(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽と熱交換器とを循環路で連結し、循環路に設けた循環ポンプにより前記浴槽内の湯水を前記熱交換器に循環させて加熱することにより、設定温度に制御する浴槽内湯水の温度制御装置であって、
供給される燃料ガスの燃焼によって前記熱交換器を加熱するバーナと、
このバーナに対して前記燃焼ガスの供給を切り換える制御弁と、
前記循環路に設けられて前記湯水の温度を検出する温度センサと、
前記浴槽内の前記湯水が設定温度に到達して一定時間が経過した後、前記循環ポンプを動作させて前記循環路に前記浴槽内の前記湯水を循環させるとともに循環開始時に前記循環路内の湯水の温度を前記温度センサで検出し、その検出温度が前記設定温度より低い場合には前記制御弁を開いて前記バーナに燃焼動作を行わせ、前記検出温度が前記設定温度より高い場合には前記湯水を所定時間継続して循環させた後、前記湯水の温度を検出し、その検出温度が前記設定温度未満のとき、前記制御弁を開いて前記バーナに燃焼動作を行わせ、この燃焼動作中に前記循環路を循環する湯水の温度を検出し、その検出温度が前記設定温度以上になった時点で時間を計測し、その時間計測中に前記検出温度が前記設定温度未満になった時点で前記時間計測をリセットし、前記検出温度が連続して前記設定温度以上となる時間を計測し、その計測時間が所定時間に到達したとき、前記制御弁を閉じて前記燃焼動作を停止させることにより、保温動作を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする浴槽内湯水の温度制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、アナログ・ディジタル変換器を備えることにより、前記設定温度及び前記検出温度をディジタルデータに変換してディジタル処理で行うことを特徴とする請求項１記載の浴槽内湯水の温度制御装置。
【請求項３】
前記設定温度は、前記検出温度を前記アナログ・ディジタル変換器の分解能を単位とし、その分解能と同等の温度幅を持つことを特徴とする請求項２記載の浴槽内湯水の温度制御装置。
【請求項４】
段階的に設定される前記設定温度間の間隔に前記アナログ・ディジタル変換器の分解能と同一の温度幅又はそれを越える温度幅が設定されていることを特徴とする請求項２記載の浴槽内湯水の温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽に上水を熱交換器で加熱して供給するとともに、浴槽内の湯水を熱交換器に循環させて加熱する浴槽内湯水の温度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、浴槽内の湯水を熱交換器を介して加熱循環させ、浴槽内の調温を行う追焚き制御を行う風呂装置として、実公平２−９３３３号「強制循環式風呂釜の自動調温装置」がある。この装置は、浴槽と熱交換器とを循環パイプにより浴槽内の湯水を熱交換器を介して加熱循環させ、循環パイプ内に設置した温度検出器による検出温度と、浴室等に設置した温度設定器による設定温度とを比較してポンプの作動及びバーナの燃焼を制御する強制循環式風呂釜である。そして、この強制循環式風呂釜の温度調温装置にあっては、次の温度制御動作を行っている。
【０００３】
ａ．設定温度に達した後、一定時間経過後にポンプを動作させる。
ｂ．ポンプの動作後所定時間経過後に温度検出器の検出温度と設定温度を比較する。
ｃ．検出温度が設定温度の許容温度以上に低下している場合には、ポンプを継続して作動させるとともにバーナを燃焼させる。
ｄ．検出温度が設定温度の許容温度以内にある場合には、ポンプの動作を停止させる。
ｅ．ポンプの動作を停止させた場合には、そのポンプ動作の停止の後、一定時間（ａの場合の一定時間と同様）の経過後にポンプを動作させた後、ｂ〜ｄの処理を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この調温装置にあっては、設定温度（Ｔ）に対して許容温度（−ΔＴ）を設定した場合、その許容温度の設定範囲によっては追焚き開始が遅延し、その結果、設定温度への到達時間が長くなるという不都合がある。例えば、設定温度４０℃に対して許容温度をΔＴ＝１℃に設定する。その場合、一定時間（ｔ１）経過後、検出温度が３９．１℃であった場合には、温度低下が０．９℃であり、許容温度範囲であるため（ΔＴ＞０．９）、バーナの点火は見送られるとともに、ポンプ動作を停止する。そして、このポンプ停止から一定時間（ｔ２）経過後、ポンプを動作させ、そのポンプの動作開始から所定時間（ｔ３）経過後の検出温度を許容温度範囲か否かを判定する。設定温度に到達後、一定時間ｔ１で０．９℃だけ低下したことから、その後、時間ｔ２＋ｔ３では、３７℃程度に低下していることが予想される。このような温度低下から設定温度に上昇させるには、浴槽内の湯水量に比例して追焚き時間が必要となる。第１回の温度検出時の温度低下が僅かに０．１℃だけ高かったことが、却って追焚き開始及び追焚き時間が長くかかり、入浴者に不快感を与えることとなる。
【０００５】
この場合、また、ポンプが一旦停止すると、ポンプ動作停止からポンプ動作開始までの時間ｔ２にポンプ動作時間ｔ３が加わり、ポンプの動作停止からバーナ点火までの時間が（ｔ２＋ｔ３）となり、この時間は相当長いため、追焚き完了から次の追焚き開始までの時間間隔が長くなるという不都合がある。
【０００６】
また、このように絶対的な設定温度を基準に特定の許容温度を設定することは、バーナの点火及び消火を頻繁に繰り返すという不都合を防止する上で有効であるが、このような設定温度に対して許容温度を設定することは、設定温度の値とその許容温度の温度幅に一定以上の精度を要求することになり、その精度が温度制御に影響を与える。このような設定温度及び許容温度に精度が必要な制御は、バーナの点火及び消火の繰り返し、即ち、チャタリング現象を防止できる利点は無視できないが、その実現性は実験室段階でのことであって、実際の風呂装置としては特性の不揃いが信頼性の欠如を招来する等、実現性に乏しく、設備コストが高くなるという不都合も無視することができない。
【０００７】
そこで、本発明は、設定温度と検出温度との比較処理の簡易化を図って、設定温度に可及的速やかに到達できる温度制御を実現した浴槽内湯水の温度制御装置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】
本発明の浴槽内湯水の温度制御装置は、浴槽内の湯水が設定温度に到達して一定時間が経過した後、循環ポンプ（２８）の動作を先行させて循環路（浴槽往き管８及び浴槽戻り管１０）に湯水を循環させるとともに循環開始時に循環路内の湯水の温度を温度センサ（３２）で検出し、その検出温度が設定温度より低い場合には制御弁（追焚き用ガス開閉弁５２）を開いて燃焼動作を行わせ、検出温度が設定温度より高い場合には湯水を所定時間継続して循環させた後、前記湯水の温度を検出し、その検出温度が設定温度未満のとき、燃焼動作を行わせ、継続して湯水の温度を検出し、その検出温度を設定温度以上に加熱することにより、保温動作を行っている。
【０００９】
本発明の浴槽内湯水の温度制御装置は、浴槽（１２）と熱交換器（追焚き用熱交換器１８）とを循環路（浴槽往き管８及び浴槽戻り管１０）で連結し、循環路に設けた循環ポンプ（２８）により前記浴槽内の湯水を前記熱交換器に循環させて加熱することにより、設定温度に制御する浴槽内湯水の温度制御装置であって、供給される燃料ガスの燃焼によって前記熱交換器を加熱するバーナ（追焚き用バーナ５０）と、このバーナに対して前記燃焼ガスの供給を切り換える制御弁（追焚き用ガス開閉弁５２）と、前記循環路に設けられて前記湯水の温度を検出する温度センサ（３２）と、前記浴槽内の前記湯水が設定温度に到達して一定時間が経過した後、前記循環ポンプを動作させて前記循環路に前記浴槽内の前記湯水を循環させるとともに循環開始時に前記循環路内の湯水の温度を前記温度センサで検出し、その検出温度が前記設定温度より低い場合には前記制御弁を開いて前記バーナに燃焼動作を行わせ、前記検出温度が前記設定温度より高い場合には前記湯水を所定時間継続して循環させた後、前記湯水の温度を検出し、その検出温度が前記設定温度未満のとき、前記制御弁を開いて前記バーナに燃焼動作を行わせ、この燃焼動作中に前記循環路を循環する湯水の温度を検出し、その検出温度が前記設定温度以上になって所定時間が経過した後、前記制御弁を閉じて前記燃焼動作を停止させることにより、保温動作を行う制御手段（制御部６０）とを備えている。
【００１０】
本発明の浴槽内湯水の温度制御装置にあっては、浴槽内の湯水が設定温度に到達した後、一定時間の後に循環ポンプを動作させ、前記循環路に前記浴槽内の前記湯水を循環させるとともに循環開始時に前記循環路内の湯水の温度を前記温度センサで検出し、その検出温度が設定温度より低い場合には前記制御弁を開いて前記バーナに燃焼動作を行わせる。また、前記検出温度が前記設定温度より高い場合には前記湯水を所定時間継続して循環させた後、前記湯水の温度を検出し、その検出温度が設定温度未満のとき、前記制御弁を開いて前記バーナに燃焼動作を行わせる。循環ポンプの動作開始を設定温度到達後の一定時間としているのは、設定温度に到達した湯水の温度は一定時間が経過しない前はその設定温度と同等の温度を維持しているからである。そして、一定時間経過後、循環ポンプを駆動すると、循環路に浴槽内の湯水が循環し、その結果、浴槽内の湯水の攪拌が行われるとともに、循環路内の湯水と浴槽内の湯水との温度差が解消される。そこで、循環ポンプの動作開始から一定時間経過後、温度センサの検出温度と設定温度との比較を行う。この比較の結果、検出温度が設定温度より低くなっている場合には、保温動作を行う。この保温動作は、検出温度が設定温度に到達するまで持続する。
【００１１】
本発明の浴槽内湯水の温度制御装置において、前記制御手段は、前記バーナの燃焼動作中に前記温度センサの検出温度が前記設定温度以上になった時点で時間を計測し、その時間計測中に前記検出温度が前記設定温度未満になった時点で前記時間計測をリセットし、前記検出温度が連続して前記設定温度以上となる時間を計測し、その計測時間が所定時間に到達したとき、前記燃焼動作を停止させることを特徴とする。
【００１２】
検出温度が設定温度に到達しても、浴槽内の湯水の攪拌が十分に進んでいない場合があるので、検出温度が設定温度に到達してから所定時間の経過を待って燃焼動作を停止させることとした。この結果、浴槽内の湯水の温度を確実に設定温度に維持することができる。
【００１３】
本発明の浴槽内湯水の温度制御装置において、制御手段は、アナログ・ディジタル変換器（７２）を備えることにより、前記設定温度及び前記検出温度をディジタルデータに変換してディジタル処理で行うことを特徴とする。即ち、制御手段の処理は、アナログ処理の他、アナログ・ディジタル変換器を用いて前記設定温度及び前記検出温度をディジタルデータに変換し、マイクロコンピュータ等によってディジタル処理として容易に行うことができ、動作の信頼性を高めることができる。
【００１４】
本発明の浴槽内湯水の温度制御装置において、設定温度は、前記検出温度を前記アナログ・ディジタル変換器（７２）の分解能を単位とし、その分解能と同等の温度幅を備えたことを特徴とする。即ち、設定温度は、任意に設定できるが、検出温度をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器の分解能を単位とし、その分解能と同等の温度幅に設定することにより、温度比較処理が容易になるとともに、その精度が高くなり、信頼性の高い温度制御が実現できる。その結果、このような処理が安全性にも寄与することになる。
【００１５】
また、本発明の浴槽内湯水の温度制御装置において、段階的に設定される設定温度間の間隔にアナログ・ディジタル変換器の分解能と同一の温度幅又はそれを越える温度幅が設定されていることを特徴とする。即ち、段階的に設定される設定温度間の間隔が温度制御に大きく影響を与える。この温度幅は任意に設定できるが、大きくとると、目標値である設定温度値を制限することとなる。そこで、本発明においては、アナログ・ディジタル変換器の分解能と同一の温度幅又はそれを越える温度幅を設定したものである。例えば、１℃を単位として設定温度が設定されるものとすると、設定温度の幅をアナログ・ディジタル変換器の分解能に設定する。この分解能を０．５℃とすると、０．５℃のステップで、設定温度が一定の温度幅の温度間隔を以て設定されることになる。即ち、アナログ・ディジタル変換器の分解能を単位とし、０．５℃の温度幅を温度間隔とし、かつ０．５℃の温度幅を持つ設定温度が存在する。このように段階的に設定される設定温度に対して検出温度をアナログ・ディジタル変換して比較すると、両者の一致、不一致の判断を容易かつ高精度に行うことができ、従来のように、絶対的な設定温度に対して許容温度を設定するという手間や必要な精度設定は不要となり、人の温度感覚に適合した温度制御を実現できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１、図２及び図３は、本発明の浴槽内湯水の温度制御装置の一実施形態を示している。この浴槽内湯水の温度制御装置は、風呂等に用いられた給湯・追焚き装置２によって構成されている。この給湯・追焚き装置２には、給湯回路４及び追焚き回路６が備えられているとともに、浴槽往き管８及び浴槽戻り管１０を通して温水を溜める容器としての浴槽１２の循環口１４に接続されている。この浴槽１２には、給湯時、給湯回路４の一部を成す浴槽往き管８を通して給湯が行われるが、追焚き時、追焚き回路６を成す浴槽往き管８、浴槽戻り管１０からなる循環路を通して浴槽１２内の湯水ＨＷの追焚きが行われる。
【００１８】
また、給湯・追焚き装置２には、この実施例の場合、第１の加熱源として給湯用熱交換器１６、第２の加熱源として追焚き用熱交換器１８が設置されている。このように二つの熱交換器１６、１８を設置したのは、上水側からの給水Ｗの加熱と下水側、即ち、浴槽１２内の湯水ＨＷの加熱とを分離し、独立して加熱するためである。
【００１９】
そして、給湯回路４は、上水側から浴槽１２に対して給湯を行う回路である。即ち、管路２０には水道等の上水系統からの給水Ｗが供給され、この管路２０を通して給湯用熱交換器１６に供給される。この給湯用熱交換器１６で得られる湯は、開閉電磁弁２２を通して下水側との分離手段である圧送ホッパ２４に至る。この圧送ホッパ２４に供給された湯は、第１の切換弁２６を経て浴槽往き管８に至り、浴槽１２に供給される。
【００２０】
追焚き回路６は、浴槽１２内の湯水ＨＷを再加熱して保温する回路であって、浴槽１２と追焚き用熱交換器１８との間に形成された大気開放型の閉回路を成す循環路を構成し、その湯水循環のための圧送手段として循環ポンプ２８が設けられている。この循環ポンプ２８の動作によって、浴槽１２から浴槽戻り管１０に出た湯水は、第２の切換弁３０を経て追焚き用熱交換器１８に至り、この追焚き用熱交換器１８によって加熱された温水は、切換弁２６を経て浴槽往き管８から浴槽１２に至る。そして、循環路を成す浴槽戻り管１０には、循環流水を通して浴槽１２内の湯水の温度を検出する手段として温度センサ３２、浴槽１２内の水位を検出する手段として水位センサ３４が設置されている。水位センサ３４は、例えば圧力センサで構成される。また、循環ポンプ２８と追焚き用熱交換器１８とを結ぶ管路３６には循環流水の有無を電気的に検出する手段として流水スイッチ３８が設置されている。
【００２１】
そして、給湯用熱交換器１６側にはその熱源として給湯用バーナ４０が設置され、この給湯用バーナ４０には制御弁として給湯用ガス比例弁４２を介して燃料としてのガスＧが供給されている。また、給湯用バーナ４０には、給湯用フレームロッド４４及び給湯用イグナイタ４６が設置されている。
【００２２】
また、追焚き用熱交換器１８側にはその熱源として追焚き用バーナ５０が設置され、この追焚き用バーナ５０には制御弁として追焚き用ガス開閉弁５２を介して燃料としてのガスＧが給湯用バーナ４０とは独立して供給されている。また、追焚き用バーナ５０にも、追焚き用フレームロッド５４及び追焚き用イグナイタ５６が設置されている。
【００２３】
次に、図２は、給湯・追焚き装置２の制御回路を示している。この制御回路は、給湯制御とともに保温制御を行うための制御手段であって、制御部６０にはマイクロコンピュータが用いられている。この制御部６０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）６２、記憶手段としてのＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６及びＥＥＰＲＯＭ６８が備えられている。ＲＯＭ６４には、給湯、追焚き等の各種制御プログラムが格納され、ＲＡＭ６６には演算途上のデータや検出データが格納され、また、ＥＥＰＲＯＭ６８には制御途上で得られた固定的なデータが格納され、そのデータは必要に応じて更新される。
【００２４】
そして、この制御部６０には、温度センサ３２及び水位センサ３４の検出信号が加えられ、これらの検出信号を時分割的に取り込む手段としてマルチプレクサ７０が設置され、このマルチプレクサ７０にはＣＰＵ６２から制御信号が与えられている。また、これらの検出信号はアナログ信号であるため、ディジタル処理を行うためにディジタル信号への変換手段としてアナログ・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）７２が設置されている。即ち、温度検出信号及び水位検出信号は一定の時間間隔で随時取り込まれてディジタル信号に変換され、ディジタルデータとしてＣＰＵ６２に加えられている。
【００２５】
また、制御部６０には、各種センサ等からの信号を取り込むとともに、制御出力を各種駆動回路に付与するため、入出力回路７４が設置されている。入出力回路７４には、流水スイッチ３８、給湯用フレームロッド４４及び追焚き用フレームロッド５４の出力信号が加えられている。
【００２６】
また、制御部６０の制御出力は入出力回路７４を通して出力され、各制御出力は開閉電磁弁駆動回路７６、ポンプ駆動回路７８、切換弁駆動回路８０、８２、ガス比例弁駆動回路８４、ガス開閉弁駆動回路８６、イグナイタ駆動回路８８、９０に加えられる。そして、その結果、開閉電磁弁２２には開閉電磁弁駆動回路７６、循環ポンプ２８にはポンプ駆動回路７８、切換弁２６、３０には切換弁駆動回路８０、８２、ガス比例弁４２にはガス比例弁駆動回路８４、ガス開閉弁５２にはガス開閉弁駆動回路８６、給湯用イグナイタ４６にはイグナイタ駆動回路８８、追焚き用イグナイタ５６にはイグナイタ駆動回路９０を通して駆動出力が与えられる。
【００２７】
そして、この制御回路には、制御部６０に対する遠隔操作手段としてリモコン装置９２が設置されている。制御部６０の入出力回路７４にはリモコン制御部９４が接続されており、このリモコン制御部９４には、リモコン入力部９６、音声出力部９８及び表示部１００が接続されている。リモコン入力部９６には、温度設定入力とともに水位設定入力が与えられる。温度設定は、使用者によって、任意の温度、例えば、４２℃、４３℃等、１℃を単位として設定される。この設定温度は、表示部１００に数値及びその単位が表示されるとともに、目標値を表すディジタルデータＤ４２、Ｄ４３としてＲＡＭ６６に格納される。
【００２８】
次に、図３は、温度センサ３２及びアナログ・ディジタル変換器７２の具体的な構成例を示している。温度センサ３２には、温度検出素子としてのサーミスタ１０２が使用され、このサーミスタ１０２には基準抵抗１０４が直列に接続され、これら直列回路には抵抗１０４を電源側、サーミスタ１０２側を接地側にして基準電圧Ｖｄｄが加えられている。そして、抵抗１０４とサーミスタ１０２との接続点が温度検出出力点Ｐに設定され、その出力点Ｐには、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ１０２の抵抗値に応じた電圧、即ち、温度の検出出力が得られる。この検出出力は、マルチプレクサ７０を通過してサンプルホールド回路１０６に加えられる。
【００２９】
サンプルホールド回路１０６は、刻々と変化する検出出力を一定のＣＰＵ６２からのタイミング信号、即ち、サンプリングパルスＳＰに応じてサンプリングして保持する手段である。このサンプルタイミングは、ＣＰＵ６２側の温度検出タイミングに同期している。この実施例にあっては、説明を容易にするため、サンプルホールド回路１０６を等価的に示しており、スイッチ１０８はサンプリングパルスＳＰによって開閉し、閉時間にキャパシタ１１０に現在値である検出出力が保持される。即ち、保持電圧ＶＨが現在の検出温度を表している。この保持電圧ＶＨは、アナログデータであり、ディジタル化のため、電圧比較器１１２に加えられる。
【００３０】
電圧比較器１１２は、検出出力と基準電圧Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎとを比較することにより、検出出力を数ビットのディジタルデータに変換する。基準電圧Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎを設定する手段として基準電圧設定回路１１４が設けられており、この実施例では、分圧抵抗１１６の抵抗比によって基準電圧Ｖｄｄをｎ分割し、Ｖｍを単位として段階的にステップする基準電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎ（＝Ｖｄｄ）が得られている。この分割単位がアナログ・ディジタル変換の分解能である。
【００３１】
この実施例においては、基準電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎは、Ｖｍを数十ミリボルトに設定し、温度換算で０．５℃の温度間隔でステップする電圧となっている。ここで、０．５℃のステップとは、例えば、３９±０．２５℃の温度範囲をＶ３９、４０±０．２５℃の温度範囲をＶ４０・・・・に設定しており、絶対値としての温度に対応する電圧を設定していない。
【００３２】
そして、このように基準電圧設定回路１１４で設定される基準電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎを選択的に取り出す選択手段としてタップセレクタ１１８が設けられている。このタップセレクタ１１８には、ＣＰＵ６２からタップセレクトパルスＴＳが加えられ、このタップセレクトパルスＴＳによって各基準電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎが巡回的に選択されて出力される。
【００３３】
電圧比較器１１２には、このようにして選択された基準電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎと検出出力、即ち、保持電圧ＶＨとが逐次比較され、その大小関係を表す出力が得られる。この出力がアナログ・ディジタル変換データである。
【００３４】
この逐次変換データを格納する手段として逐次変換レジスタ１２０が設けられている。この逐次変換レジスタ１２０は、逐次変換されて得られるディジタル・データを一旦格納する手段である。そして、この逐次変換レジスタ１２０からディジタル・データを格納する手段としてＡ／Ｄ結果レジスタ１２２が設置されている。このＡ／Ｄ結果レジスタ１２２には、逐次変換レジスタ１２０からのディジタル・データが格納され、常に新規のデータが格納されている。
【００３５】
そして、比較レジスタ１２４には、Ａ／Ｄ結果レジスタ１２２のデータが転送されており、その内容は、Ａ／Ｄ結果レジスタ１２２のデータに比較して従前のデータが格納される。ここでのデータ処理は、Ａ／Ｄ結果レジスタ１２２における新規のデータと比較レジスタ１２４側の現在のデータとを比較し、両者の差が分解能の範囲、即ち、誤差範囲であれば、比較レジスタ１２４に格納されている現在のデータを真のデータとして確定させる。この確定データを格納する手段として確定レジスタ１２６が設置され、この確定レジスタ１２６に検出出力のディジタル・データが格納される。これらのデータ処理は、ＣＰＵ６２において実行され、１２８はその内部バスである。
【００３６】
以上の構成に基づいて、動作を説明する。
【００３７】
図４は、総括的な動作を示すフローチャートを示している。電源投入によって初期設定が行われ、この初期設定の後、ステップＳ１では給湯運転か否かを判定する。給湯運転の場合には、ステップＳ２に移行して給湯運転が実行され、ステップＳ３で浴槽１２内の水位が所定水位か否かが判定される。この所定水位は、図２に示したように、リモコン装置９２に対して水位設定を行い、その設定水位か否かが判定される。給湯運転では、浴槽１２の水位が所定水位に到達したとき、その給湯運転を停止する。
【００３８】
ステップＳ１において、給湯運転ではないと判定された場合には、ステップＳ４（図６）に移行して保温運転を行う。この保温運転は、浴槽１２内の湯水の温度を設定温度に保温する動作であって、常時、最適な湯温を保持する動作である。
【００３９】
図５は、ステップＳ２における給湯運転動作を示しており、給湯回路４の開通状態を示している。上水Ｗは、給湯用熱交換器１６で加熱された後、開閉電磁弁２２、圧送ホッパ２４、切換弁２６を経て浴槽往き管８から浴槽１２に供給される。そして、この場合、破線で示すように、浴槽戻り管１０にも浴槽１２内の湯水ＨＷが満たされ、その結果、温度センサ３２によって湯水ＨＷの温度、水位センサ３４によって浴槽１２内の水位が検出される。なお、この給湯運転では、通常、放熱ためによる温度低下を見込むとともに給湯時の追焚き時間の短縮を図るため、設定温度により０．５℃だけ高い湯温での給湯を行い、所定水位に移行した際に、給湯完了時に温度検出を行った後、保温動作と同様に自動的に追焚き動作に移行し、浴槽１２内の湯水を設定温度に制御することが行われる。
【００４０】
次に、図６は、図４のステップＳ４における保温運転動作を示している。この保温運転は、給湯又は給水されている浴槽１２内の湯水ＨＷを設定温度に沸き上げることにより、設定温度を維持する動作である。そして、この保温運転は、先の給湯動作又は追焚き動作の後の追焚き動作を示している。
【００４１】
ステップＳ１１では、追焚き終了後、所定時間、即ち、待機時間（図１０のＴｂ）が経過したか否かを判定する。この待機時間は、設定温度に到達した後、湯温の保温性を考慮して設定された温度である。この待機時間が経過した後、ステップＳ１２に移行し、追焚き運転を行う。そして、ステップＳ１３では、保温時間の監視を行い、保温時間の経過前はステップＳ１１に戻り、また、保温時間の経過後は、保温動作を停止する。保温動作は、入浴者が複数ある場合を想定したものであり、複数の者が入浴する時間はある程度管理できるので、予め保温時間を設定することとしている。即ち、保温時間が経過する前は繰り返し追焚きを行い、保温時間が経過した後は、その保温動作を停止する。
【００４２】
図７は、この保温動作における追焚き運転動作を示し、追焚き回路６の開通状態を示している。この追焚き運転は、浴槽１２内の温水の再加熱を行うための処理であって、追焚き用熱交換器１８に循環ポンプ２８で浴槽１２内の湯水ＨＷを循環させて加熱する。即ち、浴槽１２の湯水ＨＷは、浴槽戻り管１０を経て循環ポンプ２８に引かれて追焚き用熱交換器１８に圧送されて加熱され、その加熱された湯水は切換弁２６を経て浴槽往き管８から浴槽１２に戻る。このような圧送循環を繰り返すことにより、浴槽１２の湯水ＨＷは設定温度に加熱される。
【００４３】
次に、図８は、追焚き運転動作を示している。ステップＳ２１では、循環ポンプ２８を動作させて追焚き回路６に浴槽１２内の湯水ＨＷの循環を行う。この湯水循環は、流水スイッチ３８によって検出される。そこで、ステップＳ２２では流水検出があったか否かを判定し、検出できない場合にはステップＳ２３に移行する。循環ポンプ２８を駆動したにも拘わらず流水検出ができない場合には異常であると判定し、ステップＳ２３では表示部１００又は音声出力部９８によってその異常を表示又は音声によって告知する。
【００４４】
そして、流水検出があった場合には、ステップＳ２４に移行し、検出温度が設定温度より低いか否かを判定する。検出温度が設定温度を越えている場合には、ステップＳ２５に移行し、所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過するまで、ステップＳ２４の判定を持続する。所定時間が経過しても、検出温度が設定温度を越えている場合には、ステップＳ３２に移行することにより、循環を停止する。
【００４５】
また、検出温度が設定温度より低い場合には、ステップＳ２６に移行して追焚き燃焼を開始する。即ち、点火動作を開始した後、ガス開閉弁５２を開いて追焚き用バーナ５０に着火する。この追焚き燃焼の結果、ステップＳ２７に移行し、検出温度が設定温度以上か否かを判定し、検出温度が設定温度と一致又はそれ以上と検出されたとき、ステップＳ２８に移行し、時間の計測を行う。この時間計測は、ＣＰＵ６２によって行い、例えば、クロックパルスを計測して行う。この時間計測の狙いは、検出温度に変動が生じるので、所定時間だけその温度上昇が持続したことを確認するためである。
【００４６】
そこで、ステップＳ３０では予め定められている時間が経過したか否かを判定し、その所定時間が経過するまで、ステップＳ２７に戻り、検出温度と設定温度との比較を行う。ステップＳ２７において、所定時間内で検出温度が設定温度以下となった場合には、ステップＳ２９に移行し、時間の計測を停止し、その計測時間をリセットする。即ち、クロックパルスの計測を零に戻して動作を持続する。
【００４７】
そして、ステップＳ３０で検出温度が設定温度に到達、又はそれ以上に推移した場合であって、それが所定時間だけ持続すると、ステップＳ３１に移行し、追焚き燃焼を停止する。即ち、浴槽１２内の湯水ＨＷの温度が設定温度に到達したことにより、追焚き運転を停止する。この追焚き燃焼の停止の後、ステップＳ３２に移行し、追焚き燃焼の停止から一定時間だけ遅延して循環ポンプ２８の動作を停止し、追焚き運転を停止する。
【００４８】
次に、図９は、温度検出動作を示している。この温度検出動作では、給湯時、保温時の浴槽１２内の湯水ＨＷの温度の検出を行う。ステップＳ４１では検出温度の取込みを行い、ステップＳ４２ではその検出温度をＲＡＭ６６に記憶する。この実施例では、例えば、１０回程度の取込み及び記憶を行う。
【００４９】
そして、ステップＳ４３ではその平均値の演算処理を行う。検出温度の取込み数をｍ回とし、その取り込まれた検出温度をＨ１、Ｈ２・・・Ｈｍとすると、ｍ回の中の最大値と最小値の検出値を除いて加算し、その加算値をΣＨとすると、その加算値を（ｍ−２）で割算して平均値｛＝ΣＨ／（ｍ−２）｝が得られる。そして、ステップＳ４４では、この平均値をＲＡＭ６６に格納して温度検出を完了する。
【００５０】
次に、図１０は、給湯時の追焚き運転から保温運転に移行する場合の動作タイミングを示している。
【００５１】
時間Ｔａは追焚き運転時間を表しており、この時間内では、図１０の（Ａ）に示すように、ガス開閉弁５２が開となり、追焚きのためのガス燃焼が行われている。浴槽１２内の湯水ＨＷが設定温度に到達すると、ガス開閉弁５２が閉止されて燃焼動作が停止する。
【００５２】
そして、図１０の（Ｂ）に示すように、循環ポンプ２８の停止から時間Ｔｄの後、循環ポンプ２８が停止する。このように循環ポンプ２８の動作を停止するのに、ガス開閉弁５２の閉止から時間Ｔｄだけ遅延させるのは、追焚き用熱交換器１８の熱による後追い沸騰を避けるためであり、追焚き用熱交換器１８内の温度を低下させるためである。
【００５３】
また、循環ポンプ２８の停止の後、図１０の（Ｃ）に示すように、流水スイッチ３８の流水検出は停止する。
【００５４】
そして、ガス開閉弁５２の停止から所定時間の待機時間Ｔｂが開始される。この待機時間Ｔｂは、例えば、３０分程度に設定する。この待機時間Ｔｂが経過すると、循環ポンプ２８を動作させ、追焚き回路６に浴槽１２内の湯水ＨＷの循環を行う。時間Ｔｅは循環ポンプ２８の停止時間であり、この停止時間Ｔｅは待機時間Ｔｂより短くなる。
【００５５】
ポンプ循環が開始されると、図１０の（Ｃ）に示すように、循環ポンプ２８の動作開始と同時に流水スイッチ３８の流水検出が行われる。この流水検出が行われた時点をｔｏとすると、この時点ｔｏにおいて、設定温度と検出温度との比較が行われる。この比較に用いられる検出温度は、時点ｔｏの直前にＲＡＭ６６に格納されている検出温度、即ち、ポンプ循環を行う直前に演算の結果更新された検出温度である。
【００５６】
ところで、温度検出は常時行われており、その検出は例えば、０．５秒毎に行われ、平均値は例えば１０回の温度取込みを単位として演算されるものとすると、比較される検出温度は時点ｔｏから５秒程度前から時点ｔｏの直前までの温度取込みによる平均値温度である。
【００５７】
そして、この検出温度と設定温度との比較の結果、検出温度が設定温度より低い場合には、時点ｔｏの後の時間Ｔｆの間で点火動作に移行し、図１０の（Ａ）に示すように、ガス開閉弁５２が開かれる。この結果、追焚き動作、即ち、保温動作が開始され、時間Ｔｃは、その保温動作時間である。この保温動作は、検出温度が設定温度に到達するまで持続する。
【００５８】
次に、図１１は、設定温度と検出温度との比較動作を示している。図１１において、直線Ｌは検出温度の推移を示しており、実際には大きく変動するものであるが、説明を容易にするため直線で示してあり、矢印ＵＰは上昇方向、矢印ＤＮは下降方向である。また、温度については、説明を容易にするため、代表的な値として３９℃〜４３℃を示してある。
【００５９】
設定温度は、１℃を単位として任意に設定され、その値が単位とともに表示部１００に表示される。この設定温度は、例えば、０．５℃の温度幅Ｔ１を持っており、設定温度の間にも非設定温度として温度幅Ｔ２＝０．５℃が設定されている。この場合、設定温度＝３８．７５〜３９．２５℃、非設定温度＝３９．２５℃〜３９．７５℃、設定温度＝３９．７５〜４０．２５℃、非設定温度＝４０．２５℃〜４０．７５℃・・・・と設定されている。即ち、設定温度は、３９℃、４０℃、４１℃、４２℃・・・のように設定されても、その設定温度自体は、０．５℃の幅を持っており、絶対値としての温度値ではない。
【００６０】
これに対し、湯水温度は、連続的に変換するアナログ値であり、その検出温度も連続的なものとなる。しかしながら、アナログ・ディジタル変換のために、検出温度の取込みは一定の時間間隔、例えば、１０ｍｓ毎に行われ、連続的な値として取り込まれる。そして、その温度は、サーミスタ１０２の抵抗値変化を電圧値に変換して取り込まれ、０．５℃間隔を２０ｍＶ程度を単位として取り込まれる。この結果、検出温度のＡＤ変換値は、０．５℃間隔に対応する２０ｍＶ間隔で取り込まれてディジタルデータに変換される。図１１において、ｄ３８．５〜ｄ４３は検出温度を表す検出データを示している。理論的には、検出温度を表す電圧値が図１１中の横線上に合致する場合があるが、これはデータ処理上の誤差として上位側データとして取り込まれる。例えば、４０．２５℃を表す線上のデータはｄ４０．５となる。
【００６１】
このようにして取り込まれた検出温度を表すＡＤ変換値と設定温度のＡＤ変換値とが比較される。図１１の例において、設定温度を４１℃とし、そのＡＤ変換値をＤ４１とすると、検出温度のＡＤ変換値ｄ３８．５〜ｄ４３と比較される。保温動作の結果、湯水の検出温度がｄ４１に到達すると、設定温度を表すＡＤ変換値Ｄ４１と一致し、その一致が所定時間経過した後、保温動作を停止させるのである。
【００６２】
また、待機時間中に浴槽１２内の湯水の温度が低下し、検出温度が、例えばｄ４０に低下すると、保温動作に移行し、検出温度が設定温度Ｄ４１に到達するまで追焚き動作を行う。
【００６３】
このように設定温度は、一定の温度幅Ｔ１（＝０．５℃）を有しており、また、設定温度間には一定の温度幅Ｔ２（＝０．５℃）が設定されている。しかも、この温度幅Ｔ１、Ｔ２は、Ｔ１＝Ｔ２であって、アナログ・ディジタル変換における分解能（例えば２０ｍＶ）と一致している。また、設定温度間に一定の温度幅が設定されているため、アナログ・ディジタル変換時の動作が安定化し、しかも、一定時間経過した後、追焚き動作又はその停止を行うため、追焚き用バーナ５０の点消火を繰り返すこともなく、動作の安全性を高めることができる。
【００６４】
なお、実施例では、設定温度の間隔をアナログ・ディジタル変換器の分解能と一致させているがその分解能を越える温度幅を設定してもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次のような効果が得られる。
ａ．検出温度が設定温度より低下したか否かにより保温動作への移行を判定しているため、保温制御を可及的速やかに行うことができる。
ｂ．保温動作にあっては、通常の追焚き制御により、浴槽内の湯水温度を設定温度に容易に制御することができる。しかも、設定温度は、絶対値としての設定温度に許容温度を付加したものではなく、それ自体が一定の温度幅を持っており、検出温度と設定温度との一致、不一致を以て保温動作を行うため、従来のような設定温度に許容温度を設定する必要がなく、設定温度と検出温度との判定が容易化し、安定した制御動作を実現できる。
ｃ．保温動作をディジタル処理で迅速に行うことができ、しかも、設定温度は、検出温度をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器の分解能を単位とし、その分解能と同等の温度幅に設定したことにより、温度比較処理が容易になるとともに、その精度が高くなり、信頼性の高い温度制御を実現することができ、保温動作の安全性をより高めることができる。
ｄ．段階的に設定される設定温度に対して検出温度をアナログ・ディジタル変換して比較して、両者の一致、不一致の判断を容易かつ高精度に行うことができ、従来のように、絶対的な設定温度に対して許容温度を設定するという手間や必要な精度設定は不要となり、人の温度感覚に適合した温度制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浴槽内湯水の温度制御装置の一実施形態を示す系統図である。
【図２】本発明の浴槽内湯水の温度制御装置の制御回路を示すブロック図である。
【図３】温度センサ及びアナログ・ディジタル変換器の構成を示すブロック図である。
【図４】初期動作を示すフローチャートである。
【図５】給湯回路の運転動作を示す系統図である。
【図６】保温運転動作を示すフローチャートである。
【図７】追焚き回路の運転動作を示す系統図である。
【図８】追焚き動作を示すフローチャートである。
【図９】温度検出を示すフローチャートである。
【図１０】保温動作を示すタイミングチャートである。
【図１１】設定温度と検出温度の比較動作を示す図である。
【符号の説明】
８  浴槽往き管（循環路）
１０  浴槽戻り管（循環路）
１２  浴槽
１８  追焚き用熱交換器
２８  循環ポンプ
３２  温度センサ
５０  追焚き用バーナ
５２  追焚き用ガス開閉弁（制御弁）
６０  制御部（制御手段）
７２  アナログ・ディジタル変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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