JP2007100894A - 湯水混合弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 ３つの流入口から流入する３つの流体を連続的に混合比を変えて混合することができ、配管が容易で設置スペースを削減できるミキシングバルブを提供する。
【解決手段】 ３つの流入口４，５，６と、１つの流出口７を有する弁本体２と、弁本体２内に回動可能に配置された弁体３とを備え、３つの流入口から流入する流体を混合して流出口７から流出し、弁体３は、３つの流入口４，５，６と連通する第１開口１４、第２開口１５を備え、弁体３を一定方向に回動させることにより第１の流入口４から流入する第１流体と、第２の流入口５から流入する第２流体とを混合比率を変えながら混合し、弁体３をさらに一定方向に回動することにより、第２の流入口５から流入する第２流体と、第３の流入口６から流入する第３流体とを混合比率を変えながら混合する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、３つの流入口を有し、３つの流体を混合して流出する湯水混合弁に関する。

従来、この種の湯水混合弁としては、３つの流入口、１つの流出口を有する弁本体と、該弁本体内に回動可能に配置され、前記３つの流入口にそれぞれ連通する３つの開口を有する弁体とからなり、３つの流入口から流入する流体を連続的に混合比率を変えながら混合して１つの流出口から流出するミキシングバルブがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２１２４６号公報（第３−５頁、図１−４）

ところで、前記構造のミキシングバルブは、前記弁体は、前記第１の流入口と第３の流入口に選択的に連通する第１開口と、前記第２の流入口に連通する第２開口を備え、前記弁体を回動させると、前記第１の流入口と第１開口とが連通した状態から徐々に連通面積が減少すると共に、前記第２の流入口と第２開口との連通面積が徐々に増加し、前記第２の流入口と第２開口とが連通した状態を経て、前記第２の流入口と第２開口との連通面積が減少すると共に、前記第３の流入口と第１開口の連通面積が徐々に増加し、前記第３の流入口と第１開口とが連通した状態となるものであり、前記弁体に３つの開口を所定の位相をずらして設けなければならず、弁体の構造が複雑となり、製造精度にバラツキを生じたり、軸方向の寸法がやや長くなるので、設置スペースの削減効果が小さいという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、弁体の構造が複雑化せず、製造精度にバラツキを生じることもなく、かつ軸方向の寸法をより短くできて設置スペースの削減効果が大きい湯水混合弁を提供することにある。

本発明に係る湯水混合弁は、３つの流入口、１つの流出口を有する弁本体と、該弁本体内に回動可能に配置された弁体とを備え、前記３つの流入口から流入する流体を混合して前記１つの流出口から流出する湯水混合弁であって、前記弁体は、前記弁本体の３つの流入口に対し、連通可能な２つの開口を有し、前記弁体を一定方向に回動することにより、前記第１の流入口から流入する第１流体と前記第２の流入口から流入する第２流体とを混合比率を変えながら混合し、前記弁体をさらに一定方向に回動することにより、前記第２の流入口から流入する第２流体と前記第３の流入口から流入する第３流体とを混合比率を変えながら混合可能としたことを特徴とする。

本発明の湯水混合弁によれば、弁本体に設けた３つの流入口に対し、弁体には２つの開口を設けて対応しているので、弁体の構造が複雑化せず、製造精度にバラツキを生じることもなく、かつ軸方向の寸法を短くできて弁本体及び弁体をより小型化でき、設置スペースの削減効果が大きい湯水混合弁を提供できる。

実施の形態１.
以下、本発明に係る湯水混合弁を図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態１に係る湯水混合弁の縦断面図、図２は図１の弁本体の外観図、図３は図１の弁体の外観図、図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１のＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図である。
図１〜図４において、湯水混合弁１は、弁本体２と、弁本体２内に回動可能に配置された弁体３とを備え、弁本体２は第１の流入口４、第２の流入口５、第３の流入口６と、１つの流出口７を有する。弁本体２は金属鋳物、プラスチック成型等で下方に開口する円筒状に形成され、下方開口の流出口７は、３つの流入口４，５，６から入った流体が混合させて流出される。

第１の流入口４、第２の流入口５、第３の流入口６、及び流出口７の外周には、配管を取付ける取付部４ａ，５ａ，６ａ，７ａが形成されている。弁本体２の内部に嵌合する弁体３は、弁体３を回動させる軸部８が一体的に上方に突出形成されており、軸部８の上端は弁本体２の上部開口から外部に突出し、駆動装置(図示せず)等によって駆動される。軸部８は弁本体２とはスペーサ９を介してパッキング１０，１１により防水状態が保たれている。スペーサ８はネジ１２によって弁本体２に取り付けられた蓋体１３により挟まれ、漏水することがないように構成されている。

第１の流入口４、第２の流入口５、第３の流入口６は、弁本体２から図１において水平方向に、すなわち円筒状の軸方向と直交する方向に設けられている。上部の第１の流入口４は弁本体２の一方側、すなわち、図１において、右方側に形成され、第２の流入口５は第１の流入口４から間隔を有して下部の右方側に形成されている。第３の流入口６は、第１の流入口４に対応して弁本体２の他方側、すなわち左方側上部に形成されている。このように第１の流入口４と第２の流入口５は上下方向に所定の間隔を有して形成され、第３の流入口６は１８０度反対側に前記第１の流入口４と対応させて形成されているため、弁本体２は小型化できると共に、それぞれの流入口４，５，６の取付部４ａ，５ａ，６ａが接近しないため、配管作業が容易に行える。

一方、弁体３は弁本体２の内面に接する円筒状をしており、金属鋳物、プラスチック成型等で形成され、弁本体２の第１の流入口４及び第３の流入口６と対向して連通可能の第１開口１４と、第２の流入口５と対向して連通可能の第２開口１５が９０度の位相でずれて形成されている。すなわち、本例では第１開口１４に対して第２開口１５は図４（ｂ）に示すように，反時計方向に約９０度ずれて形成されている。そして、弁体３を回動させることにより、第１、第２開口１４，１５は、第１の流入口４、第２の流入口５、第３の流入口６と順次、連通するように配置されている。弁体３の下方は開口しており、流出口７と対向する流出開口１６となっている。図１，図４は第１の流入口４と第１開口１４とが一致して対向している状態を示している。

なお、本例では、図４（ａ）に示すように、第１の流入口４と第１開口１４とが１００％対向して連通しているときに、図４（ｂ）に示すように、第２の流入口５と第２開口１５とは連通しないように設定されているが、第２の流入口５と第２開口１５とが僅かに連通して、オーバーラップするように設定して切換えることができるようにしてもよい。

前記の如く構成された本実施の形態１の湯水混合弁１の混合動作について、図４〜図８を参照して説明する。
湯水混合弁１は、第１の流入口４に、例えば通常の水道水（第１流体）が供給され、第２の流入口５に給湯機からの中温水（第２流体）が供給され、第３の流入口６に給湯機からの高温水（第３流体）が供給され、流出口７から給湯用や床暖房用の温水を供給するように配管されており、軸部１２を回動させることにより、低温水、中温水及び高温水を混合して流出できる。

図４の状態は、上方の第１の流入口４と第１開口１４とが連通し、第２の流入口５と第３の流入口６は第１開口１７と第２開口１５に連通せず、第１の流入口４から水道水が流入して流出口７から流出する。図４の状態から、弁体３を時計方向に約４５度回動させると図５の状態となり、第１の流入口４と第１開口１４とが半分程度連通し、第２の流入口５と第２開口１５とが半分程度連通し、第３の流入口６は第１開口１４と連通しない状態となる。図５の状態は、第１の流入口４から流入される水道水と、第２の流入口５から流入される中温水とが混合されて流出口７から流れ出る状態である。

図４の状態から図５の状態に弁体３を回動させる間は、弁体３の回動角度に対応して、第１の流入口４から流入する水道水の量が徐々に減少し、第２の流入口５から流入する中温水の量が徐々に増加するため、混合比を徐々に連続的に変更することができる。図５の状態では第１の流入口４、及び第２の流入口５から略同量の流体が弁体３内に流入し、流出開口１６を通して流出口７から流出する。なお、第１の流入口４と第１開口１４とを四角形孔に形成し、弁体３の回動角度に比例して混合比が変化するようにしてもよい。

図５の状態から、弁体３を時計方向にさらに約４５度回動させると図６の状態となり、第１の流入口４は第１開口１４と連通せず、第２の流入口５は第２開口１５と連通し、第３の流入口６は第１開口１４と連通しない状態となる。図６の状態は、第２の流入口５からのみ中温水が流入し、流出口７からは中温水のみが流出する。なお、図６の状態で、第２の流入口５と第２開口１５とが１００％対向して一致するとき、第１の流入口４と第１開口１４とは連通しないように設定されているが、僅かに連通するようにしてもよい。

図５の状態から図６の状態に弁体３を回動させる間は、弁体３の回動角度に対応して、第１の流入口４から流入する水道水の量がさらに徐々に減少し、第２の流入口５から流入する中温水の量がさらに徐々に増加するため、中温水の混合比を徐々に連続的に上昇させることができ、図６の状態では中温水のみが第２の流入口５から流入し、流出開口１６を通して流出口７から流出する。なお、前記したように回動角度と混合比が比例するようにしてもよい。

図６の状態から、弁体３をさらに約４５度回動させると図７の状態となり、第１の流入口４は第１開口１４と連通せず、第２の流入口５は第２開口１５と連通し、第３の流入口６は第１開口１４と連通する状態となる。図７の状態は、第２の流入口５から流入される中温水と、第３の流入口６から流入される高温水とが混合されて流出口７から流れ出る状態である。

図６の状態から図７の状態に弁体３を回動させる間は、弁体３の回動毎度に対応して、第２の流入口５から流入する中温水の量が徐々に減少し、第３の流入口６から流入する高温水の量が徐々に増加するため、混合比を徐々に連続的に変更することができる。図７の状態では第２の流入口５、及び第３の流入口６から略同量の流体が弁体３内に流入し、流出開口１９を通して流出口７から流出する。

図７の状態から、弁体３を時計方向にさらに約４５度回動させると図８の状態となり、第１の流入口４は第１開口１４と連通せず、第２の流入口５が第２開口１５と連通せず、第３の流入口６のみが第１開口１４と連通する状態となる。図８の状態は、第３の流入口６からのみ高温水が流入し、流出口７からは高温水のみが流出する。なお、図８の状態で、第３の流入口６と第１開口１４とが１００％対向しているとき、第２の流入口５と第２開口１５とは連通しないように設定されているが、僅かに連通するようにしてもよい。

図７の状態から図８の状態に弁体３を回動させる間は、弁体３の回動角度に対応して、第２の流入口５から流入する中温水の量がさらに徐々に減少し、第３の流入口６から流入する低温水の量がさらに徐々に増加するため、中温水を減らしながら低温水の混合比を徐々に連続的に上昇させることができ、図８の状態では、低温水のみが第３の流入口６から弁体３に流入し、流出開口１６を通して流出口７から流出する。

流出口７から出る温水の所望の温度が、第２の流入口５の中温水より高い場合は、高温水と中温水とを混合するように弁体３の位置を図６〜８の任意の位置に設定して、混合比を設定する。また、流出口７から出る温水の所望の温度が中温水より低い場合は、中温水と低温水とを混合するように弁体３の位置を図４〜６の任意の位置に設定して、混合比を設定する。このように、給湯機から第２の流入口５に供給される中温水を積極的に使用することができるため、給湯機内の中温水を有効利用できる。

なお、前記した実施の形態１では、流体として水道水や温水の例を示したが、冷暖房機器等に使用される冷媒の切換え等に使用することができる。また弁体３は円筒形の例を示したが、球形等の弁体としてもよいのは勿論である。弁体３を回動させる軸部８は、例えばモータやギアを組み合わせた電動機構により回動させるように構成してもよい。そして、混合された流体の温度や濃度を検出して、所望の温度や濃度に混合できるように電動機構を介して弁体８の回動角度を制御してもよい。このように自動的に制御する場合も、１つの軸部を回動ずるだけなので、制御が容易に行える

このように実施の形態１に示した湯水混合弁は、弁本体２に設けた３つの流入口４，５，６に対し、弁体３には２つの開口１５，１６を設けて対応しているので、弁体３の構造が複雑化せず、製造精度にバラツキを生じることもなく、かつ軸方向の寸法を短くできて弁本体２及び弁体３をより小型化でき、設置スペースの削減効果が大きい湯水混合弁を提供できる。

本発明に係る湯水混合弁の実施の形態１を示す縦断面図。 図１の弁本体の外観図。 図１の弁体の外観図。 （ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線断面図。 図２の状態から、約４５度回動した動作状態を示す断面図。 図３の状態から、さらに約４５度回動した動作状態を示す断面図。 図４の状態から、さらに約４５度回動した動作状態を示す断面図。 図５の状態から、さらに約４５度回動した動作状態を示す断面図。

符号の説明

１ 湯水混合弁、２ 弁本体、３ 弁体、４ 第１の流入口、５ 第２の流入口、６ 第３の流入口、７ 流出口、８ 軸部、９ スペーサ、１０，１１ パッキング、１２ ネジ、１３ 蓋体、１４ 第１開口、１５ 第２開口、１６ 流出開口。

Claims (3)

1. ３つの流入口、１つの流出口を有する弁本体と、該弁本体内に回動可能に配置された弁体とを備え、前記３つの流入口から流入する流体を混合して前記１つの流出口から流出する湯水混合弁であって、
   前記弁体は、前記弁本体の３つの流入口に対し、連通可能な２つの開口を有し、前記弁体を一定方向に回動することにより、前記第１の流入口から流入する第１流体と前記第２の流入口から流入する第２流体とを混合比率を変えながら混合し、前記弁体をさらに一定方向に回動することにより、前記第２の流入口から流入する第２流体と前記第３の流入口から流入する第３流体とを混合比率を変えながら混合可能とした湯水混合弁。
2. 前記弁体は、前記第１の流入口と第３の流入口に選択的に連通する第１開口と、前記第２の流入口に連通する第２開口を備え、前記弁体を回動させると、前記第１の流入口と第１開口とが連通した状態から徐々に連通面積が減少すると共に、前記第２の流入口と第２開口との連通面積が徐々に増加し、前記第２の流入口と第２開口とが連通した状態を経て、前記第２の流入口と第２開口との連通面積が減少すると共に、前記第３の流入口と第１開口の連通面積が徐々に増加し、前記第３の流入口と第１開口とが連通した状態となることを特徴とする請求項１記載の湯水混合弁。
3. 前記弁本体は、前記第１の流入口と前記第３の流入口が相対するように配置され、前記第２の流入口は前記第１の流入口と所定の間隔を有して前記第１の流入口と同じ側に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の湯水混合弁。

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