JPH03219181A - 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整し最適な混合湯温を得
る湯水混合装置に関するものである。

従来の技術 従来、この種の湯水混合装置は第２図に示すようなもの
があった。

１は湯流路、２は水流路であり、各流路に関連して自動
調圧弁３が設けられ、この自動調圧弁３は湯側弁体４と
水側弁体５とこの両弁体を連結する軸６とピストン６ａ
からなり、湯または水の圧力が急変してもその圧力で自
動調圧弁３が移動し、混合湯温を安定にする。この自動
調圧弁３を、コイル７と磁石８からなるバイアス手段９
によって湯と水の混合比を変えるものである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、湯側弁体４・水側
弁体５と混合部までの固定絞りすなわち流体抵抗が一定
であるので、次のような欠点がある。すなわち湯側また
は水側の流量と、湯側弁体４・水側弁体５と混合部の差
圧との関係を第３図に示すが、流体抵抗が一定の場合は
よく知られているように流量の２乗に比例して差圧が増
加し、特性Ｂに示すような関係になる。この差圧に湯側
弁体４あるいは水側弁体５の断面積との積による力と対
抗してバイアス手段９によって駆動される。

このため流体抵抗を大きくすると流量が増加したときバ
イアス手段９は大きな力が必要となり、流体抵抗が小さ
いと流量が少ないときに発生する差圧が小さく摩擦など
によって生じる誤差が無視できず混合比率が不安定にな
る。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明の湯水混合装置は、湯
流路および水流路と、湯流路および水流路の流量をｍｅ
ｔする湯側弁体および水側弁体と、湯流路と水流路の混
合部と、湯側弁体・水側弁体と混合部との間にそれぞれ
設けられた可変絞りと、湯側弁体・水側弁体の出口圧に
よる力を互いに対抗させると共に湯側弁体・水側弁体に
操作力を付与する可変操作力発生手段とを備えたもので
ある。

作用 以上の構成により、可変操作力発生手段によって湯側弁
体と水側弁体を操作して混合比を調節すると共に、この
可変操作力発生手段によって可変絞りを強制的に変位さ
せるものである。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第１
図は湯水混合装置の断面図で混合弁本体１０には湯流路
１１と水流路１２があり、水流路１２側には可変操作力
発生手段１３があり、可変操作力発生手段１３は鉄心１
４と鉄心１４の周りに防水および絶縁されたコイル１５
を有し、コイル１５は制御器１６と電気的に接続されて
いる。鉄心１４の下端は弁軸１７の上端と接しており、
この弁軸１７には水側弁体１８と湯側弁体１９がスペー
サ２０・２１を介してスプリング２２・２３とによって
止め輸２４・２５に押し付けられ、弁軸１７と一体に動
く。水側弁体１８と湯側弁体１９は混合弁本体１０の水
側弁孔１０ａと湯側弁孔１０ｂとにそれぞれ係合して湯
側および水側の流量を調節する。弁軸１７の中央にはピ
ストン１７ａがあってピストン１７ａの溝にはピストン
リング２６が設けられており、このピストンリング２６
は混合弁本体１０内にあるバランス孔１０ｃと摺動して
いる。このバランス孔１０ｃと水側弁孔１０ａおよび湯
側弁孔１０ｂの内径はほぼ同じにしてあり、湯流路１１
と水流路１２の入口圧力はバランスしている。弁軸１７
の下端には主スプリング２７があってバネ座２８を介し
て弁軸１７を上方向に付勢している。この主スプリング
２７の力に抗して可変操作力発生手段１３による鉄心１
４の駆動力によって弁軸１７を移動させる。弁軸１７と
同軸に水側可変絞り２９と湯側可変絞り３０が差圧スプ
リング３１・３２によって、それぞれ混合弁本体１０上
にある差圧弁孔１０ｄ・１０ｅに押し付けられている。

水側可変絞り２９と湯側可変絞り３０は弁軸１７とは離
れており、この可変絞りを通過する湯や水の流量によっ
て開度が変化する。例えば湯が流れることによって湯側
可変絞り３０の両面に差圧が生し差圧スプリング３２の
力に抗して湯側可変絞り３０が開く。

第３図特性Ａはこの可変絞りの流量と差圧の関係の一例
を示したものである。差圧スプリング３２の力を変える
ことにより通過する流量と圧力差の関係を調節すること
ができる。水側も同様である。

湯流路１１と水流路１２より湯側弁体１９と水側弁体２
０とをそれぞれ通過した湯と水は湯側可変絞り３０と水
側可変絞り２９とを通過して混合路３３で混合し、その
湯温は温度検出器３４で検出される。

次に本発明の詳細な説明する。制御器１６からコイル１
５に電流を増加させると、鉄心１４には下方向の力が強
く発生し主スプリング２３の力に抗して弁軸１７を下方
向に付勢する。その結果、水側を閉し湯側を開き、湯側
弁体１９と水側弁体１８の出口圧とがそれぞれ変化し、
その圧力が湯側弁体１９と水側弁体１８それぞれ作用し
バランスする。その結果、混合湯温は高くなる。またコ
イル４の電流を減少させると、鉄心１４の下方向の力が
減少し主にスプリング２３の力によって弁軸１７を上方
向へ移動させて水側を開き湯側を閉じる。その結果混合
湯温は低くなる。混合湯温は温度検出器３４によって検
出され制御器１６で演算されてコイル１５への電流をコ
ントロールする。

このように理想的な状態では圧力や流量の変化によって
湯温は変動しないが、加工精度に起因する湯側弁体１９
、水側弁体１８やピストンリング２６の寸法誤差、ある
いは可変操作力発生手段２８の分解能や再現性能により
、圧力ｉＰ１節誤差を発生ずる。

この圧力調節誤差による湯温の変動を小さくするために
は、可変絞り２９・３０で発生する差圧がある値以上必
要である。第２図特性Ａで制御上必要な差圧をＰｌとす
ると湯側と水側で制御可能な最小水量はＱｌとなる。一
方、使用者が必要とする最大流量をＱ２とすると差圧は
Ｐ２となる。可変絞りの代わりに通常のオリフィスを使
用すると第２図特性Ｂに示すようになり、制御上必要な
差圧Ｐ１を可変絞りの場合と等しくすると制御可能な最
小水量はＱｌ’　となり、一方最大流量Ｑ２時には差圧
はＰ２°　となる。すなわち可変絞りを用いると、制御
可能な最小水量が小さくなり、最大流量時に発生する差
圧が小さい。従って通路の圧力損失を小さくでき、可変
操作力発生手段１３の最大必要駆動力も小さくできる。

コイル１５への電流を遮断すると鉄心１４への電磁力は
なくなり、弁軸１７は主スプリング２３に押されて上方
向に移動し、水側弁体１８が可変絞り２９に当接し、さ
らに可変絞り２９を差圧弁孔１０ｄより離脱させる。逆
にコイル１５への電流を最大にすると鉄心１４への電磁
力は大きくなり、弁軸１７は主スプリング２３の力に抗
して下方向に移動し、湯側弁体１９が可変絞り３０を差
圧弁孔１０ｅより離脱させる。

発明の効果 以上のように本発明の湯水混合装置は、湯流路および水
流路と、湯流路および水流路の流量を調節する湯側弁体
および水側弁体と、湯流路と水流路の混合部と、湯側弁
体・水側弁体と混合部との間にそれぞれ設けられた可変
絞りと、湯側弁体・水側弁体の出口圧による力を互いに
対抗させると共に湯側弁体・水側弁体に操作力を付与す
る可変操作力発生手段とを備え、可変操作力発生手段に
よって湯側弁体と水側弁体を操作して混合比を調節する
と共に、この可変操作力発生手段によって可変絞りを強
制的に変位させたので、圧力損失が小さくかつ、可変操
作力発生手段の必要駆動力が小さい。またスケールや異
物の付着により可変絞りが固着し、動作不良を起こすよ
うな異常が生しても、自動的にあるいは人為的に可変操
作力発生手段を操作することにより可変絞りを強制的に
弁座より離脱させることができ、信顛性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の湯水混合装置の断面図、第
２図は同装置と従来の湯水混合装置の可変絞りの特性図
、第３図は従来の湯水混合装置の構成断面図である。 １１・・・・・・湯流路、１２・・・・・・水流路、１
３・・・・・・可変操作力発生手段、１８・・・・・・
水側弁体、１９・・・・・・湯側弁体、２９、３０・・
・・・・可変絞り、３３・・・・・・混合部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 湯流路および水流路と、前記湯流路および前記水流路の
   流量を調節する湯側弁体および水側弁体と、前記湯流路
   と前記水流路の混合部と、前記湯側弁体・水側弁体と前
   記混合部との間にそれぞれ設けられた可変絞りと、前記
   湯側弁体・水側弁体の出口圧による力を互いに対抗させ
   ると共に、前記湯側弁体・水側弁体に操作力を付与する
   可変操作力発生手段とを備え、前記可変操作力発生手段
   によって前記可変絞りを強制的に変位させる湯水混合装
   置。