JP3074165B2 - 自動風呂装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給湯及び追焚きの
連係により浴槽内温度を制御する自動風呂装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、全自動風呂装置は、リモコンなど
で浴槽の湯温及び水位を設定し、自動運転スイッチを入
れると、まず浴槽への給湯が開始され、設定水位に達す
ると給湯を停止し、追焚循環路の循環ポンプを駆動開始
してから追焚バーナを点火し、浴槽内の湯水が設定温度
に達した時点で追焚燃焼が停止して運転を終了するよう
にしている。

【０００３】この場合に、従来の給湯・追焚装置におい
ては、浴槽に給湯される湯水は、給湯器によりリモコン
で設定された所定温度まで昇温させて浴槽に出湯させる
ようにしているが、給湯・追焚装置からの配管経路が長
いもので１５ｍにもなってしまうことから、この配管経
路を通る湯が外気温により放熱したり、浴槽から自然放
熱することにより、浴槽内の湯温が一般的に設定温度よ
り低くなってしまう。そのため、浴槽内の湯水が設定水
位に達すると、追焚を開始して、設定温度になるまで昇
温させるようにしていた。

【０００４】しかし、冬などのように外気温が低い場合
は、浴槽内の湯水の温度と設定温度との差が大きくな
り、追焚の運転時間が長くなってしまう結果、ガスなど
の燃料消費量の増大を招くとともに、全自動風呂装置全
体の運転時間が極めて長くなってしまうという問題があ
った。

【０００５】このような問題を解消するものとして、従
来から特開平４−１６９７４９号に開示の技術が知られ
ている。これは、リモコンなどで水位や浴槽の温度を設
定し、全自動運転を開始すると、まず浴槽に設定された
温度の湯水を給湯し、この湯水が浴槽の設定水位に達し
たら、追焚用ポンプを動作させて浴槽内の湯水を循環さ
せ、浴槽から給湯・追焚装置に至る経路に浴槽の湯をな
じませた後、浴槽湯温センサにより浴槽内の湯温を検知
し、設定温度と浴槽の湯温との誤差温度ΔＴを演算して
制御部に記憶する。その後、追焚バーナを点火して浴槽
内の湯水を設定温度になるまで追焚を行ない、設定温度
に沸上がると沸上がりを報知して運転を終了するように
したものである。

【０００６】そして、制御部は、記憶した誤差温度ΔＴ
を設定温度に加えて補正し、次回の給湯・追焚全自動運
転時に、この補正した温度の湯水を給湯することにより
追焚時間を短縮することができるものである。この給湯
温度の補正は、全自動運転毎に行なうようになってい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この全自動
風呂装置では、給湯・追焚循環路が浴槽の設置場所や給
湯装置の設置場所などの都合により１５ｍにもおよぶ場
合があることから、給湯終了後に循環ポンプを駆動して
配管内に浴槽の湯をなじませる場合、循環運転に早くて
１分、平均で２〜３分、寒い日などで配管が冷え切って
いる場合には、５分以上の時間を要してしまい、その結
果、全自動風呂装置の運転開始から沸上がるまでの時間
が長くなる。

【０００８】また、循環により給湯・追焚循環路内の低
い温度の湯水が浴槽内に流れ込み、浴槽の湯水の温度が
低下する上、循環ポンプによる循環により外気温による
放熱、特に、追焚用熱交換器からの放熱により給湯後の
浴槽内の湯水の温度が低下する。

【０００９】そのため、追焚時間が長くなり、前述の循
環ポンプによる浴槽の湯水の循環時間を合わせると、沸
上がり時間が著しく長くなり、さらに、循環ポンプによ
る循環経路及び追焚用熱交換器からの放熱ロスによって
余計に燃料を消費することになるので、効率が悪いとい
う問題を有している。

【００１０】また、追焚開始時に給湯・追焚循環路内の
低い温度の湯水が浴槽内に流れ込み、浴槽の湯水の温度
が低下することから、給湯温度の補正値が大きくなって
しまい、やはり効率が悪いという問題を有している。

【００１１】さらに、次回の給湯・追焚時には、前記の
ようにして補正された放熱ロスなども含めた補正後の給
湯温度に従って給湯・追焚を行なうことから、燃料の使
用量が増加し、やはり効率が悪いという問題を有してい
る。

【００１２】そこで、本発明は、給湯及び追焚きにより
浴槽内の湯温を設定温度に到達させるとともに、沸上が
り時間を短縮化した自動風呂装置を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の自動風呂装置
は、浴槽（１）への給湯及び追焚きを通して浴槽（１）
内の湯温を設定温度に到達させるとともに、その追焚き
時間に応じて給湯手段に指定される給湯温度の変更を行
うことにより、給湯開始から設定温度までの到達時間、
即ち、沸き上がり時間を短縮化したものである。このた
め、配管内の冷却、特に、季節変化に関係なく、沸き上
げ温度を短縮化できる。

【００１４】即ち、本発明の自動風呂装置は、第１の熱
交換器（給湯用熱交換器４）により給水を指定された給
湯温度に加熱して浴槽（１）に供給する給湯手段と、前
記浴槽中の湯水を第２の熱交換器（追焚用熱交換器５）
に通して加熱する追焚手段と、前記浴槽中の前記湯水を
前記第２の熱交換器に循環させるポンプ（循環ポンプ１
７）と、前記浴槽中の湯温を検出する温度検出手段（追
焚用温度センサ２０）と、前記浴槽中の水位を検出する
水位検出手段（圧力センサ１９）と、設定温度に応じて
前記給湯手段の前記給湯温度が指定されて給湯を行い、
その給湯時、前記浴槽中の水位が設定水位に到達したこ
とを前記水位検出手段が検出したとき、前記給湯手段に
よる給湯を停止し、前記ポンプを駆動して前記追焚手段
による追焚きを開始し、前記温度検出手段からの検出温
度を取り込み、前記浴槽の湯温を前記設定温度に到達さ
せるとともに、追焚開始から設定温度に到達するまでの
時間を計測し、その計測時間が、所定の下限時間未満
か、下限時間以上で上限時間未満の範囲か、上限時間以
上かに応じて前記給湯温度の低減、維持又は増加を行っ
て次回の給湯を行う制御手段（制御部２６）とを備えた
ことを特徴とする。

【００１５】この自動風呂装置によれば、設定温度に応
じて給湯手段の給湯温度が指定される。給湯開始後、浴
槽中の水位が設定水位に到達したことを水位検出手段が
検出したとき、給湯手段による給湯を停止し、ポンプを
駆動して追焚手段による追焚きを開始する。そして、温
度検出手段からの検出温度を取り込み、浴槽の湯温を設
定温度に到達させるとともに、追焚開始から設定温度に
到達するまでの時間を計測する。その計測時間が、所定
の下限時間未満か、限時間から所定の上限時間未満の範
囲か、又は上限時間以上かに応じて給湯温度の低減、維
持又は増加を行って次回の給湯を行う。

【００１６】したがって、次回の給湯及び追焚きでは、
給湯温度が変更されており、追焚時間が短縮化して無駄
な追焚き時間が削減されるので、短時間で追焚き完了と
なる。

【００１７】また、従来のように、追焚循環路に浴槽の
湯水をなじませるために循環させる必要がないので、追
焚循環路における温度低下が少なくなり、効率のよい沸
き上げが行われる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本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。

【００１９】図１は、本発明に係る自動風呂装置の一実
施形態を示したもので、所定の湯水を貯留するための浴
槽１には、給湯・追焚装置２が追焚用循環路３を介して
接続されており、この給湯・追焚装置２には、第１の熱
交換器として給湯用熱交換器４、第２の熱交換器として
追焚用熱交換器５及びホッパー６がそれぞれ配設されて
いる。給水経路、給湯用熱交換器４及び浴槽１への経路
で給湯手段が構成され、浴槽１、追焚用熱交換器５及び
追焚用循環路３等で追焚手段が構成される。

【００２０】給湯用熱交換器４の水導入口側には、給湯
・追焚装置２に水を供給するための給水管７が入水温セ
ンサ８、入水量センサ９を介して接続されており、給水
管７は、途中分岐されて水落し込み弁１０を介してホッ
パー６に接続されている。また、給湯用熱交換器４の出
湯口側には、出湯温センサ１１を介して湯水混合弁１２
の湯導入口側が接続されている。

【００２１】湯水混合弁１２の水導入口側には、給湯用
熱交換器４の水導入口側から分岐された分岐管１３が接
続され、さらにその混合湯出口側は、混合湯温度センサ
１４を介して蛇口などの外部注湯栓（図示なし）が取り
付けられた外部配管１５に接続されるとともに、途中分
岐されて湯落し込み弁１６を介してホッパー６に接続さ
れている。

【００２２】一方、追焚用熱交換器５の湯導入口側に
は、流水スイッチ３０、循環ポンプ１７、四方弁からな
る戻り切換弁１８、水位検出手段としての圧力センサ１
９、浴槽内湯温の温度検出手段である追焚用温度センサ
２０をそれぞれ介して追焚用循環路３の戻り管２１が接
続されており、追焚用熱交換器５の出湯口側には、三方
弁からなる往き切換弁２２を介して追焚用循環路３の往
き管２３が接続されている。往き切換弁２２の他の弁口
は、注湯量センサ２４を介してホッパー６に接続されて
いるとともに、三方弁からなる排水切換弁２５を介して
戻り管２１の戻り切換弁１８に接続されている。さら
に、排水切換弁２５の他の弁口は、ホッパー６に接続さ
れている。

【００２３】また、給湯・追焚装置２の内部には、給湯
・追焚装置２全体の動作を制御するとともに、所定の制
御処理を行なうためのマイクロプロセッサなどで構成さ
れた制御部２６が配設されている。さらに、浴室あるい
は台所などの適宜位置には、制御部２６との間で種々の
スイッチ操作信号や設定操作信号などの授受を行なうワ
イヤード方式あるいはワイヤレス方式になるリモコン２
７が配設されている。

【００２４】リモコン２７には、各種の操作ボタン（図
示せず）、音声出力回路２８、スピーカ２９、ブザー
（図示せず）などが内蔵されている。音声出力回路２８
は、人工音声合成用ＩＣや発振器などから構成されてお
り、制御部２６から送られてくる報知指令信号に基づい
て所定の報知音を生成し、スピーカ２９やブザー（図示
せず）などから鳴らすものである。

【００２５】次に、上記構成になる第１の実施形態の動
作を図２のフローチャートを参照して説明する。

【００２６】先ず、リモコン２７により浴槽１の水位及
び湯温（例えば、４２℃）を入力した後（ステップＳ
１，Ｓ２）、リモコン２７の自動運転スイッチを入れる
ことにより給湯・追焚装置２の運転が開始される（ステ
ップＳ３）。なお、以下においては、浴槽１の設定水位
４０cm、湯温の設定温度４２℃に設定したものとして説
明する。

【００２７】給湯が開始されると、給湯バーナ（図示せ
ず）を燃焼開始して給湯用熱交換器４が動作し、給水管
７から送給される水を昇温させて所定温度の湯水とし、
この湯水をホッパー６、注湯量センサ２４を介して、戻
り管２１、往き管２３の何れか一方又は双方を通して浴
槽１内に給湯する。

【００２８】このとき、入水温センサ８、出湯温センサ
１１、混合湯温度センサ１４により給湯用熱交換器４に
供給される水温あるいは給湯用熱交換器４から排出され
る湯温を測定し、この温度に応じて給湯用熱交換器４の
能力を調整したり、分岐管１３により温水混合弁から水
を供給することにより、所定温度の湯水を外部配管１５
に送給させるようになっている。

【００２９】湯水が浴槽１の設定水位４０cmに達すると
給湯が停止される（ステップＳ４）。そして、その後、
循環ポンプ１７が動作され（ステップＳ５）、浴槽１内
の湯水を追焚用循環路３に循環開始するとともに、追焚
バーナ（図示せず）を燃焼開始（ステップＳ６）して追
焚用熱交換器５を動作させることにより、浴槽１内の湯
水を昇温させる。この時から追焚時間Δｔの計時が開始
される（ステップＳ７）。

【００３０】このように、本発明においては、給湯終了
後に直ちに追焚用熱交換器５を動作させることにより、
追焚用循環路３内の冷めた湯水が追焚用熱交換器５のバ
ーナで直ちに昇温され、浴槽１内の湯水の温度を低下さ
せることがなくなる。

【００３１】そして、追焚用循環路３に設けられた追焚
用温度センサ２０により設定温度４２℃に達したことを
検知したら（ステップＳ８）、追焚用熱交換器５及び循
環ポンプ１７を停止して追焚動作を終了させ（ステップ
Ｓ９）、追焚時間Δｔの計時も終了する（ステップＳ１
０）。

【００３２】追焚動作が終了すると、制御部２６は、計
時した追焚時間Δｔに基づき、この追焚時間と配管経路
の長さとの関係を考慮して、設定した給湯温度の補正を
行なう。即ち、追焚時間が所定の下限時間、例えば、３
０秒未満の場合（ステップＳ１１のＹＥＳ側）は、外気
によって温度が低下している追焚用循環路３内の湯水を
加熱しただけであって、浴槽１内の湯水が設定温度より
高いと判断し、次回の給湯温度を０．５℃低下させる補
正を行なう（ステップＳ１２）。これにより、次回の給
湯温度は、４１．５℃となる。

【００３３】また、追焚時間が下限時間以上で上限時間
未満、例えば、３０秒以上９０秒未満の場合（ステップ
Ｓ１１のＹＥＳ側で、かつステップＳ１３のＮＯ側）
は、浴槽１内の湯水の温度が設定温度に対して０．４℃
未満の低い値で、若干の昇温で浴槽１内の湯水が設定温
度になったと判断し、給湯温度の補正は行なわない（ス
テップＳ１４）。したがって、この場合には給湯温度
は、４２℃のままである。

【００３４】さらに、追焚時間が上限時間以上、例え
ば、９０秒以上の場合（ステップＳ１３のＹＥＳ側）
は、浴槽１の湯温が設定温度より低いと判断し、次回の
給湯温度を０・５℃上昇させる補正を行なう（ステップ
Ｓ１５）。これにより、次回の給湯温度は、４２．５℃
となる。

【００３５】なお、上記のように０．５℃単位の温度補
正としたのは、温度センサのデータ精度、ＡＤ変換の変
換精度、バーナの燃焼制御能力などとの関係から、通常
０．５℃未満の精緻な制御は困難であること、さらに日
々の季節の移り変わりは緩やかであることから、０．５
℃の補正で十分対応できるからである。

【００３６】上記のようにして処理が終了すると、制御
部２６からリモコン２７に浴槽１の湯水の沸上がりが完
了したことを知らせる信号を送り、リモコン２７の音声
出力回路２８を介してスピーカ２９から所定の沸上がり
完了音を発し（ステップＳ１６）、全自動運転を終了す
る。

【００３７】次に、本発明の第２の実施形態を図３に示
すフローチャートを参照して説明する。なお、この実施
形態の装置構成自体は、前述した図１とまったく同じで
あるから図示は省略する。

【００３８】第２の実施形態では、予め浴槽１の水位の
他に浴槽１内に給湯された湯量も計測しておく。なお、
水位と湯量はそれぞれ独立に計測してもよいが、浴槽１
の容積が分かれば、一方から他方を計算によって求める
ことができるので、水位または湯量のいずれか一方だけ
を計測し、計算によって他方を求めるようにしてもよ
い。

【００３９】全自動運転を開始して終了するまでの各過
程（ステップＳ１〜Ｓ１０）ならびに追焚完了の報知
（ステップＳ１６）は、第１の実施形態とまったく同様
である。さらに、追焚が３０秒未満で停止した場合（ス
テップＳ１１のＮＯ側）に、浴槽１内の湯温が設定温度
より高いものとして、給湯温度を０．５℃低下させる補
正を行なう過程（ステップＳ１２）についても第１の実
施形態とまったく同様である。

【００４０】第２の実施形態で第１の実施形態と制御動
作上異なるところは、追焚が３０秒以上続いた場合（ス
テップＳ１１のＹＥＳ側）に、処理がステップＳ２０へ
移行し、追焚に要した時間Δｔと、追焚用熱交換器５の
バーナの能力、浴槽１の湯量から、次式に従って湯温の
補正値ΔＴを算出し、この算出された補正値ΔＴによっ
て次回の給湯温度を補正するようにした点である。 ΔＴ＝（ａ・ｂ・Δｔ）／（３６００・Ｖ） 〔℃〕 ａ ：追焚バーナの能力〔ｋｃａｌ／ｈ〕 ｂ ：熱交換効率〔％〕 Δｔ：追焚時間〔秒〕 Ｖ ：浴槽の湯量〔リットル〕

【００４１】なお、前述したように、制御部２６による
温度制御は０．５℃単位が限度である。したがって、例
えば、補正値ΔＴが０．４℃と算出されたような場合は
補正なし、補正値ΔＴが０．８℃と算出されたような場
合は実際の補正値は０．５℃、補正値ΔＴが１．３℃と
算出されたような場合は実際の補正値は１．０℃という
ように、上式より算出された補正値ΔＴの端数を切り下
げて０．５℃単位で補正するようにする。

【００４２】上記した第２の実施形態の場合は、上式に
よって追焚時間Δｔに応じた最適な補正値ΔＴを算出
し、この補正値ΔＴによって給湯温度の補正を行なうよ
うにしているので、第１の実施形態に比べてよりきめ細
かな補正が可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果が得られる。 ａ．給湯及び追焚きにより浴槽内の湯温を設定温度に沸
き上げる場合に、給湯温度を設定温度に近づけることが
でき、追焚時間を短くし、沸き上げ時間の短縮化を図る
ことができる。 ｂ．追焚きは循環経路による循環を伴うので、放熱ロス
の無駄が予想されるが、追焚き時間の短縮化により、燃
料消費量も少なくて済み、沸き上げ効率を高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動風呂装置の一実施形態を示す概略
構成図である。

【図２】自動風呂装置の第１の実施形態における動作を
示すフローチャートである。

【図３】自動風呂装置の第２の実施形態における動作を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 浴槽 ２ 給湯・追焚装置 ３ 追焚用循環路 ４ 給湯用熱交換器（第１の熱交換器） ５ 追焚用熱交換器（第２の熱交換器） １７ 循環ポンプ １９ 圧力センサ（水位検出手段） ２０ 追焚用温度センサ（温度検出手段） ２６ 制御部（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−353338（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−169749（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−263739（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−10584（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24H 1/00 606 F24H 1/00 602

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の熱交換器により給水を指定された
   給湯温度に加熱して浴槽に供給する給湯手段と、 前記浴槽中の湯水を第２の熱交換器に通して加熱する追
   焚手段と、 前記浴槽中の前記湯水を前記第２の熱交換器に循環させ
   るポンプと、 前記浴槽中の湯温を検出する温度検出手段と、 前記浴槽中の水位を検出する水位検出手段と、 設定温度に応じて前記給湯手段の前記給湯温度が指定さ
   れて給湯を行い、その給湯時、前記浴槽中の水位が設定
   水位に到達したことを前記水位検出手段が検出したと
   き、前記給湯手段による給湯を停止し、前記ポンプを駆
   動して前記追焚手段による追焚きを開始し、前記温度検
   出手段からの検出温度を取り込み、前記浴槽の湯温を前
   記設定温度に到達させるとともに、追焚開始から設定温
   度に到達するまでの時間を計測し、その計測時間が、所
   定の下限時間未満か、下限時間以上で上限時間未満の範
   囲か、又は上限時間以上かに応じて前記給湯温度の低
   減、維持又は増加を行って次回の給湯を行う制御手段
   と、 を備えたことを特徴とする自動風呂装置。