JPH02128029A - バキュームブレーカー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、液体流路における圧力損失を可及的に低減可
能なバキュームブレーカ−に関する。

（ロ）従来の技術 従来、液体の供給配管中に生ずる真空を除いて逆流を防
止するため用いられるバキュームブレーカ−の一形態と
して、第６図に示すものがある。

かかるバキュームブレーカ−は、図示するように供給配
管５０の中途に大気連通管５１の一端を連絡し、同大気
連通管５１の他端に空気流入間口５２を設け、かつ、同
大気連通管５１内に中央部を枢軸５３によって揺動自在
に枢支された揺動レバー５４を配設し、同揺動レバー５
４の両端にそれぞれ弁体５５．５６を取付け、両弁体５
５．５６を、それぞれ供給配管５０の上流側に設けた弁
座５７と空気流入間口５２に設けた弁座５８と接離自在
に対向させた構成に特徴を有する。

また、その作動において、揺動レバー５４は、非供給時
は、図示する姿勢を取り、弁体５５によって弁座５７を
遮断するとともに、弁体５６を弁座５８から離隔して空
気流入間口５２を通して空気を流入して真空を破り、供
給配管５０の下流側５０ｂから上流側５０ａへの逆流を
可及的に防止することができる。

一方、供給時は、液体の流体圧によって弁体５５は下方
に押し下げられて弁座５７から離隔するとともに、弁体
５６が弁座５８に着座して空気の流入を遮断するため、
液体が上流側５０ａから下流側５０ｂに速やかに流下す
ることになる。

そして、液体の供給が停止した場合は、再度、揺動レバ
ー５４は図示の姿勢を取り、空気流入開口５２を通して
空気を流入し真空を破り、供給配管５゜の下流側５０ｂ
から上流側５０ａへの逆流を可及的に防止することがで
きる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、上記したバキュームブレーカ−は、未だ、以下
の解決すべき課題を有していた。

即ち、かかるバキュームブレーカ−は、いわゆる　°て
こ式１であり、供給配管５０内に弁体５５等から構成さ
れる揺動レバー機構が組み込まれることになるので、圧
力損失が大きかった。

具体例を挙げて説明すると、例えば、大便器に連通ずる
供給配管５０内にバキュームブレーカ−がない場合は、
水圧を１ｋｇとした場合、大便器に１５３　Ｃ／ｓｉｎ
流れるのに対して、供給配管５０内にバキュームブレー
カ−を設けた場合は、１２３１！／　ｓｉｎしか流れな
いことになり、十分な便器洗浄効果を上げることができ
ない等の問題を生じていた。

本発明は、上記問題点を解決することができるバキュー
ムブレーカ−を提供することを目的とす（ニ）問題点を
解決するための手段 本発明は、供給配管の中途から大気連通管を分岐し、同
大気連通管の先端に形成した大気開放端に、制御装置か
らの駆動信号に基づいて供給配管への空気の流入・遮断
を自動的に行う自動開閉弁を取付けたことを特徴とする
バキュームブレーカ−に係るものである。

（ホ）作用及び効果 上記した構成により、本発明は、次の作用及び効果を奏
する。

本発明では、供給配管への空気の流入・遮断を、大気連
通管の大気開放端に設け、かつ制御装置からの駆・動信
号に基づいて駆動される自動開閉弁の開閉によって行う
ようにしたので、供給配管中に揺動レバー機構等を介在
させる必要がなく、上流側から下流側に圧力損失を生じ
ることなく流下することができる。

従って、例えば、大便器洗浄動作等において、−洗浄動
作において、大量の洗浄水を大便器に供給することがで
き、便器洗浄効果を向上することができ、かつ、何回も
洗浄する必要がないので、使用洗浄水の流量を最小にす
ることができ、大幅な節水を図ることができる。

（へ）実施例 以下、添付図に示す実施例に基づいて、本発明を具体的
に説明する。なお、本実施例は、バキュームブレーカ−
を、大便器洗浄装置の一部として用いた場合である。

第１図において、１０はビルディングの屋上環に設置し
た貯水タンクであり、同貯水タンク１０から給水本管１
１及び給水分岐管１２を通して、各階の大便器１３に洗
浄水が供給される。

そしてζ給水分岐管１２には、給水本管１１側から大便
器１３に向けて順に、止水栓１４、流量制御弁１５及び
バキュームブレーカ−（大気開放弁）１６を取付けてい
る。

また、かかる流量制御弁１５及びバキュームブレーカ−
１６の駆動は、制御装置１７によって制御され、制御袋
ＷＩＴには洗浄操作ボタンスイッチ１９を具備する操作
ｇ１１８が接続されている。

上記構成において、本実施例は、バキュームブレーカ−
１６に以下の構成を有する自動開閉弁を取付けたことを
特徴とする。

第２図に示すように、給水分岐管１２の中途は上流側分
岐管１２ａと下流側分岐管１２ｂとに切断されており、
同切断個所には、Ｔ字状をなす大気連通管１６ａが配設
されている。

また、大気連通管１６ａは、軸線を給水分岐管１２の軸
線と等しくする垂直管部と、上記垂直管部の軸線に対し
て直交する軸線を有する水平管部とから構成されている
。

そして、垂直管部の上下端は、それぞれ、ソヶッ目６ｂ
、’１６ｃ及び袋ナツト１６ｄ、１６ｅを介して水密状
態に、上流側分岐管１２ａの下端と下流側分岐管１２ｂ
の上端とに連結される。

一方、水平管部の一端は上方に屈曲して同屈曲端には、
大気連通開口１６ｆが開設されるとともに、同空気流入
開口１６Ｆの周縁には、弁座１６ｇが形成されている。

さらに、弁座１６ｇの下方位置には、弁座１６ｇと接離
して大気連通開口１６Ｆを開閉する弁体１６ｈが配設さ
れており、同弁体１６ｈの開閉動作しよ、上記した水平
管部の屈曲端上に取付けたソレノイドアクチュエータ１
６ｉの駆動によって行われる。

図示するように、ソレノイドアクチュエータ１６ｉは、
弁体１６ｈを先端に取付けたプランジャ１６ｊ　と、同
プランジャ１６ｊ　の上下に進退させるソレノイド１６
にと、プランジャ１６ｊ　の閉方向の付勢力を与えるス
プリング１６慎と、ケーシング１６１１と、プランジャ
１６ｊ　の進退動作を案内するガイドプレーＨ６ｐと、
プランジャ１６ｊ　の−足取上の落下を防止するための
ストッパー１６ｓとから構成されている。

また、ケーシング１６ｎの下部及びガイドブレー目６ｐ
には多数の空気流入孔１６Ｑ、　１６ｒが穿設されてい
る。

かかる構成において、非洗浄時には、プランジャ１６ｊ
　は、スプリング１６麿の押し力と自重により、ストッ
パー１６ｓがガイドプレート１６ｐに当接するまで下が
っている。従って、空気が大気連通開口１６Ｆ及び大気
連通管１６ａを通して給水分岐管１２内に流入し、真空
を破り、逆流を防止することができる。

また、洗浄時には、バキュームブレーカ−１６は、後述
する要領で、制御装置１７からの駆動出力に基づいて、
流量制御弁１５の駆動に連動して同時又は−瞬早く駆動
されて、プランジャ１６ｊが上方に引き上げられ、弁体
１６ｈのシールゴムが弁座１６ｇに当接して大気連通開
口１６ｆを完全に遮断して、真空を確保するとともに、
水が漏出しないようにする。

洗浄終了後は、バキュームブレーカ−１６の駆動が後述
する要領で、流量制御弁１５の駆動停止と同時に又は後
れて停止し、ソレノイド１６ｋによるプランジ中１６ｊ
　のクランプが開放され、空気が給水分岐管１２内に導
かれ、真空を破り、逆流を防止することができる。

そして、かかる洗浄動作において、上記したように、上
流側分岐管１２ａと下流側分岐管１２ｂとを接続する大
気連通管１６ａの垂直部には、何らレバー機構等の介在
物が存在しないので、供給動作時に、洗浄水はバキュー
ムブレーカ−１６による圧力損失を受けることなく大便
器に向けて流下することになる。従って、大便器に一回
当たり大流量の洗浄水を流すことができ、洗浄効果を高
めることができるとともに、節水効果を図ることができ
る。

また、本実施例におけるその他の構成について説明する
と、第２図において、止水栓１４は、弁３０と弁押さえ
捧３１で構成し、通常は図示するように、水圧により上
方に押上げられて開口３２が開いて水が流れるようにな
っており、水を止めるときには、弁押さえ捧３１のねじ
部を締めつけて下方へ移動し、弁３０を押圧して開口３
２を閉塞し、水の流れを遮断するようにしている。

また、流量制御弁１５は、本実施例では、特願昭６３−
４９９９３号公報に記載されているような積層式圧電ア
クチュエータＡを駆動部としたダイヤフラム弁３３によ
って構成している。

かかる積層式圧電アクチュエータＡは、軸方向に移動す
るプランジャｄと、同プランジャｄをつかむクランプ用
圧電素子ｅ、ｆと、プランジャｄを移動させるストロー
ク用圧電素子ｇ、　　ｈとより構成され、パルス状の駆
動電圧で作動させるようにしたものである。

そして、かかる圧電アクチュエータＡは、プランジャｄ
を、μｍオーダ或いはサブμｍオーダのストロークで尺
とり生状に移動することができ、流量制御弁１５を精密
かつ正確に作動させることができる。

しかし、流量制御弁１５は、これに限られるものではな
く、駆動部としては、圧電バイモルフアクチュエータ、
ステッピングリニヤモータ（回転式）と回転ねじとの組
み合わせ、ステッピングモータ（回転式）と回転ねじと
の組み合わせ等の他のモータやアクチュエータも用いる
ことができ、流量制御弁としては、パイロット式、直動
式の玉形、球形、円筒形、門形等、各種の弁を用いるこ
とができる。

また、第３図に上記制御装置１７の回路構成を示してお
り、図示するように、制御装置１７は、マイクロプロセ
ッサ２１　（ＭＰＩＩ）　と、入出力インターフェース
２２．２３と、大便器１３の形状、配管特性、水圧等を
考慮して作成した最適の流量パターンプログラム、圧電
素子ｅ、ｆ、ｇ、ｈ及びバキュームブレーカ−１６の駆
動順序プログラムを記憶しているメモリ２４とからなる
。

ついで、上記構成を有する大便器洗浄装置の作動につい
て、第４図に示すフローチャートを参照して具体的に説
明する。

用便後、使用者が操作盤１８上の洗浄操作ボタンスイッ
チ１９を押すと（１００）　、出力信号がマイクロプロ
セッサ２１に送られる。そして、この出力信号に基づム
讐て、制御装置１７はメモリ２４から、バキュームブレ
ーカ−１６と流量制御弁１５の駆動順序プログラムと流
量パターンプログラムを読みだし、同駆動順序プログラ
ムに基づいて、まず、ソレノイドアクチュエータ１６ｉ
を駆動して給水分岐管１２への空気の流入を遮断する（
１０１）とともに、上記ソレノイドアクチュエータ１６
ｉの駆動と同時又はデイレイタイマー等で設定した遅れ
時間の後に、流量パターンプログラムに基づいて、圧電
アクチュエータＡを駆動して流量制御弁１５を開弁して
（１０２）　、所望の流量パターンによって大便器１３
内に洗浄水を供給することができる。

第５図に、かかる流量パターンの一形態を示しており、
図示するように、本実施例では、階段状に経時的に流量
を減らしている。即ち、最初の段階で大量に流し、つい
で、わずかに減らした後定常的に流し、最後に急激に減
らした後、定常的に小量流すものである。

このような流出パターンで流出・洗浄することによって
、早期にサイホン現象を発生させ、このサイホンを小流
量で持続せしめることにより、大便器１３に付着する汚
物等を完全に除去かつ流出することができ、さらに封水
を確保できるので、従来の流量パターン（自然流出）の
場合と比較して最大の洗浄効果を奏する。また、使用流
量も、第５図に示すように、従来の流量パターンと比較
して著しく少なくすることができる。

流量パターン制御が終了すると（１０３）　、前述した
駆動順序プログラムに基づいて、まず、圧電アクチュエ
ータＡの駆動を停止して流量制御弁１５を閉弁して大便
器１３への洗浄水の供給を停止するとともに（１０４）
　、上記圧電アクチュエータＡの駆動と同時またはデイ
レイタイマー等で設定した遅れ時間の後に、ソレノイド
アクチュエータ１６ｉの駆動を停止してプランジャ１６
ｊのクランプを解除して空気を大気連通開口１６Ｆや大
気連通管１６ａを通して給水分岐管１２に流入させる（
１０５）　。

これによって、真空が破られ、逆流を確実に防止するこ
とができる。

なお、上記シーケンスにおいて、流量パターン制御終了
’（１０３）に代えて、洗浄操作ボタンスイッチ１９の
操作によって、圧電アクチエエータＡやソレノイドアク
チュエータ１６ｉの駆動を停止するようにすることもで
きる。

以上述べてきた如く、本実施例は、以下の作用及び効果
を奏する。

本実施例では、給水分岐管１２への空気の流入・遮断を
大気連通管１６ｆの大気開放端に設けたソレノイドアク
チエエータ１６ｉ駆動の自動開閉弁の開閉によって行う
ようにしたので、給水分岐管１２中に揺動レバー機構等
を介在させる必要がなく、上流側から下流側に圧力損失
を生じることなく流下することができる。

従って、大便器洗浄動作等において、−洗浄動作におい
て、大量の洗浄水を大便器１３に供給することができ、
便器洗浄効果を向上することができ、かつ、何回も洗浄
する必要がないので、使用洗浄水の流量を最小にするこ
とができ、大幅な節水を図ることができる。

また、本実施例では、流量制御弁１５を制御装置１７に
予めセットした流量パターンプログラムに基づいて駆動
・開閉するようにし、−洗浄動作において、洗浄流量を
経時変化できるようにしたので、大便器１３の形状、配
管特性、水圧、その他の因子に対応した最適の流量パタ
ーンで洗浄水を大便器中に流出することができるので、
洗浄効果を最大にあげることができるとともに、使用洗
浄水の流量を最小にすることができる。

また、流量制御弁１５の駆動部を微小距離無段階駆動式
アクチエエータによって構成することによって、精密か
つ正確に上記流量パターンに基づいて、洗浄動作を行う
ことができる。

なお、上記実施例において、バキュームブレーカ−１６
の駆動部をソレノイドアクチュエータ１６ｉによって構
成したが、流量制御弁１５と同様な駆動装置を用いるこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るバキュームブレーカ−を具備する
大便器洗浄装置のシステム構成説明図、第２図は大便器
洗浄装置の具体的構成説明図、第３図は同・装置の制御
装置のブロック図、第４図は制御シーケンスを示すフロ
ーチャート、第５図は流量パターンを示すダイヤグラム
、第６図は従来のバキュームブレーカ−の構成説明図で
ある。 図中、 Ａ：アクチュエータ １３：大便器　　　　　　　１５：流量制御弁１６：バ
キュームブレーカ− １７：制御装置　　　　　　２４：メモリｄニブランジ
ャ　　　　　ｅ：圧電素子ｆ：圧電素子　　　　　　ｇ
：圧電素子ｈ：圧電素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、供給配管の中途から大気連通管を分岐し、同大気連
   通管の先端に形成した大気開放端に、制御装置からの駆
   動信号に基づいて供給配管への空気の流入・遮断を自動
   的に行う自動開閉弁を取付けたことを特徴とするバキュ
   ームブレーカー。