JPH01105078A - 混合弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、工場等で任意に使用できる蒸気（熱湯も含む
）と冷水等の冷液を混合して所望温度の混合液を得るた
めの混合弁装置であって、その下流側の蛇口等を開弁す
ることにより始めて作動する冷水先行型の混合弁装置に
関する。

−く先願技術〉 冷液入口と混合室とを連絡する通路の間に発生する冷液
差圧は、前記液体流量の二乗に比例する゛特性を有する
ため、流量が減少すると差圧はＦｉ端に減少する。　　
・ 本願出願人がすでに出願した特願昭６２−１０１３９８
号の実施例においては、ばねで付勢された弁子による差
圧機構を示したが、該差圧機構は、弁ばねの反力によっ
て最低差圧が規制され、流量が零になっても差圧が零に
はならず、極微中流量を制御するのに問題があった。

〈目的〉 そこで、本発明は、冷液入口と混合室間にバイパス孔を
形成することにより、冷液流量が小さいときには差圧機
構を動作させずにバイパス孔のみによる差圧伝達を利用
し、また冷液流量が一定値に達した後は、バイパス孔と
差圧機構の両方を動作させることにより、極微中流量の
制御を可能とする混合弁装置の提供を目的としている。

〈　問題点を解決するための手段　〉 発明２明の、問題点解決手段では、第１図ないし第′６
図の様に、ケージ゛ング１と、蒸気（本発明では高温液
体も含む）を導入する蒸気人口２と、冷液を導入する冷
液入口３と、前記蒸気と冷液とを所定温度に混合する混
合室４と、その混合液を導出する混合液出口５とを具え
た混合弁装置において、前記冷液入口３と混合室４の間
に冷液を導入すると共に冷液入口３と混合室４との間に
差圧ΔＰを発生させる差圧機構ｖ２が設けられている。

そして、前記冷液入口３と混合室４間の壁面または前記
差圧機構に常時冷液の最小通過量を確保するバイパス孔
Ｈが形成されている。

く作用〉　　　・ 上記問題点解決手段において、混合液出口５側の蛇口を
開くと、混合液出口５内および混合室４内に溜っている
低温の混合液がまず流出すると、これにより混合室４内
の液圧が低くなり、冷液入口３との間に差圧ΔＰが発生
するので、差圧機構ｖ２の弁子１４が上昇し、流入孔１
５が開き、冷液入口３内の冷液が混合室４内に流入する
。

このとき、混合室４と冷液入口３との開にはバイパス孔
Ｈが形成されているので、第６図のように、冷液流量が
小さく差圧が小さいときには、弁ばね１６は圧縮しない
ので、差圧機構Ｖ２．は動作せず、バイパス孔Ｈのみに
よる差圧伝達となって冷液が流入し、ｆｆｉ微少流量の
制御が可能となる。

また、冷液流量が次第に増して弁ぽね１６の閉弁力に打
ち一つと、弁ばね１６を圧縮しはじめ、その後は、バイ
パス孔Ｈと差圧機構Ｖ２の両方を通して冷液が流入する
。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明混合弁装置の実施例における混合液非使用状
態の中央縦断正面図、第２図は同じ（上蓋およびダイヤ
フラム除去状態平面図、第３図は同じくパイロット弁部
の断面図、第４図は混合液使用状態の中央縦断側面図、
第５図は差圧機構部の縦断面図、第６図は同じく差圧機
構の性能を示す線図である。

そして、図示の如く、本発明混合弁装置は、ケーシング
１と、蒸気（本発明では高温液体も含む）を導入する蒸
気人口２と、冷液を導入する冷液入口３と、前記蒸気と
冷液とを所定温度に混合する混合室４と、その混合液を
導出する混合液出口５とを具えている。そして、前記蒸
気人口２と混合室４との間に画室に連通する入口弁室Ｊ
が形成され、該入口弁室Ｊに蒸気入口弁ｖ１が設けられ
、該弁室Ｊの外周の大部分を包囲することにより蒸気人
口２と混合室４との仕切部Ｑを冷却する冷液室Ｋが形成
され、該冷液室には前記冷液入口３に連通されている。

主た、前記冷液入口３に冷液を混合室４に導入すると共
に冷液入口３と混合室４との開に差圧ΔＰを発生させる
差圧機構ｖ２が設けられている。

そして、前記冷液入口３と混合室４間の壁面に常時冷液
の最小通過量を確保するバイパス孔Ｈが形成されている
。

なお、第５図の仮想線図示の様に、冷液入口３と混合室
４開に位置する後記差圧弁子１４に常時冷液の最小通過
量を確保するバイパス孔Ｈ２を形成してもよい。

さらにまた、前記蒸気人口弁ｖ１を強制開弁させるため
に、感圧室６と、その圧力に比例して移動する感圧移動
子７および水量絞り弁体８とを有する開弁機構Ｍが設け
られている。そして、水量絞り弁１体８は、ぞれ自身と
移動子７が開弁方向へ一定値Ｓ（蒸気入口弁■１のほぼ
全開値）以上移動した後に混合室４の冷液孔４ａの開口
面積を徐々に絞るよう前記移動子７に固設され、該水量
絞り弁体８は、絞り用周壁８ａと上下貫通孔８ｂと移動
子７に螺嵌固定された中央押杆８ｃとから構成され、該
水量絞り弁体８は、ケーシング１に固定された弁ケース
Ｅに上下摺動自在に嵌合されている。

第３図の様に、前記混合室４の出口側に・混合液の液温
を感じて移動する感温移動子９を有する自動温調機構Ｎ
が設けられ、前記冷液入口３から前記感圧室６まで前記
差圧ΔＰを伝達するパイロット通路Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の
一部に微小間隙Ｌ（パイロット弁口Ｌ）が形成されてい
る。また、パイロット通路の微小間隙りの寸法を可変に
設定する温度設定機構Ｃが設けられている。

そして、前記微小間隙りの寸法は、前記感温移動子９の
高温側移動Ｘにより自動的に小とされまた低温側移動Ｙ
により自動的に大とされるよう、微小間隙りと感温移動
子９とは関係付けられている。

第１図の様に、前記蒸気人口弁Ｖ１は、蒸気人口２と混
合室４とを連通する弁孔１０ａ、１０ｂ付の弁座部１１
ａと、該弁座部１１．ａに離着座自在な弁子１２と、該
弁子１２を着座側に付勢する弁ばね１３とから構成され
る。そして、前記弁座部１１ａと弁子１２用の昇降ガイ
ドｌｌｂは前記弁ケースＥと一体形成されている。

また差圧機構■２は、ケーシング１のガイド部１ａに上
下摺動自在に嵌合されたきの予成の差圧弁子１４と、該
弁子１４の頭部１４ａが着座する冷液流人孔１５付弁座
１ｂと、前記弁子１４を流入孔１５閉じ側に付勢して入
口３と混合室４との間に差圧を生ぜしめる弁ばね１６と
、該ばね１６の収容室１７と混合室４を連通するよう弁
子１４の胴部１４ｂに貫通された均圧用連通孔１４ｃと
、前記冷液孔４ａとから構成されている。

また、前記混合室４に、連絡孔１９で連通された混合圧
室２０と前記感圧室６との間にダイヤフラム２１が介装
されている。該ダイヤフラム２１には、その下面の基板
２２を介して前記感圧移動子７の基端が連結され、無負
荷時のダイヤフラム２１の受圧面（上面）とこれと対向
する感圧室６の天壁２３ａ（上蓋２３の下面）との間隙
である感圧室深さＦは可及的薄くするようにンイヤ７ラ
ム２１を付勢する付勢手段２４が設けられている。

この付勢手段２４は、円錐状ばね（またはダイヤフラム
自身の弾力）からなり、前記感圧室深さＦを保持するた
めのに、ダイヤフラム２１と基板２２を貫通して移動子
７の上端に螺嵌されたストッパー２５が設けられ、前記
感圧室６と混合圧室２０の開は、移動子７とストッパー
２５とに穿設された小孔２５ａ、２５ｂ、７ａで連通さ
れている。

前記ばね２４は、移動子７と水量絞り弁体８の自重を押
上げる程度の力を有し、感圧室６に圧力流体が作用しな
いと外はダイヤフラム２１のストッパー２５を上蓋２３
に押付け、感圧室６内部の初期空気の残留を防止する。

したがって、前記開弁機構Ｍは、ケーシング１に内嵌固
定された案内盤２６と、該案内盤２６の中央孔２６ａに
上下摺動自在に内嵌された前記感圧移動子７の上端部に
固定されたダイヤフラム２１と、該ダイヤフラム２１と
ケーシング１の上蓋２３とにより形成された前記感圧室
６と、前記ダイヤフラム２１と案内盤２６で囲まれかつ
混合室４と連絡孔１９で接続された混合圧室２０と、前
記感圧移動子７の上端部に穿設された室間連通小孔２５
ａ、２５ｂ、７ａとから構成される。

第３図の様に、前記自動温調機構Ｎは、弁ケース２７と
、該ケース２７に摺動自在に内嵌された前記感温移動子
９と、該感温移動子９の中間部に突設されたばね受は部
２８と、前記ケース２７に螺嵌され移動子９と摺動自在
なばね座３０と、前記ばね受は部２８とばね座３０との
開に介装された弁ばね３１と、感温移動子９のばね受は
部２８と感温室３２の側壁との間に介装された混合液温
度感知用の感熱変形素子としてのバイメタル３３と、感
温移動子９．の先端子９ｂを包囲するパイロット用第三
通路Ｒ３と、前記ケース２７に螺嵌３４ａされた温度設
定杆３４とから構成され、該温度設定杆３４の一端部に
は、パイロット用第一通路Ｒ１と連通ずるパイロット用
第二通路Ｒ２が穿設されている。

前記バイメタル３３は、低膨張側を向かい合わせた一対
のバイメタル片の複数個組み合わせからなり、零度以下
の温度で偏平となり、常温時は湾曲している。そして、
前記第一通路Ｒ１はストレーナ３５を通して冷液入口３
とパイロット圧導入孔３６と連通されている。

第３図の様に、前記微小間隙Ｌ（パイロット弁口Ｌ）を
形成するパイロット弁Ｖ３が設けられ、該パイロット弁
Ｖ３の微小間隙りは、弁座孔３７が形成された弁座３８
と、該弁座３８に離着座自在に配された球形パイロット
弁子４０と、前記感温移動子９により構成されている。

前記球形パイロット弁子４０は、合成樹脂等の軽量材に
より形成され、前記温度設定杆３４内の前記パイロット
用第二通路Ｒ２は、前記パイロット弁子４０より大径の
大径路ｒ１と、前記パイロット弁子４０より小径で前記
大径路ｒ１に直交する複数本の小径路ｒ２とから形成さ
れ、前記パイロット弁子４０は、冷液入口３側から作用
する差圧のみにより感温移動子９の先端子９ｂに当接し
て前記微小間隙Ｌ（パイロット弁口Ｌ）を狭めるように
され、かつ感圧室６側からの冷液逆流によりパイロット
弁子４０は先端子９ｂより離間して前記微小間隙りを広
げる（パイロット弁口Ｌ゛を全開する）と共に大径路ｒ
１と小径路ｒ２を開放するように構成されている。

前記弁座孔３７には、前記感温移動子９の先部に嵌合さ
れた先端子９ｂが通路間隙Ｌ２を保持して嵌入されると
共にその先端は前記パイロット弁子４０に微小間隙りの
大側に作用すべく当接され、前記差圧ΔＰが増大すると
微小間隙りは小さくなるようにパイロット弁子４０に作
用するよう該弁子４０と前記差圧機構■２は関係付けら
れている。

前記温度設定機構Ｃは、前記温度設定杆３４が弁ケース
２７にねじ３４ａで′嵌合され、該温度設定杆３４の他
端部には手動回動環４１が小ねヒ４２で固定されること
により構成されている。そし　　　“て、前記回動環４
１を回動操作して温度設定杆３４をＸ久方向に移動すれ
ば、弁座３８を押すので、微小間隙りが大となり、混合
室４内のパイロット圧は大となり、蒸気人口弁Ｖｌが大
きく開放するので、混合液の所定温度は高温に設定され
、また逆に温度設定杆３４をＹ先方向に移動すれば微小
間隙りが小さくなり、混合室４内のパイロット圧は小と
なり、蒸気人口弁■１が小さく開放するので、混合液は
低温に設定される。

なお、Ｔはウオール・ブラケットである。

次に作用を説明する。まず、混合液の所望温度は温度設
定杆３４を回動することによりＸまたはＹ方向へ移動し
て設定する。゛この状態において、混合液出口５側の蛇
口を開くと、混合液出口５内および混合室４内に溜って
いる低温の混合液がまず流出する。

なお、長時間、混合弁装置の使用が止まっていた場合は
、蒸気人口弁室Ｊ内の蒸気は復水となり、これは、混合
弁装置全体の熱収支バランスが取れた温度で安定する。

そして、ジャケット状の冷液室にの室容積は適当に設定
されているので、混合液出口５内および混合室４内の滞
留混合液の温度が異常に上昇することは防止され、使用
者が火傷をおうような危険は排除される。

上記のごとき、混合液出口５内および混合室４内に溜っ
ていた低温混合液が流出すると、これにより混合室４内
の液圧が低くなり、冷液入口３との間に差圧ΔＰが発生
するので、差圧機構■２の弁子１４が上昇し、流入孔１
５が開き、冷液入口３内の冷液が混合室４内に流入する
。

このと外、混合室４と冷液入口３との間にはバイパス孔
Ｈが形成されているので、第６図のように、冷液流量が
小さく差圧が小さいときには、弁ばね１６は圧縮しない
ので、差圧機構ｖ２は動作せず、バイパス孔Ｈのみによ
る差圧伝達となって冷液が流入し、極微少流量の制御が
可能となる。

また、冷液流量が次第に増して弁ばね１６の閉弁力に打
ち勝つと、弁ばね１６を圧縮しはじめ、その後は、バイ
パス孔Ｈと差圧機構Ｖ２の両方を通して冷液が流入する
。上述の弁ばね１６による閉弁力は、任意に設定できる
が、最大流量の約５０％以下とした方が大きな効果を得
ることができる。

この流入と同時にパイロット用の第一、第二、第三通路
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３および微小間隙りを通ってパイロット
冷液が感圧室６内に入り、該感圧室６内と、混合室４と
同圧の混合圧室２０内との差圧を受けてダイヤフラム２
１および感圧移動子７が下動し、蒸気入口弁ｖ１の弁子
１２を下動してその弁孔１０’ａ、　１０ｂを開放する
。これにより、初めて蒸気が混合室４内に入いり、すで
に入っている冷液と混合し、所定温度に達した混合液が
混合液出口５から蛇口を通り流出する。すなわち冷液が
混合室４に流入しない限り蒸気のみが流入することがな
いので安全である。なお、感圧室６内へ入った冷液は小
孔２５ａ、２５ｂ、７ａを通り混合室４内へ入いる。

また混合液が所定温度より高温になると、感温変形素子
であるバーイノタル３３吟所定の形状よりも更に湾白し
感温移動子９を弁ばね３１に抗してＸ久方向へ押すので
、微小間隙りは小さくなり、パイロット冷液は少ししか
微小間隙りへ入らなくなり、ダイヤフラム２１と感圧移
動子７は上動し蒸気人口弁ｖ１の開度を小さくし、蒸気
の流入量を少なくするので混合液は所定温度に保たれる
。

なお、通常゛の混合液温度膜、定における使用範囲では
問題ないが、配管設備等の条件により混合液として必要
な高温水を得られない場合がある。すなわち、本実施例
の混合弁装置は基本的に混合液の流量は使用者が下流側
の蛇口で決定するため、混合液流量を増加させかつ温度
設定を高温にした−　　　　場合、蒸気人口弁が全開で
も熱量が不足するので、そのような時は、第４図に示さ
れるごとく、感圧室６と混合圧室２０との間の差圧によ
り、感圧移動子７は下降し、同時に水量絞り弁体８も下
降して冷液孔４ａを初期の温度が得られるまで絞り、高
温温水を得る。しかし、当然の結果として混合液の流量
は設定値より減少する。なお、水量絞り弁体８が絞り始
めるのは蒸気人口弁Ｖ１の弁子１２が全開となった後で
ある。

なお、パイロット弁口りは、パイロット弁子４　′０、
大径路ｒ１およびこれに直交する複数本の小径路ｒ２と
により、ここを流体が逆流した時にも流路を閉塞しない
ように構成されているので、蛇口の閉止時には、パイロ
ット弁子４０が感圧室６内の高圧液により逆方向に押さ
れて仮想線図示の位置となり、全開となったパイロット
弁口りと感温移動子９の通路間隙Ｌ２とを通って感圧室
内液体が排出され、−気に圧力が下がる。このため、蛇
口の閉止時には、蒸気入口弁Ｖ１の閉塞タイミングの遅
れが生じにくく、高温の混合液が混合室４と蛇口の開に
滞溜する危険や、蒸気が蛇口より吹き出す危険は防止さ
れる。

また、パイロット弁子４０に、ゴムもしくは合成樹脂等
の比重の小さい材料を用いることにより、冷液入口３側
から感圧室６側への冷液流動圧のみでパイロット弁子４
０が弁口りへ導かれて感温移動子９の先端子９ｂに当接
するのでガイド用のパイロット弁ばねも不要となる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更
を加え得ることは勿論である。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明は、冷液入口と混
合室間にバイパス孔を形成したので、本発明によると、
冷液流量が小さいときには差圧機構を動作させずにバイ
パス孔のみによる差圧伝達を利用し、また冷液流量が一
定値（例えば最大値のほぼ半分）に達した後は、バイパ
ス孔と差圧機構の両方を動作させることにより、極微少
流量の制御ができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明混合弁装置の実施例における混合液非使
用状態の中央縦断正面図、第２図は同じく上蓋およびダ
イヤフラム除去状態平面図、第３図は同じくパイロット
弁部の断面図、第４図は混合液使用状態の中央縦断側面
図、第５図は差圧機構部の縦断面図、第６図は同じく差
圧機構の性能を示す線図である。 １：ケーシング、２：蒸気入口、３：冷液入口、４：混
合ｉ、４ａ：冷液孔、５：混合液出口、６：感圧室、７
：感圧移動子、８：水量絞り弁体、Ｌ：微小間隙（パイ
ロット弁口）、４０：パイロット弁子、Ｊ：入口弁室、
Ｋ：冷液室、Ｍ：開弁機構、Ｑ：仕切部、−Ｒ１，Ｒ２
，Ｒ３：パイロット用の第一、第二、第三通路、ｒｌ：
大径路、ｒ２：小径路、Ｓニ一定値、。 Ｖｌ：蒸気人口弁、ｖ２：差圧機構、ｖ３：パイロット
弁。 出　願　人　　株式会社ミャワキ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケーシングと、蒸気を導入する蒸気入口と、冷液を導入
   する冷液入口と、前記蒸気と冷液とを所定温度に混合す
   る混合室と、その混合液を導出する混合液出口とを具え
   た混合弁装置において、前記冷液入口と混合室の間に冷
   液を導入すると共に冷液入口と混合室との間に差圧を発
   生させる差圧機構が設けられ、前記冷液入口と混合室間
   の壁面または前記差圧機構に常時冷液の最小通過量を確
   保するバイパス孔が形成されていることを特徴とする混
   合弁装置。