JPH0611188A

JPH0611188A - 給湯装置

Info

Publication number: JPH0611188A
Application number: JP5381293A
Authority: JP
Inventors: Takanori Yamamoto; 孝徳山本; Yoshitaka Miki; 義隆三木; Noritaka Morinaka; 宣隆森中
Original assignee: Takagi Industrial Co Ltd
Current assignee: Takagi Industrial Co Ltd
Priority date: 1992-04-21
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 1994-01-21

Abstract

(57)【要約】【目的】種々の用途に対応することができる構成をよ
り簡単化した湯水混合手段を給湯装置に組み込む。【構成】熱交換器２１による湯水と、冷水とを適当な
比率で混合させ、混合湯を得るボールバルブ２８を設け
る。このボールバルブ２８はバルブ本体３３に、球体状
のバルブ３４を駆動モータ２９に動力的に連結して回転
可能に設ける。駆動モータ２９を起動することにより、
バルブ３４における周側開口部４２、４３がバルブ本体
３３の湯流路３９に対し閉じた位置、水流路４０に対し
閉じた位置、湯流路３９および水流路４０の両方に対し
閉じた位置にくるようにバルブ３４を回転させ、又水流
路４０に対し閉じた状態で、湯流路３９に対する開度を
調整すべくバルブ３４を回転させる。【効果】小型化が可能であり、種々の用途に対応する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、種々の用途に対応する
ことができる構成をより簡単化した湯水混合手段を組み
込んだ給湯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】所望湯温の湯水を得るためには、図５に
示すような給湯装置１を用いることができる。すなわ
ち、この給湯装置１は、熱交換器２に冷水を導入してバ
ーナ等の加熱装置３により、熱交換器２を加熱して熱交
換を行い、熱交換器２の湯水出口側から高温の湯水を出
湯するようにしたものである。なお、前記給湯装置１で
は、温度設定器４により予め出湯温度を設定することが
でき、この温度設定器４による設定信号に基づいて、前
記加熱装置３の燃焼調節を行い、さらに、熱交換器２下
流側に設けられた給湯サーミスタ５により、実際の出湯
温度を検出して前記温度設定器４にフィードバックし、
そのフィートバック信号に基づいて加熱装置３の燃焼を
制御するようにしている。

【０００３】かかる給湯装置１において、温度設定器４
により、３５〜４５℃の低温で出湯させた場合、熱交換
器２内部に結露水が生じ、この結露水によって熱交換器
２は腐食しやすくなり、水漏れや熱交換器２の目づまり
等の故障の原因となる。また、上記のような給湯装置１
では、出湯される湯水の温度は、周囲状況、使用状況等
の影響を受けやすく、湯温の安定性に難点がある。そこ
で、熱交換器２の下流側に湯水と冷水を適当な比率で混
合させるようにした湯水混合手段を設けることが提案さ
れた。そのような湯水混合手段の一例を図６に示し、説
明する。すなわち、この湯水混合手段６は、筐体７に自
動調圧弁８、温度調節弁９を内蔵したもので、筐体７内
に流入した湯水、冷水を自動調圧弁８により圧力調整し
て、温度調節弁９に導入して混合することにより、混合
湯を得ることができるものである。前記温度調節弁９に
おいて、モータ１０によって温度調節弁９を左右に移動
させることにより、湯水および冷水の混合比率を調節す
ることができ、混合温度を変えることができる。そし
て、湯と水の混合部１１において、その混合温度は混合
湯温検出手段１２によって検出され、設定手段１３の値
に一致させるべく制御手段１４によりモータ１０を駆動
制御するように動作するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、前述のよう
に、湯水混合手段６では、機構が複雑化し、構成部品点
数が多く大きさも大きくなってしまい、コスト高とな
る。また、給湯装置に組み込むために、給湯装置自体も
大型化して設置スペースの問題が生じることとなる。さ
らに、前記湯水混合手段６では湯水および冷水の混合比
率を調整することができるが、湯水および冷水の両方共
流路を遮断することはできず、水流路を閉じた状態で、
湯流路の流量を調整することもできない。本発明は以上
のような課題を改善すべくなされたものであって、構成
を単純化して装置の小型化を図り、併せて湯流路および
水流路に対して流量を調整すべく自在にバルブの開度調
整をすることができ、広範囲な湯温を混合湯を得て、種
々の用途に対応することができるようにした湯水混合バ
ルブを備えた給湯装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、熱交換器の湯水出口側に湯温検出手段
を介して湯水混合装置を接続構成すると共に、前記熱交
換器の水導入側に至る給水管から分岐して湯水混合装置
に至る給水分岐管を形成し、前記湯水混合装置は、熱交
換器からの湯水と給水分岐管を介して導入される冷水と
を混合するための混合バルブと、混合バルブの駆動手段
と、混合バルブの混合湯水出口側に設けられた混合湯温
検出手段と、混合湯温設定手段と、前記混合湯温検出手
段による検出信号と混合湯温設定手段により設定された
所望湯温にかかる信号に基づいて、混合バルブの湯水と
冷水との流量比率を調整する制御手段とを具備するもの
である。また、前記混合バルブは、ボールバルブであ
り、バルブ本体に、球体状のバルブを回転可能に支持
し、このバルブに駆動モータを連結し、バルブ本体の軸
側に混合湯水出口に通ずる混合流路、周側に湯流路と水
流路とを設け、球体状のバルブに前記混合流路に対応す
る軸側開口部と、前記湯流路および水流路に対応する一
対の周側開口部を形成した屈曲する連通路を設けたもの
である。また、本発明は、熱交換器の湯水出口側に、熱
交換器からの湯水と、熱交換器の上流側から分岐して導
入される冷水とを混合するための混合バルブを接続し、
前記混合バルブは、ボールバルブであり、バルブ本体
に、球体状のバルブを駆動手段によって回転可能に支持
し、バルブ本体の軸側に混合湯水出口に通ずる混合流
路、周側に湯流路と水流路とを設け、球体状のバルブに
前記混合流路に対応する軸側開口部と、前記湯流路およ
び水流路に対応する一対の周側開口部を形成した連通路
を設け、球体状のバルブを駆動手段によって、周側開口
部が湯流路に対し閉じた位置、水流路に対し閉じた位
置、湯流路および水流路双方に対し閉じた位置に回転移
動させることを特徴とする。さらに、前述の構成におい
て、球体状バルブを、一方の周側開口部が水流路に対し
閉じた状態で他の周側開口部の湯流路に対する開度を調
整可能に構成したものである。

【０００６】

【作用】熱交換器の熱交換作用により得られた湯水を混
合バルブに導入し、給水分岐管を介して冷水を導入し
て、混合する。混合湯温検出手段は得られた混合湯の湯
温を検出し、この検出信号と混合湯温設定手段により設
定された所望湯温にかかる信号に基づいて、混合バルブ
の駆動手段に制御信号を送出し、混合バルブの湯水と冷
水との流量比率を調整する。さらに、球体状のバルブを
回転させて、周側開口部の湯流路、水流路に対する位置
を変化させることによって、給湯装置の種々の用途に適
応させることができる。

【０００７】

【実施例】次に、本発明にかかる給湯装置の一実施例を
挙げ、添付の図面を参照しながら、以下説明する。図１
において、参照符号２０は給湯装置を示し、この給湯装
置２０は、熱交換器２１の湯水出口側に湯温検出手段、
すなわち、給湯サーミスタ２２を介して湯水混合装置２
３を接続構成すると共に、前記熱交換器２１の水導入側
に至る給水管２４から分岐して湯水混合装置２３に至る
給水分岐管２５を形成したものである。

【０００８】前記熱交換器２１の水導入側に至る給水管
２４には熱交換器２１への水供給量を規制するための定
量弁２６、水の通流によりオンとして、後述する加熱装
置を動作させるための水量センサ２７が介在される。

【０００９】前記湯水混合装置２３は、熱交換器２１か
らの湯水と給水分岐管２５を介して導入される冷水とを
混合するための混合バルブ、すなわちボールバルブ２８
と、ボールバルブ２８の駆動手段である駆動モータ２９
と、ボールバルブ２８の混合湯水出口側に設けられた混
合湯温検出手段、すなわち混合サーミスタ３０と、混合
湯温設定手段３１と、前記混合サーミスタ３０による検
出信号と混合湯温設定手段３１による設定された所望湯
温にかかる信号に基づいて、ボールバルブ２８の駆動モ
ータ２９に駆動制御信号を送出し、ボールバルブ２８の
湯水と冷水との流量比率を調整する制御手段３２とを具
備するものである。

【００１０】ここで、前記ボールバルブ２８について説
明する。ボールバルブ２８は、図２に示すように、バル
ブ本体３３を有し、このバルブ本体３３には、球体状の
バルブ３４が、バルブシート３５を介して回転可能に支
持される。かかるバルブ３４の上側には回転操作用係合
溝３６が形成され、この係合溝３６に係合する操作軸３
７を介して駆動モータ２９（減速ギヤ付）に動力的に連
結されている。なお、バルブ３４は、コックの閉子に用
いられているような円錐台体により構成することもでき
る。

【００１１】前記バルブ本体３３には、バルブ３４の軸
側に混合湯水出口に通ずる混合流路３８、周側に湯流路
３９と水流路４０とが対向位置に設けられている。

【００１２】一方、バルブ３４には、前記混合流路３８
に対応する軸側開口部４１と前記湯流路３９、水流路４
０に対応する一対の周側開口部４２、４３を形成した連
通路４４が設けられている。前記周側開口部４２、４３
は、図３に示すように、鈍角の回転角度離れた位置に設
けられ、また、周側開口部４２、４３の開口径は湯流路
３９、水流路４０よりも小さい。水は、熱交換器２１、
定量弁２６等を通る際圧力を減じるため、湯流路３９側
の水圧は水流路４０側の水圧よりも低い。そこで、湯
水、冷水の混合を円滑にするため、周側開口部４２の開
口径は、周側開口部４３の開口径より大きく形成するの
が好ましい。

【００１３】かかる構造のボールバルブ２８により、駆
動モータ２９を起動してバルブ３４の位置を変えれば、
湯水および冷水の混合比率が変わり、混合流路３８にて
混合され、混合湯水出口に所望温度の混合湯水が導出さ
れる機能である。

【００１４】前記制御手段３２は、バルブ本体３３の混
合流路３８に設けた混合サーミスタ３０により検出した
湯温と、混合湯温設定手段３１により設定した所望の湯
温とを比較して前記駆動モータ２９を制御する湯温制御
手段を構成している。

【００１５】以上のような給湯装置２０において、熱交
換器２１の熱交換作用により得られた湯水はボールバル
ブ２８の湯流路３９に導入され、冷水は、給水分岐管２
５を介して水流路４０に導入され、混合流路３８にて混
合される。この際、バルブ３４を反時計回りに回転する
と、周側開口部４２、４３と水流路４０の間隙が次第に
大きくなり、水流路４０から周側開口部４２、４３に流
入する水量が次第に増加する。この際、周側開口部４
２、４３の開口径は、湯流路３９よりも小さく形成して
いるので、この周側開口部４２、４３と湯流路３９はし
ばらくの間、最小流量に対応する。次いで、更にバルブ
３４を回転すると、湯流路３９と周側開口部４２との間
隙が次第に小さくなると共に水流路４０と周側開口部４
３との間隙が次第に増加する。従って、湯流路３９から
周側開口部４２に流入する湯量が次第に減少すると共
に、水流路４０から周側開口部４３に流入する水量が次
第に増加する。

【００１６】このように、バルブ３４を混合湯温設定手
段３１により設定した湯温にかかる信号に基づいて、回
転調整することにより、混合流路３８に前記設定にかか
る湯温の混合湯水が導出されることとなる。

【００１７】そして、混合サーミスタ３０は混合された
湯水の湯温を検出し、制御手段３２はこの検出信号と混
合湯温設定手段３１による設定された所望湯温にかかる
信号に基づいて、ボールバルブ２８の駆動モータ２９に
駆動制御信号を送出し、バルブ３４を回転させ、湯水と
冷水との流量比率を調整する。従って、諸条件により混
合湯水の湯温が変動しても、上記の手段により、抑制さ
れ、安定した湯温の湯水が得られる。

【００１８】以上、本発明にかかる給湯装置２０につい
て、一実施例を挙げて説明したように、湯水混合装置と
してのボールバルブ２８は、バルブ本体３３に、バルブ
３４を回動自在に支持しただけの構造であるから、従来
における湯水混合手段に比較して、機構等の構成が単純
であり、省スペース化が可能であるので、無理なく給湯
装置２０に組み込むことができ、給湯装置２０自体も小
型化が可能となる。

【００１９】ところで、給湯装置２０では、バーナの最
小燃焼量が定められていることから、一定以下の入水量
では、バーナを燃焼させると水が沸騰して加熱状態にな
るので、一定の入水量（最低作動水量）以下では、バー
ナの燃焼を停止するようにしている。このような最低作
動水量以下で通水するとき、熱交換器２１に結露水が発
生する。そこで、最低通水量以下で通水するときは、駆
動モータ２９を作動させ、周側開口部４２が湯流路３９
に対し閉じた位置になるようにバルブ３４を回転させ、
熱交換器２１への通水を防止し、結露水の発生を抑える
ことができる。入水量が最低作動水量以下であるかの判
断は、図１中、破線で示された位置に設置箇所を変更し
た水量センサ２７´で行う。この場合、入水量が最低作
動水量以下の場合には、水量センサ２７´は、検知信号
を制御手段３２へ送り、制御手段３２がモータ２９を駆
動制御し、図３Ｂに示す位置までバルブ３４を回転させ
る。

【００２０】同じく、給湯装置２０の運転スイッチをオ
フの状態で、通水するときにも制御手段３２がモータ２
９を駆動制御し、図３Ｂに示す位置までバルブ３４を回
転させ、熱交換器２１への通水を防止し、結露水の発生
を抑えることができる。

【００２１】更に、湯温設定手段３１により設定された
湯温が高温であるとき（約６０℃以上）には、冷水との
混合を必要としないので、設定湯温にかかる信号に基づ
いて制御手段３２はモータ２９に駆動制御信号を送出
し、周側開口部４３が、水流路４０に対し、閉じた位置
（図３Ｃ）になるようにバルブ３４を回転させる。

【００２２】湯温設定手段３１により設定された湯温が
バーナの最大燃焼で得られる湯温より高温である場合に
は、熱交換器２１を通る入水量を絞ることによって、設
定湯温を得ることができる。この場合、設定湯温にかか
る信号に基づいて制御手段３２はモータ２９に駆動制御
信号を送出し、周側開口部４３が水流路４０に対し、閉
じた状態で、周側開口部４２の湯流路３９に対する開度
を調整する（図３Ｄ参照）。

【００２３】また、混合湯温設定手段３１により注湯量
設定機能を持たせ、この設定手段３１に注湯量を設定
し、水量センサ２７´により通水量を積算する。制御手
段３２は、設定手段３１により、設定された注湯量にか
かる信号と、水量センサ２７´による通水量検出信号に
基づいて通水量が設定注湯量に達したことを検知した
ら、駆動モータ２９を作動させ、周側開口部４２、４３
がそれぞれ湯流路３９、水流路４０に対し閉じた位置に
なるように、バルブ３４を回転させ、給湯を停止させる
（図３Ｅ参照）。これにより、栓の閉め忘れによる湯の
出しっぱなし浴槽からの湯のあふれ等を防止することが
できる。

【００２４】ここで、図４にバルブ３４の回転に対応し
た周側開口部と湯流路３９および水流路４０の開度を示
す。前述の通り、３Ｅに示す回転位置にバルブ３４が位
置している状態では、周側開口部４２、４３がそれぞれ
湯流路３９、水流路４０に対し全閉状態となる。この状
態から、バルブ３４を反時計回りに回転させると、周側
開口部４２と湯流路３９の間隙が次第に大きくなり、開
口部４２に流入する湯量が次第に増加する。しかし、周
側開口部４３は水流路４０に対し、全閉状態を維持する
（３Ｄ）。

【００２５】３Ｃに示す回転位置にバルブ３４が位置し
ている状態では周側開口部４２と湯流路３９が最大流量
位置、すなわち全開位置に対応しており、一方、周側開
口部４３は水流路４０に対し、３Ｄと同じく全閉状態を
維持する。更にバルブ３４を反時計回りに回転させる
と、周側開口部４２と湯流路３９との間隙は次第に減少
するのに対し、周側開口部４３と水流路４０との間隙が
大きくなり、水流路４０から開口部４３に流入する水量
が次第に増加する（３Ａ）。そして３Ｂの回転位置にバ
ルブ３４がくると、周側開口部４３と水流路４０とが、
最大流量位置、すなわち全開位置に対応し、一方、開口
部４２は湯流路３９に対し全閉状態となる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上の通り、構成が単純な湯水
混合装置を給湯装置に適用したので、給湯装置自体も小
型化が可能であり、設置に際し、従来に比較してスペー
ス上の制約を格段に軽減することができる。更に本発明
の給湯装置では湯水混合バルブはその周側開口部が湯流
路に対し閉じた位置、水流路に対し閉じた位置、湯流路
および水流路の両方に対し閉じた位置にくるように回転
でき、又水流路に対し閉じた状態で、湯流路に対する開
度を調整できるので、給湯装置の種々の用途に適応でき
る。

【００２７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における給湯装置の一実施例を示す概略
系統図である。

【図２】図１に示す給湯装置に適用される湯水混合装置
の一例を示す縦断面説明図である。

【図３Ａ】図２に示す湯水混合装置のバルブにおいて、
一つの回転位置を示すＸ−Ｘ線切断箇所に対応する横断
面説明図である。

【図３Ｂ】図２に示す湯水混合装置のバルブにおいて、
一つの回転位置を示すＸ−Ｘ線切断箇所に対応する横断
面説明図である。

【図３Ｃ】図２に示す湯水混合装置のバルブにおいて、
一つの回転位置を示すＸ−Ｘ線切断箇所に対応する横断
面説明図である。

【図３Ｄ】図２に示す湯水混合装置のバルブにおいて、
一つの回転位置を示すＸ−Ｘ線切断箇所に対応する横断
面説明図である。

【図３Ｅ】図２に示す湯水混合装置のバルブにおいて、
一つの回転位置を示すＸ−Ｘ線切断箇所に対応する横断
面説明図である。

【図４】図３Ａ〜３Ｅに示すバルブの回転位置に対応し
た、周側開口部の湯流路および水流路に対する開度を示
すグラフである。

【図５】従来の給湯装置の一例を示す概略系統図であ
る。

【図６】従来における湯水混合装置の一例を示す縦断面
説明図である。

【符号の説明】

２０給湯装置２１熱交換器２２給湯サーミスタ２３湯水混合装置２４給水管２５給水分岐管２６定量弁２７、２７´ 水量センサ２８ボールバルブ２９駆動モータ３０混合サーミスタ３１混合湯温設定手段３２制御手段３３バルブ本体３４バルブ３５バルブシート３６係合溝３７操作軸３８混合流路３９湯流路４０水流路４１軸側開口部４２、４３周側開口部４４連通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱交換器の湯水出口側に湯温検出手段
を介して湯水混合装置を接続構成すると共に、前記熱交
換器の水導入側に至る給水管から分岐して湯水混合装置
に至る給水分岐管を形成し、前記湯水混合装置は、熱交
換器からの湯水と給水分岐管を介して導入される冷水と
を混合するための混合バルブと、混合バルブの駆動手段
と、混合バルブの混合湯水出口側に設けられた混合湯温
検出手段と、混合湯温設定手段と、前記混合湯温検出手
段による検出信号と混合湯温設定手段により設定された
所望湯温にかかる信号に基づいて、混合バルブの湯水と
冷水との流量比率を調整する制御手段とを具備すること
を特徴とする給湯装置。
【請求項２】請求項１記載の混合バルブは、ボール
バルブであり、バルブ本体に、球体状のバルブを回転可
能に支持し、このバルブに駆動モータを連結し、バルブ
本体の軸側に混合湯水出口に通ずる混合流路、周側に湯
流路と水流路とを設け、球体状のバルブに前記混合流路
に対応する軸側開口部と、前記湯流路および水流路に対
応する一対の周側開口部を形成した屈曲する連通路を設
けたことを特徴とする給湯装置。
【請求項３】熱交換器の湯水出口側に、熱交換器か
らの湯水と、熱交換器の上流側から分岐して導入される
冷水とを混合するための混合バルブを接続し、前記混合
バルブは、ボールバルブであり、バルブ本体に、球体状
のバルブを駆動手段によって回転可能に支持し、バルブ
本体の軸側に混合湯水出口に通ずる混合流路、周側に湯
流路と水流路とを設け、球体状のバルブに前記混合流路
に対応する軸側開口部と、前記湯流路および水流路に対
応する一対の周側開口部を形成した連通路を設け、球体
状のバルブを駆動手段によって、周側開口部が湯流路に
対し閉じた位置、水流路に対し閉じた位置、湯流路およ
び水流路双方に対し閉じた位置に回転移動させることを
特徴とする給湯装置。
【請求項４】請求項３記載の球体状バルブを、一方
の周側開口部が水流路に対し閉じた状態で他の周側開口
部の湯流路に対する開度を調整可能に構成することを特
徴とする給湯装置。