JPH0833216B2 - 湯水混合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は湯と水を混合して適温を得るとともに、混合
湯の供給，停止を電気的に制御する流量制御弁を備えた
湯水混合装置に関するものである。

従来の技術 従来のこの種の湯水混合装置には第20図に示すような
ものがあった。（例えば実開昭61−18424号公報） 第13図において、水道１は２系統に分岐され、給湯機
２を経た給湯管路３と、給水管路４とが定温給湯装置５
に接続されている。定温給湯装置５の内部では、給湯管
路３に湯量弁６が、また給水管路４に水量弁７が接続さ
れており混合比を調節している。混合管路８には、混合
湯温を検出するサーミスタ９が設けられており、このサ
ーミスタ９の信号と混合湯温を任意に調節するコントロ
ーラ10の信号に基づき、制御装置11で湯量弁６と水量弁
７が制御される。混合湯は混合管路８の端末に設けた蛇
口12を経て、給湯対象である浴槽13に供給される。湯量
弁６と水量弁７は制御装置11より制御される湯量弁モー
タ14と水量弁モータ15により駆動され、サーミスタ９の
信号でフィードバック制御するものである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら従来の湯水混合装置は上記のように構成
されていたため、次のような問題点を有していた。

（１） 流量の調節は蛇口12で行なっているため、手動
で開閉する必要があり操作が大変であった。

（２） 手動で流路の開閉や流量調節を行なう必要があ
り、遠隔操作ができなかった。

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、電気的な流量制御弁を備え操作の簡易化や遠隔操
作、また、凍結防止が図れる湯水混合装置を提供するこ
とを目的としている。

問題点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、湯水混合弁と、この湯水混合弁の上方に着脱自在に
接続された少なくとも流路の開閉を行う流量制御弁と、
この流量制御弁を駆動する電気的駆動手段と、湯水混合
弁の下部に設けた湯と水の入口と、この入口の近傍に設
けた水抜き栓と、流量制御弁の上部に設けた混合湯の出
口と、この出口の近傍に設けた通気栓と、少なくとも混
合湯の供給、停止を設定する設定器と、この設定器の設
定に従って少なくとも流量制御弁を制御する制御器を備
えて構成するものである。

作用 本発明は上記した構成により、設定器での操作により
混合湯の供給，停止を電気的なスイッチのタッチ操作で
可能とし、また遠隔地からの供給、停止を可能とし、水
抜き栓の開成と、設定器の操作による流量制御弁の開
成、あるいは通気栓の開成、あるいは流量制御弁の取り
外しにより、流量制御弁の下方の湯水混合弁の湯と水の
入口近傍に設けた水抜き栓から排水が行われ、湯水混合
弁と流量制御弁双方の水抜きを達成するものである。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面とともに説明する。

第１図は本発明の第１の実施例におけるシステム系統
図であるが、第１図において、ガス瞬間給湯器16から供
給される湯は給湯管17を経て、また水は給水管18を経て
湯水混合ユニット19に入る。湯水混合ユニット19は、湯
と水を電気的に制御する混合弁部20と、混合湯の供給，
停止と流量調節及び複数の給湯対象へ経路を切り替えて
給湯を行なう電気的に制御される流量制御弁21とから成
っている。複数の給湯対象であるシャワー22、洗い場の
カラン23、浴槽24への吐出口25の近傍には、それぞれ設
定器26,27,28が設けられている。設定器27は主設定器を
成しており、副設定器である設定器26,28の信号線が継
ぎ込まれている。浴室29の外部には、湯水混合ユニット
19の他、マイコンが搭載された制御器30が設けられてい
る。湯水混合ユニット19の設置場所は、浴室29の壁と他
室との壁の間、浴室29の天井裏、脱衣室、床下、軒下等
が考えられる。また制御器30は、脱衣室、浴室29の天井
裏、台所などの他室等が考えられる。また、台所等の他
室には他室リモコン31が設けられ、更に中継器32を介し
て、ホームオートメーションの情報ライン33や、電話34
に接続されている。

第２図に設定器27の詳細を示す。

一回押すと混合湯の供給が開始され、もう一度押すと
停止される給湯開始，停止スイッチと、給湯中に他のス
イッチが押された場合、押された側に切り替わる切替ス
イッチを兼ねたバスタブスイッチ35、洗い場のカランス
イッチ36、シャワースイッチ37が給湯対象に対応して設
けられている。これらのスイッチ35,36,37は後で詳しく
述べるが、予めプリセットした混合湯温，流量で出湯で
きるようになっており、予め設定した積算流量値で停止
できるように設定されている。予め設定した温度を変更
したい場合は、温度のアップスイッチ38、ダウンスイッ
チ39により変更ができる。但し、カラン23、シャワー22
は高温を必要としないため、制御的に45℃以上の設定が
できないようになっている。温度の設定値は、表示ラン
プ40部に表示される。予め設定された流量を変更したい
場合は、流量のアップスイッチ41とダウンスイッチ42に
より変更が可能である。スイッチ41,42は押し続けるこ
とにより連続的に流量が変化し、弁全開あるいは予め定
めた流量値まで絞られた状態で流量変化は止まる。コー
ルスイッチ43は、押すことにより、他のリモコンを介し
て他人を呼ぶ信号音を出すためのスイッチである。優先
スイッチ44は、このスイッチがオンされている時は、浴
室29内の設定器が優先され、外部からの信号を受け付け
ないためのスイッチである。これは、例えば浴室で使用
中に、台所等に設けた他室リモコン31の操作による出湯
や、電話24による出湯が開始される不都合を防ぐための
ものである。また、この優先スイッチ44をオフにする
と、浴室29内のリモコンの電気回路の通電が断たれ、連
続通電による電子部品の劣化が防止される。また各スイ
ッチの操作に応じ、ブザー45が短時間鳴り、操作が確実
に判るように、また必要なスイッチにはランプが設けら
れ、操作が確実に確認できるようになっている。

第３図にシャワー用の設定用26を示す。主設定器を成
す設定器27と給湯開始，停止用のスイッチ46及び温度の
アップスイッチ47、ダウンスイッチ48は制御回路的に並
列に設けられており、設定器27からでも26からでも操作
ができるように構成されている。すなわち、どの設定器
からも出湯の開始や停止、また混合湯温のアップ，ダウ
ンができる。このシャワー用の設定器26には、特別の機
能としてサイクルシャワースイッチ49、クールダウンス
イッチ50、ウォームアップスイッチ51が設けられてい
る。サイクルシャワースイッチ49を押すと、設定温度と
温度差ボリューム52で設定される温度巾の範囲でサイク
ル的に適温湯と低温湯が供給される。もう一度サイクル
スイッチ49を押すとサイクルシャワーは止まり、適温に
戻る。クールダウンスイッチ50を押すと、設定温度から
温度差ボリューム52で設定される温度差まで徐々に混合
湯温が低下して行き、所定時間経過後、給湯は自動停止
される。ウォームアップスイッチ51を押すと、例えば35
℃から設定温度まで徐々に温度が上昇して行き、設定温
度に到達後はその温度で連続給湯される。これらサイク
ルシャワースイッチ49、クールダウンスイッチ50、ウォ
ームアップスイッチ51はシャワースイッチ46を押した後
で押すことにより初めて機能する。これらのスイッチ
は、択一的にしか選べず、また再度押すことにより解除
される。

第４図に浴槽近傍に設けた設定器28の詳細を示す。主
設定器をなす設定器27のスイッチ35,38,39,43と制御回
路的に並列に設けられたバスタブスイッチ53、アップス
イッチ55、コールスイッチ56が設けられており、設定器
27と28のどちらからでも操作ができるようになってい
る。例えば設定器27のバスタブスイッチ35を押して出湯
を開始し、設定器28のバスタブスイッチ53で止めること
もできる。

第５図に制御器30の詳細を示す。この制御器30には電
源AC100Vが引き込まれ、内蔵されたスイッチング電源に
より低電圧化と整流が行なわれ、マイコン等を内蔵した
主たる制御回路に直流低電圧が供給されている。電源ス
イッチ57をオンすることによりAC100Vが投入され、制御
系に通電が行なわれるとともに、必要とあらばガス瞬間
給湯機16の電源も接続すれば同時に投入できるように構
成されている。カラン、シャワー温度プリセットボリュ
ーム58により、シャワー22とカラン23から供給される温
度が予め設定できる。バスタブ温度プリセットボリュー
ム59により吐出口25から供給される湯温がプリセットで
きる。湯張り量プリセットボリューム60の設定により、
浴槽24の容量に適した積算流量がプリセットできる。カ
ラン23とシャワー22に対しては、誤って必要以上に流し
続けることを防止する目的に、特定の値（例えば100
）に積算値が達した段階で給湯が停止される。また、
これらの積算流量値は、万が一の積算系、検出系の故障
に対応するため、最大に考える時間を越えた時点でタイ
マーが働き給湯が停止できるように設定されており、二
重安全化が図られている。給湯流量のプリセットは、流
量プリセットボリューム61で行なえ、また、少流量に絞
り込んだ場合の最低流量値は最低流量スイッチ62で切り
替えができる。この最低流量スイッチ62は、例えば本実
施例のようにガス瞬間湯沸器16等の組み合された場合、
湯沸器の最少点火流量値を下廻って火が消えることをな
くすため、ガス瞬間湯沸器16の設定値や、供給水温に応
じて燃焼が維持できる流量に、混合流量を維持するため
に切り替えて使用するものである。

第６図に他室リモコン31の詳細を示す。設定器27の優
先スイッチ44を切るとランプ63が点灯し、他室リモコン
31側からの操作が可能となる。バスタブスイッチ64を押
すと、設定器27のバスタブスイッチ35と同一の給湯条件
で給湯が開始され、もう一度押すと停止できる。勿論、
積算流量値で停止することも可能である。この他室リモ
コン31からはタイマー出湯も可能であり、モード選択ス
イッチ65でモード選択を行い、時刻合せスイッチ66で時
刻を合せると、タイマー出湯が可能となる。時計表示や
タイマー時刻等は、表示部67に表示される。タイマー出
湯する場合、予約スイッチ68を押す必要がある。

第７図に湯水混合ユニット19の詳細を示す。

水の入口69と湯の入口70を有した混合弁框体71の内部
には、逆止弁72,73と、湯と水の圧力を均衡される圧力
バランス弁74、混合弁75、混合湯温を検出するサーミス
タ76、流量センサ77が設けられている。

圧力バランス弁74は、ピストン78と水側弁体79、湯側
弁体80の間に流れ込んだ水と湯が、各弁体に設けた羽根
によって、エレメントを回転させつつ圧力調整する形式
のものである。

混合弁75は第８図と第９図にその詳細を示すような構
成となっている。

筒状のカートリッジ81は、水側開口82、湯側開口83、
混合開口84を有しており、内部に水側弁座85、湯側弁座
86が形成されている。カートリッジ81の端部は、プラグ
87と、カップリング88が設けられている。混合弁の水側
弁体89と湯側弁体90が、図に示すように弁座をはさんで
対向して設けられている。水側弁体89と湯側弁体90は、
混合室91に向って流れが縮流するようにテーパ状を成し
て構成されている。また、水側弁座85、湯側弁座86も図
に示すようにテーパ状を成しているが、これは弁体前後
にかかる圧力差と流量の関係を、弁の変位に関して比例
的にするためにしている。但し、弁体のテーパ角度と弁
座のテーパ角度は若干異ならせてあり、面接触による噛
み込みを防止している。水側弁体89は、ばね92により付
勢されており、受け板93に支持されている。また、湯側
弁体90は、ばね94により付勢されている。水側弁体89は
ストッパー95により支持され、軸96に取り付けられてい
る。また、湯側弁体90は内部に設けた穴内に軸96が突っ
込んだ形状を成している。ばね94のセット荷重は強くセ
ットされており、軸96部のねじ部97他のがたをなくすと
ともに、湯側弁体90を固定している。軸96にＯリング9
8,99が設けられており、材質を接水側と接大気側とで異
ならせてある。外部には、駆動用のステッピングモータ
100が設けられており、減速ギヤ101を介して駆動軸102
を介してカム103を回転させ、内部に設けた凹凸部104に
嵌合する駆動軸96の頭部に回転力を伝達する。軸96はこ
れによって図において左右に螺旋的にスライドする。減
速ギヤ101は、取付台105に固定され、取付台105には、
湯側全開点を検出するマイクロスイッチ106と、水側全
開点を検出するマイクロスイッチ107が固定されてい
る。取付台105とカップリング88は、回転止めがなされ
た上でロックナット108により締結されている。これら
混合弁部19は第８図に示す状態で一体的に取り扱えるよ
うになっており、この状態で混合弁框体71の内部に差し
込み、プラグ87の端部に止め輪109を装着するだけで取
り付けができるように工夫している。

第７図に戻り、混合弁部20と流量制御弁部21はフラン
ジ110により着脱可能に締結されている。流量制御弁21
は、弁体（１）111と弁体（２）112が、図において左右
に変位されることにより流路を切り替えるとともに、止
水と流量調節を行なう三方弁である。流量制御弁21以降
の洗い場のカラン23とシャワー22の系統には、機構的に
故障時に高温湯が供給されることを防ぐ温度安全弁113
が設けられている。更に下流側にカラン23とシャワー22
側を切り替える、流量制御弁21と類似の形成を成した三
方弁型式の切替弁114が設けられている。

流量制御弁21の詳細は第10図，第11図に示される。弁
体（１）111と弁体（２）112は、金具115,116にゴムパ
ッキン117,118が焼き付けられて構成されており、ゴム
パッキン117,118は弁特性の直線化と通水温の低減を狙
って略テーパ状に成型されている。弁体（１）111と弁
体（２）112はばね119で付勢されており、流量制御弁框
体120に装着しない状態では、軸121に設けた段差122お
よび軸端に螺合した止め金具123に当接して止まってい
る。この流量制御弁21部は、弁体（１）111の弁座124
と、開口125、台座126が一体的に設けられている。台座
126には、カップリング127が、取付台128により廻り止
めと抜け止めをされて固定されている。軸121にはＯリ
ング129と130が設けられている。これらのＯリング129,
130も混合弁部と同様に材質が異ならせてある。軸121の
頭部には凹凸部に歯車131が嵌合して設けられている。
この歯車131は、DCモータ132により駆動される減速歯車
133の駆動軸134に取り付けられた歯車135に噛み合い、D
Cモータ132の電動力が伝達される。歯車135にはカム13
6,137が設けられており、回転角度によってマイクロス
イッチ138,139,140を開閉している。マイクロスイッチ1
38は、流れの止まれ閉成点の検出用スイッチであり、マ
イクロスイッチ139は弁体（２）112の全開点、またマイ
クロスイッチ140は弁体（１）111の全開点を検出するた
めのスイッチである。弁軸121と駆動部の軸134は、図で
示す如く並列に設けられており、伝達手段である歯車13
1と135により駆動力を伝達しているため、直列的に配設
する場合に比べて全体の長さが短くて済んでいる。ま
た、弁体（１）111や弁体（２）112の調節も歯車131を
手で駆動することができるため、容易である。更に、駆
動に応じて軸121が第10図において左右に進退するが、
歯車131と歯車135の歯の重なりしろが変化することによ
り、逃げを取っている。台座126は流量制御弁框体120
に、ビスで固定して設けられているが、ビスを外すこと
により第10図の状態で着脱可能に構成されている。

第12図に温度安全弁113の詳細を示す。

この温度安全弁113もカートリッジ141が弁框体142か
ら端部の止め輪143を外すだけで外すことができるよう
に構成されている。カートリッジ141の内部には弁体144
に当接する弁座145が設けられている。弁体144は感温体
であるワックスサーモ146に固定的に取り付けられてお
り、ワックスサーモ146の頭部のピストン147の伸縮によ
り弁体144が変位するように構成されている。弁体144は
ばね148で、またピストン147は当接金具149を介してば
ね150で付勢されている。弁座145の一部には小孔151が
設けられており、作動時の復帰を早くするため少流量が
流れるように構成されている。カートリッジ141には、
また開口152,153が設けられている。

ワックスサーモ146は図に示す如く、弁座145の下流側
に設けられているが、これは浴槽への吐出口25へ熱湯を
供給している時に伝熱により作動し、流路を閉塞してし
まうことを防ぐためである。更に確実にするために、弁
框体142を樹脂で構成したり、流量制御弁框体120との接
合部をフランジ止めにして断熱材をかませる等の案が考
えられる。

切替弁114は、流量制御弁21の止水機能だけをなくし
たものである。

この実施例においては、三方弁を組み合せて三方向に
混合湯を供給する形式であり、最上流に位置する三方弁
である流量制御弁21により止水を果しているため、下流
に位置する切替弁114は止水機能はなくてもよい。また
流量調節機能も流量制御弁21が有しているため、下流側
で調節する必要はない。更に三方弁を増設することによ
り、もっと多数の箇所へ給湯することも可能である。ま
た、湯水混合弁20の上方に着脱自在に接続された流量制
御弁21の混合湯の出口25′の近傍には通気栓154が、ま
た湯水混合弁20下部の湯と水の入口70、69の近傍には水
抜き栓155、156が、また切替弁114に至る経路に水抜き
栓157が設けられている。

次にこの実施例の動作を簡単に説明する。

浴室29の設定器27のバスタブスイッチ35を押すと、電
源スイッチ57が投入され、優先スイッチ44が浴室29側に
切り替っている条件下で出湯が開始される。この時の混
合湯温と流量及び定量止水を行なう積算流量値は、制御
器30で予め設定した値で行なわれる。給湯途中でもう一
度バスタブスイッチ35を押すと給湯は停止される。給湯
を続行した場合は、積算流量値に達した段階で給湯は停
止される。バスタブスイッチ35を押して給湯が行なわれ
ている時は、混合湯温の設定は45℃を越えて、50℃熱湯
にまで変更が可能である。流量は、スイッチ41と42で増
減ができるが、流量の最大は、弁体（１）111が全開に
なる位置まで、最少は最低流量スイッチ62で設定された
流量まで変更ができる。最低流量値は、流量センサ77の
値をフィードバックして調節される。また、先の流量積
算も流量センサ77の値を積算して行なわれる。

カランスイッチ36あるいはシャワースイッチ37を押し
て出湯している時は、安全のために45℃以上の湯は出せ
ない。万が一、制御系や弁系の故障により高温湯が供給
された時は、温度安全弁113で流路を閉塞し熱湯を極端
に絞り込む。

浴室29以外の外部信号で給湯を行なう場合は、優先ス
イッチ44をオフにする。

コールスイッチ43は、スイッチを押し続けている間だ
け、他室リモコン31でブザーが鳴る。

給湯中に停電した場合は、制御部30内に設けたバック
アップ電池（図示せず）により、直ちに流量制御弁が閉
成され、給湯が停止される。

不使用時に低温となった時は、サーミスタ76部の温度
がある程度下った段階で、強制的に流量制御弁21を少し
開成し、少量の水と湯をたれ流す。このため配管中の水
が流動するとともに、ガス瞬間湯沸器16からも湯が供給
される。サーミスタ76部の温度がある設定範囲まで上昇
したら流量制御弁21は閉成される。以後、冷えたら上記
の動作を繰り返す。

凍結のおそれが事前に予測される場合には、湯、水の
元栓（図示せず）を予め閉めてから、混合ユニット19の
上部の通気栓154と下部の水抜き栓155、156、157の操作
によりユニット内の水抜きが可能である。また、流量制
御弁21の下方に湯水混合弁20を設け、さらに湯と水の入
口70、69近傍に水抜き栓155、156が設けられているた
め、元栓を閉めてから水抜き栓155、156を開成し、設定
器26、27、28、31を操作し流量制御弁21の開成を行うこ
とにより、湯水混合弁20と流量制御弁21双方の水抜きが
できる。また、通気栓154が詰まった場合や、停電時やD
Cモータ132の故障時などに、水抜き栓155、156を開成し
流量制御弁21を外すことにより早く確実に湯水混合弁20
と流量制御弁21双方の水抜きができる。

断水時や、流量センサ77の故障時には、流量センサの
信号が出ないことを判定して、流量制御弁21を閉成す
る。また、カラン23、シャワー22への給湯時に温度安全
弁113が働いた場合も、流量センサ77の信号が出なくな
って、流量制御弁21が閉成される。これらの復帰は、再
びスイッチ35,36,37等を押すことにより行なわれる。

発明の効果 本発明は以上のように構成されているため、次のよう
な効果を有している。

（１）水抜き栓を開成し、設定器を操作し流量制御弁の
開成を行うことにより、流量制御弁の下方の湯水混合弁
の湯と水の入口近傍に設けた水抜き栓から排水が行わ
れ、湯水混合弁と流量制御弁双方の水抜きができる。

（２）停電時や電気的駆動手段の故障時などに、水抜き
栓を開成し通気栓も開成することにより、設定器を操作
した流量制御弁の開成を行わなくても、早く確実に湯水
混合弁と流量制御弁双方の水抜きができる。

（３）通気栓が詰まった場合や、停電時や電気的駆動手
段の故障時などに、水抜き栓を開成し流量制御弁を外す
ことにより早く確実に湯水混合弁と流量制御弁双方の水
抜きができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるシステム系統
図、第２図から第４図は同実施例に用いた設定器の正面
図、第５図は同制御器の正面図、第６図は同設定器の正
面図、第７図は同湯水混合弁ユニットの一部切欠断面
図、第８図，第９図は同混合弁部の構成図、第10図，第
11図は同流量制御弁部の構成図、第12図は同温度安全弁
部の構成図、第13図第20図は従来の湯水混合装置のシス
テム構成図である。 20……湯水混合弁、21……流量制御弁、25′……混合湯
の出口、26、27、28……設定器、30……制御器、31……
設定器、69……水の入口、70……湯の入口、154……通
気栓、155、156、157……水抜き栓、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２４Ｄ 19/08 (56)参考文献 特開 昭62−251814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−153422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−83567（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−74733（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−22559（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湯と水を混合する湯水混合弁と、この湯水
   混合弁の上方に着脱自在に接続された少なくとも流路の
   開閉を行なう流量制御弁と、この流量制御弁を駆動する
   電気的駆動手段と、前記混合弁の下部に設けた湯の入口
   及び水の入口と、この入口の近傍に設けた水抜き栓と、
   前記流量制御弁の上部に設けた混合湯の出口と、この出
   口の近傍に設けた通気栓と、少なくとも混合湯の供給、
   停止を設定する設定器と、この設定器の設定に従って少
   なくとも前記流量制御弁を制御する制御器を備えた湯水
   混合装置。