JP2004138211A - 電磁式給水弁の取付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】止水時の振動を抑えて止水不良を防止することができ、水抜き性のよい電磁式給水弁の取付方法を提供する。
【解決手段】略鉛直方向に流入口２１と弁座２６の上流側の１次圧室２３とが設けられ、略水平方向に流出口２２と弁座２６の下流側の２次圧室２４とが設けられ、１次圧室２３は２次圧室２４の外周に設けられ、２次圧室２４の入口を弁座２６として略水平方向に開閉するダイヤフラム弁３０と、該ダイヤフラム弁３０の背面側に設けられた背圧室３１と、２次圧室２４をまたいで流入口２１と反対側に設けられて１次圧室２３と背圧室３１とを連通する連絡穴３３と、２次圧室２４と背圧室３１とを連通するパイロット穴３３と、該パイロット穴３３を開閉する電磁弁とを備える電磁式給水弁の取付方法であって、前記電磁式給水弁を流入口２１が下方に向くように取り付ける。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁式給水弁の取付方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁式給水弁は、例えば、温水暖房システム等を構成するシスターンに取り付けられ、循環する温水の補給等に用いられている。従来、ウォーターハンマを抑止して弁体の振動を軽減できる電磁式給水弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６に示すように、この従来の電磁式給水弁５０は、弁体５１がダイヤフラム板５２、流路板５３、およびダイヤフラム５４により構成されている。そして、電磁コイル５５に通電されていない状態（図６に示す状態）では、バネ５６の付勢力によりプランジャ５７は、その下端面でダイヤフラム板５２の中央を押圧すると共にパイロット穴５８を閉塞する。また、バネ５６の押圧力によりダイヤフラム５４の下面が弁座５９を閉塞しているため、流入口６０から流入した水は、流出口６１から排出されずに、流路板５３に形成された流路を経て背圧室６２内へ達し、弁体５１へ背圧をかけ閉弁力となっている。
【０００４】
また、電磁コイル５５に通電された状態では、電磁コイル５５の周辺に形成される磁気回路の漏洩磁束によりプランジャ５７がバネ５６の付勢力に抗して上方へ移動し、プランジャ５７の下端面はパイロット穴５８を開放する。この状態では背圧室６２内の水はパイロット穴５８から排出され、流出口６１へ流れ出す。また、ダイヤフラム板５２の背圧も解除されるので、弁体５１はダイヤフラム５４の弾性力により上方へ移動し、弁座５９が開放される。そのため、流入口６０に達した水は、開放された弁座５９から流出口６１へ排出される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１８７５７５号公報　（第３頁、第３−４図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示された電磁式給水弁５０を、その流出口６１を下向きにしてシスターン上部に取り付けた場合には、通水状態から止水状態に変化するとき（止水時）に、背圧室６２にエアが残り易い。このとき、残ったエアがクッションの作用をして圧縮、膨張するので、弁体５１の振動が継続し易くなり、その結果、止水不良が生じるという不具合があった。
【０００７】
本発明はかかる背景に鑑み、止水時の振動を抑えて止水不良を防止することができる電磁式給水弁の取付方法を提供することを目的とする。また、水抜き性のよい電磁式給水弁の取付方法を提供することを他の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明の電磁式給水弁の取付方法は、略鉛直方向に流入口と弁座の上流側の１次圧室とが設けられ、略水平方向に流出口と弁座の下流側の２次圧室とが設けられ、１次圧室は２次圧室の外周に設けられ、２次圧室の入口を弁座として略水平方向に開閉するダイヤフラム弁と、該ダイヤフラム弁の背面側に設けられた背圧室と、２次圧室をまたいで流入口と反対側に設けられて１次圧室と背圧室とを連通する連絡穴と、２次圧室と背圧室とを連通するパイロット穴と、該パイロット穴を開閉する電磁弁とを備える電磁式給水弁の取付方法であって、前記電磁式給水弁を流入口が下方に向くように取り付けることを特徴とする。
【０００９】
かかる本発明によれば、電磁式給水弁を流入口が下方に向くように取り付けたときに、１次圧室と背圧室はダイヤフラム弁を介して水平方向に配置される。そのため、背圧室がダイヤフラム弁の上方に配置された場合に比べて、背圧室内のエアは連絡穴を介して１次圧室に抜け易くなる。また、連絡穴が２次圧室をまたいで流入口と反対側、即ち１次圧室と背圧室の上部において、連通して配置されているので、背圧室内で上方に移動したエアは連絡穴を介して１次圧室に抜け易くなる。従って、背圧室にエアが残りにくいために、給水中にダイヤフラム弁を閉じて止水する制御を行ったときに、ダイヤフラム弁の振動が継続せず、確実に止水することができる。また、電磁式給水弁は下方から上方に向って入水するように配置されるので、１次圧室の水抜き性にすぐれている。そのため、電磁式給水弁内に残留した水が冬季に凍結して弁を破壊することを軽減できる。
【００１０】
また、前記電磁式給水弁は、流出口が、大気開放されたシスターンの側面に直接接続されることが好ましい。かかる本発明によれば、シスターンと流出口を接続する通水管を設けた場合に通水管内に残留した水が冬季に凍結して通水管を破壊するという不具合を克服し、水抜き性のよい電磁式給水弁の取付方法を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）本発明の実施の形態の一例を図１、図２を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の一例である温水循環暖房システムの構成を示す構成図である。図１に示すように、温水循環暖房システム１は、暖房機２と床暖房パネル３とが接続された温水回路４と、該温水回路４に給水するための給水管路５とを備える。温水回路４は、暖房機２を加熱する暖房用温水回路６と、床暖房パネル３を加熱する床用温水回路７とにより構成されている。また、温水回路４は、バーナ８により加熱されて循環する温水を昇温させる熱交換器９と、温水を循環させるポンプ１０と、給水管路５との接続点に設けられ温水回路４から給水管路５への逆流を防止すると共に、温水の膨張・収縮を吸収するシスターン１１とを備えている。
【００１２】
暖房用温水回路６は、ポンプ１０の吐出側から図１において上方向に分岐され、熱交換器９と、暖房機２に設けられた不図示の熱交換器と、シスターン１１とを介してポンプ１０の流入側に接続される。なお、シスターン１１の側面上部には、オーバーフロー管１３が設けられ、シスターン１１内を大気に開放させると共に、一定量以上の温水が放出されるようになっている。床用温水回路７は、ポンプ１０の吐出側から図１において下方向に分岐され、床暖房パネル３を介してシスターン１１の流入側に接続される。
【００１３】
また、温水回路４には、暖房用温水回路６から分岐され、暖房機２をバイパスしてシスターン１１の流入側に接続されたバイパス通路１４が設けられている。
【００１４】
給水管路５には、シスターン１１の側面上部に直接接続された電磁式給水弁１５と、給水管路５と外部の水道管とを接続する手動補水弁１６と、電磁式給水弁１５と手動電磁弁１６の間に設けられた水抜き栓１７とが備えられている。
【００１５】
以上の構成からなる温水循環暖房システム１の作動について説明する。予め、使用者は手動電磁弁１６を開弁する。そして、電磁式給水弁１５は、所定量の水道水をシスターン１１に供給するように制御されている。
【００１６】
暖房運転が開始されると、暖房用温水回路６では、ポンプ１０により常に一定の流量の温水が循環されている。ポンプ１０から吐出された温水は、図１において上側に分岐されて熱交換器９により昇温され、温水の一部は暖房機２内の熱交換器の流入側に供給される。この供給された温水の熱量により暖房機２の設置された室内の温度が上昇する。暖房機２を通過した復水はシスターン１１の流入側に還流され、シスターン１１の流出側からポンプ１０の流入側に還流される。一方、熱交換器９を通過した温水の一部は、バイパス通路１４を通過してシスターン１１に直接供給される。
【００１７】
また、床用温水回路７では、ポンプ１０から吐出された温水は、図１において下側に分岐され、床暖房パネル３の流入側に供給される。そして、床暖房パネル３に供給された温水の熱により室内の床が暖められ室内が暖房される。床暖房パネル３を通過した復水はシスターン１１の流入側に還流され、シスターン１１の流出側からポンプ１０の流入側に還流される。床用温水回路７には、暖房機２から熱交換器９へ還流される復水と、熱交換器９からバイパス通路１４を介して供給される温水がシスターン１１により混合されて供給されており、この混合された温水によって床暖房パネル３による暖房が行われる。
【００１８】
なお、冬季には、電磁式給水弁１５内の水の凍結を防止するために、使用者は、温水循環暖房システム１の使用後に、手動電磁弁１６を閉弁した後、水抜き栓１７を開栓し、給水管路５を介して電磁式給水弁１５内に残留している水を排出する。
【００１９】
次に、電磁式給水弁１５について図２を参照して説明する。電磁式給水弁１５は、本体２０に形成された流入口２１と流出口２２間の通水を制御するものである。電磁式給水弁１５の鉛直方向には、流入口２１と流入室２３（本発明の１次圧室に相当する）が連通して形成されている。同様に、水平方向には、流出口２２と流出室２４（本発明の２次圧室に相当する）が連通して形成されている。流入室２３は、流出室２４の外周に形成され、流出室２４の入口は流入室２３に臨んでいる。なお、流出口２２は、水平方向に開口するように、シスターン１１の側面上部に直接接続され、このとき、流入口２１は、鉛直方向下向きに開口する。
【００２０】
流入室２３と流出室２４の間には弁口２５が形成され、弁口２５には、流入室２３と流出室２４を仕切る弁座２６が固着され、弁座２６の上流側に流入室２３、下流側に流出室２４が配置する。ダイヤフラム２７は、ゴム等の柔軟材料で構成され、その中央に形成された中心穴２８にダイヤフラム板２９が嵌入されるようになっている。そして、ダイヤフラム２７とダイヤフラム板２９とによりダイヤフラム式の弁体３０（本発明のダイヤフラム弁に相当する）が構成される。この弁体３０が弁座２６に接離して弁口２５を開閉する。弁体３０の図中右側には背圧室３１が設けられている。
【００２１】
ダイヤフラム板２９の図中流出室２４よりも上方の位置には、流入室２３と背圧室３１とを連通する連絡穴３３が穿設されている。また、ダイヤフラム板２９の中心位置には、流出室２４と背圧室３１とを連通するパイロット穴３２が穿設され、パイロット穴３２の先端には、パイロット弁座３４が形成されている。プランジャ３５は、パイロット穴３２の中心線上にその中心を合わせて配設され、パイロット弁座３４に接離してパイロット穴３２を開閉する。
【００２２】
プランジャ３５はバネ３６により図中左方向に付勢され、電磁コイル３７に通電されていない状態では、バネ３６の付勢力によって図中左方に移動してパイロット弁座３４に当接する。このとき、パイロット穴３２は閉状態となる（図２に示した状態）。
【００２３】
また、プランジャ３５は、電磁コイル３７に通電された状態では、電磁コイル３７の周辺に形成される磁気回路の漏洩磁束によりバネ３６の付勢力に抗して図中右方に移動する。このとき、プランジャ３５がパイロット弁座３４から離れてパイロット穴３２が開状態となる。なお、パイロット弁座３４、プランジャ３５、バネ３６、及び電磁コイル３７により電磁弁が構成される。
【００２４】
次に電磁式給水弁１５の作動について説明する。電磁コイル３７への通電が遮断された状態では、上述したようにプランジャ３５がパイロット弁座３４に当接してパイロット穴３２が閉状態となる。そして、この状態では、流入室２３から連絡穴３３を介して背圧室３１内に水が流れ込んで背圧室３１内の水圧が入水圧まで上昇するので、背圧室３１内の圧力が流出室２４内の圧力よりも高くなる。その結果、弁体３０が図中左方に押され、弁体３０のダイヤフラム２７が弁座２６に当接して弁座２６が閉状態となり、流入室２３から流出室２４への通水が遮断される（図２に示した状態）。
【００２５】
一方、電磁コイル３７に通電された状態では、上述したようにプランジャ３５が図中右方向に移動してパイロット弁座３４から離れ、パイロット穴３２が開状態となる。そしてこの状態では、背圧室３１内の水はパイロット穴３２を介して流出室２４に流出し、背圧室３１内は水圧が低下する。そのため、流入室２３からの入水圧力により弁体３０が図中右方に押され、弁体３０が弁座２６から離れて弁口２５が開状態となり、流入室２３から流出室２４への通水が可能となる。
【００２６】
通水状態から遮断状態に移行するとき、すなわち、電磁コイル３７への通電が遮断されて弁体３０のダイヤフラム２７が弁座２６に当接する際に、背圧室３１内のエアは、水の中を上昇するので、鉛直上方に穿設された連絡穴３３からエアは流入室２３に抜けやすくなっている。そのため、背圧室３１内にはエアが残りにくくなる。
【００２７】
上記実施形態によれば、電磁式給水弁１５の背圧室３１にクッションの役割をするエアが残りにくいため、止水時にウォーターハンマ等が生じても弁体３０の振動が早期に消滅し、止水不良を防止することができる。また、水抜きする際に、電磁式給水弁１５の流入室２３内の水が抜けやすいので、凍結による弁の破壊を軽減できる。
【００２８】
（第２の実施形態）次に、第２の実施形態を説明する。この実施形態では、温水循環暖房システムの構成および動作は第１の実施形態と同一であり、シスターン１１に接続される電磁式給水弁として図３に示すものを用いる。尚、第１の実施形態の電磁式給水弁１５と同一の構成には同一の参照番号を付与し、異なる点のみ説明する。
【００２９】
図３に示すように、電磁式給水弁３８のダイヤフラム板３９にはパイロット穴は形成されておらず、このダイヤフラム板３９とダイヤフラム２７とから弁体４０（ダイヤフラム弁）が構成される。
【００３０】
電磁式給水弁３８の本体２０には、流出室２４に連通するパイロット経路４２が穿設されている。パイロット経路４２には電磁弁４１が嵌入されている。パイロット経路４２は、この電磁弁４１と第１オリフィス４３とを介して、流入室２３に接続されると共に、電磁弁４１と第２オリフィス４４とを介して、背圧室３１に接続されている。なお、第１オリフィス４３と第２オリフィス４４は連通しており、本発明の連絡穴に相当する。
【００３１】
電磁弁４１は、図４、図５に示すように、第１オリフィス４３および第２オリフィス４４とパイロット経路４２間の通水を制御するものであり、電磁的に駆動される弁体４５を弁座４６に接離してパイロット穴３２を開閉する。
【００３２】
次に電磁式給水弁３８の作動について説明する。電磁弁４１がオフしているときには、パイロット穴３２が閉状態（図４に示す状態）となり、背圧室３１と流出室２４が遮断されると共に、第１オリフィス４３および第２オリフィス４４を介して流入室２３と背圧室３１が連通している。そしてこの状態では、流入室２３から第１オリフィス４３と第２オリフィス４４を介して背圧室３１内に水が流れ込んで背圧室３１内の水圧が入水圧まで上昇し、背圧室３１内の圧力が流出室２４内の圧力よりも高くなる。その結果、弁体４０が図３中左方に押され、弁体４０のダイヤフラム２７が弁座２６に当接して弁口２５が閉状態となり、流入室２３から流出室２４への通水が遮断される。
【００３３】
一方、電磁弁４１がオンしているときには、パイロット穴３２が開状態（図５に示す状態）となり、第１オリフィス４３および第２オリフィス４４とパイロット経路４２とを介して、背圧室３１と流出室２４が連通する。そしてこの状態では、流入室２３および背圧室３１内の水圧により、水は流入室２３および背圧室３１からパイロット穴３２を介して流出室２４に流出し、背圧室３１内の水圧は低下する。そのため、流入室２３からの入水圧力により弁体４０が図３中右方に押され、弁体４０が弁座２６から離れて弁口２５が開状態となり、流入室２３から流出室２４への通水が可能となる。
【００３４】
上記実施形態によれば、流出室２４と背圧室３１を連通するパイロット穴３２が弁体４０（ダイヤフラム弁）とは独立に設けられている。一方、パイロット穴をダイヤフラム弁に穿設した場合には、パイロット穴を開閉する電磁弁のプランジャの固有振動数とダイヤフラム弁の固有振動数とが異なることによって、ダイヤフラム弁の振動が継続しやすくなる。しかし、上記第２の実施形態の電磁式給水弁３８の構成によれば、電磁弁４１による振動が弁体４０（ダイヤフラム弁）へ影響を与えないので、弁体４０の振動をより一層早期に消滅させて止水不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の一例である温水循環暖房システムの構成図。
【図２】第１の実施形態で用いられる電磁式給水弁の構成図。
【図３】第２の実施形態で用いられる電磁式給水弁の構成図。
【図４】図３に示すＡ部の閉弁時の拡大図
【図５】図３に示すＡ部の開弁時の拡大図
【図６】従来の電磁式給水弁の構成図。
【符号の説明】
１・・・温水循環暖房システム、５・・・給水管路、１１・・・シスターン、１５，３８・・・電磁式給水弁、１７・・・水抜き栓、２０・・・本体、２１・・・流入口、２２・・・流出口、２３・・・流入室、２４・・・流出室、２５・・・弁口、２６・・・弁座、２７・・・ダイヤフラム、２９，３９・・・ダイヤフラム板、３０，４０・・・弁体、３１・・・背圧室、３２・・・パイロット穴、３３・・・連絡穴、３４・・・パイロット弁座、３５・・・プランジャ、３６・・・バネ、３７・・・電磁コイル、４１・・・電磁弁、４２・・・パイロット経路、４３・・・第１オリフィス、４４・・・第２オリフィス。

Claims (2)

1. 略鉛直方向に流入口と弁座の上流側の１次圧室とが設けられ、略水平方向に流出口と弁座の下流側の２次圧室とが設けられ、１次圧室は２次圧室の外周に設けられ、２次圧室の入口を弁座として略水平方向に開閉するダイヤフラム弁と、該ダイヤフラム弁の背面側に設けられた背圧室と、２次圧室をまたいで流入口と反対側に設けられて１次圧室と背圧室とを連通する連絡穴と、２次圧室と背圧室とを連通するパイロット穴と、該パイロット穴を開閉する電磁弁とを備える電磁式給水弁の取付方法であって、
   前記電磁式給水弁を流入口が下方に向くように取り付けることを特徴とする電磁式給水弁の取付方法。
2. 流出口が、大気開放されたシスターンの側面に直接接続されることを特徴とする請求項１に記載の電磁式給水弁の取付方法。

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