(57)【要約】【課題】凍結事故を防止でき、寒冷地においても安心して使用できる自動手洗い装置を提供する。【解決手段】ばねによりプランジャを押圧する通電時開型直動式２ポート電磁弁を、プランジャが横方向になるよう設置し、上記電磁弁に、比重が１より小さい樹脂製浮き弁と、その下流側の絞り弁座を有する絞り弁を、絞り弁が縦方向になるよう接続して、さらに、末端の、手の出し入れを検知するセンサー付きの放水口に接続し、電磁弁上流側の不凍給水栓、水抜きバルブ等で水抜き状態にしたとき、電磁弁のプランジャが弁座から離脱するとともに、絞り弁の浮き弁が下降して絞り弁座を大きく開口するようにしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ばねによりプランジャを押圧する通電時開型直動式２ポート電磁弁を、プランジャが横方向になるよう設置し、上記電磁弁に、比重が１より小さい樹脂製浮き弁と、その下流側の絞り弁座を有する絞り弁を、絞り弁が縦方向になるよう接続して、さらに、末端の、手の出し入れを検知するセンサー付きの放水口に接続し、電磁弁上流側の不凍給水栓、水抜きバルブ等で水抜き状態にしたとき、電磁弁のプランジャが弁座から離脱するとともに、絞り弁の浮き弁が下降して絞り弁座を大きく開口することを特徴とする寒冷地用自動手洗い装置。
【請求項２】
水抜き時、スイッチの投入等により、一定時間、強制的に電磁弁を開状態にすることを特徴とする請求項１記載の寒冷地用自動手洗い装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寒冷地における、一般家庭、公衆トイレ、汽車、長距離バス等での使用に最適な自動手洗い装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、一般家庭用に、省スペース等の観点から、ロータンクのない、直結給水型便器が普及し始めており、その場合は手洗いを別個に設けるようにしているが、清潔志向ということもあり、公衆トイレでは一般的な、手を出せば自動的に水が出てくるセンサー付き水栓も使用されてきている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、公衆トイレの他、汽車、長距離バスの一部等、不特定多数の人が使用する手洗いでは当然その様な仕様のものが多くなっている。
【０００４】
しかし、北海道、東北のような、冬、水が凍結する寒冷地に完全に適応した手洗い装置はなく、凍結防止のためには、暖房、テープヒーターに頼るか、水を流しっ放しにするか、水抜きをする等の方法しか考えられないが、費用がかからず、省資源の点からは、残留水ができるだけ残らないように水抜きをするのが最も良いと思われる。
【０００５】
そういう観点から、本出願人は、公衆トイレ用電磁水抜きバルブを提案した（特許文献２参照）。これは、水撃作用を防止するための通止水用のパイロット型電磁弁と、排水用の直動式電磁弁と、２個の電磁弁を１個の弁箱に備えたものであり、従来のモーター駆動の電動弁に比して、故障が少なく、長寿命で、水が出るまでの時間を大幅に短縮できるという利点を有している。
【０００６】
しかし、公衆トイレでは、地下ピット内に電磁水抜きバルブを収容しておけば、その部分では凍結する恐れがないものの、手洗いに使用する場合は、流量を絞る必要があり、通常は、地上の手洗い器下方部分に屋内止水栓のようなものを流量調整弁として設けているため、水を抜いても室内がマイナス温度になるような箇所においては、その部分で残留水滴が凍結して流路を閉塞し、水が出てこない、あるいは、破損事故につながる、という恐れもある。
【０００７】
また、一般家庭では、床下は凍結する恐れがあり、電磁弁を土中に埋設することもできないので、室内の便器近傍に設置し、暖房して室内温度がマイナスにならないよう、注意するしかなかった。水抜きをしても、パイロット部分の水が抜けず、凍結破損する恐れが生ずるためである。
【０００８】
さらに、汽車等の移動体では、車庫入れするとき、客車内は確実にマイナス温度になるため、水抜きは欠かせないわけであるが、同様に、パイロット部分での凍結破損事故がしばしば起こっていた。
【特許文献１】特開２００１−２７９７４６号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５４２０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そのため、寒冷地において、室内がマイナス温度になる恐れがあるような箇所においても安心して使用できる手洗い装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ばねによりプランジャを押圧する通電時開型直動式２ポート電磁弁を、プランジャが横方向になるよう設置し、上記電磁弁に、比重が１より小さい樹脂製浮き弁と、その下流側の絞り弁座を有する絞り弁を、絞り弁が縦方向になるよう接続して、さらに、末端の、手の出し入れを検知するセンサー付きの放水口に接続し、電磁弁上流側の不凍給水栓、水抜きバルブ等で水抜き状態にしたとき、電磁弁のプランジャが弁座から離脱するとともに、絞り弁の浮き弁が下降して絞り弁座を大きく開口することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、非常に単純な構造で、ランニングコストもかからず、安価に、しかも確実に、厳寒地においても凍結により水が出ないとか、破損事故の恐れを解消した自動手洗い装置を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
寒冷地用の自動手洗い装置を提供するという目的を、最も安価で、確実に実現するため、暖房、テープヒーター、水を流しっ放しにするというランニングコストがかかる方法でなく、できるだけ水残りを少なくするよう水抜きをする方法を採用し、そのため、水残りが避けられないパイロット式電磁弁を使用せず、直動式電磁弁をプランジャが横向きになるよう設置し、手洗いに適した一定の流量を安定して供給するための絞り弁を、水抜き時は流路を大きく開口するような構造にしたものである。
【実施例１】
【００１３】
図２に本発明の装置図の１実施例を示しているが、１は床上に突出した不凍給水栓であり、図示しないが、弁部は地中凍結深度以下に埋設されており、立上管２により床上に立ち上がり、上端に通電時開型直動式２ポート電磁弁３が接続される。
【００１４】
４は、電磁弁３に接続される絞り弁であり、上端の放水口５とホース６を介して抜け止め継手７により接続される。８は手の出し入れを感知するカバー付きのセンサーであり、センサーコード９により制御盤１０に接続され、制御盤１０と電磁弁３は電磁弁コード１１により接続される。１２は電源コードである。
【００１５】
図１に本発明に使用される電磁弁３及び絞り弁４の断面図を示すが、電磁弁３は、コイル部１３、コア部１４、プランジャ１５、弁箱１６から基本的には構成され、弁箱１６とコア部１４はナット１７で接続され、コイル部１３はＥリング１８により、コア部１４から離脱しないようにしている。なお、プランジャ１５が横方向になるよう、設置する。
【００１６】
弁箱１６は、流入口１９と流出口２０の中間部に弁座２１を形成しており、上記弁座２１に、プランジャ１５に装着された止水パッキン２２が水圧力で押圧され、流入口１９からの水を遮断するようにしている。ばね２３は、自然状態で止水パッキン２２が弁座２１を押圧しない程度の長さを有している。
【００１７】
弁箱１６の流出口２０部にねじ接続された絞り弁４は、本体２４の下方部に比重が１より小さい樹脂製球状浮き弁２５を収容し、その上方に絞り弁座２６を形成している。さらにその上方に、先端に偏心円柱部２７を有する流量調整桿２８を軸心に対して水平方向に収容しており、クリップ２９で抜け止め部材を形成している。
【００１８】
さらに、下端に浮き弁クリップ３０を装着し、水抜き時、浮き弁２５が離脱しないようにしている。上端にホース押さえ３１を挿入し、ホース６を抜け止め継手７により固定している。ホース６の代わりに金属配管で接続するとか、絞り弁４と図２の放水口５を直接接続するようにしても良い。絞り弁４は、電磁弁３の弁箱１６が図の縦向きでなく、横向きに設置されるときは、エルボを介して、いずれにしても浮き弁２５の上方に絞り弁座２６が位置するよう縦方向に設置される。
【００１９】
図１、２では電磁弁３が止水状態になっており、放水口５まで水が充満されているが、使用者が放水口５の前に手をかざすと、センサー８が手の存在を感知して制御盤１０に指示を出し、瞬時に電磁弁３のコイル部１３に通電されるため、プランジャ１５はばね２３を圧縮して吸引され、流入口１９からの水は止水パッキン２２と弁座２１の間隙を通り、絞り弁４内に流れ込む。さらに、浮き弁２５と絞り弁座２６で形成されるわずかな隙間を通り、ホース６を通って放水口５から放出される。
【００２０】
手を洗い終えると、同様にセンサー８が手の非存在を感知し、電磁弁３への通電が絶たれ、ばね２３の復元力によりプランジャ１５は弁座方向に押し出され、その慣性力と水の流れにより、止水パッキン２２は弁座２１に当接し、水圧力が加わって図１の止水状態に復帰する。
【００２１】
流量調整桿２８は、偏心円柱部２７が最下端に位置しており、最大流量を保持するようになっているが、ドライバー等で流量調整桿２８を回転させると、偏心円柱部２７は上方に移動し、それに伴って浮き弁２５も上昇し、絞り弁座２６との間隙が小さくなり、流量も減少するので、使用箇所の水圧にあわせて、最初に手洗いに適した流量を設定しておけばよい。
【００２２】
次に、冬、凍結が心配なときは、不凍給水栓１を操作して水抜きを行えばよいわけであるが、水圧力がなくなるため、ホース６内の水はプランジャ１５をばね２３の自然長まで押し戻し、止水パッキン２２と弁座２１の間隙を通って立上管２内に移動し、不凍給水栓１の弁部に設けられた排水口（図示せず）から地中に排出される。そのため、ホース６、絞り弁４、電磁弁３内にはほとんど水残りは生ぜず、さらに、浮き弁２５は下降して浮き弁クリップ３０に着座し、流路を大きく開口するため、残留水が凍結して流路を閉塞し、器具を破損するとか、次に水を出したとき、水が出ないという事故は生じない。
【００２３】
しかし、プランジャ１５とコア部１４間の水は完全には抜けず、氷着した残留水が融けるまで、プランジャ１５は開状態を維持し続けるので、その間、放水口５からの水が止まらない、という状態が生じる。浮き弁２５は主流路に位置しているため、当初の状態に素早く復帰し、大量の水が流れ続けるようなことは勿論ないが、それが嫌ならば、止水パッキン２２が弁座２１に軽く当接する程度の弱いばね２３でプランジャ１５を押圧するようにしても良い。
【００２４】
埋設された弁部から室内の電磁弁３までのヘッド差により、電磁弁３内にほとんど水残りは生ぜず、しかも排水終了後、電磁弁３は閉止状態になっているため、水が流れ続けることはないが、今度は、弁座２１部分の残留水滴が凍結して、通電してもプランジャ１５が作動せず、水が出ない事態が生じる。しかし、大量の水が残っていることはないので、勿論室内温度にもよるが、比較的短時間で復帰することが期待できる。なお、絞り弁４は電磁弁３の上流側に設けても構わない。
【実施例２】
【００２５】
図３に本発明を列車内の手洗い装置に応用した例を示すが、列車内に設置された水タンク（図面省略）からポンプ（図面省略）により一定圧力で送り込まれた水は、途中、３方水抜きバルブ３２を介して電磁弁３に達している。水抜きバルブ３２及びその上流側配管は、保温されており、凍結することがないようにしている。３３は水の排出口であるが、通止水用、排水用の２個のバルブを使用して排水バルブを形成することもできる。
【００２６】
電磁弁３は、強めのばね２３によりしっかり弁座２１を閉塞しており、そのかわり、水抜き時、一定時間電磁弁３を強制的に開状態にするためのスイッチ３４を制御盤１０に設けている。
【００２７】
絞り弁４は図４のごとく、浮き弁２５が絞り弁座２６に当接しており、そのかわり、絞り弁座２６に穿った絞り孔３５から出水するようにしている。ポンプにより、常に一定水圧が保持されているため、手洗いのための必要流量に応じて一定の穴径が決定されるので、図１のような流量調整桿２８は必要ないからである。
【００２８】
車庫入れをした後で水抜きバルブ３２を操作して水抜き操作をしたときは、制御盤１０のスイッチ３４を投入するとタイマーにより一定時間電磁弁３が開状態を維持し、排水終了に充分必要な時間経過後に、ばねの復元力により閉状態に復帰する。絞り弁４の浮き弁２５は下降して流路を大きく開口するのは同じである。
【００２９】
水タンク内の水量が決まっているため、図１の実施例のように、水を流し続ける危険性と、電磁弁３の上流側にヘッド差を設けられないので、プランジャ１５を弱いばねで保持した場合の大量の水残りが生じる恐れを避けるため、強制的に一定時間電磁弁３を開状態にしたものである。
【００３０】
強めのばねと水圧でプランジャ１５を保持できるため、作動がより安定する利点がある反面、図１の実施例に比して、水が出るまで時間がかかるが、車庫から列車を出して客が使用する時間を考えると、室内は充分暖まっており、勿論、電磁弁３は正常に復帰しているので、使用上何ら問題になるものではない。また、水抜き作業は熟練した作業員が行うため、一般家庭での操作と違い、スイッチ３４の押し忘れによる事故の発生は考えにくいものである。
【００３１】
スイッチ３４を押す方法以外に、水抜き時、センサー８の前に一定時間手をかざしたり、センサー８を手の代わりをするもので遮断して電磁弁３を開にすることもでき、その場合は、車両内の電源を落としたとき電磁弁３を閉にしても良い。
【００３２】
本発明では直動式電磁弁を使用しているが、手洗いに必要な流量が少なくて済むため、水撃作用の発生を心配することもなく、パイロット部分での凍結破損事故がなくなり、プランジャが横方向になるよう設置しているので、弁箱の水残りがほとんどなく、水抜き時は絞り弁の流路を大きく開口できるので、水抜きはスムーズに行われ、より残り水が少なくなるという利点の他に、比重が１より小さい樹脂製の浮き弁を使用しているため、万一凍結しても損壊することがなく、止水時、通水時の位置が変わらないので、水の出し始めに大量の水が出てしまう、というような流量変動が生じない特徴を有するものである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、非常にシンプルで、コストも安くできるため、一般家庭、列車、長距離バス等の移動体、公衆トイレ、等の手洗いに幅広く使用可能であり、いずれにしても寒冷地の快適な生活向上に大きく貢献できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の１実施例を示す、電磁弁、絞り弁の縦断面図である。（実施例１）
【図２】図１を使用した本発明の１実施例を示す装置図である。（実施例１）
【図３】本発明の他の実施例を示す装置図である。（実施例２）
【図４】図３に使用される絞り弁の１実施例を示す縦断面図である。（実施例２）
【符号の説明】
【００３５】
１  不凍給水栓
３  電磁弁
４  絞り弁
５  放水口
８  センサー
１５  プランジャ
２１  弁座
２３  ばね
２５  浮き弁
２６  絞り弁座
３２  水抜きバルブ
３４  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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