JP3859355B2 - 水圧応動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開口部を備えた装置本体と、前記開口部を閉鎖する合成樹脂製の蓋体と、その蓋体により前記装置本体の開口部を閉鎖した状態で、前記装置本体と蓋体とにより形成される水圧室を一次側水圧室と二次側水圧室とに分割するダイヤフラムとを備え、前記装置本体に設けられた流入口から前記一次側水圧室に流入して前記装置本体に設けられた流出口とバイパス口とから流出する一次側の水の水圧と、前記蓋体に設けられた通流口から前記二次側水圧室に流出入する二次側の水の水圧との差圧によって、前記ダイヤフラムを応動させるように構成するとともに、湯水流入口を備え、かつ、その湯水流入口から流入される湯水に対して前記バイパス口を介して一次側水圧室からの水を混合して流出するための合成樹脂製の混合用部材を前記バイパス口に接続可能に設けてある水圧応動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような構成の水圧応動装置は、例えば、ガス燃焼式の瞬間湯沸器において、ダイヤフラムの応動に連動して開閉する水圧応動弁を燃料ガス供給路に設けて、熱交換器へ通水されている状態においてのみバーナを燃焼させ、いわゆる空焚きを防止するとともに、混合用部材の湯水流入口から流入される加熱後の湯水に対して一次側水圧室からの水を混合し、混合後の湯水を出湯具などから出湯するために用いるものである。
【０００３】
そして、通常、装置本体の方は、鍛造品などで構成され、装置本体の開口部を閉鎖する蓋体や混合用部材は、コストダウンや軽量化を図るため、合成樹脂製の成形品で構成されることが多く、従来においては、蓋体と混合用部材とが、合成樹脂製の成形品により別々に構成されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、従来の水圧応動装置では、蓋体と混合用部材とを別々の成形用金型を用いて成形する必要があり、製造コストが高くなるとともに、蓋体や混合用部材を装置本体に組み付ける際、蓋体と混合用部材とを各別に組み付ける必要があるため、組み付け作業が煩雑になる欠点があった。
特に、蓋体においては、通常、その形状からして方向性が判りにくく、装置本体へ組み付ける際、開口部に対する組み付け方向の判別に時間を要し、組み付け作業煩雑化の一因ともなっていた。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、蓋体と混合用部材との製造コストの低廉化を図り、かつ、その蓋体や混合用部材を装置本体に組み付けるに際し、組み付け作業を容易に行い得る水圧応動装置の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１に記載の発明によれば、装置本体の開口部を閉鎖する蓋体と、湯水流入口から流入される湯水に対してバイパス口からの水を混合して流出するための混合用部材とを合成樹脂製の一体成形品で形成するものであるから、従来のように、蓋体と混合用部材とを別々の成形用金型を用いて各別に形成していたのと比較して、蓋体と混合用部材とを廉価に製造することができる。
そして、蓋体や混合用部材を装置本体に組み付ける際にも、蓋体と混合用部材とをひとつの部品として取り扱い、かつ、組み付けることができ、しかも、混合用部材が蓋体の方向性を判別する目印となるため、装置本体の開口部に対する蓋体の取り付け方向を誤る虞れもなく、装置本体に対する組み付け作業を容易、迅速に行うことができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、装置本体に設けられた開口部とバイパス口とが、ほぼ同一方向に向かって開口され、その装置本体に対して、蓋体と混合用部材とからなる一体成形品が、複数の取り付け具により取り付け可能に構成されているため、装置本体に対する蓋体や混合用部材の組み付け作業をより一層容易に行うことができる。
つまり、装置本体側の開口部とバイパス口とが、ほぼ同一方向に向かって開口されているので、その開口部を閉鎖する蓋体とバイパス口に連通接続するための混合用部材とを一体的に備えた一体成形品を装置本体に組み付ける際、単に開口部やバイパス口の開口方向から一体成形品を組み付ければよく、さらに、その一体成形品が、ねじやビスなどのような取り付け具により取り付け可能に構成されているので、複数の取り付け具の取り付け方向を一方向に統一することも可能で、その場合には、取り付け具を用いての組み付け作業を一方向から容易、迅速に行うことができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明によれば、前記蓋体が、開口部に対して係合する開口部用係合手段を備え、かつ、混合用部材が、バイパス口に対して係合するバイパス口用係合手段を備えているため、一体成形品側の両係合手段を装置本体側の開口部とバイパス口とに係合させれば、装置本体に対する一体成形品の組み付け位置が確定し、上述した取り付け具を用いての組み付け作業を一層容易に行うことができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明によれば、開口部用係合手段を開口部に内嵌するほぼ円形の係合突起で構成し、バイパス口用係合手段をバイパス口に内嵌するほぼ円形の係合突起で構成するものであるから、両係合突起を開口部やバイパス口に内嵌して係合することにより、各係合部における水漏れ防止にも寄与し、上述した組み付け位置の確定に加えて、水漏れ防止作用をも期待することができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明によれば、上述のような水圧応動装置が、水加熱用の熱交換器を備えたガス燃焼式の湯沸器に使用されるものであるから、湯沸器全体としてのコストダウンも可能となり、また、装置本体側の流出口を熱交換器の入口側に接続可能に構成し、かつ、熱交換器の出口側を湯水流入口に接続可能に構成することで、混合用部材内において、熱交換器により加熱されて湯水流入口から流入される湯水に対して、装置本体側の一次側水圧室からの水を混合して、混合後の湯水を混合用部材から給湯管などへ供給することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明による水圧応動装置を瞬間湯沸器に適用した例を図面に基づいて説明する。
この瞬間湯沸器は、図１に示すように、上端部に排気口１を備えたケーシング２内に、フィンチューブ型の水加熱用の熱交換器３と、その熱交換器３を加熱するガス燃焼式のバーナ４と、このバーナ４などの作動を制御するコントローラ５などを備えて構成され、前記ケーシング２の下方には、バーナ４への燃焼用空気を取り入れる取入口６が設けられている。
前記熱交換器３には、熱交換器３へ水を供給する熱交換器用給水路７ａと、熱交換器３により加熱された後の湯水を供給する給湯路８とが接続され、給湯路８には、先端にシャワー状での給湯とストレート状での給湯とに切り換える給湯具９を備えたフレキシブル状の給湯管１０が接続され、前記熱交換器用給水路７ａとこの熱交換器用給水路７ａに水を供給する給水路７との間には、ダイヤフラム１１を備えた水圧応動装置Ａが介装されている。
【００１２】
この水圧応動装置Ａは、給水路７と給湯路８との間に介装され、給水路７からの水の一部を熱交換器用給水路７ａを介して熱交換器３側へ供給すると同時に、給水路７からの水の一部を給湯路８からの湯水に混合して、混合後の湯水を給湯管１０を介して給湯具９へ供給するように構成されている。
具体的には、図２に構成の概略を示し、図３〜図６に実際の形状や構造を示すように、鍛造品からなる装置本体１２と、装置本体１２に設けられたほぼ円形の開口部１３を閉鎖する合成樹脂製の蓋体１４などを備え、蓋体１４で前記開口部１３を閉鎖することにより、装置本体１２と蓋体１４とによって水圧室１５が形成され、かつ、装置本体１２と蓋体１４との間に前記ダイヤフラム１１を挟み込んで開口部１３を閉鎖することにより、そのダイヤムラム１１によって、前記水圧室１５が、一次側水圧室１５ａと二次側水圧室１５ｂとに分割されるように構成されている。
【００１３】
前記装置本体１２のうち、一次側水圧室１５ａを形成する部分の中央には、この一次側水圧室１５ａ内に給水路７からの水が流入する流入口１６が設けられ、かつ、一次側水圧室１５ａの上方には、流出路１７が連通されて装置本体１２内において二股に分岐されている。一方の分岐流出路１７ａは、装置本体１２に設けられたほぼ円形の流出口１８に、他方の分岐流出路１７ｂは、装置本体１２に設けられたほぼ円形のバイパス口１９にそれぞれ連通され、バイパス口１９が前記開口部１３とほぼ同一方向に向かって開口形成され、流出口１８がバイパス口１９に対して逆の方向に向かって開口形成されている。
そして、装置本体１２内に形成の分岐流出路１７ａには、ベンチュリー２０を介して本体側通流路２１ａが連通され、その本体側通流路２１ａも、バイパス口１９や開口部１３とほぼ同一方向に向かって開口されている。
【００１４】
前記流出口１８は、熱交換器用給水路７ａを介して熱交換器３の入口側に接続可能に構成され、バイパス口１９は、バイパス路２２を介して給湯路８に接続可能に構成されていて、一次側水圧室１５ａからの水の一部を加熱後の湯水に混合するように構成されている。
そのため、装置本体１２のバイパス口１９に接続可能なバイパス路２２を備え、かつ、熱交換器３側の給湯路８に接続可能な湯水流入口２３と、給湯管１０側の給湯路８に接続可能で、混合後の湯水を給湯管１０側に吐出する吐出口２４とを備えた混合用部材２５が設けられ、かつ、流出口１８への水量とバイパス口１９への水量との分岐割合を変更するミキシング弁２６が、前記流出路１７の両分岐流出路１７ａ，１７ｂの分岐箇所に設けられている。
そして、この混合用部材２５内において、分岐流出路１７ｂとバイパス路２２を介して供給される一次側水圧室１５ａからの水の一部を湯水流入口２３から供給される加熱後の湯水に混合して、吐出路２４から給湯路８へと吐出するように構成されている。
【００１５】
この混合用部材２５は、蓋体１４と同様に合成樹脂によって、かつ、蓋体１４と一体的に構成され、混合用部材２５と蓋体１４とが、合成樹脂製の一体成形品Ｂで形成されている。
そして、この一体成形品Ｂを構成する蓋体１４の上方には、二次側水圧室１５ｂに開口する通流口２７が設けられ、この通流口２７に連通し、かつ、本体側通流路２１ａに連通可能な蓋体側通流路２１ｂが、一体成形品Ｂを構成する蓋体１４に設けられていて、両通流路２１ａ，２１ｂと通流口２７を介して、分岐流出路１７ａからの水が二次側水圧室１５ｂ内に流入したり、逆に、二次側水圧室１５ｂ内の水が分岐流出路１７ａへ流出するように構成されている。
【００１６】
前記一体成形品Ｂを構成する蓋体１４には、装置本体１２の開口部１３に内嵌して係合する開口部用係合手段としての円形の開口部用係合突起２８が設けられ、同じく一体成形品Ｂを構成する混合用部材２５には、装置本体１２のバイパス口１９に内嵌して係合するバイパス口用係合手段としての円形のバイパス口用係合突起２９が設けられている。
そして、装置本体１２側には、複数個のねじ孔３０が、一体成形品Ｂ側には、複数個の貫通孔３１が形成され、一体成形品Ｂ側の両係合突起２８，２９を装置本体１２側の開口部１３とバイパス口１９とに内嵌することにより、ねじ孔３０と貫通孔３１とが合致し、一体成形品Ｂ側から取り付け具の一例であるねじ３２を貫通孔３１に挿通してねじ孔３０に螺合することで、この一体成形品Ｂを装置本体１２に固定でき、固定した状態において、本体側通流路２１ａと蓋体側通流路２１ｂも互いに連通するように構成されている。
【００１７】
前記一次側水圧室１５ａへの流入口１６と給水路７の上流側との間には、給水路７を断続するパイロット弁式の止水弁３３が設けられ、この止水弁３３は、ダイヤフラムワン３３ａ、中央にパイロット孔を備えた止水ダイヤフラム３３ｂ、パイロット孔を開閉操作する操作スピンドル３３ｃ、止水弁を閉弁状態に維持するスプリング３３ｄなどで構成され、図３に示すように、装置本体１２内に組み付けられている。
前記水圧応動装置Ａのダイヤフラム１１には、ダイヤフラム１１の応動に連動して前記流入口１６の開度を調節し、給水路７からの給水圧を適正圧に調整する水ガバナ弁３４が取付けられ、スピンドル３５、ダイヤフラムワン３６、スプリング受け３７なども取付けられていて、スピンドル３５が蓋体１４を貫通し、かつ、装置本体１２とスプリング受け３７との間にスプリング３８を介装した状態で、装置本体１２に組み付けられている。
【００１８】
前記バーナ４へ燃料ガスを供給するガス供給路３９には、ガスの供給を断続する電磁式のガス弁４０と、前記ダイヤフラム１１の応動により軸心方向に移動するスピンドル３５との連動で、適正給水圧において開弁する水圧応動弁４１と、供給ガス圧を適正圧に保持するガスガバナ４２と、供給ガス量を調節するガス量調節弁４３などが設けられ、バーナ４の近傍には、点火プラグ４４とバーナ４の燃焼による加熱で起電する熱電対４５が設けられている。
そして、前記ケーシング２の前面には、プッシュ・プッシュ式押しボタンからなる給湯操作具４６が設けられ、給湯操作具４６の押し操作に連動してＯＮ、ＯＦＦするマイクロスイッチ４７も設けられ、さらに、前記スピンドル３５に応動してＯＮ、ＯＦＦするマイクロスイッチ４８も設けられている。
【００１９】
つぎに、この瞬間湯沸器の操作方法ならびにコントローラ５による制御作動について説明する。
前記給湯操作具４６を押し操作すると、図外の機械式連動機構を介して止水弁３３がスプリング３３ｄの押圧力に抗して開弁され、同時に、給湯操作具４６の押し操作に連動してマイクロスイッチ４７がＯＮし、図外の乾電池からの電力供給で点火プラグ４４が作動するとともに、止水弁３３の開弁によって、給水路７の水が流入口１６から一次側水圧室１５ａ内に流入し、一次側水圧室１５ａ内に流入した水は、流出路１７から両分岐流出路１７ａ，１７ｂへと分岐され、一方の分岐流出路１７ａに分岐された水は、流出路１８から熱交換器用給水路７ａを通って熱交換器３へ、他方の分岐路１７ｂに分岐された水は、バイパス口１９からバイパス路２２を通って給湯路８に流入する。
【００２０】
その際、分岐流出路１７ａでの水流によるベンチュリー２０の作用で、二次側水圧室１５ｂ内の圧力が低下し、一次側水圧室１５ａと二次側水圧室１５ｂとの差圧によりダイヤフラム１１が応動して、スピンドル３５を図１において左側へ移動させる。このスピンドル３５の移動に伴ってマイクロスイッチ４８がＯＮして、ガス弁４０が開弁されるとともに、スピンドル３５の移動に連動して水圧応動弁４１が開弁されてバーナ４に着火される。
なお、このバーナ４への着火に伴って、熱電対４５が加熱されて起電力を発生するが、所定の時間内に起電力の発生がないと、着火ミスであるとして、ガス弁４０を閉弁して点火プラグ４４の作動も停止する。
【００２１】
その後、給湯操作具４６の押し操作を解除しても、給湯操作具４６はその位置に保持され、止水弁３３とガス弁４０とが開弁状態に維持され、バーナ４の燃焼によって熱交換器用給水路７ａからの水が熱交換器３で加熱され、その加熱後の湯水にバイパス路２２からの水が混合され、混合後の湯水が給湯管１０を通って給湯具９から吐出される。
そして、図示はしないが、給湯操作具４６の外周に沿って設けられた環状の湯温調節具を回動操作すると、機械式連動機構を介してミキシング弁２６が回動操作され、両分岐流出路１７ａ，１７ｂへの分岐割合、換言すると、熱交換器３からの湯量とバイパス路２２からの水量との比率が変更調整されて、給湯具９から所望温度の湯水が吐出される。
【００２２】
この給湯状態において、給湯操作具４６を再度押し操作すると、マイクロスイッチ４７がＯＦＦしてガス弁４０が閉弁されるとともに、止水弁３３が閉弁されて熱交換器３への水の流入が停止される。
この熱交換器３への流入停止に伴って、二次側水圧室１５ｂ内の圧力が上昇し、一次側水圧室１５ａ内の圧力とほぼ同じ圧力になって、ダイヤフラム１１が元の位置に復帰し、ダイヤフラム１１の応動に連動して、スピンドル３５も図１において右側へ移動し、そのスピンドル３５の移動に連動してマイクロスイッチ４８がＯＦＦし、かつ、水圧応動弁４１が閉弁されてバーナ４の燃焼が停止され給湯も停止される。
なお、この給湯状態において、断水が発生した場合も、上述と同様にして水圧応動弁４１の閉弁によりバーナ４の燃焼が停止され、また、失火や不完全燃焼などに起因して、熱電対４５による発生起電力が所定値以下になると、ガス弁４０を閉弁してバーナ４の燃焼を停止するように構成されている。
【００２３】
〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、開口部１３とバイパス口１９とを装置本体１２に対してほぼ同一方向に形成した例を示したが、必ずしも同一方向に向けて形成する必要はなく、例えば、図４や図５において、開口部１３を正面に形成し、バイパス口１９を横側方に設けたり、上側方や下側方に設けることもできる。
【００２４】
（２）先の実施形態では、一体成形品Ｂ側に開口部用係合突起２８やバイパス口用係合突起２９を設けた例を示したが、このような係合突起２８，２９は必ずしも必要なものではない。
また、このような係合用突起２８，２９を設ける場合、一体成形品Ｂ側に設けるのではなく、逆に、装置本体１２側に係合用の突起を設けて、一体成形品Ｂ側に設けた嵌合用の開口部やバイパス路２２に内嵌するように構成することもできる。
【００２５】
（３）先の実施形態では、装置本体１２側にねじ孔３０を一体成形品Ｂ側に貫通孔３１を設けて、両者をねじ３２によって固定する例を示したが、ねじ３２以外にも、ボルトとナットからなる取り付け具を用いて固定することもでき、あるいは、取り付け具を用いずに、接着などによって固定することもできる。
【００２６】
（４）先の実施形態では、水圧応動装置Ａをガス燃焼式の瞬間湯沸器に適用した例を示したが、瞬間湯沸器以外の各種給湯装置に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】瞬間湯沸器の全体構成図
【図２】水圧応動装置の概略構成を示す断面図
【図３】水圧応動装置の分解斜視図
【図４】装置本体と一体成形品との組み付け状態を示す分解斜視図
【図５】装置本体の正面図
【図６】水圧応動装置の組立て斜視図
【符号の説明】
３ 熱交換器
１１ ダイヤフラム
１２ 装置本体
１３ 開口部
１４ 蓋体
１５ 水圧室
１５ａ 一次側水圧室
１５ｂ 二次側水圧室
１６ 流入口
１８ 流出口
１９ バイパス口
２３ 湯水流入口
２５ 混合用部材
２７ 通流口
２８ 開口部用係合手段としての係合突起
２９ バイパス口係合手段としての係合突起
３２ 取り付け具
Ａ 水圧応動装置
Ｂ 一体成形品

Claims (5)

1. 開口部を備えた装置本体と、前記開口部を閉鎖する合成樹脂製の蓋体と、その蓋体により前記装置本体の開口部を閉鎖した状態で、前記装置本体と蓋体とにより形成される水圧室を一次側水圧室と二次側水圧室とに分割するダイヤフラムとを備え、前記装置本体に設けられた流入口から前記一次側水圧室に流入して前記装置本体に設けられた流出口とバイパス口とから流出する一次側の水の水圧と、前記蓋体に設けられた通流口から前記二次側水圧室に流出入する二次側の水の水圧との差圧によって、前記ダイヤフラムを応動させるように構成するとともに、湯水流入口を備え、かつ、その湯水流入口から流入される湯水に対して前記バイパス口を介して一次側水圧室からの水を混合して流出するための合成樹脂製の混合用部材を前記バイパス口に接続可能に設けてある水圧応動装置であって、
   前記蓋体と混合用部材とを合成樹脂製の一体成形品で形成してある水圧応動装置。
2. 前記装置本体に設けられた開口部とバイパス口とが、ほぼ同一方向に向かって開口され、その装置本体に対して、前記蓋体と混合用部材とからなる一体成形品が、複数の取り付け具により取り付け可能に構成されている請求項１に記載の水圧応動装置。
3. 前記蓋体が、前記開口部に対して係合する開口部用係合手段を備え、かつ、前記混合用部材が、前記バイパス口に対して係合するバイパス口用係合手段を備えている請求項２に記載の水圧応動装置。
4. 前記開口部用係合手段を前記開口部に内嵌するほぼ円形の係合突起で構成し、かつ、前記バイパス口用係合手段を前記バイパス口に内嵌するほぼ円形の係合突起で構成してある請求項３に記載の水圧応動装置。
5. 前記水圧応動装置が、水加熱用の熱交換器を備えたガス燃焼式の湯沸器に使用されるもので、前記流出口を前記熱交換器の入口側に接続可能に構成し、かつ、前記熱交換器の出口側を前記湯水流入口に接続可能に構成してある請求項１〜４のいずれか１項に記載の水圧応動装置。

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