JPS6116463Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、流入する液体の圧力が変化しても
流出量に変化がなく、かつ液体温度が低下するに
したがつて流出量が自動的に減少すると共に、液
体温度が上昇するにしたがつて流出量が自動的に
増大し、しかも流入側と流出側の差圧が一定以上
になつてとき自動的にスイツチが作動するように
したスイツチ付き制御バルブに関するものであ
る。

瞬間湯沸器等の温水器を、通常の流量調節バル
ブを介して給水源（水道パイプ）に接続した場
合、温水器に供給される水の温度が夏季と冬季と
で変化するので、温水器から排出される湯温に変
動が生じる。また給水源の圧力変化によつても温
水器から排出される水量が変化するので、排出さ
れる湯温に変動が生じ、さらに温水器に接続した
カランの開度を調節したときも温水器の流量が変
化するので、排出される湯温が変化するという不
都合が生じる。

この考案は前述の問題を有利に解決したスイツ
チ付き制御バルブを提供することを目的するもの
である。

次にこの考案を図示の例によつて詳細に説明す
る。

図面はこの考案の一実施例を示すものであつ
て、中間部に液体入口１を有すると共に両端部が
開放されている中空の中間ケースユニツト１５の
一端部に、液体出口２を有する中空の端部ケース
ユニツト１６がビス１７により固定され、前記各
ケースユニツト１５，１６の接合部にはＯリング
１８が介在され、かつ前記中間ケースユニツト１
５の他端部にはケースユニツト１９の一端部がＯ
リング２０を介して嵌合されてビス２１により固
定され、さらにそのケースユニツト１９の他端部
には端部スイツチユニツト２２の一端部が嵌合さ
れてカシメ付けにより固定され、前記各ケースユ
ニツト１５，１６，１９，２２によりケース３が
構成されると共に、前記ケースユニツト１５，１
６，１９により弁室が形成されている。

前記ケース３の弁室内に配置された断面円形の
シリンダー弁体４の一側部は、中間ケースユニツ
ト１５における液体入口１と端部ケースユニツト
１６との間の部分に摺動自在に嵌合され、かつシ
リンダー弁体４の一端部の外周に設けられた環状
溝にスナツプリング２３が嵌合され、そのスナツ
プリング２３は前記中間ケースユニツト１５の一
端部に係合され、さらにシリンダー弁体４の他端
部の外周には環状弁体２４が形成され、また前記
中間ケースユニツト１５内には、環状弁体２４と
液体入口１との間において環状弁座２５が嵌合固
定され、前記シリンダー弁体４における内側の中
間段部と端部ケースユニツト１６との間には、シ
リンダー弁体４を液体出口２から離反する方向す
なわちケースユニツト１９に接近する方向に向か
つて押圧するように働く差圧設定用ばね５が介在
されている。

一端部に螺杆２６を一体に設けたケーシング２
７と、そのケーシング２７の他端部に開口部の周
縁が固定されたゴムスリーブと、ケーシング２７
およびゴムスリーブの間の密閉室内に充填された
ワツクスと、ゴムスリーブ内に一側部が嵌挿され
たプランジヤ２８とからなる公知のワツクス式感
温伸縮素子７は、前記シリンダー弁体４内に配置
され、そのシリンダー弁体４の他端部の内側に
は、周囲に通液孔を備えている支承部材１０が嵌
合係止されると共にその支承部材１０を押えるた
めのスナツプリング２９が嵌合され、かつ前記感
温伸縮素子７におけるプランジヤ２８の突出端部
は前記支承部材１０の中央部に設けられた凹部に
嵌合され、さらに周囲に通液孔を備えている環状
のガイド部材３０の内周部分は、感温伸縮素子７
におけるケーシング２７に前記螺杆２６側から嵌
込まれてケーシング２７の段部に係合され、また
前記ガイド部材３０の外周部分はシリンダー弁体
４内に摺動自在に嵌合されている。

一端部に外向きの係止フランジを有すると共に
他端の中央部にオリフイスを有するオリフイス部
材６は、シリンダー弁体４内に前記ガイド部材３
０側から嵌入され、かつオリフイス部材６の係止
フランジはシリンダー弁体４の中間段部に係合さ
れ、さらにガイド部材３０とオリフイス部材６と
の間には、感温伸縮素子７を短縮させると共に前
記プランジヤ２８を支承部材１０に押付けるよう
に働く短縮用ばね９が介在され、また感温伸縮素
子７における螺杆２６には截頭円錐形外面を有す
るオリフイス調節用弁体８が螺合され、その弁体
８は前記オリフイス部材６におけるオリフイス内
に配置され、そのオリフイスと感温伸縮素子７に
より移動される弁体８とにより液温感知可変オリ
フイスが構成されている。

前記プランジヤ２８と同一直線上に配置された
スイツチ操作用杆体１１はケース３におけるケー
スユニツト１９に摺動自在に挿通され、そのケー
スユニツト１９における杆体挿通部にＯリング３
１および押えリング３２が順次嵌合され、その押
えリング３２にケースユニツト１９の孔縁部のカ
シメ付けにより固定され、かつ前記杆体１１の一
端部は前記支承部材１０に係合され、さらに前記
ケースユニツト１９と端部スイツチユニツト２２
とにより形成された室内に、スイツチ操作部材１
３がシリンダー弁体４に向かつて進退移動自在に
収容され、そのスイツチ操作部材１３は操作部材
本体３３とその一端部に嵌合係止された蓋３４と
により構成されている。

前記蓋３４に設けられた凹部に前記杆体１１の
他端部が嵌合係止され、かつ端部スイツチユニツ
ト２２の中間部の隔壁３５に非磁性導電材料製ス
イツチホルダ３６が螺合され、そのスイツチホル
ダ３６内にはリードスイツチからなるスイツチ１
２が収容され、そのスイツチ１２の一方の端子リ
ード線はスイツチホルダ３６の一端部に接続さ
れ、さらにスイツチホルダ３６の他端部には、端
子接続板３７が接続されると共に絶縁体３８を介
して端子接続板３９が配置され、前記スイツチ１
２の他方の端子リード線は絶縁体３８に貫通され
て端子接続板３９に接続されている。また各端子
接続板３７，３９には端子４０，４１が接続さ
れ、かつ端部スイツチユニツト２２における端子
接続板３７，３９および絶縁体３８等を収容した
空間には、調整不要であれば絶縁樹脂が充填され
る。

前記スイツチ操作部材１３の他端部にはスイツ
チ操作用マグネツト４２が嵌合固定され、さらに
スイツチ操作部材１３の一端部のフランジと端部
スイツチユニツト２２との間には、スイツチ操作
部材１３をシリンダー弁体４に向かつて押圧する
ように働くスイツチ操作用ばね１４が介在され、
前記差圧設定用ばね５の設定力Fpはスイツチ操
作用ばね１４の設定力Fsよりも大きく設定され
ている。

次に前記実施例のスイツチ付き制御バルブの動
作について説明する。

(イ) 液体入口１から水が流入していない場合。

前述のように差圧設定用ばね５の設定力Fpが
スイツチ操作用ばね１４の設定力Fsよりも大き
く設定されているので、差圧設定用ばね５の力に
より、シリンダー弁体４、支承部材１０および杆
体１１を介してスイツチ操作部材１３が隔壁３５
に向かつて移動され、第１図に示すようにスイツ
チ操作部材１３の他端面が隔壁３５に密着した状
態に保持され、かつこの状態ではリードスイツチ
からなるスイツチ１２がオン（またはオフ）にな
るようにスイツチ１２およびマグネツト４２の位
置が調整されている。

(ロ) 液体入口１から水が流入した場合。

この場合は、流入した水が、環状弁座２５より
も液体入口側にある第１室Ａ、環状弁座２５と液
温感知可変オリフイスとの間にある第２室Ｂ、液
温感知可変オリフイスと液体出口２との間にある
第３室Ｃを順次流れて、第２室Ｂおよび第３室Ｃ
の水圧を上昇させていく。

この圧力上昇過程において、第２室Ｂの圧力を
Pb、第３室Ｃの圧力をPcとし、シリンダー弁体
４の有効面積をAe₁とした場合、Pb＞Pcであるの
で、シリンダー弁体４を液体出口側に向かつて移
動させようとする力F₁はF₁＝Ae₁（Pb−Pc）で
表わされる。

前記移動力F₁に対抗してばね力（Fp−Fs）が
作用しているので、シリンダー弁体４が液体入口
側に向かつて動き出すための条件はF₁≧Fp−Fs
すなわちAe₁（Pb−Pc）≧Fp−Fsである。また差
圧△P₁＝（Pb−Pc）が△P₁≧（Fp₁−Fs₁）／Ae₁の
ときに動き出すことにもなる。

シリンダー弁体４が液体入口側に向かつて移動
するとスイツチ操作用ばね１４の力によりスイツ
チ操作部材１３および杆体１１も同方向に移動さ
れ、第２図に示すように、スイツチ操作部材１３
の一端面がケースユニツト１９に密着された状態
に保持される。

なお第２室Ｂの水圧がさらに上昇しても、スイ
ツチ操作用ばね１４の力はシリンダー弁体４の動
きに影響を与えない。

前述のようにスイツチ操作部材１３が液体出口
側に向かつて移動するとマグネツト４２も移動す
るので、スイツチ操作部材１３がケースユニツト
１９の支承面に接触する直前の或る１点でスイツ
チがオフ（またはオン）の状態に作動する。

スイツチ１２が作動するときのFpおよびFsは
予め決定されているので、スイツチ作動時の差圧
△P₁＝（Fp₁−Fs₁）／Ae₁となり、流入水圧に関係
なくこの差圧△P₁でスイツチ１２が作動すること
になる。

(ハ) スイツチ作動時の水温と流量との関係。

第２室Ｂ内の水温上昇に伴なつて感温伸縮素子
７が伸長して、オリフイス調節用弁体８が移動さ
れて、液温感知可変オリフイスの有効断面積が増
加し、その有効断面積の増加と水温上昇とが比例
するようにセツトされているので、水温を関数と
したこの有効断面積をＳ（ｔ）とすると、スイツ
チ作動時の水温と流量との関係は、 Ｑ（ｔ）∝Ｓ（ｔ）√△₁＝Ｓ（ｔ）√（₁−
Fs₁）／Ae₁となる。また水温t₁，t₂の時の流量比
は、 Ｑ（t₁）／Ｑ（t₂）＝Ｓ（t₁）／Ｓ（t₂）となる。

(ニ) スイツチ作動後の水圧上昇に対する制御バル
ブの動作。

前記(ロ)項の場合よりもさらに流入水圧が上昇し
た場合（スイツチ操作用ばねの力Fsの影響を受
けない範囲において）は、流入水圧の上昇に伴つ
て第２室Ｂおよび第３室Ｃの水圧Pb，Pcも上昇
し、シリンダー弁体４を液体出口側に向かつて移
動させる力も増加する。スイツチ操作用ばねの力
Fsの影響がなくなつた位置からシリンダー弁体
が液体出口側に移動を開始する時の力平衡は、
Fp≦Ae₁（Pb−Pc）を満足する条件下である。

流入水圧がさらに上昇したとしても、Fp＝Ae₁
（Pb−Pc）を満足させるようにシリンダー弁体が
往復運動をすることになる。すなわち差圧△P₂＝
（Pb₂−Pc₂）＝Fp₂／Ae₁を一定に保つように制御
されることになる。

(ホ) シリンダー弁体制御時の水温と流量との関
係。

前記(ハ)項の場合と同様に水温感知可変オリフイ
スと差圧△P₂の条件下での流量は Q₀（ｔ）∝Ｓ（ｔ）√△₂ ＝Ｓ（ｔ）√_{2 1} となり、また水温t₁，t₂の時の流量比はQ₀（t₁）／
Q₀（t₂）＝Ｓ（t₁）／Ｓ（t₂）となり、これはスイツ
チ作動時の流量比と同じである。

(ヘ) 液体入口１からの水の流入が停止した場合。

この場合は前記(イ)項の状態に復帰する。

この考案のスイツチ付き制御バルブの場合は、
液温の変化により流量が変化されるので、断水リ
レー（限界少水量リレー）および本体バルブ性能
指示リレーとしても応用することができる。また
断水リレーの場合は、温水器の空だきとならない
範囲で、できるだけ少水量まで使用できることが
望ましい。

従来の断水リレーの場合は、水圧（差圧）感応
式であつて、水の流量と温度を総合した熱容量と
してとらえないため、低温水の場合沸湯しない範
囲でも水流が止まることがあるが、この考案の場
合は、熱容量としてとらえるので、低温水の場合
沸湯しない範囲で水流が止まることはない。

この考案を実施する場合、マグネツト４２によ
り操作されるリードスイツチに代えて他のスイツ
チ例えば一般的なマイクロスイツチを使用しても
よい。

この考案のスイツチ付き制御バルブを瞬間湯沸
器に対する給水部に取付けた場合は下記の効果が
取られる。

(1) スイツチ操作用ばね１４の設定力を小さくし
た場合は、シリンダー弁体制御指示用としての
機能をもつ電気信号が得られる。

(2) スイツチ操作用ばね１４の設定力を大きくし
た場合は、断水警報用としての機能をもつ電気
信号が得られる。

(3) 前記(1)，(2)項の信号は液体入口から流入する
水圧の変化および背圧の変化によつて左右され
ない。

(4) 前記各機能の他の瞬間湯沸器の設定湯温を制
御する機能を有している。

この考案によれば、液体入口１から一定以上の
圧力の液体が流入した場合は、感温伸縮素子７に
取付けられたオリフイス調節用弁体８とオリフイ
ス部材６とからなる液温感知可変オリフイスの両
側の圧力差を利用して、シリンダー弁体４を液体
出口２側に向かつて移動させると共に、スイツチ
操作用ばね１４によりスイツチ操作部材１３をシ
リンダー弁体４に向かつて移動させて、スイツチ
１２を自動的に作動させることができ、かつスイ
ツチ１２が作動している状態で液温が上昇した場
合は、その液温に比例して感温伸縮素子７が伸長
すると共に、その感温伸縮素子７によりオリフイ
ス調節用弁体８が移動されて液温感知可変オリフ
イスの有効断面積が増加するので、液温に比例し
て流量を自動的に増加させて、定熱容量バルブの
機能を発揮させることができ、またスイツチ作動
後に流入液圧がさらに上昇した場合は、シリンダ
ー弁体４が液体出口側に移動されて流路が絞られ
るので、液温感知可変オリフイスの両側の差圧が
一定になるように自動的に制御することができ、
したがつて、スイツチ１２が作動した時およびシ
リンダー弁体制御時の或る液温差における流入量
と流出量との流量比を同じにすることができ、か
つ流入液圧の変化に対しても、スイツチ作動およ
びシリンダー弁体４の流量制御に影響を受けるこ
とはなく、さらに何等かの理由により背圧の変化
を生じても、スイツチの作動およびシリンダー弁
体４による流量制御に影響を与えない等の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例に係るスイツチ付き
制御バルブを示す縦断側面図、第２図はその一部
の拡大縦断側面図である。 図において、１は液体入口、２は液体出口、３
はケース、４はシリンダー弁体、５は差圧設定用
ばね、６はオリフイス部材、７は感温伸縮素子、
８はオリフイス調節用弁体、９は短縮用ばね、１
０は支承部材、１１はスイツチ操作用杆体、１２
はスイツチ、１３はスイツチ操作部材、１４はス
イツチ操作用ばね、２４は環状弁体、２５は環状
弁座、２６は螺杆、２８はプランジヤ、３０はガ
イド部材、３５は隔壁、３６はスイツチホルダ、
４０および４１は端子、４２はマグネツトであ
る。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 中間部に液体入口１を有すると共に一端部に液
   体出口２を有するケース３の弁室内に、シリンダ
   ー弁体４が収容され、そのシリンダー弁体４の一
   側部はケース３における液体入口１と液体出口２
   との間の部分に摺動自在に嵌合され、そのシリン
   ダー弁体４には、これを液体出口２から離反する
   方向に押圧するように働く差圧設定用ばね５が係
   合されると共にオリフイス部材６が設けられ、シ
   リンダー弁体４内に配置されている感温伸縮素子
   ７の一端部にオリフイス調節用弁体８が取付けら
   れ、感温伸縮素子７に作用する短縮用ばね９の力
   により、感温伸縮素子７の他端部がシリンダー弁
   体４に固定された支承部材１０に係合され、ケー
   ス３に摺動自在に嵌挿されたスイツチ操作用杆体
   １１の一端部は前記支承部材１０に係合され、前
   記ケース３の他端部に、スイツチ１２が取付けら
   れると共に前記杆体１１の他端部に係合するスイ
   ツチ操作部材１３が移動自在に設けられ、そのス
   イツチ操作部材１３にはこれを前記シリンダー弁
   体４に向かつて押圧するように働くスイツチ操作
   用ばね１４が係合されていることを特徴とするス
   イツチ付き制御バルブ。