JP5371461B2 - 混合弁ユニット及び貯湯式給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、混合弁ユニット及び該混合弁ユニットを備えるヒートポンプ式の貯湯式給湯機に関する。

従来、一般蛇口用の湯水混合弁、浴槽給湯用混合弁、減圧弁、電磁弁、逃し弁とそれらを接続する配管を近接して集約する弁ユニットを有する給湯機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１１９２９号公報

上記従来の技術によれば、給湯回路を構成する弁と弁とは近接して集約されている。しかしながら、湯水混合弁を接続するためには、分岐流路が必要であり、接続部のシール性を確保するために、配管接続のための部品点数が多くなる。そのため、組立作業性が悪化し、コストが上昇する、という問題があった。

また、分岐流路は曲り部も多く、分岐流路で発生する圧力損失により、各蛇口或いは浴槽へ給湯される湯の流量が減少する。そのため、お湯張りに要する時間が長い、或いは各蛇口の流量が十分に確保できない、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、各蛇口或いは浴槽へ給湯される湯量の減少を防ぐことができ、配管及び接続部品を削減することができ、組立作業性のよい混合弁ユニット及び該混合弁ユニットを備える貯湯式給湯機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、直円管状に形成され、一端に湯が流入する第１の流入口を有し、他端に前記湯よりも温度が低い水が流入する第２の流入口を有し、管内部を軸方向に第１、第２の分岐流路に仕切る仕切壁を有する流入管体と、弁体が嵌合され、一端に前記弁体の開口を通った前記湯と水の混合湯が流出する第１の流出口を有し、他端に前記弁体の開口を回動させて前記湯と水の混合比率を調整するアクチュエータが装着され、前記流入管体の第１の分岐流路と交差するように前記流入管体に一体に接合され該第１の分岐流路に連通する第１の流出管体と、弁体が嵌合され、一端に前記弁体の開口を通った前記湯と水の混合湯が流出する第２の流出口を有し、他端に前記弁体の開口を回動させて前記湯と水の混合比率を調整するアクチュエータが装着され、前記流入管体の第２の分岐流路と交差するように前記流入管体に一体に接合され該第２の分岐流路に連通する第２の流出管体と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、２つの湯水混合弁を接続する分岐管路を配管する必要がなくなる。また、配管接続のための部品も必要ないことから、組立作業性が向上し、コスト上昇を抑えることができる。さらに、分岐管路で発生する圧力損失が低減され、蛇口などの湯の流量を十分に確保することができる、という効果を奏する。

図１は、本発明にかかる混合弁ユニットの実施の形態を示す側面図である。 図２は、実施の形態の混合弁ユニットの弁本体を示す斜視図である。 図３は、実施の形態の混合弁ユニットの弁体を示す斜視図である。 図４は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図５は、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図６は、実施の形態の混合弁ユニットを組込んだ貯湯式給湯機のシステム構成図である。

以下に、本発明にかかる混合弁ユニット及び貯湯式給湯機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は、本発明にかかる混合弁ユニットの実施の形態を示す側面図であり、図２は、実施の形態の混合弁ユニットの弁本体を示す斜視図であり、図３は、実施の形態の混合弁ユニットの弁体を示す斜視図であり、図４は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図５は、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

図１〜図５に示すように、混合弁ユニット９０は、１つの弁本体１０と、２つの弁体２０と、弁体２０を回動させ、弁の開度を制御するためのアクチュエータ３０と、を備えている。弁本体１０及び弁体２０は、金属製又は樹脂成型品である。

図２に示すように、弁本体１０は、一端に第１の流入口１１を、他端に第２の流入口１２を有する直円管状の流入管体１３と、流入管体３と交差（直交）するように、流入管体１３の第１の流入口１１寄りの一側部に中間部が一体に接合され、一端に第１の流出口１４を、他端にアクチュエータ取付フランジ１５を有し、アクチュエータ３０が装着される第１の流出管体１６と、流入管体１３の第２の流入口１２寄りの他側部に中間部が一体に接合され、一端に第２の流出口１７を、他端にアクチュエータ取付フランジ１８を有し、アクチュエータ３０が装着される第２の流出管体１９と、を備えている。第１の流出管体１６と第２の流出口１７とは、平行するように流入管体１３に接合され、第１の流出口１４と第２の流出口１７とは、反対方向を向いている。

第１の流入口１１、第２の流入口１２、第１の流出口１４及び第２の流出口１７には、配管を接続するフランジ４１が形成されている。図５に示すように、第１の流出管体１６及び第２の流出管体１９には、夫々、円筒状の弁体２０が嵌合される。弁体２０は、軸２１を有している。

軸２１は、アクチュエータ取付フランジ１５、１８から外側に突出し、アクチュエータ取付フランジ１５、１８に取付けられるアクチュエータ３０と係合する。弁体２０は、アクチュエータ３０により、第１の流出管体１６及び第２の流出管体１９内で回動される。

軸２１とアクチュエータ取付フランジ１５、１８の軸孔との間には、短円筒状のスペーサ２２が嵌合されている。スペーサ２２の軸孔と軸２１との間には、パッキン２３ａが装着され、スペーサ２２の外周部とアクチュエータ取付フランジ１５、１８の軸孔との間には、パッキン２３ｂが装着され、第１の流出管体１６及び第２の流出管体１９からアクチュエータ３０側に水が浸入しないようにしている。

スペーサ２２は、ネジ２４によりアクチュエータ取付フランジ１５、１８の端面に取付けられた蓋２５により抜け止めされている。弁体２０の軸側端面とスペーサ２２の内端面との間には、摺動リング２６が配置され、弁体２０の流出口側端面と第１、第２の流出管体１６、１９の流出口側段部２８の内端面との間には、摺動リング２７が配置されている。摺動リング２６、２７は、テフロン（登録商標）、ポリアセタール、フッ素系樹脂等の摺動性に優れた材料で形成され、弁体２０の回動をスムーズにさせている。

図４に示すように、流入管体１３の内部中央には、第１の流出管体１６への流路と、第２の流出管体１９への流路と、を独立した流路として分岐させる仕切壁１３ａが設けられている。仕切壁１３ａは、第１、第２の流出管体１６、１９の近傍で、流入管体１３内を、第１の分岐流路１３ｂと第２の分岐流路１３ｃとに分離する。

第１の流出口１４からは、第１、第２の流入口１１、１２から流入した流体が、仕切壁１３ａにより分流されて、第１、第２の分岐口１１ｂ、１２ｂと弁体２０に設けられた開口２０ａ（図３参照）とにより形成される開口面積に応じた流量比で混合されて流出する。また、第２の流出口１７からは、第１、第２の流入口１１、１２から流入した流体が、仕切壁１３ａにより分流されて、第１、第２の分岐口１１ｃ、１２ｃと弁体２０に設けられた開口２０ａとにより形成される開口面積に応じた流量比で混合されて流出する。図４に示すように、仕切壁１３ａの分岐口側の端部は、分岐口へ流入する流体の流れをスムーズにするために、流線形状とするのがよい。

第１、第２の流出管体１６、１９は、流入管体１３の軸方向と直交する方向に向けて、夫々流入管体１３の一側部と他側部に一体に接合され、夫々、第１、第２の分岐流路１３ｂ、１３ｃに連通している。仕切壁１３ａも、流入管体１３に一体に接合されているのが好ましい。流入管体１３及び仕切壁１３ａの長さは、混合弁ユニット９０が装備される給湯機の部品レイアウトや分流特性により決定される。

円筒状の弁体２０は、第１、第２の流出管体１６、１９の内周面と接触するか僅かな間隙を有し、金属若しくは樹脂により形成されている。弁体２０の側部には、第１の分岐口１１ｂ、１１ｃ及び第２の分岐口１１ｂ、１２ｃと対向し、図３に示すように、周方向中央部で最大幅となり、周方向左右の端部に近づくにつれて幅が減少するような形状を有する略楕円形の開口２０ａが設けられている。

弁体２０の回動により、第１の分岐口１１ｂと開口２０ａにより形成される流路面積と、第２の分岐口１２ｂと開口２０ａにより形成される流路面積と、の比が変化し、夫々の分岐口から開口２０ａを通って第１の流出管体１６へ流出する流体の流量比が変化し、第１、第２の流入口１１、１２から流入する流体の温度に差があれば、混合流体の温度を変えることができる。同様にして、第２の流出管体１９へ流出する混合流体の温度も変えることができる。

第１の流出管体１６と、第１の流出管体１６に嵌合された弁体２０と、第１の流出管体１６のアクチュエータ取付フランジ１５に装着されたアクチュエータ３０とにより、図６に示す浴槽用混合弁５２を構成している。また、第２の流出管体１９と、第２の流出管体１９に嵌合された弁体２０と、第２の流出管体１９のアクチュエータ取付フランジ１８に装着されたアクチュエータ３０とにより、図６に示す蛇口用混合弁５３を構成している。

実施の形態の混合弁ユニット９０によれば、流入管体１３と第１、第２の流出管体１６、１９とを一体化しているので、２つの混合弁を接続する分岐管を配管する必要がなく、また、分岐管の接続部のシール等も必要ないので、組立作業性が向上し、低コストな混合弁ユニットが得られる。また、分岐管の曲り部も減少し、分岐管路で発生する圧力損失により、各蛇口或いは浴槽へ給湯される湯の流量が減り、お湯張りに要する時間が長い、或いは、各蛇口からの流量が少ない、という問題が解決される。

図６は、実施の形態の混合弁ユニットを組込んだ貯湯式給湯機のシステム構成図である。図６に示すように、水源からの水は、減圧弁５１により所定の圧力に減圧されて貯湯タンク６３へ供給される。貯湯タンク６３内の水は、ヒートポンプ等の加熱器６４により高温に加熱されて貯湯タンク６３に貯えられる。

台所リモートコントローラ６６又は浴室リモートコントローラ６７から、浴槽６８への所定の湯温での所定湯量のお湯張りが指令されると、制御部７０により浴槽給湯電磁弁５６が開かれ、混合弁ユニット９０の浴槽用混合弁５２に、第２の流入口１２（図２参照）を通して、分岐管５４から水が供給され、分岐管５５から、第１の流入口１１（図２参照）を通して、貯湯タンク６３の高温湯が供給される。浴槽用混合弁５２は、流出湯温が指令された湯温となるように、高温湯と水の混合比率を調整し、第１の流出口１４（図２参照）、浴槽給湯電磁弁５６及び浴槽給湯流量センサ６２ａを通して、浴槽６８へのお湯張りを行なう。

このとき、浴槽給湯温度センサ６１ａにより、浴槽６８への給湯温度が検出され、検出値が制御部７０にフィードバックされ、制御部７０から浴槽用混合弁５２に混合比率調整指令を送る。浴槽給湯流量センサ６２ａが所定湯量のお湯張りを検出すると、検出信号が制御部７０に送られ、制御部７０は、浴槽給湯電磁弁５６を閉じ、お湯張りを停止する。

蛇口給湯流量センサ（或いはフロースイッチ）６２ｂが、台所、洗面所、浴室のカラン兼シャワー等の一般蛇口６９が開かれたことを検出すると、混合弁ユニット９０の蛇口用混合弁５３は、流出湯温が指令された湯温となるように、高温湯と水の混合比率を調整し、第２の流出口１７（図２参照）及び蛇口給湯流量センサ（或いはフロースイッチ）６２ｂを通して、一般蛇口６９へ混合湯を供給する。

このとき、蛇口給湯温度センサ６１ｂにより、一般蛇口６９への給湯温度が検出され、検出値が制御部７０にフィードバックされ、制御部７０から蛇口用混合弁５２に混合比率調整指令を送る。一般蛇口６９では、供給された混合湯と水源から供給された水とを混合して、低温湯を供給することができる。

貯湯タンク６３と混合弁ユニット９０とを接続する管路に、逃し弁５７を接続し、加熱器６４による加熱により体積膨張した貯湯タンク６３内の蒸気又は湯を、システム外に排出する。分岐管５４、５５と混合弁ユニット９０の間には、逆止弁５８、５９を接続し、混合弁ユニット９０から分岐管５４、５５への流体の逆流を阻止する。なお、逆止弁５８、５９を、第１、第２の流入口１１、１２（図２参照）の近傍の流入管体１３内に組み込み、混合弁ユニット９０と一体化してもよい。

実施の形態の貯湯式給湯機では、貯湯式給湯機の給湯回路を構成する各弁を集約するだけでなく、図６に示すように、２つの混合弁５２、５３と周辺配管を一体化したので、貯湯式給湯機の給湯回路を構成する弁と弁との間の配管長さを短くすることができる。実施の形態の貯湯式給湯機では、特に、減圧弁５１と混合弁ユニット９０との間の配管内で発生する圧力損失を低減することができ、より多くの流量を流すことができる。それ故、各蛇口６９或いは浴槽６８へ給湯される給湯流量が減少することのない貯湯式給湯機が得られる。

以上のように、本発明にかかる混合弁ユニットは、貯湯式給湯機の混合弁として有用である。

１０ 弁本体
１１ 第１の流入口
１１ｂ、１１ｃ 第１の分岐口
１２ 第２の流入口
１２ｂ、１２ｃ 第２の分岐口
１３ 流入管体
１３ａ 仕切壁
１３ｂ 第１の分岐流路
１３ｃ 第２の分岐流路
１４ 第１の流出口
１５ アクチュエータ取付フランジ
１６ 第１の流出管体
１７ 第２の流出口
１８ アクチュエータ取付フランジ
１９ 第２の流出管体
２０ 弁体
２０ａ 開口
２１ 軸
２２ スペーサ
２３ａ、２３ｂ パッキン
２４ ネジ
２５ 蓋
２６、２７ 摺動リング
２８ 段部
３０ アクチュエータ
４１ フランジ
５１ 減圧弁
５２ 浴槽用混合弁
５３ 蛇口用混合弁
５４、５５ 分岐管
５６ 浴槽給湯電磁弁
５７ 逃がし弁
５８、５９ 逆止弁
６１ａ 浴槽給湯温度センサ
６１ｂ 蛇口給湯温度センサ
６２ａ 浴槽給湯流量センサ
６２ｂ 蛇口給湯流量センサ（フロースイッチ）
６３ 貯湯タンク
６４ 加熱器
６６ 台所リモートコントローラ
６７ 浴室リモートコントローラ
６８ 浴槽
６９ 一般蛇口（蛇口）
７０ 制御部
９０ 混合弁ユニット

Claims (5)

1. 直円管状に形成され、一端に湯が流入する第１の流入口を有し、他端に前記湯よりも温度が低い水が流入する第２の流入口を有し、管内部を軸方向に第１、第２の分岐流路に仕切る仕切壁を有する流入管体と、
   弁体が嵌合され、一端に前記弁体の開口を通った前記湯と水の混合湯が流出する第１の流出口を有し、他端に前記弁体の開口を回動させて前記湯と水の混合比率を調整するアクチュエータが装着され、前記流入管体の第１の分岐流路と交差するように前記流入管体に一体に接合され該第１の分岐流路に連通する第１の流出管体と、
   弁体が嵌合され、一端に前記弁体の開口を通った前記湯と水の混合湯が流出する第２の流出口を有し、他端に前記弁体の開口を回動させて前記湯と水の混合比率を調整するアクチュエータが装着され、前記流入管体の第２の分岐流路と交差するように前記流入管体に一体に接合され該第２の分岐流路に連通する第２の流出管体と、
   を備えることを特徴とする混合弁ユニット。
2. 前記第１の流出口と第２の流出口は、反対方向を向いていることを特徴とする請求項１に記載の混合弁ユニット。
3. 前記流入管体、第１の流出管体及び第２の流出管体を含んで成る弁本体は、樹脂成型品であることを特徴とする請求項１又は２に記載の混合弁ユニット。
4. 前記第１、第２の流入口の近傍の流入管体内に、外側への流体の逆流を阻止する逆止弁を、組み込んだことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の混合弁ユニット。
5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載の混合弁ユニットを備え、前記混合弁ユニットの前記第１の流入口に貯湯タンクから湯を供給し、前記第２の流入口に水源から水を供給するように構成したことを特徴とする貯湯式給湯機。

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