特開 2023-74044 ヒータ付きバルブ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023074044

(43)【公開日】2023-05-29

(54)【発明の名称】ヒータ付きバルブ装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 49/00 20060101AFI20230522BHJP

【ＦＩ】

F16K49/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021186774

(22)【出願日】2021-11-17

(71)【出願人】

【識別番号】000129529

【氏名又は名称】株式会社クラベ

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 浩徳

【テーマコード（参考）】

3H066

【Ｆターム（参考）】

3H066AA01

3H066BA17

3H066BA35

(57)【要約】      （修正有）

【課題】省スペースに寄与しつつも効率的に凍結防止または解氷をすることが可能なヒータ付きバルブ装置を提供する。
【解決手段】弁１０と、該弁に流体を導入する導入路２１と、上記弁から流体を導出する導出路２２と、ヒータ３０と、該ヒータからの熱を伝える導熱板４０とを有し、上記弁における流体の導入方向と、上記弁における流体の導出方向とが、略平行となっており、上記導熱板が、上記導入路における上記弁に接続される部分と上記導出路における上記弁に接続される部分との間に配置される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁と、該弁に流体を導入する導入路と、上記弁から流体を導出する導出路と、ヒータと、該ヒータからの熱を伝える導熱板とを有し、
上記弁における流体の導入方向と、上記弁における流体の導出方向とが、略平行となっており、
上記導熱板が、上記導入路における上記弁に接続される部分と上記導出路における上記弁に接続される部分との間に配置されるヒータ付きバルブ装置。

【請求項2】

上記ヒータが、上記導入路上又は上記導出路上に配置されている請求項１記載のヒータ付きバルブ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、住宅設備用配管や自動車用配管におけるバルブ装置において、弁内の凍結防止、または、弁内の解氷をすることができるものに係り、省スペースに寄与しつつも効率的に凍結防止または解氷をすることが可能なものに関する。

【背景技術】

【0002】

住宅設備用配管や自動車用配管においては、通過する流体を制御するために、例えば電磁式の開閉バルブ等の弁が設置されている。このような住宅設備用配管や自動車用配管は、寒冷地での使用において、流体そのもの凍結や流体中の水分の凍結の可能性があるため、凍結防止の対策や解氷の手段が必要となる。特に弁開閉箇所となる弁座（バルブホール）の近傍においては、流体経路が狭く、凍結しやすい箇所であるし、凍結によって弁が作動できなくなることは避けなければならないため、ヒータを設置するなど、より確実な凍結防止の対策や解氷の手段が必要となっている（例えば、特許文献１～３等参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－８４６９４公報

【特許文献2】特許第５３９６７０４号公報

【特許文献3】特許第３２８４０３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のように、弁の凍結防止や解氷においては、ヒータの設置が効果的であり、熱効率の観点から弁の直近にヒータを設置することが最も好ましい態様である。しかしながら昨今においては、機器のコンパクト化、高集積化、省スペース化によって、配管の自由度が減少するとともに、周辺機器の設置にも大きく制限がかかっている。ヒータもその例外ではなく、弁の近傍にヒータを設置できないこともある。その場合、弁の凍結防止や解氷を効率的に行うことが困難となってしまうという課題があった。

【0005】

本発明はこのような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、省スペースに寄与しつつも効率的に凍結防止または解氷をすることが可能なヒータ付きバルブ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するべく、本発明によるヒータ付きバルブ装置は、弁と、該弁に流体を導入する導入路と、上記弁から流体を導出する導出路と、ヒータと、該ヒータからの熱を伝える導熱板とを有し、上記弁における流体の導入方向と、上記弁における流体の導出方向とが、略平行となっており、上記導熱板が、上記導入路における上記弁に接続される部分と上記導出路における上記弁に接続される部分との間に配置されるものである。
また、上記ヒータが、上記導入路上又は上記導出路上に配置されていることが考えられる。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、導熱板によってヒータの熱を効率的に弁に伝熱できることから、省スペース化等の要求によってヒータの設置に制約があるような場合でも、弁の凍結防止または解氷を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態によるヒータ付きバルブ装置の構成を示す断面図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0009】

図１を参照して実施の形態を説明する。本実施の形態で用いるバルブ装置１で使用される弁１０は、ポペット式の２ポート電磁弁であり、コイル１１、コイル１１に囲まれた固定コア１２、コイル１１に囲まれ先端に弁体１４が設置された可動コア１３、弁体１４と相対する弁座１５、弁体１４と弁座１５の間を隔てるダイヤフラム１７、弁座１５が形成され流路の一部を構成する弁部１６などからなるものである。弁座１５は導入路２１と連通し、弁部１６には導出路２２と連通するよう孔が形成されている。弁１０において、流体の導入方向と流体の導出方向は、逆方向且つ平行となっており、導入路２１及び導出路２２は途中で９０度曲げられている。コイル１１に通電されていない状態では、ダイヤフラム１７を介して弁体１４と弁座１５が接しており、弁座１５が閉じられた状態となり、流体は通過できない。コイル１１に通電されると、固定コア１２と可動コア１３が磁化され、互いの引力により可動コア１３が駆動する。それにより、ダイヤフラム１７を介して接していた弁体１４と弁座１５が離れ、図１に示すような、流体が通過できる状態となる。これら弁１０、導入路２１及び導出路２２の各構成は、種々の要求特性に応じた種々の公知の材料・構造を用いればよい。また、弁座１５、弁部１６、導入路２１及び導出路２２について、エンジニアリングプラスチック等によって一体的に成型されていてもよい。尚、導入路２１及び導出路２２の先端には、図示しないパイプなどが接続され、配管経路を構成する。

【0010】

本実施の形態によるヒータ３０は、発熱素子３１、第一電極端子３３ａ、第二電極端子３３ｂ及びケース３５からなるものである。発熱素子３１は、縦１４．０ｍｍ、横５０．０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの略角板状に形成されたチタン酸バリウム系セラミックの正特性サーミスタ素子（ＰＴＣ素子）からなり、一つの主面に銀ペーストからなる電極層が形成され、もう一方の主面にも銀ペーストからなる電極層が形成されている。これら２つの電極層の内の一方が＋極、もう一方が－極とされる。尚、発熱素子３１の材料については、必要とされる発熱特性（例えば、キュリー温度等）に応じて適宜設定すればよい。第一電極端子３３ａは、厚さ１．０ｍｍの銅合金板と厚さ０．３ｍｍのバネ弾性に優れたりん青銅板を組合せてなるもの、第二電極端子３３ｂは、厚さ０．３ｍｍのバネ弾性に優れたりん青銅板からなるものが使用される。第一電極端子３３ａはＰＴＣ発熱素子３１の一方の主面に形成された電極層と接するように配置され、第二電極端子３３ｂは発熱素子３１のもう一方の主面に形成された電極層と接するように配置される。ケース３５は、ポリアミド樹脂からなり、ＰＴＣ発熱素子１１、第一電極端子３３ａ及び第二電極端子３３ｂを収納するとともに、これらを周囲から絶縁するものである。第一電極端子３３ａ及び第二電極端子３３ｂの端部は、ケース３５から導出され、図示しないコネクタやリード線を介して電源に接続される。

【0011】

導熱板４０は、厚さ０．５ｍｍの銅合金板からなり、ヒータ３０の熱を弁１０に伝熱するものである。導熱板４０を構成する材料としては、熱伝導率の高いものが好ましく、銅合金などの金属材料が好ましく使用される。本実施の形態においては、第一電極端子３３ａの一部が導熱板４０としても機能するものとなっている。第一電極端子３３ａ（即ち導熱板４０）は、電源とＰＴＣ発熱素子１１の間を通電するともに、導熱板４０（即ち第一電極端子３３ａ）が、発熱素子３１で発生した熱を効率的に弁１０に伝えることになる。第一電極端子３３ａは、他の電極端子や絶縁体等を介することなく、ＰＴＣ発熱素子１１に直接接触するものであるため、第一電極端子３３ａを導熱板４０と兼ねた構成することで、熱効率を向上させることができる。なお、導熱板４０に通電させるような構成とする場合は、導熱板４０もケース３５で覆うなど、導熱板４０を周囲から絶縁させることが好ましい。なお、放熱板４０は、弁部１６の近傍に圧入やインサート成形をすれば、空気層なく密着させることができるので、より効率的に熱を弁１０に伝えることができる。

【0012】

本実施の形態においては、ヒータ３０は、導熱板４０を介して、導入路２１の上に設置される。もちろん、ヒータ３０を導出路２２の上に設置しても良いし、他の箇所に設置しても良い。導熱板４０も、ヒータ３０と導入路２１の間だけでなく、例えば、ヒータ３０の上に設置することも考えられる。

【0013】

また、導熱板４０は、導入路２１の曲げに沿った形状で曲げられており、導入路２１と導入路２２の間にまで延出している。即ち、導熱板４０が、導入路２１における弁１０に接続される部分と導出路２２における弁１０に接続される部分との間に配置されることになっている。このような構成にすることによって、ヒータ３０の熱は、導熱板４０を通じて弁１０まで伝熱することになるため、弁１０から離れた箇所にヒータ３０を設置したとしても、ヒータ３０の熱を弁１０に効率的に伝えることができる。特に、弁１０における弁座１４の部分は流路が狭くなる箇所であり、寒冷時などに氷が詰まりやすい傾向がある。本発明であれば、導熱板４０を弁座１４の近傍まで配置することができるので、より効果的に弁１０の凍結を防止することができる。

【0014】

本発明は上記の実施の形態に限定されず、他の種々の形態であっても適用することができる。例えば、弁１０やヒータ３０など、従来公知の種々のものを使用することができる。また、ヒータ３０の設置においても、種々の箇所に設置することができる。また、上記の実施の形態では、導熱板４０として、電極端子を兼ねたものとしたが、これらが別々の部材であっても構わない。

【産業上の利用可能性】

【0015】

以上詳述したように本発明によれば、省スペースに寄与しつつも効率的に凍結防止または解氷をすることが可能なヒータ付きバルブ装置を得ることができる。このようなヒータ付きバルブ装置は、例えば、住宅設備配管、自動車用配管、産業機器用配管、家電用配管など、種々の配管設備において好適に使用することができる。

【符号の説明】

【0016】

１ バルブ装置
１０ 弁
２１ 導入路
２２ 導出路
３０ ヒータ
３１ 発熱素子
３３ａ 第一電極端子
３３ｂ 第二電極端子
３５ ケース
４０ 導熱板

【図1】