JPS6131784A - 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】 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。

従来例の構成とその問題点 従来この種の湯水混合装置には、第１図に示すようなも
のがあった。

第１図において湯入口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ば、一端が止め
輪７で規制され／＜ネ８で付勢されたワックスサーモ９
に収り付けられて設ケラれている。ワックスサーモ９は
混合湯温に応じピヌトン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
つ呼み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
つ捷み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捷み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
の変動に伴々い湯と水の混合比率がそれ迄の１直と異な
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。

従来の湯水混合装置は以上述べたように構成されており
、混合湯温の設定は温度設定つ１み１１を直接子で操作
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問題点を有していた。ま
た、各部の微細なガタや水圧、湯圧のレベルにより異な
って来るワックスサーモ９のピストン１０にかかる荷重
の違いや湯と水の混合が不十分なことにより、温度設定
つ捷み１１で設定した温度から３〜４°Ｃずれて給湯さ
れる、いわゆる定常温度偏差を生じる問題点があった。

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、とのモータ駆動方
式の湯水混合装置はサーミヌ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問題
点を有していた。

発明の目的 本発明はこのような従来の問題点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。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は、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、混合弁体と感湿体の位置調節を行う電気的駆動手
段と、混合湯温の検出を行う混合湯温検出器と、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
器と前記混合湯温検出器の信号に基づいて電気的駆動手
段を制御し混合弁体と感温体の位置調節を行う制御器を
もって湯水混合装置を構成し、混合湯温設定器から電気
的駆動手段に信号を送ることにより遠隔制御を可能にす
ると共に、過渡的温度変動の低減と定常温度偏差の解消
を感温体と電気的駆動手段の制御により混合弁体を調節
して実現するものである。

実施例の説明 以下本発明の実施例を第２図、第３図を用いて説明する
。第２図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
の池給水管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１９に
混合湯が供給される。

蛇口１８．１９の近傍には混合湯温設定器２ｏ、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。

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２０が従属とな
っている。混合弁１５は第３図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２
５、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か伸縮し、外周部で固定されだ外筒３１を介して
混合弁体２７を駆動する。壕だワックスサーモ３０は感
温部に螺旋状のフィン３３を有しており、フィン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２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、位置検量を行なうモータ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
接しても丑だワックスサーモ３゜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。捷た
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。

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捷でモータ３８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か得られ
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３０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４１と混合湯温設定器２
０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。この場合混合湯温
検出器４１の信号に基づき制；ｔ４１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
先となっているだめ、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。

壕だ、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と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はバイメタル等信の感温体
よりも駆動力が大きく収れるため混合弁体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２ｏ、２１を「オフ」にすると自動
的にモータ３８が回転し湯側−Ｊｖ座２３に湯側弁体２
５が当接して湯側を閉成する。

これは通常、給湯停止後放置しておくと自然冷却により
ソックスサーモ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４ｏの
畠カとじて検出され確実に閉止を行なっている。なお万
が−、制御器２２やモータ３８が故障してもソックスサ
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。捷た混合湯温検出器４１の信号を
利用して、使用音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。

本実施例の効果としては、制御器２２は混合湯温設定器
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４０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、その後ワック
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。捷た制御器２２はモータ３８による混合弁体２７
とワックスサーモ３゜の駆動速度を、ソックスサーモ３
０による混合弁体２７の駆動速度よりも鈍く設定してい
るだめ、混合湯温の微調整を行う場合制御的に発振を起
こすことがない効果を有している。

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。

寸だモータ３８はステップギータを使用し、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。

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と感温体を
駆動し、混合湯温設定器の信号に基づいて混合弁体と感
温体を移動し、混合湯温の調整や外乱による混合湯温の
１で正を感温体を利用して行うと共に、混合湯温検出器
と混合湯温設定器の信号に基づいて混合湯温の微調整を
行い定常温度偏差を解消しているものであり次のような
効果を有する。

（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）混合湯温設定器と混合湯温検出器の信号に基づい
て電気的駆動手段を介し混合湯温の微調整を行っている
ため混合湯温の定常温度偏差が防止できる。

（４）電気的操作が可能となるだ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、捷だ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。

（５）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。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の湯水混合装置を示す断面図、第２図は本
発明の一実施例の湯水混合装置を給湯装置に用いた構成
図、第３図は同断面図である。 、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・ワツークスサーモ
（感温体）、３８・・モータ（電気的駆動手段）、４１
　混合湯温検出器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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、前記混合弁体と前記感温
   体を移動させる電気的駆動手段と、混合湯流路に設けた
   混合湯温検出器と、混合湯温の設定を行う混合湯温設定
   器と、この混合湯温設定器と前記混合湯温検出器の信号
   に基づいて前記電気的駆動手段を制御し前記混合弁体と
   感温体の位置調節を行う制御器とを備えた湯水混合装置
   。
2. （２）制御器は混合湯温設定器の設定値に従って予め定
   めた位置に電気的駆動手段によって混合弁体と感温体を
   臨ませるとともに、混合湯温設定器と混合湯温検出器の
   信号を比較して電気的駆動手段を制御し混合弁体と感温
   体の位置を微調節する特許請求の範囲第１項記載の湯水
   混合装置。
3. （３）制御器は電気的駆動手段による混合弁体と感温体
   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
   く設定した特許請求の範囲第１項または第２項記載の湯
   水混合装置。