JPH04145296A - 給水栓用水撃防止器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は給水栓用水撃防止器、詳しくは給水栓の閉止に
より発生する水撃（ウォーターハンマー）作用を緩和な
いし防止する水撃防止器に関するものである。

［従来の技術〕 水撃は、給水管内の水の流れを瞬間的に閉止した時、そ
の上流側の水圧が異常に上昇し、上昇圧力が圧力波とな
って閉止点と給水源との間を往復し、次第に減衰する現
象をいう、過大な水撃は水装置とともに配管機器類を振
動させ、破損や水漏れの原因となる。

従来ではこのような水撃作用を緩和するため、給水管の
途中にエアダンパ方式の水撃防止器を取り付けているが
、この水撃防止器の場合、構造上給水栓への組み込みが
困難であるばかりか、シール性を要求される気密室を備
えているため、経年変化によりダイヤフラムが劣化し、
空気圧の漏れが発生して水撃防止効果が低下するという
問題があった。

このような欠点を解決するものとして、給水栓の流路途
中にベンチュリーを挿入し、ベンチュリーと隣接して吸
気弁を持つ空気室を設け、両者をベンチュリーの小径部
に設けた細孔で連通させたものが知られている。そして
、通水時にはベンチュリーの小径部の圧力が低下するた
め、吸引力が働き、空気室内を大気圧の空気で満たすと
ともに、給水栓の閉止時に水替が発生すれば、細孔を通
じて空気室で水撃圧を吸収している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ベンチュリ一方式の水撃防止器の場合、
給水栓に空気室を設けるために構造が大形化するととも
に、既存の給水栓を利用できず、大掛かりな取替工事を
必要とする欠点があった。

また、給水栓を開いた時の排水量がベンチュリーのため
に制約を受ける欠点があり、しかも空気室へゴミ等が取
り込まれるおそれがあるため、不潔になり易いという問
題もあった。

そこで、本発明の目的は、小型で既存の給水栓にも適用
でき、しかも排水量が制約されたり不潔になる等の不具
合のない給水栓用水撃防止器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するため、本発明は、外部操作力によっ
て移動され、給水栓本体に形成された主弁口を開閉する
栓体と、栓体の内部に形成され、給水栓本体内部の水を
上記主弁口をバイパスして排水口へと排出するバイパス
通路と、栓体の内部に上記バイパス通路を常時閉鎖可能
に設けられ、バイパス通路に給水栓本体内部の静水圧よ
り高い水圧が作用したときのみバイパス通路を開く弁体
とを備えたものである。

〔作用〕

栓体を閉止した状態では、バイパス通路に給水栓本体の
静水圧が作用するが、弁体は静水圧以下の水圧では開か
ないので、水がバイパス通路を介して漏れ出るおそれは
ない。栓体を開くと、水道管の水は給水栓本体の主弁口
を介して排水口より排水されるが、この場合も弁体は開
かない。いま、栓体を急閉止して水撃が発生すると、そ
の圧力波はバイパス通路を通って弁体に作用する。最大
水撃圧は静水圧（通常２ｋｇｆ／　ｃ４）に比べて可な
り高圧（例えば５ｋｇｆ／　ｃ（）となるため、弁体が
速やかに開き、圧力波をバイパス通路を介して外部へ逃
がす、このとき、排出される圧力水は本来の水出口であ
る給水栓本体の排出口より排出されるので、水が周囲に
飛び散らない。

水撃による圧力波はその発生源である主弁口近傍が最も
高圧となるため、この発生源近傍に水撃防止器を設ける
のが最も効果的である０本発明では水撃の発生源の近傍
に位置する栓体に水撃防止器を設けであるので、水撃防
止効果が大きい。

また、水撃は予め発生部位（給水栓）を特定できないの
が通例であり、実際に水撃が発生してからその対策を講
じているのが実情である。そのため、従来では水撃の発
生箇所に水撃防止器を取り付けるに際し、給水栓本体を
含む全ての部品を取り替える必要があるため大掛かりな
配管工事を行っていたが、本発明では既存の給水栓に対
し栓体のみを取り替えるだけでよいので、素人でも簡単
に工事ができるとともに、既存の給水栓本体をそのまま
利用できるため、コストも大幅に低減できる。

〔実施例］ 第１図〜第３図は本発明にかかる給水栓用水撃防止器の
第１実施例を示す。

１は既存の給水栓本体であり、この給水栓本体１の内部
には主弁口２が形成され、先端部には排水口３、上部に
は円筒状の栓棒取付部４が夫々−体に形成されている。

栓棒取付部４の上部にはパツキン５とパツキン受金６と
が載置され、栓棒取付部４にナツト７を装着することに
より、栓棒１０と給水栓本体１との隙間からの水漏れが
防止されている。

栓棒１０は上下端が開口した円筒形部材であり、その上
端部外周には給水栓本体１の雌ねじ部８に螺合する雄ね
じ部１０ａが設けられている。栓棒１０の下端部内側に
は略円筒形の弁座部材１１が螺着されており、この弁座
部材１１の中央孔には下方よりコマ１２が着脱可能に挿
入され、０リング１３によって保持されている。上記コ
マ１２の軸心には貫通孔１２ａが形成されており、コマ
１２の下面には給水栓本体】の主弁口２を開閉可能な環
状のコマパツキン１４が装着されている。このように、
コマパンキン１４を有するコマ１２と、弁座部材１１と
、栓棒１０とによって本発明の栓体が構成される。上記
弁座部材１１の上面には、第２図に示すように環状溝１
１ａが形成され、この環状溝１１ａによって同一平面上
に内外二重の輪圧１１ｂ、　ｌｉｅが区画されている。

内輪圧１１ｂはコマ１２０貫通孔１２ａを介して給水栓
本体１の内部と連通し、環状溝１１ａの底部は流出孔１
１ｄから栓棒１０の下端部に径方向に形成されたバイパ
ス孔１０ｂを介して排水口３へと連通している。

したがって、コマ１２の貫通孔１２ａ１弁座部材１１の
中央孔、環状溝１１ａ、流出孔ｌｉｄおよびバイパス孔
１０ｂによって本発明のバイパス通路が構成される。

上記弁座部材１１の上部には所定の容積を持つ水圧室１
８が形成され、この水圧室１８内に弁体１５が周囲を拘
束されずに収容されている。弁体１５は傾き防止用のス
プリング１７によって下方へ付勢されており、弁体１５
の下部には弁座部材１１の内外輪圧１１ｂ、ｌｌｃ上に
密着するガスケット１６が装着されている。なお、水圧
室１日は弁体１５の中心部に設けた小径の連通孔１５ａ
を介して給水栓本体１の内部と連通しており、水圧室１
８には連通孔１５ａを介して給水栓本体１内部の静水圧
が作用している。いま、給水栓本体１内部の静水圧をＰ
、内輪圧１１ｂの内径をｄ３、外輪圧１１ｃの内径をｄ
２、スプリング１７のばね荷重をＦｓ、弁体１５に対す
る押し上げ力をＦｌ、押し下げ力をＦ、とすると、 Ｆ、−Ｐｘπｄ、”／４ Ｆ　ｚ　”　Ｐ　Ｘ　Ｋ　ｄ　ｚ　”　／　４　＋　Ｆ
　ｓとなり、ｄＩ＜ｄ！であるから常にＦ　Ｉ＜　Ｆ　
ｔとなり、スプリング力Ｆ、がなくても弁体１５は閉弁
状態を保持する。

上記栓棒１０の上端部外周に設けたセレーション１０ｃ
にはハンドル２０が回動不能に嵌合しており、栓棒１０
の上端に固定ネジ２１を螺合することによってハンドル
２０を抜は止め固定している。上記固定ネジ２１はブロ
ー弁を兼ねており、固定ネジ２１の上面に形成した溝２
１ａに工具を係合させて固定ネジ２１を緩めると、栓棒
１０の上端部に形成したブロー孔１０ｄと水圧室１８と
が連通し、水圧室１８の水圧が低下して弁体１５が開く
、そのため、給水栓本体１から水道水が水圧室１８へ補
給され、水圧室１日の内部に溜まった空気やゴミは水道
水と共にブロー孔１０ｄより排出される。

つぎに、上記構造の水撃防止器の動作を説明する。

まず、閉栓状態では水道管の給水圧（静水圧）が連通孔
１５８を通って水圧室１８に作用しているため、弁体１
５は閉弁状態を保持している。栓棒１０を開き方向に回
すと、コマパツキン１４が主弁口２から離れ、水道水は
主弁口２を通って排水口３へと排出される。

いま栓棒１０を急激に閉止すると、水撃が発生すること
がある。すると、その水撃圧はバイパス通路を通って弁
体１５の下面に作用する。この圧力波は言わば動圧であ
るから、弁体１５の連通孔１５ａから水圧室１８へ瞬時
に入ることはない、そのため、弁体１５に対する押し上
げ力Ｆ、が瞬間的に押し下げ力Ｆ２より大きくなり、弁
体１５は押し上げられてガスケット１６が内外輪圧１１
ｂ、　Ｉｌｃから離れる（第３図参照）、圧力波の一部
は矢印で示すように環状溝１１ａから流出孔１１ｄ、バ
イパス孔１０ｂを経て排出されるため、水撃波は減衰し
、水道管に設けられる各種配管機器類の破損や水漏れが
防止される。また、圧力波の残部は弁体１５の外周部を
通って水圧室１８へ入るため、水圧室１８の水圧が上昇
し、最大水撃圧力波が到来した後、弁体１５は速やかに
内外輪圧１１ｂ、　ＩＩＣに着座し、閉弁される。

そのため、必要以上の水が無駄に排出されない。

なお、上記実施例の場合、弁体１５と水圧室１８との間
に摺動部が存在しないので、弁体１５の動きが自由にな
り、水撃波に鋭敏に対応できる。また、弁体１５に小径
の連通孔１５ａを設け、水圧室１８に給水栓本体ｌの静
水圧が作用するように構成したが、連通孔１５ａが無く
ても本発明の基本的機能は発揮できる。しかしながら、
水道配管の給水圧は変動する（一般に夜間は水圧が高く
、昼間は低い）ので、弁体１５に連通孔１５ａを設ける
ことにより水圧室１日を給水圧に追随させることができ
る利点がある。また、弁体１５を閉弁方向に付勢するス
プリング１７を設けたが、このスプリング１７は弁体１
５の傾き防止用であって、必須部品ではない、スプリン
グ１７を設けない場合には、水道配管が負圧になった時
に弁体１５が自動的に開くので、負圧解除（バキューム
ブレーカ）１！能を果たす。

第４図は本発明の第２実施例を示し、第１実施例と同一
部品には同一符号を付して説明を省略する。

弁体３０の中心部にはプラグ３１が螺着されており、こ
のプラグ３１には直交する連通孔３２が形成されている
。連通孔３２の下部孔３２ａは両側方に開口しており、
上方へ開口した連通孔３２の上部孔より大径である。こ
の下部孔３２ａにはクリーニングボール３３が摺動自在
に収容されている。このように連通孔３２の下部孔３２
ａが側方へ開口しているので、静水圧はそのまま通すが
、水撃による圧力波が連通孔３２を介して水圧室１８に
入りにくくなる。また、クリーニングボール３３が移動
することにより、連通孔３２が常時清掃され、目詰まり
を防止できる効果がある。

第５図は本発明の第３実施例を示し、第１実施例と同一
部品には同一符号を付しである。

この実施例では、弁体４０の上部に水圧室１８内を摺動
自在な軸部４１を一体に設け、弁体４０の傾きを防止し
ている。この場合も、弁体４０の中心部に直交する連通
孔４３を有するプラグ４２を蝶着し、連通孔４３の下部
にクリーニングボール４４を摺動自在に収容しである。

第６図は本発明の第４実施例を示し、第１実施例と同一
部品には同一符号を付して説明を省略する。

この実施例では、栓棒５０の上部を中実構造とし、栓棒
５０の下部に水圧室５１を設けるとともに、この水圧室
５１内に上下に摺動自在な弁体５２と、弁体５２を下方
へ付勢するリターンスプリング５３とを収容しである。

そして、弁体５２の中心部には直交する連通孔５４ａを
有するプラグ５４が固定されている。

栓棒５０の下端部には弁座部材５５が螺着されており、
弁座部材５５の上面に設けたガスケット５６に弁体５２
の下端部が接離してバイパス通路を開閉自在となってい
る。

通常使用時には、給水栓本体１の静水圧は連通孔５４ａ
を介して水圧室５１に作用して圧力は平衡しており、弁
体５２はリターンスプリング５３のばね力により閉弁し
ている。いま水撃が発生すると、水撃波はコマ１２の貫
通孔１２ａを通って弁体５２の下面に作用し、弁体５２
をリターンスプリング５３に抗して押し上げる。そのた
め、弁体５２はガスケット５６から離れ、水撃圧は栓棒
５０の下端部に設けたバイパス孔５７を通り、排水口よ
り排出される。

第７図は本発明の第４実施例を示し、レバー式給水栓に
本発明を適用したものである０図において、第１実施例
と同一部品には同一符号を付して説明を省略する。

この実施例では、レバー６０の一端が給水栓本体ｌの係
合溝６１に揺動自在に係合しており、レバー６０の支承
点近傍に形成した係合孔６０ａが栓体であるピストンバ
ルブ６２の首部６２ａに係合している。

ピストンバルブ６２はＱリング６３を介して給水栓本体
１に上下動可能に配置され、ピストンバルブ６２の下端
部には弁座部材６４が螺着固定されている。

弁座部材６４の下部には主弁口２を開閉する環状のパツ
キン６５が装着されている。上記弁座部材６４の上面に
は第１実施例と同様に環状溝６４ａが形成され、この環
状溝６４ａによって同一平面上に内外二重の輪圧６４ｂ
、　６４ｃが区画されている。内輪圧６４ｂは弁座部材
６４の中心孔６４ｄを介して給水栓本体１の内部と連通
し、環状溝６４ａの底部は流出孔６４ｅ、ピストンバル
ブ６２のバイパス孔６２ｂを介して排水口３へと連通し
ている。ピストンバルブ６２と弁座部材６４との間には
水圧室６６が形成され、この水圧室６６に弁体６７が全
く拘束されずに収容されている。弁体６７の下部にはガ
スケット６８が装着され、このガスケット６８が弁座部
材６４の内外輪圧６４ｂ、６４Ｃ上に着座している。な
お、水圧室６６には弁体６７の小径な連通孔６７ａを介
して給水栓本体１の静水圧が導かれている。

なお、ピストンバルブ６２の上部には、ピストンバルブ
６２を閉弁状態で保持するための機構部（図示せず）が
設けられている。

第７図において、レバー６０の自由端部を上方へ引き上
げると、てこの原理によりピストンバルブ６２が持ち上
げられ、パツキン６５が主弁口２から離れ、給水栓本体
１の水は主弁口２を通り排水口３から排出される。いま
、レバー６０を急速に下方へ押し下げると、主弁口２が
急閉され、水撃が発生することがある。このとき、水替
波は弁座部材６４の中心孔６４ｄを通り弁体６７の下面
に作用するため、弁体６７のガスケット６８が弁座部材
６４の上面から離れる。水替波の一部は弁座部材６４の
環状溝６４ａがら流出孔６４ｅ、バイパス孔６２ｂを経
て排出される。

また、圧力波の残部は弁体６７の外周部を通って水圧室
６６へ入るため、水圧室６６の水圧が上昇し、受圧面積
差によって弁体６７は速やかに内外輪圧６４ｂ６４ｃに
着座し、閉弁される。そのため、必要以上の水が無駄に
排出されない。

第８図は栓棒内部にエアダンパ式水撃防止器を設けた参
考例を示している。

この水撃防止器は、第１実施例と同様な栓棒１゜の内部
にスリーブ７０を介して案内棒７１を上下動自在に収納
し、スリーブ７０の下端と案内棒７１のフランジ部７１
ａ上面との間に案内棒７１を下方へ付勢するスプリング
７２を介装しである。案内棒７１のフランジ部７１ａの
下面にはベローズ７３の中央部が一体に動作し得るよう
に固着され、ベローズ７３０周辺部は栓棒１０の底面と
、栓棒１０の下部に螺着された環状部材７４の上面との
間で圧着固定されている。

したがりて、ベローズ７３の上側には密閉された空気室
７５が形成される。環状部材７４の中心孔７４ａには下
面にコマパツキン１４を固定したコマ１２が着脱可能に
装着されている。

この場合は、水撃圧がベローズ７３に作用すると、空気
室７５が圧縮されるが、同時にスプリング７２も圧縮さ
れるので、空気圧とスプリング圧との共同作用により水
替波を吸収する。

なお、本発明は上記各実施例のようなスピンドル式給水
栓やレバー式給水栓に限らず、主弁口を開閉する栓体を
有する給水栓であれば如何なる形式の給水栓にも適用可
能である。また、栓体は手動操作されるものに限らず、
電動アクチュエータ等の駆動手段によって操作されるも
のも含む。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば水撃によ
る圧力波がバイパス通路を介して栓体内部に収容した弁
体に作用するようにしたので、弁体が速やかに開き、圧
力波をバイパス通路を介して外部へ逃がすことができる
。特に、栓体は水撃の発生源である主弁口近傍に位置し
ているので、圧力波を速やかに逃がすことができ、水撃
を最も効果的に防止あるいは緩和できる。

また、排出される圧力水は本来の水出口である給水栓本
体の排出口より排出されるので、水が周囲に飛び散るお
それがない。

さらに、本発明では既存の給水栓に対して栓体のみを取
り替えるだけで水撃防止器を設置できるので、素人でも
簡単に工事ができるとともに、既存の給水栓本体をその
まま利用できるため、コストも大幅に低減できる。

なお、本発明は給水栓を開いた時の排水量が制約を受け
たり、ゴミ等が取り込まれるといった不具合がなく、給
水栓本体の機能を全く損なわないことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかがる水撃防止器を備えた給水栓の第
１実施例の全体断面図、第２図はその要部の拡大断面図
、第３図は水撃発生時の拡大断面図、第４図は第２実施
例の拡大断面図、第５図は第３実施例の拡大断面図、第
６図は第４実施例の要部断面図、第７図は第５実施例の
全体断面図、第８図は本発明に関連した参考例の断面図
である。 １・・・給水栓本体、２・・・主弁口、３・・・排水口
、１０・・・栓棒、１０ｂ・・・バイパス孔、１１・・
・弁座部材、１２・・・コマ、１２ａ・・・貫通孔、１
４・・・コマパツキン、１５・・・弁体、１６・・・ガ
スゲット、１日・・・水圧室、２０・・・ハンドル。 特許出願人　株式会社エムアイシー 代　理　人　弁理士　筒井　秀隆 第２図 第３図 水撃波 第４図 ２Ｄ 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）給水栓の閉止により発生する水撃作用を緩和する
   給水栓用水撃防止器において、 外部操作力によって移動され、給水栓本体に形成された
   主弁口を開閉する栓体と、栓体の内部に形成され、給水
   栓本体内部の水を上記主弁口をバイパスして排水口へと
   排出するバイパス通路と、栓体の内部に上記バイパス通
   路を常時閉鎖可能に設けられ、バイパス通路に給水栓本
   体内部の静水圧より高い水圧が作用したときのみバイパ
   ス通路を開く弁体とを備えたことを特徴とする給水栓用
   水撃防止器。