JPS6116892B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気瞬間湯沸器やガス瞬間湯沸器な
どの瞬間湯沸器において止水兼流量調節用バルブ
をある程度以上に開いたときの水圧によつて「オ
ン」動作し、それより小さく閉じたときの水圧に
よつて「オフ」動作する水圧応動装置に関し、さ
らに詳しくは電気瞬間湯沸器やガス瞬間湯沸器に
おいて、極小水量のときに極度に加熱された湯が
給湯されないようにするため止水兼流量調節用バ
ルブをある程度以上に開いたときに加熱を開始す
るよう「オン」動作し、それよりも小さく閉じた
ときには加熱を停止させるよう「オフ」動作する
水圧応動装置に関する。

なお本発明における「オン」動作とは瞬間湯沸
器の加熱動作に結びつく動作のことであり、「オ
フ」動作とは瞬間湯沸器の加熱停止動作に結びつ
く動作のことである。

従来のこの種水圧応動装置は、後ほど詳細に説
明するが、バルブ開のときのバルブ栓体より上流
側の第１水域の水圧を感知する方式では、バルブ
を開とした瞬間に得られる高水圧を利用できる反
面、バルブを極く小さく極小水量のときでも「オ
ン」と動作して加熱を開始し、極度に加熱された
湯を給湯する欠点があり、かつバルブを全開方向
へ開くときには感知される水圧が低下して「オ
フ」と動作し、加熱を停止させるよう誤動作しや
すい欠点があり、またバルブ開のときのバルブ栓
体より下流側の第２水域の水圧を感知する方式で
はバルブ開放初期の高水圧を利用できず、かなり
の水量となるまでバルブを開かないと安定した
「オン」動作を示さず、バルブを比較的小さく絞
つた弱中水量のときに「オフ」動作して加熱を停
止させるよう誤動作しやすい欠点があつた。

本発明は、前述したバルブ開のときのバルブ栓
体よりも上流側の第１水域の水圧を感知する方式
の改良であつて、バルブを適度に開いたときに確
実に「オン」動作し、バルブ全開方向へ開くとき
に感知される水圧が低下せず「オン」動作を保つ
よう改良したものである。

以下、本発明の一実施例を図面とともに説明す
る。ここでは電気瞬間湯沸器に用いた例を説明す
る。

第１図はその止水兼流量調節用バルブ部を示
す。図において、１は金属製のバルブハウジング
で、その内部には略円柱状空間のバルブ室２を形
成し、下部にはバルブ室２の底面中央で開口する
水入口３を形成し、側周壁の一部にはバルブ室２
の側面中程で開口する水出口４を形成し、上部に
はバルブ室２の開口を塞ぐよう蓋体５をねじ合せ
ており蓋体５の中央にはバルブ室内外へ貫通する
ネジ孔６を形成している。さらに水入口３のバル
ブ室２への開口周縁には、バルブ室内側へ隆起し
た環状の座部７を形成している。８はバルブ室２
内に上下動自在に挿入した栓体で、その下部は座
部７の開口を開閉するためのゴム製パツキングを
有する栓部９となつており、バルブ閉となるとき
には栓部９が座部７に水密的に当接するようにな
り、その上側の中程部は比較的細い円柱状の軸部
１０となつており、さらに上側の上部は水止フラ
ンジ部１１となつており、このフランジ部１０に
はバルブ室２の周壁に接するＯリング１２を嵌め
合せ固定しており、その上側には蓋体５のネジ孔
６から外方へ導出されるシヤフト１３を連設し、
シヤフト１３にはネジ孔６にねじ合わされるネジ
部１４を形成し、シヤフト１３の上端には使用者
がシヤフト１３を回すためのツマミ（図示なし）
を形成している。そして栓部９周壁とバルブ室２
周壁との間に隙間１５が生じるよう両者の寸法を
決めている。さらに栓部９が座部７の開口を閉じ
たとき、栓部９は水出口４より低い位置に位置
し、軸部１０は水出口４と同じ位置に位置し、フ
ランジ部１１は水出口４よりも高い位置に位置す
るようになつている。ここで、座部７の開口が開
かれたとき、バルブ室２の栓部９より下方水域を
第１の水域と呼び、バルブ室２の栓部９より上方
水域を第２の水域と呼ぶ。１６はバルブハウジン
グ１の側壁一部に連設した受圧ハウジングで、そ
の内部には隔壁１７を介してバルブ室２に隣接す
る円形の受圧室１８を形成し、この受圧室１８は
ダイヤフラム１９によつて２室に区画されてお
り、その一方の室は隔壁１７に設けた２つの通水
孔２０，２１を通じてバルブ室２と連通してい
る。一方の通水孔２０はバルブ開のとき第１の水
域と連通するよう座部７に近いバルブ室側壁の下
端部に設けられ、他方の通水孔２１はバルブ開の
とき第２の水域と連通するよう出水口４と同程度
位置のバルブ室側壁の中程に設けられている。上
方通水孔２１の開口面積は、下方通水口２０の開
口面積に対して1/6〜1/2の範囲にしている。２２
は受圧器１８の他方の室に配置した円形の受圧板
で、その中央に連設した作動軸２３は受圧ハウジ
ング１６の案内孔２４を通じて外方へ導出されて
いる。この作動軸２３にはコイルフプリング２５
が装備され、作動軸２３の先端にはマイクロスイ
ツチ（図示なし）が対向して設けられている。受
圧室１８の水圧が上昇するとスプリング２５に抗
して作動軸２３がＡ方向へ移動してマイクロスイ
ツチがオンとなり、受圧室１８の水圧が低下する
とスプリング２５の復帰力によつて作動軸２３が
Ｂ方向へ移動してマイクロスイツチがオフとな
り、このマイクロスイツチは電気瞬間湯沸器の熱
源であるヒータに直列接続されている。また受圧
板２２が収納された室は受圧ハウジング１６に設
けた通気孔２６を通じて外気と連通している。

上記構成において、シヤフト１３上端のツマミ
をもつてシヤフト１３を回すと、ネジ孔６とネジ
部１４との螺合関係によつてシヤフト１３ととも
に栓体８が上下動する。栓部９が座部７に当接す
ると、バルブ閉となる。栓部９が座部７から離れ
ると、水入口３が開となり、水道水が矢印で示す
如く水入口３→隙間１５→水出口４へと流れ、電
気瞬間湯沸器の熱交換器へと流れてゆく。栓体８
が上方へ移動するほど、栓部９と座部７との間隙
が大きくなり、水流量も多くなる。つまり栓体８
の上下動によつて流量調節ができる。

バルブの開放初期には、水道水の一部が栓部９
に当たつて下方通水孔２０を通じて受圧室１８に
流れ込み、受圧室１８の水圧が上昇する。そのた
めダイヤフラム１９に押されて受圧板２２および
作動軸２３がスプリング２５に抗してＡ方向へ移
動し、マイクロスイツチをオンとする。スイツチ
がオンとなると、ヒータへ通電がなされ、ヒータ
の発熱によつて熱交換器を通る水を加熱する。受
圧室１８内の水は上方通水孔２１を通じてバルブ
室２の第２の水域へ戻る。バルブ開のときは、バ
ルブの開口度合の大小にかかわらずこの状態が維
持され、給湯がなされる。

バルブ閉となると、受圧室１８に流入する水が
なくなり、受圧室１８の水圧が低下するので、ス
プリング２５の復帰力によつて作動軸２３および
受圧板２２がＢ方向へ移動し、マイクロスイツチ
をオフにしてヒータの発熱を停止する。そのため
バルブ閉と同時にヒータによる加熱も停止し、給
湯は止まる。

ところで、第２図は従来のこの種装置の代表例
を示す。第２図に示す装置は、座部７近くのバル
ブ室２側壁の下端部で開口した一つの通水孔２
０′を通じて受圧室１８がバルブ室２の下部と連
通しており、バルブの開成初期に水入口３からの
水が栓部９に突き当たつて横方向へ広がりその一
部の水が通水孔２０′を通じて受圧室１８に突入
する如くとなつて受圧室１８の水圧を高め、その
後のバルブ開成時には栓部９とバルブ室２周壁と
の隙間１５による流体抵抗によつて栓部９下方の
第１の水域の水圧を栓部９上方の第２の水域の水
圧よりも高く保ち、受圧室１８内の水圧も高く保
たれるようにしている。この装置の動作は前述し
た実施例とほぼ同じであるので省略するが、バル
ブ開のときに栓部９よりも上流側に位置する通水
孔２０を通じて受圧室１８に入つた水がそこで行
き止まりとなる構成である点が実施例と大きく異
なる点である。そのためバルブを全開状態と隙間
１５が最大となつたときには、第１の水域の水圧
が第２の水域の水圧と同程度に低下し、そのため
スプリング２５の復帰力によつて作動軸２３およ
び受圧板２２がＢ方向へ移動し、バルブ全開状態
であるにもかかわらずバルブ閉として検出すると
いつた誤動作を起こすことがあつた。

また、第３図は従来の別の代表例を示す。第３
図に示す装置は、水出口４に開口した一つの通水
孔２０″を通じて受圧室１８が水流系路と連通し
ており、バルブの開成度合が大きくなるに従つて
水出口４を通る流量が多くなり、水出口４を流れ
る水の一部が通水口２０″を通じて受圧室１８に
流入する如くなつて受圧室１８の水圧を高めるよ
うになつている。この装置の動作も上記実施例と
ほぼ同じであるので省略するが、受圧室１８が栓
部９よりも下流側の水出口４と連通ている構成で
あるため、バルブ開成初期の水流の高圧を利用で
きず、ある程度多くの水流量が流れていないと、
受圧室１８の水圧が作動軸２３および受圧板２２
をＡ方向へ移動させるに至らず、バルブを比較的
小さく絞つた弱中流量のときにバルブ開であるに
もかかわらずバルブ閉として検出するといつた誤
動作を起こすことがあつた。特に水道水の水圧が
低いときにはバルブを全開近くにしないと、「オ
ン」動作しないこともあつた。

これらに対して第１図に示す本発明の装置は、
受圧室１８が上下２つの通水孔２０，２１によつ
てバルブ室２に連通し、バルブ開のときには下方
通水孔２０→受圧室１８→上方通水孔２１へと流
れる水流によつて受圧室１８が栓部９とバルブ室
２との間の隙間１５を流れる水流に対してバイパ
ス流路のごとくになるため、バルブ開成初期に水
入口３から栓部９に突き当たつて横方向に広がつ
た水流の一部が通水孔２０を通じて受圧室１８に
突入する如くになり、バルブ開成初期の水流の高
水圧を利用してバルブ開を検出でき、それ以後の
バルブ開成時はバルブ全開時を含めて受圧室１８
を流れるバイパス水流のため受圧室１８の水圧を
ほぼ一定に保つことができ、バルブ開として検出
したままとなる。したがつてバルブの開閉を確実
に検出でき、従来例のような誤動作のおそれがな
い。

本発明の装置では、通水孔２０，２１の面積比
が受圧室１８の水圧に大きな影響を及ぼす。実験
的には、円形受圧室の直径30mmに対して下方通水
孔の直径５mm（面積19.6mm²）、上方通水孔の直径
27mm（面積5.78mm²）が最も良かつた。

この条件でのバルブの開放度と作動軸に得られ
る力との開係を図示すると、第４図のａの如くに
なる。第４図のｂは第２図に示す従来例の場合で
あり、第４図のｃは第３図に示す従来例の場合で
ある。上方通水孔２１の面積を5.73mm²より小さく
すると特性曲線はａからｂに近づき、上方通水孔
２１の面積を5.73mm²よりも大きくすると特性曲線
はａからｃに近づく。実験的には上方通水孔２１
の開口面積が下方通水孔２０の開口面積に対して
1/6〜1/2の範囲で比較的良好な結果が得られた。

この第４図から明らかなように、本発明装置は
作動軸に得られる力がバルブの開放度に対して非
常に安定しており、バルブを全開するときに「オ
フ」動作が起こるという現象もなく、また極小水
量のときに湯沸動作に入るといつた危険性もな
い。また第３図の従来例に比較して、作動軸に得
られる力のバルブ開放初期の立上りが速く、適当
な水量となつたときに「オン」動作に入ることが
できる。

以上のように本発明によれば、バルブの開口度
合がある程度大きくなつたときに瞬間湯沸器の加
熱を開始するよう「オン」動作し、極小水量のと
きに加熱が開始して極度に加熱された熱湯を給湯
するといつた危険性を防止でき、またバルブを全
開方向へ開く移動時に第１の水圧が低下しても
「オフ」動作するといつた誤動作も防止でき、瞬
間湯沸器の水圧応動装置として性能の大変優れた
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における瞬間湯沸器
用水圧応動装置の縦断面図、第２図および第３図
はそれぞれ従来装置の縦断面図、第４図は本発明
装置と２つの従来装置との特性を比較して示した
図である。 １……バルブハウジング、２……バルブ室、３
……水入口、４……水出口、５……蓋体、７……
座部、８……栓体、９……栓部、１０……軸部、
１１……フランジ部、１２……Ｏリング、１３…
…シヤフト、１５……隙間、１６……受圧ハウジ
ング、１８……受圧室、２０，２１……通水孔、
２２……受圧板、２３……作動軸、２５……コイ
ルスプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 略円柱状空間のバルブ室と、バルブ室の一端
   面一部に開口した水入口と、外部からの操作によ
   つてバルブ室内を軸方向へ移動レバルブ室側周壁
   との間に小さな隙間をつくる様に他の部分よりも
   径大となつた先端の栓部によつて水入口を開閉す
   る栓体と、水入口が開のとき栓部によつて２分さ
   れるバルブ室の２つの水域のうち水入口が位置す
   る第１の水域とは反対側の第２の水域となるバル
   ブ室の側壁一部に開口した水出口と、水入口が開
   のとき第１の水域となる水入口近くのバルブ室側
   壁で開口した第１の通水孔と第２の水域となる出
   水口近くのバルブ室側壁で開口した第２の通水孔
   とを通じてバルブ室と連通し栓部とバルブ室側壁
   との隙間を流れる水流に対してバイパス水流をつ
   くる受圧室と、この受圧室の水圧を感知し水圧が
   ある設定値以上になると瞬間湯沸器の加熱が開始
   される方向へ変位し水圧が設定値より小さくなる
   と瞬間湯沸器の加熱が停止される方向へ復帰する
   定圧変位機構とを備えた瞬間湯沸器用水圧応動装
   置。 ２ 定圧変位機構が、受圧室の水圧を感知するダ
   イヤフラムまたはベローフラムと、水圧上昇時に
   ダイヤフラムまたはベローフラムの変位に抗する
   方向へダイヤフラムまたはベローフラムを付勢す
   るスプリングとを有し、ダイヤフラムまたはベロ
   ーフラムの変位によつてスイツチを開閉するよう
   構成した特許請求の範囲第１項記載の瞬間湯沸器
   用水圧応動装置。 ３ 第１の通水孔の開口面積に対する第２の通水
   孔の開口面積の比が、1/6〜1/2の範囲である特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の瞬間湯沸器
   用水圧応動装置。