JPH07117251B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は湯と水を混合して設定された温度の湯を供給す
るとともに、混合湯量の積算停止を行う給湯装置に関す
るものである。

従来の技術 従来この種の湯水混合装置は、第３図に示すように構成
されていた。すなわち第３図において弁軸１はサーボモ
ータ２の駆動により進退移動するようになっている。３
は高温湯量を調節する湯側両面バルブで、湯側両面バル
ブ３は前記弁軸１の先端に固定されている。４は冷水量
を調節する水側片面バルブで湯側両面バルブ３との間に
発条５が介装されており、弁軸１に対し湯側両面バルブ
３の方向へのみ移動可能となっている。また、６は湯側
弁室７内における給湯路８の出口に形成した一方の湯側
シートであり、９は湯側シート６に相対向して湯側弁室
７に形成した他方の湯側シートで、湯側シート９は、又
湯側弁室７と後記する混合室11との間に配設されてい
る。これら２つの湯側シート6,9間に前記湯側両面バル
ブ３を装備して弁軸１の進退移動により湯側両面バルブ
３が互いに２つの湯側シート6,9に接離関係が互いに逆
関係にあり、それぞれの開度が調節されるようになって
いる。10は水側弁室を兼ねた混合室11における給水路12
に出口に形成した水側シートで、この水側シート10には
前記水側片面バルブ４が弁軸１の進退移動によって接離
してその開度を変化調節するようになっている。湯と水
が混合した混合湯は、混合湯取出路13から供給される
が、この混合湯取出路13には出湯温感知センサ14が設け
られている。15は給湯熱源機である。

この従来例の動作は、温度設定器（図示せず）で設定さ
れた湯温が得られるように、出湯温感知センサ14で混合
湯温を検出し、サーボモータ２で湯側両面バルブ３と水
側片面バルブ４を駆動し湯と水の混合比を変えている。
混合湯温が設定値よりも低い場合は、弁軸１が図におい
て右側に移行し給水路12を水側片面バルブ４が絞り込む
と同時に、給湯路８を湯側両面バルブ３が開成し、設定
値が得られる位置まで移動する。混合湯温が設定値より
も高い場合は、逆方向に移動する。

なお給湯熱源機15が瞬間型の場合、大量に出湯されると
加熱が追いつかず、水を全閉にした状態でも出湯温が設
定値以下に下がる場合には、弁軸が右側に大きく移行
し、湯側両面バルブ３が湯側シート９に接近する。これ
により給湯熱源機15を通る水量は規制され、設定値通り
の湯温が得られる。

発明が解決しようとする課題 この従来の湯水混合装置は以上のように構成されていた
ため、次のような課題を有していた。

（１） 給湯を行なっているか、いないかを検出する手
段がないため、給湯の停止時に混合湯取出路13部が自然
冷却により冷えると、出湯温感知センサ14がこれを検出
しバルブが湯の比率を増すように移動して行くため、再
給湯時に一時的に熱い湯が出て危険であると共に、適温
が得られる位置まで移動するのに時間がかかった。

（２） 流量の調節を手動で行なっているため操作が重
く、また遠隔操作も不可能であった。

（３） 流量に応じた最適な駆動ゲインで制御ができな
かった。例えば流量が減ると混合湯が出湯温感知センサ
14まで到達する時間がかかり、かつ混合度も悪くなるた
めゲインを下げないと発振を起こしていた。低流量のゲ
インに合せると、通常流量域で水圧変動時のオーバーシ
ュート、アンダーシュートの修正に時間がかかり、かつ
ピークも大きくなる等の課題があった。

本発明はこのような従来の課題を解決した、安全性・応
答性に優れ、制御的にも安定し、混合湯量の積算停止が
可能な給湯装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために本発明の給湯装置は、混合
弁と、この混合弁を駆動する駆動装置と、混合湯温を検
出する温度検出器と、混合湯温を設定する温度設定器
と、混合流量を検出する流量検出器と、混合湯量の積算
値を設定する湯量設定器と、混合湯の供給，停止を制御
する制御弁と、温度検出器と温度設定器の信号に基づい
て駆動装置を制御し、また流量検出器の信号に基づいて
駆動装置を制御する比例ゲインを調節し、流量検出器と
湯量設定器の信号により混合湯量の積算値が設定値に達
した時に制御弁を閉成する制御を行ない、更に給湯の停
止時において流量検出器の信号に基づいて駆動装置の駆
動を停止する制御を行なう制御器を備えて構成するもの
である。

作用 上記した構成により本発明の給湯装置は、温度検出器と
温度設定器の信号に基づいて駆動装置を制御し、流量検
出器と湯量設定器の信号により混合湯量の積算値が設定
値に達した時に制御弁を閉成する制御を行ない、流量に
応じて混合弁を駆動する駆動装置を制御する比例ゲイン
を調節し、流量変化があっても安定した混合湯温を供給
するとともに、給湯の停止時には駆動装置の駆動を止め
て再出湯時に熱湯が一時的に供給されることを防止し
た、安全性、応答性、制御性に優れた、使い勝手の良い
給湯装置を実現しているものである。

実施例 本発明の一実施例について、第１図，第２図に基づいて
説明する。

第１図において、給湯熱源機16で作られた湯は給湯管17
を通って給湯ユニット18に供給される。給湯ユニット18
には給水管19も接続されており、混合された混合湯は混
合湯管20を通って蛇口21から浴槽22に供給される。蛇口
21の近傍には、混合湯の温度設定と混合湯量の積算値設
定を行う温度設定器と湯量設定器を兼ねた給湯コントロ
ーラ23が設けられている。この給湯コントローラは、風
呂の蛇口近傍以外にも例えば台所、家事室などに設ける
こともできる。給湯コントローラ23と給湯ユニット18の
間の信号の授受は制御器24を介して行なわれる。給湯ユ
ニット18の詳しい構成は第３図に示す。湯の入口25と水
の入口26より供給される湯と水は湯側弁体27と水側弁体
28により混合比率が調整され、最終的には混合湯の出口
29から蛇口に供給される。湯側弁体27と水側弁体28は両
端が規制され互いに離反する方向にバネで付勢されて設
けられており、駆動装置であるところのモータ31により
ギヤボックス32及びねじ機構33を介して駆動される。混
合湯温の検出は温度検出器34によって行なわれる。ま
た、35は流量検出器であり、湯側弁体27、水側弁体28、
弁軸30等から構成される混合弁36と温度検出器34との間
に設けられている。流量検出器35は、流れを旋回させる
固定翼車37と、旋回流により回転するボール38と、ボー
ルの流出防止手段39及びボールの回転を検出する磁気抵
抗素子40、固定手段41より構成される。混合弁36で比率
を調整された湯と水は、この流量検出器35で混合が促進
され温度検出器34部における混合不十分による温度の変
動を解消する。流量検出器35と温度検出器34の信号は、
前記制御器24に伝えられる。また混合湯の供給・停止を
制御する制御弁42は、弁体43、軸44、モータ45、ギヤボ
ックス46等から成っているが、構成的に混合弁36と兼ね
ることも可能である。

次にこの実施例の動作を説明する。

まず通常の混合動作を述べる。蛇口21が開成され給湯が
行なわれている状態では、給湯コントローラ23で設定し
た温度設定信号と、温度検出器34で検出される混合湯温
の信号が制御器24で比較され、両者の偏差がゼロとなる
位置にモータ31で混合弁36が駆動される。蛇口21を閉成
して給湯を止めた場合、流量検出器35が流れの停止した
ことを検出し、制御器24を介してモータ31の駆動を停止
する。このため従来のように、給湯の停止後温度検出器
34部の温度が冷却により下っても、混合弁36は湯側を開
け、水側を絞る動作をすることはない。再給湯時に蛇口
21を開成すると流れが生じるが、これを流量検出器35が
検出しモータ31へ通電する。再給湯時は従来のように一
時的に熱い湯が出ることはない。また混合弁36も適正位
置から動作する。以後、通常の混合動作を行なう。流量
検出器35は、以下のように蛇口の開閉状態を検出する手
段として利用する他にも、混合湯の流量に応じてモータ
制御の比例ゲインを変えるとにも利用されている。流量
が減ればゲインを落とし、増せばゲインを上げている。
これにより各流量域で異なる最適ゲインを適確に使用
し、流量が変っても発振がなく、オーバーシュートやア
ンダーシュートも少なく、制定時間も短い良好な制御が
達成できている。

このようにモータ31は、給湯コントローラ23での温度設
定信号、温度検出器34の信号、流量検出器35の信号によ
り制御器24を介して制御される。

次に定量止水動作について述べる。

給湯コントローラ23で浴槽への混合湯量供給の積算値を
設定し、混合湯温を設定し、蛇口21を開成すると、混合
弁36は混合動作を開始すると共に、流量検出器35で検出
される流量は制御器24で積算され始める。混合湯の流量
積算値が設定値に達すると、制御器24からの指令で制御
弁42が閉成され、混合湯の供給を停止する。以後利用者
が、蛇口21を閉成した後、給湯コントローラ23をリセッ
トすることにより、初期の状態に制御モードは戻る。

発明の効果 以上で述べたように本発明の給湯装置は、混合弁と、こ
の混合弁を駆動する駆動装置と、混合湯温を検出する温
度検出器と、混合湯温を設定する温度設定器と、混合湯
量を検出する流量検出器と、混合湯量の積算値を設定す
る湯量設定器と、混合湯の供給，停止を制御する制御弁
と、温度検出器と温度設定器の信号に基づいて駆動装置
を制御し、また流量検出器の信号に基づいて駆動装置を
制御する比例ゲインを調節し、流量検出器と湯量設定器
の信号により混合湯量の積算値が設定値に達した時に制
御弁を閉成する制御を行ない、更に給湯の停止時におい
て流量検出器の信号に基づいて駆動装置の駆動を停止す
る制御を行なう制御器を備えているため、次のような効
果を有している。

（１） 給湯が停止した時には、制御器にて駆動装置に
より混合弁が駆動されることを防止するため、再給湯時
に従来のように一時的に熱い湯が出ることがなく安全で
ある。また混合弁は前回使用していた位置から動作でき
るため、所定温度の得られる位置への到達時間が短く応
答性が良くなる。

（２） 流量検出器の信号に基づいて駆動装置を制御す
る比例ゲインが調節されるため、様々な流量域において
発振がなく、オーバーシュートやアンダーシュートが小
さく、整定時間も短い制御が達成できる。

（３） 流量検出器は、混合湯量の積算停止の他、比例
ゲインの調節用に使用され、また給湯の停止時における
駆動装置の停止用等にも利用可能であり、一つで複数の
制御対象に利用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の給湯装置を用いた給湯シス
テム図、第２図は同システムに用いた給湯ユニットの一
部断面図、第３図は従来の給湯装置を示す断面図であ
る。 23……給湯コントローラ（温度設定器、湯量設定器）、
24……制御器、31……モータ（駆動装置）、34……温度
検出器、35……流量検出器、36……混合弁、42……制御
弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湯と水を混合し混合湯を得る混合弁と、こ
   の混合弁を駆動する駆動装置と、混合湯温を検出する温
   度検出器と、混合湯温を設定する温度設定器と、混合湯
   量を検出する流量検出器と、混合湯量の積算値を設定す
   る湯量設定器と、混合湯の供給，停止を制御する制御弁
   と、前記温度検出器と温度設定器の信号に基づいて前記
   駆動装置を制御し、また前記流量検出器の信号に基づい
   て前記駆動装置を制御する比例ゲインを調節し、前記流
   量検出器と前記湯量設定器の信号により混合湯量の積算
   値が設定値に達した時に前記制御弁を閉成する制御を行
   ない、更に給湯の停止時において前記流量検出器の信号
   に基づいて前記駆動装置の駆動を停止する制御を行なう
   制御器を備えた給湯装置。