JP3112951B2 - サーモスタット水栓混合弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明の分野はサーモスタット混合装置と、更に詳し
くはサーモスタット水栓混合弁に関する。

開示の背景 多くの水栓は温水と冷水の供給から混合した出口側流
水の温度を制御する装置を備える。サーモスタット制御
をする一つの理由は温水供給の温度が変動するときに弁
の恒常的な再調整を排除することにある。温水供給の温
度は相当変動することがある。供給導管内部に於ける温
水供給の初期温度は、特に温水タンクが水栓から遠くに
あり、温水タンクから水栓に到る管路が長い場合、水栓
が長時間に亘り操作されぬ後では冷えていることがあ
る。更に、温水加熱器が容量一杯の負荷を負っていて、
運転の継続ができず、温水タンクから温水が流出してし
まうと、温水の供給は比較的短い期間に亘りかなり温度
が低下することがある。

大方の公知なるサーモスタット水栓混合弁は混合した
出口側水の温度をある限度内にほぼ一定に維持するた
め、温水と冷水双方の流量を同時に逆方向に変えること
で機能する。温水と冷水各供給の流量の減少と増加を同
時に行うことと、その逆を同時に行う原動となるものは
サーモスタット調整が行われる間にほぼ一定な流量を提
供することにある。

多くのこれらタイプのサーモスタット混合弁は混合し
た出口側の水に許容される比較的狭い範囲の温度を決定
するサーモスタット・エレメントを使用し、混合の制御
にサーモスタット装置を組み込んでいる。流出流水の温
度を調整するには、サーモスタット・エレメントを組み
込んだ専用の混合機構の調整が行われる。そこで、合計
流量は別な機構によって制御する必要がある。合計流量
を制御するものと、サーモスタット・エレメントが組み
込まれ、混合を制御する他のものと二つの個別な機構を
含めることは不必要な経費と、商業的な望ましさを低減
させる複雑さをサーモスタット水栓に付加することにな
る。

これら公知サーモスタット装置の他の不利な点は温水
も供給を瞬間温水加熱器から受けるときに明らかにな
る。公知の瞬間水加熱器はその内部を流れる水の流量が
ある予め決定した限度以下になると加熱を中断させる安
全装置を備える。公知のサーモスタット制御装置は温水
の供給から流量をこの限度以下に減少させることがで
き、こうして水加熱器を止める。

ドイツ国特許第２、917、233号に開示された一公知の
サーモスタット装置には混合した水の出口側温度が設定
値以上になると温水供給の流量を減少させるサーモスタ
ット・レギュレータが含まれる。この場合、サーモスタ
ット・レギュレータの作用により、冷水と温水の供給の
流量は同時に、且つ逆様に制御はされない。その代わ
り、温水供給の流量が制御自在に調整される間、冷水の
流量は比較的一定に維持される。しかし、温水が瞬間水
加熱器から供給されるとき、上述したものと同じ不利な
点が発生する。

必要とされるものは、いままで通りサーモスタット制
御をしながら標準混合弁を流量と混合の両モードで機能
させることができるサーモスタット装置である。更に必
要とされるものは、サーモスタット水栓混合弁が瞬間水
加熱器に適合するよう水の供給側で行われるサーモスタ
ット調整のために瞬間水加熱器を動作解除させぬサーモ
スタット装置である。

開示の概要 本発明の一つの相に従い、サーモスタット水栓は第一
冷水供給導管と、温水供給導管と、混合水出口側導管と
を有する機械的ミキサ弁を備える。水栓には混合水出口
側導管内に装着したセンサ・エレエントと、センサに動
作自在に接続した制御弁とを有するサーモスタット・レ
ギュレータが含まれる。制御弁は混合水の温度が設定値
より高くなる傾向があるとき、冷水供給のみの流量を変
更するよう形成される。好ましくは、混合水の温度がセ
ンサ・エレメントによって検出される設定値よりも低く
なると機械的ミキサ弁に供給される冷水のみの流量をサ
ーモスタット・レギュレータが制限するよう、制御弁は
第一冷水供給導管の内部に直接装着する。

汲み上げられる温水の流量は一定に維持され、単一ハ
ンドル・ミキサによって設定されるようユーザが予め決
めた合計流量と混合比の調節に専ら基ずく値である。混
合水の温度をある初期設定した限度内に維持するため、
汲み上げる冷水の流量だけが変化する。オペレータが実
行する調節は瞬間温水加熱器の動作に適合するため、水
栓弁のサーモスタット調整が瞬間水加熱器の動作を乱す
ことはない。

一実施例では、混合水の温度が設定値以下のときに制
御弁が冷水導管の内部の流量を制限するように形成し、
制御弁に接続したセンサ・エレエメントを備えた冷水導
管内に全流量を供給する全開放位置が制御弁に設けられ
ている。

一実施例では、制御弁は第一冷水供給導管を完全に閉
鎖するよう形成される。第二冷水供給導管は単一ハンド
ル・ミキサ弁に制限した流量の冷水を直接、連続的に供
給する前記第一冷水供給に並列である。

他の実施例では、制御弁は制限した連続流量の冷水を
供給し、センサ・エレメントによる作用を欠くときに機
械的ミキサへの冷水の流れを完全に遮断せぬよう形成さ
れる。制御弁を通り、更に機械的ミキサ弁まで制限した
連続流量の冷水を許容する絞った面積をもつ少なくとも
一本の通路が制御弁に設けられている。

制御弁が第一冷水導管内部の流量を制限する設定温度
をマニュアル操作で変更できるようにするマニュアル制
御装置がサーモスタット・レギュレータに設けられてい
ることも望ましい。

この様式では、混合した出口側の水をマニュアル・セ
ッティングすることと、出口側混合水のサーモスタット
制御を共に行う利点を提供するため、サーモスタット弁
は瞬間温水加熱器と従来の機械的ミキサ弁の双方に適合
する。

図面の簡単な説明 これから付属図面に付いて述べる： 図１は本発明に従う一実施例の基本的な略図である。

図２は図１に記載する略図を用いたサーモスタット水
栓装置の側面区分図である。

図３は修正を加えた実施例の基本的な略図である。

図４は図３に記載する略図が用いられ、修正を加えた
サーモスタット水栓装置の側面区分図である。

図５は、混合弁の弁プレートの簡略平面図である。

好まし実施例の詳細な説明 さて図１を参照すると、サーモスタット水栓10には冷
水供給入口部14と温水供給導管16に作動的に接続した単
一ハンドル・ミキサ弁12が含まれる。機械的ミキサは商
業的に得られるいかなる従来的なミキサ弁でもよい。そ
れは好ましくは、それは単一制御レバー17を備え、図５
に記載するようなもので後述するセラミック・ディスク
・エレメントを備えることができる単一ハンドル・ミキ
サ・カートリッジである。

温水供給入口部16はミキサ弁12に直接リンクされる。
温水は瞬間ガス又は電気水加熱器のようないかなる供給
源からでも引いてくることができる。冷水供給入口部14
はサーモスタット制御される弁20を含む第一冷水導管18
に接続される。第二冷水供給管路22は管路18に並列で、
制御弁20に側路をつけている。流量絞り装置21は管路22
の内部に位置決めされる。勿論、二本の供給管路18と22
は上流側で再結合ができ、共通の供給源からその水を引
いてくることができる。

ミキサ弁12はその混合水出口部24を導管26に接続して
いる。サーモスタット・レギュレータ30は混合水道管26
のチャンバ34内に装着された温度センサ32を有する。セ
ンサ32は広く公知なタイプで、商業的に求められるワッ
クス膨張感温体にすることができる。駆動ロッド36はセ
ンサ32に接続され、水漏れ防止の適正な密封をする広く
公知な方法でチャンバ34から外部に突き出す。センサ32
はチャンバ34内部の混合水の検出温度の関数としてロッ
ド36移動させる。

駆動ロッド36は導管18と一線を成すチャンバ38の内部
に収容した制御弁20に接続される。弁20はチャンバ14
と、入口部14に接続する管路42との間に配した対応弁座
40と共に機能する。

図３に記載するように、弁20はチャンバ38の壁部と、
弁の中央部を貫通する水流開口部46とに対接するシール
44を備えた摺動弁である。弁20はこれが閉位置にあると
き水流が完全に遮断されるよう弁座40と共に機能する。
サーモスタット・センサ32はチャンバ34の内部で摺動す
る構成の滑り子48の内部に装着ができる。滑り子48の位
置はネジ・コントロール50によって制御することができ
る。ネジ・コントロール50はサーモスタット・レギュレ
ータ10の作用を調節、変更する；そのため、特に、正規
の動作条件のもとで得られる最大温度を制限することが
できる。

ある条件のもとで過剰な応力がセンサ・エレメント32
に加えられることの防止を目的に摺動弁20に取り付けら
れる安全スプリング51をレギュレータ30は組み込むこと
ができる。その目的はそれ自体、サーモスタット・レギ
ュレータに関し広く公知なものである。弁20を助けてそ
の閉位置に移動させるるため復帰スプリング49がチャン
バ38の内部に配される。

ミキサ弁12の動作は制御レバー17を介し従来的に行わ
れる。温度と流量は制御レバーを特定の位置に位置決め
することによって選択する。温水の需要量はミキサ弁12
の設定によって選択する。しかし、冷水の流量は弁20が
閉じられるため制限される。チョーク21もミキサ弁17が
受給できる冷水供給の流量を絞る。冷水供給のための側
路管路22はユーザが冷水だけの汲み上げを望むのであれ
ば必要である。初期的には単に室温である、あるいは生
温いことがある温水の供給が管路16から汲み上げられる
につれ、水は瞬間温水加熱器（図には記載されていな
い）から汲み上げられ、管路16から水栓ミキサ弁12まで
流れる水は完全に加熱される。チャンバ34を貫流する混
合水の温度は上昇する。センサ32の温度も上昇するた
め、ある温度閾値以上になるとセンサは弁20を弁座40に
対し開放させ、ミキサ弁12に対する冷水受給率の拡大を
許容する。その結果、拡大された冷水受給率のために更
なる量の冷水がミキサ12を通り、導管24とチャンバ34ま
で流れることができるようになる。平衡状態に達し、そ
れから混合水の温度と流量はユーザがミキサ弁12を用い
て設定する。

水栓の初期操作後、オペレータはサーモスタット・レ
ギュレータによってミキサー弁を希望する温度に初期設
定することができる。制限された流量の冷水のみが供給
温水に混合される間に水栓からは初期段階で全流量の温
水供給が汲み出される。温水が実際に汲み出されると、
正規の平衡流量条件に達したことを明確に表す増大され
た流量の冷水がサーモスタット・レギュレータによって
供給されるようになる。

水栓を使用する度毎に温水供給に備えユーザが水栓を
開き、次いで、温度の上昇を待ち、その次に、温水の供
給が正規の加熱温度に達した後に温度の混合を調整する
という従前の不便な習慣がサーモスタット・レギュレー
タによって排除される。

水がミキサ弁12とサーモスタット・レギュレータ10を
流れる間に温水の涸渇、温水温度の低下又は冷水流入圧
の予期せぬ一時的な降下のような供給条件が変化する
と、サーモスタット・レギュレータ30は直ちに弁20の開
口を補正し、ミキサ弁12が受給できる冷水流量を変更
し、流出チャンバ34内部に於ける汲み上げ混合水の温度
をセンサ感度の限度内に維持する。直接水洗型トイレッ
ト弁、食器洗い機及び洗濯機の運転によるこれらの変動
を冷水の供給が受けやすいことは極く普通であるため、
冷水供給に於ける圧力低下からの補正は重要である。

サーモスタット水栓10の第二実施例を図３と図４に記
載する。同一又は類似部品には第一実施例に於ける対応
部品のものと同じ番号が付してあり、更なる解説は省く
ことにする。この実施例では、冷水入口部14への供給は
唯一、レギュレータと弁20から伸びる導管42によって行
われる。制限はされているが連続した冷水の供給をする
ため、弁20は絞った断面を有する開口部52を備える。こ
うして、弁20がセンサ32によって位置決めされる閉位置
にあったとしてもミキサ弁12は冷水の連続供給を開口部
52から受給できる。更に、この冷水の供給はユーザが冷
水のみの汲み出しを望むとき必要である。

別な選択肢としては開口部52に代え、弁20にはその弁
座40から弁を僅かに開放させておく歯状突起を備えるこ
とができよう。同じく制限した冷水の連続供給を得る別
な構造は弁20が常時その弁座40から僅かに離れているよ
う弁20とセンサ32を寸法設定し、構成する。

制限はされているが連続した冷水の受給が得られるの
はチョーク開口部21よりは寧ろ開口部19を介している事
実を除外すれば、第二実施例の操作は第一実施例と同一
である。

解説図中、サーモスタット・レギュレータ30はミキサ
弁12から隔てられ、ミキサ弁12とは別個のハウジング11
の内部に配置されている。それにも関わらずミキサ弁12
とレギュレータ30は相互を完全に、又は部分的に一体化
することが可能である。機械的ミキサ12はカートリッジ
の形態にすることができ、サーモスタット・レギュレー
タもカートリッジの形に製作することができ、二つの各
カートリッジは一個の水栓本体内に収容することができ
る。

機械的ミキサは玉弁又は任意種類のセラミック・ディ
スク・タイプにすることができる。さて図５を参照する
と、サーモスタット・レギュレータ30と有利に共同機能
するプレート・タイプが記載されている。固定プレート
60は水栓本体の内部に装着され、可動プレート62は制御
レバー17を備え、操作ができる接続部を介し移動ができ
る。固定プレートには温水と冷水の供給入口部16と14に
到る二つの開口部64と66がある。可動プレート62には開
口部64と66に対応する開口部68がある。図５に於いて、
開口部68は周辺部切り込みとして示されている。可動プ
レートの回転、並進運動によって開口部64と66は全量及
び異なる比で露出し、こうして温、冷水相互間の流量と
混合比の双方が制御される。回転のみを伴う商業的に公
知な漸進型（progressive）水栓も体積と混合比を制御
できる。

プレート60と62もレギュレータ30に到る開口部70と72
をそれぞれ有する。可動プレートにある開口部72は機械
的ミキサがoff位置にあるとき、あるいは混合弁が冷水
専用位置にあるときも開口部70を遮るサイズと構成であ
る。制御装置には開口部70と72が含まれ、従って、レギ
ュレータ30をその作用が必要ないときに供給ネットワー
クから分離する。そこで、出口側噴出管に対し圧力逆止
め弁を備えた単独開口部を介し冷水が水栓本体から流出
することがあり、それによってレギュレータ・センサ32
に側路がつけられる。

付属する請求の範囲によって明確にされるように、本
発明の範囲と精神から逸脱することなく変更と修正が可
能である。

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷水供給導管と温水供給導管と混合水出口
   側導管とを有する機械的ミキサ弁、及び混合水出口側導
   管内のセンサ・エレメントとセンサに作動的に接続され
   た制御弁とを有するサーモスタット・レギュレータを備
   えたサーモスタット水栓混合弁において、 該制御弁が、該機械的ミキサ弁の上流側のハウジング内
   の該冷水供給導管の内部にだけ配置されていて、該機械
   的ミキサより下流側の混合水の温度が該センサ・エレメ
   ントによって検出され、設定値より高く、あるいは低く
   なると、該サーモスタット・レギュレータが、該ハウジ
   ングから流出して該機械的ミキサ弁に供給される冷水の
   みの流量を変更し、 該温水供給導管が、該ハウジング内の該制御弁の側路を
   構成し、該冷水供給導管と並列に該機械的ミキサに直接
   接続されている ことを特徴とするサーモスタット水栓混合弁。
2. 【請求項２】該制御弁が、該冷水導管内に全流量の水を
   供給する全開位置を有し； 該センサ・エレメントが該混合水の該温度が該設定値以
   下であるとき該制御弁が該冷水導管内の流量を制限する
   ように形成され、該制御弁に接続されている請求の範囲
   第１項に記載のサーモスタット水栓混合弁。
3. 【請求項３】更に、 該第一冷水供給導管を完全に閉鎖するように形成した該
   制御弁と； 制限した流量の冷水を直接、該機械的ミキサ弁に供給す
   る該第一冷水供給に第二冷水供給導管が平行であること
   を特徴とする請求の範囲第２項に記載のサーモスタット
   水栓混合弁。
4. 【請求項４】更に、 制限した連続流量の該冷水を供給し、センサ・エレメン
   トによる作用を欠くときに該機械的ミキサへの冷水流を
   完全に遮断せぬよう該制御弁が形成されていることを特
   徴とする請求の範囲第２項に記載のサーモスタット水栓
   混合弁。
5. 【請求項５】更に、 該制限した連続流量の該冷水を該制御弁の内部と、該機
   械的弁にまで許容する絞った面積の少なくとも一本の通
   路を有する該制御弁を特徴とする請求の範囲第４項に記
   載のサーモスタット水栓混合弁。
6. 【請求項６】更に、 該制御弁が第一冷水導管内の流量を制限する予め決定し
   た温度をマニュアル操作で変更し得るようにするマニュ
   アル制御装置を有する該サーモスタット・レギュレータ
   を特徴とする請求の範囲第５項に記載のサーモスタット
   水栓混合弁。
7. 【請求項７】更に、 該機械的ミキサから別なハウジングに収容された該サー
   モスタット・レギュレータを特徴とする請求の範囲第１
   項に記載のサーモスタット水栓混合弁。
8. 【請求項８】更に、 該設定値以下の混合水に対する該温水と冷水の供給の温
   度混合をマニュアル制御すべく該ミキサ弁が機能するよ
   う、該冷水供給の温度よりも十分に大きな値である設定
   値を特徴とする請求の範囲第１項に記載のサーモスタッ
   ト水栓混合弁。