JPH0799489B2 - 湯水混合装置 - 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、設定
された温度の湯を供給する湯水混合装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の技術には図４に示すような
ものがあった。（例えば特開昭５７−９３７４号公報）
すなわち図４において弁軸１はサーボモータ１′の駆動
により進退移動するようになっている。２は高温湯量を
調節する湯側両面バルブで、湯側両面バルブ２は絞り通
孔３を有し、前記弁軸１の先端に固定されている。４は
冷水量を調節する水側片面バルブで湯側両面バルブ２と
の間に発条５が介装されており、弁軸１に対し湯側両面
バルブ２の方向へのみ移動可能となっている。また、６
は湯側弁室７内における給湯路８の出口に形成した一方
の湯側シートであり、９は湯側シート６に相対向して湯
側弁室７に形成した他方の湯側シートで、湯側シート９
は、又湯側弁室７と後記する混合室１１との間に配設さ
れている。これら２つの湯側シート６，９間に前記湯側
両面バルブ２を装備して弁軸１の進退移動により湯側両
面バルブ２が互いに２つの湯側シート６，９に接離関係
が互いに逆関係にありそれぞれの開度が調節されるよう
になっている。１０は水側弁室を兼ねた混合室１１にお
ける給水路１２の出口に形成した水側シートで、この水
側シート１０には前記水側片面バルブ４が弁軸１の進退
移動によって接離してその開度を変化調節するようにな
っている。なお給湯路８へは減圧弁１３で減圧された水
が湯沸器の熱交換器１４で加熱されて供給される。給水
路１２と給湯路８の分岐は減圧弁１３以降であり、従っ
て給水路１２と給湯路８の圧力に大きな差はない。

【０００３】この従来の例の動作としては、まず弁軸１
が左限位置に達しこれと一体の湯側両面バルブ２が湯側
シート６に接し給湯路８を閉止した状態では、給湯路８
からの高温湯は湯側両面バルブ２に穿った絞り通孔３か
らのみ混合室１１へ一定最少量流入する。一方、水側片
面バルブ４は水側シート１０から充分離れていてその開
度は最大となっていて、給水路１２からの冷水を多量に
混合室１１へ流入せしめ、最低温の出湯をなす。次に弁
軸１が右行し湯側両面バルブ２が湯側シート６，９の中
間に位置した状態では、湯側両面バルブ２の開度は最大
となり、水側片面バルブ４の開度は減少し、中温の出湯
をなす。更に弁軸１をさらに右行させると湯側両面バル
ブ２は湯側シート９に近づきその開度を小さくするとと
もに、水側片面バルブ４は水側シート１０に接触して全
閉とし最高温の出湯をする。ここで、出湯量が大きく湯
沸器の能力をオーバーする水量が湯沸器の熱交換器１４
を通過すれば、出湯温は降下するため弁軸１はさらに右
行して湯側両面バルブ２を発条５に抗して移動させ水量
を調節し、最終は湯側両面バルブ２が湯側シート９に接
触してこれを閉止し、かつ水側シートも引続き全閉に保
って絞り通孔３からのみ少量の湯が最高温で供給され
る。このように、一つの弁で混合弁としての機能と、大
量出湯時の水量規制機能を果している。ここで絞り通孔
３の役割りであるが、感知温が設定温に比べ極端に低い
時はサーボモータが右行し湯側、水側とも全閉となる
が、絞り通孔３がない場合、混合湯取出路１５に設置し
た出湯温感知センサによる感知温は低いままで復帰しな
い事態に陥ることを防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の湯
水混合装置は上記のように構成されているため、次のよ
うな課題を有していた。

【０００５】（１）絞り通孔があるため水側は閉成でき
ても湯側が閉成できなく、混合湯の供給を止めたいとい
う要望に応えることができなかった。

【０００６】（２）また同様の理由から、湯側を全閉と
しても湯が混るため、水温から一定の範囲の低温は得る
ことが不可能であった。

【０００７】（３）一つの弁で混合弁と水量制御弁を兼
ねているため、混合湯温の制御と混合湯量の制御を独立
させて行なうことができなかった。

【０００８】本発明はこのような従来の問題点を解消し
た湯水混合装置を提供するもので、混合湯温の調節と、
混合湯量の調節を独立して行うことができ、混合湯の止
水や増減ができ、湯から水までの範囲で任意温度の混合
湯の供給が可能で、給湯熱源機の能力を越えた流量が流
れた時に対応ができる湯水混合装置を実現することを目
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、湯と水の混合比を制御す
る混合弁と、混合弁位置検出手段と、混合湯温を検出す
る温度検出器と、混合湯温を設定する温度設定器と、混
合湯量を制御する制御弁と、混合湯量を設定する混合湯
量設定器と、温度検出器と温度設定器の信号に基づいて
混合弁を、また混合湯量設定器の信号に基づいて制御弁
を制御するとともに、混合弁位置検出手段で湯側全開を
検出しても温度設定器で設定した湯温が得られない場合
に、制御弁にて流量を所定の最低流量が確保できる範囲
内で減少させる制御を行なう制御装置を備えて構成する
ものである。

【００１０】また、流量センサを備えることにより、制
御装置は最低流量の制御を、所定の設定値と流量センサ
の信号を利用して制御装置で行なって構成するものであ
る。

【００１１】

【作用】本発明は、上記した構成によって、混合弁で湯
温の調節を、また制御弁で流量の調節を独立して行な
い、水から熱湯までの温度の湯を供給することを可能と
するとともに、制御弁で流量の調節と閉止を行なうもの
である。そして、混合弁位置検出手段で湯側全開を検出
しても設定温度が得られない場合には、制御弁にて流量
を絞り給湯熱源機の加熱能力以内に減少させて設定温を
得るとともに、所定の最低流量以下に絞ることを防止し
て、給湯熱源機の加熱の停止や、混合弁の制御的な発振
を防ぎ、常に安定した湯温での給湯を実現しているもの
である。

【００１２】また、流量センサの信号を利用した制御に
より、的確に流量の調節や最低流量の確保を制御弁で行
なったり、流量積算をして止水を行なったり、更に各種
の混合弁の制御に信号を利用するものである。

【００１３】

【実施例】次に本発明の一実施例について、図１から図
３に基づいて説明を行なう。

【００１４】図１は本発明の湯水混合装置を用いた給湯
システムを示す図であるが、給湯熱源機２０は熱交換器
２１とバーナ２２から構成され、作られた湯は湯側流路
２３を通じて湯が供給される。湯側流路２３は混合弁２
４に接続されており、同じく接続された水側流路２５と
合流し、混合湯流路２６が形成されている。この混合弁
２４は図２に示すように構成されている。湯側弁体２７
と水側弁体２８は、軸２９の左右への動きに応じ通常時
は平行移動し、それぞれ湯側流路２３と水側流路２５の
開口比を反比例的に変え、湯と水の混合比を制御してい
る。駆動はモータ３０により、減速機構３１を介して行
なわれる。湯側弁体２７と水側弁体２８の開閉状態は混
合弁位置検出手段であるマイクロスイッチ３２、３２′
により検出される。混合湯温の検出は、この場合混合弁
２４に一体的に設けられた温度検出器であるサーミスタ
３３によって行なわれる。再び図１に戻ると混合湯流路
２６には制御弁３４が設けられ混合湯量の増減を行なっ
ている。３５は流量センサであり、混合湯量の検出を行
なっている。混合湯は混合湯流路２６を通って端末へ供
給される。端末の湯の吐出口の近傍には温度設定器と流
量設定器を兼ねた設定器３６が設けられており、混合湯
温と混合湯量が設定できるように構成されている。前記
サーミスタ３３で検出した混合湯温と、流量センサ３５
で検出した混合流量及び温度設定器と流量設定器を兼ね
た設定器３６で設定された混合湯温と混合湯量の信号は
制御装置３７へ入る。制御装置３７は、これらの信号に
基づいて混合弁２４及び制御弁３４の制御を行なう。

【００１５】ここで制御弁３４は図３に示すように構成
されている。図３において、混合湯流路２６は、弁体３
８により開度が調節され混合湯量が制御される。弁体３
８は軸３９に固定して設けられ、軸３９はモータ４０に
より減速機構４１を介して上下方向に駆動される。４２
はマイクロスイッチであり、弁体３８の開成を検出して
いる。

【００１６】次にこの実施例の動作を説明する。通常の
給湯時は、設定器３６で混合湯量を設定することによ
り、流量センサ３５で混合湯量を確かめ、設定通りの流
量が得られる開度に制御弁３４が制御装置３７により制
御されている。そして設定器３６の設定湯温となるよ
う、混合弁２４の湯側弁体２７と水側弁体２８が、湯水
の適切な混合比となる位置へモータ３０にて駆動され
る。設定器３６の混合湯温設定値と、サーミスタ３３で
検出した湯温が一致する混合比まで、混合弁２４が制御
装置３７により制御される。もし混合湯温がなにかの外
乱により設定温度から外れた場合には、直ちに混合弁２
４の弁体位置が修正され設定湯温を維持する。

【００１７】特に水温の低い時に、設定器３６で大量の
出湯が指示された場合、制御弁３４が一旦大きく開成さ
れ、給湯熱源機２０の熱交換器２１を通過する水量が増
大する。給湯熱源機２０の加熱能力を超えた水量が流れ
ると、供給される湯温が下がり出す。このため、混合弁
２４の湯側弁体２７は湯側流路２３を開成し、水側弁体
２８は水側流路２５を開成する方向、すなわち３図にお
いて弁軸２９は左方向に駆動される。湯側弁体２７と水
側弁体２８が軸２９によって左行し、水量が絞られてマ
イクロスイッチ３２′が働いた状態、すなわち供給水量
がゼロになった状態においても設定どおりの混合湯温が
得られない場合は、制御弁３４が混合湯量を絞り出し、
設定温度が得られるまで混合湯量を絞り込む。この場合
絞り込む最低流量は、流量センサ３５により混合湯量検
出が行なわれ、給湯熱源機２０の最少点火流量を下回っ
たり、混合弁２４が制御的に発振を起こさない範囲の予
め設定した流量まで制御弁３４が混合湯量を規制し、い
わゆる熱交換器２１を通過する水量の水量規制を行な
う。

【００１８】

【００１９】また水量規制動作は、給湯のスタート時に
給湯熱源機２０の熱交換器２１が冷えていて、大量出湯
しないまでも湯温が低い場合にも行なわれ、湯量を制御
弁３４が絞り込み、湯温の立ち上がりを早めることがで
きる。

【００２０】混合湯温の温度レベルは、混合弁２４の弁
軸２９が最大限左行し湯側弁体２７が湯側流路を全開と
し、かつ水側弁体２８が水側流路２５を全閉とした状態
から、弁軸２９が最大限右行し丁度逆の関係になった状
態まで移動することにより、最高湯温から水温までまん
べんなく取ることができる。

【００２１】設定器３６には、混合湯量の積算値を設定
する機能も付いており、例えば浴槽などへ一定温度の一
定量の湯を供給したい時は、その設定を設定器３６で行
なうと、流量センサ３５で時々刻々検出した混合湯量を
制御装置３７で積算し、設定した混合湯量に到達した時
点で、制御弁３４にて混合湯流路２６を閉成する。混合
湯の供給が停止された時は、流量センサ３５がこれを検
出し、混合弁２４の駆動を停止させる。これは混合湯の
供給が停止されると、サーミスタ３３周辺の湯が自然放
熱で冷えて来るため、混合弁２４は湯側流路２３をあけ
水側流路２５を絞る方向に動作する。このため、給湯を
再開した時に一時的に熱い湯が供給されるが、こうした
危険を防ぐためである。

【００２２】また、混合湯をシャワーなどに使用しマッ
サージ効果を得るために、混合湯量を制御弁３４で増減
させてやることにより、湯量ゆらぎが可能となる。

【００２３】以上の説明は、混合弁２４を湯側流路２３
と水側流路２５の合流部に設けた実施例であるが、混合
弁は給湯熱源２０の上流側の湯側流路と水側流路の分岐
部に設け、湯側流路と水側流路への水の分流比を変える
ように構成してもよい。この場合、図２に示す混合弁２
４の流れ方向を示す矢印は逆向きとなり、下側から流入
して来る水が、湯側と水側に弁体によって振り分けられ
る構成となる。

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明の湯水混合装置は、
混合弁とこれと独立した制御弁を設け、温度検出器と温
度設定器の信号に基づき制御装置で混合弁を制御すると
ともに、制御弁で流量の調節を行ない、混合弁位置検出
手段で湯側全開を検出しても設定した湯温が得られない
場合は、制御弁にて流量を所定の最低流量が確保できる
範囲内で減少させる制御を制御装置にて行なうものであ
り、更に流量センサを設けて制御弁の制御を行なってい
るため次のような効果を有している。

【００２７】（１）混合弁と混合湯量の制御を行なう制
御弁を独立して設けており、混合弁に従来のように絞り
通孔を設ける必要がないため、制御弁にて混合湯の停止
が可能となる。同様な理由から、混合弁の湯側を全閉と
しても湯が混ることがなく、水温から湯温まで任意の温
度レベルの混合湯を供給することができる。

【００２８】また、混合湯温の制御と独立して混合湯量
の制御が可能であり、混合湯量の供給量の自動調節や湯
量ゆらぎによる混合湯量の変動等が可能となる。

【００２９】また、設定湯温が得られない場合に最低流
量が確保できる範囲で制御弁にて流量を減少させるた
め、通常は混合湯量の調節を行なう制御弁を利用して流
量規制を行なうことができ、給湯熱源機の能力を越えて
給湯される場合にも設定湯温が得られるとともに、給湯
開始時の湯温の立ち上りを速くすることもできる。更
に、流量規制に入る判定を混合弁位置検出手段が湯側全
開を検出してから行なっているため、的確に水量規制動
作が行なえるとともに、給湯熱源機の最少点火流量を下
回った流量にまで絞られ加熱が行なわれない不都合や、
混合弁の流量が少ない領域での制御的ハンチングを防止
した安定した給湯が行なえる。

【００３０】（２）流量センサにより、制御弁の流量制
御が適確に行なえ、最低流量も正確に確保できるととも
に、積算流量による給湯の自動停止や、混合弁の制御へ
の信号の利用も可能であり、より安定した湯温が供給で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の湯水混合装置を用いた給湯
システム図

【図２】同システムに用いた混合弁の一部断面図

【図３】同システムに用いた制御弁の一部断面図

【図４】従来の湯水混合装置の断面図

【符号の説明】

２０ 給湯熱源機 ２３ 湯側流路 ２４ 混合弁 ２５ 水側流路 ２６ 混合流路 ３２、３２′ マイクロスイッチ（混合弁位置検出手
段） ３３ サーミスタ ３４ 制御弁 ３５ 流量センサ ３６ 設定器（温度設定器、流量設定器） ３７ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−129919（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−45435（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−56523（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−33750（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−85764（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−135845（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給湯熱源機に接続された湯側流路を経て供
   給される湯と水側流路を経て供給される水の混合比を制
   御する混合弁と、この混合弁の弁位置を検出する混合弁
   位置検出手段と、混合湯温を検出する温度検出器と、混
   合湯温を設定する温度設定器と、混合湯流路に設けた混
   合湯量を制御する制御弁と、混合湯量を設定する混合湯
   量設定器と、前記温度検出器と前記温度設定器の信号に
   基づいて前記混合弁を、また前記混合湯量設定器の信号
   に基づいて前記制御弁を制御するとともに、前記混合弁
   位置検出手段で湯側全開を検出しても前記温度設定器で
   設定した温度が得られない場合に、前記制御弁にて流量
   を所定の最低流量が確保できる範囲内で減少させる制御
   を行う制御装置から構成された湯水混合装置。
2. 【請求項２】湯水混合装置は流量センサを有し、制御装
   置は最低流量の制御を、所定の設定値と前記流量センサ
   の信号を利用して行なう特許請求の範囲第１項記載の湯
   水混合装置。