(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽に湯を供給する往き配管と、前記浴槽から前記往き配管に対して湯を戻す戻り配管と、前記往き配管と前記戻り配管との間で湯を循環させる循環手段と、前記戻り配管に設けられ前記浴槽内の水位を検出する水位検出手段と、この水位検出手段の温度を検出する温度検出手段と、前記循環手段と前記水位検出手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された基準水位決定時と設定水位検出時の温度差が所定値以上の場合には前記循環手段により湯を循環させ、前記温度差が所定値以下の場合には自動湯張りを終了させるものであることを特徴とする自動湯張り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、浴槽への自動給湯を行なう自動湯張り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動湯張り装置の構成図を図１に示す。図１において、１は自動湯張り装置、２は浴槽である。３は自動湯張り装置１から浴槽２への給湯往き配管、４は浴槽２から自動湯張り装置１への給湯戻り配管、５は往き配管３と戻り配管４を浴槽２と接続する湯張り口で、浴槽往き配管３と浴槽戻り配管４により浴槽湯の循環を行なう。６は給湯往き配管３と給湯戻り配管４を通して浴槽２内の湯を循環させる循環ポンプ、７は循環の切換を行なう循環二方弁、８はゲージ圧を測定することで浴槽の水位を測定する水位センサである。また、９は湯を給湯する給湯配管、１０は水道等から水を給水する給水配管、１１は給湯配管９からの湯と給水配管１０からの水を適温に混合する混合弁、１２は混合弁１１で混合された湯を浴槽に給湯する電磁弁、１３は給湯配管９へ湯を供給する給湯装置、１５は水位センサ８の検出圧力を読み込み、循環ポンプ６、循環二方弁７、混合弁１１、電磁弁１２を制御するタイマー機能を有する制御装置である。
【０００３】
次に動作を図６のフローチャートに従って説明する。浴槽への湯張り制御は、以下の手順で行なう。まず湯張り開始で（Ｓ６１）、循環二方弁７と、電磁弁１２を開き、往き配管３と戻り配管４の両方から給湯を行なう（Ｓ６２）。一定時間経過後（Ｓ６３）、循環二方弁７を閉じ、往き配管３のみで給湯を行なう（Ｓ６４）。その後、水位センサ８により浴槽の水位を確認し、その時の水位を基準水位とする（Ｓ６５）。
【０００４】
基準水位決定後、電磁弁１２を開いたままで給湯する（Ｓ６６）。その後、水位センサ８により浴槽水位を測定し、設定水位になったか確認する（Ｓ６７）。水位センサ８で浴槽の水位が適当な水位になったことを検出すると、電磁弁１２を閉じて（Ｓ６８）湯張りを終了する（Ｓ６９）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の自動湯張り装置は、図６のステップＳ６４〜Ｓ６６に示すように、基準水位決定後は往き配管３のみで給湯を行い、その際、戻り配管４には湯が循環しないため、戻り配管４内の湯の温度が外気温の影響により低下し、水位センサ８取り付け部の温度も低下してしまう。そのため、水位センサ８の温度特性が変化してしまい、正確な湯張りが出来ないという問題があった。その詳細な説明を以下に示す。
【０００６】
図７に、水位センサ８の印加圧力固定の場合の温度−出力電圧特性を示す。図に示すように、この水位センサ８は、検出温度がＴ1の時、出力電圧がＶ2となり、検出温度がＴ2の時、出力電圧がＶ1となる特性を持つ。
【０００７】
図８に、水位センサ８の検知温度固定の場合の圧力（水位）−出力電圧特性を示す。基準水位決定前は、往き配管３及び戻り配管４の両方にて湯張りを行なうため、両配管付近とも雰囲気温度は同一となり、その温度を図８に示すＴ＝Ｔ2とする。また、基準水位決定時（Ｔ＝Ｔ2時）の、水位センサ８の出力電圧を図８に示すＶ3、圧力（水位）をＰ1とする。基準水位決定後になると、往き配管３のみの湯張りとなるため、戻り配管４付近の雰囲気温度は、外気温の影響を受け低下する。その時の戻り配管４付近の雰囲気温度をＴ＝Ｔ1とする。もし、外気温の影響を受けず、戻り配管４付近の雰囲気温度がＴ＝Ｔ2であれば、出力電圧Ｖ4を出すための圧力（水位）はＰ2であるが、外気温の影響により、戻り配管４付近の雰囲気温度がＴ＝Ｔ1へ低下するため、出力電圧Ｖ4を出すための圧力（水位）はＰxとなる。よって実際の圧力（水位）に、△Ｐ（Ｐ2−Ｐx）の誤差が生じ、湯張り水位が正確に測定できない。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、外気温の影響による水位センサ取り付け部の温度の変化を補正し、正確な水位にて湯張りを行なうようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る自動湯張り装置は、浴槽に湯を供給する往き配管と、前記浴槽から前記往き配管に対して湯を戻す戻り配管と、前記往き配管と前記戻り配管との間で湯を循環させる循環手段と、前記戻り配管に設けられ前記浴槽内の水位を検出する水位検出手段と、この水位検出手段の温度を検出する温度検出手段と、前記循環手段と前記水位検出手段を制御する制御手段とを備え、前記温度検出手段により検出された基準水位決定時と設定水位検出時の温度差が所定値以上の場合には前記循環手段により湯を循環させ、前記温度差が所定値以下の場合には自動湯張りを終了させるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１における自動湯張り装置は、上述した図１に示す従来の自動湯張り装置と同様の構成である。すなわち、図１において、１は自動湯張り装置、２は浴槽、３は自動湯張り装置１から浴槽２への給湯往き配管、４は浴槽２から自動湯張り装置１への給湯戻り配管、５は往き配管３と戻り配管４を浴槽２と接続する湯張り口で、浴槽往き配管３と浴槽戻り配管４により浴槽湯の循環を行なう。６は給湯往き配管３と給湯戻り配管４を通して浴槽２内の湯を循環させる循環ポンプ、７は循環の切換を行なう循環二方弁、８はゲージ圧を測定することで浴槽の水位を測定する水位センサである。また、９は湯を給湯する給湯配管、１０は水道等から水を給水する給水配管、１１は給湯配管９からの湯と給水配管１０からの水を適温に混合する混合弁、１２は混合弁１１で混合された湯を浴槽に給湯する電磁弁、１３は給湯配管９へ湯を供給する給湯装置、１５は水位センサ８の検出圧力を読み込み、循環ポンプ６、循環二方弁７、混合弁１１、電磁弁１２を制御するタイマー機能を有する制御装置である。
【００１５】
次に、この実施の形態１における自動湯張り装置の動作について図２のフローチャートに従って説明する。浴槽への湯張り制御は、以下の手順で行なう。まず湯張り開始で（Ｓ１１）、循環二方弁７と、電磁弁１２を開き、往き配管３と戻り配管４の両方から給湯を行なう（Ｓ１２）。一定時間経過後（Ｓ１３）、循環二方弁７を閉じ、往き配管３のみで給湯を行い（Ｓ１４）、水位センサ８により浴槽の水位を確認し、水位が湯張り口５以上に達した時、その水位を基準水位とする（Ｓ１５）。この基準水位決定時の水位センサ８の出力電圧に基づいて、設定水位に対する出力電圧を算出しておく。
【００１６】
基準水位決定後、電磁弁１２を開いたままで給湯する（Ｓ１６）。その後、水位センサ８により浴槽水位を測定し、設定水位になったか確認する（Ｓ１７）。水位センサ８により、浴槽の水位が設定水位になったことを検出すると、電磁弁１２を閉じ（Ｓ１８）、循環二方弁を開き（Ｓ１９）、一定時間循環ポンプ６を動作させる（Ｓ２０）。これは、ステップＳ１６及びＳ１７の間循環二方弁７が閉じていることにより、戻り配管４内の湯が放熱し、それにより戻り配管４の水位センサ８取り付け部の温度が低下しているため、その温度低下を補正するために行なうものである。すなわち、温度低下により水位センサ８の温度特性がステップＳ１５の基準水位決定時のものと異なってしまっていると正確な湯張りが出来ないため、循環ポンプ６を一定時間動作させて温かい湯を循環させ、水位センサ８取り付け部の温度を基準水位決定時の温度に近づける。
【００１７】
循環ポンプ６を動作させ、水位センサ８取り付け部の温度の低下を補正した後、再度水位センサ８により浴槽水位を測定し、設定水位になったか確認する（Ｓ２１）。浴槽の水位が、設定水位になっていれば、自動湯張りを終了する（Ｓ２６）。
【００１８】
また、ここで浴槽の水位が設定水位まで達していないと判断すると、電磁弁１２を開き（Ｓ２２）、循環二方弁７を閉じて（Ｓ２３）、往き配管３のみで給湯を行なう。その後、水位センサ８により浴槽水位を測定し（Ｓ２４）、設定水位に達すれば、電磁弁１２を閉じ（Ｓ２５）、自動湯張りを終了する（Ｓ２６）。
【００１９】
このように、浴槽の水位確認後、循環ポンプ６を一定時間動作させることにより、基準水位決定時と浴槽設定水位確認時の水位センサ８取り付け部の温度を、ほぼ同一値に合わせることができ、水位センサ８の温度特性の変化を抑えることができるため、正確な水位で浴槽への自動湯張りができる。
【００２０】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。自動湯張り装置の構成については、上記実施の形態１と同様なので説明を省略する。
【００２１】
実施の形態２における自動湯張り装置の動作について図３のフローチャートに従って説明する。浴槽への湯張り制御は、以下の手順で行なう。ステップＳ１１からステップＳ１９までの動作は上記実施の形態１と同様である。すなわち、まず湯張り開始で（Ｓ１１）、循環二方弁７と、電磁弁１２を開き、往き配管３と戻り配管４の両方から給湯を行なう（Ｓ１２）。一定時間経過後（Ｓ１３）、循環二方弁７を閉じ、往き配管３のみで給湯を行い（Ｓ１４）、水位センサ８により浴槽の水位を確認し、水位が湯張り口５以上に達した時、その水位を基準水位とする（Ｓ１５）。
【００２２】
基準水位決定後、電磁弁１２を開いたままで給湯する（Ｓ１６）。その後、水位センサ８により浴槽水位を測定し、設定水位になったか確認する（Ｓ１７）。水位センサ８により、浴槽の水位が設定水位になったことを検出すると、電磁弁１２を閉じ（Ｓ１８）、循環二方弁を開き（Ｓ１９）、浴槽内湯温の設定によりそれぞれ決まった時間だけ循環ポンプ６を動作させる（Ｓ２０ａ）。これは、ステップＳ１６及びＳ１７の間循環二方弁７が閉じていることにより、戻り配管４内の湯が放熱し、それにより戻り配管４の水位センサ８取り付け部の温度が低下しているため、その温度低下を補正するために行なうものである。例えば、浴槽内湯温が低ければ、水位センサ８取り付け部の温度と浴槽内湯温との差が小さいため、循環ポンプ６を動作させる時間は短くても、水位センサ８取り付け部の温度を基準水位決定時の温度に近づけることができる。逆に、浴槽内湯温が高い場合には温度の補正に時間がかかるため、循環ポンプ６を動作させる時間を長くする必要がある。
【００２３】
循環ポンプ６を動作させ、水位センサ８取り付け部の温度の低下を補正後、再度水位センサ８により浴槽水位を測定し、設定水位になったか確認する（Ｓ２１）。浴槽の水位が、設定水位になっていれば、自動湯張りを終了する（Ｓ２６）。
【００２４】
また、ここで浴槽の水位が設定水位まで達していないと判断すると、電磁弁１２を開き（Ｓ２２）、循環二方弁７を閉じて（Ｓ２３）、往き配管３のみで給湯を行なう。その後、水位センサ８により浴槽水位を測定し（Ｓ２４）、設定水位に達すれば、電磁弁１２を閉じ（Ｓ２５）、自動湯張りを終了する（Ｓ２６）。
【００２５】
上記実施の形態１では浴槽内湯温の如何にかかわらず水位センサ８取り付け部の温度の低下を補正するため、循環ポンプ６の動作時間は最大限に設定しなければならないが、この実施の形態２によれば、循環ポンプ６の動作時間を浴槽内湯温の設定によって可変にしているため、循環ポンプ６を必要以上長い時間動作させることがなく、前記実施の形態１に比べ、短時間で正確な水位の自動湯張りができる。
【００２６】
実施の形態３．
上記実施の形態２においては循環ポンプ６の動作時間を設定湯温により設定しているが、水位センサ８取り付け部の温度低下の度合は周囲の温度により左右されるものであるため、周囲の温度に応じて循環ポンプ６の動作時間を設定するようにしてもよい。例えば、外気温度を検出するセンサを設け、その検出値に基づいて、外気温度が低ければ循環ポンプ６の動作時間を長くし、外気温度が高ければ動作時間を短くするよう、外気温度に対応して循環ポンプ６の動作時間を予め設定しておけばよい。また、季節に応じて循環ポンプ６の動作時間を設定するよう、カレンダー機能を設けてもよい。
【００２７】
このような構成にすれば、水位センサ８取り付け部の温度を上昇させるのに、必要以上長時間循環ポンプ６を動作させることがなく、前記実施の形態１に比べ、短時間で正確な水位の自動湯張りができる。
【００２８】
実施の形態４．
本発明の更に別の実施の形態について説明する。この実施の形態３における自動湯張り装置の構成図を図４に示す。基本的な構成は図１に示す構成と同一であるが、給湯戻り配管４に温度センサ１４を設けている点が異なる。図４において、１は自動湯張り装置、２は浴槽である。３は自動湯張り装置１から浴槽２への給湯往き配管、４は浴槽２から自動湯張り装置１への給湯戻り配管、５は往き配管３と戻り配管４を浴槽２と接続する湯張り口で、浴槽往き配管３と浴槽戻り配管４により浴槽湯の循環を行なう。６は給湯往き配管３と給湯戻り配管４を通して浴槽２内の湯を循環させる循環ポンプ、７は循環の切換を行なう循環二方弁、８はゲージ圧を測定することで浴槽の水位を測定する水位センサである。また、９は湯を給湯する給湯配管、１０は水道等から水を給水する給水配管、１１は給湯配管９からの湯と給水配管１０からの水を適温に混合する混合弁、１２は混合弁１１で混合された湯を浴槽に給湯する電磁弁、１３は給湯配管９へ湯を供給する給湯装置である。１４は給湯戻り配管４上で、水位センサ８近傍に取り付けられる温度センサ、１５は水位センサ８の検出圧力を読み込み、循環ポンプ６、循環二方弁７、混合弁１１、電磁弁１２を制御するタイマー機能を有する制御装置である。
【００２９】
次に実施の形態４の動作について図５のフローチャートに従って説明する。浴槽への湯張り制御は、以下の手順で行なう。まず湯張り開始で（Ｓ３１）、循環二方弁７と、電磁弁１２を開き、往き配管３と戻り配管４の両方から給湯を行なう（Ｓ３２）。一定時間経過後（Ｓ３３）、循環二方弁７を閉じ、往き配管３のみで給湯を行なう（Ｓ３４）。その後、温度センサ１４により、水位センサ８取り付け部の温度Ｔ1を測定し（Ｓ３５）、水位センサ８により浴槽の水位を確認し、水位が湯張り口５以上に達した時、その水位を基準水位とする（Ｓ３６）。
【００３０】
基準水位決定後、電磁弁１２を開いたままで給湯する（Ｓ３７）。その後、水位センサ８により浴槽水位を測定し、設定水位になったか確認する（Ｓ３８）。水位センサ８により、浴槽の水位が設定水位になったことを検出すると、再度温度センサ１４にて水位センサ８取り付け部の温度Ｔ2を測定し（Ｓ３９）、基準水位決定時の温度Ｔ1と比較する（Ｓ４０）。これは、ステップＳ３７及びＳ３８の間、循環二方弁７が閉じていることにより、戻り配管４内の湯が放熱し、それにより戻り配管４の水位センサ８取り付け部の温度は低下するが、その変化は微小である場合もあるため、温度低下を補正するか否かを決定するために行なうものである。すなわち、温度低下により水位センサ８の温度特性がステップＳ３６の基準水位決定時のものと異なってしまっていると正確な湯張りが出来ないため、基準水位決定時と設定水位到達時とで、水位センサ８取り付け部の温度を比較し、その温度変化が大きい場合には補正を行なうようにする。具体的には次のように行なう。
【００３１】
｜Ｔ1−Ｔ2｜≦△Ｔ（△Ｔは微小）ならば、電磁弁１２を閉じ（Ｓ４１）、自動湯張りを終了する（Ｓ５１）。
【００３２】
また、｜Ｔ1−Ｔ2｜＞△Ｔ（△Ｔは微小）ならば、電磁弁１２を閉じ（Ｓ４２）、循環二方弁を開き（Ｓ４３）、浴槽内湯温の設定に応じて循環ポンプ６の動作時間を決定し、循環ポンプ６を動作させ（Ｓ４４）、水位センサ８取り付け部を温める。その後、再度温度センサ１４にて水位センサ８取り付け部の温度Ｔ3を測定し（Ｓ４５）、基準水位決定時の温度Ｔ1と比較する（Ｓ４６）。｜Ｔ1−Ｔ3｜＞△Ｔ（△Ｔは微小）ならば、上記ステップＳ４２からステップＳ４６を繰り返す。
【００３３】
｜Ｔ1−Ｔ3｜≦△Ｔ（△Ｔは微小）になった後、電磁弁１２を開き（Ｓ４７）、循環二方弁７を閉じて（Ｓ４８）、往き配管３のみで給湯を行なう。その後、水位センサ８により浴槽水位を測定し（Ｓ４９）、設定水位に達すれば、電磁弁１２を閉じ（Ｓ５０）、自動湯張りを終了する（Ｓ５１）。
【００３４】
このように、実施の形態４によれば、水位センサ８取り付け部の温度測定用の温度センサ１４を取り付けて、水位センサ８取り付け部の正確な温度を測定し、その水位センサ８取り付け部の温度変化に基づき温度補正を行なうか否かを判断し、浴槽内湯温の設定に応じて循環ポンプ６の動作時間を決定しているため、さらに無駄な循環ポンプ６の動作がなくなり、短時間で正確な水位の自動湯張りができる。
【００３５】
なお、水位センサ８取り付け部の温度変化量に応じて循環ポンプ６の動作時間を決定するようにすれば、必要最小限の動作時間を決定できる。
【００３６】
実施の形態５．
上記実施の形態１から実施の形態４においては、循環ポンプ６を動作させ、浴槽往き配管３と浴槽戻り配管４により浴槽湯の循環を行なうことにより、水位センサ８取り付け部の温度を上昇させるようにしているが、一旦設定水位を検出した後、循環二方弁７と、電磁弁１２を開き、給湯配管９を介して往き配管３と戻り配管４の両方から給湯を行なうことにより、戻り配管４の水位センサ８取り付け部の温度を上昇させることも可能である。この場合、給湯装置１３から新たに湯が給湯されるが、設定水位に達する所定時間前にこの動作を行なうように制御すれば、循環ポンプ６を用いることなく上記各実施例と同様の効果を奏することができる。
【００４０】
【発明の効果】
この発明に係る自動湯張り装置によれば、基準水位決定時と設定水位検出時の水位検出手段の温度差を検出し、この温度差が所定値以上の場合には循環手段により湯を循環させ、温度差が所定値以下の場合には自動湯張りを終了させるようにしたので、さらに無駄な循環を行なうことなく、正確な水位で浴槽への自動湯張りができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１ないし実施の形態３及び従来の自動湯張り装置の構成図である。
【図２】  実施の形態１における自動湯張り装置の動作フローチャートである。
【図３】  実施の形態２における自動湯張り装置の動作フローチャートである。
【図４】  実施の形態４における自動湯張り装置の構成図である。
【図５】  実施の形態４における自動湯張り装置の動作フローチャートである。
【図６】  従来の自動湯張り装置の動作フローチャートである。
【図７】  水位センサの温度−出力電圧特性図である。
【図８】  水位センサの検知温度固定時の圧力（水位）−出力電圧特性図である。
【符号の説明】
１  自動湯張り装置、２  浴槽、３  給湯往き配管、４  給湯戻り配管、５  湯張り口、６  循環ポンプ、７  循環二方弁、８  水位センサ、９  給湯配管、１０  給水配管、１１  混合弁、１２  電磁弁、１３  給湯装置、１４  温度センサ。
【図１】
0003755197.tif 000002
【図２】
0003755197.tif 000003
【図３】
0003755197.tif 000004
【図４】
0003755197.tif 000005
【図５】
0003755197.tif 000006
【図６】
0003755197.tif 000007
【図７】
0003755197.tif 000008
【図８】
0003755197.tif 000009