JP6104073B2

JP6104073B2 - 減圧弁

Info

Publication number: JP6104073B2
Application number: JP2013134084A
Authority: JP
Inventors: 弘宣若林
Original assignee: 株式会社ダンレイ
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2033-06-26
Also published as: JP2015011390A

Description

本発明は、缶体を有する給湯器等に使用される減圧弁に関するものである。

一次側通路と、二次側通路と、一次側通路と二次側通路との間の連通穴である弁穴と、二次側通路に連通する感圧室と、二次側通路内に配設され感圧室内圧による付勢力を受けて往復動し弁穴を開閉する弁体を備え、一次側通路が樹脂で形成され、更に感圧室内に配設されて一次側通路と感圧室とを連通させる第２弁機構を備え、第２弁機構は、前記弁体が弁穴を閉じている時に、樹脂製の一次側通路の耐圧値よりも低い一次圧で開弁することを特徴とする減圧弁が特許文献１に開示されている。
特許文献１の減圧弁においては、弁体が一次側通路と二次側通路との境界部を閉じている時に一次圧が適正範囲を超えて上昇すると、一次圧が樹脂製の一次側通路の耐圧値に達する前に、第２弁機構が開弁し感圧室を介して一次側通路と二次側通路とを連通させるので、一次圧は二次圧により希釈されて減圧する。この結果、一次側通路を樹脂で形成したために耐圧性能が従来に比べて低下した減圧弁が保護される。特許文献１の減圧弁においては、閉弁時に一次圧が適正範囲を超えて上昇した場合に、一次側通路から直接減圧弁外へ排水することなく前記一次圧を減圧できる。

特許第４２９０２００号公報

特許文献１の減圧弁には、感圧室内に配設された筒状の支持部材が第２弁機構を取り囲んで支持しており、第２弁機構内の水と感圧室内の水との間で対流が起き難いので、減圧弁の閉弁時に一次側通路が接続する水道配管内の水が低温環境下で凍結し、一次側通路も低温化し且つ内圧が上昇した時に、一次側通路に近接する第２弁機構内の水が凍結して第２弁機構が作動不能になり、一次側通路の内圧上昇を阻止できなくなり、一次側通路が破損する可能性があるという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、一次側通路と、二次側通路と、一次側通路と二次側通路との間の連通穴である弁穴と、二次側通路に連通する感圧室と、二次側通路内に配設され感圧室内圧による付勢力を受けて往復動し弁穴を開閉する弁体を備え、一次側通路が樹脂で形成され、更に感圧室内に配設されて一次側通路と感圧室とを連通させる第２弁機構を備え、第２弁機構は、前記弁体が弁穴を閉じている時に、樹脂製の一次側通路の耐圧値よりも低い一次圧で開弁する減圧弁であって、減圧弁閉弁時に低温環境下で第２弁機構内の水の凍結が抑制された減圧弁を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、一次側通路と、二次側通路と、一次側通路と二次側通路との間の連通穴である弁穴と、二次側通路に連通する感圧室と、二次側通路内に配設され感圧室内圧による付勢力を受けて往復動し弁穴を開閉する弁体を備え、一次側通路が樹脂で形成され、更に感圧室内に配設されて一次側通路と感圧室とを連通させる第２弁機構を備え、第２弁機構は、前記弁体が弁穴を閉じている時に、樹脂製の一次側通路の耐圧値よりも低い一次圧で開弁し、第２弁機構は、第２弁機構の弁体の周側面が感圧室内に分散配置された複数の支持部材に当接することにより、前記複数の支持部材によって支持されていることを特徴とする減圧弁を提供する。
本発明に係る減圧弁においては、弁体が一次側通路と二次側通路との境界部を閉じている時に一次圧が適正範囲を超えて上昇すると、一次圧が樹脂製の一次側通路の耐圧値に達する前に、第２弁機構が開弁し感圧室を介して一次側通路と二次側通路とを連通させるので、一次圧は二次圧により希釈されて減圧する。この結果、一次側通路を樹脂で形成したために耐圧性能が従来に比べて低下した減圧弁が保護される。本発明に係る減圧弁においては、閉弁時に一次圧が適正範囲を超えて上昇した場合に、一次側通路から直接減圧弁外へ排水することなく前記一次圧を減圧できる。
本発明に係る減圧弁においては、第２弁機構は感圧室内に分散配置された複数の支持部材によって支持されているので、第２弁機構内の水は、分散配置された支持部材間の隙間を介して感圧室内の水と容易に対流する。この結果、減圧弁閉弁時に低温環境下で第２弁機構内の水の凍結が抑制される。

本発明の好ましい態様においては、感圧室囲壁の一部が一次側通路周壁を形成し、感圧室囲壁の一次側通路周壁を形成する部位が一次側通路周壁の他の部位に比べて一次側通路の径方向内方へ突出している。
特許文献１の減圧弁においては、感圧室囲壁の一次側通路周壁を形成する部位が一次側通路周壁の他の部位と面一に延在している。従って、感圧室囲壁の一次側通路周壁を形成する部位を一次側通路周壁の他の部位に比べて一次側通路の径方向内方へ突出させることによって、感圧室の容積を従来に比べて大きくすることができる。感圧室の容積が従来に比べて大きくなることにより、感圧室内の水の対流が更に促進され、減圧弁閉弁時に低温環境下で第２弁機構内の水の凍結が更に抑制される。
本発明の好ましい態様においては、減圧弁は、樹脂で形成されたボディと、ボディの一部が形成するシリンダと、シリンダ内で往復摺動するピストンヘッドと、ピスンヘッドの一方の端面から延びてシリンダの一端からシリンダ外へ突出する第１ピストンロッドと、シリンダの前記一端が形成する弁穴と、第１ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端に固定されて弁穴と対峙する弁体と、シリンダ周壁の第１ピストンロッドに対峙する部位に形成された開口と、ピストンヘッドの他方の端面から延びてシリンダの他端からシリンダ外へ突出する第２ピストンロッドと、第２ピストンロッドのシリンダ他端から突出した一端に中心部が固定されたダイヤフラムと、シリンダの前記開口よりも他端側の部位と当該部位を取り巻くボディ周壁の部位と前記両部位のダイアフラムから離隔した端部同士を連結する環状壁とピストンヘッドとダイアフラムとが協働して形成する感圧室と、ダイヤフラムを感圧室側へ押圧するバネと、バネを収容すると共に前記ボディ周壁の部位と協働してダイヤフラムの周縁部を挟持するバネケースと、ピストンヘッドの周溝に収容されてピストンヘッドとシリンダ内周面との摺接部をシールするシール部材とを備え、ボディは、シリンダ周壁の前記開口に連通する弁流入口と、弁穴と弁体との間の隙間に連通する弁流出口とを有し、弁流入口と弁穴との間の流路が一次側通路を形成し、弁穴と弁流出口との間の流路が二次側通路を形成し、感圧室は二次側通路に連通し、感圧室の環状壁の一部が一次側通路周壁を形成し、第２弁機構は、感圧室環状壁の一次側通路周壁を形成する部位に形成された貫通穴を開閉する第２弁体と、第２弁体を閉弁方向へ付勢する第２バネと、第２バネを第２弁体に組み付けるバネ押さえとを備え、バネ押さえは感圧室内に分散配置された複数の部材によって支持され、バネ押さえと前記複数の部材とによって第２弁機構が支持され、一次側通路周壁を形成する感圧室の環状壁の一部が一次側通路周壁の他の部位に比べて一次側通路の径方向内方へ突出している。
上記構成によれば、減圧弁の閉弁時に一次圧が適正範囲を超えて上昇した場合に、一次側通路から直接減圧弁外へ排水することなく前記一次圧を減圧でき、且つ減圧弁閉弁時に低温環境下で第２弁機構内の水の凍結が抑制される。

本発明の実施例に係る減圧弁の構造図である。（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のピストンヘッドを取り除いたｂ−ｂ矢視図である。

本発明の実施例に係る減圧弁を説明する。
図１に示すように、減圧弁１は、樹脂成型品であるボディ１０を備えている。ボディ１０の一部がシリンダ１１を形成している。減圧弁１は、シリンダ１１内で往復摺動するピストンヘッド１２と、ピスンヘッド１２の一方の端面から延びてシリンダ１１の一端からシリンダ１１外へ突出する第１ピストンロッド１３と、シリンダ１１の前記一端が形成する弁穴１４と、第１ピストンロッド１３のシリンダ１１外へ突出した一端に固定されて弁穴１４と対峙する弁体１５と、シリンダ１１周壁の第１ピストンロッド１３に対峙する部位に形成された開口１６と、ピストンヘッド１２の他方の端面から延びてシリンダ１１の他端からシリンダ１１外へ突出する第２ピストンロッド１７と、第２ピストンロッド１７のシリンダ１１他端から突出した一端に中心部が固定されたダイヤフラム１８と、シリンダ１１の開口１６よりも他端側の部位と当該部位を取り巻くボディ周壁の部位１９と前記両部位のダイアフラム１８から離隔した端部同士を連結する環状壁２０とピストンヘッド１２とダイアフラム１８とが協働して形成する感圧室２１と、ダイヤフラム１８を感圧室２１側へ押圧するバネ２２と、バネ２２を収容すると共にボディ周壁の部位１９と協働してダイヤフラム１８の周縁部を挟持するバネケース２３と、ピストンヘッド１２の周溝に収容されてピストンヘッド１２とシリンダ１１内周面との摺接部をシールするＯリング２４とを備えている。
ピストンヘッド１２の受圧面積は弁体１５の受圧面積よりも大きな値に設定されている。

ボディ１０は、シリンダ１１の周壁の開口１６とシリンダ１１の内部空間とを介して弁穴１４に連通する弁流入口２５と、弁体１５と弁穴１４との間の隙間に連通する弁流出口２６とを有している。
弁流入口２５と弁穴１４との間の流路が一次側通路２７を形成し、弁体１５と弁穴１４との間の隙間と弁流出口２６との間の流路が二次側通路２８を形成している。弁体１５は二次側通路２８内に配設されている。
二次側通路２８の弁体近傍部であって弁体１５と弁穴１４との間で延在する部位の周壁に一端が開口し、シリンダ１１に沿ってシリンダの他端方向へ延在し、感圧室２１の環状壁２０に他端が開口して、二次側通路２８を感圧室２１に連通させる連通路２９が配設されている。
弁流入口２５は図示しない逆止弁を介して図示しない水道配管に接続しており、弁流出口２６は図示しない貯湯タンクを介して蛇口やシャワー等の図示しない吐水装置に接続している。

減圧弁１は第２弁機構３０を備えている。第２弁機構３０は、感圧室環状壁２０の一次側通路２７周壁を形成する部位に形成された貫通穴２７ａを開閉する第２弁体３１と、第２弁体３１を閉弁方向へ付勢する第２バネ３２と、第２バネ３２を第２弁体３１に組み付けるバネ押さえ３３とを備えている。バネ押さえ３３は、感圧室２１内に分散配置され且つボディ周壁の部位１９、環状壁２０から延びる一対の柱状部材２１ａ、２１ｂの頭部にビス止めされて、柱状部材２１ａ、２１ｂによって支持されている。柱状部材２１ａ、２１ｂによって支持されたバネ押さえ３３に第２バネ３２が当接し、柱状部材２１ａ、２１ｂと、感圧室２１内で柱状部材２１ａ、２１ｂに対して分散配置され且つボディ周壁の部位１９、環状壁２０から延びるリブ２１ｃとに弁体３１の周側面が当接することにより、第２弁機構３０は、互いに分散配置された柱状部材２１ａ、２１ｂとリブ２１ｃとによって支持されている。
感圧室環状壁２０の一次側通路２７周壁を形成する部位は、一次側通路２７周壁の他の部位に比べて一次側通路２７の径方向内方へ突出している。

減圧弁１においては、図示しない吐水装置の使用時に、一次側通路２７から二次側通路２８へ流れる水道水が弁穴１４と弁体１５とで形成される弁部を通過する際に圧力損失が発生し、二次側通路の水圧すなわち二次側通路の内圧が減圧される。二次側通路２８の内圧が上昇すると、連通路２９を介して二次側通路２８に連通する感圧室２１の水圧すなわち感圧室の内圧が増加し、ダイアフラム１８とバネ２２とによって付勢された弁体１５が閉弁方向へ移動し、弁部での圧損を増加させて二次側通路２８の内圧を低下させる。二次側通路２８の内圧が低下すると、連通路２９を介して二次側通路２８に連通する感圧室２１の内圧が低下し、ダイアフラム１８とバネ２２とによって付勢された弁体１５が開弁方向へ移動し、弁部での圧損を減少させて二次側通路２８の内圧を増加させる。この結果、二次側通路２８の内圧は所定値に維持される。
図示しない吐水装置の不使用時には、減圧弁１内の水道水の流れが止まり、一次側通路２７の水圧すなわち一次側通路２７の内圧と二次側通路２８の内圧の差圧が零になり、ピストンヘッド１２と弁体１５とに印加される弁内圧による開弁方向の付勢力と閉弁方向の付勢力とがバランスする。この時、ダイアフラム１８に印加される感圧室２１の内圧による閉弁方向の付勢力がバネ２２による開弁方向の付勢力よりも大きくなり、弁体１５は弁穴１４を閉鎖する。この結果、減圧弁１は閉弁する。
図示しない吐水装置の使用が開始されると、二次側通路２８の内圧ひいては感圧室２１の内圧が低下し、バネ２２による開弁方向の付勢力がダイアフラム１８に印加される感圧室内圧による閉弁方向の付勢力に打ち勝って、弁体１５が開弁方向へ移動し、弁穴１４が開き、減圧弁１による減圧動作が開始される。

減圧弁１が閉弁している時に、ウォーターハンマーや、減圧弁１よりも上流側の水道配管の凍結等により、一次圧が適正範囲を超えて上昇すると、ピストンヘッド１２と弁体１５とに印加される水圧による付勢力の和は閉弁方向に働くので弁体１５は開弁しないが、第２弁機構３０の弁体３１には開弁方向の付勢力が働き、一次圧が樹脂製の一次側通路２７の耐圧値に達する前に、弁体３１に働く開弁方向の付勢力が第２バネ３２の閉弁方向の付勢に打ち勝って、第２弁機構３０が開弁する。一次側通路２７と感圧室２１との間の連通路である貫通穴２７ａが開放され、ひいては一次側通路２７が感圧室２１を介して二次側通路２８に連通するので、一次側通路内圧は二次側通路内圧により希釈されて減圧する。この結果、一次側通路２７を樹脂で形成したために、一次側通路を金属で形成した減圧弁に比べて耐圧性能が低下した減圧弁１が保護される。
減圧弁１においては、閉弁時に一次側通路内圧が適正範囲を超えて上昇した場合に、一次側通路２７から直接減圧弁１外へ排水することなく前記一次側通路内圧を減圧するので、排水ホースを配設する必要がない。

第２弁機構３０は感圧室２１内に分散配置された複数の支持部材２１ａ、２１ｂ、２１ｃによって支持されているので、第２弁機構３０内の水は、分散配置された支持部材２１ａ、２１ｂ、２１ｃ間の隙間を介して感圧室２１内の水と容易に対流する。この結果、減圧弁閉弁時に低温環境下で第２弁機構３０内の水の凍結が抑制され、低温環境下での第２弁機構３０の作動が確保され、低温環境下での樹脂製の一次側通路２７の破損が防止される。
感圧室環状壁２０の一次側通路２７周壁を形成する部位を一次側通路２７周壁の他の部位に比べて一次側通路２７の径方向内方へ突出させることによって、感圧室２１の容積を、感圧室環状壁の一次側通路周壁を形成する部位が一次側通路周壁の他の部位と面一に延在した特許文献１の減圧弁に比べて大きくすることができる。感圧室２１の容積が特許文献１の減圧弁に比べて大きくなることにより、感圧室２１内の水の対流が更に促進され、減圧弁閉弁時に低温環境下で第２弁機構３０内の水の凍結が更に抑制される。

本発明は、減圧弁に広く利用可能である。

１減圧弁
１１シリンダ
１４弁穴
１５弁体
１８ダイアフラム
２１感圧室
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ支持部材
２７一次側通路
２８二次側通路
２９連通路
３０第２弁機構
３１弁体
３２第２バネ
３３バネ押さえ

Claims

一次側通路と、二次側通路と、一次側通路と二次側通路との間の連通穴である弁穴と、二次側通路に連通する感圧室と、二次側通路内に配設され感圧室内圧による付勢力を受けて往復動し弁穴を開閉する弁体を備え、一次側通路が樹脂で形成され、更に感圧室内に配設されて一次側通路と感圧室とを連通させる第２弁機構を備え、第２弁機構は、前記弁体が弁穴を閉じている時に、樹脂製の一次側通路の耐圧値よりも低い一次圧で開弁し、第２弁機構は、第２弁機構の弁体の周側面が感圧室内に分散配置された複数の支持部材に当接することにより、前記複数の支持部材によって支持されていることを特徴とする減圧弁。
感圧室囲壁の一部が一次側通路周壁の一部を形成し、感圧室囲壁の一次側通路周壁を形成する部位が一次側通路周壁の他の部位に比べて一次側通路の径方向内方へ突出していることを特徴とする請求項１に記載の減圧弁。
樹脂で形成されたボディと、ボディの一部が形成するシリンダと、シリンダ内で往復摺動するピストンヘッドと、ピスンヘッドの一方の端面から延びてシリンダの一端からシリンダ外へ突出する第１ピストンロッドと、シリンダの前記一端が形成する弁穴と、第１ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端に固定されて弁穴と対峙する弁体と、シリンダ周壁の第１ピストンロッドに対峙する部位に形成された開口と、ピストンヘッドの他方の端面から延びてシリンダの他端からシリンダ外へ突出する第２ピストンロッドと、第２ピストンロッドのシリンダ他端から突出した一端に中心部が固定されたダイヤフラムと、シリンダの前記開口よりも他端側の部位と当該部位を取り巻くボディ周壁の部位と前記両部位のダイアフラムから離隔した端部同士を連結する環状壁とピストンヘッドとダイアフラムとが協働して形成する感圧室と、ダイヤフラムを感圧室側へ押圧するバネと、バネを収容すると共に前記ボディ周壁の部位と協働してダイヤフラムの周縁部を挟持するバネケースと、ピストンヘッドの周溝に収容されてピストンヘッドとシリンダ内周面との摺接部をシールするシール部材とを備え、ボディは、シリンダ周壁の前記開口に連通する弁流入口と、弁穴と弁体との間の隙間に連通する弁流出口とを有し、弁流入口と弁穴との間の流路が一次側通路を形成し、弁穴と弁流出口との間の流路が二次側通路を形成し、感圧室は二次側通路に連通し、感圧室の環状壁の一部が一次側通路周壁を形成し、第２弁機構は、感圧室環状壁の一次側通路周壁を形成する部位に形成された貫通穴を開閉する第２弁体と、第２弁体を閉弁方向へ付勢する第２バネと、第２バネを第２弁体に組み付けるバネ押さえとを備え、バネ押さえは感圧室内に分散配置された複数の部材によって支持され、バネ押さえと前記複数の部材とによって第２弁機構が支持され、一次側通路周壁を形成する感圧室の環状壁の一部が一次側通路周壁の他の部位に比べて一次側通路の径方向内方へ突出していることを特徴とする請求項２に記載の減圧弁。