JPH0810033B2 - 水ガバナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は湯沸器や給湯器等において、流入した水の流
量を調節する流量型水ガバナに関し、特に、披加熱水の
温度変化に伴って給水量を調節する調節する温度補償機
能を併せ持つように改良された水ガバナに係る。

［従来の技術］ バーナー等の加熱装置によって水を加熱する湯沸器や
給湯器等では、上水道の圧力変動の影響を防止するため
に水ガバナが湯沸器等の熱交換器の上流に備えられ、熱
交換器へ供給される水圧を一定にして、熱交換器内の通
過水量を安定させて、出湯温度の変化をなくしている。

また、同じ加熱能力でも、熱交換器へ流入する水の温
度によって出湯温度が変化し、特に冬季など水の温度が
著しく低い場合には、加熱装置の加熱能力が不足して、
十分に加熱できない場合が生じやすいため、水温が低い
場合に、熱交換器内を通過する水量を自動的に調節して
減少させる温度補償式の水量調整装置が熱交換器の上流
に備えられている。

従来では、例えば、これら２つの機能を共に有する第
５図に示すような温度補償式の水量調整装置100が、図
示下方を上流側、上方を下流側として熱交換器の上流に
備えられている。この水量調整装置100では、ケーシン
グ101内に摺動可能に設けられた筒状弁体20と、筒状弁
体20内を貫通して設けられダイヤフラム40等によって筒
状弁体20と接合された管状弁体30とによって水ガバナが
形成されている。

ここで、筒状弁体20は内周方向に湾曲した板ばね50に
よって、管状弁体30はコイルばね55によって、それぞれ
上流側へ押圧され、筒状弁体20と管状弁体30との間に
は、筒状弁体20を上流側へ押圧するためのコイルばね52
が設けられている。そして、流入口14bから水が流入す
ると、一次水圧室100Aと二次水圧室100Bとの圧力差に応
じて、管状弁体30の弁部33と筒状弁体20の弁部22との相
対位置が変化して、熱交換器へ供給する水量が所定の水
量になるように間隙100Cが調節される。

また、コイルばね55は、ケーシング101との間にワッ
クスサーモ111を備えたばね支持板112によって支持さ
れ、流入水の温度に応じてコイルばね55の押圧力を変化
せるため、一次水圧室100Aと二次水圧室100Bとの圧力差
を変化させることができ、温度に応じて供給水量を変更
することができる。

このように、従来では、流入水温に応じて、供給水量
の温度補償をするためにワックスサーモ111を使用して
いるため、部品点数が多くなるとともに、水量調整装置
100が大型になり、さらにワックスサーモ111の劣化によ
って液漏れの可能性があるという問題がある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、実開昭63−145070号広報には、形状記憶合
金製弁開側荷重変動スプリング、弁開側スプリング、及
び弁閉側スプリングを有し、ワックスサーモを使用しな
い、温度センサ付水量制限バルブが記載されている。

しかし、この水量制限バルブでは、給湯器等のばらつ
きにより流量に誤差が発生しても、給湯器等に備え付け
た後に、形状記憶合金製弁開側荷重変動スプリングの荷
重を調節できないという欠点がある。

本発明は、小型で部品点数が少なく、かつ信頼性が高
いとともに、給湯器等に備え付けた後に、形状記憶合金
製の圧縮ばねの荷重を容易に調節できる、温度補償式の
水ガバナを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記課題を解決する為、以下の構成を採用
した。

流入口と流出口とを有する、略Ｌ字状の筒状ケーシン
グと、前記筒状ケーシング内に固定される筒状弁体と、
ダイヤフラムにより前記筒状弁体に支持される管状弁体
と、該管状弁体と前記筒状弁体との間に配される、円錐
コイル形状を呈する圧縮ばねと、前記流出口へ連通する
開口を有する筒状部を備え、軸に沿って移動可能に螺合
する荷重調整ねじと、前記筒状部と前記管状弁体との間
に配され、前記管状弁体を上流側へ付勢する、円筒コイ
ル形状をなす形状記憶合金製の圧縮ばねとを具備してな
る。

［作用および発明の効果］ （作用） 流入する水の温度に応じて決定される形状記憶合金製
の圧縮ばねの発生荷重のみによって、流入口側の筒状ケ
ーシング内の水圧と流出口側の筒状ケーシング内の水圧
との差圧が決定され、管状弁体が、その差圧が得られる
ように、筒状弁体との隙間を調節し、流入した温度に応
じた流量の水が通過する。

（効果） 本発明の水ガバナは、従来のワックスサーモを使用し
た温度補償式の水量調整装置と比較して、部品点数が少
なくかつ小型にすることができる。

また、温度補償にばねを使用しているため、熱容量が
小さくなり、応答性が早くなり、ワックスサーモ式と異
なり液漏れの心配がなく、信頼性が高く湯沸器等に安心
して使用できる。

圧縮ばね自体の温度感応性により温度に応じた圧力調
整を行い、ワックスサーモのように他の温度感応部材に
よってばねに荷重を加えないため、圧縮ばねの可動範囲
には変化がなく。弁体の変位可能範囲が一定である。従
って、各温度において圧力変化による影響を受けず、供
給圧力に関係なく安定した流量調整を行うことができ
る。

給湯器等のばらつきにより発生する流量の誤差を、荷
重調整ねじを調節して形状記憶合金製の圧縮ばねの荷重
を調節する事により、給湯器等に備え付けた状態で容易
に補正できる。

荷重調整ねじの構造が簡単であるとともに、皿状のば
ね支持板が不要であり、部品点数が少なく、信頼性が高
い。

［実施例］ 次に本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図に示す温度補償式水ガバナ１は、流入口14bと
流出口16bとを有する、筒状ケーシング10と、筒状ケー
シング10内に配された筒状弁体20と、ダイヤフラム40に
より筒状弁体20に支持される管状弁体30と、管状弁体30
と筒状弁体20との間に配される円錐コイル形状を呈する
コイルばね52と、流出口16bへ連通する開口18Cを有する
筒状部18Bを有し、軸に沿って移動可能に螺合する荷重
調節ねじ18Aと、筒状部18Bと管状弁体30との間に配さ
れ、管状弁体30を上流側へ付勢するコイルばね51とを具
備する。

筒状ケーシング10は、それぞれ上流側と下流側に対応
した大径部11および小径部12の２つの筒部を有する。

本実施例では、筒状ケーシング10全体を略Ｌ字型とな
るように、筒状ケーシング10の小径部12にさらに筒部12
Aを設けて、筒部12Aに流出口16bを設けている。

また、小径部12の図示上方の下流端は開口部となって
いて、この開口部の上流側の小径部12の内側にはめねじ
が形成されていて、めねじ内には、形状記憶合金製のコ
イルばね51を支持するとともに、コイルばね51の荷重を
調整するための前記荷重調整ねじ18Aが螺合されてい
る。

荷重調整ねじ18Aには、その上流側部分に水を流入さ
せるための中空穴を有する筒状部18Bが形成されてい
て、さらに筒状部18Bには、中空穴へ流入した水を流出
口16bへ通過させる開口18Cが形成されている。

大径部11の内部の上流には上流側支持部材14が摺動可
能に嵌入され、大径部11の内側に形成された溝11aに圧
入されたスナップリング15によって上流側が係止されて
いる。

上流側支持部材14は、上流側の中央部に凸部14aが設
けられた断面凸形状を呈し、上流側の段部には水の流入
口14bが設けられ、下流側は開放されている。上流側支
部材14は流入口14bの内側に一次水圧室10Aを形成する。

尚、本実施例では、上流側支持部材14および筒状弁体
20は大径部11の内側に嵌合され、スナップリング15によ
って固定されていて、水の流入時に移動しないようにな
っている。このため、流入する水の温度に応じて決定さ
せるコイルばね51の発生荷重のみによって一次水圧室10
Aと二次水圧室10Bとの差圧が決定され、管状弁体30は、
その差圧が得られるように間隙10Cを調節し、流入した
温度に応じた流量の水が通過する。

小径部12は、内側に二次水圧室10Bを形成する。

筒状弁体20は、大径部11の内部の上流側支持部材14の
下流側に配され、フランジ21により大径部11に摺動可能
に嵌入されている。

筒状弁体20の上流側には、流入水を制限するために内
径を細くした弁部22が形成されている。

筒状弁体20の下流側の外周には、ダイヤフラム40を嵌
入させるための溝23が形成されている。

管状弁体30は、上流端と下流端とを連通する水路31を
設けた管状を呈し、下流端にはフランジ32が設けられ、
上流端と下流端との中間部には外周側へ突出した弁部33
が設けられ、筒状弁体20と管状弁体30との相対位置によ
って筒状弁体20の弁部22と管状弁体30の弁部33との間の
間隙10Cが変化し、間隙10Cには相対位置に応じた水量が
通過する。

フランジ32と弁部33との間には、水路31と連通する開
口部34が設けられている。

また、管状弁体30の上流側の周囲には、上流側支持部
材14の凸部14a内を摺動するために大径の摺動部35が形
成され、管状弁体30は摺動部35の溝36に外嵌されたＯリ
ング60によって円滑に摺動する。

フランジ32には、コイルばね52を係止するためのばね
係止金具37が外嵌され、さらに管状弁体30の下流には円
盤38が配設され、その中央には水路31からの水を通過さ
せる通過口38aが設けられている。

円盤38の下流には、コイルばね51を係止するためのば
ね係止金具39が、ダイヤフラム40を介して円盤38に固定
されている。

ダイヤフラム40は環状のゴム製で、筒状弁体20と管状
弁体30とを接合して筒状弁体20と筒状弁体20に遊貫され
た管状弁体30との間の水の流動を防止し、一次水圧室10
Aと二次水圧室10Bとを分離する。

この結果、流入口14bから流入する水は、管状弁体30
の開口部34から水路31へ流入して、通過口38aを経て小
径部12内を通過し、流出口16bから流出する。

コイルばね51は円筒コイル形状をなす、例えばNi−Ti
系（他、Ni−Ti−Co系でも良い）の形状記憶合金製の圧
縮ばねであり、一方が荷重調整ねじ18に係止され、他方
がばね係止金具39に係止されている。

ここでは、第２図に示すとおり、温度の上昇に応じて
発生する荷重が次第に増大する特性を有している。

コイルばね52は、円錐コイル形状を呈する圧縮ばね
で、筒状弁体20の弁部22とばね係止金具37との間に配さ
れ、互いに離反方向に荷重を発生する。

以上の構成からなる本実施例の温度補償式水ガバナ１
は、次のとおり作用する。

水供給管から水が供給されると、上流側支持部材14の
流入口14bから一次水圧室10Aへ流入した水は、間隙10C
を通過して、管状弁体30の開口部34を経て通過口38aか
ら二次水圧室10Bへ導かれる。

このとき、筒状弁体20と管状弁体30がそれぞれ移動し
て、一次水圧室10A内の圧力と二次水圧室10Bとの圧力差
が所定の圧力差になり、間隙10Cを通過する水量を調節
する。

この場合、二次水圧室10Bの水圧は、一次水圧室10Aへ
の流入水圧およびコイルばね52の荷重と、コイルばね51
の荷重との差によって決定され、またコイルばね51の荷
重は流入する温度に応じて変化するため、二次水圧室10
B内へ流入する水量は、一次水圧室10Aへの供給水圧が一
定の場合には、流入する水の温度に応じて第３図に示す
ように、水温が高いほど増加し、水温が一定の場合に
は、第４図に示すとおり、供給圧力の変化に関係なく、
一定の水量となる。

なお、第５図では、説明簡略化のために第１図と同一
物あるい同一機能物には同番号を付した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の温度補償式水ガバナを示
す断面図、第２図は本実施例における形状記憶合金製コ
イルばねの温度と発生荷重を示す特性図、第３図は本実
施例において供給水圧が一定の場合の水温に対する供給
水量を示す特性図、第４図は本実施例において水温が一
定の場合の供給圧力に対する供給水量を示す特性図、第
５図は従来例を示す断面図である。 図中 １……温度補償式水ガバナ（水ガバナ）、10……筒状ケ
ーシング、14b……流入口、16……流出口、18A……荷重
調整ねじ、20……筒状弁体、30……管状弁体、40……ダ
イヤフラム、51……形状記憶合金製のコイルばね、52…
…コイルばね（圧縮ばね）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−145070（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−157177（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−70211（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−96244（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−75425（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−108873（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流入口と流出口とを有する、略Ｌ字状の筒
   状ケーシングと、 前記筒状ケーシング内に固定される筒状弁体と、 ダイヤフラムにより前記筒状弁体に支持される管状弁体
   と、 該管状弁体と前記筒状弁体との間に配される、円錐コイ
   ル形状を呈する圧縮ばねと、 前記流出口へ連通する開口を有する筒状部を備え、軸に
   沿って移動可能に螺合する荷重調節ねじと、 前記筒状部と前記管状弁体との間に配され、前記管状弁
   体を上流側へ付勢する、円筒コイル形状をなす形状記憶
   合金製の圧縮ばねとを具備してなる水ガバナ。