JP2811317B2 - フローコントロール装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は使用側蛇口の開閉による流体通路の圧力変化
でダイアフラムを作動させ、ダイアフラムと連動する弁
部材によって一つまたは複数の流路の開閉制御及び開閉
検出等を行うフローコントロール装置の改良に関し、特
に、電解イオン水生成装置の電解水排出路のようなカル
シウムの析出し易い流体通路に使用するのに適したフロ
ーコントロール装置に関する。

〔発明の技術背景〕

本発明者は先に、流通制御部を介して内部を流体導入
部と導出部に区画した少なくとも一段のバルブケーシン
グを有し、いずれかのバルブケーシングの流体導入部側
にダイアフラムによって仕切った制御チヤンバを連設
し、前記流通制御部の通路を開閉制御するための弁体を
設けた弁棒の一端を前記ダイアフラムに支持させるとと
もに、前記弁棒に、いずれかのバルブケーシングの流体
導出部と前記制御チヤンバを連通させる流体通路を形成
したフローコントロール装置を開発した。

この種の、フローコントロール装置において、特にバ
ルブケーシングを二段に連結して二つの流体回路を共通
の弁部材で開閉制御する型式のものは、主として電解水
生成装置の電解水排出路に設置し、弁棒の流体通路に連
通するバルブケーシングの流路にアルカリイオ水排出路
を接続するとともに他方のバルブケーシングの流路に酸
性水排出路を接続し、アルカリイオン水取水蛇口の開閉
操作でアルカリ水、酸性水の両方の排出路を同時に開閉
制御するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、この種の装置ではアルカリ水を流すバルブ
ケーシングの流体制御部及び弁部材等にカルシウムなど
の析出物が付着し、弁部材の作動に支障をきたす場合が
多く、メンテナンスも容易でない。また、アルカリイオ
ン水の使用蛇口をしめると弁体が流体制御部の通路を閉
じるが、このとき流体導入部の圧力が急激に高くなるた
めハンマーシヨツクでダイアフラムを破損させることが
ある。

さらに、前記アルカリ水用バルブケーシングの下段に
酸性水用のバルブケーシングを連設し、上下バルブケー
シングを貫通する弁部材とケーシング間の仕切開口縁に
可撓性隔膜を張設した２段式フローコントロール装置で
は、下段バルブケーシングの流体制御部が閉鎖したとき
に下段バルブケーシングの流体導入部の圧力が上昇し、
アルカリ水側バルブケーシングの流体導出部との圧力差
が生ずる。そのため可撓性隔膜で弁部材を押上げる力と
ダイアフラムの反力の関係で弁部材が上下に振動すると
いう好ましくない現象が加わる。

本発明はこれらの問題を解決するためになされたもの
で、第１の目的は流体制御部及び弁部材にカルシウム析
出によるトラブルが生じないフローコントロール装置を
提供することにある。

本発明の第２の目的は上記第１の目的に加え、さらに
流体圧力差によるダイアフラムの破損及び弁部材の振動
を未然に防止することのできるフローコントロール装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の目的を達成するために、本発明は流通制御
部を介して内部を流体導入部と導出部に区画した少なく
とも一段のバルブケーシングを有し、いずれかのバルブ
ケーシングの流体導入部側にダイアフラムによって仕切
った制御チヤンバを連設し、前記流通制御部の通路を開
閉制御するための弁体を設けた弁部材の一端を前記ダイ
アフラムに支持させるとともに、前記弁部材に、いずれ
かのバルブケーシングの流体導出部と制御チヤンバを連
通させる流体通路を形成したフローコントロール装置に
おいて、弁部材の流体通路に連通するバルブケーシング
の弁体と、この弁体によって開閉される流通制御部に設
けた弁座シートの一方または双方を、流体導入部と流体
導出部間の流体圧力変動で変形する弾性体で構成したこ
とにある。

弁座及び弁体を上記の構成にした場合でも弁棒表面に
析出カルシウムが付着すると弁体スカート部の揺動隙間
が塞がり、充分な払い落し作用が働かない場合がある。
この問題を解決するために本願の他の発明は、上記のよ
うに、弁部材の流体通路に連通するバルブケーシングの
弁体と、この弁体によって開閉される流通制御部に設け
た弁座シートの一方または双方が、流体導入部と流体導
出部間の流体圧力変動で変形する可撓性弾性体からなる
とともに、弁部材の弁棒に可撓性材質からなるスリーブ
を外嵌してなり、該スリーブは下部に弁棒の下方または
横方向へ延在し且つ弁体の往復作動時にケーシング内の
弁棒周辺部に当接する接触素子を一体に有するように構
成したものである。いずれの場合も上記弾性体の弁体及
び弁座シートは好ましくは下方に垂れ下ったスカート状
に形成し、スカート部内側にスカート部の揺動を許容す
るための隙間を形成する。

また、弁棒に可撓性スリーブを嵌合する場合は、好ま
しくは、スリーブの内側に中空隙間を設ける。

さらに、上記第２の目的を達成するために、本発明は
上記手段に加え、弁部材の流体通路に連通するバルブケ
ーシングの流体導入部と流体導出部の間に、弁体が弁座
シートに嵌合してもなお連通する微小通路を形成したこ
とにある。

〔発明の作用〕

本発明は上記のように弁体、弁座シート等が流体導入
部と導出部間の圧力変動で変形する可撓性の弾性体で形
成されているので流体制御部の開閉時に水圧変化あるい
は押圧による撓み、揺動、伸縮等が生じ、カルシウム等
の析出物がその物理作用で剥離される。特に、弁体また
は弁座シートをスカート状にし、スカート部内側に隙間
を形成した場合は、材質の弾力性に加えて、わずかな水
流変化でスカート部が揺動するようになる。

また、弾性体の弁体及び弁座シートに加え、弁棒に前
記可撓性スリーブを嵌合した場合は、弁部材が上下に往
復作動するときに弁棒の下方または横方向へ突出するス
リーブの接触素子がケーシング内の弁棒周辺部材に当接
し、これにより、スリーブ全体に振動、撓み、ねじれ等
が作用する。従って、弁棒に付着したカルシウム等の析
出物が効率良く振り落とされるため弁体内側の揺動隙間
が確保される。スリーブ内側に中空隙間を形成しておく
とスリーブは一層振動、撓み作用をうけ易くなる。

また、バルブケーシングの流体導入部と流体導出部の
間に、弁体が弁座シートに嵌合してもなお連通する小孔
通路を形成することにより使用蛇口の開閉で単一ケーシ
ングあるいは複数ケーシング間の導入部と導出部に急激
な圧力差が生じても、この小孔通路によって一方の圧力
が他方へ逃げ、シヨツクが減衰される。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

本発明のフローコントロール装置は流体導入部と導出
部を有する一つまたは二つ以上のバルブケーシングユニ
ツトを一段または二段に構成してなるもので、第１図は
バルブケーシングが一つの場合を例示し、第２図はバル
ブケーシングを２段に連結し、二系統の流体回路を共通
の弁部材で制御する場合を例示している。

第１図の実施例のフローコントロール装置は、流体導
入部1aと流体導出部1bを有し、内部にこれら導入部1aと
導出部1bを区画する流通制御部1cを設けた一個のバルブ
ケーシング１を具備している。

バルブケーシング１の流体導入部1aの上方には、ゴム
などの可撓性材質からなるダイアフラム２で仕切られた
制御チヤンバ３が連設されている。このダイアフラム２
は制御チヤンバ３内に張架したばね４により弾力的に支
持されており、そのほぼ中央に前記流通制御部1cの流路
を制御する弁部材５の一端が結合されている。

流通制御部1cは流体導入部1aと導出部1bを連通する通
口部材６に弁座シート７を取付けてなるとともに、弁部
材５は弁棒5aの外周に前記弁座シート７の通口に対応す
る弁体5bを設けてなり、かくして、ダイアフラム２と連
動する弁部材５の上下移動により弁体5bが流通制御部1c
の弁座シート７の通口内に出没し、流れを制御するよう
になっている。

弁部材５の弁棒5a軸体内にはダイアフラム２上方の制
御チヤンバ３とバルブケーシング１の流体導出部1bに連
通する流体通路８が形成されており、チヤンバ３と導出
部1bの流体が各々の圧力差によって相互に流れるように
なっている。

さらに、このフローコントロール装置には弁部材５の
流通制御状態を検出してON−OFF信号を発信するスイツ
チ機構９が設けられており、この実施例ではダイアフラ
ム２あるいは弁体５などの可動部材に取付けたマグネツ
ト9aと、バルブケーシングに固定され、マグネツト9aの
接近−離反でON−OFF作動するリードスイツチ、マイク
ロスイツチなどのスイツチ部材9bでスイツチ機構９を構
成している。尚、図の実施例ではスイツチ部材9bを制御
チヤンバ３内に突出するようにして着脱自在に螺着し、
ツマミ操作で突出長さを加減してON−OFF制御を調節で
きるようにしてある。

かくして、導出部1bに連通する流体回路の蛇口（図は
省略）を閉めるとバルブケーシング１の導出部1bの圧力
が上昇し導出部1b内の流体が通路８から制御チヤンバ３
に流入することにより、ダイアフラム２が図の下方へ押
され、これと連動する弁体5aが第１図のように弁座シー
ト７の開口に嵌合する。この状態で流体の流れが止まっ
たことが検出されその信号をとるようになっている。

他方、蛇口を開けると導出部1b及び制御チヤンバ３の
圧力が下がりダイアフラム２とともに弁体5aが上方へ移
動して弁座シート７の開口を開き、流体が導入部1aから
導出部1bへ流れるとともに、流通状態の信号がとられる
ようになっている。

第２図実施例は、流体導入部10aと導出部10bを有し、
内部にこれら導入部10aと導出部10b区画する流体制御部
10cを設けたもう一つのバルブケーシング10を第１図バ
ルブケーシング１の下段に連結し、下段バルブケーシン
グ内に貫通させた弁部材５に下段バルブケーシング10の
流通制御部10cを開閉する第２の弁体11を設け二系統の
流体回路を一つの弁部材５で連動して開閉制御するよう
にしたものである。

この場合弁棒５の流体通路８を介して制御チヤンバ３
と連通するバルブケーシング１が主動側となり、他方の
バルブケーシング10が従動側となるもので、その位置関
係は図のように上段を主動側とする場合に限らない。流
体通路８を下段バルブケーシング10の導出部10bに連通
させて下段のバルブケーシング10を主動側としてもよ
い。

尚、第２図の実施例では弁部材５の通るバルブケーシ
ング1,10間の隔壁12に弁棒よりも大径の開口部13を設
け、この開口部13の縁辺と弁棒5aの外周間に、弁部材５
の上下動に追従する可撓性隔膜14を張設して開口部13を
密閉してある。これは弁棒5aの摺動部をなくしカルシウ
ム等の析出物の付着による作業不良を防止するためであ
る。

以上のような構造の一段または多段バルブケーシング
を有するフローコントロール装置（スイツチ機構の有無
を問わない）において、本発明の第１の特徴は弁部材５
の流体通路８に連通するバルブケーシング１の弁体5b及
びこの弁体5bによって開閉される流通制御部1cの弁座７
の一方または双方が、該バルブケーシング１の流体導入
部1aと流体導出部1b間の圧力変動、特に、弁体5bと弁座
シート７間を流れる流体の流圧によって変形するゴム等
の可撓性材質からなる弾性体で構成したことにある。

好ましくは、第３図に拡大して示すように、弁体5bは
弁座シート７の開口に嵌合される部分が下方に垂れ下っ
たスカート部15を有し、スカート部15の内側、例えば弁
棒5a外周との間に弁体スカート部15の動き（揺れ）を許
容する隙間16を設けるのが望ましい。

同様に、弁座シート７も、開口を覆う部分に下方に垂
れ下ったスカート部17を形成しスカート部17の内側、例
えば開口部材６との間に該スカート部17の動き（揺れ）
を許容する隙間18を設けるのが望ましい。

これら弁体5b及び弁座シート７の隙間16,18は該隙間
から剥離された析出物が下方へ流れるように下部を開放
するのが好ましい。

尚、弁体5bはダイアフラム２と一体成形したものでも
別体に形成したものでもよい。また、弁体スカート部15
の先端を弁棒5bの流体通路８の開口部に部分的に臨ませ
ておくと通路８を出入する流体でスカート部15が揺れる
ので析出物の付着防止上都合がよい。

弁体5b及び弁座シート７の双方が上記の材質及び構造
であることが最も望ましいが、本発明は必ずしもこれに
限定されるものではなく、いずれか一方が上記構成であ
る場合を包含する。

さらに好ましくは弁座シート７のスカート部17は第４
図に示すようにその下部内径を末広がりに拡径させると
ともにこの拡径部内壁にいくつかの突起17′を望ましく
は流体の流れ方向に対して若干傾斜させた状態に形成す
る。この理由は突起17′が流体抵抗により歪み、あるい
は振動してスカート部17への析出物の付着防止、剥離を
より効果的にするためである。

本発明の他の重要な特徴は、弁部材５の流体通路８に
連通するバルブケーシング１の流体導入部1aと流体導出
部1bの間に、弁体5bが弁座シート７の開口に嵌合しても
なお導入部1aと導出部1b間の流体移動を許容する微小通
路19を形成したことにある。

ここで「微小通路」とは導出部1bに連通する使用側蛇
口（図省略）を閉じたときのダイアフラム２の作動を妨
げない程度の通路という意味である。

第４図乃至第5b図は上記微小通路が弁体5bまたは弁座
シート７の対向面の少なくとも一方に形成したリブ間に
形成される空間または溝によって形成した実施例を示す
もので、第４図は弁座シート７側にリブ20を形成し、リ
ブ20,20間の空間21を通路とした場合であり、第5,第６
各図は弁体5b側にリブ22を形成し、該22,22間の空間23
を通路19とした場合を例示している。

導入部1a、導出部1b間の前記微小通路は上記の実施例
に限らず、第１図，第２図のように、導入部1aと導出部
1bの仕切壁に形成した小孔24でもよく、また、両者を併
用してもよい。尚、第２図のように多段式の場合は従動
側バルブケーシング10の弁体11及び弁座25も好ましくは
ゴムなどの弾性体たは弾性シートを用い、閉鎖を確実に
するのが望ましい。この場合、弁体11は図のように開口
部13の可撓性隔膜14と一体に形成すると製作、組付が容
易で経済的である。

第７図乃至第９図は本発明の他の実施例を示すもの
で、第１図乃至第６図の構成に加え、弁棒5aの外周に、
弁棒5aの下方または横方向へ延在する接触素子26を一体
に形成したゴム，合成ゴムなどの可撓性スリーブ27を嵌
め、弁部材５の往復（上下）作動時にこの接触素子26が
ケーシング１内の弁棒周辺フレームに弾発的に当接し、
スリーブ27全体に振動，撓み，ねじれなどが伝達，付与
されるようにしたものである。

第７図のようにバルブケーシングが一段の場合すなわ
ち流体回路が一系統の場合はスリーブ27の接触素子26を
弁棒27よりも下方へ延在させ、弁棒27が図の下方に移動
したときに接触素子26が弁体よりも先にケーシング１の
底28に弾発的に当接し、これにより可撓性スリーブ27の
全体に振動，撓み，等を与えるようになっている。この
場合接触素子26は弁棒5aの流体通路８を塞がないよう
に、流体通路８とケーシング流体導出部1bを連通するた
めの切欠きまたは通孔29を形成しておく。

第７図実施例では第8a図及び第8b図に拡大して示すよ
うにスリーブ27の下部接触素子26の底部を開放し、側面
に切欠き29を形成してあるがこれに限らず第8c図のよう
に接触素子26の下端を底部材30で閉鎖し、下部側面に通
孔29を形成した構造でもよい。

第９図のようにバルブケーシングが多段の場合、すな
わち、弁棒5aを下段をケーシング10に貫通させる場合は
第10a図及び第10b図に拡大して示すように、スリーブ27
と一体に形成した一本または複数の触手状接触素子26を
スリーブ27の横方向外側へ突出させ、弁棒5aが上下移動
する際に、これら接触素子26が弁棒周囲の部材（図では
上下バルブケーシングの隔壁12に設けた開口部13の内
壁）に弾発的に当接するようにする。この場合好ましく
は接触素子26に弾発力を付与させるため、周辺部材に当
接する接触素子26の先端を球状あるいは厚肉に形成する
とともに、弁体の上下動に伴って周囲部材に当接した接
触素子26が上下に撓むようにいくぶん長めにする。

第10図実施例においても接触素子26は弁棒5aの流体通
路８を閉鎖しないように例えば第９図のように流体通路
８の導出側開口部材上方に設ける。

第７図及び第９図に示すように、好ましくは可撓性ス
リーブ27の軸体内側に隙間31を形成する。この隙間31の
形成は例えば第8a図，第8b図，第10a図に示すようにス
リーブ27軸体の内周壁中間部27aを相対的に薄肉に成形
することによって得られる。

尚、流体通路８の導出側通孔上面をカルシウムの付着
から防止するためにスリーブ27にはこの通孔上面を被覆
する水平カバー片27′を一体に設けておくのが望まし
い。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように、弁部材の流体通路に連通する
バルブケーシングの弁体、あるいは弁座シートがそこを
通る流体圧力で変形し、伸縮、歪み、振動等がおこるの
で析出物が付着しにくく、また付着しても成長しないう
ちに剥離される。従って、特に、析出物が生じ易い電解
イオン水生成装置のアルカリ水回路に使用したときにフ
ローコントロール装置の信頼性が長期間保証され、メン
テナンスのコストも著しく節減できる。

また、上記弾性弁体、弾性弁座シートとともに、弁棒
に前記可撓性スリーブを外嵌した場合は弁棒へのカルシ
ウム付着が確実に防止される。特に、弾性弁体と弁棒の
間にカルシウムが付着しなくなるので弁体の振動スペー
スが常に確保され、弁体のカルシウム振り落し機能がい
つまでも保証される。

さらに、バルブケーシングの導入部と導出部間に微小
通路を設けた場合は、急激な圧力差によるハンマーシヨ
ツクが減衰されるのでダイアフラムの破損を未然に防止
することができ、特に多段式フローコントロール装置に
ついては上段導出部と下段導入部の圧力差による弁部材
の振動も合理的に解消され、さらには上下バルブケーシ
ング間の可撓膜も保護されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例によるフローコントロール装置の
縦断面図、第２図は別の実施例による第１図相当図、第
３図は第１図及び第２図の要部拡大縦断面図、第４図は
他の実施例による弁座シートの拡大縦断面図、第５図は
他の実施例による弁体の拡大縦断面図、第６図は第５図
のVI−VI線断面図、第７図は本発明の他の実施例による
第１図相当図、第8a図は第７図の部分拡大図、第8b図は
第７図のｂ−ｂ線端面図、第8c図は他の実施例の第8a図
相当図、第９図は他の実施例による第２図相当図、第10
a図は第９図部分拡大図、第10b図は第10a図のｂ−ｂ線
端面図である。 １、10……バルブケーシング、２……ダイアフラム、５
……弁部材、5a……弁棒、5b……弁体、７……弁座シー
ト、８……流体通路、９……スイツチ機構、11……弁
体、13……開口部、14……可撓隔膜、15,17……スカー
ト部、16,18……隙間、17′……突起、20,22……リブ、
24……小孔、26……接触素子、27……可撓スリーブ、29
……切欠き（または通孔）31……隙間。

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流通制御部を介して内部を流体導入部と導
   出部に区画した少なくとも一段のバルブケーシングを有
   し、いずれかのバルブケーシングの流体導入部側にダイ
   アフラムによって仕切った制御チヤンバを連設し、前記
   流通制御部の通路を開閉制御するための弁体を設けた弁
   部材の一端を前記ダイアフラムに支持させるとともに、
   前記弁部材に、いずれかのバルブケーシングの流体導出
   部と制御チヤンバを連通させる流体通路を形成したフロ
   ーコントロール装置において、前記弁部材の流体通路に
   連通するバルブケーシングの弁体と、この弁体によって
   開閉される流通制御部に設けた弁座シートの一方または
   双方が、流体導入部と流体導出部間の流体圧力変動で変
   形する弾性体からなることを特徴とするフローコントロ
   ール装置。
2. 【請求項２】流通制御部を介して内部を流体導入部と導
   出部に区画した少なくとも一段のバルブケーシングを有
   し、いずれかのバルブケーシングの流体導入部側にダイ
   アフラムによって仕切った制御チヤンバを連設し、前記
   流通制御部の通路を開閉制御するための弁体を設けた弁
   部材の一端を前記ダイアフラムに支持させるとともに、
   前記弁部材に、いずれかのバルブケーシングの流体導出
   部と制御チヤンバを連通させる流体通路を形成したフロ
   ーコントロール装置において、前記弁部材の流体通路に
   連通するバルブケーシングの弁体と、この弁体によって
   開閉される流通制御部に設けた弁座シートの一方または
   双方が、流体導入部と流体導出部間の流体圧力変動で変
   形する弾性体からなるとともに、弁部材の弁棒は可撓性
   スリーブを外嵌してなり、該スリーブは下部に、弁棒の
   下方または横方向へ延在し且つ弁体の往復作動時にケー
   シング内の弁棒周辺部に当接する接触素子を一体に有し
   ていることを特徴とするフローコントロール装置。
3. 【請求項３】弁体と弁座シートの一方または双方が、下
   方に垂れ下ったスカート部を有し、スカート部の内側に
   隙間を設けてなる請求項（１）または（２）記載のフロ
   ーコントロール装置。
4. 【請求項４】弁座シートのスカート部下部内面に突起を
   形成してなる請求項（３）記載のフローコントロール装
   置。
5. 【請求項５】弁部材の流体通路に連通するバルブケーシ
   ングの流体導入部と流体導出部の間に、弁体が弁座シー
   トに嵌合してもなお連通する微小通路が形成されるよう
   にしてなる請求項（１），（２），（３）または（４）
   記載のフローコントロール装置。
6. 【請求項６】微小通路が、弁体と弁座シートの少なくと
   も一方の対向面に形成したリブ間の空間によって形成さ
   れるようになっている請求項（５）記載のフローコント
   ロール装置。
7. 【請求項７】微小通路が、流体導入部と流体導出部間の
   内部仕切部材に形成した小孔からなる請求項（５）記載
   のフローコントロール装置。
8. 【請求項８】可撓性スリーブの内側に中空隙間を設けた
   ことを特徴とする請求項（２）乃至（８）記載のフロー
   コントロール装置。