(57)【要約】【課題】混合部における混合性を向上させて小型化可能な流体混合装置を提供すること。【解決手段】筒状の混合部と、混合部内に第１流体を導入するための第１接続部と、混合部内に第２流体を導入するための第２接続部と、混合部内で混合された流体を排出するための出口部と、第１流体及び第２流体の流量を調整可能な流量調整手段を備え、第１接続部は混合部の一端部に混合部と同軸状に設けられ、第２接続部は混合部の軸線と直交状に設けられ、出口部は混合部の他端部に設けられた流体混合装置において、混合部が外側に拡大した拡大部を第２接続部と対向する位置に設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の混合部と、前記混合部内に第１流体を導入するための第１接続部と、前記混合部内に第２流体を導入するための第２接続部と、前記混合部内で混合された流体を排出するための出口部と、前記第１流体及び前記第２流体の流量を調整可能な流量調整手段を備え、前記第１接続部は前記混合部の一端部に前記混合部と同軸状に設けられ、前記第２接続部は前記混合部の軸線と直交状に設けられ、前記出口部は前記混合部の他端部に設けられた流体混合装置において、
前記混合部が外側に拡大した拡大部を前記第２接続部と対向する位置に設けたことを特徴とする流体混合装置。
【請求項２】
筒状の混合部と、前記混合部内に第１流体を導入するための第１接続部と、前記混合部内に第２流体を導入するための第２接続部と、前記混合部内で混合された流体を排出するための出口部と、前記第１流体及び前記第２流体の流量を調整可能な流量調整手段を備え、前記第１接続部は前記混合部の一端部に前記混合部と同軸状に設けられ、前記第２接続部は前記混合部の軸線と直交状に設けられ、前記出口部は前記混合部の他端部に設けられた流体混合装置において、
前記混合部が外側に拡大した拡大部を前記第２接続部と前記出口部の間に前記第２接続部と平行状に設けたことを特徴とする流体混合装置。
【請求項３】
前記流量調整手段は、前記第１接続部に接続された第１流量調整弁と、前記第２接続部に接続された第２流量調整弁からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体混合装置。
【請求項４】
前記拡大部は、前記混合部に対して第３流体を導入するか否かを切換え可能な開閉弁が接続される第３接続部であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の流体混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温水と低温水を混合するために給湯装置等に備えられた流体混合装置に関し、特に混合性を向上可能な流体混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、給湯の設定温度となるように高温水と低温水の混合比率を調整して混合する流体混合装置が、給湯装置等に広く使用されている。混合比率の調整は、流体混合装置で混合された混合水の温度に基づいて行われる。そのため、混合水が十分に混合されていない場合には、混合比率の調整による温度調整が困難になる。そこで、流路が長くなるように長い混合部を設けて十分に混合された混合水の温度を検知するように構成することが知られている。
【０００３】
しかし、長い混合部を設けると流体混合装置が大きくなり、給湯装置等に収容することが困難になる。そこで、例えば特許文献１のように、低温水を加熱手段とバイバス通路に分配する分配弁を備え、加熱手段からの高温水とバイパス通路の低温水を小さく形成された混合部に導入して混合する湯水混合装置が知られている。
【０００４】
特許文献１の温水混合装置は、混合部内に流入する高温水及び低温水を互いに衝突させるように、混合部の入口にそれらの流通方向を案内する偏流壁を設けて混合性を向上させている。さらに混合性を向上させるために、混合水出口配管内に混合水の流通方向を変化させる壁を設けて混合水を攪拌している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５９７４２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の湯水混合装置では、流体の通路に偏流壁等を設置すると共に、混合水の流量を調整する調整弁の弁体を混合部内に収容して混合部が狭く通水抵抗が大きくなっているため、混合比率を変えたとき、特に一方が他方と比べて十分小さくなる混合比率のときに、混合部内での十分な混合がなされない虞がある。また、高温水及び低温水が混合部内に導入される夫々の入口に偏流壁のような構造を設けると、それらを一体的に形成して製造コストの上昇を抑えることが難しくなる虞がある。
【０００７】
本発明の目的は、混合部における混合性を向上させて小型化可能な流体混合装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、筒状の混合部と、前記混合部内に第１流体を導入するための第１接続部と、前記混合部内に第２流体を導入するための第２接続部と、前記混合部内で混合された流体を排出するための出口部と、前記第１流体及び前記第２流体の流量を調整可能な流量調整手段を備え、前記第１接続部は前記混合部の一端部に前記混合部と同軸状に設けられ、前記第２接続部は前記混合部の軸線と直交状に設けられ、前記出口部は前記混合部の他端部に設けられた流体混合装置において、前記混合部が外側に拡大した拡大部を前記第２接続部と対向する位置に設けたことを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、混合部内に導入した第１流体と第２流体の混合性を向上させることができるので、混合部を短く形成して流体混合装置を小型化することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、筒状の混合部と、前記混合部内に第１流体を導入するための第１接続部と、前記混合部内に第２流体を導入するための第２接続部と、前記混合部内で混合された流体を排出するための出口部と、前記第１流体及び前記第２流体の流量を調整可能な流量調整手段を備え、前記第１接続部は前記混合部の一端部に前記混合部と同軸状に設けられ、前記第２接続部は前記混合部の軸線と直交状に設けられ、前記出口部は前記混合部の他端部に設けられた流体混合装置において、前記混合部が外側に拡大した拡大部を前記第２接続部と前記出口部の間に前記第２接続部と平行状に設けたことを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、混合部内に導入した第１流体と第２流体の混合性を向上させることができるので、混合部を短く形成して流体混合装置を小型化することができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記流量調整手段は、前記第１接続部に接続された第１流量調整弁と、前記第２接続部に接続された第２流量調整弁からなることを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、第１流体の流量と第２流体の流量を夫々個別に調整することができるので、混合比率を容易に調整することができる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項において、前記拡大部は、前記混合部に対して第３流体を導入するか否かを切換え可能な開閉弁が接続される第３接続部であることを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、拡大部が第３流体を混合部に導入するための第３接続部であり、この第３接続部を利用して混合を促進させる機能を発揮させることができる。そして必要がある場合に第３流体を導入することができる。第３接続部を拡大部として兼用するので流体混合装置を小型化でき、混合促進のための専用部材を設けないので製造コスト上昇の抑制に有利である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の流体混合装置によれば、混合部内に導入した第１流体と第２流体の混合性を向上させたので、混合部を短く形成して流体混合装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１に係る給湯装置の構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る流体混合装置の斜視図である。
【図３】流体混合装置内の混合の様子を示す図２のIII −III 線要部断面図である。
【図４】実施例２に係る給湯装置の構成を示す図である。
【図５】実施例２に係る流体混合装置の斜視図である。
【図６】流体混合装置内の混合の様子を示す図５のVI−VI線要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１９】
最初に、給湯装置１の全体構成について説明する。
図１に示すように、給湯装置１は、貯湯タンク２、補助熱源機３等を備え、例えばヒートポンプ式熱源機等の外部熱源機４により加熱した高温水を貯湯タンク２に貯留して、この高温水を給湯に使用する。また、給湯装置１は、補助熱源機３により加熱した高温水を給湯や風呂追い焚きに使用する。補助熱源機３は、例えば燃料ガスの燃焼熱を利用して湯水を加熱する。
【００２０】
貯湯タンク２の上部には、貯湯タンク２に貯留した高温水を出湯するための出湯通路６が接続されている。また、貯湯タンク２の下部には、貯湯タンク２に低温水として上水を供給するための給水通路７が接続されている。給水通路７から分岐したバイパス通路８と出湯通路６と給湯通路９とが、流体混合装置１０を介して接続されている。流体混合装置１０は、出湯通路６の高温水とバイパス通路８の低温水の混合手段として混合比率を調整可能に構成され、流体混合装置１０で混合された湯水が給湯通路９を流通して給湯栓等に給湯される。
【００２１】
出湯通路６には、この出湯通路６を流通して流体混合装置１０に流入する高温水の温度を検知するための流体混合装置入口温度センサ６ａが配設されている。給水通路７には、この給水通路７からバイパス通路８を介して流体混合装置１０に流入する低温水の温度を検知するための給水温度センサ７ａが配設されている。給湯通路９には、流体混合装置１０で混合された湯水の温度を検知するための給湯温度センサ９ａと、給湯流量センサ９ｂと、給湯流量調整弁９ｃが配設されている。
【００２２】
給湯装置１は、流体混合装置入口温度センサ６ａ、給水温度センサ７ａ、給湯温度センサ９ａ等の検知信号に基づいて給湯運転等を制御する制御部１１を備え、ユーザが給湯の設定温度等を設定する操作等を行うためのリモコン１２が制御部１１に接続されている。
【００２３】
出湯通路６から分岐された補助加熱通路１３には補助熱源機３が介装され、その分岐部より下流側で補助加熱通路１３の下流端が調整弁１４を介して出湯通路６に接続されている。調整弁１４は、補助加熱通路１３を通って出湯通路６に供給される高温水の流量を調整する。補助加熱通路１３には、補助熱源機３に湯水を送るためのポンプ１５と三方弁１６等が配設され、補助熱源機３により貯湯タンク２の湯水を加熱した高温水を出湯通路６に供給可能である。
【００２４】
バイパス通路８から分岐して流体混合装置１０に接続された高温出湯回避通路１７には、高温出湯回避弁１８が配設されている。高温出湯回避弁１８は、通常は閉止状態を維持し、停電時や給湯温度センサ９ａが所定温度以上の給湯温度を検知した場合には、高温出湯回避弁１８を開弁して給湯通路９に低温の上水を供給可能な状態にする。そして、給湯中に高温出湯回避弁１８を開弁した場合に、低温の上水が供給されて所定温度以上の高温の給湯を防ぐように構成されている。
【００２５】
貯湯タンク２の下部には外部熱源機４に湯水を供給する上流加熱通路１９ａが接続されている。この外部熱源機４で加熱された高温水を貯湯タンク２に供給する下流加熱通路１９ｂが貯湯タンク２の上部に接続されて、貯湯タンク２の上部から高温水を貯留する。
【００２６】
給湯栓等の開栓により給湯が開始されて給湯流量センサ９ｂが所定の流量を検知すると、制御部１１は出湯温度と給水温度に基づいて給湯温度がリモコン１２で設定した設定温度となるように流体混合装置１０の混合比率を調整する。そして給湯温度センサ９ａが検知した給湯温度に基づいて、制御部１１は流体混合装置１０の混合比率をさらに調整する。
【００２７】
次に、流体混合装置１０について図２、図３に基づいて説明する。
流体混合装置１０は、本体部２０と第１流量調整弁２１と第２流量調整弁２２を備えている。この本体部２０は筒状に形成された混合部２３を備え、混合部２３内に第１流体を導入するための第１接続部２４が混合部２３の一端部に混合部２３の軸線Ｌ１と同軸状に設けられ、混合部２３内に第２流体を導入するための第２接続部２５が混合部２３の軸線Ｌ１と直交状に設けられている。また、混合部２３内で混合された流体を排出するための出口部２６が混合部２３の他端部に設けられている。
【００２８】
第１接続部２４には第１流量調整弁２１が接続され、第２接続部２５には第２流量調整弁２２が接続されている。これら第１流量調整弁２１と第２流量調整弁２２とで第１流体及び第２流体の流量を調整可能な流量調整手段が構成されている。制御部１１は、第１流量調整弁２１と第２流量調整弁２２を夫々個別に制御することにより、混合部２３内で混合される第１流体と第２流体の混合比率を制御する。
【００２９】
第１流体と第２流体は例えば温度が異なり、流体混合装置１０が設置された位置関係において、第１接続部２４と第２接続部２５のうち位置が高い方から高温の流体が導入され、位置が低い方から低温の流体が導入される。例えば、給湯装置１内で第１接続部２４が第２接続部２５より高い位置となる場合には、第１流体が高温の流体、第２流体が低温の流体であり、第１流量調整弁２１に出湯通路６が接続され、第２流量調整弁２２にバイパス通路８が接続される（図１参照）。これにより流体が流通しないときに混合部２３内で自然対流により第１流体と第２流体とが混合されることを防いでいる。
【００３０】
混合部２３には、第２接続部２５と対向する位置に、混合部２３が外側に拡大した拡大部２７が設けられている。この拡大部２７は、混合部２３に第３流体を導入可能な開弁状態と第３流体を遮断する閉弁状態とを切換え可能な開閉弁が接続される第３接続部であり、開閉弁として例えば高温出湯回避弁１８が接続される。通常の給湯時には高温出湯回避弁１８は閉弁状態なので、混合部２３内から拡大部２７内に第１流体の一部と第２流体の一部が流入する。
【００３１】
図３に破線Ｌ２，Ｌ３で示すように、混合部２３内に導入された第１流体の一部と第２流体の一部は、拡大部２７内に流入して渦状に流れる間に混合され、その後混合部２３内を流通する混合水に合流して出口部２６に到達するまで混合されるので、十分に混合された混合水が出口部２６から排出される。それ故、拡大部２７によって混合部２３内での第１流体と第２流体の混合が促進され、第１流体と第２流体の混合性が高められている。従って、混合部２３を短く形成することができ、例えば給湯装置１等に収容し易い小型の流体混合装置１０を構成することができる。また、第３接続部を拡大部２７として兼用するので流体混合装置１０を小型化でき、混合促進のための専用部材を必要としないので製造コスト上昇の抑制に有利である。
【実施例２】
【００３２】
実施例１を部分的に変更した実施例２について説明する。実施例１と同等の部分には同じ符号を付して説明を省略する。
図４〜図６に示すように、給湯装置１において、第１流体として出湯通路６の高温水と、第２流体としてバイパス通路８の低温水を混合する流体混合装置１０Ａは、本体部２０Ａと第１流量調整弁２１と第２流量調整弁２２を有して混合比率を調整可能に構成されている。流体混合装置１０Ａで混合された設定温度の混合流体である混合水が、給湯通路９を流通して給湯栓等に給湯される。この流体混合装置１０Ａには、混合部２３の第２接続部２５と出口部２６の間において、第２接続部２５と平行状に、混合部２３が外側に拡大した拡大部２７Ａが設けられている。
【００３３】
この拡大部２７Ａは、混合部２３に第３流体を導入可能な開弁状態と第３流体を遮断する閉弁状態とを切換え可能な開閉弁が接続される第３接続部であり、開閉弁として例えば高温出湯回避弁１８が接続される。通常の給湯時には高温出湯回避弁１８は閉弁状態なので、混合部２３内から拡大部２７Ａ内に第１流体の一部と第２流体の一部とそれらの混合流体の一部が流入する。
【００３４】
図６に破線Ｌ４，Ｌ５で示すように、混合部２３内に導入された第１流体の一部と第２流体の一部と混合流体の一部は拡大部２７Ａ内に流入して渦状に流れる間に混合され、その後混合部２３内を流通する混合水に合流して出口部２６に到達するまで混合されるので、十分に混合された混合水が出口部２６から排出される。それ故、拡大部２７Ａによって混合部２３内での第１流体と第２流体の混合が促進され、第１流体と第２流体の混合性が高められている。従って、混合部２３を短く形成することができ、例えば給湯装置１等に収容し易い小型の流体混合装置１０Ａを構成することができる。また、第３接続部を拡大部２７Ａとして兼用するので流体混合装置１０Ａを小型化でき、混合促進のための専用部材を必要としないので製造コストの上昇の抑制に有利である。
【００３５】
本発明の作用、効果について説明する。
流体混合装置１０（１０Ａ）は、筒状の混合部２３と、第１接続部２４と、第２接続部２５と、出口部２６と、混合部２３内に導入する第１流体と前記第２流体の流量調整手段を備えている。第１接続部２４は混合部２３の一端部に混合部２３と同軸状に設けられ、第２接続部２５は混合部２３の軸線Ｌ１と直交状に設けられ、出口部２６は混合部２３の他端部に設けられている。そして、第２接続部２５と対向する位置に拡大部２７を設けたこと、又は第２接続部２５と出口部２６の間に第２接続部２５と平行状に拡大部２７Ａを設けたことにより、混合部２３内に導入した第１流体と第２流体の混合性を向上させたので、混合部２３を短く形成して流体混合装置１０（１０Ａ）を小型化することができる。
【００３６】
また、流量調整手段は、第１接続部２４に接続された第１流量調整弁２１と、第２接続部２５に接続された第２流量調整弁２２とで構成されているので、第１流体の流量と第２流体の流量を夫々個別に調整することができ、混合比率を容易に調整することができる。
【００３７】
その上、拡大部２７（２７Ａ）は、第３流体を導入可能な開弁状態と第３流体を遮断する閉弁状態とに切換え可能な開閉弁が接続される第３接続部なので、開閉弁として通常時には閉弁状態である高温出湯回避弁１８を接続した第３接続部を利用して混合を促進させることができる。そして必要があれば第３流体を導入することができる。従って、第３接続部を混合促進のための拡大部２７（２７Ａ）として兼用し、混合促進のための専用部材を必要としないので流体混合装置１０（１０Ａ）の製造コストの上昇を抑えることが可能である。
【００３８】
当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。
【符号の説明】
【００３９】
１      ：給湯装置
６      ：出湯通路
６ａ    ：流体混合装置入口温度センサ
７      ：給水通路
７ａ    ：給水温度センサ
８      ：バイパス通路
９      ：給湯通路
９ａ    ：給湯温度センサ
１０，１０Ａ  ：流体混合装置
１１    ：制御部
１７    ：高温出湯回避通路
１８    ：高温出湯回避弁（開閉弁）
２０，２０Ａ  ：本体部
２１    ：第１流量調整弁
２２    ：第２流量調整弁
２３    ：混合部
２４    ：第１接続部
２５    ：第２接続部
２６    ：出口部
２７，２７Ａ  ：拡大部（第３接続部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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