JP3046692U - マルチ給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない使用量から大使用量までを網羅する給
湯装置を提供する。 【解決手段】 第１のミキシングバルブ１と第２のミキ
シングバルブ３のそれぞれが、供給された温水と給水を
所定の温度制御性機構に基づいて混合し、この第１のミ
キシングバルブ１からの混合水の吐出量が所定値以下の
場合には、第２のミキシングバルブ３からの混合水の吐
出を止めるよう制御が行われる。また、第１のミキシン
グバルブ１からの混合水の吐出量が所定値を越えた場
合、それを補完すべく第２のミキシングバルブ３より混
合水を吐出させるよう制御が行われる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は給湯装置に関するものであり、特に複数のミキシングバルブを備えた マルチ給湯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、電動弁や電磁弁等を有し電気的な制御を受けて動作するバルブを用 いて、温水と給水の流量を制御することで、これら温水と給水とを混合して、所 定量の混合水を得る給湯装置が知られている。図６は、このような方式をとる従 来の給湯装置の構成を示す図である。

【０００３】 同図に示す装置において、１１５は温水入口、１１６は給水入口であり、これ らの入口から入った温水と給水が、以下に説明する混合工程を経ることで、混合 水出口１１７より所定温度の混合水が出力される。なお、図中の温水系のパイプ 、給水系のパイプに沿って付された矢印は、温水、給水の流れる方向を示してい る。

【０００４】 まず、温水入口１１５から入った温水は、Ｙ型ストレーナ１０７、電動弁（あ るいは電磁弁）を有する開閉バルブ１０５、そして、逆止弁１０３を通って、第 １のミキシングバルブ１０１に達する。他方、給水入口１１６から供給された水 は、Ｙ型ストレーナ１０８、電動弁（あるいは電磁弁）を有する開閉バルブ１０ ６、逆止弁１０４を通って、上記第１のミキシングバルブ１０１に達する。

【０００５】 さらに、温水入口１１５からの温水は、逆止弁１０９を介して第２のミキシン グバルブ１０２に達し、給水入口１１６からの水も、逆止弁１１０を介して第２ のミキシングバルブ１０２に到達する。なお、Ｙ型ストレーナ１０７，１０８は 、本装置に供給される温水や給水に含まれるゴミ等の不純物を阻止するためのフ ィルタであり、逆止弁１０３，１０４，１０９，１１０は、温水系のパイプ、給 水系のパイプそれぞれにおいて管内圧力差によって、パイプ内に貯まった温水や 給水が逆流しないようにするための弁である。また、ここでは、第１のミキシン グバルブ１０１の容量が、第２のミキシングバルブ１０２の容量よりも大きいも のとする。

【０００６】 １２０は制御盤であり、後述する温水と給水の流量制御、混合水の温度管理等 、本装置全体の電気的制御を司る主制御部として機能する。また、１１２は、本 装置から出力される混合水の流れを検知するフロースイッチであり、その検知結 果は制御盤１２０へ送られる。上記第１および第２のミキシングバルブ１０１， １０２の出力側には、それぞれ温度計１１１，１１９が設けられており、これら で計測された温度も制御盤１２０へ送られる。

【０００７】 以下、図６に示す従来の給湯装置における流量制御等について説明する。本装 置から出力される混合水、すなわち使用水量が、所定量よりも少ないときには、 制御盤１２０は開閉バルブ１０５,１０６に制御信号を送って、それらが閉状態 となるよう制御する。この場合、上記第２のミキシングバルブ１０２が、上述し た経路を通って供給された温水と給水を混合して、所定量の混合水を出力する。

【０００８】 そこで、使用水量が増え、それが所定量以上になった場合、フロースイッチ１ １２が、この使用水量の増加を検知して制御盤１２０へ伝えるので、制御盤１２ ０は、その使用水量と設定温度に見合った混合水を得るべく、開閉バルブ１０５ ,１０６に対して弁を開くよう制御信号を送る。その結果、これらの開閉バルブ １０５,１０６より第１のミキシングバルブ１０１に温水と給水が供給されるの で、この第１のミキシングバルブ１０１が混合動作を開始する。そして、所定の 設定温度を有する所定量の温水出力が、吐出パイプ１２１を介して混合水出口１ １７より出力される。

【０００９】 また、この状態から使用水量が減少した場合には、制御盤１２０は、フロース イッチ１１２からの水量検知信号を受けて、開閉バルブ１０５,１０６に制御信 号を送り、それらが、減少した水量に応じた開状態となるよう制御する。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の給湯装置では、所定温度、所定量の混合水を得るた め、常にその使用水量と温度を監視し、その結果に応じて、開閉バルブを電気的 に制御する必要がある。また、この開閉バルブの制御や温度管理のための制御が 複雑であり、これらの制御を行うために高価な制御盤を設置しなければならない 、という問題がある。

【００１１】 特に、給湯装置という性質上、その設置環境に、電気的な制御を要する機器を 設置することは、防災上からも、また、機器の耐久性という観点からも避けるこ とが望ましいが、従来の給湯装置では、その制御方法および構造上、これを回避 することは困難であるという問題がある。

【００１２】 さらに、上記従来の給湯装置は、そこに使われるミキシングバルブの有する温 度変化や圧力変化に対する反応等の特性より、少ない使用量から大使用量までを 網羅することができず、例えば、使用量が極端に変化するような現場では、その 使用に耐えられないという問題がある。

【００１３】 本考案は、上記の問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電 気的な制御を一切行わずに所望の温度および流量の温水を得ることができるマル チ給湯装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、本考案は、温水入口より供給された温水と、給水 入口より供給された給水とを混合して、所定温度および所定量の混合水を得るマ ルチ給湯装置において、上記温水と給水を第１の温度制御性機構に基づいて混合 する第１のミキシングバルブと、上記温水と給水を第２の温度制御性機構に基づ いて混合する第２のミキシングバルブと、この第１のミキシングバルブからの混 合水の吐出量が所定値以下の場合、上記第２のミキシングバルブからの混合水の 吐出を止めるよう制御する手段と、上記第１のミキシングバルブからの混合水の 吐出量が所定値を越えた場合、上記第２のミキシングバルブより混合水を吐出さ せるよう制御する手段とを備える。

【００１５】 好ましくは、本考案に係るマルチ給湯装置において、上記第２のミキシングバ ルブの吐出容量は、上記第１のミキシングバルブの吐出容量より大きい。

【００１６】 また、好ましくは、上記混合水の吐出制御は、差圧調整弁の開閉に基づいて行 われる。

【００１７】 さらに好ましくは、上記第１および第２のミキシングバルブは、個別に混合水 の温度および吐出量の設定が可能である。

【００１８】 また、好ましくは、上記第１および第２の温度制御性機構は、混合水の温度変 化に反応して上記温水と給水の混合比率を調整する機構である。

【００１９】 また、好ましくは、上記混合水の温度が所定値以上になった場合、上記温水と 給水の供給、または温水のみの供給を止めるか、あるいは、当該装置からの混合 水の吐出を止める手段をさらに備える。

【００２０】 さらに好ましくは、上記第１および第２のミキシングバルブは、上記温水入口 および給水入口に対して互いに並列に接続されており、該ミキシングバルブの個 々の吐出口が、上記差圧調整弁の二次側で結合される構成をとる。

【００２１】

【考案の実施の形態】

以下、添付図面を参照して、本考案に係るマルチ給湯装置を詳細に説明する。 図１は、本考案の一実施の形態に係るマルチ給湯装置（以下、単に給湯装置とい う）の構成を詳細に示す正面図であり、図２は、その右側面図である。図１，図 ２において、２１ａは温水入口、２１ｂは給水入口であり、これらより供給され た温水、給水は、図中の温水系、給水系のパイプに沿って付された矢印の方向に 流れる。

【００２２】 図１，図２に示す給湯装置では、後述する使用状況に応じて、温水、給水が２ 系統の経路を介して混合され、吐出される。すなわち、温水入口２１ａから供給 された温水は、ボールバルブ５ａ、Ｙ型ストレーナ６ａ、逆止弁７ａ、そして、 可閉逆止弁４ａを介して、第１のミキシングバルブ１に達する一方、給水入口２ １ｂからの水は、ボールバルブ５ｂ、Ｙ型ストレーナ６ｂ、逆止弁７ｂ、可閉逆 止弁４ｂを介して、上記第１のミキシングバルブ１に到達する。この第１のミキ シングバルブ１は、供給された温水と給水を、後述する温度制御性の機構に基づ いて混合するものであり、その混合水は、吐出パイプ２３，２４、ボールバルブ １３を介して混合水出口３０に到達する。これが、第１の系統である。

【００２３】 第２の系統は、第２のミキシングバルブ３を介した給湯経路である。具体的に は、温水入口２１ａからの温水が、ボールバルブ５ａ、Ｙ型ストレーナ６ａ、逆 止弁７ａ、可閉逆止弁２ａを通って、第２のミキシングバルブ３に達し、また、 給水入口２１ｂから供給された水は、ボールバルブ５ｂ、Ｙ型ストレーナ６ｂ、 逆止弁７ｂ、可閉逆止弁２ｂを介して、上記第２のミキシングバルブ３に到達す る。そして、この第２のミキシングバルブ３で混合された混合水は、吐出パイプ ２２、差圧調整弁１０、吐出パイプ２４、ボールバルブ１３を通って、混合水出 口３０より吐出される。

【００２４】 なお、上述のようにＹ型ストレーナは、本装置に供給される温水や給水に含ま れるゴミ等の不純物を阻止するためのフィルタであり、逆止弁は、温水系、給水 系のパイプにおける管内圧力差によって、パイプ内に貯まった温水や給水が逆流 しないようにするための弁である。

【００２５】 また、８ａ，８ｂ，９，２５は水高温度計であり、上述した温水系や給水系の パイプ、あるいは吐出パイプを流れる温水、給水、混合水の温度を表示する計器 である。また、図中、符号「Ａ」が付された位置において、吐出パイプ２３が吐 出パイプ２４と結合し、パイプ中を流れるそれぞれの系統からの混合水が合流す る構造となっている。そして、以上の構成を有する給湯装置全体が、架台１４に 固定されている。

【００２６】 ここで、第１および第２のミキシングバルブ１，３の構造および動作について 簡単に説明する。本給湯装置に設けたこれらのミキシングバルブは、バルブの一 次側の給水および温水の圧力に応じて、毎分当たりの吐出流量が決まる構造を有 するものである。これらのミキシングバルブの内、第２のミキシングバルブ３は 、例えば、サーモスタット付きミキシングバルブであり、バルブ本体に内蔵され たバイメタル式のサーモスタットが、一次側の温度や水圧の変動、あるいは、二 次側の圧力変化によって生じる、混合温水の温度変化に鋭敏に反応して、筒状の スリーブ内に設けられたライナ（ピラー）を回転駆動することで、設定温度に基 づいて温水と給水の混合比を調整するミキシングバルブである。なお、このスリ ーブおよびピラーには、複数の孔が設けられており、サーモスタットが、これら の孔相互の位置で決まる貫通空隙の面積を変えるよう動作することによって、上 記の混合比が調整される。

【００２７】 第１のミキシングバルブ１は、例えば、サーモスコピックユニットを内蔵する サーモスコピック式ミキシングバルブである。図３は、このサーモスコピックユ ニットの外観斜視図であり、図４は、その横断面図である。本サーモスコピック ユニットは、混合水との接触面積を大きくするためコイル状に加工した複数本の 銅管３１に、耐食性の金属でできたベローズ３２が結合された構造を有しており 、銅管３１には、熱伝導性のよい流体（例えば、ポリユーテクティックコンパウ ンド）が封入されている。そのため、温度変化に対して極めて敏感であり、この 温度変化が即、ベローズ３２に伝達される。ベローズ３２は、温度変化を受けて 軸方向に機械的な力を発生するので、サーモスコピックユニットに挿入されてい るアクチュエータ３３が、図４の矢印方向へ押しやられる。

【００２８】 その結果、このアクチュエータ３３が、その先に設けられた、バネ機構を有す る不図示のシャトルとスリーブを駆動するため、これらシャトルとスリーブとに よって、温水と給水の正確な混合比率が調整される。このサーモスコピック式ミ キシングバルブは、混合比率が正確であることに加えて、少しの流量でも設定温 度を維持するという優れた特性を有しているため、その出口温度は、常に一定に 保たれる。

【００２９】 以下、本考案の実施の形態に係る給湯装置における流量制御について説明する 。本給湯装置で使用する、上記第１および第２のミキシングバルブ１，３は、そ の容量が、第２のミキシングバルブ３の方が、第１のミキシングバルブ１の容量 よりも大きい。すなわち、第２のミキシングバルブ３の最大吐出量（最大流量） が、第１のミキシングバルブ１のそれよりも大きい。例えば、第２のミキシング バルブ３の最大流量は、水圧が１ｋｇ／ｃｍ²のとき、毎分２６０リットルであ るのに対して、第１のミキシングバルブ１の最大流量は、これと同じ水圧時にお いて毎分１００リットルである。なお、この第１のミキシングバルブ１は、その 設定温度を保持するのに必要な最小流量は、温水と給水の水圧が等しいとして毎 分９リットルであり、吐出量が少なくても確実に設定温度を維持する機能を持っ ている。

【００３０】 このように、本給湯装置は、大容量のミキシングバルブと小容量のミキシング バルブを併設したマルチ構成となっていることが特徴であり、これにより、以下 に述べる優れた流量制御を行うことが可能となる。

【００３１】 図５は、本給湯装置における流量変化特性（マルチ流量変化）を示す図である 。同図において、横軸は時間であり、縦軸はミキシングバルブからの吐出流量（ リットル／分）である。そして、５１は、小容量のミキシングバルブである第１ のミキシングバルブ１の吐出特性を示し、５２は、大容量のミキシングバルブで ある第２のミキシングバルブ３の吐出特性を示している。

【００３２】 今、混合水出口３０の使用側において混合水の使用量が全くない状態から、そ の使用量が徐々に増えた場合を考える。このように使用量が少ない場合、図５中 、「ａ」部で示すように、最初に第１のミキシングバルブ１が混合動作を開始し て、その吐出量を徐々に増加させる。そして、吐出量が所定値を越えると（図中 、点ｃ）、差圧調整弁１０が開いて、この第１のミキシングバルブ１のみでは賄 いきれない、増加しつつある混合水の使用量を補うべく、第２のミキシングバル ブ３が混合動作を開始する（点ｃ’）。

【００３３】 この第２のミキシングバルブ３も、使用量の増加に従って、ｃ’―ｄ’曲線で 示すように、その吐出量を徐々に増やす。このとき、第２のミキシングバルブ３ からの吐出が開始されたことによるシステムのヘッダ効果が生じて、「ｂ」部で 示すように、第１のミキシングバルブ１の吐出流量が抑えられる。この効果は、 図１，図２の「Ａ」部において、吐出パイプ２３と吐出パイプ２４とが結合され ているために、第２のミキシングバルブ３に直結した、吐出流量の大きい吐出パ イプ２４内の混合水が、吐出流量の小さい第１のミキシングバルブ１の出力側に つながっている吐出パイプ２３内の混合水を押しやることに起因するものである 。

【００３４】 ここで、混合水の全使用量が減った場合、点ｄ’で差圧調整弁１０が閉じ、第 ２のミキシングバルブ３による混合動作も止まる。このため、点ｄにおいて、第 １のミキシングバルブ１のみが動作する状態が起こる。そして、この状態から再 び二次側の使用量が増えた場合には、再度、差圧調整弁１０が開いて、点ｅ’よ り第２のミキシングバルブ３が動作を開始し、第１のミキシングバルブ１を補完 する。このときにも、「ｆ」部で示すように、第２のミキシングバルブ３からの 吐出が開始されたことによるシステムのヘッダ効果が生じて、第１のミキシング バルブ１の吐出流量が抑えられる。

【００３５】 これ以降、全使用量が増えるにつれ、エゼクタ効果により、第１のミキシング バルブ１および第２のミキシングバルブ３が、その最大能力の吐出流量を出力す るよう動作する。なお、第１のミキシングバルブ１を補うべく、第２のミキシン グバルブ３が動作を開始する時点における、第１のミキシングバルブ１からの吐 出量（点ｃ，ｅでの吐出量）は、通常、吐出流量の大きい第２のミキシングバル ブ３の最大吐出量の３０〜４０％に調整する。

【００３６】 言うまでもなく、本実施の形態に係る給湯装置より吐出される混合水の全流量 は、図５には示していないが、同図の特性曲線５１，５２で示される吐出量を総 和した値である。

【００３７】 なお、本考案に係る給湯装置で使用するミキシングバルブは、上記第１および 第２のミキシングバルブに限定されるものではなく、上述のミキシングバルブと は異なる最大吐出量を有する２つ以上のミキシングバルブを組み合わせることで 、任意の使用量に見合った吐出能力を有する給湯装置を提供できる。また、これ らのミキシングバルブの動作についても、上述のサーモスタットやサーモスコピ ックユニットは例示であり、混合水の温度変化に鋭敏に反応して、温水と給水の 混合比率を調整する機構を有するミキシングバルブであれば、その動作原理は、 上述の動作機構に限定されるものではない。

【００３８】 さらに、本給湯装置に安全対策を施す意味で、混合水出口３０近辺の一次側に 温度センサ（不図示）を設け、混合水の温度が所定値以上になった場合に、温水 と給水、あるいは温水のみが供給されないようにしてもよいし、二次側の全吐出 流量を止めるようにしてもよい。

【００３９】 以上説明したように、本実施の形態によれば、電気的な制御を一切必要とせず 、純粋に機械的に動作し、吐出量が少なくても確実に設定温度を維持する機能を 有するミキシングバルブをマルチ動作させることで、簡単な構成で、小容量から 大容量までの使用量を網羅可能な給湯装置を提供でき、使用量が極端に変化する ような現場においても、十分な混合温水を供給できる。

【００４０】 また、使用するミキシングバルブの機構的な特性により、所定温度、所定量の 混合水を得るための使用水量や温度の監視が不要となるので、従来のように、こ れらの制御を行うために高価な制御盤を設置しなければならない、という問題を 回避でき、さらには、給湯装置そのものを安価にできる、という効果がある。

【００４１】 さらに、電気的な制御を要する機器の設置が不要となることから、給湯装置の 耐久性が向上し、また、メンテナンスも容易になる、という効果がある。

【００４２】

【考案の効果】

以上説明したように、第１の考案によれば、温水入口より供給された温水と、 給水入口より供給された給水とを混合して、所定温度および所定量の混合水を得 るマルチ給湯装置において、上記温水と給水を第１の温度制御性機構に基づいて 混合する第１のミキシングバルブと、上記温水と給水を第２の温度制御性機構に 基づいて混合する第２のミキシングバルブと、この第１のミキシングバルブから の混合水の吐出量が所定値以下の場合、上記第２のミキシングバルブからの混合 水の吐出を止めるよう制御する手段と、上記第１のミキシングバルブからの混合 水の吐出量が所定値を越えた場合、上記第２のミキシングバルブより混合水を吐 出させるよう制御する手段とを備えることで、電気的な制御を一切必要とせずに 、簡単な構成で小容量から大容量までの使用量を網羅可能な給湯装置を提供でき 、使用量が極端に変化するような現場においても、十分な温水の供給が可能とな る。

【００４３】 第２の考案によれば、上記第２のミキシングバルブの吐出容量は、上記第１の ミキシングバルブの吐出容量より大きいので、この第２のミキシングバルブによ る補完作用によって、小容量から大容量までの使用量を網羅できる。

【００４４】 また、第３の考案によれば、上記混合水の吐出制御は、差圧調整弁の開閉に基 づいて行われるので、電気的な制御なしで、使用量の変化に対処できる。

【００４５】 また、第４の考案によれば、上記第１および第２のミキシングバルブは、個別 に混合水の温度および吐出量の設定が可能であるため、装置全体の構成が簡単に なる。

【００４６】 さらに、第５の考案によれば、上記第１および第２の温度制御性機構は、混合 水の温度変化に鋭敏に反応して、上記温水と給水の混合比率を調整する機構であ るため、所定温度、所定量の混合水を得るための使用水量や温度の監視や高価な 制御盤の設置が不要となり、装置構成が簡単になるとともに、給湯装置そのもの を安価にできる。

【００４７】 また、第６の考案によれば、混合水の温度が所定値以上になった場合、温水と 給水の供給、または温水のみの供給を止めるか、あるいは、当該装置からの混合 水の吐出を止める手段を備えることで、混合水が異常に高温となった場合等に対 する安全対策を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施の形態に係るマルチ給湯装置
の正面図である。

【図２】 本考案の実施の形態に係る給湯装置の右側面
図である。

【図３】 サーモスコピック式ミキシングバルブのサー
モスコピックユニットの外観斜視図である。

【図４】 サーモスコピックユニットの横断面図であ
る。

【図５】 本考案の実施の形態に係る給湯装置における
流量変化特性を示す図である。

【図６】 従来の給湯装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１…第１のミキシングバルブ、２ａ，２ｂ…可閉逆止
弁、３…第２のミキシングバルブ、５ａ，５ｂ，１３…
ボールバルブ、６ａ，６ｂ…Ｙ型ストレーナ、７ａ，７
ｂ…逆止弁、８ａ，８ｂ，９，２５…水高温度計、１０
…差圧調整弁、１４…架台、２１ａ…温水入口、２１ｂ
…給水入口、２２，２３，２４…吐出パイプ、３０…混
合水出口、３１…銅管、３２…ベローズ、３３…アクチ
ュエータ

Claims (7)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 温水入口より供給された温水と、給水入
   口より供給された給水とを混合して、所定温度および所
   定量の混合水を得るマルチ給湯装置において、 前記温水と給水を第１の温度制御性機構に基づいて混合
   する第１のミキシングバルブと、 前記温水と給水を第２の温度制御性機構に基づいて混合
   する第２のミキシングバルブと、 前記第１のミキシングバルブからの混合水の吐出量が所
   定値以下の場合、前記第２のミキシングバルブからの混
   合水の吐出を止めるよう制御する手段と、 前記第１のミキシングバルブからの混合水の吐出量が所
   定値を越えた場合、前記第２のミキシングバルブより混
   合水を吐出させるよう制御する手段とを備えることを特
   徴とするマルチ給湯装置。
2. 【請求項２】 前記第２のミキシングバルブの吐出容量
   は、前記第１のミキシングバルブの吐出容量より大きい
   ことを特徴とする請求項１記載のマルチ給湯装置。
3. 【請求項３】 前記混合水の吐出制御は、差圧調整弁の
   開閉に基づいて行われることを特徴とする請求項１記載
   のマルチ給湯装置。
4. 【請求項４】 前記第１および第２のミキシングバルブ
   は、個別に混合水の温度および吐出量の設定が可能であ
   ることを特徴とする請求項１記載のマルチ給湯装置。
5. 【請求項５】 前記第１および第２の温度制御性機構
   は、混合水の温度変化に反応して前記温水と給水の混合
   比率を調整する機構であることを特徴とする請求項１乃
   至請求項４のいずれか１項に記載のマルチ給湯装置。
6. 【請求項６】 さらに、前記混合水の温度が所定値以上
   になった場合、前記温水と給水の供給、または温水のみ
   の供給を止めるか、あるいは、当該装置からの混合水の
   吐出を止める手段を備えることを特徴とする請求項１乃
   至請求項４のいずれか１項に記載のマルチ給湯装置。
7. 【請求項７】 前記第１および第２のミキシングバルブ
   は、前記温水入口および給水入口に対して互いに並列に
   接続されており、該ミキシングバルブの個々の吐出口
   が、前記差圧調整弁の二次側で結合される構成をとるこ
   とを特徴とする請求項３記載のマルチ給湯装置。