(57)【要約】【課題】  混合弁を駆動するためのステッピングモータの位置センサが異常である場合であっても、設定温度の混合湯水を提供することのできる給湯システムを提供する。【解決手段】  上記課題を解決するために本発明の給湯システムは、高温湯を供給する給湯管と、低温水を供給する給水管と、高温湯と低温水とを所定の比率に混合する機能を有する混合弁と、混合弁を駆動させるモータと、モータの回動位置を検知する位置センサと、モータを制御する制御部と、混合弁を介して低温水と高温湯とを混合してなる混合湯水を供給する混合湯水管と、混合湯水を提供する湯水提供部と、位置センサが異常であると制御部が判断した場合にはその旨を表示する表示部と、備えてなるとともに、モータはステッピングモータとして、位置センサが異常であると制御部が判断した場合には、ステッピングモータのステップ数の情報によって混合弁の駆動を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温湯を供給する給湯管と、低温水を供給する給水管と、高温湯と低温水とを所定の比率に混合する機能を有する混合弁と、前記混合弁を駆動させるモータと、前記モータの回動軸の角度を検知する位置センサと、前記モータの回動を制御する制御部と、前記混合弁を介して低温水と高温湯とを混合してなる混合湯水を供給する混合湯水管と、混合湯水を提供する湯水提供部と、前記位置センサが異常であると前記制御部が判断した場合にはその旨を表示する表示部と、を備えてなることを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
前記モータはステッピングモータであって、前記位置センサが異常であると制御部が判断した場合には、前記ステッピングモータのステップ数の情報によって前記混合弁の駆動を制御することを特徴とする請求項１記載の給湯システム。
【請求項３】
混合湯水の温度を測定する温度センサを有してなり、前記位置センサが異常であると制御部が判断した場合には、前記温度センサにて測定される混合湯水の温度と、混合湯水の設定温度とを比較することによるフィードバック制御によって、前記混合弁の駆動を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温湯と低温水とを所定の比率に混合する機能を有する混合弁を有して、所定の温度の混合湯水を提供する貯湯式給湯システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特開平４−４８１２８号公報に開示されているように、高温湯と低温水とを混合することにより所定温度の混合湯水を供給する給湯システムが用いられている。
【０００３】
このものは、給湯管から供給される高温湯と、給水管から供給される低温水とを、混合弁を介して混合して得られ混合湯水を、混合湯水管を通して湯水提供部である混合栓の吐出口から使用者に提供するものである。この混合湯水は、混合弁にて、高温湯と低温水との供給量の比率を調整することにより、使用者があらかじめ設定した温度に調整している。
【０００４】
この混合弁は、モータにて回動軸を回動させて、所定の角度とすることにより、低温水と高温湯との混合比率を調整できる構造になっている（図２参照）。このとき、モータの回動軸の角度を検知する位置センサの信号で制御することにより、回動軸の角度が所定の角度になるようにしている。ここで、この位置センサに異常を生じると、当然のことながら、混合湯水を設定温度に調整するように混合弁を制御することができなくなっていた。特に、業務用の給湯システムのような場合には、混合湯水の使用量が多いために、このような位置センサの異常によって、混合湯水の提供が停止すると、大きな弊害を生じていた。
【０００５】
このようなモータの回動軸の角度を検知する位置センサの異常の発生時の処理方法が、特開平４−１０６３２５号公報や特開平２−１９１００７号公報に開示されている。しかしながら、これらの公報に開示されている方法では、位置センサの異常が発生したときには、安全のために、給湯システムの運転を停止することを基本としている。このために、位置センサの異常の際には、混合湯水を提供することはできなかった。
【特許文献１】特開平４−４８１２８号公報
【特許文献２】特開平４−１０６３２５号公報
【特許文献３】特開平２−１９１００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、混合弁を駆動するためのモータの位置センサが異常である場合であっても、設定温度の混合湯水を提供することのできる給湯システムを提供することにある。
【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の給湯システムは、高温湯を供給する給湯管と、低温水を供給する給水管と、高温湯と低温水とを所定の比率に混合する機能を有する混合弁と、混合弁を駆動させるモータと、モータの回動位置を検知する位置センサと、モータを制御する制御部と、混合弁を介して低温水と高温湯とを混合してなる混合湯水を供給する混合湯水管と、混合湯水を提供する湯水提供部と、位置センサが異常であると制御部が判断した場合にはその旨を表示する表示部と、備えてなる。また、モータをステッピングモータとして、位置センサが異常であると制御部が判断した場合には、ステッピングモータのステップ数の情報によって混合弁の駆動を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にあっては、位置センサが異常であると制御部が判断した場合には、混合弁が故障している旨を表示部に表示するので、使用者は故障を知って修繕を指示した上で、混合湯水を提供することができる。さらに、ステッピングモータのステップ数の情報によって混合弁の駆動を制御するので、位置センサに異常があっても給湯システムを使用し続けることができる。業務用のように、使用者が限定されていて、混合湯水が提供できないことによる不利益が大きい場合には特に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本実施形態の給湯システムを図１〜３に基づいて説明する。この給湯システムは、図１に示すように、ヒートポンプのような加熱装置１２によって加熱された高温湯を循環ポンプ１３の働きによりタンク給湯管１４を通じて供給し、貯湯タンク１１に貯えておき、使用者の必要に応じて、給湯管１を通じて供給する。また、外部水道等から給水管２を通じて供給された低温水は、高温湯と混合弁３を介して混合されて混合湯水となり、混合湯水管４を通して、湯水提供部である混合栓８から使用者に提供される。一方、混合湯水管４には混合湯水の流量を検知する流量センサ６、混合湯水の温度を検知する湯温センサ７とが設けられている。このようにして、使用者は、混合栓８を開栓すると、予め設定した温度の混合湯水が、混合栓８の吐出口から提供される構成になっている。
【００１０】
混合弁３の構造は、図２に示すように、回動軸３ｂを支点として回動する回動片３ａを具備している。この回動軸３ｂをステッピングモータ１５により回動させて、回動片３ａを一定の角度とすることにより、給湯管１のＡ方向から供給される高温湯と、給水管２のＢ方向から供給される低温水とを混合する比率を調整するようになっている。つまり、図２（ａ）に示すように、平面視での回動片３ａの角度を９０度にして、給湯管１を塞ぐ状態にした場合には、低温水のみが混合栓８の吐出口から提供されることになる。また、図２（ｃ）に示すように、平面視での回動片３ａの角度を０度にして、給水管２を塞ぐ状態にした場合には、高温湯のみが混合栓８の吐出口から提供されることになる。そして、図２（ｂ）に示すように、平面視での回動片３ａの角度を所定の角度として、図２（ａ）と（ｃ）との中間位置の状態とした場合には、高温湯と低温水とが混合された混合湯水が混合栓８の吐出口から提供されることになる。ここで、回動片３ａの角度を調整することにより、高温湯と低温水とを混合する比率を変化させることができ、この結果として、提供される混合湯水の温度を調整することができる。
【００１１】
回動軸３ｂをステッピングモータ１５によって所定位置に回動させる手順について説明する。図３に示すように、ステッピングモータ１５の回動軸は、回動軸３ｂと一致していて、これには円板形状の回動板１７が取り付けられている。この回動板１７の周端には磁石１８が配設されていて、この磁石１８が発する磁場を位置センサであるホールセンサ１９により検知することによって、回動軸３ｂの回転角の情報を検知している。ここで、通常の回動軸３ｂの回動範囲においては、ホールセンサ１９によって磁石１８の磁場が検知できる構成になっている。したがって、ホールセンサ１９によって検知される磁場の大きさと、ステッピングモータ１５のステップ数の情報に基づいて、角度を制御している。このように、通常はホールセンサ１９の位置情報とステッピングモータ１５のステップ数の情報を組合せることにより、確実に角度情報を検知している。つまり、ホールセンサ１９の位置情報のみでは、磁石１８が、ホールセンサ１９の反対側に位置した場合には、位置情報が不明となるおされがある。また、ステッピングモータ１５のステップ数の情報のみでは、基準位置が明確でないために、長時間にわたって、混合弁３を駆動させたときに、検知の位置情報にずれを生じるおそれがある。つまり、両者を組合せることにより、混合弁３の確実な制御を実施している。
【００１２】
ここで、混合湯水を所定の温度に調整ための制御方法としては、最初に、設定温度と回動軸３ｂの角度との関係をあらかじめ制御部９にデータとして記憶させておき、このデータに従って回動片３ａの回動させるフィードフォワード制御が用いられる。次に、詳細に混合湯水を温度に調整するためには、設定温度と湯温センサ７の温度とを比較して、湯温センサ７の温度の方が低温であれば高温湯の供給量を多くするように回動軸３ｂを回動させて、逆に湯温センサ７の温度の方が高温であれば低温水の供給量を多くするように回動軸３ｂを回動させることにより温度制御させるフィードバック方法が用いられる。このように、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを組合せることにより、短時間で正確な温度制御ができるようになっている。つまり、最初にフィードフォワード制御により、短時間でおおよその位置まで混合弁３を駆動させた後に、フィードバック制御により、正確な温度に制御することができる。
【００１３】
以下に、本実施形態の給湯システムの使用手順と動作について説明する。あらかじめ、使用者は、制御部９に指令を与えることにより、使用する混合湯水の温度を設定温度に設定しておく。ここで、貯湯タンク１１に貯蔵されている高温湯の温度は６０〜９０℃であり、外部水道から供給される低温水の温度は、通常は１０〜３０℃である。一方使用者が使用する混合湯水の温度は、通常は手洗いや風呂に使用するものであり、３０〜５０℃である。まず、使用者が混合栓８を開栓することにより、混合湯水が混合栓８の吐出口から提供される。このとき、混合湯水管４に混合湯水が流れると、このことを流量センサ６が検知して、この流量信号が制御部９に伝達される。この流量信号をトリガーとして、制御部９は、混合弁３に制御指令を発して、混合湯水が設定温度になるように、混合弁３を調整させる。
【００１４】
混合湯水の使用が終了して、使用者が混合栓９を閉栓すると、混合湯水管４内部の混合湯水の流れは停止して、制御部９は、流量センサ６からの流量信号を受信しなくなる。この状態になると、制御部９は電気信号を発して、図２（ａ）に示すように、混合弁３が低温水のみを供給するように回動片３ａを回動させる。この後に、混合栓８が閉栓された状態を維持している場合には、混合弁３は、低温水のみを供給する状態で固定されことになる。つまり、本実施形態の給湯システムでは、流量センサ６から流量信号を制御部９に伝達したときのみ混合弁３を設定温度になるように調整し、流量信号のないときには、混合弁３は低温水のみを供給する状態に設定されている。このような制御方式を用いることにより、使用者が再度混合栓８を開栓したときに、一時的に（混合湯水の温度を設定温度となるように混合弁３が調整する時まで）高温湯が混合栓８から出ることがないようにしている。
【００１５】
以下に、位置センサであるホールセンサ１９に異常を生じた場合の動作について説明する。このときには、ホールセンサ１９からの出力信号を生じなくなるので、まず制御部９は、電気信号を発して表示部１０に、この旨を表示して、使用者に知らせる。こうすることにより、使用者は、混合弁３の異常を知って、修繕を業者に依頼することになる。ホールセンサ１９の修繕が完了するまでの間は、制御部９は、ステッピングモータ１５をステップ数の情報のみに基づいて制御するとともに、フィードバック制御のみによって、混合弁３の駆動を制御をするようにする。具体的には、ホールセンサ１９から信号を検知しなくなったときの、回動軸３ｂの角度を基準として、その後にステッピングモータ１５を駆動させたときのステップ数を制御部９で記憶しておき、このステップ数を加算させることにより、特定時間における回動軸３ｂの角度を知ることができる。ここで、ステッピングモータ１５は、制御部９からの制御指令に基づいて所定の角度だけ回動軸３ｂを回動させる機能を有するので、このような制御が可能となる。そして、このステップ数の情報に基づいて、混合弁３を駆動させて、混合湯水の温度を調整させる。
【００１６】
本実施形態の湯水システムは、位置センサが異常であると制御部が判断した場合には、混合弁が故障している旨を表示するので、使用者は故障を知って修繕を指示した上で、混合湯水を提供することができる。業務用のように使用者が限定されていている場合には、故障であることを知った上で、相当の注意を払いながら使用し続けることができるので、危険をある程度回避できるので、特に効果が大きい。また、銭湯のように大量の混合湯水を使用する業種においては、位置センサが故障しても、通常時とほぼ同様にして大量の混合湯水を提供することができるので、特に有用となる。
【００１７】
また、モータにステッピングモータを用いて、位置センサが異常であると制御部が判断した場合には、ステッピングモータのステップ数の情報によって混合弁の駆動を制御するので、位置センサが故障しても、通常時とほぼ同様にして混合湯水を提供することができる。つまり、通常時は、モータの回動軸の角度を検知する位置センサによるとともに、ステッピングモータのステップ数の情報によって混合弁の駆動を制御するので、誤って設定温度以上の混合湯水が提供されることなく安全である。さらに、故障時であっても、ステッピングモータのステップ数の情報のみによって混合弁の駆動を制御するので、通常時とほぼ同様に混合湯水を提供することができる。この場合には、長時間使用している場合には、設定温度と供給温度とに多少の温度差を生じることはあるが、使用者が限定されているので、このことを認識して使用することにより、危険を最小に押さえることができる。
【００１８】
さらに、混合湯水の温度を測定する温度センサを有してなり、位置センサが異常であると制御部が判断した場合には、温度センサにて測定される混合湯水の温度と、混合湯水の設定温度とを比較することによるフィードバック制御によって、混合弁の駆動を制御するので、位置センサが故障しても、通常時とほぼ同様にして混合湯水を提供することができる。つまり、通常は、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを組合せた制御により混合弁の駆動を制御しているので、短時間で正確な温度制御ができるようになっている。さらに、故障時には、フィードバック制御のみにより混合弁の駆動を制御しているので制御時間が多少長くなるが、設定温度以上の混合湯水が提供されることなく、安全となる。この場合には、大量の混合湯水を使用する業種においては、位置センサが故障しても、通常時とほぼ同様にして大量の混合湯水を提供することができるので、特に有用となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の給湯システムの構成図である。
【図２】混合弁の動作を示す断面図であり、（ａ）は高温湯のみを供給する状態、（ｂ）は低温水のみを供給する状態、（ｃ）は混合湯水を供給する状態を示している。
【図３】ステッピングモータと位置センサを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２０】
１    給湯管
２    給水管
３    混合弁
３ａ  回動片
３ｂ  回動軸
４    混合湯水管
６    流量センサ
７    湯温センサ
８    混合栓
９    制御部
１０  表示部
１１  貯湯タンク
１２  加熱装置
１３  循環ポンプ
１４  タンク給湯管
１５  ステッピングモータ
１７  回動板
１８  磁石
１９  ホールセンサ
Ａ    高温湯の流れ方向
Ｂ    低温水の流れ方向
Ｃ    混合湯水の流れ方向
【図１】
2005308350.tif 000003
【図２】
2005308350.tif 000004
【図３】
2005308350.tif 000005