JP5982104B2 - 逆止弁 - Google Patents

Description

本発明は、給湯器の配管等、温水が流れる配管等の内部に配置される逆止弁に関する。

低圧冷温水回路や、雑水と上水とを区分する給湯回路等に用いられる逆止弁として、特許文献１には、円筒状の本体内に形成された弁座と、本体内を移動する弁棒との間で流体の逆流を阻止する逆止弁であって、弁棒に、弁座の周壁頭頂部に当接するディスク状弾性弁体と、このディスク状弾性弁体を弁座の周壁方向に押圧する押圧手段と、ディスク状弾性弁体を支持する受け部とを設けた逆止弁が開示されている。

上記従来の逆止弁は、押圧手段によってディスク状弾性弁体を弁座の周壁方向に押圧することで、逆流方向に圧力（逆圧）が付加された場合、漏水を防止することができ、ディスク状弾性弁体を低粘着度、低硬度、低歪のゴム状材料により構成することで、毛髪等が挟まった場合でも漏水防止効果を維持することができる。

特許第３８７６２９７号公報

上述のように逆止弁では、逆圧時の流体漏れを最小限にすることが求められるが、その一方で、正圧時（正流方向の流れ）の際、通過流量を最大限に確保すべく、当該逆止弁内を通過する流体の圧損を最小限とすることが求められる。

しかし、上述の特許文献に記載された発明では、正流方向流れの際の圧損を低減するための策があまり講じられていない。

そこで、本発明は、上記従来の逆止弁における問題点に鑑みてなされたものであって、圧損を軽減して所望の流量を確保することのできる逆止弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、逆止弁であって、弁座を有する筒状の本体と、該本体の内部に配置され、フランジ部を備えた弁軸と、弾性体によって全体的に円板状に形成され、前記弁軸の前記フランジ部の前記弁座側の面に当接する弁体と、前記弁軸の前記フランジ部を前記弁座側に押圧するコイルばねと、前記弁軸の前記フランジ部から前記弁体の方向とは反対の方向に延設された筒状部と、前記弁軸を前記本体の軸線方向に摺動案内し、該本体の軸線と平行な方向に貫通する複数の流体通路を有するガイドとを備え、前記筒状部の開放端部は、前記本体の内面から離間した状態で前記ガイドの前記流体通路に対向していることを特徴とする。

そして、本発明によれば、弁軸のフランジ部から弁体の方向とは反対の方向に筒状部を延設したため、弁体が弁座から離れることで流入した流体が、本体の内面と、弁軸のフランジ部との間を通って弁軸側に流れる際に、弁軸のフランジ部の下流側にうずが発生するのを防止し、滑らかな流体流れを実現することができるため、本体の内面と、弁軸のフランジ部及び筒状部との間の隙間の大きさに見合った所望の流量を確保することが可能となる。

上記逆止弁において、前記弁体を、前記フランジ部の中央に当接させることができる。また、上記逆止弁において、前記弁体の中央部をその外周部の板厚よりも大きくすることができる。

これにより、弁体外周部の撓みが容易となり、低逆圧時においても流体の漏れを効果的に抑えることができる。

また上記逆止弁において、前記筒状部を円錐台状とすることができる。このような構成により、筒状部後端の渦流発生をさらに防止することができ、さらなる圧損の軽減に貢献できる。

さらに上記逆止弁において、前記弁体を一般硬度の温水耐圧性ゴムで形成することができ、これによって、温水の流れる給湯器等の配管内部等に好適に用いることができる。

以上のように、本発明によれば、温水の流れる給湯器等の配管の内部に好適に用いることができ、所望の流量を確保することのできる逆止弁を提供することができる。

本発明にかかる逆止弁の一実施の形態を示す断面図であって、（ａ）は閉弁状態、（ｂ）及び（ｃ）は開弁状態を示す。 図１の逆止弁の試験例を説明するためのグラフである。

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる逆止弁の一実施の形態を示し、この逆止弁１は、弁座２ｂを有する筒状の本体２と、本体２の左方開口部に装着されるガイド３と、ガイド３によって左右方向に案内される弁軸４と、弁軸４のフランジ部４ｂに隣接して装着された弁体５と、ガイド３と弁軸４との間に介装され、弁軸４を弁座２ｂ側に押圧するコイルばね６等で構成される。

本体２は、円筒状の基部２ａと、基部２ａの内部において円筒状に左方に突出する弁座２ｂと、フランジ部２ｃと、基部２ａとフランジ部２ｃとの間に位置し、逆止弁１が給湯器の配管等の内部に配置された際にＯリング等のシール材を装着するための凹部２ｄとで構成される。

ガイド３は、本体２の左側の円形開口部に装着されるフランジ部３ａと、弁軸４の基部４ａを案内するガイド穴３ｂと、コイルばね６の左端部を収容する凹部３ｃと、ガイド３を左右方向に貫通する複数の流体通路３ｄとで構成される。ここで、弁体５を本体２の弁座２ｂに確実に押圧するため、ガイド３のガイド穴３ｂの長さＬ１は、弁軸４の摺動長さＬ２の１／２以上に設定することが望ましい。また、同様の目的で、ガイド穴３ｂの内面は、ガイド穴３ｂの両端面から凸状、すなわち両端面より中央部側の内径が小さくなるように形成することが望ましい。さらに、弁軸４の基部４ａがガイド３のガイド穴３ｂを、引っ掛かりが生じることなく滑らかに摺動できるように、基部４ａとガイド穴３ｂとの間の隙間を調整する。

弁軸４は、円柱状の基部４ａと、円板状のフランジ部４ｂと、基部４ａの右端部に位置する半球状部４ｃと、フランジ部４ｂから左方に延設された円筒状部４ｄとで構成される。この円筒状部４ｄが、本発明に係る逆止弁１の特徴部分である。フランジ部４ｂと半球状部４ｃとの間には弁体５が装着され、フランジ部４ｂがコイルばね６によって本体２の弁座２ｂ側に付勢される。

弁体５は、例えば一般硬度の温水耐圧性ゴムによって全体的に円板状に形成され、弁座２ｂに接離する外周部５ａと、この外周部５ａより板厚の大きい円板状の中央部５ｂとを備え、中央部５ｂの左側表面が弁軸４のフランジ部４ｂの右側表面に当接する。ここで、一般硬度とは、７０Ｈｓ（ショア硬さ）程度の硬さであり、温水耐圧性ゴムとして、温水用ＦＫＭ材を使用することができる。

コイルばね６は、ガイド３の凹部３ｃと弁軸４のフランジ部４ｂとの間に配置され、弁軸４のフランジ部４ｂを本体２の弁座２ｂの方向に付勢し、これにより、弁体５の外周部５ａが弁座２ｂに押圧される。

上記構成を有する逆止弁１は、図１（ａ）に示す状態では、コイルばね６が弁軸４のフランジ部４ｂを右方に付勢し、これによって弁体５が本体２の弁座２ｂに押圧され、本体２の内部の弁室２ｅの圧力が高まっても、本体２の弁座２ｂと弁体５の外周部５ａとの当接により、弁室２ｅの内部の流体が弁座２ｂの開口を通過して右方へ流れるのを防止する。

一方、本体２の右方空間２ｆの流体の圧力が弁室２ｅよりも高まると、図１（ｂ）に示すように、弁体５の外周部５ａが弁座２ｂから離間して流体が、矢印で示すように、左方に流れる。右方空間２ｆの流体の圧力が弁室２ｅよりもさらに高まり、コイルばね６の弾性力よりも大きな力が弁体５を介して弁軸４に加わると、図１（ｃ）に示すように、弁軸４の基部４ａがガイド３のガイド穴３ｂに案内されながら、弁軸４の全体が左方へ移動し、弁座２ｂと外周部５ａとの間の間隔がさらに大きくなり、矢印で示すように、より多くの流体が流れる。

ここで、上述のように、弁軸４に円筒状部４ｄを設けたため、弁室２ｅに流入した流体が、本体２の内面と、弁軸４のフランジ部４ｂとの間を通って左方に流れる際に、弁軸４のフランジ部４ｂの下流側にうずが発生するのを防止することができ、流体が滑らかに左方に流れる。そのため、本体２の内面と、弁軸４のフランジ部４ｂ及び円筒状部４ｄとの間の隙間の大きさに見合った所望の流量を得ることができる。

次に、上記逆止弁１の試験例について、図２を中心に参照しながら説明する。

図１（ａ）に示すように、弁軸４の円筒状部４ｄの内径Ｄ１を１１．２ｍｍ、外径Ｄ２を１２．８ｍｍ、この逆止弁１が装着される配管の内径Ｄ３を２０ｍｍに固定し、弁軸４の円筒状部４ｄの長さＬ３を０ｍｍ（すなわちフランジ部４ｂのみの場合）〜４．３ｍｍに変化させ、逆止弁１の前後の差圧と逆止弁１を通過する水の流量とを測定した。測定結果を図２に示す。

同図より、円筒状部４ｄの長さＬ３を０ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍと増加させるに従って、同一差圧の場合の流量が大きくなって好ましいが、長さＬ３が４．３ｍｍになると、同一差圧の場合の流量が、長さＬ３が３ｍｍの場合よりも小さくなり、長さＬ３が２ｍｍの場合と同様の値となっている。従って、この実施例では長さＬ３を３ｍｍ程度とすることが最も好適であることが判る。

なお、上記の説明では当該逆止弁は内径Ｄ３が２０ｍｍの配管内に装着されるものとしたが、本発明はこのサイズ以外の配管内に装着されるものであってもよいことは当然である。

また当該逆止弁の圧損を小さくして最大流量を得るためには、円筒状部４ｄの長さＬ３は、当該逆止弁の各部の寸法や形状に応じて適宜決定されることは言うまでもない。

さらにまた、上述の説明では、弁体５の中央部５ｂの板厚は、外周部５ａの板厚よりも大きいものとしたが、本発明はこれのみに限定されることはなく、弁体５を全て同一の板厚で形成し、フランジ部４ｂの中央部を弁体５側に突出させるようにして、フランジ部４ｂと弁体５の中央部とを当接させるようにしてもよい。

また、弁軸４の円筒状部４ｄは、完全な円筒状でなくてもよく、例えば、円筒状部４ｄが弁軸４の軸線方向に延設された１つ又は２つ以上のスリットを備えてもよい。また、円筒状部４ｄの横断面が真円ではなく多少楕円形状であってもよく、円筒状部４ｄを弁軸４の軸線に対して垂直な複数の面で切断した形状が全体的に完全に一致しなくともよい。

さらにまた、図１（ｃ）に示されたように弁体が最も後退した場合において、円筒状部４ｄ（の後端）とガイド３の内径とのクリアランスを確保するために、円筒状部４ｄを弁軸４の基部４ａ側が縮径されるような円錐台状としてもよい。この場合、円錐台部の肉厚は均一幅でなくてもよく、内径部が円筒状となるようにしてもよい。

１ 逆止弁
２ 本体
２ａ 基部
２ｂ 弁座
２ｃ フランジ部
２ｄ 凹部
２ｅ 弁室
２ｆ 右方空間
３ ガイド
３ａ フランジ部
３ｂ ガイド穴
３ｃ 凹部
３ｄ 流体通路
４ 弁軸
４ａ 基部
４ｂ フランジ部
４ｃ 半球状部
４ｄ 円筒状部
５ 弁体
５ａ 外周部
５ｂ 中央部
６ コイルばね

Claims (5)

1. 弁座を有する筒状の本体と、
   該本体の内部に配置され、フランジ部を備えた弁軸と、
   弾性体によって全体的に円板状に形成され、前記弁軸の前記フランジ部の前記弁座側の面に当接する弁体と、
   前記弁軸の前記フランジ部を前記弁座側に押圧するコイルばねと、
   前記弁軸の前記フランジ部から前記弁体の方向とは反対の方向に延設された筒状部と、 前記弁軸を前記本体の軸線方向に摺動案内し、該本体の軸線と平行な方向に貫通する複数の流体通路を有するガイドとを備え、
   前記筒状部の開放端部は、前記本体の内面から離間した状態で前記ガイドの前記流体通路に対向していることを特徴とする逆止弁。
2. 前記弁体は、前記フランジ部の中央に当接することを特徴とする請求項１記載の逆止弁。
3. 前記弁体は、その中央部が該弁体の外周部より板厚が大きいことを特徴とする請求項２記載の逆止弁。
4. 前記筒状部は、円錐台状であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の逆止弁。
5. 前記弁体は、一般硬度の温水耐圧性ゴムからなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の逆止弁。

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