JP3713113B2 - 逆流防止ホッパー - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の逆流を防止する逆流防止ホッパーに関し、特に、流体の導入口を閉じた際に流体吐出室内の流体を吐き出して、縁切りを行うことができる逆流防止ホッパーに関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の逆流防止ホッパーは、例えば、風呂の給湯において、浴槽側と上水給湯側との通水の縁切りをおこなう装置として用いられている。即ち、図6に示すように、熱交換器106には、給水管105から上水が供給されるようになっており、加熱された湯が給湯管107から給湯される一方、浴槽側では浴槽101に対してポンプ102により加熱器103を循環させる循環回路104が形成されている。循環回路104と給湯管107とは、電磁弁110及び逆止弁112を介して接続されているが、浴槽側の循環回路104の浴湯が給湯管107に吸込みによる逆流を防止するため、縁切り装置(逆流防止ホッパー)111が設けられている。
【0003】
この縁切り装置111は、従来は、図5に示すように、注湯電磁弁113、負圧閉止弁115を備えるほか、吐水室内の水を抜くために、排水タンク117、この排水タンク117の水位を検知する水位スイッチ119、逆止弁121、排水電磁弁123を介して浴槽側の循環回路104に接続されており、更に循環回路104に二方弁125を配置して、排水タンク117内に溜まった水を適宜水位スイッチの入力により風呂側に流して引き抜く構成となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した縁切り装置111には、吐水室の水を引き抜くために排水タンク117、水位スイッチ119、排水電磁弁123等を必要とし、構成が複雑になるとともに部品点数が増加するという問題点がある。
【0005】
これに対して、特開平7−158974号公報には、排水タンクを省略した構成が開示されているが、吐水室内の排水を自重で行なっている為、施工された浴槽から器具間の差がない場合は水抜きができず、又器具に対して浴槽が想定されるより低い場合には逆に風呂用循環回路の水も抜ける為、ポンプの呼び水がなくなったり、圧力センサによる正常な水位検出ができなくなるという問題が生じる。また、特開平7−158973号公報等に提示された技術では、圧力センサを設け、前記のように水が抜けるという問題に対し、浴槽が低い場合にはバキュームブレーカ式とし、浴槽が高い場合にのみ縁切り方式とする構成が開示されているが、圧力センサ、バキュームブレーカを必要とし、制御が複雑になるという問題点がある。
【0006】
そこで、本発明の目的は、簡易な構成で、且つ流体の縁切りを確実に行なうことができる逆流防止ホッパーを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、導入口から流体が導入される流体吐出室と、前記導入口側を開閉する導入口開閉弁と、導入口開閉弁の開時に流体圧により導入口を開き導入口開閉弁の閉時に導入口を閉じる第1弁体と、流体吐出室の上に設けられて導入口を通った流体の一部を溜める流体溜め手段と、流体吐出室の導出口側の通路に設けられて導入口を通った流体を流体吐出室の導出口から通路を介して導く際に開き導入口開閉弁が導入口側を閉じると流体吐出室の負圧により通路を閉じる負圧閉止弁と、導入口開閉弁により導入口側を閉じると流体溜め手段と流体吐出室の導出口を連通する第2弁体と、流体溜め手段と流体吐出室と流体を通路を介して通す際に導入口開閉弁が導入口側を閉じた後に負圧閉止弁が閉じる速度を緩和するダンパー手段とを備えるものである。この請求項1に記載の発明によれば、流体吐出室の導入口から導出口に流体を流す場合には、導入口開閉弁を開いて導入口側を開けることにより流体の圧力で第1弁体が開いて、流体が流体吐出室の導入口から導出口に流れるとともに、流体の一部が流体溜め手段に溜まり、負圧閉止弁が開いて流体を通す。
【0008】
一方、導入口開閉弁を閉じると、流体の圧力が無くなるので第1弁体が流体吐出室の導入口を閉じるとともに第2弁体が流体溜め手段と流体吐出室の導出口を連通して流体溜め手段と流体吐出室の流体を通路を介して通す。この時に、導入口開閉弁が導入口側を閉じた後に負圧閉止弁が通路を閉じて、この流体溜め手段と流体吐出室の流体を通路を介して完全に通すようにするために、ダンパー手段が負圧閉止弁の閉じる速度を緩和する。即ち、流体吐出室の流体を排出した後に負圧閉止弁が通路を閉じることになるので、流体吐出室の流体は吐き出され、確実な縁切り(逆流の防止)を行なうことができる。
【0009】
しかも、排水タンクや排水用の電磁弁、ポンプ等を必要としないので構成が極めて簡単である。
【0010】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記流体は給湯器から導入される水であり、前記導出口は風呂の浴槽に接続されており、風呂の浴槽から給湯器側に導入される水の逆流を防止するものである。
【0011】
この請求項2に記載の発明によれば、給湯器と風呂の浴槽とにおける縁切りを簡易な構成で確実に行うことができる。
【0012】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記ダンパー手段は弁室を備え、弁室は大気に開放する細孔を有するものである。
【0013】
この請求項3に記載の発明によれば、前記ダンパー手段の具体的構成として、弁室に大気に開放する細孔を形成するだけであるから、極めて簡単な構成とすることができる。この場合には、導入口開閉弁が導入口側を閉じた後に、弁室内の内圧が細孔からの空気の流入により時間をかけて大気圧にまで回復されるので負圧閉止弁が閉じる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面の図1乃至図3を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明の実施の形態にかかる逆流防止ホッパーは、風呂側の循環回路17に給湯器3から給湯する場合を例に用いて説明する。
【0015】
図1に示すように、給湯器3には、給水管5から上水が給水されており、熱交換器7で加熱された湯が給湯管9から給湯される給湯回路10が形成されている。一方、浴槽11側では、浴槽11に対して循環ポンプ13により加熱器(熱交換器)15を循環させる風呂用循環回路17が形成されている。
【0016】
そして、風呂用循環回路17と給湯回路10の給湯管9とは、本発明にかかる逆流防止ホッパー(縁切り装置)21を介して接続されている。この逆流防止ホッパー21は、浴槽11の湯張り時には給湯管9に流れる湯を風呂用循環回路17に流す一方、風呂用循環回路17の浴湯が給湯管9側に吸込まれるという逆流現象を防止する装置である。
【0017】
この逆流防止ホッパー21は、図1に概略を示し、図2と図3にその構造を具体的に詳しく示す。
【0018】
逆流防止ホッパー21は、概して、給湯回路10側に接続された導入通路23と、導入口開閉弁24と、縁切り室としての吐水室(流体吐出室)25と、吐水室の上に設けられた液溜め部(流体溜め手段)26と、通路36、逆止弁28と、負圧閉止弁27と、吐水室25を通過する湯を風呂用循環回路17側に導出する導出通路29等から構成されている。
【0019】
導入通路23の一端部は給湯管9に接続されており、給湯水を導入する。導入通路23の他端部は、導入口開閉弁24の一端部に接続されており、この導入口開閉弁24は励磁コイル24bへの通電により作動する電磁バルブである。導入口開閉弁24は吐水室25の下部に設けられ、弁体24aが吐水室25の導入口30側を開閉する。
【0020】
吐水室25の上部には、水を溜めるための液溜め部26が設けられ、液溜め部26と吐水室25は弁孔31で連通されている。尚、液溜め部26の上部は大気に開放されている。
【0021】
吐水室25内には、逆止弁として働く弁体(第1弁体)33と、閉止弁として働く弁体34が配置され、これらの弁体33,34はほぼ一体になって吐水室25内の軸方向(V方向)にコイルスプリング33aの付勢力、又は付勢力に抗して水圧により動く。弁体33は吐水室25の導入口30を閉鎖して給湯管9への湯の逆流を防ぎ、弁体34は弁孔31を閉鎖できる。
【0022】
吐水室25には導出口35が設けられ、この導出口35は通路36と逆止弁28と負圧閉止弁27に接続されている。逆止弁28はコイルスプリング28aの付勢力に抗して吐水室25側の水圧により開く。
【0023】
負圧閉止弁27は、図2に示すように通路43の開口44を開閉する弁体27aとコイルスプリング27bとダンパー手段40とを備え、ダンパー手段40は弁室41と、この弁室41に形成3れた細孔42とを有する。導入開閉弁24が開くことによって吐水室25に導入される湯の圧力(例えば、0.5Kg/cm2)により弁体27aがコイルスプリング27bの付勢力に抗してV1方向に開くと、通路36と開口44と通路43が連通する。
【0024】
吐水室25の下流側に配置された負圧閉止弁27は、導入開閉弁24が閉じ吐水室25内の圧力がコイルスプリング27bの付勢力に相当する力(例えば、0.5Kg/cm2)となった時点で、この付勢力により閉じようとするが、弁室41内の空気流入が細孔42から行なわれる為、ゆっくりと閉じるものである。
【0025】
ダンパー手段40は、弁体27aが開口44を閉じる際にその閉鎖速度を緩やかにして、導入口開閉弁24が導入口30側を閉じた後に所定時間経過して弁体27aが開口44を閉じるものであればよく、弁体27aの復帰速度を緩やかにするものであればよい。つまり、この細孔77は、弁室41内に空気をゆっくりと導入して弁室41内の圧力がすぐに大気圧状態にならないようにして弁体27aが開口44をゆっくりと閉じるようにする。このため、この細孔77は十分に小さく、細孔77の口径は特に限定されるものではないが、例えば、直径0.5乃至1mmが望ましい。
【0026】
次に、本実施の形態にかかる逆流防止ホッパー21の作用について説明する。
【0027】
給湯器3からの湯を浴槽11に供給する場合には、給湯管9側の電磁弁である導入口開閉弁24は励磁コイル24bへの通電により開いて、給湯回路10側の湯の水圧により図2の弁体33と弁体34が一体となってV1方向(上方向)に移動する。このため、湯の水圧により弁体33が導入口30を開いて湯が吐水室25内に導入されるとともに、弁体34が弁孔31を閉じる。しかし、弁体33と弁体34が一体となってV1方向に移動して弁体34が弁孔31を閉じる迄の僅かな時間に、湯の一部(少量)が弁孔31を通って液溜め部26に溜まる。
【0028】
湯の水圧により、弁体33が導入口30を開けて、負圧閉止弁27が開状態になると、給湯器3の給湯回路10側から風呂用循環回路(追い炊き側)17へ上水側からの湯が流れ込む。
【0029】
一方、電磁弁である導入口開閉弁24の励磁コイル24bへの通電がなくなると、導入口開閉弁24は吐水室25の導入口30側を閉じ弁体33は導入口30を閉じるので、湯の吐水室25内への流入が止まるが、いままでの風呂用循環回路(追い炊き側)17への湯の流れは急には止まらず、ホッパーを構成する吐水室25内の圧力が下がって負圧になる。
【0030】
従って、液溜め部26内の少量の水が吐水室25の吐出空間26a内に吸い込まれて、さらに空気も吸い込んで吐出空間26a内の湯とともに逆止弁28と負圧閉止弁27を通って風呂用循環回路17側に吸入され、吐出空間26a内は空気で満たされる。即ち、この吐出空間26a内の水の全部が通路29を経て風呂用循環回路(追い炊き側)17に吸い込まれるまで、つまり負圧閉止弁27はダンパー手段40の作用により導入口開閉弁24の導入口30側を閉じた時に比べて時間差が出て負圧閉止弁27が少しの時間開状態を維持する。これにより、液溜め部26内の少量の水と吐水室25内の湯は確実に風呂用循環回路17側に送り込むことができる。
【0031】
従って、ダンパー手段40が弁体27aの閉じる速度を緩和していることから、弁体27aは直ぐには閉じないで、吐水室25側の流体を通過させた後、閉じる。このことから、給湯側の導入通路23と風呂側の循環通路17との間で、確実な縁切り(逆流の防止)を行なうことができる。
【0032】
この実施の形態によれば、逆流防止ホッパーにおいて、従来必要とされた排水タンクや排水用の電磁弁、ポンプ等を必要としないので構成が極めて簡単であり、確実な縁切りができる。
【0033】
しかも、ダンパー手段40はその弁室41に細孔77を形成するだけという極めて簡単な構成で確実に縁切り(逆流防止)を図ることができる。
【0034】
本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、ダンパー手段27は、弁室41に細孔77を形成する構成であったが、これに限らず、例えばステップモータ等を用い、弁体27aが対応する弁座に着座する速度を遅くするように制御する構成であってもよい。
【0035】
更に、上述した実施の形態では、流体溜め手段としての液溜め部26を吐水室25の上に設ける構成としたが、図4に示すように、吐水室25の下に設ける構成であってもよい。この図4に示す液溜め部26では、吐水室25の下から上に向かうU字管形状に延出させる構成としている。尚、図4に示す変形例では上述した実施例と同一の部分には同一の符号を付することによってその部分の詳細な説明を省略する。
【0036】
また、上述した実施の形態では、給湯水を風呂側の循環回路に導入する場合を例に用いて説明したが、これに限らず、他の上水と生活水や、化学プラント等において反応槽に水溶液等の反応液を供給する場合に反応槽からの逆流を防止する管路に用いても同様な効果を得ることができる。
【0037】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、流体吐出室の導入口から導出口に流体を流す場合には、流体の一部は流体吐出室の上に設けられた流体溜め手段に溜まり、導入口開閉弁を閉じると、流体溜め手段と吐水室との流体を通路を介して通すようにして、ダンパー手段が負圧閉止弁の閉じる速度を緩和する構成であるから、確実な縁切り(逆流の防止)を行なうことができるとともに、排水タンクや排水用の電磁弁、ポンプ等を必要としないので構成が極めて簡単である。
【0038】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明において、給湯器と風呂の浴槽とにおける縁切りを簡易な構成で確実におこなうことができる。
【0039】
請求項3に記載の発明によれば、ダンパー手段は、弁室に大気に開放する細孔を形成するという、極めて簡単な構成とすることができる。
【0040】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる給湯装置の回路図ある。
【図2】図1に逆流防止ホッパーの概略的構成を示す断面図である。
【図3】図2に示す逆流防止ホッパーを示す一部切り欠き部を有する側面図である。
【図4】発明の変形例を示す給湯装置の回路図ある。
【図5】従来の給湯装置の回路図である。
【図6】給湯装置の回路を概念的に示す回路図である。
【符号の説明】
24 導入口開閉弁
25 吐水室(流体吐出室)
26 液溜め部(流体溜め手段)
27 負圧閉止弁
30 導入口
33 弁体(第1弁体)
35 吐水室の導出口
40 ダンパー手段
Claims (3)
- 導入口から流体が導入される流体吐出室と、前記導入口側を開閉する導入口開閉弁と、導入口開閉弁の開時に流体圧により導入口を開き導入口開閉弁の閉時に導入口を閉じる第1弁体と、流体吐出室に設けられて導入口を通った流体の一部を溜める流体溜め手段と、流体吐出室の導出口側の通路に設けられて導入口を通った流体を流体吐出室の導出口から通路を介して導く際に開き導入口開閉弁が導入口側を閉じると通路を閉じる負圧閉止弁と、導入口開閉弁により導入口側を閉じると流体溜め手段と流体吐出室の導出口を連通する第2弁体と、流体溜め手段と流体吐出室と流体を通路を介して通す際に導入口開閉弁が導入口側を閉じた後に負圧閉止弁が閉じる速度を緩和するダンパー手段とを備えることを特徴とする逆流防止ホッパー。
- 前記流体は給湯器から導入される水であり、前記導出口は風呂の浴槽側に接続されており、風呂の浴槽から給湯器側に導入される水の逆流を防止することを特徴とする請求項1に記載の逆流防止ホッパー。
- 前記ダンパー手段は弁室を備え、弁室は大気に開放する細孔を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の逆流防止ホッパー。
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