JP3880126B2 - 燃焼機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は浴槽の湯張りを自動的に行うことができる湯張り機能を備えた燃焼機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５には浴槽の湯張り機能を備えた燃焼機器である湯張り機能付きの給湯器（器具）の一例が示されている。この給湯器は、熱源器である給湯熱交換器５と、該給湯熱交換器５を燃焼加熱する給湯バーナー４と、追い焚き熱交換器７と、該追い焚き熱交換器７を燃焼加熱する追い焚きバーナー６とを有し、上記給湯熱交換器５の入側には給水通路１１の一端側が接続され、この給水通路１１の他端側は外部配管を介して水供給源に導かれている。また、上記給湯熱交換器５の出側には給湯通路１２の一端側が接続され、給湯通路１２の他端側は外部配管を介して台所やシャワー等の給湯場所に導かれている。
【０００３】
上記追い焚き熱交換器７の一端側には往管２０の一端側が接続され、この往管２０の他端側は浴槽（風呂）１の内側面に形成された開口部に循環金具２を用いて接続され、往管２０は浴槽１に連通している。また、追い焚き熱交換器７の他端側には通路１７の一端側が接続され、通路１７の他端側は循環ポンプ１８の吐出口側に接続され、循環ポンプ１８の吸入口側には戻り管１５の一端側が接続されており、この戻り管１５の他端側は浴槽１の内側面に形成された開口部に循環金具２を用いて接続され、戻り管１５は浴槽１に連通している。上記戻り管１５と循環ポンプ１８と通路１７と追い焚き熱交換器７と往管２０により追い焚き循環通路１４が構成されている。
【０００４】
上記給湯通路１２と通路１７を連通する注湯通路２１が設けられており、この注湯通路２１には通路の開閉を行う注湯制御弁２４が介設され、また、注湯通路２１には水圧を利用して浴槽１の水位を検出する水位センサ１３と、該通路の流水流量を検出する流量検出手段１９とが設けられている。
【０００５】
なお、図中に示す８は給湯熱交換器５により作り出された湯温を検出する出湯サーミスタであり、９は追い焚き循環通路１４の湯水温を浴槽１の湯水温として検出する風呂温度センサであり、１０は給水通路１１の通水を検出する水量センサであり、１６は追い焚き循環通路１４の通水を検出する水流センサである。
【０００６】
この給湯器には器具の運転制御を行う制御装置２５が設けられており、この制御装置２５にはリモコン２６が接続されている。リモコン２６には給湯温度を設定する給湯設定手段や、風呂の温度を設定する風呂温度設定手段や、予め定められた複数の設定水位の中から浴槽の水位を選択するための浴槽水位選択手段等が形成されている。
【０００７】
上記制御装置２５には給湯や湯張りや追い焚き等の様々な運転制御を行うためのシーケンスプログラムが予め定められており、制御装置２５は上記各種のセンサのセンサ出力や、リモコン２６に設定された給湯設定温度等の情報を取り込み、これら取り込んだ情報に基づき上記シーケンスプログラムに従って給湯や湯張りや追い焚き等の器具運転動作を制御する。
【０００８】
例えば、台所やシャワー等の給湯栓（図示せず）が開栓され、給湯通路１２と給湯熱交換器５と給水通路１１内の湯水が流れ出し、その給水通路１１の通水を水量センサ１０が検出すると、給湯バーナー４の燃焼を開始させ、リモコン２６に設定されている給湯設定温度の湯が出湯するように燃焼能力を制御し、給湯熱交換器５の通水を給湯バーナー４の燃焼火炎の熱により加熱して湯を作り出し、この作り出した湯を給湯通路１２を介して所望の給湯場所に出湯する。そして、給湯栓が閉栓され、水量センサ１０により通水停止を検知すると、給湯バーナー４の燃焼を停止し、次の給湯に備える。
【０００９】
また、実行モードの湯張りを行うときには、注湯制御弁２４を開弁し、上記同様にして給湯熱交換器５で作り出した湯を、給湯通路１２と注湯通路２１を順に介して追い焚き循環通路１４に流れ込ませ、追い焚き熱交換器７を通って浴槽１に至る経路と、循環ポンプ１８を通って浴槽１に至る経路の２経路で浴槽１に注湯し、記憶モードの湯張り時に予め作成された図４に示すような水量と水位センサ１３により検出される水位（水圧）との関係データ（以下、Ｐ−Ｑデータと記す）と、水位センサ１３のセンサ出力とに基づき、上記浴槽水位選択手段により選択された浴槽設定水位に浴槽水位が達したと判断したときに、注湯制御弁２４を閉弁し、給湯バーナー４を燃焼停止させて湯張り運転を終了する。
【００１０】
さらに、追い焚き運転を行うときには、循環ポンプ１８を駆動させて浴槽湯水を戻り管１５と循環ポンプ１８と通路１７と追い焚き熱交換器７と往管２０を順に通して浴槽１に戻すという浴槽水の追い焚き循環を行わせると共に、追い焚きバーナー６の燃焼を開始させ、追い焚き熱交換器７の循環湯水を追い焚きバーナー６の燃焼火炎の熱により加熱して浴槽水の追い焚きを行い、通路１７により検出出力される湯温が予め定められた風呂の温度に達したと判断したときに追い焚きバーナー６の燃焼停止させ、循環ポンプ１８を停止して追い焚き運転を終了する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、設定水位の設定手法としては、次に示すような循環金具２の形成位置（つまり、浴槽１の内側面に形成された開口部の形成位置）に基づいて設定水位を設定する手法と、浴槽１の底面に基づいて設定水位を設定する手法が知られている。
【００１２】
上記循環金具２の形成位置に基づいて設定水位を設定する従来の手法では、例えば、図６の（ａ）に示すように、循環金具２の上端位置Ｐsから予め定められ た値ｄ だけ上側の位置を設定水位Ｐaとし、この位置から予め定められた値Ｄa だけ上側の位置を設定水位Ｐbとし、さらに、この位置から予め定められた値Ｄbだけ上側の位置を設定水位Ｐcとして設定するというように、循環金具２の上端 位置 から最低設定水位までの間隔と、複数の各設定水位間の間隔とが予め定め られており、それら間隔と循環金具２の上端位置とに基づき複数の設定水位が設定される。
【００１３】
また、浴槽底面に基づき設定水位を設定する従来の手法では、例えば、図７に示すように、浴槽底面から高さｈs上側の位置を最低設定水位Ｐaとし、その位置から予め定められた値Ｄaだけ上側の位置を設定水位Ｐbとし、さらに、その位置から予め定めた値Ｄbだけ上側の位置を設定水位Ｐcとして設定するというように、浴槽底面から最低設定水位までの高さと、複数の各設定水位間の間隔とが予め与えられており、それら間隔と浴槽底面に基づき複数の設定水位が設定される。
【００１４】
しかしながら、上記循環金具２の形成位置は浴槽１毎に異なることから、例えば、図６の（ｂ）に示すように、循環金具２の形成位置が高い場合に、上記循環金具２の位置に基づいた設定手法で設定水位を決定すると、浴槽上端よりも上側に決定される設定水位（Ｐe）や、浴槽上端とほぼ等しい位置に決定される設定 水位（Ｐd）が生じる虞がある。
【００１５】
このような場合、浴槽上端よりも上側の設定水位が選択されたときには湯張り時に浴槽１から湯が溢れてしまうという問題が生じ、また、浴槽上端とほぼ等しい位置の設定水位が選択されたときには浴槽水位が高過ぎて人が浴槽に入いると多量の湯が溢れてしまう等の問題が生じることから、上記浴槽上端よりも上側の設定水位や浴槽上端近傍の設定水位は使用することができないことが多く、選択できる設定水位の数を減少させてしまうという問題がある。
【００１６】
また、図７の破線に示すように、循環金具２の形成位置が高い場合に、上記浴槽底面に基づいた設定手法で設定水位を決定すると、循環金具２の形成位置よりも低い位置に決定される設定水位や、循環金具２の形成位置に設定される設定水位（Ｐa）が生じる虞があり、このような循環金具２の形成位置よりも低い設定水位や 、循環金具２の形成位置の設定水位（Ｐa）が決定されたときには、水位センサ １３により水位を検出することができないので上記設定水位に湯張りを行うことが困難であり、また、上記設定水位の浴槽湯水の追い焚きを行うことができないので、上記循環金具２よりも低い設定水位や循環金具２の形成位置の設定水位は使用することができない。このことから、選択できる設定水位の数を減少させてしまうという問題がある。
【００１７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、予め定めた数の設定水位が全て選択可能となるように設定水位を決定することができる燃焼機器を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次のような構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、浴槽の内側面に形成された開口部から熱源器に連通する湯張り通路が設けられ、上記熱源器により作り出された湯を上記湯張り通路を通して浴槽に注湯し、予め定められた複数の設定水位のうちの選択された水位に湯を張る湯張り機能を備えた燃焼機器において、上記湯張り通路に設けられ水圧を利用して浴槽水位を検出する水位センサと；上記湯張り通路に設けられ通路の流水流量を検出する流量検出手段と；記憶モードの湯張り時に、上記湯張り通路の浴槽開口の開口形成位置よりも浴槽水位が上昇した後に、注湯水量に対する水位センサにより検出される水位の変化量に基づき浴槽の断面積を求める断面積検出部と；空の浴槽に注湯を開始してから上記開口形成位置よりも予め定めた分だけ高めの基準水位に達するまでの注湯水量を上記流量検出手段に基づき検出する注湯水量検出部と；上記検出された注湯水量と、上記断面積検出部により求められた浴槽の断面積とに基づき、浴槽底面から上記基準水位までの高さを求める基準水位検出部と；予め与えられた浴槽上端の高さよりも予め定められた値だけ低めの位置を最高設定水位として設定し、上記基準水位よりも予め定めた値だけ高めの位置を最低設定水位として設定し、上記最低設定水位から該最低設定水位よりも高い最高設定水位までの設定水位範囲を予め定められた数に分割し、それら分割区切り位置を設定水位として自動設定する設定水位自動決定部と；を設けた構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１９】
第２の発明は、上記第１の発明の構成に加えて、基準水位の近傍の予め定められた水位領域での水量変化量に対する水位変化量の変化率と、最高設定水位の近傍の予め定められた水位領域での水量変化量に対する水位変化量の変化率との組み合わせによって浴槽底面から浴槽上端までの高さを設定するための浴槽上端設定データが予め与えられており、記憶モードの湯張り時に、水位センサにより検出出力される水位と流量検出手段により検出される流量とに基づき作成される浴槽水位と注湯水量の関係データに基づき、上記基準水位近傍の変化率と最高設定水位近傍の変化率とを求め、これら求めた変化率と上記浴槽上端設定データとに基づき浴槽上端の高さの値を設定する浴槽上端高さ設定部を設けた構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００２０】
上記構成の発明において、例えば、記憶モードの湯張り時に、断面積検出部は浴槽の断面積を検出し、注湯水量検出部は浴槽底面から基準水位に達するまでに注湯された注湯水量を検出し、基準水位検出部は、上記求めた注湯水量と浴槽の断面積とに基づき、浴槽底面から基準水位までの高さを検出する。
【００２１】
設定水位自動決定部は、予め与えられた浴槽上端の高さよりも予め定められた値分だけ低めの位置を最高設定水位として決定し、上記基準水位よりも予め定めた値分だけ高い位置を最低設定水位として決定し、上記最低設定水位から最高設定水位までの設定水位範囲を予め定めた数に分割し、その分割区切り位置を設定水位として決定する。
【００２２】
このように、最低設定水位は、必ず、湯張り通路の開口形成位置よりも上側の位置に決定されることから、開口形成位置よりも下側に水位が設定されることがなく、前述したような湯を張ることが困難であるために使用できない位置に設定水位が決定されるという問題が回避される。また、最高設定水位は浴槽上端よりも低めの位置に決定されることから、前述したような浴槽上端よりも上側に設定水位が設定されるという問題が回避される。
【００２３】
つまり、最低と最高の設定水位は湯張りが可能で、かつ、快適な入浴に適した水位範囲内に決定される。また、残りの設定水位は上記最低設定水位から最高設定水位までの設定水位範囲内で決定されるので、当然に、それら設定水位も湯張りが可能で、かつ、快適な入浴に適した水位範囲内に決定されることになり、予め定めた数の設定水位を全て選択可能な位置に決定することが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づき説明する。
【００２５】
第１の実施形態例の燃焼機器は前記図５に示すシステム構成を有しており、図１にはこの実施形態例において特徴的な制御構成が示されている。なお、図５に示すシステム構成の説明は前述したのでその重複説明は省略する。
【００２６】
この実施形態例において特徴的な制御装置２５は、図１の実線に示すように、注湯水量検出部２８と燃焼制御部３０と断面積検出部３２とデータ格納部３３と設定水位自動決定部３４と基準水位確定部３５と基準水位検出部３６とを有して構成されている。上記燃焼制御部３０には給湯や湯張りや追い焚き等の器具運転動作を制御するためのシーケンスプログラムが予め与えられており、燃焼制御部３０は上記各種のセンサ出力の情報や、リモコン２６の情報を取り込んで、上記シーケンスプログラムに従って器具運転動作を制御する。
【００２７】
注湯水量検出部２８には流量検出手段１９により検出される流量に基づいて浴槽に注湯された注湯量を求めるための注湯量算出演算式データが予め与えられており、注湯水量検出部２８は上記燃焼制御部３０の動作情報を取り込み、該情報に基づき記憶モードの湯張りの開始司令が発せられたことを検知すると、流量検出手段１９により検出される流量を時々刻々検出し、該流量と上記注湯量算出演算式データとに基づき、記憶モードの湯張りを開始してから（つまり、空の浴槽に注湯を開始してから）の流量を積算して湯張り開始後の注湯水量を検出する。
【００２８】
基準水位確定部３５は上記燃焼制御部３０の動作情報を取り込み、該情報に基づき記憶モードの湯張りの開始司令が発せられたことを検知すると、上記注湯水量検出部２８により検出される注湯水量を監視し、注湯水量が予め定めた図２に示す第１水量Ａ（例えば、４０リットル）に達したときには、燃焼制御部３０に湯張り中断信号を出力し、燃焼制御部３０の湯張り動作を中断させる。そして、基準水位確定部３５は循環ポンプ１８を駆動させ、水流センサ１６によって追い焚き循環通路１４の通水が検知されないことを確認する。
【００２９】
基準水位確定部３５は燃焼制御部３０に湯張り再開信号を出力して燃焼制御部３０に湯張りを再開させ、注湯水量検出部２８の検出注湯水量に基づき、湯張り再開後に予め定めた第２水量Ｂ（例えば、１０リットル）が注湯されたことを検知すると、再び、湯張り中断信号を燃焼制御部３０に出力して燃焼制御部３０に湯張りを中断させ、循環ポンプ１８を駆動し、水流センサ１６により追い焚き循環通路１４の通水が検知されるか否かを監視する。
【００３０】
水流センサ１６が通水を検知しなかったときには、上記同様に、第２水量Ｂ分の注湯と、循環ポンプ１８の駆動・水流センサ１６のセンサ出力監視との動作を順に行う。基準水位確定部３５は、上記第２水量Ｂ分の注湯と、循環ポンプ１８の駆動・水流センサ１６のセンサ出力監視との動作を水流センサ１６により追い焚き循環通路１４の通水が検知されるまで繰り返し行う。
【００３１】
水流センサ１６により追い焚き循環通路１４の通水を検知したときには、基準水位確定部３５は浴槽水位は浴槽１の内側面に形成された開口部（循環金具２）よりも上側の図２に示す水位Ｐsにあると判断し、さらに、予め定められた第３ 水量Ｃ（例えば、１５リットル）を注湯させ、この注湯後の図２に示す水位Ｐshを基準水位として確定する。
【００３２】
前記注湯水量検出部２８は上記基準水位確定部３５の動作情報を取り込み、該情報に基づき基準水位Ｐshが確定したと検知したときの注湯水量を浴槽底面から基準水位Ｐshに達するまでの注湯水量Ｑshとして検出し、この検出された注湯水量Ｑshを基準水位検出部３６に出力する。
【００３３】
断面積検出部３２は水位センサ１３のセンサ出力を時々刻々と浴槽水位として検出すると共に、基準水位確定部３５の動作情報を取り込み、浴槽水位が前記水位Ｐs、基準水位Ｐshであるときに水位センサ１３によってそれぞれ検出出力さ れる水位Ｐs、基準水位Ｐshと 、上記第３水量Ｃと、データ格納部３３に予め与えられている次式（１）に示す演算式とに基づき浴槽１の断面積（開口面積）Ｓを算出し、この算出された断面積Ｓを基準水位検出部３６に出力する。
【００３４】
Ｓ＝Ｃ／（Ｐsh−Ｐs）・・・・・（１）
【００３５】
データ格納部３３には浴槽底面から基準水位Ｐshに達するまでの注湯水量Ｑshと、浴槽の断面積Ｓとに基づいて浴槽底面から基準水位Ｐshまでの図２に示す高さＨshを求めるための次式（２）に示す基準水位検出演算式データが予め与えられている。
【００３６】
Ｈsh＝Ｑsh／Ｓ・・・・・（２）
【００３７】
基準水位検出部３６は上記注湯水量検出部２８から注湯水量Ｑshを、上記断面積検出部３２から断面積Ｓをそれぞれ受け取ると、上記データ格納部３３から上記基準水位検出演算式データを読み出し、上記注湯水量Ｑshと断面積Ｓを上記基準水位検出演算式データに代入して基準水位Ｐshの高さＨshを算出し、この算出された基準水位Ｐshの高さＨshは設定水位自動決定部３４に出力される。
【００３８】
設定水位自動決定部３４は上記基準水位検出部３６から基準水位Ｐshの高さＨshを受け取ると、この基準水位Ｐshの高さＨshよりも予め与えられた下限定数Ｄ1分だ け高い位置を図２に示す最低設定水位Ｐlwとして設定する。
【００３９】
データ格納部３３には浴槽底面から浴槽上端までの高さＨjtが格納されている。上記浴槽上端の高さＨjtは浴槽の種類に因らずほぼ同様で、予め定まるので、データ格納部３３に与えておくことができる。設定水位自動決定部３４は、データ格納部３３から上記浴槽上端の高さＨjtを読み出し、この浴槽上端の高さＨjtよりも予め与えられた上限定数Ｄ2分だけ低い位置を図２に示す最高設定水位Ｐhiとして設定する。
【００４０】
また、設定水位自動決定部３４は上記のように最高設定水位Ｐhiと最低設定水位Ｐlwを共に設定した後に、上記最低設定水位Ｐlwから最高設定水位Ｐhiまでの設定水位範囲内で、最低設定水位Ｐlwと最高設定水位Ｐhi以外の予め定められた数の設定水位を次のように設定する。例えば、設定したい設定水位の数値Ｋ（最低設定水位Ｐlwと最高設定水位Ｐhiも含む数値）、又は、設定水位の数Ｋから１を差し引いた数値を与えておき、上記設定水位の数Ｋから１を差し引いた数で上記設定水位範囲の幅Ｄlhを割算し、上記各設定水位間の間隔ｄ（ｄ＝Ｄlh／（Ｋ−１））を求め、上記最低設定水位Ｐlwから上記間隔ｄ毎に各設定水位を決定する。
【００４１】
具体的には、浴槽上端の高さＨjtが５５ｃｍ、最低設定水位Ｐlwを求めるための下限定数Ｄ1が１０ｃｍ、最高設定水位Ｐhiを求めるための上限定数Ｄ2が５ｃｍ、決定する設定水位の数Ｋが６水位とそれぞれ予め与えられており、基準水位Ｐshの高さＨshが１５ｃｍであると求められたときには、上記基準水位Ｐshの高さＨshに上記下限定数Ｄ1を加算し（Ｈsh＋Ｄ1＝１５＋１０）、最低設定水位Ｐlwは浴槽底面から２５ｃｍ上側の高さの位置に決定される。
【００４２】
また、上記浴槽上端の高さＨjtから上記上限定数Ｄ2を差し引き（Ｈjt−Ｄ2＝５５−５）、最高設定水位Ｐhiは浴槽底面から５０ｃｍ上側の高さの位置に決定される。そして、上記最低設定水位Ｐlwから最高設定水位Ｐhiまでの設定水位の幅Ｄlhを上記設定水位の数Ｋから１を差し引いた数で割算して各設定水位間の間隔ｄを求める。
【００４３】
ｄ＝Ｄlh／（Ｋ−１）＝（Ｐhi−Ｐlw）／（Ｋ−１）＝（５０−２５）／（６−１）＝５
【００４４】
上記のように、各設定水位間の間隔ｄが５ｃｍであると求めることができ、上記最低設定水位Ｐlwから上記間隔ｄ毎に設定水位が決定される。つまり、前記基準水位Ｐshから各設定水位までの間隔は次のように設定される。第１の設定水位（最低設定水位Ｐlw）：１０ｃｍ、第２の設定水位：１５ｃｍ、第３の設定水位：２０ｃｍ、第４の設定水位：２５ｃｍ、第５の設定水位：３０ｃｍ、第６の設定水位（最高設定水位Ｐhi）：３５ｃｍと決定される。
【００４５】
設定水位自動決定部３４は、上記のように決定された各設定水位のデータをデータ格納部３３に格納する。
【００４６】
この実施形態例によれば、浴槽上端よりも下側に最高設定水位Ｐhiを設定できる構成にしたので、従来のように浴槽上端よりも上側に設定水位が定められることがなく、浴槽上端よりも上側の設定水位が選択されて湯張り時に浴槽から湯が溢れてしまうという従来の問題を確実に回避することができる。また、入浴者が風呂に入ると湯が溢れてしまうような位置に設定水位が決定されないように上記最高設定水位Ｐhiを求めるための上限定数Ｄ2を定めることにより、入浴者が風 呂に入ると湯が溢れてしまうというような問題を防止することができる。このように、快適な入浴が可能な水位領域内に最高設定水位Ｐhiを決定することができる。
【００４７】
さらに、浴槽１の開口部（循環金具２）よりも上側に最低設定水位Ｐlwを設定できる構成にしたので、追い焚きや湯張りを行うことが困難な位置に設定水位が決定されてしまうのを回避することができる。
【００４８】
さらに、上記最低設定水位Ｐlwから最高設定水位Ｐhiまでの設定水位範囲内で最低設定水位Ｐlwと最高設定水位Ｐhi以外の残りの設定水位を決定するので、湯張りや追い焚きが可能で、しかも、入浴者が快適に風呂に入ることができる適宜な浴槽水位領域内に予め定めた数の設定水位を全て決定することが可能であり、このことにより、従来のように選択設定できる設定水位の数が減少するという問題を確実に抑制することができる。
【００４９】
以下に、第２の実施形態例を説明する。この第２の実施形態例において特徴的なことは、前記第１の実施形態例の構成に加えて、浴槽底面から浴槽上端までの高さＨjtを自動的に設定する構成を有することである。この実施形態例の説明において、前記第１の実施形態例と共通する部分の説明は前述したので、その重複説明は省略する。
【００５０】
ところで、浴槽１には様々な種類があり、それら各種の浴槽１は、図３の（ａ）に示す洋風タイプと、図３の（ｂ）に示す和洋折衷タイプと、図３の（ｃ）に示す和風タイプとの３分類に大別することができる。上記洋風タイプと和洋折衷タイプの２タイプは、浴槽上端の高さＨjtがほぼ等しく、例えば、５５ｃｍとなっている。また、上記和風タイプは、上記２タイプよりも浴槽上端の高さＨjtが高く、例えば、５８ｃｍ〜６０ｃｍとなっている。
【００５１】
このように、浴槽１の種類によって浴槽上端の高さＨjtが異なることから、この実施形態例では、浴槽１の種類毎に浴槽上端の高さＨjtを可変設定し、入浴者がより一層快適に風呂に入ることができる浴槽水位に設定水位を決定できる構成にした。
【００５２】
上記洋風タイプと和洋折衷タイプの浴槽１は、浴槽底面から浴槽上端に向かうに従って浴槽の断面積（開口面積）が広くなり、和風タイプの浴槽１は、浴槽底面から浴槽上端に掛けて浴槽断面積がほぼ等しいことに本発明者等は着目した。
【００５３】
ところで、この実施形態例に示す制御装置２５には図１の鎖線に示すＰ−Ｑデータ作成部３１が設けられており、該Ｐ−Ｑデータ作成部３１は、記憶モードの湯張り時に、水位センサ１３により検出される浴槽水位と流量検出手段１９に基づき求められる注湯水量とに基づいて、図４の（ａ）や（ｂ）に示すようなＰ−Ｑデータ（水位と水量の関係データ）を次のように作成する構成を有している。
【００５４】
例えば、Ｐ−Ｑデータ作成部３１は燃焼制御部３０と基準水位確定部３５の各動作情報を取り込み、燃焼制御部３０の情報に基づき記憶モードの湯張りの開始司令が発せられたことを検知した後に、基準水位確定部３５により基準水位Ｐshが確定されたことを検知すると、その基準水位Ｐshを示す水位センサ１３のセンサ出力と、前記注湯水量検出部２８により求められた浴槽底面から基準水位Ｐshまでの注湯水量Ｑshとを取り込む。
【００５５】
また、Ｐ−Ｑデータ作成部３１は、上記基準水位Ｐshから予め定められた水量Ｒ（例えば、３０リットル）を注湯したときの水位センサ１３のセンサ出力（水位Ｐs1）と注湯水量Ｑs1を取り込む。Ｐ−Ｑデータ作成部３１には上記水位Ｐs1およびその注湯水量Ｑs1と、上記基準水位Ｐshおよびその注湯水量Ｑshとに基づき、図４の（ａ）や（ｂ）に示すＡ水位領域までのＰ−Ｑデータを作成するためのＡ水位領域Ｐ−Ｑ作成データが予め定め与えられており、Ｐ−Ｑデータ作成部３１は上記水位Ｐs1およびその注湯水量Ｑs1と、上記基準水位Ｐshおよびその注湯水量Ｑshと、上記Ａ水位領域Ｐ−Ｑ作成データとに基づき、図４の（ａ）や（ｂ）に示すＡ水位領域までのＰ−Ｑデータを作成する。
【００５６】
さらに、上記Ｐ−Ｑデータ作成部３１には上記水位Ｐs1およびその注湯水量Ｑs1と、上記水位Ｐs1よりも予め定められた値だけ上側の水位Ｐs2およびその注湯水量Ｑs2とに基づき、図４の（ａ）や（ｂ）に示すＢ水位領域のＰ−Ｑデータを作成するためのＢ水位領域Ｐ−Ｑ作成データが予め定め与えられており、Ｐ−Ｑデータ作成部３１は上記水位Ｐs1およびその注湯水量Ｑs1と、上記水位Ｐs1よりも予め定められた値だけ上側の水位Ｐs2およびその注湯水量Ｑs2と、Ｂ水位領域Ｐ−Ｑ作成データとに基づき、図４の（ａ）や（ｂ）に示すＢ水位領域のＰ−Ｑデータを作成する。
【００５７】
Ｐ−Ｑデータ作成部３１は上記のように作成されたＰ−Ｑデータをデータ格納部３３に格納し、燃焼制御部３０は、実行モードの湯張り時に、上記Ｐ−Ｑデータと水位センサ１３のセンサ出力とに基づき、湯張りを行う。
【００５８】
上記のように作成されたＰ−Ｑデータに基づき浴槽底面側の断面積に対して浴槽上端側の断面積が広くなっているか否かを判断することができる。それというのは、水量変化量に対する水位変化量の変化率、つまり、図４に示すＰ−Ｑデータの傾きは、浴槽断面積に対応するものであり、上記変化率が小さくなるに従って浴槽断面積が広くなり、反対に、変化率が大きくなるに従って浴槽断面積が狭くなっていることがわかる。本発明者はこのことに着目し、前記基準水位Ｐsh近傍での上記変化率に対する浴槽上端近傍での上記変化率の変化量に応じて浴槽上端の高さＨjtを設定する制御構成を考え出した。
【００５９】
この実施形態例に示す制御装置２５は、前記第１の実施形態例に示した制御構成およびＰ−Ｑデータ作成部３１に加えて、図１の点線に示す浴槽上端高さ設定部３８が設けられている。
【００６０】
浴槽上端高さ設定部３８は燃焼制御部３０の動作情報を取り込み、該情報に基づき記憶モードの湯張りの開始司令が発せられたことを検知した以降に、前記Ｐ−Ｑデータ作成部３１により作成されたＰ−Ｑデータをデータ格納部３３から読み出し、前記基準水位Ｐsh近傍の予め定められた水位領域（この実施形態例では、Ａ水位領域）における水量変化量に対する水位変化量の変化率Ｍ1と、最高設 定水位Ｐhi近傍の予め定められた水位領域（この実施形態例では、Ｂ水位領域）における水量変化量に対する水位変化量の変化率Ｍ2とを上記Ｐ−Ｑデータに基 づき求める。
【００６１】
データ格納部３３には上記基準水位Ｐsh近傍での変化率Ｍ1と最高設定水位Ｐhi近傍での変化率Ｍ2との組み合わせによって浴槽底面から浴槽上端までの高さを求めるための浴槽上端設定データが予め与えられている。
【００６２】
上記浴槽上端高さ設定部３８は、上記求めた変化率Ｍ1，Ｍ2を上記データ格納部３３の浴槽上端設定データに参照し、浴槽上端の高さＨjtを設定する。例えば、図４の（ａ）に示すように、基準水位Ｐsh近傍での変化率Ｍ1と、最高設定水 位Ｐhi近傍での変化率Ｍ2とがほぼ等しいときには、基準水位Ｐsh近傍の浴槽断 面積と最高設定水位Ｐhi近傍での浴槽断面積とがほぼ等しいと判断されることから、浴槽底面から浴槽上端に掛けて浴槽断面積がほぼ等しい前記和風タイプの浴槽１であると判断でき、このような場合には予め定まる和風タイプの浴槽上端の高さが浴槽上端の高さＨjtとして設定される。
【００６３】
また、図４の（ｂ）に示すように、上記基準水位Ｐsh近傍での変化率Ｍ1より も最高設定水位Ｐhi近傍での変化率Ｍ2が小さいときには、基準水位Ｐsh近傍の 浴槽断面積よりも最高設定水位Ｐhi近傍での浴槽断面積が広いと判断できるので、浴槽底面から浴槽上端に向かうに従って浴槽断面積が広くなる前記洋風タイプ又は和洋折衷タイプの浴槽１であると判断でき、このような場合には予め定まる洋風タイプや和洋折衷タイプの浴槽上端の高さが浴槽上端の高さＨjtとして設定される。
【００６４】
上記のように、設定された浴槽上端の高さＨjtはデータ格納部３３に格納され、設定水位自動決定部３４は、その設定された浴槽上端の高さＨjtに基づき、前記第１の実施形態例に示すように、最高設定水位Ｐhiを求める。
【００６５】
この実施形態例によれば、前記第１の実施形態例の構成に加えて、浴槽上端高さ設定部３８が設けられているので、前記第１の実施形態例と同様に湯張りや追い焚きを行うことができ、しかも、入浴者が快適に風呂に入ることができる水位範囲内に予め定めた数の設定水位を必ず決定することができるという効果を奏することができるのはもちろんのこと、燃焼機器が連接される浴槽の種類に対応した浴槽上端の高さＨjtを自動的に設定することができ、このことにより、入浴者がより一層快適に風呂に入ることができる水位に設定水位を決定することが可能となる。
【００６６】
もちろん、各種の浴槽上端の高さの違いは、例えば、３ｃｍ程度と小さいことから、浴槽上端高さ設定部３８を設けて浴槽毎に浴槽上端の高さＨjtを設定せず、各種の浴槽上端の高さに基づいた浴槽上端の高さＨjtを定数として与えておく場合にも、湯張りや追い焚きが可能で、かつ、快適な入浴ができる水位領域に設定水位を決定することができる。
【００６７】
なお、本発明は上記各実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記各実施形態例では、各設定水位は等間隔に設定されていたが、各設定水位間は等間隔でなくてもよい。このような場合には、設定水位間の間隔を定めるための間隔設定データが予め与えられており、その間隔設定データに基づいて、前記のようにして得られた最低設定水位Ｐlwから最高設定水位Ｐhiまでの設定水位範囲を分割し、その分割区切り位置を設定水位として決定する。
【００６８】
具体的には、例えば、設定水位の数が６水位と定められ、間隔設定データが与えられ、この間隔設定データは、前記の如く求まる第１設定水位（最低設定水位Ｐlw）から第６設定水位（最高設定水位Ｐhi）までの設定水位範囲の幅Ｄlhに対する各設定水位間の間隔の割合が、例えば、浴槽底面側から３／１０，２／５，１／１０，１／１０，３／１０というように、与えられているものである場合に、上記設定水位の幅Ｄlhが２５ｃｍであると求められたときには、設定水位範囲の幅Ｄlhに上記各間隔割合を乗算する。この演算から各設定水位間の間隔が浴槽底面側から７．５ｃｍ，５ｃｍ，２．５ｃｍ，２．５ｃｍ，７．５ｃｍと求められ、これら求められた各設定水位間の間隔に基づき、第１設定水位よりも７．５ｃｍ上側の位置が第２設定水位、第２設定水位よりも５ｃｍ上側の位置が第３設定水位というように、設定水位が決定される。
【００６９】
また、上記各実施形態例では、浴槽断面積を演算により求めていたが、例えば、注湯水量と、水位変化量との組み合わせによって浴槽断面積を求めるための表データやグラフデータ等で形成される断面積データを予め与えておき、流量検出手段１９に基づいた注湯水量と、水位センサ１３のセンサ出力と、上記断面積データに従って、断面積を演算以外の手法により求めてもよい。
【００７０】
また、上記各実施形態例では、浴槽底面から基準水位Ｐshまでの高さＨshを演算により求めていたが、例えば、浴槽底面から基準水位Ｐshまでの注湯水量と、浴槽断面積との組み合せによって基準水位Ｐshの高さＨshを求めるための表データやグラフデータ等により形成される基準水位高さデータを予め与えておき、流量検出手段１９に基づいて検出される浴槽底面から基準水位Ｐshまでの注湯水量と、浴槽断面積と、上記基準水位高さデータとに基づいて、演算以外の手法により浴槽底面から基準水位Ｐshまでの高さＨshを求めてもよい。
【００７１】
さらに、上記第１の実施形態例では、浴槽上端の高さＨjtと、上限定数Ｄ2と を予め与えておき、設定水位自動決定部３４は、上記浴槽上端の高さＨjtから上限定数Ｄ2を差し引いて最高設定水位Ｐhiを求めていたが、浴槽上端の高さＨｊ ｔと、上限定数Ｄ2とは予め求まる数値であるので、浴槽上端の高さＨjtから上 限定数Ｄ2を差し引いて予め最高設定水位Ｐhiを求め、その求めた最高設定水位 Ｐhiをデータ格納部３３等に予め与えておいてもよい。
【００７２】
さらに、上記第２の実施形態例では、基準水位近傍での断面積と、最高設定水位近傍での断面積とにそれぞれ対応する基準水位近傍での水量変化量に対する水位変化量の変化率と、最高設定水位近傍での水量変化量に対する水位変化量の変化率とに基づいて浴槽の種類に応じた浴槽上端の高さＨjtを設定していたが、この浴槽上端の設定手法の応用例として、最高設定水位Ｐhi近傍の浴槽断面積と、基準水位Ｐsh近傍の浴槽断面積との組み合わせによって浴槽上端の高さＨjtを設定するための浴槽上端設定データを予め求め与えておき、最高設定水位Ｐhi近傍での浴槽断面積を求め、この求めた浴槽断面積と、前記断面積検出部３２により求められた基準水位近傍の浴槽断面積と、上記浴槽上端設定データとに基づいて浴槽上端の高さＨjtを設定してもよい。
【００７３】
さらに、上記各実施形態例は図５に示すような給湯器を例にして説明したが、この発明は、図５に示す給湯器に限定されるものではなく、熱源器から浴槽に至る湯張り通路が設けられ、予め定めた複数の設定水位のうちの選択された設定水位に湯張りを行う湯張り機能を備えた燃焼機器であれば、この発明は適用することができる。例えば、図５に示す給湯器は追い焚き熱交換器７と追い焚きバーナー６と追い焚き循環通路１４が設けられており、給湯機能と湯張り機能に加えて、追い焚き機能を有していたが、追い焚き機能を持たない湯張り機能付きの燃焼機器にも適用することができる。
【００７４】
また、図５に示す給湯器では、水位センサ１３は注湯通路２１に設けられていたが、給湯熱交換器５から浴槽に至る湯張り通路の何れの場所に水位センサ１３は設けてもよく、例えば、湯張り通路の戻り管１５や往管２０に設けてもよい。
【００７５】
さらに、上記各実施形態例では、水量センサ１０とは別個に流量検出手段１９が設けられていたが、流量を検出することができるセンサを水量センサ１０として設けている場合には、その水量センサ１０を流量検出手段として機能させてもよい。この場合には流量検出手段１９を省略することができる。さらに、熱源器として給湯熱交換器５が設けられていたが、給湯熱交換器５の代わりに、電気温水器等の熱源器が設けられている燃焼機器にも、この発明は適用することができる。
【００７６】
【発明の効果】
この発明によれば、断面積検出部と注湯水量検出部と基準水位検出部と設定水位自動決定部が設けられているので、記憶モードの湯張り時に、断面積検出部により求められた浴槽断面積と、注湯水量検出部により求められる浴槽底面から基準水位までの注湯水量に基づき、浴槽底面から基準水位までの高さを基準水位検出部によって求めることができ、この求められた基準水位の高さに基づき設定水位自動決定部が上記基準水位よりも上側の位置に最低設定水位を決定することができる。上記基準水位は湯張り通路の開口形成位置よりも上側の位置に予め定められているので、必然的に、最低設定水位は上記開口形成位置よりも上側の位置に定められることから、開口形成位置よりも下側の湯張りを行うことができない位置に設定水位が決定されるという問題を回避することができる。
【００７７】
また、設定水位自動決定部は、予め与えられた浴槽上端の高さよりも下側の位置に最高設定水位を決定するので、浴槽上端よりも上側の位置に設定水位が決定されることがなく、浴槽上端よりも上側の設定水位が選択され湯張り時に浴槽から湯が溢れてしまうという問題を確実に回避することができる。さらに、入浴者が風呂に入ると湯が溢れてしまうのを回避することができる位置に最高設定水位を設定することができる。
【００７８】
上記のように、湯張りが可能で、しかも、入浴者が快適に風呂に入ることができる浴槽水位範囲内に最低設定水位と該最低設定水位よりも高い最高設定水位とを決定することができ、その最低設定水位から最高設定水位までの設定水位範囲にその他の設定水位を決定するので、予め定められた数の設定水位の全てを上記快適に入浴ができる浴槽水位範囲内に設定できることになり、従来のような選択できる設定水位数の減少の問題を確実に回避することができる。
【００７９】
浴槽上端高さ設定部が設けられているものにあっては、浴槽の種類に応じて浴槽上端の高さが異なり、基準水位近傍での水量変化量に対する水位変化量の変化率と、最高設定水位近傍での水量変化量に対する水位変化量の変化率との組み合せによって上記浴槽の種類に応じた浴槽上端の高さを浴槽上端設定データとして予め与えておくことが可能であることから、上記基準水位近傍での変化率と最高設定水位近傍での変化率を求めて、それら求めた変化率と上記浴槽上端設定データとに基づき燃焼機器に連接される浴槽に応じて浴槽上端の高さを可変設定することができ、入浴者がより一層快適に風呂に入ることが可能な位置に設定水位を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】上記各実施形態例において特徴的な制御構成を示すブロック図である。
【図２】上記各実施形態例に示す設定水位の設定手法を説明する説明図である。
【図３】浴槽の種類を示す説明図である。
【図４】水位と水量の関係データの一例を示すグラフである。
【図５】燃焼機器のシステム構成例を示す説明図である。
【図６】湯張り通路の開口形成位置に基づいて設定水位を設定する従来の設定手法の一例を説明する説明図である。
【図７】浴槽底面に基づき設定水位を設定する従来の設定手法の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 浴槽
２ 循環金具
５ 給湯熱交換器
１２ 給湯通路
１３ 水位センサ
１４ 追い焚き循環通路
１９ 流量検出手段
２８ 注湯水量検出部
３２ 断面積検出部
３４ 設定水位自動決定部
３６ 基準水位検出部
３８ 浴槽上端高さ設定部

Claims (2)

1. 浴槽の内側面に形成された開口部から熱源器に連通する湯張り通路が設けられ、上記熱源器により作り出された湯を上記湯張り通路を通して浴槽に注湯し、予め定められた複数の設定水位のうちの選択された水位に湯を張る湯張り機能を備えた燃焼機器において、上記湯張り通路に設けられ水圧を利用して浴槽水位を検出する水位センサと；上記湯張り通路に設けられ通路の流水流量を検出する流量検出手段と；記憶モードの湯張り時に、上記湯張り通路の浴槽開口の開口形成位置よりも浴槽水位が上昇した後に、注湯水量に対する水位センサにより検出される水位の変化量に基づき浴槽の断面積を求める断面積検出部と；空の浴槽に注湯を開始してから上記開口形成位置よりも予め定めた分だけ高めの基準水位に達するまでの注湯水量を上記流量検出手段に基づき検出する注湯水量検出部と；上記検出された注湯水量と、上記断面積検出部により求められた浴槽の断面積とに基づき、浴槽底面から上記基準水位までの高さを求める基準水位検出部と；予め与えられた浴槽上端の高さよりも予め定められた値だけ低めの位置を最高設定水位として設定し、上記基準水位よりも予め定めた値だけ高めの位置を最低設定水位として設定し、上記最低設定水位から該最低設定水位よりも高い最高設定水位までの設定水位範囲を予め定められた数に分割し、それら分割区切り位置を設定水位として自動設定する設定水位自動決定部と；を設けたことを特徴とする燃焼機器。
2. 基準水位の近傍の予め定められた水位領域での水量変化量に対する水位変化量の変化率と、最高設定水位の近傍の予め定められた水位領域での水量変化量に対する水位変化量の変化率との組み合わせによって浴槽底面から浴槽上端までの高さを設定するための浴槽上端設定データが予め与えられており、記憶モードの湯張り時に、水位センサにより検出出力される水位と流量検出手段により検出される流量とに基づき作成される浴槽水位と注湯水量の関係データに基づき、上記基準水位近傍の変化率と最高設定水位近傍の変化率とを求め、これら求めた変化率と上記浴槽上端設定データとに基づき浴槽上端の高さの値を設定する浴槽上端高さ設定部を設けたことを特徴とする請求項１記載の燃焼機器。

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