(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉弁方向に付勢された弁体を有する遮断弁と、上記弁体を開閉可能に進退する弁棒と、押し込み操作により上記弁棒を押圧可能なロッド本体に長孔状の貫通孔を形成すると共に、当該貫通孔の開口面の一方に切欠部を形成してなるリセットロッドと、当該リセットロッドと直交するように上記貫通孔に挿通したロック解除ロッドと、当該ロック解除ロッドの軸上に上記切欠部に係合可能な弁開ロックカラーを備え、さらに上記リセットロッドの上記弁開ロックカラー側に、熱媒に浸漬され、当該熱媒の温度に感応して熱膨張する感温流体を封入した感温函と、当該感温函と連通して上記感温流体の膨張度に応じて伸縮するベローズと、当該ベローズと連動する受圧子と、当該受圧子と連動して上記ロック解除ロッドと当接可能な連動子と、上記受圧子をバネ受けとして上記弁開ロックカラーをリセットロッド側に付勢する弁開スプリングとを備える一方、リセットロッドの上記弁開ロックカラーとは反対側に、上記ロック解除ロッドをリセットロッド側に付勢する温度設定スプリングを備え、熱媒が上限設定温度以上であるときには上記リセットロッドの押し込みが可能であると共に、この押し込み状態で上記弁開ロックカラーを上記切欠部に係合する一方、熱媒が下限設定温度以下であるときには上記弁開ロックカラーの係合を解除し、さらに、リセットロッドの弁開ロックカラーとは反対側に、温度設定スプリングのバネ受けを介してリセットロッド側に付勢され、ロック解除ロッドと当接する温度設定連動子と、ロック解除ロッドの縮径段部を介し、上記温度設定連動子をバネ受けとする弁閉スプリングによってリセットロッド側に付勢される弁閉ロックカラーとを備え、熱媒が下限設定温度以下であるときに上記弁閉ロックカラーが係合可能な別の切欠部をリセットロッドに形成したことを特徴とした手動リセット型サーモバルブ。
【請求項２】
温度設定スプリングのバネ受けとしてねじ込み量を調整可能な温度設定ツマミを設けた請求項１記載の手動リセット側サーモバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液化石油ガス（以下、ＬＰＧという）等のベーパーライザに設置され、熱交換器における熱媒の温度が低下した場合にＬＰＧの液供給路を自動的に遮断すると共に、その後のＬＰＧの供給を手動により再開（リセット）できるサーモバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＰＧのベーパーライザは、ＬＰＧタンクやＬＰＧボンベから供給される液状のＬＰＧを気化圧力調整弁で減圧すると同時に、霧状として熱交換器に供給し、当該熱交換器内において熱媒と熱交換して気化ガスを生成する構成としたものが一般的である。また、熱媒として温水を利用したものも広く知られており、現在では床暖房用給湯器の温水を熱媒として熱交換器に供給循環させるようにした、いわゆる給湯式ベーパーライザの開発も進められているところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術のうち給湯式ベーパーライザには給湯器から床暖房に適した約８０℃の温水が循環供給されているが、その温度管理や温水の循環供給は給湯器のみで行われることなどから、給湯器の故障等により熱交換器における温水の温度を一定に保てない場合がある。
【０００４】
このように熱交換器に循環される温水の温度が所定以下となり、十分に気化されないＬＰＧが消費側に供給されることになれば、ＬＰＧは気化時に数百倍に体積膨張するため、消費側で爆発を引き起こす危険性がある。こうした危険を回避するためには、熱交換器における温水の温度を監視して、所定以下になれば、熱交換器に対するＬＰＧの供給を自動的に遮断する構成が必要となる。
【０００５】
また、さらなる安全性を確保するためには、温水の温度低下によりＬＰＧの供給を遮断した後であっても、当該温度が所定以上に回復しなければ、ＬＰＧの供給を再開できない構成を兼備することが好ましい。
【０００６】
本発明は上述した課題を解決することを目的とし、さらに上記構成を小型化により実現することを第二の目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明では、閉弁方向に付勢された弁体を有する遮断弁と、上記弁体を開閉可能に進退する弁棒と、押し込み操作により上記弁棒を押圧可能なロッド本体に長孔状の貫通孔を形成すると共に、当該貫通孔の開口面の一方に切欠部を形成したリセットロッドと、上記貫通孔に挿通されてリセットロッドと直交するロック解除ロッドと、上記切欠部に係合可能な弁開ロックカラーを備え、さらに上記リセットロッドの上記弁開ロックカラー側に、熱媒に浸漬され、当該熱媒の温度に感応して熱膨張する感温流体を封入した感温函と、当該感温函と連通して上記感温流体の膨張度に応じて伸縮するベローズと、当該ベローズと連動する受圧子と、当該受圧子と連動して上記ロック解除ロッドと当接可能な連動子と、上記受圧子をバネ受けとして上記弁開ロックカラーをリセットロッド側に付勢する弁開スプリングとを備える一方、リセットロッドの上記弁開ロックカラーとは反対側に、上記ロック解除ロッドをリセットロッド側に付勢する温度設定スプリングを備え、熱媒が上限設定温度以上であるときには上記リセットロッドの押し込みが可能であると共に、この押し込み状態で上記弁開ロックカラーを上記切欠部に係合する一方、熱媒が下限設定温度以下であるときには上記弁開ロックカラーの係合を解除するという手段を用いた。
【０００８】
上記構成によれば、遮断弁の開閉制御は、リセットロッドを変位させることによって弁棒を作動して行われる。リセットロッドの変位は、熱媒が上限設定温度以上であるときにおける手動による押し込み操作（リセット）と、熱媒が下限設定温度以下であるときにおけるリターンスプリングの付勢力による場合がある。そして、弁開ロックカラーを切欠部に係合させることによってリセットロッドの押し込み状態を固定する一方、当該係合が解除されればリターンスプリングによりリセットロッドは弁棒から開離する方向に変位する。
【０００９】
さらに、弁開ロックカラーの切欠部への進退は感温流体の熱膨張に伴うベローズの伸縮によって行われる。ベローズに係る圧力は受圧子、連動子、ロック解除ロッドを介して温度設定スプリングとバランスをとるため、当該温度設定スプリングのバネ圧を変化させることによってベローズの収縮開始温度、即ち弁開ロックカラーを切欠部に係合させるための温度を設定することができる。なお、温度設定スプリングのバネ圧に抗してベローズが伸縮し、弁開ロックカラーが切欠部に係合したときの温度が上限設定温度であり、遮断弁を開弁する温度である。一方、熱媒の温度低下によって感温流体の収縮と共にベローズに係る圧力が減少した場合、ロック解除ロッド等を介して伝達される温度設定スプリングのバネ圧によって弁開ロックカラーには切欠部から離脱する方向の力が働く。そして、弁開ロックカラーが切欠部から完全に離脱したときの温度が下限設定温度であり、遮断弁を閉弁する温度である。この下限設定温度は切欠部の深さによって調整することもできる。
【００１０】
なお、本発明における感温流体は、熱媒の温度に応じて熱膨張する物質をいう。換言すれば、温度に比例して体積が変化する性質のものをいうが、その形態は液状又は気体の何れもであってもよい。また、感温函は、例えば給湯式ベーパライザにおける温水槽に浸漬されるなど、熱媒に浸漬され、当該熱媒の温度を感温流体に伝達する作用と共に、感温流体の体積変化をベローズに伝達する作用を行う。従って、熱媒の温度を感温流体に正確に伝達するためには、熱伝導率の高い材質から成形することが好ましい。また、感温流体の体積変化を正確にベローズに伝達するには、感温函は感温流体の体積変化によって変形しない硬質性を有することが必要である。こうした性質を兼備する材質としては銅がある。
【００１１】
また本発明では、リセットロッドの弁開ロックカラーとは反対側に、温度設定スプリングのバネ受けを介してリセットロッド側に付勢され、ロック解除ロッドと当接する温度設定連動子と、ロック解除ロッドの縮径段部を介し、上記温度設定連動子をバネ受けとする弁閉スプリングによってリセットロッド側に付勢される弁閉ロックカラーとを備え、リセットロッドに熱媒が下限設定温度以下であるときに上記弁閉ロックカラーが係合可能な別の切欠部を形成するという手段を用いた。当該手段によれば、熱媒が下限設定温度以下になった場合、弁閉ロックカラーは温度設定スプリング及び弁閉スプリングのバネ圧によって切欠部に係合する。この係合によって、リセットロッドが弁棒から開離した状態、即ち遮断弁を閉弁した状態が維持される。一方、弁閉ロックカラーは熱媒が上限設定温度以上にある場合、ロック解除ロッドを介して伝達される感温流体の膨張度に応じてリセットロッドから開離する方向に変位して、切欠部との係合状態が解除される。また、弁閉ロックカラーは熱媒の温度が上限設定温度以上に回復しなければ係合状態が解かれないため、リセットロッドを操作できない。
【００１２】
さらに請求項２では上記の手段において、温度設定スプリングのバネ受けとしてねじ込み量を調整可能な温度設定ツマミを設けたため、温度設定スプリングのバネ圧を調整でき、遮断弁の開閉温度を設定することが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。先ず、図１は、本発明に係る手動リセット型サーモバルブの一実施形態を示した断面図であり、図中、１はバルブ本体、２はバルブ本体１に取り付けられた遮断弁、３・４は遮断弁２の弁室２ａとそれぞれ連通する液入口・液出口である。そして、このサーモバルブをベーパーライザに設置する場合、液入口３は直接又は異常圧力防止弁やボンベ切換弁（何れも図示せず）等を介してＬＰＧタンクやＬＰＧボンベからＬＰＧ液を流入する一方、液出口４はＬＰＧ液を直接又は気化圧力調整弁等を介して熱交換器に流出するに当たり、熱交換器の熱媒の温度に感応して遮断弁２の開閉制御を行うものである。
【００１４】
５は弁体２ｂを押圧して遮断弁２を開弁する弁棒であって、後述するリセットロッド６により進退する。一方、遮断弁２における弁体２ｂは、バルブ本体１に固定された弁ホルダー２ｃをバネ受けとする弁閉止スプリング２ｄによって、弁座２ｅと着座する方向（図面の左方向）、即ち閉弁方向に付勢されている。なお、図１は弁体２ｂを弁閉止スプリング２ｄに抗して弁棒５により押圧し、遮断弁２を開弁した状態を示している。
【００１５】
６は弁棒５を操作して遮断弁２を開閉するリセットロッドであり、弁棒５の軸線上に沿ってバルブ本体１に形成された挿嵌孔１ａを左右に可動する。当該リセットロッドの６の先方はロッド本体６ａによりも小径の軸部６ｂとし（図２参照）、且つ当該軸部６ｂにリターンスプリング６ｃを遊挿して、リセットロッド６を弁棒５から開離する方向に付勢している。６ｄは遮断弁２を開弁するに当たり、リセットロッド６をリターンスプリング６ｃに抗して手動により押し込み操作するためのノブである。さらに、リセットロッド６のロッド本体６ａには、図３（Ａ）に示されるように、上下に貫通する長孔状の貫通孔６ｅを形成しており、さらに図３（Ｂ）に示されるように、上記貫通孔６ｅの形成範囲においてロッド本体６ａの上面には、軸部６ｂ側からノブ６ｄ側に向かって水平部６ｆ、切欠部６ｇを並設する一方、ロッド本体６ａの下面には、上面水平部６ｆと対応して切欠部６ｈを形成すると共に、上面切欠部６ｇと対応して水平部６ｉを形成している。
【００１６】
次に、図１において、７はベーパライザにおける熱交換器の熱媒中に浸漬される感温函であって、その内部には熱媒の温度に感応して熱膨張する性質の感温流体８が封入されている。９は導管１０を介して感温函８と連通したベローズであって、当該ベローズ９とベローズカバー１１とで形成される感圧室１２にも前述の感温流体８が封入されている。即ち、熱媒の温度に比例して感温流体８が膨張又は収縮し、感圧室１２の内圧が変化するため、この内圧に応じてベローズ９を伸縮させるように構成している。
【００１７】
１３はベローズ９の伸縮に連動して上下に可動する受圧子であって、その動きは当該受圧子１３をバネ受けとする弁開スプリング１４を介して弁開ロックカラー１５に伝達される。弁開スプリング１４は弁開ロックカラー１５をリセットロッド６側に付勢している。また、受圧子１３の動きは、弁開ロックカラー１５を挿通し、受圧子１３と一体的に設けた連動子１６を介してロック解除ロッド１７にも伝達される。なお、ロック解除ロッド１７はリセットロッド６の貫通孔６ｅを挿通しており、両者６・１７を直交状態に保ちつつ、リセットロッド６の左右の可動を許容している。また、弁開ロックカラー１５はロック解除ロッド１７と嵌合可能としている。ここで、図１は、リセットロッド６を左方向に押し込んだ状態（弁開状態）を示したものであるが、この状態において弁開スプリング１４は弁開ロックカラー１５を上面切欠部６ｇに弾性的に係合させる作用を行う。従って、弁開ロックカラー１５が上面切欠部６ｇに係合した状態では、リセットロッド６は押し込み状態で固定され、弁開状態が維持される。
【００１８】
１８は一端がロック解除ロッド１７の縮径段部１７ａと係合可能な弁閉ロックカラーであって、その他端は温度設定連動子１９をバネ受けとする弁閉スプリング２０によりリセットロッド６側に付勢されている。また、温度設定連動子１９は、バルブ本体１にねじ込みにより固定された温度設定ツマミ２１をバネ受けとする温度設定スプリング２２によって、リセットロッド６側に付勢されている。さらに、温度設定スプリング２２による付勢力は、温度設定連動子１９を介してロック解除ロッド１７に伝達され、さらにロック解除ロッド１７から連動子１６・受圧子１３・ベローズ９を介して感圧室１２の内圧とバランスをとるように構成されている。当該構成によれば、感圧室１２の内圧が温度設定スプリング２２のバネ圧を上回ったときにはじめてベローズ９が収縮し始め、これと連動して後段の各部材が変位することになる。即ち、温度設定スプリング２２のバネ圧を変えることで、熱媒が何度のときにベローズ９および後段の部材を変位させるかが調整され、弁開ロックカラー１５を上面切欠部６ｇに係合させると共に、遮断弁２を開弁させるための温度設定がなされる。換言すれば、遮断弁２を開弁したい熱媒の温度に合わせて温度設定スプリング２２のバネ圧を選択することができるのである。
【００１９】
なお、本実施形態では温度設定ツマミ２１をねじ込みでバルブ本体１に固定するように構成しているので、温度設定スプリング２２自体を交換することなく、温度設定ツマミ２１のねじ込み量を調整することによって、温度設定スプリング２２の蓄積エネルギー、即ちバネ圧を調整することができ、ベローズ９の収縮開始の温度を設定することができる。なお、図中、２３は温度設定ツマミ２２のロックナットである。
【００２０】
続いて、上記構成のサーモバルブの動作を図１、図４〜図６に従って説明する。図１は、熱交換器における熱媒が遮断弁２を開弁させたい所定温度（上限設定温度）以上に保たれているときの状態を示したものであって、このときＬＰＧ液を気化圧力調整弁等に供給する必要上、遮断弁２は開弁される。そこで、リセットロッド６を手動によりバルブ本体１に押し込み（リセット操作）、弁棒５を左方向に押圧することによって遮断弁２を開弁する。そして、この状態は次のようにして維持される。
【００２１】
即ち、熱媒が上限設定温度以上にある場合、感温流体８が熱膨張して感圧室１２の内圧が上昇するため、ベローズ９が収縮され、この動きは受圧子１３を介して弁開スプリング１４に伝達される。そして、当該弁開スプリング１４の付勢力によって弁開ロックカラー１５がリセットロッド６の上面切欠部６ｇに弾性的に係合し、リセットロッド６が押し込まれた状態で固定（ロック）され、遮断弁２の弁開状態が維持されるのである。このときベローズ９の収縮力は受圧子１３・連動子１６・ロック解除ロッド１７・温度設定連動子１９を介して温度設定スプリング２２で吸収された後は、弁閉スプリング２０を収縮させるようにも作用するため、弁閉ロックカラー１８はリセットロッド６から開離した状態となる。
【００２２】
一方、熱媒の温度が設定温度（下限設定温度）以下になった場合は、図４に示されるように、感温流体８が収縮することによって感圧室１２の内圧が下がるため、ベローズ９が伸張して受圧子１３が上方に変位すると共に、ロック解除ロッド１７には温度設定連動子１９を介して温度設定スプリング２２の付勢力が作用し、当該ロック解除ロッド１７をベローズ９側に変位させる力が働く。このため受圧子１３の変位によって弁開スプリング１４の蓄積エネルギーが縮小すると共に、ロック解除ロッド１７の変位により弁開ロックカラー１５がリセットロッド６から開離して、上面切欠部６ｇとの係合が解かれる。
【００２３】
この結果、リセットロッド６はリターンスプリング６ｃによって右方向に変位し、ロッド本体６ａと弁棒５が非接触の状態となるため、弁体２ｂが弁閉止スプリング２ｄの付勢力により弁座２ｅに着座し、遮断弁２は閉弁する。さらに、この閉弁状態は次のようにして維持される。即ち、リセットロッド６が右方向に変位することによって、下面切欠部６ｈが弁閉ロックカラー１８と対向して位置する。そして、それまで収縮状態にあった弁閉スプリング２０の付勢力を受けて弁閉ロックカラー１８が下面切欠部６ｈと弾性的に係合することによって、遮断弁２を閉弁した状態でリセットロッド６は固定（ロック）されるのである。
【００２４】
つまり本実施形態では、熱媒が下限設定温度以下となった場合、弁開ロックカラー１５の上面切欠部６ｇへの係合を解除して、リセットロッド６の右方向への変位に連動して遮断弁２を閉弁すると同時に、弁閉ロックカラー１８を下面切欠部６ｈに係合させることによって、リセットロッド６を固定し、リセットロッド６の押し込み操作をできないように構成している。
【００２５】
ここで、下限設定温度とは遮断弁２を閉弁したいときの熱媒の温度をいい、具体的には弁開ロックカラー１５を上面切欠部６ｇから完全に離脱する共に、弁閉ロックカラー１８を下面切欠部６ｈと係合できるときの熱媒の温度をいう。一方、上限設定温度とは遮断弁２を開弁したいときの熱媒の温度をいい、具体的には弁閉ロックカラー１８を下面切欠部６ｈから完全に離脱すると共に、弁開ロックカラー１５を上面切欠部６ｇに係合できるときの熱媒の温度をいう。
【００２６】
次に、図４の状態から、熱媒が再び上限設定温度まで回復した場合には、図５に示されるように、感温流体８が熱膨張して感圧室１２の内圧が上昇し、これに連動してベローズ９が収縮すると共に、受圧子１３・連動子１６を介してロック解除ロッド１７を下方向に変位させる。さらに、このロック解除ロッド１７の変位と連動して弁閉ロックカラー１８が下方向に変位することによって、下面切欠部６ｈから離脱する。この結果、リセットロッド６は押し込み操作が可能な状態となる。
【００２７】
なお、このとき感圧室１２の内圧は受圧子１３・弁開スプリング１４を介して弁開ロックカラー１５にも伝達されるが、当該弁開ロックカラー１５はリセットロッド６のロッド本体６ａと当接するため変位できないことから、弁開ロックカラー１５に作用する力は弁開スプリング１４によって吸収される。
【００２８】
そして、図５に示した状態から、リセットロッド６を手動により押し込む（リセット操作）ことによって、図６に示されるように、ロッド本体６ａが弁棒５を押圧して、遮断弁２を開弁し、ＬＰＧ液の供給が再開されるのである。また、リセットロッド６を押し込むことによって、上面切欠部６ｇが弁開ロックカラー１５と対向するため、それまで収縮状態にあった弁開スプリング１４の付勢力によって、弁開ロックカラー１５が上面切欠部６ｇに突出係合し、リセットロッド６の押し込み状態、即ち遮断弁２の開弁状態が維持されるのである。その後は、上述した図４〜６の動作を繰り返すことにより、熱媒の温度に応じて遮断弁２を開閉し、ＬＰＧの供給制御を行うことができる。
【００２９】
なお、上述した実施形態では、リセットロッド６に下面切欠部６ｈを形成すると共に、当該下面切欠部６ｈに係合可能な弁閉ロックカラー１８を設けた構成として、熱媒の温度低下による遮断弁２の閉弁後、熱媒の温度が上限設定温度まで回復しなければリセットロッド６を操作できないように構成した。これは、熱媒が下限設定温度以下（閉弁状態）にあるときに、リセットロッド６の不用意な操作による危険を回避するためである。
【００３１】
また、上記実施形態では、感圧室１２の内圧変化を縦方向にとり、これに追随して弁開ロックカラー１５、ロック解除ロッド１７、弁閉ロックカラー１８等の感温機構並びに遮断弁２を垂直方向に配置する一方、リセットロッド６を水平方向に配置したが、この状態から正負何れかに９０度回転させた配置であってもよいことはもちろんである。また、ベローズ９、温度設定ツマミ２１を上下反対に配置したり、これに応じてリセットロッド６、遮断弁２の配置を左右反対に変更することも、本発明の技術的に範囲に含まれるのである。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明では、遮断弁をリセットロッドの操作により開閉制御するようにし、当該リセットロッドの操作を感温流体の熱膨張に応じて変位する弁開ロックカラーの切欠部への係合により実現したので、熱媒の温度に応じて遮断弁を確実に開閉制御できた。また、閉弁状態において熱媒が上限設定温度以上となった場合にはリセットロッドを直ちに押し込み操作でき利便である。さらに、本発明ではリセットロッドとこれを制御するベローズや弁開ロックカラー等の感温機構を直交状態に配置したので、バルブの小型化を図ることができた。
【００３４】
また本発明では、弁閉ロックカラーにより熱媒が上限設定温度以上に回復しない限りリセットロッドを操作できないため、遮断弁の不用意な開弁を防止でき、安全性を高めることができた。
【００３５】
さらに請求項２に係る発明では、温度設定ツマミをねじ込み式としたので、温度設定スプリング自体を変更することなく、遮断弁の開閉温度を任意に設定することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るサーモバルブの断面図（開弁状態）
【図２】同実施形態におけるリセットロッドの斜視図
【図３】同リセットロッドの平面図
【図４】熱媒の温度低下によるサーモバルブの閉弁動作を示した断面図
【図５】図４の状態から熱媒の温度上昇によるサーモバルブの動作を示した断面図
【図６】サーモバルブのリセット動作を示した断面図
【符号の説明】
１      バルブ本体
２      遮断弁
３      液入口
４      液出口
５      弁棒
６      リセットロッド
６ａ    ロッド本体
６ｂ    軸部
６ｃ    リターンスプリング
６ｄ    ノブ
６ｅ    貫通孔
６ｆ    上面水平部
６ｇ    上面切欠部
６ｈ    下面切欠部
６ｉ    下面水平部
７      感温函
８      感温流体
９      ベローズ
１０      導管
１１      ベローズカバー
１２      感圧室
１３      受圧子
１４      弁開スプリング
１５      弁開ロックカラー
１６      連動子
１７      ロック解除ロッド
１８      弁閉ロックカラー
１９      温度設定連動子
２０      弁閉スプリング
２１      温度設定ツマミ
２２      温度設定スプリング
２３      連動棒
【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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【図６】
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