JP2589676B2 - 湯水混合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、湯と水を混合して適温を得る給湯用の湯水
混合装置に関するものである。

従来の技術 従来この種の湯水混合装置には、第２図に示すような
ものがあった。（例えば実開昭55−59223号公報） 第２図において、湯の入口１と水の入口２と混合湯の
出口３を有した弁框体４の内部には、湯側弁体５と水側
弁体６が設けられている。湯側弁体５と水側弁体６は軸
７に取り付けられ、外部に設けた直線運動変換機構８及
び歯車９を介し、モータ10により駆動される。混合湯出
口３の近傍には、混合湯温を検出する混合湯温検出器11
が設けられ、混合湯温設定器12で設定した混合湯温値
と、混合湯温検出器11で検出される湯温値を制御器13が
比較し、モータ10を制御する。端末には混合湯を供給す
る蛇口14が設けられている。そして蛇口14を開成し、混
合湯温設定器112を手で操作して混合湯温を設定する
と、制御器13で混合湯温検出器11の値と混合湯温設定器
12の設定値が比較され、両者の温度偏差をなくすように
モータ10が駆動制御される。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、次のような問題
点を有していた。

（１）湯圧や水圧が、他の給湯栓や給水栓の開閉などに
より急変した場合、混合湯温検出器11の応答遅れや直線
運動変換機構９のバックラッシュ、また制御器13内の遅
れ要素によって制御動作が遅れ、過渡的に混合湯温のオ
ーバシュートやアンダシュートを生じた。

（２）水圧や湯圧が高いと湯側弁体５や水側弁体６にか
かる圧力が過大となり、これに対抗するためモータ10も
能力の大きなものを必要としていた。

本発明はこの様な従来の問題点を解決するものであ
り、過渡的な温度変動を低減し、駆動力も少なくて済む
湯水混合装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の湯水混合装置
は、湯の一次圧に対し湯側弁体のバランスを取り圧力設
定手段により二次圧が設定される、湯の一次圧を湯側弁
体で減圧し二次圧を略一定に保つ湯側調圧弁と、この湯
側調圧弁から独立し水の一次圧に対し水側弁体のバラン
スを取り圧力設定手段により二次圧が設定される、水の
一次圧を水側弁体で減圧し二次圧を略一定に保つ水側調
圧弁と、湯側調圧弁の二次側に設けた湯側流量を調節、
止水する湯側弁と、この湯側弁と独立し水側調圧弁の二
次側に設けた水側流量を調節、止水する水側弁と、湯側
弁を電気的に駆動する湯側駆動手段と、水側弁を電気的
に駆動する水側駆動手段と、混合された湯と水の温度を
検出する温度検出部と、混合された湯と水の温度を設定
する混合湯温設定器と、この混合湯温設定器と温度検出
器の信号を比較して湯側駆動手段と水側駆動手段を制御
する制御器を備えて構成するものである。

作用 本発明は上記した構成によって、混合湯温設定器で設
定した混合湯温を得るように、混合湯温設定器と温度検
出器の信号を比較して湯側駆動手段と水側駆動手段を制
御し、湯側弁と水側弁で湯と水の混合比率の調節すると
ともに、湯側調圧弁とこれと独立した水側調圧弁で湯
圧、水圧を減圧し、各々の圧力設定手段により設定され
た二次圧を得て、湯と水の一次圧の変動を吸収し、湯側
弁と水側弁にかかる圧力を軽減し、また湯側、水側の二
次圧を独立して設定可能とすることにより、混合流量が
制限されることを防止し、さらに湯側と水側に独立して
止水機能を有した湯側弁と水側弁を設けることにより、
断水時の逆流や、給湯停止時の高圧側から低圧側への湯
あるいは水の混入の防止を図っているものである。

実施例 以下本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。第１図において、湯流路15と水流路16を経て供給さ
れる湯と水の一次圧は、弁框体17内に設けられた湯側調
圧弁18と水側調圧弁19により調圧され、二次圧が略一定
に保たれる。これら湯側と水側の調圧弁18と19は独立し
て設けられ、いずれも調圧弁体20と、これに軸21で連結
されたピストン22が、シリンダ23内を摺動するシリンダ
型で構成されている。調圧弁体20にはパッキン24が設け
られ、流動停止時に弁座25に当接し、湯、水の逆流を防
止している。また、ピストン22にはシールゴム26が装着
されており、外部への洩れを防止している。ピストン22
は、圧力設定手段であるばね27と調節ねじ28で二次圧の
調節が変えられるように構成されている。調圧弁体20と
ピストン２布の受圧面積は同一に構成されており、両者
にかかる一次圧は相殺され、調圧弁体20にかかる二次圧
とばね27のセット荷重が均衝する値に、二次圧は減圧さ
れる。湯側調圧弁18と水側調圧弁19の二次側には、湯と
水の混合を行なう混合弁と止水弁を兼ねた湯側弁29と水
側弁30が設けられている。これら湯側弁29と水側弁30
は、いずれも弁座31に当接して止水することが可能な弁
体32と軸33で構成されている。そして外部に設けた電気
的駆動手段である湯側モータ34と水側モータ35により、
いずれも減速歯車36と直線運動変換機構37を介して駆動
される。流量を調節された湯と水は合流して混合され、
混合湯温がサーミスタ38により検出される。また混合湯
の流量が流量センサ39により検出される。流量センサ39
は、流れを回転させる固定翼車40と、旋回する流れによ
り回転するボール41と、ボールの流出防止受け42と、磁
石と磁気抵抗素子から成るセンサ43より構成されてい
る。そして混合湯は湯合湯流路44を通り蛇口45から給湯
対象に供給される。蛇口45の近傍には、給湯の開始、停
止の指示や、混合湯温、混合流量、混合流量の積算値を
設定するとともに、これらの状態を表示する設定器46が
設けられている。設定器46、サーミスタ38及び流量セン
サ39の信号は、制御器47に伝えられ、制御器47は湯側モ
ータ34、水側モータ35及び設定器46の表示を制御する。

上記した構成により、設定器46で所望の混合湯温と湯
合流量、また混合流量の積算値を設定して給湯の開始を
指示すると、制御器47の指令により、湯側モータ34と水
側モータ35が動作して、湯側弁29と水側弁30で流路を開
成する。混合湯温はサーミスタ38で検出され、制御器47
で設定器46の設定値と比較され、適温が得られる速度比
に湯側モータ34と水側モータ35の速度を調節する。同時
に流量センサ39の信号と設定器46の信号を比較して、制
御器47が設定流量が得られる開度にまで、湯側モータ34
と水側モータ35を制御し、湯側弁29と水側弁30を開成す
る。設定流量が得られた以降が、外乱に対して湯側弁29
と水側弁30が微調節され、混合湯温は設定値どおりに維
持される。ここで、例えば混合湯温の上昇を設定器46で
指示したとすると、湯側モータ34は湯側弁29を開成し、
水側モータ35は水側弁30を閉成する方向に動作し、混合
湯温は上昇して行き、設定値に達した段階で前述と同様
に混合湯温は維持されて行く。サーミスタ38で検出され
る混合湯温や、流量センサ39で検出される混合流量は制
御器47を介して設定器46で表示される。また、混合流量
の積算を行なっている時は、制御器47で積算が行なわ
れ、同様に表示される。使用中に他の水栓や給湯栓が使
用されて、湯や水の一次圧が変化した場合は、湯側調圧
弁18や水側調圧弁19が、二次圧を設定値に維持するよう
に動作する。このため、湯の流量や水の流量に変化がほ
とんど生じないため、湯合湯温がオーバシュートした
り、アンダシュートすることがない。また、例え一次圧
が大きくても湯側調圧弁18と水側調圧弁19の減圧作用に
より、湯側モータ34と水側モータ35は、二次圧に対応し
た力を出すだけでよいため、その能力は小さいもので済
む。給湯を停止したい場合は、設定器46で指示すること
により、湯側モータ34と水側モータ35は、湯側弁29と水
側弁30を閉成して行き、弁体32を弁座31に押し当てて給
湯を得止する。給湯の停止中は、調圧弁体20が弁座25に
当接して閉成されているため、調圧弁でも湯、水が断水
時に逆流したり、圧が高い方が低い方に流れ込んだりす
ることが防止されている。こういった調圧弁を有した方
式の利点は、例えば低温の混合湯や水だけを出したい場
合に、水の一次圧まで二次圧を設定で上げることができ
るため、湯側と水側の一次圧の低い方に合せてバランス
を取るバランス弁方式に比べて流量が多く取れる点であ
る。すなわち、湯側調圧弁18と水側調圧弁19を独立して
設けているため、湯側と水側を連動させて二次圧力を等
しくする圧力バランス弁を用いた場合に起こる、一方が
低圧になると他方がこれに揃えられ、混合湯を多く供給
できなくなる現象を防止できる。

また、湯側調圧弁18と水側調圧弁19に湯側弁29と水側
弁30の機能を一体化し、直接調圧弁をモータで駆動する
方式も考えられるが、本発明の方式によれば、逆流や高
圧側から低圧側への流入が、湯側弁29と湯側調圧弁18及
び水側弁30と水側調圧弁19で２重に防止できる利点を有
している。更に、流量を制御する湯側弁29と水側弁30に
は、湯側調圧弁18と水側調圧弁19で減圧された圧力がか
かるため、分解能が粗くても良いことにより、安価に提
供できる利点を有していた。

本実施例においては、湯側調圧弁18と水側調圧弁19
は、湯と水の流れを止める閉成機能を有しているため、
断水時における湯水の逆流や、給湯停止中に高圧側から
低圧側へ湯あるいは水が流れ込むことが防止できる効果
を有している。

なお本実施例においては、混合湯温をサーミスタ38で
検出し、信号をフィードバックする制御方式を例に取っ
たが、湯温、水温と湯の流量、水の流量を元で予め測定
し、混合湯温を演算で求めるフィードフォワード制御等
にも本発明の思想は適用できるものである。

発明の効果 以上のように本発明の湯水混合装置によれば、次のよ
うな効果が得られる。

（１）湯側調圧弁と、この湯側調圧弁から独立して設け
た水側調圧弁におり、湯側と水側の二次圧を独立して略
一定に保てるため、湯側駆動手段と水側駆動手段にかか
る負荷が低減でき、また湯圧変動時や水圧変動時の混合
湯温の変動を低減できるとともに、圧力を調整すること
では補え切れない湯温変動時や水温変動時に、電気的に
制御される湯側弁と水側弁により混合湯温がフィードバ
ック制御で調節ができ、あらゆる過渡変動的に機構と電
気制御が補完しあって安定温度した混合湯を供給でき
る。

（２）湯側調圧弁と、この湯側調圧弁から独立して設け
た水側調圧弁により、湯側と水側の二次圧を独立して略
一定に保てるため、湯側、水側の二次圧を連動して略一
定に保つ圧力バランス弁を使用した場合に発生する、低
い方の圧力に二次圧力が揃えられ、混合流量が制限され
る課題を解決でき、水圧、湯圧の一方が低くても混合湯
を多く供給できるとともに、圧力の高い方から低い方へ
の湯あるいは水が洩れるという課題を解決でき、高温あ
るいは低温が設定通りに得られる。

（３）湯側と水側に独立して止水機能を有した湯側弁と
水側弁を設けることにより、断水時の逆流や、給湯停止
時の高圧側から低圧側への湯あるいは水の混入を防止で
きる。

（４）湯側調圧弁と水側調圧弁は各々の弁体が各々一次
圧に対してバランスされているため、各々の一次圧が変
動しても、混合湯温に変動を生じることがなく、安定し
た混合湯温が供給できる。

（５）湯側弁と水側弁には、減圧された二次圧がかかる
ため、分解能は粗くても混合湯温に与える影響は少なく
て済み、安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における湯水混合装置の一部
切欠断面図、第２図は従来の湯水混合装置のブロック図
である。 18……湯側調圧弁、19……水側調圧弁、27……ばね（圧
力設定手段）、28……調節ねじ（圧力設定手段）、29…
…湯側弁、30……水側弁、34……湯側モータ（湯側駆動
手段）、35……水側モータ（水側駆動手段）、46……設
定器、47……制御器。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−59212（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−145874（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭55−37803（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湯の一次圧に対し湯側弁体のバランスを取
   り圧力設定手段により二次圧が設定される、湯の一次圧
   を前記湯側弁体で減圧し二次圧を略一定に保つ湯側調圧
   弁と、この湯側調圧弁から独立し水の一次圧に対し水側
   弁体のバランスを取り圧力設定手段により二次圧が設定
   される、水の一次圧を前記水側弁体で減圧し二次圧を略
   一定に保つ水側調圧弁と、前記湯側調圧弁の二次側に設
   けた湯側流量を調節、止水する湯側弁と、この湯側弁と
   独立し前記水側調圧弁の二次側に設けた水側流量を調
   節、止水する水側弁と、前記湯側弁を電気的に駆動する
   湯側駆動手段と、前記水側弁を電気的に駆動する水側駆
   動手段と、混合された湯と水の温度を検出する温度検出
   器と、混合された湯と水の温度を設定する混合湯温設定
   器と、この混合湯温設定器と前記温度検出器の信号を比
   較して前記湯側駆動手段と前記水側駆動手段を制御する
   制御器を備えた湯水混合装置。
2. 【請求項２】湯側調圧弁と水側調圧弁は、止水時に湯側
   弁体と水側弁体が各々の弁座に当接し流路を閉成する閉
   成型とした特許請求の範囲第１項記載の湯水混合装置。