(57)【要約】【課題】加熱部３で加熱された熱媒体を暖房回路２に循環する熱媒体に混合する混合弁を備える暖房装置であって、混合弁を、弁筐４１内に感温部材４３で付勢される弁体４２を備えるサーモバルブ４で構成するものにおいて、暖房回路に内部循環路を付設することなく加熱部での空焚きを防止できるようにした低コストのものを提供する。【解決手段】サーモバルブ４に、暖房端末１から戻された熱媒体が流入する弁筐４１の低温流入ポート４１１の弁室４１３に対する連通開度が全開近傍の所定の高開度以上になる位置に弁体４２が変位したことを検出する低温全開検出手段４６を設ける。そして、上記位置への弁体４２の変位が低温全開検出手段４６で検出された場合は、加熱部３による熱媒体の加熱を停止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
暖房端末に熱媒体を循環させる暖房回路と、暖房端末から戻された熱媒体の一部を加熱する加熱部と、加熱部で加熱された熱媒体を暖房回路に循環する熱媒体に混合する混合弁とを備える暖房装置であって、混合弁は、暖房端末から戻された熱媒体が流入する低温流入ポートと、加熱部で加熱された熱媒体が流入する高温流入ポートと、低温流入ポートと高温流入ポートとから熱媒体が流入する弁室と、弁室に常時連通する流出ポートとを有する弁筐と、弁室に対する低温流入ポートの連通開度と高温流入ポートの連通開度とを一方の開度が増加するときに他方の開度が減少するように可変する弁筐内の弁体と、低温流入ポートからの熱媒体と高温流入ポートからの熱媒体とが弁室で混合されることにより得られる混合熱媒体の温度変化に伴って変化する付勢力を弁体に作用させて、混合熱媒体の温度が所定の設定温度になるように弁体を変位させる感温部材とを備えるサーモバルブで構成されるものにおいて、
サーモバルブは、低温流入ポートの連通開度が所定の高開度以上になる位置に弁体が変位したことを検出する低温全開検出手段を備え、当該位置への弁体の変位が低温全開検出手段で検出された場合は、加熱部による熱媒体の加熱を停止することを特徴とする暖房装置。
【請求項２】
前記サーモバルブは、前記高温流入ポートの連通開度が所定の高開度以上になる位置に前記弁体が変位したことを検出する高温全開検出手段を備え、前記加熱部による熱媒体の加熱中に当該位置への弁体の変位が高温全開検出手段で検出された場合は、加熱部による熱媒体の加熱を停止することを特徴とする請求項１記載の暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房端末に熱媒体を循環させる暖房回路と、暖房端末から戻された熱媒体の一部を加熱する加熱部と、加熱部で加熱された熱媒体を暖房回路に循環する熱媒体に混合する混合弁とを備える暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の暖房装置において、混合弁として、加熱部で加熱された熱媒体の混合量をモータ等の駆動源により可変できるものを用い、混合弁から流出する熱媒体の温度を検出して、この検出温度が所定の設定温度になるように駆動源を制御するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。然し、このような混合弁を用いたのでは、コストが高くなる。そこで、混合弁として、安価なサーモバルブを用いることも考えられている。
【０００３】
サーモバルブは、暖房端末から戻された熱媒体が流入する低温流入ポートと、加熱部で加熱された熱媒体が流入する高温流入ポートと、低温流入ポートと高温流入ポートとから熱媒体が流入する弁室と、弁室に常時連通する流出ポートとを有する弁筐と、弁室に対する低温流入ポートの連通開度と高温流入ポートの連通開度とを一方の開度が増加するときに他方の開度が減少するように可変する弁筐内の弁体と、低温流入ポートからの熱媒体と高温流入ポートからの熱媒体とが弁室で混合されることにより得られる混合熱媒体の温度変化に伴って変化する付勢力を弁体に作用させて、混合熱媒体の温度が所定の設定温度になるように弁体を変位させる感温部材とを備えるものである。
【０００４】
ここで、サーモバルブを用いた場合、暖房回路に熱媒体が循環している間に熱媒体の温度が上昇すると、低温流入ポートの連通開度がかなり大きくなって、高温流入ポートの連通開度の減少により加熱部に流れる熱媒体の流量がかなり少なくなり、加熱部での空焚きを生ずる虞がある。この場合、加熱部にサーモバルブを経由せずに熱媒体を循環させる内部循環回路を設ければ、空焚きを防止することができる。然し、これでは、内部循環回路が必要になることから、コスト高になってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２３００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、混合弁としてサーモバルブを用いて、且つ、内部循環回路を設けることなく空焚きを防止できるようにした低コストの暖房装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、暖房端末に熱媒体を循環させる暖房回路と、暖房端末から戻された熱媒体の一部を加熱する加熱部と、加熱部で加熱された熱媒体を暖房回路に循環する熱媒体に混合する混合弁とを備える暖房装置であって、混合弁は、暖房端末から戻された熱媒体が流入する低温流入ポートと、加熱部で加熱された熱媒体が流入する高温流入ポートと、低温流入ポートと高温流入ポートとから熱媒体が流入する弁室と、弁室に常時連通する流出ポートとを有する弁筐と、弁室に対する低温流入ポートの連通開度と高温流入ポートの連通開度とを一方の開度が増加するときに他方の開度が減少するように可変する弁筐内の弁体と、低温流入ポートからの熱媒体と高温流入ポートからの熱媒体とが弁室で混合されることにより得られる混合熱媒体の温度変化に伴って変化する付勢力を弁体に作用させて、混合熱媒体の温度が所定の設定温度になるように弁体を変位させる感温部材とを備えるサーモバルブで構成されるものにおいて、サーモバルブは、低温流入ポートの連通開度が所定の高開度以上になる位置に弁体が変位したことを検出する低温全開検出手段を備え、当該位置への弁体の変位が低温全開検出手段で検出された場合は、加熱部による熱媒体の加熱を停止することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、暖房回路に熱媒体が循環している間に熱媒体の温度が上昇して、サーモバルブの低温流入ポートの連通開度が所定の高開度以上になると、加熱部による熱媒体の加熱が停止されるため、内部循環回路を設けなくても、加熱部での空焚きを防止できる。従って、空焚きを生じない安全に優れた低コストの暖房装置を提供することができる。
【０００９】
ところで、加熱部及びサーモバルブが正常である場合、加熱部による熱媒体の加熱中にサーモバルブの高温流入ポートの連通開度が所定の高開度以上になることはない。即ち、加熱部による熱媒体の加熱中に高温流入ポートの連通開度が所定の高開度以上になるのは、加熱部又はサーモバルブに異常を生じた場合である。
【００１０】
そこで、本発明においては、サーモバルブに、高温流入ポートの連通開度が所定の高開度以上になる位置に弁体が変位したことを検出する高温全開検出手段を設け、加熱部による熱媒体の加熱中に当該位置への弁体の変位が高温全開検出手段で検出された場合は、加熱部による熱媒体の加熱を停止することが望ましい。これによれば、加熱部又はサーモバルブに異常を生じたときのフェールセーフを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の暖房装置を示す回路図。
【図２】実施形態の暖房装置のサーモバルブに設けられる弁座部材の斜視図。
【図３】実施形態の暖房装置のサーモバルブに設けられる弁体の斜視図。
【図４】実施形態の暖房装置で行う安全制御の内容を示すフロー図。
【図５】他の実施形態の暖房装置を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に示す本発明の実施形態の暖房装置は、床暖房マット等の比較的低温の熱媒体（不凍液、水等）を流す本発明の対象となる暖房端末である低温暖房端末１と、低温暖房端末１に熱媒体を循環させる暖房回路２と、低温暖房端末１から戻された熱媒体の一部を加熱する加熱部たるバーナ３１を熱源とする熱交換器３と、熱交換器３で加熱された熱媒体を暖房回路２に循環する熱媒体に混合する混合弁たるサーモバルブ４とを備えている。
【００１３】
暖房回路２には、循環ポンプ２１が介設されている。そして、暖房回路２は、低温暖房端末１を通過した熱媒体を循環ポンプ２１に戻す復路２ａと、循環ポンプ２１から送り出された熱媒体をサーモバルブ４に供給する上流側往路２ｂ１と、サーモバルブ４から流出した熱媒体を低温暖房端末１に供給する下流側往路２ｂ２とで構成される。復路２ａには、シスターン２２が介設されている。また、上流側往路２ｂ１から熱交換器３の入口に連なる熱交入口流路３ａを分岐させ、熱交換器３の出口を熱交出口流路３ｂを介してサーモバルブ４に接続している。そして、下流側往路２ｂ２に介設した熱動弁１１が開弁されたとき、循環ポンプ２１を作動させると共にバーナ３１を燃焼させる。これにより、暖房回路２に熱媒体が循環されると共に、低温暖房端末１から戻された熱媒体の一部が熱交換器３で加熱され、加熱された熱媒体が暖房回路２に循環する熱媒体にサーモバルブ４で混合されて、比較的低温の熱媒体が低温暖房端末１に供給される。
【００１４】
尚、本実施形態の暖房装置には、ファンコンベクタ等の比較的高温の熱媒体を流す高温暖房端末１´が設けられている。高温暖房端末１´に熱媒体を供給する往路２ｂ´は、熱交出口流路３ｂから分岐されており、高温暖房端末１´を通過した熱媒体が流れる復路２ａ´は、上記復路２ａに合流している。そして、往路２ｂ´に介設した熱動弁１１´が開弁されたとき、循環ポンプ２１を作動させると共にバーナ３１を燃焼させ、熱交換器３で加熱された比較的高温の熱媒体を高温暖房端末１´に循環させる。
【００１５】
サーモバルブ４は、上流側往路２ｂ１に接続される、低温暖房端末１から戻された熱媒体が流入する低温流入ポート４１１と、熱交出口流路３ｂに接続される、熱交換器３で加熱された熱媒体が流入する高温流入ポート４１２と、低温流入ポート４１１と高温流入ポート４１２とから熱媒体が流入する弁室４１３と、弁室４１３に常時連通する、下流側往路２ｂ２が接続された流出ポート４１４とを有する筒状の弁筐４１を備えている。弁筐４１には、弁室４１３を囲う図２に示す筒状の弁座部材４１５が内嵌されている。そして、弁座部材４１５の軸方向一方の半部（図１、図２の上半部）に、低温流入ポート４１１を弁室４１３に連通する第１弁口４１５ａを開設する共に、弁座部材４１５の軸方向他方の半部（図１、図２の下半部）に、高温流入ポート４１２を弁室４１３に連通する第２弁口４１５ｂを開設している。
【００１６】
また、サーモバルブ４は、弁筐４１内の弁体４２を備えている。弁体４２は、図３に示す如く筒状であって、弁座部材４１５に摺動自在に内挿されている。弁体４２の軸方向中央部には、第１と第２の両弁口４１５ａ，４１５ｂ間の軸方向間隔よりも軸方向幅の広い開口４２ａが開設されている。そして、弁体４２が軸方向一方（図１の上方）に移動したとき、第１弁口４１５ａと開口４２ａとの重合開度、即ち、弁室４１３に対する低温流入ポート４１１の連通開度が増加すると共に、第２弁口４１５ｂと開口４２ａとの重合開度、即ち、弁室４１３に対する高温流入ポート４１２の連通開度が減少し、弁体４２が軸方向他方（図１の下方）に移動したとき、低温流入ポート４１１の連通開度が減少すると共に高温流入ポート４１２の連通開度が増加するようにしている。
【００１７】
サーモバルブ４は、更に、弁体４２を軸方向一方に付勢する感温部材たる形状記憶合金製の感温バネ４３と、弁体４２を軸方向他方に付勢するバイアスバネ４４とを備えている。感温バネ４３は、弁室４１３内に配置されている。そのため、低温流入ポート４１１からの熱媒体と高温流入ポート４１２からの熱媒体とが弁室４１３で混合されることにより得られる混合熱媒体の温度変化に伴って感温バネ４３の付勢力が変化する。そして、感温バネ４３の付勢力とバイアスバネ４４の付勢力とが釣り合う位置、即ち、混合熱媒体の温度がバイアスバネ４４の付勢力で規定される所定の設定温度になる位置に弁体４２が変位する。尚、バイアスバネ４４のバネ受け４４ａは、モータ４５により送りねじ機構を介して軸方向に動くロッド４５ａに設けられている。そのため、モータ４５を駆動することで上記設定温度を可変することができる。
【００１８】
ところで、暖房回路２に熱媒体が循環している間に熱媒体の温度が上昇すると、サーモバルブ４の低温流入ポート４１１の連通開度がかなり大きくなって、高温流入ポート４１２の連通開度の減少により、低温暖房端末１のみに熱媒体を循環させる単独運転時には熱交換器３に流れる熱媒体の流量がかなり少なくなり、熱交換器３での空焚きを生ずる虞がある。この場合、熱交換器３にサーモバルブ４を経由せずに熱媒体を循環させる内部循環回路、例えば、熱交出口流路３ｂとシスターン２２とを接続するバイパス路を設ければ、空焚きを防止することができる。然し、これでは、内部循環回路が必要になることから、コスト高になってしまう。
【００１９】
また、熱交換器３及びサーモバルブ４が正常である場合、熱交換器３により加熱された熱媒体の温度は上記設定温度に比しかなり高いため、熱交換器３による熱媒体の加熱中にサーモバルブ４の高温流入ポート４１２の連通開度が全開近傍まで増加することはない。即ち、熱交換器３による熱媒体の加熱中に高温流入ポート４１２の連通開度が全開近傍まで増加するのは、熱交換器３又はサーモバルブ４に異常を生じた場合である。
【００２０】
そこで、本実施形態では、サーモバルブ４に、低温流入ポート４１１の連通開度が全開近傍の所定の高開度以上になる位置に弁体４２が変位したことを検出する低温全開検出手段たる第１リードスイッチ４６と、高温流入ポート４１２の連通開度が全開近傍の所定の高開度以上になる位置に弁体４２が変位したことを検出する高温全開検出手段たる第２リードスイッチ４７とを設けている。具体的に説明すれば、弁体４２の軸方向一方の端部と他方の端部に夫々マグネット４６ａ，４７ａを取付ける共に、弁筐４１の軸方向一方の端部に内嵌させた、ロッド４５ａを挿通するガイドブロック４１６に第１リードスイッチ４６を埋設し、弁筐４１の軸方向他方の端部寄りの周壁部に第２リードスイッチ４７を埋設している。そして、低温流入ポート４１１の連通開度が所定の高開度になる位置まで弁体４２が軸方向一方に変位したときに、マグネット４６ａの磁力を受けて第１リードスイッチ４６がオンし、高温流入ポート４１２の連通開度が所定の高開度になる位置まで弁体４２が軸方向他方に変位したときに、マグネット４７ａの磁力を受けて第２リードスイッチ４７がオンするようにしている。
【００２１】
また、暖房装置のコントローラは、低温暖房端末１用の熱動弁１１の開弁で循環ポンプ２１を作動させると共にバーナ３１を燃焼させているときに、図４に示す安全制御を行う。この安全制御では、先ず、ＳＴＥＰ１で第１リードスイッチ４６がオンされたか否かを判別する。
【００２２】
第１リードスイッチ４６がオンされたときは、ＳＴＥＰ２に進み、高温暖房端末用の熱動弁１１´が閉弁されているか否かを判別する。そして、この熱動弁１１´が閉弁されているとき、即ち、低温暖房端末１にのみ熱媒体を循環させる単独運転時には、ＳＴＥＰ３でバーナ３１を消火して熱媒体の加熱を停止する。これにより、熱交換器３での空焚きを防止することができる。そして、内部循環路を設ける必要がないため、コストダウンを図ることができる。尚、ＳＴＥＰ３でバーナ３１の燃焼を停止した後は、ＳＴＥＰ４で第１リードスイッチ４６がオフしたか否かを判別し、オフしたときに、ＳＴＥＰ５でバーナ３１の燃焼を再開させてＳＴＥＰ１に戻る。  
【００２３】
ＳＴＥＰ１で第１リードスイッチ４６がオフと判別されたときは、ＳＴＥＰ６に進み、第２リードスイッチ４７がオンされたか否かを判別する。そして、第２リードスイッチ４７がオンされたときは、ＳＴＥＰ７に進んで循環ポンプ２１を停止すると共に、バーナ３１を消火して熱媒体の加熱を停止する。これにより、熱交換器３又はサーモバルブ４に異常を生じた場合のフェールセーフを図ることができる。
【００２４】
尚、上記実施形態では、暖房回路２の往路を上流側往路２ｂ１と下流側往路２ｂ２とに二分して、サーモバルブ４の低温流入ポート４１１と流出ポート４１４を夫々上流側往路２ｂ１と下流側往路２ｂ２に接続しているが、図５に示す実施形態の如く、往路２ｂを二分せずに、暖房回路２の復路をシスターン２２より上流の上流側復路２ａ１とシスターン２２が介設された下流側復路２ａ２とに二分して、サーモバルブ４の低温流入ポート４１１と流出ポート４１４を夫々上流側復路２ａ１と下流側復路２ａ２に接続してもよい。
【００２５】
また、図５に示す実施形態では、熱交換器３に潜熱回収型の副熱交換器３２を付設して、この副熱交換器３２を上流側復路２ａ１に介設しているが、熱交入口流路３ａに副熱交換器３２を介設してもよい。更に、図１、図５に示す実施形態では、低温全開検出手段と高温全開検出手段とを夫々第１と第２のリードスイッチ４６，４７で構成しているが、リードスイッチ以外の部材で低温全開検出手段と高温全開検出手段を構成することも可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１…低温暖房端末（暖房端末）、２…暖房回路、３…熱交換器（加熱部）、４…サーモバルブ、４１…弁筐、４１１…低温流入ポート、４１２…高温流入ポート、４１３…弁室、４１４…流出ポート、４２…弁体、４３…感温バネ、４６…第１リードスイッチ（低温全開検出手段）、４７…第２リードスイッチ（高温全開検出手段）。
【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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