混合弁
【課題】混合対象となる第１および第２の流体を、簡易な手段によって、従来よりも十分に混合させることが可能な混合弁を提供する。
【解決手段】ケーシング１内のうち、混合流体用の流出口１１に臨む空間部５０を挟むように設けられて、ケーシング１内に流入した第１および第２の流体を空間部５０に進行させるための第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂと、空間部５０において所定方向に往復動自在な弁体３Ａ，３Ｂと、を備えている、混合弁Ｖであって、弁体３Ａ，３Ｂの外面に突設され、かつケーシング１の内壁面１２に先端部が接近している一対の鍔部７Ａ，７Ｂを備え、空間部５０のうち、一対の鍔部７Ａ，７Ｂどうしの間の領域は、第１および第２の流体どうしが混合する混合室５１とされ、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１は、流出口１１の開口幅Ｌ２と略同一またはそれ以上の幅である。
【解決手段】ケーシング１内のうち、混合流体用の流出口１１に臨む空間部５０を挟むように設けられて、ケーシング１内に流入した第１および第２の流体を空間部５０に進行させるための第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂと、空間部５０において所定方向に往復動自在な弁体３Ａ，３Ｂと、を備えている、混合弁Ｖであって、弁体３Ａ，３Ｂの外面に突設され、かつケーシング１の内壁面１２に先端部が接近している一対の鍔部７Ａ，７Ｂを備え、空間部５０のうち、一対の鍔部７Ａ，７Ｂどうしの間の領域は、第１および第２の流体どうしが混合する混合室５１とされ、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１は、流出口１１の開口幅Ｌ２と略同一またはそれ以上の幅である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば給湯装置において加熱された湯水と非加熱の湯水とを混合させて所定温度の湯水を生成するといった用途や、これ以外の流体の混合用途に用いられる混合弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、混合弁の一例として、特許文献１に記載のものを先に提案しており、これを図１０に示す。同図に示す混合弁Ｖｅは、ケーシング１内に、弁軸２に装着された第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが設けられた構成を有している。ケーシング１には、第１および第２の流体を内部に流入させるための流入口１０Ａ，１０Ｂ、ならびに混合流体用の流出口１１が設けられている。また、ケーシング１内には、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂを形成した弁座用壁部４０Ａ，４０Ｂが設けられている。第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂは、弁軸２に装着されており、弁座用壁部４０Ａ，４０Ｂどうしの間に形成された空間部５０において弁軸２の長手方向に往復動自在である。第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂは、バネ６によって互いに離反する方向に付勢されている一方、所定幅以上には離間しないように規制部２１ａ，２１ｂによってその移動が規制されている。
【０００３】
前記した混合弁Ｖｅにおいては、第１の流体は第１の流通路４２Ａを通過して空間部５０に流入する一方、第２の流体は第２の流通路４２Ｂを通過して空間部５０に流入し、この空間部５０において第１および第２の流体は混合する。この混合流体は、流出口１１からケーシング１の外部に流出する。第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが、図面左方に移動した際には、第１の流通路４２Ａ側の弁開度が小さくなり、これとは反対の同図右方に移動した際には第２の流通路４２Ｂ側の弁開度が小さくなる。したがって、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂを左右に移動させることにより、第１および第２の流体の混合割合を変更することが可能である。また、この混合弁Ｖｅにおいては、第１の弁体３Ａを弁座用壁部４０Ａに当接させた際には、バネ６の弾発力に抗して第２の弁体３Ｂを第１の弁体３Ａ寄りに移動させて、この第２の弁体３Ｂによって第１の弁体３Ａを弁座用壁部４０Ａ側に押圧することが可能である。したがって、第１の弁体３Ａと弁座用壁部４０Ａとの間の止水シール性能を良好にすることができる。これとは反対に、第２の弁体３Ｂを弁座用壁部４０Ｂに当接させる際にも、第２の弁体３Ｂを第１の弁体３Ａによって弁座用壁部４０Ｂ側に押圧することができる。
【０００４】
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。
【０００５】
すなわち、一般的に、混合弁の性能として、第１および第２の流体が十分に混合された混合流体が得られるようにすることが強く要請される。これに対し、前記した混合弁Ｖｅにおいては、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂを通過した第１および第２の流体が空間部５０において衝突して混合される構成に過ぎない。このため、第１および第２の流体の混合が十分に図られるとは断言できず、この点において改善すべき余地があった。とくに、前記した混合弁Ｖｅにおいては、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂを全閉状態とする際の止水シール性を高める手段として、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂを用いており、これら第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂの全体のサイズは比較的大きく、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂどうしの間隔Ｌ２０も比較的大きくなる。したがって、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂを通過した第１および第２の流体は、流速が低下した状態で衝突することとなり、このことが混合促進を図る上で不利となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−３１９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであって、混合対象となる第１および第２の流体を、簡易な手段によって、従来よりも十分に混合させることが可能な混合弁を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本発明により提供される混合弁は、第１および第２の流体を内部に個別に流入させるための一対の流入口、ならびに混合流体用の流出口が設けられているケーシングと、このケーシング内のうち、前記流出口が臨む空間部を挟むようにして設けられ、かつ前記ケーシング内に流入した第１および第２の流体を前記空間部に進行させるための第１および第２の流通路と、これら第１および第２の流通路の流体通過量を変更することが可能に前記空間部に位置して所定方向に往復動自在な弁体と、を備えている、混合弁であって、前記所定方向に間隔を隔てるようにして前記弁体の外面に突設され、かつ前記ケーシングのうち、前記空間部を囲む内壁面に先端部が接近している一対の鍔部を備え、前記空間部のうち、前記一対の鍔部どうしの間の領域は、前記一対の鍔部の先端部と前記内壁面との隙間を通過してきた第１および第２の流体どうしが混合する混合室とされており、前記所定方向において、前記一対の鍔部の外幅は、前記混合流体用の流出口の開口幅と略同一またはそれ以上の幅に形成されていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、第１および第２の流体が、第１および第２の流通路を通過して混合室に流入する際に、一対の鍔部とケーシングの内壁面との間に形成された微小な幅の隙間を通過することにより、その流速が速くなる作用が得られる。したがって、混合室においては、第１および第２の流体を流速が速い状態で衝突させて、これらの混合を促進することが可能となり、混合が十分に図られた混合流体が得られる。さらに重要な効果として、本発明によれば、一対の鍔部の外幅が、混合流体用の流出口の開口幅と略同一またはそれ以上の広幅であるために、第１および第２の流体を混合させる際においては、一対の鍔部の少なくとも一方の流出口寄り部分を、ケーシングの内壁面に常に接近させておくことができ、混合室のうちの流出口に対面する箇所においても第１および第２の流体の少なくとも一方の流速を高速の状態に維持することが可能である（詳細は、後述する実施形態の図２〜図５の説明を参照）。その結果、第１および第２の流体の混合比率を問わず、これらの流体の混合を促進するのに一層好ましいものとなる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、前記弁体として、前記第１および第２の流通路にそれぞれ対応する第１および第２の弁体を有しており、これら第１および第２の弁体は、バネによって互いに離反する方向に付勢されているとともに、所定幅以上には離反しないように規制され、前記第１および第２の流通路のいずれか一方を閉塞する際には、前記バネの弾発力に抗して前記第１および第２の弁体が接近し、前記第１および第２の流通路のいずれかに対応して設けられている弁座に対して、前記第１および第２の弁体の一方を他方によって押し付けることが可能とされており、前記一対の鍔部は、前記バネの両端部を支持するためのバネ受け部として構成されている。
【００１２】
このような構成によれば、第１および第２の弁体のいずれか一方によって、第１および第２の流通路の一方を全閉状態とする際に、第１および第２の弁体の一方によって他方を
所定の弁座に押し付けることが可能となり、優れた止水シール性能を得ることができる。バネは、第１および第２の流通路の一方を全閉とする状態が解除された際に、第１および第２の弁体を元の状態に復帰させる役割を果たす。一対の鍔部は、前記バネの両端部を支持するバネ受け部を兼用しているために、その構成は合理的であり、構造の複雑化などを回避するのに好ましいものとなる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、前記混合流体用の流出口内には、この流出口内の流路面積を部分的に狭めた箇所が設けられている。
【００１４】
このような構成によれば、混合室において混合された第１および第２の流体が流出口に流れ込み、この流出口の流路面積が部分的に狭められた箇所を通過する際に、前記第１および第２の流体の流速が速くなる。したがって、このことによって第１および第２の流体の混合がさらに促進される効果が期待できる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、前記一対の鍔部には、前記第１および第２の流通路を通過してきた第１および第２の流体を前記混合室に通過させるための切欠き状または非切欠き状の孔が少なくとも１以上設けられている。
【００１６】
このような構成によれば、第１および第２の流通路を通過してきた第１および第２の流体は、一対の鍔部とケーシングの内壁面との間に形成されている隙間を通過するだけではなく、一対の鍔部に設けられた孔をも通過して混合室に流入することとなる。このため、混合室に流入する流体のトータルの流量を多くすることができる。したがって、ＰＱ特性をよくし、低圧力で多くの流量を確保するのに好適となる。また、第１および第２の流体が、前記した隙間に加えて前記の孔をも通過すれば、混合室において乱流が生じ易くなり、第１および第２の流体の混合がより促進される。
【００１７】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る混合弁の一例を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】図２に示す状態から第１および第２の弁体が若干量だけ左方に移動した状態を示す要部拡大断面図である。
【図４】図２に示す状態から第１および第２の弁体が若干量だけ右方に移動した状態を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明に係る混合弁の他の例を示す要部拡大断面図である。
【図６】本発明に係る混合弁の他の例を示す要部拡大断面図である。
【図７】本発明に係る混合弁の他の例を示す要部拡大断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明に係る混合弁の他の例を示す要部拡大断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のVIII−VIII断面図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、本発明に係る混合弁の他の例を示す要部断面図である。
【図１０】従来技術の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２０】
図１〜図４は、本発明が適用された混合弁の一例を示している。本実施形態の混合弁Ｖは、後に詳述する一部の構成を除き、その基本的な構成は、図１０に示した混合弁Ｖｅと共通する。したがって、本実施形態において、図１０に示した混合弁Ｖｅと同一または類
似の要素には、図１０と同一の符号を用いることとし、その説明も比較的簡単なものとする。
【００２１】
図１によく表われているように、本実施形態の混合弁Ｖは、ケーシング１、モータＭ、弁軸２、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂ、一対の鍔部７Ａ，７Ｂ、ならびに第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂを形成する弁座用壁部４０Ａ，４０Ｂを具備している。
【００２２】
ケーシング１は、第１および第２の流体をケーシング１内に個別に流入させるための一対の流入口１０Ａ，１０Ｂ、および混合流体用の流出口１１を有している。弁軸２は、ケーシング１内に配されて図１の左右方向に延びており、ケーシング１内に配された第１および第２の支持部材４Ａ，４Ｂに支持されている。弁軸２は、モータＭにより回転可能であり、この弁軸２の外面および第２の支持部材４Ｂの内面には、送りネジ機構を構成するネジ部２０，４９が形成されている。この送りネジ機構により、モータＭを駆動させると、弁軸２は正回転または逆回転しつつ、その長手方向に移動（往復動）する。
【００２３】
弁座用壁部４０Ａ，４０Ｂは、弁軸２の長手方向に間隔を隔てるようにしてケーシング１内に設けられており、互いに対向する面には、弁座４１ａ，４１ｂが形成されている。混合流体用の流出口１１は、弁座用壁部４０Ａ，４０Ｂどうしの間に形成された空間部５０に臨むように設けられており、これら流出口１１と空間部５０とは直接繋がっている。第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂは、弁座用壁部４０Ａ，４０Ｂに開口して設けられており、流入口１０Ａ，１０Ｂからケーシング１内に流入した第１および第２の流体を空間部５０に向けて進行させるための部分である。図面においては、弁座用壁部４０Ｂが第２の支持部材４Ｂにより構成され、かつ弁座用壁部４０Ａがケーシング１に一体的に形成されているが、これに限定されない。たとえば、弁座用壁部４０Ａをケーシング１とは別体の部材を用いて構成することもできる。
【００２４】
第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂは、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂの流体流通量を変更するためのであり、空間部５０内に配され、かつ弁軸２の移動に伴って弁軸２の長手方向に往復動自在である。第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが、図１の左方に移動したときには、第１の流通路４２Ａ側の弁開度が小さくなり、空間部５０への第１の流体の流入量が減少する。これとは反対に、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが図１の右方に移動したときには、第２の流通路４２Ｂ側の弁開度が小さくなり、空間部５０への第２の流体の流入量が減少する。
【００２５】
第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂは、バネ６によって互いに離反する方向に付勢されている一方、所定幅以上には離反しないようにＥリングなどの係止部材２１ａ，２１ｂを用いて位置規制が図られている。図示説明は省略するが、この混合弁Ｖにおいては、たとえば第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが左方に移動して、第１の流通路４２Ａを全閉状態とする場合、第２の弁体３Ｂを係止部材２１ｂによって左方に押動することが可能である。このことにより、第２の弁体３Ｂによって第１の弁体３Ａを左方に押圧し、第１の弁体３Ａと弁座４１ａとを大きな力で当接させて、この部分の止水シール性を良好なものとすることが可能である。このような状態を解除した際には、バネ６の弾発力によって第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂどうしを元の所定幅に復帰させることが可能である。前記とは反対に、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂを右方に移動させて、第２の流通路４２Ｂを全閉状態とする際にも、この第２の弁体３Ｂを第１の弁体３Ａによって右方に押圧し、やはり第２の弁体３Ｂと弁座４１ｂとを大きな力で当接させることが可能である。
【００２６】
第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂと弁軸２との間には、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂの支持を安定させるための補助部材９が設けられている。第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂには、これらの相対回転を阻止するための係合部３８ａ，３８ｂも設けられている。
第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが相対回転したのではバネ６に捩じり力が作用する不具合を生じる。係合部３８ａ，３８ｂは、そのような捩じり力が発生することを防止するのに役立つ。これらの係合部３８ａ，３８ｂについては、先に挙げた特許文献１に詳しく記載されているため、これ以上の説明は省略する
【００２７】
一対の鍔部７Ａ，７Ｂは、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂの外面に突設された略円板状であり、バネ６の両端部を支持するバネ受け部としての役割を果たす。ただし、これら一対の鍔部７Ａ，７Ｂは、第１および第２の流体の混合を促進する役割をも果たす。このような役割を果たすための構成として、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの先端部は、ケーシング１のうち、空間部５０を囲む内壁面１２に接近し、それらの間に微小な幅（たとえば０．３ｍｍ程度の幅）の隙間５２ａ，５２ｂが形成されるようになっている。空間部５０のうち、一対の鍔部７Ａ，７Ｂどうしの間の領域は、隙間５２ａ，５２ｂを通過してきた第１および第２の流体どうしが混合する混合室５１である。さらに、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１は、混合流体用の流出口１１の開口幅Ｌ２と略同一とされている（図２も参照）。ここで、外幅Ｌ１および開口幅Ｌ２は、ともに弁軸２の長手方向の幅であるが、鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１は、第１および第２の流体の混合が行なわれる状態においての鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１であり、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂがバネ６を圧縮させて互いに接近したときの幅ではない。また、前記した開口幅Ｌ２とは、流出口１１の各部の開口幅(内径)のうち、空間部５０との境界部分における開口幅である。
【００２８】
次に、前記した混合弁Ｖの作用について説明する。
【００２９】
まず、この混合弁Ｖは、たとえば給湯装置に組み込まれて、加熱された湯水(第１の流体の一例）と、非加熱の湯水（第２の流体の一例）とを混合させて所望温度の湯水を生成するといった用途に用いられる。この混合弁Ｖにおいては、前述した特許文献１に記載された混合弁と同様に、モータＭを駆動させて、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂを左右に移動させることにより、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂの開口度を変更し、第１および第２の湯水を所望の比率で混合させることができる。また、既述したように、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂを個々に全閉状態とする場合に、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂの一方を他方により押圧して第１の弁体３Ａと弁座４１ａとの当接、または第２の弁体３Ｂと弁座４１ｂとの当接を、強固に行なわせることができる点といった効果も得られる。
【００３０】
前記した効果に加え、この混合弁Ｖにおいては、次のように、第１および第２の流体の混合が促進される特有の効果が得られる。
【００３１】
まず、第１の流体が第１の流通路４２Ａを通過して混合室５１に流入する際には、鍔部７Ａの先端部とケーシング１の内壁面１２との間に形成された微小幅の隙間５２ａを通過する。このため、この隙間５２ａを通過した第１の流体は、その流速が速められて混合室５１に流入することとなる。同様に、第２の流体についても、第２の流通路４２Ｂを通過して混合室５１に流入する際には、鍔部７Ｂの先端部と内壁面１２との間に形成された微小幅の隙間５２ｂを通過するため、その流速が速められて混合室５１に流入する。したがって、混合室５１においては、第１および第２の流体を、流速が速い状態で衝突させて混合させることが可能となり、それらの混合が促進される。
【００３２】
混合流体用の流出口１１が開口している箇所においては、図１および図２に示すように、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの先端部がケーシング１の内壁面１２に直接対面しない場合がある。ところが、本実施形態においては、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１が流出口１１の開口幅Ｌ２と略同一であるために、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの少なくとも一方の先端部を、ケーシング１の内壁面１２に常に接近させておくことが可能である。すなわち、図２に示
す状態においては、一対の鍔部７Ａ，７Ｂのうち、流出口１１寄りの部分７Ａ’，７Ｂ’は、ともにケーシング１の内壁面１２に直接対面していないものの、それらの部分７Ａ’，７Ｂ’を内壁面１２に接近させることが可能であり、これらの箇所に形成される隙間５２ａ’，５２ｂ’の幅を小さくすることができる。したがって、やはり隙間５２ａ’，５２ｂ’を通過する流体の流速を速くすることが可能である。
【００３３】
図３に示すように、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが、図２に示す位置よりも図面左方に移動した場合には、鍔部７Ｂの流出口寄り部分７Ｂ’と内壁面１２の縁との距離Ｌ３は大きくなるものの、鍔部７Ａの流出口寄り部分７Ａ’と内壁面１２との間には、微小幅の隙間５２ａが確保される。したがって、この隙間５２ａを通過する第１の流体の流速を速くし、第１および第２の流体の混合を促進することが可能である。第１および第２の流体の双方の流速が遅い場合には、これらの混合が不十分となり易いが、第１および第２の流体のうち、いずれか一方の流体の流速を速くすれば、それらの混合を促進する効果が得られるのである。図４に示すように、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが、図２に示す位置よりも図面右方に移動した場合には、鍔部７Ａの流出口寄り部分７Ａ’と内壁面１２の縁との距離Ｌ４が大きくなるものの、鍔部７Ｂの流出口寄り部分７Ｂ’と内壁面１２との間には、微小幅の隙間５２ｂが確保されるために、やはり第２の流体の流速を速くし、第１および第２の流体の混合を促進する効果が得られる。
【００３４】
さらに、本実施形態においては、後述する図５に示す実施形態と比較して、次に述べるような効果も得られる。すなわち、隙間５２ａ，５２ｂを通過して流速が速くなった第１および第２の流体を効率良く混合させるには、隙間５２ａ，５２ｂどうしの距離（一対の鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１）が余り長くない方がよい。隙間５２ａ，５２ｂどうしの距離が長いほど、第１および第２の流体が混合される前にそれらの流速が徐々に低下していくからである。これに対し、本実施形態では、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１が流出口１１の開口幅Ｌ２と略同一とされ、図５に示す実施形態の場合よりも隙間５２ａ，５２ｂどうしの距離を短くし、第１および第２の流体の流速を低下し難くすることができる。したがって、第１および第２の流体を高速で衝突させて混合させるのに、より好ましいものとなる。
【００３５】
図５〜図８は、本発明に係る混合弁の他の例を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。
【００３６】
図５に示す実施形態においては、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１を、混合流体用の流出口１１の開口幅Ｌ２よりも大きくしている。このような構成によれば、同図に示すように、一対の鍔部７Ａ，７Ｂのうち、流出口寄り部分７Ａ’，７Ｂ’を、ともに内壁面１２に対面させて接近させることが可能である。また、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが、同図に示す位置から左方または右方に移動した際においては、前記の部分７Ａ’，７Ｂ’の少なくとも一方を、内壁面１２に対面させて接近させておくことが可能である。したがって、本実施形態においても、本発明が意図する作用が適切に得られる。
【００３７】
図６に示す実施形態においては、混合流体用の流出口１１の内部に、ケーシング１の主要部を構成する部材とは別体のリング状部材８が嵌入されている。このリング状部材８の内径Ｄ１は、流出口１１の他の部分の内径Ｄ２よりも小径である。したがって、流出口１１内の流路面積は、リング状部材８が設けられた箇所において部分的に狭められている。本実施形態によれば、混合室５１において混合された第１および第２の流体が、リング状部材８内を通過する際に、その流速が速くなる。したがって、その部分において第１および第２の流体の混合がさらに促進される効果が期待できる。
【００３８】
図７に示す実施形態においては、混合流体用の流出口１１内に嵌入されたリング状部材
８Ａによって、流出口１１の開口幅Ｌ２（空間部５０との境界部分における開口幅）が規定されている。このような構成によっても、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１が開口幅Ｌ２と略同一、またはそれ以上であれば、本発明が意図する作用が得られる。本実施形態から理解されるように、流出口１１の開口幅Ｌ２は、ケーシング１の主要部を構成する部材とは、別体の部材を用いて規定されていてもよい。
【００３９】
図８に示す実施形態においては、一対の鍔部７Ａ，７Ｂに複数の孔３７が貫通して設けられている。より具体的には、同図（ｂ）に示すように、一方の鍔部７Ａの外周縁寄りの位置には、一部切欠き状のスリットの形態をもつ複数の孔３７が設けられている。各孔３７の幅Ｌ３０は、隙間５２ａの幅Ｌ３１と略同一であり、たとえば０．３ｍｍ程度である。他方の鍔部７Ｂについても、同様な構成である。好ましくは、鍔部７Ａ，７Ｂにそれぞれ設けられている孔３７どうしは、互いに向かい合う配置とされている。
【００４０】
本実施形態によれば、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂを通過した第１および第２の流体は、鍔部７Ａ，７Ｂとケーシング１の内壁面１２との間に形成された隙間５２ａ，５２ｂに加えて、複数の孔３７をも通過して混合室５１に流入する。このため、混合室５１への流体流入が促進され、ＰＱ特性をよくすることができる。また、第１および第２の流体が、隙間５２ａ，５２ｂに加えて、各孔３７をも通過すれば、混合室５１において乱流が生じ易くなり、このことによって第１および第２の流体の混合がより促進される効果も期待できる。さらに、各孔３７の幅Ｌ３０は、隙間５２ａ，５２ｂの幅Ｌ３１と略同一であるため、各孔３７を通過した流体と、隙間５２ａ，５２ｂを通過した流体とを、略同一の流速に揃えることができ、それらの流速に大きな偏りを生じないようにすることができる。したがって、第１および第２の流体を混合室５１の各所において満遍なく混合させて、混合促進効果をより高めることが可能となる。
【００４１】
図９（ａ）に示す実施形態においては、鍔部７Ａに設けられた孔３７ａが、非切欠き状のスリットである。同図（ｂ）に示す実施形態においては、鍔部７Ａに設けられた孔３７ｂが、円形状などの非スリット状の孔である。これらの実施形態から理解されるように、鍔部に設けられる孔は、流体を通過させる機能を有すればよく、その具体的な形状などは限定されない。鍔部に設けられる孔は、この孔を通過した流体が乱流となるように、屈曲または湾曲した通路をもつような形態とすることも可能である。
【００４２】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る混合弁の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００４３】
本発明でいう一対の鍔部は、バネ受け部を兼用するものでなくてもよい。また、本発明においては、弁体に少なくとも一対の鍔部が設けられていればよく、一対以上（２つ以上）の鍔部が設けられている場合も、本発明の技術的範囲に包摂される。
【００４４】
上述した実施形態においては、弁体として、第１および第２の弁体を有し、かつこれら第１および第２の弁体を利用して、第１および第２の流通路を全閉する際に、一方の弁体によって他方の弁体を所定方向に押圧できるようにしているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、第１および第２の流通路を全閉する際に、一方の弁体によって他方の弁体を押圧する機能を有しないタイプの混合弁、あるいは第１および第２の流通路のそれぞれを、全閉状態にする機能を有しないタイプの混合弁として構成されていてもかまわない。さらに、弁体として、１つの弁体のみが用いられて、この弁体が所定方向に往復動することにより、第１および第２の流体の混合割合を変更するように構成されたタイプの混合弁についても、本発明を適用することが可能である。
【００４５】
本発明でいう第１および第２の流体の具体的な種類や成分も限定されない。本発明に係
る混合弁は、様々な流体の混合用途に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
Ｖ 混合弁
Ｌ１ 一対の鍔部の外幅
Ｌ２ 混合流体用の流出口の開口幅
１ ケーシング
２ 弁軸
３Ａ，３Ｂ 第１および第２の弁体（弁体）
６ バネ
７Ａ，７Ｂ 一対の鍔部
１０Ａ，１０Ｂ 第１および第２の流体の流入口
１１ 混合流体用の流出口
１２ 内壁面
３７，３７ａ，３７ｂ 孔
４１ａ，４１ｂ 弁座
４２Ａ，４２Ｂ 第１および第２の流通路
５０ 空間部
５１ 混合室
５２ａ，５２ｂ 隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば給湯装置において加熱された湯水と非加熱の湯水とを混合させて所定温度の湯水を生成するといった用途や、これ以外の流体の混合用途に用いられる混合弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、混合弁の一例として、特許文献１に記載のものを先に提案しており、これを図１０に示す。同図に示す混合弁Ｖｅは、ケーシング１内に、弁軸２に装着された第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが設けられた構成を有している。ケーシング１には、第１および第２の流体を内部に流入させるための流入口１０Ａ，１０Ｂ、ならびに混合流体用の流出口１１が設けられている。また、ケーシング１内には、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂを形成した弁座用壁部４０Ａ，４０Ｂが設けられている。第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂは、弁軸２に装着されており、弁座用壁部４０Ａ，４０Ｂどうしの間に形成された空間部５０において弁軸２の長手方向に往復動自在である。第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂは、バネ６によって互いに離反する方向に付勢されている一方、所定幅以上には離間しないように規制部２１ａ，２１ｂによってその移動が規制されている。
【０００３】
前記した混合弁Ｖｅにおいては、第１の流体は第１の流通路４２Ａを通過して空間部５０に流入する一方、第２の流体は第２の流通路４２Ｂを通過して空間部５０に流入し、この空間部５０において第１および第２の流体は混合する。この混合流体は、流出口１１からケーシング１の外部に流出する。第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが、図面左方に移動した際には、第１の流通路４２Ａ側の弁開度が小さくなり、これとは反対の同図右方に移動した際には第２の流通路４２Ｂ側の弁開度が小さくなる。したがって、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂを左右に移動させることにより、第１および第２の流体の混合割合を変更することが可能である。また、この混合弁Ｖｅにおいては、第１の弁体３Ａを弁座用壁部４０Ａに当接させた際には、バネ６の弾発力に抗して第２の弁体３Ｂを第１の弁体３Ａ寄りに移動させて、この第２の弁体３Ｂによって第１の弁体３Ａを弁座用壁部４０Ａ側に押圧することが可能である。したがって、第１の弁体３Ａと弁座用壁部４０Ａとの間の止水シール性能を良好にすることができる。これとは反対に、第２の弁体３Ｂを弁座用壁部４０Ｂに当接させる際にも、第２の弁体３Ｂを第１の弁体３Ａによって弁座用壁部４０Ｂ側に押圧することができる。
【０００４】
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。
【０００５】
すなわち、一般的に、混合弁の性能として、第１および第２の流体が十分に混合された混合流体が得られるようにすることが強く要請される。これに対し、前記した混合弁Ｖｅにおいては、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂを通過した第１および第２の流体が空間部５０において衝突して混合される構成に過ぎない。このため、第１および第２の流体の混合が十分に図られるとは断言できず、この点において改善すべき余地があった。とくに、前記した混合弁Ｖｅにおいては、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂを全閉状態とする際の止水シール性を高める手段として、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂを用いており、これら第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂの全体のサイズは比較的大きく、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂどうしの間隔Ｌ２０も比較的大きくなる。したがって、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂを通過した第１および第２の流体は、流速が低下した状態で衝突することとなり、このことが混合促進を図る上で不利となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−３１９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであって、混合対象となる第１および第２の流体を、簡易な手段によって、従来よりも十分に混合させることが可能な混合弁を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本発明により提供される混合弁は、第１および第２の流体を内部に個別に流入させるための一対の流入口、ならびに混合流体用の流出口が設けられているケーシングと、このケーシング内のうち、前記流出口が臨む空間部を挟むようにして設けられ、かつ前記ケーシング内に流入した第１および第２の流体を前記空間部に進行させるための第１および第２の流通路と、これら第１および第２の流通路の流体通過量を変更することが可能に前記空間部に位置して所定方向に往復動自在な弁体と、を備えている、混合弁であって、前記所定方向に間隔を隔てるようにして前記弁体の外面に突設され、かつ前記ケーシングのうち、前記空間部を囲む内壁面に先端部が接近している一対の鍔部を備え、前記空間部のうち、前記一対の鍔部どうしの間の領域は、前記一対の鍔部の先端部と前記内壁面との隙間を通過してきた第１および第２の流体どうしが混合する混合室とされており、前記所定方向において、前記一対の鍔部の外幅は、前記混合流体用の流出口の開口幅と略同一またはそれ以上の幅に形成されていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、第１および第２の流体が、第１および第２の流通路を通過して混合室に流入する際に、一対の鍔部とケーシングの内壁面との間に形成された微小な幅の隙間を通過することにより、その流速が速くなる作用が得られる。したがって、混合室においては、第１および第２の流体を流速が速い状態で衝突させて、これらの混合を促進することが可能となり、混合が十分に図られた混合流体が得られる。さらに重要な効果として、本発明によれば、一対の鍔部の外幅が、混合流体用の流出口の開口幅と略同一またはそれ以上の広幅であるために、第１および第２の流体を混合させる際においては、一対の鍔部の少なくとも一方の流出口寄り部分を、ケーシングの内壁面に常に接近させておくことができ、混合室のうちの流出口に対面する箇所においても第１および第２の流体の少なくとも一方の流速を高速の状態に維持することが可能である（詳細は、後述する実施形態の図２〜図５の説明を参照）。その結果、第１および第２の流体の混合比率を問わず、これらの流体の混合を促進するのに一層好ましいものとなる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、前記弁体として、前記第１および第２の流通路にそれぞれ対応する第１および第２の弁体を有しており、これら第１および第２の弁体は、バネによって互いに離反する方向に付勢されているとともに、所定幅以上には離反しないように規制され、前記第１および第２の流通路のいずれか一方を閉塞する際には、前記バネの弾発力に抗して前記第１および第２の弁体が接近し、前記第１および第２の流通路のいずれかに対応して設けられている弁座に対して、前記第１および第２の弁体の一方を他方によって押し付けることが可能とされており、前記一対の鍔部は、前記バネの両端部を支持するためのバネ受け部として構成されている。
【００１２】
このような構成によれば、第１および第２の弁体のいずれか一方によって、第１および第２の流通路の一方を全閉状態とする際に、第１および第２の弁体の一方によって他方を
所定の弁座に押し付けることが可能となり、優れた止水シール性能を得ることができる。バネは、第１および第２の流通路の一方を全閉とする状態が解除された際に、第１および第２の弁体を元の状態に復帰させる役割を果たす。一対の鍔部は、前記バネの両端部を支持するバネ受け部を兼用しているために、その構成は合理的であり、構造の複雑化などを回避するのに好ましいものとなる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、前記混合流体用の流出口内には、この流出口内の流路面積を部分的に狭めた箇所が設けられている。
【００１４】
このような構成によれば、混合室において混合された第１および第２の流体が流出口に流れ込み、この流出口の流路面積が部分的に狭められた箇所を通過する際に、前記第１および第２の流体の流速が速くなる。したがって、このことによって第１および第２の流体の混合がさらに促進される効果が期待できる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、前記一対の鍔部には、前記第１および第２の流通路を通過してきた第１および第２の流体を前記混合室に通過させるための切欠き状または非切欠き状の孔が少なくとも１以上設けられている。
【００１６】
このような構成によれば、第１および第２の流通路を通過してきた第１および第２の流体は、一対の鍔部とケーシングの内壁面との間に形成されている隙間を通過するだけではなく、一対の鍔部に設けられた孔をも通過して混合室に流入することとなる。このため、混合室に流入する流体のトータルの流量を多くすることができる。したがって、ＰＱ特性をよくし、低圧力で多くの流量を確保するのに好適となる。また、第１および第２の流体が、前記した隙間に加えて前記の孔をも通過すれば、混合室において乱流が生じ易くなり、第１および第２の流体の混合がより促進される。
【００１７】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る混合弁の一例を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】図２に示す状態から第１および第２の弁体が若干量だけ左方に移動した状態を示す要部拡大断面図である。
【図４】図２に示す状態から第１および第２の弁体が若干量だけ右方に移動した状態を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明に係る混合弁の他の例を示す要部拡大断面図である。
【図６】本発明に係る混合弁の他の例を示す要部拡大断面図である。
【図７】本発明に係る混合弁の他の例を示す要部拡大断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明に係る混合弁の他の例を示す要部拡大断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のVIII−VIII断面図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、本発明に係る混合弁の他の例を示す要部断面図である。
【図１０】従来技術の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２０】
図１〜図４は、本発明が適用された混合弁の一例を示している。本実施形態の混合弁Ｖは、後に詳述する一部の構成を除き、その基本的な構成は、図１０に示した混合弁Ｖｅと共通する。したがって、本実施形態において、図１０に示した混合弁Ｖｅと同一または類
似の要素には、図１０と同一の符号を用いることとし、その説明も比較的簡単なものとする。
【００２１】
図１によく表われているように、本実施形態の混合弁Ｖは、ケーシング１、モータＭ、弁軸２、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂ、一対の鍔部７Ａ，７Ｂ、ならびに第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂを形成する弁座用壁部４０Ａ，４０Ｂを具備している。
【００２２】
ケーシング１は、第１および第２の流体をケーシング１内に個別に流入させるための一対の流入口１０Ａ，１０Ｂ、および混合流体用の流出口１１を有している。弁軸２は、ケーシング１内に配されて図１の左右方向に延びており、ケーシング１内に配された第１および第２の支持部材４Ａ，４Ｂに支持されている。弁軸２は、モータＭにより回転可能であり、この弁軸２の外面および第２の支持部材４Ｂの内面には、送りネジ機構を構成するネジ部２０，４９が形成されている。この送りネジ機構により、モータＭを駆動させると、弁軸２は正回転または逆回転しつつ、その長手方向に移動（往復動）する。
【００２３】
弁座用壁部４０Ａ，４０Ｂは、弁軸２の長手方向に間隔を隔てるようにしてケーシング１内に設けられており、互いに対向する面には、弁座４１ａ，４１ｂが形成されている。混合流体用の流出口１１は、弁座用壁部４０Ａ，４０Ｂどうしの間に形成された空間部５０に臨むように設けられており、これら流出口１１と空間部５０とは直接繋がっている。第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂは、弁座用壁部４０Ａ，４０Ｂに開口して設けられており、流入口１０Ａ，１０Ｂからケーシング１内に流入した第１および第２の流体を空間部５０に向けて進行させるための部分である。図面においては、弁座用壁部４０Ｂが第２の支持部材４Ｂにより構成され、かつ弁座用壁部４０Ａがケーシング１に一体的に形成されているが、これに限定されない。たとえば、弁座用壁部４０Ａをケーシング１とは別体の部材を用いて構成することもできる。
【００２４】
第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂは、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂの流体流通量を変更するためのであり、空間部５０内に配され、かつ弁軸２の移動に伴って弁軸２の長手方向に往復動自在である。第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが、図１の左方に移動したときには、第１の流通路４２Ａ側の弁開度が小さくなり、空間部５０への第１の流体の流入量が減少する。これとは反対に、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが図１の右方に移動したときには、第２の流通路４２Ｂ側の弁開度が小さくなり、空間部５０への第２の流体の流入量が減少する。
【００２５】
第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂは、バネ６によって互いに離反する方向に付勢されている一方、所定幅以上には離反しないようにＥリングなどの係止部材２１ａ，２１ｂを用いて位置規制が図られている。図示説明は省略するが、この混合弁Ｖにおいては、たとえば第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが左方に移動して、第１の流通路４２Ａを全閉状態とする場合、第２の弁体３Ｂを係止部材２１ｂによって左方に押動することが可能である。このことにより、第２の弁体３Ｂによって第１の弁体３Ａを左方に押圧し、第１の弁体３Ａと弁座４１ａとを大きな力で当接させて、この部分の止水シール性を良好なものとすることが可能である。このような状態を解除した際には、バネ６の弾発力によって第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂどうしを元の所定幅に復帰させることが可能である。前記とは反対に、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂを右方に移動させて、第２の流通路４２Ｂを全閉状態とする際にも、この第２の弁体３Ｂを第１の弁体３Ａによって右方に押圧し、やはり第２の弁体３Ｂと弁座４１ｂとを大きな力で当接させることが可能である。
【００２６】
第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂと弁軸２との間には、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂの支持を安定させるための補助部材９が設けられている。第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂには、これらの相対回転を阻止するための係合部３８ａ，３８ｂも設けられている。
第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが相対回転したのではバネ６に捩じり力が作用する不具合を生じる。係合部３８ａ，３８ｂは、そのような捩じり力が発生することを防止するのに役立つ。これらの係合部３８ａ，３８ｂについては、先に挙げた特許文献１に詳しく記載されているため、これ以上の説明は省略する
【００２７】
一対の鍔部７Ａ，７Ｂは、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂの外面に突設された略円板状であり、バネ６の両端部を支持するバネ受け部としての役割を果たす。ただし、これら一対の鍔部７Ａ，７Ｂは、第１および第２の流体の混合を促進する役割をも果たす。このような役割を果たすための構成として、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの先端部は、ケーシング１のうち、空間部５０を囲む内壁面１２に接近し、それらの間に微小な幅（たとえば０．３ｍｍ程度の幅）の隙間５２ａ，５２ｂが形成されるようになっている。空間部５０のうち、一対の鍔部７Ａ，７Ｂどうしの間の領域は、隙間５２ａ，５２ｂを通過してきた第１および第２の流体どうしが混合する混合室５１である。さらに、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１は、混合流体用の流出口１１の開口幅Ｌ２と略同一とされている（図２も参照）。ここで、外幅Ｌ１および開口幅Ｌ２は、ともに弁軸２の長手方向の幅であるが、鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１は、第１および第２の流体の混合が行なわれる状態においての鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１であり、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂがバネ６を圧縮させて互いに接近したときの幅ではない。また、前記した開口幅Ｌ２とは、流出口１１の各部の開口幅(内径)のうち、空間部５０との境界部分における開口幅である。
【００２８】
次に、前記した混合弁Ｖの作用について説明する。
【００２９】
まず、この混合弁Ｖは、たとえば給湯装置に組み込まれて、加熱された湯水(第１の流体の一例）と、非加熱の湯水（第２の流体の一例）とを混合させて所望温度の湯水を生成するといった用途に用いられる。この混合弁Ｖにおいては、前述した特許文献１に記載された混合弁と同様に、モータＭを駆動させて、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂを左右に移動させることにより、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂの開口度を変更し、第１および第２の湯水を所望の比率で混合させることができる。また、既述したように、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂを個々に全閉状態とする場合に、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂの一方を他方により押圧して第１の弁体３Ａと弁座４１ａとの当接、または第２の弁体３Ｂと弁座４１ｂとの当接を、強固に行なわせることができる点といった効果も得られる。
【００３０】
前記した効果に加え、この混合弁Ｖにおいては、次のように、第１および第２の流体の混合が促進される特有の効果が得られる。
【００３１】
まず、第１の流体が第１の流通路４２Ａを通過して混合室５１に流入する際には、鍔部７Ａの先端部とケーシング１の内壁面１２との間に形成された微小幅の隙間５２ａを通過する。このため、この隙間５２ａを通過した第１の流体は、その流速が速められて混合室５１に流入することとなる。同様に、第２の流体についても、第２の流通路４２Ｂを通過して混合室５１に流入する際には、鍔部７Ｂの先端部と内壁面１２との間に形成された微小幅の隙間５２ｂを通過するため、その流速が速められて混合室５１に流入する。したがって、混合室５１においては、第１および第２の流体を、流速が速い状態で衝突させて混合させることが可能となり、それらの混合が促進される。
【００３２】
混合流体用の流出口１１が開口している箇所においては、図１および図２に示すように、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの先端部がケーシング１の内壁面１２に直接対面しない場合がある。ところが、本実施形態においては、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１が流出口１１の開口幅Ｌ２と略同一であるために、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの少なくとも一方の先端部を、ケーシング１の内壁面１２に常に接近させておくことが可能である。すなわち、図２に示
す状態においては、一対の鍔部７Ａ，７Ｂのうち、流出口１１寄りの部分７Ａ’，７Ｂ’は、ともにケーシング１の内壁面１２に直接対面していないものの、それらの部分７Ａ’，７Ｂ’を内壁面１２に接近させることが可能であり、これらの箇所に形成される隙間５２ａ’，５２ｂ’の幅を小さくすることができる。したがって、やはり隙間５２ａ’，５２ｂ’を通過する流体の流速を速くすることが可能である。
【００３３】
図３に示すように、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが、図２に示す位置よりも図面左方に移動した場合には、鍔部７Ｂの流出口寄り部分７Ｂ’と内壁面１２の縁との距離Ｌ３は大きくなるものの、鍔部７Ａの流出口寄り部分７Ａ’と内壁面１２との間には、微小幅の隙間５２ａが確保される。したがって、この隙間５２ａを通過する第１の流体の流速を速くし、第１および第２の流体の混合を促進することが可能である。第１および第２の流体の双方の流速が遅い場合には、これらの混合が不十分となり易いが、第１および第２の流体のうち、いずれか一方の流体の流速を速くすれば、それらの混合を促進する効果が得られるのである。図４に示すように、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが、図２に示す位置よりも図面右方に移動した場合には、鍔部７Ａの流出口寄り部分７Ａ’と内壁面１２の縁との距離Ｌ４が大きくなるものの、鍔部７Ｂの流出口寄り部分７Ｂ’と内壁面１２との間には、微小幅の隙間５２ｂが確保されるために、やはり第２の流体の流速を速くし、第１および第２の流体の混合を促進する効果が得られる。
【００３４】
さらに、本実施形態においては、後述する図５に示す実施形態と比較して、次に述べるような効果も得られる。すなわち、隙間５２ａ，５２ｂを通過して流速が速くなった第１および第２の流体を効率良く混合させるには、隙間５２ａ，５２ｂどうしの距離（一対の鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１）が余り長くない方がよい。隙間５２ａ，５２ｂどうしの距離が長いほど、第１および第２の流体が混合される前にそれらの流速が徐々に低下していくからである。これに対し、本実施形態では、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１が流出口１１の開口幅Ｌ２と略同一とされ、図５に示す実施形態の場合よりも隙間５２ａ，５２ｂどうしの距離を短くし、第１および第２の流体の流速を低下し難くすることができる。したがって、第１および第２の流体を高速で衝突させて混合させるのに、より好ましいものとなる。
【００３５】
図５〜図８は、本発明に係る混合弁の他の例を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。
【００３６】
図５に示す実施形態においては、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１を、混合流体用の流出口１１の開口幅Ｌ２よりも大きくしている。このような構成によれば、同図に示すように、一対の鍔部７Ａ，７Ｂのうち、流出口寄り部分７Ａ’，７Ｂ’を、ともに内壁面１２に対面させて接近させることが可能である。また、第１および第２の弁体３Ａ，３Ｂが、同図に示す位置から左方または右方に移動した際においては、前記の部分７Ａ’，７Ｂ’の少なくとも一方を、内壁面１２に対面させて接近させておくことが可能である。したがって、本実施形態においても、本発明が意図する作用が適切に得られる。
【００３７】
図６に示す実施形態においては、混合流体用の流出口１１の内部に、ケーシング１の主要部を構成する部材とは別体のリング状部材８が嵌入されている。このリング状部材８の内径Ｄ１は、流出口１１の他の部分の内径Ｄ２よりも小径である。したがって、流出口１１内の流路面積は、リング状部材８が設けられた箇所において部分的に狭められている。本実施形態によれば、混合室５１において混合された第１および第２の流体が、リング状部材８内を通過する際に、その流速が速くなる。したがって、その部分において第１および第２の流体の混合がさらに促進される効果が期待できる。
【００３８】
図７に示す実施形態においては、混合流体用の流出口１１内に嵌入されたリング状部材
８Ａによって、流出口１１の開口幅Ｌ２（空間部５０との境界部分における開口幅）が規定されている。このような構成によっても、一対の鍔部７Ａ，７Ｂの外幅Ｌ１が開口幅Ｌ２と略同一、またはそれ以上であれば、本発明が意図する作用が得られる。本実施形態から理解されるように、流出口１１の開口幅Ｌ２は、ケーシング１の主要部を構成する部材とは、別体の部材を用いて規定されていてもよい。
【００３９】
図８に示す実施形態においては、一対の鍔部７Ａ，７Ｂに複数の孔３７が貫通して設けられている。より具体的には、同図（ｂ）に示すように、一方の鍔部７Ａの外周縁寄りの位置には、一部切欠き状のスリットの形態をもつ複数の孔３７が設けられている。各孔３７の幅Ｌ３０は、隙間５２ａの幅Ｌ３１と略同一であり、たとえば０．３ｍｍ程度である。他方の鍔部７Ｂについても、同様な構成である。好ましくは、鍔部７Ａ，７Ｂにそれぞれ設けられている孔３７どうしは、互いに向かい合う配置とされている。
【００４０】
本実施形態によれば、第１および第２の流通路４２Ａ，４２Ｂを通過した第１および第２の流体は、鍔部７Ａ，７Ｂとケーシング１の内壁面１２との間に形成された隙間５２ａ，５２ｂに加えて、複数の孔３７をも通過して混合室５１に流入する。このため、混合室５１への流体流入が促進され、ＰＱ特性をよくすることができる。また、第１および第２の流体が、隙間５２ａ，５２ｂに加えて、各孔３７をも通過すれば、混合室５１において乱流が生じ易くなり、このことによって第１および第２の流体の混合がより促進される効果も期待できる。さらに、各孔３７の幅Ｌ３０は、隙間５２ａ，５２ｂの幅Ｌ３１と略同一であるため、各孔３７を通過した流体と、隙間５２ａ，５２ｂを通過した流体とを、略同一の流速に揃えることができ、それらの流速に大きな偏りを生じないようにすることができる。したがって、第１および第２の流体を混合室５１の各所において満遍なく混合させて、混合促進効果をより高めることが可能となる。
【００４１】
図９（ａ）に示す実施形態においては、鍔部７Ａに設けられた孔３７ａが、非切欠き状のスリットである。同図（ｂ）に示す実施形態においては、鍔部７Ａに設けられた孔３７ｂが、円形状などの非スリット状の孔である。これらの実施形態から理解されるように、鍔部に設けられる孔は、流体を通過させる機能を有すればよく、その具体的な形状などは限定されない。鍔部に設けられる孔は、この孔を通過した流体が乱流となるように、屈曲または湾曲した通路をもつような形態とすることも可能である。
【００４２】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る混合弁の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００４３】
本発明でいう一対の鍔部は、バネ受け部を兼用するものでなくてもよい。また、本発明においては、弁体に少なくとも一対の鍔部が設けられていればよく、一対以上（２つ以上）の鍔部が設けられている場合も、本発明の技術的範囲に包摂される。
【００４４】
上述した実施形態においては、弁体として、第１および第２の弁体を有し、かつこれら第１および第２の弁体を利用して、第１および第２の流通路を全閉する際に、一方の弁体によって他方の弁体を所定方向に押圧できるようにしているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、第１および第２の流通路を全閉する際に、一方の弁体によって他方の弁体を押圧する機能を有しないタイプの混合弁、あるいは第１および第２の流通路のそれぞれを、全閉状態にする機能を有しないタイプの混合弁として構成されていてもかまわない。さらに、弁体として、１つの弁体のみが用いられて、この弁体が所定方向に往復動することにより、第１および第２の流体の混合割合を変更するように構成されたタイプの混合弁についても、本発明を適用することが可能である。
【００４５】
本発明でいう第１および第２の流体の具体的な種類や成分も限定されない。本発明に係
る混合弁は、様々な流体の混合用途に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
Ｖ 混合弁
Ｌ１ 一対の鍔部の外幅
Ｌ２ 混合流体用の流出口の開口幅
１ ケーシング
２ 弁軸
３Ａ，３Ｂ 第１および第２の弁体（弁体）
６ バネ
７Ａ，７Ｂ 一対の鍔部
１０Ａ，１０Ｂ 第１および第２の流体の流入口
１１ 混合流体用の流出口
１２ 内壁面
３７，３７ａ，３７ｂ 孔
４１ａ，４１ｂ 弁座
４２Ａ，４２Ｂ 第１および第２の流通路
５０ 空間部
５１ 混合室
５２ａ，５２ｂ 隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の流体を内部に個別に流入させるための一対の流入口、ならびに混合流体用の流出口が設けられているケーシングと、
このケーシング内のうち、前記流出口が臨む空間部を挟むようにして設けられ、かつ前記ケーシング内に流入した第１および第２の流体を前記空間部に進行させるための第１および第２の流通路と、
これら第１および第２の流通路の流体通過量を変更することが可能に前記空間部に位置して所定方向に往復動自在な弁体と、
を備えている、混合弁であって、
前記所定方向に間隔を隔てるようにして前記弁体の外面に突設され、かつ前記ケーシングのうち、前記空間部を囲む内壁面に先端部が接近している一対の鍔部を備え、
前記空間部のうち、前記一対の鍔部どうしの間の領域は、前記一対の鍔部の先端部と前記内壁面との隙間を通過してきた第１および第２の流体どうしが混合する混合室とされており、
前記所定方向において、前記一対の鍔部の外幅は、前記混合流体用の流出口の開口幅と略同一またはそれ以上の幅に形成されていることを特徴とする、混合弁。
【請求項２】
前記弁体として、前記第１および第２の流通路にそれぞれ対応する第１および第２の弁体を有しており、
これら第１および第２の弁体は、バネによって互いに離反する方向に付勢されているとともに、所定幅以上には離反しないように規制され、前記第１および第２の流通路のいずれか一方を閉塞する際には、前記バネの弾発力に抗して前記第１および第２の弁体が接近し、前記第１および第２の流通路のいずれかに対応して設けられている弁座に対して、前記第１および第２の弁体の一方を他方によって押し付けることが可能とされており、
前記一対の鍔部は、前記バネの両端部を支持するためのバネ受け部として構成されている、請求項１に記載の混合弁。
【請求項３】
前記混合流体用の流出口内には、この流出口内の流路面積を部分的に狭めた箇所が設けられている、請求項１または２に記載の混合弁。
【請求項４】
前記一対の鍔部には、前記第１および第２の流通路を通過してきた第１および第２の流体を前記混合室に通過させるための切欠き状または非切欠き状の孔が少なくとも１以上設けられている、請求項１ないし３のいずれかに記載の混合弁。
【請求項１】
第１および第２の流体を内部に個別に流入させるための一対の流入口、ならびに混合流体用の流出口が設けられているケーシングと、
このケーシング内のうち、前記流出口が臨む空間部を挟むようにして設けられ、かつ前記ケーシング内に流入した第１および第２の流体を前記空間部に進行させるための第１および第２の流通路と、
これら第１および第２の流通路の流体通過量を変更することが可能に前記空間部に位置して所定方向に往復動自在な弁体と、
を備えている、混合弁であって、
前記所定方向に間隔を隔てるようにして前記弁体の外面に突設され、かつ前記ケーシングのうち、前記空間部を囲む内壁面に先端部が接近している一対の鍔部を備え、
前記空間部のうち、前記一対の鍔部どうしの間の領域は、前記一対の鍔部の先端部と前記内壁面との隙間を通過してきた第１および第２の流体どうしが混合する混合室とされており、
前記所定方向において、前記一対の鍔部の外幅は、前記混合流体用の流出口の開口幅と略同一またはそれ以上の幅に形成されていることを特徴とする、混合弁。
【請求項２】
前記弁体として、前記第１および第２の流通路にそれぞれ対応する第１および第２の弁体を有しており、
これら第１および第２の弁体は、バネによって互いに離反する方向に付勢されているとともに、所定幅以上には離反しないように規制され、前記第１および第２の流通路のいずれか一方を閉塞する際には、前記バネの弾発力に抗して前記第１および第２の弁体が接近し、前記第１および第２の流通路のいずれかに対応して設けられている弁座に対して、前記第１および第２の弁体の一方を他方によって押し付けることが可能とされており、
前記一対の鍔部は、前記バネの両端部を支持するためのバネ受け部として構成されている、請求項１に記載の混合弁。
【請求項３】
前記混合流体用の流出口内には、この流出口内の流路面積を部分的に狭めた箇所が設けられている、請求項１または２に記載の混合弁。
【請求項４】
前記一対の鍔部には、前記第１および第２の流通路を通過してきた第１および第２の流体を前記混合室に通過させるための切欠き状または非切欠き状の孔が少なくとも１以上設けられている、請求項１ないし３のいずれかに記載の混合弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２５２５１７（Ｐ２０１１−２５２５１７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２５３９９（Ｐ２０１０−１２５３９９）
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
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