(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水が存在し、その水が凍結する可能性のある容器や通路の内壁に装着され、この内壁との間に気体室を形成するゴム区画膜を具備し、
前記ゴム区画膜は、ガバナ弁の２次室内に配置されて、この２次室内に前記気体室を形成するものであり、
この気体室は、大気に連通して設けられていることを特徴とする凍結破損防止装置。
【請求項２】
請求項１の凍結破損防止装置において、
前記ゴム区画膜は、このゴム区画膜を前記内壁に設けられた凹部に圧入するための金属がモールドされていることを特徴とする凍結破損防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水の凍結による器具類の破損を防止する凍結破損防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の技術として、特開平１０−２８１５５６号公報に開示された技術が知られている。この技術は、多数の独立気泡を有するスポンジを水の通路に配置したものであり、水の凍結による体積の膨張をスポンジに吸収させることで、器具類の破損を防止しようとしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術で用いられていたスポンジは、液状の樹脂の内部で発泡を行って樹脂を硬化させるものであり、独立気泡を覆う樹脂の気泡膜が薄いものであった。このため、スポンジは繰り返しの変形によってヘタリが発生してしまうため、凍結によって収縮と拡張を繰り返すと、スポンジが弾性を失って体積膨張を吸収する性質を失い、凍結破損を防ぐ性能が劣化する不具合があった。
【０００４】
また、特開平１０−２８１５５６号公報のように、ガバナ弁を搭載した水圧応動装置の２次室にスポンジを配置した場合、２次室の圧力を受けてスポンジの各独立気泡が圧縮されて反発力を発生し、ガバナ特性にヒステリシスが生じてしまう。ガバナ特性にヒステリシスが生じると、水圧の変動によって水量が変化し、給湯器の場合では出湯温度が変化する不具合が発生してしまう。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、凍結によって収縮と拡張を繰り返しても、体積膨張を吸収する性質を失うことなく長期に亘って安定して凍結破損を防ぐことができる凍結破損防止装置の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の目的を達成するために次の手段を採用する。
〔請求項１の手段〕
凍結破損防止装置は、水が存在し、その水が凍結する可能性のある容器や通路の内壁に装着され、この内壁との間に気体室を形成するゴム区画膜を具備するものである。
さらに、前記ゴム区画膜は、ガバナ弁の２次室内に配置されて、この２次室内に前記気体室を形成するものであり、
この気体室は、大気に連通して設けられていることを特徴とする。
【０００７】
〔請求項２の手段〕
請求項１の凍結破損防止装置において、
前記ゴム区画膜は、このゴム区画膜を前記内壁に設けられた凹部に圧入するための金属がモールドされていることを特徴とする。
【０００９】
【作用および発明の効果】
〔請求項１の作用および効果〕
水が凍結して体積が膨張すると、水の凍結部位に配置されたゴム区画膜が圧迫され、気体室が収縮する。このように、水の凍結による体積膨張を、気体室の収縮によって吸収するため、水の凍結による器具や配管等の破損が防止できる。
【００１０】
気体室を区画するゴム区画膜は、従来のスポンジにおける樹脂の気泡膜に比較して十分に厚くできるため、ゴム区画膜は、繰り返しの変形を受けてもヘタリが発生しにくい。このため、繰り返しの凍結によってゴム区画膜が繰り返して変形しても、弾性を失うことがなく、長期に亘って安定して凍結破損を防ぐことができる。
ガバナ弁の２次室に気体室を配置し、気体室を大気に連通させることによって、気体の圧縮による反発力が無く、ガバナ特性のヒステリシスを解消することができる。
【００１１】
〔請求項２の作用および効果〕
ゴム区画膜に、圧入用の金属をモールドしたため、ゴム区画膜で区画される気体室のシール性を向上できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、実施例および変形例を用いて説明する。
〔実施例〕
図１は水圧応動装置の要部断面図を含むガス給湯器の概略図である。
ガス給湯器は、水入口から出湯口１までの給水通路２と、ガス入口からガスバーナ３までのガス通路４とを備える。
【００１４】
給水通路２は、上流側より下流に向けて、流路を開閉する水栓５、水圧に応答してガス通路４を開閉する水圧応動装置６、ガスバーナ３で発生した熱によって通過する水を加熱する熱交換器７が配置されている。
ガス通路４は、上流側より下流に向けて、流路を開閉する器具栓８、水圧応動装置６によって作動する水圧応動弁９、ガスバーナ３内にガスを噴射するガス噴射ノズル１０が設けられている。
【００１５】
水圧応動装置６は、水圧変動を受けても水量を一定に保つためのガバナ弁１１が一体に設けられたものであり、このガバナ弁１１は水室を１次室１２と２次室１３に区画するダイヤフラム１４の中心軸上に取り付けられている。
１次室１２はガバナ弁１１を通過した水が流れる部屋で、この１次室１２の出口流路には、通過する水量を調節することによって出湯温度を調節するための湯温調節器１５が設けられている。そして、湯温調節器１５を通過した水は、ベンチュリ１６を通って熱交換器７に供給される。
【００１６】
ベンチュリ１６は、流路を絞るとともに、流路に対して直角方向に横孔１７が設けられており、その横孔１７が２次室１３に通じている。このため、ベンチュリ１６に水が流れると、ベンチュリ効果によって横孔１７を通じて２次室１３の圧力が下がり、ダイヤフラム１４が２次室１３側へ変移する。すると、ダイヤフラム１４に対して垂直方向に取り付けられていた出力軸１８が水圧応動装置６の外側に突出する。ここで、水圧応動弁９は、出力軸１８の突出力を受けて開くように設けられている。このため、水栓５を開き、ベンチュリ１６に水が流れてダイヤフラム１４が２次室１３側に変移すると、水圧応動弁９がガス通路４を開くように作用する。
【００１７】
水栓５が閉じられると、ベンチュリ１６の水の流れが停止する。すると、ベンチュリ効果がなくなるため、１次室１２と２次室１３の圧差がなくなり、ダイヤフラム１４が元の位置に戻る。つまり、２次室１３側に変移していたダイヤフラム１４が１次室１２側に戻り、出力軸１８が水圧応動装置６の内側に戻る。この結果、水圧応動弁９がガス通路４を閉じるように作用する。
【００１８】
なお、１次室１２および２次室１３は、外部に連通する水抜き孔（図示しない）が設けられており、その水抜き孔は水抜き栓（図示しない）によって塞がれている。そして、水抜き栓を手動操作によって取り外すことにより、１次室１２および２次室１３の水が外部へ抜けるように設けられている。
【００１９】
水圧応動装置６の２次室１３を形成するカバー２０の内壁２０ａには、この内壁２０ａとの間に気体室２１を形成するゴム区画膜２２が装着されている。
このゴム区画膜２２は、ナイロンなど適度な硬度を有した弾性体によって形成されるものであり、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、断面略コ字形の環状体であり、ゴム材料の内部には、内壁２０ａに設けられた環状の凹部にゴム区画膜２２を圧入するためのリング状の金属２３が２つモールドされている。
【００２０】
ゴム区画膜２２によって区画された気体室２１は、カバー２０に形成された連通孔（図示しない）を介して大気に連通して設けられている。ここで、気体室２１を密封した場合、２次室１３内の圧力による気体室２１の圧縮の反発力により、ガバナ特性にヒステリシスが生じて水量が変化し、出湯温度が変化する不具合が発生してしまう。そこで、この実施例のように気体室２１を大気に連通することにより、気体室２１の気体による反発力がなくなり、ガバナ特性のヒステリシスを無くすことができる。この結果、水量が安定して、給湯器の出湯温度が変化する不具合がなくなる。
【００２１】
なお、水の凍結による体積膨張率は、９．２％であるため、体積膨張の全てを気体室２１の圧縮によって吸収するように設けても良いが、体積膨張の一部を気体室２１の変形で吸収するように設けて、他の体積膨張分を水圧応動装置を構成する部品の強度によって破損を防ぐようにしても良い。
【００２２】
次に、凍結時の作動を説明する。
水抜きを忘れた状態で凍結が始まると、その凍結は通水路から始まり、熱容量の大きな水圧応動装置６は最後に凍結する。このため、１次室１２および２次室１３内の水が閉じ込められた状態で凍結が開始される。１次室１２および２次室１３内が凍結すると、水の体積が９．２％膨張する。その膨張によって、２次室１３内に配置されたゴム区画膜２２が圧迫される。すると、ゴム区画膜２２で区画された気体室２１が圧迫により収縮し、凍結による体積膨張を吸収する（図２参照）。
気温が上昇して凍結した氷が水に戻ると、ゴム区画膜２２に対する圧迫力が解除されるため、ゴム区画膜２２が元の形状に復帰する。
【００２３】
このように、水抜きを忘れて水圧応動装置６が凍結した場合は、ゴム区画膜２２の変形による気体室２１の収縮によって凍結による膨張を吸収するため、水圧応動装置６の変形や破損を防ぐことができる。
気体室２１を区画するゴム区画膜２２は、従来のスポンジにおける樹脂の気泡膜に比較して十分に厚くできるため、ゴム区画膜２２は、繰り返しの変形を受けてもヘタリが発生しにくい。このため、繰り返しの凍結によってゴム区画膜２２が繰り返して変形しても、弾性を失うことがなく、長期に亘って安定して凍結破損を防ぐことができる。
【００２４】
また、ゴム区画膜２２に、圧入用の金属２３をモールドしたため、気体室２１のシール性を長期に亘って保つことができる。
さらに、気体室２１を大気に連通させるように設けたため、ガバナ特性のヒステリシスを解消することができ、水量が安定して給湯器の出湯温度が変化する不具合がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水圧応動装置の要部断面図を含むガス給湯器の概略図である（実施例）。
【図２】凍結時における水圧応動装置の要部断面図である（実施例）。
【図３】ゴム区画室の説明図である（実施例）。
【符号の説明】
６    水圧応動装置
１１    ガバナ弁
１３    ２次室
２０    カバー（容器や通路）
２０ａ  内壁
２１    気体室
２２    ゴム区画膜
２３    金属
【図１】
0003869640.tif 000002
【図２】
0003869640.tif 000003
【図３】
0003869640.tif 000004