JPS62294911A - 水量検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、浴槽などの加熱を伴う容器内の水の量を検
出する水量検出方法に係り、特に、加熱手段を介在させ
た遠隔的な水足検出に関する。

〔従来の技術〕

自動風呂釜では、浴槽内の水■を制御する場合、浴槽内
の水量の検出は不可欠であるが、従来、その水量の検出
には、圧力スイッチや水位スイッチなど、浴槽内の水位
を直接検知する水位検知装置が必要であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、自動風呂釜には、加熱手段などを設置した器
具本体側で加熱した湯を、ポンプを用いて浴槽側に移送
する方法が採られるが、さらに、その浴槽内の湯を器具
本体側に戻して再加熱する追焚機能を持つものがある。

このような自動風呂釜では、加熱手段を設置した器具本
体と、浴槽とが離れた場所に設置され、たとえば、家、
屋の一階側に器具本体、その二階側に浴槽が設置された
場合がある。このような場合、浴槽に設置された水位検
知装置と器具本体を制御Ｉする制御装置とを結ぶ制御用
信号線や制御装置の設置位置などが複雑化し、そのため
に手数を要するものであった。

また、このような浴槽側での水位検知に対して、水量を
器具本体側で計量して、浴槽へ供給すべき水量を最適化
するようにした自動風呂釜がある。

このような風呂釜では浴槽の容積に対して適量の水を供
給することができるが、器具本体側で浴槽内の水位を間
接的に算出するため、当然のことながら、入浴などで減
った水量を器具本体側で検知することができない。

そして、何れの風呂釜においても、水位検知装置を設置
しなければならず、そのための配線が必要である。

そこで、この発明は、水を溜めた容器に対して、容器内
の水を容器外に循環させて加熱する加熱手段を持たせて
、容器内の水量を遠隔的に検出する水量検出方法の提供
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の水量検出方法は、第１図に示すように、任意
の水量を溜めた容器２と、容器２内の水４を循環系統６
を通じて加熱する加熱手段８と、循環系統６を流れる水
４から容器２内の水温を検出する温度検出手段１０とを
備え、容器２内の水４の上昇温度、加熱時間および加熱
手段８の加熱能力の関係から容器２内の水量を演算手段
１２によって演算することにより検出することを特徴と
する。

〔作　　　用〕

この発明の水量検出方法では、容器２内の水４を矢印Ａ
、Ｂで示すように、循環系統６を通じて加熱手段８を通
過させることにより、容器２内の水４を加熱する。その
加熱に応じて容器２内の水温が、たとえば、特定温度Δ
Ｔだけ上昇させるに必要な時間をｔ、加熱手段８の加熱
能力をＮＯとすると、容器２内の水量Ｑは、 Ｑ＝Ｎｏ　−ｔ／ΔＴ　　　・・・（１１で与えられる
。この結果、容器２内の水量Ｑを間接的に検出すること
ができる。

また、単位時間を当りの上昇温度ΔＴを測定して、容器
２内の水量Ｑを検出することもできる。

したがって、第２図に示すように、水４を溜める容器２
としての浴槽２０に対して、加熱手段８としての熱交換
器２２に浴槽２０内の水４ｃを循環させて加熱する風呂
釜では、浴槽２０内の水量Ｑは、熱交換器２２の追焚バ
ーナ２４の燃焼能力Ｎ　（＝Ｎｏ）と、特定温度ΔＴだ
け上昇させるに必要な時間ｔとから、式（１）によって
水ＩＱ（＝Ｎ・ｔ／ΔＴ）として検出することができる
。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第２図は、この発明の水ｉｔ検出方法の実施例である自
動風呂釜を示す。

第２図に示すように、水道などから供給された水４ａは
、給湯水流スイッチ２６を通過することによって、その
水流が電気的に検出され、Ｄｗｌは給湯水流スイッチ２
６によって得られた給湯水流検出信号を表わす。水４ａ
は、第１図に示した加熱手段８として設置された熱交換
器２８および給湯バーナ３０によって加熱される。

給湯バーナ３０には、燃焼用ガス３２が、電気的に開閉
が制御される元弁３４および給湯弁３６を経て供給され
、ＣＶＩは元弁３４の開閉制御信号、Ｃｖ２は給湯弁３
６の開閉制御信号を表わす。給湯バーナ３０に供給され
たガス３２は、点火手段として電気的に着火されるイグ
ナイタ３８によって着火され、Ｓｆｌはその着火信号を
表わす。ガス３２の着火の有無は、炎の有無を電気的に
検出するフレームロンドと称する炎検出器４ｏで検出さ
れ、Ｄｆ＋は着火検出信号を表わす。

そして、熱交換器２８を通過して得られた温水４ｂは、
給湯温度検出手段として設置された給湯温度を電気的に
検出するサーミスタなどで構成される給湯温度検出器４
２を通過して、その温度が検出される。Ａｔ１は、その
給湯温度検出信号を表わす。この給湯温度検出器４２を
通過した温水４ｂは、電気的に給湯・注湯方向が切り換
えられる給湯・注湯切換弁４４に導かれて、給湯・注湯
切換信号Ｓｋｌによって給湯口４６側への供給と、浴槽
２０側への注湯とが切り換えられる。

給湯・注湯切換弁４４を経て注湯側すに導かれた温水４
ｂは、流量を電気的に検出する水流量センサ４７によっ
てその流量が検出され、Ｄｌはその水流量検出信号を表
わす。この水流量センサ４７を通過した温水４ｂは、水
道側とを遮断するホッパ４８を経て、給湯方向を電気的
に切り換える追焚・注湯切換弁５０に導かれて、追焚・
注湯切換信号Ｓ、、２に応じて追焚側、注湯側に切り換
えられる。

この場合、注湯側Ｃでは、浴槽２０に対して直結された
管路５２から温水４ｂが浴槽２０に対して電気的に水を
循環させるポンプ５６を介して矢印Ｂで示す方向に供給
される。Ｄｒは、ポンプ５６を駆動するポンプ駆動信号
を表わす。

また、追焚側ｄでは、追焚・注湯切換弁５０によって注
湯を禁止するとともに、浴槽２０に対して追焚のための
浴槽２０内の水４Ｃを、浴槽２０内の循環口５４を介し
て矢印Ａで示す方向に、追焚・注湯切換弁５０の追焚側
通路を含む循環経路としての追焚循環管路６０によって
ポンプ５６を介して循環される。

追焚循環管路６０内を通過する水４ｃは、電気的に水流
の有無を検出する水流センサ６２によって検出され、Ｄ
ｗＺはその検出信号を表わす。

追焚循環管路６０には加熱手段８としての追焚用熱交換
器２２および追焚バーナ２４が設置されており、浴槽２
０内の水４ｃは追焚によって加熱される。この場合、追
焚バーナ２４には燃焼用ガス３２が、電気的に開閉が制
御される追焚ガス弁６４を経て供給され、追焚ガス弁６
４は開閉制御信号Ｃｖ３によって開閉が制御される。追
焚バーナ２４に供給されたガス３２は、給湯バーナ３０
の場合と同様に、点火手段として電気的に着火されるイ
グナイタ６６によって着火され、ＳｆＺはその着火信号
を表わす。ガス３２の着火の有無は、炎の有無を電気的
に検出する炎検出器６８で検出され、Ｉ）ｒｚは着火検
出信号を表わす。

そして、追焚によって加熱された浴槽２０内の水４ｃは
、追焚循環管路６０側で電気的に水温を検出するサーミ
スタなどからなる温度センサ７０によって検出され、Ａ
ｌ１はその温度検出信号を表わす。

そして、水４ａの加熱系統、浴槽２０への温水４ｂの供
給系統または浴槽２０内の水４Ｃの追焚循環系統は、第
３図に示す加熱、供給または追焚を行う給湯制御装置に
よって制御される。

この給湯制御装置は、主装置７２と遠隔制御器７４とか
ら構成されており、主装置７２は熱交換器２２．２８な
どを設置した器具本体側に設置され、また、遠隔制御器
７４は浴槽２０内から入浴者が任意に調節可能な浴室内
などに設置される。

給湯水流検出信号り。い給湯側の着火検出信号Ｄｆい給
湯側の水流量検出信号り０、追焚水流検出信号Ｄ８□お
よび追焚側の着火検出信号Ｄｆｌのディジタルデータは
、入力回路７２１を経て中央演算処理部（ＣＰＵ）７２
２に取り込まれる。また、給湯温度検出信号Ａｌｌおよ
び追焚温度検出信号Ａｔｚは、アナログ信号であるため
、入力部に設置されたマルチプレクサ７２４による時分
割によって交互にアナログ・ディジタル変換回路７２３
に加えられ、アナログ・ディジタル変換された後、ＣＰ
Ｕ７２２に取り込まれる。

ＣＰＵ７２２は、書込み専用の記憶素子（ＲＯＭ）７２
５に書き込まれた加熱、供給または追焚制御プログラム
に従って演算処理を行う。また、取り込んだ各種データ
および演算処理上のデータは、書込み、続出し自由な記
憶素子（ＲＡＭ）７２６に書き込まれる。

加熱、供給または追焚制御の指令は、遠隔制御器７４の
スイッチの操作によって行い、その指令信号は遠隔制御
送受信回路７２７に加えられ、ＣＰＵ７２２に取り込ま
れる。

そして、ＣＰＵ７２２の演算結果として°の各種制御出
力である給湯側着火信号Ｓｆｌ、開閉制御信号Ｃｖい給
湯側開閉制御信号Ｃｖ□、追焚側開閉制御信号Ｃｖ３、
追焚側着火信号Ｓｆｔ、給湯・注湯切換信号Ｓｈい追焚
・注湯切換信号Ｓ、、２およびポンプ駆動信号り、は、
出力回路７２８からそれぞれ制御対象に加えられる。

このような風呂釜において、浴槽２０内の水量検出を追
焚時を例に取って工程順に説明する。

（ａｌ　　給湯・注湯切換弁４４を給湯側ａ、追焚・注
湯切換弁５０を追焚側ｄに切り換えて、追焚循環管路６
０を閉ループとして、追焚モードを設定する。

（ｂｌ　　この追焚モードに設定した後、ポンプ５６を
駆動して浴槽２０内の水４Ｃの温度を均一温度Ｔにする
。その場合、浴槽２０の水温Ｔは、温度センサ７０によ
って検出する。

（Ｃ１浴槽２０内の水温を一定温度Ｔにした後、元弁３
４および追焚ガス弁６４を開くとともに、イグナイタ６
６に着火信号Ｓｒｚを与えて電流を流して発熱させ、追
焚バーナ２４に着火する。

（ｄ）　　ポンプ５６によって水４Ｃを循環させながら
、追焚燃焼によって、浴槽２０内の水４Ｃの温度を適正
温度Ｔより僅かに高い温度ΔＴだけ均一に沸き上げると
ともに、温度ＴからΔＴへの所要時間ｔを測定し、ＲＡ
Ｍ７２６内に書き込む。

（ｅ）　　そして、予め、追焚バーナ２４の燃焼による
追焚燃焼能力Ｎを測定してＲＯＭ７２５に記憶して置く
ものとすると、浴槽２０内の水量Ｑは、ＣＰＵ７２２で
式（１）から、Ｑ＝Ｎ−ｔ／ΔＴとして算出される。た
とえば、ΔＴ＝１℃とすると、浴槽２０内の水量Ｑは、
Ｑ＝Ｎ−ｔとなる。

また、この浴槽２０内の水ｉｔＱの算出は、一定時間ｔ
に対して上昇温度ΔＴを検出して、その上昇温度ΔＴを
ＲＡＭ７２６に記憶して弐（１）から算出しても良い。

（ｆ）　　そして、不足水量は、予め、浴槽２０の容積
から設定水１１Ｑｏが定まるので、それを遠隔制御器７
４に設定して置き、その設定水量ＱＯと、浴槽２０内の
検出水ｉＱとから差水量ΔＱを、ΔＱ＝Ｑｏ−Ｑ　　　
　　・・・（２）算出する。

（ｇｌ　　そこで、この差水量ΔＱの温水４ｂを浴槽２
０内に供給するため、給湯・注湯切換弁４４を注湯側ｂ
、追焚・注湯切換弁５０を注湯側Ｃに切り換えて浴槽２
０内に温水４ｂを供給する。

この場合、給湯バーナ３０に着火することにより、水４
ａを加熱して温水４ｂを得て供給し、または、給湯バー
ナ３０を着火しないで加熱しない水４ａを供給してもよ
い。

（ｈ）　　適量の注湯または注水を行った後、給湯・注
湯切換弁４４を給湯側ａ、追焚・注湯切換弁５０を追焚
側ｄに切り換えて浴槽２０内に温水４ｂを適正温度Ｔま
で沸き上げて、適正湯量および適正温度への注湯・追焚
を完了する。

なお、保温および足し湯制御を行う場合には、一定の時
間間隔を持って、自動、的に浴槽２０内への注湯および
追焚を繰り返すことにより、浴槽２０内の水ＩＱおよび
温度Ｔを一定に保つ最適制御ができる。

また、追焚燃焼による沸き上げ時間は、熱効率によって
影響されるが、熱効率を低下させる要因には、浴槽の材
質゛、追焚配管、外気温、器具固有のガス圧セット値の
誤差などがある。そこで、熱効率ηを次式により、 η＝Ｑ（Ｉ　Ｘ　（Ｔｚ　　Ｔ＋　）　／Ｓｘ　ｔＯ・
・・（３） 追焚時ごとにＣＰＵ７２２によって算出してＲＡＭ７２
６に記憶させ、追焚時ごとにその値を更新する。ただし
、ＱＯは設定水量（＝注湯水量）、Ｔ１は注湯動作にて
浴槽２０へ供給された水の均一温度、Ｔ２は沸き上り均
一温度（＝沸き上り設定温度）、ｔｏは沸き上り時間、
Ｓは追焚インプット能力である。

この場合、追焚インプット能力Ｓは予めＲＯＭ７２５の
中に記憶しておき、追焚燃焼能力Ｎは、追焚インプット
能力Ｓと熱効率ηとの積（Ｎ　＝　Ｓ・η）で与えられ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、容器内の水量
を電気的な信号線などを用いることなく、遠隔的に検出
することができ、たとえば、器具本体と浴槽とが離れて
設置される自動風呂釜の浴槽内の水量を検出して、水量
制御に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１回はこの発明の水量検出方法を示す図、第２図はこ
の発明の水量検出方法の実施例である自動風呂釜を示す
図、第３図は第２図に示した自動風呂釜の給湯制御装置
を示すブロック図である。 ２・・・容器、４・・・水、６・・・循環系統、８・・
・加熱手段、１０・・・温度検出手段、１２・・・演算
手段。 Ｎ 第１図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 任意の水量を溜めた容器と、容器内の水を循環系統を通
   じて加熱する加熱手段と、循環系統に流れる水から容器
   内の水温を検出する温度検出手段とを備え、 容器内の水の上昇温度、加熱時間および加熱手段の加熱
   能力の関係から容器内の水量を検出することを特徴とす
   る水量検出方法。