JP7482573B1 - ミキシングバルブ、温水生成装置、カートリッジ - Google Patents

Abstract

ミキシングバルブ１０は、第１温水流入口３３および第１冷水流入口３４が形成されると共に、内部が温水と冷水の混合流路３５となる内側ケーシング３０と、第１冷水流入口３４を開閉する弁体４０と、混合流路３５における温水と冷水の混合水の温度に応じて弁体４０に第１冷水流入口３４を開閉させる駆動部５０とを備える。第１冷水流入口３４は、内側ケーシング３０の軸方向の一端に形成され、第１温水流入口３３は、内側ケーシング３０の軸回りに複数形成されている。

Description

本開示の技術は、ミキシングバルブ、温水生成装置およびカートリッジに関する。

温水に冷水を混合して温水の温度を調節するミキシングバルブが知られている。例えば、特許文献１に開示のミキシングバルブは、温水流入口、冷水流入口、これら流入口と連通する混合流路が設けられたケーシングを備えている。温水流入口は混合流路の流路軸の方向に開口し、冷水流入口は前記流路軸に直交する方向に開口している。混合流路では、混合された温水の温度に応じて弁体が移動することで冷水流入口の開度が変更され、温水の温度が調節される。

特許第６７４８３３７号公報

ところで、上述したミキシングバルブにおいては、温水と冷水の混合効率が十分とは言えず改善の余地がある。混合効率が低いと、温水と冷水の混合度が低くなるため、温水の温度調節の精度が損なわれてしまう。

本開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、温水と冷水の混合効率を向上させることにある。

本開示のミキシングバルブは、第１筒状部材と、弁体と、駆動部とを備えている。前記第１筒状部材は、第１温水流入口および第１冷水流入口が形成されると共に、内部が温水と冷水の混合流路となっている。前記弁体は、前記第１冷水流入口を開閉する。前記駆動部は、前記混合流路における温水と冷水の混合水の温度に応じて前記弁体に前記第１冷水流入口を開閉させる。前記第１冷水流入口は、前記第１筒状部材の軸方向の一端に形成されている。前記第１温水流入口は、前記第１筒状部材の軸回りに複数形成されている。

また、本開示のカートリッジは、１つの第２流出口が形成された第２筒状部材を有するミキシングバルブにおいて、前記第２筒状部材の内側に装着される。前記カートリッジは、第１筒状部材と、弁体と、駆動部とを備えている。前記第１筒状部材は、第１温水流入口および第１冷水流入口が形成されると共に、内部が温水と冷水の混合流路となっている。前記弁体は、前記第１冷水流入口を開閉する。前記駆動部は、前記第１筒状部材に収容され、前記混合流路における温水と冷水の混合水の温度に応じて前記弁体に前記第１冷水流入口を開閉させる。前記第１冷水流入口は、前記第１筒状部材の軸方向の一端に形成されている。前記第１温水流入口は、前記第１筒状部材の軸回りに複数形成されている。前記第１筒状部材は、前記第２筒状部材との間で、複数の前記第１流出口のそれぞれと連通し且つ前記第２流出口と連通する流出空間を形成する。

また、本開示の温水生成装置は、冷水が加熱流体と熱交換して温水となる熱交換器と、前記熱交換器から流出した温水を冷水と混合させることで温水の温度を調節する上述のミキシングバルブとを備えている。

前記のミキシングバルブによれば、温水と冷水の混合効率を向上させることができる。

前記のカートリッジによれば、温水と冷水の混合効率を向上させることができる。

前記の温水生成装置によれば、温水と冷水の混合効率を向上させることができる。

図１は、温水生成装置の配管系統図である。 図２は、ミキシングバルブの断面図である。 図３は、ミキシングバルブの斜視断面図である。 図４は、蓋を省略した外側ケーシングの斜視断面図である。 図５は、カートリッジの斜視断面図である。 図６は、ミキシングバルブの一状態を示す図２相当図である。

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

〈温水生成装置〉
図１は、温水生成装置１００の配管系統図である。本実施形態の温水生成装置１００は、いわゆる蒸気加熱式のものであり、冷水を蒸気によって加熱し一旦高温水とした後、冷水を混合させて温調し所定温度の温水を生成する。この例では、温水生成装置１００は、熱交換器１と、２つのミキシングバルブ２，１０とを備えている。

熱交換器１には、冷水管３、蒸気管４、ドレン管５および温水管６が接続されている。熱交換器１では、冷水管３から供給された冷水が、蒸気管４から供給された蒸気と熱交換して高温の温水となる。この高温の温水は、温水管６に流出する。一方、蒸気は、冷水と熱交換することによってドレンとなりドレン管５に排出される。蒸気は、加熱流体の一例である。

２つのミキシングバルブ２，１０は、熱交換器１から流出した温水を冷水と混合させることで温水の温度を調節する。２つのミキシングバルブ２，１０は、互いに温水管７を介して直列に接続されている。

前段側のミキシングバルブ１０は、いわゆるプレミキシングバルブであり、冷水管３および温水管６，７が接続されている。ミキシングバルブ１０では、温水管６から供給された高温の温水が、冷水管３から供給された冷水と混合して所定温度まで低下し、温水管７に流出する。後段側のミキシングバルブ２は、冷水管３および温水管７，８が接続されている。ミキシングバルブ２では、温水管７から供給された温水が、冷水管３から供給された冷水と混合して更に所定温度まで低下し、温水管８に流出する。こうして、所定温度の温水が生成される。

このように、温水生成装置１００では、温水が２つのミキシングバルブ２，１０を順に通過することによって、二段階に温水の温度が調節される。そのため、細かい温水の温度調節を行うことができる。生成された所定温度の温水は、温水管８から利用箇所へ送られる。

〈ミキシングバルブ〉
図２は、ミキシングバルブ１０の断面図である。図３は、ミキシングバルブ１０の斜視断面図である。

例えば、本開示のミキシングバルブは、前段側のミキシングバルブ１０として用いられる。ミキシングバルブ１０は、前述の如く、温水と冷水を混合させて所定温度の温水を生成する。ミキシングバルブ１０は、外側ケーシング２０および内側ケーシング３０と、弁体４０と、駆動部５０とを備えている。

外側ケーシング２０および内側ケーシング３０のそれぞれは、軸Ａ方向に延びる略円筒状であって、両端が閉塞された略円筒状に形成されている。内側ケーシング３０は、外側ケーシング２０の内側に配置され、外側ケーシング２０と同軸に配置されている。内側ケーシング３０は第１筒状部材の一例であり、外側ケーシング２０は第２筒状部材の一例である。

内側ケーシング３０には、第１温水流入口３３および第１冷水流入口３４と、第１流出口３６とが形成されている。また、内側ケーシング３０の内部は、温水と冷水の混合流路３５となっている。

具体的に、内側ケーシング３０は、本体３１および蓋２２を有している。本体３１は、軸Ａ方向に延びる円筒状の周壁３１ａと、周壁３１ａの軸Ａ方向の一端を閉塞する端壁３１ｂとを有している。つまり、端壁３１ｂは、内側ケーシング３０の軸Ａ方向の一端を形成している。この例では、周壁３１ａと端壁３１ｂとは一体形成されている。蓋２２は、本体３１の開口端、即ち周壁３１ａの軸Ａ方向の他端を閉塞する。

以下、軸Ａ方向における端壁３１ｂ側（または後述の端壁２１ｂ側）を「軸Ａ方向の一端側」と称し、軸Ａ方向における蓋２２側を「軸Ａ方向の他端側」と称する。

混合流路３５は、第１温水流入口３３からの温水と第１冷水流入口３４からの冷水とを混合させる。混合流路３５は、軸Ａ方向に延びる流路、即ち端壁３１ｂから蓋２２に向かって延びる流路である。つまり、軸Ａは混合流路３５の流路軸である。混合流路３５では、端壁３１ｂ側が上流側であり、蓋２２側が下流側である。

第１冷水流入口３４は、冷水を混合流路３５に流入させる。第１冷水流入口３４は、内側ケーシング３０の軸方向の一端に形成されている。つまり、第１冷水流入口３４は、内側ケーシング３０の端壁３１ｂに形成されている。さらに言えば、第１冷水流入口３４は、混合流路３５の上流端に形成されている。そのため、第１冷水流入口３４は、混合流路３５の流路軸に沿って冷水を流入させる。この例では、第１冷水流入口３４は１つである。より詳しくは、第１冷水流入口３４は、内側ケーシング３０と同軸、即ち混合流路３５と同軸に設けられている。

第１温水流入口３３は、温水を混合流路３５に流入させる。第１温水流入口３３は、内側ケーシング３０の軸Ａ回りに複数形成されている。つまり、第１温水流入口３３は、内側ケーシング３０の周壁３１ａの周方向に複数形成されている。そのため、複数の第１温水流入口３３のそれぞれは、混合流路３５の径方向内側、即ち混合流路３５の流路軸に向かって温水を流入させる。この例では、４つの第１温水流入口３３が設けられている。より詳しくは、４つの第１温水流入口３３は、周壁３１ａにおける端壁３１ｂ側の端部に形成されている。４つの第１温水流入口３３は、周壁３１ａの周方向において９０度間隔に設けられている。

第１流出口３６は、混合流路３５における温水と冷水の混合水（以下、単に温水と称する場合がある。）を流出させる。第１流出口３６は、内側ケーシング３０における第１温水流入口３３よりも軸Ａ方向の他端側の位置に形成されている。

詳しくは、第１流出口３６は、内側ケーシング３０の軸Ａ回りに複数形成されている。つまり、第１流出口３６は、内側ケーシング３０の周壁３１ａの周方向に複数形成されている。そのため、複数の第１流出口３６のそれぞれは、混合流路３５の径方向外側に向かって混合水を流出させる。この例では、４つの第１流出口３６が設けられている。より詳しくは、４つの第１流出口３６は、周壁３１ａにおける蓋２２側の端部に形成されている。４つの第１流出口３６は、周壁３１ａの周方向において９０度間隔に設けられている。

外側ケーシング２０は、内側ケーシング３０の外周側に設けられている。外側ケーシング２０は、内側ケーシング３０との間で、温水の流入空間２４と、冷水の流入空間２６と、混合水の流出空間２７とを形成している。外側ケーシング２０には、温水の流入空間２４と連通する第２温水流入口２３と、冷水の流入空間２６と連通する第２冷水流入口２５と、混合水の流出空間２７と連通する第２流出口２８とが形成されている。

具体的に、外側ケーシング２０は、本体２１および蓋２２を有している。本体２１は、軸Ａ方向に延びる円筒状の周壁２１ａと、周壁２１ａの軸Ａ方向の一端を閉塞する端壁２１ｂとを有している。つまり、端壁２１ｂは、外側ケーシング２０の軸Ａ方向の一端を形成している。この例では、周壁３１ａと端壁３１ｂとは一体形成されている。より詳しくは、本体２１の軸Ａ方向の長さは、内側ケーシング３０の本体３１の軸Ａ方向の長さよりも長い。つまり、内側ケーシング３０の本体３１は、その端壁３１ｂおよび開口端が外側ケーシング２０の本体２１の内側に位置するように配置されている。

蓋２２は、外側ケーシング２０の本体２１の開口端、即ち周壁２１ａの軸Ａ方向の他端を閉塞する。つまり、蓋２２は、外側ケーシング２０および内側ケーシング３０において共通である。

具体的に、蓋２２は、基部２２ａ、第２螺合部２２ｂおよび第１螺合部２２ｃを有する。基部２２ａ、第２螺合部２２ｂおよび第１螺合部２２ｃは、この順に連なって一体形成されている。第２螺合部２２ｂは、外周面に雄ねじを有する円筒状に形成されている。第１螺合部２２ｃは、内周面に雌ねじを有し且つ第２螺合部２２ｂよりも小径の円筒状に形成されている。第２螺合部２２ｂは、外側ケーシング２０の周壁２１ａと螺合することで本体２１の開口端を閉塞し、第１螺合部２２ｃは、内側ケーシング３０の周壁３１ａと螺合することで本体３１の開口端を閉塞する。

第２冷水流入口２５は、冷水を流入空間２６に流入させる。第２冷水流入口２５は、冷水の流入空間２６と連通している。第２冷水流入口２５には、温水生成装置１００の冷水管３が接続される。より詳しくは、第２冷水流入口２５は、周壁２１ａにおける端壁２１ｂ側の端部に形成されている。この例では、１つの第２冷水流入口２５が設けられている。

冷水の流入空間２６は、第１冷水流入口３４と連通している。つまり、流入空間２６は、第２冷水流入口２５と第１冷水流入口３４とを連通させる。流入空間２６は、内側ケーシング３０の軸Ａ方向の外側に形成されている。具体的には、流入空間２６は、外側ケーシング２０の周壁２１ａおよび端壁２１ｂと、内側ケーシング３０の端壁３１ｂとで区画されている。

第２温水流入口２３は、温水を流入空間２４に流入させる。第２温水流入口２３は、温水の流入空間２４と連通している。第２温水流入口２３には、温水生成装置１００の温水管６が接続される。より詳しくは、第２温水流入口２３は、周壁２１ａに形成されている。この例では、１つの第２温水流入口２３が設けられている。

温水の流入空間２４は、複数の第１温水流入口３３のそれぞれと連通している。つまり、流入空間２４は、１つの第２温水流入口２３と４つの第１温水流入口３３とを連通させる。流入空間２４は、内側ケーシング３０の径方向外側に形成されている。具体的には、流入空間２４は、外側ケーシング２０の周壁２１ａと内側ケーシング３０の周壁３１ａとの間に形成される略環状の空間である。流入空間２４では、第２温水流入口２３から流入した温水が複数の第１温水流入口３３のそれぞれに分流する。

混合水の流出空間２７は、複数の第１流出口３６のそれぞれと連通している。流出空間２７は、内側ケーシング３０の径方向外側に形成されている。具体的には、流出空間２７は、外側ケーシング２０の周壁２１ａと内側ケーシング３０の周壁３１ａとの間に形成される略環状の空間である。流出空間２７では、複数の第１流出口３６のそれぞれから流出した混合水が合流する。

第２流出口２８は、流出空間２７の混合水を流出させる。第２流出口２８は、流出空間２７と連通している。第２流出口２８には、温水生成装置１００の温水管７が接続される。より詳しくは、第２流出口２８は、周壁２１ａにおける蓋２２側の端部に形成されている。この例では、１つの第２流出口２８が設けられている。

冷水の流入空間２６、温水の流入空間２４および混合水の流出空間２７は、互いがシール部材２９ａ、２９ｂによって仕切られている。具体的に、冷水の流入空間２６と温水の流入空間２４とは、シール部材２９ａによって軸Ａ方向に仕切られている。温水の流入空間２４と混合水の流出空間２７とは、シール部材２９ｂによって軸Ａ方向に仕切られている。

弁体４０は、第１冷水流入口３４を開閉する。具体的に、弁体４０は、内側ケーシング３０の外部、詳しくは冷水の流入空間２６に配置されている。弁体４０は、軸Ａを軸心とする略円盤状に形成され、第１冷水流入口３４に対向している。弁体４０は、軸Ａ方向に進退することで第１冷水流入口３４を開閉する。つまり、弁体４０は、第１冷水流入口３４に接近する方向へ進出して第１冷水流入口３４を閉鎖する一方、第１冷水流入口３４から離隔する方向へ後退して第１冷水流入口３４を開放する。弁体４０が第１冷水流入口３４から離隔するにつれて、第１冷水流入口３４における開度は増大する。

駆動部５０は、混合流路３５における混合水の温度に応じて弁体４０に第１冷水流入口３４を開閉させる。駆動部５０は、熱応動器５１と、第１シャフト５２と、バネ５５とを有している。駆動部５０は、第２シャフト５３をさらに有している。

熱応動器５１は、内側ケーシング３０の内部に収容され、混合流路３５の混合水の温度に応じて軸Ａ方向に変位する。熱応動器５１は、収容部５１ａおよび伸縮部５１ｂを有している。

収容部５１ａには、温度に応じて膨張および収縮する膨張媒体が収容されている。膨張媒体は、例えば、水より沸点が低い液体である。なお、膨張媒体は、水であってもよく、水より沸点が低い液体と水との混合物であってもよい。伸縮部５１ｂは、膨張媒体の膨張および収縮によって軸Ａ方向に伸縮する。具体的には、混合水の温度が高い場合、膨張媒体が膨張し、伸縮部５１ｂが軸Ａ方向に伸長する。一方、混合水の温度が低い場合、膨張媒体が収縮し、伸縮部５１ｂが軸Ａ方向に短縮する。この伸縮部５１ｂの伸長動作および短縮動作によって、熱応動器５１は軸Ａ方向に変位する。

より詳しくは、内側ケーシング３０内には、熱応動器５１の変位を規制する、伝達器５６、バネ５７、５９および受け器５８が設けられている。受け器５８は、伸縮部５１ｂよりも軸Ａ方向の他端側に設けられ、伸縮部５１ｂを軸Ａ方向に支持する。受け器５８は、蓋２２の基部２２ａに形成された孔２２ｄに収容されている。孔２２ｄには、受け器５８を軸Ａ方向に弾性支持するバネ５９が収容されている。バネ５７は、伝達器５６を介して、熱応動器５１を軸Ａ方向の他端側へ付勢する。つまり、伝達器５６はバネ５７の付勢力を熱応動器５１に伝達する。伝達器５６は、略円筒状に形成され、収容部５１ａの外周側に取り付けられている。バネ５７は、伝達器５６の外周側に設けられるコイルバネである。バネ５７の一端は、内側ケーシング３０の周壁３１ａの内周面に形成された段差部３１ｃに支持される。バネ５７の他端は、伝達器５６に接している。バネ５７の弾性力は、バネ５９の弾性力よりも弱い。

例えば、伸縮部５１ｂが伸長した際は、伸縮部５１ｂの伸長力が受け器５８に作用する。ここで、バネ５９の弾性力がバネ５７よりも強いため、受け器５８から伸縮部５１ｂに作用する反力によって、熱応動器５１がバネ５７の付勢力に抗して軸Ａ方向の一端側へ変位する。つまり、伸縮部５１ｂが伸長した分だけ収容部５１ａが軸Ａ方向の一端側へ変位する。また、伸縮部５１ｂが短縮した際は、バネ５７の付勢力によって熱応動器５１が軸Ａ方向の他端側へ変位する。つまり、伸縮部５１ｂが短縮した分だけ収容部５１ａが軸Ａ方向の一端側へ変位する。こうして、熱応動器５１は、混合水の温度に応じて軸Ａ方向に変位し得る。

バネ５５は、弁体４０を閉弁方向に付勢する。バネ５５は、冷水の流入空間２６に配置されている。バネ５５は、弁体４０の第１冷水流入口３４とは反対側に設けられている。バネ５５は、軸Ａ方向に弾性を有するコイルバネである。バネ５５は、一端が支持部２１ｃによって支持され、他端が弁体４０に接続されている。支持部２１ｃは、外側ケーシング２０の端壁２１ｂに形成されている。バネ５５は、弁体４０を第１冷水流入口３４に向かって付勢する。

第１シャフト５２は、熱応動器５１に接続されている。第１シャフト５２は、熱応動器５１が軸Ａ方向の一端側へ変位するのに伴って軸Ａ方向の一端側へ移動して弁体４０をバネ５５の付勢力に抗して開弁方向に押す一方、熱応動器５１が軸Ａ方向の他端側へ変位するのに伴って弁体４０から離隔する。第１シャフト５２は、作用器の一例である。

より詳しくは、第１シャフト５２は、軸Ａ方向に延びており、弁体４０と同軸に配置されている。第１シャフト５２は、熱応動器５１よりも軸Ａ方向の一端側に配置されている。第１シャフト５２の軸Ａ方向の他端は、熱応動器５１の収容部５１ａに接続されている。第１シャフト５２の軸Ａ方向の一端側には、軸Ａ方向に延びる挿入孔５２ａが形成されている。

第２シャフト５３は、第１シャフト５２による押す力を弁体４０に伝達する。つまり、第１シャフト５２は、第２シャフト５３を介して弁体４０を押す。具体的に、第２シャフト５３は、弁体４０から軸Ａ方向の他端側へ向かって軸Ａ方向に延びている。第２シャフト５３は、弁体４０と一体形成され、弁体４０と同軸に設けられている。第２シャフト５３の弁体４０とは反対側の端部は、第１シャフト５２の挿入孔５２ａに挿入されている。第２シャフト５３は、第１シャフト５２と第２シャフト５３とが軸Ａ方向に相対移動可能に挿入孔５２ａに挿入されている。第２シャフト５３が挿入孔５２ａに挿入されることで、弁体４０および第２シャフト５３が第１シャフト５２によって支持される。

第２シャフト５３は、環状の鍔５３ａを有している。鍔５３ａは、第２シャフト５３の軸Ａ方向における途中の位置に設けられている。鍔５３ａは、第１シャフト５２が熱応動器５１の変位に伴って軸Ａ方向の一端側へ移動した際に第１シャフト５２の軸Ａ方向の一端が接する部分である。つまり、第１シャフト５２は、鍔５３ａに接して鍔５３ａを押すことにより弁体４０を開弁方向に押す。これにより、第１冷水流入口３４が開放される。また、第１シャフト５２が熱応動器５１の変位に伴って軸Ａ方向の他端側へ移動すると、第１シャフト５２は鍔５３ａから離隔する。そうすると、弁体４０はバネ５５の付勢力によって閉弁方向に変位するので、第１冷水流入口３４が閉鎖される。このように、駆動部５０では、混合水の温度に応じて熱応動器５１が変位することにより、弁体４０が第１冷水流入口３４を開閉する。

また、駆動部５０は、弁体４０を支持するための第３シャフト５４をさらに有している。第３シャフト５４は、冷水の流入空間２６に配置されている。第３シャフト５４は、弁体４０から軸Ａ方向の一端側へ向かって軸Ａ方向に延びている。第３シャフト５４は、弁体４０と一体形成され、弁体４０と同軸に設けられている。第２シャフト５３の弁体４０とは反対側の端部は、支持部２１ｃに形成された孔２１ｄに挿入されている。第３シャフト５４は、軸Ａ方向に移動可能に孔２１ｄに挿入されている。こうして、第３シャフト５４が孔２１ｄに挿入されることで、弁体４０および第３シャフト５４が支持部２１ｃに支持される。

〈カートリッジ〉
図４は、蓋２２を省略した外側ケーシング２０の斜視断面図である。図５は、カートリッジＣの斜視断面図である。

前述したミキシングバルブ１０の一部は、着脱自在なカートリッジＣとして形成されている。カートリッジＣは、外側ケーシング２０、より詳しくは外側ケーシング２０の本体２１の内側に装着される。

図５に示すように、カートリッジＣは、内側ケーシング３０と、弁体４０と、駆動部５０とを備えている。この例では、カートリッジＣは、蓋２２および２つのシール部材２９ａ、２９ｂも備えている。カートリッジＣは、外側ケーシング２０の本体２１にその開口端から挿入される。そのとき、第３シャフト５４が本体２１の支持部２１ｃの孔２１ｄに挿入される。そして、カートリッジＣの蓋２２の第２螺合部２２ｂを本体２１の内周面と螺合させることにより、カートリッジＣが本体２１の内側に装着される。こうして、ミキシングバルブ１０が組み立てられる。

このように、弁体４０や駆動部５０をまとまったカートリッジＣとして形成することで、弁体４０や駆動部５０（特に、熱応動器５１、バネ５５、５７、５９）に係るメンテナンスの実施が容易となる。つまり、弁体４０や駆動部５０などの部品をまとめて一方向（即ち、本体２１の開口端側）から着脱させることができる。そのため、メンテナンス性が向上する。

〈動作〉
次に、前述のように構成されたミキシングバルブ１０の動作を図６も参照しながら詳細に説明する。図６は、ミキシングバルブ１０の一状態を示す図２相当図である。

ミキシングバルブ１０では、温水が第２温水流入口２３から流入空間２４に流入する。流入空間２４に流入した温水は、４つの第１温水流入口３３から混合流路３５に流入する。混合流路３５では、温水が軸Ａ方向の他端側へ流れて４つの第１流出口３６から流出空間２７に流出する。その際、熱応動器５１は温水と接する。

例えば、温水の温度が設定値以下である場合、熱応動器５１では収容部５１ａの膨張媒体が収縮した状態となる。そのため、図２に示すように、熱応動器５１の伸縮部５１ｂは短縮した状態となり、第１シャフト５２は第２シャフト５３の鍔５３ａから離隔した状態となる。そのため、第１冷水流入口３４は弁体４０によって閉鎖される。そのため、第２冷水流入口２５から流入空間２６に流入した冷水は、混合流路３５に流入しない。流出空間２７に流出した温水は、第２流出口２８から流出する。このように、ミキシングバルブ１０では、温水の温度が設定値以下である場合、温水は冷水と混合されずに流出していく。

また、温水の温度が設定値よりも高い場合、熱応動器５１では収容部５１ａの膨張媒体が膨張する。そうすると、図６に示すように、熱応動器５１の伸縮部５１ｂは伸長し、収容部５１ａおよび第１シャフト５２が軸Ａ方向の一端側（図６に実線の矢印で示す方向）へ変位する。その際、バネ５７は短縮する。第１シャフト５２が変位して第２シャフト５３の鍔５３ａを押すことで、弁体４０はバネ５５の付勢力に抗して開弁方向に変位する。これにより、第１冷水流入口３４が開放される。

混合流路３５では、４つの第１温水流入口３３から流入した温水と、第１冷水流入口３４から流入した冷水とが混合される。これにより、温水の温度が低下する。ここで、冷水は混合流路３５の流路軸の方向に流入する一方、温水は複数の第１温水流入口３３から混合流路３５の径方向内側（即ち、流路軸）に向かって流入する。つまり、混合流路３５では、冷水の流入方向と温水の流入方向とが直交する。そのため、温水と冷水とが衝突しやすくなり、それによって、温水と冷水との混合作用が促進される。

また、ミキシングバルブ１０は温水を冷水と混合させて所定温度の温水を生成するものであることから、基本的には、４つの第１温水流入口３３における温水の総流入量は第１冷水流入口３４における冷水の流入量よりも極めて多い。つまり、混合流路３５の略中央を流通する少量の冷水に対して、極めて多量の温水が混合流路３５の径方向に流れ込む。そのため、例えば、混合流路の略中央を流通する極めて多量の温水に対して、少量の冷水が混合流路の径方向に流れ込む形態に比べて、温水と冷水の混合作用がより促進される。

こうして、混合作用が促進されることにより、温水と冷水の混合効率が向上する。したがって、温水と冷水の混合水の温度ムラが抑制され、混合水の温度の均一化を図ることができる。

温水と冷水とが混合された混合水は、熱応動器５１と接しつつ４つの第１流出口３６から流出空間２７に流出する。熱応動器５１は、混合水の温度に応じて軸Ａ方向に変位する。つまり、混合水の温度が設定値よりも高い場合、熱応動器５１がさらに軸Ａ方向の一端側へ変位し、弁体４０が第１冷水流入口３４からさらに離隔する。そのため、第１冷水流入口３４の開度が大きくなるので、混合流路３５への冷水の流入量が増大する。これにより、混合水の温度が低下する。また、混合水の温度が設定値よりも低い場合、熱応動器５１が軸Ａ方向の他端側へ変位し、弁体４０が第１冷水流入口３４へ接近する。そのため、第１冷水流入口３４の開度が小さく又は第１冷水流入口３４が閉鎖されるので、混合流路３５への冷水の流入量が減少ないしゼロとなる。これにより、混合水の温度が上昇する。

ここで、混合水の温度は均一化されているので、その温度に応じた熱応動器５１の変位動作が正確に行われる。これにより、第１冷水流入口３４の開度調節が正確に行われるので、温水の温度調節の精度が向上する。

流出空間２７では、４つの第１流出口３６から混合水が流入してきて、１つの第２流出口２８から流出していく。そのため、流出空間２７では、４つの第１流出口３６のそれぞれから流入してきた混合水が互いに合流して混合しやすくなる。そのため、温水と冷水の混合作用がさらに促進され、温水と冷水の混合効率がさらに向上する。よって、混合水の温度の均一化が一層図られる。

流出空間２７と温水の流入空間２４とはシール部材２９ｂによって仕切られているため、流出空間２７の混合水が流入空間２４の温水とが交じり合うことで混合水の温度が上昇してしまうことを防止することができる。また、冷水の流入空間２６と温水の流入空間２４とはシール部材２９ａによって仕切られているため、冷水と温水とが交じり合うことで冷水および温水のそれぞれの温度が変化してしまうことを防止することができる。これらにより、温水の温度調節に係る精度低下が防止される。

以上のように、ミキシングバルブ１０は、内側ケーシング３０（即ち、第１筒状部材）と、弁体４０と、駆動部５０とを備えている。内側ケーシング３０は、第１温水流入口３３および第１冷水流入口３４が形成されると共に、内部が温水と冷水の混合流路３５となっている。弁体４０は、第１冷水流入口３４を開閉する。駆動部５０は、混合流路３５における温水と冷水の混合水の温度に応じて弁体４０に第１冷水流入口３４を開閉させる。第１冷水流入口３４は、内側ケーシング３０の軸Ａ方向の一端に形成されている。第１温水流入口３３は、内側ケーシング３０の軸Ａ回りに４つ形成されている。

また、温水生成装置１００は、冷水が蒸気（即ち、加熱流体）と熱交換して温水となる熱交換器１と、熱交換器１から流出した温水を冷水と混合させることで温水の温度を調節するミキシングバルブ１０とを備えている。

また、カートリッジＣは、１つの第２流出口２８が形成された外側ケーシング２０（即ち、第２筒状部材）を有するミキシングバルブ１０において、外側ケーシング２０の内側に装着される。カートリッジＣは、内側ケーシング３０（即ち、第１筒状部材）と、弁体４０と、駆動部５０とを備えている。内側ケーシング３０は、第１温水流入口３３および第１冷水流入口３４が形成されると共に、内部が温水と冷水の混合流路３５となっている。弁体４０は、第１冷水流入口３４を開閉する。駆動部５０は、内側ケーシング３０に収容され、混合流路３５における温水と冷水の混合水の温度に応じて弁体４０に第１冷水流入口３４を開閉させる。第１冷水流入口３４は、内側ケーシング３０の軸Ａ方向の一端に形成されている。第１温水流入口３３は、内側ケーシング３０の軸Ａ回りに複数形成されている。内側ケーシング３０は、外側ケーシング２０との間で、４つの第１流出口３６のそれぞれと連通し且つ第２流出口２８と連通する流出空間２７を形成する。

これらの構成によれば、温水と冷水の混合効率を向上させることができる。具体的に、混合流路３５では、第１温水流入口３３から流入した温水と、第１冷水流入口３４から流入した冷水とが混合される。これにより、温水の温度が調節される。ここで、第１冷水流入口３４は内側ケーシング３０の軸Ａ方向の一端に形成されているため、冷水は混合流路３５の流路軸の方向（即ち、軸Ａ方向）に流入する。一方、第１温水流入口３３は、内側ケーシング３０の軸Ａ回りに４つ形成されているため、温水はそれぞれの第１温水流入口３３から混合流路３５の径方向内側（即ち、流路軸）に向かって流入する。そのため、混合流路３５では温水と冷水とが衝突しやすくなる。しかも、混合流路３５において、温水の流入量は冷水の流入量よりも極めて多い。

こうしたことにより、温水と冷水の混合作用が促進され、温水と冷水の混合効率が向上する。混合効率が向上することにより、混合水（即ち、冷水と混合した温水）の温度の均一化を図ることができる。そのため、温水の温度調節の精度を向上させることができる。

また、ミキシングバルブ１０において、内側ケーシング３０における第１温水流入口３３よりも軸Ａ方向の他端側の位置には、混合水の第１流出口３６が軸Ａ回りに４つ形成されている。そして、ミキシングバルブ１０は、外側ケーシング２０をさらに備えている。外側ケーシング２０は、内側ケーシング３０の外周側に設けられ、内側ケーシング３０との間で４つの第１流出口３６のそれぞれと連通する流出空間２７を形成すると共に、流出空間２７と連通する１つの第２流出口２８が形成されている。

この構成によれば、流出空間２７において、４つの第１流出口３６から混合水が流入してきて、１つの第２流出口２８から流出していく。そのため、流出空間２７では、４つの第１流出口３６のそれぞれから流入してきた混合水が互いに合流して混合する。そのため、温水と冷水の混合作用がさらに促進され、温水と冷水の混合効率がさらに向上する。よって、混合水の温度の均一化を一層図ることができる。

また、ミキシングバルブ１０において、外側ケーシング２０は、内側ケーシング３０との間で、４つの第１温水流入口３３のそれぞれと連通し且つ流出空間２７とシール部材２９ｂによって仕切られた流入空間２４を形成している。外側ケーシング２０には、流入空間２４と連通する１つの第２温水流入口２３が形成されている。

この構成によれば、第２温水流入口２３から流入空間２４に流入した温水は、４つの第１温水流入口３３のそれぞれに分流して混合流路３５に流入する。そのため、温水管６を１つの第２温水流入口２３に接続するだけで、混合流路３５の径方向内側に向かって複数個所から温水を流入させることができる。しかも、流出空間２７と流入空間２４とはシール部材２９ｂによって仕切られているため、流出空間２７の混合水が流入空間２４の温水とが交じり合うことで混合水の温度が上昇してしまうことを防止することができる。

また、ミキシングバルブ１０において、弁体４０は、内側ケーシング３０の外部において第１冷水流入口３４に対向するように配置され、軸Ａ方向に進退することで第１冷水流入口３４を開閉する。駆動部５０は、バネ５５と、熱応動器５１と、第１シャフト５２（即ち、作動器）とを有している。バネ５５は、弁体４０を閉弁方向に付勢する。熱応動器５１は、内側ケーシング３０の内部に収容され、混合流路３５の混合水の温度に応じて軸Ａ方向に変位する。第１シャフト５２は、熱応動器５１に接続され、熱応動器５１が軸Ａ方向の一端側へ変位するのに伴って軸Ａ方向の一端側へ移動して弁体４０をバネ５５の付勢力に抗して開弁方向に押す一方、熱応動器５１が軸Ａ方向の他端側へ変位するのに伴って軸Ａ方向の他端側へ移動して弁体４０から離隔する。

この構成によれば、弁体４０は、進出することで第１冷水流入口３４に接近して第１冷水流入口３４を閉鎖する一方、後退することで第１冷水流入口３４から離隔して第１冷水流入口３４を開放する。熱応動器５１は、混合水の温度に応じて軸Ａ方向の一端側へ変位すると、それに伴って第１シャフト５２が軸Ａ方向の一端側へ移動して弁体４０を開弁方向に押す。これにより、第１冷水流入口３４が開放され、冷水が第１冷水流入口３４から混合流路３５に流入する。また、熱応動器５１が混合水の温度に応じて軸Ａ方向の他端側へ変位すると、それに伴って第１シャフト５２が軸Ａ方向の他端側へ移動して弁体４０から離隔する。そうすると、弁体４０は、バネ５５の付勢力によって第１冷水流入口３４に接近して第１冷水流入口３４を閉鎖する。

このように、駆動部５０は、第１シャフト５２と弁体４０とは連結させずに、弁体４０を熱応動器５１の変位によって進退させて第１冷水流入口３４を開閉することができる。仮に、第１シャフトと弁体とが連結されていると、弁体４０が第１冷水流入口３４を閉鎖している状態では、熱応動器５１はこれ以上、軸Ａ方向の他端側へ変位しないように熱応動器５１の変位量を制限する必要があり、そのための変位量の調整が煩雑となる。このような問題がこの例では解消される。

（その他の実施形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

例えば、第１温水流入口３３の数量は、２つ、３つまたは５つ以上であってもよい。また、第１流出口３６の数量についても、２つ、３つまたは５つ以上であってもよい。

外側ケーシング２０において、第２温水流入口２３および流入空間２４を省略するようにしてもよい。その場合、４つの第１温水流入口３３のそれぞれに温水管６が接続される。

外側ケーシング２０において、流出空間２７および第２流出口２８を省略するようにしてもよい。その場合、第１流出口３６の数量は１つであってもよく、第１流出口３６には温水管７が接続される。また、流出空間２７および第２流出口２８だけでなく、第２温水流入口２３および流入空間２４も省略するようにしもよい。

外側ケーシング２０を省略するようにしてもよい。その場合、内側ケーシング３０を変形することにより冷水の流入空間および第２冷水流入口が形成される。

第２冷水流入口２５は、周壁２１ａに代えて、端壁２１ｂに設けるようにしてもよい。つまり、第２冷水流入口２５は、軸Ａ方向に開口するようにしてもよい。

第２温水流入口２３の数量は、実質的には１つに限定されず、第１温水流入口３３の数量よりも少なければよい。

前記実施形態では、第２シャフト５３が挿入される挿入孔５２ａが第１シャフト５２に形成され、第１シャフト５２が接して押す鍔５３ａが第２シャフト５３に形成されているが、本開示の技術はこれに限らず、その逆であってもよい。即ち、本開示の技術は、第１シャフトが挿入される挿入孔が、第２シャフトに形成され、第２シャフトが接して押す鍔が、第１シャフトに形成される形態であってもよい。この形態においても、弁体４０および第２シャフトは第１シャフトによって支持される。

第２シャフト５３において鍔５３ａを省略するようにしてもよい。その場合、第１シャフト５２の挿入孔５２ａに挿入されている第２シャフト５３が、挿入孔５２ａの底部に接することにより、第１シャフト５２が第２シャフト５３を押す。

第２シャフト５３を省略するようにしてもよい。その場合、第１シャフト５２は、軸Ａ方向の一端側へ移動した際、直接に弁体４０に接して弁体４０を開弁方向に押す。

弁体４０を適切に支持できるのであれば、第３シャフト５４を省略するようにしてもよい。

駆動部５０では、熱応動器５１に限定されず、例えば電動式または油圧式のモータやシリンダなどのアクチュエータで弁体４０を変位させるようにしてもよい。

ミキシングバルブ１０は、温水生成装置１００において、前段のミキシングバルブとしてだけではなく、後段のミキシングバルブとしても用いるようにしてもよい。

ミキシングバルブ１０は、温水生成装置１００以外の装置に用いるようにしてもよい。

カートリッジＣは、弁体４０、第２シャフト５３、第３シャフト５４およびバネ５５を含まないようにしてもよい。カートリッジＣは、蓋２２を含まないようにしてもよい。

以上説明したように、本開示の技術は、ミキシングバルブ、カートリッジおよび温水生成装置について有用である。

１００ 温水生成装置
１ 熱交換器
１０ ミキシングバルブ
２０ 外側ケーシング（第２筒状部材）
２３ 第２温水流入口
２４ 流入空間
２７ 流出空間
２８ 第２流出口
２９ｂ シール部材
３０ 内側ケーシング（第１筒状部材）
３３ 第１温水流入口
３４ 第１冷水流入口
３５ 混合流路
３６ 第１流出口
４０ 弁体
５０ 駆動部
５１ 熱応動器
５２ 第１シャフト（作用器）
５５ バネ
Ａ 軸
Ｃ カートリッジ

Claims (5)

1. 第１温水流入口および第１冷水流入口が形成されると共に、内部が温水と冷水の混合流路となる第１筒状部材と、
   前記第１冷水流入口を開閉する弁体と、
   前記混合流路における温水と冷水の混合水の温度に応じて前記弁体に前記第１冷水流入口を開閉させる駆動部とを備え、
   前記第１冷水流入口は、前記第１筒状部材の軸方向の一端に形成され、
   前記第１温水流入口は、前記第１筒状部材の軸回りに複数形成され、
   前記第１筒状部材における前記第１温水流入口よりも前記軸方向の他端側の位置には、前記混合水の第１流出口が前記軸回りに複数形成され、
   前記第１筒状部材の外周側に設けられ、前記第１筒状部材との間で複数の前記第１流出口のそれぞれと連通する流出空間を形成すると共に、前記流出空間と連通する１つの第２流出口が形成された第２筒状部材をさらに備えている
   ことを特徴とするミキシングバルブ。
2. 請求項１に記載のミキシングバルブにおいて、
   前記第２筒状部材は、前記第１筒状部材との間で、複数の前記第１温水流入口のそれぞれと連通し且つ前記流出空間とシール部材によって仕切られた流入空間を形成し、
   前記第２筒状部材には、前記流入空間と連通する１つの第２温水流入口が形成されている
   ことを特徴とするミキシングバルブ。
3. 請求項１または２に記載のミキシングバルブにおいて、
   前記弁体は、前記第１筒状部材の外部において前記第１冷水流入口に対向するように配置され、前記軸方向に進退することで前記第１冷水流入口を開閉し、
   前記駆動部は、
   前記弁体を閉弁方向に付勢するバネと、
   前記第１筒状部材の内部に収容され、前記混合流路の混合水の温度に応じて前記軸方向に変位する熱応動器と、
   前記熱応動器に接続され、前記熱応動器が前記軸方向の一端側へ変位するのに伴って前記一端側へ移動して前記弁体を前記バネの付勢力に抗して開弁方向に押す一方、前記熱応動器が前記軸方向の他端側へ変位するのに伴って前記他端側へ移動して前記弁体から離隔する作用器とを有している
   ことを特徴とするミキシングバルブ。
4. １つの第２流出口が形成された第２筒状部材を有するミキシングバルブにおいて、前記第２筒状部材の内側に装着されるカートリッジであって、
   第１温水流入口および第１冷水流入口が形成されると共に、内部が温水と冷水の混合流路となる第１筒状部材と、
   前記第１冷水流入口を開閉する弁体と、
   前記第１筒状部材に収容され、前記混合流路における温水と冷水の混合水の温度に応じて前記弁体に前記第１冷水流入口を開閉させる駆動部とを備え、
   前記第１冷水流入口は、前記第１筒状部材の軸方向の一端に形成され、
   前記第１温水流入口は、前記第１筒状部材の軸回りに複数形成され、
   前記第１筒状部材における前記第１温水流入口よりも前記軸方向の他端側の位置には、前記混合水の第１流出口が前記軸回りに複数形成され、
   前記第１筒状部材は、前記第２筒状部材との間で、複数の前記第１流出口のそれぞれと連通し且つ前記第２流出口と連通する流出空間を形成する
   ことを特徴とするカートリッジ。
5. 冷水が加熱流体と熱交換して温水となる熱交換器と、
   前記熱交換器から流出した温水を冷水と混合させることで温水の温度を調節する請求項１に記載のミキシングバルブとを備えている
   ことを特徴とする温水生成装置。
   

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