JP3443684B2 - ヘッダー配管の凍結防止方法 - 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、寒冷地の水道配
管、特に、ヘッダー配管の凍結防止方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、寒冷地においては、水道配管の凍
結を防止するために、弁部が土中、凍結深度以下にに埋
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）を操作して配管内の水を落差を利用し、外部
に排出する方法が一般的に行われているが、そのため、
配管にあらかじめ適宜な（通常１／１００程度）勾配を
つけておく必要があり、分岐配管部分が多くなるほど、
配管が制約される恐れがあった。特に、上下に屈折部を
もうけた、いわゆる門型配管の場合は、そのほかに、末
端の蛇口を開いただけでは水が抜けず、管内を大気に開
口するための吸気弁を設置する必要があり、そのことが
一層、配管の制約につながり、さらに、吸気弁の不作
動、水漏れ等の事故の心配もあった。 【０００３】それとは別に、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。 【０００４】これは、あらかじめ床下スラブコンクリ−
ト部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。 【０００５】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、上述した金属管の分岐配管の場合
のように水抜きのための勾配を設けた配管が困難とな
る。 【０００６】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
用が途切れるため、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。 【０００７】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。 【０００８】 【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（特にモ−タ−駆動の電動式、あるいは
電磁式にすると操作が簡便になるため、以下、主にそれ
を対象に説明する）を操作スイッチの投入により閉作動
させるとともに、電動吸引装置を一定時間作動させ、強
制排水方式により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。 【０００９】 【課題を解決するための手段】そのため本発明において
は、水用ヘッダーに接続される入水口、湯用ヘッダーに
接続される入湯口を有する水抜栓の排水口に、水と空気
をともに吸引できる、タンクを有する電動吸引装置を接
続し、通水状態においては上記水抜栓の入水口、入湯口
と電動吸引装置間を遮断し、排水時には、両者間を連通
させるとともに電動吸引装置を作動させ、発生したバキ
ュームによりタンクの底部にもうけた水抜孔を負圧作動
弁が閉塞して、配管内の水を一旦タンクに溜めた後で、
電動吸引装置の作動停止時に負圧作動弁が水抜孔を開口
し、タンク内の水を外部に排出するようにしたものであ
る。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、ヘ
ッダ−配管の場合を例にとり、図面に基づいて詳細に説
明する。図１に本発明の装置概略図を示すが、１は床下
スラブコンクリ−ト部に設置された本発明の電動吸引装
置であり、例えば市販の業務用乾湿集塵機のように、空
気と水を同時に吸引するための、図２に示すような下方
部に台座２に支持されたタンク３をもうけており、その
底部に下方へ突出部４をもうけ、突出部４の内部上端に
水抜孔５、その下方に弁座６を形成する。 【００１１】下端にクリップ７を装着し、クリップ７に
樹脂状の球弁８を着座させて負圧作動弁９を形成する。
負圧作動弁９は、これに限定されるものでなく、種々の
形態にできることは勿論である。タンク３の側方に吸引
口１０を突出させ、その上方に、例えば、モ−タ−駆動
の回転羽根により負圧を生じさせる、負圧発生部（図面
省略）を、水位が一定程度上昇したら吸引部を閉塞する
浮き弁（図面省略）等をもうけて水が侵入しないように
形成する。なお、高さが制限されている等の理由で、負
圧発生部をタンク３から切り離し、タンク３と直列に接
続するようにもできる。１１は吸引口１０の上方に位置
させてもうけた空気吐出口であり、１２は電源コ−ドで
あり、１３は排水管である。 【００１２】１４は電動式の水抜栓であり、下端の排水
口１５部分が吸引口１０と配管で接続されている。これ
は、水平方向に設置して、排水口１５を直接、吸引口１
０に接続しても良い。上端にモ−タ−（図面省略）を内
蔵した駆動ボックス１６を接続し、コ−ド１７により、
スイッチ１８を有する制御ボックス１９に接続されてい
る。なお、電動吸引装置１のコ−ド１２も制御ボックス
１９に接続されている。 【００１３】側方に入水口２０と入湯口２１をもうけ、
それぞれ配管を介して水用のヘッダ−２２、湯用のヘッ
ダ−２３に接続される。ヘッダ−２２、２３の各分岐口
に可撓管２４、２５を接続し、可撓管２４、２５をさや
管２６、２７で覆う。給湯器２８の下方に吸気弁２９、
２９’を取り付け、水用のヘッダ−２２の上流側はエル
ボ３０を介して弁部が土中に埋設される、やはりモ−タ
−を内蔵する駆動ボックス３１を有する水抜栓３２に接
続されている。コ−ド３３も制御ボックス１９に接続さ
れている。なお、給湯器２８に水抜き装置が付属してい
る場合は、吸気弁２９、２９’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、吸気弁
をもうけず、蛇口を開いて水抜きするのが普通である。 【００１４】図３に本発明の水抜栓１４の１実施例を示
すが、入水口２０側に上流側逆止弁座３４、下流側逆止
弁座３５を、入湯口２１側に上流側逆止弁座３４’、下
流側逆止弁座３５’を形成し、それぞれ球状の逆止弁体
３６、３６’を収容しており、排水口１５と図１の吸引
口１０が接続されている。 【００１５】排水弁３７は、駆動ボックス１６内に収容
されたモ−タ−に減速ギアを介して連結されており、シ
リンダ３８、３９、４０に密着する３個のＯリング４
１、４２、４３を装着している。 【００１６】図４に本発明の水抜栓３２の弁構造の１実
施例を示すが、パイプ４４を介して駆動ボックス３１に
接続される弁箱４５は、地中凍結深度以下に埋設されて
おり、流入口４６、流出口４７、地下排水口４８を側方
に突出させ、内部に４個のシリンダ４９、５０、５１、
５２を形成している。地下排水口４８には、地中の汚水
が弁箱４５内に入り込まないよう、逆止弁５３を接続す
る。 【００１７】内部には、ロッド５４を介して上端の駆動
ボックス３１内のモ−タ−に連結されるピストン５５を
収容しており、ピストン５５には、上記シリンダ４９乃
至５２をそれぞれ摺動する４個の環状パッキン５６、５
７、５８、５９を装着している。 【００１８】通水状態においては、電動吸引装置１、水
抜栓１４、３２は図２乃至図４の状態にあるが、今、こ
の状態から水抜きをするときは、制御ボックス１９のス
イッチ１８を投入すると、まず、水抜栓３２が作動し、
図４の状態のピストン５５が上昇し、環状パッキン５８
がシリンダ５１に密着して流入口４６からの水を遮断
し、その後で環状パッキン５７がシリンダ５０から離脱
して、閉栓状態となり、ピストン５５の上昇は停止す
る。 【００１９】それと同時に、今度は水抜栓１４が作動
し、図３の状態の排水弁３７が上昇して、Ｏリング４
２、４３がシリンダ３９、４０から離脱し、排水状態と
なり、排水弁３７の上昇は停止する。 【００２０】それとともに、電動吸引装置１が作動し、
タンク３内に強いバキュ−ムが発生するため、球弁８が
吸引されて弁座６に密着し、タンク３内のバキュ−ムを
維持する。 【００２１】そのため、給湯器２８内の水は、吸気弁２
９と水抜栓３２の逆止弁５３間の落差により地中に排出
されるとともに、水抜栓１４の逆止弁体３６がＯリング
４３に係止されて下流側逆止弁座３５から離脱している
ため、排水口１５から吸引口１０を通ってタンク３内に
吸い込まれる。同時に、可撓管２４内の水も蛇口を開い
た順にヘッダ−２２を通ってタンク３内に吸い込まれ
る。そのとき、一緒に吸い込まれた配管内の空気は、空
気吐き出し口１１から排気される。 【００２２】一方、給湯器２８内の湯も同様に吸気弁２
９’から吸気しながら湯用のヘッダ−２３を通り、水抜
栓１４の逆止弁体３６’がＯリング４２に係止されて下
流側逆止弁座３５’から離脱しているため、排水口１５
から吸引口１０を通ってタンク３内に吸い込まれる。同
時に、可撓管２５内の湯も蛇口を開いた順にヘッダ−２
３を通ってタンク３内に吸い込まれる。 【００２３】あらかじめ制御ボックス１９内に内蔵され
たタイマ−により設定された、配管内の湯水をタンク３
内に吸い込むに充分な時間経過後に電動吸引装置１は作
動を停止するが、それと同時に、タンク３内のバキュ−
ムが解消され、球弁８がクリップ７に着座し、タンク３
内に溜められた湯水は水抜孔５を通って排水管１３へと
排出される。 【００２４】次に通水状態にするときは、まず、水抜栓
１４が閉作動を始め、排水弁３７が下降して図３の状態
に復帰する。さらにその後で、水抜栓３２が閉作動を始
め、ピストン５５が下降し、先ず環状パッキン５７がシ
リンダ５０に密着した後で環状パッキン５８がシリンダ
５１から離脱し、図４の状態に復帰する。 【００２５】つまり、水抜栓３２、１４および電動駆動
装置１は、制御ボックス１９内の回路の指令によりシ−
ケンス制御されているわけであるが、これは水抜栓３２
の流入口４６からの水を直接、水抜栓１４の排水口１
５、タンク３を通って排水管１３に排出しないためと、
水抜栓３２からの給水圧力と電動駆動装置１のバキュ−
ム力により、水抜栓１４の排水弁３７のＯリング４２、
４３が溝から離脱する、いわゆるブロ−アウトを防止す
るためのものであり、必ずしも必須の構成要件ではな
い。 【００２６】例えば、水抜栓３２と１４が同時に作動し
ても、水抜栓１４のＯリング４２、４３がシリンダ３
９、４０から離脱する前に、水抜栓３２の環状パッキン
５８がシリンダ５１に密着して、流入口４６からの水を
遮断すれば問題ないわけであるし、水抜栓１４と同時
に、あるいは水抜栓１４より早く電動駆動装置１を作動
させても、バキュ−ムによるＯリング４２、４３のブロ
−アウトがなければ、それでも構わない。 【００２７】電動吸引装置１の作動時は、水抜栓３２の
環状パッキン５７はシリンダ５０から離脱しているた
め、水抜栓１４、水用のヘッダ−２２を介して、水抜栓
３２の逆止弁５３にもバキュ−ムが作用しており、も
し、逆止弁５３が正常に作動していないときは、弁箱４
５内に地中の汚水が吸引される恐れがある。 【００２８】そのため、水抜栓３２を、環状パッキン５
８がシリンダ５１に密着して流入口４６の水を遮断し、
しかも、環状パッキン５７がシリンダ５０から離脱しな
い、中立状態（止水状態）で止めておき、電動吸引装置
１の作動終了後、ピストン５５をさらに上昇させて環状
パッキン５７をシリンダ５０から離脱させ、排水状態に
する、シ−ケンス制御させるようにしても良い。 【００２９】水抜栓１４には、上流側逆止弁座３４、３
４’、下流側逆止弁座３５、３５’をもうけ、万一Ｏリ
ング４２が破損したようなときにも、湯水が混合しない
ように、二重に安全装置をもうけているが、これはどち
らか一方の逆止弁座を省略することもできる。 【００３０】また、水抜栓１４に、排水時に通電して、
弁体を上昇させ、弁体に押圧されて逆止弁体が逆止弁座
から離脱して排水させる、Ｏリング４１、４２、４３を
省略し、それぞれの逆止弁体を止水弁として同一軸心上
に位置させた、電磁弁構造を有せしめても良く、構造の
単純な、コストの安い水抜栓を提供することが可能にな
る。なお、流入口、流出口を有する市販の常時閉の２ポ
−ト電磁弁を水と湯の配管から分岐して２個使用し、そ
れぞれの流出口をタンク１側からの配管に接続しても良
く、このときは、２個の電磁弁が水抜栓１４となり、２
個の流出口が排水口１５となる。 【００３１】さらに、水抜栓３２の上方部に水抜栓１４
を位置させたような、排水口１５を上方に横向きに突出
させてもうけた構造の水抜栓を使用すれば、操作ボック
ス１６、３１のいずれかを省略することができ、コスト
低減をはかれる。この時は、パイプ４４内を流水路とす
る、いわゆる一本立ちの水抜栓にすれば、水抜栓３２か
ら水用のヘッダ−２２に至る立上管も省略でき、 例え
ば、湯まで抜く必要がないというような場合に最も効果
的である。また、駆動ボックス３１のの下方に、湯用の
ヘッダ−２３、水用のヘッダ−２２を、間に密封、離脱
可能なパッキンを介して高低差をもうけて一体に形成す
ることも可能であり、一層のコスト低減がはかれる。な
お、逆止弁体３６、３６’は省略しても良く、そのとき
は勿論、各逆止弁座は必要なくなる。 【００３２】なお、上記２個の水抜栓を一体にしたもの
にあっては、図４において、地下排水口４８を閉塞し、
シリンダ４９、環状パッキン５６を省略し、図３の入水
口２０も省略して、水抜き時においては、水は流出口４
７を通ってパイプ４４からタンク３内に吸い上げるよう
にしても良い。 【００３３】以上、電動式あるいは電磁式の水抜栓につ
いて説明してきたが、操作は複雑になるが、手動式の水
抜栓にし、電動吸引装置１を単独でスイッチ操作するよ
うにすることもできる。この時には、負圧発生部とタン
ク３を分離し、タンク３と水抜栓の排水口１５を接続
し、タンク３の上端部からパイプを室内に立ち上げ、常
時はパイプ上端に蓋をしておき、水抜き時は、水抜栓を
水抜き操作した後で上記蓋を取り、家庭にある電気掃除
機の吸い込み口を上記パイプに填め込み、一定時間作動
させて可撓管内の水をタンク３内に吸引し、吸引後は水
抜孔５から負圧作動弁９を通って排水パイプ１３に自動
排出させればよい。勿論この時には、電気掃除機に水が
入り込まないよう、タンク内の最大貯留水位と電気掃除
機の吸い込み口との間に、一定の距離をもうけるか、上
述した浮き弁のようなものをもうける必要がある。この
場合は、タンクと負圧発生部を分離した電動吸引装置１
ということができる。 【００３４】操作はさらに複雑になるが、電気掃除機を
作動させた後で、上記パイプからタンク内に、風呂の水
を洗濯機に吸引する時使用するような水中ポンプを落と
し込み、あるいはあらかじめ設置しておき、タンク３内
に溜まった水を吸い上げて排出するようにすれば、水抜
孔５、負圧作動弁９を省略でき、特に、排水パイプ１３
をもうける必要がなくなるため、それだけコストの低減
にはなる。あらかじめ水中ポンプを設置しておいた場合
には、タンクに一定の水がたまれば電気掃除機の作動中
であっても排水させても構わない。 【００３５】電動吸引装置１として、タンク３を有しな
い、市販の水中ポンプを使用した場合は、水抜栓１４を
排水状態にして排水ポンプに水が満たされた状態にして
から、スイッチを入れ、排水ポンプを起動させればよい
ように思えるが、ヘッダ−から末端の蛇口に至る水平配
管の最も短い可撓管、あるいは、最初に蛇口を開いた部
分の可撓管内の水が吸い込まれた後で、今度は空気を吸
い込んでいくため、ポンプの回転羽根部に空気が絡み、
水と空気の粘性の相違により、その後の水の吸引が行わ
れなくなるという問題を有しているため、実質上、その
ままでは使用は困難である。 【００３６】しかし、本発明においては、水はタンク３
にため、空気は空気吐出口１１から排気する、回転羽根
部に水が接しない、タンク直付けの業務用乾湿両用集塵
機のような、あるいは、家庭用の電気掃除機を使用した
場合のように、タンクと負圧発生部を分離したようなも
のにあっても、空気と水をともに吸い込むのに、上記の
ような問題は発生せず、また、交差配管のように上がり
下がり部分が生じても、考えられる通常の床転がし配管
程度では、電動吸引装置に一定の吸い込み能力さえあれ
ば、可撓管内が閉塞されるような水残りは生ぜず、従っ
て、凍結により、再通水が不可能になるという事故も生
じない。 【００３７】 【発明の効果】上述したように本発明においては、水抜
栓を操作するとともに、タンクを有する電動吸引装置を
一定時間作動させて、配管内の空気と湯水をともに一旦
タンク内に吸い込み、その後でタンク内の水を水抜孔か
ら排出するか、ポンプで汲み上げるかしてタンク内を空
にすることにより、従来の分岐配管であろうと、ヘッダ
−配管であろうと、確実に配管内の水抜きができ、その
ため、水残りを考慮して配管が制約されるようなことも
なく、門型配管においても吸気弁を省略することがで
き、ランニングコストがかからず、操作も容易に行い得
る水道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】本発明のヘッダ−配管の場合の装置概略図であ
る。 【図２】本発明の電動吸引装置の、タンク下方部の１実
施例を示す縦断面図である。 【図３】本発明の水抜栓の１実施例を示す、通水状態に
おける縦断面図である。 【図４】本発明の水抜栓の他の実施例を示す、通水状態
における縦断面図である。 【符号の説明】 １ 電動吸引装置 ３ タンク ５ 水抜孔 ９ 負圧作動弁 １４、３２ 水抜栓 １５ 排水口 １９ 制御ボックス ２２、２３ ヘッダ− ４８ 地下排水口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−193800（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−66000（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−13271（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E03B 7/10 - 7/12

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 水用ヘッダーに接続される入水口、湯用
   ヘッダーに接続される入湯口を有する水抜栓の排水口
   に、水と空気をともに吸引できる、タンクを有する電動
   吸引装置を接続し、通水状態においては上記水抜栓の入
   水口、入湯口と電動吸引装置間を遮断し、排水時には、
   両者間を連通させるとともに電動吸引装置を作動させ、
   発生したバキュームによりタンク底部に設けた水抜孔を
   負圧作動弁が閉塞して、配管内の水を一旦タンクに溜め
   た後で、電動吸引装置の作動停止時に負圧作動弁が水抜
   孔を開口し、タンク内の水を外部に排出することを特徴
   とした、ヘッダー配管の凍結防止方法。