JP2020187621A - Relief valve integrated pressure reduction valve and water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は逃し弁一体型減圧弁及び給湯器に関する。 The present invention relates to a relief valve integrated pressure reducing valve and a water heater.
減圧弁には、流体が異常に高い圧力となった場合に、その圧力を下げるため、流体を外部に排出する逃し弁を備えるものがある。 Some pressure reducing valves are provided with a relief valve that discharges the fluid to the outside in order to reduce the pressure when the fluid becomes abnormally high pressure.
例えば、特許文献1、2には、下流側の流体の圧力によって弾性変形するダイヤフラムを有し、ダイヤフラムが弾性変形することにより、第一弁体を開閉する減圧弁と、ダイヤフラムに設けられた第二弁体及び、補助バネによってダイヤフラムに付勢された弁座を有する逃し弁と、を備える逃し弁一体型減圧弁が開示されている。
For example,
特許文献1、2に記載の逃し弁一体型減圧弁では、ダイヤフラムが、異常に高い圧力の流体に押されて、補助バネの自然長よりも弾性変形すると、逃し弁の第二弁体と弁座の間に隙間が開いてその隙間から流体が排出される。これにより、この逃し弁一体型減圧弁では、流体が異常な圧力となることを防止している。
In the relief valve integrated pressure reducing valve described in
流体が水である場合、温度が0℃以下となると凍結して体積が増加する。その結果、逃し弁一体型減圧弁に異常な圧力がかかることがある。 When the fluid is water, it freezes and its volume increases when the temperature drops below 0 ° C. As a result, abnormal pressure may be applied to the relief valve integrated pressure reducing valve.
一般に減圧弁は、第一弁体の下流側の圧力に応じて弁を開閉して減圧する。このため、水の凍結が、減圧弁の第一弁体よりも上流側で発生した場合、減圧弁で減圧することが難しい。その結果、減圧弁の第一弁体よりも上流側で水が凍結した場合に、逃し弁一体型減圧弁が変形又は破損してしまうことがある。 Generally, the pressure reducing valve opens and closes according to the pressure on the downstream side of the first valve body to reduce the pressure. Therefore, when water freezes on the upstream side of the first valve body of the pressure reducing valve, it is difficult to reduce the pressure with the pressure reducing valve. As a result, when water freezes on the upstream side of the first valve body of the pressure reducing valve, the relief valve integrated pressure reducing valve may be deformed or damaged.
そこで、逃し弁一体型減圧弁の変形又は破損を防ぐため、低温になった場合に、逃し弁の第二弁体を開けて水を排出することが考えられる。また、減圧弁の第二弁体よりも上流側で圧力が異常に高まった場合に、逃し弁の第二弁体を開けて水を排出することが考えられる。 Therefore, in order to prevent the relief valve integrated pressure reducing valve from being deformed or damaged, it is conceivable to open the second valve body of the relief valve to discharge water when the temperature becomes low. Further, when the pressure rises abnormally on the upstream side of the second valve body of the pressure reducing valve, it is conceivable to open the second valve body of the relief valve to discharge water.
しかし、特許文献1、2に記載の逃し弁一体型減圧弁では、ダイヤフラムが弾性変形することにより、逃し弁の第二弁体が開閉する。このため、流体の温度によって逃し弁の第二弁体が開閉することができない。その結果、この逃し弁一体型減圧弁は、低温になった場合に、第二弁体を開けて水を排出して、変形又は破損を防ぐことが難しい。
However, in the relief valve integrated pressure reducing valve described in
また、ダイヤフラムが下流側の流体の圧力によって弾性変形する。このため、上流側の流体の圧力によって逃し弁の第二弁体が開閉することができない。その結果、第二弁体よりも上流側で圧力が異常に高まった場合に、逃し弁一体型減圧弁の変形又は破損を防ぐことが難しい。 In addition, the diaphragm is elastically deformed by the pressure of the fluid on the downstream side. Therefore, the second valve body of the relief valve cannot be opened or closed by the pressure of the fluid on the upstream side. As a result, it is difficult to prevent deformation or breakage of the relief valve integrated pressure reducing valve when the pressure rises abnormally on the upstream side of the second valve body.
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、流体の状態の変化による破損又は変形が起こりにくい逃し弁一体型減圧弁及び給湯器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a relief valve integrated pressure reducing valve and a water heater that are less likely to be damaged or deformed due to a change in the state of the fluid.
上記の目的を達成するため、本発明に係る逃し弁一体型減圧弁は、流体が流れる流路を有する弁箱と、流路に設けられ、下流側の流体の圧力に応じて第一弁体を開閉して下流側の流体の圧力を減圧する減圧弁と、流路の、減圧弁よりも下流に設けられ、下流側の流体の圧力が高いときに第二弁体を開けて流体を排出する逃し弁と、を備える。さらに、逃し弁一体型減圧弁は、流路に配置され、流体の状態を検出するセンサと、センサが検出した流体の状態に基づいて、逃し弁が有する第二弁体を開閉する制御部と、を備える。 In order to achieve the above object, the relief valve integrated pressure reducing valve according to the present invention is provided in a valve box having a flow path through which a fluid flows and a first valve body provided in the flow path according to the pressure of the fluid on the downstream side. A pressure reducing valve that opens and closes to reduce the pressure of the fluid on the downstream side, and a pressure reducing valve that is provided downstream of the pressure reducing valve in the flow path and opens the second valve body to discharge the fluid when the pressure of the fluid on the downstream side is high. It is equipped with a relief valve. Further, the relief valve integrated pressure reducing valve is arranged in the flow path, and has a sensor for detecting the state of the fluid and a control unit for opening and closing the second valve body of the relief valve based on the state of the fluid detected by the sensor. , Equipped with.
本発明の構成によれば、制御部が、センサによって検出された流体の状態に基づいて、逃し弁の第二弁体を開閉する。このため、流体の状態に起因する逃し弁一体型減圧弁の破損又は変形を防止することができる。 According to the configuration of the present invention, the control unit opens and closes the second valve body of the relief valve based on the state of the fluid detected by the sensor. Therefore, it is possible to prevent damage or deformation of the relief valve integrated pressure reducing valve due to the state of the fluid.
以下、本発明の実施の形態に係る逃し弁一体型減圧弁及び給湯器について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。図に示す直交座標系XYZにおいて、弁一体型減圧弁が備える筐体の流路を上下方向に向け、弁一体型減圧弁が備えるモータを筐体に対して左側に位置させたときの、その左右方向がX軸、上下方向がZ軸、X軸とZ軸とに直交する方向がY軸である。以下、適宜、この座標系を引用して説明する。 Hereinafter, the relief valve integrated pressure reducing valve and the water heater according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the figure, the same or equivalent parts are designated by the same reference numerals. In the orthogonal coordinate system XYZ shown in the figure, when the flow path of the housing provided with the valve-integrated pressure reducing valve is directed in the vertical direction and the motor provided with the valve-integrated pressure reducing valve is positioned on the left side with respect to the housing. The left-right direction is the X-axis, the up-down direction is the Z-axis, and the direction orthogonal to the X-axis and the Z-axis is the Y-axis. Hereinafter, this coordinate system will be referred to and described as appropriate.
(実施の形態1)
実施の形態1に係る給湯器は、外部機器から給水される水の圧力を減圧するために、逃し弁一体型減圧弁を備えている。そして、低温時に内部で水が凍結して逃し弁一体型減圧弁それ自体が破損することを防ぐため、逃し弁一体型減圧弁が、温度を測定する温度センサと、逃し弁を開けて内部の水を排水する制御部と、を有する。
(Embodiment 1)
The water heater according to the first embodiment is provided with a relief valve integrated pressure reducing valve in order to reduce the pressure of water supplied from an external device. Then, in order to prevent the water from freezing inside at low temperature and damaging the relief valve integrated pressure reducing valve itself, the relief valve integrated pressure reducing valve opens the temperature sensor for measuring the temperature and the relief valve inside. It has a control unit for draining water.
まず、図1及び図2を参照して、給湯器の構成について説明する。次に、図3−図6を参照して、給湯器が備える逃し弁一体型減圧弁の構成について説明する。 First, the configuration of the water heater will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Next, the configuration of the relief valve integrated pressure reducing valve included in the water heater will be described with reference to FIGS. 3 to 6.
図1は、実施の形態1に係る給湯器1Aの配管経路の概略図である。図2は、給湯器1Aのブロック図である。
FIG. 1 is a schematic view of a piping route of the
図1に示すように、給湯器1Aは、装置外部から給水された水の圧力を減圧する逃し弁一体型減圧弁10と、逃し弁一体型減圧弁10によって減圧された水を貯蔵する貯水タンク2と、貯水タンク2の水を加熱して貯水タンク2に戻すことにより貯水タンク2の水を湯にする熱源装置3と、貯水タンク2に貯蔵された湯と、逃し弁一体型減圧弁10によって減圧された水を混合して、外部に排水する混合弁4と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
逃し弁一体型減圧弁10は、水道管に接続されている。逃し弁一体型減圧弁10は、水道管から供給された水の圧力を予め設定された設定圧に減圧する。なお、本明細書では、水道管のことを給水管ともいう。
The relief valve integrated
また、逃し弁一体型減圧弁10は、貯水タンク2から延在すると共に、混合弁4に分岐する接続管につながれている。逃し弁一体型減圧弁10は、減圧した水を貯水タンク2と混合弁4に供給する。さらに、逃し弁一体型減圧弁10は、貯水タンク2の水圧が上昇した場合に、水道管からの水の供給を停止させて貯水タンク2の水圧を減圧する。なお、逃し弁一体型減圧弁10の詳細な構成は後述する。
Further, the relief valve integrated
貯水タンク2は、逃し弁一体型減圧弁10から減圧された水の供給を受けると共に、後述するポンプ9によって熱源装置3に水を送る。一方、熱源装置3は、送られた水を加熱して湯を沸かし、その湯を貯水タンク2に戻す。貯水タンク2は、貯蔵した湯をポンプ9で混合弁4に供給する。
The
混合弁4は、貯水タンク2から供給された湯と逃し弁一体型減圧弁10から供給された水を、後述する制御ユニット7が決定した割合で混合する。これにより、混合弁4は、所望の温度の湯を作る。そして、その湯を外部機器へ給湯する。
The
給湯器1Aは、上述した各機器に水と温水を流通させて、所望の温度の湯を給湯する。給湯器1Aは、その所望の温度の湯を沸かすため、図2に示すように、給湯する湯の温度設定をするための操作ユニット5と、操作ユニット5に設定された温度に基づいて熱源装置3の発熱量、ポンプ9の流量等を制御する制御ユニット7と、をさらに備えている。
The
操作ユニット5は、図示しないが、電源ボタン、温度設定ボタン等の各種操作ボタンと、給湯器1Aの動作状態、設定した温度等の各種情報を表示する液晶ディスプレイと、を有している。操作ユニット5は、ユーザーが電源ボタンを押した後、温度設定ボタンを用いて設定温度を入力すると、その設定温度データを制御ユニット7に送信する。
Although not shown, the
制御ユニット7は、図示しないが、外部電源から電力の供給を受ける。一方、上述した貯水タンク2には、温度センサ8が設けられている。制御ユニット7は、温度センサ8が検出した温度のデータを受信する。制御ユニット7は、受信した温度データに基づいて、熱源装置3の発熱量を決めて熱源装置3に必要な電力を供給する。また、制御ユニット7は、熱源装置3に供給する水の流量を決めてポンプ9を駆動する。
Although not shown, the
また、逃し弁一体型減圧弁10には、温度センサ60が設けられている。制御ユニット7は、上記の温度センサ8のほか、温度センサ60の温度のデータを受信して、混合弁4で混合する水と湯の割合を決定する。制御ユニット7は、混合弁4に決定した割合を送信して、混合弁4に所望の温度の湯を作らせる。なお、本明細書では、制御ユニット7のことを制御装置ともいう。また、温度センサ60のことを温度検出部ともいう。
Further, the relief valve integrated
給湯器1Aでは、上述したように、逃し弁一体型減圧弁10が水道管に接続されている。水道管は、一般に屋外を通ることが多い。このため、水道管を流れる水の温度は、屋外の気温の影響を受けやすい。その結果、主として冬季に、水道管内で水が凍結してしまうことがある。そして、水道管の接続先の逃し弁一体型減圧弁10の内部で、凍結により水の体積が増加して、逃し弁一体型減圧弁10が変形又は破損してしまうことがある。そこで、逃し弁一体型減圧弁10は、低温時に逃し弁を開けて水を排水する。次に、図3−図6を参照して、逃し弁一体型減圧弁10の構成について説明する。
In the
図3は、実施の形態1に係る給湯器1Aが備える逃し弁一体型減圧弁10の斜視図である。図4は、逃し弁一体型減圧弁10を2つに切断したときの逃し弁一体型減圧弁10の斜視図である。図5は、逃し弁一体型減圧弁10の断面図である。図6は、逃し弁一体型減圧弁10に設けられた制御部70のハードウエア構成図である。なお、図4は、図3に示す逃し弁一体型減圧弁10を左右方向かつ上下方向に延在する平面、すなわちXZ平面に平行な平面で切断した場合の、逃し弁一体型減圧弁10を示している。図5は、図4の切断面を示している。また、図4及び図5では、理解を容易するため、減圧弁30及び逃し弁40が閉じた状態の、逃し弁一体型減圧弁10を示している。
FIG. 3 is a perspective view of a relief valve integrated
図4及び図5に示すように、逃し弁一体型減圧弁10は、筐体20と、筐体20に収容された減圧弁30及び逃し弁40と、筐体20に隣接するモータ50と、を備えている。また、図2に示すように、逃し弁一体型減圧弁10は、上述した温度センサ60と、温度センサ60が検出した温度に基づいてモータ50を駆動する制御部70と、をさらに備えている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the relief valve integrated
筐体20は、図3に示すように、円管状に形成され、その管軸を左右方向に向けた本体部21と、本体部21の左右方向中央に設けられた直方体状の箱部22と、を有する。なお、本明細書では、筐体20のことを弁箱ともいう。
As shown in FIG. 3, the
本体部21は、図4及び図5に示すように、中空であり、その左右方向両端は、塞がれている。本体部21の内部には、減圧弁30が組み込まれている。そして、減圧弁30に水を供給するため、本体部21の右側部分には、下方向に延在し、その下端に、上述した水道管が接続される流入口230が形成された円管状の流入管23が設けられている。また、本体部21の右側部分には、減圧弁30から水を排出するため、上に延在し、上端に、給湯器1Aの上述した接続管が接続される流出口240が形成された円管状の流出管24が設けられている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
また、箱部22も、中空である。箱部22の内部空間は、左右方向両端の壁面が開口されることにより、本体部21の内部空間とつながっている。その内部空間は、後述するダイヤフラム33によって、左右方向に仕切られている。そして、ダイヤフラム33には、逃し弁40が組み付けられている。箱部22には、逃し弁40からの水を排水するため、下に延在し、その下端に排水口250が形成された円管状の排水管25が設けられている。これにより、箱部22は、逃し弁40からの水を排水可能である。
The
一方、上述した本体部21の内部空間は、流入管23の内周壁と連続し、流出管24に向かって延在する隔壁210で仕切られている。
On the other hand, the internal space of the
隔壁210は、流出管24の内周壁とは連続せず、本体部21と流出管24の境界まで延在している。また、隔壁210の端部は、流出管24の管軸近傍に位置している。これにより、隔壁210は、その右側に位置し、流入管23から流出管24までつながる流路211と、その左側に位置し、流出管24から、箱部22内のダイヤフラム33までつながる流路212と、を形成している。
The
また、隔壁210は、本体部21の上下方向中央で左右方向に延在する円筒壁213に接続されている。これにより、上述した流路211は、左右方向に分岐している。この流路211の分岐先には、流路211の水圧を減圧するため、減圧弁30が設けられている。また、上記の流路212には、流出管24側の水圧が高すぎる場合に、減圧弁30の破損を防ぐため、逃し弁40が設けられている。
Further, the
次に、減圧弁30と逃し弁40のうち、減圧弁30について説明する。
Next, of the
減圧弁30は、図4に示すように、流路211に設けられた第一弁座31と、第一弁体32と、第一弁体32を動作させるダイヤフラム33と、を備えている。
As shown in FIG. 4, the
第一弁座31は、上述した円筒壁213によって形成されている。詳細には、円筒壁213は、流路211と接続するため、下側の一部領域が切り欠かれた切り欠き部214を有する。第一弁座31は、切り欠き部214と隣接する円環状の円筒壁213の部分によって形成されている。
The
これに対して、第一弁体32は、図5に示すように、円柱軸方向中央部の外径が細い円柱の形状に形成されている。その最大外径は、円筒壁213の内径よりも摺動可能な程度に小さい。そして、第一弁体32は、円筒軸を左右方向に向け、円筒壁213内に嵌め込まれている。その右側先端の外周部は、第一弁座31よりも右側に位置している。第一弁体32の右側先端の外周部には、第一弁体32が摺動して第一弁座31との隙間を塞いだときに水密性を高めるため、第一弁座31よりも外径が大きい円環状のシール部材34が取り付けられている。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the
第一弁体32の右端は、第一バネ35に接続されている。第一バネ35は、第一弁体32と本体部21の右壁との間に、自由長から圧縮された状態で配置されている。これにより、第一弁体32は、第一バネ35から左方向に押圧されている。
The right end of the
一方、第一弁体32の左端には、逃し弁40が備える第二弁座41が位置している。その第二弁座41は、ダイヤフラム33に固定されている。
On the other hand, at the left end of the
ダイヤフラム33は、金属の薄い板によって形成されている。その左面には、底をダイヤフラム33に向けたバネ台座37が当接している。そのバネ台座37には、第二バネ36が嵌め込まれている。
The
第二バネ36は、第一バネ35よりもバネ定数が大きい。そして、第二バネ36は、バネ台座37と、本体部21の内部に嵌め込まれた調整ブロック38と、に挟み込まれている。
The
ここで、調整ブロック38は、円柱軸中央に円板状の鍔がある円柱の形状に形成されている。図示しないが、その鍔の外周には、雄ネジが形成されている。この雄ネジは、本体部21の内壁に形成された雌ネジに螺合している。調整ブロック38は、回転することにより左右方向に移動して位置が変更可能である。調整ブロック38は、第二バネ36を自由長よりも小さい長さに圧縮する位置に位置が調整されている。
Here, the
第二バネ36は、バネ台座37と調整ブロック38により、自由長から圧縮されている。そして、第二バネ36は、第一バネ35よりもバネ定数が大きいので、第一バネ35よりも弾性力が大きい。これにより、ダイヤフラム33は、第二バネ36によって右方向に押圧されている。
The
一方、上述したように、ダイヤフラム33は、金属の薄い板によって形成されている。このため、ダイヤフラム33は、弾性変形可能である。そして、上述したように、ダイヤフラム33は、箱部22の内部空間を仕切っている。ダイヤフラム33で仕切られた箱部22の右側内部空間は、上記の流路212によって流出管24とつながっている。これにより、ダイヤフラム33は、流出管24に水が充満することにより、水と接触する。その場合、ダイヤフラム33には、その水圧が加えられる。
On the other hand, as described above, the
また、第一バネ35の弾性力によって左側に押圧された第一弁体32が第二弁座41を押すことから、ダイヤフラム33には、上記水圧に加え、第一バネ35の弾性力の圧力がかかる。
Further, since the
これに対して、ダイヤフラム33の左側には、第二バネ36が位置している。これにより、ダイヤフラム33には、第二バネ36の弾性力の圧力がかかる。その結果、ダイヤフラム33は、水圧と第一バネ35の押圧の合計圧力と、第二バネ36の弾性力の圧力と、の差圧によって、右側又は左側に凸の形状に変形して、その位置が変動する。
On the other hand, the
このように、ダイヤフラム33は、流出管24側の水圧に依存して、その位置が変動する。ダイヤフラム33は、流出管24側の水圧と第一バネ35の押圧の合計圧力が、第二バネ36の押圧による圧力よりも小さい場合、右側に凸状に変形する。この場合、ダイヤフラム33は、第一弁体32を右方向に押して、その方向に移動させる。第一弁体32が右方向に移動すると、第一弁体32のシール部材34は、圧縮される。これにより、第一弁体32と第一弁座31の隙間が開く。その結果、ダイヤフラム33は、減圧弁30を開ける。なお、本明細書では、減圧弁30が開く流出管24側の水圧のことを第一閾値という。
In this way, the position of the
一方、ダイヤフラム33は、流出管24側の水圧と第一バネ35の押圧の合計圧力が、第二バネ36の押圧による圧力より大きい場合、左側に凸状に変形する。この場合、ダイヤフラム33は、第一弁体32を左方向に押して、その方向に移動させる。第一弁体32が右側に移動すると、圧縮されていたシール部材34が復元する。これにより、シール部材34が第一弁座31に密着して、第一弁体32と第一弁座31の隙間が塞がれる。その結果、ダイヤフラム33は、減圧弁30を閉じる。
On the other hand, when the total pressure of the water pressure on the
減圧弁30では、流出管24側の水圧が高まることにより、ダイヤフラム33を弾性変形させて、第一弁体32と第一弁座31の隙間を閉じる。これにより、水の減圧弁30の通過を遮断して、流出管24側の水圧を下げる。しかし、減圧弁30を閉じても、流出管24の接続先の、例えば、貯水タンク2の水圧が高い場合、流出管24側の水圧が下がらないことがある。そこで、水圧が下がらないで減圧弁30が故障することを防ぐため、ダイヤフラム33には、上述したように、逃し弁40が設けられている。次に、逃し弁40について説明する。
In the
逃し弁40は、ダイヤフラム33に固定された第二弁座41と、弁軸42を有する第二弁体43と、第二弁体43を第二弁座41に付勢する小バネ44と、ダイヤフラム33が弾性変形して弁軸42が移動することにより、弁軸42に当接するストッパー45と、を備えている。
The
第二弁座41は、図4及び図5に示すように、頂角が鈍角の円錐状に形成されている。そして、頂角部分に貫通孔を有している。ダイヤフラム33は、図示しないが、円環状に形成されている。第二弁座41は、その貫通孔が形成された部分を左側に向けて、ダイヤフラム33の右側からダイヤフラム33に嵌め込まれている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
これに対して、第二弁体43の左端には、弁軸42が設けられている。そして、弁軸42は、第二弁座41の貫通孔に通されている。一方、第二弁体43の右端には、小バネ44の左端が固定されている。
On the other hand, a
小バネ44の右端は、減圧弁30の第一弁体32に固定されている。第一弁体32には、ダイヤフラム33が弾性変形することにより、ダイヤフラム33が押し付けられている。或いは、第一弁体32は、第一バネ35の弾性力によってダイヤフラム33に付勢されている。これにより、小バネ44は、圧縮されている。その結果、小バネ44は、その弾性力で第二弁体43を第二弁座41に密着させている。第二弁体43の弁軸42の左端は、その状態で、第二弁座41よりも左側に突出している。その弁軸42のさらに左方向には、ストッパー45が配置され、弁軸42の左端は、ストッパー45と対向している。
The right end of the
ストッパー45は、本体部21の内壁に固定された調整ブロック38に取り付けられている。詳細には、調整ブロック38には、左右方向に貫通するネジ孔39が形成されている。ストッパー45は、ロッドの形状に形成され、外周に、図示しない雄ネジが形成されている。ストッパー45は、雄ネジをネジ孔39に螺合することにより、調整ブロック38に固定されている。なお、本明細書では、雄ネジのことをネジ部ともいう。
The
また、ストッパー45は、ロッド軸回りに回転されることにより、ダイヤフラム33に対して所望の位置に調整されている。その所望の位置とは、流出管24側の水圧が所望の圧力になり、ダイヤフラム33が弾性変形したときに、弁軸42の左端が当接する位置のことである。これにより、ストッパー45は、流出管24側の水圧が所望の圧力より高くなると、弁軸42の左端に当接して、ダイヤフラム33の弾性変形と共に、左方向への弁軸42の移動を制限する。その結果、ダイヤフラム33が左に凸に弾性変形する一方で、弁軸42の移動が停止する。これにより、ストッパー45は、ダイヤフラム33の第二弁座41から第二弁体43を離す。その結果、ストッパー45は、第二弁座41と第二弁体43との隙間を生じさせて、逃し弁40を開ける。ストッパー45には、所望の位置で弁軸42に当接して逃し弁40を開けるため、ストッパー45をロッド軸回りに回転させて位置調整をするモータ50が設けられている。なお、本明細書では、逃し弁40が開く所望の圧力のことを、第二閾値という。
Further, the
モータ50は、図示しないが、出力軸がストッパー45に接続されている。モータ50は、図2に示す制御部70の出力によって回転する。なお、本明細書では、モータ50のことを駆動部ともいう。
Although not shown, the
上述したように、逃し弁一体型減圧弁10には、図2に示すように、温度センサ60が設けられている。温度センサ60は、図示しないが、筐体20が備える流入管23内に配置されている。これにより、温度センサ60は、流入する水の温度を検出する。温度センサ60は、測定した温度データを制御部70に送信する。
As described above, the relief valve integrated
制御部70は、給湯器1Aが備える図6に示す記憶部110に格納された弁開閉プログラムをCPU(Central Processing Unit)120が実行することで実現されている。図2に戻って、制御部70は、温度センサ60から温度データを受信する。制御部70は、受信した温度データに基づいて、モータ50を駆動して、逃し弁40を開閉する。
The
詳細には、制御部70は、受信した温度データが設定温度値よりも低い場合、逃し弁40内が凍結すると判定して、モータ50を一定の回転量だけ正回転させる。ここで、正回転とは、ストッパー45を図4及び図5での右方向へ、すなわち、ダイヤフラム33に近づく方向へ移動させる回転方向のことである。これにより、制御部70は、ストッパー45をダイヤフラム33の側に移動させ、ストッパー45を弁軸42に当接させることにより、逃し弁40を開ける。
Specifically, when the received temperature data is lower than the set temperature value, the
制御部70は、モータ50の正回転後、温度データが設定温度値以上となった場合、上記の正回転の回転量と同じだけモータ50を逆回転させる。これにより、制御部70は、ストッパー45を弁軸42から離して、逃し弁40を閉じる。そして、逃し弁40を元の状態に戻す。
When the temperature data becomes equal to or higher than the set temperature value after the forward rotation of the
次に、給湯器1Aでの、逃し弁一体型減圧弁10の動作について説明する。以下の説明では、ストッパー45の位置は、減圧弁30が閉じる水圧よりも、逃し弁40が開く水圧が高くなる位置に予め調整されているものとする。また、排水の実験をすることにより、上述したモータ50の一定の回転量が予め決められ、その一定の回転量のデータが記憶部110に格納されているものとする。また、記憶部110には、上述した設定温度値のデータが格納されているものとする。設定温度値は、水が凍結する温度、すなわち凝固点である零度であるものとする。
Next, the operation of the relief valve integrated
図7は、逃し弁一体型減圧弁10が備える制御部70の弁開閉処理のフロー図である。
FIG. 7 is a flow chart of a valve opening / closing process of the
ユーザーが、図2に示す操作ユニット5が備える電源ボタンを押して、給湯器1Aを起動すると、逃し弁一体型減圧弁10が備えるCPU120によって弁開閉プログラムが実行される。その結果、弁開閉処理のフローが開始される。
When the user presses the power button included in the
弁開閉処理のフローが開始されると、まず、図7に示すように、制御部70は、温度センサ60から温度データを取得する(ステップS1)。
When the flow of the valve opening / closing process is started, first, as shown in FIG. 7, the
続いて、制御部70は、記憶部110から設定温度値T0のデータを読み出し、取得した温度Tが、読み出した設定温度値T0よりも小さいか否かを判定する(ステップS2)。これにより、制御部70は、流入管23内の温度が、設定温度値T0よりも低いか否かを判定する。
Subsequently, the
制御部70は、温度Tが設定温度値T0よりも低いと判定した場合(ステップS2のYes)、流入管23内の水温が低く、水が凍結するおそれがあるため、モータ50を正回転させる(ステップS3)。このとき、制御部70は、記憶部110に格納されたモータ50の回転量データを読み出し、読み出した回転量だけモータ50を正回転させる。これにより、制御部70は、逃し弁40を開ける。その結果、制御部70は、流入管23内の水を排水して、水の凍結による体積の増加で、逃し弁一体型減圧弁10が破損することを防ぐ。
When the
一方、制御部70は、温度Tが設定温度値T0以上であると判定した場合(ステップS2のNo)、ステップS1に戻って、再度、温度センサ60の温度データを取得する。制御部70は、ステップS1、S2を繰り返すことにより、流入管23内の水温が設定温度値T0よりも低くなっていないか、監視する。
On the other hand, when the
制御部70は、モータ50を正回転させた後、再度、温度センサ60から温度データを取得する(ステップS4)。続いて、逃し弁40を閉じてよいか否かを判断するため、温度Tが設定温度値T0以上であるか否かを判定する(ステップS5)。
After rotating the
制御部70は、温度Tが設定温度値T0以上であると判定した場合(ステップS5のYes)、流入管23内の水温が高くなり、或いは流入管23内の水が抜けてその中に入った空気の温度が高くなり、その結果、凍結するおそれがないとして、モータ50を逆回転させる(ステップS6)。このときの回転量は、ステップS3の回転量と同じである。これにより、逃し弁40を閉じる。
When the
一方、制御部70は、温度Tが設定温度値T0よりも低いと判定した場合(ステップS5のNo)、ステップS4に戻って、引き続き、温度データの取得と温度Tの判定を続ける。これにより、流入管23内の水温又は気温が高くなり、凍結のおそれがなくなるまで、逃し弁40を開けておく。
On the other hand, when the
制御部70は、モータ50を逆回転させて逃し弁40を閉じた後、ステップS1に戻る。これにより、温度の監視を続ける。
The
上記のフローは、ユーザーが、操作ユニット5にある電源ボタンを再度押して、給湯器1Aの動作を停止させるまで、続けられる。電源ボタンが再度押されて給湯器1Aの動作が停止すると、弁開閉処理のフローは強制的に終了する。
The above flow continues until the user presses the power button on the
なお、制御部70が弁開閉処理を行っているが、給湯器1Aが備える制御ユニット7が、弁開閉処理を行ってもよい。
Although the
また、操作ユニット5に強制排出ボタンを設け、その強制排出ボタンが押されたときに、操作ユニット5が強制排出信号を出力し、制御部70が、その出力を受信することにより、モータ50を正回転させて、逃し弁40を開けてもよい。この場合、強制排出ボタンが再度押されたときに、制御部70が、モータ50を逆回転させて、逃し弁40を閉じてもよい。
Further, the
以上のように、実施の形態1に係る給湯器1Aでは、逃し弁一体型減圧弁10が、温度センサ60によって検出された水の温度に基づいて、逃し弁40の第二弁体43を開閉する制御部70を備える。このため、制御部70が水の凍結する温度で第二弁体43を開閉することにより、凍結による逃し弁一体型減圧弁10が破損又は変形することを防ぐことができる。
As described above, in the
(実施の形態2)
実施の形態1では、逃し弁一体型減圧弁10が温度センサ60によって検出された温度データに基づいて、逃し弁40の第二弁体43を開閉する。しかし、本発明はこれに限定されない。実施の形態2に係る給湯器1Bは、圧力センサ61を備えている。そして、制御部70が、圧力センサ61によって検出された圧力データに基づいて、逃し弁40の第二弁体43を開閉する。以下、図8及び図9を参照して、実施の形態2に係る給湯器1Bについて説明する。実施の形態2では、実施の形態1と異なる構成について説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the relief valve integrated
図8は、実施の形態2に係る給湯器1Bのブロック図である。図9は、給湯器1Bの配管経路の概略図である。
FIG. 8 is a block diagram of the
図8に示すように、給湯器1Bは、水圧を検出する圧力センサ61を備えている。
As shown in FIG. 8, the
圧力センサ61は、図9に示すように、逃し弁一体型減圧弁10の、上流側、すなわち、水を供給する給水側に配置されている。詳細には、圧力センサ61は、図示しないが、逃し弁一体型減圧弁10が備える筐体20の流入管23内に配置されている。これにより、圧力センサ61は、流入する水の圧力を検出して、検出した圧力データを制御部70に送信する。なお、本明細書では、圧力センサ61のことを圧力検出部ともいう。
As shown in FIG. 9, the
図8に戻って、制御部70は、圧力センサ61から圧力データを受信して、受信した圧力データに基づいて、モータ50を駆動する。これにより、制御部70は、逃し弁40を開閉する。
Returning to FIG. 8, the
詳細に説明すると、実施の形態1で説明した記憶部110には、逃し弁40の開閉の基準とする設定圧力値が格納されている。制御部70は、受信した圧力データが記憶部110に格納された設定圧力値よりも高い場合、実施の形態1で説明した一定の回転量だけ、モータ50を正回転させる。これにより、制御部70は、ストッパー45をダイヤフラム33の側に移動させて、逃し弁40を開ける。その結果、制御部70は、水圧が高まって、逃し弁一体型減圧弁10が破損又は変形することを防ぐ。
More specifically, the
制御部70は、モータ50を正回転させた後、圧力データが設定圧力値未満となった場合に、正回転の回転量と同じだけモータ50を逆回転させる。これにより、制御部70は、ストッパー45を弁軸42から離して、逃し弁40を閉じる。
After rotating the
なお、給湯器1Bの動作は、図7に示すステップS1、S4の、温度データの取得が圧力データの取得であること、ステップS2の、温度Tが設定温度値T0よりも小さいか否かの判定が、圧力が設定圧力値よりも高いか否かの判定であること、ステップS5の、温度Tが設定温度値T0以上であるか否かの判定が、圧力が設定圧力値以下であるか否かの判定であること、を除いて同じである。このため、実施の形態2では、給湯器1Bの動作の説明は省略する。
The operation of the
以上のように、実施の形態2に係る給湯器1Bでは、制御部70が、圧力センサ61によって検出された水の圧力に基づいて、逃し弁40の第二弁体43を開閉する。このため、流入管23内の水の圧力が高圧になったときに、圧力センサ61がその圧力を検出して、制御部70が第二弁体43を開けることにより、流入管23内の水圧が高まって逃し弁一体型減圧弁10が破損又は変形することを防ぐことができる。
As described above, in the
(実施の形態3)
実施の形態2では、圧力センサ61が筐体20の流入管23内に配置されている。しかし、本発明はこれに限定されない。実施の形態3に係る給湯器1Cでは、圧力センサ62が流出管24内に配置されている。以下、図10を参照して、実施の形態3に係る給湯器1Cについて説明する。実施の形態3では、実施の形態1、2と異なる構成について説明する。
(Embodiment 3)
In the second embodiment, the
図10は、実施の形態3に係る給湯器1Cの配管経路の概略図である。
FIG. 10 is a schematic view of the piping route of the
図10に示すように、給湯器1Cは、実施の形態2と同様に、水圧を検出する圧力センサ62を備えている。
As shown in FIG. 10, the
圧力センサ62は、逃し弁一体型減圧弁10の、下流側、すなわち、混合弁4側かつ貯水タンク2側に配置されている。詳細には、図示しないが、圧力センサ62は、逃し弁一体型減圧弁10の、筐体20の流出管24内に配置されている。これにより、圧力センサ62は、流出管24内の水の圧力を検出して、検出した圧力データを制御部70に送信する。
The
制御部70は、圧力センサ62から圧力データを受信して、受信した圧力データに基づいて、モータ50を駆動する。これにより、制御部70は、例えば、減圧弁30が閉じて減圧しているにもかかわらず、水圧が下がらない異常な状態が発生している場合に、逃し弁40を開けて、異常な状態を解消する。
The
なお、制御部70の構成と給湯器1Cの動作は、実施の形態2と同様である。このため、実施の形態3では、それらの説明を省略する。
The configuration of the
以上のように、実施の形態3に係る給湯器1Cでは、圧力センサ62が流出管24内に配置されている。このため、流出管24内の水圧に基づいて減圧弁30を開閉することができる。
As described above, in the
また、給湯器1Cでは、圧力センサ62が流出管24内に配置されているので、減圧弁30が所望の圧力で開閉するかの動作チェックをすることができる。例えば、給湯器1Cの組立時に、減圧弁30の動作チェックをすることによって、組立作業を容易にすることができる。
Further, in the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、実施の形態1では、逃し弁一体型減圧弁10が温度センサ60を備えている。実施の形態2及び3では、逃し弁一体型減圧弁10が圧力センサ61、62を備えている。しかし、本発明はこれに限定されない。逃し弁一体型減圧弁10は、水の状態を検出するセンサを備えていればよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto. For example, in the first embodiment, the relief valve integrated
例えば、温度センサ60、圧力センサ61、62のほか、流速センサを備えていてもよい。この場合、流速センサが検出した流速が一定の時間だけ変化がない場合、換言すると、流速の変動が閾値以下しかない場合、制御部70が、給湯器1A−1Cが長期間動作していないと判定して、逃し弁40を開けて、給湯器1A−1C内から水を抜いてもよい。このような形態であれば、長期の不使用による錆、不純物の堆積による逃し弁一体型減圧弁10の故障を防ぐことができる。
For example, in addition to the
実施の形態1−3では、温度センサ60又は圧力センサ61、62が、流入管23又は流出管24の内部に配置されている。しかし、本発明はこれに限定されない。逃し弁一体型減圧弁10は、上述したように、水の状態を検出するセンサを備えていればよい。従って、温度センサ60又は圧力センサ61、62は、水の温度又は圧力を検出できる限りにおいて、その配置は任意である。
In the first to third embodiments, the
例えば、温度センサ60又は、圧力センサ61、62は、筐体20が備える本体部21に形成された流路211、212の内部に設けられてもよい。また、温度センサ60は、流入管23の外周部に配置されてもよい。この場合、温度センサ60は、その外周部の温度を水の温度として出力してもよい。或いは、温度センサ60が検出した外周部の温度から、制御部70が水の温度を推定してもよい。詳細には、制御部70は、予め外周部の温度と水の温度との関係を求めておき、その関係を示すデータに基づいて、水の温度を求めてもよい。
For example, the
実施の形態1−3では、制御部70がモータ50を一定の回転量だけ回転させて、逃し弁40を開閉する。しかし、本発明は、これに限定されない。制御部70は、逃し弁40を開閉すればよいので、制御部70が回転させるモータ50の回転量は任意である。例えば、制御部70は、温度センサ60が検出した温度の変動に応じた回転量だけモータ50を回転させてもよい。このような形態であれば、温度の変動に応じた開度で逃し弁40を開けることができる。同様に、制御部70は、圧力センサ61、62が検出した圧力の変動に応じた回転量だけモータ50を回転させてもよい。このような形態の場合、圧力の変動に応じた開度で逃し弁40を開けることができる。
In the first to third embodiments, the
実施の形態1−3では、逃し弁一体型減圧弁10が給湯器1A−1Cに使用されているが、本発明はこれに限定されない。逃し弁一体型減圧弁10は、給湯器1A−1C以外の機器に使用されてもよい。例えば、逃し弁一体型減圧弁10は、建築物の貯水槽に使用されてもよい。また、建築物の水道管との接続に使用されてもよい。
In the first to third embodiments, the relief valve integrated
実施の形態1−3では、逃し弁一体型減圧弁10には、水が流通しているが、本発明はこれに限定されない。逃し弁一体型減圧弁10には、流体が流通していればよい。例えば、逃し弁一体型減圧弁10は、冷媒を流通させる管に接続され、冷媒が流通してもよい。
In the first to third embodiments, water is circulating in the relief valve integrated
1A−1C 給湯器、2 貯水タンク、3 熱源装置、4 混合弁、5 操作ユニット、7 制御ユニット、8 温度センサ、9 ポンプ、10 逃し弁一体型減圧弁、20 筐体、21 本体部、22 箱部、23 流入管、24 流出管、25 排水管、30 減圧弁、31 第一弁座、32 第一弁体、33 ダイヤフラム、34 シール部材、35 第一バネ、36 第二バネ、37 バネ台座、38 調整ブロック、39 ネジ孔、40 逃し弁、41 第二弁座、42 弁軸、43 第二弁体、44 小バネ、45 ストッパー、50 モータ、60 温度センサ、61,62 圧力センサ、70 制御部、110 記憶部、120 CPU、210 隔壁、211,212 流路、213 円筒壁、214 切り欠き部、230 流入口、240 流出口、250 排水口。 1A-1C water supply, 2 water storage tank, 3 heat source device, 4 mixing valve, 5 operation unit, 7 control unit, 8 temperature sensor, 9 pump, 10 relief valve integrated pressure reducing valve, 20 housing, 21 main body, 22 Box, 23 inflow pipe, 24 outflow pipe, 25 drain pipe, 30 pressure reducing valve, 31 first valve seat, 32 first valve body, 33 diaphragm, 34 seal member, 35 first spring, 36 second spring, 37 spring Pedestal, 38 adjustment block, 39 screw hole, 40 relief valve, 41 second valve seat, 42 valve shaft, 43 second valve body, 44 small spring, 45 stopper, 50 motor, 60 temperature sensor, 61, 62 pressure sensor, 70 Control unit, 110 storage unit, 120 CPU, 210 partition wall, 211,212 flow path, 213 cylindrical wall, 214 notch, 230 inlet, 240 outlet, 250 drain.
Claims (11)
前記流路に設けられ、下流側の前記流体の圧力に応じて第一弁体を開閉して前記下流側の前記流体の圧力を減圧する減圧弁と、
前記流路の、前記減圧弁よりも下流に設けられ、前記下流側の前記流体の圧力が高いときに第二弁体を開けて前記流体を排出する逃し弁と、
前記流路に配置され、前記流体の状態を検出するセンサと、
前記センサが検出した前記流体の状態に基づいて、前記逃し弁が有する前記第二弁体を開閉する制御部と、
を備える逃し弁一体型減圧弁。 A valve box with a flow path through which fluid flows,
A pressure reducing valve provided in the flow path that opens and closes the first valve body according to the pressure of the fluid on the downstream side to reduce the pressure of the fluid on the downstream side.
A relief valve provided downstream of the pressure reducing valve in the flow path and opening the second valve body to discharge the fluid when the pressure of the fluid on the downstream side is high.
A sensor arranged in the flow path and detecting the state of the fluid,
A control unit that opens and closes the second valve body of the relief valve based on the state of the fluid detected by the sensor.
Relief valve integrated pressure reducing valve equipped with.
前記制御部は、前記温度検出部が検出した温度に基づいて前記逃し弁が有する前記第二弁体を開ける、
請求項1に記載の逃し弁一体型減圧弁。 The sensor has a temperature detection unit that detects the temperature of the fluid.
The control unit opens the second valve body of the relief valve based on the temperature detected by the temperature detection unit.
The relief valve integrated pressure reducing valve according to claim 1.
請求項2に記載の逃し弁一体型減圧弁。 The control unit opens the second valve body of the relief valve when the temperature detected by the temperature detection unit is smaller than the set temperature value set below the freezing point of the fluid.
The relief valve integrated pressure reducing valve according to claim 2.
前記制御部は、前記圧力検出部が検出した圧力に基づいて前記逃し弁が有する前記第二弁体を開ける、
請求項1から3のいずれか1項に記載の逃し弁一体型減圧弁。 The sensor has a pressure detection unit that detects the pressure of the fluid.
The control unit opens the second valve body of the relief valve based on the pressure detected by the pressure detection unit.
The relief valve integrated pressure reducing valve according to any one of claims 1 to 3.
前記制御部は、前記圧力検出部が検出した、前記上流側の前記流体の圧力に基づいて前記逃し弁が有する前記第二弁体を開ける、
請求項4に記載の逃し弁一体型減圧弁。 The pressure detection unit is arranged on the upstream side of the pressure reducing valve in the flow path.
The control unit opens the second valve body of the relief valve based on the pressure of the fluid on the upstream side detected by the pressure detection unit.
The relief valve integrated pressure reducing valve according to claim 4.
前記制御部は、前記圧力検出部が検出した、前記下流側の前記流体の圧力に基づいて前記逃し弁が有する前記第二弁体を開ける、
請求項4に記載の逃し弁一体型減圧弁。 The pressure detection unit is arranged on the downstream side of the pressure reducing valve in the flow path.
The control unit opens the second valve body of the relief valve based on the pressure of the fluid on the downstream side detected by the pressure detection unit.
The relief valve integrated pressure reducing valve according to claim 4.
前記流路に設けられた第一弁座、該第一弁座よりも前記下流側の前記流体の圧力によって弾性変形するダイヤフラム及び、該ダイヤフラムが弾性変形することにより、前記第一弁座との隙間を開閉する前記第一弁体を有し、
前記下流側の前記流体の圧力が第一閾値以下のときに前記隙間が開き、前記下流側の前記流体の圧力が前記第一閾値よりも大きいときに前記隙間が閉じ、
前記逃し弁は、
前記ダイヤフラムに設けられた第二弁座、該第二弁座を貫通する貫通孔に通された弁軸及び、前記弁軸が接続され、前記第二弁座に付勢された前記第二弁体を有し、
前記下流側の前記流体の圧力が第二閾値よりも大きいときに前記ダイヤフラムが弾性変形することによって前記弁軸が移動して、前記弁箱に設けられたストッパーに当たり、前記第二弁座と前記第二弁体との隙間を開ける、
請求項1から6のいずれか1項に記載の逃し弁一体型減圧弁。 The pressure reducing valve is
The first valve seat provided in the flow path, the diaphragm elastically deformed by the pressure of the fluid on the downstream side of the first valve seat, and the first valve seat due to the elastic deformation of the diaphragm. It has the first valve body that opens and closes the gap,
The gap opens when the pressure of the fluid on the downstream side is equal to or lower than the first threshold value, and closes when the pressure of the fluid on the downstream side is greater than the first threshold value.
The relief valve is
The second valve seat provided on the diaphragm, the valve shaft passed through the through hole penetrating the second valve seat, and the second valve to which the valve shaft is connected and urged to the second valve seat. Have a body
When the pressure of the fluid on the downstream side is larger than the second threshold value, the diaphragm is elastically deformed to move the valve shaft to hit the stopper provided on the valve box, and the second valve seat and the said. Open a gap with the second valve body,
The relief valve integrated pressure reducing valve according to any one of claims 1 to 6.
前記制御部は、前記センサが検出した前記流体の状態に基づいて、前記駆動部を駆動して前記ダイヤフラムに対する前記ストッパーの位置を変更する、
請求項7に記載の逃し弁一体型減圧弁。 Further provided with a drive unit for moving the stopper to change the position of the stopper with respect to the diaphragm.
The control unit drives the drive unit to change the position of the stopper with respect to the diaphragm based on the state of the fluid detected by the sensor.
The relief valve integrated pressure reducing valve according to claim 7.
前記駆動部は、前記ストッパーを回転させるモータを有し、
前記制御部は、前記モータの回転量を制御して、前記ダイヤフラムに対する前記ストッパーの位置を変更する、
請求項8に記載の逃し弁一体型減圧弁。 The stopper has the shape of a rod having a screw portion screwed into a screw hole penetrating the valve box on the outer peripheral portion.
The drive unit has a motor for rotating the stopper.
The control unit controls the amount of rotation of the motor to change the position of the stopper with respect to the diaphragm.
The relief valve integrated pressure reducing valve according to claim 8.
前記逃し弁一体型減圧弁に接続された給水管と、
を備える給湯器。 The relief valve integrated pressure reducing valve according to any one of claims 1 to 9.
A water supply pipe connected to the relief valve integrated pressure reducing valve and
Water heater equipped with.
前記センサは、前記給水管に供給された水の温度を測定する温度センサであり、
前記温度センサに基づいて、前記給水管から供給された水を加熱する熱源装置の発熱量を制御する制御装置を備える、
請求項10に記載の給湯器。 Water is supplied to the flow path from the water supply pipe.
The sensor is a temperature sensor that measures the temperature of water supplied to the water supply pipe.
A control device for controlling the calorific value of the heat source device for heating the water supplied from the water supply pipe based on the temperature sensor is provided.
The water heater according to claim 10.
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