JP2012508357A - 水栓用バルブ装置 - Google Patents

Abstract

バルブ装置１０は水処理装置への標準的な単一ライン水栓の使用を可能にする。バルブ装置は、未処理供給水を受け取るため、水処理装置へ水を供給するため、水処理装置から処理水を受け取るため及び処理水をディスペンサへ供給するための口１４、１６、２０、２２を含む。バルブ装置は、供給水栓が閉鎖されるとき水処理装置への水の流入を防止し、水栓が開放されるとき水処理装置への水の流入を可能にする自動遮断弁２４を含む。バルブ装置は、水栓が閉鎖されるとき水処理装置から圧力を逃がす圧力逃がし機構１００及びバルブ装置内において所望の圧力量を維持するための逆止め弁２５を含むことができる。

Description

本発明は、供給流体により駆動される流路装置、特に、水処理装置を組み込む流路装置に関する。

濾過された処理済み水（以下、「処理水」と言う）を提供する水処理装置は、周知である。この種の装置は、一般に、供給ラインから未処理水を受け取る入口と、水を処理する１つまたはそれ以上のフィルタと、処理水の出口とを含む。処理水出口を開放（すなわち回転開栓）可能な水栓に接続して、処理水を供給することができる。現在、多くの水処理装置は、未処理水を水処理装置へ供給する第一ラインと、水処理装置から処理水を受け取る第二ラインと、供給源から未処理水を受け取る第三ラインとを含む「３ライン」水栓とともにのみ使用できる。この構成は、水栓のバルブが開放されるときしか水処理装置が圧力を受けないので、水を供給するために「待機中」の水処理装置に掛かる圧力を制限するのに役立つ。残念ながら、３ライン水栓の型式及び選択肢の数は限られているので、装置に掛かる圧力を制限しながら、水処理装置から処理水を供給するために標準的な単一ライン水栓を使用できるようにする装置が必要となる。

本発明は、水処理装置に標準的な単一ライン水栓の使用できるようにするバルブ装置を提供する。１つの実施形態において、バルブ装置は、（１）未処理供給水を受け取るため、（２）、水処理装置へ水を供給するため、（３）水処理装置から処理水を受け取るため、及び（４）処理水をディスペンサ（すなわち、単一ライン水栓）へ供給する口を有するハウジングを含む。バルブ装置は、さらに、バルブ装置と未処理水ディスペンサとの間で供給水を分割する未処理水出口を含むことができる。

バルブ装置はハウジング内に自動遮断弁を含む。遮断弁は、供給水栓が閉鎖されるとき水処理装置への水の流入を防止し、水栓が開放されるとき水処理装置への水の流入を可能にする。自動遮断弁は、流入する供給水と流出する処理水との間の差圧で作動する。

１つの実施形態において、バルブ装置は、さらに圧力逃がし機構を含む。圧力逃がし機構は、水栓が閉鎖されるとき水処理装置から圧力を逃がす。この実施形態において、バルブ装置は、自動遮断弁を閉鎖したままにするためにバルブ装置内部において所望の圧力量を維持する逆止め弁を含むこともできる。バルブ装置は、さらにバルブ装置及び水処理装置へ流入する流体の量を制御する流量コントローラを含むことができる。

本発明の水栓用バルブ装置は、水処理装置と直列に挿入できて、水処理装置に標準的な単一ライン水栓を使用できるようにする、信頼できる仕組みを提供する。また、バルブ装置は、水栓が閉められたら水処理装置から圧力を逃がす（かつ装置への流体の流れを除去する）ことによって、水処理装置を簡単に保守できるようにする。本発明の他の特徴及び利点は以下の説明及び図面を見れば当業者には明らかになるだろう。

１つの実施形態による水栓用バルブ装置の斜視図である。 バルブ装置に接続された供給ラインを示す、水栓用バルブ装置の上面図である。 図１の水栓用バルブ装置の分解図である。 １つの実施形態によるプランジャの斜視図である。 バルブ装置を通過する流体の流れを示す模式的フローチャートである。 本発明の１つの実施形態の模式的フローチャートである。 別の実施形態の水栓用バルブ装置の斜視図である。 図７の水栓用バルブ装置の分解図である。 別の実施形態による水栓用バルブ装置の斜視図である。 バルブ装置に接続された供給ラインを示す、図９の水栓用バルブ装置の上面図である。 図９の水栓用バルブ装置の分解図である。

本発明の１つの実施形態による水栓用バルブ装置は、図１〜３において全体として参照番号１０として示される。バルブ装置１０は、水処理装置への標準的な単一ライン水栓の使用を可能にするように構成され、一般に、供給水、水栓、及び水処理装置１１など下流装置にバルブ装置１０を接続するために複数の口を含む。図示するように、水栓用バルブ装置１０は、供給水入口１４と、未処理水出口１６と、処理水出口１８と、水処理装置出口２０と、水処理装置入口２２とを有するハウジング１２を含む。自動遮断弁２４は、ハウジング内において、供給水入口１４、処理水出口１８及び水処理装置入口２０及び出口２２と流通可能に接続される。１つの実施形態において、自動遮断弁は、供給水入口１４と処理水出口１８との間の差圧で作動し、自動遮断弁は、供給水の栓が開かれると水処理装置１１を通過する水の流れを可能にし、供給水の栓が閉じられると水処理装置１１を通過する水の流れを防止する。逆止め弁２５は、ハウジング内において水処理装置入口２２と自動遮断弁２４との間に配置される。

ハウジング１２は多様な材料から形成でき、相互に組み合わされた複数のピースを含むことができる。１つの実施形態において、ハウジングは射出成形プラスチックから形成され、上側蓋５０、上側本体部５２、下側本体部５４及び下側蓋５６を含む。図示するように、口は上側及び下側本体部と一体的に成形されるが、必ずしもその必要はない。

図５は水栓用バルブ装置１０と、未処理水を供給する第一水栓２８と水処理装置１１から処理水を供給する第二水栓３０との間の接続を示す。図示される実施形態において、バルブ装置１０は、設置する必要のある部品の数を減らすことによって水供給ライン２６の接続を容易にするために、未処理水出口１６を組み込む。この実施形態において、供給ライン２６は供給水入口１４に接続され、未処理水供給ライン２９は未処理水出口１６と水栓２８との間に接続される。水栓２８は、バルブ装置１０が接続される前と同様に未処理水を供給するように作動する。別の実施形態において、未処理水出口１６はバルブ装置１０に含まれない。たとえば、従来の別個のパイプ取り付け具Ｔを供給ライン２６に接続して、未処理水用水栓２８とバルブ装置１０との間で供給水を分割することができる。処理水供給ライン３２は処理水出口１８と処理水用水栓３０との間に接続される。水処理装置取水ライン３４はバルブ装置出口２０と水処理装置の入口３６との間に接続され、水処理装置排水ライン３８は水処理装置の出口４０とバルブ装置入口２２との間に接続される。図示される実施形態において、供給水入口１４は直径１２.７ｍｍ（１／２インチ）のネジ付きパイプコネクタであり、未処理水出口１０及び処理水出口１８は直径９.５ｍｍ（３／８インチ）のネジ付きパイプコネクタであり、バルブ装置出口２０は９.５ｍｍ（３／８インチ）のジョンゲストコネクタ（John Guest connector）であり、バルブ装置入口２２は７.９ｍｍ（５／１６インチ）のジョンゲストコネクタである。別の実施形態において、バルブ装置１０のいずれの口も、用途に応じて他の多様なサイズ及びコネクタ型式を持つことができる。

１つの実施形態において、自動遮断弁２４及び逆止め弁はハウジング１２内部に収容される。逆止め弁２５を、一方向への流体の流れを防止する従来の逆止め弁とすることができる。図示される実施形態において、逆止め弁２５は、流体がバルブ装置入口２２を通過して水処理装置１１へ流れるのを防止するために、バルブ装置入口２２付近に配置される。自動遮断弁２４は、ハウジング１２内に配置され、供給水入口１４、処理水出口１８及びバルブ装置入口２０および出口２２と流通可能に接続される。図３に示すように、自動遮断弁は、プランジャリング６２内部で支持されるプランジャ６０を含む。プランジャ６０は、上面６６及び下面６８を有するプレート６４と、プレート６４から伸びるベース部７０とを含む。図示される実施形態において、プレート６４は円形であり、ベース部７０はほぼ円筒形の側壁７２を有する。プランジャ６０は、プレート６４が上側本体部５２に向かって移動してベース部７０と下側本体部との間に間隙を持つ開放位置と、ベース部７０が下側本体部５４と当接する閉鎖位置との間で移動可能であるように、プランジャリング６２内に取り付けられる。開放位置のとき、自動遮断弁２４は、水（または他の流体）が供給ラインからベース部７０と下側本体部５４との間の間隙を通過してバルブ装置出口２０から出て、水処理装置１１を通過した後、バルブ装置入口２２を通過してバルブ装置へ戻り、処理水出口１８から出て、最終的に処理水用水栓３０の外へ流れるようにする。閉鎖位置のとき、自動遮断弁２４は、入口１４からバルブ装置１０への流体の流れを可能にする穴６３を遮断することによって水（または他の流体）がバルブ装置１０へ流入するのを防止する。１つの実施形態において、自動遮断弁２４は、プランジャ６０と上側本体部５２との間の上側膜３１と、プランジャ６０のベース部７０と下側本体部５４との間の下側膜３３とを含む。この実施形態において、流体は、膜と上側本体部５２及び下側本体部５４との間を流れるので、膜３１、３３はプランジャ６０を流体からシールする。上述のように、自動遮断弁２４は、プランジャの下を通過する流体とプランジャの上を通過する流体との間の差圧で作動する。水栓が閉められると、逆止め弁２５はプランジャ６０上方のバルブ装置内部の圧力を保持して、プランジャを閉鎖位置にする。水栓３０が開けられると、プランジャ６０上方の圧力が減少するので、プランジャ６０は上側本体部５２へ向かって開放位置へ移動して、流体がバルブ装置１０を通過して水処理装置１１へ流入できるようにする。図３及び５に示すように、プランジャ６０が開放位置に移動すると、流体は供給水入口１４から下側本体部５４の上面６５に形成された穴６３を通過して溝６７へ流入する。溝６７は水処理装置出口２２と流通可能に接続される。流体が穴６３を流れるとき、それ（穴６３）は下側膜３３と係合し、下側膜はプランジャ６０を開放位置へ押圧する。図示される実施形態において、プランジャ６０を開閉するために必要な差圧は、プレート６４とベース部７０との相対的直径を変化させることによって適宜変えることができる。別の実施形態において、バルブ装置１０への流体の流入流出を制御するために、別の自動遮断装置を使用できる。

１つの実施形態において、自動遮断弁２４はプランジャ６０のチャタリング（ガタガタ音）を防止する装置を含む。チャタリングは、圧力がある時間ほぼプランジャ６０を開放位置へ動かすレベルを維持するように、プランジャ６０上方または下方の圧力がゆっくり変化する状況において生じる。これによって、プランジャ６０は開放位置と閉鎖位置の間で前後に急激に移動する。これは大きな音を立てて神経を苛立たせる可能性があり、また水栓が滴をたらす原因となる可能性がある。本発明の場合、チャタリングの状況は、水栓３０が閉鎖されるときに生じる可能性がある。なぜなら、圧力がプランジャ６０の上面に徐々に蓄積するからである。チャタリングを防止するために、バルブ装置１０は、プランジャ６０を開放位置へ移動させるために十分な量の圧力が導入されるまでプランジャ６０を機械的に閉鎖位置に維持する装置を含むことができる。図３及び４に示すように、図示される実施形態において、バルブ装置１０は、ばね荷重を受けるボール７８を有する連続体のピン７６を含む。ボールはプランジャリング６２の穴８４を通過して伸び、プランジャのベース部７０の側壁７２の戻り止め８６に嵌合する。図４に示すように、戻り止め８６は、プランジャ６０を閉鎖位置へ付勢する傾斜面を持つことができる。この実施形態において、プランジャ６０が開放位置へ移動するためには、プランジャのベース部７０に対する力は、プレート６４に掛かる圧力の力並びにばね荷重を受けるボール７８の力に打ち勝たなければならない。別の実施形態において、プランジャ６０を開放または閉鎖位置へ付勢するために、別の機械的または電気機械的デバイスを使用できる。

１つの実施形態において、本発明は、さらにバルブ装置１０へ流入する流体の流量を制限し、最終的に水処理装置１１へ流入する流体の流量を制限する流量コントローラ９０を含む。これによって、水処理装置１１がいつでも所望の量の流体または最高量未満の流体を処理するために作動できるようにする。１つの実施形態において、流量コントローラ９０は供給水入口１４付近に配置される可撓性材料のリングである。他のタイプの既知の流量コントローラを使用することもできる。

図６の模式的フローチャートに示される別の実施形態において、バルブ装置１０は、さらに、自動遮断弁２４が閉鎖されるとき水処理装置１１に掛かる圧力を逃がす圧力逃がし機構１００を含む。１つの実施形態において、圧力逃がし装置１００は、水処理装置１１と逆止め弁２５（装置から空気を排出可能にする）との間に配置されるバルブ装置１０における逆止め弁とすることができる。別の実施形態において、圧力逃がし装置は、自動遮断弁２４が閉鎖されるとき水処理装置１１から貯留器の中へ能動的に圧力を移すためにベンチュリを使用する貯留器などの能動的装置とすることができる。圧力逃がし装置１００は、水栓３０が閉鎖されるときいつでも水処理装置１１が圧力を受けないようにできる。これによって、水処理装置１１をオフラインにする必要なく水処理装置１１を保守できるので、特に役に立つ。これは、自動遮断弁２４が水処理装置１１を圧力なしに維持するのに十分な速度で閉鎖できない状況において必要かもしれない。圧力逃がし装置１００は、自動遮断弁２４が（第一の図示される実施形態におけるように）前記の圧力を防止するのに十分な速度で閉鎖できる場合には必要ない。

バルブ装置の別の実施形態を図７〜８及び図９〜１１に示す。これらの実施形態は、バルブ装置を閉鎖してロックするためのスイッチと圧力逃がし装置とを含む点を除いて、上述の実施形態と同様にかつ同じ基本要素で作動する。図７〜８はピン１０４と係合する回転スイッチ１０２を示す。ピン１０４はハウジング１２の穴（図示せず）を通過し、（バルブ装置が）閉鎖されるとき、ピンはプランジャのベース部７０の穴１０６を通過して、プランジャ６０を閉鎖位置にロックする。図９〜１１は、ピン１０４と同様に作動するピン１０４’を含むスライドスイッチ１０２’を示す。水栓３０が開かれてもプランジャ６０が開放しないようにするために、ロック機構を使用できる。これによって、水処理装置１１の保守が実施されている場合などに、バルブ装置１０からの水の望ましくない流出を防止できる。図８及び１１は、水栓３０が閉められるとき水処理装置１１の圧力を逃がす圧力逃がし装置１００を示す。

バルブ装置１０は水を処理するために１つまたはそれ以上のフィルタを含む水処理装置１１に関連して説明しているが、温水暖房機または軟水器など流体の供給によって作動する他のデバイスに関連してバルブ装置を使用できる。このような用途においては、バルブ装置１０をデバイスと直列に配置して、下流デバイスの機能不良及び（または）漏水の場合の氾濫など破局的故障を防止するよう作動できる。

上述の説明は本発明の現在の実施形態に関する説明である。特許請求の範囲において定義されるように本発明の思想及び広義の形態から逸脱することなく、様々な変更及び変化を加えることができ、これらは均等物の原則を含めて特許法の原則に則って解釈されるべきである。単数の要素に言及する場合、これはその要素を単数に限定するものと解釈されないものとする。

Claims (20)

1. 下流の流体処理装置を単一ライン水栓に接続するバルブ装置であって、
   ハウジングと、
   前記バルブ装置へ供給される流体を受け入れるための、前記ハウジング上の第一入口と、
   前記第一入口と流通可能に接続された、前記ハウジング上の第一出口であり、該第一出口が前記バルブ装置から前記下流の流体処理装置へ流体を送るための第一出口と、
   前記下流の流体処理装置から前記バルブ装置へ流体を受け入れるための、前記ハウジング上の第二入口と、
   前記バルブ装置から前記単一ライン水栓へ流体を送るための、前記ハウジング上の第二出口と、
   前記第一入口、前記第一出口、前記第二入口及び前記第二出口と流通可能に接続された、前記ハウジング内の遮断弁と、
   を備え、
   前記遮断弁が開放位置と閉鎖位置との間で切り替え可能であり、前記開放位置において前記第一入口を通過して前記第一出口へ至る流体の流れ及び前記第二入口を通過して前記第二出口へ至る流体の流れが可能となり、前記閉鎖位置において、前記第一入口から前記第二出口への流体の流れが阻止されることを特徴とする、
   バルブ装置。
2. 前記第二入口に隣接して前記ハウジング内に逆止め弁を含む、請求項１に記載のバルブ装置。
3. 前記逆止め弁と前記第二入口との間に、前記第二入口内部の第一圧力を減少させることができる圧力逃がし機構を含む、請求項２に記載のバルブ装置。
4. 前記逆止め弁が、前記第二入口から前記第二出口への流体の流れを可能にし、かつ前記第二出口から前記第二入口への流体の流れを阻止できることを特徴とする、請求項２に記載のバルブ装置。
5. 前記遮断弁内にプランジャを含み、該プランジャが第一位置と第二位置との間で切り替え可能であり、
   前記第一位置において、前記第一入口を通過して前記第一出口へ至る流体の流れ及び前記第二入口を通過して前記第二出口へ至る流体の流れが可能となり、
   前記第二位置において、前記第一入口から前記第二出口への流体の流れが防止され、
   前記第一入口内部の第一圧力と前記第二出口内部の第二圧力との間の差圧が規定値より大きいとき前記プランジャが前記第一位置にあることを特徴とする、請求項１に記載のバルブ装置。
6. 前記遮断弁が少なくとも１つの安定化部材を含み、該安定化部材が前記プランジャを前記閉鎖位置へ付勢することを特徴とする、請求項１に記載のバルブ装置。
7. 前記遮断弁が前記開放位置に設定されるのを阻止するスイッチを含む、請求項１に記載のバルブ装置。
8. ハウジングと、
   第一入口を通過して前記ハウジングの中へ及び第一出口を通過して前記ハウジングの外へ伸びる未処理水供給流路と、
   第二入口を通過して前記ハウジングの中へ及び第二出口を通過して前記ハウジングの外へ伸びる処理水供給流路と、
   前記ハウジング内部の逆止め弁であり、前記ハウジングから前記第二入口を通過する流体の流れを防止する逆止め弁と、
   開放位置と閉鎖位置との間で切り替え可能な前記ハウジング内部の遮断弁であって、前記開放位置において前記未処理水供給流路及び前記処理水供給流路を通過する流体の流れが可能となり、前記閉鎖位置において前記未処理水供給流路を通過する流体の流れが阻止される、遮断弁と、
   を備える、バルブ装置。
9. 前記第一入口を通過して前記ハウジングの中へ及び第三出口を通過して前記ハウジングの外へ伸びるバイパス流路を含む、請求項８に記載のバルブ装置。
10. 前記第二入口に隣接して前記ハウジング内部に圧力逃がし機構を含み、前記遮断弁が閉鎖されるとき、前記圧力逃がし機構が、空気を前記供給流路から排気できることを特徴とする、請求項９に記載のバルブ装置。
11. 前記未処理水供給流路を通過する流体の流量を制限する流量コントローラを含む、請求項８に記載のバルブ装置。
12. 前記第一入口内部の第一圧力と前記第二出口内部の第二圧力との間に差圧が形成され、前記遮断弁が前記差圧に応じて前記開放位置と前記閉鎖位置との間で切り替えられることを特徴とする、請求項８に記載のバルブ装置。
13. 前記遮断弁内部に前記遮断弁を前記閉鎖位置へ付勢する安定化部材を含む、請求項８に記載のバルブ装置。
14. 水供給源と、
    水処理デバイスと、
    入力デバイスと、
    バルブ装置の中へ供給流体を受け入れるために前記水供給源に接続された第一入口と、前記バルブ装置から前記水処理デバイスへ流体を送るために前記水処理デバイスに接続された第一出口と、前記水処理デバイスから前記バルブ装置の中へ流体を受け入れるために前記水処理デバイスに接続された第二入口と、前記バルブ装置から前記入力デバイスへ流体を送るために前記入力デバイスに接続された第二出口と、前記第一入口、前記第一出口、前記第二入口及び前記第二出口と流通可能に接続された遮断弁とを含む、バルブ装置であって、前記遮断弁が開放位置と閉鎖位置との間で切り替え可能であり、前記開放位置において前記第一入口から前記第一出口への流体の流れ及び前記第二入口から前記第二出口への流体の流れが可能となり、前記閉鎖位置において前記第一入口から前記第一出口への流体の流れが阻止される、バルブ装置と、
    を備える、水処理装置。
15. 前記バルブ装置が前記第二入口に隣接して逆止め弁を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の水処理装置。
16. 前記逆止め弁と前記第二入口との間の圧力逃がし機構と、前記第二入り口内部の第一圧力とを有し、前記圧力逃がし機構が前記第一圧力を減少させることができることを特徴とする、請求項１５に記載の水処理装置。
17. 前記水処理デバイスに隣接して、前記水処理デバイスへの流体の流入量を制限する流量コントローラを含む、請求項１４に記載の水処理装置。
18. 前記遮断弁がプランジャと少なくとも１つの安定化部材とを含み、該安定化部材が前記プランジャを前記閉鎖位置へ付勢することを特徴とする、請求項１４に記載の水処理装置。
19. 前記第一入口内部の第一圧力と、前記第二出口内部の第二圧力と、前記第一圧力と前記第二圧力との間の差圧とを有し、前記差圧が規定値より大きいとき前記遮断弁が前記開放位置へ切り替えられ、前記差圧が前記規定値より小さいとき前記遮断弁が前記閉鎖位置へ切り替えられることを特徴とする、請求項１４に記載の水処理装置。
20. 前記バルブ装置が、前記遮断弁が前記開放位置に設定されるのを阻止するスイッチを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の水処理装置。

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