JP3664661B2 - ガスバルブ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス器具のガスバーナーへの燃料ガスの供給量を制御するガスバルブに関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のガスバルブは、例えば特開平9−101024号公報に記載されている。該ガスバルブは、内部通路を介して相互に連通するようにガス流入部とガス流出部とを所定の間隔を置いて設けたバルブケーシングを備える。該バルブケーシングの内部通路には、ガス開閉弁である電磁安全弁及び流量調節弁が設けられている。電磁安全弁及び流量調節弁は、内部通路に挿設され前後方向に可動の操作ロッドによって開弁操作される。操作ロッドは、後述のニードル弁の弁本体の前後方向の移動量を調節するカム機構を介してコンロ前面に配設された回転操作式の操作部に連結されている。
【0003】
流量調節弁は、内部通路に形成した弁孔に挿入可能なテーパ付弁本体を有するニードル弁として形成されている。該弁本体は、組立作業の簡素化を図るため操作ロッドに一体に形成されている。そして、操作部を回転操作して操作ロッドを前後方向に移動させ、弁孔に対する弁本体の挿入深さを変化させ、その挿入量に応じて燃料ガスの供給量が調節される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガスバーナーの火炎が消えない程度の最小ガス流量は、使用する燃料ガスの種類に応じて相違する。このため、上述のものでは、ガス流量を連続して変化させることができるものの、最小ガス流量を決める弁本体の最小挿入深さはカム機構により定まるので、燃料ガスの種類ごとに最小ガス流量を設定できないという問題があった。また、弁孔と弁本体との間に異物等が噛み込むと、操作ロッドを前後方向に移動させることができず、燃料ガスの供給を停止できない場合があった。
【0005】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、使用する燃料ガスの種類ごとに最小ガス流量の設定ができ、流量調節弁に異物等が噛み込んでも燃料ガスの供給を確実に停止できるガスバルブを提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、本発明のガスバルブは、内部通路を介して相互に連通するように所定の間隔を置いてガス流入部とガス流出部とを設けたバルブケーシングを備え、該内部通路に、前後方向に可動の操作ロッドを挿設すると共に、内部通路内でガス流入部の下流側に操作ロッドを前方向に移動させると開弁するガス開閉弁と、該ガス開閉弁の下流側であってガス流出部の上流側に操作ロッドの移動量に応じてガス流出部への燃料ガスの流量を調節する流量調節弁とを配設し、該操作ロッドを移動させて燃料ガスの供給と燃料ガス流量の調節とを行い得るガスバルブであって、該流量調節弁は、ガス開閉弁が開弁した後に操作ロッドをさらに前方向に所定量移動させると開弁して操作ロッドの移動量に応じてガス流量の調節を行うように構成され、該流量調節弁が開弁するまでの間、ガス流出部への燃料ガスの供給は、ガス開閉弁の下流側であって流量調節弁の上流側の内部通路とガス流出部とを連通するように設けたバイパス通路を介して行われ、該バイパス通路に、燃料ガスの最小ガス流量を設定するオリフィスを設けたことを特徴とする。
【0007】
本発明によれば、操作ロッドを前方向に移動させると、先ずガス開閉弁が開弁し、内部通路に燃料ガスが流入する。そして、流量調節弁が開弁するまでは、内部通路に流入した燃料ガスはバイパス通路を介してのみガス流出部に流れる。さらに操作ロッドを前方向に移動させると、流量調節弁が開弁し、ガス流出部には、内部通路から流量調節弁及びバイパス通路を経て燃料ガスが流れる。この場合、操作ロッドの前後方向の移動量を調節することでガスバーナーへの燃料ガスの供給量が調節される。
【0008】
他方で、燃料ガスの供給量を絞る場合、操作ロッドを後方向に移動させていくと流量調節弁が閉弁する。流量調節弁が閉弁した後、ガス開閉弁が閉弁するまでは、燃料ガスがバイパス通路のみを介してガス流出部に流れる。この場合、バイパス通路には最小ガス流量を設定するオリフィスが設けられているので、使用する燃料ガスの種類ごとにガスバーナーの火炎が消えない程度の最小ガス流量を設定できる。
【0009】
流量調節弁は、例えば、内部通路に挿設され弁孔を有するケースと、該弁孔方向に付勢され操作ロッドの押操作により弁孔から離脱するように移動する弁本体とを備え、操作ロッドが所定量移動した後弁本体の移動が開始されるように、弁本体の操作ロッド側の端部に、操作ロッドの先端部を収納する収納孔を形成したものとすればよい。これにより、流量調節弁のケースと弁本体との間に異物等が噛み込んだとしても、操作ロッドと弁本体とは別体であり、何ら操作ロッドの移動が制限されるものではないので、ガス開閉弁を閉弁して燃料ガスの供給を停止できる。また、該流量調節弁では、操作ロッドを後方向に移動させた場合でも、弁本体が弁座方向に付勢されていることで該弁本体が操作ロッドと一体となって移動するので、操作ロッドの前後方向の移動に伴う弁本体の位置のヒステリシスが極めて小さくなり、ガスバーナーの火力設定が安定する。さらに、弁孔を有するケースを内部通路に挿設するので、内部通路に直接弁孔を形成するものに比して、バルブケーシングの加工作業が容易になる。
【0010】
ここで、ガス開閉弁が開弁した後の弁本体の移動開始時期を一定にするには、移動時の操作ロッドの軸ずれを防止する必要がある。この場合、一端がバルブケーシングに設けた開口部から突出するように内部通路に挿設した前記操作ロッドを、その前後方向の移動時に軸ずれしないように前記開口部と前記ケースに設けた支持部とでガイドすれば、操作ロッドが所定の間隔を置いた2箇所でガイドされるので操作ロッドの移動時の軸ずれが防止される。これにより、収納孔内での操作ロッドの片当たりなどによる摺動抵抗の増加が抑止できる。
【0011】
また、特にガスバーナーの中火の火力設定を容易にするには、燃料ガスの流量が一定になる領域がつくられるように流量調節弁を形成するのが有利である。ここで、上記従来のガスバルブのように、弁孔の内壁を一定の内径で長くしたのでは、弁本体と弁孔との間隙を燃料ガスが通過する際に圧力損失が発生するので、ガス流量が一定にならない。この場合、前記弁本体は、前記弁孔内を進退すると共に外径一定部を有する円筒形状の頭部を備え、前記弁孔をケース内部に設けた薄板により形成し、頭部の外径一定部と弁孔との間の間隙の面積を一定にして、該間隙を燃料ガスが通過する際に圧力損失が生じないようにすればよい。
【0012】
前記操作ロッドは、例えば、バルブケーシングに付設した回転軸を有する駆動手段によって移動され、制御された回転軸の回転に応じて操作ロッドが前後方向に移動されるように、操作ロッドと回転軸とを、回転運動を往復運動に変換する手段を介して連結しておけば、電動駆動によるきめ細かな火力調節が可能になる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1及び図2を参照して、1は、例えば、3個のガスバーナーと上下のグリルバーナー(図示せず)とを設けるガスコンロに使用されるガスバルブユニットを示す。この場合、ガスバーナーとして、燃焼量(Kcal/h)が異なる3種の大火力、中火力及び小火力ガスバーナーが使用される。
【0014】
ガスバルブユニット1は直方体のバルブケーシング11を有する。バルブケーシング11の側面には1個のガス流入口12が開けられている。該ガス流入口12には、電磁安全弁2を介してバルブケーシング11の長手方向に延びる2本のガス通路13a、13bが連通している。各ガス通路13a、13bには、第1連通路14を介して、該ガス通路13a、13bに対して直角な方向に延びる5本の内部通路15が相互に平行にかつ隔絶された状態で形成されている(図3参照)。同一形状の各内部通路15は、第2連通路16を介してバルブケーシング11の上面に所定の間隔を置いて設けた燃料ガス流出口17に連通する。そして、各燃料ガス流出口17から各ガスバーナー及び上下のグリルバーナーの各混合管(図示せず)に燃料ガスが供給される。
【0015】
図3を参照して、内部通路15には長手方向に沿って前後方向に可動の操作ロッド3が挿設され、その一端は、内部通路15に対向してバルブケーシング11に設けた開口部11aを貫通して外部に突出している。該操作ロッド3には、内部通路15内で第1連通路14の近傍に設けた弁座17と共に燃料ガス開閉弁4を形成するように、ばね5で上流側に向かって付勢された弁体31が設けられている。該ガス開閉弁4の下流側には、燃料ガス流出口17の上流側に位置して流量調節弁6が設けられている。該操作ロッド3の前後方向の移動は、内部通路15に対向してバルブケーシング11にシール材7を介して連結した駆動部8により行われる。
【0016】
駆動部8は、内部通路15に対向する貫通孔81aが設けられたハウジング81を有する。該貫通孔81aには、バルブケーシング11の開口部11aから突出した操作ロッド3の端部を押圧するスライダ82が挿設されている。該スライダ82は、ハウジング81に付設したステッピングモータ83により駆動される。この場合、スライダ82の内部には、ステッピングモータ83の回転軸83aに設けたねじ部と螺合するねじ山が設けられ、ステッピングモータ83を回転させるとその回転に応じて貫通孔81a内でスライダ82が前後方向に往復運動する。
【0017】
スライド82にはまた、上方に向かって突出した突出部82aが設けられ、ハウジング81の上部には、該突出部82aに係合するスライドボリューム式のリニアセンサー84が配設されている。そして、リニアセンサー84の抵抗値の変化に応じて操作ロッド3の前後方向の移動量(ストローク)が検出される。これにより、例えばコンロ本体にタッチパネルを設け、該タッチパネルを操作して操作ロッド3の作動、即ち、ガス開閉弁4の開閉と流量調節弁6による燃料ガスの流量調節とを電動式で制御できるようにガスコンロを構成できる。
【0018】
流量調節弁6は、内部通路15にシール材61aを介して挿設され、上流側の端部に弁孔61bを有するケース61と、該弁孔61bに挿入され、操作ロッド3の押操作で下流側に向かって移動される弁本体62とを備えたニードル弁で構成されている。弁本体62は、図3に示す流量調節弁6の閉弁状態で、弁孔61bを塞ぐフランジ部62aと、該フランジ部62aから上流側に向かって弁孔61bを貫通した円筒形状の頭部62bと、下流側に延出した延出部62cとからなる。また、ケース61の外壁面には、第2連通路16に一致する開口61cが設けられ、ケース61の下流側の端部にはガイド部材63が装着されている。該ガイド部材63は、延出部62aと協働して該弁本体62を平行移動させる役割を果たす。
【0019】
弁本体62は、フランジ部62aとガイド部材63との間に縮設したばね64によって上流側に向かって付勢されている。そして、操作ロッド3の押操作でばね64の付勢力に抗してフランジ部62aが弁孔61bから離れた場合に弁孔61bの開度に応じてガス流出口17への燃料ガス供給量が調節される。
【0020】
ここで、従来のガスバルブのように弁孔61bの内壁を一定の内径で長く設定したのでは、弁本体62の円筒形状の頭部62bが弁孔61b内を進退する間、弁孔61bと頭部62bとの間の間隙の面積は変化しないものの、該間隙を燃料ガスが通過する際に圧力損失が発生してガス流量が一定にならない。本実施の形態では、ケース61の内面に圧入した黄銅製の薄板65により弁孔61bを形成すると共に、該薄板65の進退方向の幅を圧力損失が発生しない程度の小さな寸法に設定した。これにより、フランジ部62aが弁孔61bから離れると、当初はガス流出口17への燃料ガス流量が連続して増加し、弁孔61bから円筒形状の頭部62bが完全に離脱するまでは弁孔61bと頭部62bとの間の間隙面積が変化せず、その上、圧力損失も発生しないので、燃料ガス流量が一定となる領域がつくられる。発明の実施の形態では、操作ロッド3のストロークが5mmから7.5mmの間で流量が一定になるように頭部62bの長さを設定した。この場合、ガスバーナーを中火にするのに必要な燃料ガスがガス流出口17へと流れる。
【0021】
ところで、ガスバーナーの火炎が消えない程度の最小ガス流量は、使用する燃料ガスの種類に応じて相違する。このため、使用する燃料ガスの種類の異なるガス器具ごとに最小ガス流量を設定できるようにする必要がある。
【0022】
図4を参照して、本実施の形態では、操作ロッド3の移動が開始されてガス開閉弁4が開弁した後、さらに操作ロッド3が前方向に移動されると流量調節弁6の弁本体62の移動が開始されるように、弁本体62の頭部62bに操作ロッド3の先端部を収納する収納孔62dを形成した。この場合、操作ロッド3が3.0mm移動した時に弁本体62の移動が開始されるように収納孔62dの長さを設定した。
【0023】
ここで、ガス開閉弁3が開弁した後の流量調節弁6の開弁時期、即ち、弁本体62の移動開始時期を一定にするには、前後方向の移動時に操作ロッド3が軸ずれしないようにする必要がある。本実施の形態では、ケース62に上流側に向かって延出する支持部61dを設けて操作ロッド3をガイドすると共に、バルブケーシング11の開口部11aにおいても操作ロッド3をガイドした。これにより、収納孔62d内での操作ロッド3の片当たりなどによる摺動抵抗の増加も抑止できる。
【0024】
ガス開閉弁4が開弁した後、弁本体62の移動が開始されるまでの間、燃料ガス流出口17への燃料ガスの供給は、図3に示すように、流量調節弁6の上流側の内部通路15と第2連通路16とを連通するように設けたバイパス通路9を介して行われる。該バイパス通路9はバルブケーシング11内に折れ曲って形成され、バイパス通路9の内部通路15に対して直角に上方に向かって延びる部分はバルブケーシング11の上面まで通じている。この上方に向かって延びる部分には、第2連通路16へと流れる燃料ガスの最小ガス流量を設定するオリフィス91が設けられている。該オリフィス91は、その頭部92がバルブケーシング11の上面から突出するように挿設されている。そして、オリフィス91を適宜交換することで使用する燃料ガスの種類ごとに最小ガス流量を設定できる。
【0025】
ここで、本実施形態の流量調節弁6では、操作ロッド3を後方向に移動させた場合でも、弁本体62がケース61の弁孔61b方向に付勢されていることで該弁本体62が操作ロッド3と一体となって移動する。このため、操作ロッド3の前後方向の移動に伴う弁本体62の位置のヒステリシスが極めて小さくなる。
【0026】
次に、図3、図5及び図6を参照して本発明のガスバルブ1の作用を説明する。図3に示すガスバルブ1の停止状態から、タッチパネルを点火ボタンを押すと、ステッピングモータ83が正方向に回転してスライダ82を前方向に移動させる。ここで、ガスバーナーの点火の確実性などの観点から、図5に示すように、操作ロッド3は、先ずガス開閉弁4を開弁させると共に、操作ロッド3の端部が収納孔62dに挿入され、ガスバーナーが中火位置になるまで弁本体62を下流側に向かって移動させる。この場合、ガスバーナーの混合管には、内部通路15から流量調節弁6及びバイパス通路9を経て燃料ガスが供給され、ガスバーナーの点火が行われる。そして、ガスバーナーの点火後には、タッチバネルの火力調節ボタンを操作して、ステッピングモータ83を正または逆方向に回転させてスライダ82を介して操作ロッド3を前後方向に移動させて弁本体62を移動させることで弁孔61bの開度を変化させてガス流出口17への燃料ガス供給量が調節される。
【0027】
この場合、図7に示すように、弁孔61bの内壁を一定の内径で長くとった従来技術のガスバルブでは、図に点線で示すように、ガスバーナーの中火位置に相当する5mmから7.5mmの範囲において操作ロッド3のストローク(mm)を変えてもガスバーナーへの燃料ガス供給量から換算したガスバーナーの燃焼量(Kcal)は一定にならないのに対して、弁孔61bを薄板65により形成した本発明のものでは、図に実線示すように、ガスバーナーの中火位置に相当する5mmから7.5mmの範囲で操作ロッド3のストローク(mm)を変えたときのガスバーナーの燃焼量はほぼ一定であった。尚、延出部62cの端部がガイド部63の底部に当接するまで弁本体62が前方向に移動されるとガスバーナーは強火状態になる。
【0028】
他方で、ガスバーナーの最小絞り位置まで、ステッピングモータ83を逆方向に回転させて操作ロッド3を後方向に移動させた場合、図6に示すように、流量調節弁6は閉弁状態になる。この場合、燃料ガスはバイパス通路9のみを介してガス流出部17へと流れる。ここで、バイパス通路9にオリフィス91を設けているので、最小ガス流量の燃料ガスがガスバーナーの混合管に流れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ガスバルブユニットの斜視図
【図2】ガスバルブの背面図
【図3】図1のIII−III線に沿った断面図
【図4】図3の部分拡大断面図
【図5】ガスバーナーの中火状態を示すガスバルブの断面図
【図6】ガスバーナーの最小絞り状態を示すガスバルブの断面図
【図7】本発明のガスバルブの流量特性を示すグラフ
【符号の説明】
1 ガスバルブユニット
11 バルブケーシング
15 内部通路
3 操作ロッド
4 ガス開閉弁
6 流量調節弁
9 バイパス通路
91 オリフィス
Claims (5)
- 内部通路を介して相互に連通するように所定の間隔を置いてガス流入部とガス流出部とを設けたバルブケーシングを備え、該内部通路に、前後方向に可動の操作ロッドを挿設すると共に、内部通路内でガス流入部の下流側に操作ロッドを前方向に移動させると開弁するガス開閉弁と、該ガス開閉弁の下流側であってガス流出部の上流側に操作ロッドの移動量に応じてガス流出部への燃料ガスの流量を調節する流量調節弁とを配設し、該操作ロッドを移動させて燃料ガスの供給と燃料ガス流量の調節とを行い得るガスバルブであって、
該流量調節弁は、ガス開閉弁が開弁した後に操作ロッドをさらに前方向に所定量移動させると開弁して操作ロッドの移動量に応じてガス流量の調節を行うように構成され、該流量調節弁が開弁するまでの間、ガス流出部への燃料ガスの供給は、ガス開閉弁の下流側であって流量調節弁の上流側の内部通路とガス流出部とを連通するように設けたバイパス通路を介して行われ、該バイパス通路に、燃料ガスの最小ガス流量を設定するオリフィスを設けたことを特徴とするガスバルブ。 - 前記流量調節弁は、内部通路に挿設され弁孔を有するケースと、該弁孔方向に付勢され操作ロッドの押操作により弁孔から離脱するように移動する弁本体とを備え、操作ロッドが所定量移動した後弁本体の移動が開始されるように、弁本体の操作ロッド側の端部に、操作ロッドの先端部を収納する収納孔を形成したものであることを特徴とする請求項1記載のガスバルブ。
- 一端がバルブケーシングに設けた開口部から突出するように内部通路に挿設した前記操作ロッドを、その前後方向の移動時に軸ずれしないように前記開口部と前記ケースに設けた支持部とでガイドしたことを特徴とする請求項2記載のガスバルブ。
- 前記弁本体は、前記弁孔内を進退すると共に外径一定部を有する円筒形状の頭部を備え、前記弁孔をケース内部に設けた薄板により形成し、頭部の外径一定部と弁孔との間の間隙の面積を一定にして、該間隙を燃料ガスが通過する際に圧力損失が生じないようにしたことを特徴とする請求項2または請求項3記載のガスバルブ。
- 前記操作ロッドはバルブケーシングに付設した回転軸を有する駆動手段によって移動され、制御された回転軸の回転に応じて操作ロッドが前後方向に移動されるように、操作ロッドと回転軸とを、回転運動を往復運動に変換する手段を介して連結したことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれが1項に記載のガスバルブ。
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