JP2009192051A

JP2009192051A - 開閉弁

Info

Publication number: JP2009192051A
Application number: JP2008036102A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Takebe; 重樹武部
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2008-02-18
Filing date: 2008-02-18
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2028-02-18
Also published as: JP5069584B2

Abstract

【課題】流路へ流体を流入させる流入通路は流路の側面に開口しており、流入通路から流路内に流入した流体は流出口を迂回して左右２方向に分流し、流入通路の開口に対して流出口を挟んで反対の位置で両方の流れが衝突し、ダイヤフラムを他の位置より強く押し上げる。そのため、ダイヤフラムは傾いて開弁する。
【解決手段】流入通路から流路内に流入し流出口を迂回して左右方向に分流する流体の流れ方向に沿って、流入通路の開口位置から左回りの迂回距離と右回りの迂回距離とが相違する位置に、流路の底面から隆起した隆起部を設けるとともに、隆起部の側面であって、迂回距離の長い方から流れてくる流体が衝突する面の傾斜角度を、迂回距離の短い方から流れてくる流体が衝突する面の傾斜角度より緩やかにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、流体の圧力をダイヤフラムで受けて、そのダイヤフラムで流出口を開閉する開閉弁に関する。

従来のこの種の開閉弁として、中央に位置するように流出口を設けるとともに、この流出口を囲繞する環状の流路とが形成されており、さらに流出口を開閉するダイヤフラム式の開閉弁が設けられている。このダイヤフラムの背圧室と流路とを連通する連通路が設けられており、流路内の流体の圧力が背圧室に作用し、この背圧室内の圧力が背圧となってダイヤフラムが流出口に押接され、流出口が閉弁されるように構成されている。一方、ダイヤフラムの中央には貫通孔が設けられており、この貫通孔を介して背圧室が流出口に連通するように構成されているが、閉弁状態ではこの貫通孔はソレノイドコイルによる電磁力で進退するプランジャによって閉鎖されている。開弁する際にはプランジャを後退させ、貫通孔を介して背圧室を流出口に連通させることにより背圧室内の圧力を低下させる。すると、ダイヤフラムは流路内の圧力によって流出口から離れる方向に移動される。この移動により流出口が開弁し、流路内の流体が流出口へと流出する。

ところが、流路へ流体を流入させる流入通路は流路の側面に開口しており、流入通路から流路内に流入した流体は流出口を迂回して左右２方向に分流し、流入通路の開口に対して流出口を挟んで反対の位置で両方の流れが衝突し、ダイヤフラムを他の位置より強く押し上げる。そのため、ダイヤフラムは傾いて開弁するという不具合が生じる。

このような不具合を解消するため、流入通路から流路に流入した流体の流れを阻害する複数のリブを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようにリブを設けると、流体の流れがリブに衝突して流れ方向がダイヤフラムを押す方向に変わるので、リブを設けた複数箇所でダイヤフラムを押すことになり、ダイヤフラムの傾きが防止される。
特公昭５８−３３９４８号公報（第２図、第３図）

上記従来のリブを設けるものでは、リブが流体の流れを阻害し、流動抵抗となる。そのため、特に流量が小さい状態ではリブの流動抵抗のため、流出口からの流量が少なくなるという不具合生じる。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、流動抵抗を大きくすることなくダイヤフラムの傾きを防止することのできる開閉弁を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明による開閉弁は、中央に位置する流出口と、この流出口を囲繞する環状の流路とを形成し、流出口を開閉するダイヤフラム式の開閉弁を設け、さらに上記流路内の圧力を開閉弁の背圧室に導き、背圧室内の背圧によって開閉弁を流出口に押接させて閉弁すると共に背圧室内の背圧を流出口側へ開放して流路内の圧力により開閉弁を流出口から離れる方向に移動させて開弁する開閉弁機構を備えた開閉弁において、流路内に流体を流入させる流入通路を流路の側面に開口するように設けると共に、この流入通路から流路内に流入し流出口を迂回して左右方向に分流する流体の流れ方向に沿って、流入通路の開口位置から左回りの迂回距離と右回りの迂回距離とが相違する位置に、流路の底面から隆起した隆起部を設けるとともに、隆起部の側面であって、迂回距離の長い方から流れてくる流体が衝突する面の傾斜角度を、迂回距離の短い方から流れてくる流体が衝突する面の傾斜角度より緩やかにしたことを特徴とする。

迂回距離の長い方の流れは隆起部に到達するまでの間、傾斜が緩い面によって徐々に分散されてダイアフラムに向かう流れになる。一方、迂回距離の短い方の流れは傾斜が急な面により比較的集中してダイヤフラムに向かう流れになり、両斜面で生じるダイヤフラムに向かう流れが相互にバランスを取り合ってダイヤフラムを押す。

なお、上記傾斜が緩やかな方の面が、流入通路の開口部分に対して流出口を挟んで反対側に位置させると、従来の開閉弁ではダイヤフラムを押す流れが集中していた位置での流れを分散させることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明は、ダイヤフラムを押す流れが分散するので、ダイヤフラムが開弁する際に傾くことがない。また、隆起部を１個しか設けていないので、複数のリブを設ける従来のものと比較して流動抵抗を小さくすることができる。

図１を参照して、１は本発明による開閉弁の一例である。この開閉弁１は本体１１の上部にソレノイド部２を有している。このソレノイド部２は電磁力により上下方向に進退自在なプランジャ２１を備えている。

本体１１には中央部分に上方に開口する流出口４が設けられており、この流出口４を囲繞する環状の流路５が形成されている。流路５内の流体が流出口４から下流側へと流出するが、この流出口４はダイヤフラム３により開閉されるように構成されている。このダイヤフラム３にはパイロット孔３１が開設されており、流路５内の流体圧力がこのパイロット孔３１を通って背圧室３２に作用する。すると、背圧室３２内の圧力が背圧となってダイヤフラム３を流出口４に押接して閉弁状態にしている。このため、流路５内の流体は流出口４を通って流出することができない。

ダイヤフラム３の中央には貫通孔３３が設けられており、ダイヤフラム３が閉弁状態では、この貫通孔３３は上記プランジャ２１によって閉鎖されている。開弁する際にはソレノイド部２に通電してプランジャ２１を上方に後退させる。すると、図２に示すように、貫通孔３３を介して背圧室３２が流出口４に連通する。背圧室３２内の圧力は貫通孔３３を介して流出口４に開放されるので、ダイヤフラム３を流出口４に押接していた背圧が消滅し、流路５内の圧力によってダイヤフラム３は図において上方、すなわち流出口４から離れる方向に押し上げられる。その結果、流路５が流出口４に対して連通し、流路５内の流体は流出口４から下流へと流出する。

なお、この開弁状態から閉弁する際には、プランジャ２１を下方に前進させ、貫通孔３３を閉鎖する。すると、パイロット孔３１を介して流路５内の流体が背圧室３２内に流入して、図１に示す状態に戻る。６は流入通路であり、この流入通路６は流路５の側面に開口している。６１はその開口部である。

本発明では、流路５の底面５１から隆起部７を流路５内の１カ所に設けた。図３に示すように、本実施の形態では、開口部６１の位置を０°として、時計回りに１８０°から２７０°の範囲にわたるように設けた。したがって、隆起部７は開口部６１に対して流出口４を挟んで反対側の位置（１８０°）ではなく、その位置から４５°ずれた位置に形成されている。そして、９０°から１８０°の範囲に、底面５１と隆起部７の上面とを結ぶ斜面７１を設けた。また、２７０°の位置には底面５１と隆起部７の上面とを結ぶ垂直な側面７２を設けた。なお、本実施に形態では、側面７２を垂直に形成したが、斜面７１の傾斜角度より急な角度であれば斜面にしてもよい。

ダイヤフラム３の閉弁時、流入通路６から開口部６１を通って流路５内に流入した流体は、流出口４を迂回して２方向に分流する。図３（ａ）において時計回り方向に分かれた迂回流ＦＬは斜面７１に沿って流れる間に連続して上方へと流れ方向を変えてダイヤフラム３を押し上げる。一方、反時計回り方向に分かれた迂回流ＦＲは側面７２によって比較的狭い範囲で上方に流れ方向を変えてダイヤフラム３を押し上げる。このように両迂回流ＦＬ，ＦＲの双方によって広い範囲にわたってダイヤフラム３を押し上げる方向の流れが生じ、ソレノイド部２に通電してプランジャ２１により貫通孔３３を開弁させたとき、ダイヤフラム３を傾けることなく押し上げ流出口４を開弁させる。

上述の実施の形態では、流入通路６からの流体の流入方向が流出口４の中心に向かっていたが、図４に示すように、流出口４の中心に対して所定距離Ｌ偏位した方向から流路５へ流入させるようにしてもよい。また、隆起部７を２７０°の部分のみに設け（平らな部分を設けずに）、９０°から２７０°の範囲を斜面７１としても良い。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

本発明の一実施の形態の構成を示す図開弁状態を示す断面図隆起部の形状を示す図他の実施の形態を示す図

符号の説明

１開閉弁
２ソレノイド部
３ダイヤフラム
４流出口
５流路
６流入通路
７隆起部
１１本体
２１プランジャ
３２背圧室

Claims

中央に位置する流出口と、この流出口を囲繞する環状の流路とを形成し、流出口を開閉するダイヤフラム式の開閉弁を設け、さらに上記流路内の圧力を開閉弁の背圧室に導き、背圧室内の背圧によって開閉弁を流出口に押接させて閉弁すると共に背圧室内の背圧を流出口側へ開放して流路内の圧力により開閉弁を流出口から離れる方向に移動させて開弁する開閉弁機構を備えた開閉弁において、流路内に流体を流入させる流入通路を流路の側面に開口するように設けると共に、この流入通路から流路内に流入し流出口を迂回して左右方向に分流する流体の流れ方向に沿って、流入通路の開口位置から左回りの迂回距離と右回りの迂回距離とが相違する位置に、流路の底面から隆起した隆起部を設けるとともに、隆起部の側面であって、迂回距離の長い方から流れてくる流体が衝突する面の傾斜角度を、迂回距離の短い方から流れてくる流体が衝突する面の傾斜角度より緩やかにしたことを特徴とする開閉弁。
上記傾斜が緩やかな方の面が、流入通路の開口部分に対して流出口を挟んで反対側に位置させたことを特徴とする請求項１に記載の開閉弁。