JP7085359B2

JP7085359B2 - 弁装置

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Publication number: JP7085359B2
Application number: JP2018017096A
Authority: JP
Inventors: 遼太 ▲蔭▼山
Original assignee: TLV Co Ltd
Current assignee: TLV Co Ltd
Priority date: 2018-02-02
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2022-06-16
Anticipated expiration: 2038-02-02
Also published as: JP2019132399A

Description

ここに開示された技術は、弁装置に関する。

従来より、様々な弁装置が知られている。特許文献１には、ケーシングと、弁孔を開閉する弁体と、弁体を駆動する駆動部とを備える弁装置が開示されている。駆動部は、ドレンの温度に応じて弁体に弁孔を開閉させる。具体的には、ドレンの温度が所定の温度以上になっている場合には、駆動部が弁体を駆動し、弁体が弁孔を閉じる。一方、ドレンの温度が所定の温度未満になると、弁体が弁孔を開く。これにより、ドレンがケーシングから流出する。

特開２００６－３００２２９号公報

前述のように、弁装置においては、流体の流出を停止した状態から流体の流出を開始する状況がある。そのような状況で弁装置からドレンが急激に流出すると、弁装置の下流側においてウォータハンマが発生する虞がある。

ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、弁装置の下流側でのウォータハンマの発生を低減することにある。

ここに開示された弁装置は、第１弁孔を開閉する第１弁体、及び、前記第１弁体を駆動する第１駆動部を有する第１弁と、第２弁孔を開閉する第２弁体、及び、前記第２弁体を駆動する第２駆動部を有する第２弁とを備え、前記第１駆動部は、流体の温度が所定の第１基準温度未満の場合に前記第１弁体が前記第１弁孔を開き、流体の温度が前記第１基準温度以上の場合に前記第１弁体が前記第１弁孔を閉じるように前記第１弁体を駆動し、前記第２駆動部は、流体の温度が前記第１基準温度よりも高い第２基準温度未満の場合に前記第２弁体が前記第２弁孔を開き、流体の温度が前記第２基準温度以上の場合に前記第２弁体が前記第２弁孔を閉じるように前記第２弁体を駆動する。

前記弁装置によれば、弁装置の下流側でのウォータハンマの発生を低減することができる。

図１は、全閉状態における弁装置の断面図である。図２は、全閉状態における弁装置の第１弁体及び第２弁体を中心とする拡大断面図である。図３は、第２弁Ｖ２が開弁された状態における弁装置の第１弁体及び第２弁体を中心とする拡大断面図である。図４は、全開状態における弁装置の断面図である。

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、全閉状態における弁装置１００の断面図である。図２は、全閉状態における弁装置１００の第１弁体４１及び第２弁体７１を中心とする拡大断面図である。

弁装置１００は、ケーシング１と、第１弁Ｖ１と、第２弁Ｖ２とを備えている。第１弁Ｖ１及び第２弁Ｖ２は、ケーシング１に収容されている。弁装置１００は、第１弁Ｖ１及び第２弁Ｖ２のそれぞれを開閉させることによって、流体の流通及び遮断を切り替える。弁装置１００は、全閉状態において第１弁Ｖ１及び第２弁Ｖ２の両方を閉弁し、全開状態において第１弁Ｖ１及び第２弁Ｖ２の両方を開弁する。弁装置１００は、流体の温度に応じて第１弁Ｖ１及び第２弁Ｖ２の開閉を制御する温度調整弁である。流体は、例えば、ドレン（復水）である。

ケーシング１は、流体が流入する流入口２１、弁室２２、及び、流体が流出する流出口２３が形成された本体１１と、本体１１に取り付けられ、本体１１と共に弁室２２を区画する蓋１２とを有している。本体１１には、流入口２１と弁室２２とを連通させる流入路２４と、弁室２２と流出口２３とを連通させる流出路２５とがさらに形成されている。例えば、流入口２１には、ドレンが流入するドレン流入管が接続される。流出口２３には、ドレンが流出するドレン流出管が接続される。

弁室２２は、Ｘ軸を軸心とする概ね円筒状に形成されている。弁室２２には、弁室２２を内部空間２２ａと外部空間２２ｂとに区画する円筒状の区画壁１６が設けられている。流入路２４の下流端は、この外部空間２２ｂに開口している。区画壁１６の上部には、区画壁１６を厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。流体は、区画壁１６の貫通孔を通って、外部空間２２ｂから内部空間２２ａへ流入する。

また、弁室２２には、スクリーン１５が配置されている。スクリーン１５は、円筒状に形成されている。スクリーン１５には、複数の微少な貫通孔（図示省略）が形成されている。つまり、スクリーン１５は、流体が通過可能となっている。スクリーン１５は、区画壁１６の上部（即ち、貫通孔が形成されている部分）の外周面に密着して配置されている。

蓋１２には、プラグ１３とキャップ１４とが取り付けられている。プラグ１３は、軸心がＸ軸と一致する状態で蓋１２にネジ結合されている。プラグ１３は、蓋１２を貫通し、弁室２２に臨んでいる。プラグ１３には、Ｘ軸に沿って延びるガイド孔１３ａが形成されている。ガイド孔１３ａの一端は、弁室２２に開口している。プラグ１３のうち弁室２２側の端部には、Ｘ軸を挟んで２本の係合溝１３ｂが形成されている。プラグ１３のうち弁室２２とは反対側の端部は、蓋１２から外部に露出している。キャップ１４は、プラグ１３のうち蓋１２から露出する部分を覆う状態で、蓋１２にネジ結合されている。

第１弁Ｖ１及び第２弁Ｖ２は、弁室２２のうち区画壁１６の内部空間２２ａに配置されている。

第１弁Ｖ１は、第１弁孔３２を有する第１弁座３１と、第１弁孔３２を開閉する第１弁体４１と、第１弁体４１を駆動する第１駆動部５とを有している。

第１弁座３１は、弁室２２の底に配置されている。第１弁座３１は、第１弁孔３２に加えて、第１弁孔３２と流出路２５を連通させる連通孔３３が形成されている。第１弁孔３２の軸心は、Ｘ軸と一致している。第１弁孔３２の上流端部は、下流側に向かって縮径するテーパ面となっている。

第１弁孔３２は、弁装置１００の主流路の一部を構成する。具体的には、ケーシング１の内部には、流入口２１、流入路２４、弁室２２、第１弁孔３２、連通孔３３、流出路２５及び流出口２３の順に流体が流れる主流路が形成されている。第１弁Ｖ１は、主流路における流体の流れを制御する。

第１弁体４１は、Ｘ軸方向に延びるシャフト状に形成されている。第１弁体４１の先端部４１ａは、Ｘ軸を軸心として先端に向かって先細となる円錐台状に形成されている。つまり、先端部４１ａの外周面は、第１弁座３１、詳しくは、第１弁孔３２の上流端部と密着するテーパ面となっている。先端部４１ａが第１弁座３１に着座することによって、第１弁孔３２が閉じられる。

先端部４１ａには、第２弁孔６２が形成されている。第２弁孔６２の軸心は、Ｘ軸と一致している。第２弁孔６２の一端は、先端部４１ａの先端で開口している。第１弁体４１の本体部４１ｂの内部には、第２弁Ｖ２の一部を収容するスペース４３が形成されている。第２弁孔６２は、スペース４３とつながっている。また、本体部４１ｂのうちスペース４３を区画する周壁には、周壁を厚さ方向に貫通する複数の貫通孔４３ａが形成されている。スペース４３には貫通孔４３ａを介して流体が流入し、第２弁孔６２を介してスペース４３から流体が流出する。つまり、第１弁体４１には、貫通孔４３ａ、スペース４３及び第２弁孔６２によって構成されるバイパス流路が形成されている。このバイパス流路は、第１弁体４１が第１弁孔３２を閉弁した状態において第１弁体４１の上流側（即ち、弁室２２）と第１弁体４１の下流側（即ち、第１弁孔３２）とを連通させる。詳しくは後述するが、バイパス流路は、第２弁Ｖ２によって開通及び遮断が切り替えられる。例えば、第２弁Ｖ２が全開時のバイパス流路の流量は、第１弁Ｖ１が全開時の主流路の流量よりも小さく設計されている。

第１弁体４１のうち、先端部４１ａとは反対側の端部には、ガイドシャフト４５が設けられている。ガイドシャフト４５は、スペース４３を塞ぐ一方、本体部４１ｂから本体部４１ｂと同軸状に延びている。ガイドシャフト４５の軸心は、Ｘ軸と一致している。ガイドシャフト４５のうちスペース４３に進入している部分には、ガイド孔４５ａが形成されている。ガイド孔４５ａは、スペース４３に開口している。ガイドシャフト４５には、係合ピン４５ｂが設けられている。係合ピン４５ｂは、Ｘ軸に直交するようにガイドシャフト４５を貫通している。ガイドシャフト４５は、プラグ１３のガイド孔１３ａに挿入されている。このとき、係合ピン４５ｂは、プラグ１３の係合溝１３ｂに嵌っている。

第１弁体４１には、第１緩衝機構４６が設けられている。第１緩衝機構４６は、ケース４６ａと、仕切板４６ｂと、コイルバネ４６ｃとを有している。ケース４６ａは、底壁と、底壁から立ち上がる周壁と、周壁の端縁に設けられた鍔部とを有するカップ状に形成されている。ケース４６ａの底壁には、第１弁体４１が貫通する貫通孔が形成されている。仕切板４６ｂは、第１弁体４１が貫通する貫通孔を中央に有する円盤状に形成されている。仕切板４６ｂは、ケース４６ａの鍔部に接合されている。第１弁体４１は、ケース４６ａ及び仕切板４６ｂのそれぞれの貫通孔に摺動可能な状態で挿入されている。本体部４１ｂのうち先端部４１ａに比較的近い部分の外周面には、バネ受け４４が設けられている。バネ受け４４は、ケース４６ａの内方に配置される。また、先端部４１ａは、ケース４６ａの外方に配置される。コイルバネ４６ｃは、ケース４６ａ及び仕切板４６ｂで区画されるスペースに設けられている。コイルバネ４６ｃは、仕切板４６ｂとバネ受け４４との間に圧縮された状態で配置されている。コイルバネ４６ｃは、バネ受け４４をケース４６ａの底壁へ押圧している。

第１駆動部５は、複数の第１温度応動部５１と、コイルバネ５２とを有している。各第１温度応動部５１は、線膨張率の異なる２種類の金属を重ね合わせて円盤状に形成されたバイメタルで構成されている。図では、第１温度応動部５１は、１枚の板のように描かれているが、実際には積層された２枚の金属板で形成されている。第１温度応動部５１は、常温においては、略平板状となっている。第１温度応動部５１は、温度が上昇するほど、円盤の中央が膨出するように湾曲する。第１温度応動部５１の中央には、第１弁体４１が貫通する貫通孔が形成されている。複数の第１温度応動部５１は、第１弁体４１が貫通した状態で、弁室２２における区画壁１６の内部空間２２ａに配置されている。第１弁体４１と第１温度応動部５１とは、相対的に摺動可能となっている。複数の第１温度応動部５１は、膨出する方向が互い違いになるように積層されている。つまり、一の第１温度応動部５１は、上方へ膨出するように配置され、それと隣接する第１温度応動部５１は、下方へ膨出するように配置される。こうすることによって、複数の第１温度応動部５１の上下方向、即ち、Ｘ軸方向の全長は、温度が上昇するほど増大し、温度が低下するほど減少する。一番上に位置する第１温度応動部５１は、ワッシャを介してプラグ１３と接触している。一番下に位置する第１温度応動部５１は、仕切板４６ｂに接触している。

コイルバネ５２は、弁室２２における区画壁１６の内部空間２２ａに配置されている。コイルバネ５２の上端部は、ケース４６ａの鍔部に接触し、コイルバネ５２の下端部は、本体１１における弁室２２の底に接触している。コイルバネ５２は、圧縮された状態で配置されている。そのため、コイルバネ５２は、ケース４６ａを上方へ押圧している。

このように構成された第１駆動部５は、流体の温度が所定の第１基準温度未満の場合に第１弁体４１が第１弁孔３２を開き、流体の温度が第１基準温度以上の場合に第１弁体４１が第１弁孔３２を閉じるように第１弁体４１を駆動する。詳しくは、第１温度応動部５１は、弁室２２に配置され、ケーシング１内を流通する流体に晒される。流体の温度に応じて第１温度応動部５１の温度が上昇すると、各第１温度応動部５１が湾曲し、複数の第１温度応動部５１のＸ軸方向の全長（以下、特段の断りがない限り、「複数の第１温度応動部５１の全長」という場合には、複数の第１温度応動部５１のＸ軸方向の全長を意味する。）が増大する。一番上の第１温度応動部５１は、プラグ１３で止まっているので、仕切板４６ｂが複数の第１温度応動部５１によって下方へ押圧される。これにより、第１緩衝機構４６がコイルバネ５２の付勢力に抗して下方へ移動する。バネ受け４４がコイルバネ４６ｃによってケース４６ａの底壁に押し付けられているので、第１緩衝機構４６が下方へ移動するのに伴って第１弁体４１も下方へ移動する。これにより、第１弁孔３２の開度が小さくなる。最終的に、第１弁体４１は、第１弁座３１に着座して、第１弁孔３２を閉じる。第１弁体４１が第１弁孔３２を閉じるときの流体の温度が「第１基準温度」である。第１温度応動部５１は流体に晒されているので、第１基準温度は、実質的には、第１弁Ｖ１の開弁と閉弁とが切り替わるときの第１温度応動部５１の温度である。また、第１基準温度は、第１弁Ｖ１の開弁と閉弁とが切り替わる際の流体及び第１温度応動部５１の温度であり、見方を変えれば、第１弁体４１が第１弁孔３２を開くときの流体及び第１温度応動部５１の温度でもある。第１基準温度は、第１温度応動部５１の材質、形状及び枚数等、並びに、コイルバネ５２の付勢力等によって調整される。コイルバネ５２の付勢力は、コイルバネ５２の材質だけでなく、プラグ１３のねじ込み量によっても調整される。

尚、第１弁体４１が第１弁座３１に着座してもなお、第１温度応動部５１が第１緩衝機構４６を下方へ移動させる場合には、コイルバネ４６ｃが圧縮変形することによって、ケース４６ａ及び仕切板４６ｂのみが下方へ移動する。これにより、第１温度応動部５１から第１弁体４１に過大な押圧力が作用することが回避される。

一方、流体の温度に伴って第１温度応動部５１の温度が低下すると、複数の第１温度応動部５１の全長が減少するのに応じて、コイルバネ５２が第１緩衝機構４６を上方へ移動させる。第１緩衝機構４６のケース４６ａがバネ受け４４に係合することによって、第１緩衝機構４６の上方への移動に伴って第１弁体４１も上方へ移動する。流体及び第１温度応動部５１の温度が第１基準温度を下回ったときに、第１弁体４１は、第１弁座３１から離座して、第１弁孔３２を開く。

第２弁Ｖ２は、図２に示すように、第２弁孔６２を有する第２弁座６１と、第２弁孔６２を開閉する第２弁体７１と、第２弁体７１を駆動する第２駆動部８とを有している。第２弁Ｖ２は、バイパス流路の開通及び遮断を切り替え、バイパス流路における流体の流れを制御する。

第２弁座６１は、第１弁体４１におけるスペース４３の底に形成されている。

第２弁体７１は、第１弁体４１のスペース４３に収容されている。第２弁体７１は、Ｘ軸方向に延びるシャフト状に形成されている。第２弁体７１の先端部７１ａは、Ｘ軸を軸心として先端に向かって先細となる円錐状に形成されている。つまり、先端部７１ａの外周面は、テーパ面となっている。先端部７１ａが第２弁座６１に着座することによって、第２弁孔６２が閉じられる。第２弁体７１のうち先端部７１ａと反対側の端部は、ガイドシャフト４５のガイド孔４５ａに挿入されている（図１参照）。

第２弁体７１には、第２緩衝機構７６が設けられている。第２緩衝機構７６は、第１緩衝機構４６と同様の構成をしている。具体的には、第２緩衝機構７６は、ケース７６ａと、仕切板７６ｂと、コイルバネ７６ｃとを有している。ケース７６ａは、底壁と、底壁から立ち上がる周壁と、周壁の端縁に設けられた鍔部とを有するカップ状に形成されている。ケース７６ａの底壁には、第２弁体７１が貫通する貫通孔が形成されている。仕切板７６ｂは、第２弁体７１が貫通する貫通孔を中央に有する円盤状に形成されている。仕切板７６ｂは、ケース７６ａの鍔部に接合されている。第２弁体７１は、ケース７６ａ及び仕切板７６ｂのそれぞれの貫通孔に摺動可能な状態で挿入されている。第２弁体７１の本体部７１ｂのうち先端部７１ａに比較的近い部分の外周面には、バネ受け７４が設けられている。バネ受け７４は、ケース７６ａの内方に配置される。また、先端部７１ａは、ケース７６ａの外方に配置される。コイルバネ７６ｃは、ケース７６ａ及び仕切板７６ｂで区画されるスペースに設けられている。コイルバネ７６ｃは、仕切板７６ｂとバネ受け７４との間に圧縮された状態で配置されている。コイルバネ７６ｃは、バネ受け７４をケース７６ａの底壁へ押圧している。

第２駆動部８は、第１駆動部５と同様の構成をしている。具体的には、第２駆動部８は、複数の第２温度応動部８１と、コイルバネ８２とを有している。第２駆動部８は、第１弁体４１のスペース４３に収容されている。各第２温度応動部８１は、線膨張率の異なる２種類の金属を重ね合わせて円盤状に形成されたバイメタルで構成されている。図では、第２温度応動部８１は、１枚の板のように描かれているが、実際には積層された２枚の金属板で形成されている。第２温度応動部８１は、常温においては、略平板状となっている。第２温度応動部８１は、温度が上昇するほど、円盤の中央が膨出するように湾曲する。第２温度応動部８１の中央には、第２弁体７１が貫通する貫通孔が形成されている。第２弁体７１と第２温度応動部８１とは、相対的に摺動可能となっている。複数の第２温度応動部８１は、膨出する方向が互い違いになるように積層されている。つまり、一の第２温度応動部８１は、上方へ膨出するように配置され、それと隣接する第２温度応動部８１は、下方へ膨出するように配置される。こうすることによって、複数の第２温度応動部８１の上下方向、即ち、Ｘ軸方向の全長は、温度が上昇するほど増大し、温度が低下するほど減少する。一番上に位置する第２温度応動部８１は、ワッシャを介してガイドシャフト４５と接触している。一番下に位置する第２温度応動部８１は、仕切板７６ｂに接触している（図１参照）。

コイルバネ８２の上端部は、ケース７６ａの鍔部に接触し、コイルバネ８２の下端部は、第１弁体４１のスペース４３の底に接触している。コイルバネ８２は、圧縮された状態で配置されている。そのため、コイルバネ８２は、ケース７６ａを上方へ押圧している。

このように構成された第２駆動部８は、流体の温度が所定の第２基準温度未満の場合に第２弁体７１が第２弁孔６２を開き、流体の温度が第２基準温度以上の場合に第２弁体７１が第２弁孔６２を閉じるように第２弁体７１を駆動する。詳しくは、第２温度応動部８は、スペース４３に配置され、スペース４３内を流通する流体に晒される。流体の温度に応じて第２温度応動部８１の温度が上昇すると、各第２温度応動部８１が湾曲し、複数の第２温度応動部８１のＸ軸方向の全長（以下、特段の断りがない限り、「複数の第２温度応動部８１の全長」という場合には、複数の第２温度応動部８１のＸ軸方向の全長を意味する。）が増大する。一番上の第２温度応動部８１は、ガイドシャフト４５で止まっているので、仕切板７６ｂが複数の第２温度応動部８１によって下方へ押圧される。これにより、第２緩衝機構７６がコイルバネ８２の付勢力に抗して下方へ移動する。バネ受け７４がコイルバネ７６ｃによってケース７６ａの底壁に押し付けられているので、第２緩衝機構７６が下方へ移動するのに伴って第２弁体７１も下方へ移動する。これにより、第２弁孔６２の開度が小さくなる。最終的に、第２弁体７１は、第２弁座６１に着座して、第２弁孔６２を閉じる。第２弁体７１が第２弁孔６２を閉じるときの流体の温度が「第２基準温度」である。第２基準温度は、第１基準温度よりも高くなるように設定されている。第２温度応動部８１は流体に晒されているので、第２基準温度は、実質的には、第２弁Ｖ２の開弁と閉弁とが切り替わるときの第２温度応動部８１の温度である。また、第２基準温度は、第２弁Ｖ２の開弁と閉弁とが切り替わる流体及び第２温度応動部８１の温度であり、見方を変えれば、第２弁体７１が第２弁孔６２を開くときの流体及び第２温度応動部８１の温度でもある。第２基準温度は、第２温度応動部８１の材質、形状及び枚数等、並びに、コイルバネ８２の付勢力等によって調整される。

尚、第２弁体７１が第２弁座６１に着座してもなお、第２温度応動部８１が第２緩衝機構７６を下方へ移動させる場合には、コイルバネ７６ｃが圧縮変形することによって、ケース７６ａ及び仕切板７６ｂのみが下方へ移動する。これにより、第２温度応動部８１から第２弁体７１に過大な押圧力が作用することが回避される。

一方、流体の温度に伴って第２温度応動部８１の温度が低下すると、複数の第２温度応動部８１の全長が減少するのに応じて、コイルバネ８２が第２緩衝機構７６を上方へ移動させる。第２緩衝機構７６のケース７６ａがバネ受け７４に係合することによって、第２緩衝機構７６の上方への移動に伴って第２弁体７１も上方へ移動する。流体及び第２温度応動部８１の温度が第２基準温度を下回ったときに、第２弁体７１は、第２弁座６１から離座して、第２弁孔６２を開く。

続いて、このように構成された弁装置１００の全体的な動作について説明する。図３は、第２弁Ｖ２が開弁された状態における弁装置１００の第１弁体４１及び第２弁体７１を中心とする拡大断面図である。図４は、全開状態における弁装置１００の断面図である。

まず、第１駆動部５の第１温度応動部５１が第１基準温度よりも低く、且つ、第２駆動部８の第２温度応動部８１が第２基準温度よりも低い場合について説明する。この場合、第１弁孔３２及び第２弁孔６２の両方が開かれている。

流入口２１からドレンがケーシング１に流入すると、ドレンは、流入路２４を通って弁室２２へ流入する。ドレンは、弁室２２において、区画壁１６の外部空間２２ｂへ流入し、スクリーン１５及び区画壁１６を通過して、区画壁１６の内部空間２２ａへ流入する。このとき、ドレンに含まれる異物がスクリーン１５によって除去される。内部空間２２ａに流入したドレンの一部は、第１弁孔３２に流入する。内部空間２２ａに流入したドレンの残りは、貫通孔４３ａを通過して第１弁体４１のスペース４３に流入する。スペース４３に流入したドレンは、第２弁孔６２を通過して、第１弁孔３２に流入する。第１弁孔３２に流入したドレンは、連通孔３３及び流出路２５の順に流通し、流出口２３を介してケーシング１から流出する。

こうして、流入口２１からケーシング１内に流入したドレンは、流出口２３から流出していく。このとき、ドレンは、弁装置１００の主流路及びバイパス流路の両方を流通するので、弁装置１００からは比較的大きな流量のドレンが流出する。

第１温度応動部５１及び第２温度応動部８１は、弁装置１００を流通するドレンに晒されているので、第１温度応動部５１及び第２温度応動部８１の温度は、ドレンの温度と実質的に等しくなる。ドレンの温度が高い場合には、第１温度応動部５１及び第２温度応動部８１の温度が上昇し、第１弁孔３２及び第２弁孔６２の開度が小さくなっていく。

詳しくは、第１駆動部５において、各第１温度応動部５１の温度が上昇すると、複数の第１温度応動部５１の全長が増大する。これにより、第１緩衝機構４６がコイルバネ５２の付勢力に抗して下方へ移動する。それに伴い、第１弁体４１も下方へ移動する。ドレン、ひいては第１温度応動部５１の温度が第１基準温度に達すると、第１弁体４１が第１弁座３１に着座して、第１弁孔３２を閉じる。

第２駆動部８において、各第２温度応動部８１の温度が上昇すると、複数の第２温度応動部８１の全長が増大する。これにより、第２緩衝機構７６がコイルバネ８２の付勢力に抗して下方へ移動する。それに伴い、第２弁体７１も下方へ移動する。ドレン、ひいては第２温度応動部８１の温度が第２基準温度に達すると、第２弁体７１が第２弁座６１に着座して、第２弁孔６２を閉じる。

このとき、第１基準温度は第２基準温度よりも低いので、ドレン温度が上昇する過程では、第１弁体４１が先に第１弁孔３２を閉じる。第１弁体４１が第１弁孔３２を閉じた後、ドレン温度がさらに上昇すると、やがて第２弁体７１が第２弁孔６２を閉じる。第１弁Ｖ１及び第２弁Ｖ２が閉弁すると、弁装置１００におけるドレンの流通が遮断され、弁室２２内にドレンが滞留する。

このように、第１弁Ｖ１を閉弁した後に第２弁Ｖ２を閉弁することによって、ドレンの流通が急に遮断されることを防止することができる。その結果、弁装置１００の上流側でのウォータハンマの発生が低減される。また、閉弁による急激な圧力変動を回避することができるので、特にドレンと蒸気との混合流体が弁装置１００に流入している場合において安全且つ安定的に閉弁を行うことができる。それに加えて、第２弁Ｖ２の全開時のバイパス流路の流量を第１弁Ｖ１の全開時の主流路の流量よりも小さくすることによって、流入流体の遮断を迅速且つ安全に行うことができる。

弁室２２内に滞留するドレンの温度が放熱により低下すると、第１温度応動部５１及び第２温度応動部８１の温度も低下する。第２基準温度の方が第１基準温度よりも高いので、ドレン温度が低下していくと、図３に示すように、まず第２弁体７１が第２弁孔６２を開く。この時点では、第１弁体４１は第１弁孔３２を閉じている。つまり、主流路が遮断されている状態で、バイパス流路が開通する。そのため、弁室２２のドレンは、バイパス流路を通って、第１弁孔３２に流入し、連通孔３３及び流出路２５の順に流通し、流出口２３を介してケーシング１から流出する。第１弁Ｖ１及び第２弁Ｖ２の両方が開いている場合に比べて、弁装置１００からのドレンの流出量が低減される。

その後、ドレン温度がさらに低下すると、図４に示すように、第１弁体４１も第１弁孔３２を開く。つまり、第１弁Ｖ１及び第２弁Ｖ２の両方が開弁されることになる。これにより、主流路及びバイパス流路の両方が開通する。第２弁Ｖ２だけが開弁している場合に比べて、弁装置１００からのドレンの流出量が増加する。

このように、ドレン温度が低下して、弁装置１００からのドレンの流出が開始されても、まずは第２弁Ｖ２だけが開弁して、ドレンの急激な流出が防止される。そのため、弁装置１００の下流側でのウォータハンマの発生が低減される。その後、第１弁Ｖ１が開弁されるときには、弁装置１００の下流側には或る程度のドレンが流出しているので、第１弁Ｖ１が開弁されたときにも、弁装置１００の下流側でのウォータハンマの発生が低減される。特に、第２弁Ｖ２の全開時のバイパス流路の流量を第１弁Ｖ１の全開時の主流路の流量よりも小さくすることによって、流出させるドレンの流量を漸次的に、即ち、少しずつ増加させることができ、ウォータハンマをより発生し難くすることができる。

以上のように、弁装置１００は、第１弁孔３２を開閉する第１弁体４１、及び、第１弁体４１を駆動する第１駆動部５を有する第１弁Ｖ１と、第２弁孔６２を開閉する第２弁体７１、及び、第２弁体７１を駆動する第２駆動部８を有する第２弁Ｖ２とを備え、第１駆動部５は、流体の温度が所定の第１基準温度未満の場合に第１弁体４１が第１弁孔３２を開き、流体の温度が第１基準温度以上の場合に第１弁体４１が第１弁孔３２を閉じるように第１弁体４１を駆動し、第２駆動部８は、流体の温度が第１基準温度よりも高い第２基準温度未満の場合に第２弁体７１が第２弁孔６２を開き、流体の温度が第２基準温度以上の場合に第２弁体７１が第２弁孔６２を閉じるように第２弁体７１を駆動する。

この構成によれば、弁装置１００は、流体の温度に応じて開閉弁を切り替える第１弁Ｖ１及び第２弁Ｖ２を備えている。これら第１弁Ｖ１と第２弁Ｖ２とは、開弁と閉弁とを切り替えるときの流体の温度が異なっている。具体的には、第１弁Ｖ１は、流体の温度が第１基準温度未満の場合に第１弁孔３２を開き、流体の温度が第１基準温度以上の場合に第１弁孔３２を開く。一方、第２弁Ｖ２は、流体の温度が第１基準温度未満よりも高い第２基準温度未満の場合に第２弁孔６２を開き、流体の温度が第２基準温度以上の場合に第２弁孔６２を開く。第１弁Ｖ１及び第２弁Ｖ２の両方が閉弁している状態から流体の温度が低下する場合には、まず第２弁Ｖ２が開弁して、その後に第１弁Ｖ１が開弁する。つまり、弁装置１００が流体の流出を停止した状態から流体の流出を開始する際には、第２弁Ｖ２だけを開弁させた比較的小さな流量で流体の流出が開始され、その後、第１弁Ｖ１及び第２弁Ｖ２の両方を開弁させた比較的大きな流量での流体の流出へと移行していく。その結果、第２弁Ｖ２の開弁直後、さらには、第１弁Ｖ１の開弁直後に弁装置１００の下流側でウォータハンマが発生することが抑制される。

また、第１弁体４１には、第１弁体４１が第１弁孔３２を閉弁した状態において第１弁体４１の上流側と第１弁体４１の下流側とを連通させるバイパス流路が形成され、第２弁孔６２は、バイパス流路の一部を構成するように第１弁体４１に形成され、第２弁Ｖ２は、バイパス流路の開通及び遮断を切り替える。

この構成によれば、第１弁体４１が第１弁孔３２を閉弁した状態であっても、第１弁体４１の上流側から下流側へ流体を流通させるバイパス流路が第１弁体４１に形成されている。そして、第２弁Ｖ２は、このバイパス流路の開通及び遮断を切り替える。つまり、第１弁体４１が第１弁孔３２を閉じた状態であっても、第２弁Ｖ２が開弁していれば、流体がバイパス流路を介して流通することができる。また、第２弁Ｖ２は、第１弁体４１に形成された第２弁孔６２を開閉するので、第１弁Ｖ１と第２弁Ｖ２とが接近して配置されることになり、弁装置１００をコンパクトに形成することができる。

さらに、第２弁体７１及び第２駆動部８は、第１弁体４１に対して相対的に移動可能な状態で第１弁体４１に支持されている。

この構成によれば、第２弁体７１及び第２駆動部８は、第１弁体４１に支持されており、この状態において第２弁体７１が第２弁孔６２を開閉する。その結果、第１弁Ｖ１及び第２弁Ｖ２をコンパクトに形成することができる。また、第２弁体７１及び第２駆動部８は、第１弁体４１に支持され且つ第１弁体４１に対して相対的に移動可能なので、第１弁体４１の開閉動作の影響を受けることなく、第２弁孔６２の開閉を行うことができる。

また、第１駆動部５は、流体に晒される位置に配置されて温度変化に応じて変形することによって第１弁体４１を駆動する第１温度応動部５１を含み、第２駆動部８は、流体に晒される位置に配置されて温度変化に応じて変形することによって第２弁体７１を駆動する第２温度応動部８１を含む。

この構成によれば、第１温度応動部５１及び第２温度応動部８１は、流体に晒される位置に配置されているので、第１温度応動部５１及び第２温度応動部８１の温度は、流体の温度と実質的に一致するようになる。つまり、第１温度応動部５１及び第２温度応動部８１は、流体の温度に応じて、前述のようにそれぞれ第１弁体４１及び第２弁体７１を駆動する。

《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

例えば、第２弁Ｖ２は、第１弁体４１に形成されたバイパス流路の流通及び遮断を切り替えているが、これに限られるものではない。例えば、ケーシング１には、主流路とは別の副流路が形成され、第２弁Ｖ２は、副流路の流通及び遮断を切り替えるように構成されていてもよい。この構成の場合、流体の流出を停止した状態から流出を開始する際には、まず副流路を介した流体の流出が行われ、その後に主流路を介した流体の流出が行われるように第１弁Ｖ１及び第２弁Ｖ２が動作する。

第１駆動部５は、第１温度応動部５１及びコイルバネ５２によって第１弁体４１を駆動しているが、これに限られるものではない。同様に、第２駆動部８は、第２温度応動部８１及びコイルバネ８２によって第２弁体７１を駆動しているが、これに限られるものではない。例えば、第１駆動部５又は第２駆動部８は、電動弁であってもよく、その場合には、流体の温度に応じて第１弁孔３２又は第２弁孔６２を開閉するように第１弁体４１又は第２弁体７１を駆動することが好ましい。

また、第１緩衝機構４６又は第２緩衝機構７６は、省略してもよい。

以上説明したように、ここに開示された技術は、弁装置について有用である。

１００弁装置
３２第１弁孔
４１第１弁体
５第１駆動部
６２第２弁孔
７１第２弁体
８第２駆動部
Ｖ１第１弁
Ｖ２第２弁

Claims

第１弁孔を開閉する第１弁体、及び、前記第１弁体を駆動する第１駆動部を有する第１弁と、
第２弁孔を開閉する第２弁体、及び、前記第２弁体を駆動する第２駆動部を有する第２弁と、
流体が流入する流入口、流体が流出する流出口、及び、前記流入口と前記流出口とを連通させると共に前記第１弁及び前記第２弁を収容する弁室を有するケーシングとを備え、
前記第１弁孔及び前記第２弁孔の少なくとも一方が開かれることによって、流体が前記流入口から前記流出口へ流通する一方、
前記第１弁孔及び前記第２弁孔の両方が閉ざされることによって、前記流入口から前記流出口への流体の流通が遮断され、
前記第１駆動部は、流体の温度が所定の第１基準温度未満の場合に前記第１弁体が前記第１弁孔を開き、流体の温度が前記第１基準温度以上の場合に前記第１弁体が前記第１弁孔を閉じるように前記第１弁体を駆動し、
前記第２駆動部は、流体の温度が前記第１基準温度よりも高い第２基準温度未満の場合に前記第２弁体が前記第２弁孔を開き、流体の温度が前記第２基準温度以上の場合に前記第２弁体が前記第２弁孔を閉じるように前記第２弁体を駆動する弁装置。
第１弁孔を開閉する第１弁体、及び、前記第１弁体を駆動する第１駆動部を有する第１弁と、
第２弁孔を開閉する第２弁体、及び、前記第２弁体を駆動する第２駆動部を有する第２弁とを備え、
前記第１駆動部は、流体の温度が所定の第１基準温度未満の場合に前記第１弁体が前記第１弁孔を開き、流体の温度が前記第１基準温度以上の場合に前記第１弁体が前記第１弁孔を閉じるように前記第１弁体を駆動し、
前記第２駆動部は、流体の温度が前記第１基準温度よりも高い第２基準温度未満の場合に前記第２弁体が前記第２弁孔を開き、流体の温度が前記第２基準温度以上の場合に前記第２弁体が前記第２弁孔を閉じるように前記第２弁体を駆動し、
前記第１弁体には、前記第１弁体が前記第１弁孔を閉弁した状態において前記第１弁体の上流側と前記第１弁体の下流側とを連通させるバイパス流路が形成され、
前記第２弁孔は、前記バイパス流路の一部を構成するように前記第１弁体に形成され、
前記第２弁は、前記バイパス流路の開通及び遮断を切り替える弁装置。
請求項２に記載の弁装置において、
前記第２弁体及び前記第２駆動部は、前記第１弁体に対して相対的に移動可能な状態で前記第１弁体に支持されている弁装置。
第１弁孔を開閉する第１弁体、及び、前記第１弁体を駆動する第１駆動部を有する第１弁と、
第２弁孔を開閉する第２弁体、及び、前記第２弁体を駆動する第２駆動部を有する第２弁とを備え、
前記第１駆動部は、流体の温度が所定の第１基準温度未満の場合に前記第１弁体が前記第１弁孔を開き、流体の温度が前記第１基準温度以上の場合に前記第１弁体が前記第１弁孔を閉じるように前記第１弁体を駆動し、
前記第２駆動部は、流体の温度が前記第１基準温度よりも高い第２基準温度未満の場合に前記第２弁体が前記第２弁孔を開き、流体の温度が前記第２基準温度以上の場合に前記第２弁体が前記第２弁孔を閉じるように前記第２弁体を駆動し、
前記第１駆動部は、流体に晒される位置に配置されて温度変化に応じて変形することによって前記第１弁体を駆動する第１温度応動部を含み、
前記第２駆動部は、流体に晒される位置に配置されて温度変化に応じて変形することによって前記第２弁体を駆動する第２温度応動部を含む弁装置。