JPS62220788A - サ−モスタツトミキシングバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、感温部の機能によって湯と水との混合水を設
定温度で供給するサーモスタッ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、ザーモス
クソトミキシングバルブが利用されている。

このサーモスタットミキシングバルブは、浴１ｉ５等に
設ける一般的なものから、特開昭５　！１　２２２６１
１５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っ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ットミキシングバ
ルブでは、湯と水の温度によって弁体の湯弁座側及び水
弁産制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って感温部
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。したがって、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、感温部の段重変更のみでなく、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。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明は、以上の目的を達成するために、水室７湯室及
びこれら両室に連通ず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ンドミキシングバルブ
の正面断面図、第２図は同第１図のＩ−Ｉ綿矢視による
断面図、第３図は同ｎ−ｎ線矢視による断面図である。

図において、サーモスタンド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って、複数
のシャ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Ｉ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にはこれを押通する弁体作動筒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の左端にはブツシュ１２を固定してこのブツシュ
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０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？ｒ１合水流水流出口１９け
ている。また、弁体作動筒１１の右端部分には感温体２
０を固定し、混合水の温度に応した弁体９の湯弁座１５
側又は水弁座１７方向への移動によって温度調整を行う
。この感温体２０は内部にワックスベレット等の熱収縮
、膨張特性を持つ物質を封入したもので、右端にはワッ
クスベレットの膨張及び収縮によって出没するピン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ュ２２を固定すると共に、
このブツシュ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を受ける受は具
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の輔２７が
挿１１１１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・ｈｌを螺子２９によってフック３
０を螺子連結し、このフック３０をシリンダスピンドル
２３に接続することによって、ハンドル２６を弁要素側
に連結する。フック３０の周面は、スプライン３１係合
によってスリーブ２８に支持され、ハンドル２６を回動
操作すると軸２７の回転によって、フック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及びフック３０によっ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
をセソＩ・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、それぞわホシｆ座１７
及び湯弁床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
れぞれ弁体作動筒体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（１４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
温度変化によって、混合水温度に変動が生した場合には
感温体２０の機能によってこれらを補償し、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、Ｗ　’／Ｍ一体２０内のワックス
ベレットが収縮し、ピン２Ｉは感温体２０内に没するよ
うになり、これによってスプリング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。この動作によって
、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１−♂すると、ワックスペ
レットの膨張により、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の移動に伴って弁体９を
湯弁圧１５側に押動し、湯側の弁開度を小さく目つ水側
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って、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、従来例で述べたザーモスタソトミキシングバ
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。したがって、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ｌ内を流下す
る湯と水の量を増大さ一υ°ることかできる。これを以
下に詳細に説明する。

本体１の大きさは湯弁床１５及び水弁座１７の専イ１面
積に比例し、混合水量は湯弁床１５及び水弁座１７の周
辺部長さに比例する。ここで、湯弁床１５の専有面積を
ｎ等分した湯弁床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：分割前の湯弁床の半径 Ｓ二分割前の湯弁床の専有面積 ■、：分割前の湯弁床の周辺部の長さ とすると、 Ｓ−πＲ２−（Ｉ）■、−２πＲ−Ｆ２１となる。また
、 ｒ：分割後の湯弁床の半径 Ｓ：分割後のｎ個の湯弁床の専有面積の和β：分割後の
ｎ個の湯弁床の周辺部の長さの和とすると、 ５＝ｎｘπｒ　”　−Ｆ３１　　１！　＝　ｎ　Ｘ　２
πｒ（４）となる。

分割前及び分割後の湯弁床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八ｒへ＋５１ となる。

したがって、分割前後の温弁座の専有面積の関係は、（
２＋、　＋４１．　＋５１式によって１　＝’ｌｉ　Ｘ
　Ｌ−（６１ となる。

以上の式から判るように、たとえば温弁座をｎ個の温弁
座に等分すると、温弁座の周辺部の長さの和はＧ−倍と
なり、したがって混合水量も匹゛倍となる。すなわち、
温弁座の専有面積を２等分すれば混合水量は略１．４倍
に、３等分すれは略１．７倍になる。

また、同様に温弁座の周辺部の長さをｎ等分した温弁座
に分割すると、（２）式及び（４）式により、２πＲ＝
ｎＸ２πｒ が成り立ち、これにより ｒ　−Ｒ／　ｎ−−（７１ となる。

したがって、分割前後の温弁座の周辺部の長さの関係は
、ｆｌｌ、　＋３１．　（７１式によってｓ　＝　Ｓ　
／　ｎ　　−ｊＲ） となる。

この（８）式によって、混合水量を同しとすれば、専有
面積は１　／　ｎとなる。したがって、たとえば温弁座
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−ヒのことから、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
素によって行うので、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。したがって
、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−ににより、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は小流量用の湯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。したがって、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ットミキシ
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ンドミキシングバルブ
の正面断面図、第２図は同第１図のＴ−Ｉ線矢視による
断面図、第３図は同１−ｎ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：プッシュ１３：湯弁座体
　　　　１４ニスプリング１５：温弁座　　　　　１６
：渦流入口１７：水弁座　　　　　１日：水流入口１９
；混合水流出口　　２０：感温体 ２１：ピン　　　　　　２２：ブツシュ２３ニジリンダ
スピンドル ２４：受は具　　　　　２５ニスプリング２６：ハンド
ル　　　２７：軸

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
   とするサーモスタットミキシングバルブ。