JP4646967B2 - 流体弁組立 - Google Patents

Description

本発明は、使用済生活用水の再利用システム等に利用できる流体弁組立に関する。

雨水や、使用済の浴槽水を再利用するシステムについて数多くの提案がなされている。特許文献１は、水道の水流で風呂水をトイレ用水に再利用する装置を提案している。
この装置は、水道水を利用した佐藤式揚水装置を使用して風呂水をトイレ用水等に利用するものである。排水路には水量調節弁，逆止弁が使用される。
特許文献２は、排水供給装置の考案を開示している。この考案は、浴槽や貯水槽に排水汲み上げ用の水中ポンプの吸い込み部を接続するとともに、同水中ポンプの吐出部を複数に分岐して排水管に逆止弁や止水弁やフロートセンサを取り付け、同排水管の各吐出部には排水を利用する洗濯機の洗濯槽や水洗トイレ集水タンクや消火栓に接続したものである。
特開２００６−２９９７７０号公報 実用新案登録第３１１５２７３号公報

前記いずれの特許文献記載の発明考案も、排水等を利用するのであるから、省エネルギー，省資源の観点から時を得たものであるが、水道水圧を不可欠とする（特許文献１）特殊の揚水ポンプを使用するものであったり、既存の水中ポンプを浴槽内に使用の度に配置する（特許文献２）など、必ずしも使い勝手が良いとは言えない問題がある。

本発明の目的は、下流側流体の吸引または減圧により自動的に流体経路が形成され、吸引または減圧の停止により自動的に流体経路が閉鎖される流体弁組立を提供する。
本発明のさらに詳細な目的は前記流体弁組立を生活用水再利用システムに使用可能な流体弁組立を提供することにある。
さらには、前記流体弁組立が簡単で確実な動作を確保できる構成であり、この流体弁組立を用いれば前記システムを容易に構成できる流体弁組立を提供することを具体的な目的とするものである。

前記目的を達成するために本発明による流体弁組立が解決した手段を説明する。
手段１〜５があるのでこれを実施例の符号を付して列挙する。
（手段１）本発明による手段１（請求項１対応）の流体弁組立は、
生活用水の再利用に用いる流体弁組立において、
下流の配管に接続され下流の管となる筒体２００と、
筒体２００に接続され上流の管に接続される弁箱３００と、
内部に上流と下流を接続する流通経路１０５を有し、
弁箱３００内で上流から下流への流通を遮断する遮断位置と上流から下流への流通を許容する接続位置間を移動可能であり、
使用時に前記遮断位置方向に付勢され、下流側から吸引減圧されると前記接続位置に移動可能に配置された弁体１００とを具備し、
弁体１００は、前記遮断位置では弁体１００の流通経路１０５の上流開口１０５i が弁箱３００内で遮断され、前記接続位置では弁箱３００内で開放され上流と下流を接続するように構成され、
さらに弁体１００は、
弁体上筒蓋１０１ａを一体に設け、蓋１０１ａを含む弁体上筒１０１の一部が筒体２００の管内に配置された弁体上筒１０１と、
弁体上筒１０１に一体に結合される弁体の弁板１０３を備え、
弁体上筒１０１と弁体の弁板１０３内に設けられた弁体の流通経路１０５の入口１０５i は、略円板状の弁体の弁板１０３の外周面に１以上設けられており、弁体の流通経路１０５の出口１０５o は、弁体上筒１０１に１以上設けられており、
流通経路１０５の入口１０５i は、前記遮断位置では弁箱３００内の弁板用座３０１に接しており、流通経路１０５の出口１０５o は、前記接続位置では弁体上筒蓋１０１ａが筒体２００の弁体上筒蓋用下流筒座２０１から離脱して下流の弁箱３００に接続される配管に開口連通することを特徴とするものである。

（手段２）手段１記載の流体弁組立において、弁体１００は、弁箱３００への上流水の流入方向とは直角方向に移動可能に支持されており、弁板１０３は、前記流入方向に略直角であるように構成することができる。

（手段３）手段１，手段２のいずれかに記載の流体弁組立において、前記流体弁組立の入口開口（弁箱内空間３０５につながるフランジ３０２内開口）は上流水源に接続され、出口開口（流体弁組立の一部を形成する下流側の筒体２００）は、汲上げ用ポンプ２を有する下流配管に接続されているように構成することができる。

（手段４）手段３記載の流体弁組立において、前記上流水源は、水道水以外の利用可能な水、浴槽の水，雨水であり、前記下流配管に接続されている利用側の器具は洗濯機，水洗トイレ用のタンクであるように構成することができる。

（手段５）手段４記載の流体弁組立において、汲上げ用ポンプ２は、利用側の器具からの手動または自動による制御により駆動されるように構成することができる。

本発明による流体弁組立は、以上のように構成されているから、従来の流体弁組立のように組立それ自体を電磁ソレノイドや水道水で駆動しなくても、下流のポンプの駆動により開閉することができる。

以下図面等を参照して本発明による流体弁組立の実施形態を説明する。
流体弁組立１の実施形態において、流体弁組立１は、弁箱３００と、弁体１００と、弁体１００を使用状態で上下動可能に支持する筒体２００とを含み、筒体２００は弁体１００を支持した状態で弁箱３００に結合される。

図１Ａ〜図１Ｃは、弁体１００の構造を説明するための図、図１Ｄは、弁体１００と筒体２００の結合状態を示す図である。
図２Ａ，図２Ｂは、弁箱３００の構造を説明するための図である。
図３Ａ，図３Ｂは、流体弁組立１の動作を説明するための図である。
なお、本願明細書において、各図は図２Ａ，図２Ｂのフランジ３０２の方向から見た状態を正面図としている。図示の例において、図２Ａ，図２Ｂの上、下を天地とすると、図２Ａ，図２Ｂは側面図となる。

（弁体の実施形態）図１Ａ〜図１Ｃに示すように弁体１００は、弁体上筒１０１と弁体の弁板１０３からなり、弁板１０３の弁体の結合小筒１０３ａは、弁体上筒１０１の中心孔に嵌入固定されている。この実施形態において弁体上筒１０１は軽い材料（樹脂）、弁板１０３は金属で製造されている。弁板１０３は図１Ｂに示されているように前後の面は斜面となっている。そして弁板１０３の内部には流通経路１０５が設けられており、流通経路１０５の入口（上流開口）１０５i が弁板１０３の最下端および左右に対に設けられており、流通経路１０５の出口（下流開口）１０５o が弁体上筒１０１の弁体上筒蓋１０１ａの下の円筒に左右、前後に４個設けられている。

（筒体の実施形態）図１Ｄに示すように流体弁組立の一部を形成する下流筒である筒体２００の下端寄りには中心に弁体上筒１０１の筒部が遊嵌される中心孔を有する弁体上筒蓋用下流筒座２０１が設けられている。筒体２００の下流筒座２０１の下側には筒体の弁箱結合ねじ（雌ねじ）２０３が設けられている。弁体１００が図１Ｄの状態にあるときは前述の４個の出口（下流開口）１０５o は、弁体上筒蓋用下流筒座２０１の下側に位置している。

（弁箱の実施形態）図２Ａ，図２Ｂに示すように、弁箱３００には、弁箱内空間３０５が形成されており、この空間には各図の弁箱フランジ３０２側から流体が供給される。フランジ３０２の中心には上流の配管がねじ結合される雌ねじ３０４が設けられている。弁箱内空間３０５の内周には、空間内に配置され、上下させられる弁板１０３に対応する弁板用座３０１が設けられている。この弁板用座３０１は、弁体１００が、図１Ｄの状態で結合された場合（図３Ａに対応する）に弁板１０３の上下方向の中心近辺から、下方の外周を挟み込むようにして受け入れて、３個の入口（上流開口）１０５i を閉鎖する。
弁箱内空間３０５の中心軸と直交する上側に筒体２００に結合する下流筒結合ねじ（雄ねじ部）３０３が設けられており、その中心に、弁体１００の弁箱内空間３０５への挿入を案内するとともに弁体１００の移動を案内するガイド孔３０６が設けられている。

（流体弁組立の動作）次に図３Ａ，図３Ｂを参照して流体弁組立の動作を説明する。
なお、この実施例では弁体が各図に示す姿勢間を移動可能な状態で使用される。
弁体１００の中心軸は垂直方向にあり、弁箱の中心軸は水平面内にある。したがって、弁体は重力により図中下方に付勢されている。なおこの付勢力をばねを用いて増加減少させることができる。この付勢は少なくとも弁体１００に及ぼされる浮力に打ち勝って下方向に付勢がなければならない。前記姿勢で使用しない場合、例えば前記各軸が水平面にあるような場合は、図示しないばねなどを用いて弁体１００に弁箱フランジ３０２方向への付勢力を付与しておく必要がある。

図３Ａは筒体２００が、弁箱３００の雄ねじ部３０３に結合され、弁体１００の弁板１０３が、弁箱３００の弁板用弁座３０１に結合して、入口（上流開口）１０５i が、閉鎖されている状態を示している。そしてこのとき出口（下流開口）１０５o は、弁体上筒蓋用下流筒座２０１の下側にある。
図３Ｂは筒体２００が、弁箱３００の雄ねじ部３０３に結合された状態で、弁体１００が引き上げられて、弁板１０３が弁箱３００の弁板用弁座３０１から離脱した状態を示している。この状態において入口（上流開口）１０５i は弁箱内空間３０５内の流体に対して開放されている。弁体上筒蓋１０１ａは筒体２００の筒体内空間２０４内に引き上げられ、弁体１００の流通経路の出口１０５o は、下流の空間に対して開放され、弁箱内空間３０５（上流の空間）から筒体２００の筒体内空間２０４（下流の空間）への流通経路１０５が形成されることになる。
この図３Ｂの状態は、何らかの理由により下流側の圧力が上流側のそれよりも低くなった場合に形成され、これにより上流から下流への流体の移動が可能な状態が形成される。

何らかの理由により図３Ｂの状態で下流側の圧力が上流の圧力を越える（逆流の可能性が発生）と、弁体１００は、図３Ｂの方向から図３Ａの方向に移動させられ、逆流は阻止される。図３Ａの状態は閉鎖されている状態を示し、このとき出口（下流開口）１０５o も弁体上筒蓋用下流筒座２０１の下側にあり、下流からの逆流を受け入れない状態が形成される。

（本発明による流体弁組立を用いたシステム）前述した流体弁組立１を用いて、使用済水道水等の再利用を図るシステムを構成することができる。
図４は、本発明による流体弁組立１を使用済水（使用済風呂水）の再利用を図るシステムに導入した例を示す略図である。
浴槽５には水道水が接続されたボイラ４からの温水が配管１５を介して接続され、循環金具５ａからの浴槽５の水は還流配管１６を介してボイラ４にもどされる。
還流配管１６にはＴ分岐路３が設けられており、Ｔ分岐路３の出口は、流体弁組立１のフランジ３０２へ接続される。還流配管１６から浴槽５の使用済の水が、Ｔ分岐路３で分岐され、配管１７を介して流体弁組立１の弁箱内空間３０５（図３Ａ等参照）に供給される。
流体弁組立１の一部を形成する下流筒である筒体２００の一端は、継手２０５（図示せず）を介して下流の配管１８に接続され、汲上げ用ポンプ２に接続されている。汲上げ用ポンプ２の汲上げ水は配管１９を介して、洗濯機６と水洗トイレ８のロータンク７に接続されている。２１はドレイン弁であり、この位置および他の適当な位置に設けることができ、水路のテストや流体弁組立１の動作レベルの調整の折に利用される。

汲上げ用ポンプ２は、駆動モータを含む駆動源１２により駆動される。
水洗トイレ８からの手動（または自動入力）スイッチからの信号１１，洗濯機６からの手動（または自動入力）スイッチからの信号１３は駆動源１２に接続されており、これらの信号に基づいて駆動源１２が汲上げ用ポンプ２を駆動する。汲上げ用ポンプ２が駆動されることにより下流の配管１８内の圧力が下がり下流接続位置で接続される筒体２００の筒体内空間２０４の圧力がフランジ３０２内の圧力（したがって弁箱内空間３０５の圧力）に対して、あらかじめ定めた一定圧力差に達すると、弁体１００は図３Ａの位置から、図３Ｂの位置に移動する。図３Ｂの弁体の流通経路１０５が形成されて浴槽の水が下流に供給される。

水洗トイレ側（７，８）または洗濯機６から、駆動源１２にモータの回転を停止させる信号（１１または１３）が送出され、汲上げ用ポンプ２が停止させられることにより、筒体２００の筒体内空間２０４の圧力とフランジ３０２内の圧力（したがって弁箱内空間３０５の圧力）との圧力差が一定値以下になると閉方向に付勢されている（この実施例では重力付勢）弁体１００が図３Ａの位置に復帰して経路を遮断する。

以上詳しく説明した流体弁組立および利用システムについて、本発明の範囲内で種々の変形を施すことができる。
（ア）流体弁組立の上流接続口の中心線を水平にし、下流の接続口の中心線が垂直になる例を示したが、各中心線が水平になるような変形使用も可能である。前者の例では弁体が重力で付勢されるが、後者の例では弁体にばねによる付勢力を付けることができる。
（イ）前記付勢力は上流水源、下流の使用位置の落差等に応じて任意に設定することができる。
（ウ）水源の例として浴槽の使用済水の例を示したが、水道水以外の水源、例えば雨水その他の用済水を利用できる。また、利用側の例として洗濯機や水洗トイレを示したが、その他の簡単な泥落洗浄水等に利用できる。

本発明による流体弁組立の弁体の正面図である。 本発明による流体弁組立の弁体の側断面図である。 本発明による流体弁組立の弁体の正面断面図である。 本発明による流体弁組立の弁体を下流側の筒に結合した状態（弁箱に結合する前の状態）を示す正面図である。 本発明による流体弁組立の弁箱の側面図である。 本発明による流体弁組立の弁体の他の側面図である。 本発明による流体弁組立が遮断位置にあるときの弁体，弁箱の位置関係を示す側面図である。 本発明による流体弁組立が接続位置にあるときの弁体，弁箱の位置関係を示す側面図である。 本発明による流体弁組立を使用済の水の再利用を図るシステムに導入した例を示す略図である。

符号の説明

１ 流体弁組立（含む１００，２００，３００）
２ 汲上げ用ポンプ
３ 分岐路
４ ボイラ
５ 浴槽
６ 洗濯機
７ ロータンク
８ 水洗トイレ
１１，１３ スイッチからの信号
１２ 駆動源
１５，１６，１７，１８，１９ 配管
２１ ドレイン弁
１００ 弁体
１０１ 弁体上筒
１０１ａ 弁体上筒蓋
１０３ 弁体の弁板
１０３ａ 弁体の結合小筒
１０５ 弁体の流通経路
１０５i 弁体の流通経路の入口
１０５o 弁体の流通経路の出口
２００ 筒体（流体弁組立の一部を形成する下流筒）
２０１ 弁体上筒蓋用下流筒座
２０３ 筒体の弁箱結合ねじ
２０４ 筒体内空間
２０５ 下流配管接続位置
３００ 弁箱
３０１ 弁板用座
３０２ 弁箱フランジ
３０３ 下流筒結合ねじ
３０４ 入口ねじ
３０５ 弁箱内空間
３０６ 弁体ガイド孔

Claims (5)

1. 生活用水の再利用に用いる流体弁組立において、
   下流の配管に接続され下流の管となる筒体と、
   前記筒体に接続され上流の管に接続される弁箱と、
   内部に上流と下流を接続する流通経路を有し、
   前記弁箱内で上流から下流への流通を遮断する遮断位置と上流から下流への流通を許容する接続位置間を移動可能であり、
   使用時に前記遮断位置方向に付勢され、下流側から吸引減圧されると前記接続位置に移動可能に配置された弁体とを具備し、
   前記弁体は、前記遮断位置では前記弁体の前記流通経路の上流開口が前記弁箱内で遮断され、前記接続位置では前記弁箱内で開放され上流と下流を接続するように構成され、
   さらに前記弁体は、
   弁体上筒蓋を一体に設け、前記蓋を含む弁体上筒の一部が前記筒体の管内に配置された弁体上筒と、
   前記弁体上筒に一体に結合される弁体の弁板を備え、
   前記弁体上筒と前記弁体の弁板内に設けられた弁体の前記流通経路の入口は、略円板状の前記弁体の弁板の外周面に１以上設けられており、弁体の前記流通経路の出口は、前記弁体上筒に１以上設けられており、
   前記流通経路の入口は、前記遮断位置では弁箱内の弁板用座に接しており、前記流通経路の出口は、前記接続位置では前記弁体上筒蓋が筒体の弁体上筒蓋用下流筒座から離脱して下流の弁箱に接続される配管に開口連通することを特徴とする流体弁組立。
2. 前記請求項１記載の流体弁組立において、
   前記弁体は、前記弁箱への上流水の流入方向とは直角方向に移動可能に支持されており、
   前記弁板は、前記流入方向に略直角であることを特徴とする流体弁組立。
3. 前記請求項１または２記載の流体弁組立において、
   前記流体弁組立の入口開口は上流水源に接続され、出口開口は汲上げ用ポンプを有する下流配管に接続されていることを特徴とする流体弁組立。
4. 前記請求項３記載の流体弁組立において、
   前記上流水源は、水道水以外の利用可能な水、浴槽の水，雨水であり、前記下流配管に接続されている利用側の器具は洗濯機，水洗トイレ用のタンクであることを特徴とする流体弁組立。
5. 前記請求項４記載の流体弁組立において、
   前記汲上げ用ポンプは、利用側の器具からの手動または自動による制御により駆動されることを特徴とする流体弁組立。

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