JPS6339489Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、サーモスタツト付湯水混合水栓に関
するものであり、特にワツクス方式のサーモスタ
ツトを取り付けた湯水混合水栓の改良に関するも
のである。

〔従来技術とその問題点〕

従来のサーモスタツト付湯水混合水栓には、サ
ーモスタツトの種類によつてベローズ方式、バイ
メタル方式、ワツクス方式の三種がある。これら
に共通した欠点としては、次の事項を挙げること
ができる。

(1) ツーハンドル式湯水混合水栓に比較して機構
が複雑であるため、湯・水の流通抵抗が大きく
なり、結果として吐出量が少ない。

(2) 一般に吐出量が大きくなるような構造のもの
を採用すると、設定温度と実際の吐水温度との
間の温度差が大きくなる傾向を伴う。

(3) 無理に吐出量が確保できる構造をとつても、
吐水温度が不安定に変動し、使用者に不快感を
与える。

上記のような欠点は、我が国の給水事情や給湯
事情による場合が大である。その第１は、我が国
の給水・給湯圧力が諸外国に比べて低く、吐出量
の確保が非常に困難なことである。その第２は、
一般家庭で使用されている給湯設備として、温水
ボイラー、電気温水器、瞬間湯沸器があるが、こ
れらはいずれも混合水栓を設置する際に何らかの
制限を受けることである。例えば、温水ボイラー
や電気温水器の場合は、その給水口に減圧弁の取
り付けが義務づけられているため、給湯圧力が
0.5〜0.6Kgｆ／cm²に減少し、吐出能力の大きな混
合水栓でなければ使用上満足な吐出量が得られな
い。従つて、サーモスタツト付湯水混合水栓を設
置すると、必然的に吐出量不足を招来する。ま
た、瞬間湯沸器の場合は、給水圧力と吐出量が確
保されなければ着火せず、吐出能力の大きな混合
水栓でなければ使用上満足な温度の湯が得られな
い。従つて、この場合もサーモスタツト付湯水混
合水栓を使用できない。

結局、本考案は、我が国における前記給水・給
湯事情のもとにおける吐出能力の増大を第１課題
とし、感温体の感熱応答性の改良を第２課題と
し、安定した目標水温の早期吐出を第３課題とす
るものであり、かかる課題を跛行性なく解決でき
るワツクス方式のサーモスタツト付湯水混合水栓
を提供することを目的とするものである。

〔問題解決手段とその作用〕

本考案において、前記問題点を解決するために
講じた手段は、エレメントケース内へ同軸に装着
されたダイヤフラム型ワツクス式感温体の伸縮に
より混合水温を調節するようにして成る混合水栓
において、前記感温体における感温部はワツクス
封入の長手筒と該長手筒の先端部域を除く部分に
設けられた複数個の断面角形をなす環状突起とが
一体形成されて成り、前記環状突起相互間の幅は
環状突起の外周面幅よりも大きくなされ、前記長
手筒の先端部域は前記エレメントケースの導入口
に臨んでその先端面及び全周面が導入される混合
湯水と直接接触すべくなされているところにあ
る。

ところで、本考案における第１課題の解決に
は、エレメントケース内における感温混合室の流
路抵抗の減少が必要であり、第２課題の解決に
は、感温体の感温伝熱面積の拡大が必要であり、
第３課題の解決には、感温混合室での湯と水との
撹拌機能を増強することが必要である。しかしな
がら、これら３個の必要事項は、互いに掣肘関係
にある。即ち、流路抵抗の減少を図れば、安定し
た目標水温の早期吐出に悪影響を及ぼし、感温伝
熱面積の拡大を図れば、感熱応答性は改善される
けれどもハンチング現象を起こして安定した水温
が得られず、撹拌機能の増強を図れば、円滑な湯
水の流れを阻害して吐出能力の悪化は避け難い。
かかる困難な掣肘関係のもとにあるにもかかわら
ず、前記手段を講ずることによつて、前記３課題
は一挙に解決され、吐出能力と感熱応答性に優
れ、安定した目標温度の水が早期に得られるサー
モスタツト付湯水混合水栓の実現を見ることがで
きる。

〔実施例〕

以下、本考案を図面に示す実施例に従つて説明
する。

第１図は、本考案に係るサーモスタツト付湯水
混合水栓（以下、本案混合水栓という）の内部構
造を示す断面図である。同図において、１２は水
栓本体（図示せず）内に装着されるシリンダーで
あり、その一端は盲状に閉止されている。シリン
ダー１２の一端寄りには給水口１が穿設され、更
にその一端寄りには給湯口２が穿設されている。
そして給水口１が臨む部分のシリンダー１２の内
壁寄りには水弁座４が周設され、給湯口２が臨む
部分の内壁寄りには湯弁座６が周設されている。
また、シリンダー１２のほぼ中央部には流出口２
５が穿設されている。８はエレメントケースであ
つて、シリンダー１２の内部に収納され、長手方
向に摺動可能である。エレメントケース８の内部
は感温混合室１０となつている。エレメントケー
ス８には、感温体１３がリング１１によつて同軸
一体に装着され、感温体１３の感温部１４はその
全体が感温混合室１０によつて囲繞された状態に
ある。エレメントケース８にあつては、感温部１
４の基部域が臨む部分に混合水流出孔２４が穿設
されている。そして、導入口９は予備混合室７と
感温混合室１０とを連絡し、混合水流出孔２４は
シリンダー１２の流出口２５と連通する。エレメ
ントケース８の先端軸部には弁体２３が設けら
れ、弁体２３は前記シリンダー１２の水弁座４に
対向する部分が水弁部３となつており、湯弁座６
に対向する部分が湯弁部５となつている。なお、
２２は操作ハンドル（図示せず）が取り付けられ
るスピンドルである。また、９ａは、予備混合室
７からシリンダー１２の内壁とエレメントケース
８の外壁との間に微細な間隙に沿つて流れる傍流
を、感温混合室１０内へ誘い込む傍流入孔であ
る。

上記の如き内部構造にあつては、エレメントケ
ース８の往復摺動に伴つて弁体２３も往復摺動
し、よつて給水口１と給湯口２の開度を調節し、
これに応じて、シリンダー１２内に流入される水
と湯は、まず予備混合室７内で予備混合された
後、導入口９から感温混合室１０内に導かれ、エ
レメントケース８の混合水流出孔２４を経過し、
更にシリンダー１２の流出口２５から流出され
る。

上記の如き内部構造と湯及び水の流通路につい
ては、従来公知の混合水栓と本質的にそれ程違つ
たところはない。本案混合水栓において特徴的な
点は、感温体１３にあり、特に感温部１４の構造
にある。従つて以下では、第２図を参照して本案
混合水栓の特徴点について詳説する。

第２図は、エレメントケース８と感温体１３と
を拡大断面視して示した図である。感温体１３を
構成する部材のうち、比較的大きなものは感温部
１４と伸縮ピストンガイド１８とである。感温部
１４と伸縮ピストンガイド１８とは、大径部１３
ａで密なる嵌合により一体的に接合されている。
大径部１３ａには、感温部１４の内部と伸縮ピス
トンガイド１８の内部を画する如くダイヤフラム
弁１７が介設されており、伸縮ピストンガイド１
８の中空内には流動体１９、ラバーピストン２０
及び伸縮ピストン２１が挿入されている。前記感
温部１４は、端部が閉塞されたワツクス封入の長
手筒１４ａと該長手筒１４ａの先端部域１４ｂを
除く部分に設けられた複数個の断面角形をなす突
起とが一体形成されている。長手筒１４ａの中に
は、温度の昇降によつて膨張収縮するワツクス１
６が封入されており、長手筒１４ａの開口側を被
蓋する如く設けてあるのが前記のダイヤフラム弁
１７である。該ダイヤフラム弁１７があるから、
長手筒１４ａの長さを長くしても、感熱応答性は
低下しない。そして、長手筒１４ａ内のワツクス
１６が膨張収縮するのに呼応して、ダイヤフラム
弁１７、流動体１９、ラバーピストン２０及び伸
縮ピストン２１は変化する。長手筒１４ａの先端
部域１４ｂは、先端からｌの長さを有している。
なお、ｌの長さは、環状突起１５の２〜３個分と
するのが好ましい。長手筒１４ａに環状突起１５
を形成しない長さｌの先端部域１４ｂを設けたの
は、導入口９から導入される湯・水をこの先端部
域１４ｂの先端面及び全周面に衝突させて可能な
限り未完混合湯・水の温度を初期のうちに逸速く
封入ワツクス１６に感知せしめるためである。長
手筒１４ａの先端に直ちに環状突起１５を形成す
ると、必然的に長手筒１４ａの先端面を広くした
と同じことになり、導入口９から導入された湯・
水は広い端面の半径方向に分散し、エレメントケ
ース８の内壁に沿つた層流を形成することにな
る。エレメントケース８の内壁に沿う層流には、
環状突起１５による撹拌作用が及び難いから、撹
拌機能を大幅に低下せしめることにならざるを得
ない。また、長手筒１４ａの先端に環状突起１５
を形成すると、その部分において長手筒１４ａの
厚さがそれだけ径方向へ増大することとなるか
ら、ワツクス１６への伝熱効果が悪くなり、結果
として感熱応答性が鈍化する。

ワツクス１６を封入した長手筒１４ａの先端部
域１４ｂを除く部分には、感温体１３の大径部１
３ａに直近な位置まで、複数個の環状突起１５が
設けてある。本実施例では、その数を６個設けた
ものを図示したが、その個数は限定的なものでは
ない。通常は４〜８個程度である。この環状突起
１５は、勿論感温伝熱面積を拡大せしめるもので
あるが、本実施例では、特に撹拌機能を従来に比
して格段に向上せしめるための措置が講じられて
ある。該措置の第１は、環状突起１５の立上り面
１５ａを湯・水の流れ方向に対して実質的に直角
とした点である。導入口９からエレメントケース
８内に入つて、この立上り面１５ａに衝突した
湯・水は、その反動でエレメントケース８の直近
内壁へ向かつて拡散されるので、環状突起１５近
傍の湯・水の温度と当該環状突記１５に直近なエ
レメントケース８内壁近傍の湯・水の温度とが均
一化される。前記措置の第２は、隣り合う環状突
起１５，１５相互間の幅ω1を環状突起１５の外
周面幅ω2よりも大きくした点である。この措置
は、環状突起１５に接していない湯・水を環状突
起１５，１５相互間の凹部に誘い込んで渦乱流を
生ぜしめ、更に下流側の立上り面１５ａに誘導さ
れて当該凹部に直近なエレメントケース８の内壁
へ向かつて拡散せしめ、よつて環状突起１５，１
５相互間の凹部内の湯・水の温度と当該凹部に直
近なエレメントケース８内壁近傍の湯・水の温度
とが均一化される。前記２つの措置による作用
が、湯・水流の進行に伴つて反復的に繰り返さ
れ、湯・水が流出孔２４に近いところでは完全に
混合された状態となり、且つこの状態の湯・水の
温度を感温部１４が感知する。しかも、このよう
な湯・水の渦乱流による反復は流量を抑制するよ
うな抵抗とはならず、却つて円滑な流れを招来す
る。

次に作動態様について説明する。導入口９を通
じてエレメントケース８内の感温混合室１０に流
入した湯・水は、まず長手筒１４ａの先端部域１
４ｂに衝突して長手筒１４ａの外周に沿う本流を
生ずると共に混合初期の湯・水の温度を感知し、
次いで複数個設けられた環状突起１５の立上り面
１５ａと隣り合う環状突起１５，１５相互間の凹
部とにより数段階に撹拌されて混合が増幅され、
その撹拌が流路の全般に行きわたるようになされ
ている。また、ワツクス１６の体積に対して感温
部１４全体の表面積が大きくなるので、感温部１
４は充分な伝熱効果を有しており、混合水の熱が
速やかに長手筒１４ａ内のワツクス１６に伝達さ
れ、感熱応答性は極めて良好である。かくして、
感温体１３は、混合水が高温のときに伸長し、低
温のときには短縮する。この場合、感温体１３に
おける伸縮ピストン２１の先端に取り付けられた
温度調節ハンドル（図示せず）を所望する目標温
度に設定しておけば、感温体１３の伸縮に伴うエ
レメントケース８の摺動が弁体２３に伝達され、
弁体２３の水弁部３と湯弁部５が水弁座４と湯弁
座６との各間隔を調節する。つまり、感温混合室
１０内の混合水の温度が設定された目標温度より
高い場合は感温体１３が伸長し、水弁部３と水弁
座４との間隔を広げて流入水量を増加させ、湯弁
部５と湯弁座６との間隔を狭くして流入湯量を減
少させる。反対に、感温混合室１０内の混合水の
温度が設定された目標温度より低い場合は感温体
１３及びこれに伴う各部が前記とは逆の動きをす
る。このようにして、混合水の温度は温度調節ハ
ンドルによつて設定された目標温度に移行し、設
定された目標温度となつた混合水は混合水流出孔
２４を経て流出口２５より流出する。

上記実施例において、感温体１３の長手筒１４
ａ外周に形成された複数個の環状突起１５は、ほ
ぼ等大に角状形成し、それらの配置も等間隔にし
ているが、これらは必ずしもそうである必要はな
い。環状突起１５の配置については、混合水の熱
が最もよくワツクス１６に伝達される領域に密に
配置し、熱伝達が悪い領域には粗に配置してもよ
い。更には、長手筒１４ａのうち、環状突起１５
を形成していない先端部域１４ｂの形状を、先細
りに形成してもよい。

〔考案の効果〕

本案混合水栓は、前記に詳述した如くであるか
ら、互いに掣肘関係にある前記３個の課題を一挙
に解決して、大要次に列挙する効果を奏するもの
である。

(1) 吐出温度にムラがないため心地より吐出水が
得られる。

(2) 撹拌混合が充分行われるため感温部の温度感
知は極めて正確であり、温度調節ハンドルで設
定した目標温度に対しほとんど狂いのない吐水
温度が得られる。

(3) 給水・給湯圧力および給水・給湯温度が急激
に変化した場合の吐出水の温度変化が極めて小
さい。（第３図参照） (4) 給水・給湯圧力の変動、給水・給湯温度の変
動その他の外乱によつて、吐出水温が一時的に
目標温度から逸れることがあつても、目標温度
に復帰するまでに要する時間は極めて短い。
（第３図参照） (5) 上記(1)乃至(4)の効果は、吐出量を増大させる
構造としても充分発揮し得るものである。

第３図は、上記(3)，(4)の効果を確認するために
行つた試験結果を図示したものである。試験条件
としては給水圧力を４Kgｆ／cm²から１Kgｆ／cm²に
繰り返し減少させ、その場合の温度変化と復帰時
間（秒）について、本案混合水栓と従来のサーモ
スタツト付湯水混合水栓とを比較した。図中の実
線Ａは本案混合水栓によるもの、点線Ｂは従来の
サーモスタツト付湯水混合水栓によるものであ
る。同図によつて明らかな如く、本案混合水栓は
従来のものに比して、温度変化及び復帰時間とも
半分以下の好成積を示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案混合水栓の内部構造を示す断面
図、第２図は第１図中の主要な部分であるエレメ
ントケースと感温体とを理解し易く拡大して示し
た断面図、第３図は給水圧力が変化した場合の本
案混合水栓と従来のサーモスタツト付湯水混合水
栓との比較試験結果を示したものである。 ８……エレメントケース、１３……感温体、１
４……感温部、１４ａ……長手筒、１４ｂ……先
端部域、１５……環状突起、１５ａ……立上り
面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エレメントケース内へ同軸に装着されたダイヤ
   フラム型ワツクス式感温体の伸縮により混合水温
   を調節するようにして成る混合水栓において、前
   記感温体における感温部はワツクス封入の長手筒
   と該長手筒の先端部域を除く部分に設けられた複
   数個の断面角形をなす環状突起とが一体形成され
   て成り、前記環状突起相互間の幅は環状突起の外
   周面幅よりも大きくなされ、前記長手筒の先端部
   域は前記エレメントケースの導入口に臨んでその
   先端面及び全周面が導入される混合湯水と直接接
   触すべくなされていることを特徴とするサーモス
   タツト付湯水混合水栓。