KR950001119B1 - 혼합 밸브장치 - Google Patents

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KR950001119B1
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무쯔시 무라모또
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가부시끼가이샤 미야와끼
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Abstract

내용없음.

Description

[발명의 명칭]
혼합 밸브 장치
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명에 따른 혼합 밸브장치의 일실시예의 횡단면도.
제2도는 동 종단면도.
제3도는 제1도의 장치에서의 오리피스 밸브판의 정면도.
제4도는 제1도의 장치에서의 감온 소자에 의해 파일롯트 통로에 형성되어 있는 미소간극의 확대 단면도.
제5도는 제1도의 장치 전체를 나타낸 정면도.
제6도는 제1도의 장치의 오리피스 밸브에 있어서의 유량과 차압과의 관계를 나타낸 그래프.
제7도는 본 발명에 따른 혼합 밸브장치의 다른 실시예에 종단면도로서, 증기 입구밸브가 폐쇄된 상태에서 나타낸 것.
제8도는 그의 상부 덮개와 다이아프램이 제거된 상태의 동평면도.
제9도는 감온 소자 및 온도 설정기구의 상세 구조를 나타낸 종단면도.
제10도는 증기 입구밸브의 개방상태를 나타낸 부분 종단면도.
제11도는 제7도의 선 B-B에 따른 단면도.
제12도는 제7도에 도시된 냉액 스로틀 밸브의 평면도.
제13도는 제7도의 장치에 있어서 냉액 압력과 혼합 액체 온도간의 관계를 나타낸 그래프.
제14도는 비교예의 장치에 있어서의 냉액 압력과 혼합 액체 온도간의 관계를 나타낸 그래프.
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 증기, 열수 등의 고온 유체와, 냉수 등의 저온 유체를 혼합하여 소망 온도의 혼합 유체를 얻기 위해 사용되는 혼합 밸브장치에 관한 것이다.
[배경기술]
일반적으로 그와 같은 혼합 밸브장치는 케이싱을 구비하며, 이 케이싱에는 고온 유체를 도입하는 제1입구와, 저온 유체를 도입하는 제2입구와, 제1입구 및 제2입구와 연통하는 한편 고온 유체와 저온 유체가 서로 혼합되는 혼합실과, 이 혼합실과 연통하는 출구가 형성되어 있으며, 제1입구 및 제2입구와 관련하여 고온 유체 및 저온 유체의 입구밸브가 각각 배치되어 있다.
혼합 밸브장치에 있어서는, 공급유체의 압력과 혼합 유체의 소비 유량의 변동시에도 혼합 유체의 소망 온도를 일정하게 유지하는 자동 조정 기능을 갖고 또한 사용상 안전해야 한다는 것은 널리 공지되어 있다. 그러나 기존의 장치에 있어서, 혼합 유체의 온도 조정장치는 통상 고온 유체 및 저온 유체의 각각의 입구밸브와 조합하여 배치된 바이메탈 등의 감온(Temperature-sensitive)변형 소자로 구성되며, 이 감온 소자는 관련 입구의 개도를 혼합 유체의 온도에 따라 조절할 뿐인 비교적 단순한 특성을 갖는데 지나지 않으므로 상술한 소망의 기능을 발휘할 수가 없다. 또한 저온 유체의 공급이 어떤 이유로 중단되는 특수한 상황하에서 혼합 유체 공급단부에 있는 꼭지부를 개방할 경우, 상술한 단순온도 조정장치를 갖는 기존의 혼합밸브 장치에서는 증기 등의 고온 유체만이 상기 꼭지부로부터 방출되므로 사용자의 안전성을 충분히 확보하기가 곤란하다.
[발명의 개시]
본 발명의 목적은 종래 기술에 비하여 뛰어난 혼합 유체온도의 자동 조정기능을 갖고, 사용시의 안전성도 충분히 확보할 수 있는 혼합 밸브장치를 제공하는 것이다.
그러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 케이싱을 구비하며, 이 케이싱에는 고온 유체를 도입하는 제1입구와, 저온 유체를 도입하는 제2입구와, 제1입구 및 제2입구와 연통하는 한편 고온 유체 및 저온 유체가 서로 혼합되는 혼합실과, 이 혼합실과 연통하는 출구가 형성되어 있는 혼합 밸브장치에 있어서, 제1입구에 조합되어 배치되고 고온 유체의 혼합실내로 유입되는 고온 유체의 유량을 조정하는 밸브체를 갖는 입구 밸브와, 이 입구밸브의 개도를 제어하는 제어수단을 구비하며, 이 제어수단이 : 제2입구에 조합되어 배치되어 제2입구 및 혼합실 사이에 차압을 발생시키는 차압소자; 상기 차압에 따라 입구밸브의 밸브체를 변위시키는 감압소자(pressure-sensitive element)와, 이 감압소자에 의해 서로 격리된 제1압력실 및 제2압력실을 구비하며, 이때 상기 제1압력실은 혼합실과 연통하는 반면, 제2압력실은 파일롯트 통로를 통하여 제2입구와 연통하는 감압 제어유닛; 혼합실내의 혼합 유체의 온도에 따라서 변위되는 감온 소자를 구비하며, 이때 이 감온 소자는 상기 파일롯트 통로의 스로틀(throttle)으로서의 미소간극을 형성하고 이 간극의 크기가 혼합 유체의 온도의 증감에 따라 감소 또는 증가되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 구성에 의하면, 혼합 유체를 사용키 위해 사용자가 꼭지부를 개방할 경우 케이싱 내부에 잔류해 있던 저온 유체가 출구로부터 유출됨과 동시에 새로운 저온 유체가 그 입구로부터 혼합실내로 공급되고 그에 따라 그 입구와 혼합실간에는 차압이 발생한다. 동시에 저온 유체가 파이롯트 통로를 통하여 가압소자의 일측부에 있는 압력실로 도입된다. 감압소자의 타측부에 있는 압력실에는 혼합실내의 유체압력이 작용되기 때문에, 감압소자는 상기 차압에 따라 고온 유체의 입구밸브를 개방한다. 이에 따라 우선 고온 유체가 혼합실내로 도입되어, 혼합실내에서 저온 유체와 혼합되어 소망의 온도를 갖는 혼합유체로서 케이싱내의 출구를 통하여 꼭지부로부터 방출된다. 즉, 저온 유체의 공급이 중단될 경우라도 고온 유체의 배출이 효과적으로 저지되며 따라서 사용시 충분한 안전성을 확보하는 것이 가능하다.
또한 혼합 유체의 온도가 소정치를 초과할 경우 거기에 따라 감온 소자가 변위되어, 파일롯트 통로내의 스로틀로서 미소간극의 크기를 감소시키고, 그에 따라 파일롯트 통로를 통하여 감압소자의 일측부에 작용되는 유체압력을 저하시킨다. 이에 따라 감압소자는 고온 유체의 입구밸브의 개도를 감소기켜 혼합실내로 도입되는 고온 유체의 유량을 저하시키며, 그에 따라 혼합 유체의 온도를 소정치까지 저하시킬 수 있다. 이와 반대로 혼합 유체의 온도가 소정치 이하로 저하할 경우에는 상기와는 반대의 작동 모드하에서 혼합 유체의 온도를 소정치까지 상승시킬 수 있다. 이러한 본 발명의 혼합 밸브장치에 의한 혼합 유체온도의 자동조정기능은, 공급 유체의 압력과 혼합 유체의 소비유량이 변동하는 경우에도 만족스럽게 발휘된다.
[발명을 실시하기 위한 가장 바람직한 모드]
이제 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참조로 본 발명을 상세히 설명한다.
제1도 내지 제6도는 본 발명의 일실시예에 따른 혼합 밸브장치를 나타낸 것으로, 이 혼합 밸브장치는 증기, 열수 등과 같은 고온 액체(이하 ＂증기＂로 칭함)와 상온의 물과 같은 저온 액체(이하 ＂냉액＂으로 칭함)를 혼합하여 소망 온도의 혼합 액체로 하는 것이다. 즉, 본 실시예의 장치는 케이싱(1)을 구비하며, 이 케이싱(1)에는 증기를 도입하기 위한 증기입구(2), 냉액을 도입하기 위한 냉액입구, 이들 입구와 연통하며 증기와 냉액이 혼합되는 혼합실(4) 및, 이 혼합실(4)과 연통하며 혼합액체를 방출하는 출구(5)가 형성되어 있다. 또한 상기 증기 입구(2)에 조합되어 증기 입구밸브(V1)가 배치되어 있다.
본 실시예에 있어서, 냉액 입구(3)에 인접하여 차압밸브(V2)가 설치되며, 이 차압밸브(V2)를 통하여 냉액이 혼합실(4)내로 공급된다. 그렇게 배치된 차압밸브(V2)에 의하여, 냉액이 혼합실(4)내로 유입할때에 냉액 입구(3)와 혼합실(4) 사이에 차압(△P)이 발생될 수 있다. 차압밸브(V2)는 도시된 실시예에서 가변형 오리피스 밸브로 형성되어 있지만 고정형 오리피스 밸브로 형성될 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 케이싱(1) 내부에는 또한 차압(△P)의 상승에 따라 증기 입구밸브(V1)를 강제 개방하기 위한 감압 제어 유닛(6)이 배치되어 있다. 이 유닛(6)은 차압(△P)에 따라 작동하는 감압소자로서의 다이아프램(7)과, 이 다이아프램(7)에 의해 서로 격리되는 1쌍의 압력실(8a, 8b)을 구비하며, 이때 일방의 압력실(8a)은 혼합실(4)과 연통되는 반면에 타방의 압력실(8b)은 파일롯트 통로(R1~R3)를 통하여 냉액 입구(3)와 연통한다.
본 실시예에서, 케이싱(1)에는 또한 혼합 유체의 온도에 따라 증기 입구밸브(V1)의 개도를 제어하기 위한 자동 온도 조정 밸브(V3)가 배치되어 있다. 이 자동 온도 조정 밸브(V3)는 혼합실(4)내의 혼합 유체의 온도에 따라 작동하는 감온 파일롯트 밸브소자(9)를 구비하며, 이 밸브소자(9)는 파일롯트 통로(R2)내에 미소간극(L)을 형성하는 스로틀을 형성한다. 또한 파일롯트 밸브소자(9)에 관련하여, 상기 간극(L)의 크기를 제어함으로써 혼합 유체의 온도를 수동 조정할 수 있는 온도 설정기구(C)가 배치되어 있다. 상기 파일롯트 밸브소자(9) 그 자체는 혼합 유체 온도의 상승에 따라 제1도에 화살표 방향(X)으로 이동할때는 간극(L)의 크기가 감소하며, 혼합 유체 온도의 하강에 따라 제2도의 화살표 방향(Y)으로 이동할때는 간극(L)의 크기를 증가하도록 배치되어 있다.
상술한 기본 구조를 갖는 혼합 밸브장치의 상세구조에 대해 설명하면 다음과 같다.
증기 입구밸브(V1)는 증기입구(2)와 혼합실(4)과 서로 연통하는 밸브 개구부(10)를 갖는 밸브 시이트(11)와, 이 밸브 시이트(11)로 접근 및 이탈 가능하도록 배치된 보올 밸브소자(12) 및, 상기 밸브 시이트(11)를 향하여 보올 밸브소자(12)를 편의하는 스프링(13)을 구비한다. 상기 보올 밸브소자(12)는 감압 제어유닛(6)내의 다이아프램(7)의 변위에 따라 밸스 시이트(11)로 접근 및 이탈하도록 되어 있다.
오리피스 밸브(V2)는 케이싱(1)에 있는 냉액 입구내에 형성된 밸브 개구부(14)를 가지며, 밸브 개구부는 원호 형상의 시이트면으로서 형성된 원주벽을 갖는 밸브 시이트(15)에 의해 한정된다. 원판상 밸브판(17)을 그의 외주부(17a)에 따라 밸브 시이트(15)에 대하여 위치하도록 스냅링(16)이 배치되어 있다. 제2도 및 제3도에서 보는 바와 같이 밸브 시이트(15)와 밸브판(17)을 일체적으로 유지키 위해, 밸브 시이트(15)의 외주부에는 요홈(15b)이 형성되는 반면, 밸브판(17)의 외주부상에는 상기 요홈(15b)들과 결합되는 돌기부(18)가 형성되어 있다. 또한 상기 밸브판(17)에는 오리피스(19)를 한정하기 위한 X자 형상의 슬릿(20)이 형성되어 있다. 이들 슬릿(20)에는 각각의 엣지(edge)(21a)를 갖는 다수의 탄성 돌출부(21)가 형성되며, 이 탄성 돌출부(21)는 오리피스 밸브(V2)의 상류측과 하류측 사이의 차압(△P)에 따라 제1도에 도시된 폐쇄위치와 제2도에 도시된 개방위치 사이를 이동할 수 있다.
감압 제어 유닛(6)은 상술한 다이아프램(7)과 압력실(8a, 8b)에 추가하여, 케이싱(1)내에 고정 배치된 안내원판(22)과, 이 안내원판(22)의 중앙 보어(22a)내에 축방향 미끄럼 자재하도록 안내되는 스템(23)을 구비하고 있다. 스템(23)의 상단부는 다이아프램(7)의 중앙부에 취부되며, 그의 하단부는 보올 밸브소자(12)에 당접되어 있다. 압력실(8a)은 안내원판(22)과 다이아프램(7)의 일측부 사이에서 한정되며, 안내원판(22)에 형성된 보어(24)를 통하여 혼합실(4)과 연통한다. 또한 타압력실(8b)은 다이아프램(7)의 타측부와 케이싱(1)의 상부덮개 사이에서 한전되며, 스템(23)의 상단부에 형성된 작은 보어(26)를 통하여 압력실(8a)과 연통하고 있다.
자동온도 제어밸브(V3)는 케이싱(1)내에 취부된 원통상의 케이스(27)를 가지며, 그 케이스 내부에는 감은 밸브소자(9)가 미끄럼 자재하게 배치되어 있다. 또한 상기 케이스(27) 내부에는 상기 감온 밸브소자(9)의 미끄럼 운동을 안내하기 위한 중앙 보어를 갖는 가동 스프링 시이트(28)가 미끄럼 자재하게 배치되어 있다. 가동 스프링 시이트(28)의 일단면에 대향하게 고정 스프링 시이트(29)가 케이스(27)내에 취부되어 있으며 이 2개의 스프링 시이트 사이에는 압축 코일 스프링(30)이 배치되어 있다. 또한 가동 스프링 시이트(28)와 상기 밸브소자(9)의 대경단부(9a) 사이에는 밸브 스프링(31)이 배치되어 있다. 한편, 압축 코일 스프링(30)으로부터 이격되어 있는 가동 스프링 시이트(28)의 측부와, 밸브소자(9)상에 취부된 스냅링(9b) 사이의 감온 소자로서의 바이메탈(33)은 혼합실(4)과 출구(5)로부터 신장하는 유체통로내에 위치하도록 배치된다. 압축 코일 스프링(30)은 바이메탈(33)의 과도한 팽창 변형시 케이스(27)에 대하여 가동 스프링 시이트(28)의 변위를 허용하며, 차암(△P)의 결과로서 밸브소자(9)에 미치는 추력을 극복할 수 있는 스프링력을 갖는다. 또한 밸브 스프링(31)은 미소차암(P)하에서도 밸브소자(9)의 소요의 변위를 가능케 하며, 충분한 차압이 득해지는 경우에는 생략될 수도 있다. 밸브소자(9)는 조정 로드(34)의 단부면에 대향하여 파일롯트 통로의 일부분(R3)내에 배치된 또다른 단부면(9e)을 갖고 있으므로 이들 양 단부면 사이에는 상술한 미소간극(L)이 형성되어진다. 파일통로의 상기 일부분(R3)은 가압 제어유닛의 압력실(8b)까지 신장한다.
온도 설정기구(C)의 조정로드(34)는 그 내부에 파일롯트 통로의 일부분(R2)을 형성하고 있으며, 이 일부분(R2)은 파일롯트 통로의 나머지 부분(R1, R3)와 연통한다. 조정로드(34)는 나사부(35)를 갖는 케이스(27)에 결합되며, 감온 파일롯트 밸브소자(9)로부터 이격된 측부상에 수동 조정 노브(37)가 고정 취부된 일단부(36)를 갖는다. 로드(34)의 중심축선 주위로 조정노브(37)를 회전시킴에 따라 제1도의 화살표 방향(X 또는Y)으로 로드가 측방향 변위하여 미소간극(L)의 크기를 증감시킨다.
상술한 실시예에 따른 혼합 밸브장치의 작동은 다음과 같다.
먼저 혼합 유체의 소망의 온도가 수동 조정 노브(37)를 회전하여 조정로드(34)를 화살표(X 또는 Y) 방향으로 축방향 변위시킴으로써 설정된다. 이 상태에서 혼합 액체 공급단부에 있는 꼭지부(도시안됨)가 개방되면, 케이싱(1)내에 남아 있는 저온 혼합 유체가 출구(5)로부터 배출되어 혼합실(4)내의 액체 압력이 저하한다. 이것은 냉액 입구(3)와 혼합실(4)간에 차압(△P)이 형성되어, 오리피스 밸브(V2)의 돌출부(21)가 오리피스(19)를 개방하도록 탄성 변형함으로써 입구(3)로부터의 냉액이 오리피스(19)를 통하여 혼합실(4)내로 도입됨을 의미한다. 이와 동시에 입구(3)로부터의 냉액의 일부가 파일롯트 유체로서 파일롯트 통로(R1~R3)와 미소간극(L)을 통하여 압력실(6b)내로 도입된다 다이아프램(7)의 타측부에 있는 압력실(8a)에는 보어(24)를 통하여 혼합실내의 액체 압력이 작용되므로 다이아프램(7)은 냉액입구(3)와 혼합실(4)간의 차압(△P)에 따라 스템(23)을 하방으로 눌러, 증기 입구밸브(V1)의 보올 밸브소자(12)를 스프링(13)력에 대하여 밸브 시이트(11)로부터 이탈시켜서 밸브보어(10)를 개방한다. 이에 따라 우선 증기가 입구로부터 밸브(V1)를 통하여 혼합실(4)내로 도입되어 혼합실(4)에서 냉액과 혼합되며, 소망 온도의 혼합액체로서 출구(5)를 통하여 꼭지부로부터 방출된다. 즉, 먼저 냉액이 혼합실(4)내로 도입되지 않을때는 증기만이 혼합실(4)내로 유동되지는 않으므로 저온 혼합 유체와 냉액이 초기에 꼭지부로부터 배출되어 사용상의 안정성을 현저히 증가시킨다. 압력실(8b)내로 도입되는 파일롯트 유체는 작은 보어(26), 압력실(8a) 및 보어(24)를 거쳐 혼합실(4)내로 유동한다.
제6도는 오리피스 밸브(V2)에 있어서의 유량과 차압(P)간의 관계를 나타낸 그래프이다. 오리피스 밸브(V2)를 통한 냉액의 유량(또는 입구압력)이 증가할 경우, 제1도에 도시된 바와 같이 폐쇄되어 있는 밸브판(17)의 탄성 돌출부(21)는 밸브판의 상류측 및 하류측 사이의 차압(△P)에 비례하여 제2도에 도시된 바와 같이 서서히 만곡하기 시작하며, 이에 따라 오리피스(19)의 유효 단면적이 증가하고, 오리피스(19)를 통하여 유동하는 냉액의 유량(G)이 증가한다. 오리피스(19)의 전개 상태에서는, 탄성 돌출부(21)가 밸브 시이트(15)의 시이트면(15a)에 밀착되어 차압은 △P1이상이 되므로 차압(△P)과 유량(G)간의 관계는 대수 눈금으로 비교적 구배가 덜 큰 직선(a)으로 묘사된다. 오리피스(19)의 반개상태에서는, 탄성 돌출부(21)가 그의 탄성 복원력과 차압(△P)이 평형이 되는 변형 위치에 있게 되어, 차압(△P)과 유량(G)간의 관계는 비교적 구배가 큰 직선(b)으로 묘사된다. 직선(c)는 탄성 돌축부(21)가 전개되거나 오리피스(19)가 고정된 오리피스인 가정하에서의 차압(△P)과 유량(G)간의 관계를 나타낸다. 두직선(b)(c)을 서로 비교해 보면, 본 실시예의 오리피스 밸브가 반개상태의 작은 유량(G)을 갖고도 큰 차압(△P)을 제공하는 것을 명백히 알 수 있다. 따라서 차압(△P)에 따라 작동하는 감압소자로서의 다이아프램(7)을 높은 감도를 갖고 안전하고 확실하게 작동시키는 것이 가능하다.
입구(3)로부터 오리피스(19)를 통하여 혼합실(4)내로 도입되는 냉액의 유량(또는 압력)이 감소할 경우, 탄성 돌출부(21)가 반개 상태로 복원 변형하게 되지만 제6도의 직선(b)에 대하여 언급한 바와 같이 , 다이아프램(7)은 유량(G)에 감소에 따라 충분한 감도를 갖고 작동될 수 있으므로, 증기 입구밸브(V1)의 개도를 적절히 감소시켜 혼합액체의 소정온도를 유지하는 것이 가능하다.
또한, 혼합 액체 온도가 소정치를 초과하여 상승될 경우에는, 감온 소자로서의 바이메탈(33)이 감온 파일롯트 밸브소자(9)를 스프링(31)의 력에 대항하여 제1도의 화살표 방향(X)으로 변위하도록 팽창 변형을 하므로 파일롯트 통로내의 미소간극(L)의 크기를 감소시킨다. 그 결과 압력실(8b)내로 도입된 파일롯트 유체의 유량은 감소하며, 그에 따라 다이아프램(7)과 스템(23)을 상방으로 이동시켜 증기 입구밸브(V1)의 개도를 감소시키고 혼합실(4)내로 도입되는 증기 유량을 감소시켜, 혼합액체의 온도를 소정치로 유지할 수 있다.
냉액이 저감된 유량/압력 상태에서 혼합실(4)내로 도입하는 경우나, 혼합 액체의 온도가 소정치에 달하지 않은 경우에는, 본질적으로 상술한 설명과는 반대 태양을 갖고 혼합액체 온도를 제어하는 자동 조정 기능이 발휘되는 것은 물론이다.
제7도 내지 제12도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 혼합 밸브장치를 나타내며, 동도에서 전술한 실시예에 사용된 것과 동일한 참조문자 또는 참조번호는 기능적으로 대응하는 요소를 표시한다. 본 실시예의 장치는 그 구성의 대부분이 전술한 실시예의구성과 동일하므로 하기에서는 두 실시예의 상이점만 주로 기술한다.
본 실시예에 있어서는 제7도에 도시된 바와 같이, 냉액 입구(3)와 혼합실(4)간에 차압(△P)을 발생하기 위한 수단으로서 차압밸브(V2)에 추가하여 혼합실(4)의 원부벽상에 고정 오리피스 보어(4a)가 배치되어 있다. 차압밸브(V2) 그 자체는 안내 보어(50)와, 이 안내보어(50)내에 미끄럼 자재하도록 배치된 플랜저 형태의 밸브소자(51), 냉액을 위한 입구보어(52a)를 갖고 밸브소자(51)의 헤드부(51a)가 착지하는 밸브 시이트(52) 및, 상기 소자(51)를 밸브 시이트(52)를 향해 편의하는 스프링(53)을 구비하고 있다. 밸브소자(51)의 원통부(51b)에는 헤드부(51a) 배후의 공간과 스프링(53)의 수용실(54)을 연통하기 위한 압력 평행 보어(51c)가 형성되어 있다.
그러한 구성의 차압 발생수단은 혼합액체가 미소량 소비되는 경우에도 감압소자로서의 다이아프램(7)에 대하여 충분한 차압을 작용시키게 하는데 효과적이다. 즉 혼합액체의 소비량이 큰 경우에는, 냉액 입구 압력이 높은 값이 되므로 밸브소자(51)는 밸스 시이트(52)로부터 상방으로 강제 이탈함으로써 상기 밸브소자(51)는 차압 발생에는 거의 기여하지 못하며, 따라서 차압은 고정 오리피스 보어(4a)에 의해서만 발생된다. 이에 반하여 혼합 액체의 소비량이 작을 경우에는, 밸브소자(51)가 밸브 시이트(52)에 근접하는 위치까지 이동하여 차압을 발생하여, 고정 오리피스 보어(4a)만으로는 불충분한 차압을 보상하여 준다.
또한 제7도 및 제10도에서 보는 바와 같이, 스템(23)은 갑압소자로서의 다이아프램(7)에 접속되어 차압(△P)에 따라 작동한다. 이 스템(23)에는 스템(23)이 증기 입구밸브(V2)를 개방하는 방향으로 소정량(s) 변위할때 혼합실의 냉액보어(4a)의 개구면적을 서서히 교축하는 스로틀 밸브가 설치되어 있다. 이 스로틀 밸브는 2중 원통상의 밸브체(61)를 갖고 , 이 밸브체(61)의 외통(61a)을 혼합실(4)의 내벽을 따라 변위하여 냉액보어(4a)를 폐쇄하며, 내통(61b)을 보스 형태로서 스템(23)에 접속하여, 상기 원통체 사이에서 혼합실(4)의 일부를 구성하는 축방향으로 신장하는 공간부(61c)를 형성한다. 일반적으로 혼합 밸브장치에 있어서의 혼합액체의 유량은 사용자가 꼭지부의 개도를 조정함으로써 결정된다. 혼합액체의 온도가 높게 설정되어 있는 상태하에서 유량이 증가될 경우에는 증기 입구밸브를 전개하여도 열량은 불충분하며 소망의 온도에 도달하지 못한다. 그러나 상술한 바와 같이 스로틀 밸브(61)를 설치한 경우에는 증기 입구밸브가 전개될 때까지 냉액의 유량을 증가시키고 증기 입구밸브가 전개된 후에는 냉액의 유량을 서서히 감소시킴으로써 소망 온도의 혼합액체를 배출할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서는 제7도 및 제10도에도 역시 도시된 바와 같이, 파일롯트 통로(R1~R3)를 통하여 냉액 입구(3)와 연통하는 압력실(8b)의 체적, 환언하면 케이싱의 상부 덮개(1b)와 다이아프램(7)의 압력 지지면간의 간극(F)을 최소화하도록 다이아프램(7)은 편의된다. 이 간극(F)은 예를 들어 약 0.5mm인 것이 바람직하다. 그러한 편의 수단은 다이아프램 그 자체의 탄성을 이용한 것일 수도 있다. 어떤 경우라 하더라도 편의력은 다이아프램(7), 스템(23) 및 스로틀 밸브(61)의 자중을 극복하기 충분할 정도로 커야 한다. 또한, 무부하 상태에서의 스템(23)의 하단과, 폐쇄 위치에서의 증기 입구밸브(V1)의 밸브소자(12) 사이에는 소정의 간극(G)이 존재하도록 배치되어야한다.
하류측의 꼭지가 폐쇄될 경우에는 다이아프램(7)의 상부와 하부측상의 압력실(8a)(8b)에는 동일한 압력이 작용된다. 또한 압력실(8a)에 공기가 잔류할 경우, 이 공기는 냉액의 압력에 따라 압축된다. 이들 압력실내의 압력은 사용자가 다시금 꼭지를 개방함과 동시에 하강하며 기 압축된 공기는 팽창하게 된다. 그 결과 압력실(8b)내에 본래의 냉액 압력이 작용되기 전에 다이아프램(7)은 팽창하는 공기에 의해 하방으로 강제 변위된다. 이것은 증기 입구밸브(V1)의 이상 작동 또는 그의 초기 개방을 초래하여, 최악의 경우 갑자기 꼭지부로부터 증기가 방출되는 위험이 있다.
그러나, 비압축상태에서 압력실(8b)의 체적이 상술한 바와 같이 최소로 될 경우에는 상기 압축실내에서의 공기 팽창의 영향은 거의 무시될 정도이다. 또한 다이아프램(7)이 팽창 공기에 의해 하방으로 강제 변위 될 경우라도 그의 초기 변위는 스템(23)의 하단부와 밸브소자(12) 사이의 간극(G)에 의해 흡수될 수 있다. 따라서 압력실내의 공기 팽창에 기인한 증기 입구밸브의 바람직하지 않은 이상 작동을 거의 완벽하게 방지 할 수 있다.
또한 본 실시예에 있어서, 제9도에 도시된 바와 같이, 자동 온도 조정 밸브(V3)의 감압소자(9)와는 별개로 파일롯트 통로(R1~R3)내에는 파일롯트 밸브소자(70)가 설치되며, 이 파일롯트 소자(70)에는 스프링(71)에 의해 밸브 시이트(72)를 향해 가압되는 보올 밸브소자가 형성되어 있다. 이 밸브 시이트(72)의 보어(73)에는 감압소자(9)의 선단부(9c)가 배치되어, 밸브 시이트 보어(73)의 내주부와 감압요소의 선단부(9c)의 외주부 사이에는 간극(L2)이 형성된다. 한편 파일롯트 밸브소자(70)와, 그의 밸브 시이트(72) 및 감압 소자의 선단부(9c)사이에는 미소간극(L1)이 형성되며, 그 크기는 혼합액체 온도와 냉액 압력에 따라 자동적으로 변화된다. 즉, 미소간극(L1)의 크기가 혼합액체 온도 또는 냉액 압력의 대소에 따라 증가 또는 감소하도록 상술한 소자는 배치되어 있다. 제9도 및 제11도에 도시된 바와 같이 파일롯트 통로(R0및 R1) 사이에는 스트레인(75)을 배치하는 것이 바람직하다.
일반적으로 냉액으로는 수도물이 사용되므로 하루의 사용 시간대에 따라 수압은 상당히 변동될 수 있다. 한편 혼합 밸브장치에 의해 수득되는 혼합액체 즉 고온수는 흔히 화장실 또는 욕실에서 사용되므로 수온의 작은 변동이 사용자에게는 큰 온도 변화로 느껴질 수 있으며, 종종 화상을 초래할 수도 있다.
본 실시예의 장치에 따르면 전술한 설명으로부터 용이하게 할 수 있는 바와 같이, 파일롯트 통로내의 미소간극의 크기는 냉액압력의 증가에 따라 감소된다. 미소간극의 크기는 냉액압력이 증가함에 따라 감소되지만, 증가된 압력은 차압(△P)의 증가를 초래하여 그 결과 공급유량은 감소되지 않는다. 즉 , 파일롯트 통로내의 압력은 초기 설정치를 거의 그대로 유지하며, 파일롯트 밸브(V2)는 일종의 정유량 밸브로서 기능을 하므로 냉액 압력의 변동에도 불구하고 혼합액체 온도를 효과적으로 일정하게 유지할 수 있다. 그러한 소망의 온도 조정 기능이 제13도 및 제14도의 그래프에 명료하게 나타나 있다. 이들 그래프는 혼합액체의 설정온도를 40℃, 초기 증기압력과 냉액 압력이 공히 1kgf/㎠인 경우의 냉액 온도와 혼합액체 온도간의 관계를 나타낸다. 제13도는 본 발명의 실시예에 의해 수득된 데이터를 나타내는 반면에 제14도는 미소간극의 크기가 냉액 압력이 상승함에 따라 증가하는 비교예에 의해 수득된 데이터를 나타낸다. 비교예의 장치에서는 냉액압력의 변동에 따라 혼합액체의 온도가 상당히 변동하는 반면에, 본 발명의 실시예의 장치에서는 혼합 액체온도가 효과적으로 일정하게 유지되는 것을 알 수 있다.
상술한 설명으로부터 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 종래 기술에 비하여 혼합 유체의 온도를 조정하기 위한 우수한 자동 조정 기능을 갖고, 사용자의 안전성이 확보되는 혼합 밸브장치를 제공한다. 본 발명의 오직 실예로서 제공된 예시된 실시예에만 한정되지 않고 본 발명의 범위로부터 일탈함이 없이 여러가지의 양태로 실시될 수 있음은 몰론이다.

Claims (6)

  1. 케이싱(1)을 구비하며, 이 케이싱(1)에는 고온 유체를 도입하는 제1입구(2), 저온 유체를 도입하는 제2입구(3), 제1 및 제2입구(2,3)와 연통하는 한편 고온 유체와 저온 유체를 혼합하는 혼합실(4) 및 이 혼합실(4)과 연통하는 출구(5)가 형성되어 있는 혼합 밸브장치에 있어서, 제1입구(2)와 조합하여 배치되고 고온 유체의 혼합실(4)내로 유입되는 고온 유체의 유량을 조정하는 밸브체(12)를 갖는 입구밸브(V1)와, 이 입구밸브(V1)의 개도를 제어하는 제어수단을 구비하며, 이 제어수단이 : 제2입구(3)와 조합하여 배치되어 제2입구(3) 및 혼합실(4)사이에 차압(P)을 발생시키는 차압소자(V2, 4a, 61); 상기 차압(P)에 따라 입구 밸브(V1)의 밸배체(12)를 변위시키는 감압소자(7)와, 이 감압소자(7)에 의해 서로 격리된 제1 및 제2압력실(8a, 8b)을 구비하며, 이때 제1압력실(8a)은 혼합실(4)과 연통하는 반면에, 제2압력실(8b)은 파일롯트 통로(R0~R3)를 통하여 제2입구(3)와 연통하는 감압 제어유닛(6); 및 혼합실(4)내에 있는 혼합 유체의 온도에 따라서 변위하는 감온 소자(9)를 구비하며, 이 감온 소자(9)는 상기 파일롯트 통로(R0~R3)내에 있는 스로틀로서의 미소간극(L,L1)을 형성하며, 이 미소간극(L,L1)의 크기가 혼합 유체의 온도 상승에 따라 감소하며, 혼합 유체의 온도 강하에 따라 증가하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 혼합 밸브장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 감온 소자(9)는 상기 미소간극(L,L1)의 크기가 상기 파일롯트 통로(R0~R3)내에 있는 유체압력의 상승에 따라 감소하고, 파일롯트 통로(R0~R3)내에 있는 유체압력의 강하에 따라 증가하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 혼합 밸브장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 감압소자는 제1 및 제2압력실(8a, 8b)간에 배치된 다이아프램(7)을 구비하며, 이 다이아프램(7)은 제2의 압력실(8b)의 무부하 상태에서 자체의 고유탄성에 의해 상기 압력실(8b)의 체적을 감소하는 방향으로 편의되어 있는 것을 특징으로 하는 혼합 밸브장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 감압소자는 제1 및 제2압력실(8a, 8b)간에 배치된 다이아프램(7)을 구비하며, 또한 이 다이아프램(7)을 제2압력실(8b)의 무부하 상태에서 상기 압력실(8b)의 체적을 감소하는 방향으로 편의하는 편의수단을 갖는 것을 특징으로 하는 혼합 밸브장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 감압소자(7, 23)와 상기 증기 입구밸브(V1)의 밸브소자(12)가, 이들 양자간에 이 밸브소자의 폐쇄 위치에 있어서 간극(G)이 존재하도록 서로 조합되어 배치되는 것을 특징으로 하는 혼합 밸브장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 감압소자(7, 23)에, 이 감압소자가 상기 입구밸브(V1)의 밸브소자(12)를 그 개방위치로 향해 소정량을 넘어 이동한 후에 혼합실(4)내로의 저온 유체의 유입유량을 감소시키는 스로틀 밸브(61)를 결합한 것을 특징으로 하는 혼합 밸브장치.
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