特許 5714500 温度感応型流体流れ断続装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5714500

(24)【登録日】2015年3月20日

(45)【発行日】2015年5月7日

(54)【発明の名称】温度感応型流体流れ断続装置

(51)【国際特許分類】

   E03B 7/10 20060101AFI20150416BHJP

   F16K 31/68 20060101ALI20150416BHJP

   E03B 7/07 20060101ALI20150416BHJP

【ＦＩ】

   E03B7/10 N

   F16K31/68 A

   E03B7/07 A

【請求項の数】9

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2011-540604(P2011-540604)

(86)(22)【出願日】2009年12月9日

(65)【公表番号】特表2012-511650(P2012-511650A)

(43)【公表日】2012年5月24日

(86)【国際出願番号】KR2009007351

(87)【国際公開番号】WO2010068031

(87)【国際公開日】20100617

【審査請求日】2011年6月28日

(31)【優先権主張番号】10-2008-0125055

(32)【優先日】2008年12月10日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2009-0008875

(32)【優先日】2009年2月4日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2009-0111530

(32)【優先日】2009年11月18日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】511141869

【氏名又は名称】スド・プレミアム・エンジニアリング・カンパニー・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＵＤＯ ＰＲＥＭＩＵＭ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＣＯ．， ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100091351

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 哲

(74)【代理人】

【識別番号】100088683

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100095441

【弁理士】

【氏名又は名称】白根 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】100084618

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 貞男

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(72)【発明者】

【氏名】ジュン、ジェユン

【審査官】 ▲高▼橋 祐介

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５２−０４３７２５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５０−０５５２２６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−０２８７３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０３Ｂ ７／１０

Ｅ０３Ｂ ７／０７

Ｆ１６Ｋ ３１／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

温度感応型流体流れ断続装置であって、
内部に流れ流体が流れる流体流れ管の流入部と排出部との間に設けられるハウジングと、
前記ハウジング内に設けられ前記ハウジングに流入された流れ流体が流入され、内部圧力の変化に応じて前記流れ流体の一部を前記ハウジングの外部に排出する弁ブロックと、
内部に充填された温度感応流体の温度変化に応じて前記弁ブロック内に圧力差を発生させる温度感応器と、を含み、
前記温度感応器は、
前記温度感応流体が充填されて前記弁ブロックの上部に設けられた温度感応部と、前記温度感応部と連通するように前記弁ブロックの内部に設けられた反応室と、前記弁ブロックの内部に設けられ前記ハウジングに流入された流れ流体が流入される弁室と、前記ハウジングと連通する排出管と、前記反応室と前記弁室とを連通する第１流路と、前記反応室と前記排出管とを連通する第２流路とを含み、
前記温度感応流体が設定温度に到達すると、前記弁室に流入した流れ流体を前記温度感応部の作動により前記反応室に流入して、前記弁室で発生した圧力差により前記弁室に流入する前記ハウジング内の流れ流体を前記排出管に排出することを特徴とする温度感応型流体流れ断続装置。

【請求項2】

前記温度感応部は、
前記温度感応流体の凝縮と膨張によって膨張及び収縮するように設けられた皺部と、
前記皺部の内部に前記皺部の膨張と収縮によって昇降するように設けられたピストン部材と、
前記ピストン部材の外部面に嵌合されて前記ピストン部材を加圧するバネと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の温度感応型流体流れ断続装置。

【請求項3】

前記反応室は、
中空部材と、前記中空部材の下部に挿入された弾性のゴム部材と、前記中空部材の上部に順次挿入されたバネ及び接触部材で構成されて、前記ピストン部材の昇降によって昇降して前記第１流路を開閉するように設けられた第１弁体を含み、
前記接触部材は前記ピストン部材の下端部と弾性的に当接し、前記第２流路は前記第１弁体の昇降によって開閉されることを特徴とする請求項２に記載の温度感応型流体流れ断続装置。

【請求項4】

前記弁室は、
ピストン弁が介在されて前記ハウジング内に前記流れ流体を流入する上部流入通路と、
前記排出管を開閉するように設けられたゴムパッド弁と、
前記ゴムパッド弁の開放時に前記排出管と連通するように設けられた下部流入通路で構成されることを特徴とする請求項１に記載の温度感応型流体流れ断続装置。

【請求項5】

前記温度感応流体は温度が低くなると収縮し、温度が高くなると膨張する流体を含むことを特徴とする請求項１に記載の温度感応型流体流れ断続装置。

【請求項6】

前記排出管は前記排出管を開閉するように設けられた第２弁体を有する流体排出管を含み、
前記第２弁体は、中空部材と、前記中空部材の下部に一端が挿入され、前記ハウジングの開放部に他端が付着されて上方へ加圧するように付着されたバネと、前記中空部材の上部に挿入された弾性のゴム部材で構成されることを特徴とする請求項１に記載の温度感応型流体流れ断続装置。

【請求項7】

前記第２流路は、流体貯蔵室と、前記流体貯蔵室と連通する第２弁室からなる排出流量調節器とを含み、
前記排出管は中央がオリフィス管のように構成され、その上部が前記第２弁室と連通しており、その下部は前記流体貯蔵室と連通することを特徴とする請求項１に記載の温度感応型流体流れ断続装置。

【請求項8】

前記流体貯蔵室には、
前記第２流路を開閉するように設けられた弁部材と、前記弁部材を下方へ加圧するように設けられたバネと、前記排出管の下部と連通する第３流路が提供され、
前記反応室内の流れ流体に一定の圧力が生じて前記弁部材の上昇時に、前記反応室内の流れ流体が前記第２流路を通じて流入したり、前記第３流路を通じて前記下部の排出管を通じて排出されることを特徴とする請求項７に記載の温度感応型流体流れ断続装置。

【請求項9】

前記第２弁室は、前記流体貯蔵室との連通路に介在されたピストン弁と、前記第２流路を開閉するように設けられたゴムパッド弁とを含むことを特徴とする請求項７に記載の温度感応型流体流れ断続装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は温度感応型流体流れ断続装置に関し、更に詳しくは、温度感応部内の温度感応流体の温度が設定温度に到達すれば、流体流れ管内部の流れ流体の少量を排出させて流体流れ管の凍破を防止できる温度感応型流体流れ断続装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、代表的な流体流れ管である水道配管内部の水は冬期のように外部の気温が非常に低くなれと凍るようになり、このように配管内で水が凍ると体積が増加し、水道配管に亀裂が生じてしまう。そのため、これを防止するための多様な装置及び方法が用いられてきた。

【0003】

流体流れ管の凍破防止のための多くの装置及び方法は、流体流れ管内部の温度を感知して、その温度が所定温度以下である場合、外部から動力、例えば電源を流体流れ管に設置したヒータに供給して流体流れ管が凍らないように加熱する。しかし、このような装置及び方法は、その構成が複雑であり、電力消耗が激しいため、メンテナンス費用が多くかかるという問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

そこで、本発明の目的は、流体流れ管に配置された温度感応部内の温度感応流体の温度が設定温度に到達すれば、外部からの動力供給なしに少量の流れ流体を流体流れ管の外部に排出することによって、流体流れ管の凍破を防止する温度感応型流体流れ断続装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前述した目的を達成するための本発明の態様による温度感応型流体流れ断続装置は、内部に流れ流体が流れる流体流れ管の流入部と排出部との間に設けられるハウジングと、前記ハウジング内に流れ流体を流入し、内部圧力の変化に応じて前記流れ流体の一部を前記ハウジングの外部に排出するように前記ハウジング内に設けられる弁ブロックと、内部に充填された温度感応流体の温度変化に応じて前記弁ブロック内に圧力差を発生させる温度感応器とを含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、外部の気温が低くなり、温度感応部の内部に充填された温度感応流体の温度が設定温度に到達すると、ハウジング内の少量の流れ流体を外部に排出させることによって、流体流れ管の凍破を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の第１実施形態による温度感応型流体流れ断続装置の構成を示す概略図である。

【図2】図１の温度感応型流体流れ断続装置で温度感応流体の温度が設定温度に到達する場合、温度感応器が膨張する状態を示す図である。

【図3】本発明の第２実施形態による温度感応型流体流れ断続装置の構成を示す概略図である。

【図4】図３の温度感応型流体流れ断続装置で温度感応流体の温度が設定温度に到達する場合、温度感応器が膨張する状態を示す図である。

【図5】図３の温度感応型流体流れ断続装置の上部の排出管と流体貯蔵室との間の第２流路にが設けられた緩衝室の詳細図である。

【図6】本発明の第３実施形態による温度感応型流体流れ断続装置の構成を示す概略図である。

【図7】図６の温度感応型流体流れ断続装置で温度感応流体の温度が設定温度に到達する場合、温度感応器が膨張する状態を示す図である。

【図8】温度感応流体の設定温度を可変するホルダの詳細図である。

【図9】本発明の第４実施形態による温度感応型流体流れ断続装置の構成を示す概略図である。

【図10】図９の温度感応型流体流れ断続装置内の温度感応部の変形実施形態を示す概略図である。

【図11】図９の上部流入通路に配置された一方向弁を示す図である。

【図12】流体排出口が流体流れ管に連通することを示す図である。

【図13】図９の温度感応型流体流れ断続装置に追加された設定温度可変装置の構成を示す概略図である。

【図14】図９の温度感応型流体流れ断続装置でハウジング内の流れ流体の温度が設定温度に到達する場合、ベローズが収縮する状態を示す図である。

【図15】図１４のベローズの収縮作動に続いて、圧力解除室内の流体が流体貯蔵タンクに移送される状態を示す図である。

【図16】図１５の圧力解除室内の流体の流体貯蔵タンクへの移送作動に次いで、弁室内の流体が圧力解除室に移送される状態を示す図である。

【図17】図１６の弁室内流体の圧力解除室への移送作動に次いで、流体貯蔵タンク内の流れ流体が流体排出口を通じて排出される状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の好適な実施形態を添付する図面を参照して本発明の技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、更に詳細に説明するが、これは例示に過ぎないものであり、本発明がこれに制限されるものではない。

【0009】

図１は、本発明の第１実施形態による温度感応型流体流れ断続装置の構成を示し、図２は、図１の温度感応型流体流れ断続装置で温度感応流体の温度が設定温度に到達する場合、温度感応器が膨張する動作を示している。

【0010】

図１に示すように、本発明の第１実施形態による温度感応型流体流れ断続装置は、一部が外部に露出される開放部２２０が形成され、内部に流体（以下、「流れ流体」という）が流れる流体流れ管１２０、１４０の流入部と排出部との間に設けられるハウジング２００と、ハウジング２００内の流れ流体を流入し、内部圧力の変化に応じて少量の流れ流体を流体排出室２４０を通じてハウジング２００の開放部２２０と連通するように、ハウジング２００内に設けられる弁ブロック３００と、温度感応流体４７１の温度変化に応じて弁ブロック３００内に圧力差を発生させる温度感応器を含む。本発明の実施形態において、ハウジング２００内の流れ流体が温度感応流体４７１の温度が外部に排出される設定温度に到達すると、弁ブロック３００内に圧力差が発生して弁ブロック３００内の流れ流体をハウジング２００の開放部２２０と連通する流体排出室２４０を通じて外部に排出する。ここで、設定温度とは、ハウジング２００内の流れ流体が凍る前の温度を意味する。本発明では外部の気温が低くなり、温度感応流体の温度が設定温度になる度に流体流れ管内の流れ流体の少量を外部に排出することによって、流体流れ管の凍破を防止する。

【0011】

温度感応器は、弁ブロック３００とキャップ形状の温度感応部４２０を含む。弁ブロック３００は、その内部に互いに連通する弁室３４０と反応室３２０とを含む。温度感応部４２０は、その内部に温度感応流体４７１が充填されてホルダ４０２により、弁ブロック３００の上部に設けられる。反応室３２０は温度感応部４２０と連通し、温度感応部４２０内には温度感応流体４７１の凝縮と膨張によって膨張したり、収縮する皺部４４０が設けられ、温度感応部４２０内に充填される温度感応流体４１７の温度はハウジング２００内の流れ流体の温度よりも常に低い状態であることが好ましい。皺部４４０の内部には皺部４４０の膨張と収縮によって昇降するピストン部材４６０が設けられ、ピストン部材４６０にはバネ４８０が外部面に嵌合されてピストン部材４６０を下方へ加圧するようになっている。

【0012】

弁ブロック３００の反応室３２０では温度感応部４２０のピストン部材４６０が昇降する。反応室３２０は、第１流路３１０を通じて弁室３４０と連通し、弁室３４０は排出管３６０を通じて流体排出室２４０と連通し、反応室３２０と排出管３６０との間には第２流路３１４が連結されている。

【0013】

弁室３４０にはピストン弁３２８が介在されてハウジング２００内の流れ流体を流入する上部流入通路３２２と、排出管３６０を覆うように設けられたゴムパッド弁３２４と、ゴムパッド弁３２４の開放時に排出管３６０と連通するように設けられた下部流入通路３２６が提供される。図面において、ゴムパッド弁３２４下部の説明を省略した符号３１６はシーリングである。ピストン弁３２８は、バネ３４２により常に下方へ加圧されることが好ましい。ピストン弁３２８は、所定の規定圧力、例えば、１〜３ｋｇｆ／ｍ^２の圧力でゴムパッド弁３２４を加圧しなければならない。若し、この圧力以下、例えば０.５ｋｇｆ／ｍ^２の圧力でゴムパッド弁３２４を押すと、ピストン弁３２８が持ち上げられて流れ流体が漏れる現象が発生するので、これを防止するためである。

【0014】

また、反応室３２０にはピストン部材４６０の昇降によって昇降することにより、第１流路３１０を開閉するように設けられた第１弁体３８０が介在されている。第１弁体３８０は中空部材３８２と、この中空部材３８２の下部に挿入された弾性のゴム部材３８４と、中空部材３８２の上部に順次挿入されたバネ３８６と接触部材３８８とを含む。接触部材３８８はピストン部材４６０の下端部と弾性的に当接している。ゴム部材３８４は、第１流路３１０の気密性を高めるためのものである。

【0015】

一方、温度感応部４２０内の温度感応流体４７１が膨張しすぎると、この膨張した圧力によりピストン部材４６０が下降し、第１弁体３８０下部のゴム部材３８４を過度に押す現象が発生し、ゴム部材３８４の破損による気密性の低下と押された程度だけの流れ流体の排出時点が変わるようになる。本発明は、温度感応流体４７１の過度な膨張により、ピストン部材４６０が第１弁体３８０を必要以上の圧力で押しても、バネ３８６が必要以上の圧力を吸収して、ゴム部材３８４と第１弁体３８０の損傷を防止することになる。

【0016】

一方、流体排出室２４０には排出管３６０を開閉するように設けられた第２弁体２６０が提供され、第２弁体２６０は中空部材２６２と、この中空部材２６２の下部に一端が挿入され、ハウジング２００の開放部２２０に他端が付着されて上方へ加圧するように付着されたバネ２６４と、中空部材２６２の上部に挿入された弾性のゴム部材２６６を含む。ゴム部材２６６も排出管３６０の気密性を高めるためのものである。

【0017】

温度感応部４２０には温度感応流体４７１としてガスが充填されている。このようなガスは、一般に冷却器で用いられるフレオン系、非フレオン系冷媒ガスを含んでもよい。外部の温度が低くなってガスが凝縮すると、温度感応部４２０内に空間が生じることにより、ピストン部材４６０に嵌合されていたバネ４８０によりピストン部材４６０が上昇する。その結果、皺部４４０も膨張するようになる。しかし、これとは反対に、温度が高くなってガスが膨張すると、ピストン部材４６０が下降して皺部４４０も収縮する。このように、温度が高くなると膨張し、温度が低くなると収縮する性質を有するならば、前述したガス以外の他の温度感応流体、例えば、アセトン（ａｃｅｔｏｎｅ)、アルコール（ａｌｃｏｈｏｌ）、エタノール（ｅｔｈａｎｏｌ）、メタノール（ｍｅｔｈａｎｏｌ）などが温度感応部４２０内に充填され得るのはもちろんである。このように構成された本発明の温度感応型流体流れ断続装置は、温度感応部４２０に充填された温度感応流体４７１の温度が設定温度に到達して凝縮すると、図２に示すように、バネ４８０の弾性によりピストン部材４６０が上昇することによって、皺部４４０が伸ばされると同時に、第１流路３１０を閉鎖していた第１弁体３８０が反応室３２０内で上昇して第１流路３１０が開放されて、弁室３４０の上部流入通路３２２を通じて流入し、弁室３４０と第１流路３１０とに充填されていた流れ流体が反応室３２０に流入し始める。

【0018】

ところが、上部流入通路３２２にはピストン弁３２８が介在されているため、弁室３４０から第１流路３１０を通じて反応室３２０に流入する流れ流体の量よりも上部流入通路３２２を通じて弁室３４０に流入する量が遥かに少ない。これにより、弁室３４０の水圧、即ち、ゴムパッド弁３２４上部の水圧は低くなる。反面、ゴムパッド弁３２４の下部はゴムパッド弁３２４の下部に形成された下部流入通路３２６を通じて流入していた流れ流体により圧力がかかっているため、ゴムパッド弁３２４を中心にその上下部の間で圧力差が発生する。その結果、ゴムパッド弁３２４が、図２に示すように上昇し、下部の流入通路３２６と排出管３６０とが互いに連通するようになる。これにより、ハウジング２００内の流れ流体が排出管３６０に流入して流体排出口２４０の第２弁体２６０を下降させて、排出管３６０を開放させることによって開放部２２０を通じて流れ流体を排出する。その結果、流体流れ管１２０、１４０内の流れ流体の温度を常に設定温度以上に維持することになり、流体流れ管１２０、１４０の凍破を防止するのである。

【0019】

一方、ゴムパッド弁３２４が上昇することによって、上部流入通路３２２に介在されているピストン弁３２８を押し上げて、上部流入通路３２２を閉鎖する。そして、第１弁体３８０が次第に上昇して第２流路３１４を開放すると、弁室３４０から反応室３２０に流入する流れ流体は第２流路３１４を通じて排出管３６０に流入する。

【0020】

代表的に流体流れ管を水道管とすれば、通常、水道管の水圧は２〜３ｋｇｆ／ｃｍ^２程度の値であるため、流れ流体、即ち、水が外部に排出される時の流速は非常に速い。従って、ベルヌーイの原理により流れ流体の排出時に第２流路３１４を通じて排出管３６０に流入する流れ流体も全て排出されるため、上部流入通路３２２が閉鎖された弁室３４０と、貯蔵室３２０及び第２流路３１４の内部は常に流れ流体がない空いている状態に維持される。

【0021】

ところが、温度感応部４２０内の温度感応流体４７１が設定温度以下になると、ハウジング２００の開放部２２０を通じて流体流れ管１２０、１４０内の流れ流体が一定時間少量排出される。しかし、排出初期に規定された排出量の１００％が排出されなくなった場合、排出される流れ流体が凍結して開放部２２０を閉鎖することもあり得る。従って、これを防止する時点と、排出される時点と排出を止める時点との間隙を減らすこと、即ち、排出を円滑に開始し停止させることが排出水の消耗を最小化できるという点が好ましい。これは、本発明の第１実施形態において、反応室３２０内でピストン部材４６０に押されていた第１弁体３８０と、流体排出室２４０の第２弁体２６０により達成される。即ち、第１弁体３８０の接触部材３８８がバネ３８６に弾止された状態でピストン部材４６０により押されているため、ピストン部材４６０を迅速に上昇させることで、排出の開始を円滑にできる。また、第２弁体２６０もバネ２６４により上方へ加圧されることによって、排出管３６０を迅速に閉鎖して流れ流体の排出の止めを円滑に行える。

【0022】

図３は、本発明の第２実施形態による温度感応型流体流れ断続装置の構成を示しており、図４は、図３の流体流れ断続装置で温度感応流体の温度が設定温度に到達する場合、温度感応器が膨張する動作を示している。

【0023】

図３及び図４に示す本発明の第２実施形態による温度感応型流体流れ断続装置は初期に流れ流体を排出する時、その排出流量を調節できるように、図１及び図２に示す第１実施形態の流体排出室の代りに、排出流量調節器の構成が追加されたものであるので、図１及び図２の実施形態と同一の構成には同じ図面符号を付し、それに関する詳細な説明は省略した。

【0024】

第２実施形態において、図１及び図２に示す第２流路３１４に排出流量調節器が設けられる。排出流量調節器は、流体貯蔵室５２０とこの流体貯蔵室５２０と連通する第２弁室５４０とからなる。本実施形態において、排出管３６０は中央がオリフィス管のように構成され、その上部は第２弁室５４０と連通しており、その下部は流体貯蔵室５２０と連通している。

【0025】

流体貯蔵室５２０は第２流路３１４を開閉するように設けられた弁部材５２２とこの弁部材５２２を下方へ加圧するように設けられたバネ５２４とを含み、弁部材５２２が上昇すると、反応室３２０内の流れ流体が第２流路３１４を通じて流入する。

【0026】

また、流体貯蔵室５２０には所定の高さに下部の排出管３６０と連通する第３流路３６２が提供され、弁部材５２２が所定の高さ以上上昇すると、第３流路３６２を通じて流入した流れ流体が下部の排出管３６０を通じて排出される。

【0027】

一方、第２弁室５４０は弁室３４０と類似する構成を有する。第２弁室５４０は、流体貯蔵室５２０に流入した流れ流体を流入するように、流体貯蔵室５２０との連通路５４２に介在されてピストン弁５４４と、第２流路３１４を覆うように設けられたゴムパッド弁３４６とを含む。ところが、ゴムパッド弁３４６が開放されと、排出管３６０を通じて排出される流れ流体の流速により第２弁室５４０に負圧が生じ、流れ流体の一部が第２流路３１４を通じて吸い込まれる。その後、バネ５２４によりピストン弁５４４が下降しながら、ゴムパッド弁３４６が閉じられる。

【0028】

この過程で、流体の速度が速ければ、下部流入通路３２６を通じて排出管３６０に流入する流れ流体が十分でないため、ハウジング２００内部の流れ流体の温度が次第に低くなり、凍結が発生する。これを防止するための方法として、図５に示すように、流れ流体の排出を遅延させるために、上部排出管３６０と第２弁室５４０との間の第２流路３１４には抵抗用シャフト６２０が作動する緩衝室６００が形成されることが好ましい。

【0029】

本発明の実施形態による温度感応型流体流れ断続装置は、以上のような動作の繰り返しにより流体流れ管で常に流体が流れるようにすることで、外部の気温が低くなっても外部の動力供給なしに流体流れ管内部の流体が凍らないことにより、流体流れ管の凍破を防止する。

【0030】

図６は、本発明の第３実施形態による温度感応型流体流れ断続装置の構成を示す。

【0031】

図６に示すように、本発明の第３実施形態による温度感応型流体流れ断続装置は、一部が外部に露出される開放部７２２が形成され、内部に流れ流体が流れる流体流れ管７１２、７１４の流入部７１２と排出部７１４との間に設けられるハウジング７２０と、ハウジング７２０内の流れ流体を流入し、内部圧力の変化に応じて少量の流れ流体を流体排出口７２４を通じてハウジング７２０の開放部７２２と連通するように、ハウジング７２０内に設けられる弁ブロック７３０と、温度感応流体７７１の温度変化に応じて前記弁ブロック７３０内に圧力差を発生させる温度感応器とを含む。

【0032】

本発明の第３実施形態による温度感応型流体流れ断続装置は、温度感応流体７７１の温度が設定温度に到達すると、温度感応部７７４により弁ブロック７３０内に圧力差が発生して弁ブロック７３０内の流れ流体をハウジング７２０の開放部７２２と連通する流体排出口７２４を通じて外部に排出するように構成されている。ここで、設定温度とは、ハウジング７２０内の流れ流体が凍る前の温度を意味し、本発明では外部の気温が低くなり、温度感応流体７７１の温度が設定温度と同一になる度に少量の流れ流体を外部に排出することで、流体流れ管７１２、７１４内の流れ流体の温度を常に設定温度以上に維持するようになって、流体流れ管７１２、７１４の凍破を防止する。

【0033】

弁ブロック７３０には温度感応室７４０と、圧力解除室７５０及び弁室７６０が提供される。温度感応室７４０はハウジング７２０の開放部７２２に設けられ、上部に皺部７７２が形成された温度感応部７７４と、温度感応部７７４の皺部７７２を中心に上下に区画するホルダ７７６と、温度感応室７４０の上部及び下部のそれぞれを流体排出口７２４と連通するように設けられた上部及び下部連通管７７７、７７９とを含んで、温度感応器として作用する。温度感応部７７４の内部には温度感応流体７７１が充填され、温度感応流体７７１の温度はハウジング７２０内の流れ流体の温度よりも常に低い状態であることが好ましい。

【0034】

ハウジング７２０内に流入した流れ流体により圧力が加えられる圧力解除室７５０には温度感応室７４０と連通する連通路７５２を開閉するように第１ピストン弁７５４が設けられる。一方、弁室７６０には第２ピストン弁７６２が介在されてハウジング７２０内に流れ流体を流入する上部流入通路７６４と、圧力解除室７５０と連結される連結管７６６と、流体排出口７２４を覆うように上部流入通路７６４と連結管７６６の下部に設けられたゴムパッド弁７６８と、ゴムパッド弁７６８の開放時に流体排出口７２４と連通するように設けられた下部流入通路７６９とが形成される。

【0035】

温度感応部７７４の皺部７７２の上部と第１ピストン弁７５４との間には一定の間隔が形成されており、温度感応部７７４内には温度感応流体７７１として流れ流体、例えば、水が充填されている。本実施形態の温度感応流体７７１は外部の温度が低くなると膨張し、温度が高くなると収縮する特性を有する。従って、外部の温度が低くなって温度感応流体７７１が膨張すると、皺部７７２が膨張して第１ピストン弁７５４を上昇させ、温度が高くなると、温度感応流体７７１が再び収縮して第１ピストン弁７５４が下降する。このように、温度が低くなると膨張し、温度が高くなると収縮する性質を有するならば、前述した流体以外の他の温度感応流体が温度感応部７７４内に充填され得るのはもちろんである。また、温度感応流体７７１の熱容量が流体流れ管内の熱容量よりも小さくなければ、同一の熱エネルギーが抜け出る場合に温度感応部７７４内の温度感応流体の温度が流体流れ管内部の流れ流体の温度よりも常に低い状態とならないため、温度感応部７７４の大きさは流体流れ管７１２、７１４の大きさよりも小さいことが好ましい。

【0036】

一方、第１ピストン弁７５４が上昇して圧力解除室７５０の圧力が解除されると、連結管７６６を通じて圧力解除室７５０と連結された弁室７６０には上部流入通路７６４を通じてハウジング７２０内の流れ流体が流入する。しかし、上部流入通路７６４で微細な間隙をおいて第２ピストン弁７６２が介在されているため、上部流入通路７６４を通じて弁室７６０に流入する流れ流体の量は微量である。その結果、弁室７６０では連結管７６６を通じて圧力解除室７５０に移動する量よりも遥かに少ない量が流入する。これにより、弁室７６０の水圧、即ち、ゴムパッド弁７６８上部の水圧は低くなる反面、ゴムパッド弁７６８の下部はゴムパッド弁７６８の下部に形成された下部流入通路７６９を通じて流入していた流れ流体により水圧がかかっているため、ゴムパッド弁７６８を中心にその上下の水圧差が発生する。このように水圧差が発生すると、ゴムパッド弁７６８は、図７に示すように、上方へ膨張するようになって下部流入通路７６９と流体排出口７２４がと互いに連通し、これにより、ハウジング７２０内の流れ流体は流体排出口７２４に流入し、次いで流体排出口７２４に連結された下部流入通路７６９を通じてハウジング７２０の開放部７２２に形成された温度感応室７４０の下部に排出される。

【0037】

このようなゴムパッド弁７６８の開閉と連動して第２ピストン弁７６２が上部流入通路７６４に沿って昇降する。従って、上部流入通路７６４の壁面と第２ピストン弁７６２との間に蓄積され得る異物が除去されることが可能となるため、本発明の流れ流体断続装置の寿命及び作動の信頼性を向上させる。図面において、説明を省略した符号７５１と７６１はそれぞれ圧力解除室７５０の第１ピストン弁７５４と、弁室７６０の第２ピストン弁７６２が開閉される部分に気密を提供するために備えられるゴムリングを示す。

【0038】

本発明の第３実施形態において、具体的に図示してはいないが、弁室７６０の上部流入通路７６４には一方向弁を設置して、上部流入通路７６４を通じて流入する流れ流体が逆流して排出されるのを防止し、装置の信頼性を向上させることができるのはもちろんである。

【0039】

また、本発明の第３実施形態は設定温度を可変できるように、設定温度可変装置を更に含んで第１ピストン弁７７６の開閉時期を調節できる。設定温度可変装置７８０は、図８に示すように、温度感応室７４０の内壁にネジ調節可能に形成されたホルダ７７６と、ホルダ７７６の外側面に形成されたネジ部が温度感応室５８の内壁に形成されたネジ部に結合された構成とを含み、ネジ調節により圧力解除室７５０内の流れ流体が温度感応室７４０に流入する時期を調節できる。即ち、ネジ調節により皺部７７２上部と第１ピストン弁７５４との間の間隔を図８に実線で示すように縮小すれば、温度感応部７７４内に充填された温度感応流体７７１が少しだけ膨張しても、流れ流体の圧力により連通路７５２を閉鎖していた第１ピストン弁７５４が上昇する。その結果、圧力解除室７５０に流入した流れ流体が温度感応室７４０に流入する時期が早くなる。これとは反対に、間隔を図８に点線で示すように、広く調節すれば、温度感応部７７４内に充填された温度感応流体７７１がより多く膨張しなければ、連通路７５２を閉鎖していた第１ピストン弁７５４が上昇しない。そのため、圧力解除室７５０の流れ流体が温度感応室７４０に流入する時期が遅れる。

【0040】

代表的に、流体流れ管を水道管とすれば、通常、水道管の水圧は２〜３ｋｇｆ／ｃｍ^２程度の値であるため、流体が外部に排出される時の流速は非常に速い。従って、ベルヌーイの原理により流体排出後の流体排出口７２４には負圧が発生し、このとき、流体排出口７２４と温度感応室７４０の上部とは上部連通管７７７により連通しているため、流体排出口７２４と温度感応室７４０上部との間の圧力差により温度感応室７４０の上部にあった流れ流体も上部連通管７７７を通じて流体排出口７２４に移動して流体排出口７２４を通じて排出される。このように、温度感応室７４０内の流体が流体排出口７２４を通じて全て排出されるため、上部連通管７７７は常に清潔な状態に維持される。

【0041】

以下、前述したように構成された本発明の第３実施形態による温度感応型流体流れ断続装置の作動を説明すれば、以下の通りである。

【0042】

外部の温度が設定温度以上の場合には、図６に示すように、流体流れ管の流入部７１２を通じてハウジング７２０の内部に流入した流れ流体は、水圧により弁室７６０と圧力解除室７５０に充填され、温度感応部７７４内に充填された温度感応流体７７１は一定の体積を有し、第１ピストン弁７５４は温度感応部７７４上部の皺部７７２と一定の間隙を維持しており、圧力解除室７５０に充填された流れ流体によりゴムリングと密着して連通路７５２を閉鎖している。この状態で、外部の気温が低くなり、温度感応部７７４内に充填された温度感応流体７７１の温度がハウジング７２０内の流れ流体、即ち水が凍る前に排出されるようにする設定温度に到達すると、これを温度感応部７７４が感知する。即ち、温度感応部７７４の大きさが流体流れ管の大きさよりも小さくなっているため、温度感応部７７４内の温度感応流体７７１の温度が流体流れ管内の流れ流体の温度よりも低い状態で、外部の温度が低くなって流れ流体が凍る温度（０℃）になれば、温度感応部７７４内の温度感応流体７７１が流れ流体よりも先に凍り始める。ところが、凍った温度感応流体７７１の密度が流れ流体の密度よりも約１０％低いので（同じ質量で氷の体積が水の体積よりも約１０％大きいので）、凍りが生成されるだけ温度感応流体の体積が増加して皺部７７２を膨張させる。このように、皺部７７２の所定の間隙以上の膨張により、第１ピストン弁７５４を押し上げることで、第１ピストン弁７５４が上昇して連通路７５２を開放するようになる。すると、圧力解除室７５０内の流れ流体は連通路７５２を通じて温度感応室７４０内に流入し、次いで上部連通管７７７を通じて流体排出口７２４に排出される。このとき、圧力解除室７５０は弁室７６０と連結管７６６により連通しているため、弁室７６０内に充填されていた流れ流体は連結管７６６を通じて圧力解除室７５０に移動する。

【0043】

一方、上部流入通路７６４を通じて弁室７６０に流入する流れ流体量は、第２ピトン弁７６２が上部流入通路７６４に介在されているため、上部流入通路７６４を通じて流入する流体は第２ピストン弁２６との間隙を通じて流入する。従って、弁室７６０では連結管７６６を通じて圧力解除室７５０に移動する量よりも遥かに少ない量が流入する。これにより、弁室７６０の水圧、即ち、ゴムパッド弁７６８上部の水圧は低くなる。しかし、ゴムパッド弁７６８の下部はゴムパッド弁７６８の下部に形成された下部流入通路７６９に流入していた流体により水圧がかかっているので、ゴムパッド弁７６８を中心にその上下の水圧差が発生する。これにより、ゴムパッド弁７６８は、図７に示すように、上方へ膨張するようになって下部流入通路７６９と流体排出口７２４が互いに連通する。これにより、ハウジング７２０内の流れ流体は下部流入通路７６９に流入して流体排出口７２４に排出されて下部連通管７９を通じて温度感応室７４０の下部に排出される。

【0044】

このとき、通常、水道管と言える流体流れ管の水圧は２〜３ｋｇｆ／ｃｍ^２程度であるため、流体が外部に排出される時の流速は非常に速い。従って、ベルヌーイの原理により流体排出後の流体排出口７２４には負圧が発生する。このとき、流体排出口７２４と温度感応室７４０の上部とは上部連通管７７７により連通しているため、流体排出口７２４と温度感応室７４０上部との間の圧力差により温度感応室７４０の上部にあった流体も上部連通管７７７を通じて流体排出口７２４に移動して下部連通管７９を通じて温度感応室７４０の下部に排出される。

【0045】

このように、温度感応室７４０上部の流れ流体とハウジング７２０内の流れ流体が流体排出口７２４に排出されて、下部連通管７７９を通じて温度感応室７４０の下部に排出される流れ流体は温度感応部７７４の下部に当接する。排出される流れ流体の温度は、温度感応部７７４内の温度感応流体７７１の温度よりも高いため、このような排出された流れ流体の温度感応部７７４下部との接触により、温度感応部７７４内に凍っていた氷が溶ける。これにより、温度感応部７７４内部の流れ流体の体積が減少して皺部７７２も収縮するようになり、その結果、これ以上第１ピストン弁７５４を押し上げなくなる。従って、第１ピストン弁７５４は連通路７５２を再び閉鎖する。また、弁室７６０の水圧も次第に増加し、ゴムパッド弁７６８上下の水圧差がなくなると、ゴムパッド弁７６８は元の状態に戻り、流体排出口７２４を閉鎖するようになって流れ流体の排出を中断する。

【0046】

本発明の温度感応型流体流れ断続装置は、以上のような動作の繰り返しにより流体流れ管で常に流体が流れるようにすることで、外部の気温が低くなっても外部の動力供給なしに流体流れ管内部の流体が凍らないようにすることにより、流体流れ管の凍破を防止する。

【0047】

図９は、本発明の第４実施形態による温度感応型流体流れ断続装置の構成を示し、図１０は、図９の温度感応器の変形実施形態であって、温度変化に応じてシャフトが昇降するようにシャフトに付着された変形部材を示し、図１１は、図９の上部流入通路に取り付けられた一方向弁を示す図であり、図１２は、流体排出口に水道蛇口が取り付けられたことを示す図であり、図１３は、図９の構成に追加され得る設定温度可変装置の構成を示しいる。

【0048】

図９に示すように、本発明の第４実施形態による温度感応型流体流れ断続装置は、内部に流れ流体が流れる流体流れ管８１２、８１４の流入部８１２と排出部８１４との間に設けられるハウジング８２０と、ハウジング８２０内の流れ流体を流入し、内部圧力の変化に応じて少量の流れ流体を流体排出口８２２を通じてハウジング８２０の外部に排出するように連通管８８２が形成されてハウジング８２０内に設けられる弁ブロック８８０と、ハウジング８２０内の流れ流体の温度変化に応じて弁ブロック８８０内の圧力を増減するように、弁ブロック８８０の連通管８８２に設けられる温度感応器８９０とを含む。

【0049】

本発明の第４実施形態による温度感応型流体流れ断続装置は、ハウジング８２０内の流れ流体の温度が設定温度に到達すれば、温度感応器８９０の収縮により弁ブロック８８０内の圧力を増加させて弁ブロック８８０内の流れ流体を流体排出口８２２を通じてハウジング８２０の外部に排出するように構成されている。ここで、設定温度とは、ハウジング２００内の流れ流体が凍る前の温度を意味する。本発明では外部の気温が低くなり、ハウジング８２０内の流れ流体の温度が設定温度と同一になる度に少量の流れ流体を外部に排出することで、流体流れ管８１２、８１４内の流体の温度を常に設定温度以上に維持するようになって、流体流れ管８１２、８１４の凍破を防止する。

【0050】

弁ブロック８８０は連通管８８２と連通する流体貯蔵タンク８３０と、この流体貯蔵タンク８３０と連通部８３２を通じて連通する圧力解除室８４０と、連通部８３２にヒンジ固定されたシーソー部材８５０と、圧力解除室８４０と連結管８３６を通じて連結された弁室８７０とを含む。ハウジング８２０内の流れ流体は弁室８７０の一側に形成された上部流入通路８７２を通じて流入して弁室８７０、連結管８３６及び圧力解除室８４０に充填されている。

【0051】

圧力解除室８４０には連通部８３２を開閉するように第１ピストン弁８４２が備えられており、シーソー部材８５０は連通部８３２を開閉するように、その一端８５２は温度感応部８９０の収縮及び膨張と連動し、他端８５４は圧力解除室８４０の第１ピストン弁８４２の開閉に連動する。

【0052】

温度感応器８９０は、弁ブロック８８０の連通管８８２を通じて昇降するように設けられたシャフト８９２と、シャフト８９２を一方向に加圧する圧力補償バネ８９４と、温度変化に応じて収縮及び膨張する温度感応流体８７１としてガスが貯蔵されるガス貯蔵室８９６と、温度感応流体８７１の収縮及び膨張によりシャフト８９２が昇降するようにシャフトに付着されたベローズ８９８とを含む。ベローズ８９８は、ガス貯蔵室８９６内に貯蔵されたガスが連通管８８２を通らないように封止されるように設けられることが好ましい。

【0053】

本実施形態ではハウジング８２０内の流れ流体の温度に感応するものと説明したが、これとは異なり、外部遠隔地の温度に感応して流体の流れを断続することもできる。この場合には、ガス貯蔵室８９６に貯蔵されるガス８７１は遠隔地に位置する温度感応ガス源９１０からガス連結管８９５を通じて供給される。本実施形態において、ガス貯蔵室８９６内に貯蔵されるガスは、原理的には温度に応じて圧力が変わるあらゆるガスが使用でき、使用温度範囲で飽和状態（液体と気体が共に存在する状態）にあるガスが好ましい。このようなガスとしては一般的に冷却器で用いられるフレオン系、非フレオン系冷媒ガスが使用できる。

【0054】

流体流れ管８１２、８１４の外部の気温が低くなり、ハウジング８２０内の流れ流体の温度が設定温度になると、ガス貯蔵室８９６内部に充填された温度感応流体８７１が凝縮する。それにより、圧力補償バネ８９４とベローズ８９８が伸張してベローズ８９８の皺が伸ばされることにより、シャフト８９２とシーソー部材８５０の一端８５２がヒンジ軸８５１を中心に上方へ上昇する。反面、シーソー部材８５０の他端８５４はヒンジ軸８５１を中心に下方へ下降し、流れ流体の流入圧力により連通部８３２を閉鎖していた状態の第１ピストン弁８４２を押す。それにより、連通部８３２を開放することで、圧力解除室８４０内に充填されていた流れ流体が連通部８３２を通じて流体貯蔵タンク８３０に流入して貯蔵される。

【0055】

これとは反対に、流体流れ管８１２、８１４の外部の気温が高くなってハウジング８２０内の流れ流体の温度が設定温度よりも高くなると、ガス貯蔵室８９６内部に充填された温度感応流体８７１が膨張する。それにより、圧力補償バネ８９４とベローズ８９８が再び圧縮されてベローズ８９８に皺が生じることによって、シャフト８９２とシーソー部材８５０の一端８５２がヒンジ軸８５１を中心に再び下降するのに対して、シーソー部材８５０の他端８５４はヒンジ軸８５１を中心に上方へ上昇する。これにより、開放されていた第１ピストン弁８４２は流れ流体の流入圧力により上昇して連通部８３２を閉鎖することで、圧力解除室８４０内に充填されていた流れ流体が連通部８３２を通じて流体貯蔵タンク８３０に流入するのが阻止される。

【0056】

図１０は、ガスを温度感応流体として用いる温度感応器の変形実施形態を示す。図１０に示すように、変形実施形態の温度感応器８９０は、温度変化に応じて変形される変形部材９００をシャフト８９２及び支持部材９０２に付着してシャフト８９２を昇降するようにしても前述の実施の様態と同様に作動するので、その詳細な説明は省略する。変形部材９００としては、例えばバイメタル、形状記憶合金、又は熱膨張係数が大きい材料が使用できる。

【0057】

また、図１０において、シャフト８９２と第１ピストン弁８４２はシーソー部材８５０により連動するものとして構成されている。しかし、本変形実施形態の場合には直接的に図示してはいないが、変形部材９００の収縮及び膨張時にその動きの方向を上下に変えることができるため、シーソー部材８５０の構成なしにシャフト８９２と第１ピストン弁８４２が連動するようにすることができるのはもちろんである。

【0058】

更に、図９を参照すれば、弁室８７０には第２ピストン弁８７６が介在されている上部流入通路８７２が形成され、この上部流入通路８７２は、圧力解除室８４０と連結管８３６を通じて連結されている。このような上部流入通路８７２と連結管８３６の下部には流体排出口８２２を開閉するように、ゴムパッド弁８６０が設けられ、このゴムパッド弁８６０の開放時に流体排出口８２２と連通するように下部流入通路８５８が形成されている。上部流入通路８７２を通じてハウジング８２０内の流れ流体が弁室８７０に流入するが、上部流入通路８７２で微細な間隙をおいて第２ピストン弁８７６が介在されているため、上部流入通路８７２を通じて弁室８７０に流入する流れ流体の量は微量である。このとき、ゴムパッド弁８６０の開閉と連動して第２ピストン弁８７６が上部流入通路８７２に沿って昇降することが好ましい。このようなゴムパッド弁８６０の開閉と連動する第２ピストン弁８７６の上部流入通路８７２の昇降により上部流入通路８７２の壁面と第２ピストン弁８７６との間に蓄積され得る異物も除去されることが可能となるため、本発明の流体流れ断続装置の寿命及び作動の信頼性を向上させることになる。図面において、説明を省略した符号７４４と７７８はそれぞれ圧力解除室８４０の第１ピストン弁８４２と弁室８７０の第２ピストン弁８７６が開閉される部分に気密を提供するために備えられるゴムリングとを示している。

【0059】

弁室８７０の上部流入通路８７２には、図１１に示すように、一方向弁８６２が提供されて上部流入通路８７２を通じて流入する流れ流体が逆流するのを防止する。このような一方向弁８６２は弁とこれを支持するバネで構成され、この時に用いられるバネは弾性係数が低いものを用いることによって、ハウジング８２０内の流れ流体が上部流入通路８７２を通じて流入はするものの、弁室８７０内の流れ流体はハウジング８２０に逆流するのを防止することで、装置の信頼性を向上させる。

【0060】

図１２のように、流体排出口８２２がハウジング８２０の外部に通じず、流体流れ管の流入部８１２又は排出部８１４に提供された水道蛇口８１０に連結され得る。

【0061】

一方、本発明の実施形態による温度感応型流体流れ断続装置は、ハウジング８２０内の流れ流体が排出される設定温度が可変できる。最も簡単な方法として互いに異なる弾性係数値を有する圧力補償バネ８９４を用いることが挙げられる。しかし、所定の弾性係数値を有する圧力補償バネ８９４が既に設けられた場合、本発明の実施形態による温度感応型流体流れ断続装置は、設定温度が可変できる設定温度可変装置を更に含むこともできる。

【0062】

設定温度可変装置９２０は、図１３に示すように、温度感応器８９０のシャフト８９２の下端部に結合された弁ブロック８８０のシーソー部材８５０の勾配を調整するように、シャフト８９２の下部側面に形成されたガイド孔８８４にシーソー部材８５０の一端８５２が挿入され、シャフト８９２の下端に形成されたネジ溝８８６にネジで組み立てられた調節スクリュー９２２で構成されてもよい。

【0063】

調節スクリュー９２２をネジ調節することによって、シャフト８９２の孔８８４に挿入されたシーソー部材８５０の一端はガイド孔８８４内でガイドされて昇降することによって、シーソー部材８５０はそのヒンジ軸８５１を中心に勾配が調節される。このような構成によって、シーソー部材８５０の一端８５２がヒンジ軸８５１を中心に更に傾いてその一端８５１が上方へ更に上昇するように調節スクリュー９２２を調節すると、その他端８５４は下方へ更に下降する。それにより、流体流れ管８１２、８１４の外部が若干寒くなってハウジング８２０内の流れ流体の温度が少しだけ下がってもシャフト８９２の上昇時点が早くなる。従って、流れ流体の圧力により連通部８３２を閉鎖していた状態の第１ピストン弁８４２の開放時点が早くなる。反対に、シーソー部材８５０の勾配が低くなるように、調節スクリュー９２２を調節すると、第１ピストン弁８４２の開放時点が遅れる。

【0064】

流体貯蔵タンク８３０は、外部空気と連通する空気通路８３４を通じて外部空気と連通し、排出通路８３８を通じて流体排出口８２２と連通して流体排出口８２２で負圧が発生すれば、流体貯蔵タンク８３０内部の流れ流体は排出通路８３８を通じて流体排出口８２２に流入して排出される。流体貯蔵タンク８３０内部の流れ流体の排出が完了すると、空気通路８３４を通じて流入する外部空気は、排出通路８３８を通じて流体排出口８２２に流れるようになる。従って、排出通路８３８に残留する流れ流体まで全て排出するため、排出通路８３８は常に清潔な状態に維持される。

【0065】

以下、前述したように構成された本発明の第４実施形態による温度感応型流体流れ断続装置の作動を図１４〜図１７を参照して説明すれば、以下の通りである。

【0066】

ハウジング８２０内部の流れ流体は、水圧により弁室８７０と圧力解除室８４０に充填されている。この状態で図示された図９の装置で外部の気温が低くなり、ハウジング８２０内の流れ流体の温度が設定温度に到達すると、これを温度感応器８９０が感知する。即ち、ガス貯蔵室８９６内のガス８７１が凝縮して圧力補償バネ８９４とベローズ８９８は、図１４に示すように伸張し、これと同時に、シャフト８９２とシーソー部材８５０の一端８５２とは、図１５に示すように、上方へ上昇するようになる。反面、シーソー部材８５０の他端８５４は、ヒンジ軸８５１を中心に下降して圧力解除室８４０に流入する流れ流体の圧力により連通部８３２を閉鎖していた第１ピストン弁８４２を押すようになって、第１ピストン弁８４２は、図１６に示すように、下降して連通部８３２を開放する。すると、第１ピストン弁８４２の下降によって圧力解除室８４０は連通部８３２を通じて流体貯蔵タンク８３０と通じるようになるため、圧力解除室８４０内の流体が流体貯蔵タンク８３０に移送される。これと同時に、弁室８７０内の流れ流体も連結管８３６を通じて圧力解除室８４０に移動するようになる。

【0067】

一方、第２ピストン弁８７６が上部流入通路８７２に介在されているため、上部流入通路８７２を通じて弁室８７０に流入する流れ流体は、上部流入通路８７２を通じて、また、第２ピストン弁８７６との間隙を通じて流入する。従って、弁室８７０では連結管８３６を通じて圧力解除室８３０に移動する量よりも遥かに少ない量が流入する。これにより、弁室８７０の水圧、即ち、ゴムパッド弁８６０上部の水圧は低くなる。しかし、ゴムパッド弁８６０の下部はゴムパッド弁８６０の下部に形成された下部流入通路８７４に流入していた流れ流体により水圧がかかっているため、ゴムパッド弁８６０を中心にその上下の水圧差が発生する。これにより、ゴムパッド弁８６０は、図１７に示すように、上方へ膨張するようになって下部流入通路８７４と流体排出口８２２が互いに連通し、これにより、ハウジング８２０内の流れ流体は下部流入通路８７４に流入して流体排出口８２２を通じて外部への流体排出が起こる。

【0068】

代表的に、流体流れ管を水道管とすれば、通常、水道管の水圧は２〜３ｋｇｆ／ｃｍ^２程度の値であるため、流体が外部に排出される時の流速は非常に速い。従って、ベルヌーイの原理により流体排出後の流体排出口８２２には負圧が発生する。このとき、流体排出口８２２と流体貯蔵タンク８３０は、排出通路８３８を通じて連通しているため、流体排出口８２２と流体貯蔵タンク８３０との間の圧力差により流体貯蔵タンク８３０にあった流体も排出通路８３８を通じて流体排出口８２２に移動して流体排出口８２２を通じて排出される。このように流体貯蔵タンク８３０内の流体が流体排出口８２２を通じて全て排出されると、流体貯蔵タンク８３０は排出通路８３８により外部空気と連通しているため、外部空気が空気通路８３４を通じて流体排出口８２２に通じるようになる。このような空気の流れによって、排出通路８３８に残留する流体を全て掃除するため、排出通路８３８は常に清潔な状態に維持される。

【0069】

外部の気温が上昇するか、圧力解除室８４０に十分に流れ流体が流入するか、またベローズ８９８内の圧力補償バネ８９４の弾性により伸ばされていたベローズ８９８が収縮すると、第１ピストン弁８４２は連通管８３２を次第に閉鎖する。これにより、弁室８７０の水圧も次第に上昇し、ゴムパッド弁８６０下端の水圧と同一になって水圧差がなくなると、ゴムパッド弁８６０が収縮することによって、下部流入通路８７４と流体排出口８２２との連通を遮断するため、流体の排出が中断される。

【0070】

本発明の温度感応型流体流れ断続装置は、以上のような動作の繰り返しにより流体流れ管で常に流体が流れるようにすることで、外部の気温が低くなっても外部の動力供給なしに流体流れ管内部の流体が凍らないようにすることにより、流体流れ管の凍破を防止する。

【0071】

以上、本発明による温度感応型流体流れ断続装置の具体的な実施形態として説明したが、これは例示に過ぎないものであって、本発明はこれに限定されず、本明細書に開示された基礎思想による最広の範囲を有するものと解釈されるべきであり、当業者であれば各構成要素の材質、大きさなどを適用分野によって容易に変更できる。

【0072】

また、開示された実施形態を組み合わせ／置換して適示されていない構造を採択できるが、これも本発明の範囲から逸脱しないものである。これ以外にも当業者は本明細書に基づいて開示された実施形態を容易に変更又は変形でき、このような変更又は変形も本発明の権利範囲に属することは明白である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］温度感応型流体流れ断続装置であって、内部に流れ流体が流れる流体流れ管の流入部と排出部との間に設けられるハウジングと、前記ハウジング内に流れ流体を流入し、内部圧力の変化に応じて前記流れ流体の一部を前記ハウジングの外部に排出するように前記ハウジング内に設けられる弁ブロックと、内部に充填された温度感応流体の温度変化に応じて前記弁ブロック内に圧力差を発生させる温度感応器と、を含む温度感応型流体流れ断続装置。
［２］前記温度感応器は、前記温度感応流体が充填されて前記弁ブロックの上部に設けられた温度感応部と、前記温度感応部と連通するように前記弁ブロックの内部に設けられた反応室と、前記ハウジングに前記流れ流体を流入するように前記弁ブロックの内部に設けられた弁室と、前記ハウジングと連通する弁管と、前記反応室と前記弁室とを連通する第１流路と、前記反応室と前記排出管とを連通する第２流路とを含み、前記温度感応流体が設定温度に到達すると、前記弁室に流入した流れ流体を前記温度感応部の作動により前記反応室に流入して、前記弁室で発生した圧力差により前記弁室に流入する前記ハウジング内の流れ流体を前記排出管に排出することを特徴とする［１］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［３］前記温度感応部は、前記温度感応流体の凝縮と膨張によって膨張及び収縮するように設けられた皺部と、前記皺部の内部に前記皺部の膨張と収縮によって昇降するように設けられたピストン部材と、前記ピストン部材の外部面に嵌合されて前記ピストン部材を加圧するバネと、を含むことを特徴とする［２］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［４］前記反応室は、中空部材と、前記中空部材の下部に挿入された弾性のゴム部材と、前記中空部材の上部に順次挿入されたバネ及び接触部材で構成されて、前記ピストン部材の昇降によって昇降して前記第１流路を開閉するように設けられた第１弁体を含み、前記接触部材は前記ピストン部材の下端部と弾性的に当接し、前記第２流路は前記第１弁体の昇降によって開閉されることを特徴とする［３］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［５］前記弁室は、ピストン弁が介在されて前記ハウジング内に前記流れ流体を流入する上部流入通路と、前記排出管を開閉するように設けられたゴムパッド弁と、前記ゴムパッド弁の開放時に前記排出管と連通するように設けられた下部流入通路で構成されることを特徴とする［２］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［６］前記温度感応流体は温度が低くなると収縮し、温度が高くなると膨張する流体を含むことを特徴とする［２］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［７］前記排出管は前記排出管を開閉するように設けられた第２弁体を有する流体排出管を含み、前記第２弁体は、中空部材と、前記中空部材の下部に一端が挿入され、前記ハウジングの開放部に他端が付着されて上方へ加圧するように付着されたバネと、前記中空部材の上部に挿入された弾性のゴム部材で構成されることを特徴とする［２］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［８］前記第２流路は、流体貯蔵室と、前記流体貯蔵室と連通する第２弁室からなる排出流量調節器とを含み、前記排出管は中央がオリフィス管のように構成され、その上部が前記第２弁室と連通しており、その下部は前記流体貯蔵室と連通することを特徴とする［２］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［９］前記流体貯蔵室には、前記第２流路を開閉するように設けられた弁部材と、前記弁部材を下方へ加圧するように設けられたバネと、前記排出管の下部と連通する第３流路が提供され、前記反応室内の流れ流体に一定の圧力が生じて前記弁部材の上昇時に、前記反応室内の流れ流体が前記第２流路を通じて流入したり、前記第３流路を通じて前記下部の排出管を通じて排出されることを特徴とする［８］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［１０］前記第２弁室は、前記流体貯蔵室との連通路に介在されたピストン弁と、前記第２流路を開閉するように設けられたゴムパッド弁とを含むことを特徴とする［８］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［１１］前記温度感応器は、前記温度感応流体が充填され、前記温度感応流体の温度が前記ハウジング内の流れ流体の温度よりも低いように皺部が形成されて、前記充填された温度感応流体の温度変化に応じて前記弁ブロック内に圧力差を発生させる温度感応部を含むことを特徴とする［１］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［１２］前記弁ブロックは、前記温度感応部が設けられ、前記温度感応部の皺部を中心に上下に区画されるように前記温度感応部を支持するホルダ、及び前記流体排出口と上部及び下部のそれぞれが連通するように設けられた上部及び下部連通管を含む温度感応室と、前記温度感応室と連通する連通路を開閉するように設けられた第１ピストン弁を備えて、前記ハウジング内に流入した流れ流体により圧力がかかるように構成された圧力解除室と、第２ピストン弁が介在されて前記ハウジング内に流れ流体を流入する上部流入通路と、前記圧力解除室と連結される連結管と、前記流体排出口を覆うように前記上部流入通路と前記連結管の下部に設けられたゴムパッド弁及び前記ゴムパッド弁の開放時に前記流体排出口と連通するように設けられた下部流入通路が形成された弁室とを含むことを特徴とする［１１］に記載の温度感応型流れ流体断続装置。
［１３］前記温度感応部の大きさは前記流れ流体の温度よりも前記温度感応流体の温度が低く維持されるように前記流れ流体管の大きさよりも小さく形成することを特徴とする［１１］に記載の温度感応型流れ流体断続装置。
［１４］設定温度を可変できるように設定温度可変装置を更に含むことを特徴とする［１２］に記載の温度感応型流れ流体断続装置。
［１５］前記設定温度可変装置は、前記温度感応室の内壁にネジ調節可能なように形成された前記ホルダであることを特徴とする［１４］に記載の温度感応型流れ流体断続装置。
［１６］前記温度感応流体は温度が低くなると膨張し、温度が高くなると収縮する流体を含むことを特徴とする［１１］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［１７］前記弁ブロックは、前記ハウジングの外部に前記流れ流体を排出するように形成された連通管と、前記連通管に連通し、前記ハウジング内に流入した流れ流体を貯蔵する流体貯蔵タンクと、前記ハウジング内に流入した流れ流体が充填されて、前記流体貯蔵タンクと連通する前記連通部を開閉するように設けられた第１ピストン弁を備える圧力解除室と、一端が前記温度感応部の収縮膨張と連動し、他端が前記圧力解除室の第１ピストン弁の開閉に連動するように前記連通部内にヒンジ固定されたシーソー部材と、第２ピストン弁が介在されて前記ハウジング内の流れ流体を流入する上部流入通路と、前記圧力解除室と連結される連結管と、前記流体排出口を覆うように前記上部流入通路と前記連結管の下部に設けられたゴムパッド弁と、前記ゴムパッド弁の開放時に前記流体排出口と連通するように形成された下部流入通路を有する弁室と、を含むことを特徴とする［１］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［１８］前記温度感応器は、前記連通管に設けられ、前記連通管を通じて昇降するように設けられたシャフトと、前記シャフトを一方向に加圧する圧力補償バネと、温度変化に応じて収縮及び膨張するガスが貯蔵されるガス貯蔵室と、前記ガスの収縮及び膨張によって前記シャフトが昇降するように前記シャフトに付着されたベローズとを含むことを特徴とする［１７］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［１９］前記温度感応器は前記連通管に設けられ、前記連通管を通じて昇降するように設けられたシャフトと、温度変化に応じて前記シャフトが昇降するように前記シャフトに付着された変形部材とを含むことを特徴とする［１７］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［２０］前記変形部材はバイメタル、形状記憶合金、又は大きい熱膨張係数を有する物質のいずれか１つであることを特徴とする［１９］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［２１］前記温度感応流体は温度が低くなると収縮し、温度が高くなると膨張する流体を含むことを特徴とする［１７］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［２２］前記設定温度を可変できるように設定温度可変装置を更に含むことを特徴とする［１８］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［２３］前記設定温度可変装置は、前記温度感応部の前記シャフトの下端部に結合され、前記弁ブロックのシーソー部材の勾配を調整する調節スクリューを含むことを特徴とする［２２］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。
［２４］前記流体貯蔵タンクには外部空気と連通する空気通路と、前記流体排出口と連通する排出通路が提供され、前記流体貯蔵タンクの内部に貯蔵した流れ流体は前記流体排出口で発生する負圧により前記排出通路を通じて前記流体排出口に流入して排出されることを特徴とする［１７］に記載の温度感応型流体流れ断続装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】