JP2010025361A - 圧力開放装置及びこれを備えた開閉弁ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】配管や接続構造を簡易に構成できる新規の構成により、製造コストの低減、コンパクト化及び信頼性の向上を図る。
【解決手段】本発明の圧力開放装置１００は、流体を一次側から二次側へ供給するための流路１００Ｌと、前記流路に沿った流通孔１２１ａを構成するとともに一次側と二次側の流体圧差に基づいて生ずる力により前記流路内において流路方向に移動可能に配置される可動部１２１ｂ、１２２、及び、該可動部と連動する弁体部１２１ｃを有する可動体と、前記流路に開口するとともに前記弁体部に対向配置され、前記可動部が一次側に配置されるときには前記弁体部が離間して開放され、前記可動部が二次側に配置されるときには前記弁体部により閉鎖される大気開放口１０３ａと、を具備することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は圧力開放装置及びこれを備えた開閉弁ユニットに係り、特に、給湯機から浴槽に湯水を供給する給湯経路を含む給湯システムにおいて、当該給湯経路中に配置され、浴槽側から給湯機側に湯水が逆流することを防止する場合に好適な圧力開放装置若しくは開閉弁ユニットの構造に関する。

一般に、給湯機から浴槽に湯水を供給する給湯システムには、浴槽側から給湯機側への湯水の逆流を防止するために、電磁弁や逆止弁を備えた逆流防止機構が取り付けられる。特に、給湯システムでは、給湯機側の水圧が断水等によって低下する場合や浴槽が給湯機の階上にあることで二次側の水圧が一次側の水圧を上回る場合が考えられるので、給湯経路の途中で一次側と二次側を縁切りする機能を有する逆流防止機構として、例えば、逆止弁の弁体と連動する逃がし弁１ｃで大気開放口を開閉させる構成（例えば、以下の特許文献１）と、逆止弁がごみ詰まり等で機能しない場合に備えて、一次側の圧力が低下したときに二次側の圧力を大気に開放したり、二次側の湯水を排出したりするための大気開放弁が設けられる構成（例えば、以下の特許文献２乃至４参照）等を有する圧力開放装置が用いられる。
特開平７−２２５０５７号公報 特開２０００−３０４１４４号公報 特開２００３−３３６９０６号公報 特開２００４−１５０６６２号公報

しかしながら、前述の特許文献１の構成では、逆止弁の弁体と逃がし弁とが連動するため、給湯開始時及び停止時に逃がし弁から湯水が漏出する虞があり、また、逆止弁の弁体と逃がし弁との連動構造を改良する方法も開示されているが、それでも一次側の圧力の変動による誤作動で漏水や大気の流入などを完全に防止することができない（特許文献３、図１４及び図１５参照）という問題点がある。

一方、前述の特許文献２乃至４の構成では、大気圧開放弁自体は比較的簡易に構成されているものの、図５（ａ）に示すように、圧力差を検出するために大気開放弁の両側を一次側と二次側に別々に接続しなければならないので、圧力を検出するための配管及び配管接続部を余分に設ける必要があり、これらの配管や配管接続部を設けることによって構造が複雑となるため、製造コストが増加するとともに大型化し、しかもレイアウトの自由度が低くなり、さらに配管接続部が多い分だけ漏水の危険性も高くなるという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、一次側と二次側の圧力関係に応じて大気開放口の開閉を行う圧力開放装置において、配管や接続構造を簡易に構成できる新規の構成を採用することにより、製造コストの低減、コンパクト化及び信頼性の向上を図ることにある。

斯かる実情に鑑み、本発明の圧力開放装置は、流体を一次側から二次側へ供給するための流路と、該流路に沿った流通孔を構成するとともに一次側と二次側の流体圧差に基づいて生ずる力により前記流路内において流路方向に移動可能に配置される可動部、及び、該可動部と連動する弁体部を有する可動体と、前記流路に開口するとともに前記弁体部に対向配置され、前記可動部が一次側に配置されるときには前記弁体部が離間して開放され、前記可動部が二次側に配置されるときには前記弁体部により閉鎖される大気開放口と、を具備することを特徴とする。

これによれば、流路内に配置される可動部が一次側と二次側の流体圧差に基づいて生ずる力によって移動可能に構成され、この可動部に連動する弁体部が可動部の位置に応じて大気開放口を開閉するように構成される。したがって、通常時において一次側から受ける流体圧が二次側より勝る場合には可動部が二次側に移動して弁体部が大気開放口を閉鎖するが、逆流が生じうる非常時においては、二次側の流体圧が一次側より勝る場合には可動部が一次側に移動して弁体部が大気開放口を開放するので、大気開放口を通して流路内に大気を導入したり二次側の流体を排出したりすることが可能になる。

本発明の一の態様においては、前記可動部に保持される逆止弁をさらに具備する。この場合には、逆止弁を可動部に保持することで、流体が一次側から二次側へ流れるときには逆止弁の圧力損失によって可動部の一次側と二次側の流体圧差を増大させることができるので大気開放口を安定的に閉鎖でき、一方、流体が逆流するときには逆止弁の弁体が閉鎖しようとすることで逆流防止を図ると同時に、一次側と二次側の流体圧差が増大するので大気開放口を確実に開放することが可能になる。なお、上記逆止弁は前記流通孔内に配置されることが好ましい。逆止弁を流通孔内に配置することで、流路中において逆止弁を有効に作用させることができるとともに、可動部と逆止弁をコンパクトに構成できる。なお、本発明では、逆止弁に限らず、流量計、電磁弁その他の開閉弁などといった、可動体の流路方向前後において圧損を生じさせる構造を可動部に保持させ、或いは、一体に設けることも可能である。当該構造を設ける場合にも、可動体による圧力損失をさらに増大させることで一次側と二次側の流体圧差を増大させることができるので、大気開放口の開閉をより確実に行うことが可能である。

本発明の他の態様においては、前記可動体は、前記流通孔を構成する可動支持部材と、該可動支持部材を前記管壁に移動可能に接続する可撓性膜とを有する。この場合には、流通孔を構成する可動支持部材が管壁に接続された可撓性膜によって流路内において移動可能に構成されることから、可動支持部材を流路内で移動可能に構成しつつ、その移動態様を安定させることができる。

本発明の異なる態様においては、前記流路には外周側に張り出す外延部が設けられ、前記大気開放口は前記外延部に対して一次側に向けて開口し、前記弁体部は、前記大気開放口の一次側に対向配置され、前記流路方向に移動することで前記大気開放口を開閉する。この場合には、流路の外周側へ張り出す外延部に対して一次側に向けて開口する大気開放口を設け、その一次側に対向配置された弁体部が流路方向に移動することで大気開放口を開閉するので、可動部と弁体部の移動態様を同一に設定しても動作が可能になることから、可動部と弁体部を一体に構成するなど、可動体の構成を簡易に構成することが可能になる。

本発明の別の態様においては、前記外延部は前記流路の外周部において環状に構成され、前記大気開放口は前記外延部に対して環状に開口する。この場合には、大気開放口の開口範囲を広く確保できるとともに、装置の外径をコンパクトに構成できる。なお、この場合、環状の大気開放口を良好かつ確実に開閉可能とするために、前記弁体部が前記可動体の外周部に環状に構成されることが好ましい。

上記各発明において、前記逆止弁のさらに二次側に二次側逆止弁をさらに具備することが好ましい。

また、本発明の開閉弁ユニットは、上記のいずれかに記載の圧力開放装置と、前記流路を開閉する開閉弁とをさらに具備する。

本発明によれば、上述のように流路内に配置される可動部に連動して弁体部が流路に開口する大気開放口を開閉させるので、配管や接続構造を簡易に構成できる新規の構成により、製造コストの低減、コンパクト化及び信頼性の向上を図ることができるという優れた効果を奏し得る。

［第１実施形態］
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。図１は本発明に係る第１実施形態の圧力開放装置若しくは開閉弁ユニットの通常時における動作状態（大気開放弁閉状態）を流路方向に沿った断面で示す縦断面図、図２は同実施形態の圧力開放機構の流路方向と直交する断面を示す縦断面図、図３は同実施形態の圧力開放機構の断面における圧力印加状態の異なる断面領域を示す断面説明図、図４は同実施形態の非常時における動作状態（大気開放弁開状態）を流路方向に沿った断面で示す縦断面図である。

本実施形態の開閉弁ユニット（圧力開放装置）１００は、一次側から二次側へ流体を供給する流体供給経路中において用いられるもので、例えば、給湯機などを含む供給系から浴槽等の供給場所へ湯水等の流体を供給する配管系に組み込まれて用いられる。この開閉弁ユニット１００は、一次側管体１０１と、この一次側管体１０１の二次側（図１の左側）に接続される二次側管体１０２とを有する。一次側管体１０１は、その二次側の端部に拡径したフランジ状の接続端部１１１を備えている。また、二次側管体１０２は、その一次側の端部に拡径したフランジ状の接続端部１１２を備えている。一次側管体１０１と二次側管体１０２は、上記接続端部１１１に上記接続端部１１２を突き合わせた状態で、固定ネジ等により接続固定される。

一次側管体１０１は一次側の流入口１０１ａと、二次側の流出口１０１ｂとを有し、その間に構成される流路部分１０１Ｌ内に流量計１１０が配置されている。流量計１１０は流路部分１０１Ｌを流通する流体の流量を測定する。

二次側管体１０２は、上記一次側管体１０１の流出口１０１ｂに接続される流路部分１０２Ｌを有する。拡径した接続端部１１２の内部には、一次側管体１０１に向けて開口する拡径収容部１０２ａと、この拡径収容部１０２ａの二次側に隣接し、拡径収容部１０２ａより小径に構成されたガイド収容部１０２ｂと、このガイド収容部１０２ｂの二次側に隣接し、ガイド収容部１０２ｂよりさらに小径に構成された下流部１０２ｃとを有する。

上記拡径収容部１０２ａ及びガイド収容部１０２ｂの内部には可動支持部材１２１が配置される。この可動支持部材１２１は、中央に流通孔１２１ａを有し、一次側の端部に流通孔１２１ａの周囲に張り出すように構成された開口枠部１２１ｂを有している。また、開口枠部１２１ｂの一側（図示下側）の周囲部分には開口枠部１２１ｂの外周部から半径方向外側に延長するように一体に設けられた弁体部１２１ｃが設けられる。この弁体部１２１ｃには二次側に突出した弁ガイド部１２１ｄが設けられる。この弁ガイド部１２１ｄは大気開放口１０３ａに嵌合し、可動支持部材１２１が流路方向に移動するとき、大気開放路１０３Ｌの内面に当接して弁体部１２１ｃを上記流路方向に案内する機能を有する。また、弁ガイド部１２１ｄは流路部分１０２Ｌ側から大気開放路１０３Ｌへ弁ガイド部１２１ｄを通して流体が通過可能となるように骨組状に構成されている。

また、上記流通孔１２１ａを包囲する筒状部１２１ｅの外周面には流路方向（一次側と二次側を結ぶ方向、以下同様。）に伸びる外周リブ１２１ｆが軸線周りの複数個所に形成されている。図示例では外周リブ１２１ｆは外周の４箇所に等角度（９０度）間隔で設けられている。これらの外周リブ１２１ｆがガイド収容部１０２ｂの内周面に当接することによって、可動支持部材１２１が流路部分１０２Ｌ内において流路方向に案内されるとともに、筒状部１２１ｅの外周面とガイド収容部１０２ｂの内周面との間に流路方向の通路が構成される。なお、上記筒状部１２１ｅの二次側の端部１２１ｇは内側に突出した内側突出部を形成している。ここで、上記外周リブ１２１ｆは三つ以上の任意の数設けてもよく、また、上記筒状部１２１ｅの外周面上ではなく、上記ガイド収容部１０２ｂの内周面上に構成してもよいことは言うまでもない。

可動支持部材１２１の開口枠部１２１ｂ及び弁体部１２１ｃの外周部にはダイヤフラム（可撓性膜）１２２が装着される。このダイヤフラム１２２は、その外縁部１２２ａが上記一次側管体１０１と二次側管体１０２の接合部間に挟持されることで流路部分１０１Ｌと流路部分１０２Ｌの間の管壁に固定されるとともに、その内縁部１２２ｂが開口枠部１２１ｂ及び弁体部１２１ｃの外周部に嵌合することにより、流路部分１０１Ｌ、１０２Ｌの上記流通孔１２１ａの開口範囲を除く部分を完全に閉鎖している。ダイヤフラム１２２は可動支持部材１２１を流路部分１０２Ｌ内で流路方向に移動可能に保持している。なお、可動支持部材１２１とダイヤフラム１２２は本発明の可動体を構成する。また、上記の可動支持部材１２１とダイヤフラム１２２の相互間の、或いは、ダイヤフラム１２２の管壁等に対する固定方法、固定箇所、固定手段等については上記構成に限定されるものではなく、たとえば、溶着、ねじ止め、圧入等の他の方法、手段を用いても構わない。

可動支持部材１２１の開口枠部１２１ｂ及びダイヤフラム１２２は上記拡径収容部１０２ａ内に配置され、可動支持部材１２１の筒状部１２１ｅは上記ガイド収容部１０２ｂ内に配置される。ガイド収容部１０２ｂは、その内面に上記外周リブ１２１ｆが当接した状態で可動支持部材１２１を流路方向に移動可能に案内する。また、ガイド収容部１０２ｂと下流部１０２ｃとの間に形成された段差部１０２ｄには可動支持部材１２１の端部１２１ｇが当接するように構成され、これによって可動支持部材１２１の二次側への移動が規制される（すなわち、可動支持部材１２１の二次側の移動限界は、段差部１０２ｄによって規定される）。

また、上記下流部１０２ｃの二次側にはさらに段差部１０２ｅが形成され、この段差部１０２ｅと可動支持部材１２１の端部１２１ｇとの間にコイルバネ等の弾性部材１２３が圧縮状態で収容されることもある。この弾性部材１２３は可動支持部材１２１を常に一次側に付勢する。なお、当該弾性部材１２３を設けなくてもよい。

二次側管体１０２には、上記流路部分１０２Ｌに開口する大気開放口１０３ａを備えた大気開放管１０３が設けられる。この大気開放管１０３は、図示例では二次側管体１０２と一体に構成されるが、別体で構成されていてもよい。大気開放管１０３に設けられた大気開放路１０３Ｌは、大気開放口１０３ａから流路部分１０２Ｌと平行に伸びた後に屈折して外周方向に伸び、全体としてＬ字状に構成される。流路部分１０２Ｌには、上記拡径収容部１０２ａの一部が半径方向外側に広がる形状を有することで、外周側に張り出すように形成された外延部１０２Ｔが設けられる。この外延部１０２Ｔは本実施形態のでは流路部分１０２Ｌの周囲の一方向に突出するように構成される。そして、この外延部１０２Ｔに対して大気開放口１０３ａが一次側に向けて開口している。すなわち、大気開放口１０３ａは流路部分１０２Ｌの可動支持部材１２１に隣接する外周部に対し一次側に向けて開口している。

上記外延部１０２Ｔには、上記可動支持部材１２１の開口枠部１２１ｂから外側へ延出してなる弁体部１２１ｃが収容され、この弁体部１２１ｃは大気開放口１０３ａの一次側に配置され、大気開放口１０３ａに対向配置される。なお、弁体部１２１ｃにおける大気開放口１０３ａの開口縁（大気開放弁の弁座に相当する。）１０３ｂに対向する部分は、ダイヤフラム１２２の一部が延長されてなる弁シール部１２２ｃによって被覆される。この弁シール部１２２ｃは弁体部１２１ｃの二次側の表面のうち上記弁ガイド部１２１ｄを避けた部分を被覆している。

可動支持部材１２１の流通孔１２１ａの内部には逆止弁１２４が保持される。逆止弁１２４は、筒状部１２１ｅに保持された弁筒部１２４ａと、この弁筒部１２４ａの内側に流路方向に移動可能に構成された弁体部１２４ｂとを有する。逆止弁１２４は、一次側の流体圧が二次側より高くなると弁筒部１２４ａに対して弁体部１２４ｂが二次側に移動して開弁し、二次側の流体圧が一次側より高くなると弁筒部１２４ａに対して弁体部１２４ｂが一次側に移動して閉弁する。弁筒部１２４ａは上記筒状部１２１ｅに対して一次側から挿入され、筒状部１２１ｅの端部１２１ｇに設けられた段差部に当接して位置決めされている。なお、図示例では逆止弁１２４の弁筒部１２４ａは可動支持部材１２１の筒状部１２１ｅの内面にシール材等を介して密着しているが、弁筒部１２４ａを筒状部１２１ｅ内で接着固定してもよく、或いは、弁筒部１２４ａを筒状部１２１ｅと一体に構成してもよい。

上記の接続端部１１１及び１１２、可動支持部材１２１、ダイヤフラム１２２、弾性部材１２３、逆止弁１２４は、逆止弁と大気開放弁の機能を有する圧力開放機構１２０を構成する。この圧力開放機構１２０の二次側には電磁弁（開閉弁）１３０が設けられ、駆動部１３１が弁体１３２を駆動することにより、二次側管体１０２の流路内に設けられた筒状部の開口縁（弁座）１０２ｆに対する当接の有無により開閉可能に構成され、これによって流路部分１０２Ｌとその下流側に設けられた流路部分１０２Ｍを連通させたり遮断したりすることができる。

また、電磁弁１３０の二次側には、流路部分１０２Ｍ中に配置された二次側逆止弁１４０が配置される。この二次側逆止弁１４０は、弁筒部１４１と弁体部１４２を有し、一次側の流体圧が二次側より高くなると弁体部１４２が二次側に移動して開弁し、二次側の流体圧が一次側より高くなると弁体部１４２が一次側に移動して閉弁する。二次側逆止弁１４０のさらに二次側には、流路部分１０２Ｍの出口である、二次側管体１０２に設けられた流出口１０２ｈが設けられる。なお、上記流路部分１０１Ｌ、１０２Ｌ、１０２Ｍは圧力開放装置若しくは開閉弁ユニットの流路１００Ｌを構成し、この流路１００Ｌは本発明の上記流路に相当する。

以上説明した本実施形態の開閉弁ユニット１００において、圧力開放機構１２０は以下のように動作する。すなわち、流体供給経路において一次側から二次側へ流体が供給可能とされる状態では、電磁弁１３０が開くと流体は一次側より流路部分１０１Ｌ、１０２Ｌ、１０２Ｍを順次に通過して二次側へ流れる。このとき、流体は流通孔１２１ａ内の逆止弁１２４を開弁させ（図示一点鎖線より上が開弁状態を示す。）、その内部を通過する。このとき、一次側の流体圧が二次側の流体圧より高いために可動支持部材１２１及びダイヤフラム１２２は弾性部材１２３の弾性力に逆らって二次側に移動する。このときの可動支持部材１２１及びダイヤフラム１２２が一次側より受ける力の元となる一次側の流体圧と二次側の流体圧の差は、逆止弁１２４の内部を流体が通過することによる圧力損失によっても生ずる。いずれにしても、ダイヤフラム１２２によって可動に構成される可動支持部材１２１は二次側に移動し、その弁体部１２１ｃ（弁シール部１２２ｃ）は開口縁１０３ｂに当接して大気開放口１０３ａを閉鎖する。

また、上記の状態において電磁弁１３０を閉じると流体の供給は停止するが、弁体部１２１ｃの流路部分１０２Ｌ側と大気開放口１０３ａ側との間に流体圧と大気圧の差圧が存在することにより可動支持部材１２１は二次側に移動したままとされ、大気開放口１０３ａは閉鎖されたままとなる。

上記のように大気開放口１０３ａが弁体部１２１ｃによって閉鎖された状態では、可動支持部材１２１の筒状部１２１ｅの端部１２１ｆは段差部１０２ｄに当接する。また、開口枠部１２１ｂ及びこれに隣接するダイヤフラム１２２の部分はガイド収容部１０２ｂの開口縁１０２ｇに当接し、弁体部１２１ｃ（弁シール部１２２ｃ）は大気開放口１０３ａの開口縁１０３ｂに当接するので、上記通路と大気開放路１０３Ｌとの間も遮断される。なお、本実施形態では、端部１２１ｆが段差部１０２ｄに当接するとともに大気開放口１０３ａが閉鎖されるように構成されているので、可動支持部材１２１が当接部分によって支持され、これにより弁シール部１２２ｃと開口縁１０３ｂの間の荷重が過大にならないように構成し、弁シールの劣化や開弁不良を防止している。ただし、大気開放口１０３ａが確実に閉鎖できるように構成されていれば、端部１２１ｆと段差部１０２ｄが当接しなくても構わない。

一方、断水や給湯機の故障等によって一次側の流体圧が失われたり、浴槽側の圧力が増大すること等によって二次側の圧力が増加した場合には、二次側の流体圧が一次側の流体圧を上回り、逆流を生じる場合がある。このような場合には、二次側逆止弁１４０が閉弁して逆流を防止するが、この二次側の逆止弁１４０において弁筒部１４１と弁体部１４２の間にゴミの噛み込み等が生じるなどの動作不良が発生して逆流を防止できない場合もある。この場合には、本実施形態の圧力開放機構１２０が動作する。すなわち、圧力開放装置１２０において二次側の流体圧が一次側の流体圧を上回ると、逆止弁１２４が閉弁方向に動作するが、同時に可動支持部材１２１が二次側の流体圧を受けて一次側に移動し、弁体部１２１ｃが開口縁１０３ｂより離間して図４に示すように大気開放口１０３ａが開く。すると、二次側の流体は可動支持部材１２１の筒状部１２１ｅの外周面とガイド収容部１０２ｂの内周面との間の上記通路を通過して大気圧開放口１０３ａから大気開放路１０３Ｌを通って排出される。また、大気開放口１０３ａから大気が流路部分１０２Ｌ内に流入して流路部分１０２Ｌ中の流体を分断し、それ以上の流体の逆流現象が継続しないように構成する。

図３は、上記圧力開放機構１２０の流路断面における各断面領域の関係を示す説明図である。ここで、図示実線及び実線ハッチングで示す断面領域Ａは、可動支持部材１２１の開口枠部１２１ｂ及び弁体部１２１ｃと、この開口枠部１２１ｂ及び弁体部１２１ｃの周囲に取り付けられたダイヤフラム１２２が存在する断面範囲であり、ここには可動支持部材１２１に対し一次側の流体圧が及ぼされる。また、図示点線及び点線ハッチングで示す断面領域Ｂは、開口枠部１２１ｂ及び弁体部１２１ｃの周囲に取り付けられたダイヤフラム１２２が存在する断面範囲から、大気開放口１０３ａの断面範囲を除いた領域であり、ここには、逆止弁１２４を介して可動支持部材１２１に対し二次側の流体圧が及ぼされる。さらに、図示一点鎖線及び一点鎖線ハッチングで示す断面領域Ｃは、大気開放口１０３ａの開口断面であり、ここには、弁体部１２１ｃに対し大気圧が及ぼされる。

ここで、一次側の流体圧をＰ１、二次側の流体圧をＰ２、大気圧をＰＡとし、上記断面領域Ａの断面積をＳＡ、上記断面領域Ｂの断面積をＳＢ（＝ＳＡ−ＳＣ）、上記断面領域Ｃの断面積をＳＣとする。この場合、可動支持部材１２１及びダイヤフラム１２２には二次側にＦ＝Ｐ１×ＳＡ−Ｐ２×ＳＢ−ＰＡ×ＳＣ＝Ｐ１×ＳＡ−Ｐ２×（ＳＡ−ＳＣ）−ＰＡ×ＳＣの力が加わる。そして、流体供給時においては、Ｐ１＞Ｐ２、Ｐ１＞ＰＡである。また、断面積ＳＡは断面積ＳＢとＳＣを含むのでＳＡ＞ＳＣが成立し、さらに、ＳＡ＞ＳＢとなっている。

したがって、上記の力Ｆは流体供給時においては常に正であり、これが弾性部材１２３の弾性力を上回るように設定されていれば、可動支持部材１２１は二次側へ限界位置まで移動し、大気開放口１０３ａを閉鎖する。また、流体の供給停止時においても大気開放口１０３ａは閉鎖されたままとする必要があるので、Ｐ１＝Ｐ２になった場合でも上記の力Ｆが正になり、しかも、それが弾性部材１２３の弾性力を上回るように設定される。一方、一次側の流体圧Ｐ１が二次側の流体圧Ｐ２より或る程度小さくなり、上記の力Ｆが弾性部材１２３の弾性力を下回ると、可動支持部材１２１は一次側へ移動し、上述のように大気開放口１０３ａを開く。

以上説明した本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、流通孔１２１ａを備えた可動支持部材１２１が流路部分１０２Ｌ内において流路方向に移動可能に配置されるとともに、可動支持部材１２１に設けられた弁体部１２１ｃによって大気開放口１０３ａが開閉可能に構成されていることにより、一次側の流体圧Ｐ１と二次側の流体圧Ｐ２の関係に応じた可動支持部材１２１の流路方向への移動によって大気開放口１０３ａが開閉するので、図５（ａ）に示す従来構造のように大気開放弁に対して配管を介して一次側の流体圧を与える必要がなくなるため、配管構造や接続構造を簡易に構成することができる。したがって、圧力開放装置１２０を低コストで製造できるとともに漏水などの危険性を低減して高い信頼性を得ることができ、さらに装置全体をコンパクトに構成できる。

本実施形態では、可動支持部材１２１の流通孔１２１ａ内に逆止弁１２４が保持され、流体供給時において流通孔１２１ａ内で圧力損失を生じさせることができるため、一時側の圧力Ｐ１と二次側の圧力Ｐ２の圧力差を大きくすることができ、その結果、流体圧の変動や過流等による影響が多少存在しても可動支持部材１２１を安定させることができ、大気開放口１０３ａを確実に閉鎖し続けることが可能になる。

また、逆止弁１２４は二次側の流体圧Ｐ２が一次側の流体圧Ｐ１より高くなった場合に閉弁するとともに、当該場合において二次側の流体圧Ｐ２を受けて可動支持部材１２１を一次側へ移動させる力を増大させるので、確実に大気開放口１０３ａを開放させることができる。このことは、弾性部材１２３の弾性力を小さくしても確実な動作が可能になることを意味するから、圧力開放装置１２０の通常時の動作安定性（大気開放口１０３ａの閉鎖状態の安定性）を向上させる。

［第２実施形態］
次に、図６を参照して本発明に係る第２実施形態について説明する。本実施形態において、第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。図６は第２実施形態の大気開放弁閉状態における流路方向に沿った断面を示す縦断面図である。

本実施形態では、二次側管体１０２の内部に圧力開放機構１２０、電磁弁１３０、二次側逆止弁１４０がそれぞれ配置されている点では第１実施形態と同様であるが、内部に設けられた二次側の流路部分１０２Ｍ′が一次側の流路部分１０２Ｌと略平行に構成され、これによって一次側管体１０１内に構成された流路部分１０１Ｌと二次側管体１０２内の二次側の流路部分１０２Ｍ′とが略平行に構成される。したがって、一次側管体１０１の流入口１０１ａと、二次側管体１０２の流出口１０２ｈ′とが相互に逆向きに開口するので、流体供給経路中において、開閉弁ユニット１００をほぼ直線状に配置することが可能になる。したがって、開閉弁ユニット（圧力開放装置）１００をタンク隅部などの狭い場所にも流体供給経路に沿ってコンパクトに配置できる。

［第３実施形態］
次に、図７乃至図９を参照して本発明に係る第３実施形態について説明する。本実施形態においても、第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。図７は第３実施形態の大気開放弁閉状態における流路方向に沿った断面を示す縦断面図、図８は同実施形態の大気開放弁開状態における流路方向に沿った断面を示す縦断面図、図９は圧力開放機構の断面における圧力印加状態の異なる断面領域を示す断面説明図である。

本実施形態では、圧力開放機構１２０′の断面構造が上記各実施形態とは異なる。すなわち、二次側管体１０２′の拡径収容部１０２ａ′が環状に構成され、この内部に配置される可動支持部材１２１′の開口枠部１２１ｂ′も環状に構成され、この開口枠部１２１ｂ′の外周部と管壁との間に環状のダイヤフラム１２２′が取り付けられている。そして、流路部分１０２Ｌ′には流路方向の前後に比べて周囲に環状に張り出した外延部１０２Ｔ′が設けられ、この環状の外延部１０２Ｔ′に対し、二次側から一次側に向けて大気開放口１０３ａ′が開口している。ここで、断面円形等の管路状に構成された大気開口路１０３Ｌの内端側に環状の大気開放室１０４が形成され、この大気開放室１０４の開口部として構成されることによって大気開放口１０３ａ′もまた流路部分１０２Ｌ′の外周部に開口するように環状に構成される。ここで、開口枠部１２１ｂ′の外縁部分と環状のダイヤフラム１２２′は、環状に構成された本発明の弁体部として機能し、これによって環状の大気開放口１０３ａ′が開閉される。ただし、大気開放口１０３ａ′は環状の大気開放室１０４の任意の位置に任意の形状で形成することも可能である。例えば、環状の大気開放室１０４に対して任意の角度位置に部分的に円形状、多角形状などといった環状以外の開口形状を有する大気開放口１０３ａ′を形成してもよい。

本実施形態では、上記のように環状に構成されることによって大気開放口１０３ａ′の開口面積を増大させることが容易であり、これによって大気開放弁としての機能を高めることができる。逆に言えば、大気開放口１０３ａ′の開口面積を確保しつつ、接続端部１１２′をコンパクトに構成することが可能になる。また、大気開放路１０３Ｌに環状の大気開放室１０４を設置することで、上記のように大気開放口１０３ａ′を任意の位置に任意の形状で形成することができるため、配置構成の自由度が向上することから、接続端部１１２′をコンパクトに構成することが可能になる。

図９に示すように、本実施形態の場合、一次側の流体圧を受ける断面領域Ａ、二次側の流体圧を受ける断面領域Ｂ、及び、大気開放口１０３ａ′（或いは大気開放室１０４）に対応して大気圧を受ける断面領域Ｃはそれぞれ環状に構成され、相互に全て同心状に構成される。また、本実施形態では、断面領域Ａと断面領域Ｃは外周部分において半径方向に重なる。

本実施形態の場合、大気開放口１０３ａ′の開口面積を大きく採れるので、通常時において可動支持部材１２１′及びダイヤフラム１２２′の受ける一次側の流体圧と大気圧の差に起因する大気開放口１０３ａ′の環状の縁１０３ｂ′に対する閉鎖力を大きくすることができる。したがって、通常時における圧力開放機構１２０′の安定性をさらに高めることが可能である。

［第４実施形態］
次に、図１０乃至図１２を参照して本発明に係る第４実施形態について説明する。本実施形態においても、第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。図１０は第４実施形態の大気開放弁閉状態における流路方向に沿った断面を示す縦断面図、図１１は本実施形態の大気開放弁開状態における流路方向に沿った断面を示す縦断面図、図１２は圧力開放機構の断面における圧力印加状態の異なる断面領域を示す断面説明図である。

本実施形態では、圧力開放機構１２０″が基本的には第１実施形態と同様の構造を有するが、可動支持部材１２１の端部１２１ｇを付勢する弾性部材１２３の代わりに、可動支持部材１２１″の弁ガイド部１２１ｄ″に設けられた段差部１２１ｈと大気開放管１０３″の内部に設けられた段差部１０３ｃとの間に圧縮状態で保持された弾性部材１２５が大気開放路１０３Ｌ″内に配置されている点で異なる。

上記のように構成すると、大気開放口１０３ａ″を閉鎖する部位（すなわち、開口縁１０３ｂ″に当接する弁体部１２１ｃ及び弁シール部１２２ｃ並びに弁ガイド部１２１ｄ″）に弾性部材１２５の弾性力を直接加えて大気開放口１０３ａ″を開放させることができるので、非常時の開弁動作を確実に行うことができる。もちろん、本実施形態において第１実施形態と同様の弾性部材１２３を併用してもよい。

なお、本実施形態では、図１０及び図１１に示すように、大気開放口１０３ａ″の先の大気開放管１０３の内面に段差部１０３ｄを設け、該段差部１０３ｄに弁ガイド部１２１ｄ″が当接することで、通常時において弁シール部１２２ｃに過剰な閉鎖力が加わらないようにしている。これは、ほとんどの使用態様では大気開放口１０３ａ″の開口縁１０３ｂ″は弁シール部１２２ｃに常時当接した状態とされるので、過剰な閉鎖力が加わると、弁シール部１２２ｃが劣化し、漏水やシールの固着による開弁動作不良が生ずる危険性が高まるからである。

また、通常時における可動支持部材１２１の姿勢は、上記筒状部１２１ｅの端部１２１ｇと段差部１０２ｄの当接位置と、上記段差部１０３ｄと弁ガイド部１２１ｄ″の当接位置との関係で規定されるので、両当接位置を整合させることで通常時において可動支持部材１２１の姿勢が傾斜することを防止することも可能になる。

図１２に示すように、圧力開放装置１２０″においても、第１実施形態と同様に、一次側の流体圧が加わる断面領域Ａ、二次側の流体圧が加わる断面領域Ｂ、及び、大気圧の加わる断面領域Ｃが存在する。なお、本実施形態の場合、流路部分１０２Ｌの開口縁１０２ｇと大気開放口１０３ａ″の開口縁１０３ｂ″とは、流路部分１０２Ｌと大気開放路１０３Ｌの隣接部分において一体化されている。このように構成すると、流路断面や大気開放口の開口断面を確保しつつ、接続端部１１２の外形をコンパクトに構成できる。

尚、本発明の圧力開放装置及び開閉弁ユニットは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では流路１００Ｌ内に配置された可動支持部材１２１に大気開放口１０３ａを開閉するための弁体部１２１ｃが一体に設けられて両者が連動するように構成されているが、可動支持部と弁体部とを別体で構成し、両者を直接若しくは他のリンク部材等を介して接続することで、可動支持部と弁体部とが連動するように構成してもよい。

また、上記実施形態では逆止弁１２４は可動支持部材１２１の流通孔１２１ａの内部に保持されているが、例えば可動部に保持された状態であれば、可動部の上流側や下流側に逆止弁１２４が配置されていても構わない。さらに、流量計１１０及び電磁弁１３０は圧力開放機構１２０の機能に直接関係せず独立して機能するものであるため、それらの配置が変化しても本願の趣旨が変わるものではない。

第１実施形態の流路方向に沿った断面を示す通常時の縦断面図。 第１実施形態の圧力開放機構の流路方向と直交する断面構造を示す縦断面図。 第１実施形態の圧力開放機構の異なる圧力が印加される断面領域を示す説明図。 第１実施形態の流路方向に沿った断面を示す非常時の縦断面図。 従来の圧力開放装置と本発明に係る圧力開放装置の構成を対比して示す基本構成図。 第２実施形態の流路方向に沿った断面を示す通常時の縦断面図。 第３実施形態の流路方向に沿った断面を示す通常時の縦断面図。 第３実施形態の流路方向に沿った断面を示す非常時の縦断面図。 第３実施形態の圧力開放機構の異なる圧力が印加される断面領域を示す説明図。 第４実施形態の流路方向に沿った断面を示す通常時の縦断面図。 第４実施形態の流路方向に沿った断面を示す非常時の縦断面図。 第４実施形態の圧力開放機構の異なる圧力が印加される断面領域を示す説明図。

符号の説明

１００…開閉弁ユニット（圧力開放装置）、１００Ｌ…流路、１０１…一次側管体、１０２…二次側管体、１１０…流量計、１２０…圧力開放機構、１２１…可動支持部材、１２１ａ…流通孔、１２１ｂ…開口枠部、１２１ｃ…弁体部、１２２…ダイヤフラム、１２３…弾性部材、１２４…逆止弁、１３０…電磁弁（開閉弁）、１４０…二次側逆止弁

Claims (7)

1. 流体を一次側から二次側へ供給するための流路と、
   該流路に沿った流通孔を構成するとともに一次側と二次側の流体圧差に基づいて生ずる力により前記流路内において流路方向に移動可能に配置される可動部、及び、該可動部と連動する弁体部を有する可動体と、
   前記流路に開口するとともに前記弁体部に対向配置され、前記可動部が一次側に配置されるときには前記弁体部が離間して開放され、前記可動部が二次側に配置されるときには前記弁体部により閉鎖される大気開放口と、
   を具備することを特徴とする圧力開放装置。
2. 前記可動部に保持される逆止弁をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の圧力開放装置。
3. 前記可動体は、前記流通孔を構成する可動支持部材と、該可動支持部材を前記管壁に移動可能に接続する可撓性膜とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力開放装置。
4. 前記流路には外周側に張り出す外延部が設けられ、前記大気開放口は前記外延部に対して一次側に向けて開口し、
   前記弁体部は、前記大気開放口の一次側に対向配置され、前記流路方向に移動することで前記大気開放口を開閉することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の圧力開放装置。
5. 前記外延部は前記流路の外周部において環状に構成され、前記大気開放口は前記外延部に対して環状に開口することを特徴とする請求項４に記載の圧力開放装置。
6. 前記逆止弁のさらに二次側に二次側逆止弁をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の圧力開放装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の圧力開放装置と、前記流路を開閉する開閉弁とをさらに具備することを特徴とする開閉弁ユニット。

Images