[发明专利]混合阀

说明书

技术领域

本发明涉及混合阀，尤其涉及适用于将冷水与热水混合以得到所需的混合比例的温水的热水供给装置等的混合阀。

背景技术

作为这种混合阀，例如在下述专利文献1中揭示了以下结构的混合阀，其包括：阀本体；嵌插在该阀本体内的可转动的大致呈圆筒状的阀芯；以及使该阀芯转动的驱动手段，在所述阀本体上分别沿阀芯的旋转轴线方向(上下方向)在不同的高度位置设有冷水导入口及热水导入口，并且在所述阀芯的周壁部设有用于使所述冷水导入口及热水导入口的开口面积连续变化的特定形状的冷水用开口部及热水用开口部，通过转动所述阀芯来调节冷水和热水的混合比例。

在使用这样的混合阀的热水供给装置中，通常将自来水等分支，将一方的自来水直接引导至冷水导入口，将另一方的自来水在热交换器(加热器)加热，也就是将冷水变为热水后引导至热水导入口，但其结构上存在以下需改进的问题。

即，例如，使用的冷水在极其低温的寒冷时，即使将热水导入口全开，冷水导入口全关，仅将由热交换器加热后的热水导出，但由于热交换器的加热能力有限，有时得到的温水达不到所需的温度。此外，例如在将利用深夜电力加热后的温水预先储存在水罐内的热水供给系统中，当水罐内温水用完时等，有时需要像瞬间热水器那样使冷水迅速升温。

此时，为了得到所需温度的温水只要减少流过热交换器的水量即可，但这就需要对流过热交换器的水量加以调节的流量调节阀，存在装置成本上升等问题。

为此，在下述专利文献2中，为了能在将冷水导入口全关的状态下，调节热水的流量(从混合阀导出的热水量)，提出了在上述的调节冷水和热水的混合比例的混合阀中增设阀座和阀芯部从而附加热水流量调节功能的方案。

专利文献1：日本特开2002-22039号公报

专利文献2：日本特开平11-287337号公报

然而，所述专利文献2记载的混合阀需要在阀本体及阀芯上增设阀座和阀芯部等，导致混合阀(阀本体和阀芯)的结构变得复杂，加工组装等花费工夫，装置成本上升等。

另外，所述专利文献1记载的混合阀中，阀本体的冷水导入口和热水导入口以及阀芯的第一开口部和第二开口部分别配置在沿热水流下方向(阀芯的旋转轴线)的不同高度位置，因此导致阀纵向变长、大型化(包括配管系统在内的占有空间增大)、重量增加等，且有可能使阀本体和阀芯等的成形精度下降、阀本体和阀芯的表面积(接触面积)的增加和偏接触等引起的使阀芯旋转时的负载(转矩)增大、异物带来的不良影响(堵塞等引起的动作不良)的增加、间隙增大导致全关时泄漏量的增大等。

为此，本案的发明者们为了在不引起大型化、不增加重量等的情况下得到与所述提案的混合阀相同的功能(冷水与热水的混合功能及(只有)热水量的节流功能)，讨论了将冷水导入口和热水导入口以及第一开口部和第二开口部设置在同一平面上的情况。

然而，例如如图13所示，将冷水导入口11及热水导入口12设置在阀本体10的同一平面上，将例如具有与所述冷水导入口11和热水导入口12的口径L大致相等的横向宽度(圆周方向长度)的侧面看呈矩形的第一开口部31及第二开口部32设置在圆筒状的阀芯20周壁部22的同一平面上，此时，作为普通的手段可调节冷水与热水的混合量，但无法仅对热水流量节流，也就是说，无法利用阀芯20在冷水导入口11全关的状态下使热水导入口12的开口面积随阀芯20的旋转角度从最大连续地变为最小。

详细而言，如图13(A)所示，将冷水导入口11的开口面积最大且热水导入口12的开口面积最小(0＝全关)时的阀芯20的位置作为初期位置，从该初期位置使阀芯20朝一个方向旋转时，冷水导入口的开口面积(流量)随阀芯20的旋转角度而减小，而热水导入口的开口面积(流量)随之增大，如图13(B)所示，当冷水导入口11和热水导入口12的开口面积(流量)相同时，混合比例为50％：50％，进一步将阀芯20朝相同方向旋转，则如图13(C)所示，冷水导入口的开口面积(流量)逐渐减小而变为0(全关)，且热水导入口的开口面积(流量)逐渐增大而变为最大。

然而，从该状态即使进一步将阀芯20朝相同方向旋转，如图13(D)、(E)、(F)所示，也无法在保持冷水导入口11全关的状态下使热水导入口12的开口面积随阀芯20的旋转角度从最大连续地变为最小。

为此，如图12所示，本案发明者们讨论了在阀芯20上仅设置一个开口部30的情况。

然而，即使在阀芯20上仅设置一个开口部30，若是普通的手段，出于以下理由，除了冷水与热水的混合功能以外也无法附加热水流量的节流功能。