JP4877840B2

JP4877840B2 - モータ安全弁

Info

Publication number: JP4877840B2
Application number: JP2008074750A
Authority: JP
Inventors: 雄一林
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2008-03-22
Filing date: 2008-03-22
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2028-03-22
Also published as: JP2009228785A

Description

本発明は、ガスバーナの最小燃焼状態に相当する流量に絞ることのできる絞り手段を備えたモータ安全弁に関する。

従来のモータ安全弁は、ガスの通路となる弁口を開閉する弁体を備えており、この弁体をバネで常時閉弁方向に付勢している。また、モータにより進退する電磁石を設け、この電磁石で弁体に連なるアーマチュアを吸着し、弁体をバネの付勢力に抗して移動させることにより弁口を開弁するように構成されている。そして、例えばバーナが失火した場合には電磁石への通電を停止し、アーマチュアに対する吸着力を消滅させる。すると、弁体はバネの付勢力で直ちに弁口を閉弁し、バーナへのガスの供給が遮断される（例えば、特許文献１参照）。

このようなモータ安全弁は弁口を開閉するために用いられるため、バーナの火力を変えるにためには、さらに下流に火力調節用の制御弁を設ける必要がある。例えばバーナの火力を強弱２段階に切り替える場合には、モータ安全弁の下流に開閉式の電磁弁と、この電磁弁をバイパスする通路とを設けると共に、バイパス通路にオリフィスを設けたものがある。このものでは電磁弁を開弁すればバーナは強火になり、電磁弁を閉弁するとオリフィスのみを通ってガスが供給されるので弱火になる。

また、火力を連続して変更する場合には、モータで進退するロッドの先端に弁体を取り付け、弁口と弁体との距離を連続して変更することにより火力を調節する火力調節弁が用いられる（例えば、特許文献２参照）。
特開２００７−２７８３２１号公報（図１）特開２００３−２３２４６２号公報（図１）

上記モータ安全弁では弁体を吸着して開弁するので、閉弁する際に電磁石への通電を停止せずに、モータを逆転させて弁体を弁口に近づければ流量を絞ることができる。ただし、実際には火力をある程度絞ることは可能であっても、バーナの最小燃焼状態まで絞ることは非常に難しい。すなわち、最小燃焼状態ではガスの流量が非常に少ないので、弁口と弁体との距離が少しでも変動すると流量が大きく変化し、最小燃焼状態を安定して保持することができないからである。

なお、弁体の形状を上記特許文献２のように先端が尖ったテーパ状にすれば流量の安定性は増すが、最小燃焼自体を安定して保持するには至らない。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、流量を最小燃焼状態に相当する流量に安定して絞ることのできるモータ安全弁を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明によるモータ安全弁は、バーナへガスを供給するガス通路に介設され、閉弁方向に常時付勢されている弁体でガス通路に連なる弁口を閉弁すると共に、磁極がモータによって進退する電磁石を設けて、この磁極で弁体を吸着し、付勢力に抗して弁口から離すことにより弁口を開弁するモータ安全弁において、上記弁口より下流側に位置する第２弁口と、弁体が開弁状態でこの第２弁口に着座して、ガス通路に流れるガス量を内部に設けられたオリフィス部のみを通過させることによりガスバーナの最小燃焼状態に相当する流量に絞ることのできる絞り部材とを設け、さらに絞り部材を第２弁口に着座させた状態のまま弁体を弁口に向かって移動させて弁口を閉弁しガスバーナへのガスの供給を完全に遮断することを特徴とする。

最小燃焼状態に相当する流量を弁体の開度によって実現するのではなく、弁体自体は開弁状態にしておき、別途設けた絞り部材により流量を絞るように構成した。

なお、上記絞り部材を弁体の先端に進退自在に設けると共に絞り部材を第２弁口側に付勢するバネを絞り部材と弁体との間に取り付け、弁体が弁口を閉弁する前の状態で絞り部材が第２弁口に着座するように構成することができる。

また、上記電磁石の磁極と共に進退するロッド部材を設け、このロッド部材の先端に上記絞り部材を進退自在に設けると共に絞り部材を第２弁口側に付勢するバネを絞り部材とロッド部材との間に取り付け、上記弁体をロッド部材を囲繞する環状に設け、弁体が開弁状態で電磁石への通電を停止すると、ロッド部材の位置に関係なく弁体が付勢力に押されて閉弁するように構成してもよい。

以上の説明から明らかなように、本発明は、弁体ではなく絞り手段によってガス通路に流れるガス量をガスバーナの最小燃焼状態に相当する流量に絞るので、バーナに対して最小燃焼状態に相当するガス量を安定して供給することができる。

図1を参照して、１は本発明によるモータ安全弁の内部構造を示している。このモータ安全弁１の上部にはモータ２が取り付けられている。このモータ２の出力軸２１は円筒形状であり内側に内ねじが切ってある。その内ネジに対して上下軸３が螺合している。この上下軸３には磁性体からなるコア４が固定されている。このコア４には励磁コイル４１が取り付けられており、励磁コイル４１に通電するとコア４の下面が磁極となって磁性体を吸着する状態になる。

一方、上下軸３にはカバー３１が連結されており、カバー３１から突出された羽根部３２によって上下軸３の回り止めがなされる。したがって、出力軸２１を正逆両方向に各々回転させると、コア４は出力軸２１の回転に応じて上昇および下降する。

ガスの流入口１１からこのモータ安全弁１内に流入したガスは弁口１３および流出管路１２を通ってバーナに供給される。本実施の形態では、弁口１３の下流に更に第２弁口１４を形成した。弁口１３はゴム製の弁体５によって閉弁され、また弁口１３から弁体５が離れることにより弁口１３が開弁される。なお、弁体５はバネ５３によって常時下方に向かって付勢されている。また弁体５には上方に延びる弁軸５１が連結されており、弁軸５１の上端にはアーマチュア５２が取り付けられている。

また、弁体５の下端には金属製の絞り部材６を取り付けた。この絞り部材６にはバーナの最小燃焼状態に相当する流量を流すためのオリフィス部６１が形成されている。この絞り部材６が第２弁口１４に着座すると、ガスはオリフィス部６１のみを通ってバーナに供給されるので、バーナは最小燃焼状態になる。

上述のように、励磁コイル４１に通電するとコア４が帯磁するので、コア４にアーマチュア５２が吸着されることになる。図１に示す状態では上下軸３が上昇端に位置し、かつアーマチュア５２がコア４に吸着されているので、弁体５および絞り部材６は共に弁口１３および第２弁口１４から離れた位置にある。

この状態では、ガスは弁口１３および第２弁口１４を通ってバーナに供給されるので、バーナの火力は強火状態、すなわち最大燃焼状態になる。このモータ安全弁１はバーナが失火した際などに直ちにバーナへのガスの供給を停止させるものであるが、バーナの火力を最小燃焼状態に切り替えることができる。バーナの火力を最小燃焼状態に切り替えるには、モータ２を作動させて上下軸３を下降させる。すると、図２（ａ）に示すように、弁体５が弁口１３を閉鎖する前に、絞り部材６が第２弁口１４に着座し、上述のようにバーナへのガスの供給量を絞ってバーナの火力を最小燃焼状態にする。バーナの火力を最大燃焼状態に戻す場合には、モータ２を逆転させて上下軸３を引き上げればよいが、消火する場合には、モータ２を更に回転させて上下軸３を下降させ、図２（ｂ）に示すように、弁体５を弁口１３に着座させて弁口１３を閉鎖すればよい。なお、このようにモータ２を作動させて弁体５を閉弁状態にしてよいが、図２（ａ）に示す状態で励磁コイル４１への通電を停止し、アーマチュア５２に対する吸着力を消滅させ、弁体５をバネ５３の付勢力により弁口１３を閉鎖する位置まで移動させてもよい。

ところで、上記図１に示す全開状態で例えばバーナが失火すると、励磁コイル４１への通電を停止する。すると、上述のようにアーマチュア５２はコア４から離れ、バネ５３の付勢力により降下し、図３に示すように、弁体５が弁口１３を閉鎖し閉弁状態になり、バーナへのガスの供給が遮断される。

ただし、このように全開状態から緊急に閉弁させる際には、弁体５が弁口１３を閉鎖する前に金属製の絞り部材６が勢いよく第２弁口１４に着座し、衝突音が生じる。このような衝突音を生じさせないことが要望される場合には、図４に示す構成を採用することができる。

図４を参照して、この第２の実施の形態ではモータ２の出力軸２２の外周にねじを切り、その出力軸２２に螺合するナット部７１を設けた。このナット部７１の下端にはロッド部材である軸部７が延設されており、さらにこの軸部７の下端に絞り部材６を取り付けた。一方、ナット部７１および軸部７を囲繞する筒状のホルダ８を設け、そのホルダ８の下端に、リング状の弁体７２を取り付けると共に、弁体７２を下方に付勢するバネ７３を設けた。そしてナット部７１およびホルダ８を磁性材料で形成すると共に、ホルダ８の上端部を囲繞するように励磁コイル７４を設けた。

励磁コイル７４に通電すると、ナット部７１およびホルダ８を磁束線が通過するので、ナット部７１の下端が磁極７１ａとなって、ホルダ８をこの磁極７１ａに吸着させる。なお、図示しないがナット部７１は回り止めされている。図４に示す状態では、ナット部７１は上昇端まで引き上げられているので、弁体７２および絞り部材６は共に弁口１３および第２弁口１４から上方に離れた位置に保持されており、ガスは弁口１３および弁口１４を通って供給される全開状態にある。なお、図４に示す構成で、図示しないが軸部７とホルダ８との間にはシールが設けられており、ホルダ８の内部を通ってガスが下方に抜けることはない。

バーナの火力を最大燃焼状態から最小燃焼状態に絞る場合には、図１に示したものと同様に、モータ２を作動させて絞り部材６を降下させ、図５（ａ）に示すように、第２弁口１４に着座させればよい。そして、バーナを消火させるにはナット部７１をさらに降下させて図５（ｂ）に示すように弁体７２を弁口１３に着座させ、弁口１３を閉鎖すればよい。あるいは、図５（ａ）に示す状態で励磁コイル７４への通電を停止すれば、ナット部７１とホルダ８との間に作用していた吸着力が消滅し、弁体７２はバネ７３の付勢力によって下方に移動し弁口１３を閉鎖する。

ところで、バーナの失火等により図４に示す状態から励磁コイル７４への通電を停止すると、図６に示すように、弁体７２はバネ７３の付勢力によって弁口１３を閉鎖するが、絞り部材６は図４に示した位置から移動しない。すなわち、絞り部材６は第２弁口１４に衝突することが無く、したがって衝撃音が発生しない。

なお、本発明は上記した形態に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内において種々の変更を加えてもかまわない。

第１の実施の形態での全開状態を示す図（ａ）第１の実施の形態での最小開度の状態を示す図、（ｂ）同じく全閉状態を示す図第１の実施の形態での安全弁として作動した場合の全閉状態を示す図第２の実施の形態での全開状態を示す図（ａ）第２の実施の形態での最小開度の状態を示す図、（ｂ）同じく全閉状態を示す図第２の実施の形態での安全弁として作動した場合の全閉状態を示す図

符号の説明

１モータ安全弁
２モータ
２出力軸
３上下軸
４コア
５弁体
６絞り部材
８ホルダ
１３弁口
１４第２弁口
２１出力軸
２２出力軸
４１励磁コイル
５２アーマチュア
７２弁体

Claims

バーナへガスを供給するガス通路に介設され、閉弁方向に常時付勢されている弁体でガス通路に連なる弁口を閉弁すると共に、磁極がモータによって進退する電磁石を設けて、この磁極で弁体を吸着し、付勢力に抗して弁口から離すことにより弁口を開弁するモータ安全弁において、上記弁口より下流側に位置する第２弁口と、弁体が開弁状態でこの第２弁口に着座して、ガス通路に流れるガス量を内部に設けられたオリフィス部のみを通過させることによりガスバーナの最小燃焼状態に相当する流量に絞ることのできる絞り部材とを設け、さらに絞り部材を第２弁口に着座させた状態のまま弁体を弁口に向かって移動させて弁口を閉弁しガスバーナへのガスの供給を完全に遮断することを特徴とするモータ安全弁。
上記絞り部材を弁体の先端に進退自在に設けると共に絞り部材を第２弁口側に付勢するバネを絞り部材と弁体との間に取り付け、弁体が弁口を閉弁する前の状態で絞り部材が第２弁口に着座するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のモータ安全弁。
上記電磁石の磁極と共に進退するロッド部材を設け、このロッド部材の先端に上記絞り部材を進退自在に設けると共に絞り部材を第２弁口側に付勢するバネを絞り部材とロッド部材との間に取り付け、上記弁体をロッド部材を囲繞する環状に設け、弁体が開弁状態で電磁石への通電を停止すると、ロッド部材の位置に関係なく弁体が付勢力に押されて閉弁することを特徴とする請求項１に記載のモータ安全弁。