JP5012219B2

JP5012219B2 - 逆流防止装置

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Publication number: JP5012219B2
Application number: JP2007142501A
Authority: JP
Inventors: 繁男杉江
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2027-05-29
Also published as: JP2008298109A

Description

本発明は、ダイヤフラムを用いた弁体の一側に一次側圧力を、他側に二次側圧力をそれぞれ作用させ、一次側と二次側との圧力差に基づき開閉させることにより、二次側から一次側への逆流を防止するために用いられる逆流防止装置に関する。

従来、この種の逆流防止装置として、弁体にダイヤフラムを用い、正常時にはこの弁体の一側に作用させた一次側の圧力が大となって弁体を閉弁状態に維持させる一方、弁体の他側に作用させた二次側の圧力が一次側よりも大となる異常時には開弁して二次側からの湯水を排出させることにより二次側から一次側への逆流を防止するようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。このものでは、弁座にダイヤフラムが押し付けられてダイヤフラムが弁座に食い込むことにより、そのダイヤフラムの素材の弾性限界を超えて局所的に亀裂や偏摩耗が生じることを防止するために、ダイヤフラムの外周部を硬質のストッパ部で覆って支持し、そのストッパ部と当接してそれ以上の下降を規制する受け部を弁ハウジングの内面に形成している。

特開２００４−３２４６６６号公報

ところが、上記従来の逆流防止装置においては、ダイヤフラムの変形に起因してダイヤフラムの下降規制が不十分となる結果、ダイヤフラム素材の破損を招くおそれがある。

すなわち、上記従来の逆流防止装置は次のような構造を採用したものである。その例を例えば図１０（ａ）に示すように、ダイヤフラム２００の弁部２０１を覆うようにダイヤフラムプレート２０２を上から重ね合わせる一方、そのダイヤフラム２００の弁部分２０１の外周部をバネ受け部材２０３で覆うようにしている。バネ受け部材２０３として、弁部分２０１の外周側部分であるダイヤフラム２００の折返し部２０４に下から上に入り込んで反転を防止する周壁部２０５と、弁部２０１の外周囲の下端角部を下から覆う角部２０６と、下面に形成されたバネ受け部２０７とを備えたものとし、ハウジングの内面に上記角部２０６が当接するストッパ段部２０８を形成している。

ところが、ダイヤフラムプレート２０２の上から一次側圧力が作用すると、図８（ｂ）に示すように、ダイヤフラム２００の弁部２０１の外周側部分はバネ受け部材２０３の角部２０６とストッパ段部２０８との当接によりそれ以上の下降が規制されるものの、弁部２０１の内周側部分はダイヤフラムプレート２０２の撓みに起因してさらに下側に変位してしまうおそれがある。このようになると、弁座２０９が弁部２０１に対しかなり強度に食い込んでしまい、ダイヤフラム２００の素材の弾性限界を超えてしまう事態も生じるおそれがある。この結果、逆流防止機能を劣化させたり、逆流防止装置全体の耐久性を悪化させたりして、装置全体の交換等を余儀なくされるおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ダイヤフラムを用いた弁体の耐久性を良好に維持して逆流防止機能と装置全体の耐久性とを良好に維持し得る逆流防止装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明では、閉弁方向に作用される一次側圧力と、開弁方向に作用される二次側圧力との差圧に基づいて、ダイヤフラムが弁座に対し当接・離反することにより、排水通路と二次側通路との間を遮断状態又は連通状態に切換するように構成された逆流防止装置を対象にして次の特定事項を備えることとした。すなわち、上記ダイヤフラムとして、平板状に形成された弁部と、この弁部から上記弁座の側に突出するように形成されてその弁座の内周側部位に当接することにより閉弁させる無端環状のリップ部を備えたものとする。又、上記ダイヤフラムの弁部の外径とほぼ同径に設定された外径及び所定板厚を有するドーナッツ円環部により構成されるスペーサを備えることとし、上記ドーナッツ円環部にその外周縁から直角に折曲された返し縁部を形成する。そして、上記ドーナッツ円環部として、閉弁状態において、上記ダイヤフラムの上記リップ部以外の弁部と、上記弁座の外周側部位である当止部との間に挟まれることにより、上記リップ部の圧縮代を所定範囲に制限する構成とする一方、上記ドーナッツ円環部の上面が上記ダイヤフラムのリップ部の外周側から上記弁部の外周側位置までの範囲のダイヤフラムの下面を覆って密着し、その範囲のダイヤフラムを平面状態に維持するよう支持する構成とする。さらに、上記ドーナッツ円環部の板厚として、上記リップ部の突出高さからそのリップ部の許容圧縮代を差し引いた寸法に設定することとした（請求項１）。

又、第２の発明では、閉弁方向に作用される一次側圧力と、開弁方向に作用される二次側圧力との差圧に基づいて、ハウジングに内蔵されたダイヤフラムが弁座に対し当接・離反することにより、排水通路と二次側通路との間を遮断状態又は連通状態に切換するように構成された逆流防止装置を対象にして次の特定事項を備えることとした。すなわち、上記弁座として、ダイヤフラム側に突出する横断面形状を有するものとする一方、上記ダイヤフラムとして、平板状に形成された弁部を備え弁座に当接する部位が平坦面として形成する。又、上記ダイヤフラムの弁部の外径とほぼ同径に設定された外径及び所定板厚を有するドーナッツ円環部により構成されるスペーサを備えることとし、上記ドーナッツ円環部にその外周縁から直角に折曲された返し縁部を形成する。そして、上記ドーナッツ円環部として、閉弁状態において、上記ダイヤフラムの弁部と、上記弁座よりも外周側部位を平坦面にして形成された当止部との間に挟まれることにより、上記弁座がダイヤフラムに当接した後に食い込んでダイヤフラムを圧縮することになる圧縮代を所定範囲に制限する構成とする一方、上記ドーナッツ円環部の上面が上記ダイヤフラムの弁部の外周側位置までの範囲の下面を覆って密着し、その範囲の弁部を平面状態に維持するよう支持する構成とする。さらに、上記ドーナッツ円環部の板厚として、上記当止部からの上記弁座の突出高さから、その弁座のダイヤフラムへの食い込みに基づくダイヤフラムの許容圧縮代を差し引いた寸法に設定することとした（請求項２）。

第１又は第２の発明の場合、差圧を受けてダイヤフラムが閉弁状態に至ったとき、ダイヤフラムが弁座に押し付けられたとしても、スペーサが当止部とダイヤフラムとの間に挟み込まれることにより、ダイヤフラムは所定範囲の圧縮代以上には圧縮されないように制限されることになる。このため、ダイヤフラムが過度の圧縮を受けて耐久性の低下を招く事態の発生を確実に回避することが可能となり、これにより、ダイヤフラムを用いた弁体の耐久性を良好に維持して逆流防止機能と装置全体の耐久性とを良好に維持し得ることになる。

特に第１の発明の場合には、差圧を受けてダイヤフラムが閉弁状態に至ったとき、リップ部が弁座に押し付けられたとしても、ドーナッツ円環部が当止部とリップ部以外のダイヤフラムとの間に挟み込まれることにより、リップ部は所定範囲の圧縮代以上には圧縮されないように制限されることになる。このため、リップ部及びリップ部を有するダイヤフラムが過度の圧縮を受けて耐久性の低下を招く事態の発生を確実に回避することが可能となり、これにより、上記の如く、ダイヤフラムを用いた弁体の耐久性を良好に維持して逆流防止機能と装置全体の耐久性とを良好に維持し得ることになる。そして、上記ドーナッツ円環部の厚みとして、上記リップ部の突出高さからそのリップ部の許容圧縮代を差し引いた寸法に設定しているため、リップ部の圧縮代を確実に許容圧縮代以内の範囲に制限することが可能になり、リップ部及びこれを有するダイヤフラムの耐久性を最も良好に維持させ得ることになる。又、ドーナッツ円環部の上面がダイヤフラムのリップ部の外周側から弁部の外周側位置までの範囲のダイヤフラムの下面を覆って密着し、その範囲のダイヤフラムを平面状態に維持するよう支持するため、一次側圧力を受けても弁部を確実に平板状態に維持することができ、安定した閉弁状態の維持を図ることができる。

又、特に第２の発明の場合には、差圧を受けてダイヤフラムが閉弁状態に至ったとき、ダイヤフラムが弁座に押し付けられてダイヤフラムの平坦面に弁座が食い込んだとしても、ドーナッツ円環部が当止部とダイヤフラムとの間に挟み込まれることにより、その食い込み量が制限されてダイヤフラムは所定範囲の圧縮代以上には圧縮されないように制限されることになる。このため、ダイヤフラムが過度の圧縮を受けて耐久性の低下を招く事態の発生を確実に回避することが可能となり、これにより、上記の如く、ダイヤフラムを用いた弁体の耐久性を良好に維持して逆流防止機能と装置全体の耐久性とを良好に維持し得ることになる。そして、上記ドーナッツ円環部の厚みとして、上記当止部からの上記弁座の突出高さから、その弁座のダイヤフラムへの食い込みに基づくダイヤフラムの許容圧縮代を差し引いた寸法に設定しているため、弁座の食い込み量（圧縮代）を確実にダイヤフラムの許容圧縮代以内の範囲に制限することが可能になり、ダイヤフラムの耐久性を最も良好に維持させ得ることになる。又、ドーナッツ円環部の上面が上記ダイヤフラムの弁部の外周側位置までの範囲の下面を覆って密着し、その範囲の弁部を平面状態に維持するよう支持するため、一次側圧力を受けても弁部を確実に平板状態に維持することができ、安定した閉弁状態の維持を図ることができる。

以上の逆流防止装置において、上記ダイヤフラムを開弁方向に付勢するバネと、このバネからの付勢力をダイヤフラムに伝達するようにダイヤフラムに組み付けられるバネ受け部材とを備えるようにし、上記スペーサをバネ受け部材の一部により構成することができる（請求項３）。このようにすることにより、スペーサを具体的かつ容易に具備させることが可能となり、バネ受け部材との兼用により部品点数が増加する等の不都合を回避し得ることになる。

以上、説明したように、請求項１〜請求項３のいずれかの逆流防止装置によれば、差圧を受けてダイヤフラムが閉弁状態に至ったとき、ダイヤフラムが弁座に押し付けられたとしても、スペーサが当止部とダイヤフラムとの間に挟み込まれることにより、ダイヤフラムは所定範囲の圧縮代以上には圧縮されないように制限することができるようになる。このため、ダイヤフラムが過度の圧縮を受けて耐久性の低下を招く事態の発生を確実に回避することができ、これにより、ダイヤフラムを用いた弁体の耐久性を良好に維持して逆流防止機能と装置全体の耐久性とを良好に維持することができるようになる。

特に、請求項１の逆流防止装置によれば、差圧を受けてダイヤフラムが閉弁状態に至ったとき、リップ部が弁座に押し付けられたとしても、ドーナッツ円環部が当止部とリップ部以外のダイヤフラムとの間に挟み込まれることにより、リップ部を所定範囲の圧縮代以上には圧縮されないように制限することができるようになる。このため、リップ部及びリップ部を有するダイヤフラムが過度の圧縮を受けて耐久性の低下を招く事態の発生を確実に回避することができ、これにより、上記の如く、ダイヤフラムを用いた弁体の耐久性を良好に維持して逆流防止機能と装置全体の耐久性とを良好に維持することができるようになる。加えて、リップ部の圧縮代を確実に許容圧縮代以内の範囲に制限することができ、リップ部及びこれを有するダイヤフラムの耐久性を最も良好に維持させることができるようになる一方、ドーナッツ円環部の上面がダイヤフラムのリップ部の外周側から弁部の外周側位置までの範囲のダイヤフラムの下面を覆って密着し、その範囲のダイヤフラムを平面状態に維持するよう支持するため、一次側圧力を受けても弁部を確実に平板状態に維持することができ、安定した閉弁状態の維持を図ることができる。

又、請求項２によれば、差圧を受けてダイヤフラムが閉弁状態に至ったとき、ダイヤフラムが弁座に押し付けられてダイヤフラムの平坦面に弁座が食い込んだとしても、ドーナッツ円環部が当止部とダイヤフラムとの間に挟み込まれることにより、その食い込み量を制限してダイヤフラムを所定範囲の圧縮代以上には圧縮されないように制限することができるようになる。このため、上記の如く、ダイヤフラムが過度の圧縮を受けて耐久性の低下を招く事態の発生を確実に回避することができ、これにより、ダイヤフラムを用いた弁体の耐久性を良好に維持して逆流防止機能と装置全体の耐久性とを良好に維持することができるようになる。加えて、弁座の食い込み量（圧縮代）を確実にダイヤフラムの許容圧縮代以内の範囲に制限することができ、ダイヤフラムの耐久性を最も良好に維持させることができるようになる一方、ドーナッツ円環部の上面が上記ダイヤフラムの弁部の外周側位置までの範囲の下面を覆って密着し、その範囲の弁部を平面状態に維持するよう支持するため、一次側圧力を受けても弁部を確実に平板状態に維持することができ、安定した閉弁状態の維持を図ることができる。

又、請求項３によれば、スペーサをバネ受け部材の一部により構成することによって、スペーサを具体的かつ容易に具備させることができ、バネ受け部材との兼用により部品点数が増加する等の不都合発生を回避することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る逆流防止装置を適用した例として、給湯機能・湯張り機能・追い焚き機能を備えた複合型の熱源機を示す。なお、本発明の逆流防止装置を適用する対象としては、図１に例示したものに限らず、一次側の流路と、二次側の流路とを備える流体機器であればよい。

図１に示す熱源機１は、給湯回路２と、浴槽６１内の湯水の追い焚きを行う追い焚き循環回路３と、浴槽６１に湯張りするために給湯回路２の湯を追い焚き循環回路３に注湯して浴槽６１に落とし込む注湯回路４と、上記給湯回路２及び追い焚き循環回路３の湯水を熱交換加熱するために燃焼バーナ５１を内蔵した缶体５とを備えたものである。

上記給湯回路２は、水道管に接続された入水路２１から給湯用熱交換器２２に導入された水を燃焼バーナ５１の燃焼熱により熱交換加熱し、加熱後の湯を出湯路２３に出湯して下流端の給湯栓６２まで給湯させるようになっている。上記入水路２１と出湯路２３との間には上記熱交換器２２をバイパスするバイパス路２４が設けられて、バイパス制御弁２４ａの開度調整により上記出湯路２３からの出湯に対する水の混合比が変更調整されて上記の給湯栓６２等に対する温度調整が可能となっている。

上記入水路２１には、入水流量センサ２５と、入水温度センサ２６とが配設されている一方、上記出湯路２３には、上記熱交換器２２の出口近傍位置で缶体５から出湯された直後の出湯温度を検出する缶体温度センサ２７と、給湯流量制御弁２８と、上記給湯栓６２もしくは後述の注湯路４１に供給される湯水の温度を検出する給湯温度センサ２９とが配設されている。

上記追い焚き循環回路３は循環路３１と、循環ポンプ３２と、追い焚き用熱交換器３３とを備えている。循環路３１は循環ポンプ３２の作動により浴槽６１内の湯水を上記熱交換器３３に戻す戻り路３１ａと、上記熱交換器３３で共通の燃焼バーナ５１の燃焼熱により追い焚き加熱された湯水を浴槽６１に供給する往き路３１ｂとから構成されている。戻り路３１ａには、循環湯水の循環方向上流側から順に、循環ポンプ３２と、循環流の通過によりＯＮ指令を出力する水流スイッチ３４と、循環湯水の温度を検出することにより浴槽６１内の湯水の温度（風呂温度）を検出する風呂温度センサ３５とが配設されている。

また、上記給湯回路２の出湯路２３と上記循環路３１との間には、出湯路２３からの湯水を上記循環路３１に流入させることにより浴槽６１に注湯して湯張りするための注湯路４１が設けられている。この注湯路４１はその上流端が給湯温度センサ２９の下流側位置の出湯路２３から分岐し、下流端が循環路３１の例えば戻り路３１ａに連通されている。上記注湯路４１には、注湯流量を検出する注湯流量センサ４２と、開閉制御により湯張り実行又は停止の切換を行う注湯電磁弁４３と、給湯回路２側への逆流入を阻止するための二段配置の逆止弁４４，４４とが配設されている。

上記注湯電磁弁４３が開かれて注湯が開始されると、出湯路２３からの湯が注湯路４１を通して戻り路３１ａに供給され、供給された湯は戻り路３１ａ等を通して浴槽６１まで注湯されて、浴槽６１の湯張りが行われることになる。上記の入水路２１〜出湯路２３に至る給湯回路２の流路が一次側流路（又は単に「一次側」）を構成し、上流側である出湯路２３から分岐して注湯路４１、戻り路３１ａ（又は往き路３１ｂを加えた循環路３１）を経て最下流側である浴槽６１までの流路が二次側流路（又は単に「二次側」）を構成する。

そして、上記の注湯回路４に逆流防止装置７が組み付けられている。この逆流防止装置７は、その二次側接続口７１（例えば図２参照）が上記の逆止弁４４，４４の中間位置の注湯路４１に連通するように接続され、一次側接続口７２（例えば図２参照）が給湯回路２の入水路２１に連通してその給水圧を導入し得るように導圧路７２ａを介して接続され、排水接続口７３（例えば図２参照）が排水路７３ａを介して熱源機ケース１ａまで延ばされている。

＜第１実施形態＞
以下、第１実施形態に係る逆流防止装置７について図２以降の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、図面の上下方向を上下方向として、あるいは、図面の左右方向を左右方向として説明するが、逆流防止装置７の実際の用い方は図面に示した状態に限らず横倒しに倒した状態や上下逆転した状態等の様々な配置にしてもよいことはいうまでもない。この点は第２実施形態以降についても同様である。

この第１実施形態の逆流防止装置７は、ハウジング８と、ダイヤフラム９１及びダイヤフラムプレート９２からなる弁体９と、弁体９を開側に付勢するバネ（例えばコイルスプリング）１０と、このバネ１０の一端を支持してその付勢力を弁体９に伝達するバネ受け部材１１とを備えたものである。

上記ハウジング８は、本実施形態では２つの分割ハウジング部８１，８２を互いに結合させて形成したものであるが、分割数等については適宜選択し得る。ハウジング８には、二次側接続口７１から延びる二次側通路７４と、排水接続口７３から上記二次側通路７４に対しこれに直交する方向に延びて二次側通路７４内に突出した状態で開口する排水通路７５と、この排水通路７５の開口端面により構成された弁座７６に臨むように拡がりかつ一次側接続口７２と一次側の内圧を導入可能に連通された一次側圧力作動室７７とが形成されている。そして、一次側圧力作動室７７と弁座７６との間を仕切るように弁体９が設置され、弁座７６に弁体９が当接することで弁座７６の開口が閉状態（図２に示す状態）にされて二次側通路７４と排水通路７５との間が遮断される一方、弁体９が弁座７６から図面上方に離反することで弁座７６の開口が開状態にされて二次側通路７４と排水通路７５とが連通されることになる。

上記一次側圧力作動室７７を区画形成するハウジング８の周壁部分には、ダイヤフラム９１の外周止着縁９１１（図３(ａ)参照）が気密状態に内嵌・保持される周溝７８と、ダイヤフラム９１の折返し部９１２の折返し形状を維持するようにその折返し部９１２に下から上に差し入れられて反転を防止するための反転防止壁としての周壁７９とが形成されている。又、上記一次側圧力作動室７７を区画するハウジングの８の内面には、開弁状態（図３(ｂ)参照）の弁体９のダイヤフラムプレート９２のフランジ部９２３と当接してそれ以上の離反側(開弁方向；図面の上方)への移動を規制する当止部７７１が形成されている。

上記弁体９は、ダイヤフラム９１（図３(ａ)参照）と、このダイヤフラム９１の上側(一次側接続口７２からの一次側圧力が作用する側)に重ね合わされたダイヤフラムプレート９２とで構成されている。ダイヤフラム９１は、外周縁位置に形成された外周止着縁９１１と、その内周側位置に比較的薄肉の折返し部９１２と、中央寄り位置に比較的厚肉で平板状に形成された弁部９１３とからなるものである。ダイヤフラムプレート９２は、平板状に形成されて上記弁部９１３に密着する底壁９２１と、底壁９２１の周囲から立ち上がる周壁９２２と、周壁９２２の上端から外周側に張り出したフランジ部９２３と、上記底壁９２１の中央位置から垂下する係合凸部９２４とを備えてなるものである。

上記弁部９１３は弁座７６よりも十分に大径に設定され、その下面（弁座７６と相対向する側の面）から弁座７６の内周側部位に当接するように無端環状のリップ部９１４が突出して形成されている。リップ部９１４は先端側が尖って弁座７６に対し線接触で当接し得るよう逆三角形等の横断面形状に設定されている。そして、弁部９２１の中央位置の貫通孔に対し上記係合凸部９２４が圧入気味に押し込まれることにより、ダイヤフラムプレート９２とダイヤフラム９１とが脱落しないように一体に組み付けられている。

上記バネ受け部材１１は、図４にも示すように、所定板厚を有するスペーサとしてのドーナッツ円環部１１１と、このドーナッツ円環部の外周縁から直角に折曲された返し縁部１１２とからなるものである。返し縁部１１２の内径はバネ１０の外径よりも大に設定されて、バネ１０の一端である上端を内側に保持するようにされている。又、ドーナッツ円環部１１１の内径は上記リップ部９１４の外径よりも大でかつ二次側通路７４内に突出して排水通路７５を構成する筒部７５ａの外径よりも小に設定されており、ドーナッツ円環部１１１の外径は弁部９１３とほぼ同径に設定されている。これにより、バネ受け部材１１１のドーナッツ円環部１１１は、その上面においてはダイヤフラム９１の弁部９１３のリップ部９１４よりも外周側範囲の下面に当接して支持する一方、下面においては特に閉弁状態である後述の圧着状態において弁座７６の外周側部位に当接するようにされている。

以上の逆流防止装置７においては、熱源機１（図１参照）に対する給水側設備等が正常であれば、一次側接続口７２を通して一次側圧力作動室７７内に一次側圧力として給湯回路２の入水路２１の最上流から給水圧が導入され、弁体９に対してはその給水圧が常時作用することになる。一方、浴槽６１が不使用で注湯回路４（図１参照）を用いた湯張りが行われていない状態(注湯電磁弁４３が閉状態)では二次側通路７４内の二次側圧力はほぼ大気圧になって一次側圧力よりも小となり、又、注湯電磁弁４３が開かれて出湯路２３から給湯回路２の湯が注湯回路４を通して注湯されて湯張りが行われている状態でも最上流側の給水圧が種々の流路抵抗を受けた後になるため注湯に基づき二次側通路７４に作用する二次側圧力は一次側圧力よりも小となる。このため、弁体９は、弁体９を挟んで一次側圧力作動室７７からの一次側圧力Ｐ_１（図２参照））と、二次側通路７４からの二次側圧力Ｐ_２との差圧に基づき、弁座７６に押し付けられて、閉弁状態となって二次側通路７４と排水通路７５との間が遮断された状態になる。この閉弁状態としては、上記の差圧の如何によって、弁体９を構成するダイヤフラム９１のリップ部９１４の先端部が弁座７６に対し線接触状態で当接した当接状態(図３(ａ)に示す状態)から、さらに強く弁座７６側に押し付けられてリップ部９１４が若干圧縮変形して弁座７６と面接触状態に至った圧着状態(図５に示す状態)までを含むものである。

一方、注湯回路４を通して注湯されて湯張りが行われている状態等において、例えば停電等の原因により給水源から給湯回路２（入水路２１）への給水圧力が低下したり、負圧傾向になったりする事態が生じた場合には、一次側圧力作動室７７に導入される一次側圧力も同様に低下したり負圧傾向となる。この場合には、二次側通路７４を通して導入されている二次側圧力の方が一次側圧力よりも高くなって、弁体９は開弁して注湯路４１に連通された二次側通路７４と排水通路７５とが互いに連通した状態になる（図３(ｂ)参照）。このため、例えば逆止弁４４が異物噛み込み等の異常を生じて注湯路４１を通して逆流が生じたとしても、その逆流は二次側通路４４及び排水通路７５を通して排水され、一次側である給湯回路２の側への逆流を確実に防止することができる。

ここで、圧着状態においては、図５(ｂ)に詳細を示すように、バネ受け部材１１のドーナッツ円環部１１１がダイヤフラム９１の弁部９１３と、弁座７６の外周側部位７６ｂとの間に挟まれた状態となり、このドーナッツ円環部１１１が挟まれてスペーサの役割を果たすことにより、弁体９のそれ以上の下降（弁座７６に押し付けられる側への移動）が規制されることになる。この下降規制により、リップ部９１４の圧縮変形が一定量を限度としてそれ以上の変形発生を規制・阻止することができ、特にリップ部９１４自体あるいはリップ部９１４を有するダイヤフラム９１が弾性限界を超えてしまう等の事態発生を確実に阻止して耐久性が低下する事態の発生を回避することができる。これにより、ダイヤフラム９１を用いた弁体９の耐久性を良好に維持することができる。

このような構造においては、弁座７６の内周側部位７６ａがリップ部９１４との密着により閉弁状態を維持する本来の弁座として機能し、外周側部位７６ｂがドーナッツ円環部１１１を当止させてリップ部９１４の圧縮変形（圧縮代）を一定量に規制するストッパとなる当止部として機能することになり、上記外周側部位７６ｂが当止部を構成する。又、ドーナッツ円環部１１１は、リップ部９１４の外周側から弁部９１３の外周側位置までの範囲のダイヤフラム９１の下面を覆って密着し、その範囲のダイヤフラム９１を平面状態に維持するように支持しているため、一次側圧力Ｐ_１を受けても弁部９１３を確実に平板状態に維持することができ、安定した閉弁状態の維持を図ることができる。要するに、リップ部９１４によって確実に閉弁状態に遮断することができる一方、ドーナッツ円環部１１１によってそのリップ部９１４の耐久性を高めつつ弁部９１３を確実に平板状態に維持して閉弁状態を安定的に維持したり繰り返し再現したりさせることができる。

以上の効果を奏する上で、例えば図３(ａ)に示すように、リップ部９１４の突出高さＨに対し許容圧縮変形量（許容圧縮代）をＳとすれば、ドーナッツ円環部１１１の肉厚ＥとしてＥ＝Ｈ−Ｓを設定するようにすればよいことになる。このように肉厚Ｅを設定することにより、リップ部９１４の圧縮代を確実に許容圧縮代に制限することができ、リップ部９１４やこれを有するダイヤフラム９１の耐久性を最も良好に維持させることができるようになる。ここで、肉厚Ｅをより大きくすれば、リップ部９１４の圧縮変形量Ｓはより小さくなって弁座７６に対する密着範囲もより小さくなり、肉厚Ｅをより小さくすれば、リップ部９１４の圧縮変形量Ｓはより大きくなって弁座７６に対する密着範囲もより大きくなる。従って、ダイヤフラム９１の素材の有する弾性及び閉弁機能等を考慮して許容圧縮変形量Ｓを設定し、この許容圧縮変形量Ｓに基づいてバネ受け部材１１のドーナッツ円環部１１１の肉厚Ｅを設定するようにすればよい。

又、上記の閉弁状態においては、ハウジング８の周壁７９がダイヤフラム９１の折返し部９１２の内側に入り込んでいるため、一次側圧力Ｐ_１を受けて圧着状態になったとしても、折返し部９１２の万一の反転発生を防止することができる。しかも、折返し部９１２をその折り返した状態に支持して反転防止を図る支持要素として、周壁７９をハウジング８に対し一体に形成しているため、かかる支持要素のための特別な部品を設ける必要もなく、部品点数の削減や構造の単純化をも図ることができる。

なお、以上の実施形態では、スペーサをバネ受け部材１１の一部であるドーナッツ円環部１１１により構成しているが、これに限らず、バネ受け部材とは別個にスペーサを設けるようにしてもよい。

＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態に係る逆流防止装置を示す。この逆流防止装置は、図６（ａ）に示すように、ダイヤフラム９１ａの弁部９１３から上記第１実施形態におけるリップ部９１４を省略して下面を平坦面に形成する一方、排水通路７５を構成する筒部７５ａの開口端面の内周側部位に横断面形状が略三角形の弁座７６ｃをダイヤフラム９１ａ側に突出させて形成し、外周側部位を平坦面にしてバネ受け部材１１のドーナッツ円環部（スペーサ）１１１が当接して止められることになる当止部７６ｄを形成したものである。これらの相違点を除き、他の構成は上記第１実施形態と同じであり、図面には第１実施形態と同じ構成要素に対し第１実施形態と同じ符号を付して重複した詳細説明を省略する。

この場合の閉弁状態においては、弁座７６ｃの先端がダイヤフラム９１ａの弁部９１３の下面にほぼ線接触状態で当接した当接状態（図６（ｂ）に一点鎖線で示す状態）から、さらに大きな差圧を受けて弁体９が下降して弁座７６ｃの一部が弁部９１３に食い込んだ圧着状態(図６（ｂ）に実線で示す状態)まで至って停止することになる。

この圧着状態においては、ドーナッツ円環部１１１が弁部９１３と、当止部７６ｄとの間に挟み込まれてスペーサとしての役割を果たすため、弁部９１３に対する弁座７６ｃのそれ以上の食い込みが阻止・規制されることになる。このため、弁座７６ｃの過度の食い込みに起因するダイヤフラム９１ａの耐久性低下を確実に回避することができる。

かかる効果を奏する上で、弁座７６ｃの突出高さＨと、スペーサとしてのドーナッツ円環部１１１の肉厚Ｅとの関係は、次のようにすればよい。すなわち、上記弁座７６ｃの当止部７６ｄからの突出高さＨの内、弁部９１３への許容食い込み量（許容圧縮代）Ｓを設定し、ＨからＳを差し引いてドーナッツ円環部１１１の肉厚Ｅ（Ｅ＝Ｈ−Ｓ）を設定すればよい。これにより、ダイヤフラム９１ａの圧縮量を確実に許容圧縮代以内の範囲に制限することができるようになる。

＜第２実施形態の他の態様１＞
図７(ａ)に示すものは、排水通路７５を構成する筒部７５ａの開口端面の内周側部位に弁座７６ｃをダイヤフラム９１ａ側に突出させて形成する点及び弁部９１３の下面を平坦面にする点において上記の第２実施形態と同じであるが、外周側部位に外周側に向けて下り勾配となる傾斜面を形成し、この傾斜面をバネ受け部材１１のドーナッツ円環部１１１が当止する当止部７６ｅとした点において異なる。それ以外の構成は、上記の第２実施形態と同じである。

この場合には、当接状態(図７(ａ)に実線で示す状態)から圧着状態(同図に一点鎖線で示す状態)に至ると、ドーナッツ円環部１１１の内周縁が上記当止部７６ｅに当止して、ダイヤフラム９１ａの弁部９１３のそれ以上の下降が阻止・規制されることになり、弁座７６ｃの弁部９１３に対するそれ以上の食い込み発生を回避することができる。

＜第２実施形態の他の態様２＞
図７(ｂ)に示すものは、排水通路７５を構成する筒部７５ａの開口端面の内周側部位に弁座７６ｃをダイヤフラム９１ａ側に突出させて形成する点及び弁部９１３の下面を平坦面にする点において上記の第２実施形態と同じであるが、外周側部位に凹段部を形成し、この凹段部をバネ受け部材１１のドーナッツ円環部１１１が当止する当止部７６ｆとした点において異なる。それ以外の構成は、上記の第２実施形態と同じである。

この場合には、当接状態(図７(ｂ)に実線で示す状態)から圧着状態(同図に一点鎖線で示す状態)に至ると、ドーナッツ円環部１１１の内周縁が上記当止部７６ｆに当止して、ダイヤフラム９１ａの弁部９１３のそれ以上の下降が阻止・規制されることになり、弁座７６ｃの弁部９１３に対するそれ以上の食い込み発生を回避することができる。

＜第２実施形態の他の態様３＞
図８（ａ）に示すものは、排水通路７５を構成する筒部７５ａ′の開口端面に弁座７６ｃをダイヤフラム９１ａ側に突出させて形成する点及び弁部９１３の下面を平坦面にする点において上記の第２実施形態と同じであるが、筒部７５ａ′の外周面に外方に突出する縦リブ７５ｃ，７５ｃ，…（図８（ｂ）も併せて参照）を形成し、この各縦リブ７５ｃの上端面をバネ受け部材１１のドーナッツ円環部１１１が当止する当止部７６ｇとした点において異なる。それ以外の構成は、上記の第２実施形態と同じである。

この場合には、当接状態(図９(ｂ)に一点鎖線で示す状態)から圧着状態(同図に実線で示す状態)に至ると、ドーナッツ円環部１１１の内周縁が上記当止部７６ｇに当止して、ダイヤフラム９１ａの弁部９１３のそれ以上の下降が阻止・規制されることになり、弁座７６ｃの弁部９１３に対するそれ以上の食い込み発生を回避することができる。

本発明の実施形態を適用した熱源機の模式図である。第１実施形態の逆流防止装置の断面図である。図３（ａ）は図２の部分拡大図として当接状態での閉弁状態を示し、図３(ｂ)は開弁状態を示す。バネ受け部材、バネ、弁座の分解斜視図である。図５（ａ）は圧着状態での閉弁状態を示す図３(ａ)対応図であり、図５(ｂ)は図５(ａ)の部分拡大図である。図６（ａ）は第２実施形態の図３(ａ)対応図であり、図６（ｂ）は圧着状態での閉弁状態を図６（ａ）の部分拡大状態により示す部分断面図である。図７(ａ)は第２実施形態の他の態様１を図３(ａ)の部分拡大状態により示す部分断面図であり、図７(ｂ)は他の態様２を示す図７（ａ）対応図である。図８(ａ)は第２実施形態の他の態様３を示す図６(ａ)対応図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ線における断面説明図である。図８（ａ）の一部を部分拡大状態により示す図６（ｂ）対応図である。図１０（ａ）は従来の問題点を示すための図３(ａ)対応図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のものが圧着状態に至った状態を示す図１０（ａ）対応図である。

符号の説明

７逆流防止装置
８ハウジング
９弁体
１０バネ
１１バネ受け部材
７６弁座
７６ａ内周側部位（弁座）
７６ｂ外周側部位（当止部）
７６ｃ弁座
７６ｄ，７６ｅ，７６ｆ，７６ｇ当止部
７９周壁（反転防止壁）
９１ダイヤフラム
１１１ドーナッツ円環部（スペーサ）
９１２折返し部
９１３弁部
９１４リップ部
Ｅドーナッツ円環部の肉厚（スペーサの厚み）
Ｓ許容圧縮代
Ｈリップ部の突出高さ又は弁座の突出高さ

Claims

閉弁方向に作用される一次側圧力と、開弁方向に作用される二次側圧力との差圧に基づいて、ハウジングに内蔵されたダイヤフラムが弁座に対し当接・離反することにより、排水通路と二次側通路との間を遮断状態又は連通状態に切換するように構成された逆流防止装置において、
上記ダイヤフラムは、平板状に形成された弁部と、この弁部から上記弁座の側に突出するように形成されてその弁座の内周側部位に当接することにより閉弁させる無端環状のリップ部を備え、
上記ダイヤフラムの弁部の外径とほぼ同径に設定された外径及び所定板厚を有するドーナッツ円環部により構成されるスペーサを備え、上記ドーナッツ円環部にはその外周縁から直角に折曲された返し縁部が形成され、
上記ドーナッツ円環部は、閉弁状態において、上記ダイヤフラムの上記リップ部以外の弁部と、上記弁座の外周側部位である当止部との間に挟まれることにより、上記リップ部の圧縮代を所定範囲に制限するように構成される一方、上記ドーナッツ円環部の上面が上記ダイヤフラムのリップ部の外周側から上記弁部の外周側位置までの範囲のダイヤフラムの下面を覆って密着し、その範囲のダイヤフラムを平面状態に維持するよう支持するように構成され、
上記ドーナッツ円環部の板厚として、上記リップ部の突出高さからそのリップ部の許容圧縮代を差し引いた寸法に設定されている、
ことを特徴とする逆流防止装置。
閉弁方向に作用される一次側圧力と、開弁方向に作用される二次側圧力との差圧に基づいて、ハウジングに内蔵されたダイヤフラムが弁座に対し当接・離反することにより、排水通路と二次側通路との間を遮断状態又は連通状態に切換するように構成された逆流防止装置において、
上記弁座はダイヤフラム側に突出する横断面形状を有する一方、上記ダイヤフラムは平板状に形成された弁部を備え弁座に当接する部位が平坦面として形成され、
上記ダイヤフラムの弁部の外径とほぼ同径に設定された外径及び所定板厚を有するドーナッツ円環部により構成されるスペーサを備え、上記ドーナッツ円環部にはその外周縁から直角に折曲された返し縁部が形成され、
上記ドーナッツ円環部は、閉弁状態において、上記ダイヤフラムの弁部と、上記弁座よりも外周側部位を平坦面にして形成された当止部との間に挟まれることにより、上記弁座がダイヤフラムに当接した後に食い込んでダイヤフラムを圧縮することになる圧縮代を所定範囲に制限するように構成される一方、上記ドーナッツ円環部の上面が上記ダイヤフラムの弁部の外周側位置までの範囲の下面を覆って密着し、その範囲の弁部を平面状態に維持するよう支持するように構成され、
上記ドーナッツ円環部の板厚として、上記当止部からの上記弁座の突出高さから、その弁座のダイヤフラムへの食い込みに基づくダイヤフラムの許容圧縮代を差し引いた寸法に設定されている、
ことを特徴とする逆流防止装置。
請求項１又は請求項２に記載の逆流防止装置であって、
上記ダイヤフラムを開弁方向に付勢するバネと、このバネからの付勢力をダイヤフラムに伝達するようにダイヤフラムに組み付けられるバネ受け部材とを備え、
上記スペーサはバネ受け部材の一部により構成されている、逆流防止装置。