JP2637514B2

JP2637514B2 - バキュームブレーカー

Info

Publication number: JP2637514B2
Application number: JP27958588A
Authority: JP
Inventors: 修筒井; 厚雄牧田; 博文竹内
Original assignee: TOTO KIKI KK
Current assignee: TOTO KIKI KK
Priority date: 1988-11-04
Filing date: 1988-11-04
Publication date: 1997-08-06
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: JPH02128029A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、液体流路における圧力損失を可及的に低減
可能なバキュームブレーカーに関する。

（ロ）従来の技術従来、液体の供給配管中に生ずる真空を除いて逆流を
防止するため用いられるバキュームブレーカーの一形態
として、第６図に示すものがある。

かかるバキュームブレーカーは、図示するように供給
配管50の中途に大気連通管51の一端を連絡し、同大気連
通管51の他端に空気流入開口52を設け、かつ、同大気連
通管51内に中央部を枢軸53によって揺動自在に枢支され
た揺動レバー54を配設し、同揺動レバー54の両端にそれ
ぞれ弁体55,56を取付け、両弁体55,56を、それぞれ供給
配管50の上流側に設けた弁座57と空気流入開口52に設け
た弁座58と接離自在に対向させた構成に特徴を有する。

また、その作動において、揺動レバー54は、非供給時
は、図示する姿勢を取り、弁体55によって弁座57を遮断
するとともに、弁体56を弁座58から離隔して空気流入開
口52を通して空気を流入して真空を破り、供給配管50の
下流側50bから上流側50aへの逆流を可及的に防止するこ
とができる。

一方、供給時は、液体の流体圧によって弁体55は下方
に押し下げられて弁座57から離隔するとともに、弁体56
が弁座58に着座して空気の流入を遮断するため、液体が
上流側50aから下流側50bに速やかに流下することにな
る。

そして、液体の供給が停止した場合は、再度、揺動レ
バー54は図示の姿勢を取り、空気流入開口52を通して空
気を流入し真空を破り、供給配管50の下流側50bから上
流側50aへの逆流を可及的に防止することができる。

（ハ）発明が解決しようとする課題しかし、上記したバキュームブレーカーは、未だ、以
下の解決すべき課題を有していた。

即ち、かかるバキュームブレーカーは、いわゆる‘て
こ式’であり、供給配管50内に弁体55等から構成される
揺動レバー機構が組み込まれることになるので、圧力損
失が大きかった。

具体例を挙げて説明すると、例えば、大便器に連通す
る供給配管50内にバキュームブレーカーがない場合は、
水圧を1kgとした場合、大便器に153/min流れるのに対
して、供給配管50内にバキュームブレーカーを設けた場
合は、123/minしか流れないことになり、十分な便器
洗浄効果を上げることができない等の問題を生じてい
た。

本発明は、上記問題点を解決することができるバキュ
ームブレーカーを提供することを目的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段本発明は、供給配管の中途から大気連通管を分岐し、
同大気連通管の先端に形成した大気開放端に、制御装置
からの駆動信号に基づいて供給配管への空気の流入・遮
断を自動的に行う自動開閉弁を取付けたことを特徴とす
るバキュームブレーカーに係るものである。

（ホ）作用及び効果上記した構成により、本発明は、次の作用及び効果を
奏する。

本発明では、供給配管への空気の流入・遮断を、大気
連通管の大気開放端に設け、かつ制御装置からの駆動信
号に基づいて駆動される自動開閉弁の開閉によって行う
ようにしたので、供給配管中に揺動レバー機構等を介在
させる必要がなく、上流側から下流側に圧力損失を生じ
ることなく流下することができる。

従って、例えば、大便器洗浄動作等において、一洗浄
動作において、大量の洗浄水を大便器に供給することが
でき、便器洗浄効果を向上することができ、かつ、何回
も洗浄する必要がないので、使用洗浄水の流量を最小に
することができ、大幅な節水を図ることができる。

（ヘ）実施例以下、添付図に示す実施例に基づいて、本発明を具体
的に説明する。なお、本実施例は、バキュームブレーカ
ーを、大便器洗浄装置の一部として用いた場合である。

第１図において、10はビルディングの屋上等に設置し
た貯水タンクであり、同貯水タンク10から給水本管11及
び給水分岐管12を通して、各階の大便器13に洗浄水が供
給される。

そして、給水分岐管12には、給水本管11側から大便器
13に向けて順に、止水栓14、流量制御弁15及びバキュー
ムブレーカー（大気開放弁）16を取付けている。

また、かかる流量制御弁15及びバキュームブレーカー
16の駆動は、制御装置17によって制御され、制御装置17
には洗浄操作ボタンスイッチ19を具備する操作盤18が接
続されている。

上記構成において、本実施例は、バキュームブレーカ
ー16に以下の構成を有する自動開閉弁を取付けたことを
特徴とする。

第２図に示すように、給水分岐管12の中途は上流側分
岐管12aと下流側分岐管12bとに切断されており、同切断
個所には、Ｔ字状をなす大気連通管16aが配設されてい
る。

また、大気連通管16aは、軸線を給水分岐管12の軸線
と等しくする垂直管部と、上記垂直管部の軸線に対して
直交する軸線を有する水平管部とから構成されている。

そして、垂直管部の上下端は、それぞれ、ソケット16
b,16c及び袋ナット16d,16eを介して水密状態に、上流側
分岐管12aの下端と下流側分岐管12bの上端とに連結され
る。

一方、水平管部の一端は上方に屈曲して同屈曲端に
は、大気連通開口16fが開設されるとともに、同空気流
入開口16fの周縁には、弁座16gが形成されている。

さらに、弁座16gの下方位置には、弁座16gと接離して
大気連通開口16fを開閉する弁体16hが配設されており、
同弁体16hの開閉動作は、上記した水平管部の屈曲端上
に取付けたソレノイドアクチュエータ16iの駆動によっ
て行われる。

図示するように、ソレノイドアクチュエータ16iは、
弁体16hを先端に取付けたプランジャ16jと、同プランジ
ャ16jの上下に進退させるソレノイド16kと、プランジャ
16jの閉方向の付勢力を与えるスプリング16mと、ケーシ
ング16nと、プランジャ16jの進退動作を案内するガイド
プレート16pと、プランジャ16jの一定以上の落下を防止
するためのストッパー16sとから構成されている。

また、ケーシング16nの下部及びガイドプレート16pに
は多数の空気流入孔16q,16rが穿設されている。

かかる構成において、非洗浄時には、プランジャ16j
は、スプリング16mの押し力と自重により、ストッパー1
6sがガイドプレート16pに当接するまで下がっている。
従って、空気が大気連通開口16f及び大気連通管16aを通
して給水分岐管12内に流入し、真空を破り、逆流を防止
することができる。

また、洗浄時には、バキュームブレーカー16は、後述
する要領で、制御装置17からの駆動出力に基づいて、流
量制御弁15の駆動に連動して同時又は一瞬早く駆動され
て、プランジャ16jが上方に引き上げられ、弁体16hのシ
ールゴムが弁座16gに当接して大気連通開口16fを完全に
遮断して、真空を確保するとともに、水が漏出しないよ
うにする。

洗浄終了後は、バキュームブレーカー16の駆動が後述
する要領で、流量制御弁15の駆動停止と同時に又は後れ
て停止し、ソレノイド16kによるプランジャ16jのクラン
プが開放され、空気が給水分岐管12内に導かれ、真空を
破り、逆流を防止することができる。

そして、かかる洗浄動作において、上記したように、
上流側分岐管12aと下流側分岐管12bとを接続する大気連
通管16aの垂直部には、何らレバー機構等の介在物が存
在しないので、供給動作時に、洗浄水はバキュームブレ
ーカー16による圧力損失を受けることなく大便器に向け
て流下することになる。従って、大便器に一回当たり大
流量の洗浄水を流すことができ、洗浄効果を高めること
ができるとともに、節水効果を図ることができる。

また、本実施例におけるその他の構成について説明す
ると、第２図において、止水栓14は、弁30と弁押さえ棒
31で構成し、通常は図示するように、水圧により上方に
押上げられて開口32が開いて水が流れるようになってお
り、水を止めるときには、弁押さえ棒31のねじ部を締め
つけて下方へ移動し、弁30を押圧して開口32を閉塞し、
水の流れを遮断するようにしている。

また、流量制御弁15は、本実施例では、特願昭63−49
993号（特開平１−223230号公報参照）に記載されてい
るような積層式圧電アクチュエータＡを駆動部としたダ
イヤフラム弁33によって構成している。

かかる積層式圧電アクチュエータＡは、軸方向に移動
するプランジャｄと、同プランジャｄをつかむクランプ
用圧電素子e,fと、プランジャｄを移動させるストロー
ク用圧電素子g,hとより構成され、パルス状の駆動電圧
で作動させるようにしたものである。

そして、かかる圧電アクチュエータＡは、プランジャ
ｄを、μｍオーダ或いはサブμｍオーダのストロークで
尺とり虫状に移動することができ、流量制御弁を精密か
つ正確に作動させることができる。

しかし、流量制御弁15は、これに限られるものではな
く、駆動部としては、圧電バイモルフアクチュエータ、
ステッピングリニヤモータ（回転式）と回転ねじとの組
み合わせ、ステッピングモータ（回転式）と回転ねじと
の組み合わせ等の他のモータやアクチュエータも用いる
ことができ、流量制御弁としては、パイロット式、直動
式の玉形、球形、円筒形、門形等、各種の弁を用いるこ
とができる。

また、第３図に上記制御装置17の回路構成を示してお
り、図示するように、制御装置17は、マイクロプロセッ
サ21（MPU）と、入出力インターフェース22,23と、大便
器13の形状、配管特性、水圧等を考慮して作成した最適
の流量パターンプログラム、圧電素子e,f,g,h及びバキ
ュームブレーカー16の駆動順序プログラムを記憶してい
るメモリ24とからなる。

ついで、上記構成を有する大便器洗浄装置の作動につ
いて、第４図に示すフローチャートを参照して具体的に
説明する。

用便後、使用者が操作盤18上の洗浄操作ボタンスイッ
チ19を押すと（100）、出力信号がマイクロプロセッサ2
1に送られる。そして、この出力信号に基づいて、制御
装置17はメモリ24から、バキュームブレーカー16と流量
制御弁15の駆動順序プログラムと流量パターンプログラ
ムを読みだし、同駆動順序プログラムに基づいて、ま
ず、ソレノイドアクチュエータ16iを駆動して給水分岐
管12への空気の流入を遮断する（101）とともに、上記
ソレノイドアクチュエータ16iの駆動と同時又はディレ
イタイマー等で設定した遅れ時間の後に、流量パターン
プログラムに基づいて、圧電アクチュエータＡを駆動し
て流量制御弁15を開弁して（102）、所望の流量パター
ンによって大便器13内に洗浄水を供給することができ
る。

第５図に、かかる流量パターンの一形態を示してお
り、図示するように、本実施例では、階段状に経時的に
流量を減らしている。即ち、最初の段階で大量に流し、
ついで、わずかに減らした後定常的に流し、最後に急激
に減らした後、定常的に小量流すものである。

このような流出パターンで流出・洗浄することによっ
て、早期にサイホン現象を発生させ、このサイホンを小
流量で持続せしめることにより、大便器13に付着する汚
物等を完全に除去かつ流出することができ、さらに封水
を確保できるので、従来の流量パターン（自然流出）の
場合と比較して最大の洗浄効果を奏する。また、使用流
量も、第５図に示すように、従来の流量パターンと比較
して著しく少なくすることができる。

流量パターン制御が終了すると（103）、前述した駆
動順序プログラムに基づいて、まず、圧電アクチュエー
タＡの駆動を停止して流量制御弁15を閉弁して大便器13
への洗浄水の供給を停止するとともに（104）、上記圧
電アクチュエータＡの駆動と同時またはディレイタイマ
ー等で設定した遅れ時間の後に、ソレノイドアクチュエ
ータ16iの駆動を停止してプランジャ16jのクランプを解
除して空気を大気連通開口16fや大気連通管16aを通して
給水分岐管12に流入させる（105）。

これによって、真空が破られ、逆流を確実に防止する
ことができる。

なお、上記シーケンスにおいて、流量パターン制御終
了（103）に代えて、洗浄操作ボタンスイッチ19の操作
によって、圧電アクチュエータＡやソレノイドアクチュ
エータ16iの駆動を停止するようにすることもできる。

以上述べてきた如く、本実施例は、以下の作用及び効
果を奏する。

本実施例では、給水分岐管12への空気の流入・遮断を
大気連通管16fの大気開放端に設けたソレノイドアクチ
ュエータ16i駆動の自動開閉弁の開閉によって行うよう
にしたので、給水分岐管12中に揺動レバー機構等を介在
させる必要がなく、上流側から下流側に圧力損失を生じ
ることなく流下することができる。

従って、大便器洗浄動作等において、一洗浄動作にお
いて、大量の洗浄水を大便器13に供給することができ、
便器洗浄効果を向上することができ、かつ、何回も洗浄
する必要がないので、使用洗浄水の流量を最小にするこ
とができ、大幅な節水を図ることができる。

また、本実施例では、流量制御弁15を制御装置17に予
めセットした流量パターンプログラムに基づいて駆動・
開閉するようにし、一洗浄動作において、洗浄流量を経
時変化できるようにしたので、大便器13の形状、配管特
性、水圧、その他の因子に対応した最適の流量パターン
で洗浄水を大便器中に流出することができるので、洗浄
効果を最大にあげることができるとともに、使用洗浄水
の流量を最小にすることができる。

また、流量制御弁15の駆動部を微小距離無段階駆動式
アクチュエータによって構成することによって、精密か
つ正確に上記流量パターンに基づいて、洗浄動作を行う
ことができる。

なお、上記実施例において、バキュームブレーカー16
の駆動部をソレノイドアクチュエータ16iによって構成
したが、流量制御弁15と同様な駆動装置を用いることも
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るバキュームブレーカーを具備する
大便器洗浄装置のシステム構成説明図、第２図は大便器
洗浄装置の具体的構成説明図、第３図は同装置の制御装
置のブロック図、第４図は制御シーケンスを示すフロー
チャート、第５図は流量パターンを示すダイヤグラム、
第６図は従来のバキュームブレーカーの構成説明図であ
る。図中、 A:アクチュエータ 13:大便器、15:流量制御弁 16:バキュームブレーカー 17:制御装置、24:メモリ d:プランジャ、e:圧電素子 f:圧電素子、g:圧電素子 h:圧電素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実公昭28−10249（ＪＰ，Ｙ１) 実公昭31−19274（ＪＰ，Ｙ１) 実公昭37−8886（ＪＰ，Ｙ１)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】供給配管の中途から大気連通管を分岐し、
同大気連通管の先端に形成した大気開放端に、制御装置
からの駆動信号に基づいて供給配管への空気の流入・遮
断を自動的に行う自動開閉弁を取付けたことを特徴とす
るバキュームブレーカー。