JPH06101778A - 湯水混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 湯と水の混合比率を調整し最適な混合湯温を
得る湯水混合装置に関するもので、調圧弁と湯調弁との
それぞれの機能を複合した小型の混合装置を得ることを
目的とする。 【構成】 湯側弁体２８と水側弁体２７の出口圧による
力を対向させて取り付けた弁軸２６と、その弁軸２６を
駆動する可変操作発生手段２３と、内部に連通孔を設け
た流量に応じて開度が変化する可変絞り３６・３７を有
したので、混合装置の小型化ができ、圧力損失が低減さ
れる。さらに可変絞りの３６・３７の背面に突起部４１
を有しているので高流量域まで安定した比例特性が得ら
れる。

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整
し最適な混合湯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は図７に示す
ようなものがあった。図７において、１は湯流路、２は
水流路であり、各流路に関連して自動調圧弁３が設けら
れている。自動調圧弁３は、湯流路１の１次圧力のＰＨ
１を減圧する湯側弁体４、湯側弁座５と、水流路２の１
次圧力ＰＣ１を減圧する水側弁体６、水側弁座７と、湯
側弁体４と水側弁体６を連結する弁軸８と、湯と水の減
圧後の１次圧ＰＨ１，ＰＣ１の圧力差で動作するピスト
ン９とで構成されており、湯または水の圧力が急変して
もその圧力で自動調圧弁３が移動し、湯と水の２次圧Ｐ
Ｈ２とＰＣ２とが常に等しく保たれるように作用する。
湯側弁体４と水側弁体６にはそれぞれ回転力発生手段と
して羽根が複数あり、この羽根で水流により自動調圧弁
３が回転しゴミやスケールの付着を防止している。湯と
水の混合比はギヤ１０を有するモータ１１によって付勢
される温調弁１２を左右に移動させて可変し、混合温度
を変える。１３は湯と水の混合部であり、混合後は流量
調節開閉弁１４を介して出湯されるが、その温度はサー
ミスタ１５によって、またその流量は流量センサ１６に
よって検知され、設定器１７の値に一致させるべく制御
器１８がモータ１１と流量調節開閉弁１４を付勢する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、自動調圧弁３と温調弁１２とが独立して
いるため大型になる。

【０００４】本発明はかかる従来の課題を解消するもの
で、その目的は調圧弁と温調弁とのそれぞれの機能を複
合した小型の混合装置を得ることにある。

【０００５】

【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、湯流路および水流路と湯
流路および水流路の流量を調節する湯側弁体および水側
弁体と、湯流路と、水流路の混合部と、湯側弁体と水側
弁体の出口圧による力を互いに対向させる弁軸と、弁軸
に付勢力を付与する可変操作力発生手段と、流量に応じ
て開度が変化する可変絞りと、可変絞りに設けた連通孔
と全開時でもこの可変絞りの背面に一定の間隔を保つ突
起部とを備えたものである。

【０００６】

【作用】以上の構成により、湯側弁体と水側弁体との出
口圧をそれぞれバランスさせながら、可変操作力発生手
段によって混合比を調節するものである。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１において、湯水混合装置１９には湯流路２０
と水流路２１があって、水流路２１側には可変操作力発
生手段２２があり、可変操作力発生手段２２は鉄心２３
とコイル２４を有し、コイル２４は給湯制御器２５と電
気的に接続されている。鉄心２３の下端は弁軸２６の上
端と接しており、この弁軸２６には水弁体２７と湯弁体
２８が固定されて弁軸２６と一体に動く。水弁体２７と
湯弁体２８は水弁口２９と湯弁口３０とにそれぞれ係合
して湯および水の流量を調節し、水弁口２９および湯弁
口３０とほぼ同じ断面積のシリンダ３１があり、シリン
ダ３１の内部には弁軸２６に固定されたピストン３２が
ある隙間を有して設けられている。３３は主スプリング
で、その力を弁軸２６に図の上向きに作用させている。
水弁体２７と湯弁体２８の下流側にはスプリング３４、
３５で支持された可変絞り３６、３７がある。可変弁体
３６、３７を通過した水と湯は混合部３８で混合し、そ
の湯温を温度検出器３９で検出される。４０は出湯温度
設定器で、手動あるいは自動で湯温が設定され、温度検
出器３９との信号と比較され給湯制御器２５で演算され
湯温は制御される。

【０００８】可変絞り３６・３７にはその中央部に孔３
６ａと３７ａがあり、孔３６ａと３７ａは可変絞り３６
・３７の開度に関係なく流体が通過する。

【０００９】可変絞り３６・３７の詳細形状を図２に示
す。ここで流れ方向の反対側の背面に複数個の突起部４
１を有している。

【００１０】このように構成された可変絞り３６・３７
は例えば湯が少量流れている場合には孔３７ａのみから
通過し、湯が大量に流れると湯側可変絞り３７の両面に
差圧が生じスプリング３５の力に抗して湯側可変絞り３
７が開く。この可変絞り３７は通過する流体の流量に応
じて開度が決定される。

【００１１】また可変絞り３６・３７の全開時には弁受
け部４２・４３に突起部４１が当たり、全開時でも孔３
６ａ・３７ａからの流路と外周からの流路の両方が確保
できる。

【００１２】スプリング３５を適切に選定すれば通過す
る流量と圧力差の関係を第３図特性Ａに示すような特性
にすることができる。水側も同様である。

【００１３】次に本発明の動作を説明する。給湯制御器
２５からコイル２４に電流を増加させると、鉄心２３に
は下方向の力が強く発生し弁軸２６を下方向に付勢す
る。その結果水側を閉じ湯側を開き、湯側弁体２８と水
側弁体２７の出口圧がそれぞれ変化し弁軸２６はバラン
スする。その結果混合湯温は高くなる。またコイル２４
の電流を減少させると、鉄心２３には下方向の力が減少
し、主スプリング３３の力によって弁軸２６を上方向へ
移動させて水側を開き湯側を閉じる。その結果混合湯温
は低くなる。このようにコイル２４に流す電流を変化す
ることにより弁軸２６のバランス点を移動することがで
きる。混合湯温は温度検出器３９によって検出され給湯
制御器２５で演算されてコイル２４への電流をコントロ
ールする。弁軸２６は可変操作力発生手段２２によるバ
ランス点での状態を保ち、湯と水の混合比の変化は小さ
く湯温は安定している。

【００１４】このように理想的な状態では圧力や流量の
変化によって湯温は変動しないが、加工精度に起因する
湯側弁体２８・水側弁体２７やピストン３２の寸法誤差
あるいは可変操作力発生手段２２の分解能や再現性能に
より、弁軸２６では圧力調節誤差を発生する。この圧力
調節誤差による湯温の変動を小さくするためには、可変
絞り３６・３７で発生する差圧がある値以上必要であ
る。図３の特性Ａは可変絞りを用いた流量と差圧の関係
を示したもので、特性Ａにおいて制御上必要な差圧をＰ
１とすると湯側と水側で制御可能な最小水量はＱ１とな
る。一方使用者が必要とする最大流量をＱ２とすると差
圧はＰ２となる。可変絞りの代わりに通常のオリフィス
を使用すると図３の特性Ｂに示すようになり、制御上必
要な差圧Ｐ１を可変絞りの場合と等しくすると制御可能
な最小水量はＱ１’となり、一方最大流量Ｑ２時には差
圧はＰ２’となる。すなわち可変絞りを用いると、制御
可能な最小水量が小さくなり、最大流量時に発生する差
圧が小さい。したがって通路の圧力損失を小さくでき、
可変操作力発生手段２２の最大必要駆動力も小さくでき
る。

【００１５】可変絞り３６・３７には通過する流量が小
さいとき図１に示すようにスプリング３４・３５に押し
つけられて閉じており、流体は中央部の孔３６ａ・３７
ａのみから通過し、流量が小さく湯と水の噴出スピード
が小さいにも関わらず均一に混合するので、温度検出器
３９は湯温を正確に検出することができる。通過する流
量が大きくなると可変絞り３６・３７に発生する差圧が
大きくなりスプリング３４・３５の力に抗して可変絞り
３６・３７は図３に示す特性のように開く。このとき流
体は可変絞り３６・３７の孔３６ａ・３７ａを通過する
ものと、可変絞り３６・３７と固定弁座４４・４５との
間隙を通過するものとに分流し、発生する差圧を低減さ
せる。このとき流量は十分大きいので噴出スピードも大
きく、混合は均一化される。

【００１６】次に突起部４１の有無による効果を図４に
示す。突起部４１の無い場合は図４の特性Ｃとなる。つ
まり可変絞り３６・３７が全開になるにつれて、弁受け
部４２・４３との間隙が小さくなり孔３６ａ・３７ａの
流路抵抗が大きくなり差圧が急激に大きくなる。そして
やがては孔３６ａ・３７ａの流路が塞がってしまう。

【００１７】このことにより流量が大きくなると特性Ｃ
のように変化する。したがって流量と差圧の安定した比
例特性が得られない。また安定した比例領域が突起部４
１を有する本発明のＤに対し、無い場合はＥと狭く精度
の高い流量制御ができない。

【００１８】突起部は図５、図６のように可変絞り３６
・３７の背面が当接する弁受け部４２・４３側に複数個
の突起部４６を設けても同様の効果が得られるものであ
る。

【００１９】またこの湯水混合装置が凍結して破壊する
ことの予防のために、冬季の不使用時には水抜きをする
必要があり、このとき常時開いている可変絞り３６・３
７の孔３６ａと３７ａから容易に水を排出することがで
きる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明の湯水混合装置は、
湯流路および水流路と、湯流路および水流路の流量を調
節する湯側弁体および水側弁体と、湯側弁体と水側弁体
の出口圧による力を互いに対向させる弁軸と、弁軸に付
勢力を付与する可変操作力発生手段と、流量に応じて開
度が変化する可変絞りと、前記可変絞りに設けた連通孔
と背面の突起部を備えたので、次の効果を有する。 自動調圧弁と湯調弁を複合させることで小型で低価
格にできる。 非接触で自動調圧弁に力を伝達することができ可動
部のシールが不要で信頼性が高い。 圧力損失が小さく可変操作力発生手段の必要駆動力
が小さい。 流量が小さいときでも混合が均一になり正確な湯温
を検出できる。 流量と差圧の安定した比例特性が高流量域まで得ら
れ精度の高い流量制御が可能である。 全開時でも可変絞りが固定弁座から外れることなく
広い開度が確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における湯水混合装置の断面図

【図２】同可変絞りの斜視図

【図３】同可変絞りの特性図

【図４】同可変絞りの特性図

【図５】本発明の他の実施例における湯水混合装置の断
面図

【図６】同弁受け部の断面図

【図７】従来の湯水混合装置の断面図

【符号の説明】

２０ 湯流路 ２１ 水流路 ２２ 可変操作力発生手段 ２６ 弁軸 ２７ 水側弁体 ２８ 湯側弁体 ３６ 水側可変絞り ３７ 湯側可変絞り ４１ 突起部 ４２ 水側弁受け部 ４３ 湯側弁受け部 ４４ 突起部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高光 雅義 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湯流路および水流路と、前記湯流路および
   前記水流路の流量を調節する湯側弁体および水側弁体
   と、前記湯流路と前記水流路の混合部と、前記湯側弁体
   と前記水側弁体の出口圧による力を互いに対向させる弁
   軸と、前記弁軸に付勢力を付与する可変操作力発生手段
   と、流量に応じて開度が変化する可変絞りと、前記可変
   絞りには連通孔と全開時でもこの可変絞りの背面に一定
   の間隔を保つ突起部とを備えた湯水混合装置。
2. 【請求項２】前記突起部を可変絞りの背面に複数個設け
   た請求項１記載の湯水混合装置。
3. 【請求項３】前記突起部を弁本体の可変絞りの背面が当
   接する弁受け部に複数個設けた請求項１記載の湯水混合
   装置。