JP7214410B2

JP7214410B2 - 流体制御装置

Info

Publication number: JP7214410B2
Application number: JP2018167653A
Authority: JP
Inventors: 功根岸; 善太丸山; 拓麻川島
Original assignee: Nippon Thermostat Co Ltd
Current assignee: Nippon Thermostat Co Ltd
Priority date: 2018-09-07
Filing date: 2018-09-07
Publication date: 2023-01-30
Anticipated expiration: 2038-09-07
Also published as: KR20200028831A; JP2020041281A; TW202010967A; CN110886870A; CN110886870B; TWI808254B

Description

本発明は、湯と水の混合比を調整自在な湯水調整弁に湯を導く湯路と、湯水調整弁に水を導く水路と、を備える流体制御装置に関する。

従来、浴室などに設けられ、湯と水の混合比を調整自在な湯水調整弁と、湯水調整弁の下流に設けられた水栓と、蛇口とを備えた流体制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０－９６２９６号公報

従来の流体制御装置では、水栓が湯水調整弁の下流に配置されているため、水栓を閉じているときでも湯水調整弁に水圧が加わる。このため、湯水調整弁は水圧に耐えられるだけの強度を備えていることが要求され、湯水調整弁の製造コストの低廉化の妨げとなっている。

本発明は、以上の点に鑑み、湯水調整弁の製造コストの低廉化を図ることができる流体制御装置を提供することを目的とする。

［１］上記目的を達成するため、本発明の流体制御装置（例えば、実施形態の流体制御装置１。以下同一。）は、
湯と水の比率を調整自在な湯水調整弁（例えば、実施形態の湯水調整弁２。以下同一。）に前記湯を導く湯路（例えば、実施形態の湯路３。以下同一。）と、
前記湯水調整弁に前記水を導く水路（例えば、実施形態の水路４。以下同一。）と、
前記湯路を介した前記湯水調整弁への前記湯の供給を阻止自在な湯側開閉弁（例えば、実施形態の湯側開閉弁５。以下同一。）と、
前記水路を介した前記湯水調整弁への前記水の供給を阻止自在な水側開閉弁（例えば、実施形態の水側開閉弁６。以下同一。）と、
前記湯路と前記水路とを前記湯水調整弁の上流側で接続する接続部（例えば、実施形態の接続部７。以下同一。）と、
前記接続部において前記湯と前記水とが交わることを阻止するように前記接続部に摺動自在に且つ液密に設けられたピストン（例えば、実施形態のピストン８。以下同一。）と、
を備え、
前記水側開閉弁は前記ピストンに接続されており、
前記湯側開閉弁を開弁させて前記湯路から前記湯水調整弁に前記湯を供給した場合、前記湯路内の前記湯の圧力により前記接続部内で前記ピストンが水路側に移動して、前記ピストンに接続された前記水側開閉弁が開弁され、
前記湯側開閉弁を閉弁させて前記湯路から前記湯水調整弁への湯の供給を阻止した場合、前記水路内の前記水の圧力により前記接続部内で前記ピストンが湯路側に移動して、前記ピストンに接続された前記水側開閉弁が閉弁されるように構成することを特徴とする。

本発明によれば、湯側開閉弁と水側開閉弁とが湯水調整弁の上流側に設けられているため、湯側開閉弁と水側開閉弁とを閉じたとき、湯水調整弁には湯水の圧力が加わらない。このため、従来のように、湯水の圧力の影響下に比較的長い時間さらされていたものと比較して、湯水調整弁に要求される耐久性が低くて済み、湯水調整弁の製造コストを抑えることができる流体制御装置を提供することができる。

また、本発明においては、
前記湯路と前記水路とを前記湯水調整弁の上流側で接続する接続部（例えば、実施形態の接続部７。以下同一。）と、
前記接続部において前記湯と前記水とが交わることを阻止するように前記接続部に摺動自在に且つ液密に設けられたピストン（例えば、実施形態のピストン８。以下同一。）と、
を備え、
前記水側開閉弁は前記ピストンに接続されており、
前記湯側開閉弁を開弁させて前記湯路から前記湯水調整弁に前記湯を供給した場合、前記湯路内の前記湯の圧力により前記接続部内で前記ピストンが水路側に移動して、前記ピストンに接続された前記水側開閉弁が開弁され、
前記湯側開閉弁を閉弁させて前記湯路から前記湯水調整弁への湯の供給を阻止した場合、前記水路内の前記水の圧力により前記接続部内で前記ピストンが湯路側に移動して、前記ピストンに接続された前記水側開閉弁が閉弁されるように構成されている。

本発明によれば、湯側開閉弁を開閉させることにより、これに連動させて水側開閉弁を開閉することができる。これにより、利用者は、湯側開閉弁と水側開閉弁との２つの弁を開閉する必要がなく、一つの弁の操作で２つの開閉弁を操作することができ、開閉操作が容易となっている。

また、本発明においては、
前記接続部のうちの少なくとも前記ピストンが摺動する部分の直径を第１直径φＡ、前記水路のうち前記水側開閉弁で閉弁される部分の直径を第２直径φＢ、前記湯路の前記湯の圧力をＰｈ１、前記水路のうち前記水側開閉弁よりも上流側の前記水の圧力をＰｃ１、前記水路のうち前記水側開閉弁よりも下流側の水の圧力をＰｃ２、として、
通水時において、次式（１）が成立するように、前記第１直径φＡと前記第２直径φＢとが設定されていることが好ましい。

Ｐｈ１×φＡ＝Ｐｃ１（φＡ－φＢ）＋Ｐｃ２×φＢ・・・（１）

［２］また、本発明の流体制御装置においては、前記湯路及び前記水路の下流に前記湯水調整弁が接続される。本発明によれば、従来のように、湯水の圧力の影響下に比較的長い時間さらされていたものと比較して、湯水調整弁に要求される耐久性が低くて済み、湯水調整弁の製造コストを抑えることができる流体制御装置を提供することができる。

本発明の流体制御装置の第１実施形態を示す説明図。第１実施形態の流体制御装置において、湯側開閉弁が閉じた状態を示す説明図。本発明の流体制御装置の第２実施形態を示す説明図。従来の流体制御装置を示す説明図。

［第１実施形態］
図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態の流体制御装置１を説明する。第１実施形態の流体制御装置１は、湯水調整弁２と、給湯器（図示省略）などから供給される湯を湯水調整弁２へと導く湯路３と、水道管（図示省略）などから水を湯水調整弁２へと導く水路４と、湯路３を介した湯水調整弁２への湯の供給を阻止自在な湯側開閉弁５と、水路４を介した湯水調整弁２への水の供給を阻止自在な水側開閉弁６と、を備える。

湯水調整弁２は、内部を流れる湯水の混合水の温度変化に応じて弾性力が変化する感温アクチュエータ（図示省略）を用いて弁体（図示省略）を移動させることにより湯流入口（図示省略）と水流入口（図示省略）との開口面積の割合を変化させ、混合水の温度を所定の温度に維持させる。

湯路３と水路４とには、湯水調整弁２の上流側で湯路３と水路４とを接続する管状の接続部７が設けられている。接続部７には、接続部７における湯水の交わりを阻止すべくピストン８が接続部７内を摺動自在に且つ液密に設けられている。水側開閉弁６とピストン８とは連結棒９で接続されている。

ここで、接続部７のうちの少なくともピストン８が摺動する部分の直径を第１直径φＡ、水路４のうち水側開閉弁６で閉弁される部分の直径を第２直径φＢ、湯路３の湯の圧力をＰｈ１、水路４のうち水側開閉弁６よりも上流側の水の圧力をＰｃ１、水路４のうち水側開閉弁６よりも下流側の水の圧力をＰｃ２、と定義する。

第１直径φＡと第２直径φＢとは、通水時（湯と水とが湯水調整弁２に供給されているとき）において、次式（１）が成立するように設定されている。

Ｐｈ１×φＡ＝Ｐｃ１（φＡ－φＢ）＋Ｐｃ２×φＢ・・・（１）。

具体的な第１直径φＡと第２直径φＢとは、戸建てやマンションなどによって湯路３の湯の圧力Ｐｈ１、水路４の水の圧力Ｐｃ１の値が変わるため、Ｐｈ１、Ｐｃ１によって適宜設定される。なお、水側開閉弁６自体は第２直径φＢよりも大きいが第２直径φＢよりも径方向外側の部分は、図１における上下方向からＰｃ２の圧力が加わって相殺されるため、水側開閉弁６の大きさは、式（１）に影響を与えない。なお、図面中、黒い矢印は湯の流れを示し、白塗りの矢印は水の流れを示し、ハッチング付きの矢印は湯と水の混合水の流れを示している。

図１に示すように、湯側開閉弁５を開弁させて湯路３から湯水調整弁２に湯を供給すると、湯路３内の湯の圧力Ｐｈ１により接続部７内でピストン８が水路４側に摺動・移動して、ピストン８に連結棒９を介して接続された水側開閉弁６が開弁される。

また、本実施形態では、例えば、湯路３を流れる湯の圧力Ｐｈ１が大きくなると、ピストン８がより強く押されるため、水側開閉弁６もより大きく開く。このため、湯の圧力Ｐｈ１が大きくなると、水路４のうちの水側開閉弁６よりも下流側の水の圧力をＰｃ２も大きくなる。即ち、本実施形態の流体制御装置１は、湯水調整弁２に供給される湯の圧力Ｐｈ１と水の圧力Ｐｃ２とのバランスを調整する湯水圧力均衡機能も兼ね備えている。

図２に示すように、湯側開閉弁５を閉弁させて湯路３から湯水調整弁２への湯の供給を阻止すると、水路４内の水の圧力Ｐｃ１により接続部７内でピストン８が湯路３側に移動して、ピストン８に接続された水側開閉弁６が（φＡ－φＢ）×Ｐｃ１の力で閉弁される。

本実施形態の流体制御装置１によれば、湯側開閉弁５と水側開閉弁６とが湯水調整弁２の上流側に設けられているため、湯側開閉弁５と水側開閉弁６とを閉じたとき、湯水調整弁２には湯水の圧力が加わらない。このため、従来のように、湯水の圧力の影響下に比較的長い時間さらされていたものと比較して、湯水調整弁２に要求される耐久性が低くて済み、湯水調整弁２の製造コストを抑えることができる流体制御装置１を提供することができる。

また、本実施形態においては、湯側開閉弁５を開弁させるとこれに連動して水側開閉弁６も開弁し、湯側開閉弁５を閉弁させるとこれに連動して水側開閉弁６も閉弁する。これにより、利用者は、湯側開閉弁５と水側開閉弁６との２つの弁を開閉する必要がなく、一つの弁の操作で２つの開閉弁５，６を操作することができ、開閉操作が容易となっている。

また、一般的に、水の圧力と湯の圧力とでは水の圧力の方が大きく、従来のように湯水調整弁２の下流に水栓を設ける場合には、湯路３に水が逆流することを阻止すべく逆止弁を設けていた。しかしながら、本実施形態の流体制御装置１によれば、湯水混合弁２の下流に水栓が設けられておらず常に開放されているため、湯路３に水が逆流することがなく、従来のように逆止弁を設ける必要がないため構成の簡略化を図ることができる。

［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態の流体制御装置１を示している。第２実施形態の流体制御装置１は、第１実施形態の接続部７、ピストン８、連結棒９が設けられておらず、水側開閉弁６は、湯側開閉弁５と連動しておらず、単独で開閉操作する必要がある点を除き、第１実施形態のものと同一に構成されており、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の流体制御装置１によれば、湯側開閉弁５と水側開閉弁６とが湯水調整弁２の上流側に設けられているため、湯側開閉弁５と水側開閉弁６とを閉じたとき、図３に耐圧範囲として示すように、第１実施系態の流体制御装置１と同様に、開閉弁５，６が閉弁状態では、湯水の圧力は、湯側開閉弁５、水側開閉弁６までしか加わらず、湯水調整弁２には湯水の圧力が加わらない。このため、従来のように、湯水の圧力の影響下に比較的長い時間さらされていたものと比較して、湯水調整弁２に要求される耐久性が低くて済み、湯水調整弁２の製造コストを抑えることができる流体制御装置１を提供することができる。

また、本実施形態の流体制御装置１によれば、湯路３に湯側開閉弁５が設けられているため、湯路３に水が逆流することがなく、従来のように逆止弁を設ける必要がないため構成の簡略化を図ることができる。

［比較例］
図４は、比較例としての流体制御装置１’を示している。比較例の流体制御装置１’では、湯水調整弁２の下流に水栓１１（５’，６’）が設けられている。従って、図４に示すように耐圧範囲内に湯水調整弁２が含まれることとなり、湯水調整弁２が水圧に耐えられる程度の強度を持たせる必要があり、湯水調整弁２の低廉化には限界がある。

また、本比較例のように、湯水調整弁２’の下流に水栓１１を設ける場合には、水路４’の水が湯路３’に、又は湯路３’の湯が水路４’に逆流することを阻止すべく逆止弁１２を設ける必要がある。

１流体制御装置
２湯水調整弁
３湯路
４水路
５湯側開閉弁
６水側開閉弁
７接続部
８ピストン
９連結棒
１１水栓
１２逆止弁

Claims

湯と水の比率を調整自在な湯水調整弁に前記湯を導く湯路と、
前記湯水調整弁に前記水を導く水路と、
前記湯路を介した前記湯水調整弁への前記湯の供給を阻止自在な湯側開閉弁と、
前記水路を介した前記湯水調整弁への前記水の供給を阻止自在な水側開閉弁と、
前記湯路と前記水路とを前記湯水調整弁の上流側で接続する接続部と、
前記接続部において前記湯と前記水とが交わることを阻止するように前記接続部に摺動自在に且つ液密に設けられたピストンと、
を備え、
前記水側開閉弁は前記ピストンに接続されており、
前記湯側開閉弁を開弁させて前記湯路から前記湯水調整弁に前記湯を供給した場合、前記湯路内の前記湯の圧力により前記接続部内で前記ピストンが水路側に移動して、前記ピストンに接続された前記水側開閉弁が開弁され、
前記湯側開閉弁を閉弁させて前記湯路から前記湯水調整弁への前記湯の供給を阻止した場合、前記水路内の前記水の圧力により前記接続部内で前記ピストンが湯路側に移動して、前記ピストンに接続された前記水側開閉弁が閉弁されることを特徴とする流体制御装置。
請求項１に記載の流体制御装置であって、
前記湯路及び前記水路の下流に接続された前記湯水調整弁を備えることを特徴とする流体制御装置。