JP3261103B2 - 洗浄弁 - Google Patents
洗浄弁Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
- F16K31/36—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor
- F16K31/38—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor in which the fluid works directly on both sides of the fluid motor, one side being connected by means of a restricted passage and the motor being actuated by operating a discharge from that side
- F16K31/383—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor in which the fluid works directly on both sides of the fluid motor, one side being connected by means of a restricted passage and the motor being actuated by operating a discharge from that side the fluid acting on a piston
- F16K31/3835—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor in which the fluid works directly on both sides of the fluid motor, one side being connected by means of a restricted passage and the motor being actuated by operating a discharge from that side the fluid acting on a piston the discharge being effected through the piston and being blockable by a mechanically-actuated member making contact with the piston
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
- E03D3/00—Flushing devices operated by pressure of the water supply system flushing valves not connected to the water-supply main, also if air is blown in the water seal for a quick flushing
- E03D3/02—Self-closing flushing valves
- E03D3/04—Self-closing flushing valves with piston valve and pressure chamber for retarding the valve-closing movement
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Description
器又は大便器に排出するために使用される洗浄弁あるい
はフラッショメータ(現在は、このように呼ばれてい
る)に関する。
回のフラッシュすなわち洗浄で使用することのできる許
容水量に関する基準を設定している。本発明は、一回の
フラッシュ当たり約6リットル(メートル法を採用して
いる地域における洗浄水の指定体積:約1.6ガロン)
の体積の水を供給するように特に設計されている。ま
た、水は、可能な限り迅速に洗浄弁を通過するのが望ま
しい。従って、本発明は特に、フラッショメータが所望
量の水を高流量で且つ低い水の動圧で通過させることが
できるようにする、洗浄弁のピストンの設計に関する。
より詳細に言えば、洗浄弁は、約0.56−0.70kg/c
m2(約8−10psig)の範囲の水の動圧において約87
リットル/分(約23ガロン/分)の流量で約6リット
ル(約1.6ガロン)の体積の水を一回のフラッシュ当
たり通過させるのが望ましい。
Company(本件出願の譲受人)によって「GE
M」の登録商標で販売されているタイプの洗浄弁のピス
トンの種々の改善に関する。GEMブランドの洗浄弁用
のピストンは、上に指定したパラメータを達成し、ま
た、リリーフ弁又はピストンの閉鎖運動を阻害する恐れ
のある潜在的なあらゆる背圧を減少させるように設計さ
れている。
の手段】本発明は、所望量の水を小便器又は大便器に流
すための洗浄弁又はフラッショメータに関し、より詳細
に言えば、洗浄弁を通る水量の制御を改善する洗浄弁用
ピストンの構造に関する。
る障害物又は絞り部を除去して流路を開放し、これによ
り、洗浄弁の出口を通して水を円滑に流すようにする、
洗浄弁用ピストンの構造を提供することである。
た複数のガイドリブを有し、これにより、開位置と閉位
置との間で動くピストンを安定化させるようになされ
た、洗浄弁用ピストンを提供することである。
の領域がスカートによって閉鎖されており、これによ
り、流量を制御すると共に洗浄弁の出口を通して水をよ
り一貫して流すようにする、上述の洗浄弁用ピストンを
提供することである。
及びこれに関連するスカートがリリーフ弁及びピストン
に作用する背圧を減少するように形成されている、上述
の洗浄弁用ピストンを提供することである。
部分に直ぐ隣接するスロットルリングを備えており、該
スロットルリングが、完全に遮断される直前の流れを緩
め、これにより、ピストンがその弁座の上で閉じること
により生ずるウォーター・ハンマーを低減するようにす
る、洗浄弁用ピストンを提供することである。他の目的
は、以下の詳細な説明、図面及び請求の範囲から理解さ
れよう。
ている。本発明の洗浄弁は、通常、小便器又は大便器に
使用される。洗浄弁のピストンは、該洗浄弁を通る水の
量を調節して各々のフラッシング操作(水洗操作)に関
して特定の量の水を供給し、水圧が米国で通常見られる
水圧の範囲の低圧側にある場合でも、高流量の水が洗浄
弁を通過するように設計されている。一回の水洗操作当
たりの所望体積が約6リットル(約1.6ガロン)であ
る場合について本発明を以下に説明するが、一回の水洗
操作当たりに種々の体積の水を供給するように、種々の
部品の寸法を変更することができることを理解する必要
がある。
備えており、この弁本体は、入口接続部12と、出口接
続部14と、ハンドル連結接続部16とを備えている。
弁本体の頂部は、カバー18によって閉じられており、
該カバーと弁本体との間には、シール要素19を設ける
ことができる。主弁座20が、弁本体10の内壁に形成
されている。洗浄弁は、操作ハンドル22によって作動
され、該操作ハンドルは、連結ナット24によって弁本
体10に取り付けられている。ハンドルは、弁本体の内
部まで伸長しているプランジャ26に接続されている。
このプランジャ26は、ブッシング28によって案内さ
れ且つ支持されており、バネ30によって戻される。ゴ
ムのシールキャップ又はパッキング32が、ブッシング
28の端部に被嵌されていて、ハンドルの開口から外部
への漏洩を阻止している。図示の洗浄弁は、操作を行う
ための手動ハンドル22を有している。本洗浄弁は、例
えばソレノイドによる自動操作にも等しく適用可能であ
る。
いるピストンアセンブリは、弁本体10の中で往復動作
を行うようになっている。アセンブリ34は、概ね円筒
形の中空のピストン36を備えている。このピストン3
6は、ピストン着座領域39に直ぐ隣接している円筒形
の下方延長部38を有しており、上記着座領域39は、
通常、シール部材41に着座して主弁座20を閉じ、従
って、洗浄弁を通る水の流量を制御する。ピストン36
は、米国特許第4,261,545号に記載されている
ように、フィルタリング43によって調節されるバイパ
スオリフィス40を有している。このバイパスオリフィ
スは、洗浄弁の流入側をピストンの内部チャンバ43に
接続している。上記バイパスオリフィスは、約0.50
8mm(約0.020インチ)から0.622mm(約
0.0245インチ)程度までの寸法範囲を有すること
のできる小さな直径を有しており、この直径の寸法は、
チャンバ42が充満されて洗浄弁を閉じる速度を制御す
る。
ル46を支持する環状の棚部44を有している。この棚
部及び上記シールは、チャンバ42を洗浄弁の流出側に
接続する中央通路48の頂部に位置している。
ピストン36の通路48を閉じているリリーフ弁50を
備えている。このリリーフ弁は、ピストンの上記環状の
棚部の上のシール46に係合するカラー49を有してい
る。リリーフ弁50の中空の中央部分の中で摺動可能な
作動ステム52が、プランジャ26に隣接する点まで伸
長している。バネ54が、チャンバ42を閉じてシール
する位置にリリーフ弁50を保持する動作を支援してい
る。
ン36の上方壁にネジ式に係合しているインサート56
を備えている。このインサートは、バネ54が当接して
いる中央の停止部すなわちストッパ58を有している。
このストッパは、穴60を有しており、この穴は、ピス
トンの内部チャンバ42と上方の圧力チャンバ62との
間の流体連通を行っている。インサート56とピストン
36との間に保持されたパッキン部材すなわちシール部
材64が、圧力チャンバ62を流入側の水圧から分離す
る摺動可能なシールを提供している。
ており、この壁部は、同様の洗浄弁の従来のピストン構
造とは反対に、滑らかで障害物のない形態を有してい
る。円筒形の壁部70に直ぐ隣接して、テーパ形状のピ
ストン領域72が設けられており、このピストン領域の
テーパ角度は約10°程度である。このテーパ角度は、
ピストンが弁座20から離れた上昇位置にある時に、ピ
ストンの周囲に開放された流路を効果的に形成する。傾
斜領域72に直ぐ隣接しているのは、ピストン着座領域
39であって、このピストン着座領域は、洗浄弁が閉位
置にある時には、弁座20を閉じることになる。ピスト
ン着座領域39の直ぐ下流側にはリング74が設けられ
ており、このリングは、弁座20付近の弁出口の直径よ
りも若干小さい外径を有しており、これにより、リング
領域74は、ピストンが閉じている時には、弁座の内側
に位置するようになる。リング74は、スロットル手段
すなわち絞り手段として機能し、弁が閉じる直前に弁出
口を通る流量を十分に減少させる。
74に直ぐ隣接しているのは、半径方向及び軸方向に伸
長する複数のリブ76を有しているピストン部分38で
ある。上記リブの外径は、壁部70よりも小さく、ま
た、弁座20を通る通路よりもほんの少し小さい。従っ
て、上記リブは、ピストンの大半の部分の内側にあっ
て、流れを制限することがない。上記リブの数は重要で
ある。ピストンが弁座に向かってまた弁座から離れる方
向に動く際に、ピストンを安定化させ且つ案内するよう
に、十分な数のリブを設ける必要がある。しかしなが
ら、ピストンが弁開放位置にある時に、ピストンを通る
水の流れを減少させたり阻害したりする程の多数のリブ
を設けてはならない。リブの満足すべき数は5個である
と決定され、リブの数は、4個未満であってはならず、
また、6個よりも多くてもならない。軸方向に伸長する
各々のリブの下方端には、面取りされた領域78が設け
られており、この面取りされた領域は、ピストンを洗浄
弁アセンブリの中に組み込む作業を支援する。
る各々のリブ76の間の領域は、スカート80によって
閉じられている。図示のように、スカート80は、リブ
76の外側面よりも若干小さい半径を有している。しか
しながら、重要なことは、上記スカートが、各リブの間
の領域を閉じてピストンを通る水の流れを制御し、該ピ
ストンが、より一貫した洗浄弁の作動をもたらすように
することである。上記スカートは、ピストン部分38の
回りの概ね円周方向において流路を軸方向に維持するこ
とにより、上記流路を改善する。また、上記スカート
は、水の通路48の中への水の流れを妨げることによ
り、リリーフ弁の閉鎖運動を阻害する恐れがあるあらゆ
る背圧を阻止する。
流側の端部の手前で終端している。この構成は、ピスト
ンの閉鎖運動を阻害する恐れがある背圧がピストンの下
流側に生ずるのを阻止するので、重要である。ピストン
が開位置に保持される時間が長ければ長いほど、逆止弁
を通るの水の流量は大きくなる。スカートをリブの軸方
向下流側の端部の手前で終端させることにより、ピスト
ンの閉鎖運動を阻害する恐れがある背圧を減少させ、ま
た、スカートを設けることにより、リリーフ弁の閉鎖運
動を阻害する恐れがある背圧を減少させる。
が開位置にある時に水の流れを制御するピストンの部分
の特殊な設計である。参照符号70で示されるピストン
の円筒形の主要部分は、従来技術の洗浄弁に見られるよ
うな障害物を有していない。従って、水の流れに対する
障害物は全く存在していない。テーパ形状の領域72
は、流路の寸法を増大し、ピストンの大部分の直径が連
続的である場合に比較して、より大きな水の流量を許容
する。上記リブは、ピストンが開位置と閉位置との間で
動く際に、ピストンに安定性を与え、また、各リブの間
のスカートで閉鎖されている領域は、ピストンの外側の
回りに流路を更に画成して、より一貫した弁の動作を行
わせる。スカートが設けられ、また、該スカートがリブ
の軸方向の長さよりも小さい軸方向の長さを有している
ことにより、ピストンの前後の圧力降下が減少する。ま
た、上記スカートは、背圧がリリーフ弁の閉鎖運動及び
ピストンの閉鎖運動を阻害するのを防止する。緩衝リン
グ74は、ピストンが閉じる直前に絞り効果をもたら
し、従って、ウォーター・ハンマーすなわち水撃作用に
抵抗する。
たが、そのような好ましい形態に対して多くの変更、置
換及び変形を加えることができることを理解する必要が
ある。
タの垂直断面図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 入口及び出口を有する弁本体と、該出口
に設けられる弁座と、前記弁本体の中で前記弁座に向か
ってまた該弁座から離れる方向に動いて前記入口から前
記出口を通る流れを制御することのできる、チャンバを
有するピストンと、前記ピストンに設けられていて前記
チャンバを前記弁本体の前記入口に接続する再充填オリ
フィスと、前記ピストンを前記弁座の上で閉じた状態に
保持する前記チャンバの中の圧力とを備えている洗浄弁
であって、 更に、 前記ピストンに設けられていて前記チャンバを前記出口
に連通させるリリーフ弁と、前記リリーフ弁を開いて前
記チャンバを連通させ、これにより、前記ピストンを前
記弁座から離れる方向に動かして前記出口を通る流れを
開放する手段とを備えており、 前記ピストンは、前記弁座の下流側へ伸長するガイド部
分を有しており、該ガイド部分は、外方に伸長する複数
の軸方向のリブを有しており、該リブの外側面は、前記
弁座を通る流路に半径方向において整合しており、前記
各リブの間のピストン領域は、スカートによって閉じら
れて前記流路を前記ガイド部分の外側に限定し、前記入
口から前記出口まで前記弁座を通る流路を画定するよう
になされており、前記スカートは、前記リリーフ弁に作
用する背圧を減少させるように構成されていると共に、
前記軸方向のリブの終端部の手前で終端しており、これ
により、前記ピストンの前後の圧力降下を減少させて流
量を増大させるように構成されており、 前記ピストンは、前記弁座の上に形成されていて該弁座
の上で閉じるようになされた弁座部分を有しており、前
記ピストンは、前記弁座部分の直ぐ隣りに且つ前記弁座
部分の上流側に、内側に傾斜した外側面を有しており、
該内側に傾斜した外側面は、該外側面が前記弁座から離
れている時に、前記ピストンを通る水の流量を増大させ
るように構成されており、 前記洗浄弁は、前記弁座部分の直ぐ下流側に且つ前記軸
方向のリブの直ぐ上流側に、前記ピストンに設けられた
スロットルリングを備えており、該スロットルリング
は、前記ピストンが前記弁座の上で閉じる直前に、前記
出口を通る流れを 絞るように構成され たこと、を特徴と
する洗浄弁。 - 【請求項2】 請求項1に記載の洗浄弁において、前記
リブは、円周方向において概ね均等に隔置されており、
前記リブの数は少なくとも4つであること、を特徴とす
る洗浄弁。 - 【請求項3】 請求項2に記載の洗浄弁において、前記
軸方向のリブの各々の端部には、内側に向かってテーパ
形状になった表面が設けられていること、を特徴とする
洗浄弁。
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