JP2006190100A - 減圧弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 給湯装置の利用の度に、給湯路側から湯水が出てしまうといった使い勝手の悪さをなくし、かつ、給湯装置の寿命も長くできるようにする。
【解決手段】 弁本体ボデイ内２に、弁室３と、弁室３に流体が流入する一次側流路４と、弁室３から流体が流出する二次側流路５とを設ける。弁室３に収容された弁体８には開弁方向の付勢力をメインばね９により印加し、二次側流路５の二次圧が設定圧よりも大のときには二次圧によりメインばね９の付勢力に抗して閉弁方向に移動して弁部７により弁孔６を閉止する。二次側流路５の圧力が給湯熱交換器の後沸き現象等によってさらに高くなると、導圧路１０を介して二次側流路５から水が膨張タンク室１１に流れ込む水の力によって、弁体８に係止した可動部材１３が押圧ばね１５の付勢力に抗して弁体８の係止部１２と反対側に移動しながら膨張タンク室１１内に流入し、膨張タンク室１１を広げる構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば湯を給湯先に供給する給湯装置に組み込まれて使用される減圧弁に関するものである。

図５には、給湯装置として一般的な、瞬間湯沸しの給湯装置を有する給湯システムが模式図により示されている。同図において、器具ケース４０内に設けられた燃焼室５０内にバーナ４１が配置され、このバーナ４１にはバーナ４１に燃料を供給するガス管４２が接続され、このガス管４２にはバーナ４１への燃料供給・停止を制御するための開閉弁（図示せず）と、バーナ４１への供給燃料量を弁開度でもって制御することができる比例弁（図示せず）とが介設されている。

また、例えばバーナ４１の下方側には、バーナ４１の燃焼の給排気を行なう燃焼ファン（図示せず）が設けられ、燃焼ファンの回転によって吸気される空気をバーナ４１に送り、この空気と、ガス管４２を通って供給されるガスとによってバーナ燃焼が行われる。

バーナ４１の上側には、バーナ４１の火炎を熱源とする給湯熱交換器４４が設けられており、この給湯熱交換器４４の入り口側には、水供給源から水を導くための給水路４６が接続され、給湯熱交換器４４の出口側には給湯路４７が接続されている。給水路４６は、給水接続口３４に接続された外部給水管３６を介して外部の給水源に接続されており、外部給水管３６には逆止弁３５が介設されている。また、前記給湯路４７は、給湯接続口３８に接続された外部給湯路３７を介して外部の給湯先に接続されている。

この給湯システムにおいて、外部給湯管３７に設けられている給湯栓４８が開かれると、外部の給水源から外部給水管３６を介して給水路４６から供給される水が給湯熱交換器４４において熱交換されて湯となる。つまり、バーナ４１の火炎を熱源とし、給湯熱交換器４４内を通る水を加熱して湯が作り出される。そして、この湯は給湯熱交換器４４の給湯路４７を通して外部へ送水され、外部給湯路３７を介して外部の給湯先（例えば台所等の適宜の給湯場所）に給湯される。

なお、図５には示されていないが、通常、前記給水路４６には、給水路４６から供給されて給湯熱交換器４４へ流れ込む水の入水温度を検出する入水サーミスタと、給湯熱交換器４４へ流れ込む水の流量を検出する水量センサとが設けられており、また、給湯路４７には流れ出る湯の温度を検出することができる出湯サーミスタが設けられている。給湯装置は、これらのサーミスタの検出温度に基づき、設定温度の湯が出湯されるようにバーナ４１の燃焼制御を行う。

また、前記給湯栓４８が閉められて給湯が終了すると、バーナ４１の燃焼は終了するが、熱交換器４４内の水は、バーナ燃焼の余熱による後沸きによって加熱され、それにより、給湯熱交換器４４や給湯路４７の管路内の圧力が高くなる。そこで、この圧力を逃がすために、前記給湯接続口３８にはブローバルブ３９が設けられている。

ブローバルブ３９は、給湯路４７内の湯水の圧力が予め設定したバルブ作動開始圧力以上になると作動し、図４のＡに示すように、湯水が吹き出すように形成されたバルブであり、給湯熱交換器４４や給湯路４７の管路内の圧力が高くなって管路に大きな圧力が加わり、給湯装置の寿命が短くなるといった問題を未然に防止するものである。

なお、上記ブローバルブを設けた給湯装置について、本出願人は、現地点において、先行技術文献を認知していない。

しかしながら、上記給湯システムは、ブローバルブ３９の作動によって給湯装置の寿命を長くできるものの、使用者が給湯を行う度に、給湯熱交換器４４の後沸きに伴う給湯路４７や給湯熱交換器４４内の湯水の圧力上昇に伴ってブローバルブ３９が作動し、湯水が排出されて床等を濡らすことになってしまうので、利用者の使い勝手が悪いといった問題があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、例えば給湯装置内の圧力を逃がすために、給湯装置の利用の度に、給湯路側から湯水が出てしまうといった使い勝手の悪さをなくし、かつ、給湯装置の寿命も長くできるようにする減圧弁を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、次のような構成をもって課題を解決する手段と成している。すなわち、本発明の減圧弁は、弁本体ボデイ内に弁室と、該弁室に流体が流入する一次側流路と、前記弁室から流体が流出する二次側流路とが設けられ、前記弁室には前記一次側流路と二次側流路を連通する弁孔が設けられると共に弁部を有する弁体が収容されており、該弁体には開弁方向の付勢力がメインばねにより印加され、該弁体は前記二次側流路の二次圧が設定圧よりも大のときには前記二次圧によりメインばねの付勢力に抗して閉弁方向に移動して弁部により弁孔を閉止し、二次圧が設定圧よりも低下したときには前記メインばねの付勢力によって開弁方向に移動して弁孔を開くという如く、弁体が開弁と閉弁とのストローク移動区間にわたって移動して弁の開閉動作を行う減圧弁において、前記弁体には弁部よりも閉弁移動方向側位置に係止部が設けられ、その係止部に係止された位置を定位置として閉弁移動方向とその復帰方向に弁体に沿って往復移動自在に可動部材が配置され、この可動部材と弁体に設けたばね受け部との間には前記可動部材を前記弁体の係止部側へ付勢する押圧ばねが介設されており、前記可動部材にはダイアフラムの内周端縁側が固定され、前記ダイアフラムの外周端縁側は固定壁に固定されて、前記ダイアフラムと固定壁と可動部材によって囲まれた水密空間によって膨張タンク室が形成され、この膨張タンク室内は導圧路を介して前記二次側流路に連通されていることを特徴とする。

本発明の減圧弁においては、弁本体ボデイ内に、弁室と、該弁室に流体が流入する一次側流路と、前記弁室から流体が流出する二次側流路とが設けられ、前記弁室には前記一次側流路と二次側流路を連通する弁孔が設けられると共に弁部を有する弁体が収容されており、該弁体には開弁方向の付勢力がメインばねにより印加されている。そして、前記弁体は前記二次側流路の二次圧が設定圧よりも大のときには前記二次圧によりメインばねの付勢力に抗して閉弁方向に移動して弁部により弁孔を閉止し、二次圧が設定圧よりも低下したときには前記メインばねの付勢力によって開弁方向に移動して弁孔を開くという如く、弁体が開弁と閉弁とのストローク移動区間にわたって移動して、弁の開閉動作を行うことができる。

つまり、本発明の減圧弁においては、前記二次側流路の二次圧が設定圧より大かそれとも設定圧以下であるかによって、弁の開閉動作が行われることになる。例えば、本発明の減圧弁を給湯装置の給水装置に設置し、一次側流路を入水側とし、二次側流路を前記給湯熱交換器への送水側とすれば、給湯栓が開いて二次側流路の二次圧が設定圧以下になると、弁が開いて一次側流路と二次側流路とが連通し、水が給湯熱交換器側に送水され、一方、給湯栓が閉じて二次側流路が設定圧より大きくなると、減圧弁の弁も閉じられる。

また、本発明の減圧弁には、導圧路を介して二次側流路に連通した膨張タンク室が形成されており、この膨張タンク室は以下の構成を有する。つまり、前記弁部よりも閉弁移動方向側位置に設けられた係止部に係止された位置を定位置として配置され、かつ、閉弁移動方向とその復帰方向に弁体に沿って往復移動自在に配置された可動部材と、該可動部材に内周端縁側が固定されたダイアフラムと、ダイアフラムの外周端縁側を固定した固定壁によって囲まれた水密空間によって、膨張タンク室が形成されている。

そして、前記可動部材と弁体に設けたばね受け部との間には、前記可動部材を前記弁体の係止部側へ付勢する押圧ばねが介設されており、前記二次側流路の二次圧が前記設定圧より大きくなって減圧弁の弁が閉じられた状態で、さらに、例えば給湯熱交換器の後沸き現象等によって前記二次側流路の圧力が大きくなると、前記導圧路を介して二次側流路から水が膨張タンク室に流れ込み、前記押圧ばねの付勢力に抗して前記可動部材を弁体の係止部と反対側に移動しながらの水の流入によって膨張タンク室が広げられる。

したがって、例えば本発明の減圧弁を例えば給湯装置に設ければ、給湯装置の給湯栓を閉じた後に、例えば給湯熱交換器の後沸きによって給湯熱交換器内の湯水が加熱され、給湯熱交換器側の圧力が高くなって前記二次側流路の圧力が前記設定圧を越えてさらに高くなると、二次側流路から水が膨張タンク室に流れ込み、膨張タンク室が広げられて圧力を吸収できるので、従来のように、給湯利用の度に、ブローバルブを介して給湯路から湯水を外部に逃がすといったことは不要となり、給湯装置の使い勝手を改善することができる。

また、本発明の減圧弁を設けることにより、例えばこの減圧弁を設けた給湯装置における給湯熱交換器や給湯路の圧力は一次圧力の高圧変動等を最適使用圧力に制御でき、二次側圧力の異常上昇を吸収できるので、これらの管路の寿命も長くでき、給湯装置の寿命を長くできる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。

図１には、本発明に係る減圧弁の一実施形態例が断面図により示されており、図２には、その外観図が、平面図および底面側から見た図により示されている。また、図３には、この減圧弁１を組み込む給湯システムの一例が示されている。なお、図３に示す給湯システムは、給水管４６に本実施形態例の減圧弁１を介設したことを除き、図５に示した従来の給湯システムと同様に構成されており、その重複説明は省略する。

図１、図２に示すように、本実施形態例の減圧弁１は、弁本体ボデイ２内に、弁室３と、該弁室３に流体が流入する一次側流路４と、前記弁室３から流体が流出する二次側流路５とを設けて形成されている。減圧弁１は、給湯システムに組み込まれており、前記一次側流路４を給湯装置への入水側とし、二次側流路５を給湯装置の給湯熱交換器４４への送水側として設置されている。一次側流路４から弁室３に流入して、弁室３から二次側流路５に流入する流体は湯水である。

前記弁室３には、内部ボデイ２５とＯリング４３を介して弁体８が収容されており、内部ボデイ２５はＯリング２８，２９を介して弁室３に水密固定されている。この内部ボデイ２５の先端側（図の下端側）の弁座２４側には、前記一次側流路４と二次側流路５を連通する弁孔６が設けられている。前記弁体８には、その先端側にナット３１によって弁部７が固定されており、また、弁体８は、開弁方向の付勢力がメインばね９により印加されている。

弁体８は、前記二次側流路５の二次圧が設定圧よりも大のときには前記二次圧によりメインばね９の付勢力に抗して閉弁方向に移動して弁部７により弁孔６を閉止し（メインばね９の付勢力に抗して弁部７を弁座２４に押し付けて弁孔６を閉止し）、二次圧が設定圧よりも低下したときには前記メインばね９の付勢力によって開弁方向に移動して弁孔６を開く。このように、本実施形態例では、弁体７が開弁と閉弁とのストローク移動区間にわたって移動して、弁の開閉動作を行う。

この弁の開閉動作によって、例えば、給湯栓４８が開いて前記二次側流路５の圧力（二次圧）が設定圧以下になると、減圧弁１の弁が開いて水が給湯熱交換器４４側に送水され、給湯栓４８が閉じて前記二次圧が設定圧より大きくなると、減圧弁１の弁も閉じられる。

なお、本実施形態例において、前記内部ボデイ２５と前記弁本体ボデイ２とは、その連結部にねじ締結手段を設けずに、ワンタッチ取り付け具としてのＵ字形状ピンを装着して前記弁本体ボデイ２に着脱自在に連結している。つまり、図４（ｂ）に示すように、内部ボデイ２５側の周壁に凹部３２を形成し、嵌合部分において外側となる弁本体ボデイ２の筒壁にはＵ字形状ピン３０のピン足が貫通挿入するピン穴３３を開けておく。なお、図４（ｂ）は、弁本体ボデイ２の筒壁と内部ボデイ２５の嵌合構成が分かりやすいように、図を簡略化して示している。

この状態で、弁本体ボデイ２の筒壁に内部ボデイ２５を嵌合し、図４（ａ）に示すようなＵ字形状ピン３０のピン足を、図４（ｂ）に示すように、弁本体ボデイ２の外側から前記ピン穴３３にＵ字形状ピン３０のピン足を貫通挿入することにより、ピン足は内部ボデイ２５の両側（直径方向の両側）の凹部３２に入り込んで、内部ボデイ２５と弁本体ボデイ２とは抜け止め状態で連結され、また、ピン穴３３からＵ字形状ピン３０を引き抜くことにより内部ボデイ２５と弁本体ボデイ２との連結は解除されるものである。

本実施形態例では、このような着脱自在の連結によって、図１に示すような、減圧弁１の弁本体ボデイ２を除く構成要素（すなわち、内部ボデイ２５と、内部ボデイ２５に支持された弁体８および、固定壁１７を介して内部ボデイ２５に固定された操作カバー１８内に設けられている構成要素）が、弁本体ボデイ２に着脱自在に連結される。

また、本実施形態例において、前記弁体８には弁部７の反対側、つまり、弁部７よりも閉弁移動方向側位置に、鍔状の係止部１２が設けられ、その係止部１２に係止された位置を定位置として、閉弁移動方向とその復帰方向に弁体８に沿って往復移動自在に可動部材１３が配置されている。

可動部材１３にはダイアフラム１６の内周端縁側が固定され、ダイアフラム１６の外周端縁側は固定壁１７に固定されている。前記ダイアフラム１６と前記固定壁１７と前記可動部材１３とによって囲まれた水密空間によって膨張タンク室１１が形成されており、膨張タンク室１１は、前記内部ボデイ２５に形成された導圧路１０を介して、前記二次側流路５に連通している。なお、図中、２６，２７はＯリングを示す。

本実施形態例において、ダイアフラム１６の内周端側にはダイアフラム受け２２が設けられ、このダイアフラム受け２２を介して設けられたナット２３によって、ダイアフラム１６の内周端縁側が可動部材１３に固定されている。また、前記固定壁１７には操作カバー１８が係止部２０に係止しており、操作カバー１８と固定壁１７との間にダイアフラム１６の外周端縁側が挟持固定されている。

操作カバー１８は、その上部内側に設けられた板ナット１９と一体に形成されており、板ナット１９は操作カバー１８の上部中央側に設けられた調節ねじ２１の操作によって、弁室３側に近づく方向と弁室３側から離れる方向とにスライド移動する。操作カバー１８は、板ナット１９の移動に伴い、図１の破線に示すように、変形自在に形成されている。また、調節ねじ２１の操作に伴う板ナット１９の移動により、前記メインばね９による可動部材１３の付勢力が調節される構成と成している。

前記可動部材１３と弁体８に設けたばね受け部１４との間には、前記可動部材１３を前記弁体８の係止部１２側へ付勢する押圧ばね１５が介設されており、前記二次側流路５の二次圧が前記設定圧より大きくなって減圧弁１の弁が閉じられた状態で、さらに、例えば給湯熱交換器４４の後沸き現象等によって前記二次側流路５の圧力が大きくなると、前記導圧路１０を介して二次側流路５から水が膨張タンク室１１に流れ込む。そして、前記押圧ばね１５の付勢力に抗して前記可動部材１３を前記弁体８の係止部１２と反対側に移動しながらの水の流入によって膨張タンク室１１が広げられる。

本実施形態例の減圧弁１は、上記特徴的な、二次側流路５の圧力に対応した膨張タンク室１１への水の流入構成を有していることから、この減圧弁１を給湯装置に設けることにより、給湯栓４８を閉じた後に、給湯熱交換器４４の後沸きによって給湯熱交換器４４内の湯水が加熱され、給湯熱交換器４４側の圧力が高くなって前記二次側流路５の圧力が前記設定圧を越えてさらに高くなると、二次側流路５から水が膨張タンク室１１に流れ込み、膨張タンク室１１が広げられて圧力が逃がされる。

したがって、本実施形態例の減圧弁１を給湯装置に設ければ、従来のように、給湯利用の度にブローバルブ３９を介して給湯路４７から湯水を外部に逃がすといったことは不要となり、使い勝手を改善することができる。

また、本実施形態例の減圧弁１を設けることにより、給湯装置における給湯熱交換器４４や給湯路４７の圧力を逃がせるので、これらの管路の寿命も長くでき、給湯装置および給湯システムの寿命を長くできる。

なお、本実施形態例の減圧弁を設けた給湯システムにおいても、ブローバルブ３９を設けており、通常使用時の、給湯熱交換器４４の後沸き現象等による給湯熱交換器４４側の圧力増加を越えて、例えば残火時等に、膨張タンク室１１により調整できない程度の給湯熱交換器４４側に過剰な圧力がかったときには、ブローバルブ３９を介して給湯路４７から湯水を外部に逃がして圧力を逃がすことが行われる。

なお、本発明は上記の各実施形態例に限定されることなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記実施形態例では、減圧弁１を図３に示す給湯装置の給水路４６に介設したが、外部給水管３６に減圧弁１を設けてもよい。

また、上記実施形態例の減圧弁１では、弁本体ボデイ２と内部ボデイ２５は、Ｕ字形状ピン３０を介して着脱自在に連結されていたが、Ｕ字形状ピン３０以外の手段によって弁本体ボデイ２と内部ボデイ２５を着脱自在に連結してもよいし、内部ボデイ２に弁本体ボデイ２５を固定してもよい。ただし、弁本体ボデイ２と内部ボデイ２５を着脱自在に連結すると、例えば減圧弁１の長期使用によってメインばね９等に支障が生じたときにでも、内部ボデイ２５側の交換により対処可能となり、より使い勝手を良くすることができる。

さらに、上記実施形態例では、減圧弁１を図３に示すような瞬間湯沸かしの給湯装置に組み込む例について説明したが、本発明の減圧弁は、上記モデル例以外の様々なタイプの給湯装置や給湯システムに適用可能である。例えば、減圧弁を組み込む給湯装置は、給湯以外に風呂釜の機能を兼ね備えた複合給湯装置としてもよいし、電気温水器や貯湯槽を備えた複合給湯装置としてもよい。

さらに、上記実施形態例では、減圧弁をガス燃焼式の給湯装置に適用する例を述べたが、本発明の減圧弁は、石油燃焼式の給湯装置にも適用することができ、それにより、上記実施形態例のような優れた効果を奏することができる。

さらに、本発明の減圧弁は、給湯装置や給湯システム以外にも適用可能であり、適用する装置によって、減圧弁１に流入して減圧弁１から流出する流体は、水以外の石油等の液体や気体を流体とする減圧弁としてもよい。

本発明に係る減圧弁の一実施形態例を断面図により示す要部構成図である。 上記実施形態例の外観を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面側から見た図である。 本発明の減圧弁を組み込んだ給湯システムの例を模式的に示すシステム説明図である。 上記実施形態例における弁本体ボデイと内部ボデイの連結構成を説明するための図である。 従来の瞬間湯沸かし器を備えた給湯システムの例を示す説明図である。

符号の説明

１ 減圧弁
２ 弁本体ボデイ
３ 弁室
４ 一次側流路
５ 二次側流路
６ 弁孔
７ 弁部
８ 弁体
９ メインばね
１０ 導圧路
１１ 膨張タンク室
１３ 可動部材
１４ ばね受け部
１５ 押圧ばね
１６ ダイアフラム
１７ 固定壁
１８ 操作カバー
１９ 板ナット
２５ 内部ボデイ

Claims (1)

1. 弁本体ボデイ内に弁室と、該弁室に流体が流入する一次側流路と、前記弁室から流体が流出する二次側流路とが設けられ、前記弁室には前記一次側流路と二次側流路を連通する弁孔が設けられると共に弁部を有する弁体が収容されており、該弁体には開弁方向の付勢力がメインばねにより印加され、該弁体は前記二次側流路の二次圧が設定圧よりも大のときには前記二次圧によりメインばねの付勢力に抗して閉弁方向に移動して弁部により弁孔を閉止し、二次圧が設定圧よりも低下したときには前記メインばねの付勢力によって開弁方向に移動して弁孔を開くという如く、弁体が開弁と閉弁とのストローク移動区間にわたって移動して弁の開閉動作を行う減圧弁において、前記弁体には弁部よりも閉弁移動方向側位置に係止部が設けられ、その係止部に係止された位置を定位置として閉弁移動方向とその復帰方向に弁体に沿って往復移動自在に可動部材が配置され、この可動部材と弁体に設けたばね受け部との間には前記可動部材を前記弁体の係止部側へ付勢する押圧ばねが介設されており、前記可動部材にはダイアフラムの内周端縁側が固定され、前記ダイアフラムの外周端縁側は固定壁に固定されて、前記ダイアフラムと固定壁と可動部材によって囲まれた水密空間によって膨張タンク室が形成され、この膨張タンク室内は導圧路を介して前記二次側流路に連通されていることを特徴とする減圧弁。

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