(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水が供給される給水管と湯が供給される給湯管とが接続され、上記給水管と上記給湯管とから流入する水と湯を混合して任意の流量で送り出すためのミキシングバルブにおいて、
一つの可動弁を軸線周りに連続的に回転駆動するだけの操作によって、前半の回転領域においては、上記水と湯の混合比を一定にした状態で次第に流量を増大させ、後半の回転領域においては、水の流量をほぼゼロにした状態で湯の流量を最大流量位置から次第に減少させるようにしたことを特徴とするミキシングバルブ。
【請求項２】
上記可動弁が、軸線周りに回転動作する筒状の弁体であり、上記水の流量を制御するための水側流調孔と、上記湯の流量を制御するための湯側流調孔とが上記弁体の周壁に形成されている請求項１記載のミキシングバルブ。
【請求項３】
上記可動弁が、軸線周りに回転しながら軸線方向に移動する弁体であり、その回転動作によって水の流量の有無が制御され、軸線方向移動によって総流量が制御される請求項１記載のミキシングバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、給水管と給湯管とから流入する水と湯を混合して任意の流量で送り出すためのミキシングバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のミキシングバルブは、一般に、水が供給される給水管と湯が供給される給湯管とが接続され、給水管と給湯管とから流入する水と湯を一定の混合比で混合して任意の流量で送り出す調整を行うための弁体が内部に配置されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような従来のミキシングバルブの場合、給水管と給湯管とから流入する水と湯を混合して任意の流量で送り出すことができるが、熱湯を出湯するために水の流量を止めるためには、ミキシングバルブとは別に給水管に開閉バルブを設けなければならず、装置コストがかさんでいた。
【０００４】
そこで本発明は、低い装置コストで、水と湯を一定の混合比で混合して任意の流量で送り出せるだけでなく熱湯を任意の流量で出湯させることもできるミキシングバルブを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のミキシングバルブは、水が供給される給水管と湯が供給される給湯管とが接続され、上記給水管と上記給湯管とから流入する水と湯を混合して任意の流量で送り出すためのミキシングバルブにおいて、一つの可動弁の連続的な動作によって、上記水と湯の混合比を一定にした状態で次第に流量を増大させ、その最大流量位置から、水の流量をほぼゼロにした状態で湯の流量を次第に減少させるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
なお、上記可動弁が、軸線周りに回転動作する筒状の弁体であり、上記水の流量を制御するための水側流調孔と、上記湯の流量を制御するための湯側流調孔とが上記弁体の周壁に形成されていてもよい。
【０００７】
また、上記可動弁が、軸線周りに回転しながら軸線方向に移動する弁体であり、その回転動作によって水の流量の有無が制御され、軸線方向移動によって総流量が制御されるようにしてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図４は給湯装置を示しており、水道管１に流量センサ２が接続されていて、その下流側において、加熱される熱交換器３に行く管路と行かない管路４とに水道管１が分岐されている。
【０００９】
そして、熱交換器３を通って加熱された湯が通る給湯管５と、熱交換器３を通らなかった給水管４とがミキシングバルブ１０に接続されている。その結果、ミキシングバルブ１０に対して、給水管４と給湯管５から水と湯が供給され、それらが混合されて出湯管６から送り出される。
【００１０】
図１は、本発明の第１の実施の形態のミキシングバルブ１０を示しており、出湯管６の端部に連続してシリンダ状に形成された混合室１１内に、軸線周りに回転自在に筒状の可動弁１２が嵌装されている。
【００１１】
給水管４と給湯管５は、混合室１１の側面に互いの位置をずらして、給湯管５を出湯管６寄りに位置させて接続されている。ただし、図５等に示されるように、給水管４から混合室１１への水側開口１３の形状は軸線と平行方向の細いスリット状であり、給湯管５から混合室１１への湯側開口１５は、幅のある長方形状に形成されている。
【００１２】
可動弁１２の周壁には、回転位置によって水側開口１３及び湯側開口１５と対向することになる位置に、図２に示されるような、横向きの二等辺三角形状の水側流調孔１４と、長方形状の孔から両側方に先細りのスリットが突出形成された形状の湯側流調孔１６とが穿設されている。
【００１３】
このような水側流調孔１４と湯側流調孔１６が形成された可動弁１２から外部に突出した軸部は、モータアクチュエータ２０に連結されていて、モータアクチュエータ２０によって可動弁１２の回転方向の位置制御が行われる。
【００１４】
図３は、可動弁１２の回転角度に対する出湯管６から送り出される水と湯の流量の関係を示しており、Ａ〜Ｅの各位置における可動弁１２の状態が、図５〜図９に示されている。以下、それを順に説明する。
【００１５】
Ａポジションは、水側流調孔１４と湯側流調孔１６とが、いずれも水側開口１３と湯側開口１５とに全く重なり合っていない状態の全閉状態であり、水も湯も流量はほぼゼロである。ただし、可動弁１２と混合室１１との嵌合の隙間から若干の漏れ流量は生じる（以下、同じ）。
【００１６】
そこから可動弁１２を回転させていくと、図６にＢポジションが示されるように、水側開口１３と水側流調孔１４とが重なり合う部分の面積と、湯側開口１５と湯側流調孔１６とが重なり合う部分の面積とが一定の関係で次第に増加し、水と湯の混合比が一定の状態で総流量が次第に増大する。
【００１７】
そして、図７に示されるＣポジションにおいては、水側開口１３と湯側開口１５が共に全開になり、その全開状態から、可動弁１２をさらに少し回転させると、湯側開口１５と湯側流調孔１６との重なり合う面積がほとんど変化しない状態で、水側流調孔１４が水側開口１３から外れて水の流量が一気にほぼゼロになる。
【００１８】
図８は、その状態からさらに少しだけ可動弁１２が回転した位置のＤポジションの状態を示しており、水側流調孔１４が水側開口１３から完全に外れ、湯側流調孔１６と湯側開口１５との重なり合う面積が次第に狭くなっていく。
【００１９】
そして、図９に示されるＥポジションのように、湯側流調孔１６が湯側開口１５から外れるまで可動弁１２が回転した位置では、湯の流量がほぼゼロになって総流量がほぼゼロになる。
【００２０】
図１０は、本発明の第２の実施の形態のミキシングバルブ１０を示しており、可動弁１２が軸線周りに回転しながら軸線方向に移動し、その回転動作によって水の流量が制御され、軸線方向移動によって湯の流量が制御されるようにしたものである。
【００２１】
この実施の形態においては、モータアクチュエータ２０によって回転位置制御される駆動ロッド１７が混合室１１の軸線位置に配置され、その基端側半部には、固定筒１９と螺合するネジ部Ａが形成されている。したがって駆動ロッド１７は、モータアクチュエータ２０により回転駆動されると、軸線周りに回転運動をしながら軸線方向に移動（螺動）する。
【００２２】
駆動ロッド１７の先側半部には、駆動ロッド１７と一体的に動作するように可動弁１２が止めピン１８によって連結されている。その可動弁１２の先側半部には、軸線周りに断面形状がＶ状の円周溝１１６が形成されている。
【００２３】
そして、駆動ロッド１７が軸線方向に移動することにより、出湯管６の入口部に形成された弁座孔１１５内をＶ状円周溝１１６が通過し、それによって、給水管４と給湯管５から出湯管６へ送り出される水と湯の総流量が制御される。
【００２４】
水側開口１３は、第１の実施の形態と同様に軸線方向に細長いスリット状に形成されている。そして、混合室１１と嵌合する可動弁１２の側壁面の水側開口１３に対向する部分には、図１１に示されるように、ほぼ１８０°近い角度範囲に水側流調孔１４が切り欠き形成されている。
【００２５】
水側流調孔１４は、全幅にわたって水側開口１３と同じ長さに形成されている。したがって、水側流調孔１４が水側開口１３と重なる回転位置に可動弁１２があるときは、給水管４側から混合室１１に対する開口面積は一定であり、混合室１１内において、水と湯とが一定の混合比で混合される。そして、水側流調孔１４が水側開口１３と重ならない位置に可動弁１２があるときは、給水管４から混合室１１内への水の流量はほぼゼロになる。
【００２６】
このように構成された第２の実施の形態のミキシングバルブ１０においても、図３に示される第１の実施の形態と全く同様の流量特性が得られる。図１２〜図１６は、第２の実施の形態におけるＡ〜Ｅポジションの状態を順に示している。
【００２７】
即ち、図１２に示されるＡポジションでは、Ｖ状円周溝１１６部分が全部混合室１１側にあって、弁座孔１１５が塞がれた全閉状態になっており、水も湯も流量はほぼゼロである。ただし、若干の漏れ流量が生じるのは第１の実施の形態と同じである。
【００２８】
そこから、モータアクチュエータ２０によって可動弁１２を回転させながら軸線方向に移動させていくと、図１３にＢポジションの状態が示されるように、水側開口１３と水側流調孔１４とが重なり合った状態でＶ状円周溝１１６が弁座孔１１５内を進んで行き、一定の混合比で総流量が次第に増大する。
【００２９】
そして、図１４に示されるＣポジションにおいては、Ｖ状円周溝１１６の中央が弁座孔１１５に差しかかって全開になり、その全開状態から、可動弁１２が少し回転することによって、水側流調孔１４が水側開口１３から外れることにより、水の流量が一気にほぼゼロになる。
【００３０】
図１５は、その状態からさらに少しだけ可動弁１２が移動した位置のＤポジションの状態を示しており、水側流調孔１４が水側開口１３から完全に外れ、Ｖ状円周溝１１６が弁座孔１１５より先へ進んで総流量が次第に減少する。
【００３１】
そして、図１６に示されるＥポジションのように、Ｖ状円周溝１１６が弁座孔１１５より先側まで行ってしまうと、弁座孔１１５が塞がれて総流量がほぼゼロになる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、一つの可動弁の連続的な動作によって、水と湯の混合比を一定にした状態で次第に流量を増大させ、その最大流量位置から、水の流量をほぼゼロにした状態で湯の流量を次第に減少させるようにしたことにより、給水管に開閉バルブ等を設けることなく、低い装置コストで、水と湯を一定の混合比で混合して任意の流量で送り出せるだけでなく熱湯を任意の流量で出湯させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のミキシングバルブの縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の流調孔の展開図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のミキシングバルブの特性線図である。
【図４】本発明のミキシングバルブが用いられる給湯装置の一例を示す配管図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す部分側面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す部分側面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す部分側面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す部分側面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す部分側面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態のミキシングバルブの縦断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の可動弁の斜視図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す平面及び縦断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す平面及び縦断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す平面及び縦断面図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す平面及び縦断面図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態のミキシングバルブの動作を示す平面及び縦断面図である。
【符号の説明】
４  給水管
５  給湯管
６  出湯管
１０  ミキシングバルブ
１１  混合室
１２  可動弁
１３  水側開口
１４  水側流調孔
１５  湯側開口
１６  湯側流調孔
２０  モータアクチュエータ
１１５  弁座孔
１１６  Ｖ状円周溝
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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