JP2003239334A - 逆流防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】貯水槽から上水に逆流することを防止できる程
度に大気開放弁を開きやすくし、それでいて給水に大気
が混入するのを防止できる構造を実現する。 【解決手段】入水口３２が上水管に接続され、出水口５
０が貯水槽に接続され、出水口５０から入水口３２に逆
流することを防止する。入水口３２に対して逆止弁３８
と大気開放弁４１が並列に配置されており、大気開放弁
４１はダイヤフラム４０に形成されており、ダイヤフラ
ム４０で区画される一方の室５２は逆止弁３８の上流３
６に連通し、他方の室５４は逆止弁３８の下流３９に連
通している。逆止弁３８と大気開放弁４１は独立に動作
可能であり、逆止弁３８の上流圧力が下流圧力よりも高
い間は大気開放弁４１が閉じる。電磁弁３４が開いて正
圧が作用すると大気開放弁４１が先に閉じ次いで逆止弁
３８が開くために、給水の開始時に水が大気連通口４２
から漏れることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 浴槽や洗濯槽等の貯水槽に
給水する設備では、貯水槽から上水管に逆流しないよう
にしておかなければならない。ここでいう上水管とは水
道圧力が作用している水路をいい、給湯器内の加熱用水
路も水道圧力が作用しているので上水管である。上水を
給湯器で加熱して浴槽に給水する場合、給湯器と浴槽と
の間に逆流防止装置を設けて、浴槽に貯められている水
が給湯器に逆流しないようにする必要がある。浴槽に貯
められている水が給湯器に逆流しかねない場合には、２
種類のケースが存在する。第１のケースは上水が断水し
て上水管内圧力が低下する場合であり、上水管内圧力が
負圧となれば貯水槽から逆流しかねない。第２のケース
は浴槽が高い位置に設置されている場合であり、断水し
ないまでも上水管内圧力が低下したときに浴槽から逆流
しかねない。

【０００２】

【従来の技術】 上記のいずれの場合にも逆流を禁止で
きる装置が、特公平７−３０９５４号公報に記載されて
いる。この公報に記載の技術を図３を参照して説明す
る。この公報に記載の逆流防止装置は、入水口２が上水
管（この場合は給湯器）に接続され、出水口２０が浴槽
に接続される。給水管の浴槽側の開口は浴槽に貯められ
た湯面よりも低い位置にある。上水管と貯水槽との間に
２個の逆止弁８、１６が直列に挿入される。２個の逆止
弁８、１６を直列に用いることによっていずれか一方の
逆止弁の作動が不調となって逆止作用が得られなくなっ
ても（逆止弁に異物が噛みこむことによって逆止作用が
得られなくなることがある）上水管に逆流しないように
なっている。この逆流防止装置では、逆流防止の確実性
をさらに高めるために、直列に配置された２個の逆止弁
間９を大気に開放する大気開放弁１１を付加している。
この大気開放弁１１は上流側の逆止弁８と機械的に連動
し、逆止弁８が水通路６を開くのに連動して大気開放弁
１１が大気連通口１２を閉じる。バネ１０によって、逆
止弁８は閉じ位置に付勢され、大気開放弁１１は開き位
置に付勢されている。なお、図示４は電磁弁であり、１
８は流量センサであるこの構造の場合、２個の逆止弁
８、１６が双方とも作動不調なときに上水管に負圧が発
生すると、大気開放弁１１が開くために上水管には大気
が吸い込まれ、貯水槽の水が逆流することを防止でき
る。あるいは２個の逆止弁８、１６が双方とも作動不調
なときに出水口２０に浴槽側から正圧がかかると、大気
開放弁１１が開くために、浴槽側からの水は大気連通口
１１から排出され、貯水槽の水が上水管に逆流すること
を防止できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら上記の
逆流防止装置には、さらなる改善が必要とされる。 問題点：上水管に負圧が発生したときに優先的に大気が
吸い込まれて貯水槽の水が吸い込まれないようにするた
めには、大気開放弁１１を開きやすくする必要がある。
貯水槽に給水している間に給水圧が低下することがあ
り、大気開放弁１１を開きやすくすると、給水圧の低下
時に逆止弁８の上流側圧力と下流側圧力の差が小さくな
ってバネ１０によって大気開放弁１１が開いてしまうこ
とがある。給水中に大気開放弁１１が開いてしまうと、
給水に大気が混入してしまう。大気開放弁１１を、逆流
の発生を防止できる程度に開きやすくし、給水に大気が
混入するのを防止できる程度に開きにくくする必要があ
り、しばしば、両要求を満足させられないことがある。 他の問題点：逆止弁８が開くのに連動して大気開放弁１
１が閉じるために、逆止弁８が開き始めたときには大気
連通口１２が閉じられておらず、大気連通口１２から水
が漏れる。あるいは、貯水槽への給水が終わって出水口
２０の圧力が低下すると、バネ１０によって大気連通口
１２が開かれるために、管内の水が大気連通口１２から
漏れでる。即ち、逆止弁８ないし大気開放弁１１が作動
する毎に大気連通口１２から水が漏れる。この問題に対
処するために、特公平７−３０９５４号公報に記載の技
術では、大気連通口１２の下流にホッパ２２を設けて大
気連通口１２から漏れた水を貯める。逆止弁８ないし大
気開放弁１１が作動する毎にホッパ２２に水が溜まって
いく。特公平７−３０９５４号公報に記載の技術では、
ホッパ２２に水抜き口とそれを開閉する電磁弁を設け、
別の目的で水を循環させるポンプの駆動時にその電磁弁
を開けてホッパ２２内の水を汲み出す。特許第２８０５
２７７号公報には、ホッパ２２の水抜き口に電磁弁を設
ける代わりにダイヤフラム２６を利用する技術が開示さ
れており、これによると逆流防止装置の製作コストを低
減することができる。しかしながら、いかにしても、大
気連通口１２から漏れた水を貯めるホッパ２２と、ホッ
パ２２に貯まった水を汲み出す仕掛けが必要とされ、逆
流防止装置の製作コストを上げ、配管作業を複雑なもの
とする。

【０００４】本発明の一つの目的は、逆流の発生を防止
できる程度に大気開放弁を開きやすくし、それでいて給
水に大気が混入するのを防止できる構造を実現する。本
発明の他の一つの目的は、逆止弁が開く毎に大気開放弁
から水が漏れるという現象が生じないようにして、大気
連通口から漏れでる水に対する対策を不要化できる構造
を実現する。

【０００５】

【課題を解決するための手段と作用】 本出願の請求項
１の逆流防止装置は、例えば給湯器内の管路のように上
水に直結されて上水の圧力が掛かっている上水管と、例
えば浴槽や洗濯槽といった貯水槽との間に設置して用い
る装置であり、貯水槽から上水管に水が逆流することを
防止する。請求項１の逆流防止装置は、上水管に対して
逆止弁と大気開放弁が並列に配置されており、その大気
開放弁はダイヤフラムに形成されており、ダイヤフラム
で区画される一方の室は逆止弁の上流に連通し、他方の
室は逆止弁の下流に連通していることを特徴とする。

【０００６】この逆流防止装置によると、逆止弁上流の
圧力と下流の圧力との差が給水中に小さくなっても、そ
の圧力差はダイヤフラムを大気連通口を閉じる側に変形
させる。給水の際に大気開放弁が開いて給水に大気が混
入することはない。閉じる力はダイヤフラムによって増
幅されるために、圧力差が小さくても大気連通口を安定
的に閉じる。このために、給水に大気が混入することを
考慮しないで、上水管に負圧が発生したときにはダイヤ
フラムが容易に変形して大気開放弁を開きやすくするこ
とができ、上水管に負圧が発生すると多量の大気が吸引
されるようにして貯水槽の水が上水管に逆流することを
防止できる。本逆流防止装置によると、上水管に負圧が
掛かったときには容易に大気開放弁が開いて逆流を防止
することと、給水の際には大気開放弁が開かないように
して給水に大気が混入しないようにすることを両立させ
ることができる。貯水槽側から圧力がかかって逆止弁下
流の圧力が高まると、ダイヤフラムは大気連通口を開け
る側に変形するために、貯水槽から逆流する水は大気連
通口から開放され、上水管に逆流することはない。

【０００７】逆止弁の下流に負圧が作用すると大気に開
放する第２の大気開放弁が付加されていることが好まし
い。この場合、上水管に負圧が作用するとともに貯水槽
から正圧が作用するときに、上水管には第２の大気開放
弁から大気が吸引され、貯水槽からの逆流水は第１の大
気開放弁から大気に開放され、貯水槽から上水管に逆流
することを確実に防止できる。

【０００８】上記の場合、逆止弁の下流にさらに逆止弁
を付加して２重に逆止することができる。この場合、い
ずれか一方の逆止弁の作動が不調になっても、他方の逆
止弁で逆止することができる。

【０００９】請求項３の逆流防止装置は、直列に配置さ
れた２個の逆止弁と、逆止弁間を大気に開放する大気開
放弁を有し、逆止弁と大気開放弁は独立に動作可能であ
り、上流側逆止弁の上流圧力が逆止弁間の圧力よりも高
い間は大気開放弁が閉じることを特徴とする。従来の逆
流防止装置は、図３に示すように、大気開放弁１１を開
く側にバネ１０で付勢しており、逆止弁間９の負圧が大
きくなれば大気開放弁１１が閉じられるが、水量が少な
くて逆止弁間９の負圧が小さい場合には、逆止弁８の上
流側圧力が逆止弁間９の圧力よりも高くても、バネ１０
によって大気開放弁１１を閉じることができない。この
ために、給水の際に大気開放弁１１が開いて給水に大気
が混入することがあった。バネ１０の付勢力を強くする
と、上水管に負圧が作用したときに大気開放弁１１が開
きやすくなって逆流の発生を防止しやすくなるが、大気
開放弁１１を閉じさせるに必要な逆止弁間９の負圧が大
きくなってしまう。逆流の禁止と、給水に空気が混入す
ることをともに解決するのが困難であった。請求項３の
逆流防止装置では、大気開放弁が逆止弁から独立して動
作することができ、その大気開放弁はバネで付勢されて
おらずに逆止弁の上流側圧力が逆止弁間の圧力よりも高
い間は閉じるために、給水の際に大気開放弁が開いて給
水に大気が混入することを防止できる。逆止弁間が負圧
になったら大気開放弁を閉じるようにしておいても、上
水管に負圧が作用するときには上水管に逆止弁間以上の
負圧が作用するために、大気開放弁が開いて上水管に逆
流することを防止することができる。

【００１０】請求項４の逆流防止装置では、上水管に対
して逆止弁と大気開放弁が並列に配置されており、上水
管から正圧が作用すると、先に大気開放弁が閉じ次いで
逆止弁が開くことを特徴とする。この場合、逆止弁が開
いて給水が開始される以前に大気開放弁が閉じるために
大気開放弁から水が漏れでることがなく、漏れでる水に
対する対策が不要化される。

【００１１】本発明の逆流防止装置は、上水管に対して
逆止弁と大気開放弁が並列に配置されており、逆止弁と
大気開放弁は独立に動作可能であり、上水管内圧力が貯
水槽側からの圧力よりも高い間、大気開放弁が閉じられ
ているということができる。この場合、機器が正常に作
動している限り大気開放弁は開かず、大気開放弁から水
が漏れることがない。大気開放弁から水が漏れることを
前提とした対策は必要とされない。

【００１２】

【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施例の主要な
特徴を列記する （形態１）正常時には大気開放弁は閉じられており、そ
れと並列に配置されている逆止弁の上水管側圧力が貯水
槽側からの圧力よりも低い異常時にのみ、大気開放弁が
開く。

【００１３】

【実施例】 図１において、図示３２は入水口であり、
上水管（この場合給湯器）に接続される。図示５０は出
水口であり、浴槽に接続される。浴槽側の開口は浴槽に
貯められた湯面よりも低い位置にある。浴槽は逆流防止
装置の設置階よりも階上に設置されることもあれば、階
下に設置されることもある。入水口３２と出水口５０の
間には２個の逆止弁３８、４６が直列に挿入される。２
個の逆止弁３８、４６を直列に用いることによっていず
れか一方の逆止弁の作動が不調となって逆止作用が得ら
れなくなっても（逆止弁に異物が噛みこむことによって
逆止作用が得られなくなることがある）上水管に逆流し
ないようになっている。図１と２において、逆止弁３
８、４６等は逆止位置と開放位置で図示され、中心線よ
りも右側では逆止位置を示し、左側では開放位置を示し
ている。この逆流防止装置では、逆流防止の確実性をさ
らに高めるために、直列に配置された２個の逆止弁間３
９を大気に開放する大気連通口４２を付加している。大
気連通口４２は大気開放弁４１で開閉され、大気開放弁
４１はダイヤフラム４０に取付けられている。ダイヤフ
ラム４０で区画される一方の室５２は逆止弁３８の上流
３６に連通し、他方の室５４は逆止弁３８の下流３９に
連通する。大気開放弁４１と逆止弁３８は入水口３２に
対して並列に配置されており、独立に動作することがで
きる。なお、図示３４は電磁弁であり、４８は流量セン
サである。大気連通口４２の下流には後記する逆流水を
受入れてオーバフロー管５８から排水するオーバフロー
タンク５６が設けられている。

【００１４】この逆流防止装置は下記のように作動す
る。 （正常時：入水口３２の圧力が出水口５０の圧力よりも
高い場合）通常時の給水停止時には、貯水槽から排水さ
れて第２逆止弁４６よりも下流が大気に開放されていて
も、その上流には上水圧力がかかっており、第１逆止弁
３８の上流３６と、第１逆止弁３８の下流で第２逆止弁
４６の上流（逆止弁間３９）の圧力は上水管圧力に等し
い。逆止弁３８を水が流れないので逆止弁３８の上下で
圧力差は生じない。このためにダイヤフラム４０の上室
５２と下室５４の圧力は等しくなる。ダイヤフラム４０
は、わずかな力で大気開放弁４１で大気連通口４２を閉
じる側に付勢されており、ダイヤフラム４０の上室５２
と下室５４の圧力が等しいときには大気連通口４２が閉
じられている。上水は大気連通口４２から漏れることは
ない。給水時には、電磁弁３４が開くために、第１逆止
弁３８の上流３６の圧力が高まる。この結果、大気開放
弁４１が大気連通口４２に強く押付けられ、シール力が
高められる。次いで第１逆止弁３８と第２逆止弁４６が
開いて給水が開始される。第１逆止弁３８と第２逆止弁
４６が開くにさきだって大気連通口４２は大気開放弁４
１によって閉じられるために、上水は大気連通口４２か
ら漏れることはない。入水口３２の圧力が出水口５０の
圧力よりも高い正常時には、給水の開始時にも給水の停
止時にも水が大気連通口４２から漏れることはなく、漏
れ出る水に対策しておく必要はない。

【００１５】給水後に断水して入水口３２に負圧（大気
圧以下の圧力）が加わったとき：装置が正常であれば、
２個の逆止弁３８、４６によって２重に逆流が防止され
ている。ダイヤフラム４０は変形して大気連通口４２が
開いて第１逆止弁３８の下流３９の圧力は大気圧となる
が、第１逆止弁３８の上流３６の圧力は負圧であり、第
１逆止弁３８は逆流の発生を防止する。２個の逆止弁３
８、４６の双方とも作動不良になって閉じないような事
態が発生したとする。このような事態がおきると、ダイ
ヤフラム４０は変形して大気連通口４２が開く。この場
合、第１逆止弁３８は閉じていないために、第１逆止弁
３８の下流３９にも負圧がかかる。第１逆止弁３８の下
流３９に負圧がかかっても上流の負圧の方が大きい（真
空に近い）ので、圧力差によってダイヤフラム４０は変
形して大気連通口４２が開く。第１逆止弁３８の下流３
９に負圧がかかると、その負圧は、大気連通口４２から
大気を吸引し、出水口５０から水を吸引しようとする
（第２逆止弁４６も作動不良で閉じない）。この場合、
大気連通口４２の開口面積が大きく、大気の吸引抵抗の
方が水の吸引抵抗よりもはるかに小さい。第１逆止弁３
８の下流３９に負圧がかかると、優先的に大気連通口４
２から大気が吸引され、出水口５０から水を吸引するこ
とはほとんどない。このように、２個の逆止弁３８、４
６の双方とも作動不良になり、入水口３２に負圧が作用
しても、水が出水口５０から入水口３２に逆流すること
はない。

【００１６】出水口５０が浴槽に接続されており、その
浴槽が階上に設置されており、浴槽側の給水管の開口が
湯面よりも下方にあると、出水口５０には正圧がかか
る。上水圧力が正常にあれば、入水口３２の正圧の方が
高いために、逆流することはない。断水しないまでも上
水の圧力が低下すると、入水口３２の圧力が出水口５０
の圧力よりも低下することがある。装置が正常であれ
ば、２個の逆止弁３８、４６によって２重に逆流が防止
されている。２個の逆止弁３８、４６の双方とも作動不
良になって閉じないときに入水口３２の圧力が出水口５
０の圧力よりも低下すると、出水口５０の高い圧力がダ
イヤフラム４０を変形させて大気連通口４２を開ける。
このために、出水口５０からの逆流水は大気連通口４２
から排出され、出水口５０から入水口３２に逆流するこ
とはない。大気連通口４２から排出された水は、オーバ
ーフロータンク５６からオーバーフロー配管５８によっ
てオーバーフローする。このオーバーフローは、装置の
故障時にのみ生じる異常現象であり、オーバーフローを
想定して配水管を接続しておく必要はない。装置の故障
時に水が溢れ出すことはやむを得ないからである。逆流
防止装置は戸外またはパイプハウスに設置されており、
装置故障時に水があふれることがあっても、最悪事態に
はならないように配慮されている。

【００１７】浴槽が階下に設置されている場合、給水中
に第１逆止弁３８の上流と下流の圧力差が小さくなるこ
とがある。この場合、ダイヤフラム４０は小さな圧力差
によって大気連通口４２を閉じ続けることができ、大気
連通口４２を開けることがない。給水に大気が混入する
おそれはない。このために、大気連通口４２の面積を大
きく確保し、入水口３２に負圧がかかったときには優先
的に大気が吸引され、出水口５０から水を吸引する力を
低下させることができる。ダイヤフラム４０は、給水中
に第１逆止弁３８の上流と下流の圧力差が小さくなって
も大気連通口を閉じる。図３に示した従来の技術では、
第１逆止弁８の上流と下流の圧力差が小さくなると給水
中に大気連通口４２が閉じないことがあり、このときに
は給水に大気が混入してしまう。本技術によるとかかる
問題は生じない。

【００１８】上記したように本実施例の逆流防止装置
は、入水口３２が上水管に接続され、出水口５０が貯水
槽に接続され、上水管と貯水槽との間に設置されて用い
られ、出水口５０から入水口３２に水が逆流することを
防止するために用いられる。入水口３２に対して逆止弁
３８と大気開放弁４１が並列に配置されており、大気開
放弁４１はダイヤフラム４０に形成されており、ダイヤ
フラム４０で区画される一方の室５２は逆止弁３８の上
流３６に連通し、他方の室５４は逆止弁３８の下流３９
に連通している。また、２個の逆止弁３８，４６が直列
に接続されており、逆止弁間３９を大気に開放する大気
開放弁４１を有し、逆止弁３８と大気開放弁４１は独立
に動作可能であり、給水中に逆止弁３８の上流圧力が下
流圧力よりも高い間は大気開放弁４１が閉じる。電磁弁
３４が開いて正圧が作用すると、大気開放弁４１が先に
閉じ（あるいは最初から閉じている）次いで逆止弁３８
が開くために、給水の開始時に水が大気連通口４２から
漏れることがない。さらに、逆止弁３８と大気開放弁４
１は独立に動作可能であり、入水口３２の圧力が出水口
５０の圧力よりも高い間、大気開放弁４１が閉じられて
いる。以上によって給水の開始時と停止時に大気開放弁
から水が漏れることがなく、給水に大気が混入せず、逆
流の発生を確実に防止することに成功している。

【００１９】（第２実施例） 図２に第２実施例を示
す。第１実施例と多くの部分で共通しており、以下では
相違点のみを説明する。第２実施例では、第１逆止弁３
８の下流で第２逆止弁４６の上流、即ち逆止弁間３９
に、第２の大気連通口６０と第２の大気開放弁６２が付
加されている。第２大気開放弁６２は、逆止弁間３９に
負圧が作用すると、第２大気連通口６０を開けて大気を
導入する。第２大気開放弁６２と第２大気連通口６０が
付加されていると、同時に、第１逆止弁３８が逆止不能
となり、第２逆止弁４６が逆止不能となり、入水口３２
に負圧が作用し、出水口５０に正圧がかかるという最悪
な事態が発生しても、逆流を禁止する。この場合、出水
口５０からの逆流水は第１大気連通口４２から排出され
る。同時に第２大気連通口６０から大気が導入されて上
水管の負圧を補償する。実験によって、出水口５０から
の入水口３２に逆流することを禁止できることが確認さ
れている。

【００２０】

【発明の効果】 本発明の逆流防止装置によると、給水
の開始時と停止時に大気開放弁から水が漏れることがな
い、給水に大気が混入しない、逆流の発生を確実に防止
できる、のうちの少なくとも一つの利点を享受すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例の逆流防止装置の断面図。

【図２】 第２実施例の逆流防止装置の断面図。

【図３】 従来の逆流防止装置の断面図

【符号の説明】

３２：入水口 ３４：電磁弁 ３８：第１逆止弁 ３９：逆止弁間 ４０：ダイヤフラム ４１：大気開放弁 ４２：大気連通口 ４６：第２逆止弁 ６０：第２大気連通口 ６２：第２大気開放弁 ５０：出水口

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【手続補正書】

【提出日】平成１４年１２月２４日（２００２．１２．
２４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上水管と貯水槽との間に設置されて貯水
   槽から上水管に逆流することを防止する装置であり、上
   水管に対して逆止弁と大気開放弁が並列に配置されてお
   り、その大気開放弁はダイヤフラムに形成されており、
   ダイヤフラムで区画される一方の室は逆止弁の上流に連
   通し、他方の室は逆止弁の下流に連通していることを特
   徴とする逆流防止装置。
2. 【請求項２】 逆止弁の下流に負圧が作用すると大気に
   開放する第２の大気開放弁が付加されていることを特徴
   とする請求項１の逆流防止装置。
3. 【請求項３】 上水管と貯水槽との間に設置されて貯水
   槽から上水管に逆流することを防止する装置であり、直
   列に配置された２個の逆止弁と、逆止弁間を大気に開放
   する大気開放弁を有し、逆止弁と大気開放弁は独立に動
   作可能であり、上流側逆止弁の上流圧力が逆止弁間の圧
   力よりも高い間は大気開放弁が閉じることを特徴とする
   逆流防止装置。
4. 【請求項４】 上水管と貯水槽との間に設置されて貯水
   槽から上水管に逆流することを防止する装置であり、上
   水管に対して逆止弁と大気開放弁が並列に配置されてお
   り、上水管から正圧が作用すると、先に大気開放弁が閉
   じ次いで逆止弁が開くことを特徴とする逆流防止装置。
5. 【請求項５】 上水管と貯水槽との間に設置されて貯水
   槽から上水管に逆流することを防止する装置であり、上
   水管に対して逆止弁と大気開放弁が並列に配置されてお
   り、逆止弁と大気開放弁は独立に動作可能であり、上水
   管内圧力が貯水槽側からの圧力よりも高い間は大気開放
   弁が閉じられていることを特徴とする逆流防止装置。