(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側の配管に通じる流入口と二次側の配管に通じる流出口と外部に開放する排水口とが開設された弁本体には、前記流入口を開閉可能な戻しばね付きの切替弁と、この切替弁とは常には分離して配され前記排水口を開閉可能な排水弁とが内蔵されるとともに、
前記排水弁には、前記切替弁の開弁動作に伴って前記切替弁が前記排水弁と接触したときに前記切替弁からの押圧力を受けて前記排水弁に閉弁動作を行わせる押圧受け部と、前記切替弁の閉弁動作がなされたときに前記排水弁を開弁方向に付勢する第２の戻しばねとが設けられ、
かつ前記切替弁は、その閉弁動作に伴って前記押圧受け部から切り離されて、前記切替弁が前記排水弁の開弁動作よりも速い速度でもって前記排水弁とは独立して閉弁動作がなされることを特徴とする縁切り弁。
【請求項２】
前記排水弁を前記切替弁の下方に配してなる請求項１記載のものにおいて、前記切替弁には前記流入口より上流側位置において流体を受け入れ可能な受けカップが設けられていることを特徴とする縁切り弁。
【請求項３】
前記排水口は、同排水口から排出された流体を貯める貯槽部へと通じていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の縁切り弁。
【請求項４】
熱交換器から浴槽に温水を供給する注湯回路と、前記浴槽と追焚き用熱交換器とを循環させる追焚き回路と、前記注湯回路中に組み込まれる縁切り弁とを備え、かつこの縁切り弁は、前記熱交換器に通じる流入口と前記浴槽に通じる流出口と、前記流入口より下方に配され外部に開放する排水口とが形成された弁本体を有し、
かつこの弁本体内には、前記流入口を開閉可能な戻しばね付きの切替弁と、この切替弁とは常には分離して配され前記切替弁の開弁動作に伴って前記切替弁と接触する押圧受け部を有し、この押圧部が前記切替弁によって押し下げられて前記排水口に対する閉弁を行うが、前記切替弁の閉弁動作に伴って第２の戻しばねのばね力によって開弁する排水弁とが組み込まれてなり、
かつ前記切替弁は、その閉弁動作に伴って前記押圧受け部から切り離されて、前記切替弁が前記排水弁の開弁動作よりも速い速度でもって前記排水弁とは独立して閉弁動作がなされ、
また、前記排水口は、同排水口から排出された流体を貯める貯槽部に通じるとともに、この貯槽部には前記追焚き回路における前記追焚き用熱交換器の上流側に通じる環流路が接続されていることを特徴とする給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流出口から汚水が流入口へ逆流することを防ぐ縁切り弁及びこのような縁切り弁を用いた給湯システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、給水源からの上水を加熱して風呂の浴槽等へ温水を供給するための給湯設備において、一旦浴槽に供給した水が給水源に逆流することを防ぐため、給水源から接続された配管には縁切り弁が取り付けられている。この縁切り弁は、弁本体に、給水源からの上水を流入させる流入口と、浴槽へ上水を流出させる流出口とを備えると共に浴槽からの逆流水を排出する排出口を有しており、温水供給時には流入口に設けられた切替弁を開弁すると共に排水口に設けられた排水弁を閉じて流入口から流出口へ流体を流し込ませると共に、止水時には切替弁を閉弁して排水弁を開弁することで流出口からの逆流水を排水口から吐出させている。
【０００３】
従来、このような縁切り弁は、実公平８−３８８４号公報に記載のもののように、流入口と排水口とを上下に対向するように配設すると共に、切替弁に設けた係合部を排水弁に設けた係合受部に係合させることにより切替弁と排水弁とを連繋させて動作させるものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
縁切り弁では、給水を停止する際に、流入口に対して流出口からの逆流が僅かにでも侵入することを防ぐために、できるだけ迅速に切替弁を閉じると共に排水弁を開くことが必要である。しかしながら、上述のように排水弁を切替弁と連繋させて動作させるものでは、排水弁と切替弁とは連繋されているものの、両者の間には遊び部分があって切替弁の開弁動作が開始されてから僅かの間は排水弁はそのままで切替弁のみが上昇してしまう時間がある。このように切替弁のみを単独で上昇させるのは、排水弁に設けられた吸気用のパイロット孔を開放し縁切り弁内を大気圧にするためであるが、従来のものでは、切替弁が排水弁に係合するまでの間に時間差が生じてしまうので、迅速な開閉動作の妨げとなる欠点があった。さらに、切替弁と排水弁との双方を一体に動作させなければならないので、このことも迅速な開閉動作の妨げとなる恐れがあった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、切替弁と排水弁との迅速な開閉動作を可能とする縁切り弁を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、一次側の配管に通じる流入口と二次側の配管に通じる流出口と外部に開放する排水口とが開設された弁本体には、前記流入口を開閉可能な戻しばね付きの切替弁と、この切替弁とは常には分離して配され前記排水口を開閉可能な排水弁とが内蔵されるとともに、前記排水弁には、前記切替弁の開弁動作に伴って前記切替弁が前記排水弁と接触したときに前記切替弁からの押圧力を受けて前記排水弁に閉弁動作を行わせる押圧受け部と、前記切替弁の閉弁動作がなされたときに前記排水弁を開弁方向に付勢する第２の戻しばねとが設けられ、かつ前記切替弁は、その閉弁動作に伴って前記押圧受け部から切り離されて、前記切替弁が前記排水弁の開弁動作よりも速い速度でもって前記排水弁とは独立して閉弁動作がなされるところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記排水弁を前記切替弁の下方に配してなる請求項１記載のものにおいて、前記切替弁には前記流入口より上流側位置において前記流体を受け入れ可能な受けカップが設けられているところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記排水口は、同排水口から排出された流体を貯める貯槽部へと通じているところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、熱交換器から浴槽に温水を供給する注湯回路と、前記浴槽と追焚き用熱交換器とを循環させる追焚き回路と、前記注湯回路中に組み込まれる縁切り弁とを備え、かつこの縁切り弁は、前記熱交換器に通じる流入口と前記浴槽に通じる流出口と、前記流入口より下方に配され外部に開放する排水口とが形成された弁本体を有し、かつこの弁本体内には、前記流入口を開閉可能な戻しばね付きの切替弁と、この切替弁とは常には分離して配され前記切替弁の開弁動作に伴って前記切替弁と接触する押圧受け部を有し、この押圧部が前記切替弁によって押し下げられて前記排水口に対する閉弁を行うが、前記切替弁の閉弁動作に伴って第２の戻しばねのばね力によって開弁する排水弁とが組み込まれてなり、かつ前記切替弁は、その閉弁動作に伴って前記押圧受け部から切り離されて、前記切替弁が前記排水弁の開弁動作よりも速い速度でもって前記排水弁とは独立して閉弁動作がなされ、また、前記排水口は、同排水口から排出された流体を貯める貯槽部に通じるとともに、この貯槽部には前記追焚き回路における前記追焚き用熱交換器の上流側に通じる環流路が接続されているところに特徴を有する。
【０００９】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
一次側から流入口に流体が流入しようとするときには、流体からの圧力を受けて切替弁が開放する。この切替弁の開弁動作に伴って切替弁は排水弁の押圧受け部を押すため、排水弁は排水口を閉塞する。かくして、流体は流入口より弁本体内へ流入し、流出口を通って二次側配管へと流れる。
一次側からの流体の流入が停止すると、戻しばねによって切替弁が閉弁する。これに伴い、切替弁が押圧受け部から離間するため、第２の戻しばねによって排水弁が開弁する。これにより、一次側と二次側とが縁を切った状態に保持される。
ところで、排水弁が開弁動作を行うときには、切替弁の閉弁動作の開始により押圧受け部に対する押圧力が解消され、第２の戻しばねのばね力によって直ちに開弁動作を行うことができる。したがって、応答良く排水弁の開弁動作を行うことができる。
【００１０】
＜請求項２の発明＞
受けカップにより流体の流勢及び流体の重量を切替弁の開口動作に利用することができるので、切替弁の迅速な開弁動作が可能となり、ひいては切替弁の開口動作に伴なって閉塞される排出弁の迅速な閉弁動作が可能となる。
【００１１】
＜請求項３の発明＞
排出口から排出された流体を貯槽部に貯めることができるので、周辺に流体を流出させずにすみ、また再利用も図ることができる。
【００１２】
＜請求項４の発明＞
貯槽部内に貯まった水は環流路を通して追焚き用熱交換器の上流側へ合流させることができる。これにより、排水弁の閉弁によって生じた排水を再利用することかできるため、周辺環境も損なわれず、また流体の有効利用も図れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
本実施形態に係る給湯システム１０は、図１の概要図に示すように、上水道から供給された水を熱交換器１１で加熱して湯とし、この湯と水とを混合して適度の温度にした温水がフロー制御装置１２を通過して電磁弁１３、縁切り弁２０、逆止弁１４を順に経由して浴槽１５へ供給されるようになっている。フロー制御装置１２は、給湯温度を制御するためのものであると共に、電磁弁１３は開閉操作によって浴槽１５への温水供給を制御するものであり、逆止弁１４は、浴槽１５へ供給された温水がフロー制御装置１２側へ逆流することを防ぐためのものである。
また、本実施形態の給湯システム１０には上記した注湯回路１９に加え追焚き回路１６が設けられており、一旦浴槽１５へ貯められた温水はこの追焚き回路１６で再加熱できるようになっている。
尚、本実施形態の給湯システム１０は詳細は割愛するが温水をキッチン等他の箇所にも供給可能となっている。
【００１４】
さて、フロー制御装置１２と逆止弁１４との間に設けられた縁切り弁２０は、浴槽１５へ供給した温水が熱交換器１１側へ逆流して上水と混合することを確実に防ぐためのものである。
この縁切り弁２０は、図２に示すように、弁本体２１上部の側面にフロー制御装置１２に通じる一次側管部２２が設けられていると共に、弁本体２１上部から順に流入室２３、受水室２４、縁切り室２５が設けられ、さらに、縁切り室２５の側面に穿設された流出口２９を介して逆止弁１４に通じる二次側管部２６が設けられている。縁切り弁２０は一次側管部２２に温水が供給されると共に、二次側管部２６から浴槽１５側へ温水を流出させるようになっている。尚、本実施形態の縁切り弁２０は電磁弁１３が一体に設けられたものである。
【００１５】
流入室２３は、同心円状に大小２つの円筒壁を有し、外室２３Ａと内室２３Ｂとを備える二層構造をなしており、両室２３Ａ，２３Ｂは電磁弁１３を介して連通可能となっている。そして、一次側管部２２は外室２３Ａに接続されると共に、内室２３Ｂの下端開口部は受水室２４に連通している。
【００１６】
受水室２４と縁切り室２５との間にはリング状の仕切部材２７が水密状態で介在されており、その中心部に配された支筒部２７Ａ周りの空間が流入口２８となっている。ここで、支筒部２７Ａはその上端において仕切部材２７における外周部と放射状に延びる支持部材２７Ｂで支持されている。
流入口２８を開閉するための切替弁３１は、中心軸に沿って弁棒３２を有しており、この弁棒３２の上部側は支筒部２７Ａに対して摺動可能に挿通されている。また、弁棒３２の下端部は縁切り室２５内に延びるとともに、切替弁体３１Ａがフランジ状に張り出しており、また、切替弁体３１Ａの上面には弁棒３２に対して移動不能に取り付けられた切替弁パッキン３１Ｃが密着している。
【００１７】
一方弁棒３２の上端部は受水室２４内に延びるとともに、受けカップ３３が取付けらている。また、弁棒３２には支筒部２７Ａ上端面と受けカップ３３下面との間に戻しバネ３４が介在されており、その切替弁３１全体を流入口２８が閉止される方向つまり持ち上げ方向へ付勢している。
前記した受けカップ３３は、内室２３Ｂ下面と同軸で対面するように開口しており、その開口径は流入室２３の内室２３Ｂの下端開口部の内径よりも大となるように形成されている。受けカップ３３は、流入室２３の内室２３Ｂを経由して流れ込む温水を受け止めることにより、温水の流勢及び重量を切替弁３１軸に作用させて、切替弁体３１Ａを下方へ移動させて流入口２８を開口させる。また、受けカップ３３の底面には抜孔３５が形成されており、温水の給水停止時には、この抜孔３５から受けカップ３３内の残留水を下方へ排出させ、軽量化することによって切替弁体３１Ａが不用意に流入口２８を開かせてしまわないようにしている。
【００１８】
縁切り室２５の下部には流入口２８と同軸で排水口３０が貫通形成されている。
排水口３０の中心には放射状のアーム３０Ｂで支持された筒部３０Ａが形成されており、筒部３０Ａの中心には後述するパイロット軸３７を支持する樹脂性の受筒３０Ｃが固着されている。
また、縁切り室２５内においてこの排水口３０周りには、円筒状の壁が突設されていると共に、この壁の上端には、環状の排水弁座３６Ｂが突出形成されている。
排水口３０を開閉させる排水弁３６は、その中心軸に沿ってパイロット軸３７を有している。その上端よりには、排水弁体３６Ａがフランジ状に張り出しており、かつ、その下面にはパイロット軸３７に対して移動不能に取り付けられた排水弁パッキン３６Ｃが密着しており、この排水弁パッキン３６Ｃが排水弁座３６Ｂに対して接離することにより排水口３０を開閉可能とする。
パイロット軸３７の下端部は複数の脚片３７Ｃに別れており、それぞれは全体として窄み方向の弾性変形ができるようになっている。また、各脚片３７Ｃの先端には、抜け止め爪３７Ｄが突出しており受筒３０Ｃの下端面に係止可能となっている。さらに、パイロット軸３７の軸心に沿ってパイロット孔３７Ａが貫通している。このパイロット孔３７Ａの上端は切替弁３１における弁棒３２の下端に取り付けられたパイロット弁体４０（ゴム製）によって開閉可能となっている。尚、パイロット孔３７Ａは縁切り室２５内に大気を導入することで内部を大気圧と等しくして排水弁３６の開弁動作をスムーズにし、排水口３０からの排水を促すためのものである。
さらにまた、筒部３０Ｃのアーム３０Ｂと排水弁パッキン３６Ｃとの間には、第２戻しバネ３８が介在されており、排水弁３６に対し排水口３０を開放する方向つまり持ち上げ方向に付勢している。
尚、本実施形態では戻しバネ３４のばね力が第２戻しバネ３８よりも強く設定されている。
【００１９】
さらに、排水口３０の下方にはドレインタンク４１が配設されている。
ドレインタンク４１は排水口３０からの排水を一時的に貯留するためのものであり、ドレインタンク４１の上部にはオーバーフロー管４３が設けられて所定量以上の排水が溜まるとドレインタンク４１の外部へ排出させるようになっている。本実施形態ではオーバーフロー管４３はドレインタンク４１内の換気を行ってドレインタンク４１内を大気圧に保持する働きを兼ね備えている。
さらに、ドレインタンク４１から追焚き回路１６の上流側へとつながる還流路１７が形成されていると共に、ドレインタンク４１内部の側面には水位検知器４２が設けられており、所定の水位に達するとドレイン弁１８を開弁して、溜まった排水を還流路１７を経由して追焚き回路１６に還流させるようになっている。
【００２０】
続いて縁切り弁２０の動作について説明する
電磁弁１３が開栓されて温水が内室２３Ｂに流入すると、温水が受けカップ３３に流れ込む。すると、受けカップ３３に流入した温水の流勢と重量とでもって受けカップ３３は下方へ押圧されるので、切替弁体３１Ａが戻しバネ３４に抗して下方へ移動して切替弁３１が開弁し、温水が流入口２８を通して縁切り室２５に流れ込む。
このとき、パイロット弁体４０が、パイロット軸３７の上端に突き当たって、排水弁３６全体を第２戻しバネ３８に抗して押し下げ排水口３０を閉止する。
その結果温水は流出口２９を経て、さらには逆止弁１４を経て浴槽１５へ至る。
【００２１】
電磁弁１３が閉じられると、流入室２３からの温水の供給が停止され受けカップ３３への押圧が無くなるので、切替弁体３１Ａが戻しバネ３４によって上方へ移動され、流入口２８を閉塞する。このとき、第２戻しバネ３８よりも戻しバネ３４の方がばね力が強く設定されているから、パイロット弁体４０による排水弁３６の押し下げが解除されると、切替弁３１は排水弁３６よりもより速い速度で上昇する。このため、パイロット弁体４０はパイロット軸３７から離間し、パイロット孔３７Ａを開放する。これにより縁切り室２５内は大気圧となる。上記したパイロット孔３７Ａの開放とほぼ同時に排水弁３６が上昇するため排水口３０が開口し、もって縁切り室２５内の温水がドレインタンク４１へ排水される。
【００２２】
仮に、逆止弁１４が破損している状態で温水を供給している場合において温水の供給を断つと逆流水が縁切り室内に流入する恐れがある。そうした場合においても、切替弁３１が急速に閉弁動作を行いかつ切替弁３１の閉弁動作が開始すると時間差なく直ちに排水弁３６の開弁動作がなされるから、逆流水が一時側へ逆流することがなく、排水口３０を通して確実にドレインタンク４１へ排水される。
【００２３】
このように、本実施形態の縁切り弁２０によれば切替弁３１の閉弁動作が行われるときには遅滞なく排水弁３６の開弁動作を行うことができる。これにより縁切動作を確実なものとすることができる。
さらに、縁切り弁２０は、受けカップ３３により流体の流勢及び流体の重量を切替弁３１の開口動作に利用することができるので、切替弁３１の迅速な開弁動作が可能となり、ひいては切替弁３１の開口動作に伴なって閉塞される排出弁３６の迅速な閉弁動作が可能となる。
本実施形態の給湯システム１０によれば、ドレインタンク４１内に貯まった水は環流路１７を通して追焚き回路１６の上流側へ合流させ、追焚き回路１６で加熱してから浴槽１５に流し込むことができる。これにより、排水弁３６の開閉弁動作によって生じた排水を再利用することかできるため、周辺環境も損なわれず、また水の有効利用も図れる。
【００２４】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では電磁弁１３を縁切り弁２０に一体に形成していたが、別体のものであってもよい。
また、上記実施形態の縁切り弁２０の下流側に逆止弁１４を一体に形成したものであってもよい。
（２）さらに、上記実施形態では戻しバネ３４のばね力が第２戻しばね３８よりも強く設定されていたが、戻しバネ３４のばね力が第２戻しばね３８よりも弱く設定されたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】給湯システムの概要図
【図２】縁切り弁の断面図
【図３】温水供給時における縁切り弁の断面図
【図４】逆流時における縁切り弁の断面図
【符号の説明】
１０…給湯システム
１１…熱交換器
１５…浴槽
１６…追焚き回路
１７…還流路
２０…縁切り弁
２１…弁本体
２８…流入口
２９…流出口
３０…排水口
３１…切替弁
３３…受けカップ
３４…戻しバネ
３６…排水弁
３７…パイロット軸（押圧受け部）
３８…第２戻しバネ（第２の戻しバネ）
４１…ドレインタンク（貯槽部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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