一种水流温控系统的制作方法

专利名称：一种水流温控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于温控系统领域，尤其涉及一种水流温控系统。
背景技术：
现有的混合式出水龙头， 一般仅限于冷、热水温度混合装置之设计，对于 水压之异常改变(如以单一出水龙头出水，或者是同时以多个出水龙头出水)，
并无法主动地调整水压，使出水水温容易发生骤冷或骤热之情形；尤其是在冬 天，若是热水水压突然变小，将导致其流量锐减，使出水龙头出水的水温会跟 着变低，再继续使用，则易导致感冒"相反，若是冷水水压突然变小，则出水 水温会突然升高，如此，则又会让使用者有烫伤的危险。
另外，为了同时控制出水水温，必须先行控制进水水流(热水及冷水)的 流量，因此，在美国专利第US6880575号，已揭露一种混水阀(water mixing valve)，包含二进水口、 一混合腔室、. 一可转动的控制件，具有用以控制从二 进水口流到混合腔室的开孔，控制件包括具有一第一表面与一第二表面的圆板， 二进水口塞抵住第一表面，而开孔在第一表面与第二表面之间延伸；以及一支 撑件，用以将控制件支撑在第二表面，支撑件包括邻近控制件之开孔的表面， 用以将水流从相对应的开孔朝向另 一开孔导流，并进入到混水腔室而有效地混 合。
而控制件的开孔为二个相对应设置的锥形孔，以控制二进水孔分别通过一 大一小的水流流量，而特别的是，锥形孔可为锯齿状，以较精确地控制水流流 量；再者，控制件与支撑件之间还设置有一混合特性装置(mixing feature)， 具有数个叶片以有效率地混合水温。
但是，虽然控制水流的锥形孔具有锯齿状的结构，可以4交精确地控制流量，但若是必须要满足有多个出水龙头出水以及单一龙头出水两种模式的情况下， 在设计上，若控制件以较小流量较为节水的方式设计，而设计为仅有一组大小 相同的开孔以供水流通过，即使水温充分混合，在切换至多个出水龙头出水的
模式时，却会另外造成出水水压不足的状况；再者，由于混合特性装置是为圆 筒状结构，水流的混温路径显得较长，即使增加叶片以产生乱流，加速混温的 效率，在整体结构的体积上，却必须较大较长，才能产生较有效率的混温效果。

实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种具有双流量的两段式控制、 且同时具有极短距离最佳化稳定混温效果的水流温控系统。
本实用新型是这样实现的， 一种水流温控系统，包括一阀体、 一压力平衡 阀、 一混温装置，
所述阀体包括一第一进水流道、 一第二进水流道、 一出水流道以及一上盖； 所述压力平衡阀设置在所述阀体内，所述压力平4軒阀具有分别相对应所述 第 一进水流道及第二进水流道设置之一第 一腔室以及一第二腔室；
所述混温装置包括一温控片、 一第一水封、 一第二水封、 一传动轴以及一 混水器，所述第一水封与第二水封抵止在所述压力平衡阀与温控片之间，且相 对应所述第一腔室及第二腔室设置，所述温控片具有若干相对应所述第一水封 及第二水封位置设置之调节孔，所述混水器为设置在所述上盖与温控片之间的 锥状斗型结构，且所述混水器具有一大开口部及一小开口部，所述大开口部邻 近所述温控片，所述小开口部邻近所述上盖，所述小开口部具有一位于中央的 穿孔以及若干出水口，所述传动轴的一第一端与所述温控片连接，所述传动轴 的一第二端穿经所述穿孔及上盖以连接一可以控制所述温控片的转动之步进马达。
本实用新型的另 一 目的在于提供一种具有极短距离最佳化稳定混合水流温
7度特性的混温装置的水流温控系统。
一种水流温控系统，包括一阀体、 一压力平衡阀、 一混温装置、 一驱动源、
一微电脑控制模块，其特征在于
所述阀体包括一第一进水流道、 一第二进水流道及一出水流道；
所述压力平衡阀设置在所述阀体内，所述压力平衡阀具有分别相对应所述 第 一进水流道及第二进水流道设置之第 一腔室以及第二腔室；
所述混温装置设于所述阀体之第一进水流道、第二进水流道以及所述出水 流道之间，所述混温装置具有一混水器以及一温控片，所述温控片分别具有贯 穿的一对大调节孔以及一对小调节孔，其中所述大调节孔之截面积大于所述小 调节孔之面积；
所述驱动源用以驱动所述混温片旋转；
所述微电脑控制模块控制所述驱动源以调整所述温控片之活动位置。
本实用新型所述的水流温控系统，即可达到在同 一温控片上的两段式控制， 且由于混温装置中混水器的锥形斗状结构，可达到极短距离最佳化的水流混温 效果，稳定地控制出水温度，以符合使用者的需求。


图l是本实用新型实施例的结构分解图； 图2是本实用新型实施例组合剖视图3A是本实用新型实施例中压力平衡阀在热水水流的流量大于冷水水流 的流量时的结构示意图3B是本实用新型实施例中压力平衡阀在热水水流的流量小于冷水水流的 流量时的结构示意图4是表示本实用新型实施例中温控片的结构示意图5是本实用新型实施例中混水器的结构示意8图6是本实用新型实施例之温控片的另一实施结构示意图。
主要组件符号说明
1水流温控系统
2阀体
21第一进水流道22第二进水流道23出水流道
24上盖
3压力平衡阀
31固定件311第一环壁312第二环壁
313第三环壁314连接柱315第一进水孔
316第二进水孔
32移动件321第一挡板322第二挡板
323第三档板324连接柱325第一空间
326第二空间33第一腔室34第二腔室
4混温装置
41温控片41a第一表面41b第二表面
411第一大锥形孔412第二大锥形孔413第一小锥形孔
414第二小锥形孔42第一水封43第二水封
44传动轴441第一端442第二端
45混水器451穿孔452出水口
453导引肋454入水处455出水处
L弹簧
5中空筒体
6步进马达
e锥形角度
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图 及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1及图2,本实用新型实施例所提供的一种水流温控系统1，包括 一阀体2、 一压力平ff阀3以及一混温装置4。
阀体2下侧是具有一第一进水流道21以及一第二进水流道22,用以分别 连接热水供应管及冷水供应管(图中未示出)，亦即第一进水流道21可供热水 水流进入，而第二进水流道22可供冷水水流进入；而在阀体2上方的一侧边具 有一 出水流道23,该出水流道23可供经由混温装置4混温之后的温水水流流 出至单一出水龙头或者是多个出水龙头(图中未示出)。
阀体2的顶部是为一个上盖24,用以封盖住阀体2，以避免混温后的温水 水流溢出。
请同时参阅图3A及图3B，所述压力平衡阀3是用以控制流经第一进水流 道21的温水水流的流量以及流经第二进水流道22的冷水水流的流量，进而提 供不同比例的温水水流以及冷水水流以同时流至混温装置4进行混温。
压力平衡阀3具有一固定件31、 一移动件32、 一第一腔室33以及一第二 腔室34,固定件31是固定在阀体2内，为中空结构，并由一第一环壁311、 一 第二环壁312、 一第三环壁313以及若干连接柱314所组成，第二环壁312是 设置在第一环壁311及第三环壁313之间，且各个环壁之间是由连接柱314所 连接，因此在第一环壁311与第二环壁312之间以及第二环壁312与第三环壁 313之间，亦即邻近且相对应第一进水流道21、第二进水流道22的位置，分别 形成一第一进水孔315以及一第二进水孔316。
而移动件32是可移动地且轴向地枢设在固定件31内，亦即移动件32可在 固定件31内轴向地移动，移动件32相对应固定件31的第一环壁311、第二环 壁312以及第三环壁313的位置，设置有一第一档板321、第二挡板322、第三 档板323以及若干连接柱324,连接柱324是设置在各个档板之间，用以连接各个档板，因此相对应第一进水孔315及第二进水孔316的位置，分别形成有 一第一空间325以及一第二空间326。
而第 一进水孔315及第 一空间325形成第 一腔室33 ，第二进水孔316及第 二空间326即形成第二腔室34。
因此，当热水水流的流量(水压)大于冷水水流的流量(水压)时，热水水压会 施力在第二档板322上，将移动件32推往第三档板323的方向，藉由第一档板 321以及第二环壁312的作用(如图3A所示)，供热水水流流经的第一腔室 33变小，〗吏得流往混温装置4的热水水流流量变少，同时，由于移动件32朝 第三档板323方向移动，供冷水水流流经的第二腔室34变大，使得流往混温装 置4的冷水水流流量变多；相反地，当热水水流的流量(水压)小于冷水水流的 流量(水压)时，冷水水压会施力在第二档板322上，将移动件32推往第一挡板 321的方向，藉由第三档板323以及第二环壁312的作用(如图3B所示)，供 冷水水流流经的第二腔室34变小，使得流往混温装置4的冷水水流流量变少， 同时，由于移动件32朝第一挡板321方向移动，供热水水流流经的第一腔室 33变大，使得流往混温装置4的热水水流流量变多，藉以达到压力平衡的功效。
再者，当冷水水流失压时，亦即当热水水流的水压太大时，则第一腔室33 会被关闭，使热水水流无法通过，以防止热水水流流量太大，避免产生使用者 烫伤的问题。
请再同时参阅图1及图2，本实施例中的混温装置4，包含一温控片41、 一第一7jc封42、 一第二7jc封43、 一传动轴44以及一混水器45。
第一水封42及第二水封43是设置在温控片41与压力平衡阀3之间，且分 别抵止在第一进水孔315及第二进水孔316，而每一水封内均装设有一弹簧L， 以使压力平衡阀3与温控片41之间具有緩沖空间。
请同时参阅图4，温控片41是具有一第一表面41a及一第二表面4lb，第 一表面41a是抵止二水封42、 43,第二表面41b的中央位置是连接传动轴44 的一第一端441。
ii温控片41更具有一对大调节孔及一对小调节孔，是分别由一第一大锥形孔
411与一第二大锥形孔412，及一第一小锥形孔413与一第二小锥形孔414所组 成，大锥形孔与小锥形孔是相互交叉设置，第一大锥形孔411的小面积部邻近 第一小锥形孔413的小面积部，第一大锥形孔411的大面积部邻近第二小锥形 孔414的小面积部，第二大锥形孔412的小面积部邻近第一'J、锥形孔413的大 面积部，第二大锥形孔412的大面积部邻近第二小锥形孔414的大面积部。
本实施例的第一水封42及第二水封43，是分别抵住第一大锥形孔411与 第二大锥形孔412,或者是第一小锥形孔413与第二小锥形孔414;在温水水流 流出单一出水龙头的出水状态下，所需的出水量(水压)不需要太大，故第一 水封42与第二水封43是抵住第一小锥形孔413与第二小锥形孔414,使热水 水流及冷水水流流经第一小锥形孔413与第二小锥形孔414;而在温水水流同 时流出多个出水龙头的出水状态下，所需的出水量(水压)必需较大，故第一 水封42与第二水封43是抵住第一大锥形孔411与第二大锥形孔412,使热水 水流及冷水水流流经第一大锥形孔411与第二大锥形孔412。
在温水水流流出单一 出水龙头的出水状态下，要同时进行热水水流及冷水 水流流量控制，进而流往混水器45进行混温时，若是需要比较高的温度出水， 则第一水封42即转到第一小锥形孔413的大面积部4氐止，以通过较多流量的热 水水流，此时的第二水封43即抵止在第二小锥形孔414的小面积部，以通过较 少流量的冷水水流；若是需要比较低的温度出水，则第一水封42即转到第一小 锥形孔413的小面积部抵止，以通过较少流量的热水水流，此时的第二水封43 即抵止在第二小锥形孔414的大面积部，以通过4^多流量的冷水水流。当然， 第一水封与第二水封亦可分别抵住第二小锥形孔及第一小锥形孔，其相对位置 是可依据上述原理进行设计，而不以此为限。
在温水水流同时流出多个出水龙头的出水状态下,要同时进行热水水流及 冷水水流流量控制，进而流往混水器45进行混温时，若是需要比较高的温度出 水，则第一水封42即转到第一大锥形孔411的大面积部抵止，以通过较多流量的热水水流，此时的第二水封43即抵止在第二大锥形孔412的小面积部，以通 过较少流量的冷水水流；若是需要比较低的温度出水，则第一水封42即转到第 一大锥形孔4U的小面积部抵止，以通过较少流量的热水水流，此时的第二水 封43即抵止在第二大锥形孔412的大面积部，以通过较多流量的冷水水流。当 然，第一水封与第二水封亦可分别抵住第二大锥形孔与第一大锥形孔，其相对 位置是可依据上述原理进行设计，而不以此为限。
藉由上述的结构，可以在同一温控片4上进行大水量(多个出水龙头的出 水状态)以及节水水量(单一出水龙头的出水状态)之两段式的水温控制。
请再参阅图1、图2及图5，本实施例中的混水器45是可转动地设置，而 以一中空筒体5与上盖24连接，而上盖24与中空筒体5以及混水器45,是为 一体成型的结构；另外，混水器45亦可固定地设置，进而省略中空筒体5的结 构(图中未示出)，但并不以此为限。
混水器45是为一锥状斗型结构，其大开口部是抵止在温控片4，而其小开 口部则连接中空筒体5;小开口部具有一穿孔451以及若干出水口 452,穿孔 451是连通中空筒体5，可4吏传动轴44穿经，而4吏传动轴44的一第二端442 连接到一驱动源，本实用新型的驱动源是为一步进马达6，但并不以此为限。
位于小开口处的出水口 452,其面积和若是太小，出水压力会减弱，不利 于多个出水龙头的出水；而若是其面积和太大，出水压力虽然会较大，却会有 混温效果不佳的问题；因此，较佳者，出水口 452的面积和是第一水封42、第 二水封43的入水口面积和的1.1 1.2倍。
另外，为了使混温效果达到最佳，混水器45的内侧壁与温控片41形成的 锥形角度0 (如图2所示)为41~43度，即可达到本实用新型的最佳混温效果。
当热水水流经由第一水封42、温控片41的第一大锥形孔411或者是第一 小锥形孔413,而进入混水器45的大开口部，同时，冷水水流经由第二水封43、 温控片41的第二大型锥形孔412或者是第二小锥形孔414，而进入混水器45 的大开口部时，由于混水器45的锥形斗状结构，热水水流及冷水水流会顺着混水器45的内壁，以螺旋方向进行混合，以侵j。速进行混温，而混温后的温水水 流会从出水口 452流出，并流往出水流道23。由于热水水流及冷水水流是在混 水器45的内壁，以螺旋方向进行混温，因此加长了混温时程的路径，而且整个 混水器45的高度可以缩小，以达到极短距离最佳化的稳定混温的功效。
由于以一微电脑控制模块(图中未示出)同时与步进马达6及温度传感器 电性连接，因此使用者以数字控制接口输入所需温度给微电脑控制模块后，再 控制步进马达6以转动温控片4,控制二水封与二大锥形孔或与二小锥形孔的 相对位置，进而控制热水水流及冷水水流的流量，而热水水流与冷水水流再经 过混水器45混温之后，温水水流即经过出水流道23;当混温后的温水水流通 过温度传感器时，温度传感器即感测到温水的温度，并将信息传到微电脑控制 模块，以确认出水的温度是否与使用者所需的温度相同，藉以达到数字控制的 目的。
请再参阅图6,是表示本实用新型之温控片的另一实施结构示意图；在混 水器45的内壁设置有一螺旋状导引肋453,导引肋453具有一入水处454及一 出水处455，入水处454是邻近温控片4，出水处455是连通出水孔452;而且 混水器45是可转动地以中空筒体5与上盖24连接，较佳者，混水器45与中空 筒体5是以一C型环(图中未示出)所连接。
因此，当热水水流经由第一水封42、温控片41的第一大锥形孔411或者 是第一小锥形孔413,而进入混水器45的大开口部，同时，冷水水流经由第二 水封43、温控片41的第二大型锥形孔412或者是第二小锥形孔414,而进入混 水器45的大开口部时，即同时流入水处454，藉由导引肋453的导引，以螺旋 方向进行混温，若是再加上混水器45可自由地转动，以加速混温；而混温后的 温水水流会经出水处455再/人出水口 452流出，并流往出水流道23。由于热水 水流及冷水水流是在混水器45的内壁，以螺旋方向进行混温，因此加长了混温 时程的路径，而且整个混水器45的高度可以缩小，以达到极短距离最佳化的稳 定混温的功岁丈。
14以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型， 凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应 包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种水流温控系统，包括一阀体、一压力平衡阀、一混温装置，其特征在于所述阀体包括一第一进水流道、一第二进水流道、一出水流道以及一上盖；所述压力平衡阀设置在所述阀体内，所述压力平衡阀具有分别相对应所述第一进水流道及第二进水流道设置之一第一腔室以及一第二腔室；所述混温装置包括一温控片、一第一水封、一第二水封、一传动轴以及一混水器，所述第一水封与第二水封抵止在所述压力平衡阀与温控片之间，且相对应所述第一腔室及第二腔室设置，所述温控片具有若干相对应所述第一水封及第二水封位置设置之调节孔，所述混水器为设置在所述上盖与温控片之间的锥状斗型结构，且所述混水器具有一大开口部及一小开口部，所述大开口部邻近所述温控片，所述小开口部邻近所述上盖，所述小开口部具有一位于中央的穿孔以及若干出水口，所述传动轴的一第一端与所述温控片连接，所述传动轴的一第二端穿经所述穿孔及上盖以连接一可以控制所述温控片的转动之步进马达。
2、 如权利要求1所述的水流温控系统，其特征在于所述温控片的调节孔 包括一第一大锥形孔、 一第二大锥形孔、 一第一小锥形孔以及一第二小锥形孑L, 每一锥形孔均具有一大面积部及一小面积部，所述第一大锥形孔的小面积部邻 近所述第一小锥形孔的小面积部，所述第一大锥形孔的大面积部邻近所述第二 小锥形孔的小面积部，所述第二大锥形孔的小面积部邻近所述第一小锥形孔的 大面积部，所述第二大锥形孔的大面积部邻近所述第二小锥形孔大面积部。
3、 如权利要求1所述的水流温控系统，其特征在于所述混水器内还设置 有一螺旋状的导引肋，所述导引肋具有一入水处及一出水处，所述入水处邻近 所述大开口部，所述出水处邻近所述小开口部且与所述等出水口连接。
4、 如权利要求1所述的水流温控系统，其特征在于所述出水口的出水面 积总和为所述第一水封与第二水封的入水面积总和的1.1~1.2倍。
5、 如权利要求1所述的水流温控系统，其特征在于所述混水器具有一角 度为41 43度之锥形角度，所述锥形角度界定在所述混水器的一内侧壁与所述 温控片之间。
6、 如权利要求l.所述的水流温控系统，其特征在于所述混水器可转动地 以 一中空筒体与所述上盖连接而成一体成型的结构，且所述混水器的穿孔连通 所述中空筒体，所述传动轴的一第二端穿经所述穿孔、中空筒体及上盖。
7、 如权利要求2所述的水流温控系统，其特征在于于所述出水流道处还 设置一用以感测出水的温度之温度传感器。
8、 如权利要求7所述的水流温控系统，其特征在于所述步进马达及温度 传感器与 一微电脑控制模块电性连接。
9、 一种水流温控系统，包括一阀体、 一压力平衡阀、 一混温装置、 一驱动 源、 一微电脑控制^^块，其特征在于所述阀体包括一第一进水流道、 一第二进水流道及一出水流道；所述压力平衡阀设置在所述阀体内，所述压力平4軒阀具有分别相对应所述 第 一进水流道及第二进水流道设置之第 一腔室以及第二腔室；所述混温装置设于所述阀体之第一进水流道、第二进水流道以及所述出水 流道之间，所述混温装置具有一混水器以及一温控片，所述温控片分别具有贯 穿的一对大调节孔以及一对小调节孔，其中所述大调节孔之截面积大于所述小 调节孔之面积；所述驱动源用以驱动所述混温片旋转；所述微电脑控制模块控制所述驱动源以调整所述温控片之活动位置。
10、 如权利要求9所述的水流温控系统，其特征在于所述大调节孔包括 一第一大锥形孔及一第二大锥形孔，所述小调节孔包括一第一小锥形孔及一第 二小锥形孔，每一锥形孔均具有一大面积部及一小面积部，所述第一大锥形孔 的小面积部邻近所述第一小锥形孔的小面积部，所述第一大锥形孔的大面积部 邻近所述第二小锥形孔的小面积部，所述第二大锥形孔的小面积部邻近所述第一小锥形孔的大面积部，所述第二大锥形孔的大面积部邻近所述第二小锥形孔 大面积部。
11、 如权利要求9所述的水流温控系统，其特征在于所述混温装置还包 括一第一水封、 一第二水封、 一传动轴以及一混水器，所述第一水封与第二水 封抵止在所述压力平纟軒阀与温控片之间，且相对应所述第一腔室及第二腔室设 置，所述温控片的调节孔分别相对应所述第一水封及第二水封位置而设置，所 述混水器为设置在所述上盖与温控片之间的锥状斗型结构，所述混水器具有一 大开口部及一小开口部，所述大开口部邻近所述温控片，所述小开口部邻近所 述上盖，所述小开口部具有一位于中央的穿孔以及若干出水口，所述传动轴的 一第一端与所述温控片连接，所述传动轴的一第二端穿经所述穿孔及上盖以连 接所述驱动源。
12、 如权利要求11所述的水流温控系统，其特征在于所述混水器内还设 置有一螺旋状的导引肋，所述导引肋具有一入水处及一出水处，所述入水处邻 近所述大开口部，所述出水处邻近所述小开口部、且连4妄所述出水口。
13、 如权利要求11所述的水流温控系统，其特征在于所述出水口的出水 面积总和为所述第一水封与第二7K封的入水面积总和的1.1 1.2倍。
14、 如权利要求11所述的水流温控系统，其特征在于所述混水器具有一 界定在所述混水器的一内侧壁与所述温控片之间的锥形角度，所述锥形角度为 41 43度。
15、 如权利要求9所述的水流温控系统，其特征在于于所述出水流道处 还设置一用以感测出水的温度之温度传感器。
16、 如权利要求15所述的水流温控系统，其特征在于所述驱动源及温度 传感器与所述微电脑控制模块电性连接。
17、 如权利要求9所述的水流温控系统，其特征在于所述驱动源为一步 进马达。
18、 如权利要求11所述的水流温控系统，其特征在于所述混水器可转动地以一中空筒体与所述上盖连接而成一体成型的结构，且所述混水器的穿孔连 通所述中空筒体，所述传动轴的一第二端穿经所述穿孔、中空筒体及上盖。
专利摘要本实用新型适用于温控系统领域，提供了一种水流温控系统，热水及冷水水流分别流经阀体的第一进水流道及第二进水流道，经过压力平衡阀及二水封到温控片，改变温控片上的二大锥形调节孔或二小锥形调节孔与二水封的相对位置以控制水流流量，再流往混温装置的混水器，水流从锥形斗状结构的混水器的大开口部进入，并以螺旋方向进行混温，再从混水器的小开口部上的若干出水孔流往阀体的出水流道，温控片的中心连接传动轴的第一端，传动轴的第二端穿经大开口部的穿孔，再与步进马达连接，步进马达由微电脑模块所控制。
文档编号F16K11/074GK201306469SQ20082021423
公开日2009年9月9日 申请日期2008年11月27日 优先权日2008年11月27日
发明者吴明佳, 张仲翔, 罗宗义, 黄中壹 申请人:深圳成霖洁具股份有限公司