設
定水位ｈＦより低い（ｈＳ＜ｈＦ）と判断された場合に
はステップＳ３に移行し、ステップＳ３では三方弁４５
Ａを配管８側に開き、配管８側から補助給水を行う。こ
の補助給水は、配管８の空気を除去できる程度の給水量
とする。

【００３４】このような補助給水の後、ステップＳ４で
は、再び、三方弁４５Ａを閉じて水位検出を行う。

【００３５】そして、ステップＳ５では、圧力センサ１
４で検出された水位ｈＳと設定水位ｈＦとの比較を行
い、その検出水位ｈＳが設定水位ｈＦと等しい場合（ｈ
Ｓ＝ｈＦ）には、給湯制御は終了する。また、ステップ
Ｓ５で、検出水位ｈＳが設定水位ｈＦより低い（ｈＳ＜
ｈＦ）と判断された場合にはステップＳ６に移行する。
ステップＳ６では、三方弁４５Ａを配管４６、三方弁４
５Ｂを配管８側に切り換えてホッパー４４から配管４
６、ポンプ４７、三方弁４５Ｂ及び追焚熱交換器４８を
通して配管６側から湯水ＷＨの供給を行い、浴槽２の水
位が設定水位ｈＦに到達するまで給湯を行って水位制御
を終了する。

【００３６】なお、ステップＳ２において、配管８内に
空気が侵入しているために異常水位を検出する場合に
は、基準水位ｈＥを判断条件に加えて、検出水位ｈＳが
その基準水位ｈＥを越えているとき、ステップＳ３に移
行して補助給水を行い、再度の水位検出を行った後、給
湯を行うようにしてもよい。

【００３７】ところで、給湯は、給湯器４０を動作さ
せ、例えば、三方弁４５Ａを配管４６側に切り換えると
ともに、三方弁４５Ｂを配管６側に切り換え、ポンプ４
７を動作させると、ホッパー４４に供給された湯水ＷＨ
が三方弁４５Ａ、ポンプ４７、三方弁４５Ｂ及び配管６
を通じて浴槽２に供給され、浴槽２の湯水ＷＨは、予め
設定されている最適な設定水位ｈＦに制御される。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、配管内に侵入した空気を補助給水によって除くこと
ができ、配管内の圧力によって浴槽内の水位を検出する
水位検出の精度を高めることができ、不要な給湯等を防
止でき、浴槽内の水位制御を安定化させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の浴槽の水位制御方法の一実施形態を
示す配管系統図である。

【図２】浴槽の水位制御を行なう給湯制御部の具体的な
構成例を示すブロック図である。

【図３】圧力検出系統を示す図である。

【図４】配管系統における圧力分布を示す図である。

【図５】配管中に空気が侵入した場合の圧力分布を示す
図である。

【図６】水位制御プログラムを示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

２ 浴槽 ４０ 給湯器 ６、８ 配管 １４ 圧力センサ（水位検出手段） １６ 給湯制御部（制御手段）

フロントページの続き (72)発明者 松村 朗 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木産 業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浴槽内の水位を監視しながら前記浴槽内
   に給湯を行い、前記浴槽内の水位を給湯器と前記浴槽と
   の間に接続されている配管を通して作用する圧力により
   検出し、設定水位に制御する浴槽の水位制御方法であっ
   て、 給湯に先立って水位検出手段で水位検出を行い、その検
   出水位が設定水位より低い場合には、前記水位検出手段
   が接続されている前記配管を通して該配管内の空気を排
   除できる程度の水量の給水を行った後、前記水位検出手
   段で水位検出を行い、その検出水位が設定水位以下の場
   合、前記検出水位が設定水位となるまで前記浴槽に対し
   て給湯を行なうことを特徴とする浴槽の水位制御方法。