JP2759236B2

JP2759236B2 - 湯水混合装置

Info

Publication number: JP2759236B2
Application number: JP4011061A
Authority: JP
Inventors: 明大西; 正義高山; 憲司中村; 正和安藤
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 1992-01-24
Filing date: 1992-01-24
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: KR960001234B1; KR930016699A; JPH05203069A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湯水混合装置、特に、
給水管からの水と、給湯管からの湯とを配管内で混合状
態とするためのミキシング部の構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術及び課題】給湯器には、図１に示すように、
熱交換器（１２）を介し且この部分によって加熱昇温さ
れる高温水回路（１１）と、この高温水回路の上流側に
続く給水回路（１）の分配器（２）から分岐して前記熱
交換器（１２）を迂回するバイパス回路（３）と、この
バイパス回路（３）と前記高温水回路（１１）を合流さ
せて前記高温水と冷水とを混合させた後、出湯管（１
３）から所定の温度の湯を取り出すようにしたものがあ
る。

【０００３】このものでは、給水回路（１）の温度を温
度センサ（Ｓ_１）によって検知し、この検知温度と設定
温度とにより分配器（２）の分配比率を調節することに
より高温水回路（１１）の出口温度が設定温度の如何に
関らず、予め定めた所定温度になるようにしている。こ
れにより、設定温度を変化させても、出湯管（１３）の
混合湯の温度に過渡状態がなく、混合湯の温度を直ちに
設定温度にさせることができる。

【０００４】又、出湯管（１３）の混合湯の温度を温度
センサ（Ｓ_２）によって検知し、この検知温度と前記給
水回路（１）の温度と前記分配比率とから高温水回路
（１１）の温度を算出し、このようにして算出した温度
と予め定めた前記所定温度とに基いて前記分配比率を補
正することにより断続使用時における出湯管（１３）か
らの出湯温度の変動を防止している。

【０００５】又、給湯停止時に高温水回路（１１）とバ
イパス回路（３）のそれぞれの間での水の移動や熱移動
が生じるのを防止するために、前記各回路に逆止弁
（７）（７）を備えた構成としている。ところが、この
ような形式の給湯器では、逆止弁と各回路との関係によ
って合流部の流量比率が変化したり、給湯開始時の逆止
弁の開弁動作に時間的なズレが生じて給湯動作開始時の
出湯温度調節性能が低下するという不都合がある。特
に、出湯量が絞られた少量出湯時には、上記流量比率が
設定値からずれ易く、高温水と冷水を正確に混合するこ
とができない。

【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、『高温水回路（１１）の下流端の給湯管（１
４）と水回路の下流端の給水管（３１）とを合流させて
出湯管（１３）に導き、前記高温水回路（１１）と水回
路に逆止弁を挿入した湯水混合装置』において、水回路
からの冷水と高温水回路（１１）からの高温水とが、出
湯開始時においても確実且正確に混合できるようにする
と共に、出湯量が絞られたときでも冷水と高温水を正確
に混合できるようにして、出湯温度調節性能を向上させ
ることをその課題とする。

【０００７】

【０００８】

【技術的手段】上記課題を解決するための本発明の技術
的手段は、『前記給湯管（１４）と給水管（３１）の出
口のうち一方の出口が他方の出口を包囲するようにこれ
ら出口を同心状に形成すると共に、前記両出口を共に包
囲する環状壁（８）を形成し、該環状壁（８）内には前
記両出口を同時に開閉し且つ閉方向に付勢されたリフト
弁式の単一の逆止弁（７）を収容すると共に、これら環
状壁（８）の内周と逆止弁（７）の外周の間隙を極僅か
な大きさに設定した』ことである。

【０００９】

【作用】上記技術的手段は次のように作用する。給湯管
（１４）と給水管（３１）の一方の出口が他方の出口を
包囲するように両出口が同心状に形成されており、これ
により、上記両出口が同方向を向いた状態になっている
と共に、これら二つの出口を同時に開閉する単一の逆止
弁（７）が配設される。従って、出湯管（１３）の下流
側の蛇口を開放する等して、給湯管（１４）と給水管
（３１）の両出口に吐出圧力が生じると、前記単一の逆
止弁（７）が前記両出口を開放して、同方向に向けて配
設された前記二つの出口で湯水が合流するため、一方の
圧力が他方に影響しにくい。

【００１０】逆に、前記吐出圧力が消失して、逆止弁
（７）が作動する際にも、給湯管（１４）と給水管（３
１）の両出口を同時に閉弁するから、閉弁タイミングに
時間差がある場合におけるような、給湯管（１４）と給
水管（３１）相互間の熱移動や水の移動が生じない。次
に、少量出湯時に湯水を正確に混合させる為の作用を説
明する。逆止弁（７）は常時閉弁付勢力が作用する形式
となっているから、出湯が開始されるまでの状態では、
給湯管（１４）と給水管（３１）の出口が閉鎖されてい
る。この状態から、出湯が開始されると、逆止弁は、出
湯量に応じた開度となる。環状壁（８）がない場合には
前記開度は、給湯管（１４）と給水管（３１）の出口と
逆止弁（７）との間隙（リフト）に一致し、これが前記
２経路からの流量に相当するものとなり、流量が少ない
場合は、このリフト量は極僅かな値となる。従って、最
低出湯量又はこれに近づいた流量条件では、給湯管（１
４）と給水管（３１）の相対位置や相対圧力の影響を受
けて流量比率が予め設定された値から変化する。ところ
が、上記手段では、環状壁（８）内に僅かの間隙を有す
る態様で逆止弁（７）が収容されているから、この環状
壁（８）の開放端から逆止弁（７）が離れた状態が出湯
量に対応する開度となる。従って、出湯量が少ない場合
でも、前記逆止弁と給湯管（１４）と給水管（３１）の
出口との間に十分な距離があり、この空間にこれら２経
路から湯・水が流出した際にこれら湯・水の圧力が均圧
化される。即ち、給湯管（１４）からの湯と給水管（３
１）からの水は前記共通の環状壁（８）内に流出するか
ら、同じ圧力になり、その後、これら同じ圧力になった
湯・水が一緒になって逆止弁（７）から下流側の出湯管
（１３）に流れる。従って、逆止弁（７）の開度が極め
て小さい少量出湯時でも給湯管（１４）と給水管（３
１）からの湯・水の流量比率が予め設定された値から変
化することがなく、該湯・水を確実且つ正確に下流側に
供給できる。

【００１１】

【効果】給湯管（１４）からの高温水と給水管（３１）
からの冷水との合流部において相互の流出圧力が影響を
受けないから、前記２経路の流量比率が安定し、湯水混
合精度が一層向上する。つまり、出湯温度調節性能が向
上する。逆止弁の閉弁時に給湯管（１４）と給水管（３
１）相互間の熱移動や水の移動が生じないから、又、一
つの逆止弁の開弁によって前記２経路が同時に流出状態
となるから、給湯開始時の湯水混合比率のバラツキ、つ
まり出湯温度のバラツキが解消できる。

【００１２】さらに、一つの逆止弁で前記２経路が開閉
できるから、その分構造が簡素化できる。又、逆止弁
（７）の開度が極めて小さい少量出湯時でも給湯管（１
４）と給水管（３１）の湯・水を確実且つ正確に下流側
に供給できるから、係る条件下に於いても湯・水を正確
に混合することができる。同方向を向けた湯・水の両出
口を単一の逆止弁で開閉して湯水の混合精度を高める構
造として、所定間隔を置いて並設した給湯管（１４）と
給水管（３１）の出口を単一の逆止弁で開閉することも
考えられる。しかしながら、この場合には、逆止弁の
内、上記両出口に対応しない部分（例えば両出口の間に
対応する分）は弁として機能せず、弁として機能する有
効面積が小さくなるから、その分だけ逆止弁が大型化す
る不都合がある。これに比べ、上記技術的手段によれ
ば、給湯管（１４）と給水管（３１）の出口が既述した
ように同心状に形成されているから、外側の出口を閉塞
する大きさの逆止弁であれば、これら両出口を閉塞する
ことができる。従って、本願発明では、逆止弁の内、弁
として機能する有効面積の割合が上記並設形式のものに
比べて大きくなり、該形式のものに比べて逆止弁全体を
コンパクト化できるから、湯水混合装置の小型化を図る
ことができる。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【実施例】次に、上記した本発明の実施例を図面に従っ
て詳述する。この実施例の湯水混合装置が採用される給
湯器は、熱交換器（１２）を介する高温水回路（１１）
と、前記熱交換器（１２）への入口側の給水回路（１）
から分配器（２）を介して分岐され且熱交換器（１２）
を迂回するように配設されたバイパス回路（３）と、給
水回路（１）の水温を検知する温度センサ（Ｓ_１）と、
出湯管（１３）の湯温を検知する温度センサ（Ｓ_２）
と、その他の制御装置（Ｃ）（図示せず）等を具備する
構成のバイパスミキシング式の給湯器であり、高温水回
路（１１）とバイパス回路（３）との合流部に次の実施
例の湯水混合装置が採用され、図２に示すように、湯水
混合装置のケーシング（５）に高温水回路（１１）の下
流端、バイパス回路（３）の下流端及び出湯管（１３）
の上流端を接続するようにしている。

【００１８】前記ケーシング（５）の筒状主体部（５
１）の上流端は、給水管（３１）を具備し且バイパス回
路（３）の接続部を具備させた閉塞体（３０）によって
閉塞され、この下流側には胴部に流入口（１５）を具備
させた筒状の給湯管（１４）を挿入させ、この下流側に
羽根板（４１）（４１）を具備させた筒体（４０）が挿
入されている。

【００１９】前記筒体（４０）の下流端は、筒状主体部
（５１）の下流端に設けた段部（５２）に当接してお
り、このように収容した筒体（４０）に当接するように
給湯管（１４）を挿入し、その後に閉塞体（３０）によ
って筒状主体部（５１）の上流端開放部を閉塞すると、
前記各部が所定の状態に組み込まれる。この組込み状態
では、筒状主体部（５１）の胴部から突出させた接続筒
部（５３）と流入口（１５）とが一致して、接続筒部
（５３）に高温水回路（１１）の下流端を接続すると、
給湯管（１４）内と高温水回路（１１）とが連通する。
尚、この給湯管（１４）の下流部は内側に張出すフラン
ジ部となっており、このフランジ部によって囲まれる出
口（１６）の下流端周縁は弁座（１７）となっている。

【００２０】前記フランジ部と閉塞体（３０）との間に
形成される空室（５０）には閉塞体（３０）の下流側端
面に具備させた給水管（３１）が出口（１６）と同軸と
なるように下流側に突出し、前記給水管（３１）の先端
は弁座（１７）と一致させている。上記弁座（１７）の
外周には、給水管（３１）と給湯管（１４）の出口を共
に包囲する環状壁（８）を形成していると共に、該逆止
弁（７）の弁軸（７１）に閉弁付勢力を付与するための
バネ（７３）を外嵌させた状態でこれを逆止弁（７）と
筒部（４２）との間に介装している。この環状壁（８）
は、給湯管（１４）に一体に形成され、その内径は該環
状壁（８）内に収容された逆止弁（７）の外径よりも僅
かに大きく設定される。逆止弁（７）の外周と環状壁
（８）の内周との間隙は、この間隙を介する流量が出湯
管（１３）からの最低出湯量よりも少ない値となる程度
に設定され、通常の給湯器の場合、前記直径差は、０．
５ｍｍ程度であればよい。このように設定したもので
は、出湯開始時には、バネ（７３）の閉弁付勢力に抗し
て逆止弁（７）は、図５のように、常に環状壁（８）の
開放端部の下流側に位置することとなり、逆止弁（７）
と給水管（３１）の開放端及び弁座（１７）との間に十
分な空室が形成され、前記給湯管（１４）と給水管（３
１）から流出した湯が一旦前記空室内で均圧化された
後、逆止弁（７）と環状壁（８）の端部との間隙から出
湯管（１３）に流出することとなる。この場合、既述技
術的手段の作用として記載した理由により、逆止弁
（７）の開度が極めて小さい場合でも給湯管（１４）と
給水管（３１）からの湯・水が確実且つ正確に出湯管
（１３）側に流出する。弁座（１７）から環状壁（８）
の端部までの高さは実用的な範囲で高いほど良いが、こ
の環状壁（８）を設けない場合における最低流量状態で
の給水管（３１）の開口端及び弁座（１７）と逆止弁
（７）との間隙の２〜５倍程度で十分であり、弁座（１
７）の直径が１８ｍｍの場合、環状壁（８）の上記高さ
を３ｍｍ程度にしたとき、出湯量が毎分３リットル程度
に絞られた前記流量条件下での出湯開始時においても、
給水管（１３）と給湯管（１４）からの流量比率が変動
しなかった。又、上記環状壁（８）内に収容された既述
逆止弁（７）は給水管（３１）の下流端及び弁座（１
７）に共に対接する大きさに設定され、その弁軸（７
１）は筒部（４２）によって進退自在に支持されてい
る。また、後述のように弁座（１７）と給水管（３１）
の下流端は同じ位置に設定されているから、逆流が生じ
た場合には、逆止弁（７）のシート面が各弁座に同時に
対接することとなる。尚、筒体（４０）は、図３のよう
に、下流部内周から同方向に傾斜した複数の羽根板（４
１）（４１）を半径方向に突出させ、その内周端相互を
筒部（４２）によって一体的に結合した構成となってお
り、この筒部（４２）は給水管（３１）に対して同軸上
で対向する。従って、出湯状態では、この羽根板（４
１）（４１）によって旋回流ができることとなり、この
旋回流によって下流側が撹拌される。

【００２１】

【００２２】この実施例の場合には、給水管（３１）を
介してケーシング（５）内に流入する水と、高温水回路
（１１）から流入口（１５）及び空室（５０）を介して
出口（１６）から流入する高温水とが同軸となり、両者
の流れの方向が確実に同方向となった状態で、羽根板
（４１）（４１）と給湯管（１４）との間の空室で合流
する。そしてその下流側では、合流した高温水と水と
が羽根板（４１）（４１）を通過する間に撹拌されて下
流側の出湯管（１３）に流れることとなる。

【００２３】この羽根板（４１）（４１）の下流側に温
度センサ（Ｓ_２）が配設されているから、前記のように
十分に撹拌された混合湯の温度がこの温度センサ
（Ｓ_２）によって検知され、この検知結果に基いて制御
器（Ｃ）の出力により分配器（２）が制御されて、出湯
温度が設定温度に維持される。尚、この実施例のもので
は、図４に示すように、バイパス回路（３）側の回路と
高温水回路（１１）側の回路の同時に水抜きする水抜き
弁（６）を装備させている。

【００２４】このため、給水管（３１）の上流部には、
これを半径方向下方に貫通する第１水抜口部（３２）が
設けられ、その下部は拡大径部（３３）となっている。
一方、筒状主体部（５１）において、この拡大径部（３
３）に対向する部分には第２水抜き口部（５４）が貫通
形成され、この第２水抜き口部（５４）の外周部から保
持筒（５５）が下方に突出する。そして、この保持筒
（５５）内に水抜き弁（６）が収容されている。

【００２５】この水抜き弁（６）は、先端の小径軸部
（６１）と、その下方の中間軸部（６２）と、この下方
の大径軸部（６３）と、さらにその下方に続き且保持筒
（５５）の下端開放部近傍のネジ部に螺合するネジ軸部
（６４）とから構成される。そして、前記中間軸部（６
２）の直径を保持筒（５５）の直径よりも小さく第２水
抜き口部（５４）の直径よりも大きく設定してあり、小
径軸部（６１）の先端部に拡大径部（３３）との嵌合部
の気密を確保するためのＯリングを、中間軸部（６２）
と小径軸部（６１）との境界部に第２水抜き口部（５
４）の下面の弁座に対接して第２水抜き口部（５４）を
閉塞するＯリングを、保持筒（５５）の内周部と大径軸
部（６３）との間の気密を確保するＯリングを、それぞ
れ所定の箇所に介装している。

【００２６】又、上流端が中間軸部（６２）の胴部に開
口し且下流端がネジ軸部（６４）の下端に開口する逆Ｌ
字状の水抜き通路（６０）がこの水抜き弁（６）に貫通
形成されている。この水抜き弁（６）は、図４のように
ねじ込むと小径軸部（６１）の先端部が拡大径部（３
３）内に挿入されると共に、この時に、小径軸部（６
１）と中間軸部（６２）の間に介装したＯリングが第２
水抜き口部（５４）の外周下面の弁座に対接して、第１
水抜口部（３２）及び第２水抜き口部（５４）が同時に
閉塞された状態となり、湯水混合装置の通常の使用状態
となる。

【００２７】この状態から、水抜き弁（６）を緩めると
第２水抜き口部（５４）が開放されると共に、小径軸部
（６１）に装備されたＯリングが拡大径部（３３）から
下方に脱出して、給水管（３１）内は、第１水抜口部
（３２）、拡大径部（３３）、空室（５０）、及び、第
２水抜き口部（５４）を介して保持筒（５５）内と連通
する。また、第２水抜き口部（５４）の開放によって空
室（５０）が給湯管（１４）の下側胴部に形成した開口
（１８）を介して保持筒（５５）内と連通する。中間軸
部（６２）の直径は、保持筒（５５）の内径よりも小さ
く設定されているから、水抜き通路（６０）を介して水
抜き弁（６）の内外が連通することとなり、第２水抜き
口部（５４）を介して第２水抜き口部（５４）から流出
した給水管（３１）に連通する回路（例えばバイパス回
路（３）等）及び空室（５０）に連通する回路（例えば
高温水回路（１１）等）の両方の残留水が水抜き弁
（６）の水抜き通路（６０）から排出できることとな
る。このとき、逆止弁（７）が前記両方の回路を閉じて
いても水抜きの障害にならない。

【００２８】尚、この実施例では、給水管（３１）の下
流端及び弁座（１７）を同時に閉弁する逆止弁（７）を
装備させているから、逆流条件が生じたときに給水管
（３１）側と給湯管（１４）側とが同時に開閉されるこ
ととなり、構造の簡素化と共に両方の回路の開放時期の
ズレがなくなり、出湯時の湯水混合比率の変動が防止で
きる。

【００２９】

【００３０】

【００３１】尚、上記実施例では、給湯管（１４）内に
給水管（３１）が同心状に配列された構成としたがこれ
らの関係位置を逆に設定しても良く、また、この湯水混
合装置は図２に示す給湯器内蔵部品として使用される以
外に種々の用途があることな言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のバイパスミキシング式の給湯器の説明図

【図２】本発明の実施例の説明図

【図３】筒体（４０）の説明図

【図４】水抜き弁（６）の詳細図

【図５】逆止弁（７）の開弁状態の説明図

【符号の説明】

（１１）・・・高温水回路（１３）・・・出湯管（１４）・・・給湯管（３１）・・・給水管（７）・・・逆止弁（８）・・・環状壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安藤正和名古屋市中川区福住町２番26号リンナイ株式会社内 (56)参考文献実開昭51−149433（ＪＰ，Ｕ) 実開昭53−165320（ＪＰ，Ｕ) 実開昭50−136033（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−104069（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−25780（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 11/00 G05D 23/00 F24D 17/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高温水回路（１１）の下流端の給湯管
（１４）と水回路の下流端の給水管（３１）とを合流さ
せて出湯管（１３）に導き、前記高温水回路（１１）と
水回路に逆止弁を挿入した湯水混合装置において、前記給湯管（１４）と給水管（３１）の出口のうち一方
の出口が他方の出口を包囲するようにこれら出口を同心
状に形成すると共に、前記両出口を共に包囲する環状壁
（８）を形成し、該環状壁（８）内には前記両出口を同時に開閉し且つ閉
方向に付勢されたリフト弁式の単一の逆止弁（７）を収
容すると共に、これら環状壁（８）の内周と逆止弁
（７）の外周の間隙を極僅かな大きさに設定した湯水混
合装置。