JP3881798B2 - ミキシングバルブ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、給水管と給湯管とから流入する水と湯を混合して任意の流量で送り出すためのミキシングバルブに関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のミキシングバルブは、一般に、水が供給される給水管と湯が供給される給湯管とが接続され、給水管と給湯管とから流入する水と湯を一定の混合比で混合して任意の流量で送り出す調整を行うための弁体が内部に配置されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような従来のミキシングバルブの場合、給水管と給湯管とから流入する水と湯を混合して任意の流量で送り出すことができるが、熱湯を出湯するために水の流量を止めるためには、ミキシングバルブとは別に給水管に開閉バルブを設けなければならず、装置コストがかさんでいた。
【0004】
そこで本発明は、低い装置コストで、水と湯を一定の混合比で混合して任意の流量で送り出せるだけでなく熱湯を任意の流量で出湯させることもできるミキシングバルブを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のミキシングバルブは、水が供給される給水管と湯が供給される給湯管とが接続され、上記給水管と上記給湯管とから流入する水と湯を混合して任意の流量で送り出すためのミキシングバルブにおいて、一つの可動弁の連続的な動作によって、上記水と湯の混合比を一定にした状態で次第に流量を増大させ、その最大流量位置から、水の流量をほぼゼロにした状態で湯の流量を次第に減少させるようにしたことを特徴とする。
【0006】
なお、上記可動弁が、軸線周りに回転動作する筒状の弁体であり、上記水の流量を制御するための水側流調孔と、上記湯の流量を制御するための湯側流調孔とが上記弁体の周壁に形成されていてもよい。
【0007】
また、上記可動弁が、軸線周りに回転しながら軸線方向に移動する弁体であり、その回転動作によって水の流量の有無が制御され、軸線方向移動によって総流量が制御されるようにしてもよい。
【0008】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図4は給湯装置を示しており、水道管1に流量センサ2が接続されていて、その下流側において、加熱される熱交換器3に行く管路と行かない管路4とに水道管1が分岐されている。
【0009】
そして、熱交換器3を通って加熱された湯が通る給湯管5と、熱交換器3を通らなかった給水管4とがミキシングバルブ10に接続されている。その結果、ミキシングバルブ10に対して、給水管4と給湯管5から水と湯が供給され、それらが混合されて出湯管6から送り出される。
【0010】
図1は、本発明の第1の実施の形態のミキシングバルブ10を示しており、出湯管6の端部に連続してシリンダ状に形成された混合室11内に、軸線周りに回転自在に筒状の可動弁12が嵌装されている。
【0011】
給水管4と給湯管5は、混合室11の側面に互いの位置をずらして、給湯管5を出湯管6寄りに位置させて接続されている。ただし、図5等に示されるように、給水管4から混合室11への水側開口13の形状は軸線と平行方向の細いスリット状であり、給湯管5から混合室11への湯側開口15は、幅のある長方形状に形成されている。
【0012】
可動弁12の周壁には、回転位置によって水側開口13及び湯側開口15と対向することになる位置に、図2に示されるような、横向きの二等辺三角形状の水側流調孔14と、長方形状の孔から両側方に先細りのスリットが突出形成された形状の湯側流調孔16とが穿設されている。
【0013】
このような水側流調孔14と湯側流調孔16が形成された可動弁12から外部に突出した軸部は、モータアクチュエータ20に連結されていて、モータアクチュエータ20によって可動弁12の回転方向の位置制御が行われる。
【0014】
図3は、可動弁12の回転角度に対する出湯管6から送り出される水と湯の流量の関係を示しており、A〜Eの各位置における可動弁12の状態が、図5〜図9に示されている。以下、それを順に説明する。
【0015】
Aポジションは、水側流調孔14と湯側流調孔16とが、いずれも水側開口13と湯側開口15とに全く重なり合っていない状態の全閉状態であり、水も湯も流量はほぼゼロである。ただし、可動弁12と混合室11との嵌合の隙間から若干の漏れ流量は生じる(以下、同じ)。
【0016】
そこから可動弁12を回転させていくと、図6にBポジションが示されるように、水側開口13と水側流調孔14とが重なり合う部分の面積と、湯側開口15と湯側流調孔16とが重なり合う部分の面積とが一定の関係で次第に増加し、水と湯の混合比が一定の状態で総流量が次第に増大する。
【0017】
そして、図7に示されるCポジションにおいては、水側開口13と湯側開口15が共に全開になり、その全開状態から、可動弁12をさらに少し回転させると、湯側開口15と湯側流調孔16との重なり合う面積がほとんど変化しない状態で、水側流調孔14が水側開口13から外れて水の流量が一気にほぼゼロになる。
【0018】
図8は、その状態からさらに少しだけ可動弁12が回転した位置のDポジションの状態を示しており、水側流調孔14が水側開口13から完全に外れ、湯側流調孔16と湯側開口15との重なり合う面積が次第に狭くなっていく。
【0019】
そして、図9に示されるEポジションのように、湯側流調孔16が湯側開口15から外れるまで可動弁12が回転した位置では、湯の流量がほぼゼロになって総流量がほぼゼロになる。
【0020】
図10は、本発明の第2の実施の形態のミキシングバルブ10を示しており、可動弁12が軸線周りに回転しながら軸線方向に移動し、その回転動作によって水の流量が制御され、軸線方向移動によって湯の流量が制御されるようにしたものである。
【0021】
この実施の形態においては、モータアクチュエータ20によって回転位置制御される駆動ロッド17が混合室11の軸線位置に配置され、その基端側半部には、固定筒19と螺合するネジ部Aが形成されている。したがって駆動ロッド17は、モータアクチュエータ20により回転駆動されると、軸線周りに回転運動をしながら軸線方向に移動(螺動)する。
【0022】
駆動ロッド17の先側半部には、駆動ロッド17と一体的に動作するように可動弁12が止めピン18によって連結されている。その可動弁12の先側半部には、軸線周りに断面形状がV状の円周溝116が形成されている。
【0023】
そして、駆動ロッド17が軸線方向に移動することにより、出湯管6の入口部に形成された弁座孔115内をV状円周溝116が通過し、それによって、給水管4と給湯管5から出湯管6へ送り出される水と湯の総流量が制御される。
【0024】
水側開口13は、第1の実施の形態と同様に軸線方向に細長いスリット状に形成されている。そして、混合室11と嵌合する可動弁12の側壁面の水側開口13に対向する部分には、図11に示されるように、ほぼ180°近い角度範囲に水側流調孔14が切り欠き形成されている。
【0025】
水側流調孔14は、全幅にわたって水側開口13と同じ長さに形成されている。したがって、水側流調孔14が水側開口13と重なる回転位置に可動弁12があるときは、給水管4側から混合室11に対する開口面積は一定であり、混合室11内において、水と湯とが一定の混合比で混合される。そして、水側流調孔14が水側開口13と重ならない位置に可動弁12があるときは、給水管4から混合室11内への水の流量はほぼゼロになる。
【0026】
このように構成された第2の実施の形態のミキシングバルブ10においても、図3に示される第1の実施の形態と全く同様の流量特性が得られる。図12〜図16は、第2の実施の形態におけるA〜Eポジションの状態を順に示している。
【0027】
即ち、図12に示されるAポジションでは、V状円周溝116部分が全部混合室11側にあって、弁座孔115が塞がれた全閉状態になっており、水も湯も流量はほぼゼロである。ただし、若干の漏れ流量が生じるのは第1の実施の形態と同じである。
【0028】
そこから、モータアクチュエータ20によって可動弁12を回転させながら軸線方向に移動させていくと、図13にBポジションの状態が示されるように、水側開口13と水側流調孔14とが重なり合った状態でV状円周溝116が弁座孔115内を進んで行き、一定の混合比で総流量が次第に増大する。
【0029】
そして、図14に示されるCポジションにおいては、V状円周溝116の中央が弁座孔115に差しかかって全開になり、その全開状態から、可動弁12が少し回転することによって、水側流調孔14が水側開口13から外れることにより、水の流量が一気にほぼゼロになる。
【0030】
図15は、その状態からさらに少しだけ可動弁12が移動した位置のDポジションの状態を示しており、水側流調孔14が水側開口13から完全に外れ、V状円周溝116が弁座孔115より先へ進んで総流量が次第に減少する。
【0031】
そして、図16に示されるEポジションのように、V状円周溝116が弁座孔115より先側まで行ってしまうと、弁座孔115が塞がれて総流量がほぼゼロになる。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、一つの可動弁の連続的な動作によって、水と湯の混合比を一定にした状態で次第に流量を増大させ、その最大流量位置から、水の流量をほぼゼロにした状態で湯の流量を次第に減少させるようにしたことにより、給水管に開閉バルブ等を設けることなく、低い装置コストで、水と湯を一定の混合比で混合して任意の流量で送り出せるだけでなく熱湯を任意の流量で出湯させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態のミキシングバルブの縦断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態の流調孔の展開図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態のミキシングバルブの特性線図である。
【図4】本発明のミキシングバルブが用いられる給湯装置の一例を示す配管図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す部分側面図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す部分側面図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す部分側面図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す部分側面図である。
【図9】本発明の第1の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す部分側面図である。
【図10】本発明の第2の実施の形態のミキシングバルブの縦断面図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態の可動弁の斜視図である。
【図12】本発明の第2の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す平面及び縦断面図である。
【図13】本発明の第2の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す平面及び縦断面図である。
【図14】本発明の第2の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す平面及び縦断面図である。
【図15】本発明の第2の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す平面及び縦断面図である。
【図16】本発明の第2の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す平面及び縦断面図である。
【符号の説明】
4 給水管
5 給湯管
6 出湯管
10 ミキシングバルブ
11 混合室
12 可動弁
13 水側開口
14 水側流調孔
15 湯側開口
16 湯側流調孔
20 モータアクチュエータ
115 弁座孔
116 V状円周溝
Claims (3)
- 水が供給される給水管と湯が供給される給湯管とが接続され、上記給水管と上記給湯管とから流入する水と湯を混合して任意の流量で送り出すためのミキシングバルブにおいて、
一つの可動弁を軸線周りに連続的に回転駆動するだけの操作によって、前半の回転領域においては、上記水と湯の混合比を一定にした状態で次第に流量を増大させ、後半の回転領域においては、水の流量をほぼゼロにした状態で湯の流量を最大流量位置から次第に減少させるようにしたことを特徴とするミキシングバルブ。 - 上記可動弁が、軸線周りに回転動作する筒状の弁体であり、上記水の流量を制御するための水側流調孔と、上記湯の流量を制御するための湯側流調孔とが上記弁体の周壁に形成されている請求項1記載のミキシングバルブ。
- 上記可動弁が、軸線周りに回転しながら軸線方向に移動する弁体であり、その回転動作によって水の流量の有無が制御され、軸線方向移動によって総流量が制御される請求項1記載のミキシングバルブ。
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