JP2020091044A

JP2020091044A - 電動式ガス弁装置

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Publication number: JP2020091044A
Application number: JP2018226693A
Authority: JP
Inventors: 近藤　秀幸; Hideyuki Kondo; 秀幸近藤
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2018-12-03
Publication date: 2020-06-11
Anticipated expiration: 2038-12-03
Also published as: CN111256163A; JP7120895B2

Abstract

【課題】電動モータ３により軸方向に駆動される操作ロッド５と、軸方向に可動の弁座部材６とを備え、電動モータ３の正転による操作ロッド５の往動方向への移動により、弁座部材６を介して安全弁２の弁体２２を開弁位置まで押動させるようにした電動式ガス弁装置において、弁座部材６の端面の安全弁用の弁座２１に弁体２２が張り付いても、弁体２２を開弁位置に吸着保持した後の電動モータ３の逆転により、弁座２１を弁体２２から引き離して安全弁２を開弁できるようにする。【解決手段】弁座部材６を、操作ロッド５と一体に軸方向に移動するように、操作ロッド５に連結する。【選択図】図２

Description

本発明は、バーナへのガス供給路に介設される電動式ガス弁装置に関する。

従来、この種の電動式ガス弁装置として、バルブケーシング内に、電磁安全弁と、電動モータにより連動機構を介して軸方向に駆動される操作ロッドと、バルブケーシング内の空間を軸方向一方の一次側ガス室と軸方向他方の二次側ガス室とに仕切る軸方向に移動自在な弁座部材とを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、軸方向一方を往動方向、軸方向他方を復動方向として、電磁安全弁は、弁座部材の往動方向側の端面に一次側ガス室に面するように設けられた弁座と、弁座に対向する弁体と、弁体を復動方向に付勢して弁座に着座させる弁バネと、弁体に往動方向にのびる弁軸を介して連結した吸着片と、吸着片に対向する電磁石とを備えている。また、弁座部材は、操作ロッドには連結されておらず、操作ロッドの往動方向への移動で操作ロッドに押されて往動方向に移動する。更に、バルブケーシング内に、弁座部材の復動方向への移動を所定の復動端位置で制止する弁座ストッパと、弁座部材を復動方向に付勢する弁座バネとが設けられている。

上記従来例では、電動モータを正転させて操作ロッドを往動方向に移動させることにより、弁座部材を復動端位置から往動方向に押動させ、弁座を弁体に当接させた状態で、弁体を電磁石に吸着片が当接する開弁位置まで弁バネの付勢力に抗して押動させ、この状態で電磁石に通電することにより弁体を開弁位置に吸着保持する。その後、電動モータを逆転させて操作ロッドを復動方向に移動させることにより、弁座部材を弁座バネの付勢力で操作ロッドに追従して復動方向に移動させ、弁座を開弁位置に吸着保持される弁体から離隔させて、電磁安全弁を開弁させ、弁座部材に形成した弁孔を介して一次側ガス室から二次側ガス室にガスが流れるようにしている。

ここで、電磁安全弁が低温で長期間閉弁状態に放置されると、弁体が弁座に張り付いてしまうことがある。そして、このような張り付きを生ずると、上記従来例では、弁体を開弁位置に吸着保持した後、操作ロッドを復動方向に移動させても、弁座バネの付勢力では弁座部材が復動方向に移動せず、電磁安全弁を開弁させられなくなる。尚、弁座バネの付勢力を弁体と弁座との張り付きを解除できるほど大きくすれば、電磁安全弁を開弁させることができる。然し、これでは、弁座部材を復動端位置から弁座バネの付勢力に抗して往動方向に移動させるために、電動モータの出力を大きくすることが必要になり、消費電力が増加して省電力の要請に反することになる。

特開２０１３−６８３５６号公報

本発明は、以上の点に鑑み、弁体と弁座との張り付きを生じても、電磁安全弁を確実に開弁できるようにした、構造が簡単で安価な電動式ガス弁装置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、バーナへのガス供給路に介設される電動式ガス弁装置であって、バルブケーシング内に、電磁安全弁と、電動モータにより連動機構を介して軸方向に駆動される操作ロッドと、バルブケーシング内の空間を軸方向一方の一次側ガス室と軸方向他方の二次側ガス室とに仕切る軸方向に移動自在な弁座部材とが設けられ、軸方向一方を往動方向、軸方向他方を復動方向として、電磁安全弁は、弁座部材の往動方向側の端面に一次側ガス室に面するように設けられた弁座と、弁座に対向する弁体と、弁体を復動方向に付勢して弁座に着座させる弁バネと、弁体に往動方向にのびる弁軸を介して連結した吸着片と、吸着片に対向する電磁石とを備えるものにおいて、弁座部材は、操作ロッドと一体に軸方向に移動するように操作ロッドに連結され、電動モータを正転させて操作ロッドを往動方向に移動させることにより、弁座部材を往動方向に移動させ、弁座を弁体に当接させた状態で、弁体を電磁石に吸着片が当接する開弁位置まで弁バネの付勢力に抗して押動させ、この状態で電磁石に通電することにより弁体を開弁位置に吸着保持し、その後、電動モータを逆転させて操作ロッドを復動方向に移動させることにより、弁座部材を復動方向に移動させ、弁座を開弁位置に吸着保持される弁体から離隔させて、電磁安全弁を開弁させ、弁座部材に形成した弁孔を介して一次側ガス室から二次側ガス室にガスが流れるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、弁体を開弁位置に吸着保持した後の電動モータの逆転により、弁座部材が連動機構と操作ロッドとを介して伝達される電動モータの力で復動方向に駆動される。従って、従来の如く弁座バネの付勢力で弁座部材を復動方向に移動させるものと異なり、弁体と弁座との張り付きを生じていても、弁座部材は電動モータの力で復動方向に移動し、電磁安全弁を確実に開弁することができる。更に、本発明によれば、弁座バネが不要となり、構造を簡素化してコストダウンを図ることもできる。

また、開弁位置に吸着保持される弁体に対し弁座部材を離間又は接近させて、弁体と弁座との間の距離を増減することにより、一次側ガス室から二次側ガス室に流れるガス流量を調節することができる。特に、弁体に、弁孔に挿入される、復動方向に向けて先細のニードル部が連結され、開弁位置に吸着保持された弁体と弁座との距離が弁座部材の復動方向への移動で増加するのに伴い一次側ガス室から二次側ガス室に流れるガス流量が増加するように構成すれば、ガス流量を緻密に精度よく調節することができ有利である。

本発明の第１実施形態の電動式ガス弁装置の切断側面図。（ａ）（ｂ）第１実施形態の電動式ガス弁装置の作動を説明する切断側面図。本発明の第２実施形態の電動式ガス弁装置の切断側面図。（ａ）（ｂ）第２実施形態の電動式ガス弁装置の作動を説明する切断側面図。

図１を参照して、Ａは、コンロに設けられるバーナＢへのガス供給路Ｇに介設した本発明の実施形態の電動式ガス弁装置である。このガス弁装置Ａは、ガス流入口１ａとバーナＢに連なるガス流出口１ｂとを有するバルブケーシング１を備えている。このバルブケーシング１内には、電磁安全弁２と、ステッピングモータ等から成る電動モータ３により連動機構４を介して軸方向に駆動される操作ロッド５と、バルブケーシング１内の空間をガス流入口１ａに連通する軸方向一方の一次側ガス室１１とガス流出口１ｂに連通する軸方向他方の二次側ガス室１２とに仕切る軸方向に移動自在な弁座部材６とが設けられている。

電動モータ３は、バルブケーシング１の軸方向他方の端部に連動機構４を囲うようにして取付けられるボックス１３の外端に搭載されている。連動機構４は、電動モータ３の出力軸３１に連結したナット４１と、ナット４１に螺合し、操作ロッド５に連結される雄ネジ４２とから成る送りねじ機構で構成されている。

軸方向一方を往動方向、軸方向他方を復動方向として、電磁安全弁２は、弁座部材６の往動方向側の端面に一次側ガス室１１に面するように設けられた弁座２１と、弁座２１に対向する弁体２２と、弁体２２を復動方向に付勢して弁座２１に着座させる弁バネ２３と、弁体２２に往動方向にのびる弁軸２２ａを介して連結した吸着片２４と、吸着片２４に対向する電磁石２５とを備えている。そして、弁体２２を吸着片２４が電磁石２５に当接する開弁位置（図２（ａ）に示す位置）まで弁バネ２３の付勢力に抗して押動させた状態で電磁石２５に通電することにより、弁体２２が開弁位置に吸着保持されるようにしている。また、バーナＢに付設する図示省略した火炎検知素子により失火が検知されたときや消火操作を行ったときは、電磁石２５への通電を停止し、弁体２２を弁バネ２３により弁座２１に着座する閉弁位置に復帰させて、電磁安全弁２を閉弁させる。

尚、弁座部材６には、一次側ガス室１１と二次側ガス室１２とを連通する弁孔６１が形成されている。弁体２２は、弁座２１に弁孔６１を閉塞するように着座するため、電磁安全弁２の閉弁状態では一次側ガス室１１から二次側ガス室１２にガスは流れない。また、弁座部材６の外周面には、弁座部材６の外周面とバルブケーシング１の内周面との間の隙間をシールするシール部材としてＯリング６２が装着されている。

ここで、本実施形態において、弁座部材６は、操作ロッド５と一体に軸方向に移動するように操作ロッド５に連結されている。尚、本実施形態では、弁座部材６が操作ロッド５と一体であるが、操作ロッド５にこれとは別体の弁座部材を連結することも可能である。

点火操作を行ったときは、先ず、電動モータ３を正転させて操作ロッド５を往動方向に移動させ、これにより弁座部材６を往動方向に移動させ、弁座２１を弁体２２に当接させた状態で、弁体２２を開弁位置まで押動させ、電磁石２５への通電で弁体２２を開弁位置に吸着保持する。次に、電動モータ３を逆転させると共に、図示省略したイグナイタに通電する。この際、弁座部材６は、連動機構４と操作ロッド５とを介して伝達される電動モータ３の力で図２（ｂ）に示す如く復動方向に駆動される。従って、上記従来例の如く弁座バネの付勢力で弁座部材６を復動方向に移動させるものと異なり、弁体２２と弁座２１との張り付きを生じていても、弁座部材６は電動モータ３の力で復動方向に移動し、電磁安全弁２が確実に開弁される。そして、電磁安全弁２の開弁により、弁座部材６に形成した弁孔６１を介して一次側ガス室１１から二次側ガス室１２にガスが流れ、バーナＢに確実に点火することができる。更に、弁座バネが不要となり、構造を簡素化してコストダウンを図ることもできる。

尚、開弁位置に吸着保持される弁体２２に対し弁座部材６を離間又は接近させて、弁体２２と弁座２１との間の距離を増減することにより、一次側ガス室１１から二次側ガス室１２に流れるガス流量を調節することができる。然し、ガス流量を緻密に精度よく調節することは困難である。

そこで、ガス流量の調節精度を向上できるようにした、図３、図４に示す第２実施形態について説明する。第２実施形態の基本的な構造は、上記第１実施形態のものと特に異ならず、第１実施形態と同様の部材、部位に上記と同一の符号を付している。第２実施形態の第１実施形態との相違点は、弁体２２に、弁孔６１に挿入される、復動方向に向けて先細のニードル部２６を連結したことである。

第２実施形態では、図４（ａ）に示す如く弁体２２を開弁位置に押動させた状態で電磁石２５に通電することにより、弁体２２を開弁位置に吸着保持した後、図４（ｂ）に示す如く弁座部材６を復動方向することで、弁体２２と弁座２１の距離が増加するのに伴い、一次側ガス室１１から二次側ガス室１２に流れるガス流量が増加する。そして、ニードル部２６の働きによりガス流量を緻密に精度よく調節することができる。

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、弁座部材６の外周面とバルブケーシング１の内周面との間の隙間をシールするシール部材としてＯリング６２を用いているが、弁座部材６の外周面とバルブケーシング１の内周面とに夫々内周部と外周部とを固定したベロフラムを用いてもよい。また、上記実施形態では、連動機構４を送りねじ機構で構成しているが、カム機構やラックピニオン機構等で連動機構４を構成することも可能である。

Ａ…電動式ガス弁装置、Ｂ…バーナ、Ｇ…ガス供給路、１…バルブケーシング、１１…一次側ガス室、１２…二次側ガス室、２…電磁安全弁、２１…弁座、２２…弁体、２２ａ…弁軸、２３…弁バネ、２４…吸着片、２５…電磁石、２６…ニードル部、３…電動モータ、４…連動機構、５…操作ロッド、６…弁座部材、６１…弁孔。

Claims

バーナへのガス供給路に介設される電動式ガス弁装置であって、バルブケーシング内に、電磁安全弁と、電動モータにより連動機構を介して軸方向に駆動される操作ロッドと、バルブケーシング内の空間を軸方向一方の一次側ガス室と軸方向他方の二次側ガス室とに仕切る軸方向に移動自在な弁座部材とが設けられ、軸方向一方を往動方向、軸方向他方を復動方向として、電磁安全弁は、弁座部材の往動方向側の端面に一次側ガス室に面するように設けられた弁座と、弁座に対向する弁体と、弁体を復動方向に付勢して弁座に着座させる弁バネと、弁体に往動方向にのびる弁軸を介して連結した吸着片と、吸着片に対向する電磁石とを備えるものにおいて、
弁座部材は、操作ロッドと一体に軸方向に移動するように操作ロッドに連結され、
電動モータを正転させて操作ロッドを往動方向に移動させることにより、弁座部材を往動方向に移動させ、弁座を弁体に当接させた状態で、弁体を電磁石に吸着片が当接する開弁位置まで弁バネの付勢力に抗して押動させ、この状態で電磁石に通電することにより弁体を開弁位置に吸着保持し、その後、電動モータを逆転させて操作ロッドを復動方向に移動させることにより、弁座部材を復動方向に移動させ、弁座を開弁位置に吸着保持される弁体から離隔させて、電磁安全弁を開弁させ、弁座部材に形成した弁孔を介して一次側ガス室から二次側ガス室にガスが流れるようにしたことを特徴とする電動式ガス弁装置。
前記弁体に、前記弁孔に挿入される、復動方向に向けて先細のニードル部が連結され、開弁位置に吸着保持された弁体と前記弁座との距離が前記弁座部材の復動方向への移動で増加するのに伴い前記一次側ガス室から前記二次側ガス室に流れるガス流量が増加するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電動式ガス弁装置。