JP2962115B2 - 給湯制御装置 - Google Patents
給湯制御装置Info
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Description
た端末水栓部において使い勝手を向上させる給湯制御装
置に関するものである。
途中の配管経路が長いために出湯開始直後には配管中の
冷水が出てくるばかりではなく、配管に熱が奪われるた
め所定温度の湯が出てくるまでに時間がかかるという実
使用上の不便さがある。このような不都合や不便さを解
消するための手段としては、例えば4図(実開昭60−
259840号公報)に示すようなものがあった。
2の下流端には端末給湯器3が直列接続されている。前
記端末給湯器3は加熱装置である電気ヒーター4で加熱
される小容量の貯湯槽5を有しており、高温水を貯留し
ている。この貯湯槽5へ流入する入口流路6は給湯配管
2に接続されており、高温水は出口流路7から出湯され
る。入口流路6と並列の分岐流路8と出口流路7はミキ
シングバルブ9で混合されて出湯路10へ流出するもの
で、その混合比率は温度設定手段であるつまみ11で定
められる。以上の構成により、ミキシングバルブ9のつ
まみ11を操作して、混合水栓12の湯栓を開くと、給
湯配管2から分岐流路8を通る冷水と出口流路7を流れ
る高温水が適度に混合して出湯開始直後から温かい湯が
得られるというものである。
うな従来の構成では、次のような課題を有していた。
む冷水に貯湯槽から供給される高温水を温度調節つまみ
で設定した流量割合で混合して吐出するため、混合水栓
の湯栓には出湯開始直後からある温度の温水が供給され
るが、最終的な吐出温度を決定するには主給湯熱源機の
温度設定と端末給湯器の温度調節つまみおよび混合水栓
の流量比調節が必要となり、必ずしも使い勝手がよいと
はいえない。
要性があり、またその近傍に温度調節つまみを設置する
ことになるため、装置が大がかりとなり、配管施工や美
観の点からも好ましくない。
で、端末給湯ユニットを設けるだけで、出湯開始直後か
ら安定した温度の出湯が可能で、また配管および電気配
線の施工が容易でしかも給湯水栓近傍が美観的にすっき
りできる給湯制御装置を提供することを第1の目的とし
ている。
給湯ユニットにおいて、小型かつ少電力で設置場所を選
ばず、配管および電気配線の施工が容易でしかも給湯水
栓近傍が美観的にすっきりできる給湯制御装置を提供す
ることにある。
的を達成するために給湯制御装置は、加熱装置と入口流
路および出口流路を有する貯湯槽と、前記入口流路から
分岐し前記貯湯槽を通らずに前記出口流路に合流するバ
イパス流路と、前記出口流路と前記バイパス流路が接続
合流してなる1次混合流路と、冷水流入路から供給され
る冷水と前記1次混合流路から供給される温水の混合比
を電気的に可変する混合比可変手段と、前記混合比可変
手段の下流に設けられた2次混合流路と、前記2次混合
流路に設けられた温度検出器と、設定された出湯温度と
前記温度検出器によって検出された出湯温度を比較して
前記混合比可変手段へ信号を送るとともに前記加熱装置
の温度制御も行う制御器とから構成される端末給湯器
と、給湯水栓近傍に設置され前記端末給湯器の出湯温度
設定を行う設定器からなる給湯端末ユニットを主給湯熱
源機の下流に直列接続して構成するものである。
装置は、加熱装置と入口流路および出口流路を有する貯
湯槽と、前記入口流路から分岐し前記貯湯槽を通らずに
前記出口流路に合流するバイパス流路と、前記出口流路
と前記バイパス流路が接続合流してなる1次混合流路
と、前記1次混合流路および冷水流入路と湯側流出路お
よび水側流出路が接続されるシリンダ流路と、前記シリ
ンダ流路に設けられた湯側弁座および湯側弁体と水側弁
座および水側弁体と、前記湯側弁体に弁軸を介して連結
された湯側圧力ピストンと、前記水側弁体に弁軸を介し
て連結された水側圧力ピストンと、湯側弁体および水側
弁体に連結されシリンダ流路を湯側と水側に仕切る仕切
りピストンと、前記冷水流入路の水圧を前記湯側圧力ピ
ストンへ導入する湯側パイロット圧導入路と、前記冷水
流入路の水圧を前記水側圧力ピストンへ導入する水側パ
イロット圧導入路と、前記湯側パイロット圧導入路およ
び前記水側パイロット圧導入路と前記冷水流入路の導通
面積を加減するパイロット圧可変手段と、前記湯側流出
路と前記水側流出路が接続合流してなる2次混合流路
と、前記2次混合流路上かつ前記混合比可変手段近傍に
設けられた温度検出器と、設定された出湯温度と前記温
度検出器によって検出された出湯温度を比較して前記混
合比可変手段へ信号を送るとともに前記加熱装置の温度
制御も行う制御器とから構成される端末給湯器と、給湯
水栓近傍に設置され前記端末給湯器の出湯温度設定を行
う設定器からなる給湯端末ユニットを主給湯熱源機の主
給湯熱源機の下流に直列接続して構成するものである。
て、出湯開始直後には給湯配管中に滞留していた冷水が
貯湯槽の入口流路より貯湯槽内に流れ込む。その結果、
貯湯槽の出口流路から貯留されていた高温水が流出し、
バイパス流路を経由した冷水と1次混合流路において合
流する。この1次混合流路を流れる温水は混合比可変手
段に至り、給湯水栓近傍に設置された設定器で要求され
ている湯温と温度検出器で検出された出湯温度が一致す
るように制御器が混合比可変手段を制御することによっ
て冷水との混合比が調節され、適温の温水が給湯水栓に
供給される。出湯開始後しばらく時間が経過し、主給湯
熱源器からの温水が給湯配管に供給されるようになると
1次混合流路を流れる温水の温度が上昇してくるが、混
合比可変手段は設定温度になるように温水と冷水の混合
比を可変するので、給湯水栓からは常に設定通りの安定
した温度の温水が供給される。さらに、端末給湯器の構
成に、混合比可変手段と混合比可変手段および加熱装置
を駆動する制御器とが含まれる構成であるため、配管施
工が容易でしかも給湯水栓近傍をすっきりとしたものに
できる。
より、混合比可変手段はパイロット圧可変手段を制御器
からの信号で駆動することにより、湯側圧力ピストンお
よび水側圧力ピストンに作用する圧力が変化する。それ
にともなって、圧力バランス作用により、連結してなる
湯側弁体と仕切りピストンおよび水側弁体を移動させ、
冷水と温水の混合比を可変するように作用する。ここ
で、湯側および水側パイロット圧導入路の流路面積は、
湯側弁体および水側弁体や仕切りピストンの受圧面積と
比較して桁違いに小さいため、パイロット圧可変手段に
必要な駆動力もそれにともなって桁違いに小さくでき
る。
する。図1において主給湯熱源器13には給湯配管14
が接続されており、給湯水栓15での出湯開始とともに
給湯配管14内の冷水が端末給湯器16に至る。端末給
湯器16は加熱装置17と入口流路18および出口流路
19を有する貯湯槽20とバイパス流路21、1次混合
流路22、冷水流入路23、混合比可変手段24、2次
混合流路25、温度検出器26、制御器27とが一体構
成し、設定器28と併せて端末給湯ユニット29を構成
している。給湯配管14から端末給湯器16へ供給され
た冷水は入口流路18を介して貯湯槽20へ流れ込み、
またそれと並行して入口流路18から分岐して設けられ
ているバイパス流路21へ流れ込む。ここで冷水が貯湯
槽20へ流れ込むことによって貯湯槽20内に加熱装置
17で加熱貯留されていた高温水が出口流路19を介し
て1次混合流路22へ押し出され、バイパス流路21を
介して1次混合流路22へ流れ込んだ冷水と混合され
る。さらにこの冷水と高温水が混合した温水は混合比可
変手段24に至り、冷水流入路23から供給された冷水
とともにその流量比が調節され、2次混合流路25にお
いて合流する。ここで混合された温水は温度検出器26
に至りその温度が検出される。検出された出湯温度は制
御器27に取り込まれ、設定器28での設定信号に従っ
て制御器27を経て混合比可変手段24が制御される。
また制御器27は貯湯槽20内に貯留される高温水の温
度を保つため、加熱装置17の制御も行う構成としてあ
る。2次混合流路25を経た温水は給湯水栓15に至り
吐出される。
る。混合比可変手段24において1次混合流路22およ
び冷水流入路23から供給される温水と冷水は混合弁体
30に至る。混合弁体30は湯側弁体31と水側弁体3
2と、これに弁軸33を介して連結されシリンダ流路3
4を湯側と水側に仕切る仕切りピストン35と、湯側弁
体31に連結された湯側圧力ピストン36と、水側弁体
32に連結された水側圧力ピストン37から成ってい
る。湯側弁体31と水側弁体32はそれぞれシリンダ流
路34に設けられた湯側弁座38と水側弁座39にそれ
ぞれ臨んで設けられており、温水と冷水の流量比を反比
例的に変化させるように構成されている。さらに混合比
可変手段24には、冷水流入路23の水圧を湯側圧力ピ
ストン36へ導く湯側パイロット圧導入路40および冷
水流入路23の水圧を水側圧力ピストン37へ導く水側
パイロット圧導入路41と湯側パイロット圧導入路40
および水側パイロット圧導入路41と冷水流入路23の
導通面積を加減するパイロット圧可変手段42が設けら
れている。
さらに詳述する。パイロット圧可変手段42は、冷水流
入路23の水圧を湯側圧力ピストン36および水側圧力
ピストン37へ導入する湯側パイロット圧導入路40お
よび水側パイロット圧導入路41とに交又するように1
本のパイロット弁軸43が設けてあり、かつパイロット
弁軸43には図2に示すように円形断面の軸表面に切り
欠き流路44およびOリング溝45が形成されており、
そのパイロット弁軸43を回転させるステッピングモー
タ46を設けた構成である。したがってパイロット弁軸
43の回転角度位置を制御器27の指示にてステッピン
グモータ46を制御することによって、冷水流入路23
の水圧を湯側圧力ピストン36に導いたり、水側圧力ピ
ストン37に導いたりの切替えや、湯側パイロット圧導
入路40および水側パイロット圧導入路41と冷水流入
路23の導通面積の可変ができる構成である。
する。まず、給湯水栓15近傍に設置された設定器28
で湯温を設定し、給湯水栓15を開いた状態を想定す
る。給湯水栓15を開くことにより、まず給湯配管14
に滞留していた冷水が端末給湯器16へ流入する。端末
給湯器16へ供給された冷水は入口流路18を介して貯
湯槽20へ流れ込み、貯湯槽20内に加熱装置17で加
熱貯留されていた高温水が出口流路19を介して1次混
合流路22へ押し出される。また一方ではそれと並行し
て入口流路18から分岐して設けられているバイパス流
路21へ流れ込んだ冷水が1次混合流路22へ流れ込
み、先の貯湯槽20から供給された高温水と約1対1の
割合で混合される。さらにこの冷水と高温水が混合した
温水と冷水流入路23から供給された冷水はそれぞれ混
合比可変手段24を経て2次混合流路25において合流
した後、温度検出器26に至り出湯温度が検出される。
この温度検出器26で検出された出湯温度は制御器27
に取り込まれ、設定器28で設定された温度と比較さ
れ、温度偏差をなくすように制御器27が混合比可変手
段24を制御する。
熱源器13からの温水が給湯配管14に供給されるよう
になると1次混合流路22を流れる温水の温度が上昇し
てくるが、混合比可変手段24は設定温度になるように
温水と冷水の混合比を可変するので、給湯水栓15から
は常に設定通りの安定した温度の温水が供給される。つ
まり、設定器28の設定を行うだけで、安定した温度の
温水が出湯開始直後から得られる。また、制御器27は
混合比可変手段24の駆動だけでなく、貯湯槽20内に
貯留されている高温水の温度を保つよう加熱装置17の
制御も行っており、さらには設定器28は端末給湯器1
6に電気配線のみで接続されているので、配線および配
管施工が容易で、混合水栓を設ける必要性もなく給湯水
栓15まわりを美観的にすっきりとした構成にすること
ができる。
装置と電子混合栓を組み合わせて使用する場合を考える
と、配管に関しては給湯制御装置と電子混合栓の配管お
よび電子混合栓と給湯水栓の配管施工が必要となる。さ
らに電気配線を考えると、給湯制御装置と電子混合栓の
それぞれに電源部および電気配線工事が必要となり、上
記実施例の給湯制御装置の施工性が良いことは明らかで
ある。また、ワックスタイプの混合水栓を給湯水栓とし
て採用した場合を考えても、配管施工の工数が増えたう
えに混合水栓が大きいため、給湯水栓まわりが美観的に
すっきりするとは言い難い。ここで、設定器28と端末
給湯器16をワイヤレス構成にするとさらに施工性が向
上する。
成により、パイロット圧可変手段42へ制御器27から
信号を送ることによって冷水流入路23の水圧を湯側圧
力ピストン36へ導いたり水側圧力ピストン37へ導い
たりの切り替えや、湯側パイロット圧導入路40および
水側パイロット圧導入路41と冷水流入路23の導通面
積を加減することができ、結果として混合弁体30を移
動させ温水と冷水の流量比を可変する事ができる。つま
り2次混合流路25から供給された温水および冷水流入
路23から供給された冷水がそれぞれ混合弁体30に到
達すると湯側弁体31、水側弁体32、湯側圧力ピスト
ン36、水側圧力ピストン37、仕切りピストン35に
はそれぞれ圧力がかかり、力のバランス作用によってあ
る流量比を保つように作用する。ここで制御器27から
信号を送り、パイロット圧可変手段42を駆動し、湯側
パイロット圧導入路40および水側パイロット圧導入路
41と冷水流入路23の導通面積を可変すると、湯側圧
力ピストン36および水側圧力ピストン37に作用する
圧力に変化が生じ、混合弁体30は力のバランスが保て
る位置まで移動する。その結果、温水と冷水の流量比が
可変されるわけである。
流入路23と水側パイロット圧導入路41との連通開度
を増大させ、湯側パイロット圧導入路40との連通開度
を減少させると、冷水流入路23から水側パイロット圧
導入路41へ流れ込む水の量の増大にともなって水側圧
力ピストン37に作用する圧力も増大し、湯側パイロッ
ト圧導入路41へ流れ込む水の量の減少にともなって湯
側圧力ピストン36に作用する圧力も減少する。そのた
め混合弁体30は水側弁体32を閉じ、湯側弁体31を
開く位置で平衡を保ち、温水と冷水の流量比としては冷
水に対して温水を多く混合する状態となる。逆にパイロ
ット圧可変手段42が冷水流入路23と湯側パイロット
圧導入路40との連通開度を増大させ、水側パイロット
圧導入路41との連通開度を減少させると冷水流入路2
3から湯側パイロット圧導入路40へ流れ込む水の量の
増大にともなって湯側圧力ピストン36に作用する圧力
も増大し、水側パイロット圧導入路41へ流れ込む水の
量の減少にともなって水側圧力ピストン41に作用する
圧力も減少する。そのため混合弁体30は湯側弁体31
を閉じ、水側弁体32を開く位置で平衡を保ち、温水と
冷水の流量比としては温水に対して冷水を多く混合する
状態となる。
イロット圧可変手段42を駆動し、冷水流入路23と湯
側パイロット圧導入路40および水側パイロット圧導入
路41の連通開度を可変することにより温水と冷水の流
量比を可変する事ができる。しかも、湯側パイロット圧
導入路40および水側パイロット圧導入路41の流路面
積は湯側弁体31および水側弁体32や仕切りピストン
35、湯側圧力ピストン36および水側圧力ピストン3
7の受圧面積と比較して桁違いに小さいため、パイロッ
ト圧可変手段42に必要な駆動力もそれにともなって小
さくできる。したがって、パイロット圧可変手段42は
低消費電力で小型コンパクトにすることができる。つま
りパイロット圧可変手段42を制御器27からの信号で
駆動することにより、湯側圧力ピストン36および水側
圧力ピストン37に作用する圧力が変化する。それにと
もなって力のバランス作用により混合弁体30を移動さ
せ、温水と冷水の混合比を可変することができる。しか
も端末給湯器16を構成している混合比可変手段24を
低消費電力で小型コンパクトなものにすることが可能と
なる。
成により、パイロット弁軸43の回転角度位置を制御器
27の指示にてステッピングモータ46を制御すること
によって、冷水流入路23の水圧を湯側圧力ピストン3
6に導いたり、水側圧力ピストン37に導いたりの切替
えや、湯側パイロット圧導入路40および水側パイロッ
ト圧導入路41と冷水流入路23との導通面積の可変が
できる。例えば、パイロット弁軸43をステッピングモ
ータ46が転回し、そのパイロット弁軸43に形成され
た切り欠き流路44が湯側パイロット圧導入路40に背
を向け、水側パイロット圧導入路41にかかり始めその
度合が増して行くと、冷水流入路23と湯側パイロット
圧導入路40とは連通を閉ざされ、冷水流入路23と水
側パイロット圧導入路41との導通面積が増大して行
く。すなわち冷水流入路23からの水がパイロット弁軸
43の切り欠き流路44を通り、さらに水側パイロット
圧導入路41を通り、水側圧力ピストン37に達する流
路開度が、パイロット弁軸43の切り欠き流路44が水
側パイロット圧導入路41の方へ向くにしたがって拡大
するためである。すると湯側弁体38が湯側弁座38に
近づく方向に押そうとする湯側圧力ピストン36への作
用圧は低下し、水側弁体32が水側弁座39に近づく方
向に押そうとする水側圧力ピストン37への作用圧が増
大する。逆にパイロット弁軸43をステッピングモータ
46が転回し、そのパイロット弁軸43に形成された切
り欠き流路44が水側パイロット圧導入路41に背を向
け、湯側パイロット圧導入路40にかかり始めその度合
が増して行くと、冷水流入路23と水側パイロット圧導
入路41とは連通を閉ざされ、冷水流入路23と湯側パ
イロット圧導入路41の導通面積が増大して行く。する
と水側弁体32が水側弁座39に近づく方向に押そうと
する水側圧力ピストン37への作用圧は低下し、湯側弁
体31が湯側弁座38に近づく方向に押そうとする湯側
圧力ピストン36への作用圧が増大する。以上、力のバ
ランス作用により、混合弁体30を移動させ、温水と冷
水の流量比を可変するように作用する。このように直径
が約2〜3グ程度の細い1本のパイロット弁軸を回転制
御するだけなので、Oリングシールしていてもトルク約
0.1ゴケ程度の極めて小さい回転駆動力があればよ
く、アクチュエータとしては低電力で小型のステッピン
グモータ46を1個設けるだけで温水と冷水の流量比制
御を可能にすることができる。
れば、次の効果が得られる。
電気的に可変する混合比可変手段と、その混合比可変手
段の駆動と貯湯槽に設けられた加熱装置の制御を行う制
御器とを設けた構成とし、出湯温度の制御器を給湯水栓
近傍に設置する構造としたため、電気配線および配管施
工が容易で、しかも安定した温度の温水が出湯開始直後
から得られる給湯制御装置が得られる。
手段は、湯側パイロット圧導入路および水側パイロット
圧導入路の流路面積を可変するパイロット圧可変手段を
制御器からの信号で駆動し、湯側圧力ピストンおよび水
側圧力ピストンに作用する圧力を変化させる構成なの
で、極めて小さい駆動力で温水と冷水の混合比を可変で
きる。したがって混合比可変手段の端末給湯器内に占め
る容積を小さくすることができ、優れた温調機能を内部
に有しながら、従来品と比較してもさほど大きさに差の
ない端末給湯器が得られる。
テムを示す構成図
Claims (2)
- 【請求項1】加熱装置と入口流路および出口流路を有す
る貯湯槽と、前記入口流路から分岐し前記貯湯槽を通ら
ずに前記出口流路に合流するバイパス流路と、前記出口
流路と前記バイパス流路が接続合流してなる1次混合流
路と、冷水流入路から供給される冷水と前記1次混合流
路から供給される温水の混合比を電気的に可変する混合
比可変手段と、前記混合比可変手段の下流に設けられた
2次混合流路と、前記2次混合流路に設けられた温度検
出器と、設定された出湯温度と前記温度検出器によって
検出された出湯温度を比較して前記混合比可変手段へ信
号を送るとともに前記加熱装置の温度制御も行う制御器
とから構成される端末給湯器と、給湯水栓近傍に設置さ
れ前記端末給湯器の出湯温度設定を行う設定器からなる
給湯端末ユニットを主給湯熱源機の下流に直列接続して
なる給湯制御装置。 - 【請求項2】加熱装置と入口流路および出口流路を有す
る貯湯槽と、前記入口流路から分岐し前記貯湯槽を通ら
ずに前記出口流路に合流するバイパス流路と、前記出口
流路と前記バイパス流路が接続合流してなる1次混合流
路と、前記1次混合流路および冷水流入路と湯側流出路
および水側流出路が接続されるシリンダ流路と、前記シ
リンダ流路に設けられた湯側弁座および湯側弁体と水側
弁座および水側弁体と、前記湯側弁体に弁軸を介して連
結された湯側圧力ピストンと、前記水側弁体に弁軸を介
して連結された水側圧力ピストンと、湯側弁体および水
側弁体に連結されシリンダ流路を湯側と水側に仕切る仕
切りピストンと、前記冷水流入路の水圧を前記湯側圧力
ピストンへ導入する湯側パイロット圧導入路と、前記冷
水流入路の水圧を前記水側圧力ピストンへ導入する水側
パイロット圧導入路と、前記湯側パイロット圧導入路お
よび前記水側パイロット圧導入路と前記冷水流入路の導
通面積を加減するパイロット圧可変手段と、前記湯側流
出路と前記水側流出路が接続合流してなる2次混合流路
と、前記2次混合流路に設けられた温度検出器と、設定
された出湯温度と前記温度検出器によって検出された出
湯温度を比較して前記混合比可変手段へ信号を送るとと
もに前記加熱装置の温度制御も行う制御器とから構成さ
れる端末給湯器と、給湯水栓近傍に設置され前記端末給
湯器の出湯温度設定を行う設定器からなる給湯端末ユニ
ットを主給湯熱源機の下流に直列接続してなる給湯制御
装置。
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JPH0777337A (ja) | 1995-03-20 |
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