JP5867833B2 - パイロット式電磁給水弁 - Google Patents

Description

本発明は、弁筐内の弁座に開設した主弁孔を開閉するダイヤフラムから成る主弁と、主弁の主弁孔側とは反対の背面側に画成され、弁座の周囲に形成した流入室にイコライザ孔を介して連通する背圧室と、背圧室と主弁孔とを連通するパイロット弁孔を開閉するパイロット弁と、パイロット弁を開閉駆動するソレノイドとを備えるパイロット式電磁給水弁に関する。

パイロット式電磁給水弁では、パイロット弁を閉弁させると、流入室からイコライザ孔を介して背圧室に流入する水が背圧室に封じ込められ、主弁の背面に作用する背圧室の水圧に押されて、主弁が主弁孔を閉塞する閉じ位置に変位する。また、パイロット弁を開弁させると、背圧室内の水がパイロット弁孔を介して流出し、主弁の背面に作用する押圧力が主弁の前面に作用する押圧力を下回って、主弁が閉じ位置から背圧室側の開き方向に変位し、流入室から主弁孔に水が流れる。そして、パイロット式電磁給水弁は、小型のパイロット弁の開弁で主弁を開弁させて大流量の水を流すことができるため、ソレノイドを小型化して消費電力を少なくできる利点がある。

但し、長時間閉弁状態に放置されると、細菌類の繁殖を原因とするぬめりや水垢等の異物でイコライザ孔が目詰りすることがある。この場合、背圧室に流入室から水が流入しにくくなり、パイロット弁の開弁で主弁を一旦開弁させた後、パイロット弁を閉弁させても、主弁が閉弁しにくくなり、止水不良を生ずる。

そこで、従来、イコライザ孔に挿通される掃除ピンを設けて、イコライザ孔の目詰りを解消できるようにしたパイロット式電磁給水弁も知られている(例えば、特許文献１参照)。このものでは、主弁の閉弁時を含めて常に掃除ピンがイコライザ孔に挿通されている。そして、イコライザ孔の周面と掃除ピンとの間の隙間の断面積が小さいことから、長時間閉弁状態に放置されると、上記隙間に異物が固着して目詰りすることがある。この場合は、主弁が開弁しても目詰りが解消されず、止水不良を生じてしまうことがある。

尚、イコライザ孔を大径に形成すれば、長時間閉弁状態に放置されてもイコライザ孔は目詰りしにくくなり、掃除ピンを設けなくても済む。但し、パイロット弁の開弁で主弁を開弁させるには、パイロット弁孔を介して背圧室から流出する水量をイコライザ孔を介して背圧室に流入する水量よりも多くして、背圧室の水圧を低下させることが必要になる。そのため、パイロット弁孔をイコライザ孔より大きなかなり大径のものにする必要がある。そして、パイロット弁孔が大きくなると、パイロット弁を開弁させるのに必要な力も大きくなる。その結果、ソレノイドの大型化を招き、パイロット式電磁給水弁の上記利点を損なう。

特開平４−１０７３７３号公報

本発明は、以上の点に鑑み、イコライザ孔を比較的大径に形成して目詰りしにくくすると共に、ソレノイドを大型化せずに済むようにしたパイロット式電磁給水弁を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、弁筐内の弁座に開設した主弁孔を開閉するダイヤフラムから成る主弁と、主弁の主弁孔側とは反対の背面側に画成され、弁座の周囲に形成した流入室にイコライザ孔を介して連通する背圧室と、背圧室と主弁孔とを連通するパイロット弁孔を開閉するパイロット弁と、パイロット弁を開閉駆動するソレノイドとを備えるパイロット式電磁給水弁において、背圧室に、イコライザ孔に挿入可能で、イコライザ孔より小径のピンが設けられ、ピンがイコライザ孔に挿入された状態では、イコライザ孔の周面とピンとの間に、パイロット弁孔の断面積よりも小断面積の隙間を生ずるようにし、主弁が主弁孔を閉塞する閉じ位置に存する状態では、ピンがイコライザ孔から抜け出ており、主弁が閉じ位置から背圧室側の開き方向に変位したときに、ピンがイコライザ孔に挿入されると共に、パイロット弁孔は、その断面積がイコライザ孔の断面積以下になるように形成され、ピンの先端がイコライザ孔に挿入される位置まで主弁が変位するように主弁を付勢する付勢手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、イコライザ孔へのピンの挿入でイコライザ孔の有効断面積がイコライザ孔の周面とピンとの間に生ずる隙間の断面積に狭められる。従って、イコライザ孔を比較的大径に形成しても、イコライザ孔を介して背圧室に流入する水量に比しパイロット弁孔を介して背圧室から流出する水量を多くする上で、パイロット弁孔を然程大きくする必要がなく、ソレノイドを大型化せずに済む。

更に、主弁の閉弁状態では、ピンがイコライザ孔から抜け出るため、イコライザ孔の有効断面積が狭められることはない。従って、イコライザ孔を比較的大径に形成することで、長時間閉弁状態に放置されても、イコライザ孔の目詰りを生じにくくなる。

尚、ソレノイドの小型化のためには、パイロット弁孔をその断面積がイコライザ孔の断面積以下になるように形成することが望まれる。然し、このままでは、パイロット弁を開弁させたとき、パイロット弁孔を介して背圧室から流出する水量がイコライザ孔を介して背圧室に流入する水量以下になり、主弁が開弁しなくなる。

そのため、本発明においては、上記の如くピンの先端がイコライザ孔に挿入される位置まで主弁が変位するように主弁を付勢する付勢手段を備えている。これによれば、パイロット弁の開弁当初、パイロット弁孔を介して背圧室から流出する水量がイコライザ孔を介して背圧室に流入する水量以下であっても、付勢手段による主弁の変位でピンがイコライザ孔に挿入されるため、イコライザ孔の有効断面積が狭められて、イコライザ孔を介して背圧室に流入する水量がパイロット弁孔を介して背圧室から流出する水量を下回り、主弁が確実に開弁する。

本発明の実施形態のパイロット式電磁給水弁を示す切断側面図。 (ａ)主弁の閉弁状態における要部の拡大断面図、(ｂ)主弁が開弁し始めた状態での要部の拡大断面図。

図１を参照して、１は、本発明の実施形態のパイロット式電磁給水弁の弁筐を示している。弁筐１内には、弁座１１と、弁座１１の周囲の流入室１２と、弁座１１に開設した主弁孔１３とが設けられている。

パイロット式電磁給水弁は、弁座１１及び流入室１２に対向し、主弁孔１３を開閉するダイヤフラムから成る主弁２と、ダイヤフラム外周の押えを兼ねるダイヤフラムカバー３１によって主弁２の主弁孔１３側とは反対の背面側に画成され、主弁２に形成したイコライザ孔２１を介して流入室１２に連通する背圧室３と、背圧室３と主弁孔１３とを連通するように主弁２に形成したパイロット弁孔２２を開閉するパイロット弁４と、パイロット弁４を開閉駆動するソレノイド５とを備えている。

ソレノイド５は、電磁コイル５１と、ダイヤフラムカバー３１に一体で電磁コイル５１に内挿される筒状ガイド５２に収納したプランジャ５３と、プランジャ５３を軸方向先方に付勢するばね５４とを備えており、プランジャ５３の先端にパイロット弁４を取付けている。そして、常時はパイロット弁４がパイロット弁孔２２を閉塞する閉弁位置にばね５４により付勢保持され、電磁コイル５１に通電したとき、プランジャ５３が軸方向尾方に磁気吸引され、パイロット弁４がパイロット弁孔２２を開く開弁位置に変位するようにしている。

パイロット弁４を閉弁させると、流入室１２からイコライザ孔２１を介して背圧室３に流入する水が背圧室３に封じ込められ、背圧室３の水圧は流入室１２の水圧に等しくなる。ここで、主弁２の前面に作用する押圧力は、流入室１２の水圧による押圧力と主弁孔１３の水圧による押圧力との合力になるが、主弁孔１３の水圧は流入室１２の水圧より低いため、主弁２の背面に作用する背圧室３の水圧による押圧力が主弁２の前面に作用する押圧力を上回って、主弁２が主弁孔１３を閉塞する閉じ位置に変位して閉弁される。また、パイロット弁４を開弁させると、背圧室３内の水がパイロット弁孔２２を介して主弁孔１３に流出する。そして、パイロット弁孔２２を介して背圧室３から流出する水量がイコライザ孔２１を介して背圧室に流入する水量よりも多ければ、背圧室３の水圧が低下し、主弁２の背面に作用する背圧室３の水圧による押圧力が主弁２の前面に作用する押圧力を下回って、主弁２が閉じ位置から背圧室３側の開き方向に変位して開弁され、流入室１２から主弁孔１３に水が流れる。

ところで、イコライザ孔２１を小径にした場合、主弁２が閉弁した状態で長時間放置されると、細菌類の繁殖を原因とするぬめりや水垢等の異物でイコライザ孔２１が目詰りすることがある。この場合、背圧室３に流入室１２から水が流入しにくくなり、パイロット弁４の開弁で主弁２を一旦開弁させた後、パイロット弁４を閉弁させても、主弁２が閉弁しにくくなり、止水不良を生ずる。

そこで、本実施形態では、イコライザ孔２１を比較的大径に形成すると共に、背圧室３に、イコライザ孔２１に挿入可能で、イコライザ孔２１より小径のピン３２を設けている。そして、ピン３２がイコライザ孔２１に挿入された状態では、イコライザ孔２１の周面とピン３２との間に、パイロット弁孔２２の断面積よりも小断面積の隙間を生ずるようにしている。尚、ピン３２は、ダイヤフラムカバー３１に固定されている。

また、主弁２が主弁孔１３を閉塞する閉じ位置に存する状態では、図２(ａ)に示す如く、ピン３２がイコライザ孔２１から抜け出ており、主弁２が閉じ位置から背圧室３側の開き方向に変位したときに、ピン３２がイコライザ孔２１に挿入されるようにしている。尚、主弁２の背面には、イコライザ孔２１よりも大径の座繰り部２３が形成されており、この座繰り部２３の底面にイコライザ孔２１が開口している。そして、主弁２が閉じ位置に存する状態では、ピン３２の先端が座繰り部２３に挿入されている。

更に、本実施形態では、ピン３２の先端が図２(ｂ)に示す如くイコライザ孔２１に挿入される位置まで主弁２が変位するように主弁２を付勢する付勢手段たるばね２４を設けている。

本実施形態によれば、イコライザ孔２１へのピン３２の挿入により、イコライザ孔２１の有効断面積がイコライザ孔２１の周面とピン３２との間に生ずる隙間の断面積に狭められる。従って、イコライザ孔２１を比較的大径に形成しても、パイロット弁孔２２を然程大きくせずに、イコライザ孔２１を介して背圧室３に流入する水量に比しパイロット弁孔２２を介して背圧室３から流出する水量を多くすることができる。

ここで、背圧室３内の水圧は、プランジャ５３の先端のパイロット弁４にこれを開き方向に押圧する力として作用すると共に、筒状ガイド５２を介してプランジャ５３の尾端面にパイロット弁４を閉じ方向に押圧する力として作用する。そして、パイロット弁４の閉弁状態では、パイロット弁４に対する背圧室３内の水圧の作用面積がパイロット弁孔２２の断面積分だけ減少するため、プランジャ５３の尾端面に作用する水圧による閉じ方向への押圧力がパイロット弁４に作用する水圧による開き方向への押圧力を上回り、その差はパイロット弁孔２２の断面積と背圧室３内の水圧との積に等しくなる。従って、パイロット弁４を開弁させるには、ばね５４の付勢力だけでなくパイロット弁孔２２の断面積と背圧室３内の水圧との積に等しい閉じ方向押圧力に抗してプランジャ５３を磁気吸引することが必要になる。そのため、パイロット弁孔２２を大きくすると、磁気吸引力を強めざるを得ず、ソレノイド５の大型化が必要になる。一方、本実施形態では、上記の如くイコライザ孔２１を比較的大径に形成しても、パイロット弁孔２２を然程大きくする必要がないため、ソレノイド５を大型化せずに済む。

また、主弁２の閉弁状態では、ピン３２がイコライザ孔２１から抜け出るため、イコライザ孔２１の有効断面積が狭められることはない。従って、イコライザ孔２１を比較的大径に形成することで、長時間閉弁状態に放置されても、イコライザ孔２１の目詰りを生じにくくなる。

尚、ソレノイド５の小型化のためには、パイロット弁孔２２をその断面積がイコライザ孔２１の断面積以下になるように形成することが望まれる。然し、このままでは、パイロット弁２２を開弁させたとき、パイロット弁孔２２を介して背圧室３から流出する水量がイコライザ孔２１を介して背圧室３に流入する水量以下になり、主弁２が開弁しなくなる。

一方、本実施形態では、パイロット弁４の開弁当初、パイロット弁孔２２を介して背圧室３から流出する水量がイコライザ孔２１を介して背圧室３に流入する水量以下であっても、ばね２４による主弁２の変位でピン３２がイコライザ孔２１に挿入されるため、イコライザ孔２１の有効断面積が狭められる。これにより、イコライザ孔２１を介して背圧室３に流入する水量がパイロット弁孔２２を介して背圧室３から流出する水量を下回り、主弁２が確実に開弁する。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、主弁２をピン３２の先端がイコライザ孔２１に挿入される位置まで変位するように付勢する付勢手段としてばね２４を用いているが、主弁２を構成するダイヤフラムに上記位置まで変位する弾性復元力を持たせ、ダイヤフラム自体で付勢手段を構成することも可能である。

１…弁筐、１１…弁座、１２…流入室、１３…主弁孔、２…主弁、２１…イコライザ孔、２２…パイロット弁孔、２４…ばね(付勢手段)、３…背圧室、３２…ピン、４…パイロット弁、５…ソレノイド。

Claims (1)

1. 弁筐内の弁座に開設した主弁孔を開閉するダイヤフラムから成る主弁と、主弁の主弁孔側とは反対の背面側に画成され、弁座の周囲に形成した流入室にイコライザ孔を介して連通する背圧室と、背圧室と主弁孔とを連通するパイロット弁孔を開閉するパイロット弁と、パイロット弁を開閉駆動するソレノイドとを備えるパイロット式電磁給水弁において、
   背圧室に、イコライザ孔に挿入可能で、イコライザ孔より小径のピンが設けられ、ピンがイコライザ孔に挿入された状態では、イコライザ孔の周面とピンとの間に、パイロット弁孔の断面積よりも小断面積の隙間を生ずるようにし、
   主弁が主弁孔を閉塞する閉じ位置に存する状態では、ピンがイコライザ孔から抜け出ており、主弁が閉じ位置から背圧室側の開き方向に変位したときに、ピンがイコライザ孔に挿入されると共に、
   パイロット弁孔は、その断面積がイコライザ孔の断面積以下になるように形成され、
   ピンの先端がイコライザ孔に挿入される位置まで主弁が変位するように主弁を付勢する付勢手段を備えることを特徴とするパイロット式電磁給水弁。

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