JPH11287337A - 混合比例弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 混合弁と流量制御弁の機能を１つの装置によ
り行うことができるようにし、簡単な構成で安価な装置
とすることができる混合比例弁を提供する。形状記憶合
金製ばねを用いた三方切換弁の作動時に、振動、騒音を
発生することのない装置を提供する。 【解決手段】 ２個の入口２，４と１個の出口３を備え
た弁本体１内に、２つの入口１，４に各々連通し互いに
対向するように配置した第１弁座５と第２弁座６を設
け、各弁座にそれぞれ当接する第１弁１６と第２弁１８
を備えた弁体をモータ１０により移動自在とし、第１弁
座５と第２弁座６の開度を逆比例に設定した混合比例弁
において、第１弁座５と第２弁座６間に第３弁座７を設
け、第１弁１６をモータ１０により駆動されるスピンド
ル８に固定し、第２弁１８をスピンドル８に摺動自在に
設けると共にスプリング２０により常時第１弁１６に離
反する方向に付勢し、かつ所定位置で係止した混合比例
弁を構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給湯器の熱交換器
から出た湯と水とを混合し、また、流量も制御すること
ができるようにした混合比例弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】給湯器の熱交換器から出た湯と水とを混
合し、適温にして供給する際には、２個の流入口と１個
の出口を備えた弁本体を有する三方弁を用い、弁本体内
に設けた前記２つの流入口に連通し互いに対向する弁座
に対して、各弁座にそれぞれ当接する弁を備えた弁体を
弁本体内で摺動自在に設け、この弁体の摺動により片側
の弁座の開口が減少すると他側の弁座の開口が増加する
ようにし、この弁体を手動のレバーやコック等により作
動することによって、所定の温度の湯を供給する混合弁
が用いられている。

【０００３】上記のような混合弁を用いて、手動でその
温度を調節することは、湯の温度変化、水量の変化等に
より困難なため、これを自動的に調節することも行われ
ており、弁本体から出る湯の温度を検出して駆動制御さ
れるモータを用い、モータの回転によって上記弁体を弁
体内で摺動させたものも用いられている。

【０００４】一方、給湯器の熱交換器には能力の限界が
存在し、熱交換器は、あまり大きなものを用いることが
できないときには、冬において流入する水道水の温度が
低温となっているときには、混合弁の湯供給側の弁を最
大に解放し、混合する水の量をゼロとしても、なお所定
の温度にならないことがある。このとき、所定の温度ま
で上昇させるには、熱交換器を通る水の量を減少するこ
とにより、熱交換器から出る湯の温度を上昇させること
ができるので、上記の対策として、給湯器側の流路中に
比例弁を設け、温度に応じて水量を変えるようにしてい
る。また、他の対策として、混合弁の弁として特殊な穴
角度のボール弁を用い、湯側の水量調整を可能としたも
のも提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置におい
て、給湯器側の流路中に比例弁を設け、温度に応じて水
量を変えるようにしたものにおいては、流路中に混合弁
と比例弁の２個のバルブを使用することになるため、設
備費が高価なものとならざるを得ない。また、混合弁の
弁として上記のような特殊な穴角度のボール弁を用い、
湯側の流量調整を可能としたものにおいては、このボー
ル弁で絞られる流体の音が大きく、騒音を発生すると共
に、湯と水の混合特性や水量特性を変更したいとき、そ
の調整がきわめて困難であるという欠点を有していた。
上記欠点を解消するため、流体の管路を並列に複数設け
て流量を大きくすることも考えられるが、その際には機
構が複雑になり、その設備費も高価なものとなる。

【０００６】したがって、本発明は、混合弁と流量制御
弁の機能を１つの装置により行うことができるように
し、簡単な構成で安価な装置とすることができる混合比
例弁を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、２個の入口と１個の出口を備えた弁本体内
に、該２つの入口に各々連通し互いに対向するように配
置した第１弁座と第２弁座を設け、各弁座にそれぞれ当
接する第１弁と第２弁を備えた弁体をモータにより移動
自在とし、第１弁座と第２弁座の開度を逆比例に設定し
た混合比例弁において、第１弁座と第２弁座間に第３弁
座を設け、第１弁をモータにより駆動されるスピンドル
に固定し、第２弁をスピンドルに摺動自在に設けると共
にスプリングにより常時第１弁に離反する方向に付勢
し、かつ所定位置で係止した混合比例弁を構成したもの
である。

【０００８】本発明は、上記のように構成したので、弁
本体の出口からの流体温度等によりモータが駆動され、
スピンドルが移動すると、スピンドルの最初の移動区間
では、第１弁は第１弁座に対して、また、第２弁は第２
弁座に対して互いに反比例方向に移動するため、弁体の
２つの入口から流入する流体の混合量が調整される。第
２弁が第２弁座を閉塞し、第１弁が第１弁座を全解放状
態とした後、更にスピンドルが移動すると、第２弁は第
２弁座に当接したまま第１弁はスピンドルと共に移動
し、第３弁座を閉じる方向に移動する。それにより第１
入口からの流体は次第に絞られ、モータの駆動に応じて
その流量は比例制御される。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に沿って説
明する。図１に示すように、弁本体１の側部には、第１
入口２と出口３を備え、下端部には第２入口４を備える
と共に、弁本体内には、第１入口２と連通する第１弁座
５を下向きに、また、第２入口４と連通する第２弁座６
を上向きに形成しており、更に第１弁座５と出口３との
間の流路中に第１弁座に近接して第３弁座７を上向きに
形成している。

【００１０】弁本体内にはスピンドル８が弁本体１の軸
線方向に摺動自在に設けており、スピンドル８の上端部
は、弁本体１の上端部に固定したモータ１０の駆動軸１
１と連結している。スピンドル８は、弁本体１の上部ガ
イド１２と下部ガイド１３により回転自在にガイドさ
れ、上端部に形成した雄ねじ１４は上部ガイド１２に形
成した雌ねじ１５と螺合している。

【００１１】スピンドル８には第１弁座５に対向して第
１弁１６を固定し、その下方の摺動部１７には第２弁１
８を摺動自在に設け、第１弁１６の下端にその一端が支
持されるスプリング２０により常時下方に押圧されてお
り、スピンドル８の摺動部１７下端に固定した止め輪２
１に当接して係止している。

【００１２】上記各弁及び弁座の配置は、弁体が次のよ
うな作動を行う位置とされている。すなわち、図１に示
すように、第１弁１６が第１弁座５を閉じているとき、
第２弁１８は止め輪２１にスプリング２０により係止し
た状態で第２弁座６を開放している。次いでモータ１０
の駆動によりスピンドル８が降下し、図２に示すよう
に、第２弁１８が第２弁座６を閉じているとき、第１弁
１６の上側は第１弁座５から離れ、且つ第１弁１６の下
側は第３弁座７から離れている。更にモータ１０が駆動
されて図３に示すようにスピンドル８が降下すると、第
２弁１８はスプリング２０により第２弁座６に当接した
状態で止め輪２１から離れ、第１弁１６は第３弁座７に
次第に近づき、第３弁座７の開口を閉じていき、最終的
に第１弁１６は第３弁座７を完全に閉鎖する。

【００１３】上記構造の混合比例弁を、図４に示すよう
に、熱交換器２２を通った湯とこれを通さない水とを弁
２３で調整する際に、この弁２３の部分に用いたときの
混合比例弁の作動を説明する。図１に示す混合比例弁を
上記弁２３として用いる際には、第１入口２は熱交換器
２２からの管路２４に接続し、第２入口４は熱交換器２
２を通さない管路２５に接続し、また、混合湯水を供給
する管路２６は出口３に接続する。

【００１４】このような接続が行われているとき、図１
に示すように、スピンドル８が最も上昇しているように
モータが駆動されて停止している状態から、所定の温度
の混合湯水を供給するときには、モータが駆動され、ス
ピンドルを下降させる。それにより、スピンドルは回転
しながら下降し、第１弁１６は次第に第１弁座５から離
れ、第２弁１８は第２弁座６に次第に近づき、第１入口
２から熱交換器を通った湯が第１弁座５の開度に応じて
流れ、また、開放されている第３弁座７を通り出口に流
れる。一方、第２弁座６からの水は第２入口４から第２
弁座６の開度に応じて流れ、前記湯と共に混合して出口
から混合湯水として供給される。このときの状態は、図
５に示すように、水１００％、湯０％から、水の量が減
少し、それと反比例して湯の量が増加する。

【００１５】更に、モータが回転してスピンドル８が降
下すると、第２弁１８は第２弁座６に当接するので、結
局、第１弁１６は第１弁座５に対して全開状態となり、
第２弁１８は第２弁座６に対して全閉状態となるため、
熱交換器からの湯量は最大となり、水は原則として停止
される。この状態は図２に示される。この状態から更に
モータが同じ方向に回転し、スピンドル８が降下する
と、第２弁１８は第２弁座６に当接しているため下がる
ことはできないので、第２弁１８はスピンドル８の摺動
部で摺動し、スプリング２０は圧縮され、止め輪２１の
み降下する。このとき、第１弁１６は第１弁座５の全開
位置から更に下がるため、第３弁座７に近づき、第３弁
座７の開口を閉じ始める。それにより、湯の量が低下
し、熱交換器を流れる水量が低下するので、熱交換器か
ら出てくる湯の温度は上昇し、混合弁に供給される水は
停止されているため、混合比例弁から出る湯の温度は次
第に上昇する。スピンドル８の降下量と第３弁座７を流
れる湯の量は比例するので、ここでは比例弁として作用
している。このように、第１弁１６はスピンドル８の降
下と共に第３弁座７を閉鎖し、第１弁が第３弁座７に当
接したとき湯の供給も停止される。この状態は図３に示
され、その直前の状態が混合比例弁から出る湯の温度が
最も高温となっている。この範囲内で出口３から出る湯
の温度を一定に保つようにモータの正逆転の制御が行わ
れる。上記の図３の状態からモータを逆転すると、上記
とは逆の作動をおこなう。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、上記のように構成したので、
混合弁と流量制御弁の機能を１つの装置により行うこと
ができるようになり、簡単な構成で安価な混合比例弁と
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の第１の状態を示す断面図であ
る。

【図２】同第２の状態を示す断面図である。

【図３】同第３の状態を示す断面図である。

【図４】本発明の混合比例弁を適用する例の流体回路図
である。

【図５】図４に適用した際の作動特性図である。

【符号の説明】

１ 弁本体 ２ 第１入口 ３ 出口 ４ 第２入口 ５ 第１弁座 ６ 第２弁座 ７ 第３弁座 ８ スピンドル １０ モータ １６ 第１弁 １８ 第２弁 ２０ スプリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２個の入口と１個の出口を備えた弁本体
   内に、該２個の入口に各々連通し互いに対向するように
   配置した第１弁座と第２弁座を設け、各弁座にそれぞれ
   当接する第１弁と第２弁を備えた弁体をモータにより移
   動自在とし、第１弁座と第２弁座の開度を逆比例に設定
   した混合比例弁において、第１弁座と第２弁座間に第３
   弁座を設け、第１弁をモータにより駆動されるスピンド
   ルに固定し、第２弁をスピンドルに摺動自在に設けると
   共にスプリングにより常時第１弁に離反する方向に付勢
   し、かつ所定位置で係止したことを特徴とする混合比例
   弁。
2. 【請求項２】 スピンドルの移動により第１弁により第
   １弁座を開放すると共に第２弁により第２弁座を閉塞
   し、その後のスピンドルに摺動により、第２弁座を第２
   弁で閉塞した状態で第１弁により第３弁座の開口面積を
   減少するようにしてなる請求項１記載の混合比例弁。