説明

逆流防止装置

【課題】二次側からの逆圧に加え一次側からの負圧によって生じる逆流を防止できる逆流防止装置を提供する。
【解決手段】撓み変形可能な隔膜16によって区画される一次圧力室12および流体通過室13と、流体通過室13と連通して二次側からの逆流水を通流する流出口21および排水口22を備えた排水室14と、流体通過室13と連通して外気を吸気する吸気口23を備えた吸気室15と、一次側の圧力が二次側の圧力よりも高いときに排水口22および吸気口23を閉じ、二次側の圧力が一次側の圧力より高いときに排水口22および吸気口23を開放し且つ流体通過室13と排水室14および吸気室15との間を閉塞する開閉手段V1とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、給湯機の風呂回路において二次側から一次側への逆流水を防止する逆流防止装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ヒートポンプや電気ヒータ(加熱手段)を熱源とした給湯機(タンク装置)の開発が進められている。このような給湯機は、二次側から一次側への逆流水を防止する装置を備えている。
【0003】
例えば、特許文献1には、風呂回路からの逆流水を防止する装置として、一次側より二次側の圧力が高くなったときに、隔膜の動作により排水口を開放可能としつつ、一次側と二次側の流体流路を閉じる弁体を備えたものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2003−336756号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、風呂回路からの逆流水を防止する基準として日本ガス石油機器工業会が定める「JGKAS C701-2008 耐逆サイフォン性能基準」によると、弁体に針金等のゴミが挟まり動作しなくなった状態で、二次側の圧力が一次側の圧力よりも高くなること(二次側からの逆圧)によって発生する逆流を防止することに加え、一次側からの負圧による逆流も防止する必要がある。ちなみに、このような負圧が発生するのは、例えば、断水時である。しかし、特許文献1に記載の従来の構造では、二次側からの逆圧による逆流を防止することはできるが、一次側からの負圧による逆流を防止するのに適した構造ではない。
【0006】
本発明は、二次側からの逆圧に加え一次側からの負圧によって生じる逆流を防止することができる逆流防止装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、一次側の流体の流体圧が作用する一次圧力室と、一次側から二次側へと流体を通過させる流体通過室と、前記一次圧力室と前記流体通過室とを区画し一次側と二次側の圧力差によって撓み変形可能な隔膜と、前記流体通過室と連通して二次側からの逆流水を導入するとともに外気を導入する排水吸気室と、前記流体通過室と一次側流路とを連通させる流入口と、前記排水吸気室と二次側流路とを連通させる流出口と、前記排水吸気室から逆流水を外部に排出する排水口と、前記排水吸気室に外気を導入する吸気口と、一次側の圧力が二次側の圧力よりも高いときに前記排水口および前記吸気口を閉じ、二次側の圧力が一次側の圧力より高いときに前記排水口および前記吸気口を開放し且つ前記流体通過室と前記排水吸気室との間を閉塞する開閉手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、二次側からの逆圧に加え一次側からの負圧によって生じる逆流を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第1実施形態に係る逆流防止装置を搭載した給湯システムを示す概略構成図である。
【図2】第1実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。
【図3】第1実施形態に係る逆流防止装置の動作説明図である。
【図4】第2実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。
【図5】第3実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。
【図6】第3実施形態に係る逆流防止装置の動作説明図である。
【図7】第4実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。
【図8】第5実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。
【図9】第6実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。
【図10】第7実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。
【図11】第7実施形態に係る逆流防止装置の動作説明図である。
【図12】第8実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。
【図13】第9実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。
【図14】第9実施形態に係る逆流防止装置の第1の取付方向における動作説明図である。
【図15】第9実施形態に係る逆流防止装置の第2の取付方向における動作説明図である。
【図16】第9実施形態に係る逆流防止装置の第3の取付方向における動作説明図である。
【図17】第9実施形態に係る逆流防止装置の第4の取付方向における動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図1に示すように、本実施形態に係る逆流防止装置10Aは、電気給湯機内の浴槽へ温水を供給する給湯システム50に用いられるものである。給湯システム50は、貯湯タンク51に給水された水を、熱源であるヒートポンプユニット52で加熱して湯を生成し、この湯と減圧弁Vで減圧された水とを混合弁53で混合して適度の温度にした温水が、電磁弁54、逆流防止装置10A、逆止弁55を順に経由して浴槽56へ供給されるようになっている。
【0011】
ヒートポンプユニット52は、図示していないが、例えば、冷媒(例えば、二酸化炭素)を圧縮して高温・高圧にするコンプレッサと、コンプレッサからの冷媒を凝縮させるとともに貯湯タンク51からの水を熱交換することによって加熱するコンデンサと、コンデンサからの冷媒を膨張させる膨張弁と、大気中の熱を吸熱して膨張した冷媒を蒸発させるエバポレータと、を備えて構成されている。
【0012】
また、ヒートポンプユニット52は、その熱媒体入口がヒートポンプ往き管52aを介して貯湯タンク51の下部と接続され、熱媒体出口がヒートポンプ戻り管52bを介して貯湯タンク51の上部に接続されている。なお、ヒートポンプユニット52側には、貯湯タンク51とヒートポンプユニット52との間において貯湯タンク51内の熱媒体を循環させる循環ポンプ(不図示)などが設けられている。
【0013】
なお、貯湯タンク51内の湯水を加熱するための熱源ユニットとしてヒートポンプユニット52を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば電気ヒータを熱源としてもよく、あるいはガスを熱源としてもよい。
【0014】
また、貯湯タンク51の下部には、給水源からの水が導入される給水管1aが接続されている。この給水管1aには、給水源からの圧力を減圧する減圧弁Vが設けられている。また、貯湯タンク51の上部には、給湯が取り出される給湯管1bが接続され、この給湯管1bの下流側が混合弁53の一方の導入口と接続されている。また、給水管1aには、減圧弁Vの下流に分岐給水管1cの上流側が接続され、下流端が混合弁53の他方の導入口と接続されている。
【0015】
混合弁53の導出口は、給湯管1dを介して電磁弁54と接続されている。また、配管1dには、一般給湯管1eが分岐して接続されるとともに、後記する導入管17が、一般給湯管1eよりも下流側において分岐して接続されている。
【0016】
電磁弁54は図示しない制御部によって、開閉動作され、浴槽56への温水供給が制御される。なお、図1では、第1実施形態の逆流防止装置10Aを図示しているが、第2実施形態ないし第9実施形態についても同様に適用することができる。
【0017】
また、給湯システム50は、追焚き回路57を備えており、一旦浴槽56へ貯められた水(湯)は、循環ポンプ58の動力により追焚き回路57で再加熱できるようになっている。すなわち、図示しない制御部によって、循環ポンプ58が駆動されると、浴槽56内の水(湯)が追焚き回路往き管2aを介して貯湯タンク51内の上部に配置された追焚き回路57(追焚き用熱交換器)に導入され、追焚き回路57内を浴槽56内の水(湯)が通ることによって、貯湯タンク51内の湯との間で熱交換されて加熱される。そして、追焚き回路57によって加熱された湯は、追焚き回路戻り管2bを介して、逆流防止装置10Aと浴槽56とを接続する風呂給湯管3aに合流して、浴槽56に戻る。なお、追焚き回路57は、貯湯タンク51内の湯で熱交換するものに限定されず、電気ヒータで加熱するものであってもよい。
【0018】
(第1実施形態)
図2に示すように、逆流防止装置10Aは、一次圧力室12、流体通過室13、排水室14および吸気室15を有する弁箱11と、隔膜16と、開閉手段V1と、で構成されている。
【0019】
弁箱11は、断面視略四角状に形成され、隔膜16によって一次圧力室12と流体通過室13とに区画されている。また、弁箱11の側部には、一次圧力室12に給水源側(一次側)に通じる導入管17が接続されている。これにより、一次圧力室12には、給水(一次側の流体)の流体圧が作用するようになっている。また、弁箱11の上部には、電磁弁54に通じる給湯管1fと接続される流入口18が開口しており、流入口18が流体通過室13と連通するようになっている。
【0020】
また、弁箱11は、仕切壁24によって、排水室14と吸気室15とが上下に区画され、流体通過室仕切壁35によって、流体通過室13と、排水室14および吸気室15とが区画されている。下部に位置する排水室14は、排水室連絡口19を介して流体通過室13と連通している。上部に位置する吸気室15は、吸気室連絡口20を介して流体通過室13と連通している。
【0021】
排水室14には、浴槽56へ通じる流出口21および外部へ通じる排水口22が開口している。流出口21は、排水室14の下部(底側)に位置し、排水口22は、排水室連絡口19と対向する側部に位置している。なお、排水口22は、給湯システム50に設けられた他の排水管(不図示)と接続され、給湯システム50の外部と連通している。吸気室15には、外気を吸気する吸気口23が開口している。吸気口23は、吸気室連絡口20と対向する弁箱11の側部に位置している。
【0022】
隔膜16は、良好な撓み性を有するゴム材にて円形の薄膜状に形成され、その全周縁は弁箱11の内壁にシール状態で固着されている。また、隔膜16の中心側は、円形の固定板26に挟まれて構成され、固定板26の周縁部が撓み変形可能な撓み部16aとして機能するようになっている。なお、隔膜16は、一次圧力室12と流体通過室13との間で流体(水、湯)が通過しないように構成されている。
【0023】
固定板26には、排水室軸部27および吸気室軸部28が固定されている。排水室軸部27は、流体通過室仕切壁35に形成された吸気室連絡口20を同軸で貫通して排水室14内に延び、その先端に排水室弁体29が取り付けられている。同様にして、吸気室軸部28は、流体通過室仕切壁35に形成された吸気室連絡口20を同軸で貫通して吸気室15内に延び、その先端に吸気室弁体30が取り付けられている。
【0024】
排水室弁体29は、円盤形状を呈し、排水口22の開口周縁部から排水室14の内方へ環状に突出させた排水口弁座31に密着して(着座して)排水口22を閉塞するとともに、排水室連絡口19の開口周縁部から排水室14の内方へ環状に突出させた排水室連絡口弁座32に密着して(着座して)排水室連絡口19を閉塞可能となるように構成されている。
【0025】
同様にして、吸気室弁体30は、円盤形状を呈し、吸気口23の開口周縁部から吸気室15の内方へ環状に突出させた吸気口弁座33に密着して(着座して)吸気口23を閉塞するとともに、吸気室連絡口20の開口周縁部から吸気室15の内方へ環状に突出させた吸気室連絡口弁座34に密着して(着座して)吸気室連絡口20を閉塞可能となるように構成されている。
【0026】
また、固定板26と流体通過室仕切壁35との間には、固定板26を一次圧力室12側(図示右方向)へ付勢するバネ36が設けられている。バネ36は、二次側の圧力(流体通過室13側の圧力P2)が一次側の圧力P1に迫った(略同等になった)場合に、即座に排水室弁体29および吸気室弁体30を排水口弁座31および吸気口弁座33から引き離して(離座して)、排水口22および吸気口23を開放可能とするように構成されている。吸気室15と流体通過室13との間の流体通過室仕切板35に形成された吸気孔37を通って、吸気室15から流体通過室13へ外気の流入が可能となっている。これにより、断水などで一次側流路からの負圧が発生したとしても、負圧によって一次側流路に浴槽56内の湯水が逆流するのを防止できる。
【0027】
ところで、排水室弁体29および吸気室弁体30は、通常時には、それぞれ排水口22および吸気口23を閉塞する位置に保持されているが、二次側(浴槽56)からの逆流が発生した場合、二次側の圧力が一次側の圧力を上回るため、流体通過室13内の圧力P2が一次圧力室12内の圧力P1を上回る。このとき隔膜16が一次圧力室12側へ撓み変形することで排水室弁体29および吸気室弁体30が、排水口22および吸気口23を閉塞する位置から、排水室連絡口19および吸気室連絡口20を閉塞する位置へ移動することになる。
【0028】
次に、第1実施形態に係る逆流防止装置10Aの動作について図1〜図3を参照して説明する。浴槽56に湯張りを行う場合には、図示しない制御部によって、まず電磁弁54(図1参照)が開弁される。これにより、温水が流入口18から流体通過室13に流入する。このとき、一次圧力室12には一次側の水圧(流体圧)が作用しているため一次圧力室12の方が流体通過室13よりも圧力が大きくなっており、このため、隔膜16は一次圧力室12から流体通過室13側(図示左側)に押圧されて排水室弁体29および吸気室弁体30は、それぞれ排水口22及び吸気口23を閉塞する状態となっている。したがって、流入口18から流体通過室13に流入した温水は、排水室連絡口19、排水室14、流出口21を通じて逆流防止装置10A外に流出されて浴槽56へ至る。
【0029】
浴槽56への湯張りが完了すると、電磁弁54が閉じられる。これにより、二次側の水圧は低下し、一次圧力室12内の一次側の水圧は依然として大きいので隔膜16の変位は生じることなく、排水室弁体29によって排水口22が閉塞され、また吸気室弁体30によって吸気口23が閉塞されている。
【0030】
ところで、湯張り停止時において万が一にも逆止弁55(図1参照)の逆流防止機能に障害が生じることがあると、浴槽56側の水が逆止弁55を超えて逆流防止装置10A内に浸入する恐れがある。その結果、流体通過室13の圧力が上昇して一次圧力室12の圧力とほぼ同等かそれ以上になる。そうすると隔膜16には固定板26を介してバネ36からの流体通過室13側から一次圧力室12側(図示右方向)への押圧力が作用するので、隔膜16は一次圧力室12側へ移動する。これにより排水室弁体29および吸気室弁体30が排水口22および吸気口23を開放するとともに、排水室連絡口19および吸気室連絡口20を閉じる。このため、浴槽56からの逆流水は流出口21から排水室14、排水口22を経て排水されるので、逆流水が一次側に逆流するのを防止することができる。
【0031】
このとき、図3に示すように、排水室弁体29と排水室連絡口19との間に針金等のゴミ38(例えば、φ0.3mm)が詰まり、排水室14と流体通過室13とのシール性が損なわれた場合、排水室14から流体通過室13へ逆流水が流入する。なお、図3では、破線L1で示すように、ゴミ38が詰まった場合、排水室14から流体通過室13に少量の逆流水が流入することを図示している。しかし、逆流水の揚程に対し、排水口22の口径D1が充分確保されている場合には、逆流水が仕切壁24(排水室連絡口19および吸気室連絡口20)の高さを超えて吸気室15に流入したり、流入口18から一次側(電磁弁54側)へ逆流することはなく、破線L2で示すように、排水室14に流入した逆流水の大部分は排水口22を介して外部に排出される。しかも、一次側(流入口18側)に負圧が生じた場合であっても、破線L3で示すように、吸気口23から取り込まれた空気が、吸気室15、吸気孔37、流入口18を経て一次側へ流れるため、負圧により逆流水が一次側(流入口18側)へ流入するのを防ぐことができる。
【0032】
このように、第1実施形態の逆流防止装置10Aによれば、排水室弁体29と排水室連絡口弁座32との間に針金等のゴミ38が挟まり排水室弁体29が正常に動作しなくなった状態で、二次側の圧力が一次側の圧力よりも高くなること(以下、二次側からの逆圧とする)に加え一次側からの負圧により発生する逆流を防止することが可能になる。
【0033】
(第2実施形態)
図4は第2実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。第2実施形態に係る逆流防止装置10Bは、第1実施形態の逆流防止装置10Aから吸気孔37を除いた構成である。
【0034】
逆流防止装置10Bの吸気室連絡口20は、例えば、吸気室軸部28の外径D2をφ1mmとしたときに吸気室連絡口20の口径D3をφ5mmとする。このように、吸気室軸部28の外径に対し充分広い孔を確保することにより、破線L4で示すように、吸気口23から吸気室15に流入した外気は吸気室連絡口20を通過して流体通過室13に流入することができる。これにより、吸気室連絡口20は、吸気孔37と同等の機能を有することができ、その結果、図4に示すように吸気孔37を不要にすることができる。なお、図示省略しているが、二次側からの逆流水の流れは、図3において破線L1,L2で示す第1実施形態の場合と同様である。
【0035】
このように、第2実施形態の逆流防止装置10Bによれば、排水室弁体29と排水室連絡口弁座32との間に針金等のゴミ38が挟まり排水室弁体29が正常に動作しなくなった状態で、二次側からの逆圧および一次側からの負圧の双方の圧力による逆流を防止することができる。
【0036】
(第3実施形態)
図5は第3実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図であり、図6は第3実施形態に係る逆流防止装置の動作説明図である。第3実施形態に係る逆流防止装置10Cは、吸気口23の位置を、吸気室15の側部(図示左側)でなく、例えば、吸気室15の上側にした構成である。なお、第3実施形態により得られる効果は、第1実施形態および第2実施形態と同様であり、また後記する第4実施形態ないし第9実施形態についても同様の効果を有するものである。
【0037】
すなわち、図5に示すように、逆流防止装置10Cは、第1実施形態および第2実施形態での吸気室軸部28に替えて側面視L字状に形成された吸気室軸部28aとした開閉手段V2と、弁箱11に吸気室弁体30を、吸気口23を閉塞する位置と開放する位置との間で案内するガイド部11aと、を備えている。
【0038】
吸気室軸部28aは、一端が固定板26に固定され、固定板26から排水室軸部27と平行に延び、吸気室連絡口20を通って、吸気室15内において上向きに直角に折り曲げられている。吸気室軸部28aの先端に取り付けられた吸気室弁体30が上下方向(鉛直方向)に直交する向き(水平方向)にスライド可能となるように構成されている。
【0039】
ガイド部11aは、断面視(側面視)L字状に形成されるとともに、吸気室軸部28aを水平方向に案内するスライド孔11bが形成されている。また、ガイド部11aは、吸気室弁体30によって吸気口23を閉塞できる隙間となるように構成されるとともに、排水室弁体29が排水口22を閉塞したときに、同時に吸気室弁体30が吸気口23を閉塞するように設定されている。
【0040】
なお、吸気口23を閉塞できるとともに、図6に示すように、吸気口23の開放時に外気を吸気室15に取り込むことができる構成であれば、前記した構造に限定されるものではなく、ガイド部の形状を適宜変更することができる。
【0041】
(第4実施形態)
図7は第4実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。第4実施形態に係る逆流防止装置10Dは、第3実施形態の吸気室軸部28aに替えて吸気室軸部28bとし、ガイド部11aに替えて吸気室軸部28bを支持するガイド部11cとした開閉手段V3を備えている。なお、第4実施形態により得られる効果は、第1実施形態ないし第3実施形態と同様である。
【0042】
すなわち、開閉手段V3の吸気室軸部28bは、例えば、薄肉ステンレス管を蛇腹状に形成して可撓性を有するように構成したものである。
【0043】
ガイド部11cは、吸気室軸部28bの蛇腹部28b1が摺動可能に挿通される管状の部材であり、吸気室15内の所定の位置に固定されている。また、ガイド部11cは、湾曲した形状を呈し、一端が吸気室連絡口20と対向する方向に向けられ、他端が吸気口23と対向する方向に向けられている。
【0044】
このような、蛇腹形状の吸気室軸部28bを備え、吸気室軸部28bをガイド部11cで支持することにより、一次圧力室12の圧力P1が流体通過室13の圧力P2よりも高いときには、吸気室軸部28bが吸気室15内の方向に押圧されるとともに、蛇腹部28b1がガイド部11c内を摺動しながら進み、吸気室弁体30が吸気口弁座33を押圧して、吸気口23が閉塞する。また、圧力P2が圧力P1よりも高くなると、吸気室軸部28bが流体通過室13側に引き込まれるとともに、蛇腹部28b1がガイド部11c内を摺動しながら後退して吸気室弁体30が吸気口弁座33から離れて、吸気口23が開放する。
【0045】
なお、水平方向の運動を上下方向の運動に変換できるものであれば、前記した構造に限定されるものではない。
【0046】
(第5実施形態)
図8は第5実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。第5実施形態に係る逆流防止装置10Eは、第1実施形態の逆流防止装置10Aから排水室14と吸気室15とを区画する仕切壁24を取り除いた構成である。なお、以下に示す条件を満たす場合に、仕切壁24を取り除くことができる。
【0047】
すなわち、二次側からの逆圧の最大値、例えば、循環ポンプ58(図1参照)の揚程(ポンプの水を上げることのできる高さ)と、排水口22の口径D1および末端回路までの圧力損失と、排水口22の上端22aから吸気口23の下端23aまでの高低差(水頭圧)との関係から、二次側からの逆流水が吸気口23の下端23aまで達しない構造のシステムに適用できる。この場合には、図8に示すように、仕切壁24が取り除いたとしても逆流水が吸気口23に達することは無く、吸気口23から外気を取り込むことが可能になる。
【0048】
(第6実施形態)
図9は第6実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。第6実施形態に係る逆流防止装置10Fは、第5実施形態の変形例であり、開閉手段V1に替えて開閉手段V4とした構成である。
【0049】
すなわち、開閉手段V4は、第1実施形態での排水室弁体29と吸気室弁体30を一体化した弁体40を備え、弁体40によって排水口22と吸気口23とを同時に閉塞できるものである。また、排水室連絡口19と吸気室連絡口20とを一体化して大径の連絡口41としたものである。
【0050】
なお、弁体40の形状(平面視の形状)は、排水口22と吸気口23を同時に開閉できるものであればよく、円形状に限定されるものではなく、四角形状、多角形状、異形状など、弁箱11の形状に合わせて適宜変更することができる。また、開閉手段V4のみを変更して、排水室連絡口19と吸気室連絡口20を残す構成であってもよい。
【0051】
第6実施形態の場合においても、第5実施形態と同様に、循環ポンプ58(図1参照)の揚程(ポンプの水を上げることのできる高さ)と、排水口22の口径D1および末端回路までの圧力損失と、排水口22の上端22aから吸気口23の下端23aまでの高低差(水頭圧)との関係から、二次側からの逆流水が吸気口23の下端23aまで達しない構造の給湯システムに適用できる。
【0052】
(第7実施形態)
図10は第7実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図、図11は第7実施形態に係る逆流防止装置の動作説明図である。第7実施形態に係る逆流防止装置10Gは、第1実施形態に示す逆流防止装置10Aを基本構造とし、流体通過室13に補助排水口60と、この補助排水口60を開閉する開閉手段V5と、を備えた構成である。
【0053】
すなわち、補助排水口60は、流体通過室13の下部に下向きに配置されている。また、弁箱11の下部において、補助排水口60は、流出口21と排水室連絡口19を挟んで並んで配置されている。よって、排水室連絡口19を越えて流体通過室13に溜まった水(湯)は、重力の作用によって補助排水口60から容易に排出することができる。
【0054】
開閉手段V5は、固定板26に補助排水口軸部61を備え、補助排水口軸部61の先端には補助排水口弁体62が設けられて構成されている。また、補助排水口軸部61は、側面視L字状に形成され、補助排水口弁体62が水平方向にスライド可能に支持されている。
【0055】
また、弁箱11の内部には、補助排水口弁体62を案内するガイド部11dが設けられている。このガイド部11dは、例えば、前記したガイド部11aと同様に、断面視(側面視)L字状に形成されるとともに、補助排水口軸部61を水平方向に案内するスライド孔11eが形成されている。また、ガイド部11dは、補助排水口弁体62が、補助排水口60の開口縁部に形成された補助排水口弁座63に着座して補助排水口60を閉塞できる隙間となるように構成されるとともに、補助排水口弁体62が補助排水口60を閉塞したときに、同時に排水室弁体29が排水口22および吸気室弁体30が吸気口23を閉塞する位置となるように設定されている。
【0056】
補助排水口弁体62は、通常時において、補助排水口60を閉塞する位置に保持されているが、図11に示すように、二次側(浴槽56側)から逆圧による逆流水が流出口21から逆流防止装置10G内に流入した際に、隔膜16が流体通過室13側から一次圧力室12側へ移動するのに連動して、補助排水口弁体62がガイド部11dに案内されながら補助排水口60を閉塞する位置から開口(開放)する位置へ移動する。
【0057】
第7実施形態によれば、排水室弁体29と排水室連絡口19との間に針金等のゴミ38が詰まりシール性が損なわれ、排水室14から流体通過室13に逆流水が流入したとしても、開放した補助排水口60より逆流水を外部に排出することができる。このように、流体通過室13に溜まった逆流水を外部に排出できるので、逆流水の一次側(給湯管1f側)への流入するのを確実に防止することができる。よって、第7実施形態では、前記した第1実施形態ないし第6実施形態に比べて逆流防止装置(また、給湯システム50)としての信頼性を向上させることができる。なお、逆流水の排水口22への流れ、外気の流入口18への流れについては、第1実施形態と同様である。
【0058】
(第8実施形態)
図12は第8実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。第8実施形態に係る逆流防止装置10Hは、補助排水口軸部61に替えて補助排水口軸部61aとした構成である。その他の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。なお、第8実施形態により得られる効果は、第7実施形態と同様である。
【0059】
ところで、補助排水口弁体62は、隔膜16の動作に連動して開閉することを目的としているため、第7実施形態のように補助排水口軸部61が固定板26と結合している必要はなく、排水室軸部27と結合する構造でもよい。すなわち、開閉手段V6は、補助排水口軸部61aが直線状に形成された軸であり、排水室軸部27に対して補助排水口60側に向けて直交する向きに接続されている。
【0060】
(第9実施形態)
図13は第9実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。第9実施形態に係る逆流防止装置10Iは、取付方向を変えて設置可能としたものであり、二次側からの逆圧および一次側からの負圧による逆流を防止できるものである。
【0061】
図13に示すように、逆流防止装置10Iは、第7実施形態に示す逆流防止装置10Gを基本構造とし、流体通過室13と吸気室15とを仕切るための吸気排水室仕切壁70を流体通過室13と排水室連絡口19とを仕切るための排水室仕切壁71とを分離し設けた構成である。
【0062】
吸気排水室仕切壁70は、排水室仕切壁71よりも一次圧力室12側に位置している。また、吸気排水室仕切壁70には、排水室軸部27を貫通させる排水室軸部孔72と、吸気室軸部28aを貫通させる吸気室軸部孔73とが形成されている。また、吸気排水室仕切壁70には、流体通過室13と吸気室15とを連通させる吸気排水室連絡口74が形成されている。この吸気排水室連絡口74は、排水室14と第2吸気排水口60Aとの間の弁箱11の底部に位置している。
【0063】
また、第2吸気排水口60Aの中心位置O2が流入口18の中心位置O1よりも一次圧力室12側に位置するように、流入口18と第2吸気排水口60Aとの位置が関係づけられている。なお、第7実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0064】
(第1の取付方向)
まず、逆流防止装置10Iの第1の取付方向について図14を参照して説明する。図14に示すように、流入口18が弁箱11の上部に位置するように取り付けた場合、流出口21から排水室14へ流入する逆流水の一部(大部分)は排水口22から排出され、排水室連絡口19を経由して排水室14から流体通過室13へ流入する残りの逆流水は、吸気排水室連絡口74を通って、弁箱11の底面に沿って流れ、第2吸気排水口60Aから排水される。一方、第1吸気排水口23Aから吸気された外気は、吸気孔37を経由して吸気室15から流体通過室13へ流入し、流入口18から一次側へ流入する。
【0065】
このように、第1の取付方向では、逆流防止装置10Iの上下において逆流水の流れと外気の流れが分離するように構成されているので、逆流水によって外気の流れが阻害されることがない。その結果、二次側からの逆圧および一次側からの負圧による一次側流路(給湯管1f)への逆流水の流入を防止することができる。
【0066】
(第2の取付方向)
次に、逆流防止装置10Iの第2の取付方向について図15を参照して説明する。図15に示すように、排水口22が弁箱11の上部に位置するように取り付けた場合、流出口21から排水室14に流入する二次側からの逆流水は、第1の取付方向の場合と同様な順路をたどり、逆流水の一部(大部分)が排水口22から排出され、残りの逆流水が吸気排水室連絡口74を通って弁箱11の側部に沿って流れ落ち、第2吸気排水口60Aから排出される。また、第1吸気排水口23Aから流入した外気についても、第1の取付方向の場合と同様な順路をたどり、すなわち吸気孔37を経由して吸気室15から流体通過室13へ流入し、流入口18より一次側へ流入する。
【0067】
このように、逆流水の流れと外気の流れが逆流防止装置10Iの左右において分離するように構成されているので、逆流水によって外気の流れが阻害されることがない。その結果、二次側からの逆圧および一次側からの負圧による一次側流路への逆流水の流入を防止することができる。
【0068】
(第3の取付方向)
次に、逆流防止装置10Iの第3の取付方向について図16を参照して説明する。図16に示すように、流出口21が弁箱11の上部に位置するように取り付けた場合、流出口21から排水室14へ流入する逆流水の一部(大部分)は排水口22から排出され、排水室連絡口19を経由して排水室14から吸気室15へ流入する残りの逆流水は、重力の作用によって流れ落ち、吸気室15の底に位置する第1吸気排水口23Aから排出される。このとき、一次側の負圧に対しては、第2吸気排水口60Aが吸気口となり、第2吸気排水口60Aから流体通過室13へ流入した外気は、流体通過室13の下部に位置する流入口18から一次側流路へ流入する。
【0069】
このように、逆流水の流れと外気の流れが吸気排水室仕切壁70を介して左右に分離するように構成されているので、逆流水が流入口18に流入することはなく、また逆流水によって外気の流れが阻害されることがない。その結果、二次側からの逆圧および一次側からの負圧による一次側流路への逆流水の流入を防止することができる。
【0070】
(第4の取付方向)
次に、逆流防止装置10Iの第4の取付方向について図17を参照して説明する。図17に示すように、排水口22を弁箱11の下部に位置するように取り付けた場合、流出口21から流入する二次側からの逆流水は、第3の取付方向の場合と同様な順路をたどり、すなわち逆流水の一部(大部分)が排水口22から排出され、排水室連絡口19を経由して排水室14から吸気室15へ流入する残りの逆流水は、第1吸気排水口23Aから排水される。一方、一次側の負圧に対しても、第3の取付方向の場合と同様な順路をたどり、すなわち第2吸気排水口60Aから流入した外気は、流入口18より一次側流路へ流入する。
【0071】
このように、逆流水の流れと外気の流れが吸気排水室仕切壁70を介して上下に分離され、外気の流れの下側に逆流水が流れるように構成されているので、逆流水によって外気の流れが阻害されることがない。その結果、二次側からの逆圧および一次側からの負圧による一次側流路への逆流水の流入を防止することができる。
【0072】
このように、第9実施形態の逆流防止装置10Iによれば、第1の取付方向ないし第4の取付方向の複数の取付方向に対して二次側からの逆圧および一次側からの負圧による一次側流路への逆流水の流入を防止することができ、第1実施形態ないし第8実施形態の逆流防止装置10A〜10Hよりも製品としての信頼性を向上できる。
【0073】
なお、本発明は、前記した各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を適宜選択して互いに組み合わせて構成することができる。また、本実施形態の逆流防止装置10Aないし10Iは、浴槽56から給水管への逆流を防止する箇所に適用されるだけではなく、給湯システム50のその他の箇所、つまり給水管への逆流を防止する必要がある箇所に適用することができる。
【符号の説明】
【0074】
1a 給水管
1d,1f 給湯管(一次側流路)
3a 給湯管(二次側流路)
4 排水吸気室
10A〜10I 逆流防止装置
11 弁箱
11a,11d ガイド部
12 一次圧力室
13 流体通過室
14 排水室
15 吸気室
15A 吸気排水室
16 隔膜
16a 撓み部
17 導入管
18 流入口
19 排水室連絡口
20 吸気室連絡口
21 流出口
22 排水口
23 吸気口
23A 第1吸気排水口
24 仕切壁
26 固定板
27 排水室軸部
28,28a,28b 吸気室軸部
29 排水室弁体
30 吸気室弁体
31 排水口弁座
32 排水室連絡口弁座
33 吸気口弁座
34 吸気室連絡口弁座
35 流体通過室仕切壁
36 バネ
37 吸気孔
40 弁体
41 連絡口
50 給湯システム
51 貯湯タンク
52 ヒートポンプユニット
53 混合弁
54 電磁弁
55 逆止弁
56 浴槽
57 追焚き回路
58 循環ポンプ
60 補助排水口
60A 第2吸気排水口
61 補助排水口軸部
62 補助排水口弁体
70 吸気排水室仕切壁
71 排水室仕切壁
72 吸気室軸部孔
73 吸気室軸部孔
74 吸気排水室連絡口
V 減圧弁
V1〜V6 開閉手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一次側流路の流体の流体圧が作用する一次圧力室と、
一次側流路から二次側流路へと流体を通過させる流体通過室と、
前記一次圧力室と前記流体通過室とを区画し一次側と二次側の圧力差によって撓み変形可能な隔膜と、
前記流体通過室と連通して前記二次側流路からの逆流水を導入するとともに外気を導入する排水吸気室と、
前記流体通過室と前記一次側流路とを連通させる流入口と、
前記排水吸気室と前記二次側流路とを連通させる流出口と、
前記排水吸気室から逆流水を外部に排出する排水口と、
前記排水吸気室に外気を導入する吸気口と、
一次側の圧力が二次側の圧力よりも高いときに前記排水口および前記吸気口を閉じ、二次側の圧力が一次側の圧力より高いときに前記排水口および前記吸気口を開放し且つ前記流体通過室と前記排水吸気室との間を閉塞する開閉手段と、を備えることを特徴とする逆流防止装置。
【請求項2】
前記排水吸気室は、仕切壁によって、前記排水口と連通する排水室と、前記吸気口と連通する吸気室とに区画され、
前記排水室は、排水室連絡口を介して前記流体通過室と連通し、
前記吸気室は、吸気室連絡口を介して前記流体通過室と連通し、
前記開閉手段は、
一次側の圧力が二次側の圧力よりも高いときに前記排水口を閉じ、二次側の圧力が一次側の圧力より高いときに前記排水口を開放し且つ前記排水室連絡口を閉塞する排水室弁体と、
一次側の圧力が二次側の圧力よりも高いときに前記吸気口を閉じ、二次側の圧力が一次側の圧力より高いときに前記吸気口を開放する吸気室弁体と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の逆流防止装置。
【請求項3】
前記流体通過室は、
逆流水を排出する補助排水口と、
前記開閉手段に連動して、一次側の圧力が二次側の圧力よりも高いときに前記補助排水口を閉じ、二次側の圧力が一次側の圧力より高いときに前記補助排水口を開放する補助排水弁体と、を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の逆流防止装置。
【請求項4】
前記流体通過室と前記吸気室とを連通する吸気孔を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の逆流防止装置。
【請求項5】
一次側流路の流体の流体圧が作用する一次圧力室と、
一次側流路から二次側流路へと流体を通過させる流体通過室と、
前記一次圧力室と前記流体通過室とを区画し一次側と二次側の圧力差によって撓み変形可能な隔膜と、
前記流体通過室と吸気排水室仕切壁を介して区画され、前記吸気排水室仕切壁に形成された吸気排水室連絡口を介して連通する吸気排水室と、
前記吸気排水室に外気を導入し且つ逆流水を排出する第1吸気排出口と、
前記吸気排水室と排水室連絡口を介して連通する排水室と、
前記二次側流路から前記排水室に導入された逆流水を外部に排出する排水口と、
前記流体通過室と前記一次側流路とを連通させる流入口と、
前記流入口と対向して配置され、外気を導入し且つ逆流水を排出する第2吸気排水口と、
前記流体通過室と前記吸気排水室とを連通する吸気孔と、
一次側の圧力が二次側の圧力よりも高いときに前記排水口、前記第1吸気排水口および前記第2吸気排水口を閉じ、二次側の圧力が一次側の圧力より高いときに前記排水口、前記第1吸気排水口および前記第2吸気排水口を開放し且つ前記排水室と前記吸気排水室との間を閉塞する開閉手段と、を備え、
前記第2吸気排水口は、前記流入口よりも前記一次圧力室側に位置していることを特徴とする逆流防止装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【公開番号】特開2013−61015(P2013−61015A)
【公開日】平成25年4月4日(2013.4.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−199758(P2011−199758)
【出願日】平成23年9月13日(2011.9.13)
【出願人】(399048917)日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Fターム(参考)】