JP3908088B2 - 逆流防止装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽や洗濯機等の大気に開放されている貯水槽の貯水が上水管へ逆流することを防止する逆流防止装置に関する。ここでいう上水管とは、水道水圧力が作用している水路をいう。給湯機内の加熱用水路にも水道水圧力が作用しているために上水管ということができる。
水道水圧力を利用して貯水槽に水を供給することがある。高い水道水圧力を利用して高い位置に設置されている貯水槽に給水することもよく行なわれている。
貯水槽の貯水が上水管に逆流するようなことがあってはならない。貯水が上水管に逆流しかねない事態には２種類の事態が存在する。第１の事態は水道が断水して水道水圧力が低下する場合であり、上水管内圧力が負圧となれば貯水が逆流しかねない。第２の事態は貯水槽が高い位置に設置されている場合であり、貯水の圧力によって上水管内圧力が低下したときに逆流しかねない。
【０００２】
【従来の技術】
上記のいずれの事態が生じても逆流を防止できる装置が特公平７−３０９５４号公報に記載されている。この公報に記載の技術を図１４、図１５を参照して説明する。この公報に記載の逆流防止装置１３０は、入水口１３４に上水管１３２が接続され、出水口１４６に給水管１４８が接続されて用いられる。給水管１４８は浴槽等の貯水槽１５２に連通している。貯水槽１５２は大気に開放されており、貯水槽１５２に貯められた貯水の水面１５０よりも低い位置に給水管１４８が接続されている。貯水槽１５２は逆流防止装置１３０の設置階よりも階下に設置されることもあれば（図１４）、階上に設置されることもある（図１５）。
入水口１３４と出水口１４６の間に２個の逆止弁１４０，１４４が直列に挿入されている。２個の逆止弁１４０，１４４を直列に用いることによって、いずれか一方の逆止弁の作動が不調となって逆止作用が得られなくなっても（逆止弁に異物が噛みこむことによって逆止作用が得られなくなることがある）貯水が上水管１３２に逆流しないようになっている。
【０００３】
この逆流防止装置１３０では、逆流防止の確実性をさらに高めるために、直列に配置された２個の逆止弁間１４２を大気に開放する大気開放弁１５６を付加している。この大気開放弁１５６は上流側の逆止弁１４０と機械的に連動し、逆止弁１４０が水路１３８を開くのに連動して大気開放弁１５６が大気連通口１５４を閉じる。図示しないバネによって、逆止弁１４０は閉じ位置に付勢され、大気開放弁１５６は開き位置に付勢されている。なお、図示１３６は電磁弁である。
【０００４】
この構造の場合、２個の逆止弁１４０，１４４が双方とも作動不調なときに上水管１３２に負圧が発生すると、大気開放弁１５６が開くために上水管１３２には大気が吸い込まれ（図１４の矢印Ｈ）、貯水が上水管１３２に逆流することを防止できる。あるいは２個の逆止弁１４０，１４４が双方とも作動不調なときに出水口１４６に貯水槽１５２側から正圧がかかると、大気開放弁１５６が開くために、逆流する貯水は大気連通口１５４から排出され（図１５の矢印Ｉ）、貯水が上水管１３２に逆流することを防止できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の逆流防止装置１３０にはさらなる改善が必要とされる。
問題点１：上水管１３２に負圧が発生したときに優先的に大気が吸い込まれて貯水が吸い込まれないようにするためには、大気開放弁１５６を開きやすくする必要がある。貯水槽１５２に給水している間に水道水圧力が低下することがあり、大気開放弁１５６を開きやすくすると、水道水圧力の低下時に逆止弁１４０の上流側圧力と下流側圧力の差が小さくなって図示しないバネによって大気開放弁１５６が開いてしまうことがある。給水中に大気開放弁１５６が開いてしまうと、給水に大気が混入してしまう。
大気開放弁１５６を、逆流の発生を防止できる程度に開きやすくし、給水に大気が混入するのを防止できる程度に開きにくくする必要があり、しばしば、両要求を満足させられないことがある。
問題点２：逆止弁１４０が開くのに連動して大気開放弁１５６が閉じるために、逆止弁１４０が開き始めたときには大気連通口１５４が閉じられておらず、大気連通口１５４から水が漏れる。あるいは、貯水槽１５２への給水が終わって逆止弁１４０の上流側圧力と下流側圧力の差が小さくなると、図示しないバネによって大気連通口１５４が開かれるために、水路１３８内の水が大気連通口１５４から漏れ出る。即ち、給水の開始と停止のたびに大気連通口１５４から水が漏れ出る。
この問題に対処するために、特公平７−３０９５４号公報に記載の技術では、大気連通口１５４の下流にホッパを設けて大気連通口１５４から漏れた水を貯める。そのホッパに水抜き口とそれを開閉する電磁弁を設け、別の目的で水を循環させるポンプの駆動時にその電磁弁を開けてホッパ内の水を汲み出す。
大気連通口１５４から漏れ出た水を貯めるホッパと、ホッパに貯まった水を汲み出す仕掛けが必要とされ、逆流防止装置の製作コストを上げ、配管作業を複雑なものとする。
【０００６】
上記問題を解決するために、本出願人は改良された逆流防止装置を創作した。この装置は、特願２００２−３８９４３号の明細書と図面に記載されている。ただし、この出願は、まだ公開されていない。
本出願人が先に出願した逆流防止装置２３０は、図６〜１３に示されているように、入水口２３４に上水管２３２が接続され、出水口２４６に給水管２４８が接続されて用いられる。給水管２４８は浴槽等の貯水槽２５２に連通している。貯水槽２５２は大気に開放されており、貯水槽２５２に貯められた貯水の水面２５０よりも低い位置に給水管２４８が接続されている。貯水槽２５２は逆流防止装置２３０の設置階よりも階下に設置されることもあれば（図６〜１０）、階上に設置されることもある（図１１〜１３）。
入水口２３４と出水口２４６の間に形成されている水路２３８に２個の逆止弁２４０，２４４が直列に挿入されている。２個の逆止弁２４０，２４４を直列に用いることによって、いずれか一方の逆止弁の作動が不調となって逆止作用が得られなくなっても貯水が上水管２３２に逆流しないようになっている。
【０００７】
この逆流防止装置２３０には、逆流防止の確実性を高めるために、２個の逆止弁２４０，２４４の間を大気に開放する大気開放弁２５６を付加している。大気開放弁２５６はダイヤフラム２５８を備えており、ダイヤフラム２５８によって大気連通口２５４を開閉する。ダイヤフラム２５８によって区画される気密室は第１逆止弁２４０の上流に連通し、大気連通口２５４を有する室は第１逆止弁２４０の下流に連通する。大気開放弁２５６と第１逆止弁２４０は、入水口２３４に対して並列に配置されており、独立に動作することができる。なお図示２３６は電磁弁である。大気連通口２５４の下流には逆流水を受入れて排水するオーバーフロー管（図示省略）が接続される。
【０００８】
この逆流防止装置２３０は下記のように作動する。
（貯水槽２５２が逆流防止装置２３０の設置階よりも階下に設置される場合）
給水時には、図６に示すように、電磁弁２３６が開けられ、水道水圧力によって第１逆止弁２４０の上流の圧力が高まる。一方、閉弁状態の第１逆止弁２４０の下流側の圧力は小さい。ダイヤフラム２５８は第１逆止弁２４０の上流と下流との圧力差で大気連通口２５４を閉じる側に付勢される。大気連通口２５４が閉じてから第１逆止弁２４０と第２逆止弁２４４が開いて給水が開始される。第１逆止弁２４０と第２逆止弁２４４が開くのに先だって大気連通口２５４が閉じられるために、上水は大気連通口２５４から漏れることはない。
【０００９】
給水停止時には、図７に示すように、第１逆止弁２４０を水が流れないので第１逆止弁２４０は閉じられるが、第１逆止弁２４０の上流側には停止直後の残留圧力がかかっている。即ち、第１逆止弁２４０の上流と下流には圧力差があり、ダイヤフラム２５８はこの圧力差で大気連通口２５４を閉じる側に付勢されているため、大気連通口２５４は閉じられている。したがって、逆流防止装置２３０内の上水が大気連通口２５４から漏れることはない。
上記のように、入水口２３４の圧力が出水口２４６の圧力よりも高い正常時には、給水の開始時にも給水の停止時にも上水が大気連通口２５４から漏れることはなく、漏れ出る水に対策しておく必要はない。
【００１０】
断水時には、図８に示すように、入水口２３４に負圧が加わっても、２個の逆止弁２４０，２４４によって二重に逆流が防止されている。なお、給水停止時と同様に、第１逆止弁２４０の上流側には停止直後の残留圧力がかかっているため、第１逆止弁２４０の上流と下流との圧力差によって大気連通口２５４は閉じられている。
【００１１】
２個の逆止弁２４０，２４４の双方とも作動不良になって閉じないような事態が発生したとする。このようなときに断水して入水口２３４に負圧が加わると、図９に示すように、第１逆止弁２４０の上流の負圧力と下流の圧力との差によってダイヤフラム２５８は変形して大気連通口２５４が開く。この場合、第１逆止弁２４０は閉じていないために、第１逆止弁２４０の下流にも負圧がかかる。このとき、優先的に大気連通口２５４から大気が吸引されて（矢印Ｅ）、第１逆止弁２４０の下流の負圧が解消されるため、出水口２４６から水を吸引することはない。
このように、２個の逆止弁２４０，２４４の双方とも作動不良になり、入水口２３４に負圧が作用しても、水が出水口２４６から入水口２３４に逆流することはない。
【００１２】
しかしながら、本出願人がこの逆流防止装置２３０を試験したところ、次の場合に不具合が生じる場合があることがわかった。給水停止時にウォーターハンマー現象等により、第１逆止弁２４０の上流側で水圧の変化による振動が起こると、大気開放弁２５６が一瞬開いて吸気してしまうことがある。このときに大気連通口２５４から空気が吸引され、給水管２４８内の水が置換されて貯水槽２５２に排出されてしまうことがある（図１０の矢印Ｆ）。この場合、給水管２４８に図示しない水位センサが設けられているものにおいては、貯水槽２５２の水位の検出ができなくなる不具合が生じる。
給水停止時には電磁弁２３６が閉じており、大気連通口２５４が開いてもサイホン効果によって逆流防止装置２３０内の水は漏れ出ないはずである。満水状態で倒立したビンの先を開けても水は漏れ出ない。しかしながら、大気連通口２５４が下方を向いているため、壁を伝って水が漏れることがある。また、何かの拍子に空気と水が入れ替わって水が漏れることがある。
【００１３】
（貯水槽２５２が逆流防止装置２３０の設置階よりも階上に設置される場合）
出水口２４６が貯水槽２５２に接続されており、貯水槽２５２側の給水管の開口が水面よりも下方にあると、出水口２４６には正圧がかかる。水道水圧力が正常にあれば、入水口２３４の正圧の方が高いために、逆流することはない。断水しないまでも上水の圧力が低下すると、入水口２３４の圧力が出水口２４６の圧力よりも低下することがある。
正常時の給水時には、出水口２４６の正圧よりも入水口２３４の正圧の方が高い。このため、図１１に示すように、電磁弁２３６が開くと水道水圧力によって第１逆止弁２４０の上流の圧力が高まる。この結果、大気開放弁２５６によって大気連通口２５４が閉じられる。その後に第１逆止弁２４０と第２逆止弁２４４が開いて給水が開始される。上水は大気連通口２５４から漏れることはない。
正常時の給水停止時には、図１２に示すように、第２逆止弁２４４の下流が大気に開放されることはない。第１逆止弁２４０は閉じられるが、第１逆止弁２４０の上流側には停止直後の残留圧力がかかっている。即ち、第１逆止弁２４０の上流と下流には圧力差があり、ダイヤフラム２５８はこの圧力差で大気連通口２５４を閉じる側に付勢されているため、大気連通口２５４は閉じられている。したがって、上水は大気連通口２５４から漏れることはない。
【００１４】
２個の逆止弁２４０，２４４の双方とも作動不良になって閉じないような事態が発生したとする。このようなときに断水して出水口２４６に正圧が加わると、図１３に示すように、出水口２４６の高い正圧がダイヤフラム２５８を変形させて大気連通口２５４を開ける。このために、出水口２４６からの逆流水は大気連通口２５４から排出され（矢印Ｇ）、出水口２４６から入水口２３４に逆流することはない。
【００１５】
本出願人が先に出願した逆流防止装置２３０は、通常の場合には問題がない。しかしながら、貯水槽２５２を逆流防止装置２３０の設置階よりも階下に設置した場合において、給水停止時にウォーターハンマー現象等によって第１逆止弁２４０の上流側または下流側で水圧の変化による振動が起こると、大気開放弁２５６が一瞬開いて吸気してしまうことがある。このとき、給水管２４８内の水が貯水槽２５２に抜けてしまうことがある。また、大気連通口２５４が下方を向いているため、壁を伝って装置２３０内の水が漏れてしまう可能性がある。また、何かの原因によって空気と水が置換されて水が漏れてしまうことがある。
【００１６】
本発明は、貯水槽を逆流防止装置の設置階よりも階下に設置し、給水停止時にウォーターハンマー現象等による第１逆止弁の上流側または下流側の水圧の変化による振動によって一瞬大気開放弁が開いてしまっても、給水管の水が貯水槽に抜けず、逆流防止装置内の水が大気開放弁から漏れないようにすることを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段と作用と効果】
本発明の逆流防止装置は、上水管と、貯水槽に連通する給水管の間に設置されて用いられ、給水管から上水管に逆流することを防止する。この逆流防止装置は、上水管に接続される入水口と、給水管に接続される出水口と、入水口と出水口とを連通する水路と、その水路に設置されて出水口から入水口に逆流することを禁止する逆止弁と、上向きに設けられた大気連通口をダイヤフラムで開閉するとともに、ダイヤフラムで区画される気密室が逆止弁の上流に連通し、大気連通口を有する室が逆止弁の下流に連通している大気開放弁を備えており、大気連通口を取囲む大気開放弁の壁によって、大気連通口の周囲にエアー溜まりが形成されている。
【００１８】
前記したように、ウォーターハンマー現象等による逆止弁の上流側の水圧の変化による振動によって瞬間的な負圧が発生したとき、大気開放弁が一瞬開いてしまい、空気を吸引することがある。従来の逆流防止装置では、吸引された空気が給水管に吸込まれてしまい、水が貯水槽へ抜けてしまうことがあった。また、大気連通口が下方を向いているため、壁を伝って水が漏れたり、何かの拍子に水と空気の置換が起こって水が漏れたりしてしまうことがあった。
本発明の逆流防止装置によると、大気連通口が上方を向いているため、瞬間的に大気開放弁が開いて空気を吸引しても、この空気は大気連通口の出口近傍に留まり、給水管に吸込まれにくい。また、大気連通口が上方を向いているため、壁を伝って水が漏れることはなく、何かの拍子に水と空気の置換が起こって水が漏れることもない。
【００１９】
逆流防止装置の大気連通口を取囲む大気開放弁の壁によって、大気連通口の周囲にエアー溜まりが形成されていると、ウォーターハンマー現象等によって逆止弁の上流側で水圧の変化による振動が生じて大気開放弁が一瞬開いてしまっても、このときに吸引される空気はエアー溜まりに留まり、給水管に吸込まれることはない。よって、給水管の水が貯水槽へ抜けてしまうことがない。
ウォーターハンマー現象等によって逆止弁の上流側で水圧の変化による振動が起こると、大気開放弁２５６は開く側へ引かれる。このとき、従来の逆流防止措置では、大気開放弁２５６のシール部分に水（実際には温水）が付く。この水が乾燥すると（温水であると乾燥しやすい）炭酸カルシウム等が析出することがある。シール部分が濡れたり乾いたりを繰返すと、この析出物は水あかとしてシール部分に徐々に固着してシール圧を弱めてしまう恐れがある。
本発明の逆流防止装置では、大気連通口の周囲にエアー溜まりが形成されている。大気開放弁が開いてもシール部分はエアー溜まりから逸脱しないために濡れない。シール部分は基本的にドライに保たれているために水あかが付着することはなく、このような瞬間的な大気開放弁の開閉によってシール性が低下することはない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
（形態１） 逆止弁の下流に配設された調圧弁は、給水中に給水圧力（水道水圧力）によって逆止弁が開弁して逆止弁下流圧力が所定圧より高くなると開く。この所定圧は調圧弁のばねの付勢力によって決定される。
【００２１】
【実施例】
本発明の逆流防止装置を具現化した１つの実施例を図１〜図４を用いて説明する。図１、図２は本実施例の逆流防止装置の縦断面図である。図３〜図４は同逆流防止装置の動作を説明する図である。図１の入水口３４は上水管３２に接続され、出水口４６は貯水槽５２に連通する給水管４８に接続される。本実施例の場合では、上水管３２は給湯器内の出湯水配管であり、水道水圧力が作用している。貯水槽５２は浴槽であり、大気に開放されている。給水管４８の貯水槽５２側の開口は貯水槽５２に貯められた水面５０よりも低い位置にある。貯水槽５２は逆流防止装置３０の設置階よりも階上に設置されることもあれば階下に設置されることもある。
入水口３４と出水口４６の間には２個の逆止弁４０，４４が直列に挿入される。２個の逆止弁４０，４４を直列に用いることによって何れか一方の逆止弁の作動が不調となって逆止作用が得られなくなっても（異物が噛み込むことによって逆止作用が得られなくなることがある）上水管３２に逆流しないようになっている。図１において、上流側の第１逆止弁４０は中心線の右側では開放位置を示し、左側では閉止位置を示している。下流側の第２逆止弁４４は中心線の上側では開放位置を示し、下側では閉止位置を示している。
【００２２】
この逆流防止装置３０には、逆流防止の確実性を高めるために、直列に配置された２個の逆止弁４０，４４の間を大気に開放する大気開放弁５６を付加している。大気開放弁５６は第１ダイヤフラム５８を備え、ダイヤフラム５８が変形することで大気連通口５４が開閉される。大気連通口５４は上向きに設置される。第１ダイヤフラム５８によって区画される一方の室（気密室）Ａ１は通路５９によって第１逆止弁４０の上流Ａに連通し、他方の室（大気連通口５４を有する室）Ｂ１は通路６１によって第１逆止弁４０の下流Ｂに連通する。大気開放弁５６と第１逆止弁４０は入水口３４に対して並列に配置されており、独立に動作することができる。大気連通口５４の下流には後記する逆流水を受入れて排水するオーバーフロー６６が設けられている。このオーバーフロー６６は大気開放弁５６によって開閉され、大気開放弁５６の出口近傍部分と本体内壁との間にはエアー溜まり６８が設けられている。図１において、大気開放弁５６は中心線の右側では開放位置を示し、左側では閉塞位置を示している。
【００２３】
さらにこの逆流防止装置３０には、大気開放弁５６の動作の確実性を高めるために、２個の逆止弁４０，４４の間、即ち第１逆止弁４０の下流Ｂと第２逆止弁４４の上流Ｃの間に調圧弁６０を付加している。この調圧弁６０は第２ダイヤフラム６２に取付けられている。第２ダイヤフラム６２によって区画される一方の室（気密室）は第１逆止弁４０の下流Ｂと第２逆止弁４４の上流Ｃに連通し、他方の室（大気連通口６４を有する室）は大気連通口６４から図２に示すチューブ７０によってオーバーフロー６６に連通し、大気に開放されている。第２ダイヤフラム６２はばね６７によって閉弁方向へ付勢されている。このばね６７の付勢力によって調圧弁６０が開閉する所定圧（大気圧＋ばね付勢力）が決定されている。図１において、調圧弁６０は中心線の上側では開放位置を示し、下側では閉止位置を示している。なお、図示３６は電磁弁であり、７４は流量センサである。
【００２４】
本実施例の逆流防止装置は下記のように作動する。
（貯水槽５２が逆流防止装置３０の設置階よりも階下に設置される場合）
給水時には電磁弁３６が開くために、第１逆止弁４０の上流Ａの圧力が高まる。これによって第１逆止弁４０の上流Ａと下流Ｂに圧力差が生じ、大気開放弁５６が大気連通口５４に押付けられて閉弁する。なお、第１逆止弁４０の下流Ｂと第２逆止弁４４の上流Ｃの間に設けられている調圧弁６０はこのとき給水圧力によって開弁する。次いで、第１逆止弁４０と第２逆止弁４４が開いて給水が開始される。２個の逆止弁４０，４４が開くのに先立って大気連通口５４は大気開放弁５６によって閉じられているために、上水が大気連通口５４から漏れ出ることはない。
給水停止時には、水が流れないので、第１ダイヤフラム５８で区画される第１逆止弁４０は閉じられるが、第１逆止弁４０の上流Ａには停止直後の残留圧力がかかっている。即ち、第１逆止弁４０の上流Ａと下流Ｂには圧力差があり、第１ダイヤフラム５８はこの圧力差で大気連通口５４を閉じる側に付勢されているため、大気連通口５４は閉じられている。閉じられていれば空気は吸引されず、上水が大気連通口５４から漏れることはない。なお、このとき調圧弁６０は第１逆止弁４０の下流Ｂの圧力が所定圧よりも低下するために閉じる。
【００２５】
正常時には入水口３４の圧力が出水口４６の圧力よりも高いため、給水の開始時にも停止時にも大気開放弁５６は閉弁保持されており、空気は吸引されない。したがって水が大気連通口５４から漏れることはなく、漏れ出る水に対策しておく必要はない。なお、調圧弁６０は給水により第１逆止弁４０下流Ｂの圧力が所定圧より高くなると開くので、給水を妨げない。調圧弁６０が開いているため、先述の本出願人の先願の逆流防止装置（図６，図７参照）と同様に作動しているといえる。
【００２６】
貯水槽５２が逆流防止装置３０の設置階よりも階下に設置されている場合、給水の停止時にウォーターハンマー現象が生じると、第１逆止弁４０の上流Ａの圧力が瞬間的に低下することがある。調圧弁６０を持たない従来の逆流防止装置では、このとき第１逆止弁４０の上流Ａと下流Ｂとの圧力差がなくなり、大気開放弁５６が開いてしまって大気連通口５４から空気が吸引され、装置内を満たしていた水が空気に置換されて大気連通口５４から漏れ出ることがある。また給水管４８の水が貯水槽５２へ抜けてしまうことがある。このような事態が発生すると、給水管４８に設けられた水位センサによって貯水槽５２の水位５０の検出ができなくなる等、各種の不具合が生じる。
図３に示す本実施例の逆流防止装置３０では、第１逆止弁４０の下流Ｂの圧力低下に反応して調圧弁６０が閉じるため、瞬間的に大気開放弁５６が開いてしまっても給水管４８から水が抜けることはない。また、サイホンの原理が作用するために逆流防止装置３０内の水が大気連通口５４から漏れ出ることがない。特に、大気連通口５４が上方を向いているため、壁を伝って水が漏れたり、何かの拍子に空気と水が入れ替わって水が漏れたりすることがない。
【００２７】
断水して入水口３４の圧力が負圧になると、図３に示すように、２個の逆止弁４０，４４が閉じることによって二重に逆流が防止される。
【００２８】
２個の逆止弁４０，４４の双方とも作動不良になって閉じないような事態が発生したとする。このようなときに断水して入水口３４に負圧が加わると、図４に示すように、第１逆止弁４０の上流Ａが負圧になり、第１逆止弁４０が閉じないために第１逆止弁４０の下流Ｂの圧力が低下する。第１逆止弁４０の下流Ｂの圧力が所定の正圧まで低下すると第２ダイヤフラム６２が変形して第１逆止弁４０の下流Ｂと第２逆止弁４４の上流Ｃの間を閉じる。これによって第２逆止弁４４の上流Ｃより下流に負圧が伝わることを防止し、貯水槽５２から水を吸引しない（逆流しない）。第１逆止弁４０の上流Ａが負圧になると、第１ダイヤフラム５８が変形して大気開放弁５６が開く。この場合、空気が吸引され、この空気は第１逆止弁４０の下流Ｂから第１逆止弁４０の上流Ａへと移動する。大気連通口５４から吸引された空気は、調圧弁６０が閉じているために第２逆止弁４４の上流Ｃより下流へは移動せず、給水管４８から水が抜けることはない。
このように、２個の逆止弁４０，４４の双方とも作動不良になり、入水口３４に負圧が作用したとしても、貯水槽５２の貯水が出水口４６から入水口３４に逆流することはない。
【００２９】
（貯水槽５２が逆流防止装置３０の設置階よりも階上に設置される場合）
出水口４６が貯水槽５２に接続されており、貯水槽５２側の給水管４８の開口が水面５０よりも下方にあると、出水口４６には正圧がかかる。水道水圧力が正常にあれば、入水口３４の正圧の方が高いために逆流することはない。断水しないまでも上水の圧力が低下すると、入水口３４の圧力が出水口４６の圧力よりも低下することがある。
正常時の給水時には、出水口４６の正圧よりも入水口３４の正圧の方が高い。このため、電磁弁３６が開くと水道水圧力によって第１逆止弁４０の上流Ａの圧力が高まる。この結果、大気開放弁５６によって大気連通口５４が閉じられる。第１逆止弁４０と第２逆止弁４４が開いて給水が開始される。上水は大気連通口５４から漏れることはない。
正常時の給水停止時には、第２逆止弁４４の下流Ｄの水圧が負圧とならないため、大気連通口５６からの空気の吸引はない。第１逆止弁４０を水が流れないので第１逆止弁は閉じられるが、第１逆止弁４０の上流Ａには停止直後の残留圧力がかかっている。即ち、第１逆止弁４０の上流Ａと下流Ｂには圧力差があり、第１ダイヤフラム５８はこの圧力差で大気連通口２５４を閉じる側に付勢されているため、大気連通口５４は閉じられている。したがって、上水は大気連通口５４から漏れることはない。
【００３０】
２個の逆止弁４０，４４の双方とも作動不良になって閉じないような事態が発生したとする。このようなときに断水して出水口４６に正圧が加わると、出水口２４６の高い正圧が第１ダイヤフラム５８を変形させて大気連通口５４を開ける。このために、出水口４６からの逆流水は大気連通口５４から排出され、出水口４６から入水口３４へ逆流することはない。
大気連通口５４から排出された水は、図１，２に示すオーバーフロー６６からオーバーフローする。このオーバーフローは装置３０の故障時にのみ生じる異常現象であり、オーバーフローを想定して配水管を接続しておく必要はない。装置の故障時に水が溢れ出すことはやむを得ないからである。逆流防止装置３０は戸外またはパイプハウスに設置されており、装置故障時に水が溢れることがあっても最悪な事態にはならないように配慮されている。
また、調圧弁６０が形成されている第２ダイヤフラム６２は薄膜であり、破れてしまう場合がある。しかし、大気圧取り入れ口６４がチューブ７０によってオーバーフロー６６と接続されており、たとえ第２ダイヤフラム６２が破れるような事態が起こっても上記と同様に最悪の事態は回避することができる。
【００３１】
本発明の逆流防止装置は逆止弁と独立して作動する大気開放弁によって水漏れと逆流を防止しており、さらに逆止弁の下流には調圧弁が配置され、調圧弁は調圧弁の下流の圧力（第１逆止弁４０の下流の圧力、又は第２逆止弁４４の上流の圧力）が負圧にならないよう制御している。本出願者の先願の逆流防止装置では、貯水槽を逆流防止装置の設置階よりも階下に設置し、且つ、給水を停止した瞬間にウォーターハンマー現象等によって大気開放弁が一瞬開いてしまったときに、大気開放弁から空気を吸引して給水管内の水が貯水槽に抜けることがある。あるいは、逆流防止装置内の水が大気連通口から漏れ出る可能性がある。本発明の逆流防止装置によれば、ウォーターハンマー現象等によって大気開放弁が一瞬開いてしまったときには、逆止弁の下流の圧力低下に反応して調圧弁が閉じる。このため、大気連通口から空気を吸引することを防止して給水管内の水が貯水槽に抜けてしまわないようにすることができる。大気開放弁が一瞬開いても、サイホンの原理によって、大気連通口から第１逆止弁と第２逆止弁との間の水が漏れることはない。
大気連通口が上向きに設けられているために、壁を伝って水が漏れ出る事もない。また、大気連通口５４はエアー溜まり６８の上部にあって常時は大気開放弁５６で閉じている。通常は、エアー溜まり６８にエアーが溜まった状態で、大気開放弁５６が大気連通口５４を閉塞しており、ドライな状態に保たれる。給水停止時に大気連通口５４が開放されるときに大気連通口５４から空気が吸い込まれ、それがエアー溜まり６８にためられる。前記したように、大気連通口５４が開放されて大気連通口５４から空気が吸い込まれる場合には、調圧弁６０が閉じるために吸引された空気が調圧弁６０よりも下流に吸い込まれることがない。
本実施例では、ダイヤフラム５８と６２によって、下記の作用を得ている。
（１）給水停止時にはダイヤフラム６２が変形し、調圧弁６０が閉じて給水管４８から水が抜けるのを禁止する。
（２）給水停止時にダイヤフラム５８が大気連通口５４を開けても、そのときに吸引される空気はエアー溜まり６８に留まり、給水管４８に吸い込まれるのを禁止する。
（３）大気連通口５４が開いてもダイヤフラム６２が閉じるために大気連通口５４に連通する室のみが大気に連通し、残部は閉じられている。このために、水を入れたビンの蓋を外して倒立させても水が漏れないのと同様にして水が漏れることがない。
（４）大気連通口５４が下方を向いていると、壁を伝って水が漏れる可能性がある。また、何かの拍子に空気と水が入れ替わって水が漏れることがある。この実施例では大気連通口５４が上方を向いているために、かかる問題が生じない。
（５）大気連通口５４は基本的にドライに保たれる。このために大気開放弁５６に水あかが付着することがない。大気開放弁５６がウエットとドライに繰返し変化すると大気開放弁５６に水あかが付着することがあり、シール性が低下することがある。本実施例ではその問題がない。
【００３２】
先願の逆流防止装置弁のように調圧弁がなくてもよい。ウォーターハンマー現象等によって一瞬大気連通口５４が開いてしまっても、このとき吸引された空気はエア溜まり６８に留め置かれるため、給水管４８に吸込まれることはない（図５）。しかしながら、本実施例の逆流防止装置３０では逆止弁４０の下流に調圧弁６０が配設されており、大気連通口５４が開いても調圧弁６０が閉じるために、より確実に大気連通口５４から水が漏れ出るのを防いでいる。
【００３３】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施例の逆流防止装置の縦断面図。
【図２】 同逆流防止装置の縦断面図。
【図３】 同逆流防止装置の動作を説明する図。
【図４】 同逆流防止装置の動作を説明する図。
【図５】 逆流防止装置の別例を示す図。
【図６】 本発明に先立って出願された逆流防止装置の動作を説明する図。
【図７】 同逆流防止装置の動作を説明する図。
【図８】 同逆流防止装置の動作を説明する図。
【図９】 同逆流防止装置の動作を説明する図。
【図１０】 同逆流防止装置の動作を説明する図。
【図１１】 同逆流防止装置の動作を説明する図。
【図１２】 同逆流防止装置の動作を説明する図。
【図１３】 同逆流防止装置の動作を説明する図。
【図１４】 従来の逆流防止装置の動作を説明する図。
【図１５】 同逆流防止装置の動作を説明する図。
【符号の説明】
３０：逆流防止装置
３２：上水管
３４：入水口
３６：電磁弁
４０：第1逆止弁
４４：第２逆止弁
４６：出水口
４８：給水管
５０：水面
５２：貯水槽
５４：大気連通口
５６：大気開放弁
５８：第1ダイヤフラム
６０：調圧弁
６２：第２ダイヤフラム
６４：大気圧取入れ口
６６：オーバーフロー
６７：ばね
６８：エアー溜まり
７０：チューブ
７４：流量センサ

Claims (1)

1. 上水管と、貯水槽に連通する給水管の間に設置されて用いられ、給水管から上水管に逆流することを防止する装置であり、
   上水管に接続される入水口と、給水管に接続される出水口と、入水口と出水口とを連通する水路と、
   その水路に設置されて出水口から入水口に逆流することを禁止する逆止弁と、
   上向きに設けられた大気連通口をダイヤフラムで開閉するとともに、ダイヤフラムで区画される気密室が逆止弁の上流に連通し、大気連通口を有する室が逆止弁の下流に連通している大気開放弁を備えており、
   前記大気連通口を取囲む大気開放弁の壁によって、大気連通口の周囲にエアー溜まりが形成されることを特徴とする逆流防止装置。

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