JP2012172747A - 差圧作動型三方弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸入口の加圧が停止されたときに流体の吸入口への逆流を防止する。
【解決手段】 容器４に設けた吸入口７ａと吸入口側空気室１７とは、吸入口弁座８ａを介して連通している。容器４に互いに隣接して設けた排出口１２ａと吐出口１３ａとは、排出口弁座１２ｂおよび吐出口側空気室１８を介して連通されている。弁体１５には、吸入口７ａと吐出口１３ａとを連通する連通路１５ｃが設けられている。吸入口７ａが加圧されているときは、吸入口弁座８ａを介して吸入口７ａと吸入口側空気室１７とが連通している。一方、吸入口７ａが加圧されていないときは、弁体１５の弁本体１５ａが吸入口弁座８ａに圧接し、吸入口７ａと吐出口１３ａおよび排出口１２ａとの間を遮断する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、急排機構を有する差圧作動型三方弁に関するものである。

従来の差圧作動型三方弁として、特許文献１に記載されたものがある。これを図４および図５に基づいて説明する。図４に全体を符号１０１で示す従来の差圧作動型三方弁は、吸入口１０２を有する吸入口側容器１０３と、吐出口１０４を有する吐出口側容器１０５と、弁体としてのパッキン１０６と、このパッキン１０６を付勢する圧縮コイルばね１０７とによって、概ね構成されている。パッキン１０６には流通口１０８が設けられており、このパッキン１０６は両容器１０３，１０５に挟まれボルト１０９およびナット１１０によって締結されている。吐出口１０４に隣接して排出口１１１が設けられており、これら吐出口１０４と排出口１１１とは吐出口弁座１１２を介して連通されている。上記圧縮コイルばね１０７は吐出口１０４に連通された凹部１１３に遊挿されており、パッキン１０６を吸入口１０２側に付勢している。

このような構成において、吸入口側容器１０３とパッキン１０６とによって囲まれた空気室１０２，１１４が加圧されているときは、パッキン１０６が吐出口弁座１１２に圧接し排出口１１１への流路は遮断され、加圧された空気室１０２，１１４の流体はパッキン１０６の流通口１０８を通過し、吐出口側容器１０５に設けられた凹部１１５を介して吐出口１０４へ供給される。一方、吸入口１０２側の加圧が停止すると、圧縮コイルばね１０７の付勢力によりパッキン１０６が吸入口１０２側に押圧され、吐出口１０４と排出口１１１とが吐出口弁座１１２を介して連通した状態となり、吐出口１０４内が大気圧となる。このように、吐出口１０４内の圧力を即時に大気圧に戻す急排機能を有している。

特開平１−２３２９３０号公報

上述したような従来の差圧作動型三方弁においては、吸入口１０２側の加圧が停止した場合、吐出口１０４と排出口１１１と吸入口１０２とがパッキン１０６の流通口１０８を介して連通された状態になっている。このため、図５に示すように、吐出口１０４に給湯器３０を接続し、吸入口１０２に加圧ポンプ装置３１を接続した場合、吸入口１０２側の加圧が停止したとき、給湯器３０内が加熱状態のときに発生する水蒸気で加圧されると、吐出口１０４、パッキン１０６の流通口１０８、吸入口１０２を介して加圧ポンプ装置３１へ水蒸気が侵入するおそれがあった。

本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、吸入口の加圧が停止されたときに流体の吸入口への逆流を防止することにある。

この目的を達成するために、本発明は、吸入口および吐出口ならびにこの吐出口に隣接した排出口を有する容器と、前記吸入口と吸入口弁座を介して連通する空間と、この空間と前記吐出口とを連通させる連通路が設けられ、前記吸入口が加圧されているときは、前記吸入口弁座を介して前記吸入口と前記空間とを連通させる弁体とを備え、前記吸入口が加圧されていないときは、前記弁体が前記吸入口弁座に圧接し前記吸入口と前記吐出口および前記排出口との間を遮断するものである。

本発明は、前記発明において、前記弁体を、吸入口弁座に圧接する弁本体と、この弁本体を前記容器に支持する支持部とによって一体に形成し、前記弁本体の厚みを前記支持部の厚みよりも厚く形成したものである。

本発明は、前記発明のうちのいずれかの発明において、前記吸入口弁座に前記吸入口を囲むリング状の凸部を設けたものである。

本発明によれば、吸入口が加圧されていないときは、弁体が吸入口弁座に圧接し吸入口と吐出口および排出口との間を遮断することにより、吸入口への流体の逆流を防止することができる。

前記発明のうちの一つの発明によれば、弁本体の剛性を高くすることにより、弁本体が吸入口弁座に圧接したときのひずみを小さくすることができるので弁体による吸入口の密閉性がより一層向上する。

前記発明のうちの一つの発明によれば、弁体が吸入口弁座に圧接したとき吸入口弁座に突設した凸部が弁体に食い込むため、弁体による吸入口の密閉性がより増すので逆流をより一層確実に防止することができる。

本発明に係る差圧作動型三方弁において、吸入口が加圧されていない状態を示す断面図である。 本発明に係る差圧作動型三方弁において、吸入口が加圧されている状態を示す断面図である。 本発明に係る差圧作動型三方弁を用いた自動給湯器の構成図である。 従来の差圧作動型三方弁の断面図である。 従来の差圧作動型三方弁を用いた自動給湯器の構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。

図１に全体を符号１で示す本発明に係る差圧作動型三方弁は、共に底部５，１０が平面視四角形の有底筒状に形成された吸入口容器２および吐出口容器３からなる容器４を備えている。吸入口容器２は、底部５と筒部６とからなり、底部５の中央部に吸入口７ａを有する吸入円筒部７が吸入口容器２の外側に向かって突設されている。また、この吸入円筒部７に対応して、吸入口容器２の内側には円筒部８が突設されており、この円筒部８の上面は、吸入口７ａと後述する吸入口側空気室１７とを連通させる吸入口弁座８ａを形成し、この吸入口弁座８ａには、吸入口７ａを囲むリング状の凸部８ｂが突設されている。

吐出口容器３は、底部１０と筒部１１とからなり、底部１０の中央部には、上記吸入円筒部７に対応して、大気に開放された排出口１２ａを有する排出円筒部１２が吐出口容器３の内側と外側に向かって突設されている。この排出円筒部１２の吐出口容器３の内側に突設された下端面は、排出口１２ａと後述する吐出口１３ａとを連通する排出口弁座１２ｂを形成している。吐出口容器３の底部１０には、上記排出筒部１２に隣接して、吐出口１３ａを有する吐出円筒部１３が吐出口容器３の外側に向かって突設されている。また、吐出口容器３の底部１０の内側には、排出円筒部１２と同心円上に形成された凹部１４が設けられている。

１５は全体がゴム等の弾性材によって円板状に形成された弁体であって、中央部に位置し上記吸入口弁座８ａおよび排出口弁座１２ｂに選択的に圧接される円板状に形成された弁本体１５ａと、この弁本体１５ａの周囲に設けられた支持部１５ｂとによって一体に形成されている。このうち、弁本体１５ａには、後述する吸入口側空気室１７および吐出口側空気室１８を介して、吸入口７ａと吐出口１３ａとを連通する小孔である連通路１５ｃが設けられている。また、この弁本体１５ａは、吸入口弁座８ａおよび排出口弁座１２ｂを圧接する際、ひずみが発生しない程度の剛性を有しており、支持部１５ｂよりも厚みが厚く形成されている。支持部１５ｂは、撓みやすいように断面が湾曲状に形成されている。

この弁体１５は、支持部１５ｂの外周部を吸入口容器２および吐出口容器３の各筒部６，１１の互いの接合面６ａ，１１ａ間に挟み、吸入口容器２と吐出口容器３とを通しボルトとナットによる締結またはばねによって結合させることにより、容器４に支持される。このように、弁体１５が容器４に支持されることにより、吸入口容器２と弁体１５との間に、吸入口弁座８ａを介して吸入口７ａと連通路１５ｃとを連通させる円筒状の吸入口側空気室１７が形成される。同時に、吐出口容器３と弁体１５との間に、排出口弁座１２ｂを介して排出口１２ａと吐出口１３ａとを連通させる円筒状の吐出口側空気室１８が形成される。２０は凹部１４と弁体１５の弁本体１５ａ間に弾装された圧縮コイルばねであって、弁本体１５ａを吸入口弁座８ａ側（矢印Ａ方向）に押圧する。

このような構成において、吸入口７ａ側が加圧されると、吸入口７ａに供給された空気は、吸入口側空気室１７から小孔である流通路１５ｃを通り、吐出口側空気室１８へ入る。この小孔である流通路１５ｃを通ることにより圧力損失が発生し、吐出口側空気室１８内の空気の圧力よりも吸入口側空気室１７内の空気の圧力の方が高くなる。したがって、吸入口側空気室１７内の空気の圧力が圧縮コイルばね２０の弾発力よりも大きくなると、図２に示すように流体の圧力によって弁体１５が圧縮コイルばね２０の弾発力に抗して矢印Ｂ方向へ押し上げられ、弁本体１５ａが排出口弁座１２ｂを圧接し、排出口１２ａと吐出口１３ａとの間が遮断される。同時に、吸入口弁座８ａを介して吸入口７ａと吸入口側空気室１７とが連通される。したがって、吸入口７ａに吸入された流体は、矢印に示すように、吸入口弁座８ａを介して、吸入口側空気室１７、流通路１５ｃ、吐出側空気室１８を通って、吐出口１３ａから吐出される。

一方、吸入口７ａ側の加圧を停止し、吸入口７ａへの空気の供給が停止すると、吸入口側空気室１７内の圧力が流通路１５ｃを通り、吸入口側空気室１７内の圧力と吐出口側空気室１８内の圧力が同じになると、図１に示すように圧縮コイルばね２０の弾発力によって弁体１５が矢印Ａ方向へ押し下げられて、排出口弁座１２ｂを介して排出口１２ａと吐出口１３ａとが連通され、吐出口１３ａ内が大気圧となる。このように、吐出口１３ａ内の圧力を即時に大気圧に戻す急排機能を有している。同時に、弁本体１５ａが吸入口弁座８ａに圧接し、吸入口７ａと吸入口側空気室１７との間、すなわち吸入口７ａと排出口１２ａおよび吐出口１３ａとの間が遮断される。

このように、吸入口７ａ側の加圧を停止すると、弁体１５の弁本体１５ａが吸入口弁座８ａに圧接し、吸入口７ａと排出口１２ａおよび吐出口１３ａとの間を遮断するため、吐出口１３ａ側から吸入口７ａへの流体の逆流を防止することができる。しかも、吸入口弁座８ａに凸部８ｂを設けたことにより、弁本体１５ａが吸入口弁座８ａに圧接した際、弁本体１５ａが弾性変形して凸部８ｂが弁本体１５ａに食い込む。したがって、弁体１５による吸入口７ａの密閉性がより増すため、吐出口１３ａ側から吸入口７ａへの流体の逆流をより一層確実に防止することができる。

また、弁本体１５ａが吸入口弁座８ａに圧接したとき、弁本体１５ａの厚みが支持部１５ｂの厚みよりも厚く形成され、充分な剛性を有しているため、弁本体１５ａにひずみが発生しない。このため、弁本体１５ａと吸引口弁座８ａとの密着状態が維持されるから、吸入口７ａと排出口１２ａおよび吐出口１３ａとの間をより一層確実に遮断でき、吐出口１３ａ側から吸入口７ａへの流体の逆流をより一層確実に防止することができる。

このように、吸入口７ａ側の加圧を停止すると、弁体１５の弁本体１５ａが吸入口弁座８ａに圧接し、吸入口７ａと排出口１２ａおよび吐出口１３ａとの間を遮断するため、図３に示すように、吐出口１３ａに給湯器３０を接続し、吸入口７ａに加圧ポンプ装置３１を接続した場合、吸入口７ａ側の加圧が停止したとき、給湯器３０内が加熱状態のときに発生する水蒸気で加圧されたとしても、吐出口１３ａ、吐出口側空気室１８、弁体１５の流通路１５ｃ、吸入口側空気室１７、吸入口７ａを介して加圧ポンプ装置３１へ水蒸気が侵入するようなことがない。

なお、本実施の形態においては、排出口１２ａを吸入口７ａに対向させ、排出口１２ａと吐出口１３ａとの間に吐出口側空気室１８を設けた例を説明したが、この構造のものに限定されることはなく、例えば、特開平１−２３２９３０号公報の第３図〜第５図に示すように、吸入口に吐出口を対向させ、吐出口を有する容器の底部に吸入口からの加圧空気を吐出口に導く細い溝を設けた構造のものにも適用できることはいうまでのないことである。また、本実施の形態においては、流体を空気とした例を説明したが、液体としてもよく、その場合、空気室１７，１８を液体室とすればよい。また、吸入口容器２および吐出口容器３の底部５，１０を共に平面視四角形に形成した例を説明したが、底部５，１０を共に平面視円形に形成したものでもよく、その場合、吸入口容器２と吐出口容器３とを通しボルトとナットによる締結またはばねによって結合させるのではなく、吸入口容器２および吐出口容器３の各筒部６，１１の互いの接合面６ａ，１１ａを溶着によって接合するようにすればよく、種々の設計変更が可能である。

１…差圧作動型三方弁、２…吸入口容器、３…吐出口容器、４…容器、７ａ…吸入口、８ａ…吸入口弁座、８ｂ…凸部、１２ａ…排出口、１３ａ…吐出口、１５…弁体、１５ａ…弁本体、１７…吸入口側空気室、１８…吐出口側空気室、２０…圧縮コイルばね、３０…給湯器、３１…加圧ポンプ装置。

Claims (3)

1. 吸入口および吐出口ならびにこの吐出口に隣接した排出口を有する容器と、前記吸入口と吸入口弁座を介して連通する空間と、この空間と前記吐出口とを連通させる連通路が設けられ、前記吸入口が加圧されているときは、前記吸入口弁座を介して前記吸入口と前記空間とを連通させる弁体とを備え、
   前記吸入口が加圧されていないときは、前記弁体が前記吸入口弁座に圧接し前記吸入口と前記吐出口および前記排出口との間を遮断することを特徴とする差圧作動型三方弁。
2. 前記弁体を、前記吸入口弁座に圧接する弁本体と、この弁本体を前記容器に支持する支持部とによって一体に形成し、前記弁本体の厚みを前記支持部の厚みよりも厚く形成したことを特徴とする請求項１記載の差圧作動型三方弁。
3. 前記吸入口弁座に前記吸入口を囲むリング状の凸部を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の差圧作動型三方弁。

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