TW466390B - Thermostatic mixing device with arrangement to increase mixing - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 6 39 0 a? ____B7_ 五、發明說明（彳) 技術領域 本發明有關一種調溫混合閥，特別冇關-種在調溫閥 內使得供應至混合室的冷與熱水混合度增大之構造。 .發明背景 必須將供應至一調溫混合閥之熱水與冷水有效地混合 ，而使得一調溫混合閥以最佳方式進行調溫功能。水在接 觸到用於控制調溫閥操作之調溫元件以前必須先充分混合 。通常，調溫元件包括一充注苻蠟的殻體及一活寨’此活 寒可藉由所含的蠟之熱膨漲而受到移動。結果’在許多爲 有更好品質的調溫混合閥中採用結構物’以在經混合的水 接觸到殼體之前，促使供應至混合裝置之冷與熱水產生.早 期及複雜的混合。德國專利4,423,2彳0號揭露一種安裝在調 溫元件上之圓盤，圓盤周邊的位置係接近混合室周壁中之 水攝入開孔。冷水經由圆盤周邊與混合室周壁之間的一狹 窄空間而進入混合室，利用此方式，兩股冷水與熱水流彼 此以直角相遇而提供莱程度的混合。然而，此種習知構造 具有某些缺點。首先，採用另一個圓盤型元件將增加製造 成本並使得調溫混合裝置的組裝更爲複雜。此外，圆盤的 位置需要在混合室周壁附近於混合室内形成一狹窄的環狀 空間，故需耍精確的製浩公差（特別是在定出圓盤中心特）。 並且，由於有效運作時需具有狹窄空間，所以不利地降低 了混合裝置所提供的最大流率。最後，I:丨丨於冷水通過狹窄 空間所造成的壓降將歷生力Μ，而對於圓盤施加励態阻力 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^ --------訂-- ------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -4- A7 B7 五、發明說明（2 ) 。此動態阻力係與調溫系統中的偏壓彈簧相對抗並與其作 業互相干涉而在某些特定情形中造成不穩定性。 需耍一種調溫混合閥構造，其能以既有的元件i]_不需 添加元件之一種特定配置來有效地促使供應至一混合裝遛 .之冷水與熱水產生早期混合。亦需要一種不必過度精確製 造公差或並未顯著增加調溫混合裝置的製造成本之構造。 另外需將動態阻力現象降低至可在此種調溫閥中加以忽略 之程度，且該構造並未對於混合閥所接受的最大流率造成 限制。 發明槪論 根據本發明之一種型態，一種調溫混合閥係包括--殻 體，其具有一用於攝入熱水之入口埠；一用於攝入冷水之 入Π埠：以及位於殼體中且由一·周壁所界定之-…混合室》 用於排出經混合的水之一個排放出口係從混合室引出。導 往混合室之通道較佳係分別操作性連接至熱與冷水的入丨::! 埠•一個滑閥可對於混合室周壁呈操作性移動且其位置可 控制用於攝入熱水與冷水的通道或埠其中至少一者的關啓 與關閉。一個隔板係附接至滑閥，隔板在隔板周邊附近具 有一個交會通道，殼體包含一個靠近用於攝入熱水的通道 之表面，此表面係朝向混合室的內部且朝向隔板呈傾斜狀 、並興隔板中的交會通道呈相對狀。 一彈簧係位於殻體中且連接至該閥，而在與將該用於 攝入熱水的通道打開以及與將該用於攝入冷水的通道關閉 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） c請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) I I ------訂·--- 4— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 466390 _B7__ 五、發明說明（3 ) 相符的方向中將滑閥予以偏壓。以熱膨漲操作之一個調溫 元件係操作性介於隔板與殻體之間，以在調溫元件經歷熱 膨漲時輔助滑閥在與將該用於攝入熱水的通道關閉以及與 將該用於攝入冷水的通道打開相符的方向中移動。 滑閥較佳爲環狀且以閥的中軸線爲中心，其中熱水的 通道與冷水的通道在中軸線周圍呈拱形。隔板亦需耍具有 呈圓周狀分佈在隔板周邊附近處之複數個交會通道。傾斜 表而較佳亦爲環狀。一項實施例中，傾斜表面具有槪呈直 線狀的剖面且形成一截頭錐形表面。另一項實施例中，傾 斜表面具有曲線狀的剖面且形成超環面表而的部份。 一項實施例中，殼體包括一個分離的體部構件，此體 部構件容納有入口埠。混合室係由周壁及一第一嵌入構件 及第二嵌入構件所界定，用於攝入冷水的通道係位於周壁 與第一嵌入構件之間，用於攝入熱水的通道則位於周壁與 第二嵌入構件之間u或者，周壁可與閥殻體呈一體成型’ 殼體具有一分離的第一嵌入構件及一第二嵌入構件。用於 攝入冷水的通道係位於第一嵌入構件附近的周壁，而用於 攝入熱水的通道則位於第二嵌入構件附近的周壁。傾斜表 面係形成於第二嵌入構件上。 另一項實施例中，周壁及隔板係形成於一個安裝在體 部中之分離構件中，分離構件及第.與第二嵌入構件係連 接在一起而形成一個用於容納調溫元件及彈簧之丨电總成u 一項實施例中，第二嵌入構件的一朝內周邊表而係需 要介於傾斜表面與排放出口之問’ Λ當與隔板的距離增大 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------ ' --------^-----II--^ V (請先閱讀背面之汶意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 466390 A7 B7 五、發明說明（4 ) 時在遠離中軸線的方向呈傾斜狀》 根據本發明的另一型態，一調溫混合閥係包括一殻體 ’該殻體具有一熱水的入口：一冷水的入口；及與該等入 Π相導通之一混合室。調溫控制滑閥係可滑式安裝在混合 室中以控制入口之開啓與關閉範園。隔板係位於入口之間 的滑閥內的混合室中。交會通道可使水從一個入口通過滑 闕中的隔板而前往排放出口，另一入口具有一個傾斜表面 以將流入的水導往隔板。 因爲上述狀況，進入混合閥且通過滑閥之冷水係經由 隔板的周邊通道而收入混合室中，而較佳成爲靠近混合室 周壁之數股槪呈平行噴注的形式。進入混合閥並通過滑閥 之熱水係收入混合室中而與傾斜表而相接觸，因而在朝向 內部且朝向隔板之一方向中流動。利用此方式，熱水流將 遭遇到冷水流而產生相對速度的.-軸向分量，故產也高度 擾流，導致熱與冷水在接觸到調溫元件之前即具有非常有 效的混合。 不需添加任何額外元件且不會造成構造或組裝之任何 重大問題，即可獲得此種效果。因爲與隔板相交的通道可 能具有任何的尺寸（至少在特定限度內），此配置不會對於調 溫混合閥所接受的最大流率造成任何限制冷水通過時遭 遇較小的阻礙，且不會不利地提供任何顯著的動態阻力。 根據本發明的構造並不需要元件之任何重要的相對位置， 所以不需要不利實行的精確製造公差。 最後，可如上述呈傾斜狀之第二嵌入構件的朝內周邊 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -----1 —訂·---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 4 6 6 39 0 ___B7___ 五、發明說明（5 ) 表面係生成空腔，空腔將增加擾流而產生更有效的混合。 圖式簡單說明 現在參照圖式，其中： 圖1爲根據本發明一項實施例之一種調溫混合閥的斷 面圖； 圖2爲調溫閥中以圖1的橢圆形A表示的區域部份之放 大圖： 圖3爲類似圓2並顯示本發明另一項實施例之圖； 圖4爲類似圖2並顯示本發明另一項實施例之圖； 圖5爲類似圖2並顯示本發叨另一項實施例之圖； 圖6爲類似圖1並顯示本發明的匣型式之圖； 圖7爲類似圖1並顯示本發明另一項實施例之圖； 圖8爲類似圖1並顯示另一項修改之圖；及 圖9爲類似圖1並顯示本發明另一項實施例之圖。 主耍元件對照表 1:體部 2 :熱水的入口埠 3:冷水的入口埠 4:排放埠 5:連接導管 6:連接導管 7 :混合室 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------^ --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- A7 4 6 6 3 9 0 ___ B7___ 五、發明說明（6 ) 8 :周壁構件 t闕 10:隔板 Η :交會通道 1 2 :第一靜態嵌入構件 Π :第二靜態嵌入構件 1 4 :傾斜表面 15:傾斜表面 1 6:冷水通道 1 6 a:冷水的間隙 1 7 :熱水通道 1 7 a :攝入熱水的間隙 18:調溫元件 19:彈簧 20:密封裝置 22:密封裝置 24:密封裝置 2 6:中軸線 27:活塞 2 8:罩體 較佳實施例的詳細描述 現在參照圖1，顯示採用本發明一項實施例之一種調 溫混合閥之斷面圖，圖中並未顯示操作握柄與安全組件以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I ------一· I --------------- Ϊ ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4 6 6 39 0 A7 B7 五、發明說明（7 ) 及下部中將調溫混合閥配合在管接口之組件，且上述構件 並不包含在本發明內。閥包括一個體部1，此體部1具有一 攝入熱水的入口埠2 ; —攝入冷水的入口埠3 ; —出口或排 放埠4，其輸送處於調節溫度之經混合的水。連接導管5及 6從各埠2前進而將熱水及冷水送到一混合室7。 混合室7係由可呈環狀之一個周壁構件8所界定，壁構 件8係滑設有一閥9，此閥9承載有一隔板10。此外，調 溫閥具有一第一靜態嵌入構件12及_ ·-第二靜態嵌入構件1 3 ，嵌入構件1 2及1 3具有槪呈環狀的周邊。在操作狀況中， 靜態嵌入構件1 2及13以及混合室的周壁構件8係在體部1 中靜止固定在一起。靜態嵌入構件1 2及1 3中的一者或多者 可依需要與混合室的周壁構件8呈一體成型。圖8顯示嵌入 構件Π與壁構件S —體成塑的部份。或者，一個嵌入構件 可與體部1呈一體成型。圖9顯示一項實施例，其中嵌入構 件1 3與體部1呈一體成型。習知的密封裝置20、22、24 係放置在習知所述的各種元件之間，混含室的周壁構件8 可與兩個靜態嵌入構件！ 2及1 3互相穩固地附接，而可如圖 6所示以一匣單元方式安裝在體部1中、或從體部1移除， 可如圖示實施例般地以壁8構成匣的外殻。或者，嵌入構 件1 2及1 3亦可直接安裝在體部1中，此情形中，混合室的 周壁構件8可如圖7所示與體部1本身呈一體成型。安裝有 嵌入構件1 2及1 3的體部1以及壁構件8可共同稱爲殻體28 〇 通道1 6位於第一靜態組件1 2與周壁構件8之間，通道 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） — — — — — — — I ' - I — — — — — — ----— II--.^、> (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -10 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 6 39 0 a? B7____ 五、發明說明（8 ) 1 6可使冷水從連接導管5流往混合:至7內部’通道1 7位於 第二靜態組件丨3與周搜8之間’通道1 7可使熱水從連接導 管6流往混合审7內部。通道丨6及丨7 1:1『以执形；沿中蚰線2 6 周圍延伸。一項實施例中，通道1 6及17可在中軸線26周 圍完全呈環狀。回應於調溫混合閥之各種知时操作判定 標準，以習知方式藉由滑閥9在嵌入構件12及13之間的軸 向滑動來控制來自冷水的通道16以及熱水的通道17的水流 之可調式間隙16a及17a ° 熱膨漲操作類型之一種調溫元件1 8係安裝在閥9的隔 板10，其中的活動元件或活塞2 7係藉由安全兀件而作用布 第一靜態組件丨2上，丨i其可屬於任何習知的類型（爲方便起 見未加以顯示）。調溫元件1 8係延仲入混合室7中’然後記 錄混合室7中經混合的水溫而藉此;產生膨漲或收縮°調溫 元件1 8由於所接觸之經混合的水溫增高而產生膨漲’調溫 元件I 8使得隔板1 〇所固定的閥9在降低攝入熱水的間隙 1 7a及增加攝入冷水的問隙1 6a之方向移動，以阻止經混合 的水溫增高並使溫度穩定下來。 當經混合的水溫降低時，利用調溫元件1 8的收縮而進 行與上述相反的調節，一個插入第二靜態組件〗3及隔板10 之問的彈簧19係可輔助閥9移勋°其他種實施例的可能观 式中，彈簧1 9係作用扑:閥的隔板上以及閥所固定的任何苏 他元件（譬如調溫元件1 8本身）上° 交會通道11位於閥9的隔板1 〇周邊中’來岛攝人通道 1 6的冷水必須經過交會通道1】才能抵達混合室7 ’因此冷 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝--------訂----

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 6 39 〇 A7 五、發明說明（9 ) 水將以&離隔板10的軸向引導速度以靠近周壁構件8之槪 呈平行的多股噴注方式進入混合室。 用於界定熱水攝入通道1 7之靜態嵌入構件1 3係具有至 少一個內表面14 ,此內表而14係朝向混合室7內部的中軸 線2 6並朝向隔板1 〇傾斜。利用此傾斜表面來引導進入混合 室7的熱水流’因此具有徑向導往內部中軸線2 6之一速度 分量、以及軸向導往隔板1 〇之一速度分量^ 以此方式引導之熱水流隨後將遭遇到從交會通道丨丨進 入的冷水流’藉由熱水速度的軸向分量之反方向在軸向引 導其速度。此種遭遇將產生強力的擾流，因此在混合的水 與位於中心的調溫元件丨8相接觸之前先在混合室7周邊區 域產生了很有效率的混合。水的徹底混合將可對於調溫混 合閥提供改良的操作。 第二靜態嵌入構件1 3的傾斜表而1 4部份可具衍槪呈直 線狀剖面，如圖1、2、4所示，使得傾斜表而形成一槪呈 截頭錐形表面部份。或者，第二靜態組件1 3的傾斜.表而1 4 可Μ有曲線狀剖而，如圖3及5所示’使得傾斜表Ifij構成一 槪呈超環面表面部份。但表面14實際上亦可Μ有各種其他 形狀，其限制條件爲：具有朝向混合室7的中軸線26以及朝 向隔板]〇的傾斜度。 圖4及5顯示可進一步加強混合區域屮的擾流以增強熱 水與冷水的混合效率之一種結構。第二靜態嵌入構件I 3的 一內周壁1 5在一方向與有傾斜度，所以與隔板丨(）的距離增 加時將在從軸線2 6到裝置之距離丨丨勺各點上出現增大丨内傾斜· 冢紙張尺度邮中_家構準(CNS)A4規格（210 X 297公爱） ----------L --------訂------- — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 6 3 9 0 A7 _____ B7___ 五、發明說明（10 ) 度。此種配置將在經混合的水流中形成空腔，使其在進入 混合室7中之後則導往排放出口 4 ’以增加擾流及混合效率 。如傾斜表面14所描述，傾斜表面1 5亦可如圖4所示具有 槪呈直線狀的剖而，或可爲曲線狀剖面或未圖示的其他形 狀，其限制條件爲：當與10的距離增大時，腔體的剖面積亦 增加。 可能具有其他種變化及修改’而不背離申請專利範圍 所界定之本發明的精神與範圍° (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用+國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） -13-

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 466390 六、申請專利範圍 1 · 一種調溫混合閥，其包含一殻體’該殼體具有.· 用於攝入熱水之入口埠；一用於攝入冷水之入口埠；以及 一混合室，其位於該殻體中且由一周壁所界定；一排放出 口’其用於從該混合室排出經混合的水；一導入該混合室 之通道，其操作性連接至該熱水入口埠；一導入該混合室 之第二通道，其操作性連接至該冷水入Γ:丨埠；一滑閥，其 可對於該混合室的周壁滑移且其位置可控制用於攝入熱水 與冷水的該等通道中的至少一者的關啓與關閉：...隔板， 其附接至該滑閥：一彈簧，其位於該殻體中且連接至該瞬 ’而在與將該用於攝入熱水的通道打開以及與將該用於攝 入冷水的通道關閉相符的方向中將該滑閥予以偏壓；及一 調溫元件，其利用熱膨漲而運作並操作性介於該隔板與該 殻體之間，以在該調溫元件經歷熱膨漲時輔助該滑閥在與 將該用於攝入熱水的通道關閉以及與將該用於攝入冷水的 通道打開相符的方向中移動，該調溫混合閥的特徵爲： 該隔板具有位於該隔板周邊附近之一交會通道1而該 殻體包含位於該攝入熱水的通道附近之一表面，該表而係 朝向該混合室內部及朝向該隔板呈傾斜狀，並與該隔板中 的該交會通道呈相對狀。 2 ·如申請專利範圍第1项之調溫混合閥，其中： 該滑閥沿一中軸線Μ環狀，該熱水的通道及該冷水的 通道係沿該中軸線周ii丨呈拱形； 該隔板具有以圓周狀分佈在該隔板周邊附近之複數個 交會通道：及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 ----I--------- ---- -----^«IIII — ιί (請先閱讀背面之注意事項存填寫本買) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14 - A8B8C8D8 4 6 6 39 Q 夂、申請專利範圍 該傾斜表面爲環狀。 3 如申請專利範圍第2項之調溫混合閥，其中： 該殻體包括一個分離的體部構件*其容納有該等入口 埠： 該混合室係由該周壁及一第一嵌入構件及第二嵌入構 件所界定； 該用於攝入冷水的通道係位於該周壁與該第一嵌入構 件之間，而該用於攝入熱水的通道則位於該周壁與該第二 嵌入構件之間。 4 .如申請專利範圍第3項之調溫混合閥，其中： 該周壁與及該隔板係形成於安裝在該體部中之一分離 的構件中； 該分離的構件、及該等第一及第二嵌入構件係連接在 一起而形成一匣總成，該匣總成容納冇該調溫元件及該彈 簧。 5 .如申請專利範圍第4項之調溫混合閥，其中： 該傾斜表面具有槪呈直線狀的剖面且形成一截頭錐形 表面。 6 .如中請専利範圍第3項之調溫混合閥，其中： 該傾斜表面具有槪呈直線狀的剖面且形成一截頭錐形 表面。 7 .如申請專利範園第6項之調溫混合閥，其中： 該第二嵌入構件的一朝內周邊表面係介於該傾斜.表面 與該出口之間，且當與該隔板的距離增加時在遠離該中郸丨 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------j ^--------訂---------竣 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15- 9 3 6 6 A8B8C8D8 /、、申請專利範圍 線的方向中呈傾斜狀β 8 .如申請專利範圍第4項之調溫混合閥，其中： (請先閱讀背面之ii意事項再填寫本頁) 該傾斜表面具有曲線狀的剖面且形成超環面表面的部 份。 9 ·如申請專利範圍第3項之調溫混合閥，其中： 該傾斜表面具有曲線狀的剖面且形成超環而表面的部 份。 1 〇 .如申請專利範圍第9項之調溫混合閥，其中： 該第二嵌入構件的一朝內周邊表而係介於該傾斜表面 與該出口之間，且當與該隔板的距離增加時在遠離該中軸 線的方向中呈傾斜狀。 1 1 .如申請專利範圍第2項之調溫混合閥，其中： 該周壁與該閥殼體呈一體成型； 該殼體具有一分離的第一嵌入構件及-第二嵌人構件 t 該用於攝入冷水的通道係位於該第一嵌入構件附近的 周壁上，而該用於攝入熱水的通道則位於該第二嵌入構件 附近的周壁上； 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 該傾斜表面形成於第二嵌入構件上ΰ 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之調溫混合閥，其中： 該傾斜表面具有槪呈直線狀的剖面瓦形成一截頭錐形 表面。 1 3 .如申請專利範園第12項之調溫混合閥 > 其4』： 該第二嵌入構件的一朝內周邊表面係介於該傾斜表而 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（2】0 x 297公爱） -16- 4 6 t) 3 9 Ο A8 B8 C8 _ _ D8 六、申請專利範圍 與該出口之間，且當與該隔板的距離增加時在遠離該中軸 線的方向中呈傾斜狀。 1 4 .如申請專利範圍第1丨項之調溫混合閥，其中： 該傾斜表面具有曲線狀的剖面且形成超環面表面的部 份。 1 5 _如申請專利範圍第】4項之調溫混合閥，其中： 該第二嵌入構件的一朝內周邊表而係介於該傾斜表面 與該出口之間，且當與該隔板的距離增加時在遠離該中軸 線的方向中呈傾斜狀。 1 6 . —種調溫混合閥，其包括一殼體，該殼體具有 --熱水的入口；一冷水的入口；及與該等入口相導通之… 混合室；一調溫控制滑閥係可滑式安裝在該混合室中，以 控制該等入口之開啓與關閉範圍；該調溫混合閥的特徵爲: 一隔板，其位於該等入口之間的該滑閥內之混合室中 交會通道，其可使水從一入口通過該滑閥中的隔板； 另一入口，其具有一個傾斜表面以將流入的水導往該 隔板。 1 7 .如申請專利範圍第16項之調溫混合閥，其中： 該滑閥沿一中軸線呈環狀’該熱水通道及該冷水通道 沿該中軸線周園呈拱形； 該隔板具有複數個交會通道’其以圓周狀分佈在該隔 板周邊附近：及 該傾斜表面爲環狀。 本紙張尺度適用中ΐ國家標準（CNS)A4規掊（210 X 297公^ (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) I E fftft 訂---------竣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -17- ABCD 466390 六、申請專利範圍 1 8 .如申請專利範圍第16項之調溫混合閥，其中: 該隔板與該滑閥呈一體成型； 該滑閥爲環狀： 該交會通道在該另一入口處與該傾斜表面Μ相對狀。 n n If t— 1· nw - n 1 ί ! 一OJI k (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18 -