JP2020106247A - 温度式制御弁の熱源への固定構造 - Google Patents

温度式制御弁の熱源への固定構造 Download PDF

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Abstract

【課題】感温部としてのサーモエレメント30のセンシング部30aの感知温度に応じて冷媒の流量を制御する温度式制御弁100を熱源としての金属プレート200に対して固定し、金属プレート200からセンシング部30aへ効率良く熱を伝導させる。【解決手段】金属プレート200と温度式制御弁100とを弾性部材からなるブラケット1で連結する。ブラケット1の弾性力により温度式制御弁100のセンシング部30a側を金属プレート200に対して軸線L方向に付勢する。受熱部としてのセンシング部30aの位置を金属プレート200(熱源)に対して軸線L上で確実に確保する。ブラケット1の弾性片11A,11Bに第1継手10aと第2継手10bを係合する係合部11a,11bを設ける。【選択図】図2

Description

本発明は、感温部の感知温度に応じて冷媒の流量を制御する温度式制御弁を熱源に対して固定する温度式制御弁の熱源への固定構造に関する。
従来、熱源の温度に応じて冷却装置等の冷媒の流量を制御することが行われている。熱源の温度に応じて流量を高精度に制御するためには熱源の温度を感温部で効率よく感知する必要がある。このように熱源の温度に感応する感温部を備えた弁装置として、例えば、特開2002−221378号公報(特許文献1)に、温度式制御弁(温度膨張弁)が開示されている。
特開2002−221378号公報
特許文献1の温度式制御弁は温度膨張弁であるが、感温筒によらずに冷凍サイクルの蒸発器の温度を熱伝導部材を介して感温室に伝導させるようにしている。しかし、熱源である蒸発器と感温室(膨張弁)との間に熱伝導部材という別部材を介在させているので、熱が伝わり難く、改良の余地がある。
本発明は、熱源と感温部との間での熱の伝導効率を良くした温度式制御弁の熱源への固定構造を提供することを課題とする。
請求項1の温度式制御弁の熱源への固定構造は、感温部の感知温度に応じて弁体を軸線方向に移動させて該弁体により冷媒の流量を制御する温度式制御弁を、前記感温部が当接される熱源に対して固定する、温度式制御弁の熱源への固定構造であって、前記熱源と前記温度式制御弁とが弾性部材からなるブラケットで連結され、前記ブラケットの弾性力により前記温度式制御弁の前記感温部側が前記熱源に対して前記軸線方向に付勢されていることを特徴とする。
請求項2の温度式制御弁の熱源への固定構造は、請求項1に記載の温度式制御弁の熱源への固定構造であって、前記ブラケットは、前記軸線方向に離間して対向する少なくとも一対の弾性片を有し、前記一対の弾性片により、前記熱源と前記温度式制御弁の一部を前記軸方向に挟み付けるよう構成されていることを特徴とする。
請求項3の温度式制御弁の熱源への固定構造は、請求項2に記載の温度式制御弁の熱源への固定構造であって、前記ブラケットは、前記一対の弾性片を連結する連結部を前記軸線に対して片側に有し、当該ブラケットが前記熱源と前記温度式制御弁に対して前記軸線の片側の同一の方向から前記一対の弾性片が嵌め込まれて当該弾性片により前記温度式制御弁と前記熱源とが挟み付けられるよう構成されていることを特徴とする。
請求項4の温度式制御弁の熱源への固定構造は、請求項2または3に記載の温度式制御弁の熱源への固定構造であって、前記温度式制御弁が前記冷媒を流す継手を有するとともに少なくとも一つの継手は前記軸線と交差する方向に延設され、前記ブラケットの前記温度式制御弁側の前記弾性片は、前記継手に係合するよう設けられていることを特徴とする。
請求項5の温度式制御弁の熱源への固定構造は、請求項4に記載の温度式制御弁の熱源への固定構造であって、前記継手に係合するよう設けられた前記弾性片は、前記継手の長手方向に沿った形状の凹部をなす係合部を有することを特徴とする。
請求項6の温度式制御弁の熱源への固定構造は、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の温度式制御弁の熱源への固定構造であって、前記熱源と前記温度式制御弁の感温部側の一部とが、前記軸線と直交する平面同士で接触するよう構成されていることを特徴とする。
請求項7の温度式制御弁の熱源への固定構造は、請求項2乃至6のいずれか一項に記載の温度式制御弁の熱源への固定構造であって、前記熱源がプレート状であり、前記ブラケットの前記熱源側の前記弾性片が、該熱源の前記温度式制御弁とは反対側の底面に対向して前記ブラケットの弾性力により該底面を押圧するよう構成されていることを特徴とする。
請求項1乃至7の温度式制御弁の熱源への固定構造によれば、ブラケットが温度式制御弁の感温部側を軸線方向に付勢することにより、温度式制御弁の感温部を熱源に対して軸線上で固定することができる。したがって、熱源から熱を受ける感温部の受熱部の位置を熱源に対して軸線上に確実に確保することができ、熱源から感温部へ効率良く熱を伝導させることができる。特に、熱源からの熱は温度式制御弁に対して概ね軸線方向に伝達されるとともに熱の分布は軸線回りに均等になり、温度式制御弁においては感知温度に応じて弁体を軸線方向に移動させるので、熱の伝達方向と弁体の作動方向とが一致することから、感知温度に応じた安定した動作が可能となる。
本発明の第1実施形態の温度式制御弁の熱源への固定構造を示す斜視図である。 第1実施形態の同固定構造の一部破砕側面図である。 第1実施形態の同固定構造の上面図である。 第1実施形態の同固定構造の正面図である。 本発明の第2実施形態の温度式制御弁の熱源への固定構造を示す斜視図である。 第2実施形態の同固定構造の一部破砕側面図である。 本発明の第3実施形態の温度式制御弁の熱源への固定構造を示す斜視図である。 第3実施形態の同固定構造の一部破砕側面図である。 本発明の第4実施形態の温度式制御弁の熱源への固定構造を示す斜視図である。 第4実施形態の同固定構造の一部破砕側面図である。
次に、本発明の温度式制御弁の熱源への固定構造の実施形態を図面を参照して説明する。図1は第1実施形態の固定構造を示す斜視図、図2は第1実施形態の同固定構造の一部破砕側面図、図3は第1実施形態の同固定構造の上面図、図4は第1実施形態の同固定構造の正面図である。なお、以下の説明における「上下」の概念は図1及び図4の図面における上下に対応する。
この実施形態の温度式制御弁100は、弁装置本体10と、操作部20と、「感温部」としてのサーモエレメント30(図2参照)とで構成されており、この温度式制御弁100は、「熱源」としての金属プレート200に取り付けられている。弁装置本体10には内部の弁室に冷媒を流入する第1継手10aと弁室から冷媒を流出する第2継手10bとが取り付けられている。また、弁装置本体10の弁室内には軸線L方向に移動する弁棒10c(図2参照)が設けられている。弁棒10cは弁体(図示せず)を有し、この弁体により第1継手10aと第2継手10bとの間の流路が開閉され、冷媒の流量が制御される。
操作部20は、弁装置本体10に対してこの弁装置本体10と同軸にして金属プレート200側に取り付けられている。すなわち、操作部20は、弁装置本体10に固着された蓋20aと、蓋20aと同径のケース20bとで外装ケースを構成し、その内部にはダイヤフラム20c(図2参照)が設けられている。そして、ケース20bの円筒部20d内にサーモエレメント30が設けられている。
本発明における「感温部」は熱源の温度を感知するものであり、この実施形態ではサーモエレメント30が「感温部」を構成している。この実施形態のサーモエレメント30は、温度変化によるパラフィン等の膨張収縮を利用したサーモアクチュエータであり、パラフィン等が充填されたセンシング部30aで感知した温度の温度変化に応じて作動軸30bを軸線L方向に移動する。なお、このセンシング部30aは、金属プレート200(熱源)からの熱を受ける「受熱部」である。そして、作動軸30bは、操作部20内の当金20e、ダイヤフラム20c及び当座20fを介して弁装置本体10の弁体を有する弁棒10cを作動させる。また、サーモエレメント30のセンシング部30aは円柱状に突出しており、このセンシング部30aは、金属プレート200の装着孔200a内に装着され、ケース20bの円筒部20の下端の円環状の平面20d1が装着孔200aの開口の外周に当接されている。そして、この金属プレート200からの熱がセンシング部30aに伝達される。なお、金属プレート200は図示しない温度感知対象に密着されている。
金属プレート200と温度式制御弁100とは、弾性部材からなるブラケット1で連結されている。ブラケット1は金属板のプレス及び曲げ加工により形成され、温度式制御弁100の第1継手10aと第2継手10b側にそれぞれ延設された2つの弾性片11A,11Bと、金属プレート200の裏面に沿ってそれぞれ延設された2つの弾性片12,12と、金属プレート200の上面に対向する水平板13と、軸線Lに対して平行に対向する垂直板14と、を一体に備えている。以下、温度式制御弁100を金属プレート200の方向に付勢する弾性片を「制御弁側の弾性片」といい、金属プレート200を温度式制御弁100の方向に付勢する弾性片を「熱源側の弾性片」という。垂直板14と水平板13とは、制御弁側の弾性片(弾性片11A,11B)と熱源側の弾性片(弾性片12,12)を連結する連結部を構成している。すなわち、ブラケット1は連結部を軸線Lに対して片側に有している。
一方の制御弁側の弾性片11Aには第1継手10aの長手方向に沿った係合部11aが形成され、他方の制御弁側の弾性片11Bにも第2継手10bの長手方向に沿った係合部11bが形成されている。係合部11aは第1継手10aの外形に倣った形状であり、同様に係合部11bも第2継手10bの外形に倣った形状である。ここでは、第1継手10a、および、第2継手10bは円筒状であることから、係合部11a、係合部11bは、円筒状の第1継手10a、および、第2継手10bの外径に倣った円弧状である。また、熱源側の2つの弾性片12,12には、金属プレート200の裏面に当接するように山形の突部12a,12aがそれぞれ形成されている。
以上の構成により、温度式制御弁100は、サーモエレメント30のセンシング部30aを金属プレート200の装着孔200a内に装着された状態で金属プレート200に取り付けられ、ブラケット1の熱源側の弾性片12,12と水平板13との間に金属プレート200を挿入するとともに、制御弁側の弾性片11A,11Bの係合部11a,11bをそれぞれ第1継手10aと第2の継手10bとに係合させて、ブラケット1が取り付けられている。この取り付け時には、ブラケット1の自己の弾性力により、係合部11a,11bは第1継手10aと第2継手10bにそれぞれスナップフィットするように係合される。そして、このブラケット1は、自己の弾性力により、熱源側の弾性片12においては突部12a,12aの部分で図2の矢印Aのように金属プレート200の底面を押圧し、制御弁側の弾性片11A,11Bの係合部11a,11bの部分で図2の矢印Bのように第1継手10aと第2の継手10bとを押圧する。
以上のように、温度式制御弁100は、センシング部30aの感知温度に応じて弁棒10cを軸線L方向に移動させて第1継手10aから第2継手10bに流れる冷媒の流量を制御する。また、温度式制御弁100は、センシング部30aが当接される金属プレート200に対して固定されている。そして、金属プレート200(熱源)と温度式制御弁100とは、弾性部材からなるブラケット1で連結されている。また、ブラケット1の弾性力により温度式制御弁100のセンシング部30aが金属プレート200に対して軸線L方向に付勢されている。
このように、温度式制御弁100において、センシング部30aは弁装置本体10に対して軸線L上で金属プレート200(熱源)側にあり、ブラケット1が軸線L方向に付勢することにより受熱部であるセンシング部30aの位置が金属プレート200に対して軸線L上で確実に確保されるので、熱源である金属プレート200からセンシング部30aへ効率良く熱を伝導させることができる。また、ケース20bの円筒部20の下端の円環状の平面20d1は軸線Lと直交する平面となっており、これに対向する金属プレート200の上面200b(装着孔200aの開口の外周)も軸線Lと直交する平面となっている。そして、この平面20d1,200b同士で接触している。このように、温度式制御弁100と金属プレート200(熱源)が面同士で当接するので固定が安定する。
また、この第1実施形態によれば、ブラケット1を温度式制御弁100と金属プレート200に対して、同一方向の横からスナップフィットだけで取り付けることができるので、組み付け作業が容易になる。
また、金属プレート200は別途の温度感知対象に対して所定の位置に配置されるものであるが、ブラケット1の係合部11a,11bが第1継手10aと第2継手10bとの決まった位置に係合する。したがって、金属プレート200に対する第1継手10aと第2継手10bの向き(温度式制御弁100の向き)も所定の位置に決まり、別途の配管等に対する第1継手10aと第2継手10bの向きも自動的に決まる。よって、第1継手10a、第2継手10bに対して接続される冷凍サイクルシステム等、温度式制御弁が設けられるシステム側の配管への接続作業等が容易になる。
図5は第2実施形態の温度式制御弁の熱源への固定構造を示す斜視図、図6は第2実施形態の同固定構造の一部破砕側面図であり、以下の各実施形態において第1実施形態と同様な要素には図1乃至図4と同符号を付記して重複する説明は適宜省略する。
この第2実施形態と第1実施形態との違いはブラケットの構造及び作用である。第2実施形態のブラケット1′は、第1実施形態における制御弁側の弾性片11A,11Bを無くし、垂直板14から温度式制御弁100側に伸びる制御弁側の弾性片15を設け、さらに、弾性片15から軸線Lに平行に対向する第2垂直板16を設けたものである。そして、この第2垂直板16に対して弁装置本体10をネジ止めしている。
この第2実施形態では、ブラケット1′の自己の弾性力は、第1実施形態と同様に、熱源側の弾性片12における突部12aを金属プレート200の底面を押圧するように作用する。また、制御弁側の弾性片15は、温度式制御弁100及びそのセンシング部30aを金属プレート200側に付勢する。そして、このブラケット1′の弾性力により温度式制御弁100のセンシング部30aが金属プレート200に対して軸線L方向に付勢されている。垂直板14と水平板13とは、制御弁側の弾性片(弾性片15)と熱源側の弾性片(弾性片12,12)を連結する連結部を構成している。すなわち、ブラケット1′は連結部を軸線Lに対して片側に有している。
この第2実施形態でも、ブラケット1′が軸線L方向に付勢することにより受熱部であるセンシング部30aの位置が金属プレート200に対して軸線L上で確実に確保されるので、熱源である金属プレート200からセンシング部30aへ効率良く熱を伝導させることができる。また、この第2実施形態でも、ケース20bの円筒部20の下端の円環状の平面20d1と金属プレート200(熱源)が平面20d1,200b同士で接触しているので、固定が安定する。
図7は第3実施形態の温度式制御弁の熱源への固定構造を示す斜視図、図7は第3実施形態の同固定構造の一部破砕側面図であり、この第3実施形態と第1実施形態との違いはブラケットの構造及び作用である。第3実施形態のブラケット1″は、第1実施形態における熱源側の弾性片12,12を無くし、水平板13を金属プレート200の上面にネジ止めしている。
この第3実施形態では、ブラケット1″の自己の弾性力により、第1実施形態と同様に、制御弁側の弾性片11A,11Bの係合部11a,11bの部分で第1継手10aと第2の継手10bとを押圧する。そして、このブラケット1″の弾性力により温度式制御弁100のセンシング部30aが金属プレート200に対して軸線L方向に付勢されている。
この第3実施形態でも、ブラケット1″が軸線L方向に付勢することにより受熱部であるセンシング部30aの位置が金属プレート200に対して軸線L上で確実に確保されるので、熱源である金属プレート200からセンシング部30aへ効率良く熱を伝導させることができる。また、この第3実施形態でも、ケース20bの円筒部20の下端の円環状の平面20d1と金属プレート200(熱源)が平面20d1,200b同士で接触しているので、固定が安定する。
また、ブラケット1″の係合部11a,11bにより、金属プレート200に対する第1継手10aと第2継手10bの向き(温度式制御弁100の向き)も所定の位置に決まり、別途の配管等に対する配管接続作業等が容易になる。
図9は第4実施形態の温度式制御弁の熱源への固定構造を示す斜視図、図10は第4実施形態の同固定構造の一部破砕側面図である。この第4実施形態の温度式制御弁100′は、第1実施形態と略同様な弁装置本体40と感温部50とで構成されており、この温度式制御弁100′は、「熱源」としての配管200′に取り付けられている。弁装置本体40には内部の弁室に冷媒を流入する第1継手40aと弁室から冷媒を流出する第2継手40bとが取り付けられている。また、弁装置本体40の弁室内には軸線L方向に移動する弁棒40c(図10参照)が設けられている。弁棒40cは弁体(図示せずを有し、この弁体により第1継手40aと第2継手40bとの間の流路が開閉され、冷媒の流量が制御される。
感温部50は、弁装置本体40に対してこの弁装置本体10と同軸にして配管200′側に取り付けられている。すなわち、感温部50は、弁装置本体40の固着された蓋50aと蓋50aと同径のケース50bとで外装ケースを構成し、その内部にはダイヤフラム50cが設けられている。そして、ケース50bとダイヤフラム50cとは密閉空間を構成しており、その内部に冷媒が充填されている。そして、この感温部50は、ケース50bで感知した温度の温度変化に応じてダイヤフラム50cを軸線L方向に変位させ、ダイヤフラム50c及び当金50dを介して弁装置本体40の弁体を有する弁棒40cを作動させる。また、ケース50bは配管200′に圧接されており、この配管200′からの熱が感温部50に伝達される。このケース50bは、配管200′(熱源)からの熱を受ける「受熱部」である。なお、配管200′は図示しない冷却装置の冷媒を流す配管である。
配管200′と温度式制御弁100′とは、弾性部材からなるブラケット2で連結されている。ブラケット2は金属板のプレス及び曲げ加工により形成され、温度式制御弁100′の感温部50の片側に対向する垂直基部21と、垂直基部21の上端から第1継手40a側に延設されたクランク状の制御弁側の弾性片23と、弾性片22に並べて弁装置本体40側に延設されたクランク状の制御弁側の弾性片23と、垂直基部21の下端から配管200′の側部と底部を覆うように延設されたクランク状の熱源側の弾性片24と、を一体に備えている。垂直基部21は、制御弁側の弾性片(弾性片22,23)と熱源側の弾性片(弾性片24)を連結する連結部を構成している。すなわち、ブラケット2は連結部を軸線Lに対して片側に有している。一方の制御弁側の弾性片22には第1継手40aの長手方向に沿ったV字谷型の係合部22aが形成され、他方の制御弁側開閉弁側の弾性片23は一対の水平板23a,23aを有している。また、弁装置本体40の側部には一対の溝40c,40cが形成されている。さらに、熱源側の弾性片24には、配管200′の長手方向に沿ったV字谷型の係合部24aが形成されている。第1継手40aは円筒状であるが、V字型係合部22aは、第1継手40aに対して第1継手40aの長手方向で線接触して係合する。なお、この係合部22aは第1実施形態及び第3実施形態と同様に円弧状であってもよい。
以上の構成により、ブラケット2は、制御弁側の弾性片23の水平板23a,23aを弁装置本体40の溝40c,40cに嵌め込まれるとともに、制御弁側の弾性片22の係合部22aが第1継手40aにスナップフィットして係合され、このブラケット2は温度式制御弁100′に取り付けられている。そして、温度式制御弁100′の感温部50のケース50bを配管200′の上面に当接させるとともに、熱源側の弾性片24の係合部24aに配管200′をスナップフィットして係合することで、温度式制御弁100′及びブラケット2は配管200′に取り付けられている。このように、温度式制御弁100′に取り付けられたブラケット2は、自己の弾性力により、熱源側の弾性片24の係合部24aが配管200′の底部を押圧し、感温部50(そのケース50b)が熱源としての配管200′に圧接される。
以上のように、この第4実施形態でも、温度式制御弁100′は、感温部50の感知温度に応じて弁体を軸線L方向に移動させて第1継手40aから第2継手40bに流れる冷媒の流量を制御する。また、温度式制御弁100′は、感温部50が当接される配管200′に対して固定されている。そして、配管200(熱源)と温度式制御弁100′とは、弾性部材からなるブラケット2で連結されている。また、ブラケット2の弾性力により温度式制御弁100′の感温部50が配管200′に対して軸線L方向に付勢されている。
この第4実施例でも、温度式制御弁100′において、感温部50は弁装置本体40に対して軸線L上で配管200′(熱源)側にあり、ブラケット2が軸線L方向に付勢することにより受熱部であるケース50bの位置が配管200′に対して軸線L上で確実に確保され、かつ圧接されるので、熱源である配管200′から感温部50へ効率良く熱を伝導させることができる。
また、この第4実施形態によれば、ブラケット2を温度式制御弁100′と配管200′に対して、同一方向の横からスナップフィットだけで取り付けることができるので、組み付け作業が容易になる。
また、ブラケット2の係合部22a,24aが第1継手40aと配管200′との決まった位置に係合するので、配管200′に対する第1継手40aの向き(温度式制御弁100′の向き)も所定の位置に決まり、配管接続作業等が容易になる。
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、継手に対する弾性部材の「係合部」の形状は実施形態のように円弧状、V字状に限らず、継手が填まり込むような凹部であればよい。すなわち、係合部が継手に「係合する」とは、係合部に継手が填まり込んで弾性片が継手と交差する方向への移動が規制されるような状態となること表現した概念である。
1 ブラケット
11A 弾性片
11B 弾性片
11a 係合部
11b 係合部
12 弾性片
12a 突部
13 水平板(連結部)
14 垂直板(連結部)
10 弁装置本体
10a 第1継手
10b 第2継手
20 操作部
20a 蓋
20b ケース
20c ダイヤフラム
30 サーモエレメント(感温部)
30a センシング部(受熱部)
30a1 平面
30b 作動軸
100 温度式制御弁
200 金属プレート(熱源)
200a 装着孔
200a1 平面
L 軸線
1 ′ ブラケット
15 弾性片
16 第2垂直板
1″ ブラケット
2 ブラケット
21 垂直基部(連結部)
22 弾性片
22a 係合部
23 弾性片
23a 水平板
24 弾性片
24a 係合部
40 弁装置本体
40a 第1継手
40b 第2継手
40c 溝
50 感温部
50a 蓋
50b ケース(受熱部)
100′ 温度式制御弁
200′ 配管(熱源)

Claims (7)

  1. 感温部の感知温度に応じて弁体を軸線方向に移動させて該弁体により冷媒の流量を制御する温度式制御弁を、前記感温部が当接される熱源に対して固定する、温度式制御弁の熱源への固定構造であって、
    前記熱源と前記温度式制御弁とが弾性部材からなるブラケットで連結され、前記ブラケットの弾性力により前記温度式制御弁の前記感温部側が前記熱源に対して前記軸線方向に付勢されていることを特徴とする温度式制御弁の熱源への固定構造。
  2. 前記ブラケットは、前記軸線方向に離間して対向する少なくとも一対の弾性片を有し、前記一対の弾性片により、前記熱源と前記温度式制御弁の一部を前記軸方向に挟み付けるよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の温度式制御弁の熱源への固定構造。
  3. 前記ブラケットは、前記一対の弾性片を連結する連結部を前記軸線に対して片側に有し、当該ブラケットが前記熱源と前記温度式制御弁に対して前記軸線の片側の同一の方向から前記一対の弾性片が嵌め込まれて当該弾性片により前記温度式制御弁と前記熱源とが挟み付けられるよう構成されていることを特徴とする請求項2に記載の温度式制御弁の熱源への固定構造。
  4. 前記温度式制御弁が前記冷媒を流す継手を有するとともに少なくとも一つの継手は前記軸線と交差する方向に延設され、前記ブラケットの前記温度式制御弁側の前記弾性片は、前記継手に係合するよう設けられていることを特徴とする請求項2または3に記載の温度式制御弁の熱源への固定構造。
  5. 前記継手に係合するよう設けられた前記弾性片は、前記継手の長手方向に沿った形状の凹部をなす係合部を有することを特徴とする請求項4に記載の温度式制御弁の熱源への固定構造。
  6. 前記熱源と前記温度式制御弁の感温部側の一部とが、前記軸線と直交する平面同士で接触するよう構成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の温度式制御弁の熱源への固定構造。
  7. 前記熱源がプレート状であり、前記ブラケットの前記熱源側の前記弾性片が、該熱源の前記温度式制御弁とは反対側の底面に対向して前記ブラケットの弾性力により該底面を押圧するよう構成されていることを特徴とする請求項2乃至6のいずれか一項に記載の温度式制御弁の熱源への固定構造。
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