(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽の循環口を通じて前記浴槽に給水する浴槽水位制御装置であって、
前記浴槽の前記循環口から浴槽水を追焚用熱交換器に導き、該追焚用熱交換器を通過した前記浴槽水を前記浴槽の前記循環口から前記浴槽内に戻す管路にポンプを接続し、該ポンプによって前記浴槽水を循環させる追焚循環路と、
給水管に接続されるとともに前記追焚循環路に連結されて給湯用熱交換器が設置され、前記追焚循環路からの前記浴槽水の逆流を阻止する逆止弁が設置され、前記給水管からの上水を前記給湯用熱交換器を経て前記追焚循環路から前記浴槽に流し込む給水管路と、
前記給水管路に設置され、前記浴槽に給水される給水量を計測する水量センサと、
前記追焚循環路に設けられ、前記追焚循環路を通して前記浴槽の水位圧力を受け、前記浴槽内の水位を表す圧力を検出する圧力センサと、
前記給水管路に設置されて給水量を制御する水量制御弁と、
前記給水管路に設置されて給水を制御する給水弁と、
前記給水により前記循環口が水没する水位より僅かに高い水位を基準水位、前記浴槽に設定される水位を表す設定水位、前記循環口を水没させるまでの給水量を第１の水量、前記基準水位から前記浴槽に設定される前記設定水位に到達させるまでの給水量を第２の水量とし、前記基準水位と前記設定水位との水位差を求め、前記基準水位、前記設定水位、前記第１の水量、前記第２の水量、前記水位差を記憶手段に記憶させ、給水開始時の検出圧力が前記基準水位を超えているか否かを判断し、前記検出圧力が前記基準水位を超えていない場合には前記給水弁を開いて前記第１の水量を給水し、前記水量制御弁を制御することにより、前記基準水位から前記第２の水量を供給し、そのときの検出水位及び前記水位差から不足水量を求め、その不足水量を前記給水管路から前記浴槽に給水させ、また、給水開始時の前記検出圧力が前記基準水位を超えている場合には、前記給水弁を開くとともに前記水量制御弁を制御することにより、現在水位から前記設定水位までの不足水量を前記給水管路から前記浴槽に給水させる制御手段と、
を備え、前記制御手段は、
前記圧力センサの検出圧力に基づいて給水を制御する場合には、最大流量より低い所定流量に制限して前記浴槽に給水し、前記第１及び第２の水量に基づいて給水を制御する場合には、最大流量で前記浴槽に給水し、
前記水量制御弁により前記浴槽への給水流量を規制して前記給水流量と給水中の検出圧力により前記浴槽内の静止圧力値を演算し、この静止圧力値を用いて給水を制御することを特徴とする浴槽水位制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、浴槽水位を設定水位等に制御する浴槽水位制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、浴槽の水位は、圧力センサを用いて検出することができる。この圧力センサの検出圧力は、管路に流れる水流によって変動する。例えば、浴槽には２本の追焚管路が接続されているが、その一方の管路に圧力センサを取り付け、その他方の管路を通じて上水を浴槽に供給し、給水時の水流の影響を回避することが行われている。
【０００３】
浴槽の水位制御は、追焚循環路に上水を供給した後、循環ポンプに呼び水を行い、圧力センサが取り付けられている管路側に上水を流し、浴槽と圧力センサとを水を介在させて連結することにより、浴槽内の水位を表す圧力を圧力センサに作用させる。このときの検出圧力は初期水位圧力としてメモリに記憶し、他方の管路から給水を再開する。浴槽の循環口に水位が達すると、検出圧力値が上昇し、この圧力上昇から循環口が水没したことを確認することができる。ここで、給水を停止し、圧力センサ側の管路に給水を行い、又は、ポンプ循環を行って管路内の残留空気を排出させる。そして、循環口が完全に水没したことを表す水位圧力をメモリに記憶する。この検出位置を浴槽底面からの特定水位として設定水位までの差を演算し、再び一方の管路から給水を行う。設定水位を表す圧力値を検出したとき、給水を停止する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、圧力センサの検出圧力を用いて浴槽の水位制御を行う場合には、浴槽の水位圧力を圧力センサに作用させることが必要であり、圧力センサ側の管路内の空気を水位検出の度に排出することが必要となる。この空気排出には、配管内に水を封止するために複数の三方弁や四方弁の使用が必要となり、流路切換えに合わせて給水用開閉弁を開閉することが必要である。開閉弁の駆動はモータによって行われ、また、開閉弁の開度状態の検出も必要となる。このように空気排出を行うためには、複雑な制御機構が必要となり、そのための部品点数も多く、また、その制御動作時間が沸上げ時間を遅延させる原因になる。
【０００５】
そこで、本発明は、水位制御の簡略化及び迅速化を実現した浴槽水位制御装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の浴槽水位制御装置は、給水量を計測する水量センサ（給水量センサ４６）、追焚循環路に作用する圧力を検出する圧力センサ（２４）、給水制御をする制御手段（制御部１００）を備え、検出圧力に応じて給水を制御し、浴槽（４）の循環口（循環接続具１０）が水没する基準水位までの第１の水量（Ｑ1 ）と、基準水位（ｈ1 ）から設定水位（ｈset ）までの第２の水量（Ｑ2 ）、基準水位と設定水位との水位差（ｈ2 ）を記憶し、浴槽内の現在の水位に応じて浴槽に第１の水量、第２の水量又は現在水位から設定水位までの不足水量を前記浴槽に給水させて水位制御の簡略化及び迅速化を実現している。
【０００７】
請求項１に係る本発明の浴槽水位制御装置は、浴槽（４）の循環口（循環接続具１０）を通じて前記浴槽に給水する浴槽水位制御装置であって、前記浴槽の前記循環口から浴槽水を追焚用熱交換器（１６）に導き、該追焚用熱交換器を通過した前記浴槽水を前記浴槽の前記循環口から前記浴槽内に戻す管路（戻り管１２）にポンプ（１８）を接続し、該ポンプによって前記浴槽水を循環させる追焚循環路と、給水管（２７）に接続されるとともに前記追焚循環路に連結されて給湯用熱交換器（２８）が設置され、前記追焚循環路からの前記浴槽水の逆流を阻止する逆止弁（４４）が設置され、前記給水管からの上水を前記給湯用熱交換器を経て前記追焚循環路から前記浴槽に流し込む給水管路（給湯管２６）と、前記給水管路に設置され、前記浴槽に給水される給水量を計測する水量センサ（給水量センサ４６）と、前記追焚循環路に設けられ、前記追焚循環路を通して前記浴槽の水位圧力を受け、前記浴槽内の水位を表す圧力を検出する圧力センサ（２４）と、前記給水管路に設置されて給水量を制御する水量制御弁（３６）と、前記給水管路に設置されて給水を制御する給水弁（４０）と、前記給水により前記循環口が水没する水位より僅かに高い水位を基準水位、前記浴槽に設定される水位を表す設定水位、前記循環口を水没させるまでの給水量を第１の水量、前記基準水位から前記浴槽に設定される前記設定水位に到達させるまでの給水量を第２の水量とし、前記基準水位と前記設定水位との水位差を求め、前記基準水位、前記設定水位、前記第１の水量、前記第２の水量、前記水位差を記憶手段に記憶させ、給水開始時の検出圧力が前記基準水位を超えているか否かを判断し、前記検出圧力が前記基準水位を超えていない場合には前記給水弁を開いて前記第１の水量を給水し、前記水量制御弁を制御することにより、前記基準水位から前記第２の水量を供給し、そのときの検出水位及び前記水位差から不足水量を求め、その不足水量を前記給水管路から前記浴槽に給水させ、また、給水開始時の前記検出圧力が前記基準水位を超えている場合には、前記給水弁を開くとともに前記水量制御弁を制御することにより、現在水位から前記設定水位までの不足水量を前記給水管路から前記浴槽に給水させる制御手段（制御部１００）とを備え、前記制御手段は、前記圧力センサの検出圧力に基づいて給水を制御する場合には、最大流量より低い所定流量に制限して前記浴槽に給水し、前記第１及び第２の水量に基づいて給水を制御する場合には、最大流量で前記浴槽に給水し、前記水量制御弁により前記浴槽への給水流量を規制して前記給水流量と給水中の検出圧力により前記浴槽内の静止圧力値を演算し、この静止圧力値を用いて給水を制御することを特徴とする。
【０００８】
このような構成により、圧力センサの検出圧力から浴槽側の静止圧力値を演算し、浴槽の特定位置に設置された循環口が水没する基準水位まで給水し、かつ基準水位を制御基準として設定水位までの水位制御を行う。この水位制御に基づき基準水位までの水量と設定水位までの水量を計測するとともに記憶し、検出圧力による水位制御から水量値による制御に移行させることができる。また、静止圧力値を検出して設定水位までの不足水量を演算し、給水制御することができる。この結果、水位制御を給水圧力の変動誤差が少ない水量センサに依存でき、最大流量にて給水し、浴槽水位を速やかに設定水位に到達させることができる。この結果、循環管路の流路切換弁等を省略しても正確な水位制御が実現でき、設定水位に到達できるとともに、水位制御のための構成を簡略化することができる。
給水による圧力変動誤差の影響を抑制可能な最大流量に制限し、所望の水位に制御することができる。また、水量センサによる制御に移行させて最大流量にて給水し、所望の水位に制御することができ、また、給水に追焚循環路の圧力損失を緩和するため、複数の管路を使用して給湯量を増大させることができる。
給水による圧力変動誤差の影響を抑制可能な最大流量に制限して所望の水位に制御することができる。また、水量センサによる制御に移行させて最大流量にて給水し、所望の水位に制御することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明の浴槽水位制御装置の一実施形態を示し、図１は給湯・追焚装置の配管構成、図２はその給湯・追焚制御部を示している。
【００１２】
給水、給湯及び浴槽水の追焚を行う給湯・追焚装置２には浴槽４の浴槽水５を追焚きする追焚部６と、上水Ｗを浴槽４に給水、又はその給水を加熱して給湯する給湯部８とを備えている。
【００１３】
追焚部６には、浴槽４の循環口である循環接続具１０と熱交換器１６とを戻り管１２及び往き管１４の２本の管路を以て接続して追焚循環路が構成されている。この追焚循環路には、ポンプ１８による送水速度を高め、浴槽水５の撹拌力を確保するために、比較的細い金属管が用いられている。戻り管１２には、浴槽水５を搬送するためのポンプ１８、このポンプ１８によって発生した循環流水の有無を確認し、ポンプ１８の動作確認、浴槽水５の有無を検出する手段としての流水スイッチ２０、循環する浴槽水５の温度を検出する温度センサ２２、浴槽４内の水位圧力を検出する圧力センサ２４が設けられるとともに、給湯部８側の給湯管２６が直結されている。
【００１４】
また、給湯部８には、給水管２７から供給される上水Ｗを加熱する熱交換器２８、給水温度を検出する給水温センサ３０、給水量を検出する給水量センサ３２、熱交換器２８の出湯温度を検出する出湯温センサ３４、給水流量を所定流量に規制する水量制御弁３６が設けられている。給湯管２６には、台所、洗面台、シャワー等、温水ＨＷの外部給湯を行うための管路３８が分岐される。給湯管２６には浴槽４への給水又は給湯を行う給水弁４０、上水Ｗと浴槽４側とを縁切りするホッパ、バキュームブレーカ等の縁切り装置４２、追焚部６側のポンプ１８の圧力による湯水の逆流を阻止する逆止弁４４、浴槽４側への給水量を検出する給水量センサ４６が設けられている。
【００１５】
熱交換器１６、２８には、燃料ガスＧを燃焼させて加熱する加熱手段としてバーナ４８、５０が設置され、バーナ４８及び５０には燃料管５２を通して燃料ガスＧが供給される。この燃料管５２には元弁５４が設けられ、バーナ４８側には開閉弁５６、バーナ５０側には開閉弁５８及び比例弁６０が設けられている。また、バーナ４８、５０の火口部分には燃料ガスＧに点火する点火プラグ６２、６４が設けられている。
【００１６】
そして、給湯・追焚制御部は、図２に示すように、給湯及び追焚の各制御を司る制御部１００を備えており、この制御部１００は、検出データ及びプログラムデータを演算し、制御出力を出力する制御演算部１０２を備えている。この制御演算部１０２には演算制御を行うＣＰＵ１０４、動作プログラムや動作基準データを格納した読出し専用のメモリであるＲＯＭ１０６、演算データやセンサからの検出値、演算データの記憶を行う書換え可能なメモリであるＲＡＭ１０８、電圧等のアナログデータをデジタルデータに変換するアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１１０、入力インターフェイスとしての入力ポート１１２、出力インターフェイスとしての出力ポート１１４が設けられている。
【００１７】
Ａ／Ｄ変換器１１０にはセンサの出力電圧を増幅してＡ／Ｄ変換範囲である上限値と下限値とを決定する検出範囲設定回路１１６が設けられ、この検出範囲設定回路１１６には圧力センサ２４、給水温センサ３０、出湯温センサ３４、温度センサ２２等の各種センサが接続され、検出出力が加えられている。入力ポート１１２には検出回路１１８を通して給水量センサ３２、４６、流水スイッチ２０が接続されている。また、出力ポート１１４には駆動回路１２０を通して元弁５４、開閉弁５６、５８、比例弁６０、点火プラグ６２、６４、給水弁４０、水量制御弁３６、ポンプ１８が設けられている。また、入力ポート１１２には受信回路１２２、出力ポート１１４には送信回路１２４が接続されており、受信回路１２２及び送信回路１２４は有線、無線により外部リモコン装置１３０と連係し、燃焼制御データ、浴槽の各種制御データ、各種設定データ、故障情報、時刻等のデータ交換が行われる。
【００１８】
外部リモコン装置１３０には給湯温度、追焚温度、水位、時間、沸上げ時刻等の設定データや、運転待機、自動湯張り運転、足し湯運転、追焚運転等の動作指令を入力するためのスイッチ１３２が設けられるとともに、各種設定データや制御部１００から送信された燃焼制御、水位制御、故障情報等の各種動作状態を文字、図形等により表示する表示手段として液晶、蛍光表示管、ＬＥＤ等からなる表示器１３４が設けられている。
【００１９】
次に、動作を説明すると、図３は、浴槽４への給水（給湯を含む）を示す。給水弁４０を開くと上水Ｗが熱交換器２８を経て給湯管２６から戻り管１２を経て浴槽４に流れ込むとともに、戻り管１２から熱交換器１６を経て往き管１４から浴槽４に流れ込み、即ち、２本の管路を通じて浴槽４に給水される。浴槽４への給水量は給水量センサ４６により計測される。給水量センサ４６は水流により羽車が回転するときのパルスを制御演算部１０２にて計数し、給水流量と給水量を演算計測する。また、給水量センサ４６の検出出力を監視し、水量制御弁３６を動作させて所定の給水流量に制御することができる。
【００２０】
浴槽４又は浴槽４外への給水が給水量センサ３２の検出出力から確認されると、点火プラグ６４を放電させ、元弁５４及び開閉弁５８を開き、比例弁６０を着火開度に動作させることにより、燃料ガスＧがバーナ５０に供給され、燃焼が開始される。熱交換器２８からの出湯温度を検出して設定温度と比較し、設定温度と一致するように比例弁６０の開度を調整することにより、バーナ５０の燃焼量が調整される。また、制御演算部１０２にて給水温度と設定温度から設定温度に燃焼制御可能な最大給水流量ＱMAX が演算される。この最大給水流量ＱMAX に一致するように給水量センサ３２で検出される給水流量を確認しながら水量制御弁３６の開度調整が行われる。この場合、所望の給水流量に調整することもできる。また、外部からの給湯要求に応じた給湯が行われるときには給水量センサ３２の検出出力により、また、浴槽４に給水するときには給水量センサ４６の検出出力により、水量制御弁３６を所望の水量に制御するようにしてもよい。
【００２１】
戻り管１２又は往き管１４の何れか一方のみを使用した場合には、圧力損失が高く、しかも、ポンプ１８による送水速度を高め、浴槽水５の撹拌力を確保するために細い金属管を用いているため、よりその損失が大きくなり、給水流量が大幅に制限される。そこで、給湯管２６から戻り管１２及び往き管１４の双方を使用して給水を行うことにより、給水能力を高めるとともに、圧力損失を軽減し、給水量を増大させている。
【００２２】
給水時、圧力センサ２４が取り付けられた戻り管１２に給水が通過するため、その検出圧力は浴槽４の水位に相当する静止圧力値に給水増加分が加算された値を呈し、また、流水の影響によりその値は大きく変動し、正確な値が得られない。この検出圧力は、水位制御に用いることができない。そこで、水量制御弁３６を動作させて給水による圧力変動を抑制できる最大給水流量ＱMAX に制限するとともに、検出圧力の値から給水増加分を除くことにより、浴槽４の水位に相当する静止圧力値を求めて、この値を水位制御に使用する。
【００２３】
圧力センサ２４の検出圧力から給水による変動誤差の除去には例えば、次のような手法を取る。即ち、正確な静止圧力値を演算するには、所定時間毎にＡ／Ｄ変換器１１０から検出圧力の値をサンプリングし、それをＲＡＭ１０８に記憶させる。ＲＡＭ１０８には複数の検出圧力データを記憶するエリア、例えば、そのデータを１０個まで格納可能な記憶エリアが確保され、サンプリング毎にそのデータが順次に記憶エリアに格納される。そして、サンプリング毎に記憶エリア内の最先に記憶された検出圧力が最新の検出圧力に書き換えられるようにして順次データ更新が行われる。これらデータ群中、検出圧力の最大値と最小値を除いた残り８個のデータから平均値を求めて変動誤差分を排除し、これを検出圧力としてＲＡＭ１０８に記憶し、この検出圧力値から静止圧力値を演算し、これを水位制御に使用する。
【００２４】
浴槽４は、家屋の１階、２階等の任意の高さに設置されるので、これに対応するため、浴槽４の循環口である循環接続具１０と圧力センサ２４との最大高度差を例えば、約５ｍとする。この最大高度差に相当する圧力センサ２４の出力電圧範囲を検出範囲設定回路１１６によって所定電圧範囲内に出力されるように増幅して水位計測の上限値と下限値を設定する。この検出範囲設定回路１１６から出力される所定電圧範囲を８ビットのＡ／Ｄ変換器１１０により分解してデジタル値に変換する。Ａ／Ｄ変換器１１０の分解能は、約２cmの水位である。この分解能における水位差を大きく設定すれば、サンプリング時の圧力変動量が平滑化される。圧力センサ２４の検出圧力はＡ／Ｄ変換によってデジタル値に変換された後、ＲＡＭ１０８の記憶エリアに格納されて平均値が求められる。この平均値である検出圧力から給水変動値を表すＡ／Ｄ変換データの値が減算され、静止圧力値を表すＡ／Ｄ変換データＤｘが記憶され、水位制御に使用される。
【００２５】
浴槽４の循環接続具１０は浴槽４の底面から所定の位置に取り付けられており、この取付位置が水位計測の基準となる。この基準として取付位置は、圧力センサ２４の検出圧力によって検出でき、その検出圧力を用いて設定水位への制御が可能である。そこで、外部リモコン装置１３０より送られてきた設定水位データと循環接続具１０の水位から水位差を演算し、その水位差分に相当するＡ／Ｄ変換値を演算し、基準水位から給水を行えば設定水位に制御することができる。例えば、基準水位に相当するＡ／Ｄ変換値をＤ５０とすると、設定水位までの水位差が４０cmであれば、Ａ／Ｄ変換値が２０だけ増加するＤ７０を検出するまで給水すればよい。また、検出水位のＡ／Ｄ変換値がＤ６０であれば、循環接続具１０からの水位差が２０cmであることが算出できる。このように、循環接続具１０の位置の検出圧力は、設定水位への制御や水位制御の演算に必要な水位差の算出に利用することができる。
【００２６】
なお、戻り管１２内への空気混入による検出誤差を排除するため、循環接続具１０を完全に水没させた位置を基準水位としている。水位上昇に伴い、循環接続具１０が水没し始めると、検出圧力値が上昇を始める。水位を所定量上昇させて循環接続具１０を水没させ、これを基準水位とする。即ち、循環口の位置より△ｈ上昇させた水位を基準水位ｈ1 として設定している。したがって、設定水位ｈset から基準水位ｈ1 （循環接続具１０の循環口を表す水位＋△ｈ）までの水位差ｈ2 を求めて水位制御が行われる。
【００２７】
また、水位制御において基準水位ｈ1 までの第１の水量Ｑ1 （基準水量）と、基準水位ｈ1 から設定水位ｈset までの第２の水量Ｑ2 を記憶し、これを次回の湯張り制御に使用する。このとき、追焚循環路の２本の管路から最大給水流量ＱMAX にて給水し、湯張り時間を短縮することができる。
【００２８】
次に、図４は、浴槽水５の追焚制御を示している。浴槽水５の温度が設定温度未満のとき、設定温度Ｔset に回復させるため追焚運転が行われる。ポンプ１８の駆動によって循環流水が発生し、これは流水スイッチ２０により確認される。流水検出の後、元弁５４及び開閉弁５６を開いて燃料ガスＧをバーナ４８に供給し、点火プラグ６２を放電させて追焚燃焼を開始する。ポンプ１８によって圧送される湯水が熱交換器１６により加熱されて浴槽４内に還流し、浴槽水５が撹拌されて均一に沸き上げられる。浴槽４内の浴槽水５の温度は温度センサ２２によって検出される。この検出温度が外部リモコン装置１３０で設定されている設定温度Ｔset に到達すると、開閉弁５６及び元弁５４を閉じるとともに、ポンプ１８を停止させる。
【００２９】
ポンプ１８によって浴槽水５を充分に撹拌できる流水速度を得るため、戻り管１２及び往き管１４は給湯管２６より比較的細い管路を使用しているため、ポンプ１８によって循環流水を発生させると追焚循環路から給湯管２６側に逆流する力が作用する。給湯管２６には逆止弁４４及び縁切り装置４２が設けられ、ポンプ１８による湯水の逆流が阻止される。
【００３０】
次に、図５は、給湯・追焚装置２の水位制御における圧力値、水位及び水量の推移を示している。初期の湯張り運転命令により給水弁４０が開かれ、水位に対応する水量を計測する初期運転モードが開始される。水位が基準水位に到達する前に、静止圧力値を求めるために用いられる圧力の検出が行われ、時間ｔ1 の間、水量制御弁３６を動作させて給水流量ｑ1 に制限し、このときの給水圧力ｐ1 を検出する。続いて時間ｔ2 の間、水量制御弁３６を動作させて給水流量ｑ2 に変更し、このときの給水圧力ｐ2 を検出する。給水流量ｑ2 は圧力検出の際、給水変動による誤差を抑制できる最大給水流量である。この後、式（１）より静止圧力値Ｐが演算され、ａ点より静止圧力値Ｐによる水位制御に移行する。
【００３１】
Ｐ＝ｐ2 −（ｐ2 −ｐ1 ）／（ｑ2 2 −ｑ1 2 ）・・・・（１）
【００３２】
給水によって浴槽４の水位が循環接続具１０に到達すると、給水圧力及び静止圧力値が上昇を開始する。ここから△ｈだけ水位を上昇させる。時間ｔ3 が経過し、ｂ点の循環接続具１０の水没位置に相当する圧力値Ｐ3 ’に到達したとき、給水を停止する。この給水停止により圧力変動が鎮静化し、圧力センサ２４にはｃ点に示す圧力値Ｐ3 が検出される。時間ｔ4 の間、演算静止圧力値Ｐ3 ’と静止圧力値Ｐ3 との誤差△Ｃを演算し、この演算結果を補正値としてＲＡＭ１０８に記憶する。以後、式（１）で求めた静止圧力値に補正値△Ｃを加えて静止圧力値Ｐを求め、これを水位制御に用いる。
【００３３】
また、基準水位ｈ1 と圧力値Ｐ3 はＲＡＭ１０８に記憶するとともに、ここまでの総給水量、即ち、第１の水量Ｑ1 をＲＡＭ１０８に記憶する。以後、この第１の水量Ｑ1 が基準水量となる。
【００３４】
そして、時間ｔ4 が経過したら給水を再開し、引き続き、給水流量ｑ2 に制限して給水変動を抑制できる最大給水流量ＱMAX で給水を行う。時間ｔ5 が経過して設定水位ｈset より所定水位ｈ4 低い水位に相当するｄ点に到達したとき、給水を停止し、基準水位ｈ1 からｄ点までの水位差ｈ3 と水量Ｑ3 をＲＡＭ１０８に記憶する。
【００３５】
時間ｔ6 の間、ｄ点の水位から設定水位ｈset までの不足水量Ｑ4 を演算し、最大給水流量ＱMAX にて時間ｔ7 の間で給水し、浴槽４の水位を設定水位に制御する。設定水位までの不足水量を既に得られているデータから演算し、給水後に実際の静止圧力値と比較して設定水位に到達したか否かを確認する。設定水位ｈset までの不足水量Ｑ4 は式（２）を用いて演算する。
【００３６】
Ｑ4 ＝（ｈset −ｈ4 ）×Ｑ3 ／ｈ3     ・・・・（２）
【００３７】
水量Ｑ4 を給水した後、設定水位ｈset に到達したかどうかを確認する。設定水位に到達していなければ水位差に相当する水量を演算して給水を行う。これを設定水位ｈset に到達するまで繰り返し、やがて水位はｅ点に到達する。そこで、基準水位ｈ1 から設定水位ｈset までに計測された水量Ｑ3 と水量Ｑ4 とを加算して第２の水量Ｑ2 を求め、水位差ｈ2 とともにＲＡＭ１０８に記憶する。以後、水位差ｈ2 と水量Ｑ2 が水位制御の演算パラメータとして使用される。このように、圧力センサ２４の検出圧力、即ち、検出水位に基づく水位制御から設定水位までの不足水量を求めて給水する水量制御に切り換え、変動誤差を排除して正確に設定水位ｈset までの給水量を計測することができる。
【００３８】
次に、制御動作を説明すると、図６は、水位制御のフローチャートを示している。ステップＳ１に示すルーチンでは初期設定運転を行うか否かを判定する。初期設定は新設時の試運転時、停電時、又は制御基板の交換時等のＲＡＭ１０８に記憶された水位、水量等の各種計測データが消失されたときに実行される。この初期設定運転を行わない場合、即ち、外部リモコン装置１３０の運転待機スイッチ（スイッチ１３２）の入力検出に基づき、制御部１００が制御動作状態になったとき、ＲＡＭ１０８の各種計測データを正常に読み込むことができる場合には、ステップＳ７の通常水位制御モードに移行する。
【００３９】
ステップＳ２のルーチンでは初期設定モードに移行する。この初期設定モードでは、圧力センサ２４の検出圧力に基づいて基準水位ｈ1 、設定水位ｈset に給水を制御する。運転待機状態においてＲＯＭ１０６に格納された初期設定水位ｈset ＝０が読み出されて外部リモコン装置１３０に転送され、これが表示器１３４に表示される。この状態で設定スイッチ（スイッチ１３２）を操作することにより、任意の設定水位ｈset に変更し、それを設定することができる。そして、自動湯張りスイッチ（スイッチ１３２）の入力と共に設定水位ｈset への水位制御が開始される。
【００４０】
ステップＳ３では圧力センサ２４の検出圧力により基準水位ｈ1 に給水制御するとともに、水量Ｑ1 を計測する。この場合、給水流量ｑ1 からｑ2 に段階的に変化させ、このとき、検出圧力値ｐ1 、ｐ2 をサンプリングしてＲＡＭ１０８に記憶するとともに、静止圧力値Ｐを演算する。以後、時分割されて検出される検出圧力の値から静止圧力値Ｐを演算するとともに、基準水位ｈ1 に給水制御し、圧力値Ｐ3 及び水量Ｑ1 を記憶する。なお、外部への給湯が行われた結果、浴槽４への給水量が所定の流量ｑ1 又はｑ2 に満たない場合がある。この場合には、初期設定モードをキャンセルした上、ＲＯＭ１０６に記憶されている水量Ｑ1 及び水量Ｑ2 に基づいて浴槽４に給湯して湯張りを終了する。
【００４１】
ステップＳ４では設定水位ｈset より水位ｈ4 だけ低い水位（ｈ3 ＋ｈ1 ）を目標水位として給水を行う。この目標水位は設定水位に応じて決定された水位である。このとき、給水流量ｑ2 にて給水する。また、水位制御と同時に給水量を計測し、給水停止とともに、水量Ｑ3 及び基準水位からの水位差ｈ3 をＲＡＭ１０８に一時的に記憶する。また、設定水位まで給水した後、ＲＡＭ１０８に水位差及び給水量を記憶してもよい。
【００４２】
ステップＳ５では、設定水位ｈset までの不足水量Ｑ4 を演算し、給水制御を行う。不足水量Ｑ4 は式（２）から算出する。このとき、最大給水流量ＱMAX に水量制御弁３６を制御して給水する。給水終了後、再び圧力センサ２４より静止圧力値Ｐを検出し、設定水位ｈset に到達しているか否かを確認する。設定水位に達していなければ不足水量を給水し、設定水位に到達するまで繰り返す。
【００４３】
ステップＳ６では基準水位ｈ1 から設定水位ｈset までの各給水量を加算して水量Ｑ2 を求め、ＲＡＭ１０８に記憶する。また、基準水位ｈ1 から設定水位ｈset までの水位差ｈ2 も同様にＲＡＭ１０８に記憶する。これら水量Ｑ2 及び水位差ｈ2 は、次回の給水から設定水位までの不足水量の演算に使用される。
【００４４】
ステップＳ７は通常水位制御モードを示し、このモードでは水量Ｑ1 、Ｑ2 及び水位差ｈ2 を制御パラメータとして最大給水流量ＱMAX にて給水制御する。
【００４５】
ステップＳ８では基準水量としての水量Ｑ1 の給水制御であるか否かを判定する。水量Ｑ1 の給水制御の場合、即ち、圧力センサ２４による検出水位が基準水位ｈ1 より低いとき、又は、ポンプ１８を駆動して流水スイッチ２０により循環流水が検出されなかったときには、浴槽４内に浴槽水５が無いものと仮定してステップＳ９に移行して水量Ｑ1 の給水制御を行う。また、水量Ｑ1 の給水制御でない場合、即ち、浴槽４内の水位が設定水位未満で基準水位を越えていたとき、又は、ポンプ１８による循環流水が確認できたときにはステップＳ１２に移行する。
【００４６】
ステップＳ９では水量Ｑ1 を給水する。給水流量は水量制御弁３６により最大給水流量ＱMAX に調整されている。このため、速やかに基準水位まで給水を制御することができる。
【００４７】
ステップＳ１０では、制御水量としての水量Ｑ2 の給水制御を行うか否かを判定する。水量Ｑ2 の給水制御の場合、即ち、水量Ｑ1 の給水により基準水位±αを越えていなければ浴槽４内には残水が無かったと判断し、ステップＳ１１に移行する。さらに、設定水位ｈset が変更され、制御水量により設定水位を再現できないときもステップＳ１１に移行する。また、水量Ｑ2 の給水制御でない場合、即ち、基準水位±αを越えていたときには水量Ｑ1 に浴槽４内の残水が加算されたものと判断し、ステップＳ１２に移行する。
【００４８】
ステップＳ１１では、水量Ｑ2 を最大給水流量ＱMAX にて給水し、迅速に設定水位ｈset に到達させる。
【００４９】
また、ステップＳ１２では圧力センサ２４より検出された静止圧力値より設定水位までの水位差ｈｘを演算し、水量Ｑ2 及び水位差ｈ2 から不足水量Ｑｘを演算する。
【００５０】
Ｑｘ＝（ｈset −ｈｘ）×Ｑ2 ／ｈ2     ・・・・（３）
この不足水量Ｑｘに応じて最大給水流量ＱMAX にて給水することにより、浴槽４の水位が設定水位ｈset に制御される。
【００５１】
なお、初期設定モードを複数回繰り返し、各検出圧力、水位差、水量等の平均値を求めて給水変動誤差分を排除して、通常水位制御モードでの水位制御パラメータとして使用してもよい。また、各種計測値が複数回一致するまで初期設定モードを繰り返してもよい。また、設定水位の変更毎に初期設定モードを動作させて各設定水位毎に計測した水量をデータ群としてＲＡＭ１０８に記憶、保持させてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、次のような効果を奏する。
ａ  圧力センサによる正確な検出を維持するため追焚循環路と給水経路との流路を切り換える切換弁が不要化でき、構成の簡略化に寄与することができる。また、切換え動作による給水時間を節約でき、その分だけ湯張りの迅速化を図ることができる。
ｂ  給水による検出圧力の変動を除いた静止圧力値を演算により求めて水位制御を行うことができ、追焚循環路における圧力損失の影響を回避して湯張り制御を行うことができる。
ｃ  圧力センサによる水位制御の後、計測誤差の少ない水量による水位制御に移行することにより、確実に設定水位を再現することができ、最大給水流量により給水できるため、速やかに湯張りを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浴槽水位制御装置の一実施形態である給湯・追焚装置を示す配管構成図である。
【図２】給湯・追焚装置の給湯・追焚制御部を示すブロック図である。
【図３】浴槽への給湯動作を示す図である。
【図４】浴槽水の追焚動作を示す図である。
【図５】水位制御における圧力、水位及び水量の推移を示すグラフである。
【図６】水位制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２  給湯・追焚装置
４  浴槽
５  浴槽水
１０  循環接続具（循環口）
１２  戻り管
１４  往き管
２４  圧力センサ
３６  水量制御弁
４６  給水量センサ
１００  制御部（制御手段）
【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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