JP4724210B2 - ダイアフラム型フラッシュ洗浄装置用の二重のバイパス - Google Patents

Description

（関連特許出願の相互参照）
本出願は、２００７年８月８日に出願された米国仮特許出願第６０／９５４，７４９号を基礎として優先権を主張するものであり、この優先権の基礎とする出願は、参照することによって本出願に含まれるものとする。

本発明は、一般的にはバルブの分野に関し、より詳細には、一般的に水洗トイレなどで用いられるダイアフラム型フラッシュ洗浄装置に関する。

従来のフラッシュ洗浄装置には、２つの部品から構成されるダイアフラム円板部組立体が設けられている。ここで用いられるダイアフラムのプレートは、一般的には、（支持用の）金属製のコアを含んだゴム部品となっている。このようなダイアフラムは、バイパスを用いることによってフラッシュ洗浄装置を通る主要な（一次的な）水流を制御するような機能を有している。安全弁台座は、ダイアフラムに係合する別部品となっている。従来の装置では安全弁台座は、一般的には、金属のベースの周りにゴム成型された追加的な部品となっている。

フラッシュの容積を低くした設備が必要とされて普及してきているため、より限られたバラツキで各フラッシュを放出するように構成されたフラッシュ洗浄装置が必要とされている。このことによって、フラッシュのプロファイル（１フラッシュ当たりの全容積と時間当たりの容積との両方）を厳密に制御するための部品に対しては、より厳密な制御を施すことが必要となる。

本発明の一実施形態では、フラッシュバルブの組立てにおける部品点数を削減することによって、低コストで、保守容易で、かつ組立容易となる利益がもたらされる。本発明のダイアフラムは、１つの態様では複数のバイパスを備え、もう１つの態様では安全弁台座とともに一体化された単一のダイアフラムを備え、さらにもう１つの態様では保持具を用いることによってダイアフラムのキット部品を密閉するために改善した機構を備えている。

本発明の一実施形態では、水入口および水出口を有するフラッシュバルブ本体であって、水入口がフラッシュバルブ本体の側部に配置され、水出口が前記フラッシュバルブ本体の底部に配置される、フラッシュバルブ本体を備えているフラッシュバルブシステムに関する。このフラッシュバルブシステムは、さらに中空の通路を有し、フラッシュバルブ本体内に配置され、かつ水を水入口から水出口に進ませるための垂直な経路を形成するバレルと、水入口および水出口の間をシールの形成によって連通させて入口チャンバを画成している、バレルのスカート部およびフラッシュバルブ本体とを備えている。中空の通路から入口チャンバを密閉し、ダイアフラムの上方に制御チャンバを画成し、ダイアフラムがバレルの上端部に配置されている。ダイアフラムは、上面、下面および側面を有し、また中央開口部を有し、さらにダイアフラムを貫通する複数のバイパス開口部を備えている。これら複数のバイアス開口部の各々はバイパスを保持するように構成され、バイパスには入口チャンバから圧力を平衡状態にすることを可能にするための制御チャンバまでの通路が設けられている。安全弁保持リングは、中央開口部を取り囲むとともにダイアフラムの上面から延設されている。安全弁保持リングは、安全弁保持リングの内側表面から中央開口部に向かって突出する複数の安全弁突起部を備えている。安全弁台座は上面に配置され、また安全弁台座は安全弁保持リングと中央開口部との間に配置されている。安全弁は、ダイアフラム上に配置され、バルブステムを備えており、バルブステムは、安全弁から下方に延びて、ダイアフラムを貫通するとともに、ガイドを越えて延設されている。ガイドは、ダイアフラムに接続されて、ダイアフラムから下方に向かってバレル内に延設されており、ガイドは中央開口部と連通する略円筒形状の中空管となっている。

フラッシュバルブ・ダイアフラムキットの形式のもう１つの実施形態では、このキットは、実質的にダイアフラムの高さより大きなダイアフラムの半径を有し、上面、底面および側面を有する略円板形状となっているダイアフラムを備えている。このダイアフラムは、ダイアフラムを貫通して略中央に位置する中央開口部を有し、ダイアフラムにはこのダイアフラムを貫通する通路を含む複数のバイパス開口部が配置されている。このキットは、さらに複数のバイパスを備え、各バイパス開口部には、バイパス開口部に対応して構成されるとともにバイパス開口部内で保持されることを可能としながら着脱可能に構成されるバイパスが設けられている。安全弁保持リングは、中央開口部を取り囲むとともにダイアフラムの上面から延設されている。安全弁保持リングは、安全弁保持リングの内側表面から中央開口部に向かって突出する複数の安全弁ガイドを備えている。安全弁保持リングと中央開口部との間に位置する安全弁台座は上面に配置されている。ダイアフラムの中央開口部に着脱可能に構成される保持具は、ダイアフラムをガイドに取り付け、ダイアフラムの上面に係合可能なフランジを備えている。安全弁台座に取付け可能で、少なくとも部分的に安全弁保持リングによって保持される安全弁は、ダイアフラムから保持具およびガイドを貫通して延設されるバルブステムを備えている。

フラッシュバルブ用のダイアフラム組立体を構成する、さらにもう１つの実施形態では、ダイアフラム組立体は、実質的にダイアフラムの高さより大きなダイアフラムの半径を有し、上面、底面および側面を有する略円筒形状のダイアフラムを備えている。このダイアフラムは、ダイアフラムを貫通して略中央に位置する中央開口部を備えている。ダイアフラムにはこのダイアフラムを貫通する通路を含む複数のバイパス開口部が配置されている。バイパス開口部に対応して構成されるとともにバイパス開口部内で保持されることを可能としながら着脱可能に構成されるバイパスを有する各バイパス開口部には、複数のバイパスが含まれている。安全弁保持リングは、中央開口部を取り囲むとともにダイアフラムの上面から延設されている。安全弁保持リングは、安全弁保持リングの内側表面から中央開口部に向かって突出する複数の安全弁ガイドを備えている。安全弁保持リングと中央開口部との間に位置する安全弁台座が上面に配置されている。

本発明は、以降十分に説明され、添付の図面に示され、以下に説明され、かつ特に添付の特許請求の範囲にて指摘されるように一定の特徴と部品の組合せとを含み、細部における種々の変更が本発明の精神から逸脱せずに、本発明の利点のいかなるものも犠牲にすることなく可能であることが理解されるであろう。

単一のバイパスオリフィスと多数の組立キット部品とを有するダイアフラム型フラッシュ洗浄装置は、参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第６，６１６，１１９号、同第５，９６７，１８２号、同第５，８８７，８４８号、同第５，４９０，６５９号、同第５，２１３，３０５号、および同第５，３３２，１９２号によって教示されるように、周知となっている。本発明は、ダイアフラム・フラッシュバルブを利用するすべての設備に関連した用途を含むものであり、従来のような容積の設備を含むものである。しかしながら、ここで説明されるダイアフラム組立体が高効率小便器（「ＨＥＵ」：Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｕｒｎａｌｓ）および高効率トイレ（「ＨＥＴ」：Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｔｏｉｌｅｔｓ）と呼ばれる水の消費を削減した設備のために十分な利点を有することは認められるべきである。しかしながら、本発明のように改善されたダイアフラムが、同様に様々な容積のフラッシュ洗浄装置の１フラッシュ当たりにおける性能を改善可能であり、かつフラッシュの容積の低い設備を改善することに特定されるものでないことは理解されるべきである。

本願の明細書で説明されるダイアフラム組立体は様々なフラッシュバルブにおいて使用され得るが、図１は、本願の明細書で説明されるダイアフラム組立体１１０を用いたフラッシュバルブシステム１００を示している。図１に示されるように、本発明のフラッシュバルブは、入口１０２と出口１０４とを有するフラッシュバルブ１０１を含むものである。ダイアフラム組立体１１０は、入口１０２と出口１０４とを分離し、入口１０２と出口１０４との間の流れを調整するように配置されている。

続けて図１を参照すると、バレル１０５は入口１０２と出口１０４との間の経路を形成している。典型的なものでは、フラッシュバルブ本体１０１は、幅寸より大きくなるように、垂直（長手方向）軸１１４に沿って延設されている。標準的なフラッシュバルブ本体では、一般に、フラッシュバルブシステム１００の水平（横）軸１１５と略平行な側部からフラッシュバルブ本体１０１に水が入るように、（図１に示されるように）側部の入口が利用されている。また、図１に示されるように出口１０４は、典型的にはフラッシュバルブ本体１０１の「底部」に配置されている。入口１０２と出口１０４との間の経路を形成するバレル１０５は、一般的にはフラッシュバルブシステム１００の垂直軸１１４に略平行に配置されている。

一実施形態では、入口１０２は入口チャンバ１０３に水を送り込むように構成され、入口チャンバ１０３は、バレル１０５を取り囲むとともに、そのバレル（ひいては出口１０４）との連通をダイアフラム組立体１１０によって制御するように構成されている。ダイアフラム組立体１１０は、入口１０２から出口１０４を通る水の流れを制御するために、バレル１０５上に配置されている。ダイアフラム組立体１１０が「開いている」とき、すなわちダイアフラム組立体１１０がダイアフラム台座１０６から引き上げられているとき、入口チャンバ１０３からの水は、バレル１０５の最上部（の上）を流れて、バレル１０５の内部に入り、出口１０４に流れることとなる。

ダイアフラム組立体１１０の一実施形態ではダイアフラム組立体１１０は、柔軟なダイアフラム１１６を含んでいる。一実施形態では、ダイアフラム１１６は、ダイアフラム１１６の高さ（厚さ）より実質的に大きいダイアフラム１１６の外径を有し、上面１１６ａと下面１１６ｂと側面または外周面１１６ｃとを有する略円板形状を含んでいる。ダイアフラム１１６は、その外周面１１６ｃの周りで固定されている。一実施形態ではダイアフラムの外周面１１６ｃはバルブ本体１０１に固定されている。ダイアフラム１１６は、バレル１０５の最上部であるダイアフラム台座１０６上に配置されている。ダイアフラム１１６がダイアフラム台座１０６上に配置されると、水が入口１０２から入口チャンバ１０３を経由してバレル１０５の内部に（そして、これに続いて出口１０４を経由して外に）進むことを防止するためのシールが形成されることとなる。

ダイアフラム組立体１１０の動作は、入口チャンバ１０３と制御チャンバ１０７との間の圧力の釣合いによって制御されることとなる。制御チャンバ１０７は、ダイアフラム組立体１１０の上方で、かつ入口チャンバ１０３と対向して、フラッシュバルブ本体１０１の内部空間の一部として画成されて、（典型的には水供給ライン（図示せず）自体の中の水の圧力によって）制御チャンバ１０７の圧力が入口チャンバ１０３からの圧力とは反対にダイアフラム１１６に作用することとなる。従って、入口チャンバ１０３の圧力はダイアフラム１１６をダイアフラム台座１０６から押し離すように作用し、制御チャンバ１０７の圧力はダイアフラム１１６をダイアフラム台座１０６に押し付けるように作用することとなる。

図１、図２および図４に示されるように、ある実施形態ではダイアフラム組立体１１０は円板部１０９を備えており、円板部１０９は、ダイアフラムに一体に構成され、かつ安全弁台座１１７を形成している。ダイアフラム組立体１１０は中央開口部１０８を備えている。本実施形態では、安全弁組立体１１９は安全弁ヘッド１２１を備えており、安全弁ヘッド１２１は中央開口部１０８の上方で、かつ安全弁台座１１７上に着座している。安全弁ヘッド１２１は安全弁ステム１２２を備えており、安全弁ステム１２２は、ダイアフラム１１６とガイド１２０とを貫通するように安全弁ヘッドから延設している。ガイド１２０は、ダイアフラム１１６から出口１０４に向かって下方に延設されるとともに、バレル１０５内に配置されている。一実施形態では、ガイド１２０は保持具１１２を介してダイアフラム組立体１１０に取り付けられており、保持具１１２は、例えばガイド１２０の内側部分のねじ山に対応し、かつダイアフラム１１６を保持するためのフランジ１１１を有するねじ山付きねじに構成されてもよい。本実施形態では、安全弁ステム１２２は保持具１１２を貫通して延設され、安全弁ヘッド１２１は保持具１１２の上に着座している。ダイアフラム１１６は上述のようにダイアフラム台座１０６においてシールを形成し、ガイド１２０はダイアフラム１１６から下方に向かってバレル１０５を貫通しながら延設されている。ガイド１２０は、圧力チャンバ１０７からバレル１０５までの通路を画成するように、ダイアフラム１１６の開口部１０８と位置合わせされている。

図１を参照すると、上述のように安全弁ヘッド１２１は、バレル１０５から制御チャンバ１０７を制御可能に密閉するため、ダイアフラム１１６の開口部１０８内に配置されている。安全弁ヘッド１２１は、シールを形成するように安全弁台座１１７においてダイアフラム１１６上に着座している。また、安全弁ヘッド１２１はバルブステム１２２を備えており、バルブステム１２２は、ハンドル１２５と連通するプランジャー１２４に係合する点までガイド１２０を貫通して下方に向かって延設されている。バルブステム１２２は、安全弁ヘッド１２１を安全弁台座１１７から退かせることなく、垂直軸１１４に沿って限定された距離だけ動くことができるように構成されている。バルブステム１２２は、ガイド１２０内に配置され、バルブステム１２２の下端部１２２ａは、下端部１２２ａの動きがバルブステム１２２を旋回させて安全弁ヘッド１２１に力を作用させるように未結合の状態となっている。

一実施形態（図１に最もよく示されている）では、バレル１０５の上部において、補充ヘッド１３０がバレル１０５とガイド１２０との間でガイド１２０の周りに配置されている。補充ヘッド１３０は中央開口部２２１を備えており、中央開口部２２１は補充ヘッド１３０をガイド１２０の周りに配置することを可能にするように構成されている。ガイド１２０は補充ヘッド保持フランジ１２９を備えており、補充ヘッドフランジ１２９は補充ヘッド１３０をダイアフラム１１６に固定するように構成されている。このようにして補充ヘッド１３０は、フラッシュバルブシステム１００の作動前には、バレル１０５とガイド１２０とダイアフラム１１６とによって外側を取り囲まれている。フラッシュバルブシステム１００が作動すると、補充ヘッド１３０は、ガイド１２０とダイアフラム１１６とによって取り囲まれるが入口チャンバ１０３に実質的に露出されるように、ガイド１２０（およびダイアフラム１１６の中心部分）とともに垂直軸１１４に沿って上昇することとなる。このようにしてダイアフラム１１６はダイアフラム１１６の下の環状通路１２７を開放するアップストローク（上昇行程）を続けるため、補充ヘッド１３０も上昇することとなる。補充ヘッド１３０は、ダイアフラム１１６のアップストロークによって開始される入口チャンバ１０３からバレル１０５を経由して、最終的には出口１０４に達するように水を流すことを可能している。補充ヘッド１３０の形状は水の流路を決定することとなる。

ハンドル１２５の作動は、プランジャー１２４を滑らせ、このプランジャーがバルブステム１２２の下端部に係合して、バルブステム１２２を旋回させて、その結果、安全弁ヘッド１２１を作動させて（典型的には安全弁ヘッド１２１を傾けて）、ダイアフラム１１６上の安全弁ヘッド１２１と安全弁台座１１７との間のシールを開放することになる。安全弁ヘッド１２１を傾けることは、ダイアフラム組立体１１０の上方の制御チャンバ１０７内における圧力を発散させることとなる。制御チャンバ１０７内の圧力の解放はダイアフラム台座１０６に対するダイアフラム１１６のシールを解放し、水が入口チャンバ１０３（入口１０２を経由して補充される）からバレル１０５のダイアフラム台座１０６上の環状通路１２７を通過してバレル１０５の内部に流入することを可能にする。ダイアフラム１１６のダイアフラム台座を退かすことは、多くの場合にダイアフラム１１６の「アップストローク」と呼ばれ、ダイアフラム１１６を再び着座させるための下方への動きは「ダウンストローク」と呼ばれ、全サイクルはダイアフラム１１６の「ストローク」と呼ばれている。ダイアフラム１１６のストロークは、入口１０２からの水によって絶えず満たされた状態である入口チャンバ１０３からバレル１０５に水を流入させて、最終的にはバレル１０５を経由して出口１０４に水を流す「フラッシュ」を行なう時間を決定することとなる。

一実施形態では、図２に示されるようにダイアフラム１１６はキットの一部として設けられている。フラッシュ洗浄装置のダイアフラムキットは、ダイアフラム１１６と、安全弁機構１１９と、ダイアフラムガイド１２０と、場合によっては、補充リング（図示せず）と、保持具１１２と、補充ヘッド１３０とを備えているとよい。本発明のダイアフラムキットは、１つの態様では複数のバイパス２０６を備え、もう１つの態様では一体化された安全弁台座１１７を有する単一のダイアフラム１１６を（円板部１０９）備え、さらにもう１つの態様では保持具１１２を用いることによってダイアフラムキットの構成要素を密閉するように改善された機構を備えている。

図２および図４は、ダイアフラム組立体１１０の構造の一実施形態を最もよく示している。ダイアフラム組立体１１０はダイアフラム１１６を備えており、ダイアフラム１１６は安全弁ステム１２２の通過を可能にするための上述のような中央開口部１０８を有している。一実施形態では中央開口部１０８は、ガイド１２０に係合する保持具１１２を収容することに対応している。上述のように、一実施形態ではダイアフラム１１６は剛体の円板部１０９を備えており、剛体の円板部１０９の周りにはダイアフラム１１６が成型されている（図１および図４に断面で最もよく図示されている）。円板部１０９上の材料は、安全弁台座１２２として機能することとなる。ダイアフラム１１６には、また、各々１つのバイパス２０６を受容するための少なくとも２つのバイパス開口部２０５が設けられている。代替の実施形態では、少なくとも３個のバイパス開口部２０５が設けられている。各バイパス２０６には、バイパス２０６を貫通する通路２０７が設けられている。

ダイアフラム１１６内の少なくとも２つのバイパス開口部２０５は、制御チャンバ１０７を入口チャンバ１０３と連通させるように構成されている。バイパス開口部２０５は、バイパス２０６を収容することに適応している。バイパス２０６には、バイパス２０６を貫通する通路２０７を有するハウジングが設けられている。各バイパス２０６は、ダイアフラム１１６内のバイパス開口部２０５に嵌合するように形成されている。様々なフラッシュのプロファイルを設けるために、様々なサイズの通路２０７（通路直径）が利用可能であることは認められるべきである。バイパス開口部２０５は、ダイアフラム１１６の中央開口部１０８から十分に間隔を空けて配置されており、そのため、ダイアフラム１１６が上方に撓むとき、フラッシュのサイクル中にも圧力チャンバに十分な水流が供給されることとなる。バイパス開口部２０５は、ダイアフラム１１６の外周面１１６ｃから十分に間隔を空けて配置され、またダイアフラム１１６の中央開口部１０８からも十分に間隔を空けて配置されることが構造的に好ましいことも認められる。

一実施形態では、多数のバイパス開口部２０５が等間隔で配置されている。開口部２０５の等間隔の配置は、単一バイパス開口部または不均等な間隔で配置された多数の開口部によるものよりも、制御チャンバ１０７内への水（および圧力）のより均一な流入を（開口部２０５内に配置されたバイパス本体２０６を介しての）もたらすこととなる。単一バイパスの欠点は、入口１０２に関連するダイアフラム１１６内で固定された開口部の角度方向にある。バルブ本体１０１内の局所圧力と、フラッシュ洗浄装置本体環形内の入口１０２および入口チャンバ１０３内の水の流れとは、フラッシュ洗浄装置の性能に影響を与える可能性がある。このことによって、組立て時と、ダイアフラム１１６の寿命全体に渡る期間とで、慎重な位置合わせが必要となる。制御チャンバ１０７内への不均一な水流と制御チャンバ１０７の加圧とは、ダイアフラム１１６の不均一な撓みを生じさせ、その結果、ダイアフラム１１６の摩耗の増加と有効寿命の短縮化とを招く可能性がある。

バイパス開口部２０５は、制御チャンバ１０７と入口チャンバ１０３との間を連通させている。従って、安全弁ヘッド１２１と安全弁ステム１２２とに連通するバイパスオリフィス２０６は、圧力チャンバ１０７の圧力を制御し、今度は圧力チャンバ１０７が、ダイアフラム１１６の位置を制御して、ダイアフラム１１６とダイアフラム台座１０６との間の環状通路を通る水流を制御することとなる。このようにして制御チャンバ１０７内におおけるダイアフラム１１６の上方の流体（およびあるいくつかの実施形態では空気）圧力は、フラッシュ動作後のダイアフラム台座１０６上でダイアフラム組立体１１０を閉じて保持するための圧力を維持している。フラッシュバルブが閉じる前に、バイパス通路２０７はダイアフラム１１６を通り抜ける特定の速度の流体を流すことを可能にするようにサイズ決めされている。２つ以上のバイパス２０６を有する実施形態では、バイパスを貫通する通路２０７は全体としてダイアフラム１１６を通り抜ける特定の速度の流体を流すことを可能にするように設計されている。

ある特定の実施形態では図２に示されるように、多数のバイパス２０６を有するダイアフラム１１６は、より良好な性能のフラッシュ洗浄装置ダイアフラムキット組立体１１０を改善するために提供されている。

上述のように図４に示された一実施形態では、本発明のダイアフラム１１６は単一の、または一体化された構成要素であり、このような構成要素は安全弁ヘッド１２１のための安全弁台座１１７を含んでいる。この一体化された構成要素は、従来のツーピース設計に特有であった実質的な変動性を除去することによって、全フラッシュ体積と時間当たりの容積とについて改善された制御をもたらすこととなる。一実施形態では、ダイアフラム１１６は、外側部分２２５を形成するためにエラストマー材料でオーバーモールドされた、例えば金属で構成された、例えば円板部１０９を備えている。一実施形態では、この円板部１０９は、中央開口部１０８を取り囲む一方で、単に安全弁保持リング２１４まで延設され、これに対してエラストマー材料は、円板部１０９と安全弁保持リング２１４とをコーティングし、またダイアフラム１１６のバイパス開口部を含むように拡張された周辺部分を形成している。図４に示された一実施形態では、安全弁保持リング２１４と円板部１０９とは両方とも、同じ剛体の材料から形成されており、外側部分２２５を形成するためにエラストマー材料でオーバーモールドされている。

使用時に安全弁ヘッド１２１と当接する安全弁保持リング２１４は、一実施形態ではダイアフラムのコアと同じ材料である剛体のコア材料によって裏打ちされており、そのため、安全弁ヘッド１２１を保持するためのより補完的な空洞が設けられることとなる。また、従来のゴムだけを用いた設計では、時間と共に押付けにより形状が崩れる傾向にあるため、この剛性の増加によって性能の改善という結果がもたらされることとなる。ダイアフラム１１６と安全弁台座１１７とは、また円板部とは反対にダイアフラム１１６から延設される接続片を有する実施形態を含んでいる。この接続片の外側部分には、フラッシュバルブとの係合を可能にするために、ねじ山が形成されてもよい。一実施形態では、接続片は、ダイアフラム／円板部の一体化部品（ダイアフラム１１６）の金属部分を有する単一の金属部品を形成している。代替の実施形態では、ダイアフラム／円板部の一体化部品（ダイアフラム１１６）は保持具１１２などの別の接続部品によってキットに取り付けられている。この接続部品は、プラスチック材料などのダイアフラム／円板部の一体化部品（ダイアフラム１１６）からの金属またはエラストマーのいずれとも異なる材料で作られてもよい。このような材料の選択は、製造におけるより厳しいコスト管理を可能にする。さらに、別の接続部品の使用によって、例えばパンチプレスで製造され得る部品などのダイアフラム／円板部の一体化部品（ダイアフラム１１６）で使用される単純な金属部分を用いることが可能となり、さらに製造プロセスにおける厳しいコスト管理が可能になる。

図２および図３を参照すると、リリーフバルブ保持リング２１４は、一実施形態では、複数の突起部２１３を備えており、複数の突起部２１３は、リリーフバルブ台座１１７の上方に配置される安全弁ヘッドを中央に位置決めするように構成されている。一実施形態では、少なくとも６個の突起部２１３が設けられている。これらの突起部２１３は、安全弁保持リング２１４と安全弁ヘッド１２１との間において、ぴったりとした嵌合をもたらすこととなる。上部の制御チャンバから水が流れ出ることを可能にするために、リリーフバルブヘッドを十分に傾けることを可能にするように安全弁保持リング２１４と安全弁ヘッド１２１との間に間隔を維持することが必要となる。この領域に十分な間隔がない場合、ユーザがフラッシュサイクルを作動させると、安全弁が正しく機能しないこととなる。逆に、間隔が大きすぎること、すなわち、これらの間隔に関して不十分な突起部または不十分なサイズの突起部によって、この着座のための領域内で安全弁ヘッド１２１が、大き過ぎる「遊び」を有するという結果を招くこととなる。この遊びによって、フラッシュ洗浄装置が不正確な機能するという結果を招くこととなる。円板部１０９をダイアフラム１１６と一体化することによって、またダイアフラム１１６の最上部と円板部１０９の底部との間における、言い換えれば大きくて信頼できない密閉領域が除去されることとなる。

続けて図４を参照すると突起部２１３には、安全弁保持リング２１４の上側部分と内側部分とに位置する角部が設けられている。一実施形態では突起部の左側角部は角張った形状２３０を有するが、右側角部は湾曲した形状２３１を有している。角張った角部は係合用の自動工具または手動工具のいずれかのためにエッジを設けることによって、安全弁保持リング２１４が、ダイアフラムをフラッシュ洗浄装置に固定することを可能にしている。これに対して湾曲した角部は、反対の効果を有し、工場出荷時の取付け状態からダイアフラム１１６を取外すことをより困難にしている。このようにして一実施形態では、等間隔に配置された突起部２１３の各々が第１の端部を備え、第１の端部は隣接する突起部２１３の第２の端部に近接しており、第１の端部または第２の端部の一方に角張った形状２３０を設けるとともに、他方に湾曲した形状２３１を設けた複数の等間隔の突起部２１３が設けられている。

安全弁保持リング２１４の外側部分には、一実施形態では、ダイアフラム１１６の中央に向かって傾斜するように僅かに傾斜または湾曲した下部が設けられている。このことは、圧力に応じて動くための十分な空間をエラストマーのダイアフラム１１６に与えることによって、時間とともに改善された部品寿命と性能とをもたらすこととなる。これに対して従来のダイアフラムは、平坦な底面と環状の角張ったエッジとを呈する円板部に固定されている。繰り返し動作と圧力条件とに関して、これらの表面に対するダイアフラム１１６の相互作用は、摩耗および脆弱な性能という結果を招くこととなっている。従来の組立体では、また２つの部品の間に漏洩の可能性のある面部を構成することとなる台座とダイアフラムという２つの別部品を備えている。一体化された台座およびダイアフラム１１６では、このような密閉領域と不完全に組み立てられた部品によって生じる漏洩の可能性とを除去している。

本発明の実施形態の上記の説明は、例示と説明のために提示されてきた。これは網羅的であることも、本発明を開示された正確な形態に限定することも、意図されておらず、また修正と変更は上記の教示を考慮に入れれば可能であり、あるいは本発明の実施から取得され得る。これらの実施形態は、考えられる特定の用途に適するように、当業者が種々の実施形態で、また種々の修正によって本発明を利用することを可能にするように本発明の原理とその実際的応用とを説明するために選択されて説明された。

従来のフラッシュバルブの断面図である。 フラッシュバルブ・ダイアフラム組立体の分解図である。 フラッシュバルブ・ダイアフラムの上面図である。 ダイアフラムと安全弁とガイドとを備えるダイアフラム組立体の断面図である。

Claims (21)

1. ダイアフラムと、安全弁台座を含む円板部と、安全弁とを備えており、前記ダイアフラムが、上面と下面と側面とを含む略円筒形状を有しており、前記ダイアフラムの外周が、前記ダイアフラムの高さより実質的に大きく形成され、前記ダイアフラムが、前記ダイアフラムを貫通するとともに略中央に配置される中央開口部を備えている、フラッシュバルブ用のダイアフラム組立体であって、
   前記ダイアフラム内に配置されるとともに、前記ダイアフラムを貫通する通路を有する複数のバイパス開口部と、
   前記複数のバイパス開口部の各々に対応して構成されるとともに、保持されることを可能としながら着脱可能に構成される複数のバイパスとを備え、
   前記ダイアフラムと前記安全弁台座とが、前記バイパス開口部に外接するとともに前記ダイアフラムの上面から延設される安全弁保持リングと一緒に一体に形成され、
   前記安全弁保持リングが、前記安全弁保持リングの内側表面から前記中央開口部に向かって突出する複数の安全弁突起部を備えており、
   前記安全弁台座が、前記上面に配置され、かつ前記安全弁保持リングと前記中央開口部との間に配置され、
   前記安全弁が、前記安全弁台座上に着座する円板状の安全弁ヘッドを備えており、
   前記複数の安全弁突起部が、前記安全弁リングと係合することによって、前記安全弁保持リングと前記安全弁ヘッドとの間に密閉状態の嵌合をもたらし、かつ前記安全弁ヘッドを傾けた状態で前記安全弁保持リングと前記安全弁ヘッドとの間の間隔を維持するように構成されている、ダイアフラム組立体。
2. 前記一体に形成されたダイアフラムおよび円板部が、剛体のコア部分と柔軟な外側部分とを備えている、請求項１に記載のダイアフラム組立体。
3. 前記安全弁保持リングと前記ダイアフラムとが単一の構造体となっている、請求項１に記載のダイアフラム組立体。
4. 前記安全弁保持リングと前記ダイアフラムとが柔軟な材料によってコーティングされた金属製の剛体のコア部分を備えている、請求項３に記載のダイアフラム組立体。
5. 前記複数のバイパス開口部が等間隔で配置されている、請求項１に記載のダイアフラム組立体。
6. 前記複数のバイパス開口部が少なくとも３個のバイパス開口部から構成されている、請求項５に記載のダイアフラム組立体。
7. 各バイパスが前記複数のバイパス開口部の１つとスナップ嵌合可能に構成されている、請求項１に記載のダイアフラム組立体。
8. 前記安全弁突起部は等間隔に配置される複数の突起部から構成されている、請求項１に記載のダイアフラム組立体。
9. 前記等間隔で配置される突起部の各々は第１の端部を有し、前記第１の端部は隣接する突起部の第２の端部に近接しており、前記第１の端部および前記第２の端部の一方は角張った形状を有し、他方は湾曲した形状を有している、請求項１に記載のダイアフラム組立体。
10. 水入口および水出口を有するフラッシュバルブ本体であって、前記水入口が前記フラッシュバルブ本体の側部に配置され、前記水出口が前記フラッシュバルブ本体の底部に配置される、フラッシュバルブ本体と、
    中空の通路を有し、前記フラッシュバルブ本体内に配置され、かつ水を前記水入口から前記水出口に進ませるための垂直な経路を形成するバレルと、
    前記水入口および前記水出口の間を密閉するように連通させて入口チャンバを画成する、前記バレルのスカート部および前記フラッシュバルブ本体と、
    前記バレルの上端部に配置され、前記中空の通路から前記入口チャンバを密閉し、ダイアフラムの上方に制御チャンバを画成し、上面、下面および側面を有し、かつ中央開口部を有するダイアフラムと、
    前記ダイアフラムに配置され、かつバルブステムを有する安全弁であって、前記バルブステムが、安全弁から下方に向かって前記ダイアフラムを通りながらガイド内に延設されるとともに、前記ガイドを超えて延設されており、前記ガイドが、前記ダイアフラムに接続され、前記ダイアフラムから下方に向かって前記バレル内に延設され、かつ前記中央開口部と連通する略円筒形状の中空管になっている、安全弁と、
    前記ダイアフラムに設けられる複数のバイパス開口部であって、複数のバイパス開口部の各々がバイパスを保持するように構成され、前記バイパスには前記入口チャンバから圧力を平衡状態にすることを可能にするための制御チャンバまでの通路が設けられている、複数のバイパス開口部と、
    前記中央開口部を取り囲むとともに前記ダイアフラムの上面から延設される安全弁保持リングであって、安全弁保持リングの内側表面から前記中央開口部に向かって突出する複数の安全弁突起部を有する安全弁保持リングと、
    前記上面に配置され、かつ前記安全弁保持リングおよび前記中央開口部の間に配置される安全弁台座と、
    前記安全弁台座上に着座するように前記安全弁に設けられる円板状の安全弁ヘッドと
    を備え、
    前記複数の安全弁突起部が、前記安全弁リングと係合することによって、前記安全弁保持リングと前記安全弁ヘッドとの間に密閉状態の嵌合をもたらし、かつ前記安全弁ヘッドを傾けた状態で前記安全弁保持リングと前記安全弁ヘッドとの間の間隔を維持するように構成されている、フラッシュバルブシステム。
11. 前記複数のバイパス開口部が等間隔に配置されている、請求項１０に記載のフラッシュバルブシステム。
12. 前記複数のバイパス開口部が少なくとも３個のバイパス開口部から構成されている、請求項１１に記載のフラッシュバルブシステム。
13. 各バイパスが前記複数のバイパス開口部の１つにスナップ嵌合可能に構成されている、請求項１０に記載のフラッシュバルブシステム。
14. 前記安全弁突起部が等間隔で配置される複数の突起部から構成されている、請求項１０に記載のフラッシュバルブシステム。
15. 前記等間隔で配置される突起部の各々は第１の端部を有し、前記第１の端部は隣接する突起部の第２の端部に近接しており、前記第１の端部および前記第２の端部の一方は角張った形状を有し、他方は湾曲した形状を有している、請求項１０に記載のフラッシュバルブシステム。
16. 上面、下面および側面を含む略円板形状を有するダイアフラムであって、ダイアフラムの高さより実質的に大きなダイアフラムの半径を有し、ダイアフラムを貫通して略中央に配置された中央開口部を有するダイアフラムと、
    前記ダイアフラム内に設けられ、かつ前記ダイアフラムを貫通する通路を有する複数のバイパス開口部と、
    前記複数のバイパス開口部の各々に対応して構成されるとともに、保持されることを可能としながら着脱可能に構成される複数のバイパスと、
    前記中央開口部を取り囲むとともに前記ダイアフラムの上面から延設される安全弁保持リングと、
    前記上面に配置されるとともに、前記安全弁保持リングおよび前記中央開口部の間に配置される安全弁台座と、
    前記安全弁保持リングの内側表面から前記中央開口部に向かって突出するように、前記安全弁保持リングに設けられる複数の安全弁突起部と、
    前記ダイアフラムの中央開口部から下方に延設されて通路を画成する筒状のガイドと、
    前記ダイアフラムの前記中央開口部に着脱可能に構成され、かつ前記ダイアフラムの上面に係合可能なフランジを有し、かつ前記ダイアフラムを前記ガイドに取外し可能に取り付けるための保持具と、
    前記ダイアフラムから離れるように前記保持具および前記ガイドを貫通して延びるバルブステムを有する安全弁であって、前記安全弁台座に取付け可能で、かつ安全弁保持リングによって少なくとも部分的に保持される安全弁と、
    前記安全弁台座上に着座するように前記安全弁に設けられる円板状の安全弁ヘッドと
    を備え、
    前記複数の安全弁突起部が、前記安全弁リングと係合することによって、前記安全弁保持リングと前記安全弁ヘッドとの間に密閉状態の嵌合をもたらし、かつ前記安全弁ヘッドを傾けた状態で前記安全弁保持リングと前記安全弁ヘッドとの間の間隔を維持するように構成されている、フラッシュバルブ・ダイアフラムキット。
17. 前記複数のバイパス開口部の各々が等間隔に配置されている、請求項１６に記載のフラッシュバルブ・ダイアフラムキット。
18. 前記複数のバイパス開口部が少なくとも３個のバイパス開口部から構成されている、請求項１７に記載のフラッシュバルブ・ダイアフラムキット。
19. 各バイパスは前記複数のバイパス開口部の１つにスナップ嵌合可能に構成されている、請求項１６に記載のフラッシュバルブ・ダイアフラムキット。
20. 前記安全弁突起部は複数の等間隔に配置される突起部から構成されている、請求項１６に記載のフラッシュバルブ・ダイアフラムキット。
21. 前記等間隔で配置される突起部の各々は第１の端部を有し、前記第１の端部は隣接する突起部の第２の端部に近接しており、前記第１の端部および前記第２の端部の一方は角張った形状を有し、他方は湾曲した形状を有している、請求項１６に記載のフラッシュバルブ・ダイアフラムキット。

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