(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水を供給する給湯管と水を供給する給水管との間に並設される第１および第２のミキシング弁と、この各ミキシング弁で混合された湯をそれぞれ外部に出湯する第１および第２の出湯口と、前記各ミキシング弁を制御する制御装置と、を備え、
前記第１の出湯口からの出湯停止後に、前記第１のミキシング弁が所定の待機開度を維持して待機状態となる給湯装置において、
前記第１のミキシング弁が待機状態のときに前記第２の出湯口の出湯が開始された場合に、前記第１のミキシング弁の待機開度を、出湯の温度設定が「第２の出湯口＞第１の出湯口」のときには、水に対する温水の混合比率が大きくなる方向に補正し、出湯の温度設定が「第２の出湯口＜第１の出湯口」のときには、水に対する温水の混合比率が小さくなる方向に補正する構成としたことを特徴とする給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、貯湯した温水と給水管からの水とをミキシング弁で混合して出湯する湯水混合型の給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
湯水混合型の貯湯式給湯装置の一構成例を図２に示す。符号１は温水を貯湯する貯湯タンクであり、水道等に接続した給水本管２を介して水が貯湯タンク１に供給される。貯湯タンク１内の温水は、貯湯タンク１の上部に取り付けられた給湯管３を介して給湯される。給湯管３の下流側は給湯分岐管３ａ、３ｂに分岐形成されており、各下流端口はそれぞれミキシング弁５（第１のミキシング弁）の温水側ポート５Ａ、ミキシング弁６（第２のミキシング弁）の温水側ポート６Ａに接続している。給水本管２から分岐した給水管４の下流側は給水分岐管４ａ、４ｂに分岐形成されており、各下流端口はそれぞれミキシング弁５の水側ポート５Ｂ、ミキシング弁６の水側ポート６Ｂに接続している。つまり、ミキシング弁５とミキシング弁６とは、温水を供給する給湯管３と水を供給する給水管４との間に並設された関係にある。
【０００３】
ミキシング弁５、６で混合された各湯は、各流出ポート５Ｃ、６Ｃに接続した出湯管７、８を介してそれぞれ出湯口９、１０から出湯される。出湯口９は例えばキッチンに備え付けられ、出湯口１０は例えば風呂に備え付けられる。出湯管７には上流側から、湯温を検知する温度センサ１１、出湯量を計測する流量カウンタ１２が設けられ、出湯管８にも同様に、温度センサ１３、流量カウンタ１４が設けられている。ミキシング弁５、６は共に比例制御が可能な三方弁からなり、図では電動三方弁として示している。代表的なものとしては電動ボール弁が挙げられる。
【０００４】
給湯分岐管３ａには、出湯口９が出湯していない場合（これを非出湯という）であって、出湯口１０が出湯している場合の逆流防止用の逆止め弁１５が設けられ、給水分岐管４ａ、４ｂには、それぞれミキシング弁５、６を通過してきた温水の流下対流防止用の逆止め弁１６、１７が設けられている。また、符号１８は、貯湯タンク１内の温水を加熱するヒートポンプ式の加熱器であり、往き管１９と戻り管２０とからなる循環経路により貯湯タンク1と接続されている。往き管１９には循環ポンプ２１が介設される。なお、加熱器１８としては公知のものが適用されるので構造の説明は省略する。
【０００５】
以上の貯湯式給湯装置の作動は制御装置２２により制御される。ミキシング弁５の制御に関する一例を挙げると、出湯口９が開栓されて流量カウンタ１２により出湯が検知されると、制御装置２２は、温度センサ１１で検知された湯温がリモコン等で予め設定された湯温となるようにミキシング弁５の開度を制御する。制御方式は、フィードフォワード制御とフィードバック制御の併用である。ミキシング弁６側についての制御も同様である。制御装置２２は、貯湯タンク１に設けた温度センサ（図示せず）の検知等に基づいて、加熱器１８や循環ポンプ２１の制御も行う。
【０００６】
なお、以上の構成に類似した湯水混合型の貯湯式給湯装置の一例が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００３−４３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方のミキシング弁５について説明すると、通常、ミキシング弁５は、出湯口９からの出湯が停止した後も次の出湯（再出湯）に備えて適正な開度（これを待機開度という）を維持して待機した状態となっており、これにより再出湯時のアンダシュート（湯温が設定値を下回る現象）やオーバシュート（湯温が設定値を上回る現象）が抑制されている。
【０００８】
しかしながら、従来では、ミキシング弁５の待機開度は出湯口９のみの再出湯に合わせた値として設定されていたことから、ミキシング弁５が前記待機状態にあるときに先ず出湯口１０から出湯があり、この出湯口１０の出湯中に出湯口９から再出湯させるという条件下では、ミキシング弁５の待機開度は不適正な値となってしまう。この場合、例えば図３の（ａ）に示すように、再出湯して出湯管７（図２）に停滞していた分が出た後に、待機開度のずれに伴うアンダシュートが発生したり、（ｂ）に示すようなオーバシュートが発生するおそれがある。なお、このアンダシュートやオーバシュートは、温度センサ１１に基づいて制御装置２２がミキシング弁５をフィードバック制御することにより次第に解消される。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、給湯管と給水管との間に一対のミキシング弁とこの各ミキシング弁に対応する出湯口が並設された給湯装置において、他方の出湯口における出湯如何に関わらず、一方の出湯口の再出湯初期時におけるアンダシュートやオーバシュートを抑制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】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するため、温水を供給する給湯管と水を供給する給水管との間に並設される第１および第２のミキシング弁と、この各ミキシング弁で混合された湯をそれぞれ外部に出湯する第１および第２の出湯口と、前記各ミキシング弁を制御する制御装置と、を備え、前記第１の出湯口からの出湯停止後に、前記第１のミキシング弁が所定の待機開度を維持して待機状態となる給湯装置において、前記第１のミキシング弁が待機状態のときに前記第２の出湯口の出湯が開始された場合に、前記第１のミキシング弁の待機開度を、出湯の温度設定が「第２の出湯口＞第１の出湯口」のときには、水に対する温水の混合比率が大きくなる方向に補正し、出湯の温度設定が「第２の出湯口＜第１の出湯口」のときには、水に対する温水の混合比率が小さくなる方向に補正する構成としたことを特徴とする給湯装置とした。
【００１１】
この給湯装置によれば、第１の出湯口の再出湯初期時におけるアンダシュートやオーバシュートが抑制される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、他方の出湯口における出湯如何に関わらず、一方の出湯口の再出湯時におけるアンダシュートやオーバシュートを抑制でき、再出湯初期時の温度特性に優れた給湯装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明について前記した図２および図１を用いて説明し、「背景技術」の欄で説明した構成部材に関し重複する事項については説明を省略する。図１は本発明の作用を示すフロー図である。本発明は、温水を供給する給湯管３と水を供給する給水管４との間に並設される第１および第２のミキシング弁５、６と、この各ミキシング弁５、６で混合された湯をそれぞれ外部に出湯する第１および第２の出湯口９、１０と、各ミキシング弁５、６を制御する制御装置２２と、を備え、第１の出湯口９からの出湯停止後に、第１のミキシング弁５が所定の待機開度を維持して待機状態となる構成の給湯装置に関するものであって、その主な特徴部は、第１のミキシング弁５が待機状態のときに第２の出湯口１０の出湯が開始された場合に、第２のミキシング弁６に流入する温水の流量および水の流量に応じて前記待機開度を補正する構成としたことにある。
【００１６】
作用を説明すると、先ず第１の出湯口９が閉栓されると、制御装置２２は流量カウンタ１２の信号に基づいて第１の出湯口９の出湯停止を検知し（図１のＳＴ１）、次いで、制御装置２２は、第１のミキシング弁５を、出湯停止時の開度、つまり制御装置２２が第１の出湯口９の出湯停止を検知したときの開度（待機開度）で待機させる（ＳＴ２）。この状態で、制御装置２２は流量カウンタ１２の信号に基づいて第１の出湯口９における出湯の有無を監視する（ＳＴ３）。そして、第１の出湯口９から出湯があった場合には（ＳＴ３のＹＥＳ）、第１のミキシング弁５がＳＴ２で設定された待機開度にある状態で、出湯が行われる。
【００１７】
第１の出湯口９から出湯がない場合（ＳＴ３のＮＯ）、次のステップＳＴ４で制御装置２２は流量カウンタ１４の信号に基づいて第２の出湯口１０における出湯の有無を判断し、出湯がない場合には（ＳＴ４のＮＯ）、ステップＳＴ３に戻る。第２の出湯口１０からの出湯があると（ＳＴ４のＹＥＳ）、制御装置２２は、第２のミキシング弁６に流入する温水の流量および水の流量に応じて、第１のミキシング弁５の待機開度を補正する（ＳＴ５）。
【００１８】
ステップＳＴ５の処理について説明する。例えば出湯の温度設定が「第２の出湯口１０＞第１の出湯口９」の関係にある場合を想定すると、第２のミキシング弁６に流入する水に対する温水の割合は、第１のミキシング弁５における割合よりも多いことになるから、両ミキシング弁５、６が給湯管３と給水管４との間に並設されるという構造上、第１の出湯口９を再出湯させると、第１のミキシング弁５に流入する水に対する温水の割合は本来よりも少なくなりやすい。したがって、そのままの待機開度では図３（ａ）に示したアンダシュートが発生する。このような場合、制御装置２２は、第２のミキシング弁６に流入する温水の流量および水の流量に関するデータに基づいて、第１のミキシング弁５の弁体（図示せず）を、水に対する温水の混合比率が大きくなる方向に開度の補正を行う。これにより、第１の出湯口９の再出湯初期時におけるアンダシュートを抑制できる。
【００１９】
同様に、出湯の温度設定が「第２の出湯口１０＜第１の出湯口９」の関係にある場合を想定すると、第２のミキシング弁６に流入する水に対する温水の割合は、第１のミキシング弁５における割合よりも少ないことになるから、第１の出湯口９を再出湯させると、第１のミキシング弁５に流入する水に対する温水の割合は本来よりも多くなりやすい。したがって、そのままの待機開度では図３（ｂ）に示したオーバシュートが発生する。このような場合、制御装置２２は、第２のミキシング弁６に流入する温水の流量および水の流量に関するデータに基づいて、第１のミキシング弁５の弁体（図示せず）を、水に対する温水の混合比率が小さくなる方向に開度の補正を行う。これにより、第１の出湯口９の再出湯初期時におけるオーバシュートを抑制できる。
【００２０】
また、たとえ出湯の温度設定が「第２の出湯口１０＝第１の出湯口９」の関係にある場合であっても、配管の引き回し構造や外気温の変化等の要因により、第２の出湯口１０の出湯時に第１の出湯口９を再出湯させると、そのままの待機開度ではアンダシュートやオーバシュートが発生することもあり得る。したがって、このような場合も、制御装置２２は、第２のミキシング弁６に流入する温水の流量および水の流量に関するデータに基づいて、適宜に第１のミキシング弁５の待機開度の補正を行う。
【００２１】
以上の待機開度の補正値、つまり第１のミキシング弁５における弁体（図示せず）の補正角度の値は、第１の出湯口９、第２の出湯口１０の各温度設定値や第２の出湯口１０の開栓度合いをパラメータとしたシミュレーションで予め求めておき、制御装置２２に記憶させておく。制御装置２２は、第２のミキシング弁６に流入する温水の流量および水の流量に関するデータに基づき、記憶したシミュレーションデータから適正な補正値を割り出し、待機開度の補正を行う。
【００２２】
ここで、第１のミキシング弁５の待機開度の補正が行われた後、第１の出湯口９から再出湯する前の段階で、第２の出湯口１０からの出湯を停止させた場合には、待機開度は元の状態に戻るように構成されている。
【００２３】
待機開度の補正値を決定する要素である「第２のミキシング弁６に流入する温水の流量および水の流量」に関するデータとしては、様々なものが挙げられる。例えば、給湯分岐管３ｂ、給水分岐管４ｂにそれぞれ流量カウンタを設け、それらの出力信号を前記データとすることができる。また、出湯管８に設けた流量カウンタ１４の出力信号と、第２のミキシング弁６の開度に関する信号とを前記データとすることもできる。なぜなら、前者の出力信号で割り出される出湯量と、後者の信号によって割り出される温水と水の混合比率とから、温水の流量と水の流量とを求めることができるからである。また、第２の出湯口１０おけるリモコン等による温度設定に関する信号は、第２のミキシング弁６の開度に関する信号と相関関係にあるので、出湯管８に設けた流量カウンタ１４の出力信号と、第２の出湯口１０おけるリモコン等による温度設定に関する信号とを前記データとすることもできる。
【００２４】
本実施形態では、給湯分岐管３ｂに流量カウンタ２３を設け、この流量カウンタ２３の出力信号と、第２のミキシング弁６の開度に関する信号とに基づいて、第１のミキシング弁５の待機開度を補正する構成としている。この場合、前者の出力信号から第２のミキシング弁６に流入する温水の流量が求められ、後者の信号によって割り出される温水と水の混合比率からミキシング弁６に流入する水の流量が求められる。この構成によれば、経済的で精度良く第１のミキシング弁５の待機開度を補正することができる。
【００２５】
以上、本発明について好適な実施形態を説明した。実施形態では、給湯管３と給水管４との間に２つのミキシング弁５、６（出湯口９、１０）を並設した場合について説明したが、３つ以上のミキシング弁（出湯口）が並設されている場合であっても、その内の２つのミキシング弁（出湯口）の作用関係が、実施形態で説明したミキシング弁５、６（出湯口９、１０）と同一の作用関係を有するものであれば、本発明に包含される。また、実施形態では、一方のミキシング弁５についてのみ待機開度を補正する構成として説明したが、両ミキシング弁５、６のそれぞれについて待機開度を補正する構成とした場合も本発明に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の作用を示すフロー図である。
【図２】給湯装置の一例を示す回路構成図である。
【図３】再出湯初期時の出湯特性を示すグラフであり、（ａ）はアンダシュートが生じた場合、（ｂ）はオーバシュートが生じた場合を示す。
【符号の説明】
【００２７】
３    給湯管
３ａ、３ｂ  給湯分岐管
４    給水管
４ａ、４ｂ  給水分岐管
５    第１のミキシング弁
６    第２のミキシング弁
９    第１の出湯口
１０    第２の出湯口
２２    制御装置
２３    流量カウンタ
【図１】
0004638805.tif 000002
【図２】
0004638805.tif 000003
【図３】
0004638805.tif 000004