JPH03191223A

JPH03191223A - 給湯装置における電動混合弁の制御装置

Info

Publication number: JPH03191223A
Application number: JP33037789A
Authority: JP
Inventors: Tamikazu Inari; 稲荷　民和
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1989-12-19
Filing date: 1989-12-19
Publication date: 1991-08-21
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: JP2525914B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、給湯装置における電動混合弁の制御装置に関
するものである。

（従来の技術） −Ｃに、浴槽やシャワーなどに給湯する場合、使用者が
給水配管を経て供給される水道水の給水バルブと給湯配
管を経て供給される温水の給湯パルプをそれぞれ調節し
、適温になるように制御していた。

これに対し、給水配管に連なる給水口と給湯配管に連な
る給湯口を開閉する弁体を感熱素子および駆動モータに
よって制御し、この駆動モータの回転角度、具体的には
弁体の開度をポテンショメータで検出できるように構成
し、遠隔操作装置の希望湯温を設定する操作スイッチに
より弁体の開度特性に基づいて駆動モータを回転制御し
、もって、操作スイッチからの出力とポテンショメータ
からの出力が一致すると駆動モータの回転制御を停止し
、所望の弁体開度、すなわち、給水口と給湯口に連通ず
る出湯口からの混合温水の湯温を制御するように構成し
た電動混合弁が一部採用され始めている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、このような電動混合弁においては、その給湯
口に供給される温水の湯温が一定であっても給水口に供
給される水道水の水温は季節によって一定しないことか
ら、これら水道水と温水を混合して得られる温水の湯温
は電動混合弁の感熱素子などの影響により希望湯温に対
して若干上下に変動することになる。すなわち、外気温
の高い夏季に湯温が上昇し、外気温の低い冬季に湯温が
低下するという好ましくない問題がある。特に、シャワ
ーに温水を供給する場合には、１℃の変化が大きな影響
を与えるものである。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、季
節の変化などに基づく水温変動に関係なく希望湯温の温
水を確実に供給することのできる給湯装置における電動
混合弁の制御装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段）本発明は、給水配管に連なる給水口、給湯配管に連なる
給湯口およびこれらの給水口と給湯口に連通ずる出湯口
を有し、感熱素子および駆動モータによって給水口およ
び給湯口を開閉制御する弁体を備えた電動混合弁と、給
水配管の水温を検出する温度センサと、希望湯温を設定
する操作スイッチを備えた遠隔操作装置と、電動混合弁
に設けられた駆動モータの回転角度を検出する検出装置
と、これらの検出装置からの回転角度情報、温度センサ
からの水温情報および遠隔操作装置からの操作情報が入
力され、これらの情報に基づいて演算処理し、電動混合
弁の駆動モータに出力する制御装置とよりなり、給湯温
度と給水温度で定まる混合湯温か希望湯温となるように
駆動モータを回転制御するように構成したことを特徴と
するものである（作用）給水配管を介して供給される水道水の水温は温度センサ
によって検出される。そして、電気温水器などから供給
される給湯温度が一定の場合、温度センサからのヰ★出
結果と、電動混合弁に設けられた弁体の開度特性と、希
望湯温を設定する遠隔操作装置の操作スイッチからの操
作情報に基づいて、弁体の開度に相当する制御湯温を制
御装置によって演算処理する。さらに、電動混合弁の実
際の弁体開度、すなわち、駆動モータの回転角度をポテ
ンショメータなどの検出装置にて検出し、この出力値と
、制御湯温の演算結果とを比較し、その結果によって電
動混合弁の弁体開度を駆動モーフで回転制御する。具体
的には、制御湯温の演算結果に対して検出装置からの出
力値が同じならば電動混合弁の回転制御を停止し、検出
装置からの出力値が大きければ検出装置の出力値を下げ
る方向に駆動モータを回転制御し、一方、検出装置から
の出力値が小さければ検出装置の出力値を上げる方向に
駆動モータを回転制御する。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、１は給湯装置であり、この給湯装置１
は円筒状密閉型貯湯タンク２と、この貯湯タンク２の下
方に配設された電気ヒータ３とよりなり、通常夜間電力
を用いて設定温度（８０℃）まで沸き上げるように構成
されている。そして貯湯タンク２の下方鏡板には給水口
４が、その上方鏡板には給湯口５がそれぞれ形成され、
給水口４には水道水を供給する給水配管６が接続され、
−方、給湯口５には設定温度の温水を供給する給湯配管
７が接続されている。

さらに、前述の給水配管６には水道水の水温を検出する
温度センサ８が配設されるとともに、分岐給水配管６ａ
が分岐接続されており、この分岐給水配管６ａおよび前
述の給湯配管７は、電動混合弁９の給水口９ａおよび給
湯口９ｂにそれぞれ配管接続されている。電動混合弁９
は、給水口９ａより供給された水道水と給湯口９ｂから
供給された温水を混合し、その混合温水を出湯口９Ｃよ
り出湯するもので、詳細には図示しないが、ワンクスが
封入された怒熱素子および駆動モータ１０によって前述
した給湯口９ａおよび給水口９ｂを開閉制御する弁体を
備えている。なお、この電動混合弁９の構造は従来公知
であり、その構造に関する詳細な説明は省略する。

また、電動混合弁９の出湯口９ｃには出湯配管１１が接
続されており、この出湯配管１１は複数本に分岐され、
その各分岐出湯配管１１ａ・・・には出湯温水の流量を
制御する電動開閉弁１２・・・がそれぞれ配設されてい
る。そして、各分岐出湯配管１１ａ・・・の先端は浴室
１３に導かれており、浴室１３に位置する使用者の部位
に応じて温水を噴射することができるように構成されて
いる。

さらに、この浴室１３には遠隔操作装置１４が設けられ
ており、この遠隔操作装置１４には出湯する温水の希望
湯温やその流量、さらには、どの部位に噴射するかを設
定する操作スイッチ１４ａ・・・が配設されており、使
用者が設定した操作スイッチ１４ａ・・・からの操作情
報は後述するマイコンなどの制御装置１５に出力される
ようになっている。

この制御装置１５は、前述した温度センサ８、遠隔操作
装置１４などからの操作情報に基づいて電動混合弁９の
駆動モータ１０を回転制御するもので、この駆動モータ
１０の回転角度情報はポテンショメータ１０ａなどの検
出装置を介して制御装置１５にフィードバックされるよ
うになっている。そして、これらの温度センサ８、操作
装置１４、駆動モータ１０および検出装置（ポテンショ
メータ）１０ａと制御装置１５との関係は第２図に示さ
れている。

次に、電動混合弁９の混合湯温特性について第３図によ
り説明すると、第３図には給湯する温水の湯温が８０℃
の場合、給水温度が変化すると混合湯温かどのように変
化するか図示されている（第３図実線のグラフ参照）。

この特性曲線から、Ｈを混合湯温、水温をＸとすると、
次の近似式が得られる。

Ｈ＝３８　＋　１／　１０−　ｘ−＝−＜１＞この式に
基づいて考察すれば、混合湯温を例えば４０℃に一定と
するためには、水温が０℃の場合には混合湯温Ｈは３８
℃となるから、希望湯温４０℃に対しては２℃高めであ
る４２℃に対応する弁体開度に制御し、水温が１０℃の
場合には混合湯温Ｈは３９℃となるから、４０℃に対し
ては１℃高めである４１℃に対応する弁体開度に制御し
、水温が２０℃の場合には混合湯温Ｈは４０℃となって
一致し、希望湯温４０℃との増減を制御する必要はなく
、水温が３０℃の場合には混合湯温Ｉ（は４１℃となり
、４０℃に対して１℃低めの３９℃に対応する弁体開度
に制御すればよいことが明らかである。この結果、希望
湯温か４０℃の場合には、実際には、４２−１／１０・
Ｘの式に基づいて弁体を制御すればよいことになる（第
３図破線のグラフ参照）。同様に、希望湯温を４２℃と
するためには、４４−１／１０・Ｘの式に基づいて、希
望湯温を３８℃とするためには、４０１／１０・Ｘの式
に基づいてそれぞれ弁体を制御すればよい（第３図−点
鎖線および二点鎖線のグラフ参照）。

そして、このように希望湯温をつぎつぎに変化させて実
際に弁体を制御しなければならない制御湯温Ａを求める
と、希望湯温をＷ、給水水温をＸとすれば、次の式が得
られる。

Ａ＝Ｗ＋２−１／１０・Ｘ・・・・・・（２）したがっ
て、遠隔操作装置１４から希望湯温Ｗの操作スイッチ１
４ａを操作し、制御装置１５に入力すると、制御装置１
５ではこの（２）式に基づいて制御湯温Ａを演算し、こ
の演算結果と現在の混合湯温、すなわち、弁体開度に対
応する駆動モータ１０の回転角度をポテンショメータ１
０ａより求めて比較し、制御湯温Ａに対応する弁体開度
となるように駆動モータ１０を回転制御するものである
。

このような制御を第４図に示すフローチャートにしたが
って説明すると、先ずステップ■では水道水の水温を温
度センサ８から求め、ステップ■では遠隔操作装置１４
の希望湯温を設定する操作スイッチ１４ａから入力され
た希望湯温Ｗを求める。これらの結果から、ステップ■
では（２）式に基づいて制御湯温Ａを演算した後、この
演算結果と、混合温水の湯温に対応する現在の弁体開度
、すなわち、駆動モータ１０の回転角度を検出するポテ
ンショメータ１０ａの出力値が一致するか否かを判断す
る（ステップ■）。この結果、両者が一致すれば、駆動
モータ】０への出力を停止する（ステップ■）。

一方、両者が一致しない場合には、ステップ■にてポテ
ンショメータ１０ａの出力値が制御湯温Ａに対応する演
算結果よりも大きいかを判別し、大きい場合にはステッ
プ■でポテンショメータ１０ａの出力値が低下する方向
に駆動モータ１０を回転制御し、一方、大きくない場合
にはステップ■でポテンショメータ１０ａの出力値が上
昇する方向に駆動モータ１０を回転制御する。

なお、本実施例においては、給水水温から制御湯温Ａを
演算しているが、簡易的に、水温が５℃以下の場合には
制御湯温ＡをＷ＋２、水温が６〜１５℃の場合にはＷ＋
１、水温が１６〜２５℃の場合にはＷ、水温が２６℃以
上の場合にはＷ−１と設定することもできる。

本実施例においては、給湯装置を電気温水器で例示した
が、電気温水器に限定されるものではなく、石油やガス
を利用して水道水を加熱し、温水を供給するものであっ
てもよい。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、混合温水の湯温が希望湯
温と一致するように電動混合弁の特性に基づいて制御す
ることから、混合湯温と希望湯温との誤差は可及的に減
少し、水温変動に関係なく希望湯温の温水を確実に供給
することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の給湯装置における電動混合弁の制御装置
の実施例を例示するもので、第１図は給湯装置を含む給
湯配管系統全体を示す概略図、第２図は制御装置と電動
混合弁や遠隔操作装置などとの関係を示すブロック図、
第３図は電動混合弁の混合湯温特性を制御湯温特性とと
もに示す線図、第４図は制御装置の処理の流れを示すフ
ローチャートである。工・・・給湯装置６・・・給水配管８・・・温度センサ０・・・駆動モータト・・出湯配管４ａ・・・操作スイッチ５・・・制御装置・・・貯湯タンク・・・給湯配管・・・電動混合弁ａ・・・ポテンショメータ・・・遠隔操作装置第２図

Claims

【特許請求の範囲】

１）給水配管に連なる給水口、給湯配管に連なる給湯口
およびこれらの給水口と給湯口に連通する出湯口を有し
、感熱素子および駆動モータによって給水口および給湯
口を開閉制御する弁体を備えた電動混合弁と、給水配管
の水温を検出する温度センサと、希望湯温を設定する操
作スイッチを備えた遠隔操作装置と、電動混合弁に設け
られた駆動モータの回転角度を検出する検出装置と、こ
れらの検出装置からの回転角度情報、温度センサからの
水温情報および遠隔操作装置からの操作情報が入力され
、これらの情報に基づいて演算処理し、電動混合弁の駆
動モータに出力する制御装置とよりなり、給湯温度と給
水温度で定まる混合湯温が希望湯温となるように駆動モ
ータを回転制御するように構成したことを特徴とする給
湯装置における電動混合弁の制御装置。