JP5067080B2 - 逆流防止弁とこれを有する逆流防止装置、給湯装置及び給湯システム - Google Patents
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Description
従来の逆流防止装置は、給湯管の温水を浴槽に通水する管路と、浴槽への通水のみを許容するように管路に直列に設けられた一対の逆止弁とを備えており、基本的には、この両逆止弁によって給湯管への逆止機能を確保している。
そこで、従来の逆流防止装置では、上記管路における両逆止弁間の通水部分に、給湯管への給水圧をパイロット圧として当該通水部分に対する大気開放と逆流水排水を行う逆流防止弁が設けられている。
このように、従来の逆流防止装置では、比較的高位置の浴槽に残り湯があり、かつ、逆止弁が十分に機能してない場合に、水道の断水や停電による汲み上げポンプの停止のために給水側が負圧状態になっても、逆止弁間の通水部分に設けた逆流防止弁が開き、浴槽からの戻り水を外部に排水できるようになっている。
このように、上記逆流防止弁は、通水部分に対する大気開放(負圧破壊)機能と逆流水排水機能という、相反する機能を担っているので、従来の逆流防止装置では、逆流防止弁による排水量が不十分になり、給湯管に逆流が生じる可能性が残されている。
しかし、上記開放通路を大きくすると、弁座の口径やこれを開閉する弁体及びダイヤフラムのシール径も大きくなることから、背圧室に負荷される給水圧によって弁体のシール部に作用する荷重も大きくなって当該シール部が劣化しやすくなり、逆流防止弁の耐久性が低下するという新たな課題が生じる。
このため、大口径化された開放通路によって大気開放と逆流水排水をより確実に行えるとともに、弁体のシール部に作用する荷重が増大しないので、弁体のシール部の劣化も発生し難く、逆流防止弁の耐久性も維持することができる。
この場合、前記第二の弁体を、前記背圧室の背面壁に形成された貫通孔に貫通させ、前記第二のダイヤフラムを、前記貫通孔を密閉した状態で前記背圧室の背面壁に取り付けるようにすればよい(請求項1)。
この場合、背面室の給水圧(一次圧)が低下して弁体が開いた場合に、より上方の開放口が主として大気開放機能を担い、より下方の開放口が主として逆流水排水機能を担うことになり、大気開放と逆流水排水がそれぞれ複数の開放口に役割分担される。このため、大気開放と逆流水排水の各機能をより確実に達成でき、逆流防止弁の信頼性を高めることができる。なお、弁筒体に設ける開放口は少なくとも二つあればよいが、三つ以上設けるものにしてもよい。
従って、大気開放と逆流水排水を確実に行え、かつ、耐久性に優れた逆流防止装置を得ることができる。
この場合、管路における両逆止弁間の通水部分が、その通水方向上流側が上方に位置する上下方向に長い縦向き管よりなるので、一次側(給湯管側)の逆止弁が縦向き管の上側に位置し、かつ、二次側(浴槽側)の逆止弁が縦向き管の下側に位置することになる。
また、本発明の給湯システムは、上記給湯装置と、前記給湯管からの温水が前記逆流防止装置を介して給湯される浴槽とを備えていることを特徴とする(請求項6)。
上記給湯装置及び給湯システムによれば、前記給湯管と前記浴槽の間に上記逆流防止装置が介装されているので、給湯管に対する給水圧(一次圧)が低下したときに、通水部分に対する大気開放と逆流水排水が、本発明の大口径化された逆流防止弁によって行われる。このため、一対の逆止弁間の通水部分に対する大気開放と逆流水排水がより確実に達成され、給水システムにおける逆流防止機能の信頼性を高めることができる。
図1〜図6は、本発明を採用した逆流防止装置の一例を示し、図7は、その逆流防止装置を適用した風呂の給湯システムを示している。
〔給湯システム〕
図7に示すように、本実施形態の給湯システム1は、ガス給湯器2よりなる給湯装置と、その給湯器2に給排水可能に接続された風呂の浴槽3とを備えている。
上記吸気部8は筐体5内の吸気管12に繋がっており、この吸気管12は、元ガス電磁弁13とガス比例弁14を介して熱交換器6内の燃焼管15に接続されている。
また、給湯管20と給水管17はバイパス管22で繋がっており、このバイバス管22にはバイパス水量調整弁23が設けられている。
この吐出管28は、筐体5内に設けられた風呂ポンプ29の吐出側に接続され、戻り管25は当該風呂ポンプ29の吸い込み側に接続されている。
本実施形態の逆流防止装置31は、その上流側(給湯管20側:一次側ということがある。)から下流側(浴槽3側:二次側ということがある。)へ至る順序で、注湯水量センサ34と、注湯電磁弁35と、通水方向に直列に並ぶ一対の逆止弁36,37と、この両逆止弁36,37の間に配置された複数の逆流防止弁38とを備えている。
しかし、これらの逆止弁36,37が、異物の噛み込み等が原因で完全に閉じていないときは、給水管20への給水圧(上流側の一次圧)P1が負圧になったり、逆止弁36,37間の通水圧(下流側の二次圧)P2よりも低くなると、浴槽3の戻り水がその水頭圧により逆止弁36,37を通過し、給湯管20に逆流してくることがある。
すなわち、この逆流防止弁38は、給水管17の給水圧P1をパイロット圧として、両逆止弁36,37間の通水部分に対する大気開放(負圧破壊)と逆流水排水を行うように作動するものであり、逆流防止弁38の背圧側は前記給水管17に接続され、かつ、逆流防止弁38の出口側は大気開放された排水管39に繋がっている。
また、これと同時に、戻り管25からの逆流水が通水部分に侵入してきても、その逆流水は逆流防止弁38の出口(後述する開放口69)から排出管39に排出されるようになっている。
このさい、バイパス水量調整弁23がバイパスする水流量を制御して湯水の混合比が変わり、出湯の温度制御が行われる。所望の温度に制御された湯は、給湯水量調整弁21により給湯水量が制御され、第一給湯口9から外部に給湯される。
このさい、逆流防止装置31の逆流防止弁38は、パイロット圧として上水道の給水圧P1を受けて閉弁方向に付勢されている。そして、逆流防止装置31の下流側の注湯管32の通水圧P2は上記給水圧P1よりも低いので、これらの差圧で逆流防止弁38は閉状態になっている。
これにより、一対の逆止弁36,37間の通水部分が大気開放され、給水管17に生じた負圧がその通水部分で破壊されるとともに、その通水部分内の水が逆流防止弁38の出口から排出管39を通って外部に排出され、給湯管20への逆流現象がより確実に防止される。
次に、図1〜図6を参照しつつ、本実施形態の逆流防止装置31の具体的構成について説明する。
図1〜図6に示すように、本実施形態の逆流防止装置31は、前記一対の逆止弁36,37(図5及び図6参照)及び逆流防止弁38を管路中に一体に組み込んだバルブユニットよりなり、給湯管20から分岐する前記分岐管30が接続される第一管路41と、浴槽3側へ給湯するための前記注湯管32が接続される第二管路42とを備えている。
他方、第二管路42は、第一管路41の水平管43の下流側端部(図5の右側端部)に接続された片側開放の水平管46と、この水平管46から下方に延びる縦向き管47とを一体に備えており、この縦向き管47の下端部には前記注湯管32との接続部48が形成されている。
このため、第一管路41の縦向き管44に流入した温水は、この縦向き管44を下から上に流れ、各水平管43,46を通って、第二管路42の縦向き管47を上から下に流れるようになっている。
この注湯水量センサ34は、通過する水に旋回流を与える整流器50と、縦向き管47の中心線回りに回転する着磁された羽根車51と、この羽根車51に近接して管路壁内に埋設された磁気センサ(図示せず)とからなり、羽根車51の回転数をカウントすることで浴槽3への注湯量を計測するものである。
この注湯電磁弁35は、水平管43と一体形成された筒状の弁座52と、ダイヤフラム53によって支持された弁体54と、この弁体54の中央部に接続されたソレノイドのプランジャ55と、このプランジャ55を常時弁座52側に付勢するコイルばね56と含むパイロット弁よりなる。このため、プランジャ55を磁力で開弁方向(図5の左側)に移動させて弁体54を弁座52から引き離すことにより、第一管路41の縦向き管44に至った温水が水平管43に流入するようになっている。
このため、本実施形態の逆流防止装置31では、第二管路42における両逆止弁間36,37の通水部分が、通水方向上流側が上方に位置する、上下方向に長い当該第二管路42の縦向き管47により構成されている。
また、第二逆止弁37は、上記第一逆止弁36と同一構造のものであり、第二管路42の縦向き管47の下端部内に収納された筒状の弁座57と、この弁座57に下流側(図6の下側)から当接して通水方向に進退自在に配置された弁体58と、この弁体58を弁座57側に付勢するコイルばね59とを有する。
図5に示すように、この逆流防止弁38は、内部に弁座62を有する弁筒体61と、弁座62に接離自在に当接するように弁筒体61内に収納された第一弁体63と、この第一弁体63を弁筒体61の軸心方向に移動自在に支持するメインダイヤフラム64と、第一弁体63の背面側に突設された第二弁体65と、この第二弁体65を弁筒体61の軸心方向に移動自在に支持するサブダイヤフラム66とを備えている。
弁座62は、弁筒体61の外筒67よりも短い筒状部材よりなり、この外筒67と同軸心状となるように、縦向き管47から水平方向に一体に突設されている。
第一弁体63は、外筒67の内周面より小径でかつ弁座62の外周面より大径の短円柱部材よりなり、先端面(図5の左側面)の中心部に取付突起71を一体に備えている。
また、メインダイヤフラム64の外周縁部は、フランジ部70とケーシング68との間に挟持されることにより、弁筒体61の内周面に固定されている。
また、メインダイヤフラム64の正面側(弁座62側)にある、弁座62の外周側の筒状の開放通路74は、開弁時に吸気と排水が行われるスペースであって、この開放通路74は、外筒67に形成された上下一対の開放口75,75(図3及び図6参照)と連通している。これらの開放口75,75は、弁筒体61の外筒67に対して上下方向に離間して独立して形成されている。
図5を参照して、第二弁体65は、第一弁体63よりも小径の短円柱部材よりなり、第一弁体63の背面中央部から同軸心状に突設されている。この第二弁体65は、その外端面(図5の右側面)の中心部に取付ねじ部76を一体に備えている。この取付ねじ部76は、サブダイヤフラム66とこの外面側に重なる受圧板80の中心部を貫通している。受圧板80の中心部は取付ねじ部76に螺合するナット部になっており、当該受圧板80を締め付け方向に回動することにより、サブダイヤフラム66が第二弁体65に一体化されている。
内部に背圧室72を形成するケーシング68の背面壁77には、第二弁体65よりも大径の貫通孔78が形成され、この貫通孔78に、第二弁体65の突出端部が貫通状に挿通されている。
また、サブイヤフラム66の外周縁部は、ケーシング68の背面壁77と弁蓋体69の間に挟持させることによって当該背面壁77に固定されており、このさい、サブダイヤフラム66によって背面壁77の貫通孔78が密閉されるようになっている。
このさい、逆流防止弁38の背圧室72には給水圧P1がかかっているため、その第一弁体63は弁座62に当接しており、逆流防止弁38の開放通路74はいずれも閉塞されている。
一方、給水管17の断水等によって給水圧P1が低下した場合は、第一及び第二逆止弁36,37が閉じ、第二管路42の縦向き管47に設けられている逆流防止弁38の背圧室72の圧力が低下し、第一弁体63が弁座62から離れる。
このとき、第二逆止弁37が完全に閉塞しないという事態が発生すると、浴槽3からの戻り水が第二逆止弁37を通過して逆流が比較的大量に発生するが、その逆流水は、主として下側の開放口75から排出されるため、給湯管20まで逆流することがない。
このため、大口径化された開放通路74によって大気開放と逆流水排水がより確実に行われるとともに、第一弁体63のシール部に作用する荷重が増大しないので、第一弁体63のシール部の劣化も発生し難く、逆流防止弁38の耐久性が維持される。
このため、給水圧P1が低下して縦向き管47の内部が負圧になったり二次側の通水圧P2よりも低圧になったりした場合に、浴槽3の戻り水が縦向き管47の下部に位置する第二逆止弁37を超えて引っ張られたとしても、第一逆止弁36が当該縦向き管47の上側に位置することから、その縦向き管47に侵入した逆流水が第一逆止弁36を超えて給水管20側への逆流が進行する可能性が低くなる。
従って、大気開放と逆流水排水とをそれぞれ上下の開放口75,75に役割分担させることができ、縦向き管47に対する大気開放と逆流水排水がより確実に達成される。
例えば、上記実施形態では、縦向き管47に逆流防止弁38を配置しているが、この逆流防止弁38を水平管に接続することにしてもよい。また、その縦向き管47は、必ずしも図示の鉛直方向でなくてもよく、所定角度で傾斜した管路で構成してもよい。
更に、上記実施形態では、逆止弁36,37と逆流防止弁38を管路中に一体に組み込んだバルブユニットよりなる逆流防止装置31を例示したが、この装置31は、ユニット化されていない複数の管路と弁装置で分割構成することもできる。
2 ガス給湯器(給湯装置)
3 浴槽
17 給水管
20 給湯管
30 分岐管
31 逆流防止装置
32 注湯管
34 注湯水量センサ
35 注湯電磁弁
36 第一逆止弁
37 第二逆止弁
38 逆流防止弁
39 排出管
41 第一管路
42 第二管路
43 水平管
44 縦向き管
46 水平管
47 縦向き管(通水部分)
61 弁筒体
62 弁座
63 第一弁体
64 メインダイヤフラム
65 第二弁体
66 サブダイヤフラム
72 背圧室
73 導入口
74 開放通路
75 開放口
77 背面壁
78 貫通孔
79 荷重軽減手段
80 受圧板
Claims (6)
- 内部に弁座を有する弁筒体と、前記弁座に接離自在に当接するように前記弁筒体内に収納された弁体と、この弁体を前記弁筒体の軸心方向に移動自在に支持するダイヤフラムとを備え、前記弁筒体の内部でかつ前記ダイヤフラムの背面側に形成された背圧室に給水圧が負荷される逆流防止弁において、
前記背圧室の給水圧によって発生する前記弁体に対する前記弁座への押し付け力を軽減する荷重軽減手段が設けられ、
前記荷重軽減手段は、前記弁体の背面側から突設された当該弁体よりも小径の第二の弁体と、この第二の弁体を前記弁筒体の軸心方向に移動自在に支持する第二のダイヤフラムと、この第二のダイヤフラムを前記第二の弁体に固定する受圧板とから構成され、
前記第二の弁体は前記背圧室の背面壁に形成された貫通孔を貫通しており、前記第二のダイヤフラムは前記貫通孔を密閉した状態で前記背圧室の背面壁に取り付けられていることを特徴とする逆流防止弁。 - 前記弁体の開時に前記ダイヤフラムの正面側の大気開放を行う複数の開放口が、前記弁筒体に対して上下方向に離間して独立して形成されている請求項1に記載の逆流防止弁。
- 給湯管の温水を浴槽に通水する管路と、前記浴槽への通水のみを許容するように前記管路に直列に設けられた一対の逆止弁と、前記管路における前記両逆止弁間の通水部分に設けられた請求項1又は2に記載の逆流防止弁とを備えた逆流防止装置であって、
前記逆流防止弁により前記給湯管への給水圧をパイロット圧として前記通水部分に対する大気開放と逆流水排水を行うことを特徴とする、請求項1又は2に記載の逆流防止弁を用いた逆流防止装置。 - 前記通水部分は、その通水方向上流側が上方に位置する上下方向に長い縦向き管により構成されている請求項3に記載の逆流防止装置。
- 上水が給水される給水管と、
この給水管に給水された上水を加熱する熱交換器と、
この熱交換器で加熱された温水を外部に給湯する給湯管と、
この給湯管と浴槽との間に介装された請求項3又は4に記載の逆流防止装置とを備えていることを特徴とする給湯装置。 - 請求項5に記載の給湯装置と、
前記給湯管からの温水が前記逆流防止装置を介して給湯される前記浴槽とを備えていることを特徴とする給湯システム。
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