説明

差圧作動型三方弁

【課題】 吸入口の加圧が停止されたときに流体の吸入口への逆流を防止する。
【解決手段】 容器4に設けた吸入口7aと吸入口側空気室17とは、吸入口弁座8aを介して連通している。容器4に互いに隣接して設けた排出口12aと吐出口13aとは、排出口弁座12bおよび吐出口側空気室18を介して連通されている。弁体15には、吸入口7aと吐出口13aとを連通する連通路15cが設けられている。吸入口7aが加圧されているときは、吸入口弁座8aを介して吸入口7aと吸入口側空気室17とが連通している。一方、吸入口7aが加圧されていないときは、弁体15の弁本体15aが吸入口弁座8aに圧接し、吸入口7aと吐出口13aおよび排出口12aとの間を遮断する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、急排機構を有する差圧作動型三方弁に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来の差圧作動型三方弁として、特許文献1に記載されたものがある。これを図4および図5に基づいて説明する。図4に全体を符号101で示す従来の差圧作動型三方弁は、吸入口102を有する吸入口側容器103と、吐出口104を有する吐出口側容器105と、弁体としてのパッキン106と、このパッキン106を付勢する圧縮コイルばね107とによって、概ね構成されている。パッキン106には流通口108が設けられており、このパッキン106は両容器103,105に挟まれボルト109およびナット110によって締結されている。吐出口104に隣接して排出口111が設けられており、これら吐出口104と排出口111とは吐出口弁座112を介して連通されている。上記圧縮コイルばね107は吐出口104に連通された凹部113に遊挿されており、パッキン106を吸入口102側に付勢している。
【0003】
このような構成において、吸入口側容器103とパッキン106とによって囲まれた空気室102,114が加圧されているときは、パッキン106が吐出口弁座112に圧接し排出口111への流路は遮断され、加圧された空気室102,114の流体はパッキン106の流通口108を通過し、吐出口側容器105に設けられた凹部115を介して吐出口104へ供給される。一方、吸入口102側の加圧が停止すると、圧縮コイルばね107の付勢力によりパッキン106が吸入口102側に押圧され、吐出口104と排出口111とが吐出口弁座112を介して連通した状態となり、吐出口104内が大気圧となる。このように、吐出口104内の圧力を即時に大気圧に戻す急排機能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平1−232930号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述したような従来の差圧作動型三方弁においては、吸入口102側の加圧が停止した場合、吐出口104と排出口111と吸入口102とがパッキン106の流通口108を介して連通された状態になっている。このため、図5に示すように、吐出口104に給湯器30を接続し、吸入口102に加圧ポンプ装置31を接続した場合、吸入口102側の加圧が停止したとき、給湯器30内が加熱状態のときに発生する水蒸気で加圧されると、吐出口104、パッキン106の流通口108、吸入口102を介して加圧ポンプ装置31へ水蒸気が侵入するおそれがあった。
【0006】
本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、吸入口の加圧が停止されたときに流体の吸入口への逆流を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この目的を達成するために、本発明は、吸入口および吐出口ならびにこの吐出口に隣接した排出口を有する容器と、前記吸入口と吸入口弁座を介して連通する空間と、この空間と前記吐出口とを連通させる連通路が設けられ、前記吸入口が加圧されているときは、前記吸入口弁座を介して前記吸入口と前記空間とを連通させる弁体とを備え、前記吸入口が加圧されていないときは、前記弁体が前記吸入口弁座に圧接し前記吸入口と前記吐出口および前記排出口との間を遮断するものである。
【0008】
本発明は、前記発明において、前記弁体を、吸入口弁座に圧接する弁本体と、この弁本体を前記容器に支持する支持部とによって一体に形成し、前記弁本体の厚みを前記支持部の厚みよりも厚く形成したものである。
【0009】
本発明は、前記発明のうちのいずれかの発明において、前記吸入口弁座に前記吸入口を囲むリング状の凸部を設けたものである。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、吸入口が加圧されていないときは、弁体が吸入口弁座に圧接し吸入口と吐出口および排出口との間を遮断することにより、吸入口への流体の逆流を防止することができる。
【0011】
前記発明のうちの一つの発明によれば、弁本体の剛性を高くすることにより、弁本体が吸入口弁座に圧接したときのひずみを小さくすることができるので弁体による吸入口の密閉性がより一層向上する。
【0012】
前記発明のうちの一つの発明によれば、弁体が吸入口弁座に圧接したとき吸入口弁座に突設した凸部が弁体に食い込むため、弁体による吸入口の密閉性がより増すので逆流をより一層確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明に係る差圧作動型三方弁において、吸入口が加圧されていない状態を示す断面図である。
【図2】本発明に係る差圧作動型三方弁において、吸入口が加圧されている状態を示す断面図である。
【図3】本発明に係る差圧作動型三方弁を用いた自動給湯器の構成図である。
【図4】従来の差圧作動型三方弁の断面図である。
【図5】従来の差圧作動型三方弁を用いた自動給湯器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態を図1〜図3に基づいて説明する。
【0015】
図1に全体を符号1で示す本発明に係る差圧作動型三方弁は、共に底部5,10が平面視四角形の有底筒状に形成された吸入口容器2および吐出口容器3からなる容器4を備えている。吸入口容器2は、底部5と筒部6とからなり、底部5の中央部に吸入口7aを有する吸入円筒部7が吸入口容器2の外側に向かって突設されている。また、この吸入円筒部7に対応して、吸入口容器2の内側には円筒部8が突設されており、この円筒部8の上面は、吸入口7aと後述する吸入口側空気室17とを連通させる吸入口弁座8aを形成し、この吸入口弁座8aには、吸入口7aを囲むリング状の凸部8bが突設されている。
【0016】
吐出口容器3は、底部10と筒部11とからなり、底部10の中央部には、上記吸入円筒部7に対応して、大気に開放された排出口12aを有する排出円筒部12が吐出口容器3の内側と外側に向かって突設されている。この排出円筒部12の吐出口容器3の内側に突設された下端面は、排出口12aと後述する吐出口13aとを連通する排出口弁座12bを形成している。吐出口容器3の底部10には、上記排出筒部12に隣接して、吐出口13aを有する吐出円筒部13が吐出口容器3の外側に向かって突設されている。また、吐出口容器3の底部10の内側には、排出円筒部12と同心円上に形成された凹部14が設けられている。
【0017】
15は全体がゴム等の弾性材によって円板状に形成された弁体であって、中央部に位置し上記吸入口弁座8aおよび排出口弁座12bに選択的に圧接される円板状に形成された弁本体15aと、この弁本体15aの周囲に設けられた支持部15bとによって一体に形成されている。このうち、弁本体15aには、後述する吸入口側空気室17および吐出口側空気室18を介して、吸入口7aと吐出口13aとを連通する小孔である連通路15cが設けられている。また、この弁本体15aは、吸入口弁座8aおよび排出口弁座12bを圧接する際、ひずみが発生しない程度の剛性を有しており、支持部15bよりも厚みが厚く形成されている。支持部15bは、撓みやすいように断面が湾曲状に形成されている。
【0018】
この弁体15は、支持部15bの外周部を吸入口容器2および吐出口容器3の各筒部6,11の互いの接合面6a,11a間に挟み、吸入口容器2と吐出口容器3とを通しボルトとナットによる締結またはばねによって結合させることにより、容器4に支持される。このように、弁体15が容器4に支持されることにより、吸入口容器2と弁体15との間に、吸入口弁座8aを介して吸入口7aと連通路15cとを連通させる円筒状の吸入口側空気室17が形成される。同時に、吐出口容器3と弁体15との間に、排出口弁座12bを介して排出口12aと吐出口13aとを連通させる円筒状の吐出口側空気室18が形成される。20は凹部14と弁体15の弁本体15a間に弾装された圧縮コイルばねであって、弁本体15aを吸入口弁座8a側(矢印A方向)に押圧する。
【0019】
このような構成において、吸入口7a側が加圧されると、吸入口7aに供給された空気は、吸入口側空気室17から小孔である流通路15cを通り、吐出口側空気室18へ入る。この小孔である流通路15cを通ることにより圧力損失が発生し、吐出口側空気室18内の空気の圧力よりも吸入口側空気室17内の空気の圧力の方が高くなる。したがって、吸入口側空気室17内の空気の圧力が圧縮コイルばね20の弾発力よりも大きくなると、図2に示すように流体の圧力によって弁体15が圧縮コイルばね20の弾発力に抗して矢印B方向へ押し上げられ、弁本体15aが排出口弁座12bを圧接し、排出口12aと吐出口13aとの間が遮断される。同時に、吸入口弁座8aを介して吸入口7aと吸入口側空気室17とが連通される。したがって、吸入口7aに吸入された流体は、矢印に示すように、吸入口弁座8aを介して、吸入口側空気室17、流通路15c、吐出側空気室18を通って、吐出口13aから吐出される。
【0020】
一方、吸入口7a側の加圧を停止し、吸入口7aへの空気の供給が停止すると、吸入口側空気室17内の圧力が流通路15cを通り、吸入口側空気室17内の圧力と吐出口側空気室18内の圧力が同じになると、図1に示すように圧縮コイルばね20の弾発力によって弁体15が矢印A方向へ押し下げられて、排出口弁座12bを介して排出口12aと吐出口13aとが連通され、吐出口13a内が大気圧となる。このように、吐出口13a内の圧力を即時に大気圧に戻す急排機能を有している。同時に、弁本体15aが吸入口弁座8aに圧接し、吸入口7aと吸入口側空気室17との間、すなわち吸入口7aと排出口12aおよび吐出口13aとの間が遮断される。
【0021】
このように、吸入口7a側の加圧を停止すると、弁体15の弁本体15aが吸入口弁座8aに圧接し、吸入口7aと排出口12aおよび吐出口13aとの間を遮断するため、吐出口13a側から吸入口7aへの流体の逆流を防止することができる。しかも、吸入口弁座8aに凸部8bを設けたことにより、弁本体15aが吸入口弁座8aに圧接した際、弁本体15aが弾性変形して凸部8bが弁本体15aに食い込む。したがって、弁体15による吸入口7aの密閉性がより増すため、吐出口13a側から吸入口7aへの流体の逆流をより一層確実に防止することができる。
【0022】
また、弁本体15aが吸入口弁座8aに圧接したとき、弁本体15aの厚みが支持部15bの厚みよりも厚く形成され、充分な剛性を有しているため、弁本体15aにひずみが発生しない。このため、弁本体15aと吸引口弁座8aとの密着状態が維持されるから、吸入口7aと排出口12aおよび吐出口13aとの間をより一層確実に遮断でき、吐出口13a側から吸入口7aへの流体の逆流をより一層確実に防止することができる。
【0023】
このように、吸入口7a側の加圧を停止すると、弁体15の弁本体15aが吸入口弁座8aに圧接し、吸入口7aと排出口12aおよび吐出口13aとの間を遮断するため、図3に示すように、吐出口13aに給湯器30を接続し、吸入口7aに加圧ポンプ装置31を接続した場合、吸入口7a側の加圧が停止したとき、給湯器30内が加熱状態のときに発生する水蒸気で加圧されたとしても、吐出口13a、吐出口側空気室18、弁体15の流通路15c、吸入口側空気室17、吸入口7aを介して加圧ポンプ装置31へ水蒸気が侵入するようなことがない。
【0024】
なお、本実施の形態においては、排出口12aを吸入口7aに対向させ、排出口12aと吐出口13aとの間に吐出口側空気室18を設けた例を説明したが、この構造のものに限定されることはなく、例えば、特開平1−232930号公報の第3図〜第5図に示すように、吸入口に吐出口を対向させ、吐出口を有する容器の底部に吸入口からの加圧空気を吐出口に導く細い溝を設けた構造のものにも適用できることはいうまでのないことである。また、本実施の形態においては、流体を空気とした例を説明したが、液体としてもよく、その場合、空気室17,18を液体室とすればよい。また、吸入口容器2および吐出口容器3の底部5,10を共に平面視四角形に形成した例を説明したが、底部5,10を共に平面視円形に形成したものでもよく、その場合、吸入口容器2と吐出口容器3とを通しボルトとナットによる締結またはばねによって結合させるのではなく、吸入口容器2および吐出口容器3の各筒部6,11の互いの接合面6a,11aを溶着によって接合するようにすればよく、種々の設計変更が可能である。
【符号の説明】
【0025】
1…差圧作動型三方弁、2…吸入口容器、3…吐出口容器、4…容器、7a…吸入口、8a…吸入口弁座、8b…凸部、12a…排出口、13a…吐出口、15…弁体、15a…弁本体、17…吸入口側空気室、18…吐出口側空気室、20…圧縮コイルばね、30…給湯器、31…加圧ポンプ装置。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
吸入口および吐出口ならびにこの吐出口に隣接した排出口を有する容器と、前記吸入口と吸入口弁座を介して連通する空間と、この空間と前記吐出口とを連通させる連通路が設けられ、前記吸入口が加圧されているときは、前記吸入口弁座を介して前記吸入口と前記空間とを連通させる弁体とを備え、
前記吸入口が加圧されていないときは、前記弁体が前記吸入口弁座に圧接し前記吸入口と前記吐出口および前記排出口との間を遮断することを特徴とする差圧作動型三方弁。
【請求項2】
前記弁体を、前記吸入口弁座に圧接する弁本体と、この弁本体を前記容器に支持する支持部とによって一体に形成し、前記弁本体の厚みを前記支持部の厚みよりも厚く形成したことを特徴とする請求項1記載の差圧作動型三方弁。
【請求項3】
前記吸入口弁座に前記吸入口を囲むリング状の凸部を設けたことを特徴とする請求項1または2記載の差圧作動型三方弁。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−172747(P2012−172747A)
【公開日】平成24年9月10日(2012.9.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−34534(P2011−34534)
【出願日】平成23年2月21日(2011.2.21)
【出願人】(000121833)応研精工株式会社 (31)
【Fターム(参考)】