JPH0323694B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、寒冷期に水道の水が凍結するのを防
止する不凍給水装置に関する。

〔従来の技術〕

寒冷地においては、冬期、水道の水が凍結して
水道が使用不能となるおそれがある。この水の凍
結は、地上に露出し蛇口に至るまでの水道管（二
次配管）内において生じる。したがつて、水道の
水の凍結を防止するため、水道不使用時は当該露
出している二次配管内の水を抜いておく手段が採
用されている。これを図により説明する。

第３図は不凍給水装置の系統図である。図で、
１は水道本管から分岐された一次配管、２は蛇口
３に連結された二次配管、４は家屋の床を示す。
５は水抜栓であり、一次配管と二次配管の間に介
在せしめられる。この水抜栓５は、図で上下方向
に移動可能なピストン５ａ、このピストン５ａに
設けられたＯリング５b₁，５b₂，５b₃、およびＯ
リング５b₂，５b₃と協働して開閉を行う弁座５
c₁，５c₂、ならびに排水口５ｄで構成されてい
る。ピストン５ａが図示の位置にあるとき、Ｏリ
ング５b₃が弁座５C₂と密着して排水口５ｄを遮断
し、かつ、Ｏリング５b₂は弁座５c₁から離れて一
次配管と二次配管が連結する（この位置を出水位
置と称する。）又、ピストン５ａが図示の位置か
ら下方に移動せしめられると、Ｏリング５b₂と弁
座５c₁が密着して一次配管１からの供水を遮断
し、かつ、Ｏリング５b₃が弁座５c₂から離れて二
次配管２と排水口５ｄが連通する（この位置を止
水位置と称する）。

６は水抜栓５のピストン５ａを上下に駆動する
駆動部であり、モータ、このモータの回転を減速
する減速機構、回転運動を直線運動に変える変換
機構等が備えられている。７は駆動部６における
モータの駆動を制御するコントローラ、８はコン
トローラ７に備えられている出水スイツチ、９は
止水スイツチである。出水スイツチ８は水抜栓５
を出水位置に切換えるスイツチ、止水スイツチ９
は水抜栓５を止水位置に切換えるスイツチであ
る。１０は二次配管２に取付けられてその中の水
温を検出する温度センサであり、水道水が凍結す
るおそれのある温度が設定され、この設定温度以
下の温度が検出されると高レベル信号を出力す
る。１１，１２はそれぞれ二次配管２に取付けら
れている吸気弁および排気弁である。なお、一点
鎖線Ｇは地面を示す。

第４図はコントローラ７の回路構成を示すブロ
ツク図である。図で、６は駆動部、８は出水スイ
ツチ、９は止水スイツチ、１０は温度センサであ
り、これらは第３図に示すものと同じである。１
５は所定の時間が設定されたタイマであり、出水
スイツチ８がONとされるとその信号により作動
を開始して高レベル信号を出力し、上記設定時間
終了後は低レベル信号を出力する。１６はNOT
回路、１７はNOT回路１６の出力と温度センサ
１０の出力を入力とするAND回路、１８はAND
回路１７と止水スイツチ９の出力を入力とする
OR回路である。

１９は入力された信号を保持する保持回路であ
り、出水スイツチ８がONとなつて出水信号が入
力されると出水信号入力状態を保持し、止水スイ
ツチ９がONとなつてOR回路を介して止水信号
が入力されると止水信号入力状態を保持する。２
０は駆動部６のモータを駆動する駆動部電源、２
１は保持回路１９の出力信号に応じて切換えられ
る切換回路である。切換回路２１の切換えにより
駆動部６のモータが正転又は逆転せしめられる。

次に、この不凍給水装置の動作を説明する。温
度が水道水凍結のおそれのない温度、即ち温度セ
ンサ１０の設定温度を超える温度であるとき、コ
ントローラ７の出水スイツチ８を押してこれを
ONとすると、水抜栓５が止水位置にある場合に
は、保持回路１９を介して切換回路２１が切換え
られ駆動部６のモータが正転して水抜栓５を第３
図に示す状態に切換える。したがつて、一次配管
１の水は蛇口３に達する。この状態で再度出水ス
イツチ８が押されても、この状態は変化しない。
一方、温度センサ１０の出力は低レベルであるの
で、タイマ１５が動作していなくともAND回路
１７の出力は低レベルとなり、止水信号は出力さ
れない。

上記の状態において、温度が温度センサ１０の
設定温度以下に低下すると温度センサ１０の出力
が高レベルとなる。一方、タイマ１５は作動して
いないのでNOT回路１６の出力も高レベルとな
る。これにより、AND回路１７、OR回路１８の
出力は高レベルとなり、止水信号が保持回路１９
を介して切換回路２１が切換えられ、駆動部６の
モータが逆転して水抜栓５が止水位置に切換えら
れる。この結果、一次配管２にあつた水は水抜栓
５の排水口５ｄから排出されるので、凍結を防止
することができる。なお、排水口５ｄからの排水
は吸気弁１１の存在により支障なく行われる。

水抜栓５がこのような状態にあるとき、気温が
上昇し温度センサ１０がその設定温度より高い温
度を検出すると、温度センサ１０の出力は低レベ
ルとなるが、これによつても上記の状態には何等
の変化もなく、水抜栓５は依然止水位置にある。
この状態で水道を使用するため出水スイツチ８を
ONにすると、保持回路１９に出水信号が入力さ
れこれが保持され、切換回路２１が切換えられ、
駆動部６のモータが正転駆動されて水抜栓５は出
水位置に切換えられる。同時にタイマ１５が作動
を開始して高レベル信号が出力されAND回路１
７の入力は低レベルとなる。即ち、タイマ１５に
設定された設定時間中はOR回路１８から出力さ
れる止水信号の出力は禁止され、水抜栓５の出水
位置が保持される。水抜栓５が出水位置に切換え
られると一次配管１の水は排気弁１２から空気を
排気しながら二次配管２に流入し、蛇口３からの
水の使用が可能となる。

タイマ１５の設定時間が経過すると、タイマ１
５の出力は低レベルとなりAND回路１７の一方
の入力は高レベルとなる。したがつて、そのとき
温度センサ１０が低温を検出すれば水抜栓５は止
水位置に切換えられて凍結が防止され、温度セン
サ１０が設定温度より高い温度を検出すれば水抜
栓５は出水位置を継続する。

ここで、上記タイマ１５の設定時間について述
べる。一次配管１は地下に埋設されているので、
一次配管１内の水は凍結温度に比べて可成り高い
温度にある（この水を温水と称する）。そして、
上記のように水抜栓５が止水位置から出水位置に
切換えられたとき、当該温水は二次配管２内に流
入し、温度センサ１０の検出温度も上昇する。こ
の状態は水道が連続して使用されている間は保持
されるが、蛇口３が閉じられた時点から二次配管
２内の水は冷却されはじめる。したがつて、タイ
マ１５の設定時間は、水抜栓５の切換時間と、温
水が二次配管２に供給されてからすぐ冷却されは
じめると仮定したときの当該温水の凍結には至ら
ないある適切な時間との合計の時間とされてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の不凍給水装置は、二次配管２内の水
の凍結を自動的に防止するのに効果的な装置であ
る。しかしながら、上記の説明から明らかなよう
に、水抜栓５が止水位置に切換えられている場合
には、蛇口３を開いただけでは水道水を用いるこ
とはできず、必ずコントローラ７の出水スイツチ
８をONとしなければならずきわめて面倒であつ
た。そして、寒冷時にはほとんど常時、水抜栓５
が止水位置にあるので、水道水使用の度に出水ス
イツチ８をONとすることになり、寒冷時におけ
る面倒さは著しく大きくなる。又、コントローラ
７と蛇口３とが相当離れた位置にある場合、出水
スイツチ８をONとする面倒さはさらに大きくな
る。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
し、寒冷時であつても水道使用時における出水ス
イツチON動作を省略することができる不凍給水
装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、水道本
管に連結された一次配管および給水口に連結され
吸排気弁を備えた二次配管の間に設けられ、前記
一次配管と前記二次配管とを連通する第１の位置
および前記一次配管と前記二次配管を遮断し前記
二次配管の水を排出する第２の位置に切換えられ
る水抜栓と、この水抜栓を切換える駆動源とを備
えた不凍給水装置において、前記二次配管の水温
を検出しこの水温が設定温度以下のとき信号を出
力する温度センサと、前記水抜栓の排水時間に相
当する時間作動する第１のタイマと、前記温度セ
ンサから信号が出力されたとき前記第１のタイマ
の作動時間前記水抜栓を前記第２の位置に切換え
るとともに当該作動時間が終了したとき前記第１
の位置に切換える制御回路と、この第１の位置へ
切換えて前記一次配管の水が前記温度センサに達
するのに充分な時間でかつ凍結するには至らない
時間まで当該切換えを保持する第２のタイマとを
設けたことを特徴とする。

〔作用〕

二次配管に水が供給された状態において、二次
配管の水の温度が所定温度以下になると、温度セ
ンサはこれを検出して信号を出力する。この信号
によりタイマが作動を開始し、この作動開始信号
で水抜栓を第２の位置（止水位置）に切換えて二
次配管内の水を排水する。タイマに設定された時
間が経過し、タイマから作動終了信号が出力され
ると水抜栓は上記第２の位置から第１の位置（出
水位置）に切換えられ、一次配管の水は二次配管
に供給される。このときの二次配管の水は温水で
あるので、寒冷時であつても相当時間経過しては
じめて所定温度以下となる。温水が所定温度以下
になると再び上記の動作が繰返される。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の実施例に係る不凍給水装置の
系統図、第２図は第１図に示すコントローラの回
路のブロツク図である。各図で、第３図および第
４図に示す部分と同一部分には同一符号を付して
説明を省略する。第１図で、７′は第３図に示す
コントローラ７に相当するコントローラであり、
コントローラ７とはその回路構成を異にする。他
の構成は従来の装置と同じである。

第２図に示すコントローラ７′の回路構成にお
いて、２５は出水スイツチ８のON信号および止
水スイツチ９のON信号を各別に保持する保持回
路である。２６は所定の時間が設定された排水タ
イマ、２７は排水タイマ２６の出力信号が高レベ
ルから低レベルに変化したとき作動する給水タイ
マである。排水タイマ２６および給水タイマ２７
はその作動時間中は高レベル信号を出力する。２
８，２９はNOT回路、３０，３１はAND回路、
３２はOR回路である。

次に、本実施例の動作を説明する。今、止水ス
イツチ９をONにすると、この信号は保持回路２
５に保持され、OR回路３２からは止水信号が出
力される。この結果、水抜栓５は止水位置となり
二次配管２の水は排水される。この状態で出水ス
イツチ８をONにすると、保持回路２５はこの信
号を保持するとともにさきの止水スイツチ９の
ON信号を解除する。そして、AND回路３１の
一方の入力は高レベルとなる。又、このとき、給
水タイマ２７は作動状態にないのでその出力は低
レベル、NOT回路２８の出力は高レベルとなり、
したがつてAND回路３０の一方の入力は高レベ
ルとなつている。

この状態のとき、温度センサ１０の検出温度が
設定温度を超えた温度であると、温度センサ１０
の出力は低レベルであるので、AND回路３０の
出力は低レベルとなり、NOT回路２９を経て
AND回路３１の他方の入力は高レベルとなる。
したがつて、AND回路３１から出水信号が出力
され、水抜栓５は上記止水位置から出水位置に切
換えられ、二次配管２に水が供給される。

この状態で温度センサ１０の検出温度が設定温
度以下になると、温度センサ１０の出力は高レベ
ルとなり、AND回路３０の出力も高レベルとな
る。このため、AND回路３１からの出水信号の
出力が停止されると同時にOR回路３２から止水
信号が出力され、水抜栓５は上記出水位置から止
水位置に切換えられ、二次配管２の水は排水され
はじめる。一方、AND回路３０の出力が高レベ
ルとなつたことにより排水タイマ２６が作動を開
始し、その出力を高レベルとする。この排水タイ
マ２６の設定時間は二次配管２の水が排水される
のに要する時間に見合つて設定されている。した
がつて、排水タイマ２６の作動時間中に二次配管
２の水は排水される。排水タイマ２６の設定時間
が経過すると、その出力信号は高レベルから低レ
ベルに変化し、これにより給水タイマ２７が作動
を開始し高レベル信号を出力する。

このため、AND回路３０の出力は低レベルと
なり、再びAND回路３１から出水信号が出力さ
れ、水抜栓５は出水位置に切換えられ、一次配管
１の温水が二次配管２へ供給される。この温水に
より温度センサ１０の検出温度は設定温度を超え
た温度となり、その出力は低レベルとなる。一
方、給水タイマ２７の出力は設定時間が経過する
と低レベルとなり、NOT回路２８の出力は高レ
ベルとなるが、温度センサ１０の出力が低レベル
であるのでAND回路３０の出力も低レベルのま
まである。したがつて、水抜栓５の出水位置は支
障なく維持される。なお、給水タイマ２７の設定
時間は、一次配管１の水が二次配管２に供給され
温度センサ１０から信号が出力されるまでAND
回路３０からの出力を抑えて排水タイマ２６の再
動作を禁止するに充分な時間であり、かつ、二次
配管２が極めて低温になつている場合、二次配管
２に供給された水が凍結に至らない時間に設定さ
れる。この設定時間が経過すると給水タイマ２７
の出力は低レベル、したがつてNOT回路２８の
出力は高レベルとなる。

このようにして二次配管２に供給された温水が
気温が低いために冷却され、遂にはその温度が温
度センサ１０の設定温度位置になると、前述と全
く同様の動作で排水タイマ２６が作動してその間
に二次配管２の排水が行なわれ、続いて給水タイ
マ２７が作動して二次配管２に温水が供給され
る。以後、二次配管２に水が供給される状態でそ
の水温が設定温度以下になる毎に上記の動作が繰
返される。したがつて、一度出水スイツチ８を
ONとしておけば、二次配管２には常時水が供給
された状態にあるので、水道水の使用者は使用の
度毎に出水スイツチを操作する必要はなく、単に
蛇口３を操作するだけで水道水を使用することが
できる。又、水抜栓５が止水位置から出水位置に
切換えられ、一次配管１の水が蛇口３に至るまで
にはある程度の時間を要するので、従来、水道水
の使用者はその時間待機していなければならない
不便があつたが、本実施例では蛇口３の操作と同
時に直ちに水道水が出るので、上記の不便も解消
されることになる。さらに、一次配管１から二次
配管２が複数分岐されている場合でも、これら二
次配管２に対し水抜栓５は１個備えるだけでよ
く、又、水抜栓５を駆動する駆動部６およびそれ
に対する電気系統も１つで済む。又、水抜栓５は
地中に配置されているので、排水された水が凍結
することはなく、排水時に凍結が生じて排水不可
能になるおそれはない。

なお、酷寒時には二次配管の水を排水する頻度
が多くなるが、排水された水を適宜に貯水し又は
使用する手段を講ずれば、水の費消を避けること
ができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、二次配管の水
温が温度センサの設定温度以下になつたとき自動
的に二次配管の水を排水し、排水終了後は自動的
に二次配管に温水を供給するようにしたので、二
次配管には常時水が供給されていることになり、
水道水使用の度毎に出水スイツチを操作する必要
はなく、単に蛇口を操作するだけで直ちに水道水
を使用することができる。又、二次配管が複数分
岐していても水抜栓１個により制御を行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る不凍給水装置の
系統図、第２図は第１図に示すコントローラの回
路のブロツク図、第３図は従来の不凍給水装置の
系統図、第４図は第３図に示すコントローラの回
路のブロツク図である。 １……一次配管、２……二次配管、５……水抜
栓、６……駆動部、７′……コントローラ、８…
…出水スイツチ、９……止水スイツチ、１０……
温度センサ、２１……切換回路、２６……排水タ
イマ、２７……給水タイマ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水道本管に連結された一次配管および給水口
   に連結され吸排気弁を備えた二次配管の間に設け
   られ、前記一次配管と前記二次配管とを連通する
   第１の位置および前記一次配管と前記二次配管を
   遮断し前記二次配管の水を排出する第２の位置に
   切換えられる水抜栓と、この水抜栓を切換える駆
   動源とを備えた不凍給水装置において、前記二次
   配管の水温を検出しこの水温が設定温度以下のと
   き信号を出力する温度センサと、前記水抜栓の排
   水時間に相当する時間作動する第１のタイマと、
   前記温度センサから信号が出力されたとき前記第
   １のタイマの作動時間前記水抜栓を前記第２の位
   置に切換えるとともに当該作動時間が終了したと
   き前記第１の位置に切換える制御回路と、この第
   １の位置へ切換えて前記一次配管の水が前記温度
   センサに達するのに充分な時間でかつ凍結するに
   は至らない時間まで当該切換えを保持する第２の
   タイマとを設けたことを特徴とする不凍給水装
   置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記温度セ
   ンサの前記設定温度は、前記二次配管の水の凍結
   温度より高く当該凍結温度に近い値に設定されて
   いることを特徴とする不凍給水装置。