JP2008527220A - 洗浄設備 - Google Patents

Abstract

熱水用及び冷水用それぞれの入口１８、２２並びに温度制御水用の出口２６を有する混合弁１６を備える洗浄設備に、出口水の温度を監視する一次温度センサ１１２及び二次温度センサ１１６と、一次温度センサ１１２及び二次温度センサ１１６によって検出された出口水の温度を比較すると共にそれに応答して出口水流量を制御する電子コントローラ１１０とが設けられる。
【選択図】 図２及び図４

Description

本発明は、浴槽、シャワー、洗面台等、洗い用の洗浄設備又はそれに関する改良に関する。

本発明は、家庭内用と、ホテル、保健施設、及びレジャー施設を含む様々な状況での商業用との両方で用いることができるような、１つ又は複数の出口設備に特に適用されるが、これに限定されない。

保健施設及びレジャー施設におけるシャワー用の通常の設備は、供給熱水及び供給冷水を混ぜ合わせて（mixing and blending）温度制御水源を提供する温度調整混合弁を用いる。このような設備は、非常に熱い湯が放出されることによってユーザが火傷を負わないようにするための混合弁の安全動作と、上水道中の細菌、特にレジオネラ菌の存在によるユーザの感染を防止するための水路の確実な殺菌とに関連して、リスクを抱えている。

したがって、このような設備では、火傷の危険を減らすために出口水温の正確な制御が必要である。出口水温を監視するための温度センサ及び選択水温をほぼ一定に維持するように比例弁の位置を調整するための電気モータを含む制御システムを用いる、電子温度調整混合弁が既知である。

これらの弁は、出口水の温度変化に高速応答することができるが、既知の電子温度調整混合弁は、供給熱水及び供給冷水の圧力が等しくない場合に不安定になる傾向があり得る。正確な温度制御を維持しつつ安定性を高めるために、様々な試みがなされている。

電子温度調整混合弁の安定性を保つのに用いられる１つの方法は、弁の補正速度に一定レベルの減衰を組み込むことである。この方法を用いる際の欠点は、弁の応答が遅くなるため、用いられるシャワースプレーの仕様を含む特定の動作条件組にとって制御及び減衰の精度が十分であるような妥協を選択しなければならないことである。

別の方法は、熱応答性材料を含むサーモスタットを用いる温度調整混合弁の制御ノブに電動追加部品（motorised addition）を設けることであり、この場合、充填されたサーモスタットが安定したまま不都合な入口圧力変化に対処し、電子追加部品（electronic addition）が混合弁温度セレクタノブに対して非常に小さな減衰調整を行ってわずかな残差を補償する。完全に機械的な制御システムに加えて電子制御システムがあるため、このタイプの弁の部品数は非常に多く、したがって製品コストが比較的高くなる。

これらの問題に見込まれる解決手段は、入口における熱水及び冷水と出口における混合水との圧力、温度、及び流量用のセンサを用いて、出口水温に影響を及ぼすいかなる変化にも応答して、出口に送出される熱水対冷水の比を調整することを含む。これらのパラメータ全てに関してセンサを設けることは、製造コストを大幅に増加させると共に信号を処理して補正信号を生成するのに必要な電子制御の複雑性を高める。

設備内の各混合弁の試験が依頼されるとき、及びその後は定期的に、熟練した技術者がこの試験を行って混合弁が正しく動作していることを確実にするのが一般的である。これは非常に労働集約的であり、手作業で試験を行って記録することは高額なコストを発生させる。さらに、定期試験により、混合弁の性能が次第に低下するのを検出して深刻な障害が発生する前に修正することができるが、このような定期試験は、試験間の混合弁の破局故障が原因で生じる火傷の危険をなくすことはできない。

設備は管及び継手から構成され、これらは、微生物を死滅させるために熱水システムが６０℃よりも高い温度で維持され、存在するあらゆる微生物が急速に成長しないように冷水システムが２０℃よりも低い温度で保たれる可搬式給水システムでの使用が認可された材料から作製されることも一般的である。このように、レジオネラ等の細菌が設備内で生存及び繁殖する危険が大幅に減る。しかしながら、水が配管内で停滞して生きている細菌を成長させる可能性があるような長時間にわたって、システムのいずれの部品も使用されていない場合、問題は依然として生じ得る。その結果、配管内での水の停滞を防止するためにシステムを洗い流す必要がある。これは現在、整備技師が出口を手動開閉して配管から水を流すことを必要とする。これは非常に労働集約的であり、出口が１つでも見落とされるとシステムの部品が洗い流されない可能性があるという危険があり、これが有害な細菌の成長につながって、出口を次に開いたときに健康上の危険をもたらす可能性がある。

さらに、設備は、水路内に存在する細菌を死滅させるのに十分な最短時間で６０℃よりも高く加熱された水で洗い流すことによって、所定の間隔で殺菌され得る。このような高い水温は火傷を引き起こすと考えられるため、殺菌は、熱水を浴びる可能性のあるシャワー領域に誰もいないときに制御式に実行する必要がある。

供給熱水及び供給冷水を混ぜ合わせて温度制御水源を提供する温度調整混合弁は、家庭内及びホテル等の商業施設でのシャワーにも広く用いられる。これらの設備では、ユーザは通常、シャワー室に入って混合弁を操作する。シャワーがしばらく使用されていなかった場合、混合弁とシャワーヘッドとの間の冷水のデッドレッグがシャワーの開始時に放出されるため、ユーザには最初に冷水が浴びせられてこれが数秒間続く場合があり、その後で初めて選択温度の水がシャワー出口に送出される。これは不快であり得るため、ユーザが混合弁を調整して選択水温を上げる場合がある。この結果として、熱すぎる水が放出され得る。これは、多くのユーザにとっては危険でないかもしれないが、不快であり、幼児又は高齢者の場合には火傷を引き起こす可能性がある。幼児又は高齢者が監視されていない状態でシャワーを浴びることが許される場合に、これは特に問題であり得る。多くの場合、幼児又は高齢者は制御部の操作に不慣れであり、これが熱すぎる水の不注意な選択につながり得る。

多くのユーザは、石鹸又はシャンプーを付けている間はシャワーを止めることも望む。その結果、混合弁を閉じると弁の温度設定が失われ、弁を再び開くと、ユーザに最初に冷水が浴びせられた後で初めて弁が選択温度の水を放出する。これは不快であり、シャワーを元の設定に戻すためにユーザが弁位置を覚えておく必要がある。

本発明は、上記の問題を検討することから生まれ、既存の設備に関連する問題の少なくとも一部を緩和すること、及び／又は既存の設備に改良を加えることを目指す。

本発明の第１の態様によれば、洗浄設備であって、熱水用及び冷水用それぞれの入口並びに温度制御水用の出口を有する混合弁と、出口水の温度を監視する一次温度センサと、出口水の温度を監視する二次温度センサと、一次温度センサ及び二次温度センサによって検出された出口水の温度を比較すると共にそれに応答して出口水流量を制御する手段とを備える、洗浄設備が提供される。

好ましくは、制御手段は、一次温度センサ及び二次温度センサによって感知された出口水の温度間の差が所定の限度内にある場合は出口水の流れを許し、差が所定の限度を超える場合は出口水の流れを阻止する。このように、制御手段は、火傷の危険を引き起こし得る高温の出口水の放出を防止する。

好ましい配置において、制御手段は、温度差が所定の限度内にある場合は出口水流を許すように常時開き、温度差が所定の限度を超える場合は閉じる弁を操作する。例えば、弁は、電源が切られると閉位置に付勢され、電源が入れられると付勢に反して開状態にされるオン／オフソレノイド弁であり得る。その結果、弁は、温度差が所定の限度を超える場合及び停電の場合の両方で閉じる。このように、弁は、機能しなくなって安全な状態になる。

好ましくは、一次温度センサによって感知された温度を用いて混合弁が制御され、二次温度センサによって感知された温度を用いて一次温度センサの精度がチェックされる。例えば、搬送遅延を減らして出口水の温度の変化に対する迅速な応答を提供するように、一次温度センサは、出口に向かって流れる熱水及び冷水の混合点の近くに位置決めされてもよく、二次温度センサの応答が減衰される。

このように両方のセンサによって感知される出口水温は、システムの安定状態動作中はほぼ同じであり、両方のセンサからの出口水温を比較することで、クロスチェックを行って、所定値を超える温度差が検出された場合に水流を止めることができる。このように、所望の温度の水を送出するための混合弁の安全動作が大幅に改善される。

二次温度センサによって感知される出口水温が、一次温度センサによって感知される出口水温の事実上の平均値であるように、一次温度センサに対する二次温度センサの応答の減衰は、応答時間が遅いセンサを二次温度センサとして用いることによって達成され得る。この場合、両方のセンサの搬送遅延が同じであるように、一次温度センサ及び二次温度センサは、異なる応答時間を有し、好ましくは、水路に沿った同じ位置に位置付けられる。

代替的には、応答の減衰は、二次温度センサの前に一次温度センサを置くことによって、且つ任意選択で一次温度センサと二次温度センサとの間で減衰室を用いて、生じ得るいかなる温度オーバーシュートも抑えることによって達成され得る。

好ましくは、混合弁は、出口に向かって流れる熱水対冷水の比を調整して、出口水温のユーザ選択に従った出口水温を達成し維持するように動作可能である。例えば、混合弁は、所望の出口水温を入力するユーザ操作可能な手段を含み得る。

好ましくは、混合弁は、一次温度センサによって感知された出口水温に応答して、電気モータによって最高温及び最低温に対応する限界位置間で調整可能な弁部材を備える。モータは、例えばステッピングモータ又はリニアピエゾモータ等の任意の適したタイプであり得る。好ましい実施形態において、電気モータは、ユーザ選択出口水温及び一次温度センサによって感知された出口水温の入力に応答して、電子コントローラによって操作可能である。

電子コントローラは、一連のステップでモータを駆動するパルス信号を生成することができる。ステップの数は、使用時に生じ得る種々の動作条件下で十分な温度分解能を提供するように選択されることが好ましい。概して、十分な温度分解能は、限界位置間で弁部材を移動させるためのパルス数が約２５００である場合に得ることができる。温度分解能は、分割ステップを用いて限界位置間で弁部材を駆動することによって向上させることができる。

選択出口水温及び感知された出口水温の入力に加えて、電子コントローラは、出口における水流量及び圧力、入口における水温、水流量、及び圧力、並びに弁部材の位置の１つ又は複数の入力を受け取ることができる。

弁の始動及び動作中、電子コントローラは、システムチェックを実行して弁が正しく動作していることを確実にする。チェックで不合格があった場合、弁が閉じる。

本発明の第２の態様によれば、熱水用及び冷水用それぞれの入口並びに温度制御水用の出口を有する混合弁と、出口水の温度を監視する温度センサと、出口水温のユーザ選択に従って混合弁を制御して出口に送出される熱水対冷水の比を調整する、出口水温に応答するリニアピエゾモータとを備える、洗浄設備が提供される。

リニアピエゾモータを用いて混合弁を制御することによって、熱水対冷水の比を調整して出口水温の正確な制御を行うことができる。リニアピエゾモータには、ステッピングモータ等の他のモータ及び関連の駆動機構と比較して、バックラッシがほとんど又は全くないという利点がある。その結果、熱水及び冷水の相対的比率を調整するための混合弁の円滑な動作及び応答精度を、リニアピエゾモータを用いて向上させることができる。

本発明の第３の態様によれば、熱水用及び冷水用それぞれの入口並びに温度制御水用の出口を有する混合弁を備える、洗浄設備が提供され、出口には、並列に配置された複数のオン／オフ弁と、１つ又は複数のオン／オフ弁を選択的に操作して出口流量を調整する手段とが設けられる。

オン／オフ弁を用いて流量を制御することによって、流量の調整が単純且つ正確になる。異なる流量を有するオン／オフ弁を用いることによって、幅広い流量を得ることができる。

本発明の第４の態様によれば、熱水用及び冷水用それぞれの入口並びに温度制御水用の出口を有する混合弁と、出口水温を監視して出口水温を表す信号を電子コントローラに供給する温度センサと、所定温度までの出口水温の選択を可能にするユーザインタフェースと、なお、電子コントローラは、選択出口水温に従って混合弁を制御して出口に送出される熱水対冷水の比を調整するために、選択出口水温と感知された出口水温とを比較するように動作可能であり、所定温度よりも高い温度の水を出口に送出する殺菌サイクルを開始する手段とを備える、洗浄設備が提供される。

所定温度までの出口水温のユーザ選択を可能にし、所定温度よりも高い温度の水を放出する殺菌サイクルを開始する手段を用いることによって、所定温度を、設備の、例えばシャワー、湯張り、又は手洗いのための最大安全出口水温（the maximum safe outlet water temperature）に設定することができ、ユーザがそれよりも高い温度を選択することが防止される。このように、ユーザが火傷を負う危険が減る。

本発明の第５の態様によれば、熱水用及び冷水用それぞれの入口及び出口水温のユーザ選択に従ってシャワー出口に温度制御水を供給する出口を有する混合弁と、最初のうちは水流が阻止され出口水温がユーザ選択温度に達すると中断されるように、始動時にシャワー出口への水流を制御する手段とを備える、洗浄設備が提供される。

始動時に水流を遅滞させ、所望の出口水温に達すると流れを中断することによって、流れが出始める前にユーザがシャワーから出て、シャワーが温まるまで放置してから流れが中断しているうちにシャワーに入ることができ、その後で、所望の温度の出口水を供給するように設定された弁によって流れが再開される。

好ましくは、流れの再開時に混合弁が選択温度の水を放出するように、混合弁の温度設定を変更することなくシャワー中に流れを中断して、例えばユーザが石鹸又はシャンプーを付けることができるようにすることもできる。

本発明の第６の態様によれば、殺菌サイクルに従って細菌を死滅させるのに十分な時間にわたって高温の水をシステムに通すことによって、少なくとも１つの洗浄出口の給水システムを殺菌する方法であって、殺菌サイクルを開始するのに少なくとも２つの入力を必要とする動作シーケンスに応答して高温の水の供給を制御する手段が設けられる、殺菌する方法が提供される。

２つの入力を用いて殺菌サイクルを開始することによって、火傷を引き起こし得る高温の水の放出事故を防止することができる。

本発明の第７の態様によれば、少なくとも１つの洗浄出口と、出口の使用を監視すると共に出口が所定期間にわたって使用されていなかった場合に出口に通じる配管を洗い流すように出口の動作を制御する制御手段とを有する、給水システムが提供される。

出口の使用を監視して配管を洗い流すことによって、出口の非使用時に停滞水のデッドレッグが定期的に除去される。その結果、健康被害をもたらし得る有害な細菌の成長を大幅に減らすか又はなくすことができる。

好ましくは、配管は、出口が開かれたときに出口付近に誰かがいた場合に火傷の危険を引き起こすことがない、事前設定された温度の水で洗い流される。

本発明の第８の態様によれば、供給熱水への接続用及び供給冷水への接続用それぞれの入口と、温度制御水用の出口と、混合室に入れられる熱水及び冷水の相対的比率を制御する弁手段と、弁手段から混合室に熱水及び冷水を送出する流れガイドとを有する、混合弁であって、流れガイドは、混合室に通じる複数の導管を有し、導管は、第１の組及び第２の組で配置されて第１の組の導管が第２の組の導管と交互になっており、第１の組の導管は弁手段から冷水を受け取り、第２の組の導管は弁手段から熱水を受け取る、混合弁が提供される。

弁手段から混合室への交互の導管組に熱水及び冷水を入れることによって、熱水及び冷水は、互いに交絡して引き込み合って（entrain one another）短距離内での完全な混合を促す平行流で混合室に入る。その結果、混合水温を混合点の近くで感知することができることで、搬送遅延を減らし、高いループゲインを用いて混合弁の高速且つ正確な制御をもたらすことができる。

弁手段は、混合室に送出される熱水対冷水の比を制御する比例弁、例えばシャトル弁であり得る。代替的に、弁手段は、混合室に送出される熱水対冷水の比を制御する別個の弁、例えば変調ソレノイド弁であり得る。

本発明の第９の態様によれば、熱水用及び冷水用それぞれの入口並びに出口水温のユーザ選択に従ってシャワー出口に温度制御水を供給する出口を有する混合弁と、混合弁の動作を制御するユーザ操作可能な手段とを備える、洗浄設備であって、制御手段は、１つ又は複数のシャワー設定を選択的にブロックすることができる、シャワー設定のユーザ選択用のインタフェースパネルを備える、洗浄設備が提供される。

１つ又は複数のシャワー設定を選択的にブロックすることによって、ユーザ、特に幼児又は高齢者が不適切であり得る設定を選択することを防止するようにシャワーを設定することができる。例えば、シャワーは、ユーザが選択できる出口水温、流量、流れ持続時間の１つ又は複数を制御するように設定することができる。実際には、弁を開閉して事前設定された温度及び流量の水を事前設定された時間だけ放出させることができるが他の機能は全てブロックされるように、シャワーを設定することができる。このように、シャワーは、本質的に安全なモードで動作するように設定することができ、設定を変更する場合は、適当な手段によって、例えばいずれかの設定を調整するために制御手段を解除するコードを入力することによって、ユーザが制御手段をブロック解除する必要がある。

次に、添付図面を参照して、本発明のそれぞれの態様において本発明をごく一例としてより詳細に説明する。全図にわたって同様の参照符号を用いて対応する部品を示している。

最初に図１を参照すると、洗い用の温度制御水を放出する複数の出口を有する保健施設又はレジャー施設の洗浄設備が示されている。この実施形態では、設備は、シャワー用の３つの出口４、６、８及び手洗い用の手洗器用の１つの出口１０を有する手洗所２を示す。

各シャワー出口４、６、８は、１つのスプレーヘッド又はスプレーヘッドの組み合わせ、例えば、固定シャワー散水口（rose）、ハンドセット、及びボディジェットを備えることができる。手洗器出口１０は、吐水口（tap spout）を備えることができる。しかしながら、出口のこの構成は本発明を説明するためのものにすぎず、出口の数及びタイプは所与の設備の要件に従って変えることができることが理解されるであろう。例えば、いくつかの設備には１つの浴槽に対して１つの出口を設けることができる。

各出口４、６、８、１０には、手洗所２内で関連する出口４、６、８、１０に隣接して位置するそれぞれのユーザインタフェース１４を介して、ユーザ選択に従った出口４、６、８、１０への温度制御水の供給を制御するために、個別の給水ユニット１２が設けられる。給水ユニット１２は、手洗所の外部に位置し、任意の適当な手段、例えば、有線（hard wire）シリアルリンク又は近距離無線リンクによるシリアルデジタル通信等の無線リンクによって、関連するユーザインタフェース１４と通信する。

次に、図２〜図４も参照すると、各給水ユニット１２は、同様であり、供給冷水、例えば水道冷水への接続用のホースコネクタ２０に連結される入口１８と、供給熱水への接続用のホースコネクタ２４に連結される入口２２と、減衰室２８に連結される出口２６とを有する、混合弁１６を備える。各入口１８、２２に、フィルタ１８ａ、２２ａ及び逆止弁１８ｂ、２２ｂが設けられる。

減衰室２８は、ホースコネクタ３８に連結される出口３６への流れを制御する一対のソレノイド弁３２、３４を有する出口マニホルドブロック３０に接続される。ソレノイド弁３２、３４は、停電の場合に自動的に閉じるように構成される。

各ソレノイド弁３２、３４は、一方の弁が他方の弁よりも高い流量を提供するように設定される流量レギュレータ（図示せず）を含む。弁３２、３４は、バイナリシーケンスでの弁の選択で或る範囲の流量が得られるように、並列に配置される。より具体的には、一対の弁３２、３４は、いずれかの弁を単独で開かせるか又は両方の弁を一緒に開かせることによって、３つの流量を提供することができる。

流量のバイナリ制御には、流量を調整するのにモータドライバ回路を用いない単純動作という利点がある。各出口に関連するソレノイド弁の数及びこのような弁の組み合わせを所望に応じて変更して、所与の出口に任意の必要な範囲の流量を提供することができることが理解されるであろう。

図５及び図６に示す一変更形態では、マニホルドブロック３０が、２つの出口３６、３６’と、出口３６、３６’への流れの制御用の２対のソレノイド弁３２、３４及び３２’、３４’とを有し、ソレノイド弁３２、３４及び３２’、３４’の各対が異なる定格の流量レギュレータと並列接続されて、関連する出口３６、３６’への３つの流量を提供する。

出口３６、３６’は、手洗所（washroom:浴室）の種々の出口、例えば、シャワー出口、手洗器出口、又は浴槽出口に接続することができる。代替的に、シャワー出口が、固定散水口、ハンドセット、及びボディジェット等の複数の出口を有していてもよく、これらのそれぞれをマニホルドブロック３０から離れた出口に接続してもよい。当業者には明らかなように、給水ユニットからの出口と手洗所の出口との様々な組み合わせを用いることができる。

次に、図７〜図１１も参照すると、混合弁１６は、弁スプール４０（図１０）を有するスプール弁であり、弁スプール４０は、駆動ベルト４４を含む駆動機構による弁スプール４０に連結されたステッピングモータ４２の制御下で、最高温及び最低温に対応する２つの限界位置間で軸方向に可動である。ステッピングモータ４２は、弁体４６の一端に取り付けられ、駆動プーリ５０が設けられた駆動軸４８を有する。水出口２６は弁体４６の他端に設けられ、冷水用及び熱水用の入口１８、２２は両端間にある。

入口１８、２２は、弁スプール４０のスロット状ポート５６よりも比較的大きいプレナム室５２、５４に通じているため、熱水及び冷水の流入流がポート５６に十分に分配される。弁スプール４０は、駆動スプール５８及び流れガイドスプール６０という２つの部品から構成され、これらはそれぞれ、ポート５６を形成する空間を残して噛み合う螺旋城郭状（spiral castled）延長部５８ａ、６０ａを有する。このように、弁スプール構成部品５８、６０は、プラスチック成形品として作製することができるが、任意の他の適当な材料を用いることができることが理解されるであろう。

混合弁１６は、ポート５６が適当なサイズになるように、同じ駆動スプール５８に嵌める流れガイドスプール６０の城郭状延長部６０ａの幅を変えることによって、様々な流量要件を満たすようにすることができる。図示されているのは中間流バージョンであり、より大きな流量バージョンのポートは５０％広い。より小さな流量バージョンは、より幅広の螺旋城郭状延長部を有してポートを１つおきに閉鎖するため、残りのポートは図示のものと同じサイズであるが、総流れ面積は５０％減る。組み立てのために異なるバージョン間を区別するために、流れガイドスプール６０には識別特徴が含まれる。

各流れガイドスプール６０は、水流を乱流にするようなサイズの混合通路６２を有し、混合通路６２を駆動スプール５８の内部とつなげてスプール組立体内の圧力を出口圧力とほぼ同じに釣り合わせる小さな孔６４があるため、弁スプール４０に作用する合成軸力（resultant axial force）がない。

弁スプール４０は、各端において、それぞれのＯリングシール６６、６８と係合し、端間において、熱水及び冷水入口プレナム室５２、５４を分離するさらなるシール７０と係合する。弁スプール４０上の端シール６６、６８及びセパレータシール７０の直径が全て同じであるため、入口水圧がスプール組立体に対する合成軸力を生み出さない。

セパレータシール７０は、変更形の「Ｏ」リングであり、その内径では、「Ｏ」リング断面の幅の８０％が平面になっている。平面は、弁スプール４０を限界位置間で変位させるときにシール７０がスプールポート５６の上を容易に摺動することを可能にし、比例移動バックラッシを最小限に保つ。セパレータシール７０の外形は、流れガイドスプール６０の混合通路６２に入る水流方向を最適化するのにも有益である。一変更形態（図示せず）では、Ｏリングシール６６、６８、７０の代わりに、リップシール又は任意の他の適当なシールを用いてもよい。

駆動ベルト４４は、ステッピングモータ４２のプーリ５０及び駆動プーリ７４の周りに延び、駆動プーリ７４は、駆動プーリ７４の回転を弁スプール４０の軸方向移動に変換してプレナム室５２、５４と連通するポート５６のサイズを変えて、出口２６に送出される熱水対冷水の比を調整する親ねじ機構によって、弁スプール４０の駆動ロッド７６に接続される。駆動ロッド７６の直径は、弁内の出口圧力による合成圧力がスプール組立体に対して小さな軸力しか発生させないように、できる限り小さくされる。

親ねじ機構は、軸方向スプライン（図示せず）によって駆動プーリ７４に嵌め込まれると共にねじ８０によって固定される駆動ナット７８を含む。駆動ナット７８は、駆動ロッド７６に接続される駆動親ねじ８４と係合するねじ孔８２を有する。駆動ナット７８は、駆動軸受８６内を通り、駆動軸受８６と駆動ハウジング９０との間に位置するフランジ端８８を有する。駆動ナット７８のランニングクリアランスは、駆動機構全体のバックラッシを減らすためにできる限り小さく保たれる。駆動親ねじ８４は、駆動ロッド７６と一体形成され、駆動ハウジング９０内で相手方スプライン組と係合して駆動親ねじ８４が駆動ナット７８と共に回転するのを防止するスプラインを有する。

駆動ロッド７６は金属であり、駆動親ねじ８４がロッド７６に成形で取り付けられることで、２つの部品が１つの構成部品になる。ステッピングモータ４２から弁１６までの駆動比は、全運転条件下で申し分のない温度分解能を得るのに十分なステップを有するように選択される。これは通常、最低温と最高温との間で約２５００ステップである。駆動ベルト４４は、小さな振動を吸収するのに十分なほど弾力性があることで、モータ４２が高速応答のためにより高速で動作することを可能にし、駆動プーリ５０、７４の歯９４、９６と噛み合う歯９２を有することで、滑りを実質的になくす確実な駆動接続を提供して、弁スプール４０の位置をステッピングモータ４２へのステップパルスから正確に決めることを可能にする。

駆動ロッド７６のシール組立体には、スペーサ１０２の両側に並んで配置される２つの「Ｏ」リング９８、１００が設けられる。シール９８と１００との間の間隔は、駆動ロッド７６のいずれの部分もシール９８、１００の両方と係合しないように選択される。このように、第１のシール９８に食い込んで金属ロッド７６に傷を付ける水性粒子によってシール９８が損傷を受けた場合でも、第２のシール１００は汚染から保護される。

駆動機構には、駆動プーリ７４の円周方向に離間したフラッグ１０６と、駆動プーリ７４の回転を監視するために弁体４６に取り付けられてフラッグ１０６を検出する光センサ１０８とを備える、位置エンコーダ１０４が設けられる。この実施形態では、４つのフラッグ１０６が円周方向に均等に離間して設けられているが、フラッグの数を変えてもよいことが理解されるであろう。位置エンコーダ１０４を用いて、ステッピングモータ４２に送られる駆動信号に応答した駆動親ねじ８４の回転が検出される。親ねじの移動が検出されない場合、安全措置として弁停止シーケンスを開始して、水の放出を阻止する。

ステッピングモータ４２は、出口水温の選択用のユーザインタフェース１４から、及び減衰室２８の上流の出口２６でプローブ１１４の先端に取り付けられる一次温度センサ１１２から信号を受け取るように構成される電子コントローラ１１０によって制御され、プローブ１１４は、混合通路６２の端で弁スプール４０の近くの水流の中央にセンサ１１２を位置付けるように構成される。

電子コントローラ１１０は、出口２６に送出される熱水対冷水の比を調整して選択出口水温を達成及び維持するために弁スプール４０を移動させるようにステッピングモータ４２の動作を制御するための電子回路１１０ａ、１１０ｂを有する、マイクロプロセッサを含む。流量が変わる場合、プロセッサはまた、電子コントローラ１１０への入力であってもよく、ソレノイド弁３２、３４を作動させるのに用いてもよい。

この実施形態では、減衰室２８の下流で出口マニホルドブロック３０の前に二次出口水温センサ１１６が位置付けられ、水温を表す信号を電子コントローラ１１０に入力する。

弁の始動及び動作中、電子コントローラ１１０は、システムチェックを実行してユニット１２が正しく動作していることを確実にする。チェックで不合格があった場合、ユニット１２が閉じて水の放出を阻止する。動作中、２つのセンサ１１２、１１６の出力は、比較されて一致しなければならず、そうでなければ誤差信号が生成されてソレノイド弁３２、３４を閉じ、センサ１１２、１１６の出力間の差が所定値を超える場合は水の放出を阻止する。

２つのセンサ１１２、１１６からの信号をこのように比較することによって、一次センサ１１２の正確な動作が保証される。したがって、両方のセンサ１１２、１１６が同時に同じように故障する可能性が低く、二次センサ１１６によって行われるクロスチェックにより、いずれかのセンサ１１２、１１６の故障が検出されることが確実になる。

両方のセンサ１１２、１１６からの出力が一致しており、且つ一方又は両方のセンサ１１２、１１６が検出した出口水温が所定値を超えている場合にも、誤差信号が生成されてソレノイド弁３２、３４を閉じ、出口水温が危険なほど高くなった場合にユーザが火傷を負うことを防止する。

減衰室２８は、一次温度センサ１１２と二次温度センサ１１６との間に位置決めされ、特に保健施設等の最大許容オーバーシュートに限界のある場所では、例えば高圧設備の非常に急激な圧力変化に起因して生じ得る温度オーバーシュートの大きさを減らすようなサイズにされる。

このように、減衰室２８は、二次温度センサ１１６が平均出口水温を確認し且つ検出して、過渡温度オーバーシュートが一次温度センサ１１２と二次温度センサ１１６との間の所定温度差を超えることに応答してソレノイド弁３２、３４が閉じないようにすることを確実にする。

用途によっては、例えば低圧設備では、減衰室２８は必要でなくてもよく、図１２及び図１３は、減衰室が省かれて一次温度センサ１１２及び二次温度センサ１１６の両方が混合弁１６の出口に位置する１つのプローブ１１８に嵌められる、給水ユニット１２の一変更形態を示す。

図示のように、一次温度センサ１１２は、センサ１１２を水流の中央に位置付けるようにプローブ１１８の先端に取り付けられて、迅速な応答を保ち、二次温度センサ１１６は、センサ１１６を水流の縁に位置付けるようにプローブ１１８の軸部にあり、ここでその応答が減衰される。

このように、二次温度センサ１１６は、平均出口水温を検出し、制御システムは、検出水温に応答してステッピングモータ４２を作動させ、上述のように弁スプール４０の位置を調整して選択出口水温を維持する。

この実施形態では、温度プローブ１１８の下流にポンプ１２０が設けられ、マニホルドブロック３０は、出口３６への流れを制御する１つのオン／オフソレノイド弁１２２を有し、ポンプ速度は、流量を制御するように調整可能である。特定の設備の要件に従って、２つ以上の出口３６を設けてもよい。

２つの温度センサ１１２、１１６からの出力を用いて、一次温度センサ１１２での混合水の均一な品質に生じ得るわずかな誤差を補正することもできる。したがって、圧力変化の後の混合が不完全である場合、一次温度センサ１１２が誤った温度を感知する結果として出口温度に突然のオフセットが生じるが、二次温度センサ１１６における温度は正しくなる。電子コントローラ１１０は、このデータを用いて、混合弁１６の減衰制御調整を行って混合誤差を補正することができる。

ユニット１２の混合弁１６、ステッピングモータ４２、コントローラ１１０、及び他の部品は、ベース１２４及びカバー１２６を有する矩形の箱に収容され、カバー１２６は、図２に示す開位置と図３に示す閉位置との間で移動するようにベース１２４に蝶着される。代替的に、カバー１２６は、ベース１２４に着脱可能に取り付けられてもよい。ベース１２４は、ユニット１２を支持面に固定するねじ（図示せず）を挿入するための開口ラグ１２８を四隅に有する。

図１に示す洗浄設備では、給水ユニット１２を手洗所２の外部の隠れた場所に、例えば壁パネルの裏に位置付けることで、整備／保守のためのアクセスを可能にすると共にユニット１２を損傷から保護し、且つ／又はユニット１２への無許可アクセスを防止する。各給水ユニット１２の所望の出口水温及び／又は流量を入力するためのユーザインタフェース１４は、ユーザが水温及び／又は流量を選択するために、手洗所２内の壁に出口４、６、８、１０に隣接して配置される。

給水ユニット１２のユーザインタフェース１４は、図１４に示す洗面台出口１０用のインタフェース１４及び図１５に示す各シャワー出口４、６、８用のインタフェース１４とほぼ同様である。弁の動作が適当にプログラミングされていれば、洗面台用のユーザインタフェース１４を用いて、浴槽又はビデ等の他の出口への給水を制御することもできる。

各インタフェース１４は、出口水の流量及び温度を無接触操作並びに制御するために、赤外線放射体及び赤外線検出器を有する近接スイッチを用いる壁取り付け式の制御パネル１３６を備える。洗面台インタフェースは、制御パネル１３６の窓１４０内の蛇口記号１３８で識別され、シャワーインタフェースは、窓１４０内のシャワースプレーヘッド記号１３９で識別される。

窓１４０は、オン／オフ制御窓であり、窓１４２、１４４は、出口水温制御窓である。制御窓１４２は温度を低下させ、制御窓１４４は温度を上昇させる。窓１４２、１４４は、概して、機能の視覚的指示をユーザに与えるための上下矢印を象徴する。窓１４２と１４４との間には、順に点灯又は消灯して出口水温を示す一連のインジケータライト１４６がある。

次に、洗面台インタフェースの動作を説明するが、これはシャワーインタフェースそれぞれの動作にも当てはまることを理解されたい。弁が閉じている場合、蛇口記号１３８のオン／オフ窓１４０が点灯して、これが水流を出すために用いる窓１４０であることをユーザに示す。ユーザは、赤外線窓１４０に触れる必要なくその近くに手をかざす。弁は、デフォルト中温（warm temperature）で始動する。

流れが出始めると、窓１４２は青色に点灯し、窓１４４は赤色に点灯する。出口水温は、その水温以下の対応するインジケータライト１４６の点灯によって示される。窓１４２に最も近いライト１４６は青色に点灯し、窓１４４に最も近いライトは赤色に点灯する。残りのライト１４６は琥珀色に点灯する。

温度上下制御窓１４２、１４４を用いることによって、出口水温をユーザの選択に合わせて調整することができる。温度を変えると、出口水の温度が選択温度に達するまで、選択温度に対応するライトが点滅する。各ライト１４６が２つの強度レベルで明滅するため、示すことができる温度レベルの数はライトの数の２倍である。

制御パネル１３６は、不揮発性メモリを有する回路板（図示せず）を収容することで、ソレノイド弁３２、３４を開いた後で所定期間にわたって、これらの弁を閉じるための「タイムアウト」信号を生成する。制御パネル１３６には、出荷時に設定されたデフォルトの「タイムアウト」信号が供給され、これは、パネル１３６の窓１５０（赤外線シリアルデータポート）を介して制御パネル１３６と通信するように構成されるパームトッププログラマ／コンピュータ１４８（図１を参照）を用いて使用時にリセットすることができる。「タイムアウト」信号を設定／リセットする任意の他の手段を用いてもよい。

制御パネル１３６は、有線シリアルリンク又は近距離無線リンクによるシリアルデジタル通信等の任意の適当な手段によって、関連する給水ユニット１２の混合弁１６のコントローラ１１０の電子回路１１０ａ、１１０ｂに接続される。電子回路１１０ａ、１１０ｂは、弁製造、使用履歴、及び整備履歴に関するデータを記憶するために用いられる不揮発性メモリを含む。記憶されたデータは、制御パネル１３６の窓１５０（赤外線シリアルデータポート）を介してコントローラ１１０と通信するパームトッププログラマ／コンピュータ１４８（図１を参照）を用いて取り出すことができる。

各給水ユニット１２には、目的用途に関する、例えば洗面台又はシャワーに関する出荷時設定、例えば最大出口水温、流れ時間等が供給されるが、整備技師が特定の設備の要件に従って窓１５０を介して構成を変更することも可能である。

各給水ユニット１２は、ユニット１２の自動動作であるデューティフラッシュ（duty flush）サイクルを短期間実行して、事前設定された期間にわたって使用されていなかった任意の出口４、６、８、１０に通じる配管内の停滞水を抜くようにもプログラムされる。このように、細菌が成長し得る停滞水が非使用期間中に配管から定期的に洗い流される。デューティフラッシュは、正常洗浄水温で自動的に行われるため、デューティフラッシュが行われるときに居合わせた人に火傷を負わせる危険をもたらすことはない。デューティフラッシュは、任意の所望の非使用期間後に行われるようにプログラムすることができ、概して給水ユニットの特定の用途に合わせて出荷時に設定されるが、整備技師が設置中又はその後でパームトッププログラマ／コンピュータ１４８を用いて変更することができる。

パームトッププログラマ１４８を用いて、配管内に存在する「レジオネラ」等のいかなる細菌も死滅させるように設計される手動殺菌サイクルも開始される。次に、図１に示す洗浄設備を参照して、パームトッププログラマ１４８を用いた手動殺菌ルーチンをより詳細に説明する。

１．手洗所が清潔であることを責任者が点検し、続いてパームトッププログラマを用いて、出口の１つに対応する制御パネルの赤外線シリアルデータポートを介して、関連する給水ユニットの混合弁に第１の「アーム」信号を入力する。

２．続いて、プログラマが、弁を殺菌しなければならないことを確認するよう責任者に要求し、確認すると、プログラマは第２の「トリガ」信号を混合弁に送る。この信号は、第１の「アーム」信号から所定時間内、例えば３０秒以内に受け取らなければならず、そうでなければ殺菌モードは打ち切りになる。

３．プログラマは、コントローラメモリに記憶すべき現在日時を送り、弁が殺菌モードに入ったことを確定したという確認メッセージを即座に示す。

４．人を安全な場所に移動させるために事前設定された遅延後、例えば１０秒（又は、２つ以上の出口の殺菌が設定される場合はそれよりも長い時間）後に、弁スプールが最高温位置に移動し、ソレノイド弁が開いて殺菌サイクルのための水流が出される。

５．出口水温が殺菌サイクル中に監視され、殺菌が完了したか又は打ち切られるとソレノイド弁が閉じて水流を止める。殺菌サイクル中、温度は所定の間隔で、例えば３０秒ごとに記録され、混合弁メモリにログされる。弁の殺菌に必要な時間の長さは、水温によって決まり、以下の表に示される。

念のため、弁及び出口が完全に殺菌されることを確実にするために、殺菌は上記に指定した時間よりもわずかに長い、例えば１分長い時間にわたって行われる。

６．出口水温が弁及び配管を完全に殺菌するのに十分な長さにわたって十分に高温のままではない場合、「水温が低すぎるため殺菌が不完全である」という旨の「警報」信号が生成されログされる。

７．殺菌が３０分以内に完了しない場合、殺菌は打ち切られ、「時間がかかりすぎたため殺菌が打ち切られた」という旨の「警報」信号が生成されログされる。

８．殺菌サイクル中のどの時点でも、ユーザはプログラマを介して殺菌を打ち切るためにメッセージを送ることができる。これが行われると、「殺菌がユーザによって打ち切られた」という旨の「警報」信号が生成されログされる。

９．殺菌後、殺菌用の高温の水が配管内に残って火傷の危険を引き起こすことを防止するために、出口がデフォルト（安全）温度で所定時間、例えば１分間にわたって洗い流される。

１０．殺菌サイクルが完了すると、責任者が、混合弁メモリからプログラマに殺菌ログをダウンロードする。プログラマは、殺菌サイクルの視覚表示を提供することができ、且つ／又は殺菌ログを弁通し番号及び弁の固有識別子と共にプログラマのファイルに記憶することができる。殺菌警報信号がログされている場合、これは、プログラマが接続されると自動的に表示される。６５℃の水を用いた殺菌サイクルの通常の表示が、図１６に示されており、この図から、申し分のない殺菌サイクルを完了するために水温が１１分間維持されたことが分かる。

理解されるように、殺菌サイクルを「アーム」及び「トリガ」する２つの信号を用いることによって、また熱水が出口から放出される前の時間遅延を設けることによって、殺菌サイクルの偶発的開始による火傷の危険が大幅に減る。殺菌サイクルの終了時に弁及び配管を冷水で洗い流すことによっても、火傷の危険がさらに減る。

殺菌サイクルの上述の手動操作は、図１７に示すような１つ又は複数の出口を有する設備における殺菌サイクルの自動操作に適合させることができる。この設備では、出口は、ネットワーク１５２を介して、必要とみなされるのに応じて定期的に（例えば、毎週又は毎月）殺菌を実行するようにプログラムされるスケジューラ１５４に接続される。

殺菌サイクルは、建物に誰もいない場合に行われるようにスケジューラ１５４に通常はプログラムされるが、殺菌サイクルのアーム及びトリガは依然として必要である。この場合も、殺菌プロセスの「アーム」ステップは、責任者が手洗所に確実に誰もいないことを点検した後でキーパッド１５６を用いてコードを入力することによって、手動で実行される。続いて、スケジューラ１５４が事前プログラムされたように殺菌サイクルをトリガする。

このサイクルのシーケンスは、手動トリガサイクルとほぼ同じであるが、在室（occupancy：使用中）センサ１５８が室内の人を検出した場合、シーケンスは無効にされる。キーパッド１５６を用いて、殺菌サイクル中に部屋を施錠して入室を防止すること、及び／又は殺菌サイクルの完了前に誰かが部屋を開錠した場合に殺菌サイクルを停止させることができる。殺菌サイクルは、上述のように記録され、記録は、スケジューラ１５４でローカルに閲覧されることができるか、又はスケジューラ１５４の窓（赤外線シリアルデータポート）を介してパームトッププログラマ／コンピュータに取り出されることができる。

各弁の使用及び整備履歴の動作の遠隔プログラミング並びに／又は遠隔監視が、ネットワークを介して可能であり得るため、整備技師は、故障が検出されたとき、並びに／又は例えば出口の数及び／若しくは出口のタイプを変えるために設備を変更するときに訪問するだけでよい。

理解されるように、プログラムされた動作オプション及びデータ監視は、レジャー施設及び保健施設における混合弁の安全な使用を大幅に向上させ、必要な場合、例えば人が火傷を負った場合又はレジオネラ症が発生した場合に、弁の使用及び整備履歴を問い合わせることを可能にする。

次に、図１８〜図２２を参照すると、図７〜図１１の混合弁の一変更形態が示されている。便宜上、対応する部品を示すために２００番台の同様の参照符号を用いる。

混合弁２１６のこの変更バージョンでは、弁スプール２４０は、冷水入口プレナム室２５２と連通する第１の組の円周方向に離間した軸方向スロット２８１と、熱水入口プレナム室２５４と連通する第２の組の円周方向に離間した軸方向スロット２８３とを有する。スロット２８１、２８３は、中央セクション２４０ａによって隔てられるスプール２４０の軸方向に離間したセクション２４０ｂ、２４０ｃに設けられる。３つのセクション２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃは、任意の適当な手段によって互いに固定されるプラスチック成形品であり得る。

弁スプール２４０は、図７〜図１１に関連して上述したようにステッピングモータ２４２の制御下で軸方向に調整可能である。中央セクション２４０ａには、セパレータシール２７２が係合し、スロット２８１はセパレータシール２７２の片側にあるＯリングシール２８５と協働し、スロット２８３はセパレータシール２７２の他方の側にあるＯリングシール２８７と協働する。シール２８５、２８７は、弁スプール２４０の軸方向位置に従ってそれぞれの入口プレナム室２５２、２５４と連通するスロット２８１、２８３の面積と、したがって出口２２６に送出される熱水及び冷水の相対的比率とを制御する。

より具体的には、弁スプール２４０を図２０で見て右側に変位させると、熱水の流量を制御するスロット２８３の面積が大きくなって冷水の流量を制御するスロット２８１の面積が小さくなり、弁スプールを図２０で見て左側に移動させると、熱水の流量を制御するスロット２８３の面積が小さくなって冷水の流量を制御するスロット２８１の面積が大きくなる。

弁スプール２４０の中央セクション２４０ａは、スロット２８１、２８３を流れる冷水及び熱水を出口２２６の上流の環状混合室２９１に集める流れガイド２８９を含む。流れガイド２８９は、２つの組で配置される複数の円周方向に離間した軸方向流れ導管又は通路２９３、２９５が形成される環状部材であり、各組の導管が他方の組の導管と円周方向で交互になっている。

一方の組の導管２９３は、スロット２８３を通過する熱水を混合室２９１に送出し、他方の組の導管２９５は、スロット２８１を通過する冷水を混合室２９１に送出する。このように、水は、複数の平行な熱水流及び冷水流で導管２９３、２９５から混合室２９１に出て行き、これらの流れは、円周方向に交互であり、混合室２９１の一端から他端まで軸方向に流れて温度プローブ２１４を通過した後で、出口２２６を経て弁スプール２４０から出る。導管２９３、２９５は、任意の所望の流れ特性を生み出す任意のサイズ又は形状とすることができる。スプール２４０は、ブリード穴２９７を設けてスプール２４０の後端セクションに冷水を充填させることによって、圧力平衡が取られる。

混合室２９１は、互いに引き込み合って混合室２９１に入る点から短距離内で均一混合をもたらす流れの乱流を得るようなサイズにされる。特に、熱水流及び冷水流の両方が、混合室２９１の内径及び外径と同程度接触するため、内径及び外径における境界層が高温又は低温に偏ることがない。

このように、温度プローブ２１４が混合点の近くに位置決めされると、混合水温の正確な値を得ることができるため、搬送遅延が大幅に減る。その結果、制御システムは、より高いループゲインを用いてこれを混合水温の高速測定と組み合わせて、混合弁が外部水システム内の変化、例えば入口水圧及び／又は入口水温の変化に応答できるようにすることで、外部水システム内で変化を検出するセンサを必要とせずに選択出口水温を達成及び維持することができる。

既存の混合室の設計と比較した上述の混合室２９１の特徴は、水調節ポートに密接に関連させる必要がないことである。その結果、混合室２９１は、いかなる弁機構にも組み込むことができ、熱水流及び冷水流を、混合室２９１に出て行く複数の交互の熱水流及び冷水流を提供する任意の適当な構成の個別の流れ導管内で、混合室２９１に導くことができる。

したがって、混合室は、熱水流量及び冷水流量を反比例させる比例制御、又は総流量及び熱水対冷水の比を調整する熱水及び冷水の独立流量制御を用いる弁機構と共に用いることもできるだろう。このような弁機構は既知であり、混合室２９１の原理をこれに応用することは当業者には明らかであろう。

次に、図２３を参照すると、２つの出口、例えば浴槽出口及びシャワー出口の供給ユニットの制御で用いるのに適した、図１４及び図１５に示すインタフェースの一変更形態が示されており、この場合、最高出口水温が異なっていてもよく、例えば、シャワー出口の最高温度が浴槽出口よりも低くてもよい。便宜上、図１４及び図１５に示すインタフェースに対応するものを示すために同様の参照符号を用いる。

この実施形態では、インタフェースは、２つのオン／オフ窓１４０ａ、１４０ｂを有する。一方の窓１４０ａは、窓１４０ａの蛇口記号１３８で示すように浴槽出口への水の供給を制御し、他方の窓１４０ｂは、窓１４０ｂのスプレーヘッド記号１３９で示すようにシャワー出口への水の供給を制御する。他の点では、このインタフェースの動作は図１４及び図１５を参照してすでに上述したものと同様であり、さらに説明しなくても当業者には理解されるであろう。

本発明は、保健施設及びレジャー施設に適した設備に特に関連して説明したが、本発明がこのような用途に限定されず、電子制御弁を用いて家庭又はホテル若しくは他の施設での給水を制御する設備に適用できることが理解されるであろう。

したがって、次に図２４を参照すると、家庭又はホテルのシャワーを制御するのに適したユーザインタフェース１１４が示されている。インタフェース１１４は、種々の機能のための押しボタンスイッチ１３２ａ〜１３２ｈと、出口水温を選択するための回転ノブ１３４とを有する、壁取り付け式の制御パネル１３０を備える。図示のように、３つの異なる流量を選択するための３つのボタン１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、４つの異なるスプレーヘッドを選択するための４つのボタン１３２ｄ、１３２ｅ、１３２ｆ、１３２ｇ、及びウォームアップ／オフボタン１３２ｈがある。「オフ」状態では、ウォームアップ／オフボタン１３２ｈが点灯して、弁が通電されているが「オフ」状態であることを示す。

シャワー出口を操作するユーザは、ボタン１３２ａ〜１３２ｈのいずれかを用いて弁１６を作動させて、温度ノブ１３４が設定される温度で水を流し始めることができる。ボタン１３２ａ〜１３２ｈの記号が点灯して、どのボタンが選択されているかを示す。

ユーザがスプレー選択ボタン１３２ｄ、１３２ｅ、１３２ｆ、１３２ｇのいずれかで流れを出し始める場合、デフォルト流量、通常はボタン１３２ｂによって設定される中間流量が自動的に選択され、ユーザは、ボタン１３２ａ、１３２ｃのいずれかを押すことによって流量を増減させることができる。

ユーザが流量選択ボタン１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃのいずれかで流れを出し始める場合、デフォルトシャワー出口が自動的に用いられることになる。例えば、ユニットは、固定シャワーヘッド、ハンドセット、及び／若しくはボディジェットの１つ又は複数に温度制御水を供給することができる。

ユーザがウォームアップ／オフボタン１３２ｈで弁を始動させる場合、デフォルトシャワー出口及びデフォルト水流量が自動的に選択される。上述のように、通常は中間流量が選択される。水流は、わずかに遅れてから出始めて、制御ノブ１３４によって設定された温度の温水で全ての出口を数秒間洗い流してから止まる。

ウォームアップ位置で流れを中断するこの遅延動作は、シャワーが囲いの中にある場合に特に有用である。したがって、ユーザは、ドア（又はカーテン）を開け、ウォームアップ／オフボタン１３２ｈを押し、水が流れ出す前にドアを閉じることができる。水が所望の温度まで温まると水流が止まり、ユーザがドアを開けてシャワー室に入り、ドアを閉めた後で、上述のボタン１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、１３２ｄ、１３２ｅ、１３２ｆ、１３２ｇ、１３２ｈのいずれかを押すことによって水流を出し始めることができ、囲いの外部に水を撒き散らすことがない。

ウォームアップ位置は、数分間、例えば最長５分間保持され、その間シャワー及び管等は非常に温かいままである。この期間中、混合弁は、スプールがウォームアップ位置に留まる「仮死（suspended animation：一時停止）」状態で保持される。その結果、この期間内に流れが再開されると、混合弁は正しい温度の水を即座に送出する。この期間内に流れが再開されない場合、混合弁が自動的に停止してスプールを最低温位置に戻すため、始動時にスプールの位置が分かっており、弁の制御システムの一部として監視することができる。

ユーザがシャワー中にウォームアップ／オフボタン１３２ｈを押すことによって数分間、例えば最長５分間にわたって水流を中断させることができる、さらなる機能を設けてもよく、この時間の間、混合弁はこの場合も「仮死」状態で保持されるため、いずれかのボタンを押すことによってこの期間内に流れを再開させると、混合弁は再び正しい温度の水を即座に送出する。

この中断は、ユーザが洗体のために石鹸を付けたり、洗髪のためにシャンプーを付けたりするために流れを止めてから石鹸／シャンプーを濯ぎ落とすために水流を再開させることを望む場合に、特に有益である。この中断の特徴は、２人が次々にシャワーを使用する必要がある場合に用いることもでき、その場合、最初の人が水流を止めてシャワーから出て、次の人が入った後でシャワー室の外部に水を撒き散らすことなく水流を再開させることを可能にするように、流れを中断させることができる。

上述のインタフェース１１４は、ボタン機能の一部を変更することによってシャワー中のユーザが選択するための様々な付加機能を入力できるようにする、メモリ及び／又はプログラミング機能を含むこともできる。例えば、好ましくは、両手が必要なように制御パネル１３６の両側で、又はコード化シーケンスで、２つ以上のボタンを一度に操作することによって、以下の特徴のいずれか１つ又は複数を提供するのに所望に応じて弁の動作を変更することができる。

１．選択された設定に従って弁がシャワーを自動的に操作するように、シャワー中の選択に好ましいシャワー設定を記憶するメモリ機能。

２．シャワー中の温度及び／又は流量プロファイルを提供するように、シャワーの動作のシャワー設定をプログラムする個人のオプションを含むプログラミング機能。

３．シャワーが所定時間後に止まるように、シャワーの動作の時間制限を設定するプログラミング機能。

４．シャワーの「吐水」及び「止水」のみを行うことができるように、温度及び／又は流量設定を無効にするプログラミング機能。

５．許可されたユーザのみがシャワーを「吐水」にすることができるように、シャワーの動作を完全にロックするプログラミング機能。

６．子供、高齢者、又は患者等のユーザが設定最大水温よりも高い水温を選択することを防止するように選択することができる、最大水温を設定するプログラミング機能。

メモリ機能及びプログラミング機能と共に用いることができる他の特徴が、当業者には明らかであろう。

本発明が上述の実施形態に限定されず、本明細書に記載の概念から逸脱せずに様々な変更を行うことができることが理解されるであろう。例えば、大型建物又は産業用途のシステムは、異なる場所にある多数の出口に温度制御水を供給するための循環ループを用いてもよい。これらのシステムでは、供給冷水の温度は、温度制御水の要求に伴って大幅に変わる可能性があり、冷水温度センサを混合弁に通じる入口に設けて、混合弁を制御する電気モータの動作を補助する入力を電子コントローラに供給してもよい。

熱水入口と冷水入口との間に、正常動作中は閉じて殺菌サイクル中は開く混合弁へのバイパスを設けて、混合弁が両方の入口から入る熱水で洗い流されるようにしてもよい。この状態では、弁スプールは、限界位置間の、両方の入口プレナム室から弁を通る流れを可能にする位置を採用する。さらなる変更形態では、正常動作中は開いて殺菌サイクル中は部分的に閉じる流量制御弁を設けて、流れを制限することにより、殺菌を実行するのに必要な熱水の量を減らしてもよい。

本発明の態様それぞれの他の特徴、利益、及び利点が、当業者には明らかであろう。したがって、ユーザ要件が異なる広範な設備に適用するために１つの混合弁を種々のインタフェースパネルと組み合わせることができるモジュラーシステムを、本発明が提供することが理解されるであろう。このように、従来では各設備に特注の混合弁が必要であったような様々な設備で用いるために、１つの混合弁を容易に設定することができる。さらに、本明細書に記載の特徴のいずれも、個別で又は任意の他の特徴と組み合わせて用いることができ、本発明の範囲はそれに従ってこのような構成の全てを含むと解釈されることを理解されたい。

シャワー及び手洗い用の複数の出口を有する洗浄設備の概略斜視図である。 図１に示す設備の出口に温度制御水を供給する電子温度調整混合弁を有する給水ユニットの、内部構成部品を示すためにケーシングを開いて示す斜視図である。 ケーシングを閉じた図２と同様の斜視図である。 図２及び図３に示すユニットの概略レイアウトである。 給水ユニットの一変更形態を示す図２と同様の斜視図である。 図５に示すユニットの概略レイアウトである。 図２〜図６に示す給水ユニットの混合弁及びステッピングモータの上から見た斜視図である。 図７に示す混合弁及びステッピングモータの下から見た斜視図である。 図７及び図８に示す混合弁及びステッピングモータの部分断面図である。 図７〜図９に示す混合弁の比例弁機構の部分断面図である。 図７〜図１０に示す混合弁の駆動機構の拡大部分断面図である。 給水ユニットの別の変更形態を示す図２と同様の斜視図である。 図１２に示すユニットの概略レイアウトである。 図１に示す洗面台出口のユーザインタフェースを示す概略図である。 図１に示すシャワー出口のユーザインタフェースを示す概略図である。 図１の設備の殺菌サイクルを示すグラフである。 殺菌ルーチンを操作するためのネットワーク接続を示す図１と同様の概略斜視図である。 図１〜図１７の洗浄設備の代替的な比例弁機構を有するステッピングモータ及びミキサ弁の部分断面斜視図である。 図１８に示すミキサ弁の断面斜視図である。 図１８及び図１９に示すミキサ弁の長手方向断面図である。 図１８〜図２０に示すミキサ弁の弁スプール及び流れガイドの一端から見た分解斜視図である。 図１８〜図２０に示すミキサ弁の弁スプール及び流れガイドの他端から見た分解斜視図である。 家庭用又はホテル用のシャワー設備に適した代替的なユーザインタフェースの概略図である。 ２つの出口用のユーザインタフェースの概略図である。

Claims (37)

1. 洗浄設備であって、
   熱水用及び冷水用それぞれの入口並びに温度制御水用の出口を有する混合弁と、
   出口水の温度を監視する一次温度センサと、
   前記出口水の温度を監視する二次温度センサと、
   前記一次温度センサ及び前記二次温度センサによって検出された前記出口水の温度を比較すると共にそれに応答して出口水流量を制御する手段と
   を備える、洗浄設備。
2. 前記制御手段は、前記一次温度センサ及び前記二次温度センサによって感知された出口水の温度間の差が所定の限度内にある場合は出口水の流れを許し、該差が該所定の限度を超える場合は出口水の流れを阻止する、請求項１に記載の洗浄設備。
3. 前記制御手段は、前記温度差が前記所定の限度内にある場合は出口水流を許すように常時開き、前記温度差が前記所定の限度を超える場合は閉じる弁を操作する、請求項２に記載の洗浄設備。
4. 前記弁は、機能しなくなって安全な状態になる、請求項３に記載の洗浄設備。
5. 前記混合弁は、電源が切られると閉位置に付勢され、電源が入れられると付勢に反して開状態にされるオン／オフ（on/off：開閉）ソレノイド弁である、請求項３又は４に記載の洗浄設備。
6. 前記一次温度センサによって感知された温度を用いて前記混合弁が制御され、前記二次温度センサによって感知された温度を用いて前記一次温度センサの精度がチェックされる、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の洗浄設備。
7. 前記一次温度センサ及び前記二次温度センサによって感知される前記出口水温は、システムの安定状態動作中はほぼ同じであり、該一次温度センサ及び該二次温度センサからの前記出口水温を比較することで、クロスチェックを行って、所定値を超える温度差が検出された場合に水流を止めることができる、請求項６に記載の洗浄設備。
8. 搬送遅延を減らして出口水の温度の変化に対する迅速な応答を提供するように、前記一次温度センサは、前記出口に向かって流れる熱水及び冷水の混合点の近くに位置決めされ、前記二次温度センサの応答が減衰される、請求項６又は７に記載の洗浄設備。
9. 前記二次温度センサによって感知される前記出口水温が、前記一次温度センサによって感知される該出口水温の事実上の平均値であるように、前記一次温度センサに対する前記二次温度センサの前記応答の減衰は、応答時間が遅いセンサを前記二次温度センサとして用いることによって達成される、請求項８に記載の洗浄設備。
10. 前記一次温度センサ及び前記二次温度センサの搬送遅延が同じであるように、該一次温度センサ及び該二次温度センサは、異なる応答時間を有し、水路に沿った同じ位置に位置付けられる、請求項９に記載の洗浄設備。
11. 前記応答の減衰は、前記二次温度センサの前に前記一次温度センサを置くことによって達成される、請求項８に記載の洗浄設備。
12. 前記一次温度センサと前記二次温度センサとの間で減衰室を用いて、生じ得るいかなる温度オーバーシュートも抑えられる、請求項１１に記載の洗浄設備。
13. 前記混合弁は、前記出口に向かって流れる熱水対冷水の比を調整して、前記出口水温のユーザ選択に従った該出口水温を達成及び維持するように動作可能である、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の洗浄設備。
14. 前記混合弁は、所望の出口水温を入力するユーザ操作可能な手段を含む、請求項１３に記載の洗浄設備。
15. 前記混合弁は、前記一次温度センサによって感知された出口水温に応答して、電気モータによって最高温（full hot）及び最低温（full cold）に対応する限界位置（end positions）間で調整可能な弁部材を備える、請求項１３又は１４に記載の洗浄設備。
16. 前記電気モータは、ステッピングモータ又はリニアピエゾモータである、請求項１５に記載の洗浄設備。
17. 前記電気モータは、ユーザ選択出口水温及び前記一次温度センサによって感知された出口水温の入力に応答して、電子コントローラによって操作可能である、請求項１５又は１６に記載の洗浄設備。
18. 前記電子コントローラは、一連のステップで前記電気モータを駆動するパルス信号を生成する、請求項１７に記載の洗浄設備。
19. 前記限界位置間で前記弁部材を移動させるためのパルスの数は、約２５００である、請求項１８に記載の洗浄設備。
20. 温度分解能は、分割ステップ（part-steps）を用いて前記限界位置間で前記弁部材を駆動することによって向上される、請求項１８又は１９に記載の洗浄設備。
21. 前記ユーザ選択出口水温及び前記感知された出口水温の入力に加えて、前記電子コントローラは、前記出口における水流量及び圧力、前記入口における水温、水流量、及び圧力、並びに前記弁部材の位置の１つ又は複数の入力を受け取る、請求項１７ないし２０のいずれか１項に記載の洗浄設備。
22. 弁の始動及び動作中、前記電子コントローラは、システムチェックを実行して前記弁が正しく動作していることを確実にする、請求項１７ないし２１のいずれか１項に記載の洗浄設備。
23. 前記出口には、並列に配置された複数のオン／オフ弁と、１つ又は複数の該オン／オフ弁を選択的に操作して前記出口流量を調整する手段とが設けられる、請求項１ないし２２のいずれか１項に記載の洗浄設備。
24. 前記オン／オフ弁は異なる流量を有する、請求項２３に記載の洗浄設備。
25. 所定温度よりも高い温度の水を出口に送出する殺菌サイクルを開始する手段が提供される、請求項１ないし２４のいずれか１項に記載の洗浄設備。
26. 前記殺菌サイクルを開始するのに少なくとも２つの入力を必要とする、請求項２５に記載の洗浄設備
27. 最初のうちは水流が阻止され出口水温がユーザ選択温度に達すると中断されるように、始動時に前記出口への水流を制御する手段が提供される、請求項１ないし２６のいずれか１項に記載の洗浄設備。
28. 水流は、前記混合弁の温度設定を変更せずに使用時に中断させることができる、請求項２７に記載の洗浄設備。
29. 前記出口の使用を監視すると共に該出口が所定期間にわたって使用されていなかった場合に該出口に通じる配管（pipe work：配管鋼）を洗い流すように該出口の動作を制御する手段が提供される、請求項１ないし２８のいずれか１項に記載の洗浄設備。
30. 前記配管は、火傷の危険を引き起こすことがない、事前設定された温度の水で洗い流される、請求項２９に記載の洗浄設備。
31. 混合室に熱水及び冷水を送出する流れガイドであって、前記混合室に通じる複数の導管を有し、該導管は、第１の組及び第２の組で配置されて、該第１の組の導管が該第２の組の導管と交互になっており、該第１の組の導管は冷水を受け取り、前記第２の組の導管は熱水を受け取る、流れガイドが提供される、請求項１ないし３０のいずれか１項に記載の洗浄設備。
32. 前記混合室に送出される熱水対冷水の比は、比例弁（proportioning valve）機構によって制御される、請求項３１に記載の洗浄設備。
33. 前記比例弁機構は、シャトル弁を含む、請求項３２に記載の洗浄設備。
34. 前記比例弁機構は、別個の変調ソレノイド弁を含む、請求項３２に記載の洗浄設備。
35. 前記ユーザ操作可能な手段は、制御設定のユーザ選択のためのインタフェースパネルを備える、請求項１４に記載の洗浄設備。
36. １つ又は複数の設定は選択的にブロックすることができる、請求項３５に記載の洗浄設備。
37. ブロックされた設定を、コードのユーザ入力によって解除することができる、請求項３６に記載の洗浄設備。

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