JP2738129B2 - 流体制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はガス給湯機等に設け、熱交換器内を流れる水
等の流量を制御する流体制御弁に関するものである。

従来の技術 従来この種の流体制御弁は、例えば特開昭61−114031
号公報に示されているように第４図のような構造になっ
ていた。第４図において、１は入水ブロックで水は第４
図の下方から流入し、水量検出器２の水車３を回転さ
せ、回転検出素子４でその回転を計算する。５は水量を
概略制御するガバナ、通水時に生ずる圧力低下によって
生じるゴムの変形によって水量を大まかに規制するもの
である。ガバナ５より水量は二方向に分流し、一方は熱
交換器６で加熱されて水量制御器７の入水路８へ流入し
他方はバイパス路９より水量制御器７のバイパス入水路
10へ流入する。水量制御器７の入水路８の加熱された水
と、バイパス入水路10よりバイパス制御弁11を通過した
加熱されない水は混合室12で混合され、その温度は出湯
温度検出器13で検出される。混合室12より給水路は二つ
に分岐し、一方は主制御弁14と主制御孔15との間隙を通
過して第１給湯機16へ、他方は第２給湯管17へ連絡され
ている。主制御弁14にはゴムなどの弾性体からなる弁シ
ート18があり、主制御孔15の突起部15aと対応して閉止
可能となっている。19は駆動装置でモータ20と、ギヤ2
1、出力軸22からなり、出力軸22は弁棒23と係合してい
る。弁棒23はネジ23aと溝23bを有し、出力軸22が溝に係
合して弁棒23を回転させ、この回転運動はネジ23aによ
って直線運動に変換され主制御弁14を操作する。主制御
弁14は水圧の力によって常に第４図の上向きの方向に附
勢されており弁棒23の下端と当接し一体となって動く。
24はバネでバイパス制御弁11を下向きに附勢している。
給水量は大まかにはガバナ５で規制され、さらに水量制
御器２の信号により駆動装置19が駆動され、弁棒23を介
して主制御弁14が操作され水量が制御される。水量制御
器７の主制御弁14では第一給湯管16の水量を制御し、バ
イパス制御弁11は熱交換器６とバイパス路９との分量比
率を制御する。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記構成で流量を制御する際には、主制御弁
14と弁棒23とが当接しているだけで一体となっていない
ため主制御弁14と主制御孔15との中心が偏心しやすいも
のである。その結果、主制御弁14と主制御孔15とが片当
たりを起こし、弁振動や、磨耗が生じやすい。さらに高
水圧下の使用においてはキャビテーションが発生しやす
くなるため、壊食や通水音が大きくなるという問題点が
生じるものである。そこで本発明の目的は、高水圧地域
で使用する際においても低通水音となりかつ、磨耗が起
こりにくい流体制御弁を提供することにある。

課題を解決するための手段 前記目的を達成するために本発明は、流体の入口、第
一出口、第二出口を有する弁本体と、前記入口が設けら
れた一次圧力室と、前記第一出口、前記第二出口が設け
られた二次圧力室と、前記一次圧力室と前記二次圧力室
を連通する連通部と、前記連通部内を正逆二方向に直線
移動し前記連通部とにより流量調節を行なう弁体と、前
記弁体の一端から前記一次圧力室側へ延出され前記弁体
と一体となった第一の軸体と、前記弁体の他端から前記
二次圧力室側へ延出され前記弁体と一体となった第二の
軸体と、前記第一の軸体を駆動する駆動手段と、前記第
一の軸体の一端に設けられ前記駆動手段の駆動力を伝達
する伝達手段と、前記弁体と前記伝達手段の間に設けら
れ前記弁本体に前記第一の軸体を支持する支持体と、前
記第一の出口或いは前記第二の出口の少なくとも一方に
設けられた流路開閉手段とからなり、前記流路開閉手段
は前記第二の軸体の案内部を有し、前記弁体が正方向に
移動する際には前記流路開閉手段を開状態で流量調節を
可能とし、前記弁体が逆方向に移動する際には前記第二
の軸体が前記案内部を移動するものである。

作用 本発明の流体制御弁は上記構成により、弁体が正方向
へ移動する際は第一の軸体が支持体によって弁本体に支
持され、弁体が逆方向へ移動する際は支持体による第一
の軸体の支持とさらに第二の軸体が流路開閉手段の案内
部を移動しつつ流路開閉手段を出口へ押さえつけること
で案内部により支持されるため弁体を両端で支持する作
用をはたす。その結果弁体中心軸の偏心を最小限に抑え
ることができ弁体と連通部との片当たりを防ぐことが可
能である。

実施例 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図から第３図において、25は弁体であり、弁本体
25には入口26と出口27−Ａ、27−Ｂが設けられており、
入り口26の前段には水量センサー28、熱交換器29が設け
られている。前記弁本体25内には、一次圧力室30と、前
記出口27−Ａ、27−Ｂが設けられた二次圧力室31と、前
記一次圧力室30と前記二次圧力室31を連通する連通部32
と、前記連通部32内を正逆二方向に移動し流量調節を行
なう弁体33とからなり、前記連通部32は前記一次圧力室
30の流路内壁34から下流側に流路面積が縮小する第一の
縮小円錐流路部35と、前記第一の縮小円錐流路部35とつ
ながる第二の縮小円錐流路部36と前記第二の縮小円錐流
路部36から流路面積が一定な円筒流路部37と、前記円筒
流路部37から前記二次圧力室31に流路面積が拡大する拡
大流路部38で構成し、一方前記弁体33は前記一次圧力室
30側から下流側に前記弁体33断面積が拡大する第一の拡
大円錐部39と、前記第一の拡大円錐部39とつながる第二
の拡大円錐部40と、前記第二の拡大円錐部40から前記弁
体33断面積が一定な円筒部41と、前記円筒部41から前記
二次圧力室31側に弁体断面積が縮小する縮小断面部42と
で構成すると共に、前記弁体33と一体となった第一の軸
体43−Ａの他端には、駆動手段であるモータ44の回転ト
ルクを伝達する伝達手段である歯車45が設けられてい
る。また第一の軸体43−Ａには、弁体33と歯車45との間
に第一の軸体43−Ａと一体となった第一の支持体46が設
けられており、さらに二次圧力室31の圧力を圧力室47へ
導入する導入孔48を構成している。第一の支持体46と歯
車45との間に第一の軸体43−Ａを弁本体25に支持する第
二の支持体49を設けている。更に50は風呂への給湯を制
御する流路開閉手段である開閉弁でこの開閉弁50の周囲
には弁体33からスプリング51で付勢された風呂側弁体52
が設けられている。さらに弁体33の他端から二次圧力室
31側へ第二の軸体43−Ｂが延出されており、開閉弁50に
は第二の軸体43−Ｂが延出されており、開閉弁50には第
二の軸体43−Ｂが摺動する案内部53が設けられている。
また、スプリング51の振動を防ぐためにスプリングカバ
ー54を設けている。尚前記開閉弁50は風呂用給湯出口27
−Ａを開閉するものである。55は制御器であり、この制
御器55へは入水温サーミスタ56、出湯温サーミスタ57、
コントローラ58、前記水量センサ28の信号が入り、制御
する対象としてはモータ44や、バーナ59を制御するガス
制御弁60等がある。

次に、この一実施例における動作を説明する。

第１図から第３図に示すように入口26から流入した流
体は一次圧力室30へ流入する。弁体33が連通部32の円筒
流路部37中央に位置する状態では、開閉弁50は閉成され
ているため風呂用給湯出口27−Ａは閉じている。出湯量
は最も絞られた状態であり、給湯出口27−Ｂからのみ出
湯する。このとき弁体33は、第一の軸体43−Ａに設けら
れた第一の支持体46と第二の支持体49により弁本体25に
支持され、さらに第二の軸体43−Ｂは開閉弁50を風呂用
給湯出口27−Ａへ押えつけており開閉弁50の案内部によ
って弁本体25に支持され、両端支持構造となっている。
このため弁体30の中心が連通部32の中心に対して偏心量
を最小限に押さえることが可能となり弁振動およびキャ
ビテーションの発生を抑えることができる。

次に給湯出口27−Ｂの出湯量を制御するときは、第２
図に示すように弁体33が連通部32の二次圧力室31側へ移
動する。このとき開閉弁50は、閉成のままで風呂用給湯
出口27−Ａは閉じた状態である。また給湯出口27−Ｂの
出湯量は、連通部32の円筒流路部37と、弁体33の第二拡
大円錐部40とで制御される。ここで連通部32の円筒流路
部37と、弁体33の第二拡大円錐部40との成す角Ａは、５
度から10度の間である。絞り部前段において流体は、連
通部32の第一および第二の縮小円錐流路部35、36及び弁
体33の第一の拡大円錐部39により徐々に絞られる。この
ときも弁体33は、第一の軸体43−Ａに設けられた第一の
支持体46と第二の支持体49により弁本体25に支持され、
さらに第二の軸体43−Ｂは開閉弁50を風呂用給湯出口27
−Ａへ押えつけており開閉弁50の案内部53によって弁本
体25に支持され、両端支持構成となっている。このため
弁体33の中心が連通部32の中心に対して偏心量を最小限
に押さえることが可能となり弁振動およびキャビテーシ
ョンの発生を抑えることができる。また、一次圧力室30
側の水圧が低い条件下では、弁体33の第一拡大円錐部39
の傾斜を大きく設定することにより最大流量を確保する
ことが可能である。

風呂用給湯出口27−Ａの出湯量を制御するときは、第
３図に示すように弁体33が連通部32の一次圧力室30側へ
移動することで、弁体33と一体となった第一の軸体43−
Ａが開閉弁50を引き上げ風呂用給湯出口27−Ａを開成と
する。また風呂用給湯出口27−Ａからの出湯量は、連通
部32の第二縮小円錐流路部36と、弁体33の円筒部41とで
制御される。ここで連通部32の第二縮小円錐流路部36
と、弁体33の円筒部41との成す角は、５度から10度の間
である。絞り部前段において流体は弁体33の第一および
第二拡大円錐部39、40と連通部32の第一縮小円錐流路部
35により徐々に絞られる。このとき弁体33は第一の軸体
43−Ａに設けられた、第一の支持体46と第２の支持体49
により弁本体25に支持されている。このため弁体33の中
心が連通部32の中心に対して偏心量を少なくし弁振動お
よびキャビテーションの発生を抑えることができる。こ
こで風呂への給湯は、蛇口61を閉じた状態の時のみ行え
るものであり、給湯出口27−Ｂからの出湯は無い状態で
ある。また、一次圧力室側の水圧が低い条件下では、連
通部32の第一縮小円錐流路部35の傾斜を大きく設定する
ことにより最大流量を確保することが可能である。

上記構成のなかで第一の軸体43−Ａに第一の支持体46
を設けたが、これを含まない構成においても同様の効果
を発揮するものである。

発明の効果 以上の様に本発明は、流体の入口、第一出口、第二出
口を有する弁本体と、前記入口が設けられた一次圧力室
と、前記第一出口、第二出口が設けられた二次圧力室
と、前記一次圧力室と前記二次圧力室を連通する連通部
と、前記連通部内を正逆二方向に直線移動し前記連通部
とにより流量調節を行なう弁体と、前記弁体の一端から
前記一次圧力室側へ延出され前記弁体と一体となった第
一の軸体と、前記弁体の他端から前記二次圧力室側へ延
出され前記弁体と一体となった第二の軸体と、前記第一
の軸体を駆動する駆動手段と、前記第一の軸体の一端に
設けられ前記駆動手段の駆動力を伝達する伝達手段と、
前記弁体と前記伝達手段の間に設けられ前記弁本体に前
記第一の軸体を支持する支持体と、前記第一の出口或い
は前記第二の出口の少なくとも一方に設けられた流路開
閉手段とからなり、前記流路開閉手段は前記第二の軸体
の案内部を有し、前記弁体が正方向に移動する際には前
記流路開閉手段を開状態で流量調節を可能とし、前記弁
体が逆方向に移動する際には前記第二の軸体が前記案内
部を移動する構成により、弁体が正方向へ移動する際は
第一の軸体が支持体によって弁本体に支持され、弁体が
逆方向へ移動する際は支持体による第一の軸体の支持と
さらに第二の軸体が流路開閉手段の案内部を移動しつつ
流路開閉手段を出口へ押さえつけることで案内部により
支持されるため弁体を両端で支持することで弁体中心軸
の偏心を最小限に抑えることができ弁体と連通部との片
当たりを防ぐことが可能となり、弁振動や磨耗の発生を
抑えさらに高水圧下の使用においてもキャビテーション
による壊食や通水音も抑えることが可能である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例における流体制御弁を用いた
給湯装置の縦断面図、第２図は同流体制御弁の弁体が二
次圧力室側へ移動した断面図、第３図は同流体制御弁の
弁体が一次圧力室側へ移動した断面図、第４図は従来の
流体制御弁を用いた給湯機の断面図である。 26……入口、27−Ａ……第一出口、27−Ｂ……第二出
口、25……弁本体、30……一次圧力室、31……二次圧力
室、32……連通部、33……弁体、43−Ａ……第一の軸
体、43−Ｂ……第二の軸体、44……駆動手段、45……伝
達手段、49……支持体、50……流路開閉手段、53……案
内部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−38371（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−108485（ＪＰ，Ａ) 実公 昭58−42532（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体の入口、第一の出口、第二の出口を有
   する弁本体と、前記入口が設けられた一次圧力室と、前
   記第一の出口、前記第二の出口が設けられた二次圧力室
   と、前記一次圧力室と前記二次圧力室を連通する連通部
   と、前記連通部内を正逆二方向に移動し前記連通部とに
   より流量調節を行なう弁体と、前記弁体の一端から前記
   一次圧力室側へ延出され前記弁体と一体となった第一の
   軸体と、前記弁体の他端から前記二次圧力室側へ延出さ
   れ前記弁体と一体となった第二の軸体と、前記第一の軸
   体を駆動する駆動手段と、前記第一の軸体の一端に設け
   られ前記駆動手段の駆動力を伝達する伝達手段と、前記
   弁体と前記伝達手段の間に設けられ前記弁本体に前記第
   一の軸体を支持する支持体と、前記第一の出口或いは前
   記第二の出口の少なくとも一方に設けられた流路開閉手
   段とからなり、前記流路開閉手段は前記第二の軸体の案
   内部を有し、前記弁体が正方向に移動する際には前記流
   路開閉手段を開状態で流量調節を可能とし、前記弁体が
   逆方向に移動する際には前記第二の軸体が前記案内部を
   移動する流体制御弁。