JP6308653B2 - 低温作動弁 - Google Patents

Description

本発明は、蛇口近くの給水管等の送水配管に付設され外気低温時に水栓の送水配管内に残留している水の凍結防止のために開弁作動して該配管中の水を外部に排出する低温作動弁に関し、特に送水配管内に堆積した異物が流入口から弁内に取り込まれることを軽減できるように構成した低温作動弁に関する。

従来から、凍結のおそれのある水道管等の送水配管または湯沸かし器等の器具に設置し、夜間時等において気温が下がって凍結温度になると、感温部のワックス等を利用したサーモスタットにより、水温または外気温を感知して開弁し、放水して送水配管または器具内の水の凍結を防止する低温作動弁が知られている。

例えば、サーモエレメントケースの底部を弁体とし、サーモエレメントケースの周囲に戻しばねを付勢させる低温作動弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、このような低温作動弁は、一般には、水平方向に延びた送水配管等に対し垂直（重力）方向下方に向かうような姿勢で取り付けられ、外気低温時の開弁時に配管内の水を下方に排出できるようになっている。

実開昭６１−１２４７６９号公報

ところで、上述したような従来から知られている低温作動弁装置にあっては、送水配管に対しての低温作動弁の接続部分が、配管中の流路の中では周りよりも凹んだ部位に設けられていることが多く、配管内のゴミや鋳砂等といった異物が堆積し易い。そして、堆積した異物は、低温作動弁の開弁時に、弁内に流入する水と共に、低温作動弁の流入口から弁部内に入り込み、弁部に付着して閉弁作動を阻害するという問題があった。

また、弁部までの通水口からの通水路に異物が溜まり、固着することもあり、これにより、低温作動弁が開弁しても通水しないこともあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、送水配管内に堆積した異物が、外気低温時に作動したときに弁内に入り込んで、弁体の動きを阻害したりする等の不具合を軽減できるように構成した低温作動弁を得ることを目的とする。

このような目的に応えるために本発明（請求項１記載の発明）に係る低温作動弁は、送水配管の一部に流入口を有する先端を臨ませた状態で配置され、外気低温時にサーモエレメントが作動することにより水栓の送水配管内に残留している水の凍結防止のために前記流入口からの通路を開弁するように作動する低温作動弁であって、前記送水配管中に臨む先端に、前記送水配管中に突出する膨出部を設け、この膨出部の頂部付近に前記流入口を開口させるとともに、この膨出部の前記送水配管内に突出した部分に、ねじ溝等による溝を形成したことを特徴とする。

本発明（請求項２記載の発明）に係る低温作動弁は、請求項１において、膨出部は、頂部付近から基端側に掛けて傾斜する面を有する形状で形成されていることを特徴とする。

以上説明したように本発明に係る低温作動弁によれば、送水配管中に突出する膨出部を設け、この膨出部の頂部付近に低温作動弁の流入口を開口させているから、送水配管内でこの膨出部の周囲に形成されるスペースに異物が堆積することになり、送水配管内の異物が低温作動弁の流入口を経て弁部に入りにくくすることができ、これにより従来のような異物の弁部への入り込み、弁部への付着、閉弁作動を阻害するといった不具合を軽減することができる。

すなわち、弁部へ異物が入り込むことにより発生する弁の不完全閉弁や、閉弁時の異物固着により開弁しにくくなる等の不具合を軽減することができる。

また、通水時に流入口側面に堆積した異物が押し流され、水栓の蛇口から外部に排出されやすくなり、異物の堆積による不具合は解消される。

さらに、本発明によれば、送水配管内に突出する膨出部の周囲に、ねじ溝等の溝を形成するようにしているから、送水配管内を流れる水の流れが、溝に沿って流れることで、螺旋流、渦巻流として流れ、膨出部の周囲に堆積する異物を可能な限り、流して外部に排出することが可能となる。

換言すれば、本発明によれば、送水配管中であって流入口を頂部付近に有する膨出部の周囲に、異物が堆積するようなスペースを設けているため、異物の弁部への入り込みを防止できるとともに、蛇口を開閉した際に効率的に異物を送水配管から外部に排出することができる。

本発明に係る低温作動弁の一実施形態を示す側断面図である。 図１の低温作動弁の流入口を有する先端に設けた膨出部の送水配管内での状態を示す図である。 図１、図２における本発明に係る低温作動弁の要部である膨出部を模式的に図示した概略説明図である。 本発明に係る低温作動弁を適用した水栓の概要を説明するための図である。 本発明に係る低温作動弁の別の実施形態を示す概略断面図である。 本発明に係る低温作動弁の他の実施形態を示す概略断面図である。

図１ないし図４は本発明に係る低温作動弁の一実施形態を示す。
これらの図において、本発明を適用する低温作動弁１０の使用状態を、図４を用いて説明する。
すなわち、符号１は水栓柱で、この水栓柱１から分岐された水平方向に向かう送水配管２の先端に蛇口３が設けられている。そして、この蛇口３と水栓柱１との間の送水配管２の一部から垂下されるようにして、低温作動弁１０が設けられている。

上述した水栓柱１にあっては、蛇口３を閉めたまま外気温が下がると、水栓の送水配管内に残留している水が凍結し、体積膨張のため、送水配管２等が破壊されてしまう。このような凍結を防止するために、前記低温作動弁１０が設けられている。この低温作動弁１０は、外気低温時に開弁し、送水配管２内の水を排出するように作動する。

これを詳述すると、この低温作動弁１０は、ほぼ筒型形状のハウジング１１を備え、その内部に熱膨張体としてのワックス（図示せず）を内蔵したサーモエレメント２０が昇降動作自在に配設され、対をなすコイルスプリング２１，２２で弾性支持されている。

ここで、このサーモエレメント２０は、大径部２０ａの上下に、弁体２３を先端に有する上小径部２４と、下小径部２５とを備えている。なお、上小径部２４内には上述したワックスが封入され、感温部として機能する。

また、下小径部２５には、ワックスの熱膨張、熱収縮に伴ってピストンロッド２５ａが下方に向かって進退動作可能に設けられている。
すなわち、このサーモエレメント２０の感温部としての上小径部２４が外気温度が通常気温（例えば０℃または５℃）以上であるときにはワックスが熱膨張し、ピストンロッド２５ａは下方に突出し（飛び出し）、その先端部がコイルスプリング２１のばね押さえを兼ねるガイド部材２８の一部に当接することにより、サーモエレメント２０全体が、ハウジング１１内で上方に向かって相対的に移動し、該サーモエレメント２０の上端部分に設けられている弁体２３を閉弁方向に作動するようになっている。

これとは逆に、外気温度が低温状態になると、ワックスが熱収縮し、ピストンロッド２５ａがサーモエレメント２０内に引っ込み、サーモエレメント２０がハウジング１１内でコイルスプリング２２の付勢力により下方に移動し、これにより前記弁体２３が開弁方向に作動するようになっている。
ここで、「低温状態」とは、例えば０℃付近またはそれ以下の気温であって、送水配管２内に残留した水が凍結してしまう気温にある状態を言う。

前記ハウジング１１の上端部（送水配管２側の先端）には、小径な接続端部１３が突設され、その外周にはねじ部１３ａが形成され、またこの小径な接続端部１３には、軸線上に沿って流入口通路１４が形成されるとともに、接続端部１３の先端には流入口１５が形成されている。なお、１０ａはこの低温作動弁１０の送水配管２へのねじ部１３ａによる組付け時に当該部分をシールするためのＯリングである。

そして、上記流入口通路１４の内方端がハウジング１１内に開口し、この開口を弁体２３が開閉することで、弁部が形成されている。

このような構成において、低温作動弁１０は、外気温が低温状態にないときには閉弁状態を維持するように構成されている。すなわち、サーモエレメント２０は、外気温が低温以外の温度、例えば５℃又は０℃以上であるとき、前記ワックスが熱膨張し、ピストンロッド２５ａを突出した状態とし、このとき、サーモエレメント２０全体が上方に移動し、図１に示すように、弁体２３は流入口通路１４を閉弁状態に維持するようになっている。

上記の低温作動弁１０が閉弁状態にあるときは、サーモエレメント２０は、コイルスプリング２２による常に開弁方向へ付勢されているものの、通常状態ではピストンロッド２５ａによる下方への押し出し力の方が大きいために、該サーモエレメント２０全体が上方に持ち上げられて、弁体２３による閉弁状態を維持している。
ここで、通常状態では、コイルスプリング２２の付勢力＜ピストンロッド２５ａの下方への押し出し力の関係にあり、低温状態では、コイルスプリング２２の付勢力＞ピストンロッド２５ａの押し出し力の関係にある。これは、低温状態になると、ワックスの熱収縮によりピストンロッド２５ａを押し出す力がなくなり、該ピストンロッド２５ａがサーモエレメント２０内に引っ込むことから、容易に理解されよう。

一方、外気温が低温状態（５℃以下または０℃以下）になると、ワックスが熱収縮し、コイルスプリング２２の付勢力により、ピストンロッド２５ａがサーモエレメント２０内に引っ込むことで、弁体２３が流入口通路１４を開弁するように作動する。これにより、送水配管２内の水がハウジング１１内でサーモエレメント２０との間の隙間通路を介して落下し、ハウジング１１の下端開口から外部に排出される。なお、低温作動弁１０の開弁時におけるハウジング１１とサーモエレメント２０等との隙間を落下する水の流れを、図１中に破線による矢印を付して示している。

ここで、上述したようにコイルスプリング２２は、図１に示すように、サーモエレメント２０を、弁体２３の開弁方向に付勢する状態を維持し、ピストンロッド２５ａがサーモエレメント２０内に引っ込むことにより、当該サーモエレメント２０をハウジング１１内で下方に移動させるようになっている。

一方、コイルスプリング２１は、サーモエレメント２０をハウジング１１内で弾性支持するとともに、オーバストローク吸収機能をも兼ね備えている。すなわち、外気温が高くなると、ワックスの熱膨張が大きくなり、ピストンロッド２５ａが必要以上に飛び出してしまい、低温作動弁１０の構成要素、例えばハウジング１１等が破壊されてしまう等の虞れがあり、このときのピストンロッド２５ａのオーバストロークを吸収する機能を備えている。

換言すれば、ピストンロッド２５ａが飛び出した分だけ、コイルスプリング２１が縮み、ガイド部材２８が下方に移動し、この移動分をコイルスプリング２１が吸収するようになっており、ピストンロッド２５ａが飛び出し過ぎても、その飛び出し量をコイルスプリング２１が縮むことで吸収するようになっている。

本発明によれば、上述した構成による低温作動弁１０において、一定方向に流れる水栓柱１の蛇口３への送水配管２の一部に、流入口１５を臨ませた状態で配置され、外気低温時の凍結防止のために作動し前記流入口１５からの流入口通路１４を開弁する低温作動弁１０であって、送水配管２中に臨む流入口１５側の接続端部１３に、該送水配管２内で周囲に異物が堆積するようなスペース（図３中Ｓで示す）を形成するように突出する膨出部３０を設け、この膨出部３０の先端部分に前記流入口１５を開口させるように構成している。

ここで、前記膨出部３０は、図３の模式図から明らかなように、先端付近から基端側に掛けて傾斜する面、例えばテーパ面あるいは湾曲面等を有する円錐台形状等で形成するようにしてもよい。
図１に示す形状は、湾曲面形状の端部をもつ膨出部３０である場合を示す。

上述した構成によれば、低温作動弁１０の流入口１５を有する端部に、送水配管２中に突出する膨出部３０を設けているから、送水配管２内の異物が低温作動弁１０の流入口１５を経て弁部に入りにくくすることができ、これにより従来のような異物の弁部への入り込み、弁部への付着、閉弁作動を阻害するといった不具合を軽減することができる。

すなわち、弁部へ異物が入り込むことにより発生する弁の不完全閉弁や、閉弁時の異物固着により開弁時がしにくくなる等の不具合を軽減できる。

また、通水時に流入口側面に堆積した異物が押し流され、水栓柱１の蛇口３から外部に排出されやすくなり、異物の堆積による不具合は解消される。

さらに、本発明によれば、送水配管２中であって流入口１５を有する膨出部３０の周囲に、異物が堆積するようなスペース（図３中Ｓで示す）を設けているため、異物の弁部への入り込みを防止できるとともに、蛇口３を開閉した際には、図２に示すように、効率的に異物を送水配管２から外部に排出することができる。

なお、本発明は上述した実施の形態で説明した構造には限定されず、低温作動弁１０を構成する各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることは言うまでもない。
たとえば本発明を特徴づける膨出部としては、図１、図３に示すように、略円錐台形状で形成された場合を例示したが、これに限定されないことは言うまでもない。図５に示すように、小径な筒状部４１を出させ、その端部に流入口１５を開口させるようにしてもよい。

要は、流入口部分が送水配管中に臨んで突出していればよく、テーパ形状、ねじ形状、テーパおよびねじ形状を合わせた形状をもつ膨出部であって、流入口が送水配管中に突出した位置に開口しておればよい。

ここで、図６は、図３に示した円錐台形状等を有する膨出部３０において、周囲にねじ溝４２を形成すればよい。このようにすれば、送水配管２内を流れる水の流れが、ねじ溝４２に沿って流れることで、螺旋流、渦巻流として流れ、膨出部３０の周囲に堆積する異物を可能な限り、流して外部に排出することができる。

また、上述した実施形態では、低温作動弁を水栓柱１の送水配管２に設けた場合を説明したが、これに限定されない。

１ 水栓柱
２ 送水配管
３ 蛇口
１０ 低温作動弁
１１ ハウジング
１３ 小径な接続端部
１３ａ ねじ部
１４ 流入口通路
１５ 流入口
２０ サーモエレメント
２１，２２ コイルスプリング
２３ 弁体
２５ａ ピストンロッド
３０ 膨出部

Claims (2)

1. 送水配管の一部に流入口を有する先端を臨ませた状態で配置され、外気低温時にサーモエレメントが作動することにより水栓の送水配管内に残留している水の凍結防止のために前記流入口からの通路を開弁するように作動する低温作動弁であって、
   前記送水配管中に臨む先端に、前記送水配管中に突出する膨出部を設け、この膨出部の頂部付近に前記流入口を開口させるとともに、この膨出部の前記送水配管内に突出した部分に、溝を形成したことを特徴とする低温作動弁。
2. 請求項１記載の低温作動弁において、
   前記膨出部は、頂部付近から基端側に掛けて傾斜する面を有する形状で形成されていることを特徴とする低温作動弁。

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