JP2013143106A

JP2013143106A - 水用減圧弁

Info

Publication number: JP2013143106A
Application number: JP2012004430A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Miyata; 充宮田
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2013-07-22

Abstract

【課題】一次圧室での水の凍結による弁筐の破損を特別の部材を設けずに防止できるようにする。
【解決手段】一次圧室１０３と二次圧室１０４とを連通する弁孔１０５と、弁孔に一次圧室を挟んで対向する隔壁１０６とを有する弁筐と、二次圧室に連通する感圧室１０７を隔壁との間に画成するダイヤフラム１０８と、ダイヤフラムを隔壁側に付勢するバネ１１０と、ダイヤフラムに連結される弁軸１１１の先端に連結され、弁孔を二次圧室側から閉塞可能な弁体１１２とを備える水用減圧弁であって、弁筐の弁孔に対向する端面を開放面とし、この開放面に蓋体１１３を装着するものにおいて、感圧室１０７を含む二次圧室１０４の容積を一次圧室１０３の容積より大きくする。蓋体１１３は、開き側に変位した弁体１１２を受け入れる凹形に窪んだ板金製部材で構成され、蓋体１１３の周壁部の一部が弁体１１２の周面の一部に所定の小間隙を存して近接対向する。
【選択図】図３

Description

本発明は、主として貯湯タンクに給水する給水路に介設される水用減圧弁に関する。

従来、この種の水用減圧弁として、入水口及び出水口と、入水口に連通する一次圧室と、出水口に連通する二次圧室と、一次圧室と二次圧室とを連通する弁孔と、弁孔に一次圧室を挟んで対向する隔壁とを有する弁筐と、二次圧室に連通する感圧室を隔壁の一次圧室とは反対側の面との間に画成するダイヤフラムと、ダイヤフラムを隔壁側に付勢するバネと、ダイヤフラムに連結され、隔壁に形成した透孔に水密且つ摺動自在に嵌合するピストン部を有すると共に先端部が弁孔に遊挿される弁軸と、弁軸の先端に連結され、弁孔を二次圧室側から閉塞可能な弁体とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このものでは、通水時に、弁体がダイヤフラムに感圧室を介して作用する二次圧で閉じ側に押圧されると共にバネで開き側に押圧されて、二次圧がバネの付勢力に応じた一次圧より低い所定圧に保持され、一次圧と二次圧との差圧が発生しなくなる通水停止時には、弁体が弁孔を閉塞する閉じ位置に変位する。

また、弁筐の弁孔に対向する二次圧室側の端面を開放面とし、この開放面を通して弁軸に弁体を連結した後、開放面に蓋体を装着している。尚、開放面は、弁体が弁孔から離れる開き側に変位しても開放面から弁体が突出しないように形成されており、蓋体は、平板状の樹脂製部材で構成されている。

ところで、水用減圧弁では、弁筐内での水の凍結による体積膨張で弁筐が破損することがある。ここで、二次圧室で水が凍結しても、凍結による体積膨張をダイヤフラムの撓みによりある程度は吸収できるため、弁筐の破損は生じにくいが、一次圧室で水が凍結すると、弁筐の破損を生じ易くなる。

そこで、特許文献１に記載のものでは、一次圧室と感圧室とを接続する常閉型のバイパス弁を設けている。これによれば、一次圧室での水の凍結による体積膨張で一次圧室の内圧がある程度上昇すると、バイパス弁が開弁して、体積膨張をダイヤフラムで吸収できるようになり、弁筐が破損しにくくなる。
然し、上記従来例の水用減圧弁では、バイパス弁が必要になるため、構造が複雑になってコストアップを招く不具合がある。

特許第４２９０２００号公報

本発明は、以上の点に鑑み、一次圧室での水の凍結による弁筐の破損をバイパス弁を設けずに効果的に防止できるようにした低コストの水用減圧弁を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、入水口及び出水口と、入水口に連通する一次圧室と、出水口に連通する二次圧室と、一次圧室と二次圧室とを連通する弁孔と、弁孔に一次圧室を挟んで対向する隔壁とを有する弁筐と、二次圧室に連通する感圧室を隔壁の一次圧室とは反対側の面との間に画成するダイヤフラムと、ダイヤフラムを隔壁側に付勢するバネと、ダイヤフラムに連結され、隔壁に形成した透孔に水密且つ摺動自在に嵌合するピストン部を有すると共に先端部が弁孔に遊挿される弁軸と、弁軸の先端に連結され、弁孔を二次圧室側から閉塞可能な弁体とを備える水用減圧弁であって、弁筐の弁孔に対向する二次圧室側の端面を開放面とし、この開放面に蓋体を装着するものにおいて、感圧室を含む二次圧室の容積は、一次圧室の容積より大きく、開放面は、弁体が弁孔から離れる開き側に変位したときに開放面から弁体が突出するように形成され、蓋体は、開放面から突出した弁体を受け入れる凹形に窪んだ板金製部材で構成され、蓋体の周壁部の一部が開放面から突出した弁体の周面の一部に所定の小間隙を存して近接対向することを特徴とする。

本発明によれば、容積の小さな一次圧室で二次圧室よりも早く水が凍結し始め、体積膨張による一次圧室の内圧上昇で弁体が閉じ位置から開き側に変位する。また、板金製部材から成る蓋体は熱容量が小さいため、蓋体の内表面で水が早期に凍結し、弁体が一旦開き側に変位すると、弁体の周面の一部に近接対向する蓋体の周壁部分の内表面で凍結した氷によって弁体が開き位置にロックされる。従って、二次圧室で水が凍結して二次圧室の内圧が上昇しても弁体は閉じ位置に復帰せず、一次圧室と二次圧室とが連通状態に維持されて、一次圧室での水の凍結による体積膨張が二次圧室と感圧室とを介してダイヤフラムの撓みで吸収され、弁筐の破損が効果的に防止される。

尚、一次圧室及び二次圧室での水の凍結による体積膨張がダイヤフラムの撓みで吸収しきれなくなった場合には、一次圧室及び二次圧室の内圧が弁筐の耐圧値まで上昇して、弁筐の破損を生ずる可能性がある。

そのため、本発明においては、入水口に入水側配管部材を抜け止めする入水側止め具と、出水口に出水側配管部材を抜け止めする出水側止め具を備え、出水側止め具の強度は、二次圧室の内圧が弁筐の耐圧値に達する前に出水側止め具が変形して出水側配管部材の抜け止めが解除されるように設定され、入水側止め具の強度は、一次圧室の内圧が出水側止め具の変形を生ずる圧力に上昇しても、入水側配管部材の抜け止めが解除されないように、出水側止め具の強度よりも高く設定されることが望ましい。

これによれば、一次圧室及び二次圧室での水の凍結による体積膨張がダイヤフラムの撓みで吸収しきれなくなっても、二次圧室の内圧が弁筐の耐圧値に達する前に出水側止め具が変形して出水側配管部材が出水口から抜けるため、二次圧室の内圧及び二次圧室と連通状態に維持される一次圧室の内圧はそれ以上上昇しなくなり、弁筐の破損が防止される。また、入水側止め具は出水側止め具よりも高強度であるため、入水側配管部材が入水口から抜けることはなく、解凍時に入水側配管部材と入水口との間から多量の水漏れを生ずることも防止できる。

本発明の実施形態の水用減圧弁を備える貯湯式給湯装置の回路図。実施形態の水用減圧弁の斜視図。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図。図３のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図。

図１は、貯湯タンク１を備える貯湯式給湯装置を示している。貯湯タンク１の底部には、本発明の実施形態の水用減圧弁Ａを介設した給水路２が接続されており、給水路２から貯湯タンク１に供給された冷水を図示省略したヒートポンプやヒータ等の熱源で加熱し、貯湯タンクの１の頂部に接続した出湯路３を介して高温水が湯水混合弁４に供給されるようにしている。湯水混合弁４には、減圧弁Ａの下流側の給水路２の部分から分岐給水管２ａを介して冷水も供給される。湯水混合弁４の出口には給湯路５が接続されており、給湯路５の下流端の出湯栓５ａを開いたときに、湯水混合弁４で高温水と冷水とが混合されて、所定の設定温度の温水が出湯栓５ａから出湯される。

図２乃至図４を参照して、水用減圧弁Ａは、給水路２の上流側部分を構成する入水側配管部材２１を接続する横方向一側の入水口１０１と、給水路２の下流側部分を構成する出水側配管部材２２を接続する横方向他側の出水口１０２と、入水口１０１に連通する一次圧室１０３と、出水口１０２に連通する二次圧室１０４と、一次圧室１０３と二次圧室１０４とを連通する弁孔１０５と、弁孔１０５に一次圧室１０３を挟んで対向する隔壁１０６とを有する樹脂製の弁筐１００を備えている。一次圧室１０３は、入水口１０１から横方向内方にのびる円筒状に形成され、その横方向内端部に一次圧室１０３と二次圧室１０４とを仕切る有底半円筒状の仕切壁１０３ａが設けられ、この仕切壁１０３ａの底部に弁孔１０５が開設され、一次圧室１０３の上面に隔壁１０６が設けられている。

水用減圧弁Ａは、更に、隔壁１０６の一次圧室１０３とは反対側の面（上面）との間に二次圧室１０４に連通する感圧室１０７を画成するダイヤフラム１０８と、ダイヤフラム１０８を覆うカバー１０９の上端部に螺入した調整ねじ１０９ａにより位置調整自在なバネ受け１１０ａとダイヤフラム１０８との間に縮設され、ダイヤフラム１０８を隔壁１０６側に付勢するバネ１１０と、ダイヤフラム１０８に連結され、隔壁１０６に形成した透孔１０６ａに水密且つ摺動自在に嵌合するピストン部１１１ａを有すると共に先端部（下端部）が弁孔１０５に遊挿される弁軸１１１と、弁軸１１１の先端（下端）に連結され、弁孔１０５を二次圧室１０４側から閉塞可能な弁体１１２とを備えている。また、弁筐１００の弁孔１０５に対向する二次圧室１０４側の端面（下端面）は開放面になっており、この開放面を通して弁軸１１１に弁体１１２を連結した後、開放面に蓋体１１３を装着して、開放面を閉塞している。

以上の構成によれば、通水時（出湯栓５ａの開栓時）に、弁体１１２がダイヤフラム１０８に感圧室１０７を介して作用する二次圧で弁孔１０５に接近する上方の閉じ側に押圧されると共にバネ１１０で下方の開き側に押圧されて、二次圧がバネ１１０の付勢力に応じた一次圧より低い所定圧に保持され、一次圧と二次圧との差圧が発生しなくなる通水停止時（出湯栓５ａの閉栓時）には、ダイヤフラム１０８に作用する二次圧（＝一次圧）で弁体１１２が弁孔１０５を閉塞する閉じ位置に変位する。

ここで、二次圧室１０４は、弁孔１０５と蓋体１１３との間の部分と、この部分から仕切壁１０３ａを囲うようにして上方にのびる断面円弧状の部分とを有しており、感圧室１０７を含む二次圧室１０４の容積は一次圧室１０３の容積よりも大きい。また、弁筐１００の下端の開放面は、弁体１１２が開き側に変位したときに開放面から弁体１１２が突出するように形成されている。そして、蓋体１１３を、開放面から突出した弁体１１２を受け入れる凹形に窪んだ板金製部材で構成し、蓋体１１３の周壁部の一部（図３の右方部分）が開放面から突出した弁体１１２の周面の一部（図３の右方部分）に１ｍｍ程度の所定の小間隙を存して近接対向するようにしている。

また、入水側配管部材２１は、その先端部近傍の外周にフランジ部２１ａを有しており、フランジ部２１ａから先方に突出する先端部をその外周に形成した溝にＯリング２１ｂを装着した状態で入水口１０１に挿入し、入水口１０１の端部外周のフランジ部１０１ａに入水側配管部材２１のフランジ部２１ａを当接させている。そして、両フランジ１０１ａ，２１ａを抱き合わせた状態で挿入可能なスリット１１４ａを形成した所謂クイックファスナから成る入水側止め具１１４を入水口１０１の外面に装着して、この止め具１１４により入水側配管部材２１を入水口１０１に抜け止めしている。

出水側配管部材２２は、先端部外周に出水口１０２に挿入可能なフランジ部２２ａを有しており、フランジ部２２ａに隣接する外周部分にＯリング２２ｂと押えリング２２ｃとを装着した状態で出水側配管部材２２の先端部を押えリング２２ｃに亘って出水口１０２に挿入している。また、出水口１０２の端部外面の上下に突設したフランジ部１０２ａの横方向内方を向く面に係合する爪部１１５ａと、フランジ部１０２ａの横方向外方を向く面から径方向内方に張り出して押えリング２２ｃに横方向外方から当接可能な押え板部１１５ｂとを有する出水側止め具１１５を出水口１０２に装着して、この止め具１１５により出水側配管部材２２を出水口１０２に抜け止めしている。

尚、出水側止め具１１５は、図２、図４に示す如く、出水口１０２の外面前部に突設した突起部１０２ｂにこれを上下から挟むようにして係合する係合部１１５ｃを有している。そして、突起部１０２ｂに横方向に長手の長孔１０２ｃを形成し、この長孔１０２ｃに挿通されるねじ１１５ｄを係合部１１５ｃに螺挿して、出水側止め具１１５が前後方向に動かないようにしている。

ここで、出水側止め具１１５の強度は、二次圧室１０４の内圧が弁筐１００の耐圧値に達する前に出水側止め具１１５の爪部１１５ａや押え板部１１５ｂが変形して出水側配管部材２２の抜け止めが解除されるように設定されている。一方、入水側止め具１１４の強度は、一次圧室１０３の内圧が出水側止め具１１４の変形を生ずる圧力に上昇しても、入水側配管部材２１の抜け止めが解除されないように、出水側止め具１１４の強度よりも高く設定されている。

以上の構成によれば、一次圧室１０３の方が二次圧室１０４よりも容積が小さくて熱容量が小さいため、気温が低下したときに一次圧室１０３で二次圧室１０４よりも早く水が凍結し始め、体積膨張による一次圧室１０３の内圧上昇で弁体１１２が閉じ位置から開き側に変位する。また、板金製部材から成る蓋体１１３は熱容量が小さいため、蓋体１１３の内表面で水が早期に凍結し、弁体１１２が一旦開き側に変位すると、弁体１１２の周面の一部に近接対向する蓋体１１３の周壁部分の内表面で凍結した氷が楔となって弁体１１２が開き位置にロックされる。従って、二次圧室１０４で水が凍結して二次圧室１０４の内圧が上昇しても弁体１１２は閉じ位置に復帰せず、一次圧室１０３と二次圧室１０４とが連通状態に維持される。その結果、一次圧室１０３での水の凍結による体積膨張が二次圧室１０４と感圧室１０７とを介してダイヤフラム１０８の撓みで吸収され、弁筐１００の破損が効果的に防止される。

また、一次圧室１０３及び二次圧室１０４での水の凍結による体積膨張がダイヤフラム１０８の撓みで吸収しきれなくなっても、二次圧室１０４の内圧が弁筐１００の耐圧値に達する前に出水側止め具１１５が変形して、出水側配管部材２２の抜け止めが解除される。そして、出水側配管部材２２に装着したＯリング２２ｂが出水口１０２から抜け出たところで、二次圧室１０４の内圧及び二次圧室１０４と連通状態に維持される一次圧室１０３の内圧はそれ以上上昇しなくなり、弁筐１００の破損が防止される。

更に、入水側止め具１１４は出水側止め具１１５よりも高強度であるため、入水側配管部材２１が入水口１０１から抜けることはなく、解凍時に入水側配管部材２１と入水口１０１との間から多量の水漏れを生ずることも防止できる。尚、出水側配管部材２２に装着したＯリング２２ｂが出水口１０２から抜け出ると、解凍時に出水口１０２からの水漏れを生ずるが、その漏れ量は一次圧（水道管からの給水圧）が直接作用する入水側配管２１からの漏れ量に比し遥かに少なく、重大な漏水事故にはならない。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、弁筐１００が樹脂製であるが、弁筐１００を真鍮等の金属製としてもよい。また、二次圧室１０４で一次圧室１０３よりも早く水が凍結することを確実に防止するため、弁筐１００の二次圧室１０４側の外面に保温材を装着してもよい。更に、上記実施形態は、貯湯タンク１の給水路２に介設する水用減圧弁Ａに本発明を適用したものであるが、他の用途の水用減圧弁にも同様に本発明を適用できる。

Ａ…水用減圧弁、１００…弁筐、１０１…入水口、１０２…出水口、１０３…一次圧室、１０４…二次圧室、１０５…弁孔、１０６…隔壁、１０６ａ…透孔、１０７…感圧室、１０８…ダイヤフラム、１１０…バネ、１１１…弁軸、１１１ａ…ピストン部、１１２…弁体、１１３…蓋体、２１…入水側配管部材、２２…出水側配管部材。

Claims

入水口及び出水口と、入水口に連通する一次圧室と、出水口に連通する二次圧室と、一次圧室と二次圧室とを連通する弁孔と、弁孔に一次圧室を挟んで対向する隔壁とを有する弁筐と、隔壁の一次圧室とは反対側の面との間に二次圧室に連通する感圧室を画成するダイヤフラムと、ダイヤフラムを隔壁側に付勢するバネと、ダイヤフラムに連結され、隔壁に形成した透孔に水密且つ摺動自在に嵌合するピストン部を有すると共に先端部が弁孔に遊挿される弁軸と、弁軸の先端に連結され、弁孔を二次圧室側から閉塞可能な弁体とを備える水用減圧弁であって、弁筐の弁孔に対向する二次圧室側の端面を開放面とし、この開放面に蓋体を装着するものにおいて、
感圧室を含む二次圧室の容積は、一次圧室の容積より大きく、
開放面は、弁体が弁孔から離れる開き側に変位したときに開放面から弁体が突出するように形成され、蓋体は、開放面から突出した弁体を受け入れる凹形に窪んだ板金製部材で構成され、蓋体の周壁部の一部が開放面から突出した弁体の周面の一部に所定の小間隙を存して近接対向することを特徴とする水用減圧弁。
前記入水口に入水側配管部材を抜け止めする入水側止め具と、前記出水口に出水側配管部材を抜け止めする出水側止め具を備え、出水側止め具の強度は、前記二次圧室の内圧が前記弁筐の耐圧値に達する前に出水側止め具が変形して出水側配管部材の抜け止めが解除されるように設定され、入水側止め具の強度は、前記一次圧室の内圧が出水側止め具の変形を生ずる圧力に上昇しても、入水側配管部材の抜け止めが解除されないように、出水側止め具の強度よりも高く設定されることを特徴とする請求項１記載の水用減圧弁。