JP4154709B2 - Electric hot water mixing valve - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、電気、石油、ガス等の加熱装置によって加熱された高温水を、混合弁にて水道水と混合して所定の温度の温水に制御し、この温水を浴槽、カラン等の消費部に向けて給湯する湯水混合弁に関し、そのうち前記温水の温度制御を主に電気的に行なった電動式湯水混合弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電動式湯水混合弁は図2に示される。
1は内部を上下方向に流路1Aが穿設された弁本体であり、流路1Aの上方の左側方には水道水路2に連なる第1弁孔2Aが開口し、前記第1弁孔2Aの下方の右側方には、流路1Aに向けて高温水路3に連なる第2弁孔3Aが開口する。
以上によると、第1弁孔2Aより流路1A内に向けて水道水が流入し、第2弁孔3Aより高温水が流路1A内に向けて流入するもので、これによると第2弁孔3Aより下流側の流路1Aは水道水と高温水とが混合されて流下する混合流路4となる。
5は円筒形状をなす弁体であり、弁体5の上端5Aが第1弁孔2Aの流路1Aに対する開度を制御し、弁体5の下端5Bが第2弁孔3Aの流路1Aに対する開度を制御する。
そして、弁体5が図2において上方向へ移動すると、第1弁孔2Aの開口は上端5Aによって減少されて水道水の流路1A内に流入する量が減少されるとともに第2弁孔3Aの開度は、下端5Bによって増加し、高温水の流路1Aに流入する量が増加する。
一方、弁体5が図2において下方向へ移動すると、第1弁孔2Aの開度は上端5Aによって増加されて水道水の流路1A内に流入する量が増加されるとともに第2弁孔3Aの開度は、下端5Bによって減少し、高温水の流路1Aに流入する量が減少する。
6は流路1Aを含む混合湯路4内に配置されたワックス部材であり、ワックス部材6は、混合湯路4内を流れる温水の温度を感知して出力杆6Aが図において上下方向に伸縮し、この出力杆6Aの移動が弁体5に伝達される。
7は弁本体1の上部に配置されたモータであり、モータ7の回転は減速機によって減速され、出力杆7Aを図において上下方向に移動させ、この出力杆7Aの移動が弁体5に伝達される。
以上によると、弁体5の第1弁孔2A、第2弁孔3Aに対する開度制御は、第1には、モータ7に入力される電流値によって出力杆7Aが変位し、この変位が弁体5に伝達されることによって決定され、第2には、ワックス部材6が混合湯路4を流れる温水の温度を感知して出力杆6Aが変位し、この変位が弁体5に伝達されることによって決定され、もって混合湯路4内を流れる温水の温度が所定温度となるよう補正される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の電動式湯水混合弁によると、ワックス部材6は混合湯路4内を流れる温水の温度を安定して正確に感知することが難しい。
すなわちワックス部材6はその出力杆6Aを介してワックス部材6の出力信号を弁体5に向けて出力する必要があり、これによるとワックス部材6は弁体5の近傍に配置されることが望まれる。
一方、弁体5によって制御され、第1弁孔2Aから混合湯路4内に流れる水道水、及び第2弁孔3Aから混合湯路4内に流入する高温水は、弁体5の近傍(いいかえると第1弁孔2A、第2弁孔3Aの近傍)においては水道水と高温水との混合が不充分な分流状態にあり、このうちワックス部材6が水道水の温度を感知すると、混合湯路4内を流れる温水の温度を低めに検出し、一方ワックス部材6が高温水の温度を検出すると、混合湯路4内を流れる温水の温度を高めに検出することになる。
前記不具合を解決する為に、ワックス部材6を弁体5より離すことが考慮されるが、これによると出力杆6Aを含むワックス部材6の全長が長くなり、弁体5への接続時においてワックス部材6の剛性を高める必要があり、更にはワックス部材6を特別仕様の元に新たに製作する必要があり、標準ワックス部材が使用できないことにより部品コストの大幅な上昇をもたらす。
又、混合湯路4内に該湯路4内の温度を感知し、その温度状態をモータ7に向けて出力し、弁体5の開度を補正するサーミスタを設けることも考慮されるが、混合湯路4内の温度状態が不均一な状態であることから該温度を検出しても弁体5の開度を正確に補正することは依然として困難である。
【0004】
本発明は前記不具合に鑑み成されたもので、混合湯路4内を流れる温水の高温度を極めて正確に安定的に制御できる電動式湯水混合弁を提供することを主たる目的とする。
【0005】
【課題を解決する為の手段】
本発明になる電動式湯水混合弁は前記目的達成の為に、温水路と、水道水路の開口とを、モータの出力杆及びワックス部材の出力杆によって駆動される弁体によって制御し、
所定温度の温水を混合湯路に向けて供給する弁本体と、
流路内を流れる温水の流量を検出して出力するフローセンサを備える流量検出管体と、
流路内を流れる温水の温度を検出して出力するサーミスタを備える温度検出管体と、を個別に設け、
前記弁本体の混合湯路と、流量検出管体の流路と、温度検出管体の流路とを、流体の流れ方向において上流より下流に向けて直線上に接続配置するとともに前記流量検出管体の流路には、その上流側の流路に複数の螺旋壁が配置され、前記螺旋壁の下流側の流路に前記フローセンサを配置したことを特徴とする。
【0006】
【作用】
高温水路と水道水路の開口は、モータとワックス部材の出力杆によって複合的に動作される弁体によって制御され、混合された温水が混合湯路に供給される。混合湯路内を流れる混合された温水は、流量検出管体の流路内において、第1に複数の螺旋壁により攪拌されて旋回流となり、第2に前記において攪拌された旋回流によりフローセンサが回転して温水が更に攪拌されて高温水と水道水とが充分に混合された温水となり、この温水温度が温度検出管体内のサーミスタにて検出されて出力される。
又、弁本体の混合湯路と流量検出管体の流路と、温度検出管体の流路は直線上に配置され、該流路を流れる温水の圧力損失が少なく流路内における温度勾配を小さく抑止できる。
【0007】
【実施例】
以下、本発明になる電動式湯水混合弁の一実施例を図1により説明する。
電動式湯水混合弁は図2に示されたものと同構造を成すもので、弁本体1を上下方向に流路1Aが穿設され、その左側上方に水道水路2に連なる第1弁孔2Aが開口し、その下方の右側方に高温水路3に連なる第2弁孔3Aが開口し、第2弁孔3Aより下方向に向かって混合湯路4が開口する。
【0008】
10は上下方向に流路11が貫通して穿設された流量検出管体であり、流路11の上流に複数の螺旋壁12が配置されるとともに螺旋壁12の下流側の流路11にフローセンサ13が配置される。フローセンサ13は回転軸13Aに複数の翼13Bが取着されるとともに翼13Bの外周に磁石13Kが配置され、さらに該磁石に対向する流量検出管体10にホール素子13Dが配置される。
以上によれば、流路11内を上方から下方に向けて流体が流れると、螺旋壁12は、流路11内を流れる流体の流れを旋回流へと変換し、これによって翼13Bが回転軸13Aを基に回転し、この回転が磁石13Kからホール素子13Dによって検出されて出力される。
【0009】
20は、上下方向に流路21が貫通して穿設された温度検出管体であり、流路21内に向けてサーミスタ22の先端が開口配置され、流路21内を流れる流体の温度がサーミスタ22によって検出されて出力される。
【0010】
そして、本発明になる電動式湯水混合弁によると、弁本体1の下端に開口する混合湯路4に流量検出管体10の流路11の上方が接続され、この流路11の下方に温度検出管体20の上流が接続される。
本例において混合湯路4の下方と流路11の上方とは流路より小径をなす筒状ジョイント部材40にて接続され、流路11の下方には流路21が挿入接続される。
ここで重要なことは、第1には流体の流れ方向において、上流から下流側に向けて弁本体1の混合湯路、流量検出管体10の流路11、温度検出管体20の流路21の順序で配置されることであり、第2には、弁本体1の混合湯路4と、流量検出管体10の流路11と温度検出管体20の流路21とが直線上に配置されることである。
【0011】
次にその作用について説明する。
モータ7に駆動信号が入力されると、モータ7は駆動信号に応じて動作して出力杆7Aを介して弁体5を動作し、第1弁孔2Aの開度に応じて水道水路2から流路1A内に水道水を供給するとともに第2弁孔3Aの開度に応じて高温水路3から流路1A内に高温水を供給する。
これら水道水と高温水は、混合湯路4内において混合されて温水に制御され、この温水の温度に応じてワックス部材6が動作し、出力杆6Aを介して弁体5の開度が温度補正される。(この作用は従来と同一である)
【0012】
弁本体1の混合湯路4内の温水は、流量検出管体10の流路11内に流入して上方から下方に向かって流下するもので、このとき温水は螺旋壁12によって旋回流となり、この旋回流によってフローセンサ13としての翼13Bが回転し、ホール素子13Dより外部に向けて流量信号が出力される。
かかる流量信号は風呂への給湯、あるいはカランへの給湯等の制御において使用される。
【0013】
次いで流路11内の温水は、温度検出管体20の流路21内を流下するもので、この温水がサーミスタ22によって検出されて出力される。
【0014】
ここで温度検出管体20の流路21内へ流入する温水について着目すると、弁本体1の混合湯路4において、高温水と水道水との混合が不充分、不均一であった温水は、流量検 出管体10内において充分に混合されて均一な温水となる。
すなわち流量検出管体10の流路11を温水が流下する際、その上流側において、螺旋壁12によって旋回流となって温水は攪拌され、次いでその下流側において、前記旋回流によってフローセンサ13の翼13Bが回転することにより温水が更に攪拌されるもので、これらによって2段階に渡り充分に攪拌されることから充分に混合されて均一な温水となる。
そして、上記均一に混合された温水が、温度検出管体20の流路21内に流入し、この温水の温度がサーミスタ22によって検出されることから本電動式混合弁において形成される温水の温度を極めて正確に検出できる。
そして、この正確な温度信号がサーミスタ22からモータ7にフィードバックされることによると、弁体5はその温水温度に応じて適正な開度補正を行なうことができ、もって所定の温度に制御された温水を正確に且つ安定的に供給できたものである。
【0015】
又、弁本体1の混合湯路4(流路1A)と流量検出管体10の流路11、温度検出管体20の流路21が直線上に配置されたことによると、それら流路内を流れる圧力損失が少なく且つ温度勾配も小さくできるもので、これは湯水混合弁として好適である。
【0016】
又、電動式湯水混合弁は、弁体5を備える弁本体1と、螺旋壁12、フローセンサ13を備える流量検出管体10と、サーミスタ22を備える温度検出管体20とが予め個別に用意され、その後において一体的に接続形成したことによると、風呂自動給湯機、あるいは一般的に用いられる台所等の一般給湯機において給湯システムに対する装着性及びメンテナンス性を大きく向上できたものである。
【0017】
【発明の効果】
以上の如く、本発明になる電動式湯水混合弁によると、高温水路3と、水道水路2の開口とを、モータ7の出力杆7A及びワックス部材6の出力杆6Aによって駆動される弁体5によって制御し、
所定温度の温水を混合湯路4に向けて供給する弁本体1と、
流路11内を流れる温水の流量を検出して出力するフローセンサ13を備える流量検出管体10と、
流路21内を流れる温水の温度を検出して出力するサーミスタ22を備える温度検出管体20と、を個別に設け、
前記弁本体の混合湯路4と、流量検出管体10の流路11と、温度検出管体20の流路21とを、流体の流れ方向において上流より下流に向けて直線上に接続配置するとともに前記流量検出管体の流路11には、その上流側の流路11に複数の螺旋壁12が配置され、前記螺旋壁12の下流側の流路11に前記フローセンサを配置したので、湯水混合弁内を流れる温水の温度をサーミスタにて安定して且つ正確に検出でき、これによってモータによる弁体に対する正確な温度補正を実施でき、もって湯水混合弁より安定して正確な所定の温水を供給できる。
又、湯水混合弁は弁本体5を備える弁本体1と、螺旋壁12、フローセンサ13を備える流量検出管体10と、サーミスタ22を備える温度検出体20と、が個別に用意され、そして、それらが一体的に接続配置されるので給湯システムへの装着性及びメンテナンス性を大きく向上できる。更には弁本体、流量検出管体及び温度検出管体の各流路が一直線上に配置されたので圧力損失、温度勾配を小さくすることができ温水混合弁として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明になる電動式湯水混合弁の一実施例を示す縦断面図。
【図2】 従来の湯水混合弁を示す縦断面図。
【符号の説明】
1 弁本体
4 混合湯路
10 流量検出管体
11 流路
13 フローセンサ
20 温度検出管体
21 流路[0001]
[Industrial application fields]
The present invention mixes hot water heated by a heating device such as electricity, oil, gas, etc. with tap water by a mixing valve to control the hot water at a predetermined temperature, and this hot water is consumed by a consuming unit such as a bathtub or currant. In particular, the present invention relates to an electric hot and cold water mixing valve in which temperature control of the hot water is mainly performed electrically.
[0002]
[Prior art]
A conventional electric hot and cold water mixing valve is shown in FIG.
Reference numeral 1 denotes a valve body having a flow passage 1A drilled in the vertical direction. A first valve hole 2A connected to the
According to the above, tap water flows into the flow path 1A from the first valve hole 2A, and high-temperature water flows into the flow path 1A from the
Then, when the
On the other hand, when the
6 is a wax member disposed in the mixed
According to the above, the opening degree control of the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
According to the conventional electric hot / cold water mixing valve, it is difficult for the
That is, the
On the other hand, the tap water controlled by the
In order to solve the above problem, it is considered that the
In addition, it is considered to provide a thermistor that senses the temperature in the
[0004]
The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide an electric hot and cold water mixing valve capable of controlling the high temperature of hot water flowing through the mixed
[0005]
[Means for solving the problems]
In order to achieve the above object, the electric hot / cold water mixing valve according to the present invention controls the hot water channel and the opening of the tap water channel by a valve body driven by the output rod of the motor and the output rod of the wax member,
A valve body that supplies hot water of a predetermined temperature toward the mixed hot water path;
A flow rate detection tube including a flow sensor that detects and outputs the flow rate of the hot water flowing in the flow path;
It provided a temperature sensing tube body comprising a thermistor which detects and outputs the temperature of the hot water flowing in the flow path, the individually
The mixed hot water passage of the valve main body, the flow passage of the flow rate detection tube body, and the flow passage of the temperature detection tube body are connected and arranged in a straight line from upstream to downstream in the fluid flow direction, and the flow rate detection tube The body flow path is characterized in that a plurality of spiral walls are disposed in the upstream flow path, and the flow sensor is disposed in the flow path downstream of the spiral wall.
[0006]
[Action]
Openings of the high temperature water channel and the tap water channel are controlled by a valve body that is operated in combination by an output rod of the motor and the wax member, and the mixed hot water is supplied to the mixed hot water channel. In the flow path of the flow rate detection tube, the mixed hot water flowing in the mixed hot water passage is first stirred by a plurality of spiral walls to form a swirl flow, and secondly, the flow sensor is swirled by the swirl flow stirred in the above. The hot water is further stirred and the hot water and the tap water are sufficiently mixed, and the hot water temperature is detected by a thermistor in the temperature detection tube and output.
Moreover, the mixed hot water passage of the valve body, the flow passage of the flow rate detection tube body, and the flow passage of the temperature detection tube body are arranged in a straight line, and there is little pressure loss of hot water flowing through the flow passage, and the temperature gradient in the flow passage is reduced. Small deterrence.
[0007]
【Example】
An embodiment of the electric hot / cold water mixing valve according to the present invention will be described below with reference to FIG.
The electric hot / cold water mixing valve has the same structure as that shown in FIG. 2, and a flow path 1A is formed in the valve body 1 in the vertical direction, and a first valve hole 2A connected to the
[0008]
According to the above, when the fluid flows toward the
[0009]
[0010]
And according to the electric hot and cold water mixing valve according to the present invention, the upper part of the
In this example, the lower part of the mixed
What is important here is that, firstly, in the fluid flow direction, from the upstream side toward the downstream side, the mixed hot water path of the valve body 1, the
[0011]
Next, the operation will be described.
When a drive signal is input to the
These tap water and high-temperature water are mixed in the mixed
[0012]
The hot water in the mixed
Such a flow rate signal is used in the control of hot water supply to a bath or hot water supply to a currant.
[0013]
Next, the hot water in the
[0014]
Here, when attention is paid to the hot water flowing into the
That is, when the hot water flows down the
Then, the uniformly mixed warm water flows into the
Then, when this accurate temperature signal is fed back from the
[0015]
Further, according to the fact that the mixed hot water path 4 (flow path 1A) of the valve body 1, the
[0016]
In addition, the electric hot / cold water mixing valve is prepared individually in advance by a valve body 1 having a
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the electric hot / cold water mixing valve according to the present invention, the
A valve body 1 for supplying hot water of a predetermined temperature toward the mixed
A flow
Provided a
A mixed
In addition, the hot and cold water mixing valve is provided with a valve body 1 having a
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of an electric hot and cold water mixing valve according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a conventional hot and cold water mixing valve.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
所定温度の温水を混合湯路(4)に向けて供給する弁本体(1)と、
流路(11)内を流れる温水の流量を検出して出力するフローセンサ(13)を備える流量検出管体(10)と、
流路(21)内を流れる温水の温度を検出して出力するサーミスタ(22)を備える温度検出管体(20)と、を個別に設け、
前記弁本体の混合湯路(4)と、流量検出管体(10)の流路(11)と、温度検出管体(20)の流路(21)とを、流体の流れ方向において上流より下流に向けて直線上に接続配置するとともに前記流量検出管体の流路(11)には、その上流側の流路(11)に複数の螺旋壁(12)が配置され、前記螺旋壁(12)の下流側の流路(11)に前記フローセンサを配置したことを特徴とする電動式湯水混合弁。The high temperature water channel (3) and the opening of the tap water channel (2 ) are controlled by the valve body (5) driven by the output rod (7A) of the motor (7 ) and the output rod (6A) of the wax member (6). And
A valve body (1) for supplying hot water of a predetermined temperature toward the mixed hot water passage (4) ;
A flow rate detection tube (10) comprising a flow sensor (13) for detecting and outputting the flow rate of hot water flowing in the flow path (11);
Provided temperature detecting pipe body comprising a thermistor (22) that detects and outputs the temperature of the hot water flowing through the flow channel (21) and (20), the individual,
The mixed hot water passage (4) of the valve body, the flow passage (11) of the flow rate detection tube (10), and the flow passage (21) of the temperature detection tube (20) are arranged upstream from the upstream in the fluid flow direction. A plurality of spiral walls (12) are arranged in the upstream flow path (11) in the flow path (11) of the flow rate detection tube body, and are connected and arranged in a straight line toward the downstream. 12) An electric hot and cold water mixing valve, wherein the flow sensor is disposed in a flow path (11) on the downstream side of 12).
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