(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温水路（３）と、水道水路（２）の開口とを、モータ（７）の出力杆（７Ａ）及びワックス部材（６）の出力杆（６Ａ）によって駆動される弁体（５）によって制御し、
所定温度の温水を混合湯路（４）に向けて供給する弁本体（１）と、
流路（１１）内を流れる温水の流量を検出して出力するフローセンサ（１３）を備える流量検出管体（１０）と、
流路（２１）内を流れる温水の温度を検出して出力するサーミスタ（２２）を備える温度検出管体（２０）と、を個別に設け、
前記弁本体の混合湯路（４）と、流量検出管体（１０）の流路（１１）と、温度検出管体（２０）の流路（２１）とを、流体の流れ方向において上流より下流に向けて直線上に接続配置するとともに前記流量検出管体の流路（１１）には、その上流側の流路（１１）に複数の螺旋壁（１２）が配置され、前記螺旋壁（１２）の下流側の流路（１１）に前記フローセンサを配置したことを特徴とする電動式湯水混合弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電気、石油、ガス等の加熱装置によって加熱された高温水を、混合弁にて水道水と混合して所定の温度の温水に制御し、この温水を浴槽、カラン等の消費部に向けて給湯する湯水混合弁に関し、そのうち前記温水の温度制御を主に電気的に行なった電動式湯水混合弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動式湯水混合弁は図２に示される。
１は内部を上下方向に流路１Ａが穿設された弁本体であり、流路１Ａの上方の左側方には水道水路２に連なる第１弁孔２Ａが開口し、前記第１弁孔２Ａの下方の右側方には、流路１Ａに向けて高温水路３に連なる第２弁孔３Ａが開口する。
以上によると、第１弁孔２Ａより流路１Ａ内に向けて水道水が流入し、第２弁孔３Ａより高温水が流路１Ａ内に向けて流入するもので、これによると第２弁孔３Ａより下流側の流路１Ａは水道水と高温水とが混合されて流下する混合流路４となる。
５は円筒形状をなす弁体であり、弁体５の上端５Ａが第１弁孔２Ａの流路１Ａに対する開度を制御し、弁体５の下端５Ｂが第２弁孔３Ａの流路１Ａに対する開度を制御する。
そして、弁体５が図２において上方向へ移動すると、第１弁孔２Ａの開口は上端５Ａによって減少されて水道水の流路１Ａ内に流入する量が減少されるとともに第２弁孔３Ａの開度は、下端５Ｂによって増加し、高温水の流路１Ａに流入する量が増加する。
一方、弁体５が図２において下方向へ移動すると、第１弁孔２Ａの開度は上端５Ａによって増加されて水道水の流路１Ａ内に流入する量が増加されるとともに第２弁孔３Ａの開度は、下端５Ｂによって減少し、高温水の流路１Ａに流入する量が減少する。
６は流路１Ａを含む混合湯路４内に配置されたワックス部材であり、ワックス部材６は、混合湯路４内を流れる温水の温度を感知して出力杆６Ａが図において上下方向に伸縮し、この出力杆６Ａの移動が弁体５に伝達される。
７は弁本体１の上部に配置されたモータであり、モータ７の回転は減速機によって減速され、出力杆７Ａを図において上下方向に移動させ、この出力杆７Ａの移動が弁体５に伝達される。
以上によると、弁体５の第１弁孔２Ａ、第２弁孔３Ａに対する開度制御は、第１には、モータ７に入力される電流値によって出力杆７Ａが変位し、この変位が弁体５に伝達されることによって決定され、第２には、ワックス部材６が混合湯路４を流れる温水の温度を感知して出力杆６Ａが変位し、この変位が弁体５に伝達されることによって決定され、もって混合湯路４内を流れる温水の温度が所定温度となるよう補正される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の電動式湯水混合弁によると、ワックス部材６は混合湯路４内を流れる温水の温度を安定して正確に感知することが難しい。
すなわちワックス部材６はその出力杆６Ａを介してワックス部材６の出力信号を弁体５に向けて出力する必要があり、これによるとワックス部材６は弁体５の近傍に配置されることが望まれる。
一方、弁体５によって制御され、第１弁孔２Ａから混合湯路４内に流れる水道水、及び第２弁孔３Ａから混合湯路４内に流入する高温水は、弁体５の近傍（いいかえると第１弁孔２Ａ、第２弁孔３Ａの近傍）においては水道水と高温水との混合が不充分な分流状態にあり、このうちワックス部材６が水道水の温度を感知すると、混合湯路４内を流れる温水の温度を低めに検出し、一方ワックス部材６が高温水の温度を検出すると、混合湯路４内を流れる温水の温度を高めに検出することになる。
前記不具合を解決する為に、ワックス部材６を弁体５より離すことが考慮されるが、これによると出力杆６Ａを含むワックス部材６の全長が長くなり、弁体５への接続時においてワックス部材６の剛性を高める必要があり、更にはワックス部材６を特別仕様の元に新たに製作する必要があり、標準ワックス部材が使用できないことにより部品コストの大幅な上昇をもたらす。
又、混合湯路４内に該湯路４内の温度を感知し、その温度状態をモータ７に向けて出力し、弁体５の開度を補正するサーミスタを設けることも考慮されるが、混合湯路４内の温度状態が不均一な状態であることから該温度を検出しても弁体５の開度を正確に補正することは依然として困難である。
【０００４】
本発明は前記不具合に鑑み成されたもので、混合湯路４内を流れる温水の高温度を極めて正確に安定的に制御できる電動式湯水混合弁を提供することを主たる目的とする。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】
本発明になる電動式湯水混合弁は前記目的達成の為に、温水路と、水道水路の開口とを、モータの出力杆及びワックス部材の出力杆によって駆動される弁体によって制御し、
所定温度の温水を混合湯路に向けて供給する弁本体と、
流路内を流れる温水の流量を検出して出力するフローセンサを備える流量検出管体と、
流路内を流れる温水の温度を検出して出力するサーミスタを備える温度検出管体と、を個別に設け、
前記弁本体の混合湯路と、流量検出管体の流路と、温度検出管体の流路とを、流体の流れ方向において上流より下流に向けて直線上に接続配置するとともに前記流量検出管体の流路には、その上流側の流路に複数の螺旋壁が配置され、前記螺旋壁の下流側の流路に前記フローセンサを配置したことを特徴とする。
【０００６】
【作用】
高温水路と水道水路の開口は、モータとワックス部材の出力杆によって複合的に動作される弁体によって制御され、混合された温水が混合湯路に供給される。混合湯路内を流れる混合された温水は、流量検出管体の流路内において、第１に複数の螺旋壁により攪拌されて旋回流となり、第２に前記において攪拌された旋回流によりフローセンサが回転して温水が更に攪拌されて高温水と水道水とが充分に混合された温水となり、この温水温度が温度検出管体内のサーミスタにて検出されて出力される。
又、弁本体の混合湯路と流量検出管体の流路と、温度検出管体の流路は直線上に配置され、該流路を流れる温水の圧力損失が少なく流路内における温度勾配を小さく抑止できる。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明になる電動式湯水混合弁の一実施例を図１により説明する。
電動式湯水混合弁は図２に示されたものと同構造を成すもので、弁本体１を上下方向に流路１Ａが穿設され、その左側上方に水道水路２に連なる第１弁孔２Ａが開口し、その下方の右側方に高温水路３に連なる第２弁孔３Ａが開口し、第２弁孔３Ａより下方向に向かって混合湯路４が開口する。
【０００８】
１０は上下方向に流路１１が貫通して穿設された流量検出管体であり、流路１１の上流に複数の螺旋壁１２が配置されるとともに螺旋壁１２の下流側の流路１１にフローセンサ１３が配置される。フローセンサ１３は回転軸１３Ａに複数の翼１３Ｂが取着されるとともに翼１３Ｂの外周に磁石１３Ｋが配置され、さらに該磁石に対向する流量検出管体１０にホール素子１３Ｄが配置される。
以上によれば、流路１１内を上方から下方に向けて流体が流れると、螺旋壁１２は、流路１１内を流れる流体の流れを旋回流へと変換し、これによって翼１３Ｂが回転軸１３Ａを基に回転し、この回転が磁石１３Ｋからホール素子１３Ｄによって検出されて出力される。
【０００９】
２０は、上下方向に流路２１が貫通して穿設された温度検出管体であり、流路２１内に向けてサーミスタ２２の先端が開口配置され、流路２１内を流れる流体の温度がサーミスタ２２によって検出されて出力される。
【００１０】
そして、本発明になる電動式湯水混合弁によると、弁本体１の下端に開口する混合湯路４に流量検出管体１０の流路１１の上方が接続され、この流路１１の下方に温度検出管体２０の上流が接続される。
本例において混合湯路４の下方と流路１１の上方とは流路より小径をなす筒状ジョイント部材４０にて接続され、流路１１の下方には流路２１が挿入接続される。
ここで重要なことは、第１には流体の流れ方向において、上流から下流側に向けて弁本体１の混合湯路、流量検出管体１０の流路１１、温度検出管体２０の流路２１の順序で配置されることであり、第２には、弁本体１の混合湯路４と、流量検出管体１０の流路１１と温度検出管体２０の流路２１とが直線上に配置されることである。
【００１１】
次にその作用について説明する。
モータ７に駆動信号が入力されると、モータ７は駆動信号に応じて動作して出力杆７Ａを介して弁体５を動作し、第１弁孔２Ａの開度に応じて水道水路２から流路１Ａ内に水道水を供給するとともに第２弁孔３Ａの開度に応じて高温水路３から流路１Ａ内に高温水を供給する。
これら水道水と高温水は、混合湯路４内において混合されて温水に制御され、この温水の温度に応じてワックス部材６が動作し、出力杆６Ａを介して弁体５の開度が温度補正される。（この作用は従来と同一である）
【００１２】
弁本体１の混合湯路４内の温水は、流量検出管体１０の流路１１内に流入して上方から下方に向かって流下するもので、このとき温水は螺旋壁１２によって旋回流となり、この旋回流によってフローセンサ１３としての翼１３Ｂが回転し、ホール素子１３Ｄより外部に向けて流量信号が出力される。
かかる流量信号は風呂への給湯、あるいはカランへの給湯等の制御において使用される。
【００１３】
次いで流路１１内の温水は、温度検出管体２０の流路２１内を流下するもので、この温水がサーミスタ２２によって検出されて出力される。
【００１４】
ここで温度検出管体２０の流路２１内へ流入する温水について着目すると、弁本体１の混合湯路４において、高温水と水道水との混合が不充分、不均一であった温水は、流量検出管体１０内において充分に混合されて均一な温水となる。
すなわち流量検出管体１０の流路１１を温水が流下する際、その上流側において、螺旋壁１２によって旋回流となって温水は攪拌され、次いでその下流側において、前記旋回流によってフローセンサ１３の翼１３Ｂが回転することにより温水が更に攪拌されるもので、これらによって２段階に渡り充分に攪拌されることから充分に混合されて均一な温水となる。
そして、上記均一に混合された温水が、温度検出管体２０の流路２１内に流入し、この温水の温度がサーミスタ２２によって検出されることから本電動式混合弁において形成される温水の温度を極めて正確に検出できる。
そして、この正確な温度信号がサーミスタ２２からモータ７にフィードバックされることによると、弁体５はその温水温度に応じて適正な開度補正を行なうことができ、もって所定の温度に制御された温水を正確に且つ安定的に供給できたものである。
【００１５】
又、弁本体１の混合湯路４（流路１Ａ）と流量検出管体１０の流路１１、温度検出管体２０の流路２１が直線上に配置されたことによると、それら流路内を流れる圧力損失が少なく且つ温度勾配も小さくできるもので、これは湯水混合弁として好適である。
【００１６】
又、電動式湯水混合弁は、弁体５を備える弁本体１と、螺旋壁１２、フローセンサ１３を備える流量検出管体１０と、サーミスタ２２を備える温度検出管体２０とが予め個別に用意され、その後において一体的に接続形成したことによると、風呂自動給湯機、あるいは一般的に用いられる台所等の一般給湯機において給湯システムに対する装着性及びメンテナンス性を大きく向上できたものである。
【００１７】
【発明の効果】
以上の如く、本発明になる電動式湯水混合弁によると、高温水路３と、水道水路２の開口とを、モータ７の出力杆７Ａ及びワックス部材６の出力杆６Ａによって駆動される弁体５によって制御し、
所定温度の温水を混合湯路４に向けて供給する弁本体１と、
流路１１内を流れる温水の流量を検出して出力するフローセンサ１３を備える流量検出管体１０と、
流路２１内を流れる温水の温度を検出して出力するサーミスタ２２を備える温度検出管体２０と、を個別に設け、
前記弁本体の混合湯路４と、流量検出管体１０の流路１１と、温度検出管体２０の流路２１とを、流体の流れ方向において上流より下流に向けて直線上に接続配置するとともに前記流量検出管体の流路１１には、その上流側の流路１１に複数の螺旋壁１２が配置され、前記螺旋壁１２の下流側の流路１１に前記フローセンサを配置したので、湯水混合弁内を流れる温水の温度をサーミスタにて安定して且つ正確に検出でき、これによってモータによる弁体に対する正確な温度補正を実施でき、もって湯水混合弁より安定して正確な所定の温水を供給できる。
又、湯水混合弁は弁本体５を備える弁本体１と、螺旋壁１２、フローセンサ１３を備える流量検出管体１０と、サーミスタ２２を備える温度検出体２０と、が個別に用意され、そして、それらが一体的に接続配置されるので給湯システムへの装着性及びメンテナンス性を大きく向上できる。更には弁本体、流量検出管体及び温度検出管体の各流路が一直線上に配置されたので圧力損失、温度勾配を小さくすることができ温水混合弁として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明になる電動式湯水混合弁の一実施例を示す縦断面図。
【図２】  従来の湯水混合弁を示す縦断面図。
【符号の説明】
１        弁本体
４        混合湯路
１０      流量検出管体
１１      流路
１３      フローセンサ
２０      温度検出管体
２１      流路
【図１】
0004154709.tif 000002
【図２】
0004154709.tif 000003