ミキシングバルブの仕組みと用途

水道の収録用語:ミキシングバルブ

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ミキシングバルブ
異なる温度や成分の流体またはガスを入口側で受けて出口側で狙った比率に整える弁で混合後の流量と比率を保ちたい場面で用いられます。化学工程や加工産業や建築設備や暖房冷房や水処理など幅広く使われ混合比のずれが品質や安全に影響するため仕組みを理解して選定します。

動作原理
・入口ポートが2つ以上あり出口ポートが1つの構成が多く各入口の流量を調整してバルブ内部で混合させます。給水と給湯を混ぜる用途では入口側の圧力差や温度変動で湯温が揺れやすいので設定値と流量条件を合わせて確認します。
・回転ディスクや球やフラップやピストンなどの内部部品で開度を変え混合比を作ります。手動式はつまみで開度を固定しサーモスタット式は感温部で開度を補正して湯温の急変を抑える設計です。
用途
設備条件により用途が分かれ混合する目的が温度なのか成分なのかで選び方が変わります。
・暖房・冷房;温水と戻り水など温度の異なる水を混ぜて供給温度を整えます。床暖房や空調の二次側では高温のまま送ると過熱になるため設定温度と循環量を見ながら調整します。
・化学工程;反応や中和など複数の薬液を混合して濃度をそろえます。混合比がずれると反応速度や製品品質が変わるため流量計と制御方式を合わせて管理します。
・水処理;浄水場や汚水処理で水源の水や薬剤を混ぜて狙った水質に整えます。季節で水温や濁度が変わるため混合比の調整幅と点検性も重要になります。
・食品工程;液体原料を所定比率で混合し粘度や味のばらつきを抑えます。洗浄が不十分だと残渣が付着しやすいので分解清掃のしやすさも確認します。
タイプ
・用途により二方三方など構造があり操作方式も手動から自動まで選べます。一般的なタイプを示します。
・二方ポート型ミキシングバルブ2系統を混合して1系統を出す基本形で給湯混合などで使われます。
・三方ポート型ミキシングバルブ2系統の混合と分流を切り替えられる構成で循環配管の温度調整にも用いられます。
・比例制御型ミキシングバルブ設定値に合わせて開度を連続制御し混合比を保ちたい設備で用いられます。センサーやアクチュエータの点検が重要になります。

混合比を安定させることは運転管理と品質維持に直結します。条件に合う機種選定と設定により温度ムラや濃度変動を抑えられます。

水道配管に組み込むミキシングバルブについて
給湯で冷水と温水を混ぜて狙った湯温を保つ目的で配管に組み込みます。湯温の急変を抑えてやけどリスクを下げるため病院や高齢者施設などでは温度管理の要になります。方式はサーモスタット式と手動調整式がありサーモスタット式は感温素子で自動補正し給湯負荷や外気温の変化の影響を受けにくい一方でフィルター詰まりやスケール付着で反応が鈍ることがあります。手動調整式は任意温度に合わせやすい反面で給湯温度や水圧が変わると湯温がずれやすいので定期的な再調整が必要です。症状として湯が熱い冷たいを繰り返す場合や流量が落ちる場合は止水栓の開度と入口側ストレーナーの汚れと給湯器設定温度を確認し改善しない時は水道業者へ相談します。
最新のミキシングバルブは耐久性やメンテナンス性が向上しており長期間にわたり安定した動作が可能となるため住宅から商業施設や工業用途まで幅広い分野で活用されています。長期使用ではカートリッジや感温部の劣化で設定が安定しなくなることがあるため点検時は漏れと温度の追従性と異音を見て交換時期を判断します。