JPS5944547B2 - 自動止水栓 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動止水栓に関し、特に液体を種々の設備また
は種々の容器に注入する場合、ある一定の水位で哨動的
に注入を停止させる自動止水栓に関する。

従来の自動止水栓は、液体の注入をある一定水位で停止
させる場合、弁が瞬間的に閉じるように構成されている
。

そのため、ウォーターノ・ンマリング（水撃作用）が生
じ、液体供給側の管内の圧力が急激に変化、望ましくな
い大きな１騒音を発生したり、または最悪の場合には、
液体供給管または自動止水栓自体の破損を招くこともあ
った。

このウォーターハンマリングを減少させるために、自動
止水栓の液体供給側に空気室を設けてウォーターハンマ
リングを吸収することが提案されているが、空気室を設
けることは製造コストの面から望ましくないものである
。

また、特に多量の液体を注入する場合には、その注入の
停止の際にウォーターハンマリングを抑えるためには、
極めて大きな空気室を設けなげればならず、そのような
大型の空気室は製造コストを一層増大させる結果となっ
た。

従って、本発明の目的は、液体の注入をある水位で自動
的に停止させるとき、弁を静かに徐々に閉じてウォータ
ハンマリングの発生をほぼ完全になくした自動止水栓を
提供することにある。

本発明の他の目的は、注入液体の量にかかわらず、すな
わち多量の液体の注入を停止する場合にもウォーターハ
ンマリングの発生をほぼ完全に除いて安全に停止させる
ことができる自動止水栓を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、ウォーターハンマリングを
吸収するような空気室を何ら設けることなしに、製造コ
ストが安価で構造が比較的簡単な自動止水栓を提供する
ことにある。

本発明によれば、自動止水栓において、上部に流入口を
設は且つ下部に排出口を設けたケーシング本体と、ケー
シング本体の内部に垂下するようにケーシング本体に取
付けられた盃状体と、ケーシング本体の内部であって前
記盃状体の下方に取付けられ且つケーシング本体の排出
口に連通ずる開口を有する弁座体と、周壁部分および周
壁部分の内部を仕切る隔壁から成り、前記盃状体を密閉
状態で摺動自在に包囲すると共に、前記弁座体の開口を
開閉するように密閉状態で摺動自在に包囲し、且つ周壁
部分、隔壁および盃状体によって上部室を形成すると共
に周壁部分、隔壁および弁座体によって下部室を形成す
るように構成した弁体と、前記弁体を下方に押圧するよ
うに前記弁体と前記盃状体との間に配置されたばねと、
前記弁体を上方に引上げて弁体を弁座体の開口に対して
開（ように弁体に連結したつまみと、ケーシング本体の
排出口と弁体の下部室とを連通ずるように、ケーシング
本体の排出口に設けた吸入部を有する保持用立上り管と
、ケーシング本体の排出口と弁体の上部室とを連通ずる
ようにケーシング本体の排出口に設けた吸入部を有する
止水用立上り管とおよび止水しようとする液体の水位を
検出するために止水用立上り管の途中から分枝して下方
に突出するように設けられた水位検出管と、を有するこ
とを特徴とする自動止水栓が提供される。

次に、本発明を添付図面を参照して説明する。

なお本発明の自動止水栓は好ましくは風呂の給湯装置と
共に用いられるので、以下の説明においては風呂の給湯
装置に関連して本発明を説明するが、本発明はこれに限
定されるものではなく、任意の液体に対する自動止水栓
、例えば各種化学液体の移送用パイプのノズル、または
節水のための給水栓等に適用できるものである。

本発明の自動止水栓１０は全体的に円筒状のケーシング
本体１１を有している。

このケーシング本体１１は上部ケーシング１２、この上
部ケーシング１２に密閉状態で連結した中間の弁ケーシ
ング１４、およびこの弁ケーシング１４にやはり密閉状
態で連結した下部ケーシング１５から成る。

上部ケーシング１２は全体的にキャップ形状であり、周
壁１６の一部には流入口１７が設けられている。

この流入口１７の外部周囲表面には内側にねじ山を有す
るねじ座２０が固着されており、このねじ座２０のねし
山と連続するように形成したねじ山を有する環状凹部２
１が流入口１７の内表面に形成されている。

また環状凹部１９の最内端にはパツキン２２が配置され
ている。

使用に際して、給湯装置の水と湯とを混合する混合弁（
図、示せず）からの供給管２３がパツキン２２を押付け
る程度までねじ座２０、環状凹部１９中にねじ込まれて
密閉状態を維持するように連結される。

上部ケーシング１２の上部部分２４の中央下部表面には
下方に突出するボス２５が一体に形成されている。

このボス２５の中心孔２６には環状溝が離隔して形成さ
れており、それぞれの環状溝にはパツキン２７，３０が
配置されている。

この中心孔２６中には後述する弁体６７の操作棒γ４が
密閉状態で摺動自在に貫通している。

なお、上部ケーシング１２０周壁１６および上部部分２
４はそれらの内部に上部室３１を形成し、この上部室３
１は供給管２３からの湯を通す流路として働く。

また、上部ケーシング１２の周壁１６の下部の拡大部分
３２の内側にはねじ山付の環状凹部３３が形成されてお
り、この環状凹部に、詳細には後述する弁ケーシング１
４が密閉状態に連結される。

次に、弁ケーシング１４は全体的に中空円筒状であり、
その上部にはねじ山付の外方に拡大した拡大部分３４を
有しおり、この拡大部分３４の上部表面内側には環状凹
部３５が形成されている。

この環状凹部３５にはパツキン３６を介して後述する盃
状体３７０円形フランジ４０が着座され、さらにパツキ
ン３８を介して上部ケーシング１２の拡大部分３２の環
状凹部３３の上部表面に押付けられるように、上部ケー
シング１２に対して弁ケーシング１４がねじ込まれて密
閉状態に連結されている。

盃状体３７の上部には円形フランジ４０が形成されてお
り、この円形フランジ４０には複数の開口４１が設げら
れており、それらの開口４１は上部室３１からの湯を下
方に流す流路を形成する。

なお、前述の如く、盃状体の円形フランジ４０が上部ケ
ーシング１２と弁ケーシング１４との間に狭まれた状態
で固定されているので、盃状体３７の本体４２は弁ケー
シング１４の中央に垂下した状態で保持されている。

盃状体の本体４２のわずかに拡大した下部部分の中央に
は下端から上方に向って円筒状室４４が形成されており
、この円筒状室４４は、後述するように、ばね８０を収
容し、また止水用立上り管８２と連通ずるように構成さ
れている。

なお、下部部分の周辺には環状溝が形成されており、そ
の環状溝中にはパツキン４５が配置されている。

弁ケーシング１４０円筒状本体４６の下部には外方に拡
大するフランジ４７が一体に形成されており、このフラ
ンジ４７の周辺部には複数のボルト孔が穿孔されている
。

一方、下部ケーシング１５の上部には弁ケーシング１４
のフランジ４７と同一直径を有するフランジ５０が形成
されており、このフランジ５０には、フランジ４２に形
成されたボルト孔と対応する位置に複数のボルト孔がや
はり形成されている。

このフランジ５０の上側中央部には環状四部５１が形成
されている。

前述の弁ケーシング１４のフランジ４７および下部ケー
シング１５のフランジ５０は、後述の弁座体５２を、フ
ランジ５０の環状凹部５１に着座させた状態で０− Ｉ
Ｊソング３、パツキン５４を介して複数のボルト５５（
その内の１つが図示されている）によって密閉状態に挾
持する。

弁座体５２は全体的に倒立したコツプ状であり、その下
部に一体に形成したフランジ５６が前述の如く弁ケーシ
ング１４と下部ケーシング１５との間に挾持されるもの
である。

弁座体５２の本体５７の周壁には複数の開口６０が設け
られており、その周壁には環状溝が形成されて、その環
状溝には環状パツキン６１が配置されている。

なお、弁座体の上部部分６２には後述の保持用立上り管
８１が貫通している。

弁座体の内部には室６３が形成されており、後述の如く
、弁体６７が開くとき、開口６０から流入した液体に対
する流路を与える。

また、弁座体５２のフランジ５６の上部表面には環状溝
６４が形成されており、その環状溝６４は内側表面に段
部を有し、その段部にはＯ−リング６６が配置されてい
る。

この０−リング６６が、後述するように、弁体６７に対
する弁座として働く。

弁体６７は垂直断面がＨ形状であり、周壁部分子０と、
その周壁部分７０の内部をほぼ中間で仕切るように設け
られた隔壁７１とを有している。

この周壁部分７０の上側部分と隔壁７１とは上部室γ２
を、この周壁部分子Ｏの下側部分と隔壁７１とは下部室
７３と、それぞれ形成する。

下側の周壁部分７０は弁座体５２の本体５７を包囲し、
パツキン６１と密接するようになされている。

このため弁体は密閉状態で弁座体５２の本体５７上を摺
動することができる。

また、同様に、上側の周壁部分７０は盃状体３７の下部
部分４３を包囲し、パツキン４５に密接するようになさ
れており、このため、弁体６７は盃状体３７の下部部分
４３上を密閉状態で摺動することができる。

弁体６７は周壁部分７０の上端において操作棒７４に固
着されており、この操作棒７４は前述の如く、上部ケー
シング１２のボス２５を貫通して上方に突出している。

操作棒７４の上端にはつまみ７５が設けられており、こ
のつまみを上方に引上げることによって、弁体６７は上
方に引上げられ、弁座体５２の開口６０に対して開くこ
とになる。

なお弁ケーシング１４と盃状体３γおよび弁体６７とは
湯が流れる環状室７６を形成している。

また、弁ケーシング６７の隔壁７１の上側表面にはスタ
ッド７７が一体に形成されており、またばね８０が一端
においてこのスタッド７７を包囲しまた他端において盃
状体３７０円筒状室４４の上側表面に当接するように設
けられて、弁体６７を下方に押圧している。

このスタッド７７ばばね８０が横方向に移動するのを制
限するものである。

次に、下部ケーシング１５には弁体６７を開位置に保持
するように働く保持州立あがり管８１および弁体６７を
閉位置に移動させて止水を行なうように働く止水用立上
り管８２が設けられている。

また、下部ケーシング１５の中空内部は湯の排出口８６
として働く。

保持用立上り管８１は吸入部８３から流入した湯を上方
に運んで弁体６７の下部室７３に入れるように構成され
ている。

一方、止水用立上り管８２は吸入部８４から流入した湯
を上方に運んで盃状体３７の円筒状室４４を通って弁体
６７の上部室７２に入れるように構成されている。

しかし、この止水用立上り管８２は途中で水位検出管８
５と分枝しており、水位検出管８５の下端が湯によって
塞がれたときに初めて、湯は止水用立上り管８２を上昇
することとなり、水位検出管８５の下端が開いていると
きには、湯は水位検出管だけを通って下方に流れる。

次に、本発明の自動止水栓の作動について説明する。

図示の自動止水栓は、風呂の湯の水位がＬｌ に達し、
弁体が弁座体に対して閉じた状態で示されているもので
あり、給湯装置からの湯は自動的に止められた状態にあ
る。

今、風呂の湯の水位がＬ２であり１、Ｌｌ まで湯を
注入して自動的に停止させる場合を考えると、操作者は
自動止水栓のつまみ７５をばね８０の作用に抗して上方
に引上げるだけでよい。

このようにつまみ７５を上方に引上げると、操作棒７４
を介して弁体６７が上方に引上げられ、そのため弁座体
５２の開口６０に対して弁体６７が開いて、弁座体５２
０室６３と環状室７６とは開口６０を介して連通ずるこ
とになる。

また、この際、弁体６７の下部室７３は拡がり、最大、
弁体６７の隔壁７１が盃状体３７の下部部分４３に当接
するまでの容積を有するまで拡がることができる。

すなわち、下部室７３は、最大限図示されている上部室
７２の容積とほぼ同様な容積まで拡がることができるも
のである。

一方、この場合上部室７２の容積は減少することになる
。

この状態において、給湯装置の混合弁（図示せず）から
供給管２３を通して自動止水栓の流入口１７に供給され
た湯は矢印Ａで示す如く、上部ケーシング１２の上部室
３１に流入し、次に環状室７６を通って、さらに開口６
０を通り、室６３に流入し、それから、下部ケーシング
１５の排出口８６を通って落下して風呂中に注入される
ことになる。

この際、室６３から落下する湯の一部は下部ケーシング
１５の内部において保持用立上り管８１および止水用立
上り管８２のそれぞれの吸入部８３および８４に受は入
れられる。

保持用立上り管８１の吸入部８３に受は入れられた湯は
水圧によって矢印Ｂで示す如（、保持用立上り管８１を
上昇し、すでに拡大した容積を持つ弁体６７の下部室７
３に流入し、その下部室７３を充填する。

この下部室７３に充填された湯は弁体６７の隔壁７１を
上方に押圧するように働き、ばね８０の作用力が予めこ
の湯の押圧力より小さく設定されているので、操作者が
つまみ７５を離しても、弁体６７は上方位置に保持され
たままである。

一方、止水用立上り管８２の吸入部８４に受は入れられ
た湯は水位検出管８５の下端がまだ塞しられていないの
で、矢印りで示す如く水位検出管８５だげを通って風呂
中に流入し、止水用立上り管８２を上昇することはない
。

このように、弁体が上方に保持された状態で湯力第動止
水栓を通って風呂に供給されて、湯が水位検出管８５の
下端、すなわちＬｌ の水位にまで達すると、水位検出
管８５の下端は湯によって塞がれることになる。

このため、止水用立上り管８２の吸入部８４に受は入れ
られた湯は、保持用立上り管８１の場合と同様に、矢印
Ｃで示す如く、止水用立上り管８２中を上昇し、盃状体
３７０円筒状室４４を通って弁体６７の上部室７２に流
入するようになる。

上部室７２に流入する湯は弁体６７を押下げるような押
圧力を隔壁７１に対して働かせる。

この場合、上部室７２中の湯による押圧力と前述の下部
室７３中の湯による押圧力とは、作用断面積が等しいた
め、すなわち隔壁７１の上側表面積および下側表面積が
等しいため相殺され、弁体６７にばばね８０による下方
に押下ける作用力だけが働くこととなる。

したがって、弁体６７はばね８０の作用力によって下げ
られることとなるが、それまでに下部室γ３に充填して
いる湯は図示の如く比較的小さい径の保持用立上り管を
通して排出されるので、湯の排出は大きな抵抗を受け、
弁体６７の下降は緩つくりとした緩動動作によって行な
われる。

このため弁体６７は弁座体５２の開口６０を静かに除徐
に閉じる結果となる。

このようにして、従来装置における如き、弁を瞬間的に
閉じる際に発生するウォーターハンマリングは、本発明
の自動止水栓においては実質的に全ったく発生しないも
のである。

また、前述の如く、注入の自動止水は、上部室７２中の
湯の押圧力と下部室７３中の湯の押圧力とを相殺するこ
とにより、すなわち、湯の量とは実質的に無関係な状態
において、実行されるので、本発明の自動止水栓は少量
の湯から多量の湯まで湯の量とは無関係に用いられるこ
とができる。

以上の如く、本発明は好ましい実施例について説明して
きたが、本発明は前述の実施例に限定されるものではな
く、種々の他の変形も含むものである。

例えば、弁体６７を盃状体３７に密閉状態でベローを介
して連結してもよいものである。

なお、このベローを介して弁体６７および盃状体３７を
連結した構造は、公共設備における注入装置と共に用い
られる場合特に好ましいものである。

すなわち、公共設備においては水源に負圧の発生により
排出水が水源側に逆流して供給水を汚染させる場合が考
えられるので、特に汚染を防止する必要がある個所には
ブレーカ−等の逆流防止装置を設けなげればならない。

この好ましい実施例においては、磨耗して密閉性が損な
われて漏洩する恐れがあるパツキン４５を使用しないで
ベローを介して弁体と盃状体とを連結しているので一礼
排出された水は注入側とは完全にしゃ断されており、汚
染が完全に防止され、ブレーカ−等を設げる必要もない
。

また、保持用立上り管、止水用立上り管の吸入部を弁座
体から突出するように設けてもよいものである。

また位置検出管は任意の水位に設定できるように種々の
位置検出管と交換可能に、着脱自在に構成されてもよい
ものである。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の自動止水栓を示す断面図である。 １０・・・・・追動止水栓、１１・・・・・・ケーシン
グ本体、１２・・・・・・上部ケーシング、１４・・・
・・・弁ケーシング、１６・・・・・・下部ケーシング
、３７・・・・・・盃状体、５２・・・・・・弁座体、
６γ・・・・・・弁体、８１・・・・・・保持用立上り
管、８２・・・・・・止水用立上り管、８５・・・・・
・水位検出管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自動止水栓において、 上部に流入口１７を設は且つ下部に排出口８６を設けた
   ケーシング本体１１と、 ケーシング本体１１の内部に垂下するようにケーシング
   本体１１に取付けられた盃状体３７と、ケーシング本体
   １１の内部であって、前記盃状体３７の下方に取付けら
   れ且つケーシング本体１１の排出口８６に連通する開口
   ６０を有する弁座体５２と、 周壁部分７０および周壁部分７０の内部を仕切る隔壁７
   １から成り、前明盃状体３７を密閉状態で摺動自在に包
   囲すると共に、前記弁座体５２の開口６０を開閉するよ
   うに密閉状態で摺動自在に包囲し、且つ周壁部分７０、
   隔壁７１および盃状体３７によって上部室７２を形成す
   ると共に周壁部分７０、隔壁７１および弁座体５２によ
   って下部室７３を形成するように構成した弁体６７と、
   前記弁体６７を下方に押圧するように前記弁体６７と前
   記盃状体３７との間に配置されたばね８０と、 前記弁体６７を上方に引上げて弁体６７を弁座体５２の
   開口６０に対して開（ように弁体６７に連結したつまみ
   ７５と、 ケーシング本体１１の排出口８６と弁体６７の下部室γ
   ３とを連通ずるように、ケーシング本体１１の排出口８
   ６に設けた吸入部８３を有する保持用立上り管８１と、 ケーシング本体１１の排出口８６と弁体６７の上部室７
   ２とを連通ずるように、ケーシング本体１１の排出口８
   ６に設けた吸入部８４を有する止水用立上り管８２と、
   および 止水しようとする液体の水位を検出するために止水用立
   上り管８２の途中から分枝して、下方に突出するように
   設けられた水位検出管８５と、を有することを特徴とす
   る自動止水栓。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の自動止水栓において
   、前記ケーシング本体１１が全体的にキャンプ状の上部
   ケーシング１２と、前記上部ケーシング１２に密閉状態
   で連結された全体的に中空円筒状の弁ケーシング１４と
   、および前記弁ケーシング１４に密閉状態で連結された
   全体的に中空円筒状の下部ケーシング１５と、から成る
   ことを特徴とする自動止水栓。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の自動止水栓において
   、前記上部ケーシング１２はその周壁１６に流入口１７
   を有しており、前記流入口に対して給湯装置からの供給
   管が連結されるように構成されていることを特徴とする
   自動止水栓。 ４ 特許請求の範囲第２項に記載の自動止水栓において
   、前記上記ケーシング１２はその上部部分２４から下方
   に突出する一体に形成したボス２５を有し、弁体６７に
   連結された操作棒７４がそのボス２５の中心孔２６を貫
   通して上方に突出し、つまみ７５に連結されていること
   を特徴とする自動止水栓。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載の自動止水栓において
   、前記盃状体３７は円形フランジ４０と、前記円形フラ
   ンジ４０から下方に突出するように一体に形成された本
   体４２とから成ることを特徴とする自動止水栓。 ６ 特許請求の範囲第５項に記載の自動止水栓において
   、前記円形７ランジ４０が上部ケーシング１２と弁ケー
   シング１４との間に挾まれた状態でケーシング本体１１
   に連結され且つ円形フランジ４００周辺部は液体を通す
   開口４１を有していることを特徴とする自動止水栓。 ７ 特許請求の範囲第５項に記載の自動止水栓において
   、前記本体４２は下部部分４３を有し、前記下部部分４
   ３にばばね８０を収容するための下方から上方に向う円
   筒状室４４が形成されており且つその周囲には密閉用の
   パツキン４５を収容スる環状溝が設けられていることを
   特徴とする自動止水栓。 ８ 特許請求の範囲第１項に記載の自動止水栓において
   、前記弁座体５２は全体的に倒立コツプ状であり、下部
   に設けられた７ランジ５６と、前記７ランジ５６に一体
   に形成された本体５７と、から成ることを特徴とする自
   動止水栓。 ９ 特許請求の範囲第８項に記載の自動止水栓において
   、前記弁座体５２の本体５１は弁体６７の移動によって
   、開閉される開口６０を有していることを特徴とする自
   動止水栓。 １０ 特許請求の範囲第８項に記載の自動止水栓にお
   いて、前記弁座体５２の７ランジ５６の上側表面は弁体
   ５７が着座する環状溝６４を有していることを特徴とす
   る自動止水栓。 １１ 特許請求の範囲第１項に記載の自動止水栓にお
   いて、弁ケーシング１４はその下部にフランジ４７を有
   しており、下部ケーシング１５はその上部にフランジ５
   ０を有しており、前記フランジ５０の上部表面は環状四
   部５１を有しており、前記弁座体５２のフランジ５６が
   前記環状凹部５１に着座され前記フランジ４７と７ラン
   ジ５０との間に挾まれた状態で内部ケーシング１１に連
   結されることを特徴とする自動止水栓。 １２、特許請求の範囲第１項に記載の自動止水栓におい
   て、前記弁体６７の隔壁７１はばね８０の横方向の移動
   を制限するためのスタッド７１をその上側表面に一体に
   形成していることを特徴とする自動止水栓。 １３ 特許請求の範囲第１項に記載の自動止水栓にお
   いて、前記保持用立上り管８１は下部ケーシング１５の
   内部を部分的に通っていることを特徴とする自動止水栓
   。 １４ 特許請求の範囲第１項に記載の自動止水栓にお
   いて、前記止水用立上り管８２がが下部クーシングの内
   部を部分的に通っていることを特徴とする自動止水栓。 １５ 特許請求の範囲第１項に記載の自動止水栓にお
   いて、前記盃状体３７は円形フランジ４０と、前記円形
   フランジ４０から下方に突出するように連結されたベロ
   ーと、から成り、前記ベローの下端周縁が弁体６７の上
   端周縁と連結されていることを特徴とする自動止水栓。