(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽への注湯量を検出する流量検出手段と、前記浴槽から循環してくる水流を検知する水流検知手段と、前記浴槽内に張った湯の圧力を検出する圧力検出手段とを備えた自動風呂装置であって、
前記水流検知手段からの水流検知信号を入力するまで前記浴槽内に第１の注湯量である注湯量Ｑａ（ΣＱａ）にて湯を張り、
前記水流検知手段からの水流検知信号を入力するまでの前記流量検出手段からの第１の流量検出信号を入力すると共に、前記圧力検出手段からの第１の圧力検出信号を入力し、
前記第１の流量検出信号と第１の圧力検出信号に基づいて、前記注湯量Ｑａ（ΣＱａ）を、仮に設定してある前記水流検知手段がオンする際の注湯高さＨａで除算することにより、前記浴槽の仮の開口面積を演算し、
前記仮の開口面積に基づいて、正確な水位検出ができる水位位置までの注湯に必要な追加注湯量Ｑｂを求めて、前記浴槽内に第２の注湯量の湯を張り、
前記第２の注湯量の湯張り後の前記流量検出手段からの第２の流量検出信号を入力すると共に、前記圧力検出手段からの第２の圧力検出信号を入力し、
前記第１及び第２の圧力検出信号と第２の流量検出信号に基づいて、前記浴槽の実の開口面積を演算し、
前記実の開口面積に基づいて、前記浴槽の設定水位までの必要注湯量を演算し、
前記浴槽内に前記必要注湯量の湯を張るように制御する制御部
を備えたことを特徴とする自動風呂装置。
【請求項２】
自動風呂装置の浴槽内の湯張りを制御する方法において、
前記浴槽から循環してくる水流を検知するまで前記浴槽内に湯を張り、
前記水流を検知するまでに前記浴槽内に張った湯の積算量を検出し、第１の注湯量ΣＱａとすると共に、第１の圧力を検出し、
前記第１の注湯量と第１の圧力に基づいて、前記注湯量Ｑａ（ΣＱａ）を、仮に設定してある前記水流検知手段がオンする際の注湯高さＨａで除算することにより、前記浴槽の仮の開口面積を演算し、
前記仮の開口面積に基づいて、正確な水位検出ができる水位位置までの注湯に必要な追加注湯量Ｑｂを求めて、前記浴槽内に第２の注湯量の湯を張り、
前記第２の注湯量の湯張り後の第２の圧力を検出し、
前記第１及び第２の圧力と第２の注湯量に基づいて、前記浴槽の実の開口面積を演算し、
前記実の開口面積に基づいて、前記浴槽の設定水位までの必要注湯量を得て湯張りする
ことを特徴とする自動風呂装置の湯張り制御方法。
【請求項３】
前記第１の注湯量の湯張りは、前記第１の圧力の検出が可能な第１の高さまで行う請求項２に記載の自動風呂装置の湯張り制御方法。
【請求項４】
前記第２の注湯量の演算は、前記第１の注湯量を、予測される前記第１の高さで除算し、その除算値に、追加する第２の高さを積算する請求項３に記載の自動風呂装置の湯張り制御方法。
【請求項５】
前記浴槽の開口面積の演算は、前記第２の注湯量を、前記第２の圧力と第１の圧力の差で除算する請求項２、３又は４に記載の自動風呂装置の湯張り制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽内に注湯して自動的に湯張りを行う自動風呂装置及びその湯張りを制御する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動風呂装置にあっては、リモートコントローラの自動運転スイッチをオンするのみで、給水管路を経由してきた水が釜で熱せられて所定温度の湯とされ、この湯が給湯管路を経由して浴槽内に所定量張られるようになっている。
図５は、従来の自動風呂装置の湯張りの制御方法の一例を示すフローチャートであり、同図（Ａ）は、初期設定を行うための制御方法の一例を示すフローチャート、同図（Ｂ）は、足し湯を行うための制御方法の一例を示すフローチャートである。
【０００３】
先ず、同図（Ａ）において、給湯量を給湯量検知手段で検出しながら、一定量ｑ（ｃｍ3 ）の湯を浴槽内へ落とし込み（ＳＴＰ１）、この時の水位上昇量ｈ（ｃｍ）を水位検知手段で検出する（ＳＴＰ２）。そして、浴槽断面積Ｓ（ｃｍ2 ）＝ｑ（ｃｍ3 ）／ｈ（ｃｍ）を制御手段の演算部で求め（ＳＴＰ３）、この浴槽断面積Ｓ（ｃｍ2 ）を制御手段のメモリに記憶する（ＳＴＰ４）。
【０００４】
次に、同図（Ｂ）において、例えば浴槽内に設定水位の湯が張られた状態で、この水位をさらに上昇させたい場合には、使用者がリモートコントローラの「足し湯」スイッチをオンする（ＳＴＰ５）。すると、先に制御手段のメモリに記憶した浴槽断面積Ｓ（ｃｍ2 ）及び足し湯による水位上昇量ΔＨ（ｃｍ）を制御手段の演算部で読み出し（ＳＴＰ６、７）、給湯量Ｓ×ΔＨ（ｃｍ3 ）を求める（ＳＴＰ８）。そして、給湯量を給湯量検知手段で検出しながら、この給湯量Ｓ×ΔＨ（ｃｍ3 ）の湯を浴槽内へ落とし込む（ＳＴＰ９）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の自動風呂装置の湯張りの制御方法では、一定量ｑ（ｃｍ3 ）の湯を給湯したときの水位上昇量ｈ（ｃｍ）から浴槽断面積Ｓ（ｃｍ2 ）を求め、この浴槽断面積Ｓ（ｃｍ2 ）から足し湯の給湯量Ｓ×ΔＨ（ｃｍ3 ）を求めている。
【０００６】
従って、浴槽が小型のときは、上記一定量ｑ（ｃｍ3 ）の湯を給湯したときに設定水位を越えてしまうことがあり、また、浴槽が大型のときは、上記一定量ｑ（ｃｍ3 ）の湯を給湯しても水位がほとんど上昇しないことがあり、水位検知手段により検出した水位上昇量ｈ（ｃｍ）に誤差が含まれる場合がある。このような場合、浴槽断面積Ｓ（ｃｍ2 ）が不正確になるので、足し湯の給湯量Ｓ×ΔＨ（ｃｍ3 ）が過少になったり過多になる問題があった。
【０００７】
本発明は、以上の点を解決するためになされたもので、精度の高い湯張りを行うことができる自動風呂装置及びその湯張りを制御する方法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】
上記目的は、本発明によれば、浴槽への注湯量を検出する流量検出手段と、前記浴槽から循環してくる水流を検知する水流検知手段と、前記浴槽内に張った湯の圧力を検出する圧力検出手段とを備えた自動風呂装置であって、前記水流検知手段からの水流検知信号を入力するまで前記浴槽内に第１の注湯量である注湯量Ｑａ（ΣＱａ）にて湯を張り、前記水流検知手段からの水流検知信号を入力するまでの前記流量検出手段からの第１の流量検出信号を入力すると共に、前記圧力検出手段からの第１の圧力検出信号を入力し、前記第１の流量検出信号と第１の圧力検出信号に基づいて、前記注湯量Ｑａ（ΣＱａ）を、仮に設定してある前記水流検知手段がオンする際の注湯高さＨａで除算することにより、前記浴槽の仮の開口面積を演算し、前記仮の開口面積に基づいて、正確な水位検出ができる水位位置までの注湯に必要な追加注湯量Ｑｂを求めて、前記浴槽内に第２の注湯量の湯を張り、前記第２の注湯量の湯張り後の前記流量検出手段からの第２の流量検出信号を入力すると共に、前記圧力検出手段からの第２の圧力検出信号を入力し、前記第１及び第２の圧力検出信号と第２の流量検出信号に基づいて、前記浴槽の実の開口面積を演算し、前記実の開口面積に基づいて、前記浴槽の設定水位までの必要注湯量を演算し、前記浴槽内に前記必要注湯量の湯を張るように制御する制御部を備えた自動風呂装置により、達成される。
【０００９】
また、上記目的は、本発明によれば、自動風呂装置の浴槽内の湯張りを制御する方法において、前記浴槽から循環してくる水流を検知するまで前記浴槽内に湯を張り、前記水流を検知するまでに前記浴槽内に張った湯の積算量を検出し、第１の注湯量ΣＱａとすると共に、第１の圧力を検出し、前記第１の注湯量と第１の圧力に基づいて、前記注湯量Ｑａ（ΣＱａ）を、仮に設定してある前記水流検知手段がオンする際の注湯高さＨａで除算することにより、前記浴槽の仮の開口面積を演算し、前記仮の開口面積に基づいて、正確な水位検出ができる水位位置までの注湯に必要な追加注湯量Ｑｂを求めて、前記浴槽内に第２の注湯量の湯を張り、前記第２の注湯量の湯張り後の第２の圧力を検出し、前記第１及び第２の圧力と第２の注湯量に基づいて、前記浴槽の実の開口面積を演算し、前記実の開口面積に基づいて、前記浴槽の設定水位までの必要注湯量を得て湯張りする自動風呂装置の湯張り制御方法により、達成される。
【００１０】
上記構成によれば、浴槽からの循環水があるまで注湯した後に浴槽の仮の開口面積を求め、その後に所定の高さまで注湯して浴槽の実の開口面積を求めるようにしているので、所望の設定水位までの必要注湯量を正確に求めることができる。従って、浴槽が小型のときでも設定水位を越えてしまうようなことはなく、また、浴槽が大型のときでも水位がほとんど上昇しないようなことはなく、精度の高い湯張りを行うことが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態が適用される自動風呂装置の一例を示す系統図である。
この自動風呂装置２０は、本体内にガス弁５３を有するバーナ５１で加熱される給湯用の熱交換器２１と、ガス弁５４を有するバーナ５２で加熱される追焚き用の熱交換器２３とを備えていると共に、給湯管路４５から分岐して追焚き管路２６に接続された分岐管路２５を備えている。
【００１３】
追焚き管路２６は浴槽２７の循環金具２８に接続されて追焚き循環管路を形成しており、その戻り管路２６ａには水流検知手段である追焚き水流スイッチ３１と、ポンプ３２と、風呂サーミスタ３３とが接続されている。
また、水が供給される給水管路４１には流量検出手段であるフローセンサ４２と、入水サーミスタ４３とが接続されており、この給水管路４１から給湯用熱交換器２１を経て延びる給湯管路４５には給湯サーミスタ４６と、水量調整手段４７とが接続されている。給湯管路４５から分岐した分岐管路２５には電磁弁３７と、圧力検出手段である圧力センサ３８とが接続されている。
【００１４】
そして、これらの各動作部、もしくは検出部である追焚き水流スイッチ３１、ポンプ３２、風呂サーミスタ３３、圧力センサ３８、電磁弁３７、水量調整手段４７、給湯サーミスタ４６、入水サーミスタ４３、フローセンサ４２、ガス弁５３、ガス弁５４は、図２に示すように制御部５０と接続されており、所定の検出値をこの制御部５０に送ったり、制御部５０からの指示による制御を受けたりできるようになっている。また、この制御部５０を遠隔操作したり、制御部５０に所定のデータを記憶、設定することができるように、制御部５０にはリモートコントローラ６０が接続されている。
【００１５】
図３は、制御部５０に内蔵されている湯張り制御装置の一例を示すブロック図である。
この湯張り制御装置１０は、追焚き水流スイッチ３１からの水流検知信号ＳＯＮ及びフローセンサ４２から流量検出信号ＳＷＣ等を入力して注湯を制御する注湯制御部１１と、この注湯制御部１１からの圧力の検出指令ＳＰＤ及びポンプの駆動制御指令ＳＰＣにより、圧力センサ３８の圧力ＳＰＳを検出する圧力検出部１２及びポンプ３２の駆動ＳＰＭを制御するポンプ制御部１３を備えている。
【００１６】
そして、圧力検出部１２からの検出圧力ＳＤＰ及び注湯制御部１１からの注湯量ＳＷＶ等を記憶する記憶部１４と、この記憶部１４に格納されている検出圧力ＳＤＰ及び注湯量ＳＷＶ等を読み出して所定の演算を行い、その演算結果ＳＣＲを注湯制御部１１に出力する演算部１５を備えている。
【００１７】
このような構成において、その動作例を図４のフローチャートで説明する。
使用者は、所望の浴槽２７内の湯の水位Ｈ（ｃｍ）と湯の温度Ｔ（°Ｃ）をリモコン６０から記憶部１４に記憶モードで設定した後、リモコン６０の自動運転スイッチをオンする。リモコン６０の自動運転スイッチがオンされると、湯張りの実行モードの制御が開始される。
【００１８】
先ず、注湯制御部１１は、ガス弁５３を開いてバーナ５１を点火すると共に電磁弁３７を開き、給水管路４１を介して給湯用熱交換器２１で温められた湯の温度が設定温度Ｔ（°Ｃ）となるように給湯サーミスタ４６で監視すると共に、注湯量が予め設定されている所定量Ｑａ（ｃｍ3 ）となるようにフローセンサ４２で検出しながら給湯管路４５、分岐管路２５および追焚き管路２６を介して浴槽２７内に供給する（ステップＳ１１）。
【００１９】
所定量Ｑａ（ｃｍ3 ）の注湯完了後、注湯制御部１１は、ポンプ制御部１３を制御してポンプ３２を駆動させ（ステップＳ１２）、追焚水流スイッチ３１がオンしたか否かを判断し（ステップＳ１３）、追焚水流スイッチ３１がオンしていない場合は、ステップＳ１１に戻って上述した動作を繰り返す。このとき、注湯制御部１１は、繰り返し回数分の注湯量Ｑａ（ｃｍ3 ）を記憶部１４に記憶させておく。そして、注湯制御部１１は、追焚水流スイッチ３１がオンした場合は、圧力検出部１２を制御してそのときの圧力Ｐａ（第１の圧力）（ｋｇ／ｃｍ2 ）を圧力センサ３８で検出させて記憶部１４に記憶させる（ステップＳ１４）。
【００２０】
演算部１５は、記憶部１４に記憶されている積算注湯量ΣＱａ（第１の注湯量）（ｃｍ3 ）を読み出し、この積算注湯量ΣＱａ（ｃｍ3 ）を仮に設定してある追焚水流スイッチ３１がオンするときの注湯高さＨａ（ｃｍ）、例えば１５ｃｍで除算して、浴槽２７の仮の開口面積Ｓ’（ｃｍ2 ）を求める（ステップＳ１５）。そして、演算部１５は、この仮の開口面積Ｓ’（ｃｍ2 ）に圧力センサ３８で検出可能な最小の追加注湯高さＨｂ（ｃｍ）、例えば３ｃｍを乗算して、追加注湯量Ｑｂ（第２の注湯量）（ｃｍ3 ）を求めて記憶部１４に記憶させる（ステップＳ１６）。
【００２１】
次に、注湯制御部１１は、ガス弁５３を開いてバーナ５１を点火すると共に電磁弁３７を開き、給水管路４１を介して給湯用熱交換器２１で温められた湯の温度が設定温度Ｔ（°Ｃ）となるように給湯サーミスタ４６で監視すると共に、注湯量が追加注湯量Ｑｂ（ｃｍ3 ）となるようにフローセンサ４２で検出しながら給湯管路４５、分岐管路２５および追焚き管路２６を介して浴槽２７内に供給する（ステップＳ１７）。
【００２２】
追加注湯量Ｑｂの注湯完了後、注湯制御部１１は、圧力検出部１２を制御してそのときの圧力Ｐｂ（第２の圧力）（ｋｇ／ｃｍ2 ）を圧力センサ３８で検出させて記憶部１４に記憶させる（ステップＳ１８）。
【００２３】
演算部１５は、記憶部１４に記憶されている追加注湯量Ｑｂ（ｃｍ3 ）、圧力Ｐａ（ｋｇ／ｃｍ2 ）及び圧力Ｐｂ（ｋｇ／ｃｍ2 ）を読み出し、追加注湯量Ｑｂ（ｃｍ3 ）を圧力Ｐｂ（ｋｇ／ｃｍ2 ）と圧力Ｐａ（ｋｇ／ｃｍ2 ）との差で除算して、浴槽２７の実の開口面積Ｓ（ｃｍ2 ）を求めて記憶部１４に記憶させる（ステップＳ１９）。
【００２４】
そして、演算部１５は、記憶部１４に記憶されている設定水位Ｈ（ｃｍ）、実の開口面積Ｓ（ｃｍ2 ）、圧力Ｐａ（ｋｇ／ｃｍ2 ）及び圧力Ｐｂ（ｋｇ／ｃｍ2 ）を読み出し、設定水位Ｈ（ｃｍ）から浴槽水位に換算した圧力Ｐｂ（ｋｇ／ｃｍ2 ）を差し引いた不足水位Ｈｃ（ｃｍ）に実の開口面積Ｓ（ｃｍ2 ）を乗算して足し湯の注湯量Ｑｃ（ｃｍ3 ）を求める（ステップＳ２０）。即ち、圧力Ｐａ（ｋｇ／ｃｍ2 ）の検出水位をα（ｃｍ）と決めておくこととし、例えばα（ｃｍ）を５ｃｍとする。また、圧力Ｐａ（ｋｇ／ｃｍ2 ）及び圧力Ｐｂ（ｋｇ／ｃｍ2 ）を電圧Ｐａｖ（ｍＶ）及び電圧Ｐｂｖ（ｍＶ）として検出することとし、例えば検出電圧が４ｍＶに対して水位が１ｃｍとすると、水位換算係数β（ｍＶ／ｃｍ）は４ｍＶ／ｃｍとなる。
【００２５】
従って、例えば設定水位Ｈ（ｃｍ）を２５ｃｍ、電圧Ｐａｖ（ｍＶ）を１０００ｍＶ、電圧Ｐｂｖ（ｍＶ）を１０２４ｍＶ、実の開口面積Ｓ（ｃｍ2 ）を５０００ｃｍ2 とすると、不足水位Ｈｃ（ｃｍ）は、次式（１）で求められる。
不足水位Ｈｃ（ｃｍ）＝設定水位Ｈ（ｃｍ）−α（ｃｍ）−
（電圧Ｐａｖ（ｍＶ）−電圧Ｐｂｖ（ｍＶ））／水位換算係数β（ｍＶ／ｃｍ）
＝２５ｃｍ−５ｃｍ−（（１０２４ｍＶ−１０００ｍＶ）／４ｍＶ／ｃｍ）
＝１４ｃｍ・・・（１）
従って、足し湯の注湯量Ｑｃ（ｃｍ3 ）は、次式（２）で求められる。
足し湯の注湯量Ｑｃ（ｃｍ3 ）
＝不足水位Ｈｃ（ｃｍ）×実の開口面積Ｓ（ｃｍ2 ）
＝１４ｃｍ×５０００ｃｍ2 ＝７００００ｃｍ3 ＝７０ｌ・・・（２）
【００２６】
そして、注湯制御部１１は、ガス弁５３を開いてバーナ５１を点火すると共に電磁弁３７を開き、給水管路４１を介して給湯用熱交換器２１で温められた湯の温度が設定温度Ｔ（°Ｃ）となるように給湯サーミスタ４６で監視すると共に、注湯量が足し湯の注湯量Ｑｃ（ｃｍ3 ）となるようにフローセンサ４２で検出しながら給湯管路４５、分岐管路２５および追焚き管路２６を介して浴槽２７内に供給する（ステップＳ２１）。
【００２７】
足し湯の注湯量Ｑｃ（ｃｍ3 ）の注湯完了後、注湯制御部１１は、ポンプ制御部１３を制御してポンプ３２を駆動させ浴槽２７内の湯を追焚き管路２６内で循環させ、湯の温度が設定温度Ｔ（°Ｃ）となっているかを風呂サーミスタ３３により検出する（ステップＳ２２）。
そして、注湯制御部１１は、湯の温度が設定温度Ｔ（°Ｃ）より低いときは、ガス弁５４を開いてバーナ５２を点火し、湯の温度が設定温度Ｔ（°Ｃ）に達するまで追焚き用熱交換器２３で温める（ステップＳ２３）。そして、注湯制御部１１は、湯の温度が設定温度Ｔ（°Ｃ）に達したことを風呂サーミスタ３３により検出すると、ガス弁５４を閉じてバーナ５２を消火すると共にポンプ３２を停止し、湯張りの実行モードの制御を終了する。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、所望の設定水位までの必要注湯量を正確に求めることができるので、浴槽が小型のときでも設定水位を越えてしまうようなことはなく、また、浴槽が大型のときでも水位がほとんど上昇しないようなことはなく、精度の高い湯張りを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態が適用される自動風呂装置の一例を示す系統図。
【図２】図１の自動風呂装置における制御部の接続状態を示すブロック図。
【図３】図２の制御部に内蔵されている湯張り制御装置の一例を示すブロック図。
【図４】図３の湯張り制御装置の制御方法の一例を示すフローチャート。
【図５】従来の自動風呂装置の制御方法の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０      湯張り制御装置
１１      注湯制御部
１２      圧力検出部
１３      ポンプ制御部
１４      記憶部
１５      演算部
２０      自動風呂装置
３１      追焚き水流スイッチ
３８      圧力センサ
４２      フローセンサ
５０      制御部
【図１】
0003895051.tif 000002
【図２】
0003895051.tif 000003
【図３】
0003895051.tif 000004
【図４】
0003895051.tif 000005
【図５】
0003895051.tif 000006