JP2015017719A - 逆流防止装置及び給湯機 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、当該縁切弁ユニットは、一次側よりも二次側のほうが高圧になった場合、排出口開閉手段を開くことで前記した流入室と排出口とを連通させ、流体を系外に排出する構成になっている。
特許文献1に記載の発明では、一つの排出口を介して逆流水を排出する構成になっている。そうすると、一次側からの負圧と二次側からの逆圧とが同時に発生した場合、一つの排出口で吸気と排水を行う必要が生じる。
なお、詳細については発明を実施するための形態で説明する。
<給湯機の構成>
図1は、本実施形態に係る逆流防止装置を備える給湯機の概略構成図である。逆流防止装置50の説明に先立って、給湯機100の構成について簡単に説明する。
給湯機100は、操作端末(図示せず)で設定される温度に応じた湯水(流体)を浴槽Bに給湯する装置である。図1に示すように、給湯機100は、ヒートポンプユニット10と、貯湯タンク20と、減圧弁30と、混合弁40と、逆流防止装置50と、を備えている。
混合弁40は、配管a5を介して流入する水と、配管a6を介して流入する高温水と、を所定の流量比で混合し、配管a7等を介して浴槽Bに供給するものである。なお、前記した流量比は、操作端末(図示せず)を介した操作に応じて、制御装置(図示せず)によって設定される。
以下では、電磁弁51よりも上流側(配管a1〜a8を含む)を「一次側」と記し、電磁弁51よりも下流側(配管b1,b2を含む)を「二次側」と記す。正常時において一次側には給水源から水道圧が作用するため、一次側は二次側よりも高圧になっている。
なお、給水源から電磁弁51に向かう湯水が通流する「一次側配管」は、配管a1〜a8を含んで構成される。また、電磁弁51から浴槽端末B1(図1参照)に向かう湯水が通流する「二次側配管」は、配管b1,b2を含んで構成される。
電磁弁51は、例えば、常閉型の開閉弁であり、制御装置(図示せず)から入力される指令に応じて開閉する。電磁弁51は、ソレノイドコイル51pと、プランジャ51qと、圧縮コイルばね51r,51sと、弁体51tと、を有している。
制御装置から閉弁指令が入力されている場合、ソレノイドコイル51pには電流が流れていない。この場合、圧縮コイルばね51r,51sの付勢力によって弁体51tが着座し、電磁弁51は閉弁状態になっている。つまり、一次側の領域(配管a7,a8等)と、二次側の領域(配管b1,b2等)と、が遮断されている。
なお、電磁弁51は湯水の通流/遮断を切替可能な構成であればよく、図2に示す構成に限定されない。
上流側逆止弁52は、配管a7,a8を介して一次側から二次側に向かう湯水の通流を許容し、逆向きの通流を禁止する弁である。上流側逆止弁52の上流側は、配管a7を介して混合弁40の導出口に接続されている(図1参照)。上流側逆止弁52の下流側は、配管a8を介して電磁弁51に接続されるとともに、一次側導通管c1(導通管)を介して縁切弁54(第一圧力室α)に接続されている。
なお、下流側逆止弁53の構成は、前記した上流側逆止弁52と同様であるから説明を省略する。
縁切弁54は、前記した異常時において開弁することで逆流水が一次側に流入することを防止し、逆流水を系外に排出するものである。縁切弁54は、弁箱54pと、ダイヤフラム54qと、ばね受け54rと、圧縮コイルばね54tと、を有している。
縁切弁54は、電磁弁51に対して並列接続されている(図1参照)。すなわち、縁切弁54の一端は、一次側導通管c1を介して配管a8(つまり、上流側逆止弁52よりも下流側)に接続されている。縁切弁54の他端は、二次側導通管c2を介して配管b1(つまり、下流側逆止弁53よりも上流側)に接続されている。
また、縁切弁54は、電磁弁51及び上流側逆止弁52よりも低い位置に設置され、かつ、下流側逆止弁53よりも高い位置に設置されている。
弁箱54pは、ダイヤフラム54qの縁部を固定する側断面視で矩形状の外殻541pと、二次側導通管c2の下流端に連なるように形成される円筒状の仕切壁542pと、を有している。図2に示すように、仕切壁542pは外殻541pの内部に臨んでおり、その先端(紙面右側の端部)にダイヤフラム54qが当接可能になっている。なお、本実施形態において外殻541pは、二つの管状部材を剛に接続(ボルト締め、溶接等)することで形成されている。
隔膜541qは、所定の撓み性を有しており、その全周縁が弁箱54pの内壁に固着(シール)されている。このようにダイヤフラム54qを設置することで、弁箱54p内の空間が第一圧力室αと第二圧力室βとに区画される。
第二圧力室βは、ダイヤフラム54qの裏面(紙面左側の面)と、仕切壁542pの内壁面と、によって囲まれる空間であり、二次側導通管c2に連通している。なお、二次側導通管c2は配管b1から分岐し、その内部が第二圧力室βに連通するように外殻542pに接続されている。
圧縮コイルばね54tは、第二圧力室βの圧力が第一圧力室αの圧力に迫った(略同圧になった)場合、その付勢力によってダイヤフラム54qを変形させ(図3参照)、ダイヤフラム54qを仕切壁542pから離間させるように設置されている。
一方、第二圧力室βのほうが第一圧力室αよりも高圧になると(又は略同圧になると)、圧縮コイルばね54tの付勢力によってダイヤフラム54qの隔膜541qが変形する(図3参照)。この場合、ダイヤフラム54qは仕切壁542pの先端から離間し、第二圧力室βと排水管d1内とが連通する。
バキュームブレーカ55は、一次側に負圧が発生した場合に吸気口55iを介して外気を導入する機能を有している。これによって、一次側の負圧が解消(破壊)され、上流側逆止弁52に異物(針金K:図3参照)が挟まった場合でも、逆流水が一次側に流入することを防止できる。バキュームブレーカ55は、球状弁体55pと、Oリング55qと、を有している。
球状弁体55pは、金属製の球状部材であり、吸気管e1のうち上流側及び下流側に対して内径が大きい箇所に収容されている。なお、吸気管e1のうち前記箇所よりも上流側の内径は、球状弁体55pの径よりも小さい(下流側も同様である)。
Oリング55qは、球状弁体55pの下側に収容される環状部材であり、所定の弾性を有している。一次側で負圧が発生していない正常時、球状弁体55pはOリング55qに密着した状態(つまり、閉弁状態)になっている。
(正常時)
一次側で負圧が発生せず、かつ、二次側で逆圧が発生していない正常時において電磁弁51を開弁する場合について説明する(図2参照)。この場合、一次側(給水源)からの水圧が圧縮コイルばね52rの付勢力に打ち勝って弁体52pを紙面左向きに移動させ、上流側逆止弁52が開弁する。なお、下流側逆止弁53についても同様である。
この場合、吸気管e1内は大気圧よりも高圧であるため、バキュームブレーカ55の球状弁体55pはOリング55qに押し付けられている。その結果、吸気管e1は閉塞した状態で維持される。
次に、一次側で負圧が発生し、二次側で逆圧が発生し、さらに各逆止弁52,53に異物(例えば、針金K)が挟まった状態について考える。なお、一次側での負圧発生、及び二次側での逆圧発生のうち一方のみが発生することもあるが、これらが同時発生し、さらに各逆止弁52,53に不具合が生じたという非常に厳しい状況について考える。
二次側で逆圧が発生すると、浴槽Bからの逆流水(汚水)が配管b2を介して上昇する。ここで、下流側逆止弁53に針金Kが挟まっているため、弁体53pと弁箱53qとの隙間を介して逆流水が漏れ出し、配管b1内に流入する。
なお、逆流水が下流側逆止弁53を通流する際に大きな圧力降下が発生するため、1秒間に1滴程度の逆流水が、下流側逆止弁53から配管b1内に滲み出てくる。
ここで、空気が上流側逆止弁52を通流する際に大きな圧力降下が生じる。したがって、バキュームブレーカ55を介して外気が一気に吸い込まれることはなく、比較的小さい流量の空気がバキュームブレーカ55を介して吸い込まれ、一次側の負圧がゆっくりと解消される。
本実施形態に係る逆流防止装置50は、二次側の逆圧に伴う逆流水を縁切弁54を介して排出し、一次側の負圧をバキュームブレーカ55から吸気することで解消(破壊)する。つまり、逆流防止装置50は、一次側の負圧によって生じる空気の流れと、二次側の逆圧によって生じる逆流水の流れと、を完全に分離する構成になっている。これによって、吸気と排水とを安定して行い、二次側からの逆流水が一次側に流入することを確実に防止できる。
また、逆流水の系外への排出機能(縁切弁54)、及び開閉弁の機能(電磁弁51)を兼ねるように構成することで、逆流防止装置50をコンパクト化し、製造コストを低減できる。
以上、本発明に係る逆流防止装置50について前記実施形態により説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、前記実施形態では、縁切弁54がダイヤフラム54qを有する場合について説明したが、第一圧力室αと第二圧力室βの差圧に応じて開閉可能な構成であれば他の構成でもよい。例えば、第一圧力室αと第二圧力室βとを区画するようにシリンダ内で摺動するようにピストンを設ける構成でもよい。
また、バキュームブレーカ55が球状弁体55p及びOリング55qを有する場合について説明したが、他の構成(大気圧式又は圧力式)であってもよい。
50 逆流防止装置
51 電磁弁
52 上流側逆止弁
53 下流側逆止弁
54 縁切弁
54q ダイヤフラム
54t 圧縮コイルばね(ばね部材)
55 バキュームブレーカ
a1 往き管(一次側配管)
a2 戻り管(一次側配管)
a3,a4,a5,a6,a7,a8 配管(一次側配管)
b1,b2 配管(二次側配管)
c1 一次側導通管(導通管)
c2 二次側導通管(導通管)
d1 排水管
e1 吸気管
α 第一圧力室
β 第二圧力室
B1 浴槽端末(供給端末)
Claims (3)
- 流体供給源から一次側配管を介して供給される流体を、供給端末に対し二次側配管を介して供給/遮断する電磁弁と、
前記一次側配管に設置され、一次側から二次側に向かう流体の通流を許容し、二次側から一次側に向かう流体の通流を禁止する上流側逆止弁と、
前記二次側配管に設置され、一次側から二次側に向かう流体の通流を許容し、二次側から一次側に向かう流体の通流を禁止する下流側逆止弁と、
前記一次側配管のうち前記上流側逆止弁よりも下流側に接続され、一次側で負圧が発生した場合に外気を導入するバキュームブレーカと、
導通管を介して前記電磁弁に並列接続され、開弁することで二次側からの逆流水を系外に排出する縁切弁と、を備え、
前記導通管は、一端が前記一次側配管のうち前記上流側逆止弁よりも下流側に接続され、他端が前記二次側配管のうち前記下流側逆止弁よりも上流側に接続され、
前記縁切弁は、前記一次側配管に連通する第一圧力室の圧力と、前記二次側配管に連通する第二圧力室の圧力と、の差圧に応じて開閉可能であること
を特徴とする逆流防止装置。 - 前記縁切弁は、
前記第一圧力室と前記第二圧力室とを区画し、前記差圧に応じて変形するダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムを前記第一圧力室の圧力に逆らって開弁するように付勢するばね部材と、を有すること
を特徴とする請求項1に記載の逆流防止装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の逆流防止装置を備えること
を特徴とする給湯機。
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