JP4625767B2 - 縁切り装置 - Google Patents

Description

本発明は、二次側流路から一次側流路への水の逆流を阻止する縁切り装置に関する。

従来の縁切り装置として、図７に示すものが提案されている。この縁切り装置は、管路１３の途中に接続される主管２２の内部に一次側逆止弁２３及び二次側逆止弁２４が収容され、主管２２に一体形成された枝管２６に縁切り弁２７が装着されている。この縁切り弁２７は、枝管２６の内部に形成された弁収容室３０に収容された弁本体３２を備え、一次側管路１３ａからの一次側圧力をパイロット圧としてパイロット圧付与室４３に付与することにより弁本体３２を閉弁位置に保持するようになっている。前記弁収容室３０には前記弁本体３２を常には開弁位置に付勢するためのバネ４８が収容されている。そして、上水道管の破裂により一次側管路１３ａの一次側圧力が二次側管路１３ｂの二次側圧力よりも低く（例えば−５４キロパスカル）なった場合に、図８に示すようにバネ４８により弁本体３２が開弁位置に移動される。又、一次側逆止弁２３及び二次側逆止弁２４が共に異物（例えば、水路に配設されたフィルターを通過する直径０．３ｍｍ程度のゴミ）を噛み込んだ場合に、二次側逆止弁２４の異物の噛み込みにより生じた隙間から前記主管２２の内部に浸入した逆流水を枝管２６内の連通路２９を通して枝管２６の下部に形成された排出口４１から外部に矢印Ｐｗで示すように排出する。一方、同じ逆流水排出口４１から外部の空気を吸入して、矢印Ｐａで示すように一次側逆止弁２３に異物の噛み込みにより形成された隙間を通して一次側管路１３ａ側へ空気を吸入して負圧破壊がなされるようになっている。

ところが、従来の縁切り装置は、前記枝管２６内の連通路２９が一つの共通の連通路となっているので、連通路２９内の矢印Ｐａで示す空気流によって、矢印Ｐｗで示す逆流水が連通路２９の上側に引き寄せられて、逆流水が一次側管路１３ａ側に浸入するという問題があった。なお、前記連通路２９及び排出口４１の管路面積が大きい場合には、逆流水は空気流の影響を殆ど受けず、上述した問題は生じないが、管路面積が小さい場合には上記問題を解消することはできない。

本発明は、一次側管路の一次側圧力が二次側管路の二次側圧力よりも低くなった場合に、二次側管路から一次側管路へ逆流水が浸入するのを防止することができる縁切り装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、一次側管路と二次側管路との間に接続される主管に一次側逆止弁及び二次側逆止弁を設け、前記両逆止弁の間の主管に枝管を設け、該枝管の内部に一つの弁収容室を設け、該弁収容室と前記主管内部の流路とを連通する一つの連通路との境界部に一つの弁座を設け、前記弁収容室に前記弁座を開閉する一つの弁本体を収容し、該弁本体の背面側に該弁本体を前記一次側管路の水の圧力により閉弁位置に保持するパイロット圧付与室を設け、前記弁収容室内に前記弁本体を開弁位置へ付勢する付勢手段を設け、前記連通路を区画壁により上側に位置する吸気通路と、下側に位置する逆流水通路とに区画形成し、前記枝管の上部に対し外部から空気を前記弁収容室の上部空間に吸入するための吸気口を設け、該吸気口、前記弁収容室の上部空間及び前記吸気通路によって、外部から主管の流路内に空気を導入するための空気導入経路を形成し、前記枝管の下部に対し前記弁収容室の下部空間と外部とを連通する逆流水排出口を設け、前記逆流水通路、前記弁収容室の下部空間及び前記逆流水排出口によって、主管内の流路の逆流水を外部に排出するための逆流水排出経路を形成したことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、一次側管路と二次側管路との間に接続される主管に一次側逆止弁及び二次側逆止弁を設け、前記両逆止弁の間の主管に枝管を設け、該枝管の内部に一つの弁収容室を設け、該弁収容室と前記主管内部の流路とを連通する一つの連通路との境界部に一つの弁座を設け、前記弁収容室に前記弁座を開閉する一つの弁本体を収容し、該弁本体の背面側に該弁本体を前記一次側管路の水の圧力により閉弁位置に保持するパイロット圧付与室を設け、前記弁収容室内に前記弁本体を開弁位置へ付勢する付勢手段を設け、前記連通路を区画壁により上側に位置する吸気通路と、下側に位置する逆流水通路とに区画形成し、前記枝管の下部に対し前記弁収容室の下部空間と外部とを連通する逆流水排出口を設け、前記逆流水通路、前記弁収容室の下部空間及び前記逆流水排出口によって、主管内の流路の逆流水を外部に排出するための逆流水排出経路を形成し、吸気口の機能を兼用する前記逆流水排出口、前記弁収容室及び前記吸気通路によって、外部から主管の流路内に空気を導入するための空気導入経路を形成したことを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又２において、前記パイロット圧付与室は、可撓性を有するシートよりなるダイヤフラムによって構成され、該ダイヤフラムに弁本体の背面が接触されていることを要旨とする。

請求項１記載の発明によれば、主管の内部の流路と枝管の内部の弁収容室とを連通する枝管の内部の連通路が上側の吸気通路と下側の逆流水通路とに区画されている。このため、一次側管路の一次側圧力が二次側管路の二次側圧力よりも低くなった場合に、付勢手段により弁本体が閉弁位置から開弁位置に移動される。又、二次側逆止弁の異物の噛み込みにより生じた隙間から前記主管の内部に浸入した逆流水は枝管内の逆流水通路を通して枝管の下部に形成された排出口から外部に排出される。一方、一次側逆止弁に異物の噛み込みにより隙間が形成されると、前記空気導入経路から外部の空気が吸入され、前記隙間を通して一次側管路側へ空気が吸入される。従って、吸気通路内の空気流と逆流水通路内の逆流水が互いに干渉されることはなく、空気流に逆流水の一部が混入するのを無くして、二次側管路から一次側管路へ逆流水が浸入するのを防止することができる。

又、請求項１記載の発明は、弁収容室に対し一つの弁座を開閉する一つの弁本体を収容するのみであるため、構造を簡素化して、部品点数を低減し、製造及び組付け作業を容易に行い、コストを低減することができる。

請求項２に記載の発明は、吸気口の機能を兼用する前記逆流水排出口、前記弁収容室及び前記吸気通路によって、外部から主管の流路内に空気を導入するための空気導入経路を形成しているので、構造を簡素化すことができる。
請求項３に記載の発明は、前記パイロット圧付与室が可撓性を有するシートよりなるダイヤフラムによって構成され、該ダイヤフラムに弁本体の背面が接触されている。このため、弁本体とダイヤフラムを連結する部品が不要となり、部品点数を低減し、縁切り装置の小型化を図ることができる。

以下、本発明を給湯システムの縁切り装置に具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
この実施形態の給湯システムの温水供給装置１１は、図４に示すように上水道から供給される水を給湯用熱交換器１２で加熱して湯を生成し、この湯と水を混合して適度の温度の温水を生成するようになっている。この温水供給装置１１には管路１３を通して図４の左下に示す浴槽１４に温水が供給されるようになっている。前記管路１３の上流側の途中に接続された電磁開閉弁１５と、前記浴槽１４との間の管路１３には、ユニット化された縁切り装置２１が接続されている。

前記縁切り装置２１を構成する円筒状の主管２２の上流側（図４の上側）の弁収容室２２ａには、一次側逆止弁２３が収容され、下流側（図４の下側）の弁収容室２２ｂには、二次側逆止弁２４が収容されている。この実施形態では、前記一次側逆止弁２３の上流側の管路を一次側管路１３ａとし、二次側逆止弁２４の下流側の管路を二次側管路１３ｂとしている。例えば、上水道管の破裂により前記一次側管路１３ａ内の温水の一次側圧力が二次側管路１３ｂ内の温水の二次側圧力よりも低くなった場合に、前記一次側及び二次側逆止弁２３，２４によって浴槽１４から二次側管路１３ｂ、主管２２及び一次側管路１３ａを通して温水供給装置１１側へ水が逆流するのを防止するようにしている。

前記主管２２には前記一次側及び二次側逆止弁２３，２４の間に形成された流路２５に連通するように枝管２６が一体に形成され、この枝管２６に縁切り弁２７が装着されている。前記枝管２６の先端開口縁には、蓋体２８が接合され、図示しないボルトにより枝管２６に固定されている。

前記枝管２６の基端部（流路２５）側の内部には、横円筒状をなす小径の連通路２９が形成され、先端部側の内部には、同じく横円筒状をなす大径の弁収容室３０が前記連通路２９と連通するように、かつ同心状に形成されている。前記連通路２９と弁収容室３０の境界部には一つの弁座３１が形成され、この弁座３１と対応して前記弁収容室３０には一つの弁本体３２が収容されている。この弁本体３２の背面（図４の右端面）には、ダイヤフラム３３が接触され、該ダイヤフラム３３の外周縁は前記枝管２６の先端面（図４の右端面）と蓋体２８の接合面との間に挟着固定されている。前記ダイヤフラム３３は弁本体３２のストロークが長くなるように可撓性を有するシートにより形成されている。前記弁本体３２の先端部（図４の左端部）外周面に形成された環状溝３２ａには、一つのシールリング３４が嵌着され、該シールリング３４が前記弁座３１に接触されることにより前記連通路２９と弁収容室３０との連通状態が遮断されるようになっている。

前記枝管２６の連通路２９の中心部には、図１及び図３に示すように、横円筒状の案内筒３５が枝管２６と同心状に一体形成され、この案内筒３５の外周面と前記連通路２９の内周面との間には、三箇所に区画壁３６が半径方向に放射状に、かつ連通路２９の周方向に等間隔に一体形成されている。各区画壁３６によって前記連通路２９は最上部に位置する横断面が扇状をなす一つの吸気通路３７と、下部左右両側に位置する同じく扇状をなす二つの逆流水通路３８とに区画されている。前記一次側逆止弁２３は、前記吸気通路３７の付近に、前記二次側逆止弁２４は前記逆流水通路３８の付近に配設されている。

前記枝管２６の上部外周面には、大気から空気を前記弁収容室３０に導入する吸気口３９を有する吸気筒部４０が一体に形成されている。又、前記枝管２６の下部外周面には、前記弁収容室３０と外部を連通する逆流水排出口４１を有する排出筒部４２が一体に形成されている。

図４に示すように前記ダイヤフラム３３の右側の受圧面と前記蓋体２８の内側面との間にはパイロット圧付与室４３が形成され、該パイロット圧付与室４３は前記蓋体２８に一体形成されたパイロット圧付与通路４４を有する筒部４５及び該筒部４５と前記浴槽１４の上流側の一次側管路１３ａとを連通するパイロット配管１３ｃによって連通されている。そして、温水の圧力を前記パイロット圧付与室４３に作用させて弁本体３２を図４に示す閉弁位置に保持するようにしている。

前記弁本体３２の中心部には前記案内筒３５の中心部に形成された案内通路３５ａに挿入される案内ロッド４６が一体に形成されている。前記案内ロッド４６の外周側にはバネ収容室４７が形成され、該バネ収容室４７に収容された付勢手段としてのコイル状のバネ４８の先端部を前記案内筒３５の端部に形成されたバネ受け部３５ｂに係止するようにしている。このバネ４８によって弁本体３２が常には図１に示す開弁位置へ付勢されるようにしている。

この実施形態では、図１に示すように、前記吸気筒部４０の吸気口３９、弁収容室３０の前記パイロット圧付与室４３と反対側の上部空間及び吸気通路３７によって外部から空気を前記主管２２内の流路２５に導くための空気導入経路５１が構成されている。又、前記逆流水通路３８、弁収容室３０の前記パイロット圧付与室４３と反対側の下部空間及び排出筒部４２の逆流水排出口４１によって前記流路２５内に浸入した逆流水を外部に排出するための逆流水排出経路５２が構成されている。

次に、前記のように構成された給湯システムの縁切り装置の動作を説明する。
図４は温水供給装置１１から一次側管路１３ａ、パイロット配管１３ｃ及びパイロット圧付与通路４４を通してパイロット圧付与室４３に温水によるパイロット圧が付与され、弁本体３２がバネ４８の弾性力に抗して、弁座３１に接触されて、空気導入経路５１及び逆流水排出経路５２を閉鎖する閉弁位置に保持された状態を示す。この状態において、前記電磁開閉弁１５が開放されると、一次側管路１３ａから主管２２内の流路を通して二次側管路１３ｂに温水が供給され、浴槽１４に温水が供給される。浴槽１４内に所定量の温水が供給されると、電磁開閉弁１５が閉鎖され、温水の供給が停止される。

前記電磁開閉弁１５が開放された状態で、例えば上水道の管破裂等により一次側管路１３ａ内の一次側圧力が二次側管路１３ｂ内の二次側圧力よりも低くなった場合には、パイロット圧付与室４３内の圧力も低下して、バネ４８により弁本体３２が図４に示す閉弁位置から図１に示す開弁位置に移動される。そして、浴槽１４内の水が主管２２内を逆流しようとするが、前記一次側逆止弁２３及び二次側逆止弁２４が共に正常に機能する場合には、水の逆流が阻止され、温水供給装置１１への逆流水の浸入が阻止される。

前記一次側及び二次側逆止弁２３，２４のうち一次側逆止弁２３のみが例えば異物を噛み込んで異常状態となった場合には、空気導入経路５１が開放されているので、外部から空気が空気導入経路５１を通して流路２５内に吸入され、一次側逆止弁２３に形成された隙間から一次側管路１３ａに空気が導入され、負圧破壊がなされる。又、二次側逆止弁２４が正常に機能するため、温水供給装置１１側に逆流水が浸入することはない。

前記一次側及び二次側逆止弁２３，２４のうち二次側逆止弁２４のみが例えば異物を噛み込んで異常状態となった場合には、逆流水排出経路５２が開放されているので、流路２５内に浸入した逆流水は逆流水排出経路５２を通して外部に排出される。又、一次側逆止弁２３が正常に機能するため、温水供給装置１１側に逆流水が浸入することはない。

前記一次側及び二次側逆止弁２３，２４が共に異物の噛み込みにより異常状態となった場合には、外部から空気導入経路５１を通して空気が図１の矢印Ｐａで示すように流路２５に吸入され、一次側逆止弁２３に形成された異物の噛み込みによる隙間から一次側管路１３ａを通して温水供給装置１１側へ吸入され、負圧破壊がなされる。一方、浴槽１４から二次側管路１３ｂ及び二次側逆止弁２４に形成された異物の噛み込みによる隙間を通して流路２５内に浸入した逆流水は、図１の矢印Ｐｗで示すように逆流水排出経路５２を通して外部に排出される。従って、主管２２の流路２５内の逆流水が一次側逆止弁２３に形成された隙間から一次側管路１３ａを通して温水供給装置１１側へ浸入することはない。

上記実施形態の縁切り装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、前記主管２２内の流路２５と弁収容室３０を連通する連通路２９を区画壁３６により吸気通路３７と逆流水通路３８に区画し、枝管２６に吸気口３９を有する吸気筒部４０と逆流水排出口４１を有する排出筒部４２を設け、空気導入経路５１と逆流水排出経路５２を個別に形成した。このため、例えば上水道の管破裂などにより一次側管路１３ａ側の一次側圧力が二次側管路１３ｂ内の二次側圧力よりも低くなり、かつ一次側及び二次側逆止弁２３，２４が異物の噛み込み等により共に異常状態の場合において、外部から空気導入経路５１を通して流路２５内に吸入される空気と、浴槽１４側から逆流水排出経路５２を通して外部に排出される逆流水とが互いに干渉し合うのを阻止して、逆流水が誤って温水供給装置１１側に浸入するのを防止することができる。

（２）上記実施形態では、図３に示すように、逆流水通路３８の通路面積が吸気通路３７の通路面積の二倍になるようにしたので、流路２５に浸入した逆流水を逆流水排出経路５２を通して外部に効率良く排出することができる。

（３）上記実施形態では、可撓性を有するシートよりなるダイヤフラム３３に弁本体３２の背面を接触したので、両部材を連結する部品が不要となり、部品点数を低減し、縁切り弁２７の小型化を図ることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図５に示すように、前記吸気筒部４０を省略すると共に、空気導入経路５１を前記吸気通路３７、案内筒３５と弁本体３２との間に形成された空間５３及び排出筒部４２の逆流水排出口４１の一部により構成してもよい。この実施形態では、前記弁本体３２が図５に示すように開弁位置に移動された状態で、弁座３１と弁本体３２の先端面との間に排水や吸気を妨げないような通路面積が確保されるようにしている。又、前記排出口４１の直径寸法も排水や吸気を妨げないように大きく設定されている。

この実施形態では、弁収容室３０及び逆流水排出口４１において、空気導入経路５１と逆流水排出経路５２が区画されていないが、連通路２９が吸気通路３７と逆流水通路３８に区画されているので、吸気通路３７内の空気流に逆流水通路３８内の逆流水が混入するのを防止することができる。

・図６（ａ）に示すように、吸気筒部４０の指向方向を水平にしてもよい。（ｂ）に示すように、同じ通路面積の吸気通路３７及び逆流水通路３８を上下に一つ形成してもよい。（ｃ）に示すように、吸気通路３７及び逆流水通路３８を上下に一つ形成すると共に、吸気筒部４０の指向方向を水平にしてもよい。（ｄ）及び（ｅ）に示すように、排出筒部４２及び排出筒部４２の指向方向を共に水平にしてもよい。

・図１に示す実施形態において、図示しないが前記弁本体３２をスプール弁にしてもよい。
前記実施形態から把握される請求項以外の技術的思想について説明する。

（１）請求項１〜３のいずれか一項において、前記逆流水通路の通路断面積は吸気通路の通路断面積よりも大きく形成されていることを特徴とする縁切り装置。
この発明では、逆流水通路の通路断面積が大きいので、逆流水を円滑に外部に排出することができる。

（２）請求項１〜３のいずれか一項において、前記主管の内部には、前記吸気通路の付近に位置する一次側逆止弁と、前記逆流水通路の付近に位置する二次側逆止弁が収容されていることを特徴とする縁切り装置。

この発明では、主管の長さを短くしてユニット化された縁切り装置を小型化することができる。

本発明を給湯システムの縁切り装置に具体化した一実施形態を示す縁切り状態の縦断面図。 図１の１−１線断面図。 図１の２−２線断面図。 給湯システム全体を示す回路図。 この発明の縁切り装置の別の実施形態を示す縦断面図。 （ａ）〜（ｅ）は、吸気通路及び逆流水通路の変形例、吸気筒部及び排出筒部の変形例を示す断面図。 従来の給湯システムの縁切り装置の不作動状態を示す縦断面図。 従来の縁切り装置の作動状態を示す縦断面図。

符号の説明

１３ａ…一次側管路、１３ｂ…二次側管路、２２…主管、３０…弁収容室、２５…流路、２６…枝管、２９…連通路、３１…弁座、３２…弁本体、３３…ダイヤフラム、３６…区画壁、３７…吸気通路、３８…逆流水通路、３９…吸気口、４１…逆流水排出口、４３…パイロット圧付与室、５１…空気導入経路、５２…逆流水排出経路。

Claims (3)

1. 一次側管路と二次側管路との間に接続される主管に一次側逆止弁及び二次側逆止弁を設け、前記両逆止弁の間の主管に枝管を設け、該枝管の内部に一つの弁収容室を設け、該弁収容室と前記主管内部の流路とを連通する一つの連通路との境界部に一つの弁座を設け、前記弁収容室に前記弁座を開閉する一つの弁本体を収容し、該弁本体の背面側に該弁本体を前記一次側管路の水の圧力により閉弁位置に保持するパイロット圧付与室を設け、前記弁収容室内に前記弁本体を開弁位置へ付勢する付勢手段を設け、前記連通路を区画壁により上側に位置する吸気通路と、下側に位置する逆流水通路とに区画形成し、前記枝管の上部に対し外部から空気を前記弁収容室の上部空間に吸入するための吸気口を設け、該吸気口、前記弁収容室の上部空間及び前記吸気通路によって、外部から主管の流路内に空気を導入するための空気導入経路を形成し、前記枝管の下部に対し前記弁収容室の下部空間と外部とを連通する逆流水排出口を設け、前記逆流水通路、前記弁収容室の下部空間及び前記逆流水排出口によって、主管内の流路の逆流水を外部に排出するための逆流水排出経路を形成したことを特徴とする縁切り装置。
2. 一次側管路と二次側管路との間に接続される主管に一次側逆止弁及び二次側逆止弁を設け、前記両逆止弁の間の主管に枝管を設け、該枝管の内部に一つの弁収容室を設け、該弁収容室と前記主管内部の流路とを連通する一つの連通路との境界部に一つの弁座を設け、前記弁収容室に前記弁座を開閉する一つの弁本体を収容し、該弁本体の背面側に該弁本体を前記一次側管路の水の圧力により閉弁位置に保持するパイロット圧付与室を設け、前記弁収容室内に前記弁本体を開弁位置へ付勢する付勢手段を設け、前記連通路を区画壁により上側に位置する吸気通路と、下側に位置する逆流水通路とに区画形成し、前記枝管の下部に対し前記弁収容室の下部空間と外部とを連通する逆流水排出口を設け、前記逆流水通路、前記弁収容室の下部空間及び前記逆流水排出口によって、主管内の流路の逆流水を外部に排出するための逆流水排出経路を形成し、吸気口の機能を兼用する前記逆流水排出口、前記弁収容室及び前記吸気通路によって、外部から主管の流路内に空気を導入するための空気導入経路を形成したことを特徴とする縁切り装置。
3. 請求項１又は２において、前記パイロット圧付与室は、可撓性を有するシートよりなるダイヤフラムによって構成され、該ダイヤフラムに弁本体の背面が接触されていることを特徴とする縁切り装置。

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