JP2006329620A - 負圧破壊装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 給湯回路から浴槽側に注湯する場合に、負圧作用時に注湯電磁弁が上流側の負圧破壊弁よりも先に開弁してしまうことによる浴槽水の逆流入の発生を回避する。
【解決手段】 注湯電磁弁５２として、ブリード孔５２４ｃにより給湯回路及び流通口５２３からの給水圧をダイヤフラム室５２５に伝搬させ、浴槽側と連通されて大気圧が作用する内筒部５２２の先端の弁座５２１に対しダイヤフラム弁５２４をダイヤフラム室の給水圧により押し付けて閉弁状態に維持させる構造とする。ダイヤフラム室に圧縮コイルスプリングにより構成した閉付勢バネ５２９を配設し、ダイヤフラム室内が負圧になっても負圧破壊弁が吸気作動し始めるまではダイヤフラム弁を閉弁状態に維持させるように弾性付勢する。ブリード孔にチェックボールを内装し、負圧作用時にブリード孔を遮断する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、上水道から直接に又は受水槽からポンプ圧送により間接に供給される浄水が分岐路を通して大気開放の貯槽へ直接又は間接に注水可能とされたものにおいて、浄水供給路側での負圧発生の際にその負圧を破壊（解消）して貯槽側から浄水供給路側への逆流発生を阻止するための負圧破壊装置に関する。

従来、この種の負圧破壊装置として、例えば給湯装置に設置されたものが知られている。この給湯装置は、浄水の給水を受ける給湯回路により湯を台所等の給湯栓に対し給湯する一方、浴槽や洗濯槽等の大気開放する貯槽へ上記給湯回路から分岐した注湯路（分岐路）又は浄水供給路から分岐した注水路（分岐路）を通して湯又は水を直接に又は間接に注湯（注水）し得るように構成されており、上記注湯路や注水路に対し負圧破壊装置が設置されている。このような負圧破壊装置は、水道水（浄水）が給水される給湯回路内（又は給水回路内）に例えば水道水供給側の断水あるいは停電等に起因して負圧が生じた場合に、浴槽や洗濯槽等の貯槽の湯水が逆流して給湯回路内（又は注水路回路内）に、つまり浄水供給路内に流入する事態の発生を阻止するために設けられるものであり、上記負圧破壊装置により給湯回路等と上記貯槽との間を注湯可能にしつつも縁切り可能な状態に接続するようにしている。つまり、浄水が充満している給湯回路等に対し雑水である浴槽や洗濯槽内の湯水が逆流して混入してしまう事態の発生を防止するために負圧破壊装置が介装されている。この逆流防止性能を実現するための従来の負圧破壊装置の例を図１に示す給湯装置１０に設置された例に基づいて説明する。

この給湯装置１０は貯槽として浴槽３に対し注湯し得るようにした給湯器付き風呂釜を例にしたものである。すなわち、給湯回路２の給湯側に介装された流量調整弁（水量サーボ弁）３１の下流から注湯回路５００が分岐され、この注湯回路５００を介して給湯回路２と追い焚き循環回路４とが連通接続されて給湯回路２から浴槽３に対し注湯可能となっている。そして、この注湯回路５００に対し、上流側からバキュームブレーカ（負圧破壊弁）５０１、注水用開閉弁である注湯電磁弁５０２及び２段の逆止弁５４，５５の順に並ぶ負圧破壊装置を介装させて注湯及び縁切りの双方を行うようにしている。上記のバキュームブレーカ５０１は回路内に所定の負圧が生じたときに外気（エア）を吸い込んで負圧状態を解消するもの、注湯電磁弁５０２は注湯回路５００を開閉切換して注湯及び遮断の切換を行うもの、また、２段の逆止弁５４，５５は注湯方向（順方向）への流通を許容しつつ逆方向への流通を阻止するものである。

上記バキュームブレーカ５０１は、弁体をバネにより弁座に押し付けて常時は閉状態に維持しつつ、回路内に負圧が作用したときには上記弁体がばねに抗して開きエアを回路内に吸い込んで上記負圧を解消（破壊）するようになっている。また、上記注湯電磁弁５０２は、図６に例示するようにパイロット式のダイヤフラム弁により構成されている。すなわち、弁体であるダイヤフラム弁５２４を挟んで同図の上側にダイヤフラム室５２５が区画形成される一方、ダイヤフラム弁５２４の同図の下側において内筒部５２２を挟んで外周側範囲に給湯回路２と連通する流通口５２３が形成され、内周側範囲が浴槽３側と連通されている。そして、上記内筒部５２２の先端の弁座５２１に上記ダイヤフラム弁５２４が押し付けられることにより給湯回路２側と浴槽３側とを遮断した状態、つまり閉弁状態になるようになっており、この閉弁状態においてはブリード孔５２４ｃを通して給湯回路２側から給水圧がダイヤフラム室５２５にブリードインされ、この給水圧がダイヤフラム弁５２４に対し閉弁維持圧として作用する。つまり、給水圧が高圧であればある程、より高い圧力で閉弁側に押し付けられて閉シール性能を発揮する。一方、注湯時には電磁石５２７に通電することによりプランジャ５２８をプランジャバネ５２８ａに抗して図６において上動させ、これにより、センター孔５２４ｄを開いてダイヤフラム室５２５と浴槽３側とを連通させてダイヤフラム弁５２４を開弁させるようになっている。

ここで、上述の負圧が生じる場合としては、本来は給水圧（正圧）が作用している給湯回路２側（給湯一次側；浄水供給路側）において給水元である水道の断水や、受水槽等から各集合住宅（マンション等）の上階へポンプ圧送している場合に停電によるポンプ停止等が発生することにより、給湯一次側の圧力が低下して負圧を生じる場合がある。

ところが、上記従来の負圧破壊装置においては、上記注湯電磁弁５０２はその閉弁状態において注湯方向とは逆向きの所定の圧力を受けたときには開弁が許容される構造になっており、給湯一次側で負圧が生じた際にバキュームブレーカ５０１の開弁による吸気作動のタイミングと、上記注湯電磁弁５０２の開弁してしまうタイミングとが非特定であると、つまり個別の開作動特性に基づきばらばらに開弁してしまうと、バキュームブレーカ５０１を介装しているにも拘わらず浴槽３側からの逆流入を招くおそれがある。

すなわち、上述の如く注湯電磁弁５０２のダイヤフラム弁５２４は主としてダイヤフラム室５２５内の内圧（給水圧）により閉弁状態が維持されるようになっているため、上記プランジャバネ５２８ａは、本来は、プランジャ５２８の過度の作動抵抗にならぬようにしつつ、浴槽３の水面からの大気圧が作用するセンター孔５２４ｄを閉止し得るようなできるだけ弱いバネ荷重に設定されている。このため、給湯回路２側から負圧が作用すると、ダイヤフラム室５２５も負圧となり開弁側への抵抗要素が主としてプランジャバネ５２８ａだけであるため容易にダイヤフラム弁５２４が開弁することになる。上記の負圧を受けるとバキュームブレーカ５０１も開くことになるが、バキュームブレーカ５０１と注湯電磁弁５０２との両者の開作動タイミングが非特定であると、注湯電磁弁５０２が一瞬でも先に開弁してしまった場合には浴槽３側からの逆流入が生じる。

以上のような逆流入の不都合は、注湯接続対象が浴槽ではなくて給湯回路（又は給水回路）から洗濯槽に対し自動注湯可能に接続した場合にも同様に生じることになる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、負圧破壊弁と注水用開閉弁とにより浄水供給路側から大気開放の貯槽に対し注水を可能としつつも縁切りを確保しようとする負圧破壊装置において、上記貯槽側からの逆流入防止の十分なる確保を図り得る負圧破壊装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、注水用開閉弁において作動効率を優先しつつ低圧から高圧までの給水圧に対する高い閉シール性能を確保した構成を採用しながらも、給水一次側が負圧状態に陥った際に注水用開閉弁の開弁タイミングよりも必ず先に負圧破壊弁が吸気作動し始めるようにしたものである。

具体的には、本発明では、浄水が所定の給水圧を受けて供給される浄水供給路に対しこの浄水供給路から分岐する分岐路を通して大気開放の貯槽が注水可能に接続され、上記分岐路に対し負圧破壊弁を上流側に、注水用開閉弁を下流側にそれぞれ介装してなる負圧破壊装置を対象として、以下の特定事項を備えることとした。

すなわち、上記負圧破壊弁として所定の負圧を受けて開弁し外気を内部に吸い込む構成とする一方、上記注水用開閉弁としてその閉弁状態において注水方向とは逆向きの所定の圧力を受けたときには開弁が許容される構造を有するものとし、上記負圧破壊弁が負圧を受けて開弁作動する開弁特性と、上記注水用開閉弁が逆向き圧力を受けて開弁作動する開弁特性とを、上記浄水供給路から負圧を受けたとき負圧破壊弁の吸気開始タイミングの方が上記注水用開閉弁の開弁開始タイミングよりも先になるように関係付けることとした（請求項１）。

上記の特定事項を異なる表現により具体的に言い換えると、次のようになる。すなわち、上記負圧破壊弁として所定の負圧を受けて開弁し外気を内部に吸い込む構成とする一方、上記注水用開閉弁としてその閉弁状態において注水方向とは逆向きの所定の圧力を受けたときには開弁が許容される構造を有するものとし、上記注水用開閉弁において、逆向き圧力を受けて開弁し始めることになる開弁作動圧として、上記負圧破壊弁が負圧を受けて外気を吸い込み始めることになる設定吸気作動圧よりも絶対値において大きくなるように設定することとする（請求項２）。

なお、本発明における「大気開放の貯槽」とは、その底部に注水を受けた貯留水が自由水面を形成し、この自由水面に大気圧が作用することになるような貯槽のことであり、例えば給湯装置の場合であると、浄水供給路としての給湯回路から入浴用の湯張り（水張り）のための注湯を受ける浴槽、又は、上記給湯回路から洗濯用湯水の湯張り（水張り）のための注湯を受ける洗濯槽等が上記貯槽として挙げられる。

この本発明によれば、注水用開閉弁が閉弁状態のときに浄水供給路側（給水一次側）が万一負圧状態に陥っても、負圧破壊弁が注水用開閉弁よりも必ず先に開いてエアを吸い込むことになり、このエア吸い込みにより負圧状態が解消される。そして、この負圧状態の解消により注水用開閉弁をそのまま閉弁状態に維持させることが可能となり、この結果、注水用開閉弁が負圧破壊弁よりも先に開弁してしまうことによる逆流入の発生を確実に回避することが可能になる。

上記発明をより具体的に実現する一手段としては、例えば、上記注水用開閉弁として、上記負圧破壊弁が外気を吸い込み始めることになる吸気作動圧と少なくとも同等の負圧を浄水供給路側から受けても開弁せずに閉弁状態に維持する閉弁保持手段を備えるようにすればよい（請求項３）。このような閉弁保持手段を具備して特定の負圧状態になるまでは積極的に閉弁状態に維持させるようにすることにより、負圧作用時には注水用開閉弁よりも必ず先に負圧破壊弁が開弁して吸気作動を開始させ得るようになる。

上記の「閉弁保持手段」としては種々の具体的構成を採ることができ、その一つとしては、注水用開閉弁をダイヤフラム弁により構成する場合にはそのダイヤフラム弁を閉止側に積極的に弾性付勢することである。すなわち、上記注水用開閉弁をパイロット式ダイヤフラム弁により構成し、浄水供給路からの給水圧をダイヤフラム室に導いて弁体である上記ダイヤフラム弁に対し閉弁維持圧として作用させるように構成した場合には、上記閉弁保持手段として、上記ダイヤフラム弁を閉止側に弾性付勢する閉付勢バネにより構成する（請求項４）。このような閉付勢バネを用いてダイヤフラム弁を閉止側に対しより強く押し付けることにより、上記の負圧破壊弁の吸気作動が必ず先に生じるようにすることが可能になる。

このような閉付勢バネとしては、従来の技術欄において説明したプランジャバネを上述の開弁作動特性を満足する程度により強いバネ特性にしてもよいが、より積極的には上記ダイヤフラム弁を弁座に対し押し付けるように直接に弾性付勢するように配設されたもの（請求項５）を追加採用することができ、あるいは、上記ダイヤフラム弁を開閉方向に弾性変位可能に支持しつつ閉弁状態に維持するダイヤフラム弁自体の弾性抵抗機能により構成することもできる（請求項６）。

さらに、上記請求項１又は請求項２の本発明をより具体的に実現する他の手段としては、上記注水用開閉弁として、その閉弁状態において浄水供給路側から負圧を受けたときその負圧が弁体に対し開弁作動側に作用することを遮断する遮断手段を備えたものとすることである（請求項７）。この場合には、注水用開閉弁が閉弁状態にあるときに給湯回路側から負圧が作用したとしても、上記遮断手段により注水用開閉弁には上記負圧は作用することはなく、これにより、注水用開閉弁を閉弁状態に維持することが可能になる。この結果、給水一次側が負圧状態に陥ったしても、注水用開閉弁が開弁するおそれを排除しつつ負圧破壊弁を確実に先に開弁させ、その吸気作動により負圧状態を解消して逆流入の発生等を確実に阻止することが可能になる。

このような「遮断手段」としては、上記注水用開閉弁がパイロット式ダイヤフラム弁により構成されている場合には次のような具体的構成を採用すればよい。すなわち、浄水供給路からの給水圧をブリード孔を通してダイヤフラム室に導いて弁体である上記ダイヤフラム弁に対し閉弁維持圧として作用させる構成を採用している場合には、上記遮断手段としては、上記浄水供給路側から正圧である給水圧を受けて上記ブリード孔を連通させる一方、上記浄水供給路側から負圧を受けて上記ブリード孔を遮断する逆止要素により構成すればよい（請求項８）。このような逆止要素としては逆止弁等があるものの、最も単純な具体例としては以下の実施形態において示すチェックボール等が挙げられる。

以上の請求項１〜請求項８のいずれかの負圧破壊装置は次のようなものを対象として好適に適用される。すなわち、上記浄水供給路が、浄水の給水を受け加熱源により加熱して給湯栓側に給湯する給湯回路又は浄水の給水を受けて給水栓側に給水する給水回路であり、この給湯回路又は給水回路に対し大気開放の貯槽が分岐路を通して注湯又は注水可能に接続されたものである（請求項９）。なお、この場合、上記給湯回路から貯槽へは、給湯回路の加熱源を加熱作動させた場合に注ぎ込まれる注湯に加え、上記加熱源を非加熱作動のまま給水を注ぎ込む場合の注水がある。

以上、説明したように、請求項１又は請求項２の本発明の負圧破壊装置によれば、注水用開閉弁が閉弁状態のときに給水一次側が万一負圧状態に陥っても、負圧破壊弁が注水用開閉弁よりも必ず先に開いてエアを吸い込むことになるため、そのエア吸い込みにより負圧状態を解消することができる一方、この負圧状態の解消により注水用開閉弁をそのまま閉弁状態に維持させることができる。この結果、注水用開閉弁が負圧破壊弁よりも先に開弁してしまうことによる逆流入の発生を確実に回避することができる。

請求項３によれば、請求項１又は請求項２の本発明を具体的に実現させることができる。すなわち、上記負圧破壊弁がエアを吸い込み始めることになる吸気作動圧と少なくとも同等の負圧を給湯回路側から受けても開弁せずに閉弁状態に維持する閉弁保持手段を注水用開閉弁に備えることにより、特定の負圧状態になるまでは注水用開閉弁を積極的に閉弁状態に維持させることができ、負圧破壊弁を確実に先に開弁させ、その吸気作動により負圧状態を解消して逆流入の発生等を確実に阻止することができる。

請求項４によれば、上記の閉弁保持手段として、注水用開閉弁をダイヤフラム弁により構成する場合に好適に適用し得る閉付勢バネを提供することができる。この場合に、請求項５又は請求項６によれば、上記閉付勢バネとして採用し得る具体的構成を特定して提供することができる。

請求項７によれば、請求項３とは異なる構成により請求項１又は請求項２の本発明をより具体的に実現することができる。すなわち、閉弁状態において浄水供給路側から負圧を受けてもその負圧が弁体に対し開弁作動側に作用することを遮断する遮断手段を注水用開閉弁に備えることにより、給水一次側がたとえ負圧状態に陥ったしても、注水用開閉弁が開弁するおそれを排除しつつ負圧破壊弁を確実に先に開弁させ、その吸気作動により負圧状態を解消して逆流入の発生等を確実に阻止することができる。

請求項８によれば、上記の遮断手段として、注水用開閉弁がパイロット式ダイヤフラム弁により構成されている場合に好適に適用し得る手段を提供することができる。

さらに、請求項９によれば、本発明の負圧破壊装置を好適に適用し得る具体的対象の構成を特定することができ、浴槽や洗濯槽等の貯槽側から給湯回路又は給水回路への逆流入の発生を確実に防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る負圧破壊装置を適用した給湯装置１としての給湯器付き風呂釜の全体概要を示している。つまり、本第１実施形態は浄水供給路としての給湯回路２から分岐する注湯路（分岐路）５０を通して貯槽としての浴槽３に注湯・注水可能とした場合に本発明を適用したものである。

上記給湯装置１は、給湯機能を実現する給湯回路２と、浴槽３内の湯水の追い焚き機能を実現する強制循環式の追い焚き循環回路４と、上記給湯回路２と追い焚き循環回路４とを接続して上記浴槽３に対する湯張り機能を実現する注湯回路５とを備えたものである。

上記給湯回路２は、水道管に接続された給水路２１から導入される水を給湯側熱交換器２２において燃焼バーナ２３の燃焼熱との熱交換加熱により加熱し、加熱後の湯を出湯路２４及び給湯路２５を通して下流端の給湯栓２６ａ，２６ｂまで給湯させるようになっている。ここで、図示省略の燃焼缶体内に配設された上記熱交換器２２及び燃焼バーナ２３が加熱源を構成している。上記給水路２１と出湯路２４との間にはバイパス路２７が設けられて、調整弁２７ａによる水の混合調節制御により設定温度への温度調整が行われるようになっている。上記給湯栓２６ａは台所等に配設されたカランであり、上記給湯栓２６ｂは浴室や洗面台等に設置されたシャワーカランである。

上記給水路２１には入水流量センサ２８と、入水温度センサ２９とが配設されている。また、上記出湯路２４には上記給湯栓２６ａ，２６ｂもしくは注湯回路５に供給される湯水の温度を検出する給湯温度センサ３０と、流量調整弁３１とが上流側から順に配設されている。給湯温度や注湯温度を所定の設定温度になるように燃焼バーナ２３の燃焼を制御する給湯制御が図示省略のコントローラにより行われ、このコントローラでは主として上記入水流量センサ２８、入水温度センサ２９及び給湯温度センサ３０からの各検出値に基づいて上記給湯制御を行うようになっている。

上記追い焚き循環回路４は、それぞれ浴槽３に連通接続された戻り路４１及び往き路４２からなる循環路４３を備え、上記戻り路４１から循環ポンプ４４の作動により風呂側熱交換器４５に戻される浴槽３内の湯水を燃焼バーナ４６の燃焼熱により熱交換加熱し、加熱後の湯水を往き路４２を通して再び上記浴槽３内に供給して追い焚きさせるようになっている。

上記戻り路４１には、循環湯水の循環方向上流側から順に、水圧検出により浴槽３の水位を検出する水位センサ４７と、上記循環ポンプ４４と、循環流の通過によりフラップが開いて循環判定のＯＮ指令が出力される水流スイッチ４８と、浴槽３内から風呂側熱交換器４５に戻される循環湯水の温度を検出する戻り温度センサ４９とが配設されている。上記水位センサ４７からの検出値に基づいて所定水位までの注湯制御が上記コントローラにより行われ、上記戻り温度センサ４９からの検出値に基づいて追い焚き時における浴槽３内の湯水温度が把握されて所定温度までの追い焚き制御が上記コントローラにより行われ、上記水流スイッチ４８からの出力信号により追い焚き制御において循環作動が正常か否かの判定が上記コントローラにより行われることになる。

上記注湯回路５は、上流端が上記流量調整弁３１の下流側から分岐し、下流端が上記循環路４３のいずれかの位置（図１では戻り路４１の循環ポンプ４４よりも下流側位置を例示）に連通する分岐路としての注湯路５０を備えており、この注湯路５０を通して上記給湯回路２からの湯水を追い焚き循環回路４に流入させて浴槽３に注湯し得るようになっている。上記注湯回路５の注湯路５０には、上流側から順に、所定の負圧を受けて開弁し外部からエアを吸い込むことにより負圧を解消（破壊）する負圧破壊弁（バキュームブレーカ）５１と、上記コントローラにより開閉制御されて注湯（注水）か遮断かの切換を行う注水用開閉弁としての注湯電磁弁５２と、注湯流量を検出する注湯流量センサ５３と、それぞれ浴槽３側への流通をのみ許容する構造を有する二段配置の逆止弁５４，５５とが配設されている。上記注湯流量センサ５３からの検出値に基づいて浴槽３への湯張り量の把握が上記コントローラにより行われる。

なお、上記負圧破壊弁５１及び注湯電磁弁５２の詳細説明に入る前に、上記コントローラによる注湯制御を次に付記する。例えばリモコンの湯張りスイッチがＯＮ作されると、注湯電磁弁５２を開いて燃焼バーナ２３の燃焼を開始し、以後、上記リモコン等に設定された所定温度になるように上記燃焼バーナ２３の燃焼作動や流量調整弁３１の開度調整が行われる。これにより、上記所定温度の湯が給湯回路２から注湯回路５及び追い焚き循環回路４を通して浴槽３に落とし込まれ、水位センサ４７による検出水位が所定水位に到達するか、もしくは注湯流量センサ５３による積算湯量が所定湯量に到達すると上記注湯電磁弁５２を閉じ燃焼バーナ２３の燃焼作動を停止して終了する。

上記負圧破壊弁５１は、図２に詳細を示すように、大気に開放されたエア吸い込み口５１１と、このエア吸い込み口５１１と注湯路５０とを連通させる分岐連通路５１２と、この連通路５１２内に介装されて弁座５１３に対し開閉方向に移動可能な弁体５１４と、この弁体５１４を上記弁座５１３の側に押し付けて閉弁状態に維持するよう初期バネ荷重を付与するバネ５１５とを備えている。なお、上記弁体５１４は上記弁座５１３に着座するゴム層と、上記開閉方向のみへの移動案内をさせるためのガイド部とを一体に備えており、また、上記バネ５１５は圧縮コイルスプリングにより構成されて受け部材５１６と上記弁体５１４との間に掛け渡されている。そして、上記バネ５１５のバネ荷重は、注湯路５０内の圧力が負圧に陥れば弁体５１４が開弁するように比較的弱いもの（後述）に設定されている。

また、上記注湯電磁弁５２は、図３に詳細を示すように、閉弁保持手段としての後述の閉付勢バネ５２９の追加によって、負圧作用時に上記負圧破壊弁５１の開弁し始めるタイミングが注湯電磁弁５２の開弁してしまうタイミングよりも必ず先になるように構成したものである。すなわち、上記注湯電磁弁５２は、先端周囲に弁座５２１が形成され内部が下流側（浴槽３側）に連通する内筒部５２２と、この内筒部５２２の外周側のドーナッツ環状空間により構成され上流側（給湯回路２側）に連通する流通口５２３と、上記弁座５２１及び流通口５２３を覆うように配設され弾性変形により弁座５２１に対し接離可能に開閉するダイヤフラム弁５２４と、このダイヤフラム弁５２４を挟み弁座５２１と逆側に区画形成されたダイヤフラム室５２５と、プランジャガイド５２６により上記開閉方向に進退案内され電磁石５２７により進退作動されるプランジャ５２８とを備えている。

上記ダイヤフラム弁５２４はディスクプレート５２４ａと、外周縁が押圧固定されたゴムダイヤフラム５２４ｂとから構成され、上記流通口５２３とダイヤフラム室５２５とを連通させて同圧にするブリード孔５２４ｃと、上記内筒部５２２と連通するセンター孔５２４ｄとを有している。そして、上記プランジャ５２８は非通電時にはプランジャバネ５２８ａにより閉弁位置に復帰して閉弁状態の上記センター孔５２４ｄを閉止する一方（ノーマルクローズ；図３参照）、通電時には上記電磁石５２７によりプランジャバネ５２８ａに抗して後退（図３において上動）されセンター孔５２４ｄをダイヤフラム室５２５と連通させてダイヤフラム弁５２４を開弁状態に変換させるようになっている。この開弁状態では流通口５２３と内筒部５２２とが互いに連通されて注湯が可能となり、上記閉弁状態ではプランジャ５２８の先端のゴムシール部により上記センター孔５２４ｄが閉止されることになる。

このような注湯電磁弁５２においては、ダイヤフラム弁５２４が閉弁状態では給湯一次側（給湯回路２側）からの給水圧が流通口５２３と、ブリード孔５２４ｃを通してブリードインされたダイヤフラム室５２５とに共に作用する一方、二次側（浴槽３側）からは内筒部５２２の内断面積部分に対し浴槽３の水面からの大気圧が作用することになる。通常時には、主としてこのような一次側及び二次側の差圧に基づき閉弁状態に維持されるようになっている。つまり、給水圧が高圧になればダイヤフラム室５２５内の内圧も高圧になり、上記差圧がより高くなってダイヤフラム弁５２４がより強く弁座５２１に対し押し付けられて低圧〜高圧までの閉止シール性能を発揮するようになっている。

そして、このような構造の注湯電磁弁５２において、さらに上記ダイヤフラム弁５２４を閉弁側に弾性付勢する閉付勢バネ５２９が配設されている。この閉付勢バネ５２９は、例えばダイヤフラム室５２５の一側を区画するプランジャガイド５２６と上記ディスクプレート５２４ａとの間に掛け渡した圧縮コイルスプリングにより構成され、ダイヤフラム弁５２４を直接に弁座５２１側に押し付けるように配設されている。

そして、本実施形態では、負圧破壊性能を優先させるため負圧破壊弁５１が負圧を受けて開作動し始める開作動圧力（吸気開始圧力：絶対値）を比較的小さくする一方（例えば水位上昇基準の１／２の３５ｍｍＨ_２Ｏ）、上記注湯電磁弁５２が負圧を受けて開弁し始める開作動圧力（絶対値）を上記負圧破壊弁５１のそれよりも大きくするという特性を付与している。
｜負圧破壊弁の開作動圧力｜＜｜注湯電磁弁の逆圧による開作動圧力｜

具体的には、負圧破壊弁５１のバネ５１５（図２参照）のバネ荷重値と、上記注湯電磁弁５２の閉付勢バネ５２９のバネ荷重値（正確にはプランジャバネ５２８ａの比較的小さいバネ荷重値を付加したバネ荷重値）とを上記特性になるようにそれぞれ設定する。つまり、特性上は負圧破壊弁５１を閉弁状態に維持するバネ荷重を注湯電磁弁５２を閉弁状態に維持するバネ荷重よりも弱くして、負圧が作用したときに負圧破壊弁５１の開弁タイミングが注湯電磁弁５２のそれよりも先になるようにするものである。

以上の構成を有する第１実施形態によれば、給湯一次側（給水一次側）が万一負圧状態になっても、負圧破壊弁５１が注湯電磁弁５２よりも必ず先に開いてエアを吸い込み、このエア吸い込みにより負圧状態が解消され、負圧状態が解消される結果、注湯電磁弁５２は上記閉付勢バネ５２９等により閉弁状態に維持されることになる。従って、従来構造の給湯装置１０における負圧破壊装置において給湯回路２側に負圧発生時に注湯電磁弁５０２（図６参照）が負圧破壊弁５０１よりも先に開弁してしまうことに伴い生じる浴槽３側からの逆流入を回避することができる。

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態の負圧破壊装置を適用した給湯装置１ａ（図１参照）において採用された注湯電磁弁（注水用開閉弁）５２ａを示している。この注湯電磁弁５２ａは、ダイヤフラム弁５２４を構成するゴムダイヤフラム５２４ｂの弁座５２１から離れる側への弾性抵抗機能を特定の特性まで増強することによって、負圧作用時に負圧破壊弁５１の開弁し始めるタイミングが注湯電磁弁５２ａの開弁してしまうタイミングよりも必ず先になるように構成したものである。すなわち、ダイヤフラム弁５２４自体が有する上記弾性抵抗機能によって閉付勢バネを構成しかつこれにより閉弁保持手段を構成するものである。なお、この第２実施形態のその他の構成要素は第１実施形態のものと同様構成であるため、同一構成要素には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

上記ダイヤフラム弁５２４の弾性抵抗機能を増強する手段としては、ゴムダイヤフラム５２４ｂ自体の素材もしくは肉厚等の変更等により実現し得るものであるが、この第２実施形態では上記ゴムダイヤフラム５２４ｂの外周縁５２４ｂ′の締結固定位置を従来構造のもの（図６参照）から変更することにより実現している。

すなわち、上記ゴムダイヤフラム５２４ｂの外周縁５２４ｂ′の固定位置を例えば弁座５２１位置よりも少なくとも図４において下方位置に変化させている。これにより、ダイヤフラム弁５２４を閉弁状態に維持させ開弁させようとする外圧に対し抵抗するゴムダイヤフラム５２４ｂの弾性張力を増加させることができる。この弾性張力の増加程度は第１実施形態で説明した閉付勢バネ５２９のバネ荷重設定と同等のものを発揮する程度にすればよく、これにより、第１実施形態の如く閉付勢バネ５２９を新たに追加することなく第１実施形態の場合と同様の作用・効果を得ることができる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態の負圧破壊装置を適用した給湯装置１ｂ（図１参照）において採用された注湯電磁弁（注水用開閉弁）５２ｂは、図６に示すようにプランジャバネ５２８ｂとして従来のプランジャバネ５２８ａのバネ荷重設定よりも特定の特性まで増大させたバネ荷重に設定したものを用いることによって、負圧作用時に負圧破壊弁５１の開弁し始めるタイミングが注湯電磁弁５２ｂの開弁してしまうタイミングよりも必ず先になるように構成したものである。すなわち、バネ荷重をより大きく設定したプランジャバネ５２８ｂによって閉付勢バネを構成しかつこれにより閉弁保持手段を構成するものである。なお、この第３実施形態のその他の構成要素の内容も第１実施形態のものと同様構成であるため、同一構成要素には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

上記プランジャバネ５２８ｂは、従来のプランジャバネ５２８ａの比較的弱い設定バネ荷重に対し第１実施形態における閉付勢バネ５２９の設定バネ荷重分を追加した値をバネ荷重として設定したものである。

この第３実施形態の場合、上記プランジャバネ５２８ｂが従来よりも所定量増大されたバネ荷重を有する点で、注湯時の通電時にプランジャ５２８を後退させる際の抵抗が増大し作動負荷を増大させる必要があるものの、第１実施形態の如く閉付勢バネ５２９を新たに追加することなく第１実施形態の場合と同様の作用・効果を得ることができることになる。

＜第４実施形態＞
図５は、本発明の第４実施形態の負圧破壊装置を適用した給湯装置１ｃ（図１参照）において採用された注湯電磁弁（注水用開閉弁）５２ｃを示している。この注湯電磁弁５２ｃは、給湯回路２側から負圧が作用したときにその負圧がダイヤフラム室５２５に伝搬されるのを遮断するためのチェックボール５３０を追加することによって、給湯回路２側に負圧が発生してもダイヤフラム弁５２４が開弁してしまわないように構成したものである。上記チェックボール５３０がブリード孔５２４ｃを遮断する逆止要素を構成しかつこれを含んで遮断手段を構成するものである。なお、この第４実施形態のその他の構成要素は第１実施形態のものと同様構成であるため、同一構成要素には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施形態の上記ブリード孔５２４ｃはダイヤフラム室５２５側位置が拡径されており、この拡径された部位のブリード孔５２４ｃに対し上記チェックボール５３０がダイヤフラム室５２５側から装入されている。そして、その装入後にチェックボール５３０よりもダイヤフラム室５２５側の開口部近傍位置に脱落防止部材としてピン５３０ａを貫通させ、これにより、上記チェックボール５３０がダイヤフラム室５２５側に飛び出さないようにしている。

このような注湯電磁弁５２ｃの場合には、通常時（給湯回路２側に負圧発生のないとき）には給湯回路２側から正圧である給水圧を上記ブリード孔５２４ｃから受けてチェックボール５３０が拡径孔内をピン５３０ａ側に押し上げられ、これにより、流通口５２３とダイヤフラム室５２５とが連通状態になる。これにより、上記給水圧がダイヤフラム室５２５内に伝搬され、この給水圧に基づきダイヤフラム弁５２４を閉状態に維持させることができる。一方、上記給湯回路２側から負圧を受けると、上記チェックボール５３０がブリード孔５２４ｃの小径孔側に引き付けられてブリード孔５２４ｃを遮断することになる（図５に示す状態参照）。これにより、負圧がダイヤフラム室５２５には伝搬されずにダイヤフラム室５２５をそれまでの内圧に保つことができ、この内圧及び流通口５２３に作用する負圧が共にダイヤフラム弁５２４に対し閉弁側に作用するため、ダイヤフラム弁５２４を閉弁状態に維持させることができる。

従って、給湯回路２側に負圧が発生しても注湯電磁部５２ｃを確実に閉弁状態に維持しつつ負圧破壊弁５１の吸気作動により上記負圧を解消させることができる。これにより、従来構造の給湯装置１０において給湯回路２側に負圧発生時に注湯電磁弁５０２（図６参照）が負圧破壊弁５０１よりも先に開弁してしまうことに伴い生じる浴槽３側からの逆流入を回避することができる。

＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記第１〜第４実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記第１〜第４実施形態では、閉弁保持手段又は遮断手段として閉付勢バネ５２９（図３参照）、ゴムダイヤフラム５２４ｂ（図４参照）、プランジャバネ５２８ｂ（図６参照）、あるいは、チェックボール５３０（図５参照）を個別に用いているが、これに限らず、閉弁保持手段（閉付勢ばね）として上記の閉付勢バネ５２９、ゴムダイヤフラム５２４ｂ、及び、プランジャバネ５２８ｂから選択した２種以上を組み合わせて構成してもよい。また、上記閉弁保持手段として上記の閉付勢バネ５２９、ゴムダイヤフラム５２４ｂ、及び、プランジャバネ５２８ｂから選択した１又は２種以上の組み合わせに対し上記遮断手段としての上記チェックボール５３０をさらに組み合わせるようにしてもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、給湯回路２から浴槽３への注湯を間に追い焚き循環回路４を介して行う給湯装置を例にして負圧破壊装置を適用した場合を示したが、これに限らず、追い焚き循環回路４を省略して、つまり、風呂釜部分を省略して給湯回路２から浴槽３に対し直接に注湯する構成の給湯装置に本発明の負圧破壊装置を適用してもよい。この場合の「注湯」は所定温度の湯となる。

上記第１〜第４実施形態では、給湯回路２からの注湯先が浴槽３である場合の給湯装置を例して負圧破壊装置を適用した場合を説明したが、これに限らず、給湯回路２からの注湯先を洗濯槽とする給湯装置に本発明の負圧破壊装置を適用してもよく、この場合にも同様の作用効果を得ることができる。この場合には、給湯回路２からの分岐路である注湯路５０の下流端を洗濯槽の底部に連通接続し、注湯電磁弁（注水用開閉弁）５２，５２ａ〜５２ｃの開閉切換により上記洗濯槽に対し自動的に洗濯用の湯水を注湯し得るようにすればよい。上記洗濯槽が大気開放の貯槽であり、ここで使用されている湯水は雑水となり、浴槽の場合と同様に逆流を防止する必要がある。

さらに、本発明の負圧破壊装置を上記第１〜第４実施形態で説明した給湯装置以外に適用することもできる。例えば、上水道管路（浄水供給路）から、あるいは、受水槽からポンプ圧送による給水圧により浄水が供給される管路（例えば浄水を給水栓に供給する給水回路等の浄水供給路）から分岐する分岐管を大気開放の貯槽（例えば上述の浴槽又は洗濯槽）の底部に連通接続し、注水用開閉弁の開閉切換により注水可能とした場合に、上記分岐管に上記第１〜第４実施形態のいずれかの負圧破壊装置を介装させるようにしてもよい。この場合にも、上記貯槽から上記浄水供給路側への逆流発生を上記各実施形態と同様に確実に防止し得ることになる。

本発明の実施形態を適用した給湯装置を示す模式図である。 本実施形態の負圧破壊弁の詳細断面説明図である。 第１実施形態の注湯電磁弁の詳細断面説明図である。 第２実施形態の注湯電磁弁の図３対応図である。 第４実施形態の注湯電磁弁の部分拡大断面説明図である。 第３実施形態及び従来の注湯電磁弁の図３対応図である。

符号の説明

１，１ａ〜１ｃ 給湯装置（負圧破壊装置の適用対象）
２ 給湯回路（浄水供給路）
３ 浴槽（貯槽）
２２ 熱交換器（加熱源）
２３ 燃焼バーナ（加熱源）
２６ａ カラン（給湯栓）
２６ｂ シャワーカラン（給湯栓）
５０ 注湯路（分岐路）
５１ 負圧破壊弁
５２，５２ａ〜５２ｃ 注湯電磁弁（注水用開閉弁）
５２４ ダイヤフラム弁
５２４ｂ ゴムダイヤフラム（図４において閉付勢バネ、閉弁保持手段）
５２４ｃ ブリード孔
５２５ ダイヤフラム室
５２８ｂ プランジャバネ（閉付勢バネ、閉弁保持手段）
５２９ 閉付勢バネ（閉弁保持手段）
５３０ チェックボール（逆止要素、遮断手段）

Claims (9)

1. 浄水が所定の給水圧を受けて供給される浄水供給路に対しこの浄水供給路から分岐する分岐路を通して大気開放の貯槽が注水可能に接続され、上記分岐路に対し負圧破壊弁を上流側に、注水用開閉弁を下流側にそれぞれ介装してなる負圧破壊装置において、
   上記負圧破壊弁は所定の負圧を受けて開弁し外気を内部に吸い込むように構成されている一方、上記注水用開閉弁はその閉弁状態において注水方向とは逆向きの所定の圧力を受けたときには開弁が許容される構造を有しており、
   上記負圧破壊弁が負圧を受けて開弁作動する開弁特性と、上記注水用開閉弁が逆向き圧力を受けて開弁作動する開弁特性とが、上記浄水供給路側から負圧を受けたとき負圧破壊弁の吸気開始タイミングの方が上記注水用開閉弁の開弁開始タイミングよりも先になるように関係付けられている
   ことを特徴とする負圧破壊装置。
2. 浄水が所定の給水圧を受けて供給される浄水供給路に対しこの浄水供給路から分岐する分岐路を通して大気開放の貯槽が注水可能に接続され、上記分岐路に対し負圧破壊弁を上流側に、注水用開閉弁を下流側にそれぞれ介装してなる負圧破壊装置において、
   上記負圧破壊弁は所定の負圧を受けて開弁し外気を内部に吸い込むように構成されている一方、上記注水用開閉弁はその閉弁状態において注水方向とは逆向きの所定の圧力を受けたときには開弁が許容される構造を有しており、
   上記注水用開閉弁は、逆向き圧力を受けて開弁し始めることになる開弁作動圧として、上記負圧破壊弁が負圧を受けて外気を吸い込み始めることになる設定吸気作動圧よりも絶対値において大きくなるように設定されている
   ことを特徴とする負圧破壊装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の負圧破壊装置であって、
   上記注水用開閉弁は、上記負圧破壊弁が外気を吸い込み始めることになる吸気作動圧と少なくとも同等の負圧を浄水供給路側から受けても開弁せずに閉弁状態に維持する閉弁保持手段を備えている、負圧破壊装置。
4. 請求項３に記載の負圧破壊装置であって、
   上記注水用開閉弁はパイロット式ダイヤフラム弁により構成され、浄水供給路からの給水圧をダイヤフラム室に導いて弁体である上記ダイヤフラム弁に対し閉弁維持圧として作用させるように構成され、
   上記閉弁保持手段は、上記ダイヤフラム弁を閉止側に弾性付勢する閉付勢バネにより構成されている、負圧破壊装置。
5. 請求項４に記載の負圧破壊装置であって、
   上記閉付勢バネは、上記ダイヤフラム弁を弁座に対し押し付けるように直接に弾性付勢するように配設されている、負圧破壊装置。
6. 請求項４に記載の負圧破壊装置であって、
   上記閉付勢バネは、上記ダイヤフラム弁を開閉方向に弾性変位可能に支持しつつ閉弁状態に維持するダイヤフラム弁自体の弾性抵抗機能により構成されている、負圧破壊装置。
7. 請求項１又は請求項２に記載の負圧破壊装置であって、
   上記注水用開閉弁は、その閉弁状態において浄水供給路側から負圧を受けたときその負圧が弁体に対し開弁作動側に作用することを遮断する遮断手段を備えている、負圧破壊装置。
8. 請求項７に記載の負圧破壊装置であって、
   上記注水用開閉弁はパイロット式ダイヤフラム弁により構成され、浄水供給路からの給水圧をブリード孔を通してダイヤフラム室に導いて弁体である上記ダイヤフラム弁に対し閉弁維持圧として作用させるように構成され、
   上記遮断手段は、上記浄水供給路側から正圧である給水圧を受けて上記ブリード孔を連通させる一方、上記浄水供給路側から負圧を受けて上記ブリード孔を遮断する逆止要素により構成されている、負圧破壊装置。
9. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載の負圧破壊装置であって、
   上記浄水供給路は、浄水の給水を受け加熱源により加熱して給湯栓側に給湯する給湯回路又は浄水の給水を受けて給水栓側に給水する給水回路であり、この給湯回路又は給水回路に対し大気開放の貯槽が分岐路を通して注湯又は注水可能に接続されている、負圧破壊装置。

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