JP7199031B2

JP7199031B2 - 給水装置

Info

Publication number: JP7199031B2
Application number: JP2018120927A
Authority: JP
Inventors: 謙次郎嵐
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2018-06-26
Publication date: 2023-01-05
Anticipated expiration: 2038-06-26
Also published as: JP2020002568A

Description

本発明は、弁体が通水・遮断の往復移動をなす弁装置を備えた給水装置に関する。

この種の弁装置は、弁体の下方からの液体流入による押圧と、弁体の自重とにより、弁体が上記の往復動作をなす構成とされている（例えば、特許文献１参照）。このような構成により、液体の通水と遮断（逆流防止）が可能とされている。この弁装置において液体が遮断された正常な状態では、流入側と流出側との間に空気層が存在し液体が縁切りされている。

特許第４５２５９６９号公報

しかしながら、弁装置に接続された液体流出路の下流側に、液体の流れを滞らせる止水弁などの流水抵抗部がある場合、液体が遮断された状態において、弁装置内に液体が残留し、流入側と流出側との間で液体が縁切りされない可能性がある。そのように弁装置内に残留水があれば、液体が装置内へ流入してきた際に、流量の少ない流路構造などにおいては流入液体の水勢では弁体を押し上げにくくなり、弁体が正常に動作しにくくなるおそれがある。

本発明は、このような事情を考慮して提案されたもので、その目的は、液体の弁装置内への流入の際に弁体が異常な動作を起こすことを抑制できる弁装置を備えた給水装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の給水装置は、弁体の下方からの液体流入による押圧と、該弁体の自重とにより該弁体が通水・遮断の往復移動をなす弁装置を備えた給水装置であって、前記弁装置は液体流出路に接続され、該液体流出路の下流側には、液体の流れを滞らせる流水抵抗部が配されており、前記液体流出路には、前記流水抵抗部よりも上流側の前記弁体より低い位置において、主流路から分岐し、下流口が大気開放された副流路が分岐部を介して分岐形成されており、前記副流路は、前記分岐部から下方向に傾斜して前記分岐部よりも下方に位置することを特徴とする。

本発明の給水装置は上述した構成とされているため、液体が弁装置内に流入する際に、弁体が異常な動作を起こすことを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る給水装置の説明図であり、弁装置の動作の一態様を示す給水装置の模式的断面図である。同弁装置の動作の他の態様を示す給水装置の模式的断面図である。同給水装置の概略構成を示す模式図である。

以下に、本発明の実施の形態について、添付図面にもとづいて説明する。まず、実施形態に係る給水装置１の基本構成について説明する。

給水装置１は、弁体２０の下方からの液体流入による押圧と、弁体２０の自重とにより弁体２０が通水・遮断の往復移動をなす弁装置１０を備えた装置である。弁装置１０は液体流出路３５に接続され、液体流出路３５の下流側には、液体の流れを滞らせる流水抵抗部５が配されている。液体流出路３５には、流水抵抗部５よりも上流側の弁体２０より低い位置において、主流路３６から分岐し、下流口３７ａが大気開放された副流路３７が形成されている。

ついで、給水装置１、それに含まれる弁装置１０および給水装置１を備えた便器装置４０について、図１～図３を参照しながら説明する。この給水装置１は、ボウル部４１を有した便器装置４０に設置（内装）されている。なお、図１、図２には、給水装置１を含む便器装置４０について、給水装置１およびボウル部４１などの要部を模式的に図示し、便器装置４０内のその他の部位は図示を省略し、図３において便器装置４０における構成部を模式的に示した。

また、図１および図２には、流水抵抗部５をブロックで図示したが、図３に示すように、便器装置４０内の流水抵抗部５としては、流出側に配された止水弁４５、４８（切替弁）や水ポンプ４３など種々あるが、これらについては図３の説明とともに後述する。

この給水装置１は、種々の用途に用いられ、本実施形態として例示したように便器装置４０や便器装置４０に組み込まれる局部洗浄装置などの洗浄水の供給路に設けられている。なお、以下の説明では、給水装置１に含まれる弁装置１０を図１の状態に配したものを基準として、上下方向等の方向を規定している。

給水装置１は、弁装置１０と、その弁装置１０に接続される液体流入路３０と、液体流出路３５とを少なくとも備えている。液体流入路３０には電磁弁３１が配されている。この電磁弁３１が制御されることにより液体が液体流入路３０を流通し、弁装置１０の内部空間１１に流入される。

また、液体流出路３５は内部空間１１に連通するように設けられている。液体流出路３５の主流路３６は、弁装置１０の下方に、上下方向に延びるように接続され、その主流路３６に上記流水抵抗部５が配されている。主流路３６における流水抵抗部５よりも上流側に、下流口３７ａが大気開放された副流路３７が分岐部３８を介して分岐形成されている。

副流路３７は、分岐部３８から横方向に延び、かつ下方向に傾斜しており、その下流口３７ａはボウル部４１に通じている。図１に示すように、この副流路３７の内径は主流路３６の内径より小とされる。なお、この副流路３７の作用については、図３の説明において後述する。

さらに弁装置１０には空気路１４が形成されており、この空気路１４から空気が内部空間１１に流入するように形成されている。また、内部空間１１には円筒状の支持部１５が配されており、弁体２０の弁軸２１を移動可能に支持している。

弁体２０は、円柱棒状の弁軸２１を備えており、その弁軸２１には円盤状の鍔部２２が一体形成されている。また、弁軸２１には、鍔部２２の下面側に所定空間を空けて円盤状の第１押さえ部２３が一体形成され、鍔部２２の上面側に所定空間を空けて円盤状の第２押さえ部２４が一体形成されている。鍔部２２と第１押さえ部２３との間には、第１押さえ部２３により位置決めされた円盤状の第１シールゴム２５が挟み込まれ、鍔部２２と第２押さえ部２４との間には、第２押さえ部２４により位置決めされた円盤状の第２シールゴム２６が挟み込まれている。これら鍔部２２、第１押さえ部２３、第２押さえ部２４、第１シールゴム２５および第２シールゴム２６は同心上に配置されている。

第１シールゴム２５の下面および第１押さえ部２３の下面、つまり弁体２０の液体流入路３０を向く面が液体流入路３０を塞ぐ閉塞面とされる。また、第２シールゴム２６は空気路１４側に配され、弁体２０が上方に移動した際に第２シールゴム２６が空気路１４を閉塞する。

弁体２０の上下移動の際の停止位置を定めるために、弁装置１０は上下に弁体２０の弁座を備えている。すなわち、液体流入路３０側では、弁体２０が液体流入路３０を閉塞した際に当接する第１弁座部１６が液体流入口１３の周方向の外側に設けられている。この第１弁座部１６は上方に突出する環状体とされ、弁体２０が下方に移動したときに第１シールゴム２５が当接する弁座である。

また、空気路１４側では、弁体２０が空気路１４を閉塞した際に弁体２０が当接する第２弁座部１７が、空気路１４の開口の外周側に設けられている。この第２弁座部１７は下方に突出する環状体とされ、弁体２０が上方に移動したときに第２シールゴム２６が当接する弁座である。

つぎに、本実施形態の給水装置１の動作および作用について、図１および図２を参照しながら説明する。なお、図１および図２では液体の流れを２点鎖線で示した。

図１に示すように、電磁弁３１により液体流入路３０内の液体（例えば水）の流通が停止している状態では、弁体２０に作用する重力により弁体２０が下方向に位置し、第１シールゴム２５が第１弁座部１６と接触して液体流入路３０を閉塞する。この状態では、液体流出路３５に通じる内部空間１１と、弁装置１０内の流入口空間１２とが弁体２０により区画されている。

この状態で、流体抵抗部５が開放されるとともに、電磁弁３１により液体流入路３０が開放されると、液体が液体流入路３０を弁体２０に向かって流れ、流入口空間１２に流れ込み、第１シールゴム２５の閉塞面を押圧する。

こうして液体流入路３０を通ってきた液体により、第１シールゴム２５が押圧されて内部空間１１の圧力均衡に変化が生じると、弁体２０は第１弁座部１６から押し上げられて上方向に移動する。そしてやがて第２シールゴム２６が第２弁座部１７と接触する（図２参照）。このとき、第２シールゴム２６は鍔部２２により押圧されて、空気路１４が閉塞される。空気路１４が閉塞された状態で、液体流入路３０から内部空間１１に流入した液体は、液体流出路３５から外部に流出される。なお、液体流出路３５での液体は、副流路３７の内径が小であるため、ほとんどの液体は主流路３６を流れる。

一方、液体流入路３０から内部空間１１への液体の流入が止まると、内部空間１１の圧力均衡の変化により、弁体２０が自重により下方向に再び移動し第１シールゴム２５が第１弁座部１６と接触する（図１参照）。第１シールゴム２５は鍔部２２により押圧されて、液体流入路３０が閉塞される。このとき、内部空間１１は空気路１４と連通しており内部空間１１に外部からの空気が流入している（エアー置換される）ので、内部空間１１に残された液体が液体流出路３５から外部に流出される。これにより、内部空間１１には液体が残留しなくなる。特に、後述する液体流出路３５の副流路３７の作用により、内部空間１１の液体の排出が促進される。

以上のように、本給水装置１によれば、弁装置１０の内部空間１１に配置された弁体２０により液体流入路３０または空気路１４のいずれか一方が閉塞された状態を実現でき、液体の流れを制御することができる。また、液体流入路３０から内部空間１１への液体の流入が止まっているときには、液体流出路３５から汚水等が逆流する場合であっても、液体流入路３０への流入を防止することができる。

つぎに、液体流出路３５の主流路３６の中途より分岐した副流路３７の作用について、図１、図２および図３を参照しながら説明する。図３は、給水装置１を含む便器装置４０の概略構成を示す模式図である。

便器装置４０内では、弁装置１０よりも液体流入側の液体流入路３０には電磁弁３１、水抜き栓３２が配されている一方、弁装置１０よりも液体流出側の液体流出路３５には、熱交換器４２、水ポンプ４３、分岐管４４が配されている。この分岐管４４で分かれた一方の分岐流出路３６ａは、切替弁（止水弁４５）を介して局部洗浄ノズル４６に通じ、他方の分岐流出路３６ｂは、オゾンデバイス４７、切替弁（止水弁４８）、オゾン散布ノズル４９に通じている。

オゾンデバイス４７はオゾン水を生成する装置である。オゾンデバイス４７で生成されたオゾン水はボウル４１に散布され、さらに局部洗浄ノズルの吐水口４６ａにも散布され、ボウル４１や吐水口４６ａが消毒滅菌される。

局部洗浄またはオゾン散布の操作がなされたときには、電磁弁３１と水ポンプ４３が制御される。電磁弁３１が開放されるとともに、水ポンプ４３が作動すると、弁装置１０から流出した液体（水）は液体流出路３５の主流路３６を通り、分岐管４４を介して、局部洗浄ノズル４６またはオゾン散布ノズル４９へと流れていく。

その後、電磁弁３１と水ポンプ４３が制御され、弁装置１０からの液体の流出が停止すると、停止した水ポンプ４３、止水弁４５、４８が流水抵抗部５となり得る。そのため、弁装置１０および液体流出路３５の主流路３６における副流路３７の分岐部３８までの流路には、液体が残留しやすい状態となる。しかし、そのような滞留気味の液体は、大気開放された副流路３７を流れ、ボウル部４１へ排出される。

こうして、止水直後には、弁装置１０の下流側の分岐部３８までの部位Ａ（図１では部位Ａをクロスハッチングで図示）の液体は副流路３７を通じて流出される。そのため、その部位Ａには副流路３７を通じて空気が流入し空気層が形成され、その結果、液体流入側と液体流出側の水は縁切りされる。このように水が縁切りされれば、つぎに通水が再開されたときに、弁装置１０内の部位Ａには空気層があるため、弁装置１０への流入液体が弁体２０を押し上げやすくなる。このような構成により、液体流入時に弁体２０が上方に押し上げられないという異常の発生を抑制することができる。

特に、本例のように局部洗浄ノズル４６やオゾン散布ノズル４９を配したものではそれらの吐水口径が小さいため、液体流出路３５に液体が残留しやすくなるが、副流路３７の作用により水の滞留を防止することができる。ようするに、流水抵抗部５としては、運転されていない状態の水ポンプ４３、止水弁４５、４８、小さな口径の吐水口４６ａ、４９ａなど、流出側における流水を妨げる種々の部位が含まれるが、副流路３７の作用により液体の滞留は解消される。

また、副流路３７は主流路３６の中途（分岐部３８）より横方向に延びているが、主流路３６が弁装置１０の下方側で、上下方向に配されているため、液体は下方に落ちていきやすい。主流路３６が閉塞されていれば、液体は自ずと大気開放された副流路３７へと向かうことになる。そのため、内部空間１１から主流路３６の分岐部３８までの空間には空気層ができやすくなる。

以上の実施形態では、弁装置１０とは別体の液体流出路３５が弁装置１０に接続してあるが、弁装置１０が分岐部３８までの主流路３６を一体として備えた構成としてもよく、その分岐部３８に別体の副流路３７を接続するようにしてもよい。また以上の実施形態では、流水抵抗部５（水ポンプ４３）は電磁弁３１と連動して動作しているが、時間差をもって動作するようにしてもよい。

１給水装置
５流水抵抗部
１０弁装置
２０弁体
３５液体流出路
３６主流路
３７副流路
３７ａ下流口
４０便器装置
４１ボウル部

Claims

弁体の下方からの液体流入による押圧と、該弁体の自重とにより該弁体が通水・遮断の往復移動をなす弁装置を備えた給水装置であって、
前記弁装置は液体流出路に接続され、該液体流出路の下流側には、液体の流れを滞らせる流水抵抗部が配されており、
前記液体流出路には、前記流水抵抗部よりも上流側の前記弁体より低い位置において、主流路から分岐し、下流口が大気開放された副流路が分岐部を介して分岐形成されており、
前記副流路は、前記分岐部から下方向に傾斜して前記分岐部よりも下方に位置することを特徴とする給水装置。
請求項１において、
ボウル部を有した便器装置に設置されており、
前記副流路は、前記下流口が前記ボウル部に通じていることを特徴とする給水装置。
請求項１または２において、
前記副流路の内径は前記主流路の内径より小とされることを特徴とする給水装置。
請求項１～３のいずれか１項において、
前記主流路は前記弁装置の下方に、上下方向に延びるように配されており、
前記副流路は前記主流路の中途より横方向に延びてなることを特徴とする給水装置。