JP2005090524A - 大気開放弁 - Google Patents
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Abstract
【課題】 小型で低コストの大気開放弁を提供すること。
【解決手段】 上水道の一次圧P1と給湯装置から浴槽への配管内の二次圧P2との差圧を感知する受圧部品に折り返しが浅くて作動ストロークの短い安価なダイヤフラム8を用いることで、ストローク方向の長さを短くして小型にし、弁体7をダイヤフラム8と一体に形成するなどして、可動部の部品点数を少なくし、低コスト化を可能にした。
【選択図】 図1
【解決手段】 上水道の一次圧P1と給湯装置から浴槽への配管内の二次圧P2との差圧を感知する受圧部品に折り返しが浅くて作動ストロークの短い安価なダイヤフラム8を用いることで、ストローク方向の長さを短くして小型にし、弁体7をダイヤフラム8と一体に形成するなどして、可動部の部品点数を少なくし、低コスト化を可能にした。
【選択図】 図1
Description
本発明は大気開放弁に関し、特に給湯装置からの温水を浴槽に導く配管の途中に設けられて上水道の水圧が低下したときに浴槽の残り湯の汚水が逆流するようなことがあっても上水道までは逆流しないようにする大気開放弁に関する。
風呂給湯システムでは、給湯装置から給湯用の蛇口に接続されている給湯管を分岐して、浴槽に供給されるよう配管されている。その配管の途中には、一般に、浴槽への湯量を検出する流量センサと、浴槽への温水供給を制御する電磁弁と、浴槽から逆流してきた汚水を大気に放出する大気開放弁と、浴槽からの汚水の逆流を阻止する逆止弁とが配置されている。
高層の集合住宅はもちろん、戸建ての住宅においても、浴槽が給湯装置よりも高い位置に設置される場合が多くなってきている。このため、断水により、あるいは停電による給水加圧ポンプの停止などにより、給水側の水圧が低下して負圧になったときに、その負圧が浴槽への配管内の水を吸引しようとするが、そのときに、たとえば弁部に異物が挟まるなどして逆止弁が正常に機能しなくなっていた場合に、高い位置に設置されている浴槽からその故障した逆止弁を介して逆流して来た浴槽内の汚水をも吸引してしまうことになる。このような場合に備えて、逆止弁を介して逆流してきた浴槽の汚水が電磁弁および流量センサを介して給湯用の配管まで吸い込まれることなく、電磁弁およびフローセンサの手前でトラップして大気に流してやる大気開放弁が設けられている。
このような大気開放弁としては、ダイヤフラムからなる受圧部の一方の面に給水源側の一次圧力を受け、他方の面に浴槽側の二次圧力を受けて、一次圧力が低下した場合に受圧部が弁体を駆動して開弁し、二次側の汚水を大気に逃がす構成を有するものがある(たとえば、特許文献1参照。)。
図6は風呂給湯システムの構成例を示す図である。
風呂給湯システムにおいて、上水道の給水管101は、フローセンサ102を介して熱交換器103および水バイパス弁104の上流側に接続されており、熱交換器103および水バイパス弁104の下流側は合流した後、水比例弁105に接続されている。この水比例弁105の下流側は、たとえば台所の蛇口などへ出湯する給湯管106に接続されている。これらフローセンサ102、熱交換器103、水バイパス弁104および水比例弁105は、給湯装置を構成している。
風呂給湯システムにおいて、上水道の給水管101は、フローセンサ102を介して熱交換器103および水バイパス弁104の上流側に接続されており、熱交換器103および水バイパス弁104の下流側は合流した後、水比例弁105に接続されている。この水比例弁105の下流側は、たとえば台所の蛇口などへ出湯する給湯管106に接続されている。これらフローセンサ102、熱交換器103、水バイパス弁104および水比例弁105は、給湯装置を構成している。
水比例弁105の下流側は、また、フローセンサ107、電磁弁108、および直列に2つ配置した逆止弁109,110を介して風呂の浴槽111に配管されており、逆止弁109,110の間の配管には大気開放弁112が配置されている。
大気開放弁112は、逆止弁109,110の間の配管に接続される接続部113および大気に開放されるオーバフロー口114を一体に備えたボディ115を有している。接続部113の開口中心と同軸上に、二重構造になったピストン116が軸線方向に進退自在に配置され、その進退移動によってピストン116に嵌着された環状の弁体117がピストン116の接続部113側の空間とオーバフロー口114との間の通路を開閉するよう構成されている。ピストン116の接続部113のある側と反対の側には、ダイヤフラム118の中心部がリテーナ119およびねじ120によって固定されている。このダイヤフラム118は、深い折り返し部を持ち、有効受圧面積を一定に保ちながら長いストロークを作動させることができる円筒形の形状を有したものである。ダイヤフラム118の外周部は、ボディ121,122によって挾持固定されている。ボディ122には、検圧管123を介して給水管101に接続される接続部124を有し、ダイヤフラム118とボディ122とによって形成される空間は、給水管101の元圧を受けるための部屋を構成している。また、ピストン116は、スプリング125によって、接続部113とオーバフロー口114との間の通路を開く方向に付勢されており、その開く方向のストロークは、中間のボディ121への当接によって規制されている。さらに、汚水の大気開放中に、大気開放弁112からの水漏れを防ぐため、ボディ115と中間のボディ121との間にOリング126が配置されている。
このような給湯システムにおいて、給水管101から給水された上水は、フローセンサ102を通り、一部が熱交換器103にて加熱されて湯になり、一部は水バイパス弁104を通って熱交換器103から出てきた湯と混合される。このとき、水バイパス弁104により熱交換器103をバイパスする流量を制御することにより、湯水の混合比が変えられて出湯温度が制御される。所望の温度に制御された湯は、さらに、水比例弁105により出湯流量が制御されて給湯管106より給湯される。
また、浴槽111に湯張りを行う時には、電磁弁108を開けることにより、水比例弁105を出た湯がフローセンサ107、電磁弁108および逆止弁109,110を介して風呂の浴槽111へ供給される。
このとき大気開放弁112は、検圧管123を介して上水道の元圧(一次圧P1)が導入されている。この一次圧は、逆止弁109,110を通過する配管内の通水圧(二次圧P2)より大きいため、ピストン116は押され、ピストン116に保持された弁体117が接続部113を閉じた状態にする。
停電により上水を汲み上げている給水加圧ポンプが停止したり、断水が発生するなどして給水管101内に負圧が発生した場合には、大気開放弁112は、一次圧P1の低下を感知したダイヤフラム118がピストン116を開弁方向に付勢し、逆止弁109,110の間の配管をオーバフロー口114と連通させて、配管内の水を大気に放出する。
このとき、もし、逆止弁110が異物の噛み込みなどにより水密不良となっていた場合には、高所にある浴槽111に残っている汚水がその水頭圧により逆止弁110を介して逆流してくるが、その汚水は大気開放弁112により大気に放出されるため、浴槽111内の汚水が給湯管106の方まで逆流することはない。
特開2000−304144号公報(段落番号〔0017〕〜〔0018〕,図1)
しかしながら、従来の大気開放弁は、ピストンにオーバフロー口へ通じる通路を開閉させる環状の弁体を保持させ、作動ストロークを大きくするために折り返しの深いダイヤフラムを受圧部品として使用し、ダイヤフラムを固定するとともにピストンのストロークを規制するために中間配置のボディが使用され、さらにオーバフロー口に連通する空間を構成する分割された2つのボディの間に大気開放時の水漏れを防止するOリングを配置する構成であるため、部品点数が多く、使用部品も特に折り返しが深くて製造コストの高い受圧部品を使用しており、作動ストロークが大きいため大型化しているという問題点があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、小型で低コストの大気開放弁を提供することを目的とする。
本発明では上記問題を解決するために、上水道の一次圧と給湯管から浴槽への配管内の二次圧との差圧により閉塞または開放するように動作する大気開放弁において、前記二次圧を受ける第1の接続部と大気に開放されたオーバフロー口との間の通路に設けられた弁座と、前記オーバフロー口に連通する空間内にて前記弁座に対し接離自在に配置された弁体と、一方の面に第2の接続部を介して前記一次圧を受け、他方の面に弁孔を介して前記弁体が受ける二次圧を受けて前記弁体と一体に動作する、折り返しが浅くて作動ストロークの短いダイヤフラムと、を備えていることを特徴とする大気開放弁が提供される。
このような大気開放弁によれば、一次圧と二次圧との差圧を感知する受圧部品に折り返しが浅くて作動ストロークの短い安価なダイヤフラムを使用したことにより、小型で低コストの大気開放弁にすることができる。
本発明の大気開放弁は、従来の大気開放弁に比べて、弁体を保持するピストンと、そのピストンのストロークを規制するために設けた中間配置のボディと、大気開放時の水漏れを防止するOリングとを不要にしたため、部品点数が削減され、さらに小型で低コストにすることができるという利点がある。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は第1の実施の形態に係る大気開放弁を示す中央縦断面図である。
大気開放弁は、2つのボディ1,2を備え、ボディ1には、風呂給湯システムの浴槽の手前に配置された2つの逆止弁の間の配管に接続して二次圧P2を受ける接続部3と、大気に開放されるオーバフロー口4とを有し、ボディ2には、検圧管を介して給水管からの一次圧P1を受ける接続部5を有している。ボディ1には、接続部3と同軸の筒状の弁座6が一体に形成され、その弁座6の開口部を開閉するように、弁座6に対向して弁体7が配置されている。この弁体7は、外周縁部がボディ1,2によって挟持されたダイヤフラム8と一体に形成され、中央部は、両面に配置されたディスク9,10とともにボルト11で固定されて補強されている。ダイヤフラム8は、折り返しが浅くて作動ストロークの短いものであり、中央部を厚くして弁体7としている。弁孔の中には、両端がボディ1とディスク9とに受けられたスプリング12が配置されており、弁体7を弁座6から離れる方向に付勢して、開弁時の動作を助ける働きをする。弁体7が弁座6から離れるリフト量は、ボディ2に一体に形成されたストッパ13にディスク10が当接することによって規制されている。また、ボディ2には、連通孔14が設けられていて、接続部5に受けた給水管からの一次圧P1を、ボディ2とダイヤフラム8とによって囲まれた空間に導入できるようにしている。
図1は第1の実施の形態に係る大気開放弁を示す中央縦断面図である。
大気開放弁は、2つのボディ1,2を備え、ボディ1には、風呂給湯システムの浴槽の手前に配置された2つの逆止弁の間の配管に接続して二次圧P2を受ける接続部3と、大気に開放されるオーバフロー口4とを有し、ボディ2には、検圧管を介して給水管からの一次圧P1を受ける接続部5を有している。ボディ1には、接続部3と同軸の筒状の弁座6が一体に形成され、その弁座6の開口部を開閉するように、弁座6に対向して弁体7が配置されている。この弁体7は、外周縁部がボディ1,2によって挟持されたダイヤフラム8と一体に形成され、中央部は、両面に配置されたディスク9,10とともにボルト11で固定されて補強されている。ダイヤフラム8は、折り返しが浅くて作動ストロークの短いものであり、中央部を厚くして弁体7としている。弁孔の中には、両端がボディ1とディスク9とに受けられたスプリング12が配置されており、弁体7を弁座6から離れる方向に付勢して、開弁時の動作を助ける働きをする。弁体7が弁座6から離れるリフト量は、ボディ2に一体に形成されたストッパ13にディスク10が当接することによって規制されている。また、ボディ2には、連通孔14が設けられていて、接続部5に受けた給水管からの一次圧P1を、ボディ2とダイヤフラム8とによって囲まれた空間に導入できるようにしている。
このようにして構成された大気開放弁において、通常の使用状態では、接続部5に検圧管を介して給水管からの元圧(一次圧P1)を受け、接続部3には逆止弁を通過する配管内の通水圧(二次圧P2)を受けている。一次圧P1は、二次圧P2よりも高いため、ダイヤフラム8がそれらの差圧を感知して弁体7をその弁座6に着座させる。これにより、接続部3とオーバフロー口4との間の通路は遮断されている。
ここで、停電による給水加圧ポンプの停止、断水などが発生して給水管内に負圧が発生したときには、一次圧P1は、二次圧P2よりも低くなるため、ダイヤフラム8がその一次圧P1の低下を感知して弁体7をその弁座6からリフトさせていき、図示のようにディスク10がストッパ13に当接する全開位置に維持させる。これにより、接続部3とオーバフロー口4との間の通路が連通され、直列に配置された2つの逆止弁の間の配管を大気に開放する。
このとき、もし、浴槽が給湯装置よりも高い位置に設置されていて、浴槽の手前に配置された逆止弁が異物の噛み込みなどにより水密不良となっていた場合には、浴槽内の汚水がその水頭圧により逆止弁を介して大気開放弁まで逆流してくるが、その汚水は大気開放弁によって大気に放出されるため、浴槽内の汚水が給湯管の方まで逆流することはない。これにより、汚水が上水側へ逆流することをこの大気開放弁によって完全に防止することができる。なお、ダイヤフラム8は、折り返しが浅くて作動ストロークの短い安価なものを使用しているが、そのような短い作動ストロークでも全開時に必要かつ十分な流量を流すことができるのはもちろんである。
図2は第2の実施の形態に係る大気開放弁を示す中央縦断面図である。なお、この図2において、図1に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
この第2の実施の形態に係る大気開放弁は、第1の実施の形態に係る大気開放弁と比較して、弁体7をダイヤフラム8と別体にして平弁の構造にしている点で異なる。すなわち、この大気開放弁は、弁体7とダイヤフラム8との間に補強用のプレート15を挟んで可動部を構成している。さらに、弁体7が着座する弁座6の着座面は、平らに形成され、その着座面上に環状のビード16が一体に形成されている。これにより、弁体7が弁座6に着座したときに、ビード16が弁体7に食い込んで閉弁時におけるシール性を向上させている。
このような構成の大気開放弁の動作は、図1に示した第1の実施の形態に係る大気開放弁と同じであり、通常は、二次圧P2よりも高い一次圧P1によってダイヤフラム8が弁体7をその弁座6に押し付けることにより、接続部3とオーバフロー口4との間の通路を遮断し、停電または断水などにより給水管内に負圧が発生して一次圧P1が二次圧P2よりも低くなったときに、弁が全開して、接続部3をオーバフロー口4を介して大気に連通させ、直列に配置された2つの逆止弁の間の配管を大気に開放する。このとき、たとえ、浴槽内の汚水が機能不良に陥った逆止弁を介して逆流してきたとしても、その汚水は大気開放弁を介して大気に放出されるため、汚水が給湯装置まで逆流してしまうことを完全に防止することができる。
図3は第3の実施の形態に係る大気開放弁を示す中央縦断面図である。なお、この図3において、図2に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
この第3の実施の形態に係る大気開放弁は、第2の実施の形態に係る大気開放弁と比較して、弁体7を含む可動部がボディ1に芯決めされた状態で変位する構造にしている点で異なる。すなわち、弁体7は、プレート15とホルダ17とによって保持され、ダイヤフラム8およびディスク10とともにねじ18によって固定されている。ホルダ17は、接続部3に向かって延びる軸19を一体に有し、その軸19は、ボディ1に軸受として形成された穴20に挿通されている。この穴20は、好ましくは、軸19を全周で支持するのではなく、3点以上で支持して摺動抵抗を低減させ、異物を噛み込み難くするような構造にするとよい。また、穴20の周りには、同心円上に配置された複数の連通孔21が設けられている。この連通孔21は、たとえば円弧状のスリットで構成するとよい。
以上の構成の大気開放弁では、弁体7は、ダイヤフラム8と軸19とによって芯決めされた状態で、その軸線方向に進退自在に保持されているため、ボディ1に形成された穴20にガイドされながら弁座6の着座面に対して傾くことなく平行に接離動作をすることができる。
この大気開放弁においても、その動作は、第1および第2の実施の形態に係る大気開放弁と同様に、通常は、ダイヤフラム8が高い一次圧P1を感知して弁体7をその弁座6に押し付けることにより、接続部3とオーバフロー口4との間の通路を遮断し、停電または断水などにより給水管内に負圧が発生したときに、弁が全開して、接続部3をオーバフロー口4を介して大気に連通させる。このとき、たとえ、浴槽内の汚水が機能不良に陥った逆止弁を介して逆流してきたとしても、その汚水は大気開放弁を介して大気に放出されるため、汚水が上水側まで逆流してしまうことを完全に防止することができる。
図4は第4の実施の形態に係る大気開放弁を示す中央縦断面図である。なお、この図4において、図2に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
この第4の実施の形態に係る大気開放弁は、第2の実施の形態に係る大気開放弁と比較して、弁体7を剛性のある部材で構成し、ボディ1に柔軟性のあるたとえばゴム製の弁座6を設けた構造にしている点で異なる。すなわち、弁体7は、ダイヤフラム8の中央部をディスク10とともに挟持する保持部22と一体に形成されており、ダイヤフラム8およびディスク10とともにリベット23によって固定されている。ボディ1の弁体7に対向する位置には、柔軟性のある弁座6が組み込まれ、固定リング24によってボディ1から抜け出ないようにされている。
このように構成された大気開放弁も、第1ないし第3の実施の形態に係る大気開放弁と同様に、通常は、ダイヤフラム8が高い一次圧P1を感知して弁体7をその弁座6に押し付けることにより、接続部3とオーバフロー口4との間の通路を遮断し、停電または断水などにより給水管内に負圧が発生したときに、弁が全開して、接続部3をオーバフロー口4を介して大気に連通させる。このとき、たとえ、浴槽内の汚水が機能不良に陥った逆止弁を介して逆流してきたとしても、その汚水は大気開放弁を介して大気に放出されるよう動作するため、汚水が上水側まで逆流してしまうことを完全に防止することができる。
図5は第5の実施の形態に係る大気開放弁を示す中央縦断面図である。なお、この図5において、図3および図4に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
この第5の実施の形態に係る大気開放弁は、第4の実施の形態に係る大気開放弁と比較して、弁体7がボディ1に芯決めされた状態で変位する構造にしている点で異なる。すなわち、弁体7は、ダイヤフラム8の中央部をディスク10とともに挟持する保持部22およびボディ1に支持される軸19と一体に形成されており、ダイヤフラム8およびディスク10とともにねじ18によって固定されている。
この大気開放弁も、第1ないし第4の実施の形態に係る大気開放弁と同様に、通常は、ダイヤフラム8が高い一次圧P1を感知し、弁体7をその弁座6に着座させて接続部3とオーバフロー口4との間の通路を遮断し、給水管内の一次圧P1が低下したときに、弁が全開して、接続部3をオーバフロー口4を介して大気に連通させる。このとき、たとえ、浴槽内の汚水が機能不良に陥った逆止弁を介して逆流してきたとしても、その汚水は大気開放弁を介して大気に放出されるよう動作するため、汚水が上水側まで逆流してしまうことを完全に防止することができる。
1,2 ボディ
3 接続部
4 オーバフロー口
5 接続部
6 弁座
7 弁体
8 ダイヤフラム
9,10 ディスク
11 ボルト
12 スプリング
13 ストッパ
14 連通孔
15 プレート
16 ビード
17 ホルダ
18 ねじ
19 軸
20 穴
21 連通孔
22 保持部
23 リベット
24 固定リング
3 接続部
4 オーバフロー口
5 接続部
6 弁座
7 弁体
8 ダイヤフラム
9,10 ディスク
11 ボルト
12 スプリング
13 ストッパ
14 連通孔
15 プレート
16 ビード
17 ホルダ
18 ねじ
19 軸
20 穴
21 連通孔
22 保持部
23 リベット
24 固定リング
Claims (5)
- 上水道の一次圧と給湯管から浴槽への配管内の二次圧との差圧により閉塞または開放するように動作する大気開放弁において、
前記二次圧を受ける第1の接続部と大気に開放されたオーバフロー口との間の通路に設けられた弁座と、
前記オーバフロー口に連通する空間内にて前記弁座に対し接離自在に配置された弁体と、
一方の面に第2の接続部を介して前記一次圧を受け、他方の面に弁孔を介して前記弁体が受ける二次圧を受けて前記弁体と一体に動作する、折り返しが浅くて作動ストロークの短いダイヤフラムと、
を備えていることを特徴とする大気開放弁。 - 前記弁体および前記ダイヤフラムは一体に形成され、前記弁座は前記第1の接続部を形成するボディと一体に形成されていることを特徴とする請求項1記載の大気開放弁。
- 一端が前記弁体に固定され、他端が前記第1の接続部を形成するボディに前記弁体の接離方向に摺動自在に支持された軸を備えていることを特徴とする請求項1記載の大気開放弁。
- 前記ダイヤフラムは、その外周部が前記第1の接続部を形成する第1のボディと前記第2の接続部を形成する第2のボディとによって挟持されていることを特徴とする請求項1記載の大気開放弁。
- 前記弁体を剛性のある部材で形成し、前記弁座を前記第1の接続部を形成するボディに柔軟性のある部材を組み込むことによって構成したことを特徴とする請求項1記載の大気開放弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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- 2003-09-12 JP JP2003320568A patent/JP2005090524A/ja active Pending
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071120 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080401 |