JPH04341675A - 湯水混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は湯と水の混合比率を調節
して適温を得る湯水混合装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の湯水混合装置には、図３に
示すようなものがあった。

【０００３】図３において湯入口１、水入口２及び混合
湯出口３を有する弁框体４の内部には、湯側弁体５及び
水側弁体６が一体的に設けられており、湯と水の混合比
率を調節している。この湯側弁体５及び水側弁体６は、
一端が止め輪７で規制されバネ８で付勢されたワックス
サーモ９に取り付けられて設けられている。ワックスサ
ーモ９は混合湯温に応じピストン１０が伸縮して湯側弁
体５及び水側弁体６の位置を変える。混合湯温の設定は
温度設定つまみ１１によって行なわれるが、予め組立段
階で混合湯温と初期位置の関係が調整されており、手で
温度設定つまみ１１を回し混合湯温レベルを選定するこ
とができる。通常の動作時は湯側弁体５と水側弁体６を
経て来た湯と水は混合され、ワックスサーモ９の感温部
を経て混合湯出口から温度設定つまみ１１で設定された
混合湯温で給湯対象に給湯される。水圧、湯圧の変動や
給湯湯量の変動に伴ない湯と水の混合比率がそれ迄の値
と異なって来ると、混合湯温の変動としてワックスサー
モ９が変化を捉え、湯水の混合比率を修正して設定値に
ほぼ等しい混合湯を供給する。混合湯温を変更したい時
は前述のように温度設定つまみ１１を回し設定値を変更
することにより混合湯温レベルを変更することが可能で
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の湯水混合装置は
以上述べたように構成されていたため、混合湯温の設定
は温度設定つまみ１１を直接手で操作する必要があり、
湯水混合装置として設置場所が限定され、操作も温度設
定つまみ１１が経年変化で固くなったりして操作感が良
くないという課題を有していた。

【０００５】なお湯水混合装置としては上記のものの外
に、モータで弁を駆動する型式のものもあったが、この
モータ駆動方式の湯水混合装置はサーミスタ等の温度検
出器で混合湯温を検出し、温度設定器で設定された混合
湯温の得られる位置に弁をモータで駆動するため、前述
のような問題点は解消できた。しかし、水圧変動、湯圧
変動や混合湯量の急激な変動に伴ない混合湯温が設定値
をはずれた場合は、温度検出器で検出した混合湯温を温
度設定器の設定温度と比較し演算処理してモータを駆動
する迄の時間がかかり、モータの慣性による時間遅れ等
があるため、混合湯温変動を検出して直接弁体を駆動す
る前述のワックスサーモ方式に比較して過渡的な温度変
動が大きく、混合湯温が熱くなりすぎたり冷くなりすぎ
るという課題を有していた。

【０００６】本発明はこのような従来の課題を解消する
ものであり、遠隔制御が可能で操作性が良く、混合湯温
の安定性に優れた湯水混合装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の湯水混合装置は、湯と水の混合比率を調節
する混合弁体と、温度に応じて変化する変位を利用して
この混合弁体を駆動する混合湯流路に設けた感温体と、
混合弁体の位置調節を行う電気的駆動手段と、混合湯温
の設定を行なう混合湯温設定器と、この混合湯温設定器
の設定に従って電気的駆動手段にて混合弁体の位置調節
を行なうとともに、電気的駆動手段による混合弁体の駆
動速度を感温体による駆動速度よりも鈍く設定した制御
を行なう制御器とをもって構成するものである。

【０００８】

【作用】上記した構成により本発明の湯水混合装置は、
混合湯温設定器の設定に従って電気的駆動手段にて混合
弁体を移動させているため、遠隔制御が可能で操作が楽
にできるとともに、感温体で混合弁体を駆動し混合湯温
の調節を行なっているため応答が速く安定した混合湯温
が得られ、かつ混合弁体の駆動速度を感温体による駆動
速度よりも鈍く設定しているため、制御的に発振を起こ
し混合湯温が大きく変動することがない。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図１，図２を用いて説
明する。図２は本発明の実施例の湯水混合装置を用いた
給湯装置の系統図を示すが、給水管１２より給水された
水はボイラー１３で加熱昇温されて給湯管１４を経て混
合弁１５に湯として供給される。混合弁１５には給湯管
１４の他給水管１６も接続されており、ここで湯水は混
合されて混合湯管１７を通って蛇口１８あるいは蛇口１
９に混合湯が供給される。

【００１０】蛇口１８，１９の近傍には混合湯温設定器
２０，２１が設けられており、ここでの設定信号に従っ
て制御器２２を経て混合弁１５は駆動制御される。

【００１１】なお混合湯温設定器２０と混合湯温設定器
２１の間には優先，従属の関係が予め定められており、
この場合混合湯温設定器２１が優先、混合湯温設定器２
０が従属となっている。混合弁１５は図１に示すように
構成されている。給湯管１４と給水管１６から供給され
る湯と水は、湯側弁座２３と水側弁座２４との距離を、
湯側弁体２５、水側弁体２６を有した混合弁体２７によ
って反比例的に変えて混合比率を調節している。混合弁
体２７は湯と水が周囲から内側に流入する筒状弁体とな
っている。また混合弁体２７はスプリング２８にて図に
おいて右側方向に付勢されており、混合湯流路２９に設
けた感温体であるワックスサーモ３０に外筒３１を介し
て当接されている。このワックスサーモ３０は温度に応
じてピストン３２が伸縮し、外周部で固定された外筒３
１を介して混合弁体２７を駆動する。またワックスサー
モ３０は感温部に螺旋状のフイン３３を有しており、フ
イン３３には多数の細孔３４があけられていて、流れを
旋回させるとともに、その一部が細孔を通って流れるこ
とにより、熱伝達の促進と混合の促進を図っているもの
である。ワックスサーモ３０のピストン３２は、外周部
に設けた雌ねじ３５の内部をローレット部で嵌合された
軸３６の回転によって進退する遊動型の雄ねじ３７に当
接されており、軸３６は外部に設けた電気的駆動手段で
あるモータ３８により減速機構３９を介して駆動される
。結果的にワックスサーモ３０と混合弁体２７はモータ
３８によって駆動され、位置検出を行なうモータ３８に
設けられたポテンショメータ４０により位置確認がなさ
れ位置調節が行なわれる。電気的駆動手段としてはソレ
ノイド等も考えられるが、モータの方が動作が緩慢でウ
ォータハンマが起りにくい。なお４１は湯側弁座２３を
付勢する付勢スプリングであり、混合弁体２７が湯側弁
座２３に当接してもまだワックスサーモ３０が伸びよう
とする場合の逃げであり各部が破損することを防止して
いる。また４１は混合湯温検出器であり混合湯流路４２
に設けられている。

【００１２】次に本実施例の動作を示す。仮に混合湯温
設定器２０で欲しい温度を指示し、蛇口１８を開成した
状態を想定する。混合湯温設定器２０の設定信号は制御
器２２に送られ、予め記憶されている位置までモータ３
８がポテンショメータ４０で位置を確認しつつ、ワック
スサーモ３０及び混合弁体２７を移動させる。この場合
、モータ３８が混合弁体２７を移動させる速度は、ワッ
クスサーモ３０の駆動速度より遅く設定されている。 この動作により大よそ混合湯温設定器２０での設定値に
近い混合湯温が得られる。ワックスサーモ３０は更に微
妙な温度の高低をとらえて伸縮し設定値の湯水の混合比
率に混合弁体２７を調節する。ここでワックスサーモ３
０のピストン３２にかかる荷重の大小や各部のガタなど
により定常温度偏差を生じた場合は、混合湯温検出器４
１と混合湯温設定器２０との信号比較により所定量だけ
モータ３８を駆動して混合弁体２７の位置をフィードバ
ック制御し、混合比率を修正して定常温度偏差を解消す
る。この場合も混合湯温検出器４１の信号に基づき制御
器２２でモータを介し混合弁体２７を駆動する駆動速度
は、ワックスサーモ３０による混合弁体２７の駆動速度
よりも鈍く設定しているため、制御的に発振を起こすこ
とが防止できている。ここでもし混合湯温設定器２１と
蛇口１９が操作され給湯が開始されると、混合湯温設定
器２０に対して優先となっているため、混合湯温設定器
２１の設定値になるように混合比率が修正調節される。

【００１３】また、蛇口１８，１９の開度を調節したり
一方を開成したり閉成したりすることにより混合弁１５
からの混合湯量は急変する。これに伴ない湯量と水量の
混合比率が変化し混合湯温は上昇、あるいは下降を始め
る。同様に湯圧、水圧が元圧の変動に伴い変化した場合
も混合湯温は変化を開始する。これらの場合、混合湯温
の変化は直ちにワックスサーモ３０で捉えられ、ワック
スサーモ３０が膨張，収縮することによりピストン３２
が伸縮し、混合湯温を元の設定値どおりの温度に引き戻
す。この場合温度変化は直ちにワックスサーモ３０で駆
動される混合弁体２７の動きとして現われ混合比率を修
正するため、応答性が速く混合湯の上昇や下降のレベル
が小さくて済む。またワックスサーモ３０はバイメタル
等他の感温体よりも駆動力が大きく取れるため混合弁体
２７の摺動抵抗が増しても安定して動作が行えるもので
ある。蛇口１８，１９の双方が締められて給湯が停止し
た場合は、混合湯温設定器２０，２１を「オフ」にする
と自動的にモータ３８が回転し湯側弁座２３に湯側弁体
２５が当接して湯側を閉成する。

【００１４】これは通常、給湯停止後放置しておくと自
然冷却によりワックスサーモ３０が収縮し、湯側を開成
し水側を閉成する動作をするが、再給湯時に一時的に熱
い湯が出て危険であるため、これを防止する目的で設け
られているものであり、上部の制御は制御器２２により
行われる。この場合も混合弁体２７の位置はポテンショ
メータ４０の出力として検出され確実に閉止を行なって
いる。なお万が一、制御器２２やモータ３８が故障して
もワックスサーモ３０で混合湯温の調節が行われ、逆の
場合も同様に制御器２２とモータ３８で制御が行われる
ため熱湯が供給されることがない。また混合湯温検出器
４１の信号を利用して、使用者が給湯温度を知ることが
可能であり、例えば混合湯温設定器２０，２１に表示さ
せることにより利便性を増すことが可能である。

【００１５】本実施例の制御的な特徴として、混合湯温
設定器２０，２１の設定値に従って予め定めた位置に電
気的駆動手段であるモータ３８及びポテンショメータ４
０によって混合弁体２７と感温体３０を移動させて臨ま
せるため、混合湯温の設定変更が行われると直ちに最高
速度で予め定めた位置に混合弁体２７が移動し、大よそ
設定値に近い混合湯温に混合比率を持って行き、同時に
ワックスサーモ３０及び混合湯温検出器４１で検出され
る混合湯温信号に基づき混合湯温の微調整が行われるた
め、目標値に到達する迄の所要時間が少なくて済む点が
挙げられる。また制御器２２はモータ３８による混合弁
体２７とワックスサーモ３０の駆動速度を、ワックスサ
ーモ３０による混合弁体２７の駆動速度よりも鈍く設定
しているため、混合湯温の微調整を行う場合や設定温度
変更を行なう場合、制御的に発振を起こすことがない。

【００１６】なお制御器２２による制御手段としては、
本実施例の他、温度設定変更後、混合湯温検出器４１で
検出される温度と混合湯温設定器２０，２１で設定した
温度の温度偏差に比例させた速度でモータ３９を駆動す
る方法他各種の手段が考えられる。またモータ３８はス
テップモータを使用し、ポテンショメータ４０の位置確
認作用を駆動ステップ数から割り出す方法等もある。

【００１７】

【発明の効果】本発明は感温体の位置変化を利用して混
合弁体を駆動すると共に、電気的駆動手段を用いて混合
弁体を駆動し、混合湯温設定器の信号に基づいて混合弁
体の位置調節を行なうとともに、電気的駆動手段による
混合弁体の駆動速度を感温体による混合弁体の駆動速度
よりも鈍く設定しているため、次のような効果を有して
いる。 （１）混合湯温の設定が混合湯温設定器から電気的駆動
手段へ遠隔操作が可能であり設置の自由度が増すと共に
、混合湯温設定器の操作も電気的に成し得るため操作性
が良い。 （２）湯圧、水圧変動や混合湯量の急変に伴う混合湯温
の変動を感温体が捉え直接混合弁体を駆動するため応答
が速く、混合湯温の上昇や下降のレベルが小さくて済む
。 （３）電気的操作が可能となるため複数箇所に分岐して
使用することや、安全策として給湯停止時は湯側を閉成
する制御、また混合湯温検出器の信号を利用した温度表
示等が容易にできる。 （４）万が一電気的駆動部あるいは感温体が故障しても
、片一方でも混合湯温の調節はある程度可能なため熱湯
が供給されるようなことはない。 （５）電気的駆動手段による混合弁体の駆動速度を、感
温体による駆動速度よりも鈍く設定しているため、制御
的にハンチングを起こし混合湯温が大きく変動すること
がなく、電気的駆動手段も少容量のものにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における湯水混合装置を示す
一部切欠断面図

【図２】同湯水混合装置を用いた給湯系統図

【図３】従
来の湯水混合装置を示す断面図

【符号の説明】

２０，２１　　混合湯温設定器 ２２　　制御器 ２７　　混合弁体 ２９　　混合湯流路 ３０　　ワックスサーモ（感温体） ３８　　モータ（電気的駆動手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湯と水の混合比率を調節する混合弁体と、
   温度に応じて変化する変位を利用してこの混合弁体を駆
   動する混合湯流路に設けた感温体と、前記混合弁体を移
   動させる電気的駆動手段と、混合湯温の設定を行なう混
   合湯温設定器と、この混合湯温設定器の設定に従って前
   記電気的駆動手段にて前記混合弁体の位置調節を行なう
   とともに、前記電気的駆動手段による前記混合弁体の駆
   動速度を前記感温体による前記混合弁体の駆動速度より
   も鈍く設定した制御を行なう制御器を備えた湯水混合装
   置。