JPS621153B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温水器によつて加熱された温水と給水
とを混合させて適切な温度の湯を得るミキシング
バルブに関するものである。本発明の第１の目的
は駆動部の小型化をはかることにあり、第２の目
的は設定温度よりも異常に高い湯水が供給される
こを防止することにある。

温水と水を混合して希望する温水を得るミキシ
ングバルブにおいて、温度を検出してモータで混
合比を調節することは公知である。しかしながら
この構成では、モータによつて駆動される弁が温
水と水とを直接制御しているので、弁が大型にな
るばかりでなくモータも大容量のものが必要にな
る。また設定温度に対して異常に高い温水が急激
に流入した場合、モータの動作遅れが生じるため
高温の湯が供給される欠点があつた。

本発明はこのような欠点を除去したもので、湯
と水とを混合し、その混合部の温度を温度検出器
で検出し、その信号によつて作動する調節弁が小
さな流れを制御し、その圧力によつて圧力制御器
を操作し、大きな流れを制御し湯と水の混合温度
を設定温度と等しく制御するもので、その実施例
を添付図面によつて説明する。

第１図において、１は圧力制御弁でダイヤフラ
ム（受圧体）、２は弁本体、３はケーシング４に
よつて第１圧力室５、第２圧力室６を形成する。
ダイヤフラム２には受圧板７、制御弁体８が固定
され、制御弁体８は弁本体３に取りつけられてい
る弁座９と対応して制御弁を形成する。弁本体３
には給水管１０が連結されていて、供給された水
は制御弁体８と弁座９との間隙を通過後、第１圧
力室５へ流入し、絞り１１を有する給水管１２
（第１流体管）を通つて混合管１３へと流れる。
１４は給湯管（第２流体管）で温水器（図示せ
ず）で加熱された温水が絞り１５を通つて前述の
混合管１３で水と合流する。第１圧力室５と第２
圧力室６とは絞り１６を有する第１連通管１７で
連絡され、さらに第２圧力室６より混合管１３へ
第２連通管１８と調節弁１９を介して連絡されて
いる。２０，２１はそれぞれスプリングである。
調節弁１９は孔２２を有し、モータ２３と減速ギ
ヤ２４からなる駆動体２５によつて回転され、孔
２２の通過面積を変化させることができる。２６
はバイパス弁で圧力制御弁１の出口側に連結され
ており、電磁コイル２７・プランジヤ２８・ケー
シング２９からなり、プランジヤ２８の下端は弁
座３０と一対の弁を形成し、その出口はバイパス
管３１で混合管１３へ連結されている。混合管１
３の内部にはサーミスタのような温度を電気的信
号に変換する温度検出器３２があり、混合管１３
には出湯管３３が連結され、出湯管３３の内部に
ある絞り２４に発生する差圧は流量検出器３５へ
伝達されている。流量検出器３５はダイヤフラム
３６とケーシング３７，３８で圧力室３９，４０
を形成し、圧力室３９には絞り３４の上流圧力
が、圧力室４０には絞り３４の下流圧力がそれぞ
れ伝達され、ダイヤフラム３６と一体に共動する
軸４１はスイツチ接点４２を開閉する。４３は受
圧体、４４はスプリングである。

第２図は本発明の制御回路の実施例をブロツク
線図で示したものでＡは温度設定器であつて基準
電圧を可変抵抗器で分割することによつて得られ
る。Ｂは温度検出器３２から得られる温度信号を
電圧に変換する温度変換器であり、温度検出器３
２がサーミスタの場合ブリツジ回路とその増幅回
路で構成される。温度設定器Ａと温度変換器Ｂと
の電圧は比較されて偏差信号となつて、駆動制御
回路Ｃへ送られる。駆動制御回路Ｃは偏差信号を
増幅し、駆動体２２への操作量を決定する。駆動
体２５がステツプモータであれば駆動制御回路Ｃ
はデイジタル信号を送出し、サーボモータやソレ
ノイドであれば直流信号を送出し、交流モータで
あれば交流信号を送出する。駆動制御回路Ｃでは
比例制御のみならず公知のPID制御を行なわせる
ことができ、必要であれば調節弁１９の位置をポ
テンシヨメータなどで検出しサーボ制御を行なわ
せることができる。駆動制御回路Ｃによつて駆動
体２５が変位し、減速ギヤＤ（第１図２４）を介
して調節弁Ｅ（第１図１９）を回転させ、この調
節弁Ｅの回転によつて、圧力制御弁Ｆ（第１図
１）へ作用する圧力を変化させる。Ｇは流量検出
器３５のスイツチ接点４２の信号を伝達する流量
検出回路であり、Ｈは前述の偏差信号に応じてバ
イパス弁２６を開閉するバイパス弁制御回路であ
る。

次に動作について説明する。出湯管３３の下流
にある給湯栓（図示せず）が閉じていると流量検
出器３５のスイツチ接点４２は閉じており、流量
検出回路Ｇによつて駆動制御回路Ｃは調節弁１９
を全閉とするように制御している。給湯栓を開く
と最初は調節弁１９が全閉であるので、第２圧力
室６の圧力は高く制御弁体８はほとんど全開であ
り、給湯管１４の温水に比して給水管１０の水の
方が多く流れ、混合管１３には低温度の温水が流
れ込む。そして絞り３４に差圧が生じると流量検
出器３５の軸４１が上方向に移動し、スイツチ接
点４２が開き、この接点信号は流量検出回路Ｇよ
り駆動制御回路Ｃへ伝達され、調節弁１９の全閉
保持を解除する。こののち混合管１３の温度を温
度検出器３２が検出し、設定温度と比較して低け
れば調節弁１９を開方向に制御する。調節弁１９
が開くと流体抵抗が減少し、絞り１６と調節弁１
９の流体抵抗比で決定される圧力室６の圧力が低
下する。このため制御弁体８は閉方向に移動し、
給水管１０の水量は減少するので混合管１３の温
度は上昇する。この上昇した温度は再び設定温度
と比較され、設定温度より低ければ調節弁１９を
開方向に制御して給水管１０の水量を減少させ、
設定温度より高ければ調節弁１９を閉方向に制御
して給水管１０の水量を増加させ、温度検出器３
２の温度と設定温度との偏差が極めて小さくなる
まで上述の動作を繰り返す。給水管１０，１２な
らびに給湯管１４は圧力損失を考慮しなければな
らないためあまり、細くすることはできないが、
第１連通管１７、第２連通管１８は圧力を伝達す
るのみであるので比較的小径の配管を使用するこ
とが可能であり、同様に調節弁１９も小型の弁で
構成される。このため調節弁１９は低トルクで操
作することができ、駆動体２５を小型・低容量の
機器で構成することが可能となる。

供給される温水温度は太陽熱温水器などでは時
間的にはゆつくりとしたものであるが大きく変動
する場合が考えられるが、このときも本発明では
温度検出器３２が混合温度を検出し、調節弁１９
を操作するので湯温は設定温度を維持する。シヤ
ワーにおいては異常に高い湯温が供給されること
は不快であるばかりでなく危険でさえある。本発
明では設定温度に対して異常に高い湯温が温度検
出器３２で検出されたときは、バイパス弁制御回
路Ｈによつてバイパス弁２６の電磁コイル２７に
通電され、プランジヤ２５を上方向に移動させ、
水をバイパス管３１を通じて混合管１３へ流入さ
せて異常に高い湯温が供給されることを防止す
る。

給湯栓を閉じると絞り弁３４の差圧が発生しな
くなり、スイツチ接点４２が閉じて、駆動体２５
を操作して調節弁１９を全閉にする。この作動は
調節弁１９の位置検出を行なわない制御方式にお
ける調節弁１９の初期位置の設定を行なうばかり
でなく、再度給湯栓が開かれた当初温水よりも水
が多く供給される。つまり混合管１３では必ず低
温度の給湯から行なわれるので、設定温度の談ま
りや給湯管１４の温水が異常に高い場合にも不意
に高温度の給湯が行なわれて火傷をすることへの
防止になるものである。なお全閉位置の検出は調
節弁１９の回転位置をスイツチで検出して行なわ
すことで可能となる。

なお実施例では給水管１０側に圧力制御弁１
を、給湯管１４側に調節弁１９を配置したが、給
湯管１４側に圧力制御弁１を、給水管１０側に調
節弁１５を配置しても同様の効果を得ることがで
きる。この場合バイパス弁２６は給水管１０側に
取り付けられる。また流量検出器３５は混合され
た合計流量でなく、給水流量あるいは給湯流量を
検出する構成であつてもよく、流量検出器３５の
代わりとして手動のスイツチを用いても同様の効
果を得ることができる。

上述の如く本発明は給水管・給湯管とは別の圧
力を伝達するだけの細い圧力連通管を設け、その
流れを調節弁で制御し、圧力制御器に伝達するよ
うにしたので、調節弁を小型に構成でき、かつ調
節弁の駆動体を低容量の部品で行なえ、低価格化
がはかられる。またバイパス弁や流量検出器の働
きによつて設定温度に対して異常に高い湯温が供
給されることがなく、安全性が高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のミキシングバルブ
の断面図、第２図は同制御回路のブロツク線図で
ある。 １…圧力制御弁、２…ダイヤフラム（受圧
体）、５，６…第１圧力室、第２圧力室、８…制
御弁体、１２…給水管（第１流体管）、１３…混
合管、１４…給湯管（第２流体管）、１７，１８
…第１連通管、第２連通管、１９…（調節弁）、
２５…駆動体、２６…バイパス弁、３１…バイパ
ス管、３２…温度検出器、３５…流量検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 受圧体と共動する制御弁体からなる圧力制御
   弁と、前記圧力制御弁に接続された第１流体管
   と、第２流体管と、前記第１流体管と前記第２流
   体管の流体を混合する混合管と、前記混合管に設
   けられた温度検出器と、前記受圧体で区画された
   第１圧力室・第２圧力室と、前記第１圧力室と前
   記第２圧力室を連絡する第１連通路と、前記第２
   圧力室と前記混合管を連絡する第２連通路と、前
   記第１連通路もしくは前記第２連通路に設けられ
   た調節弁とを有し、前記温度検出器の信号によつ
   て前記調節弁を作動させることを特徴とするミキ
   シングバルブ。 ２ 第１流体管は市水が供給される給水管、第２
   流体管は加熱された温水が供給される給湯管であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ミキシングバルブ。 ３ 圧力制御弁と混合管を連絡する第１給水管と
   は別のバイパス管と、前記バイパス管路に設けら
   れたバイパス弁とを有し、混合管の温度と設定温
   度との差が設定された値を越えたときに前記バイ
   パス弁を開成させることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載のミキシングバルブ。 ４ 給水管・給湯管・混合管のいずれかの流量を
   検出する流量検出器を有し、流体の停止時には調
   節弁を基準位置に復帰させることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項のミキシングバルブ。