給湯装置

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野本発明は、任意の温度レベルの給湯が行なえる湯水の比率制御弁を備えた給湯装置に関するものである。
従来の技術従来この種の給湯装置には、第３図に示すようなものがあった。すなわち第３図において弁軸１はサーボモータ１′の駆動により進退移動するようになっている。２は高温湯量を調節する湯側両面バルブで、湯側両面バルブ２は絞り通孔３を有し、前記弁軸１の先端に固定されている。４は冷水量を調節する水側片面バルブで湯側両面バルブ２との間に発条５が介装されており、弁軸１に対し湯側両面バルブ２の方向へのみ移動可能となっている。また、６は湯側弁室７内における給湯路８の出口に形成した一方の湯側シートであり、９は湯側シート６に相対向して湯側弁室７に形成した他方の湯側シートで、湯側シート９は、湯側弁室７と後記する混合室11との間に配設されている。これら２つの湯側シート6,9間に前記湯側両面バルブ２を装備して弁軸１の進退移動により湯側両面バルブ２が互いに２つの湯側シート6,9に接離関係が互いに逆関係にあり、それぞれの開度が調節されるようになっている。10は水側弁室を兼ねた混合室11における給水路12の出口に形成した水側シートで、この水側シート10には前記水側片面バルブ４が弁軸１の進退移動によって接離してその開度を変化調節するようになっている。なお給湯路８へは減圧弁13で減圧された水が湯沸器の熱交換器14で加熱されて供給される。すなわち減圧弁13で減圧された水は、給水路12該と湯沸器の熱交換器14側に分流され、湯側両面バルブ２と水側片面バルブ４で流量比が調節され、混合室11で湯と水が混合され、混合湯取出路15から給湯対象に湯が供給されている。
発明が解決しようとする課題従来の給湯装置は以上のように構成されていたため、給湯が停止されている状態において、熱交換器14内に貯えられていた湯が、給湯路８、混合室11、給水路12等が冷却されるに伴い、自然循環することにより、次第に温度が下がり、給水路12内の温度は逆に上昇して来る。
冷却の初期的段階においては、給湯路８と給水路12内の温度が給湯の使用中の温度と大差ないが、自然循環によって給水路12内の温度が次第に上昇して来た段階で再給湯が行なわれると、一時的に設定温度よりも高い温度が供給され危険である。
本発明は上記のような従来の課題を解決するものであり、常に設定温度に近い温度で混合湯が供給できる給湯装置を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段上記の目的を達成するために本発明の給湯装置は、水道から給湯熱源機に水を送る給水経路と、給湯熱源機からの湯の通る給湯経路と、水道から給湯熱源機を迂回するバイパス経路と、給湯経路とバイパス経路が合流した混合湯経路と、給水経路とバイパス経路の分岐点あるいは給湯経路とバイパス経路の合流点に設けられた比率制御弁と、湯と水が合流した後の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、混合湯経路を通る湯の供給の有無を検出する給湯検出器と、温度検出器と温度設定器の信号により比率制御弁を制御するとともに、給湯検出器により混合湯経路を通る湯の給湯停止を検出した後の所定時間、比率制御弁を給湯停止時の状態に保持し、所定時間経過後に比率制御弁を給水経路側閉成かバイパス経路側閉成方向に、あるいは給湯経路側閉成方向かバイパス経路側閉成方向に動作させる制御器とを備えて構成するものである。
作用上記の構成によって本発明の給湯装置は、給湯停止後所定時間内の給湯、バイパス経路内の温度が給湯中と大差ない段階での再給湯時には、直ちに給湯中と同じ比率制御弁の位置から制御が開始され、バイパス経路内の温度が給湯機との間での自然循環によって上昇したり、もしくは更に時間が経過して給湯経路内の温度も低下する段階では事前に、比率制御弁を給水経路側閉成かバイパス経路側閉成方向に、あるいは給湯経路側閉成方向かバイパス経路側閉成方向に駆動することによって再給湯時のオーバーシュートの防止や速く設置湯温を得ることを実現しているものである。
実施例次に本発明の実施例について第１図及び第２図を用いて説明する。
第１図は、深夜電力利用の電気温水器に本発明を適用した例を示す。
16は給湯熱源機である深夜電力利用の電気温水器であり、ヒータ17と貯湯槽18より成っている。
電気温水器16には水道19から分岐した給水経路19′と湯の通る給湯経路20′が接続されており、水道19より分岐して電気温水器16を迂回するバイパス経路21が設けられ、給湯経路20′とバイパス経路21は合流して混合湯経路20に接続されている。給水経路19′とバイパス経路21の分岐点には、給水経路19′とバイパス経路21を通る水の流量比を調節することにより間接的に給湯経路20′を通る湯とバイパス経路21を経た水との混合比を調節する比率制御弁22が設けられている。23は減圧逆止弁であり、水圧を減圧すると共に断水等の場合の湯の給水経路への逆流を防止している。混合湯経路20のバイパス経路21が合流した以降には、混合湯経路20を通る給湯の有無を検出する給湯検出器である流量スイッチ24及び湯と水が混合した後の混合湯温を検出する温度検出器25が設けられている。混合湯経路20の端末には蛇口26,27が接続されていて、蛇口26,27の近傍には給湯温度を設定する温度設定器28,29が設置されている。温度設定器28,29は優先、従属関係が定められており、同時使用の場合は優先側の温度設定に従って給湯が行なわれる。温度設定器28,29と、温度検出器25及び流量スイッチ24の信号は制御装置30に送られ、これらの信号に基づいて制御装置30は比率制御弁22を制御する。
比率制御弁22は第２図に示すように構成されている。水道19より入って来た水は、電気温水器16に至る給水経路19′側と、バイパス経路21側に弁框体31の内部で分岐される。弁框体31内には、湯側弁体32と水側弁体33が軸34に設けられており、規制された所定間隔までスプリング35によって広がる方向に付勢されている。湯側弁体32と水側弁体33は、軸34が駆動部36により図において左右に駆動されることにより、給水経路19′とバイパス経路21を通る水の比率を変え間接的に給湯経路20′を通る湯とバイパス経路21を経た水との混合比を調節している。駆動部36はモータ37と減速機構であるギヤボックス38及び回転運動を直線運動に変換するねじ部39より成っている。また40はマイクロスイッチであり、湯側弁体33と水側弁体34の閉成点以降における駆動を停止し、行き過ぎを防止する役割を果している。
次に本実施例の動作を説明する。
蛇口26あるいは27が開成され給湯が行なわれている状態では、流量スイッチ24は作動し、温度設定器28あるいは29で設定された湯温となるように比率制御弁22が、電気温水器16へ供給される水量とバイパス経路21を通る水量の比率を制御する。
具体的には、温度設定器28あるいは29の設定温度と、温度検出器25で検出した温度の温度偏差がなくなる位置までモータ37を駆動し、湯と水の混合比率を調節する。蛇口がいずれも閉成され給湯が停止すると流量スイッチ24が給湯の停止を検出し、まず所定時間比率制御弁22を給湯停止の位置に保持する。これは給湯の停止後、短時間の内に再給湯が行なわれる場合は即座に前回と同じ混合比率で湯が供給できることを達成するためである。次に給湯停止後、所定時間が過ぎた後は、比率制御弁22を駆動しバイパス経路21と電気温水器16の連通を断つ。即ち、第２図に示す比率制御弁22を図において左側方向に駆動し、水側弁体33を弁座に当接させ閉成する。連通を断つには、逆に湯側弁体32を弁座に当接させることも考えられる。バイパス経路21と電気温水器16が、給湯管20′、バイパス経路21、比率制御弁22、給水経路19′、電気温水器16から構成されるループを成しているが、比率制御弁22を閉成することにより両者の連通が断たれる。このため給湯を行なっていない時に前記ループを経て生じる、自然放熱による貯湯槽18内の湯の放熱が防止できる。また自然循環によってバイパス経路21内の温度が上った場合でも再給湯時に混合湯温がオーバーシュートすることがない。長時間給湯を停止した後で再給湯する場合、蛇口26あるいは27を開成すると、本実施例ではバイパス側21が給湯停止時に閉成されているため、電気温水器16内の湯が流れ、冷却されていた給湯経路20を暖め、蛇口への湯の供給を早める。給湯の開始もまた流量スイッチ24で検出されるが、給湯が開始された後、混合湯経路20へは、温度検出器25の温度に応じて定められた時間、電気温水器16の湯を供給し、その後、本来の混合湯温を設定値どおりにする比率制御をかける。以上のようにこの実施例は、給湯を使用しない場合の放熱損失を低減すると共に、給湯再使用時の湯温の立ち上がりを早めているものである。
なお、本実施例では給湯検出器として流量スイッチ24を用いているが、給湯検出器としては他にも蛇口操作と連動してオン・オフするスイッチやスイッチ操作に連動して開閉する弁のスイッチ信号を利用する手段や給湯経路の内圧を検出する手段などがある。また、比率制御弁22は、この実施例では水道19とバイパス経路21の分岐部に設けているが、給湯経路20′とバイパス経路21の合流部に設けてもよい。
発明の効果以上のように本発明の給湯装置は、給水経路とバイパス経路の分岐点あるいは給湯経路とバイパス経路の合流点に設けられ、給水経路を通る水とバイパス経路を通る水の比率、あるいは給湯経路を通る湯とバイパス経路を通る水の比率を制御することにより、湯と水の混合比率を調節する比率制御弁と、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、給湯の有無を検出する給湯検出器と、前記温度検出器と温度設定器の信号により比率制御弁を制御するとともに、給湯検出器により給湯の停止を検出した後に、所定時間、比率制御弁を給湯停止時の状態に保持し、その後、湯側あるいは水側閉成方向に動作させ制御器とを有しているため、次のような効果を有している。
（１）給湯停止後、所定時間以内の再給湯においては、前回の使用時の位置に比率制御弁の位置が保持されているため、直ちに設定した温度が得られる。
（２）所定時間経過後は、比率制御弁により給水経路側閉成かバイパス経路側閉成方向に、あるいは給湯経路側閉成方向かバイパス経路側閉成方向に動作されるため、貯湯槽と給水経路間の自然対流により給水経路内の温度が上昇し、再給湯時にオーバーシュートを生じることの防止や、給湯の再開時に積極的に湯側の滞留水を排出して速く設定温度を得ること等が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の給湯装置を用いた給湯システムの構成図、第２図は同装置に用いた比率制御弁の断面図、第３図は従来の給湯装置を示す断面図である。
16……電気温水器（給湯熱源機）、19……水道、19′……給水経路、20……混合湯経路、20′……給湯経路、21……バイパス経路、22……比率制御弁、24……流量スイッチ（給湯検出器）、25……温度検出器、28,29……温度設定器、30……制御装置（制御器）。

【特許請求の範囲】
【請求項１】水道より分岐し給湯熱源機に水を送る給水経路と、給湯熱源機で加熱された湯の通る給湯経路と、水道より分岐し給湯熱源機を迂回するバイパス経路と、前記給湯経路と前記バイパス経路が合流した混合湯経路と、前記給水経路と前記バイパス経路の分岐点あるいは前記給湯経路と前記バイパス経路の合流点に設けられ、前記給水経路を通る水と前記バイパス経路を通る水の比率あるいは前記給湯経路を通る湯と前記バイパス経路を通る水の比率を制御する比率制御弁と、湯と水が合流した後の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、前記混合湯経路を通る湯の供給の有無を検出する給湯検出器と、前記温度検出器と前記温度設定器の信号により前記比率制御弁を制御するとともに、前記給湯検出器により前記混合湯経路を通る湯の給湯停止を検出した後の所定時間、前記比率制御弁を給湯停止時の状態に保持し、所定時間経過後に前記比率制御弁を給水経路側閉成かバイパス経路側閉成方向に、あるいは給湯経路側閉成方向かバイパス経路側閉成方向に動作させる制御器とを備えた給湯装置。

【第１図】