JP3724666B2 - ガス弁開閉装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス湯沸器に用いられるガス弁開閉装置に関し、特に流水圧に応動してバーナへのガス流路を開閉する給水自動ガス弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般的に、ガス湯沸器には、空炊きを防止するために通水時にのみガス流路を開弁する給水自動ガス弁が設けられる。
しかしながら、給水自動ガス弁は、流水圧を作動源とする関係で、流水圧の高低によってガス流路の開弁動作に緩急が生じ、常時敏速なる開閉動作が期待できない。
また、使用条件によっては、流水圧は必ずしも十分であるとは限らず、給水自動ガス弁を開閉する流水圧が増減し、給水自動ガス弁が不安定な開閉をする場合がある。
そこで、図4に示す実公昭55−34379号公報に記載されたガス弁開閉装置のように、給水自動ガス弁40の下流に、流水圧による押動力を伝達する押圧環体43と、この押動力によってスナップ動作をする皿状板ばね42と、この皿状板ばね42のスナップ動作を給水自動ガス弁40に伝える押圧カラー41とを設け、所定の流水圧に達した時にのみ皿状板ばね42のスナップ動作を給水自動ガス弁40へ伝達することによって、瞬時に一定の開度に開閉するガス弁開閉装置が知られている。
この給水自動ガス弁では、開弁時の点火時に、必要な開度を確保できるため、十分なガス量で点火させることができ、点火ミスが起こらず、生ガスの放出を防ぐことができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなガス弁開閉装置では、給水自動ガス弁の他にスナップ動作をさせる部品、スナップ動作をする部品、及びこのスナップ動作を給水自動ガス弁に伝達する部品が必要となり、その構造は極めて複雑となって、高価なものとなっていた。
本発明は、上記課題を解決し、スナップ動作をする部品と給水自動ガス弁とを一体化することによって、簡単な構造で、安価なガス弁開閉装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明のガス弁開閉装置は、
流水圧に応動して進退するスピンドルと、
上記スピンドルと連動してガス流路を開閉する給水自動ガス弁を備えたガス弁開閉装置において、
上記給水自動ガス弁は、閉弁方向に湾曲した皿状板ばねと、上記皿状板ばねの中心孔に挿通する上記スピンドルとの気密を保つシール部と、上記皿状板ばねの外周側のガス流路下流方向に設けられガス流路を開閉するガス弁部とを一体形成し、
流水圧の増加により前進する上記スピンドルと連動して上記皿状板ばねを押動し、上記皿状板ばねをスナップ的に上流側へ湾曲して開弁する押し金具と、
ガス流路に固定し、流水圧の減少により後退する上記皿状板ばねの移動を規制し、上流側へ湾曲した上記皿状板ばねをスナップ的に下流側へ湾曲して閉弁するリセット部とを備えたことを要旨とする。
【0005】
上記構成を有する本発明の請求項1記載のガス弁開閉装置は、
閉弁方向に湾曲した皿状板ばねと、皿状板ばねの中心孔に挿通するスピンドルとの気密を保つシール部と、皿状板ばねの外周側のガス流路下流方向に設けられガス流路を開閉するガス弁部とが給水自動ガス弁を一体形成する。
そして、押し金具が、スピンドルと連動し、流水圧の増加により前進して皿状板ばねを押動し、皿状板ばねをスナップ的に上流側へ湾曲して開弁する。
また、ガス流路に固定するリセット部が、流水圧の減少により後退する皿状板ばねの移動を規制し、上流側へ湾曲した皿状板ばねをスナップ的に下流側へ湾曲する。
従って、給水自動ガス弁は、流水圧の増加または減少に伴って、所定の流水圧に達した時に、瞬時に開弁または閉弁する。
また、給水自動ガス弁そのものをスナップ動作をする皿状板ばねで一体形成するので、給水自動ガス弁に加えて必要とされたスナップ動作をする部品、及びこのスナップ動作を給水自動ガス弁へ伝達する部品を不要とすることができる。
【0006】
【発明の実施形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明のガス弁開閉装置の好適な実施例について説明する。
図1は、一実施例としてのガス湯沸器の概略図である。
水入口からの給水経路には、押ボタン17による手動操作によって流路を開閉する水栓19が設けられ、その下流には水圧応動装置1が設けられる。水圧応動装置1には、前後に移動自在なダイアフラム15が設けられ、このダイアフラム15で仕切って一次室13と二次室12とが形成される。
また、水圧応動装置1の一次室13への入路には、ダイアフラム15と同軸上に、給水圧の変動が生じても流量を一定に保つ水ガバナ16が設けられる。
また、一次室13から続く流路には、水量調節部18が設けられる。
水量調節部18で流路は2方向に分岐され、ベンチュリー22を経由し熱交換器23へ通じた後ミキシング部21に至る加熱経路28と、ミキシング部21へ直接に通じるバイパス路20とに分岐される。
そして、分岐された流路は、ミキシング部21で合流し出湯口に至る。
【0007】
加熱経路28に設けられるベンチュリー22は、流路を絞ると共に、流路と直角方向に横孔が設けられ水圧応動装置1の二次室12に通じている。ベンチュリー22へ通水されると、ベンチュリー効果によって横孔の水圧の低下に応じて二次室12の圧力が低下する。
従って、一次室13と二次室12間に差圧が生じて、前後に変位自在なダイアフラム15に変位力を(図の左方向への)発生させる。
また、ダイアフラム15には、変位を伝える押軸14及びスピンドル3が同一軸線上に当接して設けられ、このスピンドル3の他端に給水自動ガス弁4が設けられる。給水自動ガス弁4は、Vバネ5でガス流路の下流方向に閉止するように付勢され、通水されることによってダイアフラム15の変位力がこのVバネ力に打ち勝ってガス流路を開く。
【0008】
バーナ27へのガス供給経路には、押ボタン17による手動操作によって、ガス通路を開閉する器具栓25が設けられる。
また、この下流には、手動操作の連動によって開弁し、燃焼中に熱電対(図略)の熱起電力によって開弁状態を保ち、燃焼異常が発生すれば熱起電力を低下させて閉弁するマグネット式安全弁26が設けられる。
また、バーナ27には放電によりガスへ着火する電極(図略)が設けられる。
【0009】
給水自動ガス弁4は、閉弁方向(下流側)に湾曲した皿状板ばね2と、その中心孔にスピンドル3を挿通し、スピンドル3との気密を保つシール部6と、本体のシート面10と接離してガス流路を開閉するガス弁部7とを一体的に形成する。 このシール部6とガス弁部7は、気密を確保できるゴム材で形成する。
【0010】
スピンドル3には、水圧応動装置1による押動力を給水自動ガス弁4へ伝達する押し金具8と、押し金具8をスピンドル3に固定するEリング30とを設ける。 押し金具8は、円筒の片面にスピンドルとの固定面32を設け、その固定面32の中心部にスピンドル3を挿通し、Eリング30て固定する。
また、円筒の外周部を分割して切り欠き、スピンドル3の前進方向へ皿状板ばね2を押す押部33を設ける。
押し金具8は、流水圧の増加により前進するスピンドル3によって、給水自動ガス弁4の開弁直前位置で、皿状板ばね2のガス弁部7寄り裏面(下流側)へ押動する関係位置に設ける。
【0011】
また、皿状板ばね2の(図の右方向への)動きを規制するリセット部9は、給水自動ガス弁4のガス弁部7に対向するシート面10の内側に、ねじ込む等して固定する。
また、リセット部9は、流水圧の減少により後退するスピンドル3によって、給水自動ガス弁4が所定の開度になった時に、皿状板ばね2の中心寄り裏面(下流側)へ当接する関係位置に設ける。
【0012】
また、固定するリセット部9とシート面10間に通孔31を設け、押し金具8における押部33は、この通孔31を可動自在に挿通して皿状板ばね2へ押動するように設ける。
即ち、押し金具8の押動力が皿状板ばね2の復帰力に打ち勝って皿状板ばね2を開弁方向へ湾曲させ、皿状板ばね2がリセット部9に当接した場合には、皿状板ばね2の復帰力によって自ら閉弁方向へ湾曲するようにするため、皿状板ばね2に対する押し金具8による押動径は、リセット部9による当接径より大きく設定する。
また、給水自動ガス弁4の開弁時に、押し金具8による皿状板ばね2の湾曲を妨げないように、皿状板ばね2へ付勢するVバネ5の当接径を押し金具8による押動径より小さく設ける。
【0013】
次に、給水自動ガス弁4の開閉をする皿状板ばね2の作動について、皿状板ばね2の特性図である荷重とストロークとの関係を示す図3を用いて説明する。
図は、皿状板ばね2の中心部に荷重を加え、加えた荷重とその中心部の変形するストローク(変形量)との関係をグラフ化した実験データである。
まず、一定方向へ湾曲している皿状板ばね2へ徐々に荷重を加え、反転荷重(a点)に達すると、皿状板ばね2は、荷重に応じて変形を開始する。
そして、皿状板ばね2の復元力に抗して、デットポイント(b点)を越えるまで荷重を加えると以後は、皿状板ばねの変形に要する荷重が急激に減少するために一気に反対方向へ湾曲する(b点→c点→d点)。
一方、皿状板ばねは、元の湾曲状態へ戻ろうとする復元力を各ストローク位置で生じている。
従って、(d点→c点)から徐々に皿状板ばね2への荷重を減少していくと、皿状板ばね2は、荷重に応じて徐々に復元を開始する。
そして、デットポイント(c点)を越えるまで皿状板ばね2への荷重を減少すると以後は、皿状板ばね2の復元力が急激に増加し、元の湾曲状態へ一気に戻る(c点→b点→a点)。
従って、給水自動ガス弁4を瞬時に開閉する設定をするためには、その開弁初めと閉弁初め位置を、皿状板ばね2の特性図により、行き帰りで急激な変形が重複するSb点〜Sc点間に設定する。
尚、給水自動ガス弁4におけるガス弁部7の径は、押し金具8による当接径より大きいので、実際の開度は湾曲によって、押しストロークより更に拡大される。
また、皿状板ばね2のスナップによる給水自動ガス弁4の必要な開度は、着火を容易とするガス量、及び炎を消失しないガス量の確保ができる開度に設定する。
【0014】
次に、本実施例における給水自動ガス弁4の動作を図2に基づいて説明する。(イ)は、給水自動ガス弁4の閉弁状態を示し、この停止状態から流水圧の上昇に伴い、水圧応動装置4が働き、スピンドル3が前進(図の左方向へ)移動する(ロ)。
そして、押し金具8を介して皿状板ばね2を押圧し、所定の押圧力に達すると皿状板ばね2は、スナップ的に反対方向へ湾曲変形し、給水自動ガス弁4を瞬時に対向するシート面10から離間し、一定の開度に押し開く(ハ)。
こうして、ガス入口からの燃料ガスは、器具栓25→マグネット式安全弁26→給水自動ガス弁4→押し金具8のガス通孔31→バーナ27への経路で供給される(図1)。
【0015】
給水自動ガス弁4が開弁すると、ガスはバーナ27へ流入し、バーナ27に設けたイグナイタ(図略)の放電によりそのガスに着火し、燃焼が開始する。
更に、流水圧の上昇に伴って、給水自動ガス弁4が移動し、この開度は全開状態になる(ニ)。
【0016】
一方、流水圧が低下すると、Vバネ5力及び戻しばね11力がダイアフラム15による押動力に勝ることとなり、スピンドル3の右方向への移動と共に、給水自動ガス弁4が閉止方向へ移動する。
給水自動ガス弁4が一定の開度まで移動すると、皿状板ばね2がリセット部9に当接し、閉止方向への移動を規制する(ハ)。
即ち、Vバネ5力は、皿状板ばね2を介してリセット部9で受け止められる。
そして、水圧応動装置4からの押動力が一定の値まで低下すると、皿状板ばね2は自らの回復力により、閉弁方向にスナップ的に湾曲(ロ)する。その結果、給水自動ガス弁4は、一定開度から瞬時に閉弁する。
更に、流水圧が低下すると、戻しばね11力によりスピンドル3が停止状態に戻る(イ)。
【0017】
上記のように、給水自動ガス弁4は、流水圧の上昇または下降に伴って、所定の流水圧に達した時に、瞬時に開弁または閉弁する。
従って、給水自動ガス弁4の開弁時には、中途半端な開度で開弁をすることはなく、必要な開度を確保し、十分なガス量で点火させることができるため、点火ミスが起こらず、生ガスの放出が解消できる。
また、給水自動ガス弁4の閉弁時には、中途半端な開度で閉弁をすることはなく、十分な開度から瞬時に閉弁することができるため、不十分なガス量で炎が消失するといった事態とならず、閉弁過程における生ガスの放出が解消できる。
【0018】
従って、本実施例に示す給水自動ガス弁4は、それ自体をスナップ動作をする皿状板ばねで一体形成するので、スナップ動作をする皿状板ばねを給水自動ガス弁4に加えて別途設ける必要がない(図4の従来例で示す皿状板ばね42が不要となる)。
また、一体形成することによって、スナップ動作を給水自動ガス弁へ伝達する部品(図4の従来例で示す押圧カラー41)を不要とすることができる。
その結果、部品点数を減少させることができ、組立性も容易となってガス弁開閉装置を安価に作製することができる。
【0019】
更に、スナップ動作を給水自動ガス弁へ伝達する部品を不要とするため、伝達する部品に生じる摺動抵抗、及び伝達する部品と伝達される部品間に設ける隙間による伝達ロスが無くなり、給水自動ガス弁による瞬時の開閉動作を確実に、しかも効率良く行うことができる。
【0020】
また、従来例(図4)における給水自動ガス弁40のガス弁部は、本体のシート面と直角に接離してガス流路を開閉しているが、本実施例(図1または図2)では、皿状板ばね2が開弁方向へ湾曲し、反り返って開弁する。
そのために、皿状板ばね2の大きさに比してガス弁開度を大きく設定することが可能となり、給水自動ガス弁40をコンパクト化できる。
従って、ガス流路が小さく、スピンドル3の移動量が小さい燃焼機器であっても、スナップ的な開閉動作を行うガス弁開閉装置を容易に組込むことができる。
【0021】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に於いて、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
例えばゴム材質のガス弁部7をモールドする皿状板ばね2の部分には、耐久上、ゴム材質との密着性を良くするため、外周端部にカーリングまたは平面等を設けても良い。
【0022】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のガス弁開閉装置によれば、給水自動ガス弁そのものをスナップ動作をする皿状板ばねで一体形成するので、給水自動ガス弁に加えて必要とされたスナップ動作をする部品、及びこのスナップ動作を給水自動ガス弁へ伝達する部品を不要とすることができ、ガス弁開閉装置を安価に作製することができる。
また、スナップ動作を給水自動ガス弁へ伝達する部品を不要とするため、伝達によるロスがなくなり、給水自動ガス弁によるスナップ的な開弁動作を確実に、しかも効率良く行うことができ、給水自動ガス弁の機能を更にアップさせることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るガス弁開閉装置の概略図である。
【図2】本発明の実施例に係る給水自動ガス弁の動作を示す概略図である。
【図3】本発明の実施例に係る荷重とストロークとの関係を示すグラフである。
【図4】従来のガス弁開閉装置の概略図である。
【符号の説明】
1…水圧応動装置
2…皿状板ばね
3…スピンドル
4…給水自動ガス弁
5…Vバネ
6…シール部
7…ガス弁部
8…押し金具
9…リセット部

Claims (1)

  1. 流水圧に応動して進退するスピンドルと、
    上記スピンドルと連動してガス流路を開閉する給水自動ガス弁を備えたガス弁開閉装置において、
    上記給水自動ガス弁は、閉弁方向に湾曲した皿状板ばねと、上記皿状板ばねの中心孔に挿通する上記スピンドルとの気密を保つシール部と、上記皿状板ばねの外周側のガス流路下流方向に設けられガス流路を開閉するガス弁部とを一体形成し、
    流水圧の増加により前進する上記スピンドルと連動して上記皿状板ばねを押動し、上記皿状板ばねをスナップ的に上流側へ湾曲して開弁する押し金具と、
    ガス流路に固定し、流水圧の減少により後退する上記皿状板ばねの移動を規制し、上流側へ湾曲した上記皿状板ばねをスナップ的に下流側へ湾曲して閉弁するリセット部とを備えたことを特徴とするガス弁開閉装置。
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