JP3604340B2 - 水道配管の凍結防止装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、寒冷地の水道配管の凍結防止装置に関し、特に、水抜きを考慮して配管が制約される恐れの少ない、低コストの水抜き方式による凍結防止装置に関する。
【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、凍結深度以下に埋設される不凍給水栓を操作して、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、不凍給水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、不凍給水栓を操作して、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−から蛇口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】
【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、負圧を起こして強制的に配管内の水抜きを行わせ、且つ、低コストで、故障の少ない、水道配管の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】
上記課題解決のため本発明においては、底部に排水孔を、上部に接続口を有するタンクの吸引口を、水抜き弁の水抜口を介して配管と接続し、水抜き時は、水抜き弁を開き、上記接続口に電気掃除機のホース部を接続し、作動させて、その吸引力を利用して配管内の水を一旦タンク内に溜め、作動終了後、タンク内の水を排水孔から外部に自然排出するようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、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タンクであり、図２に示すように、台座２に支持され、その底部に下方へ突出部３をもうけ、突出部３の内部上端に排水孔４、その下方に下側弁座５を形成する。図では縦長のタンクにしているが、勿論横長にしても良い。
【００１０】
下端にクリップ６を装着し、クリップ６に樹脂状の球弁７を着座させて負圧作動弁８を形成する。負圧作動弁８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１の側方に吸引口９を突出させ、その上方の上蓋１０上端部にテーパー状の接続口１１をもうけ、吸引口９との中間部に金網１２を上蓋１０により落下しないよう設置し、その上に、比重が１より小さい樹脂製の浮き弁１３を載置し、何らかの原因で水面が上昇したとき、上側弁座１４に当接して接続口１１に水が達しないようにしている。１５は数カ所もうけた、浮き弁１３のリム状のガイドであり、１６は排水管である。なお、接続口１１には、タンク１内に埃や異物が入らないよう、蓋をしておくのが普通であり、排水管１６内の臭気が床下にこもらないためにも有効である。
【００１１】
１７は不凍給水栓であり、地中で立上管１８に接続され、継手類を介して水用ヘッダー１９、水用の水抜弁２０、湯用の水抜弁２１、湯用ヘッダー２２に接続される。ヘッダ−１９、２２の各分岐口に可撓管２３、２４を接続し、可撓管２３、２４をさや管２５、２６で覆う。さや管２５と給湯器２７の間に吸気弁付き逆止弁２８を、給湯器２７とさや管２６の間に吸気弁２９を取り付け、水抜弁２０、２１の水抜口３０、３１を、タンク１の吸引口９に接続する。水抜弁２０、２１は２方弁で、ボールバルブのように開閉操作の簡単なものが使用者にとっては便利であり、また損失抵抗が小さく、水残りも少ないという利点はあるが、勿論それに限定されるものではない。
【００１２】
通常状態においては、水抜弁２０、２１は閉じているのでタンク１内には湯水が入り込まず、不凍給水栓１７および給湯器２７からの湯水は可撓管２３、２４を通って台所、浴室等の末端の蛇口（図示せず）に至っている。
【００１３】
冬、長期留守等で凍結の恐れがあり、水抜きするときは、図３で改め口の蓋３２をとり、まず、不凍給水栓１７を閉栓状態にする。その後で水抜弁２０、２１を開き、末端の湯水の蛇口を全て開放すると、可撓管２３、２４内の湯水は不凍給水栓１７から地中に排出されると同時に、吸引口９からタンク１内に入り込み、排水孔４から排水管１６に排出される。
【００１４】
縦配管内の湯水はスムーズに排出されるが、吸気弁付き逆止弁２８、吸気弁２９から入り込んだ空気により、サイホン現象は途切れ、上下の屈折部などにより適宜な勾配を設けていない横配管内の湯水はそのまま残るため、家庭用の電気掃除機３３のホース部３４を接続口１１の蓋を取って填め込み、スイッチをＯＮにすると、タンク１内が負圧になり、球弁７が下側弁座５に密着して下方からの大気を遮断し、同時に可撓管２３、２４内の湯水は水抜弁２０、２１の水抜口３０、３１から吸引口９内に吸い込まれ、タンク１内に排出される。吸引口９はタンク１の壁面に沿ってやや下方向に水が流れるようにしており、水が跳ね返って接続口１１側に達するのを防止している。
【００１５】
湯水と同時に空気も吸引するが、空気は電気掃除機３３から排出され、湯水だけがタンク１内に溜まっていく。最大溜まっても水位が吸引口９以下になるよう、タンク１の大きさを決めておけばよい。電気掃除機３３の内径は必ずしも一定でないので、接続口１１にテーパーをもうけ、適宜な位置で電気掃除機３３の内径と合致させるようにしているが、アタッチメントを使用するなどの方法もある。 また、接続口１１の蓋はヒンジ式にして、いちいち取らなくても負圧で開くようにしても良い。
【００１６】
一定時間経過して電気掃除機３３をスイッチＯＦＦにしたときは可撓管２３、２４内の湯水は大部分タンク１内に貯留され、少なくとも可撓管２３、２４内が満水で、凍結し、再通水時に水が出ないという事故は防止できる。電気掃除機３３が作動を停止すると同時に球弁７が下降してクリップ６に着座し、タンク１内に溜まった水は排水孔４から負圧作動弁８を通って排水管１６に排出され、タンク１内は再び空になる。なお、あらかじめ時間がセットされたタイマーを介して電気掃除機を家庭のコンセントに接続すれば、使用者が時間を気にする必要がないので、例えば、接続口１１部分等に付属品としてセットしておく方法もある。
【００１７】
操作終了後は、水抜弁２０、２１を閉じ、掃除機３３のホース部３４を抜いて接続口１１の蓋を確認し、改め口の蓋３２を閉めて、各蛇口を閉じればよい。次に通水状態にするときは、不凍給水栓１７を開栓状態にするだけなので、楽である。
【００１８】
不凍給水栓１７を閉栓にしないで水抜弁２０、２１を開けてしまった等の誤動作により、タンク１内の浮き弁１３まで水位が達したときは、浮き弁１３が上昇し、上側弁座１４を閉塞して接続口１１に水が行かないようにしているため、電気掃除機３３内に水が入り込むことはない。
【００１９】
水抜弁２０、２１は１個の３方弁にしてもよく、また、不凍給水栓１７とともに電動弁にして、シーケンス制御させれば、操作が楽で、しかも、上記のような誤動作が発生しないという利点がある。その水抜弁の１実施例を図４に示す。
【００２０】
図４は電動式の３方ボールバルブを使用した例を示しているが、ボール３５にはＴ状の穴３６を有し、左端を水の配管が接続される入水口３７とし、右端を湯用ヘッダー２２が接続される入湯口３８とし、下端をタンク１の吸引口９に接続する水抜口３０とする。図では入水口３７も入湯口３８も閉塞された状態を示しているが、排水時には電動ケース３９に収容されたモ−タ−（図面省略）で９０゜回転させて、入水口３７、入湯口３８と排水口３０を連通させればよい。
【００２１】
基本的には縦配管の排水が終わった後で、電気掃除機３３を作動させるようにしているため、タンク１自体を極端に大きくする必要はない。しかし可撓管２３、２４の使用本数が多い等で吸引した時の水位が浮き弁１３に達するような時は、図１で水抜弁３０、３１のどちらかを先に開け、一定時間電気掃除機３３を作動させた後で一旦スイッチを切り、タンク１内の水を排水させた後でもう一方の水抜弁を開く、といった面倒な操作が必要になるが、電気掃除機も含めて電動でシーケンス制御にすれば、押し釦を１回押せば操作が終了するということも可能になる。そのときはボール３５の穴３６はＴ状でなく、逆Ｌ状になる。
【００２２】
図５に示すように、引き込み管４０から立ち上がる立上管１８および止水用バルブ４１にテープヒーターを巻き付けるなどの加熱手段を施せば、不凍給水栓１７を省略しても良い。この時も、まず止水用バルブ４１を閉じてから水抜バルブを開放する順序は変わらない。
【００２３】
図６には不凍給水栓の上部に水抜弁を形成し、不凍給水栓１７と水抜弁２０、２１の操作順序の間違いを防止するようにした１実施例を示す。すなわち、流入口４２、流出口４３、地下排水口４４をもうけ、内部にシリンダ４５、４６、４７を有する不凍給水栓１７の弁箱４８内に収容されるピストン４９は、上記シリンダ４５、４６、４７を摺動する３本の環状パッキン５０、５１、５２を装着し、ロッド５３で延長されてスピンドル５４に連結され、弁箱４８はパイプ５５で延長され、水抜弁本体５６に接続される。
【００２４】
水抜弁本体５６は左端に入水口３７を、右端に入湯口３８を、紙面と直角方向に水抜口３９を形成し、入水口３７内にばね５７によりＯリングの逆止弁座５８に押圧された止水体５９を挿入しており、入湯口３８にも同様に、ばね５７’によりＯリングの逆止弁座５８’に押圧された止湯体５９’を収容している。スピンドル５４の下端部に大径の押圧部６０を全周に亘ってもうけている。
【００２５】
図は不凍給水栓１７の通水状態を示しており、引き込み管４０に接続される流入口４２からの水は、流出口４３、立上管１８を通り、水用ヘッダー１９および入水口３７に至り、さらに給湯器２７を介して入湯口３８に至っている。この時は環状パッキン５０、５２、止水体５９、止湯体５９’により漏水は防止されている。
【００２６】
この状態から水抜き操作をするときは、ハンドル６１を回転させてスピンドル５４とともにピストン４９を上昇させると良く、まず、環状パッキン５１がシリンダ４６に密着して流入口４２からの水を遮断し、その後で環状パッキン５０がシリンダ４５から離脱するが、同時にスピンドル５４の押圧部６０が止水体５９、止湯体５９’を押圧して弁座５８、５８’から離脱させ、水抜口３９、地下排水口４４から湯水が排出される。図示しないが、地下排水口４４には、地中の汚水が弁箱４８内に入り込まないよう、逆止弁が取り付けられる。
【００２７】
つまり、図１において、不凍給水栓１７を閉栓にしないで水抜弁２０、２１を開く、という操作ミスは完全に防止できることになる。再び通水状態にするときは、止水体５９、止湯体５９’が先に閉じ、環状パッキン５０がシリンダ４５に密着した後で環状パッキン５１がシリンダ４６から離脱して通水が行われる。
【００２８】
止水体５９、止湯体５９’を用いる代わりに、入水口３７、入湯口３８、水抜口３０を段違いに形成し、Ｏリングで通止水するようにしても良い。また、図４のような３方ボールバルブを使用し、スピンドル５４は定位置で回転し、ピストン４９は回転せず、上下動させるようにすることもできる。さらに、不凍給水栓１７に適用するのではなく、上述した止水用バルブ４１に適用しても良い。
【００２９】
このように、横配管内の水を電気掃除機で強制吸引する方式を採用しているので、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、電気掃除機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。なお、電気掃除機には、本体を屋内または屋外に設置し、各部屋にホース差込口をもうける形式のものも含まれるのは勿論である。さらに、図２において、負圧作動弁８を省略し、排水孔４だけにすることも可能であるが、タンク１内の負圧度が低下するのと、水が接続口１１側に吸い込まれやすくなるので、注意を要する。
【００３０】
【発明の効果】
上述したように本発明においては、不凍給水栓または止水用バルブを閉栓にした後で、電気掃除機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排水孔から排出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、あらかじめ特別な電動吸引装置を設置しておかなくても良いので、コストが安く付き、床下の湿気等による電機部品の損傷の心配もない、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】本発明のタンクの１実施例を示す、部分縦断面図である。
【図３】本発明の装置を作動させている概略図である。
【図４】本発明の水抜弁の１実施例を示す縦断面図である。
【図５】不凍給水栓を使用しない本発明の１実施例を示す、装置概略図である。
【図６】本発明の不凍給水栓の１実施例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ タンク
４ 排水孔
８ 負圧作動弁
９ 吸引口
１１ 接続口
１７ 不凍給水栓
１９、２２ ヘッダー
２０、２１ 水抜弁
３０、３１ 水抜口
３３ 電気掃除機
３４ ホース部
４０ 引き込み管
４１ 止水用バルブ

Claims (3)

1. 底部に排水孔を、上部に接続口を有するタンクの吸引口を、水抜弁の水抜口を介して配管と接続し、上記接続口に電気掃除機のホース部を着脱自在に接続したことを特徴とする水道配管の凍結防止装置。
2. タンク底部に、電気掃除機の作動時に排水孔を閉塞し、作動停止時に排水孔を大気に開口する負圧作動弁を有せしめたことを特徴とする、請求項１記載の水道配管の凍結防止装置。
3. 水抜弁の下方に不凍給水栓または止水用バルブの弁部を接続して水抜きバルブと連動させ、水抜弁が開栓状態になったときは、引き込み管からの水が遮断されているようにしたことを特徴とする、請求項１記載の水道配管の凍結防止装置。

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