專利名稱：流體溫度控制裝置及帶有該裝置的水龍頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體溫度控制裝置，該流體溫度控制裝置可控制由其排出的流體溫度為一定值，或接近該定值，而進(jìn)入流體溫度控制裝置的流體應(yīng)有兩種不同的溫度，一為較高溫的流體，一為較低溫的流體。本發(fā)明還涉及一種帶有該流體溫度控制裝置的水龍頭。
流體溫度控制裝置可利用在多種場(chǎng)合下，最普遍的是利用在水龍頭上。使用者通過(guò)一機(jī)械裝置直接控制熱水及冷水進(jìn)入水龍頭的混合比例，再用手測(cè)試水溫，再調(diào)整至所需溫度，這是手動(dòng)調(diào)節(jié)控制方式。
由于常用的控制方式無(wú)法預(yù)先設(shè)定一溫度，即使使用者自己預(yù)先設(shè)定熱水及冷水進(jìn)入水龍頭的混合比例，仍難以控制流出水溫。這主要是因?yàn)檫M(jìn)入水龍頭的熱水或冷水(通常與室外溫度相同)的溫度不為定值，比如夏天時(shí)因室外溫度較高，故冷水水溫也較高，另外熱水溫度也會(huì)因外界溫度或熱水爐加熱狀況而有所不同，因此常用的控制方式無(wú)法預(yù)先控制流出水溫，除非進(jìn)入水龍頭的熱水或冷水溫度都保持不變。
本發(fā)明的目的是提供一種流體溫度控制裝置，該裝置可控制排出的流體溫度為進(jìn)入該裝置的熱流體溫度與冷流體溫度之間的任一溫度，并且即使當(dāng)進(jìn)入該裝置的熱流體溫度及冷流體溫度有所改變時(shí)，該流體溫度控制裝置仍會(huì)自動(dòng)調(diào)整冷熱水的混合比例。
本發(fā)明的流體溫度控制裝置，其包括一外殼，一內(nèi)部元件，一推動(dòng)件及一溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)，其中外殼具有一中空的，可容納內(nèi)部元件的內(nèi)腔，在外殼適當(dāng)部位設(shè)有外部熱流體進(jìn)入口，外部冷流體進(jìn)入口以及外部流體出口；推進(jìn)件主要包括推動(dòng)部及接觸流體部，其中推動(dòng)部可因溫度變化而膨脹縮小或作伸縮運(yùn)動(dòng)，該推動(dòng)件可憑借推動(dòng)部帶動(dòng)內(nèi)部元件移動(dòng)，推動(dòng)件的接觸流體部可與流體接觸，使流體溫度可傳導(dǎo)至推動(dòng)件；內(nèi)部元件也具有一中空的，可容納流體及部分或全部推動(dòng)件的內(nèi)腔，在內(nèi)部元件適當(dāng)部位還設(shè)有內(nèi)部熱流體進(jìn)入口，內(nèi)部冷流體進(jìn)入口以及內(nèi)部流體出口；上述外部熱流體進(jìn)入口與內(nèi)部熱流體進(jìn)入口可保持相通或不通的狀態(tài)，而外部冷流體進(jìn)入口與內(nèi)部冷流體進(jìn)入口也可保持相通或不通的狀態(tài)；溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)包括至少一彈性元件，該彈性元件與內(nèi)部元件頂端接觸，該溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)通過(guò)改變?cè)搹椥栽纳炜s狀態(tài)，可設(shè)定溫度。
本發(fā)明的流體溫度控制裝置可不受進(jìn)入該裝置的熱流體及冷流體的溫度變化影響，仍能自動(dòng)控制排出流體的溫度。另外本發(fā)明為機(jī)械式溫度控制裝置，不需采用電源也無(wú)漏電的危險(xiǎn)。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，附圖中

圖1為本發(fā)明流體溫度控制裝置的第一實(shí)施例的剖示圖；圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的另一剖示圖；圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的剖面圖；圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例的立體分解圖；圖5為本發(fā)明第三實(shí)施例與水龍頭結(jié)合的剖面圖。
本發(fā)明流體溫度控制裝置10主要包括外殼30，內(nèi)部元件40，推動(dòng)件50及溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60。
參見(jiàn)圖4所示的第一實(shí)施例立體分解圖。外殼30基本上為一圓柱形殼體，而外殼頂端31為開(kāi)口端，其內(nèi)腔36容納內(nèi)部元件40及推動(dòng)件50，在安裝時(shí)，先將推動(dòng)件50置入外殼30，再安裝內(nèi)部元件40。
在本實(shí)施例中，外殼30從外殼頂端31在適當(dāng)部位依序設(shè)有外部熱流體進(jìn)入口33，外部冷流體進(jìn)入口34及外部流體出口35，上述流體進(jìn)入口或出口與內(nèi)腔36相通。且為避免當(dāng)流體溫度控制裝置10在與其他裝置結(jié)合時(shí)(如水龍頭)流體外漏的問(wèn)題，可在外殼30的適當(dāng)部位設(shè)若干環(huán)槽81，再將O型環(huán)82套在環(huán)槽81上。
推動(dòng)件50主要可分為推動(dòng)部52及接觸流體部54，在本實(shí)施例中推動(dòng)部52為可膨脹箱521，而接觸流體部54為一內(nèi)部中空的圓柱形體；該可膨脹箱521與接觸流體部54結(jié)合成一密封式的推動(dòng)件50。推動(dòng)件50內(nèi)部最好為空氣，或其他無(wú)毒氣體。
該可膨脹箱521基本上為波紋管，最好用撓性材料制成，如塑料，薄銅板及薄鋼板等，當(dāng)可膨脹箱521內(nèi)部氣體的溫度升高時(shí)，可膨脹箱521的體積則增加。
內(nèi)部元件40基本上為一圓柱形殼體，內(nèi)部元件底端42為開(kāi)口端，而內(nèi)部元件40內(nèi)部的空腔47容納推動(dòng)件50的接觸流體部54及流體。內(nèi)部元件頂端41設(shè)有內(nèi)部熱流體進(jìn)入口43，該入口與內(nèi)腔47相通，使流體可由熱流體進(jìn)入口43進(jìn)入內(nèi)腔47。
內(nèi)部元件40在其適當(dāng)部位相應(yīng)于外殼30的外部冷流體進(jìn)入口34及外部流體出口35，設(shè)有內(nèi)部冷流體進(jìn)入口44及內(nèi)部流體出口45，為避免當(dāng)流體溫度控制裝置10在與其他裝置結(jié)合時(shí)(如水龍頭)流體外漏，可在外殼30外側(cè)適當(dāng)部位設(shè)置若干環(huán)槽81，再將O型環(huán)82套在環(huán)槽81上。
溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60在本實(shí)施例中為一旋轉(zhuǎn)鈕61及彈性元件62，在溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60與外殼頂端31接合部分設(shè)有螺紋612，而外殼頂端31部也設(shè)有螺紋37，使旋轉(zhuǎn)鈕61可以以旋轉(zhuǎn)方式與外殼頂端31結(jié)合。
彈性元件62設(shè)置在旋轉(zhuǎn)鈕61與內(nèi)部元件頂端41之間，為更好地固定彈性元件62，旋轉(zhuǎn)鈕61上還設(shè)有一凹槽611，而內(nèi)部元件頂端41可設(shè)有一凸銷46，使彈性元件62兩端分別置于凹槽611及凸銷46上。
如圖1所示，內(nèi)部元件40的位置由推動(dòng)件50以及溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60所確定，也就是推動(dòng)件50在內(nèi)部元件底端42施予一作用力給內(nèi)部元件40，而溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60通過(guò)彈性元件62(在本實(shí)施例中為一彈簧)在內(nèi)部元件頂端41施予另一相反方向的作用力給內(nèi)部元件40；當(dāng)上述由推動(dòng)件50及溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60對(duì)內(nèi)部元件40所施予的相互反向的作用力相等時(shí)，內(nèi)部元件40的位置即被確定。
為方便說(shuō)明本發(fā)明的功能，假設(shè)圖1為起始時(shí)的平衡狀態(tài)圖，此時(shí)由于外部冷流體進(jìn)入口34與內(nèi)部冷流體進(jìn)入口44并不相通，而外部熱流體進(jìn)入口33與內(nèi)部熱流體進(jìn)入口43相通，故此時(shí)只有熱流體(如熱水)可以從外部熱流體進(jìn)入口33進(jìn)入外殼30的內(nèi)腔36，再通過(guò)內(nèi)部熱流體進(jìn)入口43進(jìn)入內(nèi)部元件40的內(nèi)腔47，接著流體從內(nèi)部流體出口45經(jīng)外部流體出口35排出。
由于接觸流體部54接觸到熱流體，因此推動(dòng)件50受熱后，內(nèi)部氣體發(fā)生膨脹，而將內(nèi)部元件40往溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60方向推動(dòng)，此時(shí)由于彈性元件62受壓縮，在內(nèi)部元件頂端41對(duì)內(nèi)部元件40施予一反作用力，直到推動(dòng)件50及溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60施于內(nèi)部元件40的作用力達(dá)到平衡為止。
參見(jiàn)圖2，假設(shè)圖2為推動(dòng)件50及溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60施于內(nèi)部元件40的作用力已達(dá)到平衡時(shí)的內(nèi)部元件40的位置，而此時(shí)由于外部冷流體進(jìn)入口34與內(nèi)部冷流體進(jìn)入口44為部分相通，而外部熱流體進(jìn)入口33與內(nèi)部熱流體進(jìn)入口43也為部分相通，因此從外部流體出口35所排出的流體為熱流體與冷流體相混合后的流體。
為再詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的功能及原理，該流體以水為例，假設(shè)進(jìn)入的熱水溫度為攝氏六十度，而進(jìn)入的冷水溫度為目前環(huán)境溫度，例如為攝氏二十度，而圖2為達(dá)成平衡時(shí)的狀態(tài)，設(shè)定排出水溫為攝氏四十度。
若使用者欲設(shè)定更低的排出水溫，比如攝氏三十度，則可在使用前或在使用中將旋轉(zhuǎn)鈕61向外旋(沿A箭頭方向)，則因彈性元件62施予內(nèi)部元件40的力量減少，使得內(nèi)部元件40沿A箭頭方向移動(dòng)，使得熱水進(jìn)入流體溫度控制裝置10的比例減少。反之若希望排出水溫較高，則需要將旋轉(zhuǎn)鈕61向內(nèi)旋(沿B箭頭方向)。
從上述可知，內(nèi)部元件40的位置可決定熱流體與冷流體流入流體溫度控制裝置10的比例，而影響內(nèi)部元件40的位置有二，一為推動(dòng)件50在內(nèi)部元件底端42的作用力，而推動(dòng)件50的作用力主要由內(nèi)部元件40內(nèi)的流體溫度決定；二為溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60在內(nèi)部元件頂端41處的作用力。
圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的剖面圖，與第一實(shí)施例所不同之處僅在于推動(dòng)件50采用薄膜式可膨脹體522，該薄膜式可膨脹體522主要由外殼部524兩端分別連結(jié)薄膜部523及頂部525，而成一封閉式且內(nèi)部為氣體的構(gòu)件；同樣，流體溫度可通過(guò)頂部525(接觸流體部54)而傳導(dǎo)給薄膜式可膨脹體522內(nèi)部的氣體，而薄膜部523可因氣體溫度而膨脹或縮小。
圖5為本發(fā)明溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60第三實(shí)施例與水龍頭結(jié)合的剖面圖，第三實(shí)施例與第一及第二實(shí)施例不同之處在于第三實(shí)施例的溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60具有較多的功能。
第三實(shí)施例的溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60主要包括溫度設(shè)定旋鈕63，旋轉(zhuǎn)環(huán)64，固定螺帽65及推動(dòng)環(huán)66。推動(dòng)環(huán)66設(shè)有一凹槽661，該凹槽661設(shè)有螺紋，以結(jié)合調(diào)整螺栓662，該調(diào)整螺栓662可在凹槽661內(nèi)前進(jìn)或后退以通過(guò)帽蓋663調(diào)整彈簧664；調(diào)整螺栓662主要是在制造時(shí)供調(diào)整用。
固定螺帽65與水龍頭20緊固在一起，主要功能在于加強(qiáng)外殼30與水龍頭20的結(jié)合效果；旋轉(zhuǎn)環(huán)64包括旋轉(zhuǎn)環(huán)頭部641，旋轉(zhuǎn)環(huán)翼部642及旋轉(zhuǎn)環(huán)底部643三部分；旋轉(zhuǎn)環(huán)底部643緊靠在推動(dòng)環(huán)66上，而旋轉(zhuǎn)環(huán)翼部642周邊設(shè)有螺紋，且水龍頭20內(nèi)部適當(dāng)位置也設(shè)有相對(duì)應(yīng)的螺紋使旋轉(zhuǎn)環(huán)64可以以旋轉(zhuǎn)的方式前進(jìn)或后退。
溫度設(shè)定旋鈕63具有一外凹槽631，內(nèi)凹槽632，固定棒633及輔助彈簧634；其中內(nèi)凹槽632內(nèi)側(cè)周邊設(shè)有嚙合齒，而旋轉(zhuǎn)環(huán)頭部641周邊也設(shè)有相對(duì)應(yīng)的嚙合齒，使得在旋轉(zhuǎn)溫度設(shè)定旋鈕63時(shí)可同步帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)環(huán)64；溫度設(shè)定旋鈕63與水龍頭20相接合的部分為光滑表面，因此在旋轉(zhuǎn)溫度設(shè)定旋鈕63時(shí)，溫度設(shè)定旋鈕63只作旋轉(zhuǎn)，而不會(huì)前進(jìn)或后退；在外凹槽631的部位設(shè)有一固定棒633，而輔助彈簧634穿設(shè)在固定棒633上，該固定棒633的尾端由外凹槽631穿過(guò)內(nèi)凹槽632，與旋轉(zhuǎn)環(huán)頭部641固定結(jié)合在一起，使得溫度設(shè)定旋鈕63不會(huì)脫離水龍頭20。另外最好在溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60或水龍頭20適當(dāng)?shù)谋砻嬖O(shè)有各溫度的刻度值(圖中未示出)，以便使用者使用。
當(dāng)使用者旋轉(zhuǎn)溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60以設(shè)定其所需溫度時(shí)，溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60同步帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)環(huán)64旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)環(huán)64同時(shí)作前進(jìn)或后退運(yùn)動(dòng)，此時(shí)推動(dòng)環(huán)66與旋轉(zhuǎn)環(huán)64同步前進(jìn)或后退以達(dá)到設(shè)定溫度。
第三實(shí)施例還提供了校正溫度的功能，例如當(dāng)使用者設(shè)定出水溫度為攝氏三十度，而實(shí)際出水溫度為攝氏三十二度，此時(shí)使用者將溫度設(shè)定旋鈕63往外拔出，使溫度設(shè)定旋鈕63脫離旋轉(zhuǎn)環(huán)頭部641，再將溫度設(shè)定旋鈕63轉(zhuǎn)至攝氏三十二度后(此時(shí)由于溫度設(shè)定旋鈕63脫離旋轉(zhuǎn)環(huán)頭部641，旋轉(zhuǎn)環(huán)64不會(huì)跟著旋轉(zhuǎn))，再將溫度設(shè)定旋鈕63放回完成校正動(dòng)作。由上可知溫度設(shè)定旋鈕63與旋轉(zhuǎn)環(huán)64的結(jié)合方式是一種齒形離合器。
本發(fā)明流體溫度控制裝置10的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尤其是利用推動(dòng)件50及溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)60對(duì)內(nèi)部元件40作用的方式來(lái)達(dá)到設(shè)定溫度，不但不需測(cè)量熱流體及冷流體的溫度，而且不受熱流體及冷流體溫度變化的影響，仍能控制排出流體的溫度。另外需加以注意的是推動(dòng)件50不一定全部容納在外殼30內(nèi)，只要推動(dòng)件50可對(duì)內(nèi)部元件40施以作用力即可，而若將本發(fā)明流體溫度控制裝置10與水龍頭20結(jié)合時(shí)，也可將外殼30與水龍頭20作成一體結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種流體溫度控制裝置，其包括一外殼，一內(nèi)部元件，一推動(dòng)件及一溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)，其特征在于外殼具有一中空的，可容納內(nèi)部元件的內(nèi)腔，在外殼適當(dāng)部位設(shè)有外部熱流體進(jìn)入口，外部冷流體進(jìn)入口以及外部流體出口；推進(jìn)件主要包括推動(dòng)部及接觸流體部，其中推動(dòng)部可因溫度變化而膨脹縮小或作伸縮運(yùn)動(dòng)，該推動(dòng)件可憑借推動(dòng)部帶動(dòng)內(nèi)部元件移動(dòng)，推動(dòng)件的接觸流體部可與流體接觸，使流體溫度可傳導(dǎo)至推動(dòng)件；內(nèi)部元件也具有一中空的，可容納流體及部分或全部推動(dòng)件的內(nèi)腔，在內(nèi)部元件適當(dāng)部位還設(shè)有內(nèi)部熱流體進(jìn)入口，內(nèi)部冷流體進(jìn)入以及內(nèi)部流體出口；上述外部熱流體進(jìn)入口與內(nèi)部熱流體進(jìn)入口可保持相通或不通的狀態(tài)，而外部冷流體進(jìn)入口與內(nèi)部冷流體進(jìn)入口也可保持相通或不通的狀態(tài)；溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)包括至少一彈性元件，該彈性元件與內(nèi)部元件頂端接觸，該溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)通過(guò)改變?cè)搹椥栽纳炜s狀態(tài)，可設(shè)定溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的流體溫度控制裝置，其特征在于，所述的推動(dòng)部為可膨脹箱。
3.如權(quán)利要求1所述的流體溫度控制裝置，其特征在于，所述的推動(dòng)部為薄膜式可膨脹體。
4.如權(quán)利要求1所述的流體溫度控制裝置，其特征在于，所述的外殼，內(nèi)部元件均呈圓柱狀。
5.一種具有如權(quán)利要求1所述的流體溫度控制裝置的水龍頭，其特征在于，所述水龍頭的熱水管，冷水管及出水管分別與外部熱流體進(jìn)入口，外部冷流體進(jìn)入口相通，使水龍頭所流出水的水溫可通過(guò)流體溫度控制裝置設(shè)定。
6.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的流體溫度控制裝置，其特征在于，所述溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)包括校正溫度的功能。
7.如權(quán)利要求6所述的流體溫度控制裝置，其特征在于，所述溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)的適當(dāng)部位設(shè)有溫度刻度。
全文摘要
本發(fā)明流體溫度控制裝置主要包括外殼,內(nèi)部元件,推動(dòng)件及溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)。其中有較高溫及較低溫的流體可進(jìn)入流體溫度控制裝置內(nèi),而控制高溫及低溫流體的混和比例,則由內(nèi)部元件的位置所決定。溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)及推動(dòng)件分別從內(nèi)部元件的兩端對(duì)內(nèi)部元件施予作用力,因此內(nèi)部元件的位置由溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)及推動(dòng)件所決定,從而使排出的流體溫度為一定值,或接近該定值。
文檔編號(hào)F16K11/02GK1170106SQ96108780
公開(kāi)日1998年1月14日 申請(qǐng)日期1996年7月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月4日
發(fā)明者黃添財(cái) 申請(qǐng)人:黃添財(cái)