JPS63153363A - 湯水混合給湯装置 - Google Patents

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、湯と水を所定の温度に混合し給湯を行なう湯
水混合式給湯装置に関するものである。

従来の技術 従来この種の渇水混合給湯装置は第４図〜第５図に示す
ように構成されていた。すなわち第４図において水道１
より給水された水は、給湯熱源である電気温水器２内の
ヒータ３により加熱され、タンク４内に貯えられる。電
気温水器２には給湯配管５が接続されており、給湯配管
５の端末には給湯栓として手動の湯水混合水栓６，７が
設けられている。この湯水混合水栓６，７にはそれぞれ
給湯配管から分岐した給湯分岐管８，９と、電気温水器
２の手前の水道１から分岐した給水管１０に接続される
給水分岐管１１．１２が接続されている。湯水混合水栓
６あるいは７を開成すると、電気温水器２内のタンク４
に貯えられている高温の局は、水道１の水圧により押さ
れ給湯配管５を通って湯水混合水栓６あるいは７に達す
る。ここで局は給水管からの水と混合され、使用に適し
た湯温にまで下げられて供給される。第５図は湯水混合
水栓６あるいは７を表わすものであり、本体１３は湯の
入口１４と水の入口１５を有しており、湯の流路１６と
水の流路１７を弁体１９に設けたスリット１８により開
度調節を行なっている。弁体１９は図において上下方向
にスライドするように動作し、駆動は混合湯温検出手段
を兼ねたワックスパレット２０により行なわれ、温調っ
まみ２１で設定された温度以上に混合湯温が上がると、
ワックスペレット２０が膨張し弁体１９を上方に移動さ
せ、下がると下方に移動させて流路の開度を調節してい
る。混合湯は混合湯流路２２あるいは２２′を通って、
例えば風呂への給湯栓２３あるいはシャワーへの給湯栓
２４の開閉により、給湯対象に供給される。給湯栓２３
．２４が双方とも閉成され給湯が止まると、自然放熱に
より湯温が下がるため、ワックスペレット２０は収縮し
弁体１９はバネ２５に押されて下方に移動し、水側の流
路１７をスリット１８が次第に絞って行く。完全に湯が
冷え切ると水側流路１７は全閉され、湯側流路１６が全
開された状態となっている。この従来例は弁体の駆動を
混合湯温検出手段を兼ねたワックスペレットで行なって
いるが、この他にも最近では弁体をモータで駆動し、混
合湯温をサーミスタで検出し制御する方式も出現して来
たが、給湯停止後において湯が冷却されるに伴い、弁体
が湯側流路を開成し水側流路を閉成して行く現象はワッ
クスペレット型と同様に起っていた。

発明が解決しようとする問題点 以上述べたような従来の湯水混合給湯装置は次のような
問題点を有していた。

（１）　　給湯使用後の自然放熱冷却により弁体が水側
流路を閉成し、湯側流路を開成しているため、給湯を再
開した時に、設定値よ゛り高い熱湯が供給され火傷のお
それがある。特に近くの他の湯水混合水栓が使われた後
や循環給湯システム、また給湯熱源までの給湯配管距離
が短い場合等においては、給湯配管に奪われる熱が少な
いため非常に熱い湯が出て危険である。

（２）　　常に湯側流路開成、水側流路閉成の状態から
温調制御がスタートするため、設定温度に到達するまで
に時間がかかる。

本発明はこのような従来の欠点を解消するもので、給湯
の再開時や温度設定が変えられた時に、予め記憶してい
る混合湯温と弁体開度の関係に基き−早く開度を予測設
定する湯水混合給湯装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の湯水混合給湯装置
は、混合弁と、この混合弁の駆動装置と、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
、この温度設定器と温度検出器の信号偏差に基づき駆動
装置を制御する駆動制御回路と、混合弁の弁関度と混合
湯温の関係を記憶するとともに温度検出器の検出信号に
基づいて記憶を更新する更新部を有した記憶回路と、温
度設定器の設定変更時や給湯の開始時に温度設定器と記
憶回路に従い温度検出器の信号に優先して駆動制御回路
に信号を伝達し混合弁開度を予測設定する予測設定回路
とを備えて構成するものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって、通常時は温度設定器と
温度検出器の信号偏差に基づいて駆動装置を調節してフ
ィードバック制御を行ない、温度設定器の設定変更時や
給湯の開始時には、温度設定器の設定値と記憶回路によ
る混合弁開度と混合温度の関係に従い、混合弁をオープ
ンループ制御して−早く目標温度に近い温度を得るとと
もに、オープンループ制御の結果得られる混合湯温を温
度検出器の信号として記憶回路に取り込み、記憶更新部
で更新してより精度の高いオープンループ制御を達成す
るものである。

実施例 次に本発明の一実施例について第１図から第３図に基づ
いて説明する。第１図において、水道３１より供給され
た水は、給湯熱源である電気温水器３２内のヒータ３３
により加熱され、タンク３４内に貯えられる。電気温水
器３２には給湯配管３５が接続されており、この端末側
に湯水混合装置３６．３６’と、開閉弁である給湯栓３
７゜３７′が設けられている。渇水混合装置３６を代表
例として説明すると、第２図において湯の入口３８と水
の入口３９と混合湯の出口４０を有した混合弁框体４１
内に、湯側流路４２と水側流路４３の開度を調節する弁
体４４と４５が設けられている。

水側弁体４５は圧力バランスを取るためのピストン４６
を有しており、図面では記載されていないが混合室４７
の圧力が、ピストン４６の背面の室４８に導かれている
。弁体４４と４５には軸４９が貫通しており、軸４９に
弁体４４，４５は摺動可能となっている。

弁体４４．４５はバネ５０により外側に向って付勢され
ており、軸に設けた止め輪５１．５２によりその最外端
が規制されている。湯水混合装置３６の混合弁５３部は
以上の様に構成されている。

次に軸４９は弁框体４１の外部に設けた駆動装置である
ステッピングモータ５４により、回転運動を直線運動に
変換する変換装置５４′を介して駆動される。混合湯温
は温度検出器５５で検出され、赤　　　　　　制御器５
６内で温度検出器５５と温度設定器５７の信号比較が行
なわれ、その偏差に応じて駆動制御回路５８でステッピ
ングモータ５４の駆動量が制御される。

混合流路５８′には混合湯の供給の有無を検出する検出
器として流量スイッチ５９が設けられている。また制御
器５６内には、温度検出器５５の信号や混合弁５３の位
置関係を記憶する記憶更新部を有した記憶回路６０と、
温度設定器５７の設定が変更された場合、記憶回路６０
と温度設定器５７に従って混合弁開度を予測設定する予
測設定回路６１を有している。

次に動作を説明する。給湯栓ａ７を開成して給湯を行な
っている状態を想定する。電気温水器３２内の湯は水道
圧で給湯管ａ５を通って揚水混合装置３６へ送られる。

湯水混合装置３６へは、給水管を通して送られて来た水
も導入される。湯の入口３８と水の入口３９から入って
来た湯と水は、弁体４４と４５により湯と水の流路４２
゜４３の開度が調節され、各々の流量が決められる。

この弁体４４と４５は、温度検出器５５と温度設定器５
７の信号偏差によりフィードバック制御され、温度検出
器５５で拾った混合湯温度が設定値よりも高いと、制御
器５６を介してステッピングモータ５４が駆動し、変換
装置５４′を介して軸４９を右側の方に押す。弁体４４
と４５はこれにより平行移動し、弁体４４は湯側流路を
閉じる方に、弁体４６は水側流路を開ける方向に動く。

設定値より混合湯温度が低いと逆に弁体４４と４５は動
き湯側流路４２を開け、水側流路４３を閉じる。

給湯が定常的に行なわれた状態で温度設定器５７の設定
が急に変えられたとする。制御は令名のフィードバック
制御からオープンループ制御に切り替り温度設定器５７
の変更された温度設定値は、予測設定回路６１に伝えら
れる。予測設定回路６１には記憶回路６０からの弁開度
と混合湯温の関係も伝えられる。記憶回路６０は混合湯
温と、混合弁５３の弁開度との関係を例えば混合湯温と
駆動制御回路５８の駆動パルス量との関係として記憶し
ている。混合弁５３の位置はこめ他にもポテンショメー
タ等を用いて直接検出する方法もある。この記憶内容は
、季節による水温の変動に伴うオープンループ制御時の
混合湯温の変動を補正するため、時々温度検出器５５で
サンプリングされる混合湯温をチェックして記憶更新部
で記憶が更新されている。混合湯温と弁体開度の関係は
最初インプットしておいた内容が更新されて行き、より
精度の高い制御がなされる。予測設定回路６１ではこの
記憶回路６０の混合湯温と混合弁の開度の関係に従って
、温度設定器５７で変更された目標値に対してどれだけ
ステッピングモー・夕　。

５４を駆動したら良いかを即座に演算し、混合弁５３の
開度を温度検出器５５の信号に優先して調節するよう駆
動制御回路５８に必要駆動量を指令する。混合弁５３が
所定の位置に臨んだ後は温度検出器５５の信号に切り替
わり、以後混合弁５３位置の微調整がフィードバック制
御によって行なわれる。この切り替えは、温度検出器５
５で検出される温度が所定の範囲に入ってから行なう手
段もある。

給湯の停止は流量スイッチ５９で検出し、通常はステッ
ピングモータ５４の通電を断っている。

停止中温度設定器５７の温度設定が変更された場合、す
なわち給湯の使用開始に先立ち温度設定を変えた場合な
ど、給湯使用中と同様に温度設定器５７と記憶回路６０
に従って予測設定回路６１で混合弁５３開度を予測設定
して、予め開度調整を行なう。調整後は温度検出器５５
の値にかかわらず混合弁開度を温度設定器５７の設定値
に従った位置に保持する。給湯停止中のこの動作は必ず
しも必須条件ではなく、給湯開始に当って蛇口を開成し
た際の流量変化を−早く流量スイッチ５９で検出し予測
設定回路によって混合弁５３の開度を調整しても実用に
は耐え得る。

なお、この実施例の駆動制御回路５８、記憶回路６０、
予測設定回路６１等はハード回路でなく、例えばマイク
ロコンピュータ等によるソフト的な手段でもよい。

発明の効果 以上のように本発明の湯水混合給湯装置によれば次のよ
うな効果が得られる。

（１）　　温度設定値の変更、給湯の開始に当り予め記
憶された混合弁開度と混合湯温の関係に従って混合弁開
度を予測設定しているため、設定値に近い湯温が早く供
給され使い勝手が向上する。

（２）給湯停止後の時間をあまり経過しない状態での再
給湯や循環給湯システム、また給湯熱源までの距離が短
い場合などにおいて、設定値に近い湯が始めから供給さ
れるため従来のように火傷などの心配がなくなる。

（３）記憶回路の記憶更新部により、制御した結果の混
合湯温をチェックして混合弁一度と設定温度との関係が
修正できるため、温度設定変更時や給湯開始時等にオー
プンループ制御で良い精度の混合湯温か得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における湯水混合給湯装置を
示すシステム図、第２図は同装置に用いた混合弁を示す
一部切欠断面図、第３図は同制御ブロック線図、第４図
は従来の湯水混合給湯装置を示すシステム図、第５図は
同装置に用いた混合弁を示す切欠断面図である。 ５３・・・・・・混合弁、５４・・・・・・ステッピン
グモータ（駆動装置）、５５・・・・・・温度検出器、
５７・・・・・・温度設定器、５８・・・・・・駆動制
御回路、６ｏ・・・・・・記憶回路、６１・・・・・・
予測設定回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ばか１８第　
２１！Ｉ 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 湯側と水側の弁開度を変え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、この温度
   設定器と前記温度検出器の信号偏差に基づき前記駆動装
   置を制御する駆動制御回路と、前記混合弁の弁開度と混
   合湯温の関係を記憶するとともに前記温度検出器の検出
   信号に基づいて記憶を更新する更新部を有した記憶回路
   と、温度設定器の設定変更時や給湯の開始時に前記温度
   設定器と記憶回路に従い前記温度検出器の信号に優先し
   て前記駆動制御回路に信号を伝達し混合弁開度を予測設
   定する予測設定回路とを備えた湯水混合給湯装置。