JP3375589B2 - ヘッダ−配管における凍結防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、寒冷地で施工され
るヘッダ−配管の凍結防止装置に関し、特に、ランニン
グコストがかからず、操作が簡単な水抜き方式による凍
結防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、管の腐食防止、施工性および配管
更新の容易さ、工事費の削減、室内配管スペ−スの有効
利用等の観点から、室内の水、湯回りにヘッダ−配管が
普及するようになってきた。

【０００３】これは、あらかじめ床下スラブコンクリ−
ト内等にガイドとなる樹脂製さや管を敷設しておき、給
湯器やパイプシャフト水回りの周辺など、施工、維持管
理の容易な場所に設置したヘッダ−から、途中で分岐す
ることなく、各部屋の給水栓へ架橋ポリエチレン、ポリ
ブテンの様な樹脂管を給水管、給湯管（以下、可撓管と
総称する）として配管するシステムであり、配管途中に
分岐のための継手を使用しないので漏水の発生が少なく
なる、同時使用した場合の給水、給湯量の変化が少ない
等の利点もあり、今後も一層の普及が予想される配管シ
ステムである。

【０００４】しかし、床下に設置され、しかも樹脂管な
ので、自由に配管できる反面、どうしても撓み部分がで
き、交差配管もあり、従来の金属管のように水抜きを考
えた勾配を設けた配管が困難となる。そのため、寒冷地
においては、従来のように、土中に埋設される不凍給水
栓やパイプシャフト、ピット等に埋設しないで設置され
る水抜き用バルブ（以下、水抜栓と総称する）を使用
し、落差で配管内の水を地中あるいは排水管等の外部に
排出して配管を空にし、凍結を防止する方法は困難であ
り、特に、床上に下向きに設置したヘッダ−から床下に
配管していく方法では水抜きは不可能となる。

【０００５】さらに、従来のように、水抜栓の下流側配
管から分岐するのではなく、ヘッダ−から分岐するた
め、水抜栓を操作して、落差とサイホン作用により水抜
きしようとしても、排水が同時に始まった場合、ヘッダ
−から給水栓までの水平距離が最短の配管内の水抜きが
先ず終了し、ヘッダ−内に空気が入り込んでサイホン作
用が途切れ、一様な水抜きのための勾配をもうけること
が困難なので、他の分岐口からの水平配管内に一部水が
充満したまま凍結し、再通水が不可能になるという現象
が発生する。

【０００６】そのため、例えば、実開平３−１０３３６
３号公報のように、さや管と可撓管の連通空間内に、ヒ
−タ−等で加熱した温風を流通するようにしたり、特開
平１１−１６６２５１号公報のように、止水した後、コ
ンプレッサ等を使用して、ヘッダ−から圧縮空気を送り
込んで、可撓管内の水を一本ずつ、給水栓から排出する
方法も提案されているが、ランニングコストが高く付
く、装置が大がかりになる、操作が大変等の理由から現
実には実施されておらず、ランニングコストがかから
ず、簡単な装置、操作で凍結を防止できる方法が望まれ
ていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そのため、本発明にお
いては、水抜栓を使用し、水抜栓を操作するだけで、サ
イホン作用を利用して自然排水を行うか、あるいは、水
抜栓にポンプ等の吸引装置を接続し、排水口から強制排
水するかして、ヘッダ−を含む、配管内の水抜きを完全
に行う凍結防止装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため本発明において
は、水抜栓の操作で下流側配管内の水抜きが完全に行え
るよう、水抜栓の下流側に水平方向あるいは上向き方向
にヘッダ−を設置し、その各分岐口と可撓管の間に、排
水時、水の流れが空気に変わったとき、その空気がヘッ
ダ−内に入り込んでサイホン作用を途切れさせないため
の空気遮断弁を、基本的には分岐口の数だけ取り付けた
ものであり、上記空気遮断弁は、排水時、水が流れてい
る間は浮いており、空気が入り込んだときに下降して弁
座に当接する浮き弁を備えているものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図６に本発明の装置概略図
を示すが、１および２は床下スラブコンクリ−ト内にほ
ぼ水平方向あるいは上向き方向に設置される水用および
湯用のヘッダ−であり、それぞれ複数個の分岐口３、４
に空気遮断弁５、６を介して可撓管７、８を接続し、可
撓管７、８をさや管９、１０で覆う。給湯器１１の下方
に吸気弁１２、１３を取り付け、ヘッダ−１、２の上流
側に、水抜栓１４、１５が配管により接続される。な
お、給湯器１１に水抜き装置が付属している場合は、吸
気弁１２、１３は必ずしももうける必要はなく、また、
末端に蛇口が付いている配管は、蛇口を開いて水抜きし
ても良い。

【００１０】水用のヘッダ−１に接続される水抜栓１４
は、本管からの水を通止水するとともに、ヘッダ−側の
水を抜く、一種の三方弁となっており、水抜栓１５は、
湯用のヘッダ−２側の湯を抜くだけの二方弁となってい
るが、両者を一緒にした湯水抜栓を用いても良く、操作
が１回で済み、操作順序を間違えることがなく、便利と
なる。なお、各分岐口３、４と空気遮断弁５、６間に、
止水のためのバルブを取り付けることもある。

【００１１】図１およびそのＡ−Ａ断面図を示す図２に
本発明の空気遮断弁５、６の１実施例を示すが、弁箱１
６左端に流入口１７、右端に流出口１８を、中間部に流
出口１８向きの弁座１９をそれぞれ同一軸心上にもうけ
る。

【００１２】弁座１９の下流側に４５゜の斜壁２０を両
側にもうけ、さらにその下流側に、ピン２１に支持され
た、幅が斜壁２０の間よりやや狭い、スイング型の可動
弁２２を、それ以上流出口１８側に移動しないよう垂下
している。

【００１３】斜壁２０の上方部に、一定の高さの浮き弁
室２３を形成し、比重が１より小さい樹脂で形成された
球状の浮き弁２４を収容し、プラグ２５で密封する。浮
き弁室２３の上方部を浮き弁２４より小径にして、空気
逃がし室を２６を形成し、両者間を、一部に切り欠き部
２７をもうけた座面２８とする。さらに、空気逃がし室
２６から可動弁２２、流出口１８間に開口する通路２９
を形成する。弁座１９の下端部に小孔を穿設して、わず
かな水または空気の逃がし路３０としているが、切り欠
き部２７のようにすることもできるし、弁座１９を切削
せず、鋳肌のままにするなどして、完全密封させないよ
うにしている。

【００１４】図は通水状態を示しており、流入口１７か
らの水は斜壁２０と可動弁２２の間隙を通って流出口１
８から可撓管７、８へと流れている。この状態から、
冬、水を抜きたいときは、水用の水抜栓１４、その後で
湯用の水抜栓１５を操作して水抜き状態にすると、吸気
弁１２、１３と水抜栓１４、１５の排水口（図面省略）
間の落差により、吸気弁１２、１３から吸気しながら可
撓管７、８内の水は、空気遮断弁５、６、ヘッダ−１、
２を通って、地中あるいは排水管に一斉に排水し始め
る。

【００１５】そのとき可動弁２２は水の流れにより、ピ
ン２１を軸として浮き弁２４方向に回転上昇するため、
それだけ浮き弁室２３内の水を巻き込みにくくしてお
り、もし、浮き弁２４が水の流れに巻き込まれて下降し
てきたとしても、可動弁２２に当接して、それ以上下降
することはないので、弁座１９を閉塞して排水を妨げる
ようなことはない。つまり、通常であれば、浮き弁室２
３は排水の水の巻き込みの影響を受けないだけの高さが
必要なところ、より低くできるという利点がある。

【００１６】全可撓管７、８の立ち上がり部の排水が終
わった後で水平部の排水が始まるが、ヘッダ−１、２ま
での水平距離が一番短い可撓管の排水が先ず終わり、吸
気弁１２、１３からの空気がヘッダ−１、２内に入り込
むと、サイホン作用が途切れ、他の管の水平部分の水
が、管内に一部充満したまま残ってしまい、凍結すれば
再通水不能という事故につながる。

【００１７】しかし本発明においては、空気遮断弁５、
６に空気が侵入してきた場合、上方の浮き弁２４が浮力
を失って下降し、それとともに、可動弁２２も水と空気
の粘性の違いもあり、浮き弁２４の重量を支えるだけの
支持力がないため下動し、浮き弁２４は斜壁２０を転が
って弁座１９に当接し、大部分の空気を遮断する。しか
し、一部の空気は逃がし路３０を通って、ヘッダ−１、
２内に入り込むが、サイホン作用を途切れさすだけの量
は入らないので問題はない。

【００１８】そのようにして、水平部分の短い可撓管か
ら順次排水が終了し、最後に一番長い可撓管の排水が終
了して、水抜栓の立上管内の排水も終了した時点で浮き
弁２３に働く吸引力がなくなるため、浮き弁２４は自重
で落下し、弁座１９が開放されるので、再通水が妨げら
れることはない。なお、設置時、ヘッダ−１、２に水平
より若干上向きの角度を有せしめておけば、水抜きがよ
り完全に行われ、排水の途中で浮き弁２４が自重で落下
し、サイホン作用を途切れさす恐れも少なくなるため、
有利となる。

【００１９】土中に埋設される水抜栓は、排水口部分
に、地中の汚水が弁内に入り込まないように逆止弁をも
うけているため、逃がし路３０がなく、浮き弁２４が完
全に弁座を閉塞している場合は、立上管の排水が完全に
は行えない、あるいは、負圧により、浮き弁２４が弁座
１９から離脱できず、やはり再通水が不能になるという
恐れが生じる。

【００２０】分岐口３、４の内、一番長い、あるいはそ
れよりやや短い程度の水平距離を有する可撓管を接続す
る部分には、本発明の空気遮断弁を取り付ける必要はな
いとも言えるし、その場合には逃がし路３０も必要なく
なるが、実際、配管する場合には、その選定、位置決め
も困難な場合が多く、基本的には全分岐口に空気遮断弁
５を設けるのが望ましい。

【００２１】水抜栓１５を閉じ、その後で水抜栓１４を
開にして水を再通水したときは、斜壁２０に沿って浮き
弁２４は転がり、途中で止まることなく、浮き弁室２３
を上昇するが、同時に、浮き弁室２３内の空気も通路２
９を通って流出口１８側に排出されるため、蛇口を止め
たときにも、浮き弁２４は図１の状態を保持している。

【００２２】図３に本発明の空気遮断弁５、６の他の実
施例を示すが、図１のスイング型の可動弁の代わりに、
弁座１９の下側に、弁座１９側に傾斜させて、比重が１
前後の樹脂製の円柱形あるいは上端を閉じた円筒形の可
動弁２２を収容し、先端の傾斜面３１を図１の斜壁２０
に代えるようにしたものであり、浮き弁２４および可動
弁２２は下端のプラグ２５から挿入するようにしてい
る。

【００２３】図は通水状態を示しており、流入口１７か
らの水は、矢印のごとく、数カ所もうけたガイド壁３２
の間隙と浮き弁室下側流路３３を通り、流出口１８へと
流れている。

【００２４】この状態から水抜きをしたときは、水流に
より可動弁２２は点線の位置まで上昇し、図１の実施例
と同様に、浮き弁２４が水流に巻き込まれて、弁座１９
に当接することはない。

【００２５】弁箱１６内に空気が侵入してきたときは、
可動弁２２は自重で落下し、同時に浮き弁２４も落下し
て弁座１９に当接する。

【００２６】可動弁２２の比重が１より小さいときは、
蛇口を閉じたとき、図の点線状態まで可動弁２２は上昇
しているが、それは一向に構わない。

【００２７】図４に示す実施例においては、図１の斜壁
２０および可動弁２２をもうけず、浮き弁２４をできる
だけ弁座１９から遠ざけつつ、しかもあまり高くならな
いように、浮き弁室２３を流出口１８側に傾斜させ、か
つ、通路２９を通水時の主流路としたものである。

【００２８】そのため、排水時、水流に浮き弁２４が巻
き込まれて弁座１９に当接することのない位置まで浮き
弁２４を待避させる必要があるが、例えば、発泡させた
比重の非常に小さい樹脂を使用するなどして、その待避
距離をできるだけ短くすることもできる。

【００２９】排水終了後、浮き弁２４は弁座１９から離
脱し、点線の状態に位置しているが、再通水時には、浮
き弁室下側流路３３よりも通路２９が主流路になるた
め、浮き弁２４はスム−ズに図の位置へと移動する。

【００３０】図５の実施例は、浮き弁２４としてピン３
４を中心に回転するスイング弁を採用したものであり、
斜壁２０が必要なくなり、図４のものと同様、浮き弁２
４はできるだけ浮力の大きい材質で形成し、浮き弁室２
３の高さを制限するようにしている。

【００３１】図のように弁座１９を傾斜させてもうけて
おり、排水が終了すると浮き弁２４は自重で図の点線位
置に垂下し、弁座１９を開放する。図４のものと異な
り、通路２９は主流路とはならない。

【００３２】以上、本発明の凍結防止装置を空気遮断弁
を中心に説明してきたが、基本的にはヘッダ−と水抜栓
の排水口（ホ−スが接続される場合はその下端）までの
落差を利用してサイホン作用で、水抜きをするようにし
ているため、ヘッダ−内に大量の空気が入り込んでサイ
ホン作用を途切れさすことのないよう、空気遮断弁は必
須の構成要件となる。

【００３３】交差配管の場合も、さや管程度の高低差で
あれば、可撓管内には、凍結して管を閉塞するほどの水
は残らないが、高低差が大きい時とか、ヘッダ−と水抜
栓の排水口の高低差があまりとれない、あるいは排水口
からの排水の負荷が大きい等で排水が悪いときは、排水
口にポンプ等の吸引装置を接続して強制排水することが
場合によっては必要となり、通常の排水ポンプを例にと
って説明すれば、そのときは、電動式の水抜栓を使用
し、空気を巻き込まないよう、水抜栓を排水状態にした
後で排水ポンプを一定時間作動させる、シ−ケンス制御
にしておけば、一回のスイッチ操作で全ての水抜き作業
が終了し、便利である。

【００３４】

【発明の効果】上述したように本発明においては、ヘッ
ダ−の分岐口と可撓管の間に空気遮断弁をもうけ、ヘッ
ダ−上流側に設置する水抜栓を操作することにより、確
実に可撓管、ヘッダ−内の水抜きができ、ランニングコ
ストがかからず、操作の容易なヘッダ−配管の凍結防止
装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気遮断弁の１実施例を示す、通水状
態に於ける縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明の空気遮断弁の他の実施例を示す、通水
状態に於ける縦断面図である。

【図４】本発明の空気遮断弁の他の一つの実施例を示
す、通水状態に於ける縦断面図である。

【図５】本発明の空気遮断弁のもう一つの実施例を示
す、通水状態に於ける縦断面図である。

【図６】本発明の装置概略図である。

【符号の説明】

１、２ ヘッダ− ３、４ 分岐口 ５、６ 空気遮断弁 ７、８ 可撓管 ９、１０ さや管 １４、１５ 水抜栓 １６ 弁箱 １７ 流入口 １８ 流出口 １９ 弁座 ２０ 斜壁 ２２ 可動弁 ２３ 浮き弁室 ２４ 浮き弁 ２９ 通路 ３０ 逃がし路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成田 卓 北海道岩見沢市東町２条４丁目142番地 ４ 北海道積 水工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−166251（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−103363（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E03B 7/10 E03C 1/02 F16L 41/00 - 41/08 F16K 24/00 - 24/06 F16K 31/18

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下流側配管内の水を外部に排出して凍結を
   防止するための水抜栓の下流側に、ヘッダ−を水平方向
   あるいは上向き方向に設置し、上記ヘッダ−の各分岐口
   と可撓管の間に、流入口、流出口間の弁座と、その下流
   側上方部に一定の高さでもうけられる浮き弁室と、排水
   時、空気が入り込むことにより下降して上記弁座に当接
   する浮き弁とを備えた空気遮断弁を、基本的には分岐口
   の数だけ取り付け、水抜栓を操作してサイホン作用によ
   り水抜きを行う、ヘッダ−配管における凍結防止装置。
2. 【請求項２】上記空気遮断弁は、再通水時に、浮き弁室
   の空気を逃がすべく、浮き弁室上方部から流出口に至る
   通路を形成してなる請求項１記載のヘッダ−配管におけ
   る凍結防止装置。
3. 【請求項３】上記空気遮断弁は、各分岐口の排水が全て
   終了したとき、浮き弁が弁座から離脱するように、弁座
   を横方向にもうけ、さらに、浮き弁が弁座に当接したと
   き、完全に封水しないよう、小さな逃がし路をもうけて
   なる請求項１記載のヘッダ−配管における凍結防止装
   置。
4. 【請求項４】上記空気遮断弁は、浮き弁室の下方に、浮
   き弁の落下を防止すべく、排水時に上昇し、空気流入時
   に下降する可動弁を位置させてなる請求項１記載のヘッ
   ダ−配管における凍結防止装置。