(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の元栓と、その下流側配管に接続される電動切換弁と、上記複数個の電動切換弁の排水口に排水管を介して接続され、空気と水をともに吸引できる１個の電動吸引装置と、その制御盤と、複数個の操作盤とを備え、各操作盤のスイッチの投入により、上記制御盤を介して電動吸引装置を作動させ、配管内の水を強制的に外部に排出させるようにしたことを特徴とする、複数軒の水道配管の凍結防止装置。
【請求項２】
上記元栓を電動にして、各操作盤のスイッチの投入により、元栓を閉じた後で電動切換弁を開き、さらに一定時間経過後に電動吸引装置を作動させるようにシーケンス制御された請求項１記載の複数軒の水道配管の凍結防止装置。
【請求項３】
上記電動切換弁を元栓の上部にもうけ、元栓と電動切換弁の操作を同時に行わせるとともに、給水圧力を遮断した後で電動切換弁が開くようにしたことを特徴とする請求項１記載の複数軒の水道配管の凍結防止装置。
【請求項４】
一つの操作盤のスイッチが投入されてから水抜き作業が終了する前の他の操作盤による電動切換弁の作動を行わせないよう制御された請求項１記載の複数軒の水道配管の凍結防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、寒冷地の水道配管の凍結防止装置に関し、特に、アパート等、複数軒入居した建物の水抜きに、配管ができるだけ制約を受けないよう、強制水抜き方式を採用した凍結防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、寒冷地においては、水道配管の凍結を防止するために、弁部が土中、凍結深度以下に埋設される不凍給水栓を操作して、配管内の水を落差を利用し、外部に自然排出する方法が一般的に行われているが、そのため、配管を金属製にし、あらかじめ適宜な（通常１／１００程度）勾配をつけておく必要があった。
【０００３】
それとは別に、最近、管の腐食防止、施工性および配管更新の容易さ、工事費の削減、室内配管スペ−スの有効利用等の観点から、室内の水、湯回りにヘッダ−配管が普及するようになってきた。
【０００４】
これは、あらかじめ床下スラブコンクリ−ト部等にガイドとなる樹脂製さや管を敷設しておき、給湯器やパイプシャフト水回りの周辺など、施工、維持管理の容易な場所に設置したヘッダ−から、途中で分岐することなく、各部屋の給水栓へ架橋ポリエチレン、ポリブテンの様な樹脂管を給水管、給湯管（以下、可撓管と総称する）として配管するシステムであり、配管途中に分岐のための継手を使用しないので漏水の発生が少なくなる、同時使用した場合の給水、給湯量の変化が少ない等の利点もあり、今後も一層の普及が予想される配管システムである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、配管を金属製にし、勾配をもうけて水を落とす方法は、分岐配管部分が多くなるほど、配管が制約される恐れがある上、特に、上下に屈折部をもうけた、いわゆる門型配管の場合は、そのほかに、末端の蛇口を開いただけでは水が抜けず、管内を大気に開口するための吸気弁を設置する必要があり、そのことが一層、配管の制約につながり、さらに、吸気弁の不作動、水漏れ等の事故の心配もあった。それを防止するために、吸気弁の代わりに蛇口を取り付けて手動で開閉することも行われているが、操作が複雑になり、操作順序を間違えると水が噴き出すと言った事故にもつながる。
【０００６】
それに対して、ヘッダー配管の場合は、床下に設置され、しかも樹脂管なので、自由に配管できる反面、どうしても撓み部分ができ、交差配管もあり、上述した金属管の分岐配管の場合のように水抜きのための一様な勾配を設けた配管が困難となる。
【０００７】
さらに、従来のように、不凍給水栓の下流側配管から分岐するのではなく、ヘッダ−から分岐するため、不凍給水栓を操作して、落差とサイホン作用により水抜きしようとしても、排水が同時に始まった場合、ヘッダ−から蛇口までの水平距離が最短の配管内の水抜きが先ず終了し、ヘッダ−内に空気が入り込んでサイホン作用が途切れるため、他の分岐口からの水平配管内に一部水が充満したまま凍結し、再通水が不可能になるという現象が発生する。
【０００８】
また、一般住宅に比べて、アパート等、不特定多数の入居者の入れ替わりが予想される建物の場合、できるだけ維持、管理が容易で、操作ミスがなく、しかも、確実に管内の水が排出される装置が望まれていた。
【０００９】
そのため、本発明においては、簡単な操作で、確実に水抜きができ、しかも、維持、管理が容易で、設置コストをできるだけ低くした、金属配管、ヘッダー配管のいずれにも対応できるよう、強い負圧を発生させて強制的に水抜きを起こさせる方式の、複数軒の水道配管の凍結防止装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題解決のため本発明においては、複数個の元栓と、その下流側に接続される電動切換弁と、上記複数個の電動切換弁の排水口に排水管を介して接続され、空気と水をともに吸引できる１個の電動吸引装置と、その制御盤と、複数個の操作盤とを備え、各操作盤のスイッチの投入により上記制御盤を介して電動吸引装置を作動させ、配管内の水を強制的に外部に排出するようにしたものである。
【００１１】
上記元栓を電動にして、各操作盤のスイッチの投入により、元栓を閉じた後で電動切換弁を開き、さらに一定時間経過後に電動吸引装置を作動させるようにシーケンス制御することが、操作が容易で、操作ミスがなく、望ましい。
【００１２】
上記電動切換弁を元栓の上部にもうけ、元栓と電動切換弁の操作を同時に行わせるとともに、給水圧力を遮断した後で電動切換弁が開くようにすると、コストをそれだけ安くでき、また、元栓を手動にした場合の操作ミスをなくすことが可能になると言う利点がある。
【００１３】
上記一つの操作盤のスイッチが投入されてから水抜き作業が終了する前の他の電動切換弁の作動を行わせないよう制御することが確実な水抜き作業上望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、ヘッダ−配管の場合を例にとり、図面に基づいて詳細に説明する。図１に本発明の装置概略図をアパートの上下２軒に適用した場合について示すが、１は例えば管理人室の床下に設置された本発明の電動吸引装置であり、市販の業務用乾湿集塵機のように、図２に示すような下方部に台座２に支持されたタンク３をもうけており、その底部に下方へ突出部４をもうけ、突出部４の内部上端に水抜孔５、その下方に弁座６を形成する。図では縦長のタンクにしているが、勿論横長にしても良い。
【００１５】
下端にクリップ７を装着し、クリップ７に樹脂状の球弁８を着座させて負圧作動弁９を形成する。負圧作動弁９は、これに限定されるものでなく、種々の形態にできることは勿論である。タンク３の側方に吸引口１０を突出させ、その上方に、例えば、モ−タ−駆動の回転羽根により負圧を生じさせる、負圧発生部（図面省略）を、水位が一定程度上昇したら吸引部を閉塞する浮き弁（図面省略）等をもうけて水が侵入しないように形成する。１１は吸引口１０の上方に位置させてもうけた空気吐出口であり、１２は放水管である。
【００１６】
１３は電動式の１階の元栓、１３’は同じく電動式の２階の元栓であり、地中の凍結深度以下に埋設された弁箱（図面省略）には流入口、流出口、排水孔を有しており、流入口は引き込み管（図面省略）に、流出口は立上管１４、１４’に接続され、継手類を介して水用のヘッダー１５、１５’、給湯機１６、１６’、湯用のヘッダー１７、１７’、排水、非排水状態を切り換える電動切換弁１８、１８’に接続される。ヘッダ−１５、１５’、１７、１７’の各分岐口に可撓管１９、１９’、２０、２０’を接続し、電動切換弁１８、１８’の排水口２１、２１’を排水管２２を介してタンク１の吸引口１０に接続する。電動切換弁１８、１８’はモ−タ−駆動弁や電磁弁のように電気で遠隔操作される３方電動弁で、本発明ではモ−タ−駆動のボールバルブを使用しており、作動が確実で、損失抵抗が小さく、水残りも少ないという利点はあるが、勿論それに限定されるものではない。
【００１７】
通常状態においては、電動切換弁１８、１８’は閉じているのでタンク３内には湯水が入り込まず、元栓１３、１３’および給湯器１６、１６’からの湯水は可撓管１９、１９’、２０、２０’を通って台所、浴室等の末端の蛇口（図示せず）に至っている。
【００１８】
制御盤２３は、コード２４を介して電動吸引装置１と、コード２５、２５’を介して元栓１３、１３’と、コード２６、２６’を介して電動切換弁１８、１８’と、コード２７、２７’を介して操作盤２８、２８’にそれぞれ接続されている。２９、２９’はスイッチであり、３０、３０’は他で先に使用していることを知らせるはランプである。
【００１９】
冬、長期留守等で凍結の恐れがあり、水抜きするときは、１階の例で説明すると、操作盤２８のスイッチ２９を投入して、末端の蛇口（図面省略）を開くと、制御盤２３は、まず、元栓１３を閉栓状態にする。その後で電動切換弁１８を開き、立上管１４および可撓管１９、２０下流側配管内の水は元栓１３の排水孔から地中に排出されると同時に、排水口２１、排水管２２、吸引口１０からタンク１内に入り込み、水抜孔５から放水管１２に排出される。
【００２０】
そのままの状態では、縦配管内の湯水はスムーズに排出されるが、一番短い配管の蛇口から入り込んだ空気により、サイホン現象は途切れ、上下の屈折部などにより適宜な勾配を設けていない横配管内の湯水が残り、管路を閉塞して、凍結した場合は水が出ないという事故につながるが、本発明においては、上記状態から電動吸引装置１が作動し、タンク３内が負圧になり、球弁８が下側弁座６に密着して下方からの大気を遮断し、同時に可撓管１９、２０内の湯水は切換弁１８、排水管２２を通って吸引口１０内に吸い込まれ、タンク３内に排出される。
【００２１】
湯水と同時に空気も吸引するが、空気は空気吐出口１１から排出され、湯水だけがタンク３内に溜まっていく。最大溜まっても水位が吸引口１０以下になるよう、タンク３の大きさを決めておけばよい。
【００２２】
制御盤２３内のタイマーの働きで、一定時間経過して電動吸引装置１への通電が遮断されたときには可撓管１９、２０内の湯水は大部分タンク３内に貯留され、少なくとも可撓管１９、２０内が満水で、凍結し、再通水時に水が出ないという事故は防止できる。電動吸引装置１が作動を停止すると同時に球弁８が下降してクリップ７に着座し、タンク３内に溜まった水は水抜孔５から負圧作動弁９を通って放水管１２に排出され、タンク３内は再び空になる。
【００２３】
電動吸引装置１で吸引できる能力には当然上限があるため、可撓管１９、２０の使用本数が多いような場合には、例えば、まず、電動切換弁１８の水の通路を開いて可撓管１９内の水を排出し、その後で、水の通路を閉じて湯の通路を開き、可撓管２０内の湯を排出するようにすればよい。電動吸引装置１が作動停止した後で、電動切換弁１８は閉栓状態に復帰する。
【００２４】
ヘッダーを使用しない通常の配管の場合においても同様で、普通であれば水抜きした後の残水が管内を閉塞するような配管の場合にあっても、再通水時、充分な水の通路は確保されていることになる。特に門型配管においては、水抜き時、立ち上がり配管と立ち下がり配管の間が負圧となり、吸気弁を設置して管内に大気を導入しなければ、水残りが生じて凍結の原因となるが、本発明においては吸気弁を省略できるという利点がある。
【００２５】
もし、元栓１３を閉じないで電動切換弁１８を開いた場合にあっては、電動吸引装置１を介して放水管１２に大量の水が排出されることになり、また電動切換弁１８を開くと同時に、電動吸引装置１を作動させると、それだけタンク３の容量を大きくしなければならず、そのため、制御盤２３内で、元栓１３、電動切換弁１８、電動吸引装置１の作動順序、時間をシーケンス制御するようにしている。
【００２６】
以上の実施例においては、元栓１３、１３’を１階の居住者の床下部分に設置した例を示しているが、これは電動吸引装置１の近傍に設置することもでき、その方がコード２５、２５’が短くて済み、さらに、維持、管理上も有利となる。また、電動吸引装置１にモ−タ−部と回転羽根部からなる、タンクを有しない、回転羽根部から直接排水させる方式のものを採用しても良い。但し、この場合は回転羽根部に水が接するので、その部分の凍結を考慮に入れる必要がある。
【００２７】
以上、１階の住人が水を落とす場合について述べたが、これは２階の場合も全く同様である。ただ、どちらかの階で水抜き動作中は、他の階で作動させることは電動吸引装置１の吸引能力およびタンク３の容量から難しく、避けなければならないので、制御盤２３内の回路で、１カ所の水抜きが始まった場合は、終了するまで他の箇所での水抜きが行われないよう、特に電動切換弁が開にならないよう制御させている。また、各操作盤２８、２８’にランプ３０、３０’をもうけ、他の箇所で使用している旨を、ランプの点灯あるいは点滅で知らせるようにしているが、これは必ずしも必須の構成要件ではなく、知らせないで、先の水抜き終了後、引き続いて水抜き作業を開始させるようにしても良い。図３、図４に以上述べた本発明のシーケンス回路を、ブロック線図、各部のタイムチャートとして例示する。
【００２８】
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３はそれぞれ元栓１３、切換弁１８、電動吸引装置１を駆動するモーターである。操作盤２８からの水抜き命令は、制御盤２３の監視部Ｃ０に伝わり、他からの水抜き命令で水抜き動作が完了していない場合は待機し、他からの水抜き命令がない場合は第１制御部Ｃ１へ水抜き信号を伝える。この信号により、第１制御部Ｃ１はモーターＭ１を閉栓方向に駆動し、所定量駆動すると元栓１３が閉栓状態になったことを方向検出部Ｏ１、駆動検出部Ｄ１によって検出し、モーターＭ１を停止し、完了信号を第２制御部Ｃ２へ出力する。
【００２９】
この信号により、第２制御部Ｃ２はモ−タ−Ｍ２を開栓方向に駆動し、所定量駆動すると電動切換弁１８が開栓状態になったことを方向検出部Ｏ２、駆動検出部Ｄ２によって検出し、モ−タ−Ｍ２を停止し、開栓信号をタイマーＴ３へ出力する。この信号から時間Ｔ３１の間モ−タ−Ｍ３は駆動せず、その時間経過後にモ−タ−Ｍ３が時間Ｔ３２の間駆動して電動吸引装置１が作動する。 電動吸引装置１の作動終了後、その信号は第２制御部Ｃ２に入り、そこを介してモ−タ−Ｍ２を閉栓方向に駆動し、所定量駆動後、電動切換弁１８は閉栓状態で停止する。
【００３０】
以上で水抜き動作が完了するが、それまでの間は水抜き未了信号Ｃ４が他の系統の監視部Ｃ０に出力され、他の系統の水抜き命令を待機させる。この場合、他の系統では元栓１３までは作動させても良いが、電動切換弁１８は作動させないようにする必要がある。また、水抜き未了信号Ｃ４を操作盤２８’のランプ３０’に伝え、ランプ３０’を点灯または点滅させて先使用者がいる旨を知らせるようにすれば、より親切となる。なお、図４のタイムチャートのモ−タ−Ｍ２では、最初の上向きの矢印は開栓方向、次の下向きの矢印は閉栓方向を示している。
【００３１】
上述した実施例によれば、スイッチ操作だけで水抜きできるので、操作ミスも生じず、操作も簡単であるが、設置コストを安くするため、元栓１３、１３’を手動にすることも考えられる。そのときは、まず元栓１３、１３’を閉じてからスイッチ２９、２９’を投入するという操作が必要になる。
【００３２】
しかし、上述したように、誤動作により元栓１３、１３’を閉じる前に電動切換弁１８、１８’が開いた場合には、圧力水が放水口１２に排出されてしまうため、図５にその防止例を示す。
【００３３】
図５は元栓１３の上部に電動切換弁１８を形成し、元栓１３と電動切換弁１８を同時に操作するとともに、元栓１３が閉じてから電動切換弁１８が開くようにしたものである。すなわち、一つの電動装置で元栓１３をも開閉しようとするもので、流入口３１、流出口３２、排水孔３３をもうけ、内部にシリンダ３４、３５、３６を有する弁箱３７内に収容されるピストン３８は、上記シリンダ３４、３５、３６を摺動する３本の環状パッキン３９、４０、４１を装着し、ロッド４２で延長されて操作桿４３に連結され、弁箱３７は外套管４４で延長され、電動切換弁本体４５に接続される。
【００３４】
電動切換弁本体４５は左端に入水口４６を、右端に入湯口４７を、紙面と直角方向に排水口２１を形成し、入水口４６内にばね４８によりＯリングの逆止弁座４９に押圧された止水体５０を挿入しており、入湯口４７にも同様に、ばね４８’によりＯリングの逆止弁座４９’に押圧された止湯体５０’を収容している。  操作桿４３の下端部には大径の押圧部５１が全周に亘ってもうけられている。
【００３５】
図は元栓１３の通水状態を示しており、引き込み管（図面省略）に接続される流入口３１からの水は、流出口３２、立上管１４を通り、水用ヘッダー１５および入水口４６に至り、さらに給湯器１６を介して入湯口４７に至っている。この時は環状パッキン３９、４１、止水体５０、止湯体５０’により漏水は防止されている。
【００３６】
この状態から操作盤２８のスイッチ２９の投入により水抜き操作をするときは、駆動ボックス５２内に収容されたモ−タ−にギア（いずれも図面省略）を介して連結された操作桿４３とともにピストン３８が上昇し、まず、環状パッキン４０がシリンダ３５に密着して流入口３１からの水を遮断し、その後で環状パッキン３９がシリンダ３４から離脱するが、同時に操作桿４３の押圧部５１が止水体５０、止湯体５０’を押圧して弁座４９、４９’から離脱させ、排水孔３３、排水口２１から湯水が排出される。図示しないが、排水孔３３には、地中の汚水が弁箱３７内に入り込まないよう、逆止弁が取り付けられる。
【００３７】
つまり、元栓１３を閉栓にしないで電動切換弁１８を開く、という操作ミスは完全に防止できることになる。再び通水状態にするときは、操作桿４３、ピストン３８が下降し、止水体５０、止湯体５０’が先に閉じ、環状パッキン３９がシリンダ３４に密着した後で環状パッキン４０がシリンダ３５から離脱して通水が行われる。
【００３８】
止水体５０、止湯体５０’を用いる代わりに、入水口４６、入湯口４７、排水口２１を段違いに形成し、Ｏリングで通止水するようにしても良い。また、図１のような３方ボールバルブを使用し、操作桿４３は定位置で回転し、ピストン３８は回転せず、上下動させるようにすることもできる。  流出口３２を弁箱３７にもうけず、電動切換弁本体４５にもうけて外套管４４内を流路とする形式のものを採用すれば、立上管１４を省略することもできる。その場合、弁構造が異なるのは勿論である。
【００３９】
その他、例えば、立上管１４から電動切換弁１８に至る水用配管の適宜な位置に市販の圧力スイッチを取り付け、水圧がある一定圧力、例えば５０ＫＰａ以下というように、通常の水道圧力以下になったとき初めて通電されて電動切換弁が作動可能になるようにしたり、元栓１３の操作部にスイッチ（例えばマイクロスイッチ）を取り付け、ハンドル操作で元栓１３が止水されたとき、操作桿の突起部がスイッチを押圧し、電動切換弁１８に通電されるようにすることもでき、やはり元栓１３を手動にすることができる。いずれも、元栓１３を閉栓状態にしないと、スイッチ２８を投入しても電動切換弁１８および電動吸引装置１は作動しないからである。
【００４０】
このように、配管内の残留水を電動吸引装置で強制吸引する方式を採用しているので、交差配管のように上がり下がり部分が生じても、考えられる通常の床転がし配管程度では、電動吸引装置に一定の吸い込み能力さえあれば、可撓管内が閉塞されるような水残りは生ぜず、従って、凍結により、再通水が不可能になるという事故も生じない。なお、以上の実施例においては２軒分の水抜き装置について説明してきたが、これは、勿論制約はあるが、数が増えても制御盤２３が複雑になるだけで基本的には何も変わるものではない。
【００４１】
【発明の効果】
上述したように本発明においては、アパート等、複数軒の水道配管の水抜きを、戸別にもうけた電動切換弁に排水管を介して接続される１個の電動吸引装置により行うようにしているので、各戸に電動吸引装置をもうける必要がなく、維持管理が容易でコストも安くなる上、電動吸引装置で配管内の空気と湯水をともに外部に排出し、かつ、２軒以上での同時使用を行わせないようにすることにより、従来の分岐配管であろうと、ヘッダ−配管であろうと、確実に配管内の水抜きができ、そのため、水残りを考慮して配管が制約されるようなこともなく、門型配管においても吸気弁を省略することが可能となり、さらに、操作ミスにより、排水管に給水管から大量の水を排出する事故も防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヘッダ−配管の場合の装置概略図である。
【図２】本発明の電動吸引装置の１実施例を示す、部分縦断面図である。
【図３】本発明の回路の１実施例を示す、ブロック線図である。
【図４】図３の各部のタイムチャートである。
【図５】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１                電動吸引装置
１３、１３’        元栓
１４、１４’        立上管
１８、１８’        電動切換弁
２１、２１’        排水口
２２                排水管
２３                制御盤
２８、２８’        操作盤
２９、２９’        スイッチ
【図１】
0003541182.tif 000002
【図２】
0003541182.tif 000003
【図３】
0003541182.tif 000004
【図４】
0003541182.tif 000005
【図５】
0003541182.tif 000006