JP3809968B2 - ダイヤフラム弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水等の流体の流路に設置して、アーマチュアでダイヤフラム弁のパイロット・オリフィスを開閉することにより、ダイヤフラム弁を連動させて主弁座孔の開閉を行うパイロット方式の電磁式給水弁に於いて、流体の止水時のダイヤフラム弁から異常音を発生させない改善を施したダイヤフラム弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パイロット方式の電磁式給水弁には、流入口と流入管路、流入室、主弁座、流出管路（主弁座孔）、流出口を有する弁本体に、主弁座孔を閉塞するようにダイヤフラム弁を設置し、弁本体にダイヤフラム弁のダイヤフラムの液密パッキン部を押圧するようにガイドケースを押止め、該ガイドケースの内周には該ダイヤフラム弁のパイロット・オリフィスが閉塞されるように、弾性部材（例えば、シリコンゴム）のアーマチュアシートが固定された磁性部材のアーマチュア（別名プランジャー）と、該アーマチュアを押圧しているコイルスプリングを収納し、該ガイドケースの外周には銅線を円筒状のボビンに巻いて端子片に接続したソレノイドを設置して構成されたものが知られていて、ダイヤフラム弁に於いては、例えば、特公昭５４−４３２０９号公報、特開昭６０−１３２１８６号公報、特開平１−２１０６７７号公報等で開示されているものがある。
前記公報等で開示されているダイヤフラム弁は、弾性部材（例えば、シリコンゴム）の軟質ダイヤフラム（以下、単にダイヤフラムという。）に設けられた一個の小穴と一個の中穴に、樹脂成形部材（例えば、ポリアセタール樹脂）の硬質ディスク（以下、単にディスクという。）の片面に設けられた一個の小突起と一個の中突起を嵌挿することにより結合していて、該ダイヤフラム弁の外周部には該小突起が飛び出ていて、流入室と背圧室を貫通するサイド・オリフィスを備え、該ダイヤフラム弁の中央部には該中突起が飛び出ていて、背圧室と背圧室流出口を貫通するパイロット・オリフィスを備えているものであった。
【０００３】
さて、このようなパイロット方式の電磁式給水弁の給水（流路開通）動作は次のように行われる。
ソレノイドに電流を流すと、該ソレノイドの内側に設置されたガイドケース内の中央部にアーマチュアが吸引されて、ダイヤフラム弁のパイロット・オリフィスを閉塞していたアーマチュアシートが離れる。すると、流入室の流体はダイヤフラム弁のサイド・オリフィスからガイドケース内（背圧室）に流入し、ダイヤフラム弁のパイロット・オリフィス、背圧室流出口を通り、主弁座孔、流出口に流出する。この通路が開通されると、流入室の流体の圧力でダイヤフラム弁が主弁座から浮遊し、流体の大部分は、流入口、主弁座孔、流出口の主流路を通り流出する。
その時、ダイヤフラム弁を構成しているディスク及びダイヤフラムは、互いに密着結合されている所（小突起付近と中突起付近）以外は、該ダイヤフラムの変形により、該ディスクから多少でも離れていて、流体がその隙間に入り込んでいる。
【０００４】
次に、パイロット方式の電磁式給水弁の止水（流路閉塞）動作は次のように行われる。
ソレノイドに電流を流すのを止めると、該ソレノイドの内側に設置されたガイドケース内のアーマチュアを押圧しているコイルスプリングの力により、該アーマチュアに固定されているアーマチュアシートがダイヤフラム弁のパイロット・オリフィスを閉塞する。すると、ダイヤフラム弁のサイド・オリフィスからガイドケース内に流入している流体は行き場を無くして、流体圧の上昇により主弁座から浮遊していたダイヤフラム弁を主弁座に押圧するようになる。そして、主弁座孔がダイヤフラム弁で閉塞されて止水される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パイロット方式の電磁式給水弁に使用される従来のダイヤフラム弁に於いては、ウォーターハンマー音とは別に、流体の止水時のダイヤフラム弁から異常音が発生するという問題点があった。
本発明者が原因究明したところによると、前記流路開通動作時にディスク及びダイヤフラムの隙間に入り込んだ流体が、前記流路閉塞動作時に該隙間から流出しなかった場合、流入室内の流体圧の上昇（ウォーターハンマーの原因となる。）により該ダイヤフラム弁を主弁座から浮遊させようと外力が働くと、強制的に該隙間から流出させられる為に、ダイヤフラムが波打って異常音（例えば、キュッ。）を発生させている。
【０００６】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、流体の止水時のダイヤフラム弁から異常音を発生させない改善を施したダイヤフラム弁を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のダイヤフラム弁は、パイロット方式の電磁式給水弁の主弁座孔を開閉するダイヤフラム弁であって、該ダイヤフラム弁はダイヤフラムに設けられた二個の小穴と一個の中穴に、ディスクの片面に設けられた二個の小突起と一個の中突起を嵌挿することにより結合していて、該ダイヤフラム弁の外周部には二個の該小突起が飛び出ていて、少なくても一つの該小突起には流入室と背圧室を貫通するサイド・オリフィスを備え、該ダイヤフラム弁の中央部には一個の該中突起が飛び出ていて、背圧室と背圧室流出口を貫通するパイロット・オリフィスを備えているものに於いて、該ディスクに設けられた小突起と中突起と小突起を一直線で結ぶ仮定Ｘ軸を基準にして、中突起を原点Ｏとして略直交する仮定Ｙ軸上に一個又は複数個、及び／又はその周辺に一個又は複数個のジェット・オリフィスを設けたものである。
又は、前記ディスクに、前記ジェット・オリフィスの代わりに、前記仮定Ｙ軸上に一本又は複数本、及び／又はその周辺に一本又は複数本の凹溝流路を設けたものである。
或いは、前ディスクに、前記ジェット・オリフィスを一個又は複数個、及び／又はその周辺に一個又は複数個と、前記凹溝流路を一本又は複数本、及び／又はその周辺に一本又は複数本を設けたものである。
【０００８】
この構造のダイヤフラム弁に於いては、前記流路開通動作時にディスク及びダイヤフラムの隙間に入り込んだ流体は、前記流路閉塞動作時に前記ジェット・オリフィス、又は前記凹溝流路、或いは前記ジェット・オリフィスと前記凹溝流路の両方から緩やかに流出するので、流入室内の流体圧の上昇によりダイヤフラム弁を主弁座から浮遊させようと外力が働いた場合でも、該隙間から流出する流体がほとんど無いので、ダイヤフラムの波打現象が低減して異常音が発生しなくなった。
【０００９】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明のダイヤフラム弁２０を搭載するパイロット方式の電磁式給水弁１０の縦断面図である。
流入口１１と、流入管路１２と、流入室１３と、流出管路１４端面（主弁座孔１８）に設けられた主弁座１５と、流出口１６とを有する弁本体１７に、主弁座孔１８を閉塞するように、流入する流体圧で変位可能なダイヤフラム弁２０を設置し、弁本体１７にダイヤフラム弁２０のダイヤフラム３０の液密パッキン部３３を押圧するようにガイドケース４０を押止め、該ガイドケース４０の内周には、該ダイヤフラム弁２０のパイロット・オリフィス２７を閉塞するようにアーマチュアシート４１が固定されたアーマチュア４２と、該アーマチュア４２を押圧しているコイルスプリング４３を収納し、該ガイドケース４０の外周には、マグネット・ワイヤーと呼ばれる銅線４４を円筒状のボビン４５に巻いて端子片４６に接続したソレノイド４７を設置したものである。
【００１０】
図２は本発明のダイヤフラム弁２０の断面図であり、図３は本発明のダイヤフラム弁２０のダイヤフラム３０の斜視図である。
ディスク２１には、表面側２２の外周位置に二個の小突起２３と中心部に背圧室流出口２８を有する一個の中突起２５、裏面側２６の中心部にパイロット・オリフィス（貫通孔）２７を設け、少なくても該小突起２３の一個にはサイド・オリフィス（貫通孔）２４を設け、液密パッキン部３３を有するダイヤフラム３０には外周位置に二個の小穴３１と中心部に一個の中穴３２を設け、該ディスク２１及び該ダイヤフラム３０が互いに密着結合するように、該小突起２３を該小穴３１に、並びに該中突起２５を該中穴３２に嵌挿することにより結合させた。
【００１１】
図４は、本発明の第１実施例であるダイヤフラム弁２０のディスク２１の斜視図であり、詳しくは、ジェット・オリフィス（貫通孔）５０を一個又は複数個、及び／又はその周辺に一個又は複数個を設けたときの一例を図４の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）として示したものである。
即ち、ダイヤフラム弁２０のディスク２１に、サイド・オリフィス２４を有する小突起２３と中突起２５と小突起２３を一直線で結ぶ仮定Ｘ軸を基準として、中突起２５の中心を原点Ｏとして略直交（９０度が望ましいが、７０度から１１０度の位置でもよい。）する仮定Ｙ軸上に一個又は複数個、及び／又はその周辺に一個又は複数個のジェット・オリフィス５０を設けたものである。
【００１２】
本発明においては、このジェット・オリフィス５０の孔径をφ０．８からφ１．２の間で実施した。あまり大きくすると、流体が緩やかに流出するようなダンパー効果が得られにくくなるが、ダンパー効果が得られれば特に孔径にはこだわらない。
又、あまり小さくすると、ジェット・オリフィス５０が塵埃で目詰まりする恐れがあるので、ジェット・オリフィス５０を数個しか設けない場合の孔径はφ０．６からφ０．７ぐらいが下限であるが、例えば８個とか１２個のジェット・オリフィス５０を設ければ、前述の孔径か又はそれ以下の孔径でも、塵埃で目詰まりする恐れがあっても効果の信頼性が確保できる可能性もある。
【００１３】
図５は、本発明の第２実施例であるダイヤフラム弁２０のディスク２１の斜視図であり、詳しくは、ジェット・オリフィス５０の代わりに、凹溝流路５１を一本又は複数本、及び／又はその周辺に一本又は複数本を設けたときの一例を図５の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）として示したものである。
【００１４】
本発明においては、この凹溝流路５１の溝幅を０．８ｍｍから１．２ｍｍの間で、溝深さを０．１ｍｍから０．３ｍｍの間で実施したが、前記のダンパー効果が得られれば特に寸法にはこだわらない。
前述のように、溝幅をあまり狭くすると、塵埃で目詰まりする恐れがあるので、多少凹溝流路５１の配置本数を増やす必要があると予想される。
【００１５】
図６は、本発明の第３実施例であるダイヤフラム弁２０のディスク２１の斜視図であり、詳しくは、ジェット・オリフィス５０を一個又は複数個、及び／又はその周辺に一個又は複数個と、凹溝流路５１を一本又は複数本、及び／又はその周辺に一本又は複数本を配置したときの一例を図６の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）として示したものである。
【００１６】
使用するパイロット方式の電磁式給水弁の形状や構造により、ジェット・オリフィス５０と、凹溝流路５１を任意に組合わせれば、流体の止水時のダイヤフラム弁から異常音が発生しない効果を奏する。
【００１７】
以上、本発明の好適な実施の形態について種々の組合せ等を述べてきたが、本発明は上述する実施の形態に限定されるものでなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの組合せ、改変等を施し得るのはもちろんである。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のダイヤフラム弁に於いては、パイロット方式の電磁式給水弁の前記流路開通動作時にディスク及びダイヤフラムの隙間に入り込んだ流体は、パイロット方式の電磁式給水弁の前記流路閉塞動作時に前記ジェット・オリフィス、又は前記凹溝流路、或いは前記ジェット・オリフィスと前記凹溝流路の両方から緩やかに流出するので、流入室内の流体圧の上昇によりダイヤフラム弁を主弁座から浮遊させようと外力が働いた場合でも、該隙間から流出する流体がほとんど無いので、ダイヤフラムの波打現象が低減して異常音が発生しない効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダイヤフラム弁を搭載するパイロット方式の電磁式給水弁の断面図である。
【図２】本発明のダイヤフラム弁の断面図である。
【図３】本発明のダイヤフラム弁のダイヤフラムの斜視図である。
【図４】本発明の第１実施例であるダイヤフラム弁のディスクの斜視図である。
【図５】本発明の第２実施例であるダイヤフラム弁のディスクの斜視図である。
【図６】本発明の第３実施例であるダイヤフラム弁のディスクの斜視図である。
【図７】図４（ｃ）のダイヤフラム弁のディスクの斜視図である。
【符号の説明】
１０…電磁式給水弁、１１…流入口、１２…流入管路、１３…流入室、１４…流出管路、１５…主弁座、１６…流出口、１７…弁本体、１８…主弁座孔、２０…ダイヤフラム弁、２１…ディスク、２２…ディスクの表面側、２３…小突起、２４…サイド・オリフィス、２５…中突起、２６…ディスクの裏面側、２７…パイロット・オリフィス、２８…背圧室流出口、３０…ダイヤフラム、３１…小穴、３２…中穴、３３…液密パッキン部、４０…ガイドケース、４１…アーマチュアシート、４２…アーマチュア、４３…コイルスプリング、４４…銅線、４５…円筒状のボビン、４６…端子片、４７…ソレノイド、５０…ジェット・オリフィス、５１…凹溝流路

Claims (3)

1. パイロット方式の電磁式給水弁の主弁座孔を開閉するダイヤフラム弁であって、該ダイヤフラム弁は弾性部材の軟質ダイヤフラムに設けられた二個の小穴と一個の中穴に、樹脂成形部材の硬質ディスクの片面に設けられた二個の小突起と一個の中突起を嵌挿することにより結合していて、該ダイヤフラム弁の外周部には二個の該小突起が飛び出ていて、少なくても一つの該小突起には流入室と背圧室を貫通するサイド・オリフィスを備え、該ダイヤフラム弁の中央部には一個の該中突起が飛び出ていて、背圧室と背圧室流出口を貫通するパイロット・オリフィスを備えているものに於いて、該ディスクに設けられた小突起と中突起と小突起を一直線で結ぶ仮定Ｘ軸を基準にして、中突起を原点Ｏとして略直交する仮定Ｙ軸上に一個又は複数個、及び／又はその周辺に一個又は複数個のジェット・オリフィスを設けたことを特徴とするダイヤフラム弁。
2. 前記ディスクに、請求項１記載のジェット・オリフィスの代わりに、前記仮定Ｙ軸上に一本又は複数本、及び／又はその周辺に一本又は複数本の凹溝流路を設けたことを特徴とするダイヤフラム弁。
3. 前記ディスクに、請求項１記載のジェット・オリフィスを一個又は複数個、及び／又はその周辺に一個又は複数個と、請求項２記載の凹溝流路を一本又は複数本、及び／又はその周辺に一本又は複数本を設けたことを特徴とするダイヤフラム弁。

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