JPS62267803A - 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 零発ｒＪＩは、湯と水を混合して適温を得る給湯用の湯
水混合装置に門するものである。

従来の技術 従来のこの種の湯水混合装置には、第４図に示すような
ものがあった。（例えば特開昭５７−１２７１７１号公
報） 第４図は機械式のサーモスタット自動混き栓を示すもの
であるが、湯配管１と水配管２には、湯側接続筒３と水
側接続筒４を介して、湯側接続口５と水側接続口６が接
続さねている。弁框体７には、混合湯温を設定する設定
つまみ８、洛槽へ所定量の給湯を行なった後に自動的に
給湯を停止する定量上水用の設定つまみ９、シャワー１
０側かカラン１１側かに給湯光を切シ替えるとともに上
水を設定する設定つまみ１２等が設けられている。

この従来の湯水混合装置では、混合湯温を調節するサー
モスタット部が第５図に示すような複雑な構造をしてお
り、混合湯温ににじて伸縮するワックスサーモエレメン
ト１３と、混合弁体１４から主要部が構成されていた。

そして、設定つまみ８を廻して混合湯温を設定すると、
固定ねじ１５に嵌合した移動ねじ１６が左右に移動し、
ばね１７を介してワックスサーモエレメント１３を移動
させ、同時に保持筒１８を介して混合弁体１４をばね１
９に抗して移動させる。ワックスサーモエレメント１３
は、混合弁体１４で調節される湯と水の混合された温度
によって動作し、混合弁体１４を変位させ混合湯温を設
定値に調節する。このワックスサーモエレメント１３は
、このように混合湯温によって相変化し、膨張収縮する
ワックスの変位を利用したものであったため、湯圧、水
圧の高低にかかわらず混合湯温に対する混合弁体１４を
駆動する速度は一定であった。このため、特に水圧が高
い地域においては混合弁体１４を駆動する速度が相対的
に過大となり、混合湯温が設定値ボＩ後で行ったり来た
シするいわゆるハンチング現象が起こった。この対策と
して、水圧の高い地域においては第４図に示すように、
減圧弁２０を水配管に付設して減圧を行ないハンチング
現象を防止していた。

発ｒＪｉが解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では次のような問題点を
有していた。

（１）　　水圧の高い地域では、減圧弁２０を付設しな
いと混合湯温のハンチング現象を押えることができない
ため、工事の手間もかかり価格も高価になっていた。

イ２　通常は水圧が低くても、夜間や冬期に水圧の上が
る地域では減圧弁２０を付設していない場合が多く、水
圧上昇時のハンチングを防げなかった。

（３水圧が高い地域で減圧弁２０を付けて減圧すると、
ハンチングは防止できても田水量や混合湯量が少なくな
った。

本発明はこのような従来の問題点を解決するものであり
、水圧や湯圧の高低に対し特別に減圧弁を用いることな
く混合湯温のハンチングを防止した湯水混合装置を提供
することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために本発明の湯水混合装置は
、湯と水を混合する湯水混合弁と、この混合弁を１ル仙
するモーフ等の電気的駆動手段と、混合湯温を設定する
混合湯温設定器と、混合湯温を検出する混合湯温検出器
と、この混合湯温設定器と混合湯温検出器の信号をして
電気的駆動手段を制御する制御御器と、湯圧、水圧を検
出する圧力検出手段と、この圧力検出手段の信号に応じ
て電気的駆動手段を制御する制御器のゲインを調節する
ゲイン調節手段を備えて構成するものでるる。

作　　用 本発明は上記した構成によって、湯圧や水圧の高低に応
じ、圧力検出器の信号を利用して、ゲイン調節手段にて
制御器のゲイン調節を行ない、混合湯温設定器の設定値
と混合湯温検出器で検出される実際の混合湯温の偏差に
対する電気的駆動手段の１駆動速度を変更し、特に高圧
時における混合湯温のハンチングを防止するものである
。

実施例 づいて説明する。第１図に２いて、湯配管２１と水配管
２２から供給される湯と水は、弁框体２３内に設けた湯
と水の圧力をバランスさせる圧力バランス弁２４を経て
、湯と水の流量を調節するとともに止水を行なう湯測弁
２５と水側弁２６に導入される。湯側弁且」と水側弁主
」はいずれも、弁座２７に対し当接可能に設けられた開
度、調節を行なう弁体２８と軸２９とから成っている。

軸２９はいずれも外部に設けた電気的駆動手段である湯
側モーフ３０と水側モーフ３１により、いずれも減速歯
車３２と直線運動変換機構３３を介して駆動される。こ
うして湯側弁且匝と水側弁ヱ亙で流量が調節された湯と
水は混合して、混合湯温検出器であるサーミスタ３４に
より混合湯温が検出される。また混合湯の流量は、流量
センサ３５により検出される。そして混合湯は混合湯流
路３６を経て■［れた場所に設置した蛇口３７がら給湯
対象に供給される。蛇口３７の近傍には、給湯の開始、
停止を指示するとともに、混合湯温、混の現在値や圧力
状態を表示、告知する設定器３８が設けられている。設
定器３８の信号、サーミスタ３４の信号、流量センサ３
５の信号は制御器３９に伝えられ、制御器３９は湯側モ
ータ３０、水側モータ３１、設定器３８を制御する。制
御器３９には設定器３８で設定した混合湯温とサーミス
タ３４で検出される混合湯温の偏差に対し、どういっだ
駆動速度で湯側モータ３０と水側モータ３１を駆動する
かを調節するゲイン調節器４０が継がっている。このゲ
イン調節器４０には、圧力検出手段である圧力センサ４
１の信号が伝えられ、圧力に応じてゲインが調節されて
いる。この圧力センサ４１は圧力バランス弁２４の下流
の湯側経路に収り付けられているが、圧力バランス弁２
４を用いる場合は湯側、水側どちらでもよい。圧力バラ
ンス弁２４を有していない場合は、圧力の高い方に設け
るか双方に設ける。第２図はこの実施例の制御ブロック
図であるが、ゲイン調節器４０は、設定器３８とサーミ
スタ３４の信号の偏差を増幅し、湯側モータ３０と水側
モータ３１に制御信号を出す調節部４２に連絡されてい
る。なお制御器３９には、混合湯温を調節する部分の池
に、混合流量や設定器３８を制御する部分４３も設けら
れているが詳しい説明は割愛する。

上に、した構成により、設定器３８で所望の混合湯温と
混合流量また混合流ｊｌｉの積算値を設定して給湯の開
始を指示すると、制御器３９の指令により湯側モータ３
０と水側モータ３１がＩＴＡ’Ｍノされ、湯側弁且旦と
水側弁且互が・流路を開成する。湯側弁２５と水側弁＆
！は設定器３８で設定した混合流量が得られる開度まで
、流ｈ↑センサ３５の信号と比較されながら制御器３９
によって開成される。

同時に混合湯温はサーミスタ３４の信号と設定器３８の
設定値が比較され、制御器３９により湯側モータ３０と
水側モータ３１の駆動速度が調節されて混合比率が制御
される。湯圧と水圧に差がある場合は、圧力バランス弁
２４により両者の圧力が均衡されるが、湯と水の圧力の
わずかな脈動は残る。この脈動によりサーミスタ３４で
検出される混合湯温もわずかに変動しようとするが、制
御器３９により混合比率が調節され変動を押える。

まだ例えば混合湯温の上昇を設定器３８で指示すると、
制御器３９は湯側モータ３０を介し湯側弁２５を開成方
向に駆動し、水側モータ３１を介し水側弁２６を開成方
向に駆動する。そしてサーミスタ３４で検出される混合
湯温と設定器３８で設定された設定値の偏差がなくなる
混合比率に湯と水の量を調節する。これら給湯の開始時
や定常時、また混合湯温の設定変更時に２いて、湯側モ
ータ３ｏと水側モータ３１をどのような速度で駆動する
かが重要な問題となる。すなわち設定値近傍では駆動速
度を遅くしないと設定値を行き過ぎ、あわてて戻りまた
行き過ぎる現象が起こり、混合湯温かハンチング的にな
る。更に重要なことは、水圧や湯圧が高い状態で低い状
態と同じ駆動速度で駆動すると大きなハンチングが起こ
る点である。

これは圧力が高くなると弁体の変位に対する流量の変化
が大きくなるため、相対的に駆動速度が上ったことと同
等になるためである。本実施例においてはゲイン調節器
４０にて、圧力センサ４１の信号に茫じてゲインが自ω
Ｊ的に調節される。このＪＴ細は第３図に示すように、
圧力の状態に応じてゲインが３段階に調節されている。

このため結果的に、圧力の小さな変Ｕノや脈ａノでゲイ
ンが振動的に変わることが防止できている。ゲイン調節
はこの実施例のように段階的に調節する方法以外に、リ
ニアに調節する方法もあるが、リニアに調節する場合で
も圧力の小さな変動や脈動を除外する不感帯を設けるこ
とは有効である。

圧力センサ４１で検出される圧力に応じゲイン調節器４
０にて、設定器３８で設定した混合湯温とサーミスタ３
４で検出される混合湯温の差である温度偏差に対するモ
ータの駆動速度は、圧力が高い設定はゆっくりと、まだ
圧力が高い設定は速く動かすように調節されている。こ
のように、一般の使用者あるいは施工者は、その地域の
水圧や給湯システムの湯圧に応じてゲイ２９１，１節す
ることなく、自動的にゲイン調節が行なえる。

給湯中は設定器３８に、サーミスタ３４で検出される混
さ湯温や流量センサ３５で検量される混合流量が表示さ
れる。また給湯中と給湯停止中に、圧力センサ４１で検
出される圧力を制御器３９で判断して、湯、水の圧力が
異常に変動した場合設定器３８で警告をする。これは例
えば湯を供給するボイラの安全弁が故障し圧力が異常に
上昇した場合とか、給湯圧力をより上昇させるために設
ける補助ポンプが故障し圧力が低下した場合等である。

また設定器３８で流量積算を指示した場合は、流量セン
サ３５の信号が制御器３９で積算され、所定」°に達し
た段階で湯側弁２５と水側弁■が閉成され、給湯は自助
的に停止される。使用中に湯圧あるいは水圧に急な変化
があると崖カバランス弁２４が機能し、湯、水の圧力を
バランスさせ、混合湯温の変動を押える。また混合湯量
は、湯、水圧が高くてもハンチング防止のための減圧を
しないので、多量に出湯することができる。通常使用時
で給湯を停止したい場合は、設定器３８で給湯の停止を
指示すると、湯側弁２５と水側弁■は開成され給湯は停
止する。給湯の開始、停止時において、特に湯、水の圧
力が高くて湯側モータ３ｏや水側モータ３１にかかる負
荷が大きい場合は、圧力センサ４１の信号を利用して、
更に開始、停止時だけ駆動速度を落としてトルクを増し
、確実に開閉するように制御器３９は機能する。

この実施例の効果としては、圧力センサ４１はｒｌｔ故
であり、湯圧と水圧が圧力バランス弁２４で均衡化され
ているため湯側に設けているが、湯、水双方に圧力セン
サ４１を付ける方式に比べて単数で済み、かつ双方の圧
力を比較する比較器を要さないため構造が簡単で・安価
に提供できる点がまず挙げられる。

また、ゲイン調節器４０は圧力センサ４１の丙号に応じ
て段階的にゲインを調節しており、小さな信号変！ｖノ
によってゲインが常に変わることがないため、安定した
制御ができる効果を有している。

発明の効果 以北のように本発明の湯水混合装置によれば、次のよう
な効果が得られる。

（１）　　特別に減圧弁を用いることなく、圧力検出手
段の信号を利用したゲイン調節手段の調節により、水圧
や湯圧が高い地域や条件下における混合湯温のハンチン
グが防止できる。

＋２　　水圧や湯圧の変ｕＪに対応して自動的にゲイン
調節が行なえるため、使用者や施工者の手をわずられせ
ることがない。

（ａ　ハンチング防止に減圧弁を用いないため、出水量
や出湯量が低下することがない。

（４電気的にｌｌｊ御されるため操作が軽くでき、混合
湯温設定器の遠隔設置や混合湯温の表示等が容易に可能
となる。

（５）圧力検出手段の信号を利用して、湯圧、水圧の異
常な変動の告知や、給湯の開始、停止時における電気的
駆動手段の駆動力向上策が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における湯水混合装置の一部
切欠構成図、第２図は同装置の制御ブロック図、第３図
は同装置の制御線図、第４図は従来の湯水混合装置の外
観図、第５図は同要部拡大断面図である。 ヱ」・・・・・・湯側弁（湯水混合弁）、■・・・・・
・水側弁（湯水混合弁）、３０・・・・・・湯側モータ
（電気的駆動手段）、３１・・・・・・水側モータ（電
気的駆動手段）、３４・・・・・・サーミスタ（混合湯
温検出器）、３８・・・・・・設定器（混合湯温設定器
）、３９・・・・・・制御器、４０・・・・・・ゲイン
調節器（ゲイン調節手段）、４１・・・・・・圧力セン
サ（圧力検出手段）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）湯と水の混合比率を調節する湯水混合弁と、この
   混合弁を駆動する電気的駆動手段と、混合湯温を設定す
   る混合湯温設定器と、混合湯温を検出する混合湯温検出
   器と、前記混合湯温設定器と混合湯温検出器の信号を比
   較して前記電気的駆動手段を制御する制御器と、湯圧、
   水圧を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段の信
   号に応じて前記制御器の前記電気的駆動手段を制御する
   ゲインを調節するゲイン調節手段とを備えた湯水混合装
   置。
2. （２）圧力検出手段は単数とし、湯側あるいは水側のど
   ちらか圧力の高い側に設けた特許請求の範囲第１項記載
   の湯水混合装置。
3. （３）ゲイン調節手段は、圧力検出手段の信号の小さな
   変動を除外する不感帯を設けた特許請求の範囲第１項記
   載の湯水混合装置。