(57)【要約】【課題】高温水および低温水を混合する補給水装置において、流量調整弁の開度が制御できなくなる停電時において、出力温度の過上昇の発生を防止する。【解決手段】補給水装置１００は、高温水流路１１０ａ〜１１０ｃを通流する高温水と、低温水流路１２０ａ〜１２０ｃを通流する低温水とを、混合部１３０で混合して出湯流路１４０から出力する。高温水流路１１０ａ〜１１０ｃには、電動式の流量調整弁１６０ａ〜１６０ｃおよび電動式の開閉弁１５０ａ〜１５０ｃが直列に配置される。開閉弁１５０ａ〜１５０ｃの各々は、非通電時に閉止制御される一方で、通電時に開放制御される。低温水流路１２０ａ〜１２０ｃには、電動式の流量調整弁１７０ａ〜１７０ｃが配置されるが、電動式の開閉弁は配置されず、低温水は、電動式の開閉弁を経由せずに混合部１３０へ流入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽に給水するための補給水装置であって、
高温水を通流する高温水流路と、
前記高温水より温度が低い低温水を通流する低温水流路と、
前記高温水流路および前記低温水流路と接続された前記高温水および前記低温水の混合部と、
前記混合部によって混合された湯水を前記水槽へ向けて出力する出湯流路と、
前記高温水流路に配置された電動式の第１の流量調整弁と、
前記低温水流路に配置された電動式の第２の流量調整弁と、
前記高温水流路において前記第１の流量調整弁と直列に接続された電動式の開閉弁と、
前記開閉弁の開閉ならびに前記第１および第２の流量調整弁の開度を制御するための制御装置とを備え、
前記開閉弁は、非通電時に閉止される一方で通電時に開放されるように構成され、
前記低温水流路は、電動式の開閉弁を経由せずに前記低温水が前記混合部へ流入されるように構成され、
前記補給水装置は、前記出湯流路から前記湯水を出力する給水運転中に、前記制御装置が前記開閉弁を開放制御するとともに前記第１および第２の流量調整弁を開状態に制御しているときに停電が発生すると、前記開閉弁が非通電状態となって閉止され、前記第１および第２の流量調整弁が停電発生時の開度に維持され、前記低温水が前記混合部へ供給されて前記出湯流路から出力されるように構成される、補給水装置。
【請求項２】
前記低温水流路を流れる前記低温水の温度を検出する第１の温度検出器と、
前記出湯流路を流れる前記湯水の温度を検出する第２の温度検出器をさらに備え、
前記制御装置は、前記開閉弁を閉止制御するとともに、前記第１および第２の流量調整弁を開状態に制御する診断モードを有し、前記診断モードにおいて、前記第２の温度検出器による検出温度が前記第１の温度検出器による検出温度よりも高いと、前記開閉弁が開状態に固定されている故障を検知する、請求項１記載の補給水装置。
【請求項３】
前記診断モードは、前記開閉弁を開放制御するとともに前記第１および第２の流量調整弁を開状態に制御して前記出湯流路から前記湯水を出力する給水運転の開始前に実行される、請求項２記載の補給水装置。
【請求項４】
前記診断モードは、前記開閉弁を開放制御するとともに前記第１および第２の流量調整弁を開状態に制御して前記出湯流路から前記湯水を出力する給水運転の終了時に実行される、請求項２記載の補給水装置。
【請求項５】
前記第１の流量調整弁および前記開閉弁を有する前記高温水流路と、前記第２の流量調整弁を有する前記低温水流路とは複数個ずつ配置され、
前記制御装置は、前記診断モードの実行毎に、前記複数個の高温水流路のうちの１つを順次診断対象に選択し、当該診断対象の高温水流路において前記開閉弁を閉止制御するとともに前記第１の流量調整弁を開状態に制御する一方で、当該診断対象を除く高温水流路において前記開閉弁を閉止制御するとともに前記第１の流量調整弁を全閉状態に制御する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の補給水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は補給水装置に関し、より特定的には、高温水および低温水を混合して出力する補給水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
浴槽への給水用途等のために、熱源機からの高温水と水道水等の低温水とを混合して適温の湯を供給する補給水装置が用いられている。このような混合タイプの補給水装置では、高温水および低温水の流量制御によって出湯温度が適正化される。
【０００３】
流体の流量制御のための構成として、特開昭６３−６７４７７号公報（特許文献１）には、全開および全閉のいずれかに制御される電動弁と、通電時に開放される電磁弁とを直列接続し、電動弁の開閉時間比率によって流量を制御するとともに、停電時には電磁弁が閉状態となることによって液体の流出を防止する構成が記載されている。
【０００４】
また、特開２０１５−２０９９９９号公報（特許文献２）には、流量調整弁および開閉電磁弁が直列接続された差し湯経路において、注湯路および差し湯経路の合流部よりも下流に配置された温度センサでの検出値に基づいて、電磁弁の開故障（開状態に維持）を検知する制御が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−６７４７７号公報
【特許文献２】特開２０１５−２０９９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように、通電時に開放される開閉電磁弁と流量調整弁とを直列に接続することによって、停電時に弁開度が制御できなくなっても、流体の出力を防止することができる。しかしながら、機械的な故障等によって開閉電磁弁が開状態に固定される故障（以下、「開故障」とも称する）が発生すると、停電時における流体の遮断機能が損なわれてしまう。
【０００７】
高温水および低温水を混合する補給水装置では、高温水および低温水の混合比率を制御するために、高温水および低温水の供給系統の両方に流量調整弁を配置する構成が用いられる。このため、流量調整弁の開度が制御できなくなる停電時において、出力温度が上昇し過ぎないための対策が必要となる。
【０００８】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、高温水および低温水を混合する補給水装置において、流量調整弁の開度が制御できなくなる停電時において、出力温度の過上昇の発生を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面によれば、水槽に給水するための補給水装置は、高温水を通流する高温水流路と、高温水より温度が低い低温水を通流する低温水流路と、高温水および低温水の混合部と、混合部によって混合された湯水を水槽へ向けて出力する出湯流路と、電動式の第１および第２の流量調整弁と、電動式の開閉弁と、制御装置とを備える。混合部は、高温水流路および低温水流路と接続される。第１の流量調整弁は、高温水流路に配置される。第２の流量調整弁は、低温水流路に配置される。開閉弁は、非通電時に閉止される一方で通電時に開放されるように構成される。制御装置は、開閉弁の開閉ならびに第１および第２の流量調整弁の開度を制御する。低温水流路は、電動式の開閉弁を経由せずに低温水が混合部へ流入されるように構成される。補給水装置は、出湯流路から湯水を出力する給水運転中に、制御装置が開閉弁を開放制御するとともに第１および第２の流量調整弁を開状態に制御しているときに停電が発生すると、開閉弁が非通電状態となって閉止され、第１および第２の流量調整弁が停電発生時の開度に維持され、低温水が混合部へ供給されて出湯流路から出力されるように構成される。
【００１０】
上記補給水装置によれば、第１および第２の流量調整弁が全閉状態ではないときに停電が発生すると、開閉弁が正常（開故障無し）であるときには、出湯流路からは低温水のみが出力される。一方で、開閉弁のいずれかに開故障が発生しても、低温水流路からの低温水と、開故障の開閉弁を経由して供給される高温水とが混合された湯水が出湯流路から出力される。したがって、開閉弁に開故障が発生しても、高温水がそのまま出湯流路および浴槽へ出力される事態を回避することができる。
【００１１】
好ましくは、補給水装置は、第１および第２の温度検出器をさらに備える。第１の温度検出器は、低温水流路を流れる低温水の温度を検出する。第２の温度検出器は、出湯流路を流れる湯水の温度を検出する。制御装置は、開閉弁を閉止制御するとともに、第１および第２の流量調整弁を開状態に制御する診断モードを有する。診断モードにおいて、第２の温度検出器による検出温度が第１の温度検出器による検出温度よりも高いと、開閉弁が開状態に固定されている故障が検知される。
【００１２】
このように構成することにより、第１および第２の温度検出器による検出温度の比較により、簡易な処理で開閉弁の開故障の有無を診断することができる。
【００１３】
さらに好ましくは、診断モードは、開閉弁を開放制御するとともに第１および第２の流量調整弁を開状態に制御して出湯流路から湯水を出力する給水運転の開始前に実行される。
【００１４】
このように構成することにより、診断モードによって開閉弁に開故障が発生していないことを確認した後に、給水運転を開始することができる。
【００１５】
あるいはさらに好ましくは、診断モードは、開閉弁を開放制御するとともに第１および第２の流量調整弁を開状態に制御して出湯流路から湯水を出力する給水運転の終了時に実行される。
【００１６】
このように構成することにより、診断モードが給水運転の終了時に実行されるので、診断モード時に開閉弁に開故障が発生している場合には、確実に、高温水が開故障の開閉弁を経由して出湯流路へ出力されることが期待できる。したがって、開閉弁の故障診断モードにおける開故障の検知漏れを防止することができる。
【００１７】
また好ましくは、補給水装置は、第１の流量調整弁および開閉弁を有する高温水流路と、第２の流量調整弁を有する低温水流路とが複数個ずつ配置されるように構成される。制御装置は、診断モードの実行毎に、複数個の高温水流路のうちの１つを順次診断対象に選択し、当該診断対象の高温水流路において開閉弁を閉止制御するとともに第１の流量調整弁を開状態に制御する一方で、当該診断対象を除く高温水流路において開閉弁を閉止制御するとともに第１の流量調整弁を全閉状態に制御する。
【００１８】
このように構成することにより、複数の系統（高温水流路および低温水流路の組）が配置される構成において、複数の系統のうちの１つを診断対象に順次選択しながら、開閉弁の開故障を検知するための診断モードを実行できる。これにより、診断モードにおいて開故障が検知された開閉弁が複数の系統のうちのいずれに配置されたものであるかを特定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、高温水および低温水を混合する補給水装置において、流量調整弁の開度が制御できなくなる停電時に、出力温度の過上昇の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態に従う補給水装置が適用された浴槽給湯システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態に対する比較例として示される補給水装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態に従う補給水装置における開閉弁の開故障を検知するための診断モードにおける制御処理を説明するフローチャートである。
【図４】本実施の形態に従う補給水装置における開閉弁の診断モードの変形例の制御処理を説明するフローチャートである。
【図５】本実施の形態に従う補給水装置における開閉弁の診断モードの起動制御の第１の例を説明するフローチャートである。
【図６】本実施の形態に従う補給水装置における開閉弁の診断モードの起動制御の第２の例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。
【００２２】
図１は、本実施の形態に従う補給水装置が適用された浴槽給湯システムの全体構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１を参照して、浴槽５０への給湯システム５は、ろ過ユニット６０と、浴槽５０へ給水するための補給水装置１００とを備える。補給水装置１００は、三系統の高温水流路１１０ａ〜１１０ｃおよび低温水流路１２０ａ〜１２０ｃと、高温水および低温水を混合するための混合部１３０と、出湯流路１４０と、コントローラ２００とを含む。
【００２４】
高温水流路１１０ａ〜１１０ｃの各々には、熱源機等から供給された高温水が入力される。低温水流路１２０ａ〜１２０ｃの各々には、水道等から供給された低温水が入力される。
【００２５】
温度センサ１９０は、高温水流路１１０ａ〜１１０ｃに供給される高温水の温度（以下高温水温度Ｔｈ）を検出するように配置される。温度センサ１９１は、低温水流路１２０ａ〜１２０ｃの各々に供給される低温水の温度（低温水温度Ｔｃ）を検出するように配置される。
【００２６】
混合部１３０は、出湯流路１４０上に設けられた合流部１３５ａ〜１３５ｃを有する。合流部１３５ａにおいて、高温水流路１１０ａおよび低温水流路１２０ａが合流する。同様に、合流部１３５ｂにおいて、高温水流路１１０ｂおよび低温水流路１２０ｂが合流し、合流部１３５ｃにおいて、高温水流路１１０ｃおよび低温水流路１２０ｃが合流する。
【００２７】
このように、三系統のそれぞれについて、合流部１３５ａ〜１３５ｃにおいて、高温水および低温水が混合される。高温水および低温水が混合された湯水は、出湯流路１４０から配管５２を経由して、浴槽５０へ供給される。以下では、出力される湯水の温度によらず、補給水装置１００から浴槽５０への湯水の出力を「給水」とも称する。
【００２８】
出湯流路１４０には、高温水および低温水の混合後の温度（給水温度Ｔｏ）を検出するための温度センサ１９２が設けられる。温度センサ１９０〜１９２によって検出された、高温水温度Ｔｈ、低温水温度Ｔｃおよび、給水温度Ｔｏは、コントローラ２００へ入力される。
【００２９】
高温水流路１１０ａ〜１１０ｃには、高温水の流量を調整するための流量調整弁１６０ａ〜１６０ｃが設けられる。流量調整弁１６０ａ〜１６０ｃの開度は、コントローラ２００からの弁開度指令Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃに従ってそれぞれ制御される。
【００３０】
同様に、低温水流路１２０ａ〜１２０ｃには、低温水の流量を調整するための流量調整弁１７０ａ〜１７０ｃがそれぞれ設けられる。流量調整弁１７０ａ〜１７０ｃの開度は、コントローラ２００からの弁開度指令Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃに従ってそれぞれ制御される。
【００３１】
流量調整弁１６０ａ〜１６０ｃ，１７０ａ〜１７０ｃは、たとえば電動式のサーボ弁によって構成することができる。流量調整弁１６０ａ〜１６０ｃ，１７０ａ〜１７０ｃの各々の開度は、弁開度指令Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃ，Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃに従って、全閉状態から最大開度までの間で可変に設定される。すなわち、流量調整弁１６０ａ〜１６０ｃ，１７０ａ〜１７０ｃは、コントローラ２００によって、高温水の流量が遮断された全閉状態に制御することも可能である。
【００３２】
さらに、高温水流路１１０ａ〜１１０ｃには、流量調整弁１６０ａ〜１６０ｃと直列に、電動式の開閉弁１５０ａ〜１５０ｃがそれぞれ接続される。開閉弁１５０ａ〜１５０ｃは、開状態および閉状態（全閉）の一方に制御される。開閉弁１５０ａ〜１５０ｃは、非通電時には閉状態である一方で、コントローラ２００からの開指令Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃに応じた通電時には開状態に制御される、いわゆる、ノーマリクローズ型で構成される。たとえば、開閉弁１５０ａ〜１５０ｃは、開指令Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃに応答して励磁されることで開状態となる電磁弁によって構成することができる。
【００３３】
一方で、低温水流路１２０ａ〜１２０ｃには、電動式の開閉弁は配置されておらず、低温水は、電動式の開閉弁を経由することなく合流部１３５ａ〜１３５ｃに供給される。低温水流路１２０ａ〜１２０ｃには、流量調整弁１７０ａ〜１７０ｃと直列に、流量センサ１８０ａ〜１８０ｃが配置される。流量センサ１８０ａ〜１８０ｃは、流量値を検出するための定量センサの他、低温水が流れているか否かのオンオフ検知センサであってもよい。流量センサ１８０ａ〜１８０ｃによる検出値Ｑｃａ〜Ｑｃｃは、コントローラ２００へ入力される。
【００３４】
ろ過ユニット６０は、浴槽５０と配管を経由して連結されて、浴槽５０内の湯を循環ろ過するように構成される。ろ過ユニット６０のコントローラ（図示ぜず）は、補給水装置１００のコントローラ２００と双方向に通信可能に構成される。
【００３５】
浴槽５０には、浴槽水位を検出するための水位センサ５５が配置される。水位センサ５５は、たとえば圧力センサによって構成されて、浴槽水位に応じた電気信号を出力するように構成される。あるいは、水位センサ５５は、電極と水面との接触有無の検知によって、浴槽水位に応じた電気信号を出力するように構成されてもよい。水位センサ５５からの出力信号（電気信号）は、図示しないシールド線等を経由してコントローラ２００へ入力される。
【００３６】
リモートコントローラ（以下、単に「リモコン」とも称する）２１０は、補給水装置１００に関するユーザ指令の入力を受ける。リモコン２１０およびコントローラ２００の間は、有線または無線によって双方向に通信可能に構成される。コントローラ２００は、リモコン２１０に入力されたユーザの運転指令に従って、補給水装置１００を動作させる。運転指令には、給水のオンオフ指令、および、給水の設定温度が含まれる。
【００３７】
コントローラ２００は、給水オン指令が入力されると、開閉弁１５０ａ〜１５０ｃを開放制御（具体的には、開指令Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃの出力）するとともに、流量調整弁１６０ａ〜１６０ｃおよび流量調整弁１７０ａ〜１７０ｃの開度を制御して、浴槽５０への給水運転を実行することができる。
【００３８】
コントローラ２００は、流量調整弁１６０ａ〜１６０ｃおよび流量調整弁１７０ａ〜１７０ｃの開度によって、各系統での高温水流量および低温水流量の比、すなわち、高温水および低温水の混合比を制御することができる。したがって、給水運転中には、コントローラ２００は、温度センサ１９２によって検出される給水温度Ｔｏおよびユーザによる設定温度の比較に従って混合比を調整するように、流量調整弁１６０ａ〜１６０ｃおよび流量調整弁１７０ａ〜１７０ｃの弁開度指令Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃ，Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃを生成する。これにより、給水温度を目標温度に制御することができる。
【００３９】
さらに、コントローラ２００は、給水運転の停止については、ユーザによるオフ指令の他に、水位センサ５５の出力信号に応じて自動的に制御することも可能である。すなわち、ユーザからのオフ指令、または、水位センサ５５による所定の基準水位への到達が検知されると、コントローラ２００は、開閉弁１５０ａ〜１５０ｃを閉止制御（具体的には、開指令Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃの出力停止）するとともに、流量調整弁１６０ａ〜１６０ｃおよび１７０ａ〜１７０ｃを全閉状態に制御することによって、給水運転を停止する。
【００４０】
あるいは、出湯流路１４０または配管５２に流量センサを配置する構成とした場合には、当該流量センサによる検出流量の積算値に従って、給水運転の自動停止を制御することも可能である。
【００４１】
なお、補給水装置１００では、３系統の高温水流路１１０ａ〜１１０ｃおよび低温水流路１２０ａ〜１２０ｃが配置されているが、各系統ａ〜ｃの構成は同様であるので、以下では、高温水流路１１０と、低温水流路１２０、合流部１３５、開閉弁１５０、流量調整弁１６０および１７０、流量センサ１８０の各々について、複数の系統ａ〜ｃを総称する場合には、添字ａ〜ｃを略して表記する一方で、系統ａ〜ｃを区別して表記する場合には、添字ａ〜ｃを付して表記するものとする。
【００４２】
なお、複数の系統ａ〜ｃについては、基本的には、共通に制御することが可能である。ただし、浴槽５０への給水流量等に応じて、一部の系統のみで給湯運転を行う一方で、残りの系統については給水を停止するように制御することも可能である。たとえば、給水運転の開始時には全系統で給水する一方で、水位が上昇して基準水位が近付くと一部の系統のみを用いて給水することで、給水量が過剰になることを抑制することができる。
【００４３】
補給水装置１００に用いられる電動式の流量調整弁１６０および１７０は、停電が発生して非通電状態となると、弁開度を変化させるための作動力が失われるため、停電発生時の開度を維持することになる。このため、給水運転中等に、流量調整弁１６０および１７０が全閉状態ではないときに停電が発生すると、流量調整弁１６０および１７０を確実に全閉状態とすることが困難である。
【００４４】
一方で、開閉弁１５０は、ノーマリクローズ型で構成されるため停電時には閉止される。したがって、停電発生時には、電動式の流量調整弁を確実に全閉状態にできなくても、流量調整弁と直列に接続された開閉弁によって、流路を遮断することが期待できる。
【００４５】
図２は、本実施の形態に対する比較例として示される補給水装置１００♯の構成を示すブロック図である。図２には、補給水装置１００♯の全体構成のうち、開閉弁および流量調整弁の配置に係る部分のみが示されている。
【００４６】
図２を参照して、比較例の補給水装置１００♯では、高温水流路１１０ａ〜１１０ｃにおける開閉弁１５０ａ〜１５０ｃに加えて、低温水流路１２０ａ〜１２０ｃにおいて、流量調整弁１７０ａ〜１７０ｃと直列に開閉弁１５５ａ〜１５５ｃが配置される。
【００４７】
開閉弁１５５ａ〜１５５ｃは、開閉弁１５０ａ〜１５０ｃと同様に、コントローラ２００からの開指令に応じて開放される、ノーマリクローズ型の電動式の開閉弁として構成される。開閉弁１５５ａ〜１５５ｃは、基本的には、同一系統の開閉弁１５０ａ〜１５０ｃと共通に開閉制御される。また、流量調整弁１６０ａ〜１６０ｃおよび１７０ａ〜１７０ｃは、補給水装置１００で説明したのと同様に制御することができる。
【００４８】
このように、比較例の補給水装置１００♯では、高温水流路１１０および低温水流路１２０の両方に、ノーマリクローズ型の開閉弁１５０および１５５が配置されている。したがって、出湯運転中等の流量調整弁１６０および１７０が全閉状態ではないときに停電が発生しても、開閉弁１５０および１５５が閉止されることによって、高温水および低温水の両方を遮断することができる。すなわち、開閉弁１５０および１５５の正常時（開故障の非発生時）には、出湯流路１４０からの給水を完全に停止することができる。
【００４９】
しかしながら、開閉弁１５０および１５５においては、機械的機構の故障等によって、非通電時であっても開状態が維持されてしまう、いわゆる開故障が発生する可能性がある。かかる開故障が、高温水流路１１０ａ〜１１０ｃに配置された開閉弁１５０ａ〜１５０ｃのいずれかのみに発生し、その一方で開閉弁１５５ａ〜１５５ｃは全てが正常であると、停電発生時において、出湯流路１４０に対して、低温水の供給が完全に遮断される一方で、開故障の開閉弁を経由して高温水のみが供給されることにより、高温水がそのまま出湯流路１４０から出力される虞がある。
【００５０】
また、停電発生に応じて熱源機からの高温水の供給が停止されたとしても、熱源機および補給水装置１００の間の配管内に存在する加熱済の高温水は、高温水流路１１０に供給されてしまう。したがって、比較例の補給水装置１００♯では、開閉弁に開故障が発生し、かつ、その故障が高温水流路側のみで発生した場合という、限られたケースではあるものの、高温水がそのまま浴槽５０へ出力されるという事態が完全には回避できない。
【００５１】
再び図１を参照して、本実施の形態に従う補給水装置１００では、低温水流路１２０において、低温水は電動式の開閉弁を経由することなく、流量調整弁１７０を経由して合流部１３５に流入する。すなわち、補給水装置１００は、流量調整弁１７０が全閉状態でないときに、停電が発生して流量調整弁１７０が非通電状態となった場合には、低温水が混合部１３０へ供給されて出湯流路１４０から出力されるように構成される。
【００５２】
したがって、補給水装置１００では、出湯運転中、すなわち、流量調整弁１６０および１７０が全閉状態ではないときに停電が発生すると、各開閉弁１５０が正常（開故障無し）であるときには、出湯流路１４０からは低温水のみが出力される。一方で、開閉弁１５０ａ〜１５０ｃのいずれかに開故障が発生しても、出湯流路１４０からは、低温水流路１２０から供給される低温水と、開故障の開閉弁１５０を経由して供給される高温水とが混合された湯水が出力されることになる。
【００５３】
このため、本実施の形態に従う補給水装置１００によれば、ノーマリクローズ型の電動式の開閉弁１５０を高温水流路のみに配置する構成とすることにより、開閉弁１５０に開故障がどのように発生しても、高温水がそのまま出湯流路１４０および浴槽５０へ出力されるという事態を回避することができる。
【００５４】
また、コントローラ２００では、流量センサ１８０ａ〜１８０ｃによる検出値Ｑｃａ〜Ｑｃｃに基づいて、流量調整弁１７０ａ〜１７０ｃの各々について全閉状態であるか否かを検知することができる。
【００５５】
さらに、補給水装置１００では、以下に示すような診断モードの適用により開閉弁１５０に開故障が発生しているか否かを診断することができる。
【００５６】
図３は、本実施の形態に従う補給水装置の開閉弁の開故障を検知するための診断モードにおける制御処理を説明するフローチャートである。図３に示された制御処理は、たとえばコントローラ２００によって実行することができる。なお、図３に従う診断モードは、各系統ａ〜ｃに共通に実行することができる。
【００５７】
図３を参照して、コントローラ２００は、ステップＳ１００により、診断モードの開始要求が発生されたか否かを判定する。診断モードの開始要求が発生されるまで（Ｓ１００のＮＯ判定時）は、ステップＳ１１０以降の処理は開始されない。
【００５８】
コントローラ２００は、診断モードの開始要求が発生されると（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１１０に処理を進める。ステップＳ１１０では、開閉弁１５０への開指令Ｓ３（Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃ）の出力を停止することによって開閉弁１５０が閉止制御されるとともに、流量調整弁１６０，１７０を所定の開度に制御するように、弁開度指令Ｓ１（Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃ）およびＳ２（Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃ）が生成される。たとえば、ステップＳ１１０では、流量調整弁１６０，１７０は、流量を一定量に維持可能な、予め定められた最小開度に制御することができる。
【００５９】
コントローラ２００は、ステップＳ１１０による開閉弁１５０および流量調整弁１６０，１７０の状態を維持したままで、ステップＳ１２０により、温度センサ１９０および１９２の検出値を用いて、給水温度Ｔｏが低温水温度Ｔｃから上昇しているかどうかを判定する。たとえば、ステップＳ１２０による判定は、Ｔｏ＞Ｔｃ＋α（α：定数）が成立するか否かによって判定することができる。αは予め定められた判定用の定数であり、たとえば、α＝５℃程度に設定することができる。
【００６０】
上述のように、開閉弁１５０に開故障が発生していない場合には、高温水流路が遮断されるため、低温水がそのまま出湯流路１４０へ出力される。したがって、コントローラ２００は、給水温度Ｔｏの上昇が検知されると（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１３０に処理を進めて、開閉弁１５０の開故障を検知する。たとえば、ステップＳ１３０では、開閉弁１５０の開故障を報知する警報がユーザに対して発生される。さらに、コントローラ２００は、ステップＳ１５０により診断モードを終了する。
【００６１】
これに対して、給水温度Ｔｏの上昇が検知されないとき（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、コントローラ２００は、ステップＳ１４０により、この状態が所定時間Ｔｔｓｔの間継続するかどうか判定する。
【００６２】
コントローラ２００は、所定時間Ｔｔｓｔが経過するまでは（Ｓ１４０のＮＯ判定時）、ステップＳ１２０の判定を繰り返し実行する。所定時間Ｔｔｓｔが経過するまでに、Ｔｏ＞Ｔｃ＋αが成立すると（Ｓ１２０がＹＥＳ判定）、ステップＳ１３０に処理が進められて、開閉弁１５０の開故障が検知される。
【００６３】
コントローラ２００は、Ｔｏ≦Ｔｃ＋αの状態（Ｓ１２０のＮＯ判定時）が、所定時間Ｔｔｓｔ継続すると（Ｓ１４０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１３０をスキップしてステップＳ１５０に処理を進めて、診断モードを終了する。すなわち、開閉弁１５０の開故障を検知することなく、診断モードが終了される。ステップＳ１５０により診断モードが終了されると、次回の診断モードの開始要求の発生を待つために、処理はステップＳ１００へ戻される。
【００６４】
このように本実施の形態に従う補給水装置によれば、ノーマリクローズ型の電動式開閉弁の配置を工夫することにより、いずれの開閉弁に開故障が発生しても、高温水がそのまま出湯流路から出力されることによる温度過上昇の可能性が抑制された、安全性の高い構成を実現することができる。さらに、開閉弁の開故障の発生を自動的に検知するための診断モードを実現することができる。
【００６５】
なお、図１の構成例において、流量調整弁１６０ａ〜１６０は「第１の流量調整弁」の一実施例に対応し、流量調整弁１７０ａ〜１７０は「第２の流量調整弁」の一実施例に対応する。また、温度センサ１９１は「第１の温度検出器」に対応し、温度センサ１９２は「第２の温度検出器」の一実施例に対応する。また、コントローラ２００は「制御装置」に対応する。
【００６６】
ただし、図３に示した診断モードでは、各系統の開閉弁１５０ａ〜１５０ｃに対して共通に制御処理を実行することができる一方で、いずれの開閉弁１５０で故障が発生したかを特定することができない。
【００６７】
したがって、図１のように複数の系統を有する補給水装置では、診断対象とする系統を順次選択するように開閉弁の診断モードを変形することができる。
【００６８】
図４は、本実施の形態に従う補給水装置における開閉弁の診断モードの変形例の制御処理を説明するためのフローチャートである。図４に示す制御処理についても、コントローラ２００によって実行することができる。
【００６９】
図４を参照して、コントローラ２００は、診断モードの開始要求が発生されると（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１０５により、診断対象コードを読出すことによって、複数の系統のうちの１つの系統を診断対象に選択する。たとえば、診断対象コードは、図１中の系統ａ〜ｃ（高温水流路１１０ａ〜１１０ｃ）の１つを指定するための２ビットのデータで構成することができる。
【００７０】
コントローラ２００は、ステップＳ１０７により、診断対象以外の系で、開閉弁１５０を閉止制御するとともに、流量調整弁１６０，１７０を全閉状態に制御する。たとえば、系統ａ（高温水流路１１０ａ）が診断対象である場合には、系統ｂ、ｃの高温水流路１１０ｂ，１１０ｃにおいて、開閉弁１５０ｂ、１５０ｃを閉止制御する（開指令Ｓ３ｂ，Ｓ３ｃを非生成）とともに、流量調整弁１６０ｂ，１６０ｃ，１７０ｂ，１７０ｃを全閉状態に制御するように弁開度指令Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃ，Ｓ２ｂ，Ｓ２ｃを生成する。
【００７１】
さらに、コントローラ２００は、ステップＳ１１０により、診断対象となる系において、図３のステップＳ１１０と同様に、開閉弁１５０および流量調整弁１６０，１７０を制御する。すなわち、系統ａ（高温水流路１１０ａ）が診断対象である場合には、高温水流路１１０ａにおいて、開閉弁１５０ａが閉止制御されるとともに、流量調整弁１６０ａおよび１７０ａが最小開度となるように、弁開度指令Ｓ１ａ，Ｓ２ａが生成される。
【００７２】
コントローラ２００は、開閉弁１５０ａ〜１５０ｃならびに流量調整弁１６０ａ〜１６０ｃおよび１７０ａ〜１７０ｃがステップＳ１０７，Ｓ１１０に従って制御された状態において、図３と同様のステップＳ１２０〜Ｓ１４０によって、給水温度Ｔｏおよび低温水温度Ｔｃの比較に基づいて、診断対象である系統の開閉弁１５０ａに開故障が発生しているかどうかを診断する。
【００７３】
コントローラ２００は、ステップＳ１２０のＹＥＳ判定、または、ステップＳ１４０のＹＥＳ判定によって、診断モードを終了可能な状態となると、ステップＳ１４５により、診断対象コードを更新する。これにより、診断モードとは異なる系統を指定するように、診断対象コードの内容が変更される。たとえば、ステップＳ１４５では、開閉弁１５０ａの次に開閉弁１５０ｂが診断対象となるように、診断対象コードが更新される。コントローラ２００は、診断対象コードの更新後、図３と同様のステップＳ１５０により診断モードを終了することができる。次回の診断モードでは、更新後の診断対象コードが読出されることにより（Ｓ１０７）、系統ｂの開閉弁１５０ｂが診断対象とされる。
【００７４】
図４の変形例に従う診断モードによれば、複数の系統のうちの１つの開閉弁を診断対象として開故障の有無を診断するので、開故障の検知時に対象の開閉弁を特定することができる。また、診断対象コードを順次更新することにより、複数の系統について、順次開閉弁の開故障の発生有無を診断することができる。
【００７５】
次に、図５および図６を用いて、診断モードの実行タイミングについて説明する。
図５は、本実施の形態に従う補給水装置における開閉弁の診断モードの起動制御の第１の例を説明するフローチャートである。
【００７６】
図５を参照して、コントローラ２００は、給水要求がオンされると（Ｓ２００のＹＥＳ判定時）、ステップＳ３１０に処理を進めて、診断モードの開始要求を生成する。給水要求は、たとえば、リモコン２１０へユーザが給水運転のオンを入力することにより生成される。あるいは、給水要求は、水位センサ５５の出力信号に基づいて、浴槽水位の低下が検知されたときに自動的に生成されてもよい。
【００７７】
診断モードの開始要求が生成されると（Ｓ３１０）、図３または図４において、ステップＳ１００がＹＥＳ判定とされることにより、開閉弁１５０の開故障の診断を実行することができる。コントローラ２００は、ステップＳ３２０により、診断モードが終了するまで、給水運転の実行を待機する。ステップＳ３２０は、図３または図４のステップＳ１５０によって診断モードが終了されるとＹＥＳ判定とされる一方で、それまでの間ＮＯ判定とされる。
【００７８】
コントローラ２００は、診断モードが終了すると（Ｓ３２０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ２１０により、給水運転を実行する。給水運転では、開閉弁１５０ａ〜１５０ｃの各々を開放制御するために開指令Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃが生成される。さらに、流量調整弁１６０ａ〜１６０ｃおよび１７０ａ〜１７０ｃが開状態とされ、かつ、開度制御されることによって、目標温度に従って温度制御された、高温水および低温水が混合された適温の湯が浴槽５０に供給される。
【００７９】
コントローラ２００は、給水要求がオフされるまで（Ｓ２２０のＮＯ判定時）、給水運転（Ｓ２１０）を続行する。コントローラ２００は、給水要求がオフされると（Ｓ２２０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ２３０に処理を進めて、給水運転を終了する。給水運転の終了時には、各開閉弁１５０は閉止され、各流量調整弁１６０，１７０は全閉状態に制御される。
【００８０】
給水要求は、リモコン２１０へのユーザ操作、または、水位センサ５５によって検出された浴槽水位の上昇に基づいてオフすることができる。あるいは、出湯流路１４０に配置された流量センサによる流量積算値に基づいて、給水要求をオフすることも可能である。
【００８１】
図５に示す制御処理によれば、給水運転の開始に際して開閉弁１５０の故障診断を実行できるので、開閉弁１５０に開故障が発生していないことを確認した後に、給水運転を開始することができる。
【００８２】
図６は、本実施の形態に従う補給水装置における開閉弁の診断モードの起動制御の第２の例を説明するフローチャートである。
【００８３】
図６を参照して、コントローラ２００は、図５と同様のステップＳ２００〜Ｓ２２０によって、給水要求のオンに応じて給水運転を実行する。さらに、コントローラ２００は、給水要求がオフされると（Ｓ２２０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ３１０に処理を進めて、診断モードの開始要求を生成する。これにより、図３または図４において、ステップＳ１００がＹＥＳ判定とされることにより、開閉弁１５０の開故障の診断が実行される。コントローラ２００は、診断モードが終了するまで（Ｓ３２０のＮＯ判定時）、処理を待機する。コントローラ２００は、診断モードが終了すると（Ｓ３２０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ２３０により、給水運転を終了する。
【００８４】
図６に示す制御処理では、給水運転の終了時に開閉弁１５０の診断モードが実行される。給水運転の終了時には、熱源機および高温水流路１１０の間の配管内には、低温水が滞留している可能性が低い。したがって、開閉弁１５０に開故障が発生している場合には、確実に、高温水が開故障の開閉弁１５０を経由して出湯流路１４０へ出力されることが期待できる。したがって、開閉弁１５０の故障診断モードにおける開故障の検知漏れを防止することができる。
【００８５】
このように、本実施の形態に従う補給水装置１００において、図３または図４に示した診断モードの開始要求は、図５および／または図６に従って、給水運転の開始時あるいは終了時、または、開始時および終了時の両方で生成することができる。
【００８６】
なお、図１では、３系統の高温水流路および低温水流路が設けられる構成例を示したが、低温水流路および高温水流路による系統数を限定することなく、本実施の形態に従う補給水装置を構成することが可能である。すなわち、低温水流路および高温水流路の系統数は単数であってもよく、２または４以上の複数であっても、同様に、本実施の形態に従う構成および開閉弁の故障診断を適用して、補給水装置を構成することが可能である。
【００８７】
また、本実施の形態では、補給水装置１００の給水先を浴槽としたが、本実施の形態に従う補給水装置は、浴槽の他、プール等の水槽への給水に共通に適用することができる。
【００８８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８９】
５  給湯システム、５０  浴槽、５２  配管、５５  水位センサ、６０  ろ過ユニット、１００  補給水装置、１１０ａ〜１１０ｃ  高温水流路、１２０ａ〜１２０ｃ  低温水流路、１３０  混合部、１３５ａ〜１３５ｃ  合流部、１４０  出湯流路、１５０ａ〜１５０ｃ，１５５ａ〜１５５ｃ  開閉弁、１６０ａ〜１６０ｃ，１７０ａ〜１７０ｃ  流量調整弁、１８０ａ〜１８０ｃ  流量センサ、１９０〜１９２  温度センサ、２００  コントローラ、２１０  リモコン、Ｑｃａ〜Ｑｃｃ  検出値（流量センサ）、Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃ，Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃ  弁開度指令（流量調整弁）、Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃ  開指令、Ｔｃ  低温水温度、Ｔｈ  高温水温度、Ｔｏ  給水温度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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