JP3364598B2 - 温水機器用安全弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温水ボイラー等の
温水機器の安全機器として取付けられる温水機器用安全
弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の安全弁としては、実公昭
６１ー４３０３１号公報に開示された沸騰防止弁が見受
けられる。この沸騰防止弁は、弁箱にワックスを封入し
た感熱体を装備し、温水機器内の温度が設定温度より上
昇した場合、感熱体内のワックスが熱膨張し、感熱体の
ピストンの進退により弁体を変位させて開閉弁する様に
成していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この沸
騰防止弁では、温水機器内の過剰圧力に応動して熱湯を
外部へ排出する逃し弁としての機能を有していない。
又、温水機器の運転停止後に、内部の温度降下による温
水機器内の負圧化を、温水機器内に大気を吸引すること
で防止する空気弁（負圧破壊弁）としての機能を有して
いない。よって、温水機器には、沸騰防止弁と、逃し弁
及び負圧破壊弁を併用せねばならなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題に鑑
み、弁箱内をダイヤフラムにて１次側流路と２次側流路
とに区画形成し、ダイヤフラムを調節バネにて１次側流
路側に付勢すると共に、ダイヤフラムの中心に受圧部を
設け、その周囲に１次側流路と２次側流路とを連通する
弁口を設けると共に、該弁口の周囲に１次側流路へ突設
した弁座を設け、該弁座には弁バネにて閉弁方向に付勢
した弁体を着離自在に設け、該弁体には受圧部をピスト
ンで押圧する感熱体を貫通挿着し、該感熱体を摺動自在
に支持することにより、沸騰防止弁、逃し弁及び負圧破
壊弁の機能を具備する様にして、上記課題を解決する。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図面に基
づいて説明する。１は本発明に係る安全弁であり、該安
全弁１の弁箱２は、入口３と出口４の流路を直角に形成
したものであり、下部に入口３を設けた下箱５と、側方
に出口４を設けた上箱６から成り、弁箱２の内部を入口
３に通ずる１次側流路７と、出口４に通ずる２次側流路
８とに区画形成するダイヤフラム９を介して、両箱５、
６を接合している。

【０００６】下箱５において、１次側流路７は、入口３
から直上して設け、１次側流路７においてダイヤフラム
９と対面する開口部7aを大径段部10を介して拡径形成し
ている。又、１次側流路７の中途部位から大径段部10に
渡って複数の溝11を形成している。上箱６において、２
次側流路８における１次側流路７との対面側、即ち上箱
６の上部に相当する部位に開口部6aを設け、該開口部6a
に調節ネジ12をＯリングで以て水密状に螺入して開口部
6aを密栓している。又、調節ネジ12の上方には、上面が
平坦なキャップ13で開口部6aを被冠している。

【０００７】ダイヤフラム９は、その中央に開設した円
形穴に略円筒状の弁口ガイド14を挿通している。弁口ガ
イド14は、その中空部に軸線に対し垂直な隔壁を設ける
と共に、該隔壁の中心部を残して、その周囲に複数の弁
口15を設け、１次側流路７と２次側流路８を連通してい
る。又、前記隔壁の中心部を受圧部16と成すと共に、弁
口ガイド14の１次側流路側７の開口端部を弁座17と成
し、該弁座17より段差を設けて弁口ガイド14の外方に円
盤状のダイヤフラム押さえ18を突設し、該ダイヤフラム
押さえ18をダイヤフラム９の（１次側流路７側に面す
る）下面に当接している。よって、弁座17は弁口15の周
囲に１次側流路７へ突出して設けられている。

【０００８】又、ダイヤフラム９の（２次側流路８側に
面する）上面に弁口ガイド14を挿通して成る略円盤状の
ダイヤフラム押さえ19を当接し、弁口ガイド14の上端部
を外方拡径状に屈曲する様にかしめてダイヤフラム押さ
え19における弁口ガイド14の挿通口19ａ周縁を掛止し、
上下のダイヤフラム押さえ18、19でダイヤフラム９を挟
着している。又、ダイヤフラム押さえ19の外周に周壁19
ｂを立設し、該周壁19ｂの上端部には所定間隔を設けて
複数の爪片19ｃを上方突設している。

【０００９】ダイヤフラム押さえ19の周壁19ｂ内側に
は、該周壁19ｂの内径より外周縁が小径な略ハット型の
バネ受け20を配し、周壁19ｂに設けた爪片19ｃを内側へ
屈曲して、これをバネ受け20の抜止めと成し、周壁19ｂ
内にバネ受け20を保持する様に成している。そして、バ
ネ受け20外周縁と周壁19ｂとの間に有する隙間Ｓを介し
て弁口15と２次側流路８とを連通している（図５参
照）。

【００１０】弁箱２上部では、キャップ13の外方から調
節ネジ12を介して２次側流路８内に調節棒21を挿通して
いる。調節棒21は、調節ネジ12にＯリングで以て摺動自
在に挿通し、キャップ13の外面に突出した上端部を手動
レバー22の支点に枢着している。調節棒21の下端側はバ
ネ受け20の中心を貫通し、該バネ受け20を調節棒21の下
端側に外方突設した鍔部21ａで抜止め掛止している。
又、調節棒21の鍔部21ａより下端は、円錐状に形成して
成り、かかる尖端21ｂを受圧部16に当接している。そし
て、調節ネジ12とバネ受け20間に調節バネ23を圧縮介装
し、該調節バネ23の弾性力を調節棒21を介して受圧部16
に作用させることにより、受圧部16と共にダイヤフラム
９を１次側流路７側へ付勢し、ダイヤフラム９は、その
下面のダイヤフラム押さえ19を介して下箱５の大径段部
10に載置している。

【００１１】弁座17には弁体24を着離自在に設け、該弁
体24の弁棒として感熱体25を取付けている。感熱体25
は、略筒状の胴部25ａ内にワックスを封入しており、胴
部25ａの基端側には大径な鍔部25ｂを設けると共に、胴
部25ａの先端にワックスの熱膨張収縮により進退自在と
成したピストン25ｃを挿着している。そして、感熱体25
における胴部25ａのピストン25ｃ側を弁体24に貫通挿着
して固定し、ピストン25ｃの伸長で受圧部16を押圧する
様に成している。

【００１２】又、１次側流路７の入口３には、中心に感
熱体25の鍔部25ｂより先（ピストン25ｃ側）の胴部25ａ
基端側を摺動自在に挿通支持したガイドリング26を螺入
している。ガイドリング26において、感熱体25の挿通部
26ａは、鍔部25ｂより小径に形成し、挿通部26ａの周囲
に、複数の導通孔26ｂを設け、外部と１次側流路７を連
通している。

【００１３】そして、弁体24とガイドリング26間に、調
節バネ23より弾性力の小さい弁バネ27を圧縮介装し、該
弁バネ27にて弁体24を閉弁方向に付勢している。弁体24
の２次側流路８方向（図において上方）への移動距離
は、図１に示す閉止（閉弁）状態において、鍔部25ｂと
ガイドリング26との距離に等しく、この距離は、ダイヤ
フラム９の２次側流路８方向への変位より短くしてい
る。従って、図２に示す様に、１次側流路７内の圧力が
上昇した時にダイヤフラム９と共に弁体24が変位し、鍔
部25ｂがガイドリング26の外側面に当接した後、更にダ
イヤフラム９は２次側流路８側へ変位して、弁体24から
弁座17を離脱させ、１次側流路７と２次側流路８を連通
させる様に成している。

【００１４】又、かかる手段の変形例として、図６に示
す様に、大径段部10において、１次側流路７の求心方向
に弁体24の外周に係合する凸部10ａを突設し、該凸部10
ａに弁体24が係合する位置を弁体24の２次側流路８方向
への移動限界位置とし、図７に示す様に、１次側流路７
内の圧力上昇時に、かかる位置よりもダイヤフラム９が
２次側流路８へ変位し、弁体24から弁座17を離脱させ、
１次側流路７と２次側流路８を連通する様に成してい
る。尚、この変形例において、感熱体25の鍔部25ｂとガ
イドリング26間の距離は、弁体24の２次側流路８方向へ
の移動距離に等しいか、又はそれ以上（図示例）に設定
している。

【００１５】上記安全弁１は、弁座17と弁体24を強制的
に離隔させる強制開弁手段Ａを設けている。この強制開
弁手段Ａは、調節バネ23にて１次側流路７側へ付勢した
調節棒21と、該調節棒21を介してダイヤフラム９に連繋
した手動レバー22から成る。この手動レバー22は、強制
開弁手段Ａの操作手段Ｂと成り、通常は調節棒21に対し
垂直状態と成している。

【００１６】そして、図１に示す閉弁状態において、手
動レバー22を下方に押圧することにより調節バネ23の弾
性力に抗して調節棒21を介しバネ受け20を引き上げ、該
バネ受け20の外周縁がダイヤフラム押さえ19の爪片19ｃ
に係合してダイヤフラム９と弁座17を弁体24より離脱さ
せる様に変位させ、１次側流路７と２次側流路８を連通
させる。又、手動レバー22に対する押圧力を解除するこ
とで、調節バネ23の弾性力により、弁座17が弁体24に接
触して、閉弁状態に復帰する。又、上記強制開弁状態を
維持するには、図１に二点鎖線で示す様に、手動レバー
22を押し上げ、これをキャップ13上に倒立させて調節棒
21を引き上げ保持し、上記と同様に弁座17を弁体24より
離脱させ、強制開弁する。この強制開弁状態を解除する
には、手動レバー22を押し倒して、元の状態に復帰する
ことで成し得る。

【００１７】次に、安全弁１の他の実施例を図８、９に
基づき説明する。この安全弁１の変形の大きな特徴は、
強制開弁手段Ａにあり、この変形した強制開弁手段Ａに
伴い安全弁１の内部構成を一部変形しており、上記と同
一又は相当部分には同じ符号を付し、説明は省略する。
安全弁１の内部構造の変形については、感熱体25のピス
トン25ｃを長尺状に形成し、該ピストン25ｃを受圧部16
に摺動自在に挿通している。ピストン25ｃの基端側に
は、円盤状の押圧部25ｄを外方突設し、感熱体25におけ
る胴部25ａ内のワックスが熱膨張して、ピストン25ｃを
突出した時に、押圧部25ｄが受圧部16を押圧し、弁座17
から弁体24を離脱させ、開弁させる様に成している。
又、ダイヤフラム９上面のダイヤフラム押さえ19は、爪
片19ｃを廃し、その表面に調節バネ23を当接してこれを
バネ受け19ｄと成し、調節バネ23によりダイヤフラム９
と弁座17を閉弁方向に付勢している。

【００１８】強制開弁手段Ａは、弁箱２外方から調節ネ
ジ12を介して２次側流路８内に摺動自在に挿通した調節
棒21と、該調節棒21を外方突出する様に付勢する戻しバ
ネ28と、調節棒21を介してピストン25ｃの先端を押圧及
び押圧解除する操作手段Ｂとから成る。調節ネジ12は、
その中央を円柱状に膨出した頭部29を設け、該頭部29を
弁箱２上部より突出して成り、このため弁箱２の上部を
被冠するキャップ13を廃している。

【００１９】そして、頭部29の上端から下方に渡って調
節棒21より大径な凹部30を設け、該凹部30の底部に調節
棒21を挿通している。調節棒21はその上方に上下一対の
鍔片31、31ａを外方突設し、下方の鍔片31と凹部30底部
間に戻しバネ28を圧縮介装すると共に、上方の鍔片31を
凹部30の上口に配したスナップリング32で抜止め掛止
し、調節棒21を外方に付勢している。かかる状態におい
て、調節棒21は、その上端を凹部30より外方突出すると
共に、その下端を感熱体25におけるピストン25ｃの先端
と離間している。この離間距離は、操作手段Ｂによる調
節棒21の押圧状態において、調節棒21の下端がピストン
25ｃの先端を押圧し、弁座17から弁体24を離脱させるに
充分な長さ（図９参照）にして、且つ、１次側流路７内
の圧力上昇時において、弁体24の２次側流路８方向への
限界移動位置（図示例では、感熱体25の鍔部25ｂがガイ
ドリング26に当接した状態）で、又は１次側流路７内が
設定温度以上に達したピストン25ｃの突出時において、
ピストン25ｃの押圧部25ｄが受圧部16を押圧して弁座17
から弁体24を離脱した位置で、ピストン25ｃが調節棒21
に当接、又は近接する長さに設定している。尚、鍔片3
1、31ａ間にはＯリングを介在し、該Ｏリングで以て調
節棒21と凹部30との水密性を図っている。

【００２０】操作手段Ｂは、調節棒21の押圧体33と、該
押圧体33を介して調節棒21を押圧又は押圧解除する手動
レバー22と、押圧体33と手動レバー22を取付けた支持金
具34とから成る。支持金具34は、調節ネジ12の頭部29外
周に設けた突条29ａに摺動自在に装着した断面略コ字状
のＣ型リング35と、該Ｃ型リング35の開放側左右（図示
例では片側のみを示す。）に立ち上がり形成した支柱36
とから成る。そして、支柱36の反対側に押圧体33の基端
部を固着している。押圧体33は、板バネを所定形状に屈
曲形成して片持ち梁状と成したものであり、その基端側
を略Ｃ型に丸めて弾性を付与した固定端33ａとし、該固
定端33ａより支柱36間へ向かい主体部33ｂを延出形成し
ている。主体部33ｂは、調節棒21の上端を越えた位置ま
で水平に延出形成し、かかる位置より上方へ鉤状に屈曲
形成し、かかる鉤状屈曲部33ｃより斜め下方へ傾斜部33
ｄを延出形成し、該傾斜部33ｄの先端方を支柱36間に配
している。手動レバー22は、その柄22ａを押圧体33の固
定端33ａ側に指向させると共に、その支点を支柱36間に
介在枢着している。

【００２１】そして、図８に示す閉弁状態において、手
動レバー22を下方に押圧することにより、押圧体33を介
してその固定端33ａ及び戻しバネ28の弾性力に抗して調
節棒21を押し下げ、調節棒21が弁バネ27の弾性力に抗し
てピストン25ｃを下方押圧して弁座17から弁体24を離脱
させ、１次側流路７と２次側流路８を連通させる。手動
レバー22に対する押圧力を解除することで、固定端33ａ
の弾性力で押圧体33及び手動レバー22が復帰し、戻しバ
ネ28の弾性力により調節棒21が復帰してピストン25ｃか
ら離隔し、弁バネ27の弾性力により弁体24が弁座17に接
触して、閉弁状態を復帰する。又、上記強制開弁状態を
維持するには、図９に示す様に、手動レバー22を押し上
げ、押圧体33の傾斜部33ｄ上に垂直に倒立させて調節棒
21を押し下げ保持し、上記と同様に弁座17から弁体24を
離脱させ、強制開弁する。この強制開弁状態を解除する
には、手動レバー22を押し倒して、元の状態に復帰する
ことで成し得る。

【００２２】次に本発明に係る温水機器用安全弁の作用
について説明する。安全弁１は、温水機器に入口３を接
続して取付けられ、温水機器内が設定温度以下、又は設
定圧力以下で大気圧以上の場合、図１、８に示す様に、
調節バネ23及び弁バネ27により閉弁方向に付勢された弁
座17（ダイヤフラム９）と弁体24とは接触して閉弁して
いる。

【００２３】温水機器内が設定圧力以上に上昇した場
合、１次側流路７内の圧力上昇により、調節バネ23の弾
性力に抗してダイヤフラム９が２次側流路８側へ変位す
る。ダイヤフラム９が変位すると、弁バネ27により弁体
24が弁座17に着座した状態で同方向に変位する。弁体24
が２次側流路８方向への移動限界位置に達すると、即ち
感熱体25の鍔部25ｂがガイドリング26に掛止（図２参
照）、又は弁体24が凸部10ａに掛止（図７参照）する
と、これよりも更に２次側流路８側へ変位するダイヤフ
ラム９によって、弁座17が弁体24より離脱して開弁し、
弁口15を介して１次側流路７の圧力流体を２次側流路８
へ逃がし、１次側流路７内の圧力が設定値まで降下する
と、調節バネ23の弾性力により、ダイヤフラム９が１次
側流路７側へ変位し、弁座17が弁体24に着座し閉弁す
る。

【００２４】又、温水機器の運転停止による温度降下に
より、温水機器内が圧力降下し負圧化した場合、外部に
連通している２次側流路８内の大気圧より１次側流路７
内の圧力が降下するため、２次側流路８の圧力（大気
圧）が弁バネ27の弾性力に抗して弁体24を１次側流路７
の入口３側へ押圧し、弁座17から弁体24が離脱して開弁
し、２次側流路８を通じて１次側流路７内に大気圧を吸
引し、１次側流路７内の圧力が設定値まで上昇すると、
弁バネ27の弾性力により、弁体24が弁座17に着座し閉弁
する。

【００２５】温水機器内の温度が設定温度より上昇した
場合、感熱体25内のワックスが熱膨張し、ピストン25ｃ
を突出させる。そして、受圧部16をピストン25ｃの先端
（図４参照）、又は押圧部25ｄ（図８の安全弁）が押圧
することで、ガイドリング26に摺動自在に支持されてい
る胴部25ａが、弁バネ27の弾性力に抗して相対的に１次
側流路７の入口３側へ後退移動し、これにより弁体24が
弁座17から離脱して開弁し、１次側流路７内の過熱流体
を２次側流路８通じて外部へ排出し、１次側流路７内が
温度降下すると、ワックスが熱収縮してピストン25ｃを
後退させ、弁バネ27の弾性力で弁体24が弁座17に着座し
閉弁する。

【００２６】又、閉弁時において、手動レバー22を揺動
したり、又は手動レバー22を９０度回動して倒立保持さ
せることにより、図１、６に示す安全弁１では、調節バ
ネ23の弾性力に抗して調節棒21を介してバネ受け19ｄを
上動し、該バネ受け19ｄに係合したダイヤフラム押さえ
19を介してダイヤフラム９を引き上げ、弁体24より弁座
17を離脱させ、１次側流路７と２次側流路８を強制的に
連通させる。又、図８、９に示す安全弁１では、手動レ
バー22により押圧体33が戻しバネ28の弾性力に抗して調
節棒21を押し下げ、ピストン25ｃを弁バネ27の弾性力に
抗して下方押圧し、弁座17より弁体24を離脱させ、１次
側流路７と２次側流路８を強制的に連通させる。

【００２７】

【発明の効果】要するに請求項１記載の発明は、上記構
成より成るので、１次側流路７内が、設定値より圧力上
昇した場合、負圧化した場合、又は設定値より温度上昇
した場合のいずれの状況にも対応して、１次側流路７側
を設定圧力及び設定温度に保持することができ、従来併
設する必要があった逃し弁、負圧破壊弁及び沸騰防止弁
の機能を全て具備しているので、温水機器への据え付け
作業を容易にして、且つ設備費を軽減できる。

【００２８】又、請求項２記載の発明によれば、強制開
弁手段Ａにより弁座17と弁体24を強制的に離隔させるこ
とにより、出口４からの排水の有無で弁体24が正常に１
次側流路７と２次側流路８を連通させるか否かの作動状
態を確認したり、又は弁体24と弁座17との間に挟まった
汚物等を排水とともに除去し、弁機構の作動不良を解消
することができる。

【００２９】又、請求項３記載の発明では、弁箱２外方
から２次側流路８内に摺動自在に挿通した調節棒21をバ
ネ23にて１次側流路７側へ付勢すると共に、調節棒21を
介してダイヤフラム９を強制的に変位させる操作手段Ｂ
を弁箱２外側に設けることにより強制開弁手段Ａを構成
し、又請求項４記載の発明では、弁箱２外方から２次側
流路８内に摺動自在に挿通した調節棒21をバネ28にて外
方突出する様に付勢し、一方、受圧部16にピストン25ｃ
を摺動自在に挿通すると共に、該ピストン25ｃの基端側
に受圧部16の押圧部25ｄを設け、調節棒21を介してピス
トン25ｃの先端を押圧及び押圧解除する操作手段Ｂを弁
箱２外側に設けることにより強制開弁手段Ａを構成した
ので、操作手段Ｂによって弁体24と弁座17とを強制的に
離隔して開弁できる。よって、操作手段Ｂにおける手動
レバー22の操作による調節棒21の引き上げ又は押し下げ
のいずれの形式の強制開弁手段をも安全弁１の基本構成
を変更することなく採用することができる等その実用的
効果甚だ大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】安全弁の閉止状態を示す断面図である。

【図２】１次側流路内の圧力上昇時における開弁状態を
示す断面図である。

【図３】１次側流路内の負圧時における開弁状態を示す
断面図である。

【図４】１次側流路内の温度上昇時における開弁状態を
示す断面図である。

【図５】上箱を取り除いた図１のＸーＸ断面図である。

【図６】変形例を示す閉止状態の断面図である。

【図７】１次側流路内の圧力上昇時における開弁状態を
示す断面図である。

【図８】他の実施例を示す閉止状態の断面図である。

【図９】強制開弁状態を示す断面図である。

【符号の説明】

２ 弁箱 ７ １次側流路 ８ ２次側流路 ９ ダイヤフラム 15 弁口 16 受圧部 17 弁座 21 調節棒 23 調節バネ 24 弁体 25 感熱体 25ｃ ピストン 25ｄ 押圧部 27 弁バネ 28 バネ Ａ 強制開弁手段 Ｂ 操作手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−144920（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−141529（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−80019（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−180911（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−182721（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−311364（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−22178（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−64583（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−78138（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−106913（ＪＰ，Ｕ) 登録実用新案3053485（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭61−43031（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 17/04 F16K 17/38 F16K 31/64

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁箱内をダイヤフラムにて１次側流路と
   ２次側流路とに区画形成し、ダイヤフラムを調節バネに
   て１次側流路側に付勢すると共に、ダイヤフラムの中心
   に受圧部を設け、その周囲に１次側流路と２次側流路と
   を連通する弁口を設けると共に、該弁口の周囲に１次側
   流路へ突設した弁座を設け、該弁座には弁バネにて閉弁
   方向に付勢した弁体を着離自在に設け、該弁体には受圧
   部をピストンで押圧する感熱体を貫通挿着し、該感熱体
   を摺動自在に支持したことを特徴とする温水機器用安全
   弁。
2. 【請求項２】 弁座と弁体を強制的に離隔させる強制開
   弁手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の温水機
   器用安全弁。
3. 【請求項３】 強制開弁手段は、弁箱外方から２次側流
   路内に摺動自在に挿通した調節棒をバネにて１次側流路
   側へ付勢すると共に、調節棒を介してダイヤフラムを強
   制的に変位させる操作手段を弁箱外側に設けたことを特
   徴とする請求項２記載の温水機器用安全弁。
4. 【請求項４】 強制開弁手段は、弁箱外方から２次側流
   路内に摺動自在に挿通した調節棒をバネにて外方突出す
   る様に付勢し、一方、受圧部にピストンを摺動自在に挿
   通すると共に、該ピストンの基端側に受圧部の押圧部を
   設け、調節棒を介してピストンの先端を押圧及び押圧解
   除する操作手段を弁箱外側に設けたことを特徴とする請
   求項２記載の温水機器用安全弁。