JP2014178048A - 混合水栓 - Google Patents

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Abstract

【課題】地域や住居形態等に伴う給水圧力の違いによる影響を軽減して、所望の水温で湯や水を吐出可能な混合水栓を提供する。
【解決手段】湯が流入される第1経路2と、水が流入される第2経路3と、第1経路2の湯や第2経路3の水を吐出する第3経路4とを備え、第1経路2及び第2経路3には各々、開成量を調整自在とした開閉弁11を設け、第3経路4は、その上流側に第1経路2の湯と第2経路3の水とを混合する混合部41を備え、第3経路4内の湯水の温度を検出する検出部45を、混合部の下流側に設け、検出部45の検出温度に応じて開閉弁の開成量を調整するフィードバック制御を行うよう構成される制御部5を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、混合水栓に関するものである。
従来から、外部から設定された所望温度の温水を安定して給湯するための湯水混合弁がある(特許文献1等参照)。この湯水混合弁は、湯水を混合する弁箱に、水が流れ込む入力ポートと湯が流れ込む入力ポートとが設けてある。そして、弁箱には、弁室が回転自在に設けてあり、この弁室の回転によって、各入力ポートの開口面積が変化する構成となっている。前記湯水混合弁は、前記開口面積を変化させることで、弁箱内に流入する水や湯の流量を調整しており、この流量の調整によって、弁箱から流出する温水(湯を混合した水)の温度を、前記所望温度となるように調整している。
特開2003−222253号公報
ところで、地域や住居形態(戸建や、集合住宅の低層階、高層階等)によっては、その給水圧力が混合水栓の設計値等と異なる場合がある。この場合、流路断面積(前記開口面積)のみの調整では、前記給水圧力の違い(設計値等と異なる給水圧力)に対応できず、所望の水温からずれた水温で吐出することがある。言い換えると、前記湯水混合弁では、前記給水圧力の違いによって、湯と水とを混合した状態での温度が、所望の水温からずれることがある。このように、前記湯水混合弁等を備えた従来の混合水栓では、地域や住居形態等での給水圧力に違いに影響されて、所望の水温での湯や水(湯水)を得難いという問題がある。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、地域や住居形態等に伴う給水圧力の違いによる影響を軽減して、所望の水温で湯水を吐出可能な混合水栓を提供することを課題とする。
前記課題を解決するために本発明は、湯が流入される第1経路と、水が流入される第2経路と、前記第1経路の湯や前記第2経路の水を吐出する第3経路とを備え、前記第1経路及び前記第2経路には各々、開成量を調整自在とした開閉弁を設け、前記第3経路は、その上流側に前記第1経路の湯と前記第2経路の水とを混合する混合部を備え、この混合部の下流側に前記第3経路内の湯水の温度を検出する検出部を設け、前記検出部の検出温度に応じて前記開閉弁の開成量を調整するフィードバック制御を行うよう構成される制御部を備えることを特徴とする。
また、前記制御部は、前記検出部からの検出温度が所定値以上のときに前記第3経路からの湯水の吐出を停止させる停止制御を行うよう構成されるものであることが好ましい。
また、前記停止制御は、前記第3経路が前記吐出の停止状態から吐出状態に切り替わるときに行われ、前記湯水の吐出中の温度上昇に伴い前記検出温度が前記所定値となるときには前記第3経路からの前記吐出を継続させる制御であることが好ましい。
また、前記第3経路に、湯水を電気分解するよう構成される電解槽を設け、前記制御部は、前記電気分解で生成した気体を溶存させた機能水を、前記第3経路から吐出するときに、前記湯水の温度を下降させる制御を行うよう構成されるものであることが好ましい。
また、前記第3経路に、湯水を電気分解するよう構成される電解槽を設け、前記制御部は、前記電気分解で生成した気体を気泡として析出させた機能水を、前記第3経路から吐出するときに、前記湯水の温度を上昇させる制御を行うよう構成されるものであることが好ましい。
また、前記第3経路の吐出部に、前記フィードバック制御用の前記検出部を設けたものであることが好ましい。
本発明は、前記構成を具備することで、地域や住居形態等に伴う給水圧力の違いによる影響を軽減して、使用者が所望する水温の湯や水を第3経路から吐出し易くすることができる。
第一実施形態の構成模式図である。 同上の混合部周辺の斜視図である。 停止制御の説明図である。 フィードバック制御の説明図である。 第二実施形態の構成模式図である。 電解槽を示し、(a)は正面図であり、(b)はB−B断面図であり、(c)は斜視図である。
以下、本発明を添付図面に基づいて説明する。
本発明の第一実施形態の混合水栓1は、例えば、キッチンカウンターのシンクや洗面台のボウル等の水受部の上方に設けられる。混合水栓1は、図1や図2に示すように、湯が流入される第1経路2と、水が流入される第2経路3と、第1経路2の湯や第2経路3の水を吐出する第3経路4とを備える。
第1経路2は、その上流側が外部の給湯源(図示せず)に接続されており、この給湯源は、例えば、給湯器となっている。第1経路2は、その下流側が第3経路4に接続される。このため、第1経路2は、前記給湯源からの湯を第3経路4に供給する給湯路となっている。
また、第1経路2には、開閉弁11(第1弁21)が設けてある。第1弁21は、開成量を調整自在とした開閉弁となっている。言い換えると、第1弁21は、第1経路2の通水と止水の切替、及び通水時に第1経路2から第3経路4への流量調節を行うよう構成される。第1弁21は、例えば、電磁弁で形成される。この電磁弁は、例えば、駆動源となるモータと、このモータの駆動によって開成量(開度)を調整自在で開閉する弁体とを備える。
第2経路3は、その上流側が外部の給水源(図示せず)に接続されており、この給水源は、例えば、水道管となっている。第2経路3は、その下流側が第3経路4に接続される。このため、第2経路3は、前記給水源からの水を第3経路4に供給する給水路となっている。
また、第2経路3には、開閉弁11(第2弁31)が設けてある。第2弁31は、開成量を調整自在とした開閉弁となっている。言い換えると、第2弁31は、第2経路3の通水と止水の切替、及び通水時に第2経路3から第3経路4への流量調節を行うよう構成される。第2弁31は、例えば、電磁弁で形成される。この電磁弁は、例えば、駆動源となるモータと、このモータの駆動によって開成量(開度)を調整自在で開閉する弁体とを備える。
第3経路4は、その上流側に、混合部41を有する。混合部41は、その上流側に、第1経路2及び第2経路3が接続される。このため、混合部41は、第1経路2の湯と第2経路3の水とが流入可能となっている。そして、混合部41は、湯及び水の両方が供給されると、これらを混合して、その下流側に流動させる。
第3経路4は、その下流側に、吐出部42を有する。吐出部42は、前記水受部に臨むように配置される。言い換えると、吐出部42は、その吐出方向を前記水受部に向けて設けてある。このため、吐出部42は、混合部41から流入した湯水(湯のみや水のみを含む)を前記水受部に吐出する。
また、第3経路4は、混合部41と吐出部42との間に、止水弁(第3弁43)が設けてある。第3弁43は、第3経路4の通水と止水との切替を行うよう構成される。第3弁43は、例えば、電磁弁で形成される。この電磁弁は、例えば、駆動源となるモータと、このモータの駆動によって開閉する弁体とを備える。
また、混合水栓1は、操作部(図示せず)と、検出部45と、制御部5とを更に備える。前記操作部は、使用者による吐出部42からの吐出とその停止と(吐水と止水と)の切替操作と、使用者が所望の水温や吐出量への変更操作とが可能となるよう構成される。言い換えると、使用者は、前記操作部を操作することで、吐出部42からの吐出及び止水の切替や、吐出部42から吐出する湯水の温度(水温)の設定変更や、吐出部42から吐出する湯水の流量(吐出量)の設定変更を行うことができる。
また、前記操作部は、例えば、その操作(操作結果)を制御部5に出力するよう構成されており、これによって制御部5が前記操作結果を取得する。以下、前記操作部によって設定される水温を、設定水温とし、前記操作部によって設定される吐出量を、設定流量とする。
検出部45は、湯水の温度(水温)を検出するよう構成される。検出部45は、第3経路4において、混合部41と第3弁43との間に設けられる。このため、検出部45は、混合部41より下流側の水温を検出するよう構成される。検出部45は、例えば、その検出結果を制御部5に出力するよう構成されており、これによって制御部5が前記検出結果を取得する。
制御部5は、前記操作部の操作結果に応じた各開閉弁11(一方のみの場合と両方の場合とを含む)の開閉制御と、検出部45で高温(所定温度)を検出したときの第3弁43を用いる停止制御とを行うよう構成される。
前記開閉制御は、前記操作結果に応じて、第1弁21や第2弁31を所定の開成量(開閉弁11毎に各々開成量が異なる場合や一方のみを開成させる場合を含む)で開成させたり、閉成させたり(両方閉成させる場合を含む)する制御となっている。そして、前記開閉制御は、この開成や閉成によって、第3経路4から所定の湯水混合比率や所定の水量で湯水を吐出させたり、その吐出を停止させたりする制御となっている。
更に、前記開閉制御は、開閉弁11を開成させる場合、設定値に応じた開成量で、対応する開閉弁11を開成させる制御となっている。そして、この設定値は、前記操作結果における前記設定水温や前記設定流量に各々対応して、製造時等に設定された値(開成量)となっている。また、前記開閉制御は、前記設定水温や前記設定流量の変更操作(操作結果)に応じて、各開閉弁11(一方のみの場合と両方の場合とを含む)の開成量を変更する制御を含む。
このため、混合水栓1は、前記操作部が使用者に操作されると、前記開閉制御によって、吐出部42からの吐出とその停止の切替や、吐出時の前記設定水温の変更や、吐出時の設定流量の変更を行うよう構成される。
前記停止制御は、吐出部42を停止状態(止水状態)から吐出状態に切り替えるとき(吐出を開始するとき)に、第3経路4の水温が前記所定温度以上の場合、第3弁43を閉成する制御となっている。具体的には、例えば、混合水栓1は、前記吐出を開始するときに、検出部45から前記所定温度以上となる検出結果が制御部5に出力されると、前記停止制御によって、第3弁43を閉成することで、第3経路4を閉塞する。言い換えると、前記停止制御は、前記吐出を開始するときに、第3経路4内の湯が前記所定温度以上の場合、第3経路4を閉塞することで、吐出部42からの湯水の吐出を禁止する制御となっている。
このため、混合水栓1は、前記吐出を開始するときに、高温の湯水(高温水)の吐出を抑制することができて、高温水による使用者の火傷や熱刺激(痛覚刺激)等を起こり難くすることができる。
また、前記停止制御は、前記吐出を開始するときにのみ行うよう構成される。言い換えると、前記停止制御は、図3に示すように、吐出中に第3経路4の水温(図中の実線L2)が上昇して、その水温が前記所定温度未満から前記所定温度(図中の点線L1)以上となった場合、第3弁43の閉成を行わない(機能しない)よう構成される。このように、前記停止制御は、吐出中に前記設定水温を前記所定温度以上に上昇させるよう操作された場合、第3弁43を開成で維持する制御となっている。
ところで、混合水栓1は、地域や住居形態等の差に伴う湯や水の給水圧力の違いによって、例えば湯水の混合比率が設計時の混合比率(設計値)からずれた状態となる等で、前記設定水温からずれた状態(水温)で、吐出されることがある。このため、本例では、制御部5が、検出部45の検出結果に応じたフィードバック制御を行うよう構成される。
前記フィードバック制御は、例えば、前記設定水温となる開成量での開成制御後、検出部45の検出結果に応じて、各開閉弁11(一方のみの場合と両方の場合とを含む)の開成量を調整する(閉成を含む)制御となっている。
以下、例えば、図4に示すように、吐出の水温(図中の実線L3)が前記設定水温(図中の点線L4)に比べて低い場合(例えば、第2経路3の給水圧力が高く設計値より水の流量が多い場合)を例にとり、前記フィードバック制御を説明する。
まず、混合水栓1は、前記開成制御によって、前述の通り各開閉弁11を所定の開成量(設置値)で開成するよう制御される。そして、混合水栓1は、前記所定の開成量での湯水の通水が安定した状態になると、前記フィードバック制御を開始する構成となっている。この安定した状態とは、例えば、検出温度(検出部45からの検出結果)が略横ばいの状態(例えば、図4中の第1の時点P1)となっている。
混合水栓1は、第1の時点P1において、前記検出温度が前記設定水温に比べて低いため、前記フィードバック制御によって、第1弁21の開成量を大きくする、又は第2弁31の開成量を小さくするよう制御される。これによって、混合水栓1は、第3経路4の水温(前記検出温度)が上昇する。
そして、混合水栓1は、上昇した前記検出温度が前記設定水温を上回ると、前記フィードバック制御によって、第1弁21の開成量を小さくする、又は第2弁31の開成量を大きくするよう制御される。これによって、混合水栓1は、前記検出温度が下降する。更に、混合水栓1は、下降した前記検出温度が前記設定水温を下回ると、前記フィードバック制御によって、第1弁21の開成量を大きくする、又は第2弁31の開成量を小さくするよう制御される。これによって、混合水栓1は、前記検出温度が上昇する。
更に、混合水栓1は、前記フィードバック制御によって、両開閉弁11(第1弁21及び第2弁31の両方)の開成量を調整(変更)するよう制御されてもよい。この場合では、前記フィードバック制御後と前記フィードバック制御前とで第3経路4の流量を変動し難くすることができる。
このように、混合水栓1は、前記設定水温と混合部41で混合した湯水の温度(前記検出温度)とが異なるときに、前記フィードバック制御によって、各開閉弁11の開成量を変更調整することで、前記検出温度を前記設定水温に近づけることができる。言い換えると、混合水栓1は、前記フィードバック制御によって、前記検出温度を前記設定水温で略横ばいの状態(第3経路4の水温が前記設定水温で安定した状態)にすることができる。
このため、混合水栓1は、第3経路4(吐出部42)から前記設定水温の湯水を吐出し易くすることができる。これによって、混合水栓1は、地域や住居形態等に伴う給水圧力の違いによる影響を軽減して、使用者が所望する水温(前記設定水温)で湯水を吐出し易くすることができる。そして、混合水栓1は、両開閉弁11の開成量を調整(変更)することで、略一定の流量を保って、湯水を吐出することができる。これによって、混合水栓1は、例えば、操作部で流量が所望されたとき等に、その所望の流量(前記設定流量)で且つ前記設定水温の湯水を吐出することができる。
また、混合水栓1は、前記停止制御と前記フィードバック制御とで、同じ検出部45を用いる(併用する)構成となっている。言い換えると、混合水栓1は、吐出を開始するときに用いる前記停止制御用の検出部45を、吐出中にあっては前記フィードバック制御に用いる構成となっている。このため、混合水栓1は、構成部材の増加を抑制して、簡素な構成で前記フィードバック制御を行うことができる。
次に、第二実施形態を、図5,6に基づいて、説明する。なお、前述の第一実施形態と重複する構成は、同じ符号を付し、重複する説明は省略して、本例(第二実施形態)の特徴等を説明する。
本例の混合水栓1は、図5に示すように、第3経路4の第3弁43と吐出部42との間に、電解槽6が設けてある。このため、電解槽6は、第3経路4内の湯水が流通する構成となっている。
具体的は、例えば、電解槽6は、図6に示すように、箱状のケース61を有する。ケース61は、第3経路4の第3弁43側に内部空間(箱内部)を連通接続させる第1接続部63と、第3経路4の吐出部42側に前記内部空間を接続させる第2接続部64とを有する。このため、電解槽6は、第3経路4の第3弁43側の湯水が第1接続部63から前記内部空間に流入し、この内部空間の湯水が第2接続部64から第3経路4の吐出部42側(下流側)に流出する構成となっている。そして、第2接続部64は、第1接続部63に比べて高い位置に設けてある。
また、電解槽6は、少なくとも二つの電極部材65と、各電極部材65に電圧を印可する電源部66とを備える。電極部材65は、ケース61の前記内部空間に配置される。電極部材65は、互いに所定の間隔をおいて配置される。電極部材65は、例えば、板状に形成される。そして、電極部材65は、互いの板面を向い合せた状態で配置される。また、電極部材65は、電源部66との電気的接続用の端部を備えており、この端部は、前記内部空間からケース61の外側に突出して設けてある。
電源部66は、ケース61の外側に配置される。電源部66は、例えば、直流電源となっている。電源部66は、導電部材を介して、電極部材65の前記端部と電気的に接続される。電源部66は、一つの電極部材65が陽極となり、他の一つの電極部材65が陰極となるよう、電極部材65に電圧を印可するよう構成される。
電解槽6は、前記電圧の電極部材65への印可によって、前記流入した湯水の一部を電気分解することができる。そして、電解槽6は、この電気分解によって、陽極側(陽極となる電極部材65側)に、酸素の気泡が生成され易くなる。このため、混合水栓1は、吐出部42からの湯水を、酸素を含む機能水として吐出することができる。そして、混合水栓1は、第2接続部64を第1接続部63に比べて上方に設けたことで、電気分解で生成される気体を下流側(吐出部42側)に流動し易くすることができる。なお、混合水栓1は、第3弁43と電解槽6との間に、添加剤を投入する投入部を設け、この添加剤の添加によって湯水の電気分解を促進させてもよい。
混合水栓1は、前記機能水を吐出する動作(モード)として、酸素を溶存させた第1機能水を吐出する第1モードと、酸素を気泡として析出させた第2機能水を吐出する第2モードとを有する。各モードは、操作部(図示せず)の操作によって、使用者に選択される。そして、混合水栓1は、選択されたモードに応じた機能水を吐出するよう、制御部5による制御が行われる。
具体的には、例えば第1モードが選択された場合では、制御部5によって、第1弁21の開成量を大きくする、又は第2弁31の開成量を小さくすることで、第3経路4の水温を上昇させるよう制御が行われる。そして、電解槽6の湯水は、この水温の上昇によって、酸素が溶解し易くなる。言い換えると、電解槽6の湯水は、この水温の上昇によって、酸素が析出し難くなる。
このため、混合水栓1は、前記水温を上昇させた状態とすることで、電解槽6での電気分解で生成された酸素を、例えば下流側に流れるに連れて、前記湯水中に溶存させ易くすることができる。言い換えると、湯水中の酸素の気泡は、例えば、その湯水の温度(水温)を上昇させることで、下流側に流れる程、前記気泡の粒径を小さくなり易くすることができる。これによって、混合水栓1は、酸素を溶存させた第1機能水(高濃度酸素水)を吐出することができる。
例えば第2モードが選択された場合では、制御部5によって、第1弁21の開成量を小さくする、又は第2弁31の開成量を大きくすることで、第3経路4の水温を下降させるよう制御が行われる。そして、電解槽6の湯水は、この水温の下降によって、酸素が溶解し難くなる。言い換えると、電解槽6の湯水は、この水温の下降によって、酸素が析出し易くなる。
このため、混合水栓1は、前記水温を下降させた状態とすることで、電解槽6での電気分解で生成された酸素を、例えば下流側に流れるに連れて、前記湯水中に気泡として析出させ易くすることができる。言い換えると、湯水中の酸素の気泡は、例えば、その水温を下降させることで、下流側に流れる程、前記気泡の粒径を大きくなり易くすることができる。これによって、混合水栓1は、酸素を気泡として析出させた第2機能水(気泡混入水)を吐出することができる。
また、混合水栓1は、前記停止制御用の検出部45(第1検出部46)の他に、吐出部42に検出部45(第2検出部47)が設けてある。第2検出部47は、吐出部42の水温(吐出部42から吐出される直前の湯水の温度)を検出するよう構成される。そして、制御部5は、第2検出部47の検出結果を用いて前記フィードバック制御を行うよう構成される。具体的には、本例のフィードバック制御は、例えば、前記設定水温となる開成量での開成制御後、第2検出部47の検出結果に応じて、各開閉弁11(一方のみの場合と両方の場合とを含む)の開成量を調整する(閉成を含む)制御となっている。
このため、混合水栓1は、例えば低温環境での使用等の第1検出部46から吐出部42に至るまでに水温が低下する恐れがある場合等において、吐出部42から前記設定水温より低い水温の湯水の吐出を抑制することができる。言い換えると、混合水栓1は、第3経路4での水温低下の影響を軽減して、吐出部42から前記設定水温の湯水を吐出し易くすることができる。これによって、混合水栓1は、地域や住居形態等に伴う給水圧力の違いによる影響を軽減して、使用者が所望する水温で湯水を吐出し易くすることができる。
なお、本発明は、前記例示の構成にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
1 混合水栓
11 開閉弁
2 第1経路
21 第1弁
3 第2経路
31 第2弁
4 第3経路
41 混合部
42 吐出部
43 第3弁
45 検出部
46 第1検出部
47 第2検出部
5 制御部
6 電解槽

Claims (6)

  1. 湯が流入される第1経路と、水が流入される第2経路と、前記第1経路の湯や前記第2経路の水を吐出する第3経路とを備え、
    前記第1経路及び前記第2経路には各々、開成量を調整自在とした開閉弁を設け、
    前記第3経路は、その上流側に前記第1経路の湯と前記第2経路の水とを混合する混合部を備え、この混合部の下流側に前記第3経路内の湯水の温度を検出する検出部を設け、
    前記検出部の検出温度に応じて前記開閉弁の開成量を調整するフィードバック制御を行うよう構成される制御部を備えることを特徴とする混合水栓。
  2. 前記制御部は、前記検出部からの検出温度が所定値以上のときに前記第3経路からの湯水の吐出を停止させる停止制御を行うよう構成されるものであることを特徴とする請求項1記載の混合水栓。
  3. 前記停止制御は、前記第3経路が前記吐出の停止状態から吐出状態に切り替わるときに行われ、前記湯水の吐出中の温度上昇に伴い前記検出温度が前記所定値となるときには前記第3経路からの前記吐出を継続させる制御であることを特徴とする請求項2記載の混合水栓。
  4. 前記第3経路に、湯水を電気分解するよう構成される電解槽を設け、
    前記制御部は、前記電気分解で生成した気体を溶存させた機能水を、前記第3経路から吐出するときに、前記湯水の温度を下降させる制御を行うよう構成されるものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項記載の混合水栓。
  5. 前記第3経路に、湯水を電気分解するよう構成される電解槽を設け、
    前記制御部は、前記電気分解で生成した気体を気泡として析出させた機能水を、前記第3経路から吐出するときに、前記湯水の温度を上昇させる制御を行うよう構成されるものであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項記載の混合水栓。
  6. 前記第3経路の吐出部に、前記フィードバック制御用の前記検出部を設けたものであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項記載の混合水栓。
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