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公開番号2025068294
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-28
出願番号2023178087
出願日2023-10-16
発明の名称水位変化検出システム
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F24H 15/196 20220101AFI20250421BHJP(加熱;レンジ;換気)
要約【課題】精度良く浴槽の水位の変化を検出可能な水位変化検出システムを提供する。
【解決手段】水位変化検出システム1は浴槽2と接続され浴槽2の水が循環する循環路3に設置され、浴槽2の水を循環させる循環ポンプ6と、循環路3内部である圧力検出位置5aの、圧力を検出する圧力センサ5と、循環路3内の流量が大きいほど値が大きくなる補正値を算出する補正値算出手段と、循環ポンプ6動作中に圧力センサ5が検出した圧力から補正値を減算、または、加算することで補正圧力を算出する圧力補正手段と、補正圧力に基づいて浴槽2の水位の変化を検出する水位変化検出手段と、圧力補正手段が算出した補正圧力が入浴基準値以上変化した場合に、入浴を開始した、または、退浴した、と判断する入退浴判定を行う入退浴判定手段と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
浴槽と接続され前記浴槽の水が循環する循環路に設置され、前記浴槽の水を循環させる循環ポンプと、
前記循環路内部である圧力検出位置の、圧力を検出する圧力センサと、
前記循環路内の流量が大きいほど値が大きくなる補正値を算出する補正値算出手段と、
前記循環路において前記浴槽から水が流れる方向に、前記圧力検出位置より上流側に前記循環ポンプを設置した場合は前記循環ポンプが動作中に前記圧力センサが検出した圧力から前記補正値を減算し、または、前記循環路において前記浴槽から水が流れる方向に向かって、前記圧力検出位置より下流側に前記循環ポンプを設置した場合は前記循環ポンプ動作中に前記圧力センサが検出した圧力に前記補正値を加算することで補正圧力を算出する圧力補正手段と、
前記補正圧力に基づいて前記浴槽の水位の変化を検出する水位変化検出手段と、
前記圧力補正手段が算出した前記補正圧力が入浴基準値以上変化した場合に、入浴を開始した、または、退浴した、と判断する入退浴判定を行う入退浴判定手段と、
を備える水位変化検出システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記入退浴判定手段は、前記圧力補正手段が算出した前記補正圧力を一定時間おきに取得し、前記補正圧力が前回取得した前記補正圧力より入浴基準値以上大きい場合に入浴を開始したと判断し、前記補正圧力が前回取得した前記補正圧力より前記入浴基準値以上小さい場合に退浴したと判断することを特徴とする請求項１に記載の水位変化検出システム。
【請求項３】
前記循環ポンプによって前記循環路内を流れる水の流量を検出する流量検出手段をさらに備え、
前記補正値算出手段は、前記流量検出手段が検出した流量に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする請求項１に記載の水位変化検出システム。
【請求項４】
前記循環ポンプのモータの回転数を検出する回転数検出手段をさらに備え、
前記補正値算出手段は、前記回転数検出手段が検出した前記循環ポンプの回転数に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする請求項１に記載の水位変化検出システム。
【請求項５】
前記循環路において前記浴槽から水が流れる方向に向かって、前記圧力検出位置より下流側に位置する第二の圧力検出位置の圧力を検出する第二の圧力センサと、
前記圧力センサが検出する圧力と前記第二の圧力センサが検出する圧力との差に基づいて前記流量を算出する流量算出手段と、をさらに備え、
前記循環ポンプは、前記循環路において前記浴槽から水が流れる方向に向かって、前記圧力検出位置より上流側または、前記第二の圧力検出位置より下流側に設置され、
前記圧力センサと前記第二の圧力センサと前記流量算出手段とは前記流量検出手段として機能することを特徴とする請求項３に記載の水位変化検出システム。
【請求項６】
前記循環路において前記浴槽から水が流れる方向に向かって、前記圧力検出位置より下流側に位置する第二の圧力検出位置の圧力を検出する第二の圧力センサを備え、
前記循環路において前記浴槽から水が流れる方向に向かって、前記循環ポンプは前記圧力検出位置より上流側または、前記第二の圧力検出位置より下流側に設置され、
前記補正値算出手段は、前記圧力センサが検出する圧力と前記第二の圧力センサが検出する圧力との差に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の水位変化検出システム。
【請求項７】
前記補正値は、前記流量検出手段が検出した流量を二乗した値と補正定数との積であることを特徴とする請求項３に記載の水位変化検出システム。
【請求項８】
前記補正値は、前記回転数検出手段が検出した前記循環ポンプの回転数を二乗した値と補正定数との積であることを特徴とする請求項４に記載の水位変化検出システム。
【請求項９】
前記補正定数は、前記循環ポンプを動作させない状態で前記圧力センサの検出した非循環時圧力と前記循環ポンプを動作させた状態で前記圧力センサの検出した循環時圧力との差が大きいほど大きくなることを特徴とする、請求項７または８に記載の水位変化検出システム。
【請求項１０】
前記圧力補正手段は、前記循環ポンプを動作させない状態で前記圧力センサが検出した非循環時圧力を取得し、前記循環ポンプを動作させた状態で前記圧力センサが検出した循環時圧力と前記流量検出手段の検出した循環時流量とを取得し、前記非循環時圧力をＰ０、前記循環時圧力をＰ１、前記循環時流量をＶ１としたとき、前記補正定数を（Ｐ１－Ｐ０）／（Ｖ１×Ｖ１）の式で算出することを特徴とする、請求項７に記載の水位変化検出システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、水位変化検出システムに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、浴槽と加熱器とが配管で接続され循環路を形成し、浴槽の水を循環ポンプで循環させて循環路に引き込み、加熱器によって加熱し、浴槽に戻す給湯機がある。このような給湯機において、循環路に圧力センサを設け循環路中の水圧を検出し、その検出値から浴槽の水位を推定する水位検出システムがある。例えば特許文献１には循環路の水圧から水位を測定するにあたって循環路中に空気を引き込んでしまうと正確な水位を測定することができないため、圧力センサの値が循環路中に空気を引き込んだ不適切な状態での検出値か判断する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平９－２７３８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の圧力センサによる浴槽の水位検出システムでは、循環路中に浴槽の水が循環している間は、循環ポンプの動作により配管に水が流れ、配管圧損が発生し、循環していないときと圧力センサの値が変わるため、正確な水位が検出できない。
【０００５】
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、浴槽の水を循環する循環路に配置され水位の変化を検出する水位変化検出システムにおいて、水が循環中でも、精度良く浴槽の水位の変化を検出可能な水位変化検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
浴槽と接続され浴槽の水が循環する循環路に設置され、浴槽の水を循環させる循環ポンプと、循環路内部である圧力検出位置の、圧力を検出する圧力センサと、循環路内の流量が大きいほど値が大きくなる補正値を算出する補正値算出手段と、循環路において浴槽から水が流れる方向に向かって、圧力検出位置より上流側に循環ポンプを設置した場合は循環ポンプが動作中に圧力センサが検出した圧力から補正値を減算し、または、循環路において浴槽から水が流れる方向に向かって、圧力検出位置より下流側に循環ポンプを設置した場合は循環ポンプ動作中に圧力センサが検出した圧力に補正値を加算することで補正圧力を算出する圧力補正手段と、補正圧力に基づいて浴槽の水位の変化を検出する水位変化検出手段と、圧力補正手段が算出した補正圧力が入浴基準値以上変化した場合に、入浴を開始した、または、退浴した、と判断する入退浴判定を行う入退浴判定手段と、を備える水位変化検出システム。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、浴槽の水を循環する循環路に配置され水位の変化を検出する水位変化検出システムにおいて、圧力センサの測定値に循環路の流量に応じた補正を行うことで水が循環中でも、精度良く浴槽の水位の変化を検出可能な水位変化検出システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に係る水位変化検出システムの構成図である。
実施の形態１に係る水位変化検出システムの構成図の変形例である。
実施の形態１に係る演算部の構成図である。
実施の形態１に係る補正定数の算出方法を表すフローチャートである。
補正圧力の算出と入退浴判定のフローチャートである。
入浴における補正圧力の変動を示すグラフである。
循環ポンプの回転数と時間経過との関係を表すグラフである。
循環ポンプの回転数と時間経過との関係を表すグラフ（回転数が段階的に変化する場合）である。
実施の形態２に係る水位変化検出システムの構成図である。
実施の形態２に係る演算部の構成図である。
実施の形態２に係る補正定数の算出方法を表すフローチャートである。
実施の形態２に係る補正圧力の算出と入退浴判定のフローチャートである。
実施の形態３に係る水位変化検出システムの構成図である。
実施の形態３に係る演算部の構成図である。
実施の形態４に係る補正定数の算出方法を表すフローチャートである。
実施の形態４に係る補正圧力の算出と入退浴判定のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の対象を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一または相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化または省略する。なお、本開示の対象は以下の実施の形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、実施の形態の任意の構成要素の変形、または実施の形態の任意の構成要素の組合せや省略が可能である。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本開示の実施の形態１に係る水位変化検出システムの構成図である。水位変化検出システム１は、浴槽２内の浴水４が循環する循環路３と、圧力センサ５と、循環ポンプ６を備えている。浴槽２と循環路３とは、浴水４を循環路３に引き込む吸込口８と循環路３を通った水が浴槽２に戻る吐出口９とによって接続される。また、循環路３の流量を検出する流量検出手段である流量センサ７を備えている。循環路３に加熱器１１を設けてもよい。加熱器１１は循環路３に循環させた浴水４を加熱する。温度の低下した浴水４を吸込口８から循環ポンプ６を駆動することで、循環路３に吸込み、加熱器１１で加熱して浴槽２に戻すことで追い焚き運転を行うことができる。加熱器１１は、例えば、電気ヒータ、ガスボイラー、ヒートポンプユニット等が用いられる。また、循環路３の一部が分岐し、貯湯タンクや水道管と接続された接続点に開閉弁１３を設け、循環路３を通じて浴槽２に給湯できるように構成してもよい。また、循環ポンプ６、加熱器１１および開閉弁１３の動作を制御する制御部１２を設けてもよい。本実施の形態の水位変化検出システム１は、例えば貯湯タンクを備えた貯湯式給湯機または瞬間式給湯機に適用可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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