JP2012255471A - Check valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、給湯器の配管等、温水が流れる配管等の内部に配置される逆止弁に関する。 The present invention relates to a check valve disposed inside a pipe or the like through which hot water flows, such as a pipe of a water heater.
低圧冷温水回路や、雑水と上水とを区分する給湯回路等に用いられる逆止弁として、特許文献1には、円筒状のケース内に形成された弁座と、ケース内を移動する弁棒との間で流体の逆流を阻止する逆止弁であって、弁棒に、弁座の周壁頭頂部に当接するディスク状弾性弁体と、このディスク状弾性弁体を弁座の周壁方向に押圧する押圧手段と、ディスク状弾性弁体を支持する受け部とを設けた逆止弁が開示されている。
As a check valve used in a low-pressure cold / hot water circuit, a hot water supply circuit that separates miscellaneous water and clean water, etc.,
上記従来の逆止弁は、押圧手段によってディスク状弾性弁体を弁座の周壁方向に押圧することで、逆流方向に圧力(逆圧)が付加された場合でも漏水を防止することができ、ディスク状弾性弁体を低粘着度、低硬度、高歪のゴム状材料により構成することで毛髪等が挟まった場合でも漏水防止効果を確実に維持することができる。すなわち、当該逆止弁に用いられるゴム弁体は低硬度のゴム材を用いる必要があり、特許文献1には直接的な記載はないが、ゴムとして例えば温水用FKM材を使用する場合には、低硬度の、例えばゴム硬度60Hs程度のものを使用する必要があった。
The conventional check valve can prevent water leakage even when pressure (back pressure) is applied in the backflow direction by pressing the disk-like elastic valve body in the direction of the peripheral wall of the valve seat by the pressing means. By constituting the disc-like elastic valve body with a rubber-like material having low adhesion, low hardness, and high strain, the water leakage preventing effect can be reliably maintained even when hair or the like is caught. That is, the rubber valve body used for the check valve needs to use a rubber material with low hardness, and is not described directly in
しかし、上記低粘着度、低硬度、高歪のゴム状材料は、汎用材ではないため温水に使用すると劣化し易く、耐久性に劣るため、給湯器等の配管内部に組み込むには適さない。また、この材料は撓み易く、高圧の逆圧に耐えることが困難であるため、板厚を厚くする必要があり、その分弁体のリフト量が減少し、流量が制限されるという問題があった。 However, the low-stickiness, low-hardness, and high-distortion rubber-like material is not a general-purpose material, so it easily deteriorates when used in warm water and is inferior in durability, so it is not suitable for incorporation in piping such as a water heater. In addition, since this material is easy to bend and difficult to withstand high-pressure reverse pressure, it is necessary to increase the plate thickness, and accordingly, the lift amount of the valve body is reduced and the flow rate is restricted. It was.
そこで、本発明は、上記従来の逆止弁における問題点に鑑みてなされたものであって、温水の流れる給湯器等の配管内部に好適に用いることができると共に、板厚を厚くしなくとも高圧の逆圧に耐えることができ、所望の流量を確保することのできる逆止弁を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the problems in the above-described conventional check valve, and can be suitably used inside a pipe such as a water heater in which hot water flows, and without increasing the plate thickness. An object of the present invention is to provide a check valve that can withstand a high back pressure and can secure a desired flow rate.
上記目的を達成するため、本発明は、口径が12mm以上22mm以下の配管の内部に組み込まれる逆止弁であって、弁座を有する筒状の本体と、該本体に摺動自在に配置され、フランジ部を備えた弁軸と、温水耐久性のある汎用ゴム材料によって全体的に円板状に形成され、前記弁座に接離する外周部と、該外周部より板厚の厚い円板状の中央部とを備え、該中央部が前記弁軸の前記フランジ部に当接する弁体と、前記弁軸の前記フランジ部を前記弁座側に押圧するコイルばねとを備え、前記配管の内部に存在する流体が前記弁体を前記弁座側に押圧する圧力が弱い場合、及び強い場合の両方の場合において、前記弁体と前記弁座との間の流体の漏洩量が0.5cm3/min以下となる逆止弁において、前記弁体の前記外周部の板厚をt[mm]、前記弁体の前記中央部の外径をD1[mm]、前記弁座の開口径をD2[mm]、シール長さLを、L=(D2−D1)/2としたときに、t≦0.4L−0.04、かつ、t≧0.8を満たすことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a check valve incorporated in a pipe having a diameter of 12 mm or more and 22 mm or less, and a cylindrical main body having a valve seat, and a slidable arrangement on the main body. A valve shaft provided with a flange portion, a general-purpose rubber material having durability with hot water, and formed into a disc shape as a whole, and an outer peripheral portion contacting and separating from the valve seat, and a disc thicker than the outer peripheral portion A valve body that contacts the flange portion of the valve shaft, and a coil spring that presses the flange portion of the valve shaft toward the valve seat side, In both cases where the pressure at which the fluid existing inside presses the valve body toward the valve seat is weak and strong, the amount of fluid leakage between the valve body and the valve seat is 0.5 cm. in 3 / min or less and comprising a check valve, the plate thickness of the outer peripheral portion of the valve body [mm], when the outer diameter of the central portion of the valve body is D1 [mm], the opening diameter of the valve seat is D2 [mm], and the seal length L is L = (D2−D1) / 2 Further, t ≦ 0.4L−0.04 and t ≧ 0.8 are satisfied.
そして、本発明によれば、温水耐久性のある汎用ゴム材料によって弁体を形成し、弁体の外周部の板厚t、弁体の中央部の外径D1、弁座の開口径D2が上記所定の関係を有するように構成することで、配管の内部に存在する流体が弁体を弁座側に押圧する圧力が弱い場合及び強い場合に、弁体と弁座との間の流体の漏洩量を0.5cm3/min以下とすることができる。これにより、温水の流れる給湯器等の配管内部に好適に用いることができると共に、板厚を厚くしなくとも高圧の逆圧に耐えることができ、所望の流量を確保することが可能となる。 According to the present invention, the valve body is formed of a general-purpose rubber material having hot water durability, and the thickness t of the outer peripheral portion of the valve body, the outer diameter D1 of the central portion of the valve body, and the opening diameter D2 of the valve seat are By configuring so as to have the above-mentioned predetermined relationship, the fluid between the valve body and the valve seat can be removed when the pressure that the fluid existing inside the pipe presses the valve body toward the valve seat is weak or strong. The amount of leakage can be 0.5 cm 3 / min or less. Accordingly, it can be suitably used in a pipe such as a hot water heater through which hot water flows, and can withstand a high-pressure counter pressure without increasing the plate thickness, and a desired flow rate can be secured.
上記逆止弁において、前記配管の内部に存在する流体によって前記弁体を前記弁座側に押圧する圧力が弱い場合の該圧力を1.0kPa以下とすることができ、前記配管の内部に存在する流体によって前記弁体を前記弁座側に押圧する圧力が高い場合の該圧力を0.6MPa以上3.5MPa以下とすることができる。 In the check valve, when the pressure that presses the valve body toward the valve seat is weak by the fluid existing in the pipe, the pressure can be set to 1.0 kPa or less and exists in the pipe. When the pressure that presses the valve element toward the valve seat is high by the fluid to be applied, the pressure can be set to 0.6 MPa to 3.5 MPa.
また、上記逆止弁において、前記汎用ゴム材料は、ゴム硬度を70Hsとすることができ、さらに前記ゴムを温水用FKM材の汎用材とすることができる。 In the check valve, the general-purpose rubber material can have a rubber hardness of 70 Hs, and the rubber can be a general-purpose material for a hot water FKM material.
さらにまた、上記逆止弁において、前記弁軸のフランジ部と、前記弁体の外周部の相対向する両面の間隔を1mm以下とすることができ、前記弁体の外径D3を9〜15mm、前記弁座の開口径D2を8〜14mm、前記シール長さLを2.1mm以上とすることができる。 Furthermore, in the above-described check valve, the distance between the opposing surfaces of the flange portion of the valve shaft and the outer peripheral portion of the valve body can be 1 mm or less, and the outer diameter D3 of the valve body is 9 to 15 mm. The opening diameter D2 of the valve seat can be 8 to 14 mm, and the seal length L can be 2.1 mm or more.
また上記逆止弁において、前記弁軸は棒状の基部を備えると共に、該基部は前記本体に設けられたガイド穴に摺動自在に配置されることができる。 In the check valve, the valve shaft includes a rod-like base portion, and the base portion can be slidably disposed in a guide hole provided in the main body.
上記逆止弁において、前記ガイド穴は、その内面がガイド穴両端面より中央部側の内径が小さくなるように形成されることができる。 In the check valve, the guide hole may be formed such that the inner surface of the guide hole has a smaller inner diameter on the center side than both end surfaces of the guide hole.
さらに、上記逆止弁において、前記ガイド穴と前記基部との間には、その軸芯方向に貫通する貫通路が形成されることができる。 Furthermore, in the check valve, a through path that penetrates in the axial direction can be formed between the guide hole and the base portion.
以上のように、本発明によれば、温水の流れる給湯器等の配管内部に好適に用いることができ、板厚を厚くしなくとも高圧の逆圧に耐えることができ、所望の流量を確保することのできる逆止弁を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it can be suitably used in piping such as a hot water heater or the like through which hot water flows, and can withstand high pressure reverse pressure without increasing the plate thickness, ensuring a desired flow rate. A check valve that can be provided can be provided.
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Next, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明にかかる逆止弁の一実施の形態を示し、この逆止弁1は、弁座2bを有する筒状のケース2と、ケース2の左方開口部に装着され、弁軸4を摺動可能に案内するガイド3と、ガイド3によって左右方向に案内される弁軸4と、弁軸4のフランジ部4bに隣接して装着された弁体5と、ガイド3と弁軸4との間に介装され、弁軸4を弁座2b側に押圧するコイルばね6等で構成される。
FIG. 1 shows an embodiment of a check valve according to the present invention. The
ケース2は、円筒状の基部2aと、基部2aの内部において円筒状に左方に突出する弁座2bと、フランジ部2cと、基部2aとフランジ部2cとの間に位置し、逆止弁1が給湯器の配管等の内部に配置された際にシール材を装着するための凹部2dとで構成される。
The
ガイド3は、ケース2の左側の円形開口部に装着されるフランジ部3aと、弁軸4の基部4aを案内するガイド穴3bと、コイルばね6の左端部を収容する凹部3cと、ガイド3を左右方向に貫通する複数の流体通路3dとで構成される。ここで、弁体5をケース2の弁座2bに確実に押圧するため、ガイド3のガイド穴3bの長さL1は、弁軸4の摺動長さL2の1/2以上に設定する。また、同様の目的で、ガイド穴3bの内面は、ガイド穴3bの両端面から凸状、すなわち両端面より中央部側の内径が小さくなるように形成する。さらに、弁軸4の基部4aがガイド3のガイド穴3bを、引っ掛かりが生じることなく滑らかに摺動できるように、基部4aとガイド穴3bとの間の隙間を調整する。
The
弁軸4は、棒状の基部4aと、円板状のフランジ部4bと、基部4aの右端部に位置する半球状部4cとで構成される。フランジ部4bと半球状部4cとの間には弁体5が装着され、フランジ部4bがコイルばね6によってケース2の弁座2b側に付勢される。この例においては、基部4aは円柱状である。
The
弁体5は、温水耐久性のある汎用ゴム材料によって全体的に円板状に形成され、弁座2bに接離する外周部5aと、この外周部5aより板厚の厚い円板状の中央部5bとを備え、中央部5bの左側表面が弁軸4のフランジ部4bの右側表面に当接する。ここで、温水耐久性のある汎用ゴム材料は、例えば温水用FKM材の汎用材(耐久性の高い温水用FKM材料)を使用することができ、そのゴム硬度は約70Hsである。
The
すなわち、従来の逆止弁では、弁体として低硬度(ゴム硬度60Hs程度)のゴム材料を用いていたのに対し、本実施例では、それよりも硬い汎用材を用いることにより、温水での耐久性の向上が図られている。 That is, in the conventional check valve, a rubber material having a low hardness (rubber hardness of about 60 Hs) is used as a valve body, whereas in this embodiment, by using a harder general-purpose material, Durability is improved.
コイルばね6は、ガイド3の凹部3cと弁軸4のフランジ部4bとの間に配置され、弁軸4のフランジ部4bをケース2の弁座2bの方向に付勢し、これにより、弁体5の外周部5aが弁座2bに押圧される。
The
上記構成を有する逆止弁1は、図1に示す状態では、コイルばね6が弁軸4のフランジ部4bを右方に付勢し、これによって弁体5がケース2の弁座2bに押圧され、ケース2の内部の弁室2eの圧力が高まっても、ケース2の弁座2bと弁体5の外周部5aとの当接により、弁室2eの内部の流体が弁座2bの開口を通過して右方へ流れるのを防止する。
In the state shown in FIG. 1, the
一方、ケース2の右方空間2fの流体の圧力が弁室2eよりも高まると、図2に示すように、弁体5の外周部5aが弁座2bから離間して、矢印で示すように流体が左方に流れる。右方空間2fの流体の圧力が弁室2eよりもさらに高まり、コイルばね6の弾性力よりも大きな力が弁体5を介して弁軸4に加わると、弁軸4の基部4aがガイド3のガイド穴3bに案内されながら、弁軸4の全体が左方へ移動し、弁座2bと外周部5aとの間の間隔がさらに大きくなり、より多くの流体が流れることとなる。
On the other hand, when the pressure of the fluid in the right space 2f of the
次に、上記逆止弁1の試験例について、図3を中心に参照しながら説明する。
Next, a test example of the
図1に示すように、弁体5の外周部5aの板厚をt[mm]、中央部5bの外径をD1[mm]、ケース2の弁座2bの開口径をD2[mm]とし、シール長さLを、L=(D2−D1)/2と定義する。
As shown in FIG. 1, the plate thickness of the outer peripheral portion 5a of the
試験に用いた逆止弁1は、口径(内径)20mmの配管内部に組み込まれるもの(すなわち、逆止弁1の外形は20mmより若干小さい寸法)であって、弁体の外周部5aとフランジ部4bとの間隔は約1mm、弁体5の外径D3は13mm、弁座の開口径D2は12mmとし、弁体5の材質は上述のように、ゴム硬度70Hsの温水用FKM材料(汎用材)を用いた。
The
上記シール長さLと、弁体5の外周部5aの板厚tを変化させ、ケース2の弁室2eに比較的弱い複数種の所定の圧力を加えて弁体5と弁座2bとの間の流体の漏洩量が0.5cm3/min以下となった場合を図3にプロットした。図中で、△印が1.0kPa以下の複数種の圧力を加えた場合、一方、□印が1.0kPaを超える複数種の圧力を加えた場合を示す。
The seal length L and the plate thickness t of the outer peripheral portion 5a of the
同図より、t≦0.4L−0.04であれば、1.0kPa以下の圧力を加えた場合に、弁体5と弁座2bとの間の流体の漏洩量が0.5cm3/min以下となり、弁室2eに存在する流体が弁体5を弁座2b側に押圧する圧力が弱い場合に、漏洩量を所定の値以下に抑えることができることが判る。
From the same figure, when t ≦ 0.4L−0.04, when a pressure of 1.0 kPa or less is applied, the amount of fluid leakage between the
次に、上記シール長さLと、弁体5の外周部5aの板厚tを変化させ、ケース2の弁室2eに比較的強い複数種の所定の圧力を加えて弁体5と弁座2bとの間の流体の漏洩量が0.5cm3/min以下となった場合を図3にプロットした。図中で、*印が0.6MPaに満たない複数種の圧力を加えた場合、一方、○印が0.6MPa以上、3.5MPa以下の複数種の圧力を加えた場合を示す。
Next, the seal length L and the plate thickness t of the outer peripheral portion 5a of the
同図より、t≧0.8であれば、0.6MPa以上、3.5MPa以下の圧力を加えた場合に、弁体5と弁座2bとの間の流体の漏洩量が0.5cm3/min以下となり、弁室2eに存在する流体が弁体5を弁座2b側に押圧する圧力が強い場合に、漏洩量を所定の値以下に抑えることができることが判る。
From the same figure, when t ≧ 0.8, when a pressure of 0.6 MPa or more and 3.5 MPa or less is applied, the amount of fluid leakage between the
尚、上記実施の形態においては、弁体5を、外周部5aと、この外周部5aより板厚の厚い円板状の中央部5bとを備え、中央部5bが外周部5aの両表面から突出するように構成したが、図4に示すように、弁体5に代えて弁体15を用い、弁体15の中央部15bを、外周部15aの一方の表面から突出するように構成してもよい。この構成でも、弁軸4のフランジ部4bと弁体15の外周部15aとの間に隙間が形成され、上記弁体5を用いた場合と同様の効果を奏する。
In the above embodiment, the
さて、口径20mmの配管に取り付けられる逆止弁1の実施例を上述したが、本発明はこの口径の逆止弁のみに限定されることはなく、図3に示したシール長さLと板厚tの関係を満たしていれば、口径20mm以外の配管に適用されても良いことは当然である。
Now, the embodiment of the
例えば、口径12mm以上、22mm以下の配管内部に組み込まれる逆止弁においては、弁体の外径D3は9〜15mm、弁座の開口径D2は8〜14mmであれば良い。 For example, in a check valve incorporated in a pipe having a diameter of 12 mm or more and 22 mm or less, the outer diameter D3 of the valve body may be 9 to 15 mm and the opening diameter D2 of the valve seat may be 8 to 14 mm.
また、逆止弁1の弁軸4の基部4aとガイド3のガイド穴3bの関係については、図5(a)〜(e)に示すように種々採用することができる。これらの図は、図1のA−A断面に相当する図であって、弁軸4とガイド3以外の構成要素の図示を省略している。
The relationship between the base 4a of the
図5(a)は、上記試験例における弁軸4の基部4aとガイド3のガイド穴3bを示し、図5(b)〜(e)は他の構成例を示す。これらにおいては、弁軸4の基部4aがガイド3のガイド穴3bを滑らかに摺動できるように構成すると共に、基部4aとガイド穴3bの間に、基部4aの軸芯方向(弁軸4の軸芯方向)に貫通する貫通路4d〜4gを形成し、基部4aとガイド穴3bとの間に異物が侵入した場合でも容易に逃がすことができ、ガイド穴3bにおける基部4aの摺動不良を防止できて好ましい。
Fig.5 (a) shows the base 4a of the
図5(b)の例においては、弁軸4の基部4aにその軸芯方向に断面矩形状の溝が形成されることにより、該溝とガイド穴3bとの間に断面矩形状の貫通路4dが形成されている。
In the example of FIG. 5B, a groove having a rectangular cross section is formed in the base portion 4a of the
同図(c)の例においては、基部4aを断面三角形に構成することにより、基部4aとガイド穴3bとの間に3つの貫通路4eが形成されている。 In the example of FIG. 5C, the base portion 4a is configured to have a triangular cross section, so that three through passages 4e are formed between the base portion 4a and the guide hole 3b.
同図(d)の例においては、基部4aを断面十字状に形成することにより、基部4aとガイド穴3bとの間に4つの貫通路4fが形成されている。 In the example of FIG. 4D, the base portion 4a is formed in a cross-shaped cross section, so that four through passages 4f are formed between the base portion 4a and the guide hole 3b.
同図(e)の例においては、ガイド穴3bを断面6角状に構成することにより、円柱状の基部4aとガイド穴3bとの間に6つの貫通路4gが形成されている。 In the example shown in FIG. 6E, the guide hole 3b is configured to have a hexagonal cross section, so that six through passages 4g are formed between the columnar base 4a and the guide hole 3b.
いずれの場合も、当該逆止弁内を通過する流体に混入される異物は、前記貫通路4d〜4gを介して下流側に排出される。 In any case, the foreign matter mixed in the fluid passing through the check valve is discharged downstream through the through passages 4d to 4g.
またいずれの場合も、ガイド穴3bの内面は、ガイド穴3bの両端面から凸状、すなわち両端面より中央部側の内径が小さくなるように形成されても良い。 In any case, the inner surface of the guide hole 3b may be formed so as to protrude from both end faces of the guide hole 3b, that is, the inner diameter on the center side is smaller than both end faces.
1 逆止弁
2 ケース
2a 基部
2b 弁座
2c フランジ部
2d 凹部
2e 弁室
2f 右方空間
3 ガイド
3a フランジ部
3b ガイド穴
3c 凹部
3d 流体通路
4 弁軸
4a 基部
4b フランジ部
4c 半球状部
4d〜4g 貫通路
5 弁体
5a 外周部
5b 中央部
6 コイルばね
15 弁体
15a 外周部
15b 中央部
DESCRIPTION OF
Claims (12)
弁座を有する筒状の本体と、
該本体に摺動自在に配置され、フランジ部を備えた弁軸と、
温水耐久性のある汎用ゴム材料によって全体的に円板状に形成され、前記弁座に接離する外周部と、該外周部より板厚の厚い円板状の中央部とを備え、該中央部が前記弁軸の前記フランジ部に当接する弁体と、
前記弁軸の前記フランジ部を前記弁座側に押圧するコイルばねとを備え、
前記配管の内部に存在する流体が前記弁体を前記弁座側に押圧する圧力が弱い場合、及び強い場合の両方の場合において、前記弁体と前記弁座との間の流体の漏洩量が0.5cm3/min以下となる逆止弁において、
前記弁体の前記外周部の板厚をt[mm]、前記弁体の前記中央部の外径をD1[mm]、前記弁座の開口径をD2[mm]、シール長さLを、L=(D2−D1)/2としたときに、
t≦0.4L−0.04、かつ、t≧0.8を満たすことを特徴とする逆止弁。 A check valve incorporated in a pipe having a diameter of 12 mm or more and 22 mm or less,
A cylindrical body having a valve seat;
A valve shaft slidably disposed on the main body and provided with a flange portion;
A general-purpose rubber material with durability against hot water is formed in a disc shape as a whole, and includes an outer peripheral portion that contacts and separates from the valve seat, and a disc-shaped central portion that is thicker than the outer peripheral portion. A valve body that abuts against the flange portion of the valve shaft;
A coil spring that presses the flange portion of the valve shaft toward the valve seat,
The amount of fluid leakage between the valve body and the valve seat is small in both cases where the pressure of the fluid existing inside the pipe pressing the valve body toward the valve seat is weak and strong. In a check valve that is 0.5 cm 3 / min or less,
The plate thickness of the outer peripheral portion of the valve body is t [mm], the outer diameter of the central portion of the valve body is D1 [mm], the opening diameter of the valve seat is D2 [mm], the seal length L, When L = (D2−D1) / 2,
A check valve characterized by satisfying t ≦ 0.4L−0.04 and t ≧ 0.8.
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