JP2004301326A - 大気圧式バキュームブレーカ、及びこのバキュームブレーカを用いた水洗便器 - Google Patents

Abstract

【課題】 寒冷地で使用する場合の水抜が可能で、通水時の圧力損失が小さく、負圧破壊性能に優れた大気式バキュームブレーカ、及びこのバキュームブレーカを用いた水洗便器を提供すること。
【解決手段】 入水口と出水口を有する水流路と、前記水流路に大気を導入するための大気導入口と、前記水流路内の水勢によって移動して非通水時には前記大気導入口から前記水流路に大気を導入し通水時には前記大気導入口を塞ぐ可動弁体と、を備えた大気圧式バキュームブレーカにおいて、前記可動弁体は非通水時に当接して前記入水口を隠蔽する弾性体で形成した可動弁体当接部を備え、前記可動弁体当接部が前記入水口に当接した状態で前記入水口との間に流路を形成し、前記入水口側に負圧が生じた場合に負圧値の上昇に伴って前記可動弁体当接部が変形して前記流路の面積を減少させることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、非通水時には大気導入口から水流路に大気を導入し、通水時には前記大気導入口を塞ぐ可動弁体を備えた大気圧式バキュームブレーカ、及びこのバキュームブレーカを用いた水洗便器に関するものである。

給水または給湯用の配管系統において、負圧が生じた場合、逆サイホン作用による逆流を防止するために、負圧部分へ自動的に大気を導入する機能を有し、常時圧力のかからない部分に設けるものを大気圧式バキュームブレーカと呼ばれている。
大気圧式バキュームブレーカの構成としては、図１７に示すものが一般的である。大気導入口１００を塞ぐ第１弁体１０１と、このバキュームブレーカの入水口１０３を塞ぐ第２弁体１０２を備え、第１弁体１０１と第２弁体１０２はリンク機構により連結されており、非通水時は第１弁体１０１と第２弁体１０２の自重の差により、第１弁体１０１が開弁すると共に第２弁体１０２が閉弁し、給水路にエアギャップを形成すると共に、このバキュームブレーカの入水口１０３を塞ぐ。入水口１０３に連絡する給水管が負圧になってもこのバキュームブレーカを備えることにより、給水管の吐水口が水没された状態でも汚水を吸い込むことがない。また、通水時には、水圧により第２弁体１０２が閉弁すると共に、第１弁体１０１が開弁するため水道水を大気中へ漏水させないものである。（例えば、非特許文献１参照）

また、大気圧式バキュームブレーカの小型化に関するものとしては、図１８に示すバキュームブレーカ１１１がある。このバキュームブレーカ１１１は給水管から弁手段１１０を介して便器の鉢部を洗浄するリム流路と、便器トラップへ向けて洗浄水を噴出して便鉢部の汚水及び汚物を排出するためのジェット流路と、に分岐し給水される水洗便器の給水装置用のものであり、リム流路またはジェット流路の最高部に設けられている。このバキュームブレーカ１１１は、弾性体からなるコマ１１２と、吸気口１１４を介して大気と連通した大気連通路１１３とを備えており、通水時はコマ１１２が水圧で上昇しこの大気連通路１１３を塞ぎ、非通水時はコマが自重で落下し大気連通路１１３が開き、給水管と便鉢の底部に配設されたジェット流路との間にエアギャップを形成し、便器ボウル内の大腸菌などの細菌が水道管に進入することを防ぎ、給水装置の衛生性を確保している。コマ１１２は、下部から横外方向に延設されたフランジ部１１５とフランジ部１１５から延設された脚１１６と、を備えており、フランジ部１１５は通水時、大気連通路１１３を塞ぐ機能を、脚１１６は非通水時、ジェット流路に大気を導入する大気連通路１１３を形成する機能を有しており上記のような衛生性を確保できる仕組みになっている。また、コマ１１２は、ゴムなどの弾性体で一体成形されていため、非常にシンプルな構成であると言える。（例えば、特許文献１参照）

特開平２００１−７３４３４号公報（図５参照）

著「空気調和・衛生工学 第６２巻 第９号」昭和６３年９月（５０頁参照）

特許文献１記載のバキュームブレーカは、非常にコンパクトな構成であるが洗浄水の水路から分岐された位置にバキュームブレーカが配設されており、給水管に負圧が生じた場合、汚水を給水管に吸い込む恐れがある。負圧値が高くなるとゴム製のコマが変形し、脚がつぶれ大気連通路の流路断面積が減少するため、十分な空気を給水管に吸い込むことができず、給水管内の負圧が低下しないためである。又、非特許文献１記載のバキュームブレーカは、構成上、大型化するため、給水装置を便器内に内蔵する水洗便器などには搭載できない。

また、非特許文献１記載の大気圧式バキュームブレーカの負圧破壊性能として、次の水位上昇試験に合格する規格がある。給水装置を設置する機器の溢れ面からバキュームブレーカの基準面までの高さをバキュームブレーカ空間とし、最大４００ｍｍＨｇの一定の負圧を給水管に加え、その際の溢れ面からの水位上昇を評価するもので、合格基準はＶＢ空間の１／２以下であり、特に、非特許文献１の構成のように可動部分があるものについては、弁座と弁体に給水管径に応じたワイヤーを挟み込み試験される。この規格に合格するためには、非特許文献１の構成では、大気圧式バキュームブレーカの下流に逆止弁を設けるか、給水管に負圧が生じた場合、弾性体からなるコマにより規定のワイヤーを包み込み、バキュームブレーカより下流側の配管が負圧にならないように、確実に入水口を塞ぐ必要がある。但し、逆止弁を設けると、一般に通水時の圧力損失が大きくなり低水圧現場で十分な瞬間流量が得られなくなる。特に、水道直圧式便器の給水装置においては、瞬間流量の低下は洗浄不良を誘発する恐れがある。また、非通水時に入水口を塞ぐと、大気圧式バキュームブレーカの水流路内の水が抜けず寒冷地での水抜きができなくなる。

本発明では上記課題を鑑み、寒冷地で使用する場合に水抜が可能で、通水時の圧力損失が小さく、不慮の事故により水道管に負圧が生じても汚水を水道管に吸い込まない負圧破壊性能に優れた大気式バキュームブレーカ、及びこのバキュームブレーカを用いた水洗便器を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明は、入水口と出水口を有する水流路と、前記水流路に大気を導入するための大気導入口と、前記水流路内の水勢によって移動して非通水時には前記大気導入口から前記水流路に大気を導入し通水時には前記大気導入口を塞ぐ可動弁体と、を備えた大気圧式バキュームブレーカにおいて、前記可動弁体は非通水時に当接して前記入水口を隠蔽する弾性体で形成した可動弁体当接部を有し、前記可動弁体当接部が前記入水口に当接した状態で前記入水口との間に流路を形成し、前記入水口側に負圧が生じた場合に負圧値の上昇に伴って前記可動弁体当接部が変形して前記流路の面積を減少させることを特徴とする。

上記の構成をとることにより、給水管側の負圧値の上昇に伴い入水口の流路断面積が減少する。そのため、寒冷地での水抜き作業により、比較的小さな負圧が加わった場合は、可動弁体当接部の変形量が小さく入水口の流路の断面積を十分確保でき、流動弁を開弁することによりバキュームブレーカより下流の水を抜くことができる。又、不良の事故により給水管に比較的大きな負圧が加わった場合は、可動弁体当接部の変形量が大きく前記流路の断面積が十分絞られ、汚水の給水管への引き込みを抑えることができる。又、弾性体により、ワイヤーを包み込むことができ、空気・調和衛生工学会の負圧破壊性能の規格をクリアーさせることも可能となる。更に、給水管に逆止弁を設ける必要がなく、低圧損タイプで小型の大気圧式バキュームブレーカが実現できる。
また、可動弁体の前記入水口に当接して隠蔽する可動弁体当接部を弾性体で形成することにより、給水管に負圧が生じた場合、弾性体が拘束されず、比較的小さな負圧値でも変形しやすく、弾性体の局部的な歪み量を抑えることができる。弾性体の局部的な歪み量を抑えることにより、弾性体（ゴムなど）の圧縮永久歪みを抑えることができ、長期にわたり、負圧値と大気導入流路の変化量を略一定に維持することができる。

本発明の好ましい態様としては、前記入水口の前記可動弁体当接部との接触する部位に突起を備えるようにする。
大気の導入流路の形成を目的とした突起を入水口の可動弁体当接部との接触部位に設けることにより、弾性体で形成した可動弁体当接部の経年変化による影響を受けにくいことから、確実に大気の導入流路を確保することができる。信頼性の面でより好ましい形態といえる。

また、本発明の好ましい態様としては、前記突起を３ヶ所以上設けるようにする。
そうすることにより、弾性体で形成した可動弁体当接部と突起の接触面の傾きを抑えることができる他、突起の数を変更することにより、給水管の負圧値に伴い入水口の流路断面積の減少量を簡便に設定しやすい。弾性体及び突起の形状を複雑にする必要がなく、設計の面でより好ましい形態といえる。

請求項４記載の本発明は、入水口と出水口を有する水流路と、前記水流路に大気を導入するための大気導入口と、前記水流路内の水勢によって移動して非通水時には前記大気導入口から前記水流路に大気を導入し通水時には前記大気導入口を塞ぐ可動弁体と、を備えた大気圧式バキュームブレーカにおいて、前記可動弁体は非通水時に当接して前記入水口を隠蔽し、前記入水口は前記可動弁体が当接する弾性体で形成した入水口当接部を有し、前記可動弁体が前記入水口当接部に当接した状態で前記入水口当接部との間に流路を形成し、前記入水口側に負圧が生じた場合に負圧値の上昇に伴って前記入水口当接部が変形して前記流路の面積を減少させることを特徴とする。

上記の構成をとることにより、給水管側の負圧値の上昇に伴い入水口の流路断面積が減少するため、寒冷地での水抜き作業により、比較的小さな負圧が加わった場合は、入水口当接部の変形量が小さく入水口の流路断面積を十分確保でき、流動弁を開弁することによりバキュームブレーカより下流の水を抜くことができる。また、不良の事故により給水管に比較的大きな負圧が加わった場合は、入水口当接部の変形量が大きく前記流路断面積が十分絞られ、汚水の給水管への引き込みを抑えることができる。また、弾性体により、ワイヤーを包み込むことができ空気・調和衛生工学会の負圧破壊性能の規格をクリアーさせることも可能となる。更に、給水管に逆止弁を設ける必要がなく、低圧損タイプで小型の大気圧式バキュームブレーカが実現できる。
また、入水口側の可動弁体が当接する入水口当接部を弾性体で形成することにより、比較的負圧値が低い領域で大気導入路の流路断面積が急激に減少することがなく、流路断面積のばらつきを抑えることができる。従って、比較的負圧値の低い領域から流路断面積の制御が可能となる。

本発明の好ましい態様としては、前記可動弁体の前記入水口接触部との接触する部位に突起を備えるようにする。
突起を前記可動弁体の前記入水口当接部との接触する部位に設けることにより、弾性体で形成した入水口当接部の経年変化による影響を受けにくいことから、確実に大気導入の流路を確保することができる。信頼性の面でより好ましい形態といえる。

また、本発明の好ましい態様としては、前記突起を３箇所以上設けるようにする。
そうすることにより、弾性体で形成した入水口当接部と突起の接触面の傾きを抑えることができる他、突起の数を変更することにより、給水管の負圧値に伴い入水口の流路断面積の減少量を簡便に設定しやすい。弾性体及び突起の形状を複雑にする必要がなく、設計の面でより好ましい形態といえる。

また、本発明の大気圧式バキュームブレーカにおいては、前記入水口の上流側の水流路に、前記上流側の水流路に大気を導入する第２大気導入口と、通水時に前記第２大気導入口を塞ぎ、非通水時に前記第２大気導入口より大気を導入する第２可動弁体とを備えた補助バキュームブレーカを連設するようにすることもできる。
そうすることにより、入水口の上流側の給水管に大気の導入流路を形成することができ、万が一、入水口の流路断面積が確保できなくなった場合でも、補助バキュームブレーカから大気を導入することができる。より信頼性の面で好ましい形態と言える。

また、本発明の大気圧式バキュームブレーカを水洗便器に用いることが好ましい。
便器の洗浄水を便器の鉢部を洗浄するリム流路と、便器トラップへ向けて噴出し、便鉢部の汚水及び汚物を排出するためのジェット流路とへ分岐し給水する水道直圧式水洗便器においては、常時ジェット流路が便鉢内に水没しているため、衛生性の面では、他の水洗便器と異なりバキュームブレーカの高機能化が要求されるため、衛生性の面でより好ましい形態といえる。又、便器本体後部に給水装置を隠蔽した水道直圧式の水洗便器においては、給水装置の小型化が必要とされる他、低水圧時の便器性能を確保するためには、１６Ｌ／ｍｉｎ以上の瞬間流量を確保する必要があり、給水装置の低圧損化が重要であり、本発明の大気圧式バキュームブレーカの効果を十分発揮できる用途と言える。

本発明によれば、寒冷地で使用する場合に水抜が可能で、通水時の圧力損失が小さく、不慮の事故により水道管に負圧が生じても汚水を水道管に吸い込まない負圧破壊性能に優れた大気式バキュームブレーカを実現することができる。

以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
（第１実施例）
図１、図２、図３、図４は、本発明に係る第１実施例の大気圧式バキュームブレーカの断面図である。図１は通水時の断面図、図２は非通水時の断面図である。又、図３は、図１のＰ視断面を示した断面図である。図４は図２のＡ部拡大図である。図６は図２のＡ部の立体断面図である。

大気圧式バキュームブレーカ１は、入水ポート２、入水ポート２と直交する方向に設けた出水ポート４を有し、入水ポート２と出水ポート４とが直交する部分に水流路１１を形成している。水流路１１は、入水ポート２の下流側に開口した入水口１２と、出水ポート４の上流側に開口した出水口１３と連通している。また、水流路１１の上方位置に大気導入口７を配設している。大気導入口７の上方には立設壁部１０ａを有する容器１０を連設している。

水流路１１内には入水口１２の中心軸線と同じ軸線上を上下に移動可能な可動弁体３を配設している。可動弁体３は容器１０に支持されたガイド軸１０ｂにガイドされながら上下動するコマ３ａと、コマ３ａに装着保持した弾性体で形成した円盤状のパッキン５とパッキン６とからなり、パッキン５が大気導入口７に当接して隠蔽し、パッキン６が入水口１２に当接して隠蔽する構成としている

入水口１２の周縁部には図３に示すように、等間隔（１２０度）で３ヶ所に突起１４を設け、非通水時に可動弁体３が下降してパッキン６が突起１４に当接する。また、ガイド軸３aの上部には大気導入口７の開口より大きい傘状の蓋９を支持している。

次に、大気圧式バキュームブレーカ１の動作について説明する。
入水ポート２の上流側に連設した図示しない開閉弁の開弁により洗浄水は入水ポート２に導かれる。入水ポート２に導かれた洗浄水は水流路１１内に流入し、水圧により可動弁体３全体を上方に押し上げ、出水ポート４に導かれる。パッキン５が大気導入口７の弁座８に密着し大気導入口７を塞ぎ、洗浄水を通水した場合の外部漏れを防止している。
更に、パッキン５が大気導入口７に密着して塞ぐまで間に大気導入口７から上方に漏れる洗浄水は、傘状の蓋９によって直接大気中に噴出されず容器１０に滞留する。容器１０に溜まった洗浄水は、非通水時、大気導入口７より水流路１１に排出される。又、コマ３ａは比重の低いポリプロピレン樹脂で形成しており、通水後、すぐに大気導入口７を塞さぐ工夫がなされている。

前記図示しない開閉弁が閉弁すると、水流路１１内の圧力が低下して可動弁体３がその自重により下降する。可動弁体３が下降すると、パッキン５と弁座８が離れて大気導入口７を開放し、水流路１１に大気が導入されて可動弁体３より下流の水は重力により排出され、大気圧式バキュームブレーカ１の入水口１２と出水口１３の間にエアギャップが形成される。このエアギャップを維持することにより、給水装置の衛生性が確保できる仕組みになっている。

可動弁体３が自重により下降して、パッキン６の端面６ａが入水口１２の突起１４に当接した状態となる。この状態で図４に示すように、入水口１２から水流路１１に連通する大気導入路１７が、パッキン６の外周端面６ｂと水流路１１の壁面１１ａで形成される隙間１５と、パッキン６の端面６aと入水口１２の周縁部１２aで形成される隙間１６で形成される。

寒冷地においては、この状態で給水装置より上流に配置された流動弁を開き給水装置内の水を抜く作業を行う。流動弁を開くと、大気導入口７、隙間１１ｂ、入水口１２が連通して大気が入水ポート２に導かれる。大気圧式バキュームブレーカ１は給水装置の最上部に取り付けられているため洗浄水の自重により給水装置内の水は確実に抜けることになる。

また、不慮の事故により入水ポート２の上流側に接続された給水管に負圧が生じた場合、可動弁体３が入水口１２側に吸引されて図５に示すようにパッキン６の端面６ａが突起１４を囲むように変形し、入水口１２の周縁部１２ａとの隙間２１が狭くなって大気導入路１５を更に絞られる。
大気導入路１５を絞ることにより、可動弁体３より下流の水流路の負圧値を大幅に低減することが可能となる。従って、大気圧式バキュームブレーカより下流で汚水に水没された流路の水位上昇を抑えることができ、一度形成されたエアギャップが崩されることがない。エアギャップにより便器ボウル内の大腸菌などの細菌が水道管に進入することがなく、給水装置の衛生性を確保することができる。

上記の構成をとることにより、、給水管の負圧値の上昇に伴い入水口の流路断面積が減少するため、寒冷地での水抜き作業により、比較的小さな負圧が加わった場合は、パッキン６の変形量が小さく入水口１２の流路断面積を十分確保でき、流動弁を開弁することにより給水装置内の水を抜くことができる。又、不良の事故により給水管に比較的大きな負圧が加わった場合は、パッキン６の変形量が大きく給水管の流路断面積が十分絞られ、汚水の給水管への引き込みを抑えることができる。また、空気・調和衛生工学会の負圧破壊性能試験において、パッキン６によりワイヤーを包み込むことができ所定の規格をクリアーさせることも可能となる。更に、給水管に逆止弁を設ける必要がなくなるため、低圧損タイプで小型の大気圧式バキュームブレーカが実現できる。

また、大気圧式バキュームブレーカ１は、可動弁体３のパッキン６がない場合は、可動弁体３は入水口１２の突起１４とは接触せず、入水口１２に設けられたテーパー部１２ｃとコマ３ａの周縁部とが当接する構成をとっている。
この構成をとることにより、万が一可動弁体３にパッキン６の組付けを忘れた状態で不慮の事故により入水ポート２の上流側に接続された給水管に負圧が生じても、可動弁体３が入水口１２側に吸引され、コマ３ａと入水口１２のテーパー部１２ｃが密着するため大気導入路１５が絞られ、汚水の給水管への引き込みを抑えることができる。

パッキン６を組付けを忘れた状態で使用した場合に、汚水の給水管への引き込みを抑える構成としては、必ずしも入水口１２にテーパー部１２ｃを備える必要はなく図１９に示す構成でも良い。図１９に示す大気圧式バキュームブレーカは、テーパー部１２ａの代わりに入水口１２の周縁部に突設部１２ｂを設け、可動弁体３のコマ３ａの端面３ｂが突設部１２ｂに当接してシールする構成としている。図１９は、非通水時の大気圧式バキュームブレーカ断面図である。
非通水時、パッキン６がある場合は、可動弁体３はパッキン６と突起１４が当接し入水口１２の周縁部の突設部１２ｂとは接触せず、パッキン６がない場合は、可動弁体３は突起１４とは接触せず、可動弁体３のコマ３ａの端面３ｂが突設部１２ｂと当接する。テーパ−部１２ｃにコマ３ａの端面３ｂを当接させるより、接触面圧が均一に加わり、より好ましい形態と言える。

次に、第１実施例の大気式バキュームブレーカ１を空気調和・衛生工学会の水位上昇試験で行った結果について説明する。
図１４は、空気調和・衛生工学会の水位上昇試験の概要を示した試験装置概要図である。水槽４０に水を満たし、供試品である大気式バキュームブレーカ１の出水ポート４を延長し水没させ、入水ポート２から最大４００ｍｍＨｇの一定負圧を加え、水槽１の水面から水位上昇を確認するものである。合格基準は、給水装置を取り付ける機器のＶＢ空間１／２以下である。現状の水洗便器でＶＢ空間の一番小さいものは、８０ｍｍ程度であり、合格基準は水位上昇４０ｍｍ以下となる。この値を負圧値に換算すると２．９ｍｍＨg以下となり、大気圧式バキュームブレーカ１の出水ポート４付近の負圧値を大気圧付近まで小さくする必要があることを示している。また、可動弁体３のような可動部がある場合は、シール部であるパッキン６部に、給水管４１の管径に応じたワイヤーを挟み込んで、この基準をクリアーすることが求められている。図１５に、空気調和・衛生工学会における給水管４１とワイヤー径の関係を示した表を記載する。

図１６は、図１４に示す試験装置で第１実施例の大気式バキュームブレーカ１の水位上昇試験結果を示した表とワイヤー取付位置の説明図である。試験条件としては、給水管４１が１５Ａの場合を想定し、挟み込みワイヤー径はφ０．８ｍｍ、３箇所の突起１４高さは０．８ｍｍ、パッキン６の厚さは１ｍｍ、２ｍｍ、パッキン６の硬度は、Ｈｓ４０Ｈｓ６０、ワイヤーの挟み込み位置は、突起から１５度、３０度、６０度離した場所に配置した。この試験結果は、下記のことを証明しており、本発明の構成を実施すれば、空気調和・衛生工学会の負圧破壊性能を満足する大気式バキュームブレーカを製作できることを示している。
（１）今回のパッキン６と突起１４の組み合わせにおいては、全て空気・調和衛生工学会の負圧破壊性能を満足する。
（２）パッキン６と突起１４の組み合わせにすれば、パッキン６の硬度のばらつき、パッキン６の厚さのばらつきによる影響を小さくすることができる。

図２０は、図１４に示す試験装置で実施例１の大気圧式バキュームブレーカ１で突起１４の高さを変更した場合の各負圧値と水位上昇の関係を示したものである。図２０の試験条件としては、３箇所の突起高さは０．８ｍｍ、０．２ｍｍの２通りで、挟み込みワイヤー径はφ０．８ｍｍ、ワイヤーの挟み込み位置は、突起から６０度離した位置に配置し、パッキン６硬度はＨｓ７０である。
突起高さ０．８ｍｍの場合は、１５０ｍｍＨｇ付近で水位上昇が７ｍｍ程度まで上昇するポイントがある。これは入水口の負圧値に対してパッキンの変形量により決まる大気導入口の流路断面積が大きいためである。突起高さ０．２ｍｍでは、０．８ｍｍの場合のようなピーク点が無く、水位上昇も安定して１ｍｍ以下であり、突起の高さとしては、０．２ｍｍ程度が最良であることがわかる。

（第２実施例）
図７は、本発明に係る第２実施例の大気圧式バキュームブレーカの入水口近傍の部分断面図で、非通水時の状態を示している。
この第２の実施例は、前記第１の実施例における弾性部材で形成したパッキン６の部分を変形しにくい当接部材５１で形成し、入水口１２の周縁部１２ａにリング状の弾性部材５２を配設したもので、その他の構成については第１の実施例と同様であるので説明を省略する。

当接部材５１には、弾性部材５２と当接する突起５１ａを設け、水流路１１の壁部１１ａと当接部材５１の外周端面５１ｂとの隙間５３、当接部材５１の端面５１ｃと弾性部材５２の端面５２ａとの隙間５４で、水流路１１と入水口１２とを連通する大気導入路５５を形成している。

この実施例において、入水口１２の上流側が負圧になると、図８に示すように突起１４が弾性部材５２に食い込んで隙間５４が小さくなり、水流路１１と入水口１２とを連通する大気導入路１６の断面積が絞られる。

（第３実施例）
図９は、本発明に係る第３実施例の大気圧式バキュームブレーカの入水口近傍の部分断面図で、非通水時の状態を示している。この実施例は、前記第１の実施例の構成において、入水口１２の周縁部１２ａには突起を設けずに、パッキン６の端部に突起６ａを設けた例である。

（第４実施例）
図１０は、本発明に係る第４実施例の大気圧式バキュームブレーカの入水口近傍の部分断面図で、非通水時の状態を示している。この実施例は、前記第２の実施例の構成において、当接部材５１には突起を設けずに、リング状の弾性部材５２に突起５２ａを設けた例である。

（第５実施例）
図１１は、本発明に係る第５実施例の大気圧式バキュームブレーカの断面図で、非通水時の状態を示している。この実施例は、前記第１実施例の大気式バキュームブレーカ１の上流側で分岐した第２水流路１９を備え、その端部に大気式バキュームブレーカ１を補助する補助バキュームブレーカ１８を一体的に備えたものである。
第２水流路１９内には、入水口２６の中心軸線と同じ軸線上を上下に移動可能な可動弁体２１を配設している。可動弁体２１は容器１０に支持されたガイド軸１０ｄにガイドされながら上下動するコマ２１ａと、このコマ２１ａに装着保持した弾性部材で形成したの円盤状のパッキン２４とからなり、通水時にパッキン２８が大気導入口２２に当接して隠蔽する構成としている。また、第２水流路１９の壁部１９aの一部に段部２７を設け、非通水時にコマ２１ａの先端部２１ｂの一部が係止し、第２大気導入口２２、第２入水口２６、第２出水口２３が相互に連通するようにしている。

次に、前記大気圧式バキュームブレーカの動作について説明する。
第２入水ポート２０の上流側に配設した図示しない開閉弁の開弁により、洗浄水が第２入水ポート２０に導かれる。第２入水ポート２０に導かれた洗浄水は、水圧により可動弁体２１を押し上げてパッキン２８が第２大気導入口２２の弁座２５に密着して第２大気導入口２２を塞ぐと共に、第２出水ポート２３を通って第２出水ポート２３から入水ポート２へ導かれる。

前記図示しない開閉弁が閉弁すると、補助バキュームブレーカ１８の第２水流路１９の圧力が低下しパッキン２４と弁座２５が離れ、可動弁体２１が自重で落下し第２大気導入口２２を開放し、第２水流路１９に大気が導入される。この時、可動弁体２１が落下途中で段部２７に係止して第２入水口２６が開放状態を維持する。非通水時、第２大気導入口２２から第２入水口２６に至る大気導入路２８が塞がることがない。
従って、大気圧式バキュームブレーカ１の機能が低下しても、この補助バキュームブレーカ１８を備えることにより、この大気導入路２８から大気を導入することができ、寒冷地での水抜きが保証される他、不慮の事故により給水管に負圧が生じた場合も補助バキュームブレーカ１８の大気導入路２８より大量の大気が吸い込まれるため、大気圧式バキュームブレーカ１の負圧値が低下し、給水装置の衛生性をより確実に確保することができ、信頼性の面で好ましい形態と言える。

前記いずれの実施例において、入水ポートの上流側で発生する負圧値に応じて前記突起の数を設定することにより、大気導入路の流路断面積減少量を容易に変更・設定することができ、大気導入路の設計を簡便にすることができる。

また、第１実施例において突起の数を調整する方法として、入水口１２の周縁部１２aに所定の間隔で複数の溝を設けて、突起を形成する箇所の溝には別部材で形成した突部形成部材を装着し、突起を形成しない箇所の溝には周縁部１２aと面一となる別部材で形成した面一部材を装着することもできる。

図１２は、第１実施例の大気圧式バキュームブレーカ１を備えた水洗便器２９の断面図を、図１３は、図１２の水洗便器２９の水路構成を示した構成図を示す。
洗浄水は給水管３０から開閉弁３１と流路切替弁３２を介して便器本体３３の便鉢部３４を洗浄するリム流路３５と、便器本体３３のトラップ３６へ向けて洗浄水を噴出して便鉢３４内の汚水及び汚物を排出するためのジェット流路３７と、に分岐し供給される。大気圧式バキュームブレーカ１は、リム流路３５またはジェット流路３７の最高部に設けられており、各流路３５、３７の給水が停止する毎に、リム流路３５及びジェット流路３７にエアギャップを形成し、給水装置３８の衛生性を確保している。このような水洗便器２９においては、常時ジェット流路３７が便鉢３４内に水没しているため、衛生性の面では、他の水洗便器２９と異なりバキュームブレーカの高機能化が要求されるため、衛生性の面でより好ましい形態といえる。

また、本実施例に記載の水洗便器２９は、便器本体３３の後部に給水装置３８を隠蔽したものであり、給水装置３８の小型化が必要とされる他、水道直圧式水洗便器２９の低水圧時の便器性能を確保するためには、１６Ｌ／ｍｉｎ以上の瞬間流量を確保する必要があり、給水装置３８の低圧損化が重要であり、本発明の大気圧式バキュームブレーカの効果を十分発揮できる用途と言える。

第１実施例の大気圧式バキュームブレーカの通水時の断面図。 第１実施例の大気圧式バキュームブレーカの非通水時の断面図。 図２のＰ−Ｐ視断面図。 図２のＡ部の拡大断面図。 図１の大気圧式バキュームブレーカの入水口側に負圧が生じた場合の状態を示す図。 図２のＡ部の立体断面図。 第２実施例の大気圧式バキュームブレーカの通水時の部分断面図。 第２実施例の大気圧式バキュームブレーカの入水口側に負圧が生じた場合の状態を示す図。 第３実施例の大気圧式バキュームブレーカの非通水時の部分断面図。 第４実施例の大気圧式バキュームブレーカの非通水時の部分断面図。 第５実施例の大気圧式バキュームブレーカの非通水時の断面図。 本発明に係る大気圧式バキュームブレーカを用いた水洗便器の断面図。 図１２に示す水洗便器の水路構成図。 空気調和・衛生工学会の水位上昇試験の概要を示した試験装置概要図。 空気調和・衛生工学会における給水管１７とワイヤー径の関係を示した表。 第１実施例の大気式バキュームブレーカ１の水位上昇試験結果を示した表とワイヤー取付位置の説明図。 非特許文献１の代表図。 特許文献１の代表図。 第１実施例の大気式バキュームブレーカ１のテーパー部１２ｃがない形態の断面図。 第１実施例の大気式バキュームブレーカ１での負圧値と水位上昇の関係を示した説明図。

符号の説明

１…大気圧式バキュームブレーカ
２…入水ポート
３…可動弁体
３ａ…コマ
３ｂ…端面
４…出水ポート
５、６…パッキン
７…大気導入口
８、２５…弁座
９…蓋
１０…容器
１０ａ…立設壁部
１０ｂ、２１a…ガイド軸
１１…水流路
１２…入水口
１２ａ…周縁部
１２ｂ…突設部
１２ｃ…テーパー部
１３…出水口
１４…突起
１５、１６…隙間
１７…大気導入路
１８…補助バキュームブレーカ
１９…第２水流路
２０…第２入水ポート
２１…可動弁体
２１ａ…コマ
２２…第２大気導入口
２３…第２出水ポート
２４…パッキン
２６…第２入水口
２７…段部
２８…大気導入路
２９…水洗便器
３０…給水管
３１…開閉弁
３２…流路切替弁
３３…便器本体
３４…便鉢
３５…リム流路
３６…トラップ
３７…ジェット流路
３８…給水装置
４０…水槽
４１…給水管
５１…当接部材
５１a、５２ａ、…突起
５２…弾性部材
５３、５４…隙間
５５…大気導入路
１００…大気導入口
１０１…第１弁体
１０２…第２弁体
１０３…入水口
１１０…弁手段
１１１…バキュームブレーカ
１１２…コマ
１１３…大気連通路
１１４…吸気口
１１５…フランジ部
１１６…脚

Claims (8)

1. 入水口と出水口を有する水流路と、前記水流路に大気を導入するための大気導入口と、前記水流路内の水勢によって移動して非通水時には前記大気導入口から前記水流路に大気を導入し通水時には前記大気導入口を塞ぐ可動弁体と、を備えた大気圧式バキュームブレーカにおいて、
   前記可動弁体は非通水時に当接して前記入水口を隠蔽する弾性体で形成した可動弁体当接部を備え、前記可動弁体当接部が前記入水口に当接した状態で前記入水口との間に流路を形成し、前記入水口側に負圧が生じた場合に負圧値の上昇に伴って前記可動弁体当接部が変形して前記流路の面積を減少させることを特徴とする大気圧式バキュームブレーカ。
2. 前記入水口の前記可動弁体当接部との接触する部位に突起を備えたことを特徴とする請求項１記載の大気圧式バキュームブレーカ。
3. 前記突起を３箇所以上設けたことを特徴とする請求項２記載の大気圧式バキュームブレーカ。
4. 入水口と出水口を有する水流路と、前記水流路に大気を導入するための大気導入口と、前記水流路内の水勢によって移動して非通水時には前記大気導入口から前記水流路に大気を導入し通水時には前記大気導入口を塞ぐ可動弁体と、を備えた大気圧式バキュームブレーカにおいて、
   前記可動弁体は非通水時に当接して前記入水口を隠蔽し、前記入水口は前記可動弁体が当接する弾性体で形成した入水口当接部を有し、前記可動弁体が前記入水口当接部に当接した状態で前記入水口当接部との間に流路を形成し、前記入水口側に負圧が生じた場合に負圧値の上昇に伴って前記入水口当接部が変形して前記流路の面積を減少させることを特徴とする大気圧式バキュームブレーカ。
5. 前記入水口当接部の前記可動弁体との接触する部位に突起を備えたことを特徴とする請求項４記載の大気圧式バキュームブレーカ。
6. 前記突起を３箇所以上設けたことを特徴とする請求項５記載の大気圧式バキュームブレーカ。
7. 前記入水口の上流側の水流路に、前記上流側の水流路に大気を導入する第２大気導入口と、通水時に前記第２大気導入口を塞ぎ、非通水時に前記第２大気導入口より大気を導入する第２可動弁体とを備えた補助バキュームブレーカを連設したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の大気式バキュームブレーカ。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の大気圧式バキュームブレーカを用いた水洗便器。