JP4022945B2 - 減圧式逆流防止型ドレンバルブ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、寒冷地で使用されるドレンバルブに減圧式逆流防止器としての性能を有せしめた、減圧式逆流防止型ドレンバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、寒冷地では、凍結防止上、建物内の水道配管内の水を抜くために、配管根元の不凍結部分にドレンバルブを設置し、手動操作、あるいは電動による遠隔操作によりドレンバルブを作動させ、流入口からの水を遮断するとともに、流出口と排水口を開放し、ドレンバルブ下流側配管内の水を排水口から排出するようにしている。電動による遠隔操作の場合は、高層階で使用されることが多く、特に直結給水する場合には、給水の安全性の維持に信頼性の高い減圧式逆流防止器を使用することが望ましい。
【０００３】
これは、二つの逆止弁間に水圧とばねにより作動する逃がし弁をもうけ、逆止弁のばねの強度によって一次側と二次側に生じる圧力差が逆圧、逆サイホンにより、ある一定の値に減少したとき、二次側の水を逃がし弁から放出して空間を構成しようとするもので、その信頼性は吐水口空間に匹敵すると言われている。
【０００４】
しかし、冬、水が凍結する恐れのある寒冷地において使用に適したものは出現しておらず、どうしてもそのような雰囲気で使用しなければならないときには、凍結防止対策としてヒーター等の保温処置を講じなければならないので、コストが高くつく、という欠点があった。
【０００５】
そのため、出願人は、厳寒地においても充分使用可能な減圧式逆流防止器として、特願平８ー３２６６１７号のものを開示した。
これは、水抜き時に２個の逆止弁を弁箱外方から２個の操作桿により強制開放するとともに、逆止弁を下流側にできるだけ大きく傾斜させてもうけることにより、弁座の位置を低くして、水抜き時の残留水を少なくするようにしたものである。
【０００６】
しかし、一方、高所階で使用されるドレンバルブは電動で操作されるものが少なからずあり、部屋の中でスイッチ一つで容易に水抜きができるところを、わざわざ地階に設置された減圧式逆流防止器を操作しなければ配管内の水抜きができない、という不合理が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記点に鑑み、本発明においてはドレンバルブ自体に減圧式逆流防止器としての性能を有せしめることにより、スイッチ操作だけで配管内の水抜きが行えるようにするとともに、できるだけコンパクトで、低価格の、しかも損失水頭の少ない減圧式逆流防止型ドレンバルブを提供せんとするものである。
【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、弁箱の上流側に、大きな差圧を生じさせる第１逆止ばねに押圧された第１逆止弁を、その下流側に、操作ピストンと同軸上にもうけられる、小さな差圧を生じさせる第２逆止ばねに押圧された第２逆止弁を配して、両者間に中間室を形成し、その中に、中間室の二次圧と、第１逆止弁上流の一次圧の差圧を受け、逃がしばねにより作動する逃がし弁を収容するとともに、弁箱の下端部に、流出側配管と中間室からの水を一所で排水させる排水口を形成し、操作ピストンの往復動により通水状態、排水状態を選択し得るようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
第１逆止弁は修理の容易さ、コンパクト性を考慮して、流入口、流出口に対して直角方向に動作する弁座タイプのリフト弁にしているが、必ずしもそれに拘るものではない。又弁座自体を取り外して修理するようにもできる。
【００１０】
第２逆止弁はシリンダに環状パッキンが密着して止水するものと、弁座に駒パッキンが押圧されて止水するものとを例示しているが、その他にも、テーパー状の弁座に、Ｏリングを押圧させる方法もあり、また、パッキンが止水の役目を兼ねるものと兼ねないものがあるが、少なくとも排水時には第２逆止弁が排水を阻害することがないようにしなければならない。
【００１１】
電動で開閉操作するものを例示しているが、これは勿論、手動で操作しても良く、操作ピストンを上下動させて通水、排水状態を選択するのが普通であるが、回転動のみで行わせることもできる。
【００１２】
逃がし弁は、ダイヤフラムにより一次圧と二次圧の圧力差を受けて作動させるのが普通であり、確実でもあるが、必ずしも必須の構成要件とはならない。
【００１３】
例えば、温度上昇や凍結により流出側配管内の圧力が上昇したとき、第２逆止弁により異常圧力の逃げ場がなく、ひどいときには弁箱や配管自体を破損することもあるが、ある一定の圧力に達すれば、異常圧力を排水口から逃がす機構を、操作ピストン、排水弁に有せしめることもできる。
【００１４】
【実施例】
図１に本発明の１実施例を示しているが、１は弁箱であり、左端に流入口２、右端に流出口３を、下端に排水口４を設けている。一次室５と中間室６間に上向きの第１逆止弁座７を、中間室６と二次室８間に上から順に３個のシリンダ９、１０、１１を、９と１０が同径で、１１が少し小径になるよう形成している。中間室６内に逃がし弁座１２および二次側バイパス路１３を設け、受圧室１４と一次室５間に一次側バイパス路１５を、中間室６と排水口４間に排水側バイパス路１６を形成する。
【００１５】
第１逆止弁１７は下端に逆止駒パッキン１８を装着し、ボンネット１９内を第１逆止ばね２０に押圧されて自由に上下動するようにしている。２１は圧力逃がし用穴である。操作ピストン２２には上記シリンダ９、１０、１１を摺動する３個の環状パッキン２３、２４、２５を装着し、環状パッキン２４、２５間に細径軸部２６を形成する。
【００１６】
上記細径軸部２６に、外周に逆止環状パッキン２７を、内周に、内側逆止環状パッキン２８を装着し、第２逆止ばね２９に押圧された第２逆止弁３０を嵌挿する。 下端に切り欠きを設け、排水路３１を形成する。操作ピストン２２の上端は、操作軸３２を介して駆動ボックス３３内の、いずれも図面は省略するが、駆同軸に連結され、減速歯車を介してモーターにより駆動される。
【００１７】
中間室６内に収容される逃がし弁３４には、逃がし弁座１２を閉塞する逃がし駒パッキン３５と、逃がし弁座１２と同径の逃がし環状パッキン３６を装着し、逃がし弁台座３７に係止された逃がしばね３８により常に下向きの力を受けている。更に、ダイヤフラム押さえ３９で弁箱１に締着されたダイヤフラム４０により、一次圧を受ける受圧室１４と二次圧を受ける中間室６に分離されている。
【００１８】
図は操作ピストン２２が開で、末端の蛇口を止めた停水状態を示しているが、この状態では一次室５、中間室６内の圧力Ｐ１、Ｐ２の関係は、Ｐ１-Ｐ２=３５〜５０ＫＰａ程度の大きな差圧を生じるように、第２逆止弁３０は上流側から７１０ｍｍ水柱以上、できるだけ低い圧力で開くよう、すなわち、小さな差圧を生じるよう、第１逆止ばね２０、第２逆止ばね２９の強度を決めておく。このＰ１とＰ２の圧力差にダイヤフラム４０の有効受圧面積を乗じた力により、逃がし弁３４は、逃がしばね３８を押圧し、逃がし駒パッキン３５が逃がし弁座１２に密着して排水口４側への漏水を止めた状態を保持しつつ、かつ、Ｐ２がＰ１より少なくとも１４ＫＰａ低い状態では開弁し始めるよう、逃がしばね３８の強度を決めておく。
【００１９】
この状態から蛇口を開くと、一次室５側の水は第１逆止弁１７により減圧されて中間室６内に入り込み、更に第２逆止弁３０を下降させて二次室８へと流れ、図示しないが流出口３に接続された下流側配管を通って蛇口へ到達する。蛇口を閉じれば逆止ばね２０、２９に押圧されて逆止弁１７、３０は図１の状態に復帰し、逆止駒パッキン１８が第１逆止弁座７に、逆止環状パッキン２７がシリンダ１０に、内側逆止環状パッキン２８が細径軸部２６にそれぞれ密着する。
【００２０】
流出口３側の圧力が流入口２側の圧力よりも高くなる、いわゆる逆圧現象が発生したときには、第２逆止弁３０が正常に働いている限り、二次室８内の水は中間室６内に逆流することはないが、もし、第２逆止弁３０に異物がはさまったりして漏水が生じたようなときには、Ｐ１とＰ２の圧力差が小さくなり、少なくとも１４ＫＰａになったときには、逃がし弁３４は逃がしばね３８に押圧されて逃がし駒パッキン３５が逃がし弁座１２から離脱し、逆流水を排水側バイパス路１６から排水口４へと排出する。
【００２１】
本管工事等で断水し、一次室５側の圧力が大気圧以下に低下すると、流出口３下流側配管内の水が逆サイホン現象により一次室５側に逆流しようとするが、やはり第１逆止弁１７と第２逆止弁３０により逆流は阻止され、同時に逃がし弁３４は逃がしばね３８と負圧力により最大開口する。この時、第１逆止弁１７の故障で漏れがあったような場合には、排水口４から空気を吸入して配管内の負圧を減少させる。
【００２２】
冬、配管内の水を抜きたいときには、図面は省略するが、室内の制御ボックスに設けられたスイッチを投入すると、駆動ボックス３３内のモーターが回転し、減速歯車を介して駆同軸を下降させ、同時に、操作軸３２を介して操作ピストン２２も下降する。そのとき、まず、環状パッキン２４がシリンダ１０に密着して流入口２側の水を遮断し、さらに下降して、環状パッキン２５がシリンダ１１から離脱したとき、流出側配管内の水を排水口４から排出することになる。流出側配管のヘッドが高いときは、水流により、第２逆止弁３０は第２逆止ばね２９を押圧してシリンダ１１側に移動しようとするが、シリンダ１１が小径なため、その上端に当接して停止し、下端に穿った排水路３１により排水が妨げられることはない。
【００２３】
なお、図示しないが、操作ピストン２２の下端部に、流出側圧力が一定圧以上になったとき、ばねを圧縮して異常圧力を排水口４へ逃がす、一種の安全弁とも言える排水弁を設ければ、凍結により配管器具類が破損するような事故を防止することもできる。
【００２４】
図２に本発明の第２逆止弁側の他の実施例を示すが、本実施例においては、操作ピストン２２には１個の環状パッキン２３しか有しておらず、下端に第２逆止弁３０を管吊り方式で上下動自在に連結している。
【００２５】
第２逆止弁３０はシリンダ１０に密着する逆止環状パッキン２７を装着し、シリンダ１１をガイドとして上下動するようにしている。下端部にピン４１を内部に突出するように設け、側方に縦溝４２を穿った排水弁４３を、第２逆止ばね２９を介して、離脱することなく、かつ上下動自在に連結している。操作ピストン２２と第２逆止弁３０と排水弁４３の連結態様は１例を示しているに過ぎず、他にも種々の方式が考えられる。
【００２６】
排水弁４３は、シリンダ１１下端に形成された、シリンダ１０より小径の排水弁座４４に密着する排水駒パッキン４５を装着し、その下端にガイド部４６を設けている。４７は第２逆止弁３０に設けられた排水横穴である。
【００２７】
図は停水状態を示しているが、この状態から例えば凍結等により流出側配管内の圧力が上昇したときには、第２逆止弁３０が上昇し、ピン４１が縦溝４２の上端に当接する。このとき、シリンダ１０が排水弁座４４より大径を有しているため、水圧力により第２逆止弁３０は、排水弁４３を排水弁座４４から離脱させて上昇し、流出側配管内の異常圧力を排水口４から逃がすため、配管や継手類が破損するような事故は生じない。異常圧力が解消すれば、再び排水弁４３は排水口４を閉塞する。
【００２８】
排水状態にするときは、操作ピストン２２を上昇させれば良く、逆止環状パッキン２７がシリンダ１０に密着したまま、流入側からの水を遮断し、排水弁４３の排水駒パッキン４５が排水弁座４４から離脱して、流出側配管内の水を、排水横穴４７、縦溝４２を経て、排水口４から排出することになる。
【００２９】
本実施例にあっては、図１の止水用の環状パッキン２４と逆止環状パッキン２７を共用し、内側逆止環状パッキン２８を省略できるので、パッキンの事故の確率がその分だけ減少するという特徴がある。
【００３０】
図３の実施例においては、操作ピストン２２と第２逆止弁３０とは連結せず、分離させており、弁箱１の下端部にねじ接続された排水プラグ４８内に収容される排水弁４３と同一軸心上に位置させ、排水口４を逃がし弁３４と排水プラグ４８の中間部に設けるようにしている。
【００３１】
操作ピストン２２には２個の環状パッキン２３、２４を装着し、第２逆止弁３０には、シリンダ１０下端に形成された第２逆止弁座４９に密着する第２逆止駒パッキン５０を装着し、排水弁４３には、排水プラグ４８の排水弁座４４と、排水シリンダ５１に密着する、排水駒パッキン４５と排水環状パッキン４６を装着している。
【００３２】
排水弁座４４と排水シリンダ５１とは排水弁座４４を若干大径にし、流出口３側の圧力Ｐ３による、排水駒パッキン４５に作用する下降力が、小孔５２を通って排水環状パッキン４６に作用する上昇力よりもやや大きくしており、Ｐ３が必要な弁箱の耐圧性能１.７５ＭＰａより一定程度大きくなったとき、排水弁ばね５３に打ち勝って排水弁４３を下降するようにしており、図２の実施例と同様、凍結による事故の防止に有効となる。
【００３３】
逃がし弁３４は、逃がし環状パッキン３６を受圧室１４側に設けることにより図１の逃がし弁台座３７を省略するようにしている。
【００３４】
図は排水状態を示しており、流出側配管内の水は排水プラグ４８の排水横穴４７を通って排水口４から排出しているが、この状態から通水状態にするときは、操作ピストン２２を上昇させれば良く、排水ばね５３に押圧されて排水弁４３も上昇し、排水駒パッキン４５が排水弁座４４に当接した後で、環状パッキン２４がシリンダ１０から上方に離脱する。
【００３５】
本実施例においては、第１、第２逆止駒パッキンを兼用にでき、図１、図２の実施例のように環状逆止パッキンの摩擦力を考慮する必要がないので、より損失水頭が少なく、作動の確実な逆止弁を提供できる特徴がある。
【００３６】
図４に第１逆止弁及び逃がし弁部分の実施例を示すが、本実施例においては、第１逆止弁座７、逃がし弁本体５４に形成された逃がし弁座１２を下向きで、同軸上に設けており、第１逆止弁１７は、図１の二次側バイパス路１３の代わりに逃がし弁３４の内部に設けた二次圧導入孔５５内を上下動するようにしている。
【００３７】
逃がし弁本体５４はＯリング５６とそれより大径のＯリング５７により密封するようにして、二次圧により常に上向きに保持させており、両者間に逃がし横穴５８を設けて排水側バイパス路１６、排水口４に連通させている。
【００３８】
本実施例にあっては、ダイヤフラム４０の大きさを適宜に選択すれば、第１逆止ばねと逃がしばねを共用でき、部品数が少なく、切削箇所を減らすことができるなどの特徴がある。
【００３９】
【発明の効果】
上述したように本発明においては、上流側に大きな差圧を生じさせる第１逆止弁を、下流側の操作ピストンと同軸上に、小さな差圧を生じさせる第２逆止弁を位置させ、その間の中間室に逃がし弁を設けて、逃がし弁からの排水と流出側配管内の排水を一つの排水口から排出させることにより、非常にコンパクトで、従来の減圧式逆流防止器とほとんど変わらないスパンの、しかも継手類で接続する必要がないので、その分だけ損失水頭が小さく、コストが安くなり、経済的効果が大きいだけでなく、凍結等で流出側配管内の圧力が上昇したとき、異常圧力を排水口へ逃がして、配管器具類を破損させない構造が容易に実現できるという、寒冷地で使用するに最も適した減圧式逆流防止型ドレンバルブ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１実施例を示す、停水状態に於ける縦断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す、同じく停水状態を示す、部分縦断面図である。
【図３】本発明のもう一つの実施例を示す、排水状態における部分縦断面図である。
【図４】本発明のもう一つ別の実施例を示す、停水状態における部分縦断面図である。
【符号の説明】
１ 弁箱 ２ 流入口
３ 流出口 ４ 排水口
５ 一次室 ６ 中間室
７ 第１逆止弁座 ８ 二次室
９,１０,１１ シリンダ １２ 逃がし弁座
１３ 二次側バイパス路 １４ 受圧室
１５ 一次側バイパス路 １６ 排水側バイパス路
１７ 第１逆止弁 １８ 逆止駒パッキン
１９ ボンネット ２０ 第１逆止ばね
２１ 圧力逃がし用穴 ２２ 操作ピストン
２３,２４,２５ 環状パッキン ２６ 細径軸部
２７ 逆止環状パッキン ２８ 内側逆止環状パッキン
２９ 第２逆止ばね ３０ 第２逆止弁
３１ 排水路 ３２ 操作軸
３３ 駆動ボックス ３４ 逃がし弁
３５ 逃がし駒パッキン ３６ 逃がし環状パッキン
３７ 逃がし弁台座 ３８ 逃がしばね
３９ ダイヤフラム押さえ ４０ ダイヤフラム
４１ ピン ４２ 縦溝
４３ 排水弁 ４４ 排水弁座
４５ 排水駒パッキン ４６ ガイド部
４７ 排水横穴 ４８ 排水プラグ
４９ 第２逆止弁座 ５０ 第２逆止駒パッキン
５１ 排水シリンダ ５２ 小孔
５３ 排水弁ばね ５４ 逃がし弁本体
５５ 二次圧導入孔 ５６,５７ Ｏリング
５８ 逃がし横穴

Claims (5)

1. 弁箱の上流側に、第１逆止ばねに押圧された第１逆止弁を、その下流側に、電動で駆動されて通水状態または排水状態を選択する操作ピストンと、その前記操作ピストンと同軸上にもうけられる第２逆止ばねに押圧された第２逆止弁を配して、両者間に中間室を形成し、その中に、中間室の二次圧と第１逆止弁上流の一次室の一次圧との差圧を受け、逃がしばねにより作動する逃がし弁を収容するとともに、弁箱の下端部に流出側配管と中間室からの水を一所で排水させる排水口を形成し、上記第１逆止弁は一次室と中間室の圧力差が３５〜５０ＫＰａ程度の大きな差圧が生じるよう、第２逆止弁は上流側から７１０ｍｍ水柱以上のできるだけ低い圧力で開くように設定したことを特徴とする減圧式逆流防止型ドレンバルブ。
2. 弁箱の中間室と流出口間にシリンダをもうけ、上記シリンダに密着して止水する逆止環状パッキンを装着する第２逆止弁を操作ピストンの細径軸部に嵌挿してなる、請求項１記載の減圧式逆流防止型ドレンバルブ。
3. 上記シリンダに密着する逆止環状パッキンを装着する第２逆止弁を操作ピストン下端に上下動自在に連結し、さらに第２逆止弁下端に、排水口を閉塞する排水弁を第２逆止ばねを介して上下動自在に連結してなる請求項１記載の減圧式逆流防止型ドレンバルブ。
4. 上記シリンダ下端に第２逆止弁座を、さらにその下方部に、排水弁座をそれぞれ下向きに形成し、両者間に第２逆止弁を位置させるとともに、排水弁座を閉塞する排水駒パッキンと上記排水駒パッキンよりやや小径の排水環状パッキンを装着し、内部に流出口からの圧力水導入孔をもうける排水弁を排水ばねにより上向きに押圧してなり、排水時には、操作ピストンが第２逆止弁を介して排水弁を押圧して排水させるようにしたことを特徴とする、請求項１記載の減圧式逆流防止型ドレンバルブ。
5. 第１逆止弁と逃がし弁を同一軸心上に上向きに配置して、第１逆止ばねと逃がしばねを共用してなる、請求項１、２、３又は４記載の減圧式逆流防止型ドレンバルブ。

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