JPH0341712B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、感温部の機能によつて湯と水との混
合水を設定温度で供給するサーモスタツトミキシ
ングバルブに関する。

〔従来の技術〕

従来、湯水混合栓の中で、吐水開始時及び流量
変化に対応して弁要素を自動的に設定するものと
して、サーモスタツトミキシングバルブが利用さ
れている。

このサーモスタツトミキシングバルブは、浴場
等に設ける一般的なものから、特開昭59−222685
公報に記載されているように、流量が比較的大き
な配管系に用いるもの等がある。いずれの場合で
も、温度調整を設定値に維持するための感温部を
流路内に配置した構成で、この感温部の機能によ
つて湯弁と水弁を一軸上に配置した弁体を移動さ
せ、湯側及び水側の弁開度を変えることにより、
混合水温度を調整できる。

このような感温部を備えたサーモスタツトミキ
シングバルブでは、湯と水の温度によつて弁体の
湯弁座側及び水弁座側の移動の制御を行うため、
混合水の温度に的確に反応できるように感温部を
構成することが必要である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、供給する湯の流量を増加する場合、
流量は流路面積に比例することから、バルブ本体
内の流路面積を広くすればよい。

しかしながら、感温部と混合水の熱交換によつ
て感温部が機能するので、流路断面積が余りに大
きいと感温部を通過する混合水の温度が正確にこ
の感温部に熱伝達されないことが起きる。すなわ
ち、バルブ本体の内壁部分を通過する混合水はバ
ルブ本体の壁面との熱伝達の影響を受け、流路中
心部分を通過する混合水温度よりも低くなる傾向
にあり、流路内の混合水温度は感温部の半径方向
に一様ではない。したがつて、流路面積が感温部
との熱伝達に影響を与える程大きくなると、設定
された温度の混合水を得られないという問題があ
る。

このような問題に対し、流路面積の拡大による
影響を補償できるように、感温部の容量や機能を
変更することが考えられる。しかしながら、製品
仕様毎に感温部を代えることは、感温部の設計変
更のみでなく、バルブ本体をも変更する必要があ
り、生産性や製品管理の面で好ましくない。

本発明は、このような問題に鑑みて創作された
ものであり、流量増加に対しても正確な混合水の
温度設定を可能とし、感温体を共通部品として利
用することにより生産性の向上と製品管理の容易
化を図ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、以上の目的を達成するために、水
室、湯室及びこれら両室に連通する混合室を本体
内に画成し、水室及び湯室と混合室との間の流路
開閉を同時に行う一軸操作型の弁体を配置すると
共に該弁体を混合水温度に対応して移動させる感
温体を配置した弁要素を、前記本体内に少なくと
も２列配列したことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を具
体的に説明する。

第１図は本発明に係るサーモスタツトミキシン
グバルブの正面断面図、第２図は同第１図の−
線矢視による断面図、第３図は同−線矢視
による断面図である。

図において、サーモスタツトミキシングバルブ
の本体１の背部には給水用及び給湯用脚管２，３
を連結すると共に、上部には混合水供給管４を配
管している。なお、混合水供給管４には壁面内に
設けた配管系によつて、複数のシヤワー器具等に
同時に混合水を供給するための大流量型として使
用する。

本体１内は、水室５、湯室６及び混合室７に分
割され、水室５と湯室６を画成する隔壁８を挿通
して円筒状の弁体９を摺動自在に２列配置し、水
室５と混合室７間の隔壁１０にはこれを挿通する
弁体作動筒１１を軸線方向に２列移動可能に取付
けている。

これらの弁体９及び弁体作動筒１１の各列に対
応して、本体１の左端にはブツシユ１２を固定し
てこのブツシユ１２内に湯弁座体１３を弁体９と
同軸上で摺動自在に配置している。この湯弁座体
１３と弁体９間にはスプリング１４を介装し、端
面を弁体９の左端が接離する湯弁座１５として利
用する。

弁体９は湯流入口１６を中途の隔壁部分に開設
した円筒状で、左端面が湯弁座１５に接離し、右
端面が隔壁１０の壁面を利用した水弁座１７に接
離する構成である。

更に、弁体９を押動して湯弁及び水弁の弁開度
を変えるための弁体作動筒１１は、左端が弁体９
に当接すると共に水室５内に位置する部分に水流
入口１８を開設し、混合室７に位置する部分には
混合水流出口１９を設けている。また、弁体作動
筒１１の右端部分には感温体２０を固定し、混合
水の温度に応じた弁体９の湯弁座１５側又は水弁
座１７方向への移動によつて温度調整を行う。こ
の感温体２０は内部にワツクスペレツト等の熱収
縮、膨張特性を持つ物質を封入したもので、右端
にはワツクスペレツトの膨張及び収縮によつて出
没するピン２１を設けている。

この感温体２０の作動のために、本体１には感
温体２０を摺動自在に支持するブツシユ２２を固
定すると共に、このブツシユ２２内には中空円筒
状のシリンダスピンドル２３を軸線周りに回転自
在に配置している。そして、シリンダスピンドル
２３内にはピン２１を受ける受け具２４をスプリ
ング２５により弁体９方向に付勢して取付けてい
る。

更に、温度調節及び温度設定を行うためのハン
ドル２６を本体１の右端に配置し、このハンドル
２６の軸２７が挿通するスリーブ２８を本体１に
固定している。軸２７には、雌螺子・雄螺子２９
によつてフツク３０を螺子連結し、このフツク３
０をシリンダスピンドル２３に接続することによ
つて、ハンドル２６を弁要素側に連結する。フツ
ク３０の周面は、スプライン３１係合によつてス
リーブ２８に支持され、ハンドル２６を回動操作
すると軸２７の回転によつて、フツク３０はスリ
ーブ２８とのスプライン３１係合により軸線方向
に進退する。

上記構成において、ハンドル２６を回動操作す
れば、軸２７及びフツク３０によつてシリンダス
ピンドル２３が移動し、感温体２０の軸線方向の
位置を変えることができる。これにより、感温体
２０に一体連結した弁体作動筒１１もその軸線方
向へ移動し、弁体９に対する位置を変え、スプリ
ング１４の弾性力と釣り合う位置に弁体９をセツ
トできる。このように、弁体作動筒１１の位置を
決定すれば、弁体９の湯側及び水側のそれぞれの
弁開度を設定でき、必要とする混合水の温度に調
整できる。

ここで、水、湯及び混合水の流れは以下のとお
りである。

水室５及び湯室６内の水と湯は、それぞれ水弁
座１７及び湯弁座１５と弁体９の端面の間隙から
流入し、湯は弁体９の湯流入口１６から及び水は
水流入口１８からそれぞれ弁体作動筒１１内に流
入する。この水と湯の混合水は、弁体作動筒１１
内の感温体２０周りを流れ、混合水流出口１９か
ら混合室７内に供給される。そして、混合室７か
ら混合水供給管４方向へ流下し、設定された温度
の混合水を供給することができる。

ここで、給水及び給湯源側の給水圧及び給湯圧
の変動や温度変化によつて、混合水温度に変動が
生じた場合には感温体２０の機能によつてこれら
を補償し、混合水温度を設定温度に維持する温度
調節を行う。すなわち、混合水温度が低下する
と、感温体２０内のワツクスペレツトが収縮し、
ピン２１は感温体２０内に没するようになり、こ
れによつてスプリング１４により付勢された弁体
９が水弁座１７方向に移動し、湯側の弁開度を大
きくかつ水側の弁開度を小さくする。この動作に
よつて、湯及び水側の弁開度がそれぞれ変更さ
れ、混合水温度が設定された値となるように自動
温度調節される。これとは逆に、混合水温度が上
昇すると、ワツクスペレツトの膨張により、ピン
２１が感温体２０から突き出るように移動し、こ
のピン２１の移動に伴つて弁体９を湯弁座１５側
に押動し、湯側の弁開度を小さく且つ水側の弁開
度を大きくする。この動作により、水の流入量が
増加すると共に湯量が減少し、混合水温度を設定
値に復帰させる。

以上のように、感温体２０を配置したことによ
つて、給水及び給湯に関する流量や温度の条件が
変化しても、混合水温度を設定値に自動的に温度
調節することができる。

ところで、従来例で述べたサーモスタツトミキ
シングバルブと比較すると、本発明のものでは弁
要素を２列配置し、これらの弁要素にそれぞれ感
温体２０を設けている点が異なる。したがつて、
湯及び水の弁要素が従来例のものと全く同じであ
ると仮定すると、本体１内を流下する湯と水の量
を増大させることができる。これを以下に詳細に
説明する。

本体１の大きさは湯弁座１５及び水弁座１７の
専有面積に比例し、混合水量は湯弁座１５及び水
弁座１７の周辺部長さに比例する。ここで、湯弁
座１５の専有面積をｎ等分した湯弁座に分割した
場合の専有面積の和と周辺部の長さの和との関係
を求めてみる。

Ｒ：分割前の湯弁座の半径 Ｓ：分割前の湯弁座の専有面積 Ｌ：分割前の湯弁座の周辺部の長さ とすると、 Ｓ＝πR² ……(1) Ｌ＝2πR ……(2) となる。また、 ｒ：分割後の湯弁座の半径 ｓ：分割後のｎ個の湯弁座の専有面積の和 ｌ：分割後のｎ個の湯弁座の周辺部の長さの和 とすると、 ｓ＝ｎ×πr² ……(3) ｌ＝ｎ×2πr ……(4) となる。

分割前及び分割後の湯弁座の専有面積は等しい
ので、(1)式及び(3)式から πR²＝nπr² が成り立ち、これにより ｒ＝Ｒ／√ ……(5) となる。

したがつて、分割前後の湯弁座の専有面積の関
係は、(2)、(4)、(5)式によつて ｌ＝√×Ｌ ……(6) となる。

以上の式から判るように、たとえば湯弁座をｎ
個の湯弁座に等分すると、湯弁座の周辺部の長さ
の和は√倍となり、したがつて混合水量も√
倍となる。すなわち、湯弁座の専有面積を２等分
すれば混合水量は略1.4倍に、３等分すれば略1.7
倍になる。

また、同様に湯弁座の周辺部の長さをｎ等分し
た湯弁座に分割すると、(2)式及び(4)式により、 2πR＝ｎ×2πr が成り立ち、これにより ｒ＝Ｒ／ｎ ……(7) となる。

したがつて、分割前後の湯弁座の周辺部の長さ
の関係は、(1)、(3)、(7)式によつて ｓ＝Ｓ／ｎ ……(8) となる。

この(8)式によつて、混合水量を同じとすれば、
専有面積は１／ｎとなる。したがつて、たとえば
湯弁座の周辺部の長さを２等分すると、分割後の
周辺部の長さは半分になる。

以上のことから、同一要領の弁要素を複数個配
列する構造とすれば、混合水量は増加するので、
大流量の配管系に適したものとなる。また、本体
１の大きさは同一流量用とした単一弁要素構造に
比べて小型化できることが判る。

更に、温度調節に際しては、通過流量の半分毎
を各弁要素によつて行うので、感温体２０に対す
る混合水からの熱伝達条件は、従来例のものと同
様である。したがつて、流量を増量するために流
路断面積を大きくしているにも拘わらず、混合水
が弁体作動筒１１内を流動するときの感温体２０
への熱伝達が良好に行われる。

以上により、流量の増量を図れ、しかも温度調
節を確実に行うことができ、大流量を必要とする
設備に有効に設置できる。

また、感温体２０は小流量用の温水混合栓とし
て利用されているものを採用できるので、感温体
２０を新たに設計製作する必要がない。したがつ
て、生産性の向上が図れると共に、製品管理も行
いやすくなる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明のサーモスタツ
トミキシングバルブにおいては、混合水の流量を
増量しても、通過する混合水に対する自動温度調
節を正確に行うことができる。また、流量の増大
に拘わらず、感温体としては通常の湯水混合栓等
に汎用されているものを採用できるので、設計変
更等を必要とすることなく製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るサーモスタツトミキシン
グバルブの正面断面図、第２図は同第１図の−
線矢視による断面図、第３図は同−線矢視
による断面図である。 １：本体、２：給水用脚管、３：給湯用脚管、
４：混合水供給管、５：水室、６：湯室、７：混
合室、８：隔壁、９：弁体、１０：隔壁、１１：
弁体作動筒、１２：ブツシユ、１３：湯弁座体、
１４：スプリング、１５：湯弁座、１６：湯流入
口、１７：水弁座、１８：水流入口、１９：混合
水流出口、２０：感温体、２１：ピン、２２：ブ
ツシユ、２３：シリンダスピンドル、２４：受け
具、２５：スプリング、２６：ハンドル、２７：
軸、２８：スリーブ、２９：雌螺子・雄螺子、３
０：フツク、３１：スプライン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水室、湯室及びこれら両室に連通する混合室
   を本体内に画成し、水室及び湯室と混合室との間
   の流路開閉を同時に行う一軸操作型の弁体を配置
   すると共に該弁体を混合水温度に対応して移動さ
   せる感温体を配置した弁要素を、前記本体内に少
   なくとも２列配列したことを特徴とするサーモス
   タツトミキシングバルブ。