JPH03259309A - 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】

［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に接離間係が互いに逆
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）１
０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１
２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から光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６９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をさらに右行か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）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、感知部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類センサ
による感知部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、混合湯量を制御す
る制御弁と、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、温度検出器と温度設定器の信
号に基づいて混合弁を制御するとともに、混合弁で湯側
を開成し水側を閉成しても温度設定器で設定した湯温か
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。 ［００１０１ まな、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
熱湯までの任意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、混合弁で湯側を開成し水側を閉成しても設
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、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
量積算をして上水を行なったり、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２４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２
８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３８により開度
が調節され混合湯量が制御される。弁体３８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
なる位置ヘモータ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で検出した湯温か一致
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が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２４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の加熱能力を越えた水量が流れると、供給さ
れる湯温か下がり出す。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を閉成する方向、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か得られない場
合は、所定時間を経た後制御弁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］ 流量を絞る動作は、サーミスタ３３の信号を見ながら制
御弁３４を設定湯温か得られる流量まで徐々に絞り、万
が一般定湯温か得られない場合でも最低流量で絞ること
を停止する方法や、サーミスタ３３の信号を見ながら予
め定めた複数の流量値まで流量センサ３５の信号値をフ
ィードバックして段階的に絞り、設定湯温か得られる段
階で止め、万が一般定湯温が得られない場合でも最低流
量以下には絞らないで止める等各種の方法がある。 ［００１９］ また水量規制動作は、給湯のスタート時に給湯熱源機２
０の熱交換器２１が冷えていて、大量出湯しないまでも
湯温か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。この場
合、設定温度に達したら徐々に流量を増して行くことも
可能である。 ［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。

【００２月 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ツサージ効果を
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２
５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２４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］ また、上記実施例では混合弁２４は純粋に電気的に制御
される型式のものを用いたが、感温素子の膨張、収縮に
より弁を変位させ、電気的電動手段で設定値を変える型
式のものであってもよい。この場合は、設定温度が得ら
れない時には徐々に設定温度を上げてみて、湯温か上が
らないことを確認してから、制御弁で流量を絞る動作を
行なう。 ［００２５］ また、最低流量の確保は上記実施例のように流量センサ
を用いる方法の他にも弁開度を規制したり、弁変位と圧
力の関係から間接的に流量を求める等、各種の方法が考
えられる。 ［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、混合弁で湯側を開成し水側を閉成し
ても設定した湯温か得られない場合は、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］ 更に、設定湯温か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、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か得られる
とともに、給湯開始時の湯温の立ち上りを速くすること
ができ、また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。 ［００３０１ （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、より安定した湯温か供給できる。

【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 ３３　サーミスタ（温度検出器） ３４　制御弁 ３５　流量センサ ３６　設定器（温度設定器） ３７　制御装置

【書類名】

【図１】 図面 ２θ−−− ２’３−ｍ− ４−−一 ６−−一 ３３−・− ３４−・− ３６−・ ３７−・− 給藻荒源携゛ ５４　　　＄丁　　ジ気　　５番５・ シ毘会弁 ７に准：１う入路 風合シ気］各 ブーミスタ ｆ’！ＩＩ　　御苛 シ剋量宅ンブ 設定器 ・制グ饗亙

【図２】

【図３】

【図４】 ／

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、混合湯流路に設けられた混合湯量を制
   御する制御弁と、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、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制御するとと
   もに、前記混合弁で湯側を開成し水側を閉成しても前記
   温度設定器で設定した湯温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
   少させる制御を行な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。