JPH10508667A - 放出バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、改良された放出バルブを提供し、そのバルブは、上部ハウジング（５，１０１，１０６）と、同ハウジング内において、上方に移動可能であり、ハウジングの上部とともに容量の変更可能な上部チャンバ（６）を形成するメインバルブアセンブリ（３５）と、同上部チャンバ（６）とその外側部分との間の絞り通路（９）と、同ハウジングの下側部分から下方に通じる放出口（１９）と、メインバルブアセンブリが下側に位置ずる場合、装置が浸漬されるべき流体の進入に対して同放出口を阻止するように、同放出口（１９）の入口にあるメインバルブアセンブリ用のシート（１３）と、同上部チャンバ（６）と同放出口（１９）とを自由に連通するために同ハウジング（５，１０１，１０６）から遠隔にて動作可能なパイロットバルブ（２，５４，９２）とを備え、同装置は、そのような自由な連通が形成された状態において、流体が上部チャンバ（６）から排出され、かつメインバルブアセンブリ（３５）の上側及び下側における相対的な圧力差により同アセンブリ（３５）が着座位置から離間し、それにより、浸漬する流体の放出口（１９）への流れを許容し、かつほぼ完全に放出させ、バイロットバルブ（２，５４，９２）が自由連通を遮断した状態にて、浸入する流体の流れを中断することによりメインバルブアセンブリ（３５）が着座位置に再着座させられ、かつ空気が上部チャンバ（６）に進入し、かつ浸漬した流体にて再び満たされた状態において、下向きの総圧力が生成されて同メインバルブアセンブリ（３５）が着座位置に保持され、パイロットバルブ（２，５４，９２）がシスタン（１）中の流体の通常な満水設定レベル（２３）より上側にある大気と連通する中空ステム（２，５４，９２）を有し、かつメインバルブアセンブリ（３５）及び中空のステム（２，５４，９２）はそれらの間に中空環状部（１６）を形成している装置である。

Description

【発明の詳細な説明】 放出バルブ 本発明は放出バルブに関し、シスタン及び各種液体貯蔵容器を空にする、ある いは部分的に空にするために軽便に作動し、操作が容易で、かつ迅速に液体を流 すバルブを提供することを主たる目的とする。より詳細には、家庭用トイレット あるいは水洗便所の水洗に使用される水の量を低減するために使用されるが、こ れらに限定されるものではない。 水洗トイレット、パン及びボウルは、長年にわたり存在しており、水洗便所は いかなる型であろうとも、全ての現代の家庭では一般的な場所となっている。ト イレットのシスタン（水槽）及びパンに取り付けられた従来の性能の劣る水洗あ るいは閉鎖においては、水洗を実施する手段は、サイフォン式（同サイフォン式 は、イギリス連邦では現在のところ水道条例に適合する唯一認可された装置であ る）あるいはヨーロッパ大陸及び世界の各国にて広く使用されている種々の非サ イフォン式バルブのうちのいずれか一方から構成されている。 これら直接型バルブにおける非サイフォン式バルブは、水が意図せずして漏洩 することを防ぐために放出口を覆い、かつ密封するためのバルブプレート又は部 材を有する。サイフォン式及び直接型水洗バルブのいずれの場合も、シスタンの 底部を通過し、仕切管継手にて固定されている部分まで下方に延びるねじ切りさ れた放出管を有する。その後、同放出管は、直接あるいは短い管によって便器に 連結される。 パンを水洗あるいは洗浄するための唯一の手段は、シスタンから排出される水 であり、この際の水洗の効果は主に流速に依存する。殆どのサイフォン式バルブ は、良好な流速を有しておらず、好ましい水洗を得るにはかなりの水量を必要と する。更に、これらは水量レベル設定における変化に敏感であり、中レベル設定 以下の場合には殆どの場合、満足のゆく結果が得られない。ある型のサイホン式 バルブを設置した場合、流速が低すぎて、時には、一回以上の水洗が必要となる 。 非サイフォン式のバルブでは通常より大きな流速が得られ、流速が５０％増加 することに伴いパン中における水の運動エネルギーはほぼ２倍となり、効果的な 水洗に要する水量も少なくなる。実際、イギリス連邦での殆どの使用状況におい ては、便器は直接放出バルブを備えたサイフォン式に転換されることによりかな り改善されている。イギリス連邦及び世界各国において存在する特定の設備では 、現存する水洗バルブによって通常可能であるよりも速い流速を有するものさえ 備えられている。高性能非サイフォン式水洗バルブを備えたパン及びシスタンの ギャラリー及び輸郭をデザインすることによって、新しい設備では、効果的な水 洗に要する水量が実質的には低減され得る。例えば、イギリス連邦において設置 されている本明細書に開示されたバルブを用いると、必要とされる水量は、１９ ９３年１月以来設置された設備においては、完全な水洗水量を７リットルから３ ．５〜４．５リットルに低減可能であり、それ以前に設置された設備においては 、９リットルから３．５〜４．５リットルに低減可能である。更に、バルブを短 時間水洗モードにて操作すると、わずか１．５〜２．０リットルを必要とするの みである。 私の特許、即ちイギリス国特許第２２７４３４４号において、改良された性能 を有する放出バルブが開示されており、本発明は更に改良された放出バルブを提 供することをその目的としている。 従って、本発明の目的は、水洗便所の機能を増大及び向上するような流体放出 バルブを提供することにある。 本発明の更なる目的は、いわゆる複式水洗バルブと呼ばれるフル水洗、あるい は部分的な水洗を操作できるバルブを提供することにある。 フル水洗あるいは部分的な水洗に必要とされる水量がかなり低減されるという 利点をも持ち合わせる、バルブを介する簡便なオーバーフロー手段を提供するこ とも本発明の目的である。 従って、本発明はシスタン中の流体に浸漬するための装置であって、同装置は 、 上部ハウジングと、同ハウジング内において、上方に移動可能であり、ハウジン グの上部とともに容量の変更可能な上部チャンバを形成するメインバルブアセン ブリと、同上部チャンバとその外側を囲む部分との間にある圧力バランス穴と、 ハウジングの下側部分から下方に通ずる放出口と、メインバルブアセンブリが下 側に位置する場合、装置が浸漬されるべき流体の進入に対して同放出口を阻止す るように、同放出口の入口にあるメインバルブアセンブリ用のシートと、同上部 チャンバと同放出口とを自由に連通するために同ハウジングから遠隔にて動作可 能なパイロットバルブとを備えている。そのような自由な連通が形成された状態 において、流体が上部チャンバから排出され、かつメインバルブアセンブリの上 側及び下側における相対的な圧力差により同アセンブリが着座位置から離間し、 それにより浸入する流体の放出口への流れを許容し、かつほぼ完全に放出させ、 パイロットバルブが同自由連通を遮断した状態にて、浸漬する流体の流れの中断 によりメインバルブアセンブリが着座位置に再着座させられ、かつ空気が上部チ ャンバに進入し、並びに浸入した流体にて再び満たされた状態において、下向き の総圧力が生成されてメインバルブアセンブリが着座位置に保持され、同パイロ ットバルブは中空のステムを有し、同ステムはシスタン中の流体が所望の満水レ ベルより上部にある大気と連通し、メインバルブ及び中空ステムはそれらの間に 中空の環状部を形成する。 従って、上部チャンバと放出口との間を自由に連通するための主経路は、メイ ンバルブアセンブリ（ピストン）とパイロットバルブステムとの間の中空の環状 部を介する。 シスタンの流体の通常の満水レベルより上部に突出する中空のステムは、たと え流体レベルが所望の通常の満水レベルより上に上昇しても、流体の放出口への 簡便かつ効果的な放出通路を提供する。従って、オーバーフロー経路は、放出バ ルブによって簡便に提供される。 複式水洗機能を提供するために、自由に連通可能な主経路に加えて、例えば上 部チャンバは、中空ステムの内部と最初に連通し、かつ同ステムの頂部は大気中 へと解放するように配置されている。この付随的な連通は、例えばパイロットシ ートの上方にある中空ステム中のスロットによって可能となり、パイロットステ ムの下降している状態においてのみ上部チャンバ及び中空ステム間の連通が成立 するように上部チャンバから密封されている。 中空ステムを下降状態に保持することによって付随的な自由連通を維持するこ とは、ピストンに作用する漸減する上向きの力に打ち勝つためのバネあるいは牽 引手段によって与えられた下向きに作用する力を引き起こし、それにより、空気 が上部チャンバ中に流入し、メインバルブアセンブリの迅速な早期再着座が起こ り、従って短時間水洗機能を提供するための、放出を中断する手段が与えられる 。従って、このようにして、シスタンの約半量が例えば２あるいは３秒間のよう なほんの数秒間パイロットステムを下方に保持することにより放出され、又はパ イロットステムを作動し、次いで瞬時に解放することによりシスタン内の内容物 が全て放出され得る。この複式水洗の実施形態における牽引力が使用される部分 は、メインバルブアセンブリの下方部分に適切な突起を設けることによって得ら れる。 浸入する流体の流れを中断した状態（流体のレベルが中間レベルあるいはバル ブシートよりわずかに上方のレベルのいずれか一方であるレベルに下降した状態 ）において、空気は中空ステムのスロット又はポートあるいはメインバルブアセ ンブリの底部から進入し、パイロットバルブが前述の自由な連通を遮断すること により同アセンブリを下降させ、かつ着座位置にまで戻す。流体の供給が行われ ると、浸入した流体は、メインバルブアセンブリに対して下向きの総圧力を生じ るために圧力バランス穴を介して上部チャンバに進入し、それにより同アセンブ リは着座位置に保持される。これは、時には、ピストン頂部に作用する制御バネ の下向きの初期圧力によって助勢されることも可能である。 浸入する流体は、特に水洗便所の放出システムにおいては、当然のことながら 水であり、本発明は以下において、便宜上、水を参照にして記載される。 また、短時間水洗操作に使用されるこの付随的な自由連通は、中空ステムから 分岐された捕助バルブを使用し、かつ上部チャンバへの排出口を設けることによ って達成され得る。 全ての好ましい実施形態において、バルブが着座され、かつシスタンが満水で ある状態における圧力の自由連通は、メインバルブアセンブリの外側と上部チャ ンバの内側との間にある一つあるいはそれ以上の圧力バランス穴を介して得られ る。それより程度は少ないものの、付随的な連通はメインバルブ部材の外側と上 部ハウジングのボアとの間においても起こり得るが、この場合は、メインバルブ アセンブリの頂部に装着された芯出しピストンリングによって僅かな量が維持さ れ得る。下方メインバルブアセンブリ、中空ステム内部及び放出口から上部チャ ンバを遮断するパイロットバルブは、着座時に、圧力バランス穴を開閉するため に同穴と協働し、制限された水量のみが上部チャンバに流出入することを許容す る。バルブの主たる好ましい形状において、パイロットバルブは前述の通路を開 放するために下方に移動し、かつメインバルブアセンブリが上部チャンバの頂部 まで上昇し、パイロットバルブが下降した状態に保持されて、中間レベルに到達 されるか、あるいはパイロットバルブが下降され、かつ直ちに解放されることに よりシスタンが空になるかのいずれかの状態となるまで維持される。 上部チャンバ及びメインバルブアセンブリの内部は、空気及び圧力バランス穴 より進入した僅かな水を含む。パイロットバルブが作動した状態において、メイ ンバルブアセンブリの急速な上昇により上部チャンバから放出される空気及びご く少量の水は、メインバルブアセンブリの内部にある環状円筒空間に流入し、中 空パイロットステム延長部の外側（一実施形態においては、パイロットバルブの 上方あるいは下方のいずれかのステム壁中におけるスロットを介して）を下方に 流れ、その後、放出口中へ下降する。 従来のバルブと比較して、６０〜８０％の水量の節約が達成され得るとともに 、バルブによる簡便なオーバーフロー機能をも提供する。 本発明を更に理解するために、図面を参照して、種々の実施形態を以下に記載 する。 図１は、バルブが開放位置にある場合の、本発明の第一の複式水洗の実施形態 に基づく装置の部分断面図を示す。 図２は、同じくバルブが開放位置にあろ場合の、本発明の第二の複式水洗装置 の図１に類似する図。 図３は、同じくバルブが開放位置にある場合の、本発明の第三の複式水洗装置 を示す図。 図４は、同じくバルブが開放位置にある場合の、本発明の第四の複式水洗装置 を示す図。 図５は、単式水洗バルブが閉止位置にある場合の、本発明の第五の装置を示す 図。 図６は、単式水洗バルブが開放位置にある場合の、本発明の第六の装置を示す 図。 図１は、シスタン１の底部に装着されたシスタン複式水洗バルブを示し、メイ ンバルブアセンブリ３５が開放され、かつ上部ハウジング５内の頂部に到達した 瞬間において、水面レベル２３を設定するように、同バルブが浸漬された状態を 示す。 作動前において、メインバルブアセンブリ（ピストン）３５は下方位置にあり 、当然のことながらバルブは閉止されており、この状態では、パンの後部に直接 連結されるか、あるいは短い管によって連結されている放出口１９は空であり、 かつシスタン内の水は、メインシートリム１３を密封するメインシールリング１ １及びパイロットバルブ肩部（シート）１８を密封するパイロットシート１０に より、意図せずして漏洩することを回避される。これらの状態において、シスタ ンは設定レベル２３まで水で満たされており、上部チャンバ６はその最大容量と なり、かつ圧力バランス穴９付近における水の深さと等しい圧力の、主として空 気（ごく少量の水を除いて）を含んでいる。バランス穴９からピストンヘッド７ の頂部を超えてボス３６とステム２の外側との間の狭い間隙中に水が漏洩するこ と、及び排出スロット４４から中空ステム及び放水口中へ水が漏洩することを防 ぐために、シール４５が設けられている。起こりうる可能性のある漏洩経路は、 ケー ソン式オーバーフロースリーブ５８によって阻止され、同スリーブの上端がオー バーフローレベルを決定し、従ってこの上端がら溢れた水はスロット８９を介し て中空パイロットステム２に放出される。中空ステム延長部６５はこのオーバー フロー状態に対しては何の役割も果たさず、最大オーバーフロー高さを超えても 、作動機構が維持されることを確実にするのみの目的にて設けられている。 バルブが着座され、シスタンが満たされた状態では、ピストン３５はパイロッ トシートと上部ハウジング５のボアとの間の上部ピストン環状領域に作用する下 向きの静水圧によって着座位置に保持され、ピストンヘッド７は、芯出しリング ８により上部ハウジングのボア内に密封される。その他の下向きの力としては、 シートリムとピストン本体との間の環状領域を覆うメインシール１１における水 圧、ピストンの荷重及び可能性として制御バネ９０からの少量の初期圧力による ものがある。着座状態におけるピストンに作用する上向きの力は、ピストン本体 と上部ハウジング５のボアとの間において、ピストンヘッド７の真下にある環状 部に作用する水圧のみである。パイロットステム２はこれらの力には寄与してお らず、カラー３に作用する圧縮バネ４によって閉じた位置に維持されている。 バルブは上部ステム延長部６５に下向きの運動を伝えることにより作動し、同 延長部６５はステム２を下方に移動させ、パイロットバルブ１０，１８を開放す る。これにより直ちに上部チャンバ６が環状通路１６及び２５を介して放水口１ ９と自由に連通し、上部チャンバの圧力は、殆ど瞬時にしてほぼ大気圧まで降下 する。この動作が起こると直ぐに、ピストンが上部ハウジング５の頂部まで上昇 するので、ピストンは上向きの総静水圧を受け、同静水圧は空気及び少量の水分 を僅かに圧縮し、環状通路１６，２５を介して迅速に排出させる（通路２５はパ イロットステムの下端、すなわち尾部の外側にある長手方向に延びるフィン２４ によって設けられている）。ピストンの上昇時に、付随的な静水圧がピストンの 下側プロファイル２０に伝達され、輸郭２０，３３間の流れの方向が変化するこ とによる反力は、ピストンにおける上向きの力を実質的に増大する。しかしなが ら、ピストンが上昇するにつれて、制御バネ９０が圧縮されることによる下向き の力も増大するが、その剛性は、ピストンがいったん着座位置から離れて上昇し ても、上向きの静水圧がピストンを上部ハウジングの完全に上昇した位置に維持 するのに十分なものである。 パイロットステム２には、そのシート１８の上方に一つあるいはそれ以上の開 口部あるいはスロット４４が設けられている。バルブの開放時、上部チャンバ６ からの空気はまた、スロット４４から中空パイロットステム２中へと逃れる。バ ルブを完全に開いた状態、即ち、ピストンが上部ハウジング内の頂部にある状態 では、圧力バランス穴９によって、及び可能性としては、芯出しリング８と上部 ハウジング５のボアとの間の不規則部によって、水の進入はきわめて少量に制限 されるが、これらから進入する水の量は非常に少なく、従って、水は進入した時 の速度よりはるかに速い速度にてピストンの底部から排出される。 バルブが開き、かつパイロットステムが下方に移動直後に解放されると、パイ ロット肩部１８は、シール４５を僅かに圧縮することによりボス３６の端部を密 封し、それにより上部チャンバ６からの空気の流出入が不可能となる。従って、 バルブは下方の水面レベル２２までシスタン内の水を完全に放出し、この位置に おいて、オーバーフローする水面レベルはピストンの下端２７より下方にあり、 空気が上方へ向かって上部チャンバ６中へ流入することを許容し、かつピストン ３５は、自身の荷重及びバネ力によって下降し、再着座される。 複式水洗、即ち短時間水洗モードの場合において、バルブの動作は幾分異なる 。この場合、ステム６５，２は下方に押圧され、２〜３秒間下方に維持される。 更に、その下方への移動はパイロットバルブ１０，１８を開放し、かつボス３６ の下方に間隙を作り、スロット４４を介して内部ピストン環状部１６と中空ステ ム２との間の自由な連通を許容する。これにより上部チャンバ６と中空ステムと の間の通気が維持された状態で、ピストン下面に作用する静水圧は水面レベルの 下降に比例して減少し、それにより、レベル５１に達すると同時にピストンの荷 重及び制御バネ９０の力が上向きの力に打ち勝つのに十分となる。この場合、空 気はオーバーフロー状態の内部からスロット４４を介して自由に吸引され得るの で、 ピストン３５は急速に下降し、かつ着座され、従って短時間の水洗が可能となり 、かつシスタンの内容量の約半分のみが放出される。急速に再着座（短時間水洗 ）した際、パンのリムから空気を排出することにより排水される必要があるフル 水洗の場合とは異なり、放出口１９は水を含んでおり、排水には数秒間を要する のみで、シスタンが設定レベル２３まで給水される時間内に確実に行われる（給 水は従来の手段によって行われる）。 図２は、図１と機能的には同様であるが、構造的に異なる装置を示し、ここで はメインパイロットバルブ９２は上部ハウジングと一体的に形成され、かつパイ ロットバルブの作動部は分岐した補助バルブ９４である。この装置において、上 部ハウジング１０１はキャビティ９３及びパイロットバルブシート１００を含み 、パイロットバルブ９４はロッド９７に作用する上向きの力によって着座され、 同ロッド９７はハウジング９６を貫通し、ロッドの上端に装着されたスプリング キャップ９９を介してバネ９８によって力が加えられる。煙突型ハウジング９６ の上端は、最も高い延長管６５の最大オーバーフローレベルより上に位置し、上 部オーバーフロー管９１を含む同一のハウジングの一部を形成する。更にこの装 置において、上部チャンバ６と放出口１９との間の最初の連通は、上部チャンバ 付加物又は凹部９３、補助バルブ９４、ギャラリー９５、及び固定された下方パ イロットステム９２を介してなされる。同時に、上部チャンバからの空気は上部 オーバーフロー管９１から流出される。 放出「１０２の輪郭は図１の輪郭と異なり、同輪郭は、ある条件下において、 流速をわずかに増加させる。しかしながら、例外的に水面レベルの高いシスタン を設置した場合、ピストンが放出口に引き込まれることを回避するためにウェブ １０３が必要となる。 既に述べたようにフル水洗モードを得るために、パイロットバルブは下方に押 圧され、直ちに解放される。この場合、当然のことながらパイロットバルブ９４ を開放するために補助パイロットバルブスプリングキャップ９９が下方に押圧さ れ、同バルブ９４はまた、空気を上部チャンバ６から解放することを許容する。 バルブが給水時に開放されたままで、上部チャンバが水を含んでいる場合、水は ギャラリー９５中に押し出された後、下部オーバーフロー管９２及び放出口１９ 中へと流出する。パイロットバルブが動作する前に、バルブは図１と同様の静水 圧によって閉止位置に維持され、バルブが動作すると、ピストン３５が図１と同 様にシート１８，１３から離間して上昇する。実際にはここに記載したように、 動作は機能的には図１と同一であり、従って同一のあるいは同様の部材は全て、 前述の場合と同様の重要性を有する。 短時間水洗モードにおいて、補助パイロットバルブ９４はスプリングキャップ ９９を下向きに押圧することにより開放され、２〜３秒間開放された状態に維持 される。従って、バルブは開放され、ピストンは上部ハウジング１０１の頂部ま で上昇する。水面レベルが設定レベル２３から下降してレベル５１に近づく場合 、バネ９０に作用する圧縮力は上向きの総圧力に勝り、よってピストンを下降さ せ、ピストン３５の迅速な下降及び再着座を可能にするために、オーバーフロー ギャラリー９５からパイロットバルブ９４及び凹部９３を介して上部チャンバ６ 中へ空気を流入させ、それにより短時間水洗が可能となる。その他の機能的な態 様は図１と同様である。 図３は、図１及び２の装置と同様であるが、上部ハウジング１０６、パイロッ トステムガイド５４及び空気排出管１０４が一体的にアセンブリされており、同 アセンブリが下方に偏位することにより、パイロットバルブ１０，１８及び空気 排出バルブ１１１の開放を引き起こす。 図３は開放位置にあるバルブを示し、この位置においてメインバルブアセンブ リ（ピストン）３５は上部ハウジング１０６内の頂部にあり、肩部８０は頂部ハ ウジング７２に当接し、排気管１０４のリム１０９はパッド１０７に対して着座 されている。ブラケット１０８は頂部ハウジング７２と一体的に形成され、シー ルパッド１０７はブラケット１０８の頂部に装着されている。 従って、図１及び２と同様に、図３はシスタン１の底部にある複式水洗バルブ を示し、メインバルブアセンブリ（ピストン）３５が開放して、ハウジング１０ ６内の頂部に到達し、がつエアバルブ１１１が閉止された直後に浸水した状態を 示す。作動に先立ち、バルブは当然のことながら下方位置にあるピストン３５と 共に着座されており、シスタンは設定レベル２３まで満たされている。ピストン が下方位置にある場合、メインシール１１がシールリム１３に着座し、かつパイ ロットシール1０がパイロットシート肩部１８上に着座することにより、放水口 １９中への水の排出が阻止される。上部ハウジング１０６は、一体的なパイロッ トステムを介してカラー３に作用するバネ４により上方位置に維持され、上部ハ ウジング肩部８０を頂部ハウジング７２の下面に当接した状態に維持する。これ により、パイロットバルブ１０，１８を着座するためのパイロットステムガイド ５４も適切な位置に保持される。エアバルブ１１１の気密性はこの同様のバネ作 用によっても達成される。 シスタンが設定レベル２３まで満たされた状態では、上部チャンバ６は最大容 量に達し、圧力バランス穴９付近の水深に等しい圧力の空気を主に含んでいる。 エアシール１１１及びパイロットシール１０，１８により上部チャンバからの空 気の漏洩が回避される。更に、エアバルブはオーバーフロー管延長部６５より高 い位置にあり、中空ステムの中心部から上部チャンバへの空気の流出を許容する ような、オーバーフロー管／パイロットステム壁におけるアクセススロットが存 在しないことを明記しておきたい。 バルブが着座されて、シスタンが満たされた状態では、ピストン３５は、主と してパイロットシートと上部ハウジング１０６のボアとの間にある上部ビストン 環状領域に作用する下向きの総静水圧によって着座状態にて維持され、この際、 ピストンヘッド７はボア中に密封され、芯出しリング８によって上部ハウジング の中心に配置されるように維持されている。その他のより小さな下向きの力には 、シートリムとピストン本体との間にある環状領域上におけるメインシール１１ に対する水圧、ピストンの荷重、及び可能性としては制御バネ９０からの小さな 初期圧力によるものがある。着座状態において、上向きの力は、ピストン本体と 上部ハウジング１０６のボアとの間にて、ピストンヘッド７の下方にある環状体 に 作用する水圧によるもののみである。パイロットステムガイド５４はこれらの力 には寄与しておらず、それは上部ハウジング／一体的なパイロット中空ステムア センブリの一部であり、上述のようにバネ４によって上方位置に維持される。 バルブは、下方への動作を上部オーバーフローステム延長部６５に伝達するこ とにより作動し、これにより、一体化したステム／上部ハウジング１０６／排気 管１０４／パイロットステムガイド５４を下方へ移動させ、ひいてはパイロット バルブ１０，１８及び空気排出バルブ１１１を開放する。これにより、空気及び 少量の水が直ちに、空の状態にあった放出口１９中へ環状通路１６，２５を介し て流出し、空気はエアバルブ１１１からも流出する。上部チャンバ６と放出口１ ９との間のこの連通が確立した状態では、上部チャンバ中の圧力は瞬時にしてほ ぼ大気圧まで下降し、同時にピストンはにわかに上向きの総静水圧を受け、空気 及び少量の水分が僅かに圧縮され、かつ環状通路１６及び２５を介して急速に排 出されるとともに、幾らかの空気は排出管１０４から流出し、一方バルブ１１１ は開放され、ピストン３５は上部ハウジング１０６内の頂部まで上昇する。 メインバルブアセンブリ（ピストン）が開放位置まで上昇している間、付随的 な静水圧力がプロファイル２０の下面に作用し、かつ程度は小さいものの、輪郭 ２０，３３における流量の変化の割合によって生ずる反力は、ピストンにおける 上向きの力を実質的に増加させる。ピストンが上昇するにつれて、制御バネ９０ の圧縮による下向きの力が増大するが、ピストンがいったん着座位置から離れて 上昇した時に、上向きの静水圧がピストンの荷重及びバネの力に勝って、ピスト ンを上部ハウジングの完全に上昇した位置に押し上げるのに十分なようにバネ９ ０の剛性及び初期圧縮が設定されている。 更に、既に述べたような様式にて、上部チャンバ６から空気及び少量の水が最 初に流出し、バルブが完全に開放された場合、水の上部チャンバへの進入は、圧 力バランス穴９及び芯出しリング８と上部ハウジング１０６の底部との間の不規 則部によりほんの少量に制限されるが、いずれの場合においても、水は開放した パイロットバルブを介して進入した時の速度よりはるかに速い速度にて、同パイ ロットバルブを介して上部チャンバから放出口へ流出される。 バルブが開放し、上部ハウジング及びパイロットステムは下方へ移動した後、 直ちに開放された状態では、上部ハウジング肩部８０が頂部プレート７２に当接 し、エアバルブ１１１が閉止され、それにより上部チャンバ６及び環状空間１６ からの空気の流出入が不可能となる。動作時におけるピストン内部の水面レベル は、環状空間２５における尾部管の下端２７より数ミリメートル上方に制限され る。従って、バルブが開放されてエアバルブ１１１が閉止されると、シスタンは 設定レベル２３から下降して、エンプティレベル２２になるまで完全に排水され 、この時、オーバーフローした水面は、尾部管の下端２７から離れ、空気が環状 通路１６及び２５を介して上部チャンバ６へ進入し、かつ上方へ排出されること を許容し、ピストン３５は、自身の荷重及び制御バネ力によって、再着座位置ま で下降する。 短時間水洗モードの達成については、動作はフル水洗モードとして開始され、 それによりバルブが延長部６５及び上部ハウジングステムアセンブリ１０６の下 方への移動によって開放され、その下方移動はパイロットバルブ１０，１８及び エアバルブ１１１を開放し、静水圧が突然不均衡になることにより、すでに述べ たような様式にてピストンが着座位置から離れて上昇する。しかしながら、この 時、上部ハウジング１０６、パイロットステムガイド５４及び排気管１０４は２ 〜３秒間下方に押圧された状態に維持される。これにより確実に、上部チャンバ ６は開放された状態にあるエアバルブ１１１を介して大気中に換気され、かつシ スタン中の水面レベルは、設定レベル２３から下降して中間レベル５１に近づき 、ピストン３５の下面に作用する静水圧の減少がピストン荷重及び制御バネの力 を支えるのに不十分となる。更に、エアバルブ１１１が開放し、がつ空気が排気 管１０４及びポート１１０を介して上部チャンバ６内に自由に流出入すると、ピ ストンが急速に再着座位置まで下降し、バルブが早期に閉止することにより、水 はシスタン内の中間レベル５１にて残留する。 短時間水洗あるいは中断可能な水洗後における放出口１９の通気は、図１及び ２における記載と同様の方法にて達成される。 図４は、図１と同様の装置を示すが、同装置は、短時間水洗を達成する手段が ピストン頂部の制御バネ９０に代えてピストン下部に装着された牽引リング及び ディスクである点で図１とは異なる。この装置はまた、放出口の輪郭が図２に示 した輪郭とほぼ同様である。中空パイロットバルブステム中のスロットは、パイ ロットバルブシートの上方及び下方に設けられている。 機能；静水圧バランス及び基本的な動作は、図１、２及び３に示す実施形態に 記載されたものとほぼ同様であり、従って、フル水洗モードとするためにオーバ ーフロー管／パイロットステムあるいは延長部は下向きに押圧され、直ちに開放 される。前述のようにこの動作は上部チャンバ６中の圧力をほぼ大気圧まで低減 し、メインバルブアセンブリ３５をシート位置から離間させ、かつメインバルブ アセンブリを上部ハウジング５内の頂部まで上昇させるので、空気及び少量の水 が環状空間１６及びスロット穴１７（同穴１７は、最初はその下方にあるガイド ボスの上端３６によって完全には覆われていない）を介して中空ステム２中へ、 更には、放出口１９中へと下向きに押圧される。まず中空ステムが下方に押圧さ れると、空気はスロット４４からも中空パイロットステム２中へ流出される。 バルブが開放された状態で、上部ハウジング５内の頂部にあるピストン３５及 びスロット４４は下向きに突出した上部ハウジングのボスに当接するパイロット ステム肩部１８及びシール４５により閉鎖され、上部チャンバ６は、穴１５から 進入して、下方ピストンガイドボスの上端３６を包囲する制御された水量によっ て、スロット１７を介したピストン底部からの空気の進入から保護される。フル 水洗モード時に空気が上部チャンバ６に進入することが許容されると、バルブの 早期再着座が意図せずして起こりうる。 短時間水洗モードでは、前述の三つの実施形態と同様に、パイロットステム／ オーバーフロー管（中空ステム）２は下方に押圧され、２〜３秒間下方に維持さ れる。しかしながら、他の実施形態と異なり、下方に移動する量はピストン３５ における下向きの力の生成に関連する。パイロットシート肩部１８の下面は、下 方ピストンボスの上端３６と係合し、ピストンを上部ハウジング５内部において 下方に移動させる。従って、短時間水洗モードにおいては、ピストンが下方に位 置する状態にて、牽引リング１１２及び牽引ディスク１１３（フル水洗モードに おいては牽引を課する必要はないが）は、それぞれの対応する下方位置１１２Ａ 及び１１３Ａまで移動し、この位置において、水面レベルが設定レベル２３から 下降して中間レベル５１に近づくに従って、同リング１１２及びディスク１１３ は、ピストンの下側に作用する上向きの静水圧に勝るのに十分なピストンにおけ る下向きの力を設定する。この時、排気スロット４４は開放されているので、空 気が中空ステム２の内部から上部チャンバ６に進入し、ピストンの急速な下降及 び再着座を引き起こす。 この短時間水洗の後、シスタンは設定レベル２３まで給水され、次のフル水洗 又は短時間水洗の準備がされる。 図５は、シスタン１の底部に装着されたフル水洗バルブを示し、メインバルブ シール１１が放出口をシールするリム１３上に着座され、かつシールリング１０ が放出口から上部チャンバ６を閉じるパイロットシート１８をシールした状態に て、同バルブが典型的な満水レベル２３まで水に浸漬された状態を示す。バルブ が着座され、かつ水に浸漬された状態において、上部チャンバ６は、圧力バラン ス穴９付近における水深での水圧と等しい圧力の空気でほとんど満たされている 。通常、メインバルブアセンブリ３５の頂部における領域は上部ハウジング５の ボアとシートリム１３との間の環状領域より大きいので、下向きの総応力はバル ブを着座位置に維持する。更に、バルブが着座した状態では、環状空間１６、パ イロットステム（オーバーフロー管）２及び放出口１９は空である。パイロット ステム２は、保持カラー３に力を与える圧縮バネ４によって閉鎖位置に維持され 、ひいては下向きに突出するボス３６の底部に対してパイロットシート１８を保 持する。 バルブはパイロットステム２の頂部を押圧することにより作動し、前述のよう にパイロットシート１８をパイロットシール１０から離間するような下方向の移 動を生じ、実質的な開放及び上部チャンバ６中の圧力を瞬時にしてほぼ大気圧ま で下降させる。これにより、上向きの総静水圧が生じ、メインバルブアセンブリ ３５は着座位置から離間し、ピストンリム３７がハウジングの頂部に到達するま で上部ハウジング中を急速に上昇する。このメインアセンブリ３５の上方への移 動は、上部チャンバ６中の空気及び少量の水を、パイロットシール１０及び環状 空間１６を介してスロット１７を経てパイロットステム２の中空の中心部へと下 向きに押し出す。同時に、メインバルブシール１１がシート１３から離間して上 昇した状態において、実質的な開口により、水がポート１２を介して半径方向内 方に流れ、かつピストン下方の輪郭２０及び放出口ハウジングの湾曲した分岐す る輪郭３３によって下向きに偏向される。流れは狭部３８を経て放出口管１９ま で続き、そこから便器（トイレットパン）へと続く。また、メインバルブアセン ブリが着座位置から離れて上昇すると、直ちに、水がアクセス穴１５を介してピ ストンの下方尾部から空間１６へと進入し、リム３９の周りに浅い水のプールが 形成される。バルブがその着座位置から上昇し始めると、空気及び水は、それら が進入した速度と同じ速度にて流出する。メインバルブアセンブリが上部チャン バの頂部に近づくと、リム３９はスロット１７の上端に重なり、かつ穴１５に進 入する水はリム３９の僅かに上まで上昇し、リム３９はピストン下方の尾部管の ボアとスロットの頂部より上にあるパイロットステム下方延長管との間の空間を 塞ぐ。図４にて示した実施形態にて既に記載したように、この水のシールは、ス ロット１７を介して中空ステムから上部チャンバ６に空気が進入することを確実 に不可能にし、シスタン中における水面レベルが、一旦、上昇位置にあるメイン バルブアセンブリの頂部（リム３７）より下に下降した場合、バルブの早期再着 座を引き起こす。この時、メインバルブアセンブリの下面にかかる圧力あるいは 力はメインバルブアセンブリ（ピストン）の荷重を支えるには不十分となり、従 って、シスタンが空になる、即ち水面レベルがシート１３より僅かに上方に位置 するまで、実質的にはピストンは上昇位置に維持されることが重要である。 空気及び水がピストンヘッドを介して上部チャンバ６に確実に進入しないよう にする必要性及びかなり広い製品公差に適合する必要性から、芯出しピストンリ ング８が使用されろ。いくらかの漏洩は当然のことながら、芯出しリング８を介 しても起こり得るが、それは無視できる量であり、圧力バランス穴９が上部チャ ンバ６中への僅かな流れを許容する。シスタン中の水面レベルが穴１５のレベル まで下降すると、メインバルブアセンブリは、穴１５を介して少量の水を引かれ ることにより自身の荷重により下降し始める。その後、水面レベルはピストン下 方の尾部２７の底部に達するまで下降し続ける。これは更に、空気を空間１６内 へ取り込み、かつリム３９の周りの水のシールを破壊することにより、リム３９ の周りから穴１５を介して水が排出されることを促進する。その後、メインバル ブアセンブリ３５の最初の下方への移動により開口部１７の上端が開口され、急 速な排出によりメインバルブアセンブリは迅速に下降及び再着座される。 ピストン下方の輸郭２０及び放出口ハウジングマウス部３３の形状は高い水圧 効果を得るようにデザインされているので、狭部３８におけるベンチュリ作用は 部分的な真空状態を引き起こし、この部分ではパイロットステム２の中空の中心 部内に水が殆ど、あるいは全く存在せず、従って、放出時に上部チャンバへの空 気の流入を可能とするようないかなる連通路あるいは搬送通路も遮断される。 図６は、図５と同様の、一体化したオーバーフロー管を備えたフル水洗バルブ の装置を示し、メインバルブアセンブリ３５は上部ハウジング５内の頂部に上昇 し、即ちバルブが開放している状態を示す。しかしながら、高い放出効果及び効 果的な速度にてバルブシート１３の僅かに上の水面レベルまで放出することを可 能にするために、上部チャンバ６が制御され、かつメインバルブアセンブリが上 昇位置に保持する手段において相違がある。動作前の、即ちメインバルブ３５が 閉止され、着座された状態で、アセンブリは図５と同様に同一の静水着座力によ って着座モードに再び維持され得る。メインバルブアセンブリの上部形状に関し ても、パイロットステム、バネ並びに上部及び下部ハウジングアセンブリは前述 の図５と同一であり、圧力バランス穴９、上部チャンバ６、内部バルブ空間１６ のような特徴ある部材の機能及び条件もまた、着座され、浸水された場合、図５ のバルブ装置と同一である。 バルブの動作及び開放に関しても同様であり、即ちパイロットステム２を下方 に押圧した状態にて、パイロットバルブ１０，１８は開放し、シスタン中の水と 同一の圧力にて、空気が上部チャンバ６から内部バルブ空間１６に排出されるこ とが最初に許容され、その後、ピストンの下方通路を経て放出口１９へと下降す ることが許容される。既に述べたように、この動作は、メインバルブアセンブリ ３５をシート１３から離間して上昇させ、上部ハウジング５内の頂部にリム３７ が位置するような完全に開放された位置に上昇させ、かつ圧力バランス穴９を介 して上部チャンバ６に進入する少量の水から離れて、メインバルブアセンブリ３ ５の頂部は芯出しリング８によって閉鎖される。主として空気が内部環状空間１ ６中へ排出され、かつほぼ大気圧まで下降する時までの操作は、当然のことなが ら、図５と同様である。 図６の重要な特徴及び差異は、主として、下方メインバルブアセンブリ及びパ イロットの下向きの延長部又はオーバーフローステム領域にある。 上部チャンバ６から放出され、かつ内部環状空間１６を経て下方向に流れる空 気は放射方向内方に向かい、ガイドフィン２４と下向きの延長ステム４０との間 に形成された空間へと進入する。その後、延長ステム４０の外側及びフィン２４ が介在するボア尾部管ボス４１との間に形成された環状通路２５を経て、尾部管 の端部２７に出現する底部から下方向に流れ、同通路２５を超えて、放出口１９ へと流れる。この流れは、当然のことながら、メインバルブアセンブリがその着 座位置から完全に開放した位置まで上昇する間のみ存在する。 完全に開放された位置において、テーパ状のダクト（メインバルブアセンブリ の下部２０と放出口ハウジングのマウス部３３との間にある湾曲された輪郭によ って形成されている）を通過する高効率の流れは、狭部３８にてベンチュリ作用 を生じる。同狭部３８は、尾部管の端部２７とステム底部２６との間のステム延 長部４０に衝突する水の下方への速い速度に加え、ボス４１の底部における幾ら かの水は別として、環状通路２５、内部環状空間１６及び上部チャンバ６が主と して圧力バランス穴９から水が進入する際の速度よりはるかに速い速度にて排水 されることを確実にするために、尾部管の底部にて実質的な圧力減少を設定する 。 シスタンが設定レベル２３まで満たされた状態で、バルブが作動されてからは 、水は急速にバルブ中を流れ、それにより水面レベルが下降し、この下降はシス タンが空になり、かつ水面レベルが２２にて示すように最下位レベルに達するま で続く。この時、尾部管のボス４１を囲む中心における水面レベルは下方に下が り、尾部管の底部２７より下まで下降し、空気が通路２５、ひいては上部チャン バ６に進入することを許容し、それによりメインバルブアセンブリが急速に下降 し、再着座される。その後、給水が行われ、シスタンは設定レベルまで水で満た され、バルブが閉止され、次の動作が準備される。 種々の別実施形態が可能である。例えば、図１におけるボス３６は省略でき、 スロットの高さは、同スロットを上部ハウジングボス内部に配置するために頂部 より上に延ばすことができる。この形状は、制限されたギャラリー及び平均以下 の性能しか備えていないパンにおける短時間水洗性能を改善できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ９５１７２２２．７ (32)優先日 1995年８月23日 (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，Ｂ Ｙ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＵＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ 【要約の続き】 （１９）への流れを許容し、かつほぼ完全に放出させ、 バイロットバルブ（２，５４，９２）が自由連通を遮断 した状態にて、浸入する流体の流れを中断することによ りメインバルブアセンブリ（３５）が着座位置に再着座 させられ、かつ空気が上部チャンバ（６）に進入し、か つ浸漬した流体にて再び満たされた状態において、下向 きの総圧力が生成されて同メインバルブアセンブリ（３ ５）が着座位置に保持され、パイロットバルブ（２，５ ４，９２）がシスタン（１）中の流体の通常な満水設定 レベル（２３）より上側にある大気と連通する中空ステ ム（２，５４，９２）を有し、かつメインバルブアセン ブリ（３５）及び中空のステム（２，５４，９２）はそ れらの間に中空環状部（１６）を形成している装置であ る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．シスタン中の流体に浸漬するための放出バルブ装置であって、前記装置は、 上部ハウジング（５，１０１，１０６）と、同ハウジング内において、上方に移 動可能であり、ハウジングの上部とともに容量の変更可能な上部チャンバ（６） を形成するメインバルブアセンブリ（３５）と、前記上部チャンバ（６）とその 外側部分との間にある制限された通路（９）と、前記ハウジングの下側部分から 下方に通じる放出口（１９）と、メインバルブアセンブリが下側に位置する場合 、装置が浸漬されるべき流体の進入に対して前記放出口を阻止するように、同放 出口（１９）の入口にあるメインバルブアセンブリ用のシート（１３）と、前記 上部チャンバ（６）と前記放出口（１９）とを自由に連通するために前記ハウジ ング（５，１０１，１０６）から遠隔にて動作可能なパイロットバルブ（２，５ ４，９２）とを備え、前記装置は、そのような自由な連通が形成された状態にお いて、流体が上部チャンバ（６）から排出され、かつメインバルブアセンブリ（ ３５）の上側及び下側における相対的な圧力差により同アセンブリ（３５）が着 座位置から離間し、それにより、浸漬する流体の放出口（１９）への流れを許容 し、かつほぼ完全に放出させ、前記バイロットバルブ（２，５４，９２）が前記 自由な連通を遮断した状態にて、浸入する流体の流れを中断することによりメイ ンバルブアセンブリ（３５）が着座位置に再着座させられ、かつ空気が上部チャ ンバ（６）に進入し、かつ浸漬した流体にて再び満たされた状態において、下向 きの総圧力が生成されて前記メインバルブアセンブリ（３５）が着座位置に保持 され、パイロットバルブ（２，５４，９２）がシスタン（１）中の流体の通常な 満水設定レベル（２３）より上側にある大気と連通する中空ステム（２，５４， ９２）を有し、かつメインバルブアセンブリ（３５）及び中空ステム（２，５４ ，９２）はそれらの間に中空環状部（１６）を形成している装置。 ２．前記装置は複式水洗バルブである請求項１に記載の装置。 ３．前記複式水洗バルブはその保持開放位置において、前記パイロットバルブ（ ２，５４，９２）を介して、前記上部チャンバ（６）から大気中への排気口を維 持することにより、短期間水洗モードにて動作可能である請求項２に記載の装置 。 ４．前記上部チャンバ（６）から大気中への排気口は、前記メインバルブアセン ブリ（３５）が閉止された場合、同アセンブリ（３５）にて着座されるべきパイ ロットバルブステム（２，５４，９２）のバルブシート（１８）より上方の中空 のパイロットバルブステム（２，５４，９２）中に一つ又はそれ以上の開口部（ ４４）を含む、請求項２あるいは３に記載の装置。 ５．前記バルブステムは、前記バルブシート（１８）の下側に一つ又はそれ以上 の開口部（１７）を付随的に含む請求項４に記載の装置。 ６．前記パイロットバルブ（２，５４，９２）は、作動機構が解放された場合、 同パイロットバルブをその閉止位置に戻すバネ（４）の圧力に抗して開放可能で ある請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。 ７．バネ（９０）は、前記メインバルブハウジング（３５）の開放により圧縮さ れ、それにより短時間水洗モードにおいて、下降する流体レベルが所望の最終的 な短時間水洗レベル（５１）に近づくとき、前記バネ（９０）の反力及び前記メ インバルブアセンブリ（３５）の荷重は、同メインバルブアセンブリ（３５）に おける上向きの力に勝る請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置。 ８．牽引リング（１１２）及び／あるいはディスク（１１３）が、前記メインバ ルブアセンブリ（３５）における下向きの圧力を増加させるために同メインバル ブアセンブリ（３５）上に設けられている請求項２乃至６のいずれか１項に記載 の装置。 ９．前記パイロットバルブ中空ステム（９２）は前記上部ハウジング（１０１） と一体の部分である請求項２乃至８のいずれか１項に記載の装置。 １０．前記自由連通が分岐された捕助バルブ（９４，１１１）によって設けられ ている請求項９に記載の装置。 １１．前記上部ハウジング（１０６）及びパイロットバルブ中空ステム（５４） は空気排出管（１０４）と一体的に形成され、前記中空ステム（５４）が作動機 構により下方に押圧された場合、前記空気排気管（１０４）が自由な連通を与え る請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の装置。 １２．前記パイロットバルブ（２，９２）は、その下端（２６）に隣接して長手 方向外方に延びるフィン（２４）を有し、前記メインバルブハウジング（３５） が開放位置にある場合、前記環状部（１６）と放出口（１９）との間の換気を許 容する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の装置。