(57)【要約】異なる多様な温度を有するとともに異なる多様な圧力を有する第１水流および第２水流から混合水流を生成するための水流混合弁であって、混合水流は第１吸入口水流および第２吸入口水流の温度間に実質的に安定したあらかじめ選択した範囲の温度を有し、水流混合弁はハウジングと、ハウジング内部に配置された混合制御アセンブリと、を含む。本発明はまた異なる多様な温度を有するとともに異なる多様な圧力を有する第１吸入口水流および第２吸入口水流からの混合水流を生成するための方法を提供し、混合水流は第１水流および第２水流の温度間に実質的に安定したあらかじめ選択した範囲の温度を有する水圧制御式サーモスタット混合弁。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる多様な温度を有するとともに異なる多様な圧力を有する第１および第２水流からの混合水流を生成するための水流混合弁であって、前記混合水流は前記第１および第２水流の温度間に実質的に安定したあらかじめ選択した範囲の温度を有し、前記混合水流弁は、
ア）ハウジングであって、
１）前記第１水流の流れを受け入れるための第１水流吸入口と、
２)前記第２水流の流れを受け入れるための第２水流吸入口と、
３）結果として得られる前記混合水流の流れのための第１水流放水口とを有するハウジングと、
イ)前記ハウジング内に配置された混合制御アセンブリであって、
１）第３および第４の水流吸入口から離間された混合要素と、前記第３および第４の水流吸入口と連通する水流の流れの中に配置された第２水流放水口とを有し、前記第３および第４の水流吸入口は前記第１および第２の水流内部の流れを可能にするように配置されて、前記混合水流の混合を円滑にし、第２水流放水口は前記混合水流の内部からの流出を円滑にし、
２）前記混合制御アセンブリはさらに、前記第２水流放水口と連通する水流の流れの中に配置され、前記混合流を、互いに実質的に同等の水流比および圧力を有する２つの部分流に効率的に分流する分流器と、
３）前記２つの部分流のうちの１つの流れを増加させるとともに同時に前記２つの部分流の他方の流れを減少させて前記２つの部分流間の圧力差を引き起こさせるための少なくとも１つの流量制御メカニズムと、
４）水流の流れおよび前記２つの部分流のうちの少なくとも１つと連通する熱伝達装置に配置されて作用し、前記２つの部分流の温度と前記あらかじめ選択された温度との間の温度差に反応して前記少なくとも１つの流量制御メカニズムを制御する少なくとも１つの温度感応要素と、
５）前記第１水流放水口を介して前記水流混合弁から放水するために前記２つの部分流を前記混合水流に再合流させるための再合流および排出手段と、を含み、
前記第１および第２水流のうちの少なくとも１つの温度または圧力の変化に起因する前記２つの部分流と前記あらかじめ選択された温度との間の温度差に応じて、前記混合制御アセンブリは前記２つの部分流間に引き起こされた圧力差に応じて作用して前記第１および第２水流の相対的な流れを調節して前記２つの部分流と前記あらかじめ選択された温度との間の温度差を平衡し、これにより前記混合水流の流れを前記あらかじめ選択された温度に実質的に戻す混合水流弁。
【請求項２】
前記第１および第２水流吸入口が前記第１および第２水流の相対的な吸入口の流れを制御するために機械的に連結された第１および第２吸入弁をそれぞれ含むことを特徴とする請求項１に記載の水流混合弁。
【請求項３】
前記第１および第２吸入弁は前記第１および第２水流吸入口のひとつから実質的に流れを増加させると同時に前記混合要素に応じて前記第１および第２水流吸入口の他方からの流れを減少させることを特徴とする請求項２に記載の水流混合弁。
【請求項４】
前記第１水流放水口は前記水流混合弁を介して水流比を制御するための放水口水量調節弁を含むことを特徴とする請求項１に記載の水流混合弁。
【請求項５】
前記ハウジングは内部に前記混合制御アセンブリを容易に配置するために少なくとも１つのハウジング要素と少なくとも１つの閉鎖要素とを含むことを特徴とする請求項１に記載の水流混合弁。
【請求項６】
前記ハウジングは前記混合水流の前記あらかじめ選択された温度を変えるための温度制御メカニズムを含み、前記温度制御メカニズムは水流間の前記２つの部分流の相対的な水流比を変化させるための少なくとも１つの圧力差誘引メカニズムを備えており、前記少なくとも１つの圧力差誘引メカニズムは、
複動弁と、
排水メカニズムと、
前記温度感応要素の位置を変化するための位置変化メカニズムと
からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の水流混合弁。
【請求項７】
前記温度制御メカニズムは変更された前記あらかじめ選択された温度に関連して前記混合制御アセンブリの平衡位置を提供することを特徴とする請求項６に記載の水流混合弁。
【請求項８】
前記混合制御アセンブリは前記２つの部分流の流れの間の前記圧力差に応じて作用する作動要素として前記ハウジング内に配置され、前記作動要素を超えて配置される前記２つの部分流の間の水流漏洩を実質的に防止するために分離装置を設けられており、前記分離装置は
少なくとも１つの可撓性の膜を含む膜板と、
少なくとも１つの円周方向の水流封止部を含むピストンと、
周辺封止部を含み回転作動する羽根部と、からなる群のひとつから選択されることを特徴とする請求項１に記載の水流混合弁。
【請求項９】
前記混合制御アセンブリは前記第１および第２水流の相対的な流れを調節するために作用して、
回転的に作動する平面ディスクと、
回転的に作動するボールと、
移動可能に作動する平坦な側面と、
移動可能に作動するスプールパイプアセンブリと、からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の水流混合弁。
【請求項１０】
前記混合制御アセンブリはさらに少なくとも１つの省スペース要素を含むことを特徴とする請求項１に記載の水流混合弁。
【請求項１１】
前記分流器は、
固定式オリフィスと、
調節可能なオリフィスと、
共通軸上に配置された羽根車と、からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の水流混合弁。
【請求項１２】
前記混合水流の相対部分は前記分流器に入る前にばね装荷されたバイパスを介して排出されるため前記混合弁を介して高い混合水流の竜良否が得られる請求項１に記載の水流混合弁。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの温度感応要素は、
バイメタル要素と、
熱膨張要素と、
ワックス作動型サーモスタットと、
水流作動型要素と、からなる群のひとつから選択されることを特徴とする請求項１に記載の水流混合弁。
【請求項１４】
前記バイメタル要素はディスクと、コイルと、ロッドとからなる群のひとつから選択されて構成されることを特徴とする請求項１３に記載の水流混合弁。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの流量制御メカニズムは前記混合水流の前記あらかじめ選択された温度を変えるために複動弁装置を含むことを特徴とする請求項１に記載の水流混合弁。
【請求項１６】
前記再合流および排出手段は前記混合制御アセンブリの外部の前記ハウジング内に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の水流混合弁。
【請求項１７】
前記再合流および排出手段は前記２つの部分流間の圧力差を引き出すために前記２つの部分流の相対水流比を変化させる複動弁を含み、これにより前記あらかじめ選択された温度を変えることを特徴とする請求項１に記載の水流混合弁。
【請求項１８】
異なる多様な温度を有するとともに異なる多様な圧力を有する第１および第２吸入口水流からの混合水流を生成するための方法であって、前記混合水流は前記第１および第２吸入口水流の温度間の実質的に安定したあらかじめ選択した範囲の温度を有し、前記方法は
ａ）前記混合水流を生成するための第１吸入口水流と第２吸入口水流とを合流するステップと、
ｂ）実質的に同等な水流比および圧力をそれぞれ有する２つの部分流に前記混合水流を分流するステップと、
ｃ）前記２つの部分流と前記あらかじめ選択された温度との間の差を検知するステップと、
ｄ）前記２つの部分流と前記あらかじめ選択された温度との間に検知された差異にしたがって前記２つの部分流のうちのひとつの水流比は増加するとともに前記２つの部分流の他方は減少するように前記２つの部分流の実質的に同等な水流比を不均衡にすることで前記２つの部分流間の圧力差を引き起こすステップと、
ｅ）前記２つの部分流間に引き起こされた圧力差に関連して前記第１吸入口水流と第２吸入口水流との相対水流比を調節して、前記２つの部分流間に引き起こされた圧力差に関連して前記第１吸入口水流と第２吸入口水流のうちのひとつの流れは増加するとともに前記第１吸入口水流と第２吸入口水流のうちの他方の流れが減少し、これにより前記２つの部分流の温度を前記あらかじめ選択された水流の温度に実質的に戻すステップと、
ｆ）結合された放水口の流れを生成するために前記２つの部分流を再合流するステップと、を含む混合水流を生成するための方法。
【請求項１９】
前記混合水流を２つの部分流に分流するための前記ステップｂ）は容積水量分流装置を用いることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記混合水流を生成するために前記第１吸入口水流と第２吸入口水流とを合流するステップａ）ののちに、前記混合水流の相対部分を放水口水流に直接排出するステップが存在することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記２つの部分流の温度と前記あらかじめ選択された温度との間の差を検知する前記ステップｃ）は温度感応装置を用いることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記あらかじめ選択された温度を検知する前記ステップｃ）の前に、前記あらかじめ選択された温度を変更するステップがさらに含まれることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記２つの部分流の実質的に同等な水流比を不均衡にする前記ステップｄ）は前記２つの部分流間に引き起こされた前記圧力差を含み、このために前記混合水流の前記あらかじめ選択された温度を変更することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１吸入口水流と第２吸入口水流との相対水流比を調節するステップｅ）は、前記第１吸入口水流と第２吸入口水流が実質的に終了すると前記第１吸入口水流と第２吸入口水流のうちのひとつの水量を実質的に終了することを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記２つの部分流を再合流させるステップｆ）は前記２つの部分流の相対水流比を調節して前記２つの部分流間に圧力差を引き起こすことにより前記混合水流の前記あらかじめ選択された温度を変更すること含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
前記混合水流を２つの部分流に分流するステップｂ）と前記２つの部分流の実質的に同等な水流比を不均等にするステップd)を逆にすることをさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２７】
異なる多様な温度を有するとともに異なる多様な圧力を有する第１水流および第２水流から混合水流を生成するための水流混合弁であって、実質的に上記に説明されるとともに添付された図面に関連するように前記混合水流は前記第１水流および第２水流の温度間の実質的に安定したあらかじめ選択した範囲の温度を有する水流混合弁。
【請求項２８】
異なる多様な温度を有するとともに異なる多様な圧力を有する第１吸入口水流および第２吸入口水流からの混合水流を生成するための方法であって、実質的に上記に説明されるとともに添付された図面に関連するように前記混合水流は前記第１および第２吸入口水流の温度間に実質的に安定したあらかじめ選択した範囲の温度を有する水流混合弁を生成するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサーモスタット式混合弁に関し、より詳細には水圧制御サーモスタット式混合弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
配給された熱湯と冷水との割合を制御することにより熱湯の温度を制御するサーモスタット式混合弁を提供することは当業者では周知である。配管された熱湯や冷水を流水させることが建築時に一般的なものとなって以来、シャワーなどの一般的な熱湯および冷水放出口に供給される熱湯や冷水に対する温度または圧力が突然変化することによって生じる不都合がしばしば認識されてきた。極端な例では、放出口からの水の温度が変化する結果、利用者、特にシャワー室における利用者に実質的な不快または損害をもたらすことがありうる。水の供給の圧力が急激に低下することにより、たとえば隣接するトイレで水を流した際などに、シャワーの温度が突然上昇することがあり、潜在的危険をはらむ状態である。
【０００３】
熱湯と冷水を混合するための自動制御式混合弁は次の６つのカテゴリで定義されうる：第１のタイプの自動式制御弁は圧力安定メカニズムを用いて、供給ラインのうちのひとつにおいて圧力が変化することにより温度の急激な変化がもたらされることを防止するものである。しかしながらこのタイプの弁は熱湯供給ラインでの水の温度の低下に反応するものではない。したがってこれによりピーク時の家庭用の需要により熱湯タンクが冷却されたり、または家庭用の需要が実質的な低減することなどにより次第に温度が変化したりすることの影響を埋め合わせるものではない。このタイプの混合弁の典型的なものとして１９４３年１月１２日にＳｙｍｍｏｎｓに付与された米国特許第２，３０８，１２７号に開示された「やけど防止混合弁」および２０００年４月１８日Ｇｏｎｃｚｅらに付与された米国特許第６，０５０，２８５号に開示された「圧力安定弁」があげられる。同様に米国特許第５，１６１，７３７号に開示された圧力低減弁においては、両方の吸入口を混合弁と等しくし、これによりその温度を安定させるものである。かかる圧力平衡弁の設計は複雑であり、かつ流れ込む水の任意の温度変化に今までどおり影響されるものであり、したがってこれらの圧力平衡弁は安定した温度を保持できるものではない。
【０００４】
他のタイプの自動式制御弁は遮断メカニズムを提供するものであり、これにより排水温度があらかじめ選択された最高温度を超える場合には弁から排出される水の水流を自動的に停止したり分流したりする。このタイプの弁の例としては１９５０年１２月１９日にＳｃｈｌａｉｃｈに付与された米国特許第２，５３４，３７８号に開示された「シャワーヘッドおよび他の熱湯放水口のための安全制御」があげられる。第３のタイプの自動式制御弁は直接駆動サーモスタット式制御弁である。
【０００５】
これらの弁は通常混合チャンバと、熱湯および水の吸入口と、これらの吸入口と混合チャンバとの間に配置された比例弁と、を含む。要素はこの混合チャンバ内に配設されているが、その一端は比例弁に直接連結され、また他方の一端はハウジングに連結されている。このタイプの弁の例としては１９３９年６月１０日にＦｉｅｌｄｓに付与された米国特許第２，２７２，４０３号に開示された「混合弁」、１９４３年７月２６日にＲｅｙｎｏｌｄｓに付与された米国特許第２，３８３，２１５号に開示された「混合弁」、１９４９年３月８日にＰｌｅｔｔに付与された米国特許第２，４６３，６４０号に開示された「サーモスタット式水制御」、および１９７０年１１月１０日にＧｒｏｈｅに付与された米国特許第３，５３９，０９９号に開示された「サーモスタット制御式混合水栓」があげられる。上述された直接駆動サーモスタット制御式弁の他のバージョンであるサーモスタット式混合弁においては、たとえば１９９２年４月２８日にＳｔｅｗａｒｔに付与された米国特許第５，１０８，０３２号に開示された「流体混合制御弁」、１９９２年５月５日にＢｅｒｇｍａｎｎに付与された米国特許第５，１１０，０４４号に開示された「衛生混合弁」および１９９３年４月２０日にＫｌｉｎｅに付与された米国特許第５，２０３，４９６号に開示された「流体混合サーモスタット式制御弁」があげられるが、これらにおいては熱湯と冷水との相対的な流量比が温度感応要素に応じて直接設定された比例弁により制御される。
【０００６】
しかしながらかかる直接駆動のサーモスタット式制御弁においては安定した放水口温度を提供することが不可能であるが、そのかわりに供給ラインにおける温度または圧力の変化に伴うあらかじめ選択された温度からの放水口温度の偏差を大幅に低減する。
【０００７】
利用者は比例弁の位置をあらかじめ選択された温度に調節することにより温度を選択する。水の供給温度および圧力が安定していれば、比例弁は固定されて、放水口水はこのあらかじめ選択された温度を保持する。この動力システムは温度感応メカニズムから構成され、その一端は比例弁に直接連結されまた他方の端はハウジングに連結されて、静的平衡性を保持する。
【０００８】
しかし仮に供給ラインのうちのひとつが新しい水圧や温度の値をとると、放水口水の温度は一時的に変化する。温度感応メカニズムは、混合された水の温度を前のレベルに戻す傾向がある方向に比例弁を直接動かすことによって、温度変化に反応する。
【０００９】
比例弁は放水口温度変化に反応して最終的に温度感応メカニズムの運動の方向を逆転させ、これにより変動周期を引き起こす。この後、動力システムは新しい平衡放水口温度に対応する平衡位置を求めることになる。この新規の平衡水温は、あらかじめ選択された温度に対応する温度平衡メカニズムの位置が初期のメカニズム位置であるため、あらかじめ選択された温度と一致するものではない。
【００１０】
開示された第４のタイプの自動式制御弁はフィードバックサーボメカニズム弁である。
【００１１】
この弁は温度感応要素によりハウジングに直接リンクされていない弁要素を用いるものである。温度感応要素があらかじめ選択された値から逸脱した温度を感知した場合、信号が弁要素に伝送され放水口温度を戻す方向の運動を起こさせる。このあらかじめ選択された放水口温度が温度感応要素により感知された温度に達すると、信号伝送は停止する。このタイプの弁の例として、１９３２年８月２日にＣａｒｔｉｅｒに付与された米国特許第１，８６９，６６３号に開示された「サーモスタット式混合手段」、１９４８年９月２１日にＢｒｏｗｎに付与された米国特許第２，４４９，７６６号に開示された「一定の流体混合物を生産するための手段」、１９５１年２月２０日にＢｒｏｗｎに付与された米国特許第２，５４２，２７３号に開示された「温度制御式混合弁」、１９７１年２月９日にＴａｐｌｉｎに付与された米国特許第３，５６１，４８１号に開示された「尾部安全サーボ制御混合弁」、１９７２年２月１５日にＨａｌｋｅｍａに付与された米国特許第３，６４２，１９９号に開示された「熱湯および冷流体用サーモスタット式混合機」、および１９８４年７月１０日にＭａｃＤｏｎａｌｄに付与された米国特許第４，４５８，８３９号に開示された「サーモスタット式弁アセンブリ」などがあげられる。上述の発明は全て水流のわずかな部分を用いるものであり、温度変化に対応して弁要素の動きを調節するものである。
【００１２】
サーボメカニズム弁は、温度感応要素が供給水の温度や圧力に関係なくあらかじめ選択された温度に達した場合に同じ平衡位置に復元するものであるため理論上では直接作動された弁に対して、改良されたものである。直接作動されたサーモスタット式制御弁で必要とされる平衡位置に達するための変動フェージング期間が不要なため、サーボメカニズム弁は放水口温度の調節により迅速に反応する。この結果、サーボメカニズムサーモスタット式弁はあらかじめ選択された温度をより正確に保持する。
【００１３】
サーボメカニズム弁は多くの場合、熱湯および冷水流入水に極度の圧力の不均衡が生じた際にはこの不均衡により弁部材の平衡位置が変わるため、上述の理論のように反応するものではないことに留意されたい。
【００１４】
さらに、開示されたサーボメカニズム弁は従来の弁と比較して極端に大きい。また、サーボメカニズム弁および２段弁アセンブリに共通することであるが、長くて狭い流体経路は水供給内の懸濁粒子により詰まりやすい。
【００１５】
第５のタイプの弁は２段弁アセンブリである。第１段は圧力均等手段を備え、圧力変化を補償し、これにより安定した熱湯および冷水の圧力比率を維持する。下流で第２段はサーモスタット制御式比例弁である。
【００１６】
このタイプの弁の一例としては１９７０年１１月１０日にＧｒｏｈｅに付与された米国特許第３，５３９，０９９号の「サーモスタット制御式混合水栓」があげられる。このタイプの弁を用いることによって、広範囲の供給圧力および温度に対して一定の放水口温度を保持する。この弁の主たる欠点は構成要素の数が実質的に増加すること、アセンブリのコスト、１段弁と比較して弁アセンブリ用の空間がより必要とされることである。
【００１７】
温度制御の第６のアプローチは退行性フィードバック装置を用いることであり、この装置は通常、熱湯および冷水吸入口と、混合チャンバと、ステッパまたは他のモータ制御弁と、温度センサと、温度センサ信号を参照信号と比較するための電子比較装置と、信号差をできるだけ低く抑えるためのモータ制御装置とを備える。かかるシステムは多くの場合、複雑な電子部と、マイクロプロセッサと、電力供給部とを内蔵する。電気ショックに対する安全保護とともに、混合された水温の制御を失う危険を避けるための電力損失に対する保護が求められている。これらの装置は高価であり、家庭用のシャワーなどには適していない。
【００１８】
１９９５年６月２７日にＳｉｍｏｎｏｖらに付与された米国特許第５，４２７，３１２号の「サーモスタット混合弁およびその使用方法」を参照すると、サーモスタット式混合弁とその使用方法が開示されている。サーモスタット式混合弁は混合チャンバ内で混合された熱湯および冷水が流入すると、混合チャンバから流体放水口に配置された温度感応要素により制御される。この作動した水流を配給するための配給装置は温度感応要素により制御される。流体の圧力で作動された駆動部は、駆動部の位置を制御するための制御部に連結される。配給装置を用いて熱湯および冷水流を制御する。配給装置を流体吸入口のうちのひとつと連結し、配給装置を弁本体外部と連結し、使用済みの作動流体を連行し、配給装置を駆動部と連結するために流水経路が設けられている。
【００１９】
米国特許第５，４２７，３１２号に開示された混合弁への熱湯または冷水のいずれかの供給の圧力または温度が仮に新規の値に変化するならば、放水口の蒸気の温度は比例弁が放水口温度に復元するまで一時的に変化する。この混合弁には重大な欠点がある。流入流体のうちの一つの水流のわずかな部分のみが作動流として用いられて、これが次に弁本体から別途放出されなければならず、この作動流は小口径のコンジット内に運ばれてその結果、小口径コンジットを閉塞するといった実質的な危険が存在するのである。
【００２０】
したがって混合弁は、安価で小型かつ熱湯および冷水供給流体の温度または圧力の変動にかかわらず安定した流出温度を提供する混合弁を提供する必要がある。かかる弁は熱湯または冷水いずれかの供給の流出停止に対する保護もまた必要であり、これにより利用者を危険、特に熱湯流のみが供給されることの危険にさらすことを防止する。さらに混合弁は供給流からの固体粒子の蓄積または電力障害の結果として生じる故障または不具合を受けやすいものであってはならない。
【発明の開示】
【００２１】
本発明は平易かつ小型の態様である混合弁において水圧制御メカニズムを提供することを目的とする。比例弁とハウジングとの間に機械的な連絡がないため、感知要素を介して熱湯および冷水供給の温度または圧力の変動にもかかわらず、安定した流体流出温度が得られる。実質的に全面的に作動流を利用して弁メカニズムを作動させ、固体物質または固体粒子の蓄積による不具合、ならびにこれに伴う任意の狭い水流経路での詰まりを引き起こしにくい弁メカニズムが得られる。
【００２２】
本発明はまた全体的な水流、特に冷水の供給が不具合になること、から利用者を保護する混合弁を提供することにある。さらに本発明は、利用者に対して付随的な危険を含んでいる電源供給を一切必要としない。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態によると本発明は、異なり変動する温度と、異なり変動する圧力と、第１水流と第２水流との温度間の大きさの実質的に安定したあらかじめ選択された温度とを有する第１水流と第２水流からの混合水流を作るための流体混合弁を提供するものである。流体混合弁はハウジングを含み、このハウジングは第１の水流を受け入れるための第１水流受け入れ口と、第２の水流を受け入れるための第２の流体吸入口と、得られた混合水流のための第１の流体放水口とを備える。流体混合弁はまたハウジング内に配設された混合調節アセンブリを含み、このアセンブリは第３の吸水口と第４の吸水口とを離間する混合要素と、第３の吸水口と第４の吸水口とに連通する水流内に配置された第２の放水口とを備え、第３および第４の吸水口は第１および第２の水流内を通る水流を可能にするように配置されて、これらの混合水流内への混合を円滑にし、第２の放水口は混合水流内を通る流出を円滑にするように配置される。
【００２４】
混合調節アセンブリはさらに分流器を備え、第２の流体放水口と連通する水流内に配置され、混合水流を２つの部分流に分ける作動があり、それぞれが水流と圧力との比を有しており、この水流と圧力は互いに実質的に同等である。さらに混合調節アセンブリはまた、少なくとも１つの水流制御メカニズムを備えて部分流のうちの１つの水流を増加させ、かつ他の部分流の水流をともに減少させて、２つの部分流間に圧力差異を引き起こす。少なくとも１つの温度感応要素は水流内および、部分流の少なくとも１つと連通して作動する熱伝達装置内に配置されて、部分流とあらかじめ選択された温度との間の際に応じて少なくとも１つの水流制御メカニズムを制御する。混合調節アセンブリはさらに部分流を流体混合弁から第１の流体放水口を介して産出するため混合水流に再合流するための再合流手段と吐出手段とを有する。
【００２５】
混合調節アセンブリは第１水流および第２水流の少なくとも一方の温度または圧力の変化から生じる部分流とあらかじめ選択された温度または圧力との間の差異に応じて作動する。２つの部分水流の間に引き起こされた圧力差に応じて混合調節アセンブリは第１水流および第２水流の相対的な水流を調節して、部分流とあらかじめ選択された温度との間の差異を平衡させ、これにより混合水流をあらかじめ選択された温度に実質的に戻す。
【００２６】
本発明の実施形態によると、流体混合弁は第１吸水口と第２吸水口とを有し、これらはそれぞれ機械的に連結された第１吸水口弁と第２吸水口弁とを備えて第１水流と第２水流との相対吸入流を調節する。
【００２７】
本発明の他の実施形態によると、第１吸水口弁と第２吸水口弁は水流を吸水口のうちの１つから実質的に増加させると同時に混合要素に応じて他の吸水口を介して水流を減少させる。
【００２８】
本発明のさらに他の実施形態によると、第１放水口は流体混合弁を介して水流比率を制御するための放水制御装置を含む。
【００２９】
本発明のまた別の実施形態によると、ハウジングは少なくとも１つのハウジング要素と少なくとも１つの閉鎖要素とを含み、内部の混合調節アセンブリの配置を容易にする。
【００３０】
本発明のさらに別の実施形態によると、ハウジングはさらに温度調節メカニズムを含み、混合水流のあらかじめ選択された温度の変更を可能にする。かかる温度調節メカニズムは２つの部分流の間の水流の相対比率率を変化させるための少なくとも１つの圧力差を含み、少なくとも１つの圧力差を引き起こすメカニズムは、複動弁と、変位メカニズムと、温度感応要素の位置を変化させるための位置変化メカニズムとからなる群から選択される。
【００３１】
本発明のさらに異なる実施形態によると、温度調節メカニズムは変更されたあらかじめ選択された温度に伴う混合調節アセンブリの平衡構造を提供するために配置されている。
【００３２】
本発明のさらに異なる実施形態によると、混合調節アセンブリは２つの部分流の間の圧力差に応じて作動する動作要素としてハウジング内に配置され、この動作要素を超えて２つの部分流との間で水流の漏出を実質的に防止するための隔離装置が設けられている。かかる隔離装置は少なくとも１つの可撓性のある薄膜を有する膜板と、少なくとも１つの周線方向の流体封止材を有するピストンと、周縁封止材を有する回転自在に作動する回転羽根と、からなる群のうちの１つから選択される。
【００３３】
本発明のさらなる実施形態によると、第１水流および第２水流の相対流を調節するために作動する混合調節アセンブリは、回転自在に作動する平面ディスクと、回転自在に作動するボールと、変位自在に作動する平面ディスクと、変位自在に作動するスプールパイプアセンブリとからなる群から選択される。
【００３４】
本発明の実施形態によると、変位自在に作動する混合調節アセンブリはさらに少なくとも１つの省スペース要素から形成される。
【００３５】
本発明のさらに他の実施形態によると、分流器は固定されたオリフィスと、可能な開口部と、共通軸に配置された羽根輪とからなる群から選択される。
【００３６】
本発明の他の実施形態によると、混合水流の相対部分は分流器に入る前にばね装荷された側管を通って排出されるため、混合弁を介しての混合水流の高い水流比率が可能となる。
【００３７】
また本発明の他の実施形態によると、少なくとも１つの温度感応要素はバイメタル要素と、熱膨張要素と、ワックス作動サーモスタットと、水流作動要素とからなる群から選択される。
【００３８】
本発明の異なる実施形態によると、バイメタル要素はディスクと、コイルと、ロッドとからなる群から選択される。
【００３９】
本発明の他の実施形態によると、１または複数の水流制御メカニズムは混合水流のあらかじめ選択された温度を変更するための複動弁装置を含む。
【００４０】
本発明のさらなる実施形態によると、再合流手段および吐出手段は２つの部分流の水流の相対比率を変更するための複動流を備えて、２つの部分流の間の圧力差を引き起こし、これによりあらかじめ選択された温度を変更する。
【００４１】
さらに本発明には第１吸入水流と第２吸入水流とから混合水流を産出するための方法が提供されており、この第１吸入水流と第２吸入水流とは互いに異なり変化する温度と、互いに異なり変化する圧力と、を有し、かかる混合水流は第１吸入水流と第２吸入水流の温度間の大きさが実質的に安定しているあらかじめ選択された温度を有する。
【００４２】
かかる方法は、第１吸入水流と第２吸入水流を合流して混合水流を産出するステップと、混合水流をそれぞれが水流比率と実質的に同等である圧力とを有する２つの部分流に分流するステップと、部分流の温度とあらかじめ選択された温度との間の差異を検知するステップと、２つの部分流の温度とあらかじめ選択された温度との間の検知された差異にしたがって２つの部分流の実質的に同等な比を２つの部分流の一方の水流比率が増加するとともに２つの部分流のもう一方の水流比率が減少するように平衡をくずし、これにより２つの部分流間の圧力差を引き起こすステップと、２つの部分流間の圧力差を引き起こすことに関連して、２つの部分流間の圧力差に関して第１吸入水流と第２吸入水流とのうちの一方の水流が増加するとともに他方の水流が減少するように第１吸入水流と第２吸入水流の相対水流比率を調節し、これにより２つの部分流の温度をあらかじめ選択された水温に実質的に復元するステップと、合流放水流を産出するために２つの部分流を再合流するためのステップと、と含む。
【００４３】
本発明の別の実施形態によると、混合水流を２つの部分流に分流する方法ステップは容積分流器を用いる。
【００４４】
本発明の他の実施形態によると、かかる混合水流を産出するための第１吸入水流と第２吸入水流とを合流する方法ステップののちに、混合水流の相対部分を放水流に直接排出するステップがある。
【００４５】
本発明のさらなる実施形態によると、２つの部分流の温度とあらかじめ選択された温度との間の差異を検知するための方法ステップには温度感応装置の使用を含む。
【００４６】
本発明の一実施形態によるとかかる方法はさらに検知ステップの前に、あらかじめ選択された温度を変更するステップを含む。
【００４７】
本発明の別の実施形態によると、２つの部分流の実質的に同等な水流比率の平衡をくずす方法ステップは２つの部分流間の圧力差を引き起こし、これにより混合水流のあらかじめ選択された温度を変更することを含む。
【００４８】
本発明のまた別の実施形態によると、第１吸入水流と第２吸入水流との相対比率を調節する方法ステップは、仮に第１吸入水流と第２吸入水流の他方の水流が実質的に停止した場合、第１吸入水流と第２吸入水流のうちの一方の水流が実質的に停止することを含む。
【００４９】
本発明のさらなる実施形態によると、２つの部分流を再合流する方法ステップは、２つの部分流間の圧力差異を引き起こして混合水流のあらかじめ選択された温度を変更して２つの部分流の水流の相対比率を調節することを含む。
【００５０】
本発明のまた他の実施形態によると、混合水流を２つの部分流に分流するステップと、２つの部分流の実質的に同等な水流比率の平衡をくずすステップとは逆にされてもよい。
【００５１】
縮尺目盛を参照することなく、同様の参照番号または参照文字が対応するまたは同様の構成要素を表す添付図面を参照されたい。
【発明の詳細な説明】
【００５２】
本発明の目的は別途に供給される熱湯および冷水または他の環境における他の流体から一定で安定した温度を提供するための問題に対する解決策を提供することであり、かかる環境には例えば工業用、病院関係、スポーツクラブ、ホテル、一般家庭などでの流しやシャワーなどの末端利用があげられるが、これらに限定されるものではない。この問題は克服できないという類のものではないが、解決法が成功するためには取り付けが容易で、安全のために電力を必要としないものであり、小型でかつ熱湯で火傷を負うことや、冷水による不快感から利用者を保護する装置を提供できるものでなければならない。さらに出力温度は、供給ラインの負荷変動に伴う熱湯および冷水のいずれかの供給の温度と圧力の両方における変動にかかわらずあらかじめ選択されたレベルで安定性を保持していなければならない。実質的に全面的な冷水の供給における不具合に関して回避すべき最も問題が大きいケースは、利用者を本質的に水で薄めていない熱湯に潜在的に曝してしまうことである。さらに、最高温度の設定を制限する選択的に分離可能な停止メカニズムに対する必要性がある。特に装置は極度に高価であったり複雑であったりしてはならない。
【００５３】
本発明の好ましい実施形態に関して用いられる一般原理は、制御導管内の実質的に全ての水流を用いる圧力作動式フィードバックサーボメカニズムを含む混合弁に関する。流入する熱湯および冷水は弁要素を通り、まず混合され、引き続き主な混合水流部は広域ピストン、プランジャー、膜板、または羽根の一方の側を流れる２つの実質的に同等な部分流内に分流される。
【００５４】
吸水口ポートまたは排水口ポートの２つの部分流間の水流比率の平衡をくずすために、温度感応性制御要素によりピストンまたは薄膜のいずれかの側の圧力平衡を一時的に変えて、位置を変化させる。熱湯および冷水弁要素とピストンまたは薄膜との間の機械的接続は効率的に制御ループを閉鎖する。（このことは図３から図１９に関連して後述される。）温度感応要素として広域ピストンまたは薄膜の形態でバイメタルディスクを用いることにより製造が容易で比較的低コストとなる。（このことは図３から図１５に関連して後述される。）
図１を参照すると、分流システム１の流路３および４の排出ポートに配置された検知要素２の操作を説明する流れ図が示されている。システム１は温度Ｔｃおよび圧力Ｐｃで冷水が入る冷水吸入口５と、温度Ｔｈおよび圧力Ｐｈで熱湯が入る熱湯吸入口６と、温度Ｔｍおよび圧力Ｐｏで混合水が放水される混合水放水口７とから構成される。
【００５５】
熱湯および冷水は機械的に合流され調節可能な熱湯および冷水弁８および９をそれぞれ通過するが、これにより調節運動を行なうことが可能になる。この延長部はX＋およびX−により示される。記号（＋）および（−）は弁８および９の実質的に同じ調節運動を示すものだが、互いに反対の方向にあり、例えば熱湯弁８が開いたとき、冷水弁９は実質的に同程度閉鎖する。弁８および９はさらに関連して後述されるように圧力差ｄPmにしたがって制御される。
【００５６】
流入する熱湯および冷水流は、弁８および９を通り進入して混合チャンバ１５内で混合されるがここで温度はＴｍであるとともに圧力はＰｍである。通常の動作状態下ではＰｍはＰｃまたはＰｈのいずれか低いほうよりも低くなり、ＴｍはＴｃとＴｈとの間に位置するものである。さらに圧力ＰｏはＰｍより低くなる。
【００５７】
主混合水流は、混合水流を２つの実質的に同様な固定式限定装置などの分流器１１を介して通過させることにより２つの実質的に同等な部分流に分流する。こののちに２つの部分流は温度感応装置２を作動させるが、この装置は温度Ｔｍの変化に反応するものである。２つの部分流はさらに一対の調節可能な機械的に連結された部分流弁１２および１３を通過するが、その中間位置において限定装置など分流気１１を通過するものと実質的に同様な流れを可能とし、これにより調節運動が行なわれ、この延長部はY＋およびY−により示される。記号（＋）および（−）は弁１２および１３の実質的に同じ水流の調節運動を示すものだが、互いに反対の方向にある。連結弁１２および１３の位置は温度感応要素２により調節されて、２つの部分流間に圧力差ｄＰｍをもたらす。この圧力差は熱湯および冷水弁８および９に作動して作動させる。混合水に必要となる水流は放水弁１４により制御される。
【００５８】
混合水があらかじめ選択された温度である場合、温度Ｔｍ（選択済み）と分流された部分流弁１２および１３を有する２つの部分流は実質的に同様に開き、２つの部分流間には圧力差ｄＰｍは存在しない。仮に圧力または温度変化が内部流のいずれかに起きた場合は、温度Ｔｍは一時的に変化する。この結果、熱感知要素が水流分流された部分流の一方で制限するとともに他方で増加させ、これにより２つの部分流間には圧力差ｄＰｍを発生させる。圧力差ｄＰｍはついで吸入弁８および９を解除して熱湯および冷水流を調節し、温度Ｔｍの変化を修正する。異なる外部温度をＴｍあらかじめ設定しておくためには分流弁１２および１３を新規の位置に設定しておく必要があり、これにより圧力差ｄＰｍおよび引き続き吸入弁８および９を介して熱湯および冷水の相対水流比率に影響を及ぼす。
【００５９】
図２を参照すると本発明の他の好ましい実施形態にしたがって混合弁システム２０の操作を示す概略流れ図が示されている。図１とは異なり、分流弁１２および１３に関連する熱感知要素２は混合チャンバ１５から出ている分流した部分流３および４に配置され、また限定装置型分流器１１は、部分流３および４を放水弁１４に再合流する前のそれぞれの流れの中に配置されている。センサ２で感知された温度Tmの変化は圧力差ｄＰｍをもたらし、吸入弁８および９の設定に変化を与える。限定装置型分流器１１は、選択外部温度Ｔｍをプリセットするために調節可能であってもよい。
【００６０】
図3ないし図７を参照すると本発明の一実施形態にしたがってスプールアセンブリ３０が示されている。図３には線１−１図４に沿って断面図が示され、図４には線２−２（図３）に沿って断面図が示されている。図５および７はそれぞれ「A」の詳細（図３）および「B」の詳細（図６）が示されている。パイプ部の長さはスプール３１として機能し、所定の外径に機械加工されてそれぞれが１または複数の孔部３４と凹部３５と同心溝３６とを有するフランジ３３と実質的に同様になるようにねじ切られている。
【００６１】
熱湯および冷水はスプール３１に入るが、このスプールは好ましくは１または複数の円錐形の放水開口部３７が、中央部に配置されてこの中を混合水が通るようにしている。スプール３１の内部は混合チャンバ３２として機能する。２つの実質的に同様なディスク３８および３９はそれぞれ同心凹部４４および４５と、１または複数の放射状の溝部４１と、１または複数の開口部４３を内部に形成している。
【００６２】
バイメタルディスク５０は同軸開口部を有しており、スプール３１の中央で２枚の対向するディスク３８および３９の間に配置されているが、これらのディスクはフランジ３３によりパイプ部の中間点に固定取り付けされており、これによりバイメタルディスク５０をディスク間に締め付けている。バイメタルディスク５０は開口部３７の中心部に位置を調節されていずれの側にも等しい水流を提供する。バイメタルディスク５０はさらに高膨張側面５１が凹部４５に面して低膨張側面５２が凹部４４に面するように配置されている。放射状の溝部４１はさらに円錐形の開口部３７と整合するように配置されてこの中を流れる水流と連通するようになされる。
【００６３】
バイメタルディスク５０は所定の大きさの外径を有するように形成されているが、この径は所定の測定方法による凹部４４および４５の外形よりわずかに小さい。
【００６４】
ディスク３８および３９の間には外部同心空隙５５が形成されるが、この空隙は所定の増分によるバイメタルディスク５０の厚さよりわずかに幅広である。「A」部の詳細（図３）が図５に示されているがここには同心空隙５５を介するディスク３８および３９間の水流経路とともにバイメタルディスク５０の両側面,５１および５２が図示されている。混合水流の温度変化が図６および７に示されたバイメタルディスク５０の周辺部の偏差を生じさせて、凹部４５からの水流比率を増加させるとともに凹部４４からの水流比率を減少させる。
【００６５】
本発明の実施形態にしたがって図４ないし図７に関連して図８および図９を参照すると、本発明の好ましい実施形態にしたがって構築され作動する混合弁アセンブリ６０の線３−３図９に沿って断面図（図８）が示されている。混合弁アセンブリ６０は固定ねじ付けされた閉鎖部６３を有するハウジング６１を備える。閉鎖部６３は同軸に形成された冷水吸入部６５を内蔵し、吸入口６５に配管(図示せず)取り付けするためのねじ接続を含む。ハウジング６１は同軸上に熱湯吸入口６７および放射状に形成された混合水放水口６９を有する。スプールアセンブリ３０は（図３ないし図７に関して後述して開示されるように）ハウジング６１内に配置され、２枚の実質的に同様な弾性膜板７１および７２と、半弾性封止部７３と、O−リング７５と、クリップ７７と、スペーサ環部７９と、出口環部８１とにより弾力性を持たせて取り付けられている。出口環部８１には複数のオリフィス８２が内部に形成され水流の流れをもたらしている。スプール３１はその両端部を封止部７３により摺動可能に支持される。
【００６６】
圧力チャンバ９５および９７間の任意の圧力差が膜板７１とハウジング６１との間および膜板７２と閉鎖部６３との間にそれぞれ形成されるが、これにより封止部７３を介してスプール３１の軸方向の摺動運動が生じる。かかる運動の末端部においてはスプール３１の両端は弁座９１に対して閉鎖する。
【００６７】
吸水口ポート６７および６５に入った熱湯および冷水は開口部９３を介して弁座９１の周囲を弁空間８３および８５それぞれを通過し、ついで,混合チャンバ３２に入る。
【００６８】
チャンバ３２の水圧は実質的に両方向に等しいため、座９１との接触を最小限にするために内部円錐状端部を有するスプール３１は熱湯供給圧力と冷水供給圧力との間の圧力差により影響を受けることはない。
【００６９】
混合水流温度Tmがあらかじめ選択された値である場合、バイメタルディスク５０は実質的に平面であるとともに２つの部分流は凹部４４および４５から（図５に示されるように）空隙５５を介してバイメタルディスク５０の両面に実質的に等しく排出されるが、各面の流水比は１または複数の溝部４１のものとほぼ等しくなる。排出水流は出口環部８１のオリフィス８２を介してハウジング６１内に形成された環状開口部８７に流入し、ついで出口ポート６９から排出される。
【００７０】
制限を設けずに冷水圧力Pcが一時的に低下すると仮定する。混合水流の温度Tmは上昇すると共にバイメタルディスク５０は「B」の詳細を示す図６および図７にみられるとおり反応する。（図６）バイメタルディスク５０の外径は凹部４４の外径よりわずかに小さいのでディスク５０の周縁部は歪曲してディスク３８の凹部４４内に入り、凹部４４からの水流を効率的に減少させたり閉塞させたりするとともに同時に凹部４５からの水量を増加させることができる。開口部３４および４３と、凹部３５(図３)とは各凹部４４および４５と圧力チャンバ９５および９７とのそれぞれの間の水流の連通を行なう。開口部３４および４３はそれぞれチャンバ４４および９５とチャンバ４５および９７との間に圧力平衡連結をもたらし、スプールに変動減衰効果をもたらすような大きさになされている。
【００７１】
空隙５５に関するバイメタルディスク５０の歪みまたは撓みは温度Tmの上昇によるものであるが、この温度の上昇により凹部４４の圧力が増加し、ついで圧力チャンバ９５とこれに伴う凹部４５および圧力チャンバ９７における圧力低下が引き起こされる。圧力差ｄＰｍはスプールアセンブリ３０、特に膜板７１および７２とバイメタルディスク５０に作動し、これにより摺動可能にスプールアセンブリ３０を冷水吸入部６５から遠ざけて熱湯吸入部６７に向かって押し入れる。この結果、スプール３１は熱湯流を減少させるとともに冷水流を増加させる。混合水温は実質的にあらかじめ選択された温度に戻るまで低下してバイメタルディスク５０は平面状態に復元される。
【００７２】
バイメタルディスク５０は平面であり、アセンブリ３０の位置を変える圧力差はもはや存在せず、スプールアセンブリ３０があらかじめ選択された温度で新規の平衡位置をとり新規の平衡状態が得られる。混合弁制御メカニズムが比例制御を直接駆動するものではなく、調節されたサーボフィードバックであるのは正にこの理由からであり、これにより周期作動またはあらかじめ選択された温度Tmとは異なる平衡温度を避けるものである。
【００７３】
本発明の好ましい実施形態にしたがって上記に開示したメカニズムは簡単に構築でき、容易に理解でき、反応がきわめて正確である。
【００７４】
あらかじめ選択された温度においては平面であるバイメタルディスクを嵌合することによってメカニズムをあらかじめ選択された温度に固定して設定するが、利用者が温度をあらかじめ設定することはない。本実施形態は図１の流れ図にしたがって示され、固定式限定装置などの分流器は主混合水を分流する溝部４１により示されて２つの実質的に同様な部分流を提供する。図１に示される調節可能で機械的に連結された分流弁１２および１３は空隙５５に作動するバイメタルディスク５０の周辺部の歪により示される。
【００７５】
本発明の他の好ましい実施形態にしたがって図１０ないし図１５を参照すると利用者が外部温度をあらかじめ選択することが可能な２つの異なる混合弁制御メカニズムが示されている。本発明の好ましい実施形態にしたがって図１０を参照するとスプールアセンブリ１３０の断面図が示されている。アセンブリ１３０は１または複数の中央に配置された開口部１３７と、２枚の実質的に同様なディスク１３８および１３９と、２枚の実質的に同様なバイメタルディスク１５０および１５１と、２個の固定ナット１３３および１３４とを有するスプール１３１を備える。
【００７６】
ディスク１３８および１３９はその片面に同心凹部１４４および１４５が形成されて、その対向する面には１または複数の放射状の溝部１４１が形成されている。１または複数の溝部１４１のそれぞれに対応して、ディスク１３８および１３９は溝部１４１に整合する１または複数の開口部１４３と、スプール１３１にわたってしっかりと嵌合する同軸中央開口部（図示せず）とを有する。ディスク１３８および１３９もまたその対抗する面の周辺部に同心段状部分１３６が配置されている。
【００７７】
ディスク１３８および１３９が図示のとおりスプール１３１の機械加工された中心部に嵌合された場合、膜板１７１（図１２に関して後述して開示されるように）は段状部分１３６に締め付けられる。さらに、放射状の溝部１４１の対向する対は効率的に開口部を形成してスプール１３１内の開口部１３７と整合する。したがってスプール１３１内部に開口部１３７を介して混合チャンバ１３２と連通する自由水流が得られるとともに、溝部１４１の対向する対から開口部と、凹部１４４および１４５それぞれの内部への開口部１４３が得られる。
【００７８】
実質的に同様のバイメタルディスク１５０および１５１はディスク１３８および１３９に対してスプール１３１全体に嵌合するとともに固定ナット１３３および１３４により位置固定される。高膨張側面１５２および低膨張側面１５３はそれぞれバイメタルディスク１５０および１５１にそれぞれ同方向に配置される。
【００７９】
バイメタルディスク１５０および１５１とディスク１３８および１３９のそれぞれの周辺部の間の空隙１４６および１４７を介する水流領域は所定のものであり、このために（図５に関して後述して開示されるように）内部には凹部１４４および１４５と実質的には同等な水流が（図１２に関して後述して開示されるように）混合弁１６０の圧力チャンバ１９５および１９７内部に得られる。各ディスク１３８および１３９の開口部１４３は流体流を凹部１４４および１４５内にもたらすが、この水流比率は空隙１４６および１４７を通過する最大水流より大きい。
【００８０】
凹部１４４および１４５を通過する水温の上昇はディスク１３８および１３９に関してバイメタルディスク１５０および１５１の周辺部に熱による歪みやたるみを引き起こす。この歪みに引き続いてバイメタルディスク１５０および１５１の周辺部は移動して空隙１４６を増加させるとともに空隙１４７を減少させる。これにしたがって、実質的に同様の比率で圧力チャンバ１９５への凹部１４４からの水量比率は増加し、圧力チャンバ１９７への凹部１４５からの水量比率は減少する。
【００８１】
図１０を関連して図１２および１３を参照すると、混合弁１６０の端面図（図１３）を線４−４に沿って示した断面図、図１２が示される（図８および９に関して前述して開示されたものと同様である）が、ハウジング１６１と、ハウジング１６１に固定ねじ付けされた閉鎖部１６３が含まれる。ハウジング１６１と閉鎖部１６３の内部にスプールアセンブリ１３０が摺動的に取り付けられている。しかしながら、本発明の他の好ましい実施形態によると、１枚の弾性膜板１７１のみが段部１３６およびハウジング１６１の内部壁内のディスク１３８と１３９との間に配置されている。膜板１７１の周縁端部は環部１７９と閉鎖部１６３との間に締め付けられている。
【００８２】
さらに水は圧力チャンバ１９５および１９７からそれぞれハウジング１６１に排出される。環部１７９内の孔部１８１を通過しさらに閉鎖部１６３内の孔部１８２を通過し出口経路１８７および１８８内に流れる。水は各調節開口部１８９および１９０を介して放水口１９８内を通り経路１８７および１８８に排出され、ここより水流はシャワーやキッチンの流し(図示せず)などの利用設備へと進んでいく。経路１８７および１８８から放水口１９８へと水流を制御するためには、調節ノブ１８６を回転させてレギュレータねじ１９３を回転させる。この回転によりねじ切りされた水流閉鎖調節装置１９２はノブ１８６に関して隣接または遠位で動くため、これにより水流の点で空隙１４６および１４７と比較できる制御開口部１８９および１９０からそれぞれ水流を制限する。
【００８３】
混合水は開口部１３７、および溝部開口部１４１を介して混合チャンバ１３２へと流れて開口部１４３を介して２つの部分流に分流し凹部１４４および１４５を通過する。凹部１４４および１４５から混合水は空隙１４６および１４７を介して膜板１７１のいずれかの圧力チャンバ１９５および１９７内にそれぞれ流れて圧力差を引き起こし、冷水吸入部１６５または熱湯吸入部１６７のいずれかに向かってスプールアセンブリ１３０の摺動移動をもたらす。
【００８４】
水流調節器１９２を制御開口部１８９と１９０との中間地点に配置すると、チャンバ１９５と１９７との間には実質的に圧力差が生じないため、この結果としてスプールアセンブリ１３０は位置を変化させない。調節装置１９２を動かすためにノブ１８６を調節する際、ノブ１８６に向かって近接するとチャンバ１９７内の圧力を増加させ、チャンバ１９５内の圧力を減少させる。スプールアセンブリ１３０を冷水吸入部１６５に寄せるとともに熱湯吸入部１６７から遠ざけると混合チャンバ１３２内の熱湯流を増加させるとともに冷水流を減少させる。
【００８５】
混合水温度が上昇するため、バイメタルディスク１５０および１５１は同時に反応してスペーシング１４７を減少させるとともにスペーシング１４６を増加させる。チャンバ１９５とチャンバ１９７との間の圧力差が実質的にゼロまで下がり、新規のあらかじめ選択された混合水温度が得られるように流れの平衡が達成されるまで、チャンバ１９５に流入する水は増加するとともにチャンバ１９７に流入する水は減少する。新規のあらかじめ選択された混合水温度は吸入温度または圧力の変動にもかかわらず安定するようになる。本発明の実施形態は図２に関して上述して開示されているものにしたがう。放水限定装置型分流器１１が調節可能な放水口１８９および１９０により示されているがこれは利用者により調節が可能である。
【００８６】
本発明の他の実施形態によると、調節ノブ１８６は切り離し可能な停止メカニズムを備えて設けられているがこれはあらかじめ選択された温度の範囲を限定することで、不注意によってあまりにも高い温度に設定してしまう危険性を避けるためである。
【００８７】
本発明のさらに好ましい実施形態にしたがって図１１を参照すると、スプールアセンブリ２２０の断面は環状スプール２２１を含み、２つの互いにねじ切りされたスプール部２３０および２３１を備える。スプール部２３１は１または複数の円錐形の放水開口部２３７を含み、スプール部２３１内に同軸上に形成された混合チャンバ２３２からの水流を可能にする。スプールサブアセンブリ２２２はねじ切りされた同軸開口部を有する調節ギア２５９を含み、スプール部２３０のねじ切りされた部分２３３にわたりねじ止めされている。またこのアセンブリは２枚のばねディスク２３８および２３９と、バイメタルディスク２５０と、１または複数の開口部２４１をそれぞれ有する２個のスペーサリング２４０と、周縁リング２５６とから構成される。
【００８８】
ばねディスク２３８および２３９は平面ステンレススチールばねなどの弾性材料から形成されており、それぞれが１または複数の周縁開口部２４３と、同軸取り付け開口部（図示せず）とを有する。バイメタルディスク２５０は高膨張側面２５２および低膨張側面２５３を有して形成されるとともに同軸取り付け開口部（図示せず）を有する。周縁リング２５６は所定の内径を有するがこれはバイメタルディスク２５０の外径よりわずかに大きく、これによりこれらのリングとディスクとの間に運動空隙を与える。周縁リング２５６はリング２５６の内部周縁部中心に形成された放射状の溝部２５５を有する。溝部２５５はバイメタルディスク２５０の厚さよりわずかに広い所定の幅を有する。周縁リング２５６はまた内部中央部に形成された複数のオリフィス２５７を有するが、このオリフィスは内方溝部２５５と水流を連通している。
【００８９】
スプールアセンブリ２２０の構成はスプール部２３１上に以下の要素が順に配置される。ばねディスク２３９、各開口部２４１が放水開口部２３７と整合する第１のスペーサリング２４０、高膨張側面２５２がばねディスク２３９とは反対方向に向いているバイメタルディスク２５０、開口部２４１が放水開口部２３７と整合する第２のスペーサリング２４０、周縁リング２５６、ばねディスク２３８、スプール部２３１にねじ止めされて構造を仕上げているスプールサブアセンブリ２２２である。ばねディスク２３９は周縁部にあらかじめ応力がかけられリング２５６に接触し、圧縮する。さらにスプール２２１に関して、ギア２５９の回転がリング２５６を軸方向にばねディスク２３９に向かって移動させたり、ギア２５９から離間して移動させたり、あるいはその逆を行なったりする。リング２５６はその中心から外方に向かっている２つのC部分の弾性封止部２５８と嵌合している。封止部２５８は低摩擦用に設計されているが、一方完全な封止は必ずしも必要ではなく、（図８および図１２に関して上記に開示されているように）これらは機能的膜板７１、７２および１７１を代用する。
【００９０】
図１１に関連して図１４ないし図１５を参照すると、混合弁２６０の端面図（図１５）を線５−５に沿って示した断面図（図１４）が図示されており、（図１１に関して上記に開示されているように）ハウジング２６１と、ハウジング閉鎖部２６３と、スプールアセンブリ２２０との内部に配置されている。２つの挿入部２６５および２６７は弾性材料で形成されることが好ましいがかならずしもこれに限られるものではなく、それぞれハウジン閉鎖部２６３に突出し、またハウジング２６１に突出する。挿入部２６５および２６７はスプール部２３０および２３１の内径の中にそれぞれ摺動可能に取り付けられ、これによりスプールアセンブリ２２０はハウジング２６１内部を軸方向に移動することが可能になる。外部リング２７９は弾性材料で形成されることが好ましいが、必ずしもこれに限られるものではなく、ハウジング２６１内に配置される。リング２７９は中央に形成された複数の開口部２８１を内部に有し、排出経路２８７との水流の連通が得られる。リング２５６と封止部２５８とはリング２７９と摺動可能に接触してアセンブリ２２０のいずれかの側面上の弁２６０内の容積部２９５、２９７と排出経路２８７との間の水流の連通を実質的に防止する。容積部２９５と２９７との間に圧力差が存在するような場合、かかる圧力差によりスプールアセンブリはピストンのような態様で動くことになる。
【００９１】
ピノタンギア２９３は閉鎖部２６３内のピニオンシャフト２８８の（利用者に対して）末端部から所定距離固定的に取り付けられ、かつピニオンシャフト２８８の近接端部に固定自在に取り付けられたノブ２８６により回転可能に作動する。ピニオンギア２９３はギア２５９に動作的に噛合されるためスプールアセンブリ２２０の自由な軸方向の運動が可能となる。
【００９２】
さらに、ピニオンシャフト２８８の末端部は開口部２４３のうちのひとつを通って挿入され、これによりピニオンギア２９３の回転中にスプールアセンブリ２２０が回転することが防止される。ノブ２８６が回転することによりギア２５９が回転するが、この結果としてスプール２２１に関するねじ山２３３に沿って進退動を行なうことにより、対応するリング２５６のバイメタルディスク２５０の周辺部に関してリング２５６の溝部２５５を再配置させる。熱湯および冷水吸入挿入口２６７および２６５のそれぞれを介してスプール２２１に入る熱湯および冷水流は混合チャンバ２３２内部で混合され、開口部２３７を介して排出される。ここで混合水流は２つの部分流に分流され、開口部２４１を通過し容積部２４４および２４５に入ってバイメタルディスク２５０のいずれかの側面を通過する。開口部２４１はバイメタルディスク５０が平面な形状である場合、空隙２４６または２４７のいずれかを介する水流と実質的に同様な水流となるように大きさを決める。
【００９３】
こののちに混合水流はバイメタルディスク２５０周辺部のいずれかの側面の空隙２４６および２４７を通って容積部２４４および２４５を出る。スプールアセンブリ２２０の溝部２５５とオリフィス２５７および２８１を通って放水経路２８７を出て、放水部２６９を介して出口弁２６０へと流れ出る。開口部２４３チャンバ２４５および２９７、とチャンバ２４４および２９５との間のそれぞれの圧力を同等にするとともにこの開口部がスプールアセンブリ２２０の運動に対して減衰効果を与えるようにその大きさが決められる。
【００９４】
あらかじめ選択された混合水温度を変えるには、ノブ２８６をたとえば逆方向に回転させてギア２５９を進めることにより周縁リング２５６を利用者およびバイメタルディスク２５０に対して末端方向に移動させる。リング２５６を移動させることでバイメタルディスク２５０と溝部２５５とのそれぞれの側面２５２と２５３との間の空隙２４６および２４７を介して、容積部２４４からの水流を減少させるとともに容積部２４５からの水流を増加させる。
【００９５】
したがって容積部２９７の圧力の減少および容積部２９５の圧力の増加がみられる場合には、容積部２４５の圧力は低下し、また２４４の圧力は上昇する。
【００９６】
その結果、冷水吸入挿入部２６５を遠ざけるとともに熱湯吸入挿入部２６７に向けてスプールアセンブリ２２０をピストンの態様で移動することになる。したがってこのスプールアセンブリ２２０の運動は弁オリフィス２６４に関してスプール弁座２６６の運動に伴って熱湯流の増加とともに対応する冷水流の減少をもたらす。ひきつづき混合水温度の上昇はバイメタルディスク２５０に歪みを与えて新規のあらかじめ選択された温度またはより高い温度での平衡を回復させる。本発明の他の実施形態によるとノブ２８６には切り離し可能な停止メカニズムが備えられてあらかじめ選択された温度の範囲を制限して不注意であまりにも高温に設定される危険を回避する。
【００９７】
安定してあらかじめ選択された混合水温度を提供するためには、熱湯および冷水供給での任意の温度または圧力変化によりスロット２５５に関してバイメタルディスク２５０の周辺部に撓みまたは歪みを与えられるために、これにより空隙２４６および２４７の相対寸法を変化させる。
【００９８】
結果として得られる容積部２９５および２９７での相対圧力変化はスプールアセンブリ２２０を軸方向に移動させ、混合チャンバ２３２への熱湯および冷水の相対吸入流を調節する
したがって混合水温度はあらかじめ選択された温度に実質的に戻される。
【００９９】
上述の例に基づいて本発明の実施形態にしたがうと、吸入挿入部２６５に入る冷水供給などの圧力が完全に降下すると、スプール運動が急激に発生して熱湯吸入部２６７を実質的に閉鎖し、これにより利用者への潜在的な損傷が防止される。本発明の実施形態によると熱湯および冷水流を制御するための弁配列は冷水流吸入の停止またはその実質的な減少の際には、熱湯流吸入閉鎖部をより迅速により肯定的に流れさせる。さらにそれぞれの吸入部を通る水流の方向はその吸入部を効率的に閉鎖する。
【０１００】
本発明の実施形態によると上述されるように他の混合弁メカニズムは構成部品の数が比較的少ないとともに可動部分が極めて少なく、さらに取り付けおよび使用の際に容易であるという長所がある。さらに、あらかじめ選択された混合水温度は吸入温度および圧力の変動に関わらず、安定した値で保持される。バイメタルディスクの側面が混合水流に高度に曝され接触する結果として反応時間は短く、実質的な耐用年数にわたり信頼性が維持される。
【０１０１】
多くの他のサーモスタット式サーボ制御型混合弁に共通な詰まりの問題は任意の比較的長くて狭い流路を取り除くことにより解消されてきた。比較的狭い経路を通る小さい試験流を用いて温度制御を行なった先行技術における混合弁では、明らかに高い閉塞が見られその反応は遅かった。満杯の混合水を、スプールアセンブリ２２０を介して２つの実質的に同等な部分流に分流すると、乱流をもたらし、１または複数のバイメタルディスクによる速くて感度の高い反応が得られ、これにより他のタイプの混合弁に露見する潜在的な閉塞性が解消される。
【０１０２】
本発明の他の実施形態によると他の温度感応装置は、移動または歪み運動を引き起こし、複動弁メカニズムを作動させるが、このメカニズムはひいては２つの部分流の水流の相関比率を制御し、これにより部分流間の圧力差を生じさせる。かかる温度感応装置はバイメタルロッドおよびコイルと、熱膨張可能なロッドと、「ワックスサーモスタット」などの流体に作動可能な温度感応要素と、を含むが、これに限定されるものではない。これらおよび他の温度感応装置は当業界では公知である。
【０１０３】
さらに本発明の他の実施形態によると、（図３ないし図１５に関連して上記に開示されているように）環状の軸方向に作動するスプールアセンブリ以外の作動メカニズムが設けられている。
【０１０４】
図１６ないし図１７を参照すると、ボールまたは球状スプールアセンブリ３０５がハウジング３１４内部に矢印３１０および３１２により示されているように回転可能に配置されているボールまたはサーモスタット式混合弁３００が図示されている。ハウジング３１４は、混合弁３００および弁アセンブリ座部分３１６のアセンブリを容易にするための、熱湯および冷水吸入部３１７と３１９とをそれぞれ備えたハウジング閉鎖部３１５と、２つの部分流のための２つの放水口３２２および３２４とを含む。ハウジング放水口３２２と３２４とは実質的に同様であり、このために容積部３２６および３２８の水量が同じである場合、中を流れる水流の比率を実質的に確かなものにしている。
【０１０５】
実質的に球状の中空スプール３３０はそれぞれ熱湯および冷水給水口３３２および３３４を有しているが、これらの吸水口は熱湯および冷水ハウジング吸入口３１７および３１９と双方向に噛合して配置される。この配置は時計回りの回転では、冷水流が増加するとともに熱湯流が減少し、逆に反時計回りの回転では冷水流が減少するとともに熱湯流が増加するようになされている。球体３３０の内部容積部は混合チャンバ３３６として作動し、ここから混合水が放水口３３８を通り、熱チャンバ３４０に入り、軸方向に摺動可能なディスク弁３４４内の１または複数の開口部３４２を通過して熱チャンバ３４０を満たす。ばね３４６は熱ワックス式サーモスタットロッド３４８と噛合接触するディスク弁３４４をディスク弁３４４に関して近接端部で保持するように作動する。
【０１０６】
混合水流は熱チャンバ側壁３５４の２つの実質的に半球状のスロット開口部３５０および３５２を通って熱チャンバ３４０に流れ出る。スロット開口部３５０は球体３３０の末端部のディスク弁３４４の側面に実質的に配置され、スロット開口部３５２ディスク弁３４４に近接して配置される。ディスク弁３４４はスロット３５０および３５２の実質的に同等な部分を平衡位置に見えないように配置するが、ここで混合水流はあらかじめ選択された温度と同じ温度を有する。この平衡位置では部分流が容積部３２６および３２８それぞれに流入するので、ディスク弁３４４はロット３５０および３５２を介して水流を実質的に同じ比率で制御する。球体部３３０に向かうディスク弁３４４の軸方向の運動はスロット３５０を介して水流を増加させる一方でスロット３５２を介して水流を減少させる。これについては逆の場合も同様である。したがって、混合流をディスク弁３４４の軸方向の移動に反応して容積部３２６および３２８に流入する２つの可変部分流に分流すると周縁封止部に配置された羽根部３５６により分離される。
【０１０７】
熱センサロッド３４８はチャンバ３５８に含まれるワックスの膨張または収縮により摺動可能に操作される。混合水流の温度上昇などに反応するロッド３４８の運動はディスク弁３４４を球体部３３０に関して近接的に移動させ、これによりスロット３５０を通り容積部３２６に入る部分流の水流を増加させ、また一方ではスロット３５２を介して容積部３２８に入る部分流の水流を減少させる。上記に開示されるようにハウジング放水口３２２および３２４は弁３４４が中央位置にある場合開口部３５０および３５２のそれぞれを介する水流と実質的に同様になるように大きさを決められる。容積部３２６への水流の増加および容積部３２８への水流の減少は容積部３２６の圧力の上昇および容積部３２８の圧力の下降につながるが、これはつまり容積部間の圧力差である。その後、この圧力差に反応してスプールアセンブリ３０５が矢印３１０で示される方向に回転し、ハウジング吸入部３１７および球体吸入部３３２を介して熱湯の流入を減少させ、一方で吸入口３１９および３３４を介して熱湯の水流を増加させる。これにより混合水流の温度をあらかじめ選択された温度に下げる。混合水温度を下げることで逆の反応が起こり、混合水流をあらかじめ選択された温度へ戻す。
【０１０８】
あらかじめ選択された温度を変えるためには,ハウジング放水口３２２および３２４を利用者が調節可能な複動弁メカニズムに連結させる。（図示されないが図１２に関して上記に開示される水流調節器１９２と配列が類似している。）例えば、ハウジング放水部３２４を通る水流を減少させるとともにハウジング放水部３２２を通る水流を増加させることにより、あらかじめ選択された温度を上げるためには、容積部３２８と３２６との間の圧力差をスプールアセンブリ３０５を矢印３１２で示される方向に移動させて、これにより吸入部３１７を介して熱湯流を増加させるとともにこれに対応して吸入部３１９を介して冷水流を減少させる。これを熱ロッド３４８が部分流を調節して容積部３２８と３２６との間の圧力差を解消するまで続けると、スプールアセンブリ３０５は新規のあらかじめ選択された温度で平衡位置へと戻る。
【０１０９】
本発明の他の実施形態にしたがって図１８および図１９を参照すると、図１６ないし図１７に関して上記に開示された混合弁と同様なものが図示されているが、混合チャンバ４３６を内蔵する管状スプール４３０を備えたスプールアセンブリ４０５を有している。チャンバ３５８に含まれた熱ワックスの膨張または収縮はロッド３４８に摺動的に作動してばね３４６に対してディスク３４４を移動させ、壁３５４の開口部３５０および３５２を介して水流の変動を起こさせる。放水口３３８を介して混合チャンバ４３６を離れる混合水流は孔部３４２を介して熱チャンバ３４０に入り、熱的に調節された開口部３５０および３５２のそれぞれにより容積部４２６および４２８に流入する。
【０１１０】
座４１６により閉鎖されたハウジング４１５は熱湯吸入口４１７および冷水吸入口４１９と、ハウジング吸入部４１７および４１９にそれぞれ同軸上に対応する吸入部を有するハウジング壁４１８内部に固定的に取り付けられた吸入ディスク４５５とを有する。スプール４３０と交差するように固定的に取り付けられているのは吸入部４６７および４６９を有するスプールディスク４７０である。スプールディスク４７０は吸入ディスク４５５に近接するとともに摺動回転的に噛合している。ディスク４５５および４７０は艶出しセラミックなどの材料で形成されディスク間の摺動可能な接触部分を実質的に漏洩にくくしている。スプールディスク吸入口４６７および４６９はそれぞれハウジング吸入口４１７および４１９に対して角度をつけて配置されている。スプールアセンブリ４０５が回転すると、矢印３１０および３１２で示されるように、容積部４２６と４２８との間の圧力差に反応して熱湯および冷水吸入口４１７および４１９のいずれか一つが内部の熱湯流または冷水流が増加するように開き、この一方で他の吸入口はその内部の他の水流を減少させる。他の全ての点で混合弁４００は混合弁３００（図１６ないし図１７）と実質的に同様な態様で機能する。
【０１１１】
本発明のさらに好ましい実施形態にしたがって図２０を参照すると、図１１に関して図示され説明されたスプールアセンブリに基づいてスプールアセンブリ２２３の断面図が示されている。ここではバイメタルディスクの両側面のスプールの内部容積部に配置された省スペースリング２２６、２２７が付加されている。リングは可塑性材料で作成されリングのスペースに自由に配置されることが好ましい。図１４の吸入弁２６４からの水流は後述して説明されるように図１４の放水開口部２８１の水流と比較してより早く流れるため、低水流状態であっても変動の危険は避けられる。
【０１１２】
スプールアセンブリ容積部内の水が減少するため、熱湯および冷水吸入弁通過後、極めて短時間でバイメタルディスクにより水温が測定される。
【０１１３】
混合水温の任意の変化に対するバイメタル反応は水流状態に関連する機械的な変動周期時間と比較して速く、過度の反応(オーバーシュート)をおこしやすいフィードバック相遅延はより短くなり、スペース２９５、２９７（図１１）の水の容積を効率的に減衰する。これらのスペースにとらわれた水は減衰孔２４３を介してのみ排出することができる。
【０１１４】
ディスク表面上に沿って水流比率がより早いために水からバイメタルディスクへの熱伝達もまたより早いものとなる。
【０１１５】
本発明のより好ましい実施形態にしたがって図２１を参照すると、図１１に関して図示されたスプールアセンブリに部分的に基づいたスプールアセンブリ６２０の断面図が示される。スプールパイプ部６３１の開口部６３３は混合チャンバ６３２の吸入口として機能する。外部および内部にねじ切りされたナット６３３はばねディスク２３８、２３９と、スペーサリング２４０と、バイメタルディスク２５０と、リング２５６とのアセンブリを固定する。アセンブリの操作に関しては図１１に詳細が説明されている。
【０１１６】
図２１に関連して図２２ないし図２３を参照すると混合弁６６０の端面図（図２３）を線１０−１０に沿って断面図２２が示されているが、これは（図２１に関連して上記に開示されているように）ハウジング６６１とハウジング閉鎖部６６３と、スプールアセンブリ６２０とに配置されている。
【０１１７】
閉鎖部６６３内に配置されたばね装荷されたバイパス６７１は弁全体の圧力降下があらかじめ選択された圧力よりも高い場合、バイパス内を水流が通るように構成されている。
熱湯吸入部６６５および冷水吸入部６６７は、対角線上の封止部６８７を有するスリーブ６８５により誘導されてスプールパイプ部内の開口部６３３を介して冷水用の吸入部６５７のスペースと熱湯用の吸入部６５５のスペースを混合チャンバ６３２内部に送る。
【０１１８】
混合チャンバ６３２と排水口ポート６６９との間の圧力降下が一定のあらかじめ選択された値より低い場合に限り、ディスク６７５はばね６７３によりスリーブ６８６内の座に向かって押され、水はバイメタルディスク２５０の両側面上のスプールアセンブリの開口部２３７を介してのみ、空隙２４６、２４７および孔２５５、２８１を通って出口ポート６６９に流れ込むことが可能になる。
【０１１９】
より高い水流比率が求められていれば混合チャンバ６３２と放水ポート６６９との間の圧力がさらに降下してバイパスディスク６７５はばね６７３を押し戻し、バイパス６７１を介して混合水流を起こさせることとなる。本発明の実施形態はスプールアセンブリを狭い水流範囲で用いてより正確な温度制御を達成するが、バイパスを介して水流に高い水流比率の上昇が求められる際はスプールパイプ部６３１の反対側のバイパス端部におけるあらかじめ選択された温度の正確な混合に影響を与えるものではなく、両側面に対して開いてスプール位置の吸入口水圧の影響を排除する。
【０１２０】
ハウジング６６１およびカバー６６３から構成されるアセンブリはねじ６７９（図２３）で固定されてバイパス６７１はその開口部とともにハウジング内に適切に整合される。
【０１２１】
調節ノブ２８６が回転するとギア２５９を回転させて図１４に関連して詳細が示される所望の温度に設定する。
【０１２２】
本発明のさらに好ましい実施形態にしたがって図２４ないし図２５を参照すると、断面図（図２４）の線１２−１２に沿ってかつ図２４の線１１−１１に沿って部分的に断面された端面図（図２５）が示される。両図とも混合弁５６０を示しているが、この弁は(図１０に関して上記に示されているように)ハウジング５６１およびハウジング閉鎖部５６３、スプールアセンブリ１３０ならびに(図１２に関して上記に示されているように)膜板１７１内に配置されている。示唆された実施形態は図１２、図１３に関して説明される混合弁１６０に基づくものである。
ここで羽根車５０１、５０３は共通するシャフト軸５０２に配置され、これゆえに同速度で回転し、中央膜板１７１の両側面を介して同じ容積高で水を押し出す。本発明の好ましい実施形態の図２４ではリング５０５などの分離装置が２つの部分流間の流体分離を維持する。アセンブリを容易にするためにハウジング５６１の底部はねじ切りされたプラグ５０７でねじ締めされ羽根車５０１、５０３の剥き出しのシャフト軸５０２を中央に位置決めして保持する。
【０１２３】
本発明の実施形態では羽根車５０１、５０３は図１２に関連して示されるオリフィス１８９、１９０を移動する分流器と、図２の方法における固定式の等量限定装置型分流器１１とを備える。固定式の限定装置型分流器１１を能動羽根分流器と差し替えると、温度精度を厳密に保持しながら水流比率範囲を大幅に大きくする。羽根車５０１、５０３により画定されチャンバを満たす水容積部は、羽根車がなくとも側面に取り込まれた水容量の水温を平均化する制御チャンバとして機能することに留意されたい。たとえば図２５に規定された環状流路は羽根部自体がなくとも良好な温度平均化能力を有する。単により大きい容量のチャンバを使用することにより流体の容量がより大きくなり、したがってより良好な制御を容易に得ることができる。
【０１２４】
水流に関して上記に詳細が開示されているが、本発明の種々の実施形態にしたがって開示された混合弁は水の混合に限定されるものではなく、異なる種々の温度および圧力を有する多様な流体を混合して実質的に安定したあらかじめ選択された混合水温を提供することを当業者なら理解されるであろう。
【０１２５】
以上特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、当業者に対してさらなる改良を示唆するものであり、かつこれらの改良が添付の特許請求の範囲内に含まれるものであることからこれらの説明が本発明を限定するものではないものを当業者なら理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の実施形態にしたがって分流された水流の出水ポートに検知要素を有する混合弁の流れ図である。
【図２】本発明の他の実施形態にしたがって分流された水流の入水ポートに検知要素を有する混合弁の流れ図である。
【図３】本発明の実施形態にしたがってスプールアセンブリの断面を示す図である。
【図４】上図３のスプールアセンブリの上部からの断面を示す図である。
【図５】図３の上部の領域「A」で示される部分の拡大図を示す。
【図６】図３のスプールアセンブリの断面であり、その作動原理を示す。
【図７】図６の領域「B」で示される部分の拡大図を示す。
【図８】ハウジング内に配置された図３に示されるスプールアセンブリを含むサーモスタット式弁の断面を示す。
【図９】図８のサーモスタット式混合弁の端面を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態にしたがって２つの熱検知要素を有するスプールアセンブリの断面を示す図である。
【図１１】本発明のさらなる実施形態にしたがってスプールアセンブリの断面を示す図である。
【図１２】ハウジング内に配置され図１０で示されるようにスプールアセンブリを含むサーモスタット式混合弁の断面を示す図である。
【図１３】図１２のサーモスタット式混合弁の端面を示す図である。
【図１４】ハウジング内に配置された図１１のスプールアセンブリを含むサーモスタット式混合弁の断面を示す図である。
【図１５】図１４のサーモスタット式弁の端面を示す図である。
【図１６】本発明のさらなる実施形態にしたがってボール型スプールアセンブリを有するサーモスタット式混合弁の立面体を前部から見た断面を示す図である。
【図１７】図１６のサーモスタット式混合弁の側部断面を示す図である。
【図１８】本発明のさらに他の実施形態にしたがってディスク式スプールアセンブリを有するサーモスタット式混合弁の断面を示す図である。
【図１９】図１８のサーモスタット式混合弁の側部断面を示す図である。
【図２０】図１１のスプールアセンブリに類似しているが省スペース環部を備えたスプールアセンブリの断面を示す図である。
【図２１】本発明のさらなる実施形態にしたがって側部吸入開口部を備えたスプールアセンブリの断面を示す図である。
【図２２】ハウジング内に配置されて図２１のスプールアセンブリを含むサーモスタット式混合弁の断面を示す図である。
【図２３】図２２のサーモスタット式混合弁の端面を示す図である。
【図２４】本発明のさらなる実施形態にしたがってハウジング内に配置されて図１０のスプールアセンブリを含むサーモスタット式混合弁の断面を示す図である。
【図２５】図２４のサーモスタット式混合弁の一部破断された端面部を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
2006500521.tif 000028
2006500521.tif 000029