(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気温水器からの湯に水を混合して給湯する複数の混合弁と、前記各混合弁ごとに給湯温度を制御する制御回路とを備えてなり、該制御回路は、２以上の前記混合弁が同時に作動するとき、低い優先度の混合弁を低速モードに切り換えることにより高い優先度の混合弁に比して低い優先度の混合弁の応答性を低くすることを特徴とする電気温水器における給湯温度制御装置。
【請求項２】
前記混合弁は、湯張り用の混合弁を含み、該湯張り用の混合弁と浴槽との間に湯張り用の開閉弁を介装することを特徴とする請求項１記載の電気温水器における給湯温度制御装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記湯張り用の開閉弁を開くとき、前記湯張り用の混合弁の開度を作動中の最高優先度の混合弁の開度に調節することを特徴とする請求項２記載の電気温水器における給湯温度制御装置。
【請求項４】
電気温水器からの湯に水を混合して給湯する複数の混合弁と、前記各混合弁ごとに給湯温度を制御する制御回路とを備えてなり、前記混合弁は、湯張り用の混合弁を含み、該湯張り用の混合弁と浴槽との間に湯張り用の開閉弁を介装する一方、前記制御回路は、前記湯張り用の開閉弁を開くとき、前記湯張り用の混合弁の開度を作動中の最高優先度の混合弁の開度に調節することを特徴とする電気温水器における給湯温度制御装置。
【請求項５】
前記制御回路は、前記湯張り用の開閉弁を閉じるとき、前記湯張り用の混合弁の開度を作動中の最高優先度の混合弁の開度に調節することを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか記載の電気温水器における給湯温度制御装置。
【請求項６】
前記制御回路は、前記湯張り用の開閉弁を閉じるとき、作動中の最高優先度の混合弁の高温側の開度を一時的に小さくすることを特徴とする請求項５記載の電気温水器における給湯温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、給湯温度を安定に制御し、高度の安全性を実現することができる電気温水器における給湯温度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気温水器には、沸き上げた湯に水を混合して給湯する給湯用の混合弁と湯張り用の混合弁とを組み合わせ、シャワーや台所などへの給湯動作と、浴槽への湯張り動作とを併せて実行することがある。
【０００３】
すなわち、各混合弁は、共通の制御回路と組み合わせ、制御回路は、給湯用の混合弁、湯張り用の混合弁を介し、各混合弁からの給湯温度がそれぞれ外部から設定される設定温度になるように温度制御する。なお、制御回路は、各混合弁を同一の駆動速度により個別に調節し、各給湯温度を互いに独立に制御することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術によるときは、制御回路は、給湯動作と湯張り動作とを同時に実行すると、各混合弁が互いに影響し合ってハンチングを起こし、給湯温度を安定に制御することができなくなるおそれがあるという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、各混合弁を優先度に従って制御することによって、有害なハンチングを起こすことなく、給湯温度を安定に制御して高度の安全性を実現することができる電気温水器における給湯温度制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためのこの出願に係る第１発明の構成は、電気温水器からの湯に水を混合して給湯する複数の混合弁と、各混合弁ごとに給湯温度を制御する制御回路とを備えてなり、制御回路は、２以上の混合弁が同時に作動するとき、低い優先度の混合弁を低速モードに切り換えることにより高い優先度の混合弁に比して低い優先度の混合弁の応答性を低くすることをその要旨とする。
【０００７】
なお、混合弁は、湯張り用の混合弁を含み、湯張り用の混合弁と浴槽との間に湯張り用の開閉弁を介装することができる。
【０００８】
また、制御回路は、湯張り用の開閉弁を開くとき、湯張り用の混合弁の開度を作動中の最高優先度の混合弁の開度に調節することができる。
【０００９】
第２発明の構成は、電気温水器からの湯に水を混合して給湯する複数の混合弁と、各混合弁ごとに給湯温度を制御する制御回路とを備えてなり、混合弁は、湯張り用の混合弁を含み、湯張り用の混合弁と浴槽との間に湯張り用の開閉弁を介装する一方、制御回路は、湯張り用の開閉弁を開くとき、湯張り用の混合弁の開度を作動中の最高優先度の混合弁の開度に調節することをその要旨とする。
【００１０】
なお、第１、第２発明において、制御回路は、湯張り用の開閉弁を閉じるとき、湯張り用の混合弁の開度を作動中の最高優先度の混合弁の開度に調節することができ、作動中の最高優先度の混合弁の高温側の開度を一時的に小さくすることができる。
【００１１】
【作用】
かかる第１発明の構成によるときは、制御回路は、２以上の混合弁が同時に作動するとき、低い優先度の混合弁を低速モードに切り換えることにより、たとえばシャワーや台所などに給湯する高い優先度の給湯用の混合弁に比して低い優先度の湯張り用の混合弁の応答性を低くし、両者の干渉を避けてそれぞれの混合弁により各混合弁からの給湯温度を安定に制御することができる。ただし、制御回路は、低速モードにおける混合弁の駆動速度を通常モードの１／２〜１／４に設定するものとし、高い優先度の給湯用の混合弁が作動していないとき、低い優先度の湯張り用の混合弁を通常モードに切り換え、給湯用の混合弁と同等の駆動速度により湯張り用の給湯温度を制御する。
【００１２】
なお、各混合弁の優先度は、制御回路内にあらかじめ設定しておくものとする。また、ここでいう湯張りとは、空の浴槽に湯を張る本来の湯張り動作の他、浴槽内の湯に適温の湯を追加する足し湯動作、浴槽内の湯に高温の湯を追加するさし湯動作、浴槽内の湯に水を足すさし水動作を含むものとする。
【００１３】
湯張り用の混合弁と浴槽との間に介装する湯張り用の開閉弁は、それを開閉して湯張りを開始させ、終了させることができ、このときの湯張り用の混合弁は、他の給湯用の混合弁と同一構造のものを使用することができる。
【００１４】
制御回路は、湯張り用の開閉弁を開くとき、それに先き立って湯張り用の混合弁の開度を作動中の最高優先度の混合弁の開度に調節することにより、当該作動中の混合弁における湯、水の混合比の変動を小さく抑え、その混合弁からの給湯温度の変化を最小に抑えることができる。たとえば、シャワー用の給湯用の混合弁を最高優先度に設定することにより、湯張りの開始によって使用中のシャワーから思わぬ高温の湯が放出される危険がない。なお、このようにして湯張り用の混合弁を開度調節することにより、殊にさし水動作の開始に際し、作動中の給湯用の混合弁からの給湯温度が高温側に不用意にオーバシュートすることがない。
【００１５】
第２発明の構成によるときは、制御回路は、湯張り用の開閉弁を開くに際して湯張り用の混合弁を開度調節し、湯張りの開始によって使用中の最高優先度の混合弁からの給湯温度が急変することを防止することができる。
【００１６】
制御回路は、湯張り用の開閉弁を閉じるとき、それに先き立って湯張り用の混合弁の開度を作動中の最高優先度の混合弁の開度に調節することにより、当該作動中の混合弁からの給湯温度の変化を小さく抑えることができ、たとえばさし湯動作の終了に際し、作動中の給湯用の混合弁からの給湯温度が高温側に不用意にオーバシュートすることを防止する。
【００１７】
制御回路は、湯張り用の開閉弁を閉じるとき、それに先き立って作動中の最高優先度の混合弁の開度を一時的に小さくすることにより、当該作動中の混合弁からの給湯温度を強制的に低くして給湯温度が高温側にオーバシュートすることを有効に防ぐことができる。なお、この動作は、たとえばさし湯動作の終了に際し、湯張り用の混合弁の開度調節と併せて実行するのがよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
電気温水器における給湯温度制御装置は、給湯用の混合弁２１、湯張り用の混合弁３１と、湯張り用の開閉弁３２と、制御回路４１とを備えてなる（図１）。なお、混合弁２１、３１は、電気温水器１０に組み合わされている。
【００２０】
電気温水器１０は、タンク１１の下部にヒータ１２を組み込んで構成されている。タンク１１の下部は、減圧弁１３を介して水源Ｗに接続されており、タンク１１の上部は、リリーフ弁１４の他、混合弁２１、３１の各高温側に分岐接続されている。
【００２１】
混合弁２１は、周面に開口部２１ｃを形成する弁体２１ｂをハウジング２１ａに組み込んで構成されている（図２）。ただし、図２（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ同図（Ａ）のＸ−Ｘ線矢視相当の動作説明図である。ハウジング２１ａは、高温側のポート２１ａ1 、低温側のポート２１ａ2 、給湯側のポート２１ａ3 が形成されており、低温側のポート２１ａ2 には、逆止弁２１ｅが内装されている。弁体２１ｂは、ポート２１ａ1 、２１ａ2 、２１ａ3 の合流部分に回転自在に組み込まれており、ハウジング２１ａに搭載するたとえばステップモータ形の駆動モータ２１ｄに連結されている。
【００２２】
混合弁２１は、高温側のポート２１ａ1 が電気温水器１０の上部に接続されており（図１、図２）、逆止弁２１ｅを介して低温側のポート２１ａ2 が減圧弁１３の出口側に接続されている。また、混合弁２１の給湯側のポート２１ａ3 は、蛇口Ａ1 付きの混合水栓Ａ、シャワーＢ1 用の混合水栓Ｂの各高温側に分岐接続されており、混合水栓Ａ、Ｂの低温側は、水源Ｗに接続されている。なお、混合弁２１の給湯側には、給湯側のポート２１ａ3 からの湯の流量Ｑ1 を検出する流量センサ２２、給湯温度Ｔ1 を検出する温度センサ２３が設けられている。
【００２３】
そこで、混合弁２１は、駆動モータ２１ｄを介して弁体２１ｂを正逆に回転させることにより、開口部２１ｃを介して低温側のポート２１ａ2 、高温側のポート２１ａ1 を給湯側のポート２１ａ3 に連続的に連通させる（図２（Ｂ）、（Ｃ））。すなわち、弁体２１ｂは、低温側のポート２１ａ2 を全開にし、高温側のポート２１ａ1 を全閉にして高温側の開度θ＝０％を実現し（同図（Ｂ））、低温側のポート２１ａ2 を全閉にし、高温側のポート２１ａ1 を全開にして開度θ＝１００％を実現するまで（同図（Ｃ））、高温側の開度θを正逆に連続的に変化させることができる。したがって、混合弁２１は、電気温水器１０からの湯と水源Ｗからの水とを混合して任意の給湯温度Ｔ1 の湯を混合水栓Ａ、Ｂに給湯することができる。
【００２４】
湯張り用の混合弁３１は、給湯用の混合弁２１と同一構造である（図１）。逆止弁３１ｅは、図示しないハウジング３１ａの低温側のポート３１ａ2 に内装されており、駆動モータ３１ｄは、ハウジング３１ａ内の図示しない弁体３１ｂを正逆に回転駆動する。混合弁３１は、高温側が電気温水器１０に接続されており、逆止弁３１ｅを介して低温側が減圧弁１３の出口側に接続されている。また、混合弁３１の給湯側は、湯張り用の開閉弁３２、逆止弁３４を介して浴槽Ｃの下部に接続されている。なお、開閉弁３２の出口側には、混合弁３１からの湯の流量Ｑ2 を検出する流量センサ３３が設けられ、逆止弁３４の出口側には、湯張り用の給湯温度Ｔ2 を検出する温度センサ３５が設けられている。
【００２５】
制御回路４１には、流量センサ２２からの流量Ｑ1 、温度センサ２３からの給湯温度Ｔ1 と、流量センサ３３からの流量Ｑ2 、温度センサ３５からの給湯温度Ｔ2 とが入力されている。また、制御回路４１には、混合水栓Ａ、Ｂの近傍に設置するメインコントローラＣＬ1 からの設定給湯温度Ｔs1と、浴槽Ｃの近傍に設置するサブコントローラＣＬ2 からの設定給湯温度Ｔs2とが併せ入力されている。制御回路４１の出力は、混合弁２１、３１の駆動モータ２１ｄ、３１ｄの他、開閉弁３２の操作端に個別に接続されている。
【００２６】
制御回路４１は、混合水栓Ａ、Ｂの一方または双方が開けられ、流量センサ２２からの流量Ｑ1 ＞０となって給湯用の混合弁２１が給湯を開始したことを検出すると、給湯温度Ｔ1 ＝Ｔs1になるように給湯用の混合弁２１を駆動制御する。すなわち、制御回路４１は、給湯中において、給湯用の混合弁２１を介して給湯温度Ｔ1 を温度制御し、このとき、給湯用の混合弁２１が作動している。また、制御回路４１は、給湯が停止されると、混合弁２１による温度制御動作を停止し、混合弁２１の作動を停止させる。
【００２７】
制御回路４１は、浴槽Ｃに湯張りするとき、たとえば図３のプログラムフローチャートに従って動作する。
【００２８】
プログラムは、メインコントローラＣＬ1 またはサブコントローラＣＬ2 からの湯張り動作指令、足し湯動作指令、さし水動作指令、さし湯動作指令のいずれかによって起動し、流量センサ２２からの流量Ｑ1 ≒０であって給湯用の混合弁２１が作動中でないことを認識すると（図３のプログラムステップ（１）、以下、単に（１）のように記す）、開閉弁３２を開いて浴槽Ｃに対する湯張りを開始する（４）。一方、プログラムは、流量センサ２２からの流量Ｑ1 ＞０であって給湯用の混合弁２１が作動中であると（１）、湯張り用の混合弁３１の開度θを給湯用の混合弁２１の開度θと同一になるように調節し（２）、湯張り用の混合弁３１の駆動モータ３１ｄの駆動速度を低速モードにセットした上（３）、開閉弁３２を開いて湯張りを開始する（４）。その後、プログラムは、流量センサ３３からの流量Ｑ2 の積算値が設定量に到達して湯張りが完了するまで（９）、湯張り用の混合弁３１を介して給湯温度Ｔ2 ＝Ｔs2となるように温度制御を続行する（（５）〜（９））。
【００２９】
このように、開閉弁３２を開くに先き立って混合弁３１の開度θを混合弁２１の開度θに調節することにより（２）、たとえばさし水動作であってＴs2≪Ｔs1であるとき（図４（Ａ））、またはさし湯動作であってＴs2≫Ｔs1であるとき（同図（Ｂ））のいずれの場合であっても、開閉弁３２を開くことにより混合弁２１における湯と水との混合比が過大に変動したり、それによって給湯温度Ｔ1 が過大に急変したりすることがない。なお、制御回路４１は、開閉弁３２を開くことにより（４）、低速モードの混合弁３１による温度制御に移行し（８）、湯張り用の給湯温度Ｔ2 ＝Ｔs2を実現することができる（図４）。すなわち、湯張り用の給湯温度Ｔ2 は、開閉弁３２の開放に先き立って、混合弁３１の開度θを混合弁２１の開度θに合わせることによってＴ2 ＝Ｔs1となり、開閉弁３２の開放後、Ｔ2 ＝Ｔs2に移行する。
【００３０】
また、プログラムは、湯張り中において、混合弁２１の作動が停止して給湯中でなくなると（５）、混合弁３１を通常モードに復帰させ（７）、混合弁２１が作動して給湯中であることを再検出すると（５）、混合弁３１を低速モードに再設定する（６）。ただし、設定給湯温度Ｔs2は、湯張り動作時、足し湯動作時においてたとえば３５〜４５℃に設定され、さし水動作時においてたとえば１０〜２５℃に設定され、さし湯動作時においてたとえば６０〜８０℃に設定されるものとする。ただし、さし水動作時には、設定給湯温度Ｔs2に拘らず、混合弁３１の開度θ＝０％を強制的に実現してもよい。なお、湯張り動作、足し湯動作の設定給湯温度Ｔs2は、サブコントローラＣＬ2 により設定可能とするのがよく、さし水動作、さし湯動作の設定給湯温度Ｔs2は、制御回路４１内にあらかじめ固定設定しておくのがよい。
【００３１】
プログラムは、湯張りが完了すると（９）、混合弁２１が作動中でなく、給湯中でないことを確認して（１０）、開閉弁３２を閉じ（１４）、そのまま終了する。一方、混合弁２１により給湯中であるときは（１０）、湯張り用の混合弁３１の開度θを給湯用の混合弁２１の開度θと同一になるように調節し（１１）、さし湯動作でないことを確認すると（１２）、開閉弁３２を閉じて（１４）、終了する。また、さし湯動作であるときは（１２）、給湯用の混合弁２１の開度θを一時的に小さくしてから（１３）、開閉弁３２を閉じる（１４）。なお、プログラムは、メインコントローラＣＬ1 またはサブコントローラＣＬ2 からの終了指令により、湯張り動作、足し湯動作、さし水動作、さし湯動作を強制的に終了する（（１０）〜（１４））。
【００３２】
このように、開閉弁３２を閉じるに先き立って湯張り用の混合弁３１を開度調節することにより（１１）、たとえばさし水動作の終了時（図４（Ａ））、さし湯動作の終了時（同図（Ｂ））において、給湯用の混合弁２１に与える外乱を少なくし、給湯温度Ｔ1 の変化を小さくすることができる。さらに、さし湯動作の終了に際し（１２）、混合弁２１の開度θを強制的に小さく絞ることにより（１３）、給湯温度Ｔ1 に生じるピークを積極的にカットすることができる（同図（Ｂ））。
【００３３】
【他の実施の形態】
図３のプログラムステップ（２）は、さし水動作の開始に際してのみ、あるいは、さし水動作またはさし湯動作の開始に際してのみ実行してもよい。また、プログラムステップ（１１）は、さし湯動作の終了に際してのみ、あるいは、さし湯動作またはさし水動作の終了に際してのみ実行してもよい。湯張り動作、足し湯動作の開始、終了は、給湯用の混合弁２１に対して過大な外乱を与える可能性が少ないからである。さらに、プログラムステップ（１２）、（１３）は、これを全部省略してもよい。なお、プログラムステップ（９）において、湯張り用の湯、足し湯用の湯、さし水用の水、さし湯用の高温の湯は、それぞれの設定量を個別に設定してもよい。また、プログラムステップ（１）、（５）、（１０）の判断のために、流量センサ２２に代えて、流量Ｑ1 ＞０を検出するオンオフセンサを設けてもよい。
【００３４】
一方、図３において、プログラムステップ（２）、（１０）〜（１３）を全部削除してもよい。このときの制御回路４１は、混合弁２１、３１が同時に作動するとき、低い優先度の湯張り用の混合弁３１を低速モードに切り換える動作のみを実現している。また、図３において、プログラムステップ（３）、（５）〜（７）を全部削除してもよい。このときの制御回路４１は、低い優先度の混合弁３１を低速モードに設定することがない。なお、制御回路４１は、プログラムステップ（２）、（１１）を設けるに代えて、高い優先度の給湯用の混合弁２１のみが作動中であることを条件にして、低い優先度の混合弁３１の開度θを高い優先度の混合弁２１の開度θに常時追随させてもよい。
【００３５】
以上の説明において、給湯用の混合弁２１、湯張り用の混合弁３１は、同一口径であってもよく、異なる口径であってもよい。また、混合弁２１、３１は、それぞれ逆止弁２１ｅ、３１ｅを内蔵しないものを含む任意の形式を使用することができる。
【００３６】
なお、図１において、混合弁２１、３１は、合計３個以上を併設してもよい。このときの制御回路４１は、各混合弁２１、３１の優先度を定め、複数のものが同時に作動するとき、そのうちの低い優先度のものを低速モードに設定すればよく（（３）、（６））、湯張り用の混合弁３１の開度θを作動中の最高優先度の混合弁２１または混合弁３１の開度θに調節し（（２）、（１１））、作動中の最高優先度の混合弁２１または混合弁３１の開度θを一時的に小さく絞ればよい（１３）。なお、このとき、シャワーＢ1 用の給湯用の混合弁２１を最高優先度に設定することが好ましい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、この出願に係る第１発明によれば、同時に作動する混合弁の低い優先度のものを低速モードに切り換えることによって、各混合弁は、互いに影響し合ってハンチングを起してしまうことがないから、それぞれの混合弁からの給湯温度を安定に制御することができ、たとえば湯張りの開始により使用中のシャワーから思わぬ高温の湯が放出されるような事態を有効に防止して高度の安全性を実現することができるという優れた効果がある。
【００３８】
第２発明によれば、湯張りの開始に際して湯張り用の混合弁の開度を作動中の最高優先度の混合弁の開度に調節することによって、作動中の混合弁からの給湯温度の変化を最小に抑えることができ、第１発明と同等の効果を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  全体ブロック系統図
【図２】  混合弁の構成説明図
【図３】  プログラムフローチャート
【図４】  動作説明線図
【符号の説明】
Ｃ…浴槽
Ｔ1 、Ｔ2 …給湯温度
θ…開度
１０…電気温水器
２１、３１…混合弁
３２…開閉弁
４１…制御回路
【図１】
0004249379.tif 000002
【図２】
0004249379.tif 000003
【図３】
0004249379.tif 000004
【図４】
0004249379.tif 000005