JPH0776591B2 - 湯水混合式給湯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湯と水を混合して給湯
を行なう混合弁を備えた給湯装置に関し、特に安全に給
湯を行なう構造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式給湯装置には、
図３と図４に示すようなものがあった。すなわち図３に
おいて水道１より給水された水は、給湯熱源である電気
温水器２内のヒータ３により加熱され、タンク４内に貯
えられる。電気温水器２には給湯配管５が接続されてお
り、給湯配管５の端末には給湯栓として手動の湯水混合
水栓６，７が設けられている。この湯水混合水栓６，７
にはそれぞれ給湯配管から分岐した給湯分岐管８，９
と、電気温水器２の手前の水道１から分岐した給水管１
０に接続される給水分岐管１１，１２が接続されてい
る。湯水混合水栓６あるいは７を開成すると、電気温水
器２内のタンク４に貯えられている高温の湯は、水道１
の水圧により押され給湯配管５を通って湯水混合水栓６
あるいは７に達する。ここで湯は給水管からの水と混合
され、使用に適した湯温にまで下げられて供給される。

【０００３】図４は湯水混合水栓６あるいは７を表わす
ものであり、本体１３は湯の入口１４と水の入口１５を
有しており、湯の流路１６と水の流路１７を弁体１９に
設けたスリット１８により開度調節を行なっている。弁
体１９は図において上下方向にスライドするように動作
し、駆動は混合湯温検出手段を兼ねたワックスペレット
２０により行なわれ、温調つまみ２１で設定された温度
以上に混合湯温が上がると、ワックスペレット２０が膨
張し弁体１９を上方に移動させ、下がると下方に移動さ
せて流路の開度を調節している。混合湯は混合湯流路２
２あるいは２２’を通って、例えば風呂への給湯栓２３
あるいはシャワーへの給湯栓２４の開閉により、給湯対
象に供給される。給湯栓２３，２４が双方とも閉成され
給湯が止まると、自然放熱により湯温が下がるため、ワ
ックスペレット２０は収縮し弁体１９はバネ２５に押さ
れて下方に移動し、水側の流路１７をスリット１８が次
第に絞って行く。完全に湯が冷え切ると水側流路１７は
全閉され、湯側流路１６が全開された状態となってい
る。この従来例は弁体の駆動を混合湯温検出手段を兼ね
たワックスペレットで行なっているが、この他にも最近
では弁体をモータで駆動し、混合湯温をサーミスタで検
出し制御する方法も出現して来たが、給湯停止後におい
て湯が冷却されるに伴ない、弁体が湯側流路を開成し水
側流路を閉成して行く現象は、ワックスペレット型と同
様に起っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来この種の湯水混合
装置は以上の様に構成されていたため次の様な課題を有
していた。

【０００５】 （１） 給湯使用後の自然放熱冷却により弁体が水側流
路を閉成し、湯側流路を開成しているため、給湯を再開
した時に、設定値より高い熱湯が供給され火傷のおそれ
がある。特に近くの他の湯水混合水栓が使われた後や循
環給湯システム，また給湯熱源までの給湯配管距離が短
い場合等においては、給湯配管に奪われる熱が少ないた
め非常に熱い湯が出て危険である。

【０００６】 （２） 常に湯側流路開成，水側流路閉成の状態から温
調制御がスタートするため、設定温度に到達するまでに
時間がかかる。

【０００７】 （３） 駆動手段が電気的な方式等の場合は、給湯停止
後冷却中も弁体を動かすために通電が行なわれ省エネル
ギーに反するものであった。

【０００８】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、設定温度と異なった高温湯や熱湯の供給を
防止した安全な湯水混合式給湯装置を提供することを目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の湯水混合式給湯装置は、弁框体と、この弁框
体内の湯側流路と水側流路の開度を調節する混合弁体
と、この混合弁体を駆動する駆動装置と、混合湯温の温
度設定器と、混合湯流路に設けた流量制御弁と、この流
量制御弁の上流側に設けた温度検出器と、同じく上流側
に設けられ混合湯の供給状態を直接検出する流動検出器
と、温度設定器と温度検出器の信号を比較して駆動装置
を制御するとともに、混合湯の供給、停止状態に応動し
て駆動装置を起動・停止させる制御器とを備えて構成す
るものである。

【００１０】

【作用】本発明は上記の構成によって、給湯の停止時に
混合弁体の駆動装置を停止させ、温度検出器の周囲温度
が自然放熱されるに従って、混合弁体が湯側を開成し水
側を閉成して行く現象を防止し、再給湯時における熱湯
の供給を無くすものである。

【００１１】また、温度検出器を流量制御弁の上流側に
設けることにより、給湯の停止時に流量制御弁の下流側
に侵入する空気に温度検出器をさらすことをなくし、再
給湯時における混合湯温の誤認識やスケールの付着によ
る混合湯温検出の誤差を少なくし、過渡的な混合湯のオ
ーバシュートを防ぐものである。

【００１２】更に、流動検出手段を流量制御弁の上流側
に設けることにより、空気の介在やスケール付着による
誤動作を防止し、給湯の開始時、停止時に確実に駆動装
置を起動・停止させるものである。

【００１３】

【実施例】次に本発明の一実施例について図１，図２に
基づいて説明する。図１において、水道３１より供給さ
れた水は、給湯熱源である電気温水器３２内のヒータ３
３により加熱され、タンク３４内に貯えられる。電気温
水器３２には給湯配管３５が接続されており、この端末
側に湯水混合装置３６，３６’と、流量制御弁である給
湯栓３７，３７’が設けられている。

【００１４】湯水混合装置３６を代表例として説明する
と、図２において湯の入口３８と水の入口３９と混合湯
の出口４０を有した混合弁框体４１内に、湯側流路４２
と水側流路４３の開度を調節する弁体４４と４５が設け
られている。

【００１５】水側弁体４５は圧力バランスを取るための
ピストン４６を有しており、図面では記載されていない
が混合室４７の圧力が、ピストン４６の背面の室４８に
導かれている。弁体４４と４５には軸４９が貫通してお
り、軸４９に弁体４４，４５は摺動可能となっている。

【００１６】弁体４４，４５はバネ５０により外側に向
って付勢されており、軸に設けた止め軸５１，５２によ
りその最外端が規制されている。軸４９は弁框体４１の
外部に設けた回転をスライドに変換する変換装置５４を
介し、電気的駆動装置であるモータ５３により駆動され
る。混合湯温は、給湯栓３７の上流側に設けた温度検出
器であるサーミスタ５５で検出され、制御器５６にてサ
ーミスタ５５と温度設定器５７の信号比較が行なわれ、
その偏差に応じてモータ５３による弁体４４，４５の駆
動量が決定され、混合湯温が制御される。混合流路５８
には、混合湯の供給状態を直接検出する流動検出器とし
てスイッチ５９が給湯栓３７の上流側に設けられてお
り、給湯栓３７の開閉に伴なう混合湯の供給，停止を検
出してモータ５３を起動，停止している。

【００１７】次に動作を説明する。給湯栓３７を開閉し
て給湯を行なっている状態を想定する。電気温水器３２
内の湯は、水道圧で給湯管３５を通って湯水混合装置３
６に送られる。湯水混合装置３６へは、給水管を通って
送られて来た水も導入される。湯の入口３８と水の入口
３９から入って来た湯と水は、弁体４４と４５により湯
と水の流路４２，４３の開度が調節され、各々の流量が
決められる。この弁体４４と４５は、サーミスタ５５と
温度設定器５７の信号偏差により制御され、サーミスタ
５５で拾った混合湯温度が設定値よりも高いと、制御器
５６を介してモータ５３が駆動し、変換装置５４を介し
て軸４９を右側の方に押す。弁体４４と４５はこれによ
り平行移動し、弁体４４は湯側流路４２を閉じる方向
に、弁体４６は水側流路を開ける方向に動く。設定値よ
り混合湯温度が低いと逆に弁体４４と４５は動き湯側流
路４２を開け、水側流路４３を閉じる。給湯が行なわれ
ている間は、混合湯流路５８に流れがあるため、流量ス
イッチ５９がオンし続けモータ５３への通電を確保す
る。給湯中は湯や水の圧力変動等により流量が変化した
場合は、結果的に混合湯温が変化するが、サーミスタ５
５と制御器によりモータ５３へフィードバックされ、元
の設定値に戻るように弁体４４と４５が駆動される。

【００１８】給湯が不要となり給湯栓３７を閉じると流
れが止まるため、流量スイッチ５９がオフとなり少なく
ともモータ５３への通電を断つ。サーミスタ５５の周辺
の湯温が自然放熱により下って来ても、モータ５３は動
かないため、従来の方式の様に電力を消費することはな
く、弁体４４と４５は給湯停止直前の位置に臨んでい
る。次に給湯が再び必要となり給湯栓３７を開成したと
する。弁体４４と４５は前回の給湯停止時の位置に存在
しているため、湯側流路４２から熱い湯が流れ込んで来
たとしても、前回の給湯温度設定が最高湯温指示をして
いない限り湯側流路４２は絞られた状態にあり、前回と
同等以下の混合湯が給湯される。また、前回給湯時と温
度設定を高目あるいは低目に変更した場合でも、従来の
ように湯側流路全開の状態から、弁体４４，４５は流路
を開閉する制御を始めなくて済む。また給湯栓３７は混
合流路に設けられているので万が一これが故障しても湯
側，水側に独立して設けた場合に起こる湯側だけが開成
され熱湯が供給されることがない。

【００１９】通常、給湯の出湯温度は季節や風呂，台所
と言った使用箇所により多少高低はあるが、１ケ所の給
湯栓で大巾に、その都度温度設定を変更することは少な
く、前回の設定温度のままというケースが多い。

【００２０】給湯の停止時において、流量スイッチ５９
とサーミスタ５５は共に流量制御弁である給湯栓３７の
上流側に設けられているため、給湯栓３７以降の混合湯
が吐出口から落水し空気が満たされることにより、混合
湯中に含まれるスケール成分が乾燥して固着し積層され
ることがない。このため流量スイッチ５９の動作不良や
サーミスタ５５の温度の誤認識がなくなる。特にスケー
ルがサーミスタ５５の表面に積層されると、混合湯温が
外乱によりオーバシュートしても検出が鈍くなっている
ために、混合弁が混合湯を元に戻す動作が遅れ、危険な
高温湯が供給されることになるが、本発明の構成ではこ
れが防止できる。

【００２１】また、給湯栓３７の下流側にサーミスタ５
５が設けられていると、給湯の停止時に侵入した空気の
温度をサーミスタ５５が検出してしまう。通常、空気温
度は給湯に使われる混合湯温よりも低い場合が大部分で
あり、かつ混合湯の場合は熱容量も大きいため自然放熱
に伴なう温度降下も遅く、給湯配管３５内の湯の冷却と
関連を持っている。従って、給湯の停止後、比較的短い
時間で給湯を再開すると、サーミスタ５５は給湯栓３７
の上流側の温度よりも低い温度を検出している所から、
一時的に湯側を開成し水側を閉成する動作を行なうた
め、オーバシュートが大きくなる欠点を有しているが、
本発明の構成ではこのような不都合が防止できる。

【００２２】上記の実施例では、混合湯の流れを給湯栓
３７の上流側に設けた流量スイッチで検出していたた
め、給湯栓が複数個あっても給湯の使用状態が検出でき
る。

【００２３】

【００２４】

【発明の効果】以上で説明したように本発明の湯水混合
式給湯装置は、混合湯の供給状態を直接あるいは間接的
に検出する流動検出器を用い、混合湯の供給、停止状態
に応動して駆動装置を起動・停止させるとともに、温度
検出器を流量制御弁の上流に設け、かつ流動検出器を直
接混合湯の供給状態を検出できる型式として流量制御弁
の上流側に設けているため、次のような効果を有する。 （１）混合湯の供給停止時に、自然冷却に伴ない混合弁
体が湯側を開成し水側を閉成する現象が防止できるた
め、供給再開時に熱湯が供給される現象が防止でき安全
であり、設定温度への到達時間の短縮と駆動装置の省エ
ネルギー化も達成できる。 （２）流量制御弁の上流側に温度検出器を設けているた
め、給湯停止時に温度検出器の周囲に常に混合湯が介在
しており、下流側に設けた場合に起こる空気が介在して
起こる検出温度の誤認識による給湯再開時の熱湯供給
や、温度検出器に混合湯中のスケール成分の積層により
起こる応答性の劣化に伴なうオーバーシュートの増大が
なく安全である。 （３）混合湯の流動状態を直接検出する流動検出器を流
量制御弁の上流側に設けているため、流動制御弁の下流
側に流動検出器を設ける方式のように、スケール成分の
積層や空気の介在による誤検出がなく安全性が一層増
す。 （４）流量制御弁は混合流路に設けられているため、万
が一の故障時においても、湯側流路と水側流路に独立し
て設ける場合のように湯側だけが開成されて熱湯が供給
されるような危険がなく安全である。

【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式給湯装置
を用いた給湯システム図

【図２】同実施例の断面図

【図３】従来の湯水混合式給湯装置を用いた給湯システ
ム図

【図４】同従来例の断面図

【符号の説明】

３７ 給湯栓（流量制御弁） ３８ 湯の入口 ３９ 水の入口 ４０ 混合湯の出口 ４１ 弁框体 ４２ 湯側流路 ４３ 水側流路 ４４，４５ 弁体（混合弁体） ５３ モータ（駆動装置） ５５ サーミスタ（温度検出器） ５６ 制御器 ５７ 温度設定器 ５８ 混合流路 ５９ 流量スイッチ（流動検出器）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湯と水の入口と混合湯の出口を有した弁框
   体と、この弁框体内の湯側流路と水側流路の開度を調節
   する混合弁体と、この混合弁体を駆動するモータ等の駆
   動装置と、混合湯温を設定する温度設定器と、前記混合
   湯の出口に接続された混合流路に設けた流量制御弁と、
   この流量制御弁の上流側に設けた温度検出器と、前記流
   量制御弁の上流側に設けられ混合湯の供給状態を直接検
   出する流動検出器と、前記温度設定器と前記温度検出器
   の信号を比較して前記駆動装置を制御するとともに、混
   合湯の供給、停止状態に応動して駆動装置を起動・停止
   させる制御器とを備えた湯水混合式給湯装置。