JPH06123377A - 湯水混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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、調圧弁と温調弁との
それぞれの機能を複合した良好な温度と流量の制御精度
を有する小型の混合装置を得る。 【構成】 湯側弁体２８と水側弁体２７の出口圧による
力を対向させて取り付けた弁軸２６と、その弁軸２６を
駆動する可変操作力発生手段２２と、内部に連通孔３６
ａ・３７ａを設けた流量に応じて開度が変化する水側絞
り弁３６、湯側絞り弁３７を有することにより、混合装
置の小型化ができ、圧力損失が低減される。さらに水側
スプリング３４のスプリング圧より湯側スプリング３５
のスプリング圧の方を大きくしているので湯側流量の少
ない混合域でも良好な温度と流量の制御精度が得られ
る。

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。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の湯水混合装置は図４に示す
ようなものがあった。図４において、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
れている。自動調圧弁３は、湯流路１の１次圧力のＰＨ
１を減圧する湯側弁体４、湯側弁座５と、水流路２の１
次圧力ＰＣ１を減圧する水側弁体６、水側弁座７と、湯
側弁体４と水側弁体６を連結する弁軸８と、湯と水の減
圧前後の１次圧ＰＨ１、ＰＣ１の圧力差で動作するピス
トン９とで構成されており、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、湯と水の２次圧
ＰＨ２とＰＣ２とが常に等しく保たれるように作用す
る。湯と水の混合比はギヤ１０を有するモータ１１によ
って付勢される温調弁１２を左右に移動させて変化さ
せ、混合温度を変える。１３は湯と水の混合部であり、
混合後は流量調節開閉弁１４を介して出湯されるが、そ
の温度はサーミスタ１５によって、またその流量は流量
センサ１６によって検知され、設定器１７の値に一致さ
せるべく制御器１８がモータ１１と流量調節開閉弁１４
を付勢する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の構成では、自動調圧弁３と温調弁１２とが独
立しているため全体として大型になる。

【０００４】本発明はかかる従来の課題を解決するもの
で、調圧弁と温調弁とのそれぞれの機能を複合した小型
の混合装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、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、湯側弁体と水側弁体の出口圧によ
る力を互いに対向させる弁軸と、弁軸に付勢力を付与す
る操作力発生手段と、絞り弁とスプリングで構成し流量
に応じて開度が変化する水側絞り弁と湯側絞り弁とを備
え、さらに前記スプリングのスプリング圧を湯側を水側
より大きくしたものである。

【０００６】

【作用】本発明は上記した構成により、湯側弁体と水側
弁体との出口圧をバランスさせながら、操作力発生手段
によって混合比を調節する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１において、湯水混合装置１９には湯流路２０
と水流路２１があって、水流路２１側には操作力発生手
段２２があり、操作力発生手段２２は鉄心２３とコイル
２４を有し、コイル２４は給湯制御器２５と電気的に接
続されている。鉄心２３の下端は弁軸２６の上端と接し
ており、この弁軸２６には水弁体２７と湯弁体２８が固
定されて弁軸２６と一体に動く。

【０００８】水弁体２７と湯弁体２８は水弁口２９と湯
弁口３０とにそれぞれ係合して湯および水の流量を調節
し、水弁口２９および湯弁口３０とほぼ同じ断面積を有
するシリンダ３１があり、シリンダ３１の内部には弁軸
２６に固定されたピストン３２がある隙間を有して設け
られている。３３は主スプリングで、その力を弁軸２６
に図の上向きに作用させている。

【０００９】水弁体２７と湯弁体２８の下流側には水側
スプリング３４、湯側スプリング３５で支持された水側
絞り弁３６、湯側絞り弁３７がある。前記絞り弁３６、
３７を通過した水と湯は混合部３８で混合し、その湯温
を温度検出器３９で検出される。４０は出湯温度設定器
で、手動あるいは自動で湯温が設定され、温度検出器３
９との信号と比較され給湯制御器２５で演算され湯温は
制御される。

【００１０】絞り弁３６・３７にはその中央部に水側流
通孔３６ａと湯側流通孔３７ａがあり、それぞれの孔３
６ａと３７ａは絞り弁３６・３７の開度に関係なく流体
が通過する。

【００１１】このように構成された絞り弁３６・３７は
例えば湯が少量流れている場合には湯側流通孔３７ａの
みを通過し、湯が大量に流れると湯側絞り弁３７の両面
に差圧が生じスプリング３５の力に抗して湯側絞り弁３
７が開く。この湯側絞り弁３７は通過する流体の流量に
応じて開度が決定される。スプリング３５を適切に選定
すれば通過する流量と圧力差の関係を図２の特性Ａに示
すような特性にすることができる。

【００１２】次に本発明の動作を説明する。給湯制御器
２５からコイル２４に電流を増加させると、鉄心２３に
は下方向の力が強く発生し弁軸２６を下方向に付勢す
る。その結果水側を閉じ湯側を開き、湯側弁体２８と水
側弁体２７の出口圧がそれぞれ変化し弁軸２６はバラン
スする。その結果混合湯温は高くなる。またコイル２４
の電流を減少させると、鉄心２３には下方向の力が減少
し、主スプリング３３の力によって弁軸２６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。このようにコイル２４に流す電流を変化す
ることにより弁軸２６のバランス点を移動することがで
きる。混合湯温は温度検出器３９によって検出され給湯
制御器２５で演算されてコイル２４への電流をコントロ
ールする。弁軸２６は操作力発生手段２２によるバラン
ス点での状態を保ち、湯と水の混合比の変化は小さく湯
温は安定している。

【００１３】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２８・水側弁体２７やピストン３２の寸法誤差
あるいは操作力発生手段２２の分解能や再現性能によ
り、弁軸２６では圧力調節誤差を発生する。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、絞り弁
３６・３７で発生する差圧がある値以上必要である。

【００１４】図２の特性Ａは絞り弁３６・３７を用いた
流量と差圧の関係を示したもので、特性Ａにおいて制御
上必要な差圧をＰ１とすると湯側と水側で制御可能な最
小水量はＱ１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。絞り弁の代わりに通
常のオリフィスを使用すると図２の特性Ｂに示すように
なり、制御上必要な差圧Ｐ１を絞り弁の場合と等しくす
ると制御可能な最小水量はＱ１’となり、一方最大流量
Ｑ２時には差圧Ｐ２’となる。すなわち絞り弁を用いる
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。したがって通路の圧力損失を小さ
くでき、可変操作力発生手段２２の最大必要駆動力も小
さくできる。

【００１５】絞り弁３６・３７は通過する流量が小さい
とき図１に示すようにスプリング３４・３５に押しつけ
られて閉じており、流体は中央部の流通孔３６ａ・３７
ａのみから通過し、流量が小さく湯と水の噴出スピード
が小さいにも関わらず均一に混合するので、温度検出器
３９は湯温を正確に検出することができる。通過する流
量が大きくなると絞り弁３６・３７に発生する差圧が大
きくなりスプリング３４・３５の力に抗して可変絞り３
６・３７は図２のＡに示す特性のように開く。このとき
流体は絞り弁３６・３７の通過孔３６ａ・３７ａを通過
するものと、絞り弁３６・３７と固定弁座４１・４２と
の間隙を通過するものとに分流し、発生する差圧を低減
させる。このとき流量は十分大きいので噴出スピードも
大きく、混合は均一化される。

【００１６】さらに使用勝手を良くするため湯側スプリ
ング３５を水側スプリング３４よりバネ圧を大きくして
図３の特性としている。これは実際の給湯使用時には給
湯機の湯温は高く使用湯温は低湯温で使用する頻度が日
常最も多く、当然湯水の混合比も湯＜水となるため湯側
流量は低流量域での制御が多くなる。

【００１７】そこでこの場合の動作を説明する。図３の
特性Ｃが水側絞り弁３６の性能であり、これより高いス
プリング圧の湯側絞り弁３７の性能が特性Ｄである。つ
まり湯側はスプリング圧が高い分だけ湯側流通孔３７ａ
からだけで流れる範囲が広い。従って、混合湯温を変動
させる要因である絞り弁３７の製造ばらつきによる差圧
の変動がΔＰであったとしても、水側流量変化巾Ｑ３に
対し湯側流量変化巾はＱ４のごとく小さくすることがで
きる。これにより湯側流量の少ない湯水混合域におい
て、水側より大きな差圧を発生させることができ、制御
精度が高く格段の温度精度を発揮できる。

【００１８】またこの湯水混合装置が凍結して破壊する
ことの予防のために、冬季の不使用時には水抜きをする
必要があり、このとき常時開いている絞り弁３６・３７
の流通孔３６ａと３７ａから容易に水を排出することが
できる。

【００１９】

【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、湯側弁体と水側弁体
の出口圧による力を互いに対向させる弁軸と、弁軸に付
勢力を付与する操作力発生手段と、流量に応じて開度が
変化する流通孔と絞り弁とスプリングよりなる水側絞り
弁と湯側絞り弁と、湯側絞り弁には水側より大きなスプ
リング圧の湯側スプリングとを備えているので次の効果
を有する。 自動調圧弁と温調弁を複合させることで全体として
小型にできる。 非接触で自動調圧弁に力を伝達することができ可動
部のシールが不要で信頼性が高い。 圧力損失が小さく操作力発生手段の必要駆動力が小
さくなる。 特に湯側流量が小さいときでも大きな差圧が得られ
るので制御精度を向上でき混合湯温の変動が少なく安定
した湯温が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における湯水混合装置の断面
図

【図２】同絞り弁の特性図

【図３】同絞り弁の特性図

【図４】従来の湯水混合装置の断面図

【符号の説明】

２０ 湯流路 ２１ 水流路 ２２ 操作力発生手段 ２６ 弁軸 ２７ 水側弁体 ２８ 湯側弁体 ３４ 水側スプリング ３５ 湯側スプリング ３６ 水側絞り弁 ３７ 湯側絞り弁 ３６ａ 水側流通孔 ３７ａ 湯側流通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高光 雅義 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湯流露および水流路と、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
   と前記水側弁体の出口圧による力を互いに対向させる弁
   軸と、前記弁軸に付勢力を付与する操作力発生手段と、
   流通孔と絞り弁とスプリングで構成し、流量に応じて開
   度が変化する水側絞り弁と湯側絞り弁を備え、さらに前
   記スプリングのスプリング圧を湯側と水側とを異ならせ
   た湯水混合装置。
2. 【請求項２】絞り弁のスプリングのスプリング圧を水側
   より湯側の方を大とした請求項１記載の湯水混合装置。