JPS6312285Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は給湯中は湯と水を混合して給湯栓か
ら排出し、給湯停止中は湯と水の混合水を循環さ
せて給湯栓を開いたとき給湯栓から直ちに適温の
湯が出るようにした給湯装置、特にその湯水の混
合弁に関するものである。

〔従来の技術〕

上記のような作用を行う給湯装置の従来例を第
１図ないし第７図に基づいて説明すると、ガスバ
ーナ１で加熱される給湯槽２の流出口２ａは四方
混合弁３の湯流入口３ａに接続されて湯を供給
し、減圧逆止弁４を中途に設けた給水管５は給湯
槽２の流入口２ｂと混合弁３の水流入口３ｂに水
を供給している。この混合弁３の流出口３ｃはポ
ンプ６の吸込口に連結され、ポンプ６の吐出口は
混合弁３の循環水流入口３ｄに連結されて循環管
路を構成している。この混合弁３の流出口３ｃの
後方にはこの弁で混合されて混合水の温度を検出
する温度検出手段７が取付けられており、混合弁
３とポンプ６との間には給湯栓８が少なくとも１
個設けられている。また、ポンプ６の吐出側には
ポンプ６の吐出側への流れを防止するために逆止
弁９が設けられ、この逆止弁９によつてポンプ６
が停止しても給湯時には給湯槽２からの湯と給水
管５からの水ととを混合した湯を、給湯栓８から
給湯することができる。

上記混合弁３は、温度検出手段７からの検出温
度と給湯温度設定器１０からの設定温度とを入力
とする弁制御手段１１によつて、給湯栓８から得
られる湯温（給湯温）が設定器１０の設定温度と
なるように制御される。この混合弁３は、弁本体
に閉子が回動自在に挿入され、弁本体から突出し
た閉子の軸を回動させて閉子の回転位置を変化さ
せると、湯と水の混合比を決定すると共に、この
混合水にポンプ６からの循環水をさらに混合して
流出口３ｃから流出させたり、循環水の一部を水
流入口３ｂを介して給湯槽２へ返送したりする。

以上の給湯装置に使用する混合弁として、この
考案の出願人は、昭和57年特許第79000号で提案
しており、この混合弁を第２図以下に説明する。

第２図、第３図に示すように、略円筒状に形成
された弁本体１２の側壁には、湯流入口３ａと水
流入口３ｂが対向して設けられ、また、循環水流
入口３ｄが流入口３ａ，３ｂとほぼ直角となる位
置であり、且つそれらよりも下方に設けられてい
る。各流入口３ａ，３ｂ，３ｄからの混合水を流
出させる流出口３ｃが弁本体１２の下端面に設け
られ、弁本体１２内には各流入口３ａ，３ｂ，３
ｄからの流入量を調整する略円筒状の閉子１３が
回転自在に挿入され、閉子１３の軸１４はシール
されて弁本体１２の上端面から突出している。こ
の閉子軸１４はギヤモータ、ステツピングモータ
等のモータ１５により回動されるもので、その回
転量が軸１４と連動するポテンシヨメータ１６に
よつて検出される。なお、上記混合弁３は、温度
検出手段７から温度に対応した信号を入力とする
弁制御手段１１によりモータ１５を制御すること
によつて、温度設定器１０で設定した温度となる
ように制御され、給湯栓８から適温となる湯が得
られる。

上記閉子１３の周壁には、弁本体１２の湯流入
口３ａと水流入口３ｂとの同一平面に、湯と水と
を混合するための混合水用開口部１７が形状さ
れ、また、この開口部１７の下方且つ循環水流入
口３ｄとの同一平面に、循環水を流入するための
循環水用開口部１８が形成され、これらの開口部
１７，１８は閉子１３の内部と連通している。ま
た、上記閉子１３の周壁には、水流入口３ｂと循
環水流入口３ｄとを連通させる軸平行な溝１９が
水流入口３ｂ寄りに形成されており、この溝１９
は閉子１３の内部とは連通していない。なお、上
記混合水用開口部１７は循環水流入口３ｄに接し
ないよう、また循環水用開口部１８は湯流入口３
ａ及び水流入口３ｂと接しないようそれぞれ形成
されている。さらに、上記混合水用開口部１７の
開口角度は略180゜とすることが望ましいが、これ
に限定されるものではなく、また、循環水用用開
口部１８の開口角度は、常に循環水が循環できる
角度であればどのような角度であつてもよい。

上記混合弁３の作用を説明すれば、閉子１３が
第５図ａ，ｂの位置では第５図ａのように湯流入
口３ａと水流入口３ｂから閉子１３内に流入する
湯と水の流入量は等しく、また第５図ｂのように
循環水流入口３ｄからの循環水も閉子１３内に流
入して流出口３ｃから流出させる。

つぎに、上記第５図ａ，ｂの状態から図に向つ
て閉子１３を右へほぼ45゜回転させると水流入口
３ｂと循環水流入口３ｄのみが流出口３ｃに連通
して水と循環水のみが流出３ｃから流出する。

また、第５図ａ，ｂから、閉子１３を図に向つ
て左へほぼ45゜回転させた第６図ａ，ｂの状態で
は水流入口３ｂは遮断され湯流入口３ａと循環水
流入口３ｄのみが流出口３ｃに連通し、さらに第
６図ａ，ｂの状態から左け回転させた第７図ａ，
ｂの状態では循環水流入口３ｄから流入した循環
水が開口部１８から閉子１３内に流入するととも
に、同循環水流入口３ｄと水流入口３ｂが溝１９
により連通される。

第７図ａ，ｂの状態では循環水流入口３ｄから
の循環水の一部が溝１９、水流入口３ｂを経て、
給湯槽２へ送給され、残りが流出口３ｃに戻され
る。

以上のような給湯装置においては、給湯中は、
混合弁３の閉子１３に形成された混合水用開口部
１７の湯流入口３ａと水流入口３ｂへの開口率に
よつて水と湯を適当に混合し湯温を制御してい
る。

また、給湯停止中は、ポンプ６により湯が循環
しているが、（ポンプ６は給湯中も運転されてい
る）、配管等での放熱を回復するために混合弁３
（特に閉子１３）の働きにより、循環水の一部が
前記のように、混合弁３の水流入口３ｂを通じて
給湯槽２へ流れ、給湯槽２へ流入した量とほぼ等
しい湯が給湯槽２から混合弁３の湯流入口３ａを
介して流れ込む。この給湯停止中に給湯槽２から
湯流入口３ａに流れ込む湯量のことを湯温回復湯
量という。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記のような給湯装置において、閉子１３が湯
と水を等しく混合して給湯栓８から排出している
状態（第５図ａ，ｂ参照）から、湯を全開し水を
全閉している状態（第６図ａ，ｂ参照）を経て、
さらに左に回転させると、溝１９によつて循環水
流入口３ｄと水流入口３ｂとが連結され、湯温を
回復させる湯が流れる（第７図ａ，ｂ参照）。従
つて、給湯停止中に閉子１３が第７図の状態で安
定しているときに給湯を開始して、第７図の位置
の閉子１３が右回転すると、必ず湯全開且つ水全
閉状態（第６図ａ，ｂ参照）を通過しなければな
らず、湯温が急上昇して給湯温が不安定となる等
の問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために、この考案は筒
状の弁本体の側壁に湯流入口と水流入口とを対向
して設けるとともに、これらの両流入口の中間部
における下方の側壁に循環水流入口を設け、弁本
体の下部には湯水の混合水流出口を設け、前記湯
流入口には給湯槽に設けた湯の流出口を連通さ
せ、水流入口には給湯槽に設けた水および循環水
の流入口と給水管とを連通させ、前記循環水流入
口と混合水流出口とを通じる循環管路には給湯栓
と、混合水流出口から循環水流入口に向けて混合
水を送るポンプと、循環水流入口からポンプ方向
への水の逆流を阻止する逆止弁を設け、弁本体内
には上記循環管路の湯温を検出する温度検出手段
からの検出温度と給湯温度設定器からの設定温度
を入力とする弁制御手段によつて制御される駆動
手段により回動される中空閉子を嵌合し、この閉
子には弁本体の湯流入口と水流入口とを閉子内に
連通させる混合水用開口部を設け、閉子の外周面
には、弁本体の水流入口に通じる縦溝部と、弁本
体の循環水流入口に通じる横溝部からなり、閉子
内から遮断されたほぼＬ字状の溝を設け、上記横
溝部の循環水流入口側の端部近くの閉子の周壁に
は閉子の内外を連通させる第１孔を設け、前記横
溝部の一部には横溝部を閉子内に連通させる第２
孔を設け、閉子の下端は弁本体の下部の湯水の混
合水流出口に連通するように開放して給湯中と給
湯停止中の何れの閉子角においても常に循環水流
入口が水流入口に通じているようにしたものであ
る。

〔実施例〕

次に、この考案の実施例を第８図ないし第１０
図に基づいて説明する。

第８〜１０図に示すように、第２図の弁本体１
２と同様に円筒状に形成された弁本体２０の側壁
には、、湯流入口３ａと水流入口３ｂが対向して
設けられ、循環水流入口３ｄが流入口３ａ，３ｂ
とぼ直角となり且つそれらよりも下方の位置に設
けられている。各流入口３ａ，３ｂ，３ｄからの
混合水を流出させる流出口３ｃが弁本体２０の下
端面に設けられ、弁本体２０内には水と湯等の混
合比等を決定する略円筒状の閉子２１が回動自在
に挿入され、閉子２１の軸２２はシールされて弁
本体２０の上端面から突出している。

上記閉子２１の周壁には、弁本体２０の湯流入
口３ａと水流入口３ｂとの同一平面に、湯と水と
を混合する混合水用開口部２３が閉子２１の内部
とは連通して形成されている。この開口部２３の
開口角度は略180゜となつているが、この角度は、
湯流入口３ａと水流入口３ｂとの角度に関連する
ものであるから、この角度に基づいて決定すれば
よい。また、上記閉子２１の周壁には、水流入口
３ｂと循環水流入口３ｄとを連通させる略Ｌ字状
の溝２４が隔壁２５によつて閉子２１内部と隔離
されて形成されている。この溝２４は、軸平行な
縦溝部２４ａと、この縦溝部２４ａに直角な横溝
部２４ｂとからなり、縦溝部２４ａは水流入口３
ｂ側の開口部２３寄りに形成されており、横溝部
２４ｂは開口部２３の下方且つ循環水流入口３ｄ
の同一平面に、縦溝部２４ａから開口部２３の略
中央部まで伸びて形成されている。さらに、上記
閉子２１の周壁には、開口部２３の下方、横溝部
２４ｂの同一平面且つ横溝部２４ｂ寄りに第１孔
２６が、溝２４内に第２孔２７がそれぞれ閉子２
１内部と連通して形成されているから、循環水流
入口３ｄと流出口３ｃとが第１、第２孔２６，２
７及び溝２４によつて連通される。

上記実施例の場合も第１図と同じ回路に取付け
て使用するものでその制御も同じである。

すなわち、第９図、第１０図に示すように、閉
子２１の位置を湯流入口３ａと水流入口３ｂの両
方から開口部２３に流入するようにしていると
き、第１孔２６と溝２４および第２孔２７は循環
水流入口３ｄに通じ、また溝２４は第９図のよう
に水流入口３ｂにも通じている。

上記の位置から閉子２１を左回転させて、混合
水用開口部２３が湯流入口３ａのみ連通した状態
（第６図のａに該当）においても溝２４と第２孔
２７が水流入口３ｂを閉子２１内に通じている。

つぎに、上記したこの考案の実施例（第８図参
照）と従来例（第２図、第３図参照）とを比較す
るために行なつた試験結果を、第１１〜１６図に
基づいて説明する。なお、従来例の試験結果は第
１１図、第１２図及び第１５図に示され、実施例
の試験結果は第１３図、第１４図及び第１６図に
示されている。また、第１１図と第１３図は給湯
中閉子回転角と給湯温の関係を示し、第１２図と
第１４図は給湯停止中の閉子回転角と回復湯量の
関係を示し、第１５図と第１６図は給湯状態と混
合弁流出口での湯温との関係を示している。ここ
で、給湯槽２から送給される湯の温度は80℃であ
り、給水管５から供給される水の温度は20℃であ
り、閉子回転角は水全開且つ湯全閉、すなわち、
閉子１３または２１の混合水用開口部１７または
２３が水流入口３ｂにのみ通じているときを0゜と
し、水全閉且つ湯全開、すなわち、開口部１７ま
たは２３が湯流入口３ａのみに通じているときを
90゜としている。

いま、給湯温度設定器１０では給湯温が42℃に
設定してあるとする。設定給湯温42℃に対する回
復湯量は、配管の長さ、周囲温度等によつて変わ
るが、一般家庭に用いる標準的な配管仕様（1/2
〜3/4インチ銅管を10mmの発泡ポリエチレン保温
材で被覆し、その全長が20ｍ程度であるもの）で
は、給湯槽２の湯温が80℃であれば0.1〜0.2／
分であり、最大回復湯量は１／分となるポンプ
が使用されている。

従つて、従来例における閉子回転角は、給湯中
は約33゜であり、給湯停止中は第７図のように約
105゜であるため、第１５図に示すように給湯を停
止して閉子を33゜から105゜に回転すると、湯温が
低下すると共に湯温が回復するまでに長時間を要
し、また、給湯開始して閉子を105゜から33゜に回
転すると、給湯が急激に上昇してしばらくは湯温
が変動し、給湯栓からの湯が安定しない。

これに対し、この実施例における閉子回転角
は、給湯中は従来通りの約33゜であり、給湯停止
中は約32゜の如く殆ど変化がないのであり、その
差が非常に小さいため、第１６図に示すように、
給湯の開始及び停止時にもほとんど湯温に変動が
みられない。

なお、以上の実施例において、湯温回復量を決
定するのは、溝２４の横溝部２４ｂの右端部の角
度であるが、この位置を求めるには、平均水温
（給水管５から供給される水温の年間平均値）を
基準とし、設定給湯温に対する給湯中の閉子位置
と給湯停止中の閉子位置とをほぼ一致させておく
ことが望ましいが、給湯中と給湯停止時との閉子
位置に少々のずれ（例えば回転角10゜）が生じて
も、弁制御手段における応答によりそのずれによ
る変動は解消することができるので、少々のずれ
があつてもよい。給湯停止時の湯温回復状態での
閉子位置は、給湯回路の配管長、保温の状態など
により若干変化するが、閉子角90゜での回復量に
比べ必要量が少ないため、給湯停止中の閉子角に
は大きな変化はない。また、通常、給湯装置は多
くの場合給湯温約42℃で使用されるため、給湯温
42℃において、給湯中と給湯停止中との閉子回転
角をほぼ一致させておけばよい。さらに、夏、冬
などの変化で水温が変化したときの応答を考える
と、例えば冬の場合水温が低下して給湯中の閉子
角は角度が少し大きくなるが、給湯停止中は、外
気温度の低下により配管の放熱が増え必要な湯温
回復量も増え給湯停止中の閉子角も角度が大きく
なるほうへずれるため、これらが相殺しあい、給
湯中と給湯停止中の閉子角のずれはあまり大きく
ならない。また、設定角度を変えた場合も同様の
ことがいえる。従つて、平均水温（例えば15℃）、
代表設定温（例えば42℃）で設計してもほぼ全て
の条件で満足な結果が得られる。

〔効果〕 この考案は前記のように混合栓の閉子の周壁に
設けた混合水用開口部の水流入口側の端部近くか
ら、下方に向かう縦溝部と、この縦溝部の下端か
ら混合水用開口部の各中央部下方に達する前記循
環水流入口と同一平面の横溝部からなる略Ｌ字状
の溝を設けるとともに、この横溝部の循環水流入
口側の端部近くの閉子周壁には閉子内を循環水流
入口に通じる第１孔を設け、さらに、この第１孔
に近い横溝部内にはこの横溝部と閉子内を通じる
第２孔を設けて、給湯中と給湯停止中の何れの閉
子角においても常に循環水流入口が水流入口に通
じているようにしたものであるから、給湯中と給
湯停止中の何れの場合も湯水の混合比を変えると
き以外は殆ど閉止を回動させる必要がない。従つ
て、給湯停止状態から給湯を開始したときにおい
て閉子を大きく回転させる必要がなく、従来装置
のように給湯停止から給湯開始に移る途中に湯温
が急上昇するようなおそれがなく、給湯開始の際
でも安定した湯が給湯装置から得られる。また、
給湯の開始と停止を短時間に繰り返したとしても
閉子位置を制御するモータの変動はほとんどない
ため、モータに大きな負荷が作用しないなどの効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は給湯装置の一例を示す回路図、第２図
は従来の混合弁の一例を示す斜視図、第３図は第
２図に示す混合弁の閉子の一例を示す斜視図、第
４図は第３図の閉子の縦断面図、第５図ａ、第６
図ａ及び第７図ａは閉子の回転位置と各流入口と
の関係を示す第４図のＡ−Ａ線断面図、第５図
ｂ、第６図ｂ及び第７図ｂはそれぞれ第５図ａ、
第６図ａ及び第７図ａと同じ状態での第４図のＢ
−Ｂ線断面図、第８図はこの考案に用いる混合弁
の一例を示す斜視図、第９図は湯及び水流入口に
おける第８図の横断面図、第１０図は循環水流入
口における第８図の横断面図、第１１図と第１３
図は給湯中の閉子回転角と給湯温との関係を示す
従来例と実施例のグラフ、第１２図と第１４図は
給湯停止中の閉子回転角と回復湯量との関係を示
す従来例と実施例のグラフ、第１５図と第１６図
は給湯状態と混合弁の出口部の湯温との関係を示
す従来例と実施例のグラフである。 １……バーナ、２……給湯槽、３……混合弁、
３ａ……湯流入口、３ｂ……水流入口、３ｃ……
混合水流出口、３ｄ……循環水流入口、４……減
圧逆止弁、５……給水管、６……ポンプ、７……
…温度検出手段、８……給湯栓、９……逆止弁、
１０……温度設定器、１１……弁制御手段、１
２，２０……弁本体、１３，２１……閉子、１
４，２２……軸、１５……モータ、１６……ポテ
ンシヨメータ、１７，１８，２３……開口部、１
９，２４……溝、２５……隔壁、２６……第１
孔、２７……第２孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 筒状の弁本体の側壁に湯流入口と水流入口とを
   対向して設けるとともに、これらの両流入口の中
   間部における下方の側壁に循環水流入口を設け、
   弁本体の下部には湯水の混合水流出口を設け、前
   記湯流入口には給湯槽に設けた湯の流出口を連通
   させ、水流入口には給湯槽に設けた水および循環
   水の流入口と給水管とを連通させ、前記循環水流
   入口と混合水流出口とを通じる循環管路には給湯
   栓と、混合水流出口から循環水流入口に向けて混
   合水を送るポンプと、循環水流入口からポンプ方
   向への水の逆流を阻止する逆止弁を設け、弁本体
   内には上記循環管路の湯温を検出する温度検出手
   段からの検出温度と給湯温度設定器からの設定温
   度を入力とする弁制御手段によつて制御される駆
   動手段により回動される中空閉子を嵌合し、この
   閉子には弁本体の湯流入口と水流入口とを閉子内
   に連通させる混合水用開口部を設け、閉子の外周
   面には、弁本体の水流入口に通じる縦溝部と、弁
   本体の循環水流入口に通じる横溝部からなり、閉
   子内から遮断されたほぼＬ字状の溝を設け、上記
   横溝部の循環水流入口側の端部近くの閉子の周壁
   には閉子の内外を連通させる第１孔を設け、前記
   横溝部の一部には横溝部を閉子内に連通させる第
   ２孔を設け、閉子の下端は弁本体の下部の湯水の
   混合水流出口に連通するように開放して給湯中と
   給湯停止中の何れの閉子角においても常に循環水
   流入口が水流入口に通じているようにした給湯装
   置。