JP2739344B2 - 水ガバナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、供給される水の圧力変動を調節して、一定
の水量の供給を行う水ガバナに関し、湯沸器や給湯器な
どに用いて好適なものである。

［従来の技術］ 給湯器や湯沸器などには、水圧の変動による出湯温度
の変動を防ぐために、水ガバナが設けられる。

水ガバナの構造として、弁体が筒状を呈するものがあ
る。具体的には、水の流れるガバナハウジングと、この
ガバナハウジング内に設けられた弁座と、この弁座との
間の開口面積を変化させるフランジを備えた筒状弁体
と、前記弁座と前記フランジとの間を通過した水を絞る
絞り通路を備えた環状弁体と、前記筒状弁体および前記
環状弁体を前記ガバナハウジング内で変位可能に支持す
るダイヤフラムとを備える。

一方、給湯器や湯沸器は、凍結による器具の破損を防
ぐために、水抜きを行うように設けられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、弁体に形成された絞り通路が特に上下方向
へ延びるように設置されると、水抜きを行った際、絞り
通路内に表面張力による水の膜が形成される。絞り通路
内に水の膜が形成されると、環境温度の低下により、水
の膜が凍結してしまう。弁体内に氷の膜が形成される
と、弁体の絞り通路は、氷の膜によって塞がれてしま
う。このため、給湯器を使用しようとした際、水ガバナ
に流入した水が、氷の膜によって阻止され、給湯器が作
動しなくなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目
的は、弁体の絞り通路内に水の膜の形成されない、つま
り絞り通路内に氷の膜が形成されることのない水ガバナ
の提供にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明の水ガバナは、
水の流れるガバナハウジングと、このガバナハウジング
内に設けられた弁座と、この弁座との間の開口面積を変
化させるフランジを備えた筒状弁体と、前記弁座と前記
フランジとの間を通過した水が通過する絞り通路を備え
た環状弁体と、前記筒状弁体および前記環状弁体を前記
ガバナハウジング内で変位可能に支持するダイヤフラム
と、このダイヤフラムを水の上流側へ付勢し、前記ガバ
ナハウジング内に水が流れない場合に前記筒状弁体およ
び前記環状弁体を水の上流側の停止位置まで移動させる
付勢手段と、前記ガバナハウジング内に固定され、更に
前記環状弁体が前記停止位置に位置する状態では前記絞
り通路内から外れて表面張力による水の膜の形成を不能
にすると共に、前記環状弁体が前記停止位置から下流に
位置する状態では前記絞り通路内に挿通される突起部を
備える絞り用突起とを備え、前記ガバナハウジング内に
水が流れる際、流れる水圧によって前記筒状弁体が前記
停止位置から下流に位置する状態に変移して、前記弁座
と前記フランジとの間の開口面積が変化するとともに、
前記絞り通路内に前記突起部が挿通されて、前記絞り通
路を狭くする技術的手段を採用する。

〔作用および発明の効果〕 水ガバナの水抜きを行う時は、水の流れはなく、付勢
手段により筒状弁体および環状弁体は停止位置に移動
し、突起部は絞り通路から外れて、この絞り通路は、表
面張力による水の膜の形成が不能な大きさになる。この
ため、水抜きを行い、環境温度が低下しても、絞り通路
には氷の膜によって塞がれない。

一方、水を流すと、絞り通路内に突起部が挿入され
る。したがって、絞り通路は挿入された突起部により絞
り通路が狭くなる。このため、水ガバナは小さい水量を
制御することができる。

〔実施例〕

次に、本発明の水ガバナを図に示す一実施例に基づき
説明する。

（実施例の構成） 第１図は、給湯器に使用される水ガバナの断面図を示
す。

水ガバナ１は、ガバナハウジング２、弁座３、上流支
持部材４、筒状弁体５、環状弁体６、ダイヤフラム７、
上流側のコイルバネ８、下流側のコイルバネ９、絞り用
突起10に大別される。

ガバナハウジング２は、水ガバナ１を収容する容器
で、内部に、下方より供給された水を上方へ送る水の通
路を形成する。そして、ガバナハウジング２は、下方
（上流）が大径で、上方（下流）が小径に形成されてい
る。

弁座３は、中央部分に水が通過する開口を備えたもの
で、上流支持部材４とともに、ガバナハウジング２の大
径部分の内部に装着され、リング11によって固定されて
いる。

上流支持部材４は、筒状弁体５が上下方向に移動でき
るように、筒状弁体５の上流側を支持するものである。
詳述には、上流支持部材４は、中央部に筒状弁体５の上
流側を周囲より保持する小径筒部12を備え、小径筒部12
の周囲に形成された開口の内部を水が通過するように設
けられている。

筒状弁体５は、ガバナハウジング２内を上下方向に変
位する筒状体で、中間部分の周囲にフランジ13を備え
る。このフランジ13は、弁座３の上流側に位置し、筒状
弁体５が上下方向に変位することにより、弁座３との間
の開口面積が変化する。筒状弁体５の上流端部の周囲に
は、ゴム製のＯリング14が装着されている。このＯリン
グ14は、筒状弁体５が振動した際、筒状弁体５と小径筒
部12内とで発生する当接音を防ぐものである。

フランジ13は下流側の筒状弁体５の胴部分には、弁座
３とフランジ13との間を通過した水を筒状弁体５の内部
に導く開口が形成されている。なお、この開口より筒状
弁体５の内部へ流入した水は、筒状弁体５の中心の通路
を通って環状弁体６へ導かれる。

環状弁体６は、筒状弁体５の下流端に設けられたもの
で、中心部分に筒状弁体５の中心の通路を通過した水が
通過する絞り通路15を備える。

この絞り通路15は、上下方向に水が通過するように開
設されている。そして、絞り通路15は、ガバナハウジン
グ２内より水を抜いた場合に、表面張力によって水の膜
が形成されないように、大きさや形状が決められてい
る。具体的には、最小内径部分の厚みを2mm、内径寸法
を4.5mm、最小内径部分の下側にテーパー部を設けるな
どの対策が講じられている。なお、内径寸法が4.0mm未
満の場合は、表面張力によって水の膜が形成される。

ダイヤフラム７は、例えば樹脂製（合成ゴムも含む）
で、周囲が弁座３によってガバナハウジング２内に固着
されている。ダイヤフラム７の内周は、筒状弁体５の下
流側端部および環状弁体６と重ね合わされ、さらに、両
側より環状プレート16、17によって挟まれ、上流側のコ
イルバネ８および下流側のコイルバネ９によって支持さ
れている。

そして、環状弁体６は、筒状弁体５とともに変位し、
弁座３とフランジ13との間を通過した水の全てが絞り通
路15を通過する。

下流側のコイルバネ９は、ダイヤフラム７を水の上流
側へ付勢する本発明の付勢手段で、ガバナハウジング２
内に水が流れない場合に筒状弁体５および環状弁体６を
水の上流側の停止位置（第１図の右側に示す位置）まで
移動させるものである。そして、このコイルバネ９は、
上流側のコイルバネ８に比較してバネ定数が大きく設定
されている。つまり、ダイヤフラム７の上流側の水圧が
下流側の水圧よりも大きいと、その水圧差に応じて筒状
弁体５が下流側に変位し、ダイヤフラム７の上流側と下
流側との水圧差が無いときは、筒状弁体５が下流側のコ
イルバネ９によって上流側に押し付けられる。

また、下流側のコイルバネ９は、形状記憶合金製のバ
ネで、温度の上昇に伴い、筒状弁体５および環状弁体６
を上流側へ押圧する力が増加する。この結果、水温の変
動による給湯器の出湯温度の変動を防いでいる。

絞り用突起10は、環状弁体６の絞り通路15内に挿通さ
れる突起部18を備え、下流側に突起部18をガバナハウジ
ング２内に支持するための筒状脚部19を備える。突起部
18は、水ガバナ１に水が流れ、筒状弁体５および環状弁
体６が下流側に変位することによって、環状弁体６の絞
り通路15内に侵入するものである。突起部18を絞り通路
15内に、侵入させる目的は、絞り通路15の内径が表面張
力による水の膜の形成が不能な大きさに開成されている
ことにより、絞り通路15で期待する小さい水量制御が得
られないため、絞り通路15内に突起部18を侵入させるこ
とにより、絞り通路15の通路を狭くするものである。つ
まり、実施例のように、絞り通路15の内径寸法4.0mm以
上に設けられた場合、水の膜の形成は不能であり、低温
時の凍結が生じなくて良いが、このままでは制御する流
量が多くなってしまう。そこで、突起部18が絞り通路15
内に侵入することによって、実質的な絞り通路15の開口
を小さくし、絞り通路15の内径寸法を4.0mm未満に相当
させ、小さい水量制御を行うことのできる水ガバナ１を
得るものである。

なお、筒状脚部19の周囲には、環状弁体６の絞り通路
15を通過した水を水ガバナ１の下流に導くための開口が
複数形成されている。

（実施例の作動） 次に、上記実施例の作動を簡単に説明する。

使用者が、給湯器に接続されたカランを開くと、ガバ
ナハウジング２内を水が流れる。ガバナハウジング２内
を通過する水の流れによって、ダイヤフラム７が下流側
へ変位し、絞り通路15内に突起部18が侵入する。する
と、水ガバナ１を通過する水が環状弁体６を通過する際
に絞られて、ダイヤフラム７の上流と下流との水圧差が
大きくなる。

カバナハウジング２に流入する水の水圧が高く、下流
側との水圧差が大きくなると、筒状弁体５が下流側へ大
きく変位し、フランジ13と弁座３との間の開口面積が小
さくなる。逆に、ガバナハウジング２に流入する水の水
圧が低く、下流側との水圧差が小さくなると、筒状弁体
５が下流側へ変位する量が小さくなり、フランジ13と弁
座３との間の開口面積が大きくなる。つまり、水ガバナ
１へ流入する水圧が高いと水の絞り比が大きくなり、逆
に流入する水圧が低いと水の絞り比が小さくなる。この
結果、水ガバナ１に流入する水圧が変動しても、水ガバ
ナ１を通過した水量が一定となる。

給湯器の水抜きが行われると、水ガバナ１内に満たさ
れていた水が、図示しない水抜き栓より放出される。水
抜きが行われた際は、水ガバナ１の上流と下流とに圧力
差は生じない。このため、筒状弁体５および環状弁体６
は、下流側のコイルバネ９の作用によって上流側に押し
付けられる。この結果、絞り通路15内から突起部18が抜
けた状態となる。

そして、水ガバナ１から水が抜かれても、環状弁体６
の絞り通路15には、表面張力による水の膜は形成されな
い。

この結果、環境温度が低下しても、従来のように、絞
り通路15内は氷の膜によって塞がれない。このため、環
境温度が低下した状態で、水ガバナ１に給水を行って
も、絞り通路15は水を流すため、水バガナは作動し、給
湯器が不都合なく作動する。

（変形例） 筒状弁体５と環状弁体６とを別体に設けた例を示した
が、一体の筒状を呈する弁体としても良い。

下流側のコイルバネ９を形状記憶合金によって形成し
た例を示したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、通常のバネによって形成しても良い。また、上流側
のコイルバネ８を形状記憶合金製としたり、形状記憶合
金製のバネと並列にバネを設けて、水量の調節を行うな
どの変形例を適用できることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は水ガバナの断面図を示す。 図中 １……水ガバナ、２……ガバナハウジング ３……弁座、５……筒状弁体 ６……環状弁体、７……ダイヤフラム 13……フランジ、15……絞り通路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）水の流れるガバナハウジングと、 （ｂ）このガバナハウジング内に設けられた弁座と、 （ｃ）この弁座との間の開口面積を変化させるフランジ
   を備えた筒状弁体と、 （ｄ）前記弁座と前記フランジとの間を通過した水が通
   過する絞り通路を備えた環状弁体と、 （ｅ）前記筒状弁体および前記環状弁体を前記ガバナハ
   ウジング内で変位可能に支持するダイヤフラムと、 （ｆ）このダイヤフラムを水の上流側へ付勢し、前記ガ
   バナハウジング内に水が流れない場合に前記筒状弁体お
   よび前記環状弁体を水の上流側の停止位置まで移動させ
   る付勢手段と、 （ｇ）前記ガバナハウジング内に固定され、更に前記環
   状弁体が前記停止位置に位置する状態では前記絞り通路
   内から外れて表面張力による水の膜の形成を不能にする
   と共に、前記環状弁体が前記停止位置から下流に位置す
   る状態では前記絞り通路内に挿通される突起部を備える
   絞り用突起とを備え、 前記ガバナハウジング内に水が流れる際、流れる水圧に
   よって前記筒状弁体が前記停止位置から下流に位置する
   状態に変移して、前記弁座と前記フランジとの間の開口
   面積が変化するとともに、 前記絞り通路内に前記突起部が挿通されて、前記絞り通
   路を狭くする水ガバナ。