JP4502840B2 - 弁装置 - Google Patents

Description

本発明は弁装置に係り、とくに２種類の開弁動作を行なう弁装置に関する。

流体の流動を制御するために、従来より弁装置が広く用いられている。弁装置はその流動方向を制御する一方向弁あるいは逆止弁と、流量を制御する流量制御弁とが知られている。従来のこの種の弁は、単一の開弁動作のみを行なう弁である。

ところが実際には、用いられる用途に応じて、複数種類の開弁動作が要求される場合がある。またそれぞれの開弁動作の際における流量についても、互いに異なるように設定することが要請される場合がある。本願発明はこのような複数種類の開弁動作の要請や、流量の異なる複数種類の開弁動作を可能にした弁装置を提供することを目的とするものである。

本願発明の課題は、複数種類の開弁動作を行なうようにした弁装置を提供することである。

本願発明の別の課題は、流体圧によって行なわれる開弁動作と、流体の温度に応じて行なわれる開弁動作とを複合するようにした弁装置を提供することであ る。

本願発明のさらに別の課題は、流量の異なる複数の開弁動作を複合して行なうことを可能にした弁装置を提供することである。

本願発明のさらに別の課題は、少なくとも一方の開弁動作が逆止弁として作動し、他の開弁動作が双方向弁として作動するようにした弁装置を提供することである。

本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる本願発明の技術的思 想、およびその実施の形態によって明らかにされよう。

本願の主要な発明は、ケーシング内の流路を塞ぐように絞り孔を備えるキャップが配され、該キャップが取付け用ばねによって取付け座に弾性的に押圧され、前記キャップ上に感温弁が設けられ、該感温弁はケーシング内を通過する流体の温度に応じて開閉動作を行なう弁装置であって、
前記取付け用ばねに抗して前記キャップに流体圧が印加されると、前記キャップが取付け座から離間して第１の開弁動作が行なわれるとともに、前記感温弁が感温部を有し、該感温部が流体の温度上昇に応じてロッドを押出すと、該ロッドの先端部が前記キャップによって受けられ、その反力によって前記感温弁を開いて第２の開弁動作が行なわれ、
しかも、前記感温弁の感温部が感温物質を充填した感温ケースから構成され、該感温ケースの開口部を閉塞するスプールにロッドが挿入され、前記感温ケースが加温されると感温物質が膨張して前記スプールがロッドを絞出し、該ロッドの先端部が前記キャップに当接してその反力により前記感温ケースに設けられている弁体が前記キャップ上に形成された弁座から離間して第２の開弁動作が行なわれ、前記キャップの絞り孔を通過するほぼ一定量の流体が前記弁体と弁座との隙間を流動し、前記弁体は、小孔から成る流体導入孔を備え、該流体導入孔によって前記感温弁の閉弁時において所定量の流体の流れを生じさせることを特徴とする弁装置に関するものである。

ここで、第１の開弁動作時の流量の方が第２の開弁動作時の流量よりも大きいことが好ましい。

本願の主要な発明は、ケーシング内の流路を塞ぐように絞り孔を備えるキャップが配され、該キャップが取付け用ばねによって取付け座に弾性的に押圧され、キャップ上に感温弁が設けられ、該感温弁はケーシング内を通過する流体の温度に応じて開閉動作を行なう弁装置であって、取付け用ばねに抗してキャップに流体圧が印加されると、キャップが取付け座から離間して第１の開弁動作が行なわれるとともに、感温弁が感温部を有し、該感温部が流体の温度上昇に応じてロッドを押出すと、該ロッドの先端部がキャップによって受けられ、その反力によって感温弁を開いて第２の開弁動作が行なわれ、しかも、感温弁の感温部が感温物質を充填した感温ケースから構成され、該感温ケースの開口部を閉塞するスプールにロッドが挿入され、感温ケースが加温されると感温物質が膨張してスプールがロッドを絞出し、該ロッドの先端部がキャップに当接してその反力により感温ケースに設けられている弁体がキャップ上に形成された弁座から離間して第２の開弁動作が行なわれ、キャップの絞り孔を通過するほぼ一定量の流体が弁体と弁座との隙間を流動し、弁体は、小孔から成る流体導入孔を備え、該流体導入孔によって感温弁の閉弁時において所定量の流体の流れを生じさせるようにしたものである。

従ってこのような弁装置によれば、前記取付け用ばねに抗するように前記キャップに対して流体圧を印加すると、前記キャップが取付け用ばねに抗して取付け座から離間し、これによって第１の開弁動作が行なわれ、ケーシング内を通過する流体の温度が変化した場合には、この温度に応じて感温弁が開閉動作を行なうことになり、これによって第２の開弁動作が達成される。従って第１の開弁動作と第２の開弁動作とを行なうことが可能な弁装置が提供される。

以下本願発明を図示の実施の形態によって説明する。図１および図２は本実施の形態に係る弁装置の全体の構成を示すものであって、図１はその平面図を、図２は縦断面図を示している。そしてこの弁装置はケーシング１０を備えている。ケーシング１０はほぼ円筒状をなし、その上端側には補助ケーシングを構成する接続筒１１が接合されるようになっており、この接続筒１１の下端が取付け座１２を構成している。そして上記取付け座１２に対して接触および離間可能にキャップ１３が配される。すなわちキャップ１３は取付け用ばね１４によって取付け座１２に弾性的に押圧されるようになっており、キャップ１３がこのケーシング内の流路を閉塞するようになっている。

上記キャップ１３は図３および図４に示すように、その中心部がほぼ円錐状に形成されるとともに、外周側にフランジ１７を備え、該フランジ１７が取付け座１２に接触するようになっている。またキャップ１３は、例えば一対の絞り孔１８を備え、これらの絞り孔１８によって所定量の水の流れを許容するようになっている。

上記キャップ１３のフランジ１７には一対のスリット２１が形成され、これらのスリット２１によって図２に示すようにばね受けを構成するフレーム２２（図５、図６参照）が取付けられる。そして上記フレーム２２によって支持されるばね２３が感温弁の弁体２４（図７、図８参照）を上方に押圧するようになっており、キャップ１３の下面に形成される弁座２５に対して弁体２４を圧着するようにしている。弁体２４には図７および図８に示すように、小孔から成る流体導入孔４５が形成されている。またフレーム２２には、図５および図６に示すよう に、中心部に感温ケース２８が遊嵌挿通される円形の案内孔４３が形成され、その両側に一対の円弧状の貫通孔４４が形成されている。

感温弁は感温ケース２８を備えている。感温ケース２８は下端が閉塞された有底の円筒状ケースであって、感温物質を構成するワックス２９が充填されてい る。また感温ケース２８の上部はゴム製のスプール３０によって閉塞されるとともに、スプール３０内に上方からロッド３１が挿入されている。ロッド３１は感温ケース２８の上部に取付けられたガイド部材３２の中心孔３３を貫通してお り、上記ロッド３１の先端部がキャップ１３の中心部の下面に当接するようになっている。またガイド部材３２の中心孔３３とロッド３１との間には上下に２つのＯリング３４が介装されるようになっている。

次に、以上のような構成に係る弁装置の動作を説明する。まずこの弁装置に対して、上側の接続筒１１側から下方に向けて大きな流体圧、例えば水圧が印加された場合には、図９に示すような水の流れ４１が上方から下方に向かって発生する。

キャップ１３に対して上方から流体圧が加わった場合には、絞り孔１８が大きな抵抗になるために、キャップ１３は取付け用ばね１４に抗して下方に移動される。従ってこのキャップ１３のフランジ１７と取付け座１２との間に隙間が生 じ、これによって第１の開弁動作が行なわれる。よって取付け座１２とキャップ１３のフランジ１７との間の隙間を通って水の流れ４１が上方から下方に向かって生ずる。

第１の開弁動作の際には、このようにキャップ１３のフランジ１７と取付け座１２との間の隙間から水が流れる。そしてこのときの水の流れはこの弁装置の全周において発生するために、大量の水を上方から下方に流すことが可能になり、例えば２５ｌ／ｍｉｎの水量を確保できるようになる。

ケーシング１０内のキャップ１３に対して上方から水圧が加わえられない場合であって、水温が低く、感温弁が開弁動作を行なう温度以下の場合においては、図１０に示すようにこのケーシング１０内を少量の水が流れるようになってい る。感温弁の弁体２４が弁座２５に圧接している状態においても、上述の如く弁体２４には小孔から成る流体導入孔４５が設けられており、このためにこの流体導入孔４５を通して少量の水が流れる。すなわち下方からの少量の、例えば１００ｍｌの温水が、図９に示す第１開弁動作とは逆方向であって上方に、弁体２４の流体導入孔４５からキャップ１３の絞り孔１８を通して流れる。従ってこれにより、少量の水の流動を許容する動作が達成される。

次にケーシング１０内の水の温度が上昇した場合には、図１１に示すように感温ケース２８内のワックス２９が膨張液化するために、このワックス２９がスプール３０内のロッド３１を絞出す。従ってロッド３１がガイド部材３２の中心孔３３に案内されて上方へ突出し、先端部がキャップ１３の下面に当接する。するとその反力によってガイド部材３２を固着している感温ケース２８が下方に移動する。従って感温ケース２８を取付けた弁体２４が下方に移動されるようにな る。従って弁体２４はキャップ１３の下面に形成された弁座２５から離間する。よって弁体２４と弁座２５との間が離間して第２の開弁動作が行なわれる。

このときにはケーシング１０内を流動する水の温度が高いものの、その圧力が低いために、キャップ１３は下方へ移動することがなく、従ってこのキャップ１３のフランジ１７が取付け座１２に当接している。従って水は感温弁の弁体２４と弁座２５との間の隙間を通り、さらにキャップ１３の絞り孔１８を通って下方から上方へ流動する。そしてこのときの流量は例えば５００ｍｌ／ｍｉｎの量になり、第１の開弁動作時の流量に比べてはるかに小さな値になる。水温が上昇して弁体２４と弁座２５との間の隙間が大きくなっても、絞り孔１８によって水の流れは、ほぼ一定の水量に維持される。なお第２の開弁時においては、水圧を利用して開弁動作を行なうものではないために、水の流れは下方から上方への流れに限定されることなく、上方から下方への流れであってもよい。

このような弁装置によれば、その全体が一方向弁として作用するばかりでな く、ケーシング１０内を通過する水の温度に応じて開弁動作を行ない、このためにサーモスタット弁としての機能をも同時に果たすことが可能になる。またこの弁が第１の開弁動作と、第２の開弁動作と、少量の水の流れを生じさせる動作とをそれぞれ行なうために、２種類あるいは３種類の弁を複合して用いる必要がなくなり、弁装置を取付けるスペースを抑えることが可能になる。

以上本願発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願に含まれる発明の技術的思想の範囲内において各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態における第１の開弁動作および第２の開弁動作の際の流量については、開弁量やキャップ１３の絞り孔１８の大きさを調整することによって、任意に設計変更が可能である。また本願発明は、２種類の開弁動作が必要な各種の機器の弁装置として広く利用可能であ る。

本願発明は、流体圧によって行なわれる第１の開弁動作と、温度によって行なわれる第２の開弁動作とが複合して要求される各種の弁装置に広く利用可能である。

弁装置の平面図である。 同弁装置の縦断面図である。 キャップの外観斜視図である。 キャップの縦断面図である。 フレームの外観斜視図である。 フレームの縦断面図である。 弁体の外観斜視図である。 弁体の縦断面図である。 第１の開弁動作を示す縦断面図である。 少量の流動動作を示す縦断面図である。 第２の開弁動作を示す縦断面図である。

符号の説明

１０ ケーシング
１１ 接続筒
１２ 取付け座
１３ キャップ
１４ 取付け用ばね
１７ フランジ
１８ 絞り孔
２１ スリット
２２ フレーム（ばね受け）
２３ ばね
２４ 弁体
２５ 弁座
２８ 感温ケース
２９ ワックス
３０ スプール
３１ ロッド
３２ ガイド部材
３３ 中心孔
３４ Ｏリング
４１、４２ 水の流れ
４３ 案内孔
４４ 貫通孔
４５ 流体導入口
４６ 水の流れ

Claims (2)

1. ケーシング内の流路を塞ぐように絞り孔を備えるキャップが配され、該キャップが取付け用ばねによって取付け座に弾性的に押圧され、前記キャップ上に感温弁が設けられ、該感温弁はケーシング内を通過する流体の温度に応じて開閉動作を行なう弁装置であって、
   前記取付け用ばねに抗して前記キャップに流体圧が印加されると、前記キャップが取付け座から離間して第１の開弁動作が行なわれるとともに、前記感温弁が感温部を有し、該感温部が流体の温度上昇に応じてロッドを押出すと、該ロッドの先端部が前記キャップによって受けられ、その反力によって前記感温弁を開いて第２の開弁動作が行なわれ、
   しかも、前記感温弁の感温部が感温物質を充填した感温ケースから構成され、該感温ケースの開口部を閉塞するスプールにロッドが挿入され、前記感温ケースが加温されると感温物質が膨張して前記スプールがロッドを絞出し、該ロッドの先端部が前記キャップに当接してその反力により前記感温ケースに設けられている弁体が前記キャップ上に形成された弁座から離間して第２の開弁動作が行なわれ、前記キャップの絞り孔を通過するほぼ一定量の流体が前記弁体と弁座との隙間を流動し、前記弁体は、小孔から成る流体導入孔を備え、該流体導入孔によって前記感温弁の閉弁時において所定量の流体の流れを生じさせることを特徴とする弁装置。
2. 第１の開弁動作時の流量の方が第２の開弁動作時の流量よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の弁装置。

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