JP3470883B2 - 不凍給水設備および自動排水機構付き屋内止水栓 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は操作が簡単で且つ水
道管内の水が凍結するおそれがない不凍給水設備および
自動排水機構付き屋内止水栓に関する。

【０００２】

【従来の技術】寒冷地においては、不使用時に水道管内
の水を排出することができる水抜栓が使用されている。
水抜栓は、使用に際して、給水状態から水抜き状態に操
作することによって水道管内の水を排出し、これにより
水道管内の水の凍結を防止しようとするものである。し
かし、水抜栓には、長時間の外出等により水抜き状態に
する操作が遅れると、水道管内の水が凍結してしまうと
いう課題があった。このような課題を解消すべく、本出
願人は、自動水抜きシステムを開発している（特許第１
６６０４６３号）。このシステムは、２次配管内の水の
温度が温度センサの設定温度以下になったとき、２次配
管内の水を自動的に排出し、タイマーに設定された時間
が経過し、タイマーから作動終了信号が出力されると、
２次配管に自動的に給水するように構成されているの
で、操作の遅れにより水道管内の水を凍結させる事態を
回避することができるとともに、給水時に給水スイッチ
を操作する等の煩雑な作業を不要にすることができる。

【０００３】一方、ヘッダー（分岐継手）方式を利用し
た配管設備が知られている。図６を参照してヘッダー方
式を利用した配管設備１００について説明すると、この
配管設備は一般的に、水道本管（図示せず）に連結され
た１次配管１０２と、１次配管１０２に連結された水抜
栓１０４と、水抜栓１０４に連結され、天井裏に至る冷
水用２次配管１０６と、天井裏に配置され、冷水用２次
配管１０６に連結された冷水用ヘッダー１０８と、冷水
用２次配管１０６に連結された給湯機１１０と、給湯機
１１０に連結され、天井裏に至る温水用２次配管１１２
と、天井裏に配置され、温水用２次配管１１２に連結さ
れた温水用ヘッダー１１４とを備えている。

【０００４】そして、冷水用ヘッダー１０８および温水
用ヘッダー１１４から、給水配管１１６および給湯配管
１１８を介して、屋内に設置されている洗面化粧台１２
０や流し台１２２などの混合栓１２０ａ、１２２ａに、
冷水および温水が供給されるようになっている。なお、
図６に示されるように、水抜き時に排水を容易にするた
め、冷水用２次配管１０６と温水用２次配管１１２に
は、吸気弁１２４、１２６がそれぞれ取付けられてい
る。また、給湯機１１０の底部、並びに給水配管１１６
および給湯配管１１８のトラップ下端には、水抜き時
に、給湯機１１０、給水配管１１６および給湯配管１１
８内の残水を排出するため、蛇口１２８がそれぞれ取付
けられている。

【０００５】図６に示される配管設備においては、水道
管内の水が凍結するおそれがある場合に、洗面化粧台１
２０および流し台１２２の混合栓１２０ａ、１２２ａを
開栓状態にし、かつ、水抜栓１０４を給水状態から水抜
き状態に操作しただけでは、給湯機１１０、給水配管１
１６、および給湯配管１１８内のハッチングで示した部
分の水を排出させることはできず、これらの部分の水を
排出させるためには、蛇口１２８を開栓状態にしなけれ
ばならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水抜き
操作の度に、屋内の全ての蛇口を開栓状態にするのは、
非常に厄介な作業である。また、水抜き作業が終了する
と、全ての蛇口を閉栓状態にしなければならず、仮にこ
の作業を失念したままで水抜栓を水抜き状態から給水状
態に操作すると、漏水事故を引き起こしてしまう。さら
に、図６に示される配管設備に上述の自動水抜きシステ
ムを組み込んだとしても、ハッチングで示した部分の水
が残るという不都合がある。

【０００７】したがって、本発明は、操作が簡単で且つ
水道管内の水が凍結するおそれがない不凍給水設備およ
び自動排水機構付き屋内止水栓を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願請求項１に記載の水
道本管に連結された１次配管と、１次配管に連結された
水抜栓と、水抜栓に連結され、天井裏に至る冷水用２次
配管と、天井裏に配置され、冷水用２次配管に連結され
た冷水用ヘッダーと、冷水用２次配管に連結された給湯
機と、給湯機に連結され、天井裏に至る温水用２次配管
と、天井裏に配置され、温水用２次配管に連結された温
水用ヘッダーと、冷水用２次配管および温水用２次配管
にそれぞれ取付けられた吸気弁と、冷水用２次配管内の
水の温度を検出し、この温度が設定温度以下のとき信号
を出力する温度センサと、水抜栓のピストンを上下動さ
せる駆動部と、駆動部の駆動を制御するコントローラ
と、混合栓が設けられた１又は複数の給水装置と、冷水
用ヘッダーおよび温水用ヘッダーから混合栓までそれぞ
れ延びた給水配管および給湯配管とを備え、冷水用２次
配管内の水の温度が温度センサの設定温度以下になった
とき、冷水用２次配管内の水を自動的に排出し、所定時
間が経過すると、冷水用２次配管に自動的に給水される
ように構成されている不凍給水設備は、給水配管、およ
び給湯配管の最下部にそれぞれ取付けられた自動排水機
構付き屋内止水栓を更に備え、屋内止水栓が、本体と、
本体内に冷水又は温水が流入する流入口と、本体内から
冷水又は温水が流出する流出口と、流入口よりも低い位
置に配置され、本体と連通する排水管と、排水管内に収
容され、バネが装着された排水弁とを有し、排水弁が、
冷水用ヘッダーが配置されている高さと給水配管の最下
部の高さの差或いは温水用ヘッダーが配置されている高
さと給湯配管の最下部の高さの差に相当する水頭の力よ
りも大きな力が排水弁に作用すると、バネ力に抗して排
水弁が排水管の弁座に押しつけられ、排水管と屋内止水
栓の外部との連通を遮断し、前記水頭の力よりも大きな
力が排水弁に作用しないと、バネ力により排水弁が弁座
から離れ、排水管と外部とを連通させるように構成され
ていることを特徴とするものである。

【０００９】本願請求項２に記載の自動排水機構付き屋
内止水栓は、本体と、本体内に冷水又は温水が流入する
流入口と、本体内から冷水又は温水が流出する流出口
と、流入口よりも低い位置に配置され、本体と連通する
排水管と、排水管内に収容され、バネが装着された排水
弁とを有し、排水弁が、所定の水頭の力よりも大きな力
が排水弁に作用すると、バネ力に抗して排水弁が排水管
の弁座に押しつけられ、排水管と屋内止水栓の外部との
連通を遮断し、前記水頭の力よりも大きな力が排水弁に
作用しないと、バネ力により排水弁が弁座から離れ、排
水管と外部とを連通させるように構成されていることを
特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。図１において全体
として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施の
形態に係る不凍給水設備は一般的に、水道本管（図示せ
ず）に連結された１次配管１２と、１次配管１２に連結
された水抜栓１４と、水抜栓１４に連結され、天井裏に
至る冷水用２次配管１６と、天井裏に配置され、冷水用
２次配管１６に連結された冷水用ヘッダー１８と、冷水
用２次配管１６に連結された給湯機２０と、給湯機２０
に連結され、天井裏に至る温水用２次配管２２と、天井
裏に配置され、温水用２次配管２２に連結された温水用
ヘッダー２４とを備えている。なお、水抜栓１４は、通
常の型式のものであり、排水弁１４ａを備えている。ま
た、冷水用２次配管１６および温水用２次配管２２に
は、水抜き時に排水を容易にするため、吸気弁２６、２
８がそれぞれ取付けられている。

【００１１】なお、本明細書において「温水」とは、給
湯機２０によって温められた湯のことを意味し、「冷
水」とは、給湯機２０によって温められない水のことを
意味している。

【００１２】また、不凍給水設備１０は、冷水用２次配
管１６内の水の温度を検出し、この温度が設定温度以下
のとき信号を出力する温度センサ３０と、水抜栓１４の
ピストン（図示せず）を上下動させる駆動部３２とを備
えている。駆動部３２は、モータ、およびモータの回転
を減速する減速機構を含んでいる。

【００１３】さらに、不凍給水設備１０は、駆動部３２
の駆動を制御するコントローラ３４を備えている。コン
トローラ３４は、水抜栓１４を給水状態（すなわち、１
次配管１２と冷水用２次配管１６とが連通する状態）に
切り換える給水スイッチ３６と、水抜栓１４を水抜き状
態に切り換える水抜きスイッチ３８とを有している。

【００１４】コントローラ３４の内部構造は、特許第１
６６０４６３号（特公平３−２３６９４号公報）のコン
トローラ７′と実質的に同一であるが、簡単に説明する
と、コントローラ３４は、水抜栓１４の水抜き時間に相
当する時間作動する第１のタイマーと、温度センサ３０
から信号が出力されたとき第１のタイマーの作動時間だ
け水抜栓１４を水抜き状態に切り換え、かつ、当該作動
時間が終了したとき水抜栓１４を給水状態に切り換える
制御回路と、水抜栓１４を給水状態に切り換えて冷水用
２次配管１６内の水の温度が前記設定温度に達するまで
前記切り換えを保持する第２のタイマーとを有している
（第１のタイマー、制御回路、および第２のタイマーは
図示せず）。

【００１５】以上の構成により、冷水用２次配管１６内
の水の温度が所定温度以下になると、温度センサ３０が
信号を出力する。この信号により第１のタイマーが作動
を開始し、水抜栓１４を水抜き状態に切り換え、冷水用
２次配管１６内の水を排出する。第１のタイマーに設定
された時間が経過すると、水抜栓１４は、水抜き状態か
ら給水状態に切り換えられ、１次配管１２の水が、冷水
用２次配管１６に供給される。次いで、一定の時間が経
過して、冷水用２次配管１６内の水が所定温度以下にな
ると、再び上記動作が繰り返される。

【００１６】不凍給水設備１０が設置される屋内には、
種々の給水装置が設けられている。図１には、給水装置
として、洗面化粧台４０、および流し台４２が図示され
ているが、給水装置は、これらのものに限定されるわけ
ではなく、浴槽やトイレ等の他の装置も含まれる。洗面
化粧台４０には混合栓４４が設けられ、流し台４２には
混合栓４６が設けられている。そして、混合栓４４に
は、冷水用ヘッダー１８から延びた給水配管４８と、温
水用ヘッダー２４から延びた給湯配管５０がそれぞれ連
結されている。また、混合栓４６には、冷水用ヘッダー
１８から延びた給水配管５２と、温水用ヘッダー２４か
ら延びた給湯配管５４がそれぞれ連結されている。

【００１７】図１に示されるように、給水配管４８、５
２、給湯配管５０、５４、および給湯機２０の最下部に
は、本発明の特徴をなす自動排水機構付き屋内止水栓６
０が、それぞれ取付けられている。

【００１８】自動排水機構付き屋内止水栓６０は、図
２、図３、および図５に示されるように、本体６２と、
本体６２内に冷水又は温水が流入する流入口６４と、本
体６２から冷水又は温水が流出する流出口６６とを有し
ている。

【００１９】本体６２内には、一端に操作用ハンドル
（図示せず）が取付けられたスピンドル６８が収容され
ている。スピンドル６８に設けられた雄ねじ部６８ａ
が、本体６２に設けられた雌ねじ部６２ａにねじ込まれ
ており、これにより、ハンドル（従って、スピンドル６
８）を回転させることによって、スピンドル６８を本体
６２内で（図２、図３、および図５では左右方向に）移
動させることができる。スピンドル６８の他端には、パ
ッキン７０が装着されており、スピンドル６８を（図
２、図３、および図５において左方向に）移動させる
と、パッキン７０が流入口６４の縮径部の弁座６４ａに
密着し、これにより流入口６４と本体６２との連通が遮
断されるようになっている（図３参照）。一方、スピン
ドル６８を反対方向（即ち、右方向）に移動させると、
矢印で示されるように、冷水又は温水は、流入口６４か
ら流出口６６に流れる（図２参照）。

【００２０】自動排水機構付き屋内止水栓６０は更に、
流入口６４よりも低い位置に配置された排水管７２と、
排水管７２内に収容された排水弁７４とを有している。
排水弁７４の先端には、パッキン７６が装着されてい
る。また、排水弁７４の先端から延びた縮径部７４ａと
排水管７２の先端の当接部７２ａとの間には、バネ定数
ｋのバネ７８が装着されている。ここで、バネ定数ｋ
は、排水弁７４に水頭ｈの力よりも大きな力ｆ１が作用
すると、パッキン７６が排水管７２の弁座７２ｂに密着
して排水経路が遮断されるが、排水弁７４に水頭ｈの力
よりも大きな力ｆ１が作用しないと、バネ７８のバネ力
により排水弁７４が上昇しパッキン７６が弁座７２ｂか
ら離れるように、選定されている（図５参照）。図５に
示される状態では、矢印で示されるように、冷水又は温
水は、流出口６６から、流入口６４および排水管７２に
流れる。

【００２１】水頭ｈは、冷水用ヘッダー１８が配置され
ている高さと給水配管４８、５２の最下部の高さとの
差、或いは、温水用ヘッダー２４が配置されている高さ
と給湯配管５０、５４の最下部の高さとの差である。

【００２２】なお、給湯機２０に取付けられた自動排水
機構付き屋内止水栓６０の流出口６６は、閉鎖されてい
る。

【００２３】以上のように構成された本発明の不凍給水
設備１０の作動について説明する。水抜栓１４が給水状
態であって、冷水用２次配管１６内の水が所定温度以上
である場合には、冷水用ヘッダー１８および温水用ヘッ
ダー２４に冷水および温水が供給され続ける。すると、
自動排水機構付き屋内止水栓６０の排水弁７４には、水
頭ｈの力よりも大きな力ｆ１が作用するため、パッキン
７６が排水管７２の弁座７２ｂに密着して排水経路（即
ち、排水管７２と屋内止水栓６０の外部との連通）が遮
断され、従って、冷水と温水は、図２に示されるよう
に、洗面化粧台４０および流し台４２に供給され続け
る。

【００２４】一方、冷水用２次配管１６内の水の温度が
所定温度以下に低下すると、温度センサ３０が信号を出
力する。この信号により第１のタイマーが作動を開始
し、水抜栓１４が水抜き状態に切り換えられる。冷水用
２次配管１６には、吸気弁２６が取付けられているの
で、配管１６内に空気が入り、冷水用２次配管１６内の
水が水抜栓１４の排水弁１４ａから排出される。する
と、自動排水機構付き屋内止水栓６０の排水弁７４に
は、水頭ｈの力よりも大きな力ｆ１が作用しなくなるた
め、図５に示されるように、バネ７８のバネ力により排
水弁７４が上昇しパッキン７６が弁座７２ｂから離れ、
これにより給水配管４８、５２内の水が排水管７２から
全て外部に排出される。また、温水用２次配管２２内に
も吸気弁２８から空気が入り、配管２２内の水が、自動
排水機構付き屋内止水栓６０の流出口６６から排出され
る。すると、排水弁７４には、水頭ｈの力よりも大きな
力ｆ１が作用しなくなるため、バネ７８のバネ力により
排水弁７４が上昇しパッキン７６が弁座７２ｂから離
れ、これにより給湯配管５０、５４および給湯機２０内
の水が排水管７２から全て外部に排出される。したがっ
て、凍結が回避される。

【００２５】水抜栓１４が水抜き状態であって、冷水用
２次配管１６内の水が所定温度以上になった場合には、
水抜栓１４が水抜き状態から給水状態に切り換えられ、
１次配管１２の水が、冷水用２次配管１６、および給湯
機２０を介して温水用２次配管２２に供給される。する
と、自動排水機構付き屋内止水栓６０の排水弁７４に
は、水頭ｈの力よりも大きな力ｆ１が作用するため、パ
ッキン７６が排水管７２の弁座７２ｂに密着して排水経
路（即ち、排水管７２と屋内止水栓６０の外部との連
通）が遮断され、従って、冷水と温水は、洗面化粧台４
０および流し台４２に供給され続ける。これにより、使
用者は、混合栓４４、４６を操作すれば、水と湯を所望
のように使用することができる。

【００２６】本発明は、以上の発明の実施の形態に限定
されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範
囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範
囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【００２７】たとえば、前記実施の形態では、自動排水
機構付き屋内止水栓６０は、不凍給水設備１０に関連し
て説明されているが、通常のトラップの下端に使用する
こともできる。

【００２８】また、前記実施の形態では、給水装置（洗
面化粧台４０、流し台４２）が１階にのみ設置されてい
るが、給水装置を２階以上に設置してもよい。この場合
には、冷水用ヘッダーおよび温水用ヘッダーは、当該階
の天井裏に設置される。

【００２９】また、前記実施の形態では、自動排水機構
付き屋内止水栓６０の排水管７２が下方に直線状に延び
たものとして図示されているが、排水管７２は、エルボ
形状のものでもよい。

【００３０】さらに、前記実施の形態では、給湯機２０
の最下部に自動排水機構付き屋内止水栓６０が取付けら
れているが、屋内止水栓６０の代わりに、通常の水抜弁
を取付けてもよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明の不凍給水設備および自動排水機
構付き屋内止水栓によれば、従来のように蛇口の開閉作
業をすることなしに、水抜き時に、配管内の水を完全に
排出することが可能になり、また、水抜き作業の不手際
により、漏水事故を引き起こすこともなくなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施の形態に係る不凍給水設
備を示した概略図である。

【図２】開栓状態にあり且つ排水管と外部との連通が遮
断されている自動排水機構付き屋内止水栓を示した断面
図である。

【図３】閉栓状態にある自動排水機構付き屋内止水栓を
示した断面図である。

【図４】図３の線４−４における横断面図である。

【図５】開栓状態にあり且つ排水管と外部とが連通して
いる自動排水機構付き屋内止水栓を示した断面図であ
る。

【図６】従来のヘッダー方式配管設備を示した概略図で
ある。

【符号の説明】

１０ 不凍給水設備 １２ １次配管 １４ 水抜栓 １６ 冷水用２次配管 １８ 冷水用ヘッダー ２０ 給湯機 ２２ 温水用２次配管 ２４ 温水用ヘッダー ２６、２８ 吸気弁 ３０ 温度センサ ３２ 駆動部 ３４ コントローラ ４０ 化粧洗面台 ４２ 流し台 ４４、４６ 混合栓 ４８、５２ 給水配管 ５０、５４ 給湯配管 ６０ 自動排水機構付き屋内止水栓 ６２ 本体 ６４ 流入口 ６６ 流出口 ７２ 排水管 ７４ 排水弁 ７８ バネ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水道本管に連結された１次配管と、１次
   配管に連結された水抜栓と、水抜栓に連結され、天井裏
   に至る冷水用２次配管と、天井裏に配置され、冷水用２
   次配管に連結された冷水用ヘッダーと、冷水用２次配管
   に連結された給湯機と、給湯機に連結され、天井裏に至
   る温水用２次配管と、天井裏に配置され、温水用２次配
   管に連結された温水用ヘッダーと、冷水用２次配管およ
   び温水用２次配管にそれぞれ取付けられた吸気弁と、冷
   水用２次配管内の水の温度を検出し、この温度が設定温
   度以下のとき信号を出力する温度センサと、水抜栓のピ
   ストンを上下動させる駆動部と、駆動部の駆動を制御す
   るコントローラと、混合栓が設けられた１又は複数の給
   水装置と、冷水用ヘッダーおよび温水用ヘッダーから混
   合栓までそれぞれ延びた給水配管および給湯配管とを備
   え、冷水用２次配管内の水の温度が温度センサの設定温
   度以下になったとき、冷水用２次配管内の水を自動的に
   排出し、所定時間が経過すると、冷水用２次配管に自動
   的に給水されるように構成されている不凍給水設備にお
   いて、 給水配管、および給湯配管の最下部にそれぞれ取付けら
   れた自動排水機構付き屋内止水栓を更に備え、屋内止水
   栓が、本体と、本体内に冷水又は温水が流入する流入口
   と、本体内から冷水又は温水が流出する流出口と、流入
   口よりも低い位置に配置され、本体と連通する排水管
   と、排水管内に収容され、バネが装着された排水弁とを
   有し、排水弁が、冷水用ヘッダーが配置されている高さ
   と給水配管の最下部の高さの差或いは温水用ヘッダーが
   配置されている高さと給湯配管の最下部の高さの差に相
   当する水頭の力よりも大きな力が排水弁に作用すると、
   バネ力に抗して排水弁が排水管の弁座に押しつけられ、
   排水管と屋内止水栓の外部との連通を遮断し、前記水頭
   の力よりも大きな力が排水弁に作用しないと、バネ力に
   より排水弁が弁座から離れ、排水管と外部とを連通させ
   るように構成されていることを特徴とする不凍給水設
   備。
2. 【請求項２】 トラップの最下部に取付けられる自動排
   水機構付き屋内止水栓であって、 本体と、本体内に冷水又は温水が流入する流入口と、本
   体内から冷水又は温水が流出する流出口と、流入口より
   も低い位置に配置され、本体と連通する排水管と、排水
   管内に収容され、バネが装着された排水弁とを有し、排
   水弁が、所定の水頭の力よりも大きな力が排水弁に作用
   すると、バネ力に抗して排水弁が排水管の弁座に押しつ
   けられ、排水管と屋内止水栓の外部との連通を遮断し、
   前記水頭の力よりも大きな力が排水弁に作用しないと、
   バネ力により排水弁が弁座から離れ、排水管と外部とを
   連通させるように構成されていることを特徴とする屋内
   止水栓。