JP2007333193A - 給水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォーターハンマーの発生による故障の防止及びその故障による漏水の恐れを無くすことができ、しかも安価に構成することのできるダイヤフラム弁を備えた給水装置を提供する。
【解決手段】水路を開閉するダイヤフラム弁２４を備え、ダイヤフラム弁体６２の開閉により上流側の１次側水路１８ａと、下流側の２次側水路１８ｂとを連通及び遮断するようになした給水装置において、ダイヤフラム弁２４のダイヤフラム弁体６２自体に、常時は閉状態にあり、１次側水路の圧力が設定圧力より突発的に過大に上昇したときに、その上昇圧力によりリリーフ弁体８２を開弁させて１次側水路１８ａの圧力を２次側水路１８ｂに逃がす圧力逃し弁としてのリリーフ弁８５を設けておく。
【選択図】 図４

Description

この発明は、便器に対して洗浄水を給水するフラッシュバルブ装置等として好適な給水装置に関し、詳しくはダイヤフラム弁を備えた給水装置に関する。

従来より、フラッシュバルブ装置等の給水装置として、水路を開閉するための弁としてダイヤフラム弁を備えたものが広く用いられている。
通常このダイヤフラム弁の場合、ダイヤフラム弁体を囲むケーシング部分が樹脂で構成されており、この場合、他の給水部等での急激な閉弁により発生したウォーターハンマー、即ち突発的な圧力上昇が配管を通じて給水装置のダイヤフラム弁に伝わって来ると、その突発的な圧力上昇によりダイヤフラム弁のケーシングその他の部分が破損し、外部に漏水を生ぜしめてしまう可能性がある。

これを防止するためダイヤフラム弁の上流側、即ち１次側にダイヤフラム弁とは別にリリーフ弁を設け、突発的な圧力上昇が生じたときにリリーフ弁体を開弁させることによって１次側の上昇圧力を２次側へと逃がすようになしたものが提案されている。
例えば下記特許文献１にこの種の給水装置が開示されている。
しかしながらこのようにダイヤフラム弁とは別の位置に、ダイヤフラム弁とは独立してリリーフ弁を設けた場合、給水装置全体の構造が複雑化して、給水装置の生産性が悪化し、また所要コストが増大してしまう問題を生ずる。

上記ウォーターハンマーに対する対策としてその他に、ダイヤフラム弁のケーシング及び周辺部品を、補強リブを設けるなど構造的に高強度化し、或いはまた材質的に高強度化することも行われている。
しかしながらこの場合においても構造が複雑化したり、或いは材質的に高級材を用いることが必要となるなどしてコストの上昇をもたらしてしまう。

特開平８−１７８１２５号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、ウォーターハンマーの発生による故障の防止及びその故障による漏水の恐れを無くすことができ、しかも安価に構成することのできるダイヤフラム弁を備えた給水装置を提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１のものは、水路を開閉するダイヤフラム弁を備え、ダイヤフラム弁体の開弁及び閉弁により該ダイヤフラム弁体より上流側の１次側水路と、下流側の２次側水路とを連通及び遮断するようになした給水装置において、前記ダイヤフラム弁体自体に、常時は閉弁状態にあり、前記１次側水路の圧力が設定圧力より突発的に過大に上昇したときに、その上昇圧力によりリリーフ弁体を開弁させて該１次側水路の圧力を前記２次側水路に逃がす圧力逃し弁としてのリリーフ弁を設けたことを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記ダイヤフラム弁体は、弾性膜としてのダイヤフラム膜と、該ダイヤフラム膜を保持した状態で該ダイヤフラム膜と一体に変位する、該ダイヤフラム膜よりも硬質で剛性の高いダイヤフラムガイドとを備えて構成してあるとともに、該ダイヤフラムガイドは、板状の可撓部を有する第１部材と、該第１部材とは別体をなす第２部材とを組み付けて構成してあって、該第１部材の可撓部と該第２部材との合せ面に沿って、前記１次側水路と２次側水路とを連通させることにより圧抜きを行う圧抜路が形成してあるとともに、前記可撓部が、常時は該圧抜路を閉鎖する一方、前記突発的な圧力上昇が生じたときに前記上昇圧力にて可撓変化して該圧抜路を開放する前記リリーフ弁のリリーフ弁体として構成してあることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項２において、前記圧抜路上には弾性シール部材が設けてあって、前記可撓部の押圧による該弾性シール部材の圧縮弾性変形により該圧抜路を遮断し、該可撓部の可撓変形により該シール部材に対する押圧を解除することによって該圧抜路を開放するものとなしてあることを特徴とする。

請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記給水装置が便器に対して洗浄水を給水するフラッシュバルブ装置であることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、ダイヤフラム弁を備えた給水装置においてダイヤフラム弁体自体に、常時は閉弁状態にあり１次側水路で突発的な圧力上昇が生じたときに、その上昇圧力によりリリーフ弁体を開弁させて１次側水路の圧力を２次側水路に逃がすリリーフ弁を設けたもので、本発明によれば、突発的な圧力上昇が生じたときにリリーフ弁体の開弁により圧力を１次側水路から２次側水路へと逃がすことができ、これによりダイヤフラム弁のケーシングその他に対して過大な圧力が作用するのを防止して、ウォーターハンマーによる弁の破損及びその破損による漏水の問題を解決することができる。

また本発明ではダイヤフラム弁体自体にリリーフ弁を設けているため、リリーフ弁をダイヤフラム弁とは別の位置に独立して設ける場合のように、リリーフ弁を設けることによって給水装置全体の構造が複雑化するといったことは無く、簡単な構造で或いは高強度材を用いることなく安価に給水装置を構成することができる。
また万一リリーフ弁が故障した場合においてもダイヤフラム弁体自体を交換すれば良く、メンテナンス作業を行う際のメンテナンス性も良好となる。

本発明においては、ダイヤフラム弁体のダイヤフラムガイドを板状の可撓部を有する第１部材と、これとは別体をなす第２部材とを組み付けて構成し、そして第１部材の可撓部と第２部材との合せ面に沿って圧抜路を形成するとともに、上記可撓部をもってこの圧抜路を開閉するリリーフ弁の弁体（リリーフ弁体）として構成しておくことができる（請求項２）。
このようにすれば、極めて簡単な構造でダイヤフラム弁体に且つダイヤフラム弁体の一部を用いてリリーフ弁を構成することができ、リリーフ弁のための所要部品点数を少なくし得て、リリーフ弁を設けることによりダイヤフラム弁体自体の構造が複雑化するのを回避し得、また所要部品点数が少ないことから所要コストも安価となすことができる。

この場合において上記圧抜路上には弾性シール部材を設けておき、可撓部の押圧による弾性シール部材の圧縮弾性変形により圧抜路を遮断し、また一方可撓部の可撓変形によりシール部材に対する押圧を解除することによって圧抜路を開放するようになしておくことができる（請求項３）。

本発明は、特に便器に対して洗浄水を給水するフラッシュバルブ装置に適用して好適なものである（請求項４）。

次に本発明を、便器に洗浄水を給水するフラッシュバルブ装置に適用した場合の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０はフラッシュバルブ装置の内部の給水路で、１２はこの給水路１０を開閉する主弁であり、ピストン式の弁体（主弁体）１３を有している。
弁体１３は常時は弁座（主弁座）１４に着座した状態にあって、給水路１０の１次側給水路である上流部１０ａと、２次側水路である下流部１０ｂとを遮断した状態にある。

このフラッシュバルブ装置では、弁体１３が弁座１４から図中上向きに離れて開弁することで、給水路１０における上流部１０ａと下流部１０ｂとが連通状態となって、上流部１０ａの水が下流部１０ｂへと流れ込み、便器（大便器）に対し洗浄水として給水される。

主弁１２における弁体１３の背後（図中上側）には圧力室１６が形成されており、弁体１３は通常時はこの圧力室１６内の水の圧力で図中下向きに押圧され閉弁状態に維持される。
圧力室１６からは、その内部の水を給水路１０における下流部１０ｂに抜き出すための水抜路（第２の水抜路）２６が、弁体１３を貫通して延び出しており、その水抜路２６上に傾動式の起動弁（第２の起動弁）２８が設けられている。

３０はこの起動弁２８を操作するための押ボタン式の操作部で、この操作部３０を図中左向きに押込操作すると、ロッド３２によって起動弁２８における弁体（起動弁体）２９が傾動させられ、開弁動作する。
弁体２９が開弁すると、主弁１２の弁体１３を貫通した水抜路２６が開放状態となって、圧力室１６内の水が水抜路２６を通じて給水路１０における下流部１０ｂに抜き出される。
尚、この起動弁２８及び操作部３０は停電時等における非常用のもので、通常は後述の起動弁２０が、図示を省略する押ボタン式の操作部の操作によって動作させられる。

上記ピストン式の主弁１２の弁体１３には、給水路１０における上流部１０ａの水を圧力室１６内に導入する、小孔から成る導入小孔３４が弁体１３を貫通する状態で設けられている。
この導入小孔３４は、弁体１３が開弁後に閉弁した後において、上流部１０ａの水を圧力室１６に導入し圧力室１６の圧力を増大させるもので、ここでは導入小孔３４は第１分岐孔３４-１と第２分岐孔３４-２とに分岐させられている。
そして第２分岐孔３４-２に、導水制御弁３８が開閉可能に設けられている。

この導入小孔３４において、一方の第１分岐孔３４-１は常時開放状態とされ、また他方の第２分岐孔３４-２は、導水制御弁３８によって開閉されるようになっている。
この導水制御弁３８は、主弁１２の弁体１３の開弁後における閉弁を開弁後早い段階で行うためのもので、節水を目的としたものである。

詳しくはこの導水制御弁３８は、圧力室１６の圧力が高く、主弁１２の弁体１３が閉弁した状態の下では図中下向きに導水制御弁３８における弁体が開弁した状態にあって、第２分岐孔３４-２を開放した状態にあるが、後述の第１の起動弁２０、或いは第２の起動弁２８の開弁により圧力室１６の水が下流部１０ｂに抜き出されて圧力室１６の圧力が消失すると、上流部１０ａの圧力で図中上向きに移動して一旦閉弁状態となる。
その後主弁１２の弁体１３が図中上向きに上昇即ち開弁動作すると、この導水制御弁３８の弁体がストッパ５２に当接して開弁し、第２分岐孔３４-２を開放する。

従って上流部１０ａの水が、導入小孔３４の第１分岐孔３４-１と第２分岐孔３４-２との両方を通って圧力室１６に流入し、速やかに圧力室１６の圧力を上昇せしめる。
そのために弁体１３の開弁後における閉弁の開始が早い段階で行われ、便器洗浄水のための洗浄水の使用水量を低減せしめる。

尚この実施形態では、ストッパ５４がスプリング７３にて下向きに付勢されており、導水制御弁３８の弁体が図中上向きに移動したときにストッパ５２がスプリング７３を撓ませながら上向きに上昇移動する。
そして弁体１３の閉弁に際してその上昇端から図中下向きに移動する際、ストッパ５４がスプリング７３の付勢力によって弁体１３の移動とともに下降移動し、弁体１３の閉弁運動の途中まで導水制御弁３８の弁体を開弁状態に維持する。

そして弁体１３が閉弁位置近くまで移動したところで、ストッパ５４が導水制御弁３８の弁体を開放し（ストッパ５２が、その下降端を規定する位置決手段によって下向きの突出量が規定されている）、ここにおいて導水制御弁３８の弁体が閉弁状態となって、以後は第１分岐孔３４-１を通じてのみ上流部１０の水が圧力室１６内に導入される。
但しこの導水制御弁３８は本発明とは直接関係しないものであるため、ここでは更に詳しい説明は省略する。
尚、３５は導入小孔３４にごみ等が入り込み、目詰りを生ぜしめるのを防止するためのメッシュから成るストレーナである。

上記圧力室１６からはまた、その内部の水を給水路１０における下流部１０ｂに抜き出すための水抜路（第１の水抜路）１８が延び出しており、その水抜路１８上に起動弁（第１の起動弁）２０が設けられている。
水抜路１８は、この起動弁２０にて開閉される。即ち水抜路１８における１次側の上流部（１次側水路）１８ａと下流部（２次側水路）１８ｂとが、起動弁２０にて連通及び遮断される。

ここで起動弁２０は、電磁パイロット弁２２とダイヤフラム弁２４とを有している。
ダイヤフラム弁２４は、電磁パイロット弁２２にて開閉制御され、電磁パイロット弁２２が開弁することで、このダイヤフラム弁２４が開弁動作し、また電磁パイロット弁２２が閉弁することで、ダイヤフラム弁２４が閉弁動作する。
尚、起動弁２０は図示を省略する押ボタン式の操作部の操作に基づいて動作する。

この実施形態のフラッシュバルブ装置では、起動弁２０詳しくはダイヤフラ弁２４が開弁動作すると、圧力室１６内の水が水抜路１８を通じて給水路１０における下流部１０ｂへと抜き出され、ここにおいて圧力室１６内の水の圧力が消失して、ピストン式の弁体１３が給水路１０における上流部１０ａの圧力により図中上向きに開弁動作する。
ここにおいて給水路１０が開放状態となって給水が行われ、便器に洗浄水が勢い良く供給されて便器洗浄が行われる。
またダイヤフラム弁２４が閉弁状態となった後、給水路１０における上流部１０ａの水が上記の導入小孔３４を通じて圧力室１６内に流入し、これにより圧力室１６の圧力が上昇して、その圧力が一定以上になると弁体１３が閉弁動作して給水路１０を遮断し、便器洗浄のための給水を停止する。

起動弁２０の一部を構成する電磁パイロット弁２２は、図３に示すようにダイヤフラム弁２４の背後（図中上側）に設けられている圧力室６０と、水抜路１８における下流部１８ｂとを連通させるバイパス路４４の水路上に設けられている。
４２は図中左右方向に移動可能に設けられているプランジャで、その外周にはソレノイドコイル４０が設けられている。
プランジャ４２の先端にはゴム等の弾性体からなるパッキン４６が装着されており、通常時はこのパッキン４６を介してプランジャ４２がバイパス路４４上の弁座４８に押し付けられている。

この状態で、図示を省略する押ボタン式の操作部の操作に基づいてプランジャ４２が図中右方向に後退させられると、バイパス路４４が連通状態（開放状態）となり、圧力室６０内の水がバイパス路４４を通じて水抜路１８の下流部１８ｂに排出される。
これにより圧力室６０の圧力が消失すると、ダイヤフラム弁２４の弁体（ダイヤフラム弁体）６２が図中上向きに移動して開弁状態となる。
そして、プランジャ４２が図中左方向に移動して弁座４８に押し付けられ、圧力室６０とバイパス路４４が遮断状態となることでダイヤフラム弁体６２が開弁する。
即ち電磁パイロット弁２２を開閉制御することによりダイヤフラム弁２４が開閉動作する。

図２に、上記ダイヤフラム弁２４の構成が具体的に示してある。
同図において、６０はケーシング（ダイヤフラムケーシング。ここでは樹脂製）５８の内側に形成された圧力室で、この圧力室６０は、内部の水の圧力をダイヤフラム弁２４の弁体（ダイヤフラム弁体）６２に対し、閉弁方向の押圧力として作用させる。
このケーシング５８は、弁体６２、詳しくはその上部を取り囲む形態で構成されている。

ダイヤフラム弁２４の弁体６２は、ゴム等の弾性材から成るダイヤフラム膜６４と、これを保持する、ダイヤフラム膜６４よりも硬質で剛性の高いダイヤフラムガイド（ここでは樹脂製）６６を有している。
ダイヤフラムガイド６６は、ダイヤフラム膜６４の中央部に固定されて、ダイヤフラム膜６４詳しくはその中央部と一体に図中上下方向に変位可能とされている。

樹脂製のダイヤフラムガイド６６は、その全体が板状をなす第１部材６８と、これとは別体に成形された第２部材７０とから成っており、それらが組み付けられてダイヤフラムガイド６６が構成されている。
この第２部材７０は、その上部が浅い皿状に形成されており、同部分が第１部材６８との組付部７２とされている。
板状をなす第１部材６８は、この組付部７２に対して内嵌状態に嵌め合わされ、その状態で組付部７２と第１部材６８とがその嵌合面で溶着（例えば超音波溶着）により互いに固着されている。
即ち第１部材６８の外周面が、第２部材７０の組付部７２の内周面に嵌合状態で固着されている。

尚第１部材６８の下面と第２部材７０の組付部７２の底面とは単に接触しているだけで、非固着状態とされている。
その結果として、第１部材６８は第２部材７０との固着部で囲まれた内側の部分が図中上下方向、即ちその板面と直角方向に可撓変形可能とされている。図中８２は第１部材６８におけるその可撓部を表している。

このダイヤフラム弁２４の弁体６２には、これを貫通して上流部１８ａの水を圧力室６０に導き入れるための導入小孔７４が設けられている。
この導入小孔７４は、図中上下方向に延びる第１部分７６と、その上端に続いて環状に形成された第２部分７８と、第２部分７８から更に上向きに延びて圧力室６０に至る第３部分８０とから成っている。

図４において、８４は第１部材６８と第２部材７０との合せ面に沿って形成された圧抜路で、この圧抜路８４は、配管を通じて連通した何れかの箇所での突発的な圧力上昇の発生により１次側水路である上流部１０ａにその突発的な圧力上昇が伝播したときに、その圧力を２次側水路である下流部１８ｂへと逃がし圧抜きを行うためのもので、この圧抜路８４は、導入小孔７４の第１部分７６に連続して設けられた溝から成る第１部分８６と、第１部分８６に続いて、第１部材６８の下面と第２部材７０の上記の組付部７２の内側凹所の底面との間に形成される第２部分８８と、これに続き図中下方向に延びてその一端が下流部１８ｂに開放された環状の第３部分９０とで形成されている。
この圧抜路８４上には環状溝９２が設けられていて、そこに弾性シールリングとしてＯリング９４が保持されている。

尚図２において、９６はダイヤフラム弁２４の弁座を表しており、また９８は円筒部、９９はその内部に挿入されてダイヤフラム弁２４における弁体６２の図中上下方向の移動案内をなす案内部である。
この案内部９９は、ダイヤフラムガイド６６の第２部材７０に一体に構成されている。

次に本実施形態のフラッシュバルブ装置におけるダイヤフラム弁２４の作用を図４及び図５に基づいて以下に説明する。
図４は圧抜路８４が圧抜きを行っていない状態、即ち通常の状態を表しており、また図５は圧抜路８４が圧抜作用を行っているときの状態を表している。
図４に示しているように、通常時にはダイヤフラムガイド６６における第１部材６８は、その下面を自身の剛性に基づいて第２部材７０の凹所の底面に押し当てた状態にあり、このとき圧抜路８４における第２部分８８は実質的に閉ざされているとともに、Ｏリング９４は第１部材６８の可撓部８２により図中下向きに押圧されて弾性圧縮させられ、圧抜路８４を水密に遮断した状態にある。

この状態で上流部１８ａに突発的な圧力上昇が生じてウォーターハンマー現象が発生したとき、第１部材６８の可撓部８２が図５に示しているようにその圧力に基づいて上向きに撓み変形し、Ｏリング９４に対する押圧を解除する。
即ちＯリング９４に対する弾性圧縮状態を解除するとともに、第２部分８８の凹所底面との間に隙間を生ぜしめる。
尚圧抜路８４における第３部分９０は常時開放されている。

この結果圧抜路８４は開放された状態となって、上流部１８ａと下流部１８ｂとが連通した状態となり、ここにおいて上流部１８ａに生じた突発的な圧力上昇が、この圧抜路８４を通じて下流部１８ｂへと逃がされる。
即ち、第１部材６８における可撓部８２が圧逃しのためのリリーフ弁８５の弁体として作用し、可撓部８２から成る弁体が開くことによって圧抜路８４が開放され、上流部１８ａで生じた突発的圧力上昇が速やかに下流部１８ｂへと圧逃しされる。
ここでリリーフ弁８５は、弁体としての可撓部８２，環状溝９２及びＯリング９４等にて構成される。

このように本実施形態によれば、突発的な圧力上昇が生じたときに、リリーフ弁８５の弁体（可撓部８２）を開弁させることにより圧力を１次側水路１８ａから２次側水路１８ｂへと逃がし得、これによりダイヤフラム弁２４のケーシング５８その他に対して過大な圧力が作用するのを防止して、ウォーターハンマーによる弁の破損及びその破損による漏水の問題を回避することができる。

また本実施形態ではダイヤフラム弁体６２自体にリリーフ弁８５を設けているため、リリーフ弁８５をダイヤフラム弁２４とは別の位置に独立して設ける場合と異なって給水装置全体の構造を簡素化でき、また万一リリーフ弁８５が故障した場合においてもダイヤフラム弁体６２自体を交換すれば良く、メンテナンス作業を行う際のメンテナンス性も良好となる。

また本実施形態によれば、極めて簡単な構造でダイヤフラム弁体６２に、且つダイヤフラム弁体６２の一部を用いてリリーフ弁８５を構成することができ、リリーフ弁のための所要部品点数を少なくし得て、リリーフ弁８５を設けることによりダイヤフラム弁体６２自体の構造が複雑化するのを回避し得、また所要部品点数が少ないことから所要コストも安価となすことができる。

以上本発明の実施形態を詳述したが、これはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

本発明の一実施形態であるダイヤフラム弁を備えたフラッシュバルブ装置を示す断面図である。 図１に示すダイヤフラム弁を周辺部とともに拡大して示す断面図である。 図１に示すダイヤフラム弁を周辺部と共に拡大して図２とは異なった断面で示す断面図である。 図２の要部を更に拡大して示す断面図である。 同実施形態の作用説明図である

符号の説明

１８ａ 上流部（１次側水路）
１８ｂ 下流部（２次側水路）
２４ ダイヤフラム弁
６２ 弁体（ダイヤフラム弁体）
６４ ダイヤフラム膜
６６ ダイヤフラムガイド
６８ 第１部材
７０ 第２部材
８２ 可撓部（リリーフ弁体）
８４ 圧抜路
８５ リリーフ弁
９４ Ｏリング（弾性シール部材）

Claims (4)

1. 水路を開閉するダイヤフラム弁を備え、ダイヤフラム弁体の開弁及び閉弁により該ダイヤフラム弁体より上流側の１次側水路と、下流側の２次側水路とを連通及び遮断するようになした給水装置において
   前記ダイヤフラム弁体自体に、常時は閉弁状態にあり、前記１次側水路の圧力が設定圧力より突発的に過大に上昇したときに、その上昇圧力によりリリーフ弁体を開弁させて該１次側水路の圧力を前記２次側水路に逃がす圧力逃し弁としてのリリーフ弁を設けたことを特徴とする給水装置。
2. 請求項１において、前記ダイヤフラム弁体は、弾性膜としてのダイヤフラム膜と、該ダイヤフラム膜を保持した状態で該ダイヤフラム膜と一体に変位する、該ダイヤフラム膜よりも硬質で剛性の高いダイヤフラムガイドとを備えて構成してあるとともに、該ダイヤフラムガイドは、板状の可撓部を有する第１部材と、該第１部材とは別体をなす第２部材とを組み付けて構成してあって、該第１部材の可撓部と該第２部材との合せ面に沿って、前記１次側水路と２次側水路とを連通させることにより圧抜きを行う圧抜路が形成してあるとともに、前記可撓部が、常時は該圧抜路を閉鎖する一方、前記突発的な圧力上昇が生じたときに前記上昇圧力にて可撓変化して該圧抜路を開放する前記リリーフ弁のリリーフ弁体として構成してあることを特徴とする給水装置。
3. 請求項２において、前記圧抜路上には弾性シール部材が設けてあって、前記可撓部の押圧による該弾性シール部材の圧縮弾性変形により該圧抜路を遮断し、該可撓部の可撓変形により該シール部材に対する押圧を解除することによって該圧抜路を開放するものとなしてあることを特徴とする給水装置。
4. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記給水装置が便器に対して洗浄水を給水するフラッシュバルブ装置であることを特徴とする給水装置。

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