JPH06146367A - 凍結防止型洗浄弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】煩わしい開閉操作を無くし、気温が凍結温度ま
で低下しない場合には排水を自動的に止めることができ
る凍結防止型洗浄弁を提供すること。 【構成】洗浄弁は、押ボタンを押すことにより副弁を開
き、圧力室の内圧を逃がすことにより主弁が主弁口を開
き、入口室から主弁口を経て出口室へ洗浄水を流出させ
るとともに、圧力室の内圧の上昇により主弁が自動的に
閉じる。圧力室および入口室と出口室との間にはバイパ
ス通路が設けられ、このバイパス通路を弁体が開閉可能
である。洗浄弁本体には弁体を挿通するシリンダが固定
され、弁体の外周面とシリンダの内周面との間の環状空
間に水凝固室が形成される。水凝固室内の水が凝固する
時の体積膨張作用により弁体を開弁させ、バイパス通路
を開く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は小便器などに用いられる
凍結防止型洗浄弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、小便器に洗浄水を流すため
に、フラッシュバルブと呼ばれる自動閉止式の洗浄弁が
広く用いられている。図１，図２はこの洗浄弁の内部構
造を示す。図において、１は洗浄弁本体、２は給水配
管、３は流量調整弁であり、流量調整弁３によって洗浄
弁本体１に流入する水量を調整している。流量調整弁３
を通った水は洗浄弁本体１の入口室４に入る。入口室４
には主弁口６を開閉自在な主弁５が配置され、入口室４
の上部には主弁５によって仕切られた圧力室７が形成さ
れている。主弁５には、入口室４と圧力室７との間を連
通させるオリフィス穴８が形成されている。なお、オリ
フィス穴８に塵等が詰まるのを防止するため、オリフィ
ス穴８の外周はストレーナ９で覆われている。主弁５の
中央部には圧力室７と出口室１０とを連通させる副弁口
１１が形成され、この副弁口１１を開閉する副弁１２が
主弁５に吊り下げ支持されている。副弁１２はスプリン
グ１３によって副弁口１１を常時閉鎖する方向に付勢さ
れている。副弁１２には、副弁口１１を貫通して出口室
１０へと垂下する軸部１２ａが一体に形成されている。

【０００３】出口室１０には水平方向から押棒１４が進
退自在に挿入されており、この押棒１４の先端が副弁１
２の軸部１２ａに対向している。押棒１４はスプリング
１５によって常時外方へ付勢されており、洗浄弁本体１
から突出する押棒１４の先端部に押ボタン１６が固定さ
れている。押ボタン１６を押圧することによって押棒１
４が副弁１２の軸部１２ａを押圧し、副弁１２を傾動さ
せて副弁口１１を開くことができる。なお、出口室１０
は小便器に連通している。

【０００４】洗浄弁本体１の側部には、図２に示すよう
に弁室２０が一体に形成されており、この弁室２０と入
口室４，圧力室７および出口室１０とを夫々結ぶバイパ
ス穴２１ａ，２１ｂ，２１ｃが形成されている。弁室２
０の内部には凍結防止弁２２が螺合しており、凍結防止
弁２２の先端面に固定された弁パッキン２３がバイパス
穴２１ａ，２１ｂ，２１ｃの弁室側開口を同時に開閉可
能となっている。なお、圧力室７と通じるバイパス穴２
１ｂは開いていてもよい。凍結防止弁２２には外部に突
出する回転軸２２ａが一体に形成されており、この回転
軸２２ａを回すことにより全てのバイパス穴２１ａ，２
１ｂ，２１ｃを同時に開き、入口室４および圧力室７の
水を出口室１０へと排出できる。なお、バイパス穴２１
ａ，２１ｂ，２１ｃは何れも細穴であるため、凍結防止
弁２２がバイパス穴２１ａ，２１ｂ，２１ｃを全開して
も、流れる水の流量は凍結を防止できる程度の少量に制
限されている。

【０００５】ここで、上記構造の洗浄弁の動作を説明す
る。主弁５が主弁口６を閉じた状態では、入口室４の水
圧はオリフィス穴８を介して圧力室７にも導かれてい
る。主弁５の圧力室側の受圧面積は入口室側の受圧面積
より大きいので、主弁５は主弁口６を閉鎖している。こ
の状態で、押ボタン１６を押すと、押棒１４が副弁１２
を傾動させ、副弁口１１が開く。その瞬間に圧力室７の
内圧が抜けるので、入口室４の圧力によって主弁５は持
ち上がり、主弁口６を開く。そのため、多量の水が入口
室４から主弁口６を介して出口室１０へと流れる。主弁
口６が開いている間に、オリフィス穴８を介して圧力室
７に圧力水が導かれるので、圧力室７の内圧が徐々に上
昇し、やがて主弁５は主弁口６を閉じる。このようにし
て洗浄弁は、副弁１２を開いた後、一定時間後に主弁５
が自動的に閉じる動作を行い、ほぼ一定量の洗浄水を小
便器に流すことができる。副弁１２を開いてから主弁５
が閉じるまでの時間は、オリフィス穴８の開口面積で決
定される。

【０００６】ところで、寒冷期には給水配管２または洗
浄弁本体１（入口室４，圧力室７）の内部に溜まった水
が凍結し、その膨張作用により主弁５を破壊したり、配
管２を破損させる恐れがある。このような場合には、予
め凍結防止弁２２を開いておき、バイパス穴２１ａ，２
１ｂ，２１ｃを介して少量ずつ水を流しておく。これに
より、流れる水の保有熱により給水配管２および洗浄弁
本体１が凍結温度以下に低下するのを防止し、凍結破壊
を未然に防止できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記洗
浄弁の場合には、寒冷期の前に凍結防止弁２２を予め開
いておく必要があり、また寒冷期を過ぎた後は水の無駄
を無くすため凍結防止弁２２を閉じる必要がある。とこ
ろが、このような洗浄弁は極めて多数設置され、かつ設
置場所も異なるため、凍結防止弁２２の開閉操作を全て
の洗浄弁について行うのは多大の時間と手間がかかる。
また、気温が凍結温度まで低下しない場合でも、水はバ
イパス穴２１ａ，２１ｂ，２１ｃを介して流れ続けるの
で、１台当たりの排水量は少なくても、全ての凍結防止
型洗浄弁を合計すれば、大量の水が無駄に排出されるこ
ととなり、経済的ではない。そこで、本発明の目的は、
従来のような煩わしい開閉操作を無くし、気温が凍結温
度まで低下しない場合には排水を自動的に止めることが
できる凍結防止型洗浄弁を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、操作部材を操作することにより副弁を開
き、圧力室の内圧を逃がすことにより主弁が主弁口を開
き、入口室から主弁口を経て出口室へ洗浄水を流出させ
るとともに、圧力室の内圧の上昇により主弁が自動的に
閉じるようにした洗浄弁において、上記圧力室および入
口室の少なくとも一方と出口室とを結ぶバイパス通路
と、このバイパス通路を開閉可能で、水圧またはばね力
によりバイパス通路を閉じる方向に付勢された弁体と、
上記弁体を摺動自在に挿通するべく、洗浄弁本体に固定
されたシリンダと、上記弁体の外周面とシリンダの内周
面との間の環状空間に形成され、水凝固時の体積膨張作
用により弁体を開弁動作させる水凝固室とを備えたもの
である。

【０００９】

【作用】外気温度が凍結温度以上の場合には、弁体は水
圧またはばね力によりバイパス通路を閉じている。その
ため、水はバイパス通路を通じて流れない。外気温度が
凍結温度まで低下すると、水凝固室内の水が凝固し始
め、体積膨張作用によって弁体を開弁方向に動作させ
る。そのためバイパス通路が開かれ、圧力室および入口
室の少なくとも一方から出口室へ水が流れ、水の保有熱
によって圧力室または入口室の凍結が防止される。外気
温度が上昇して水凝固室の氷が溶けると、弁体は水圧ま
たはばね力により自動的にバイパス通路を閉じるので、
水が無駄に排出されない。

【００１０】本発明において、圧力室または入口室と水
凝固室とを結ぶ給水通路を設けるとともに、水凝固室の
上部と外部とを連通するブロー穴を設け、このブロー穴
を手動で開閉可能なブロー弁を設けるのが望ましい。こ
の場合には、ブロー弁を開くことにより、給水通路を介
して水凝固室に簡単に水を供給できるとともに、水凝固
室内に残留した空気が同時に排出されるので、水凝固室
に水を充満させることができ、鋭敏な開弁動作を保証で
きる。また、バイパス通路を通じて連続した排水が必要
となった時や、弁体の動作チェックを行う時のため、弁
体を手動で開閉できるようにするのが望ましい。

【００１１】

【実施例】図３，図４は本発明にかかる凍結防止型洗浄
弁の第１実施例を示す。なお、同図において、凍結防止
装置を除く構造は図１，図２と同様であるため、同一符
号を付して説明を省略する。弁室２０には、外周面に冷
却フィン３１を一体形成した円筒形のシリンダ３０がナ
ット３２によって固定されている。弁室２０とシリンダ
３０との間にはパッキン３３が挟着され、弁室２０から
の水漏れが防止されている。

【００１２】弁室２０内には環状の弁パッキン３５を有
する弁体３４が配置され、スプリング３６によって弁パ
ッキン３５はバイパス穴２１ａ，２１ｂ，２１ｃが開口
した面に密着している。入口室４に通じるバイパス穴２
１ａは弁パッキン３５の中央穴３５ａに対応しており、
圧力室７に通じるバイパス穴２１ｂは弁パッキン３５の
外側に位置しており、出口室１０へ通じるバイパス穴２
１ｃは弁パッキン３５で閉鎖されている。そのため、３
個のバイパス穴２１ａ，２１ｂ，２１ｃの間は互いに遮
蔽されている。なお、圧力室７に通じるバイパス穴２１
ｂは弁室２０と常時連通しているので、圧力室７の水圧
は弁体３４に対してスプリング３６とともに閉弁方向に
作用し、より確実な閉弁力を得ることができる。

【００１３】弁体３４の一端部は上記シリンダ３０内に
摺動自在に挿通されており、弁体３４の外周面とシリン
ダ３０の内周面との間には環状空間よりなる水凝固室３
７が形成されている。水凝固室３７とバイパス穴２１ａ
とは、弁パッキン３５の中央穴３５ａおよび弁体３４の
軸心部に形成した給水通路３８を介して連通している。
特に、この給水通路３８の末端部３８ａは弁体３４の外
部に露出した端面近傍まで延びており、この末端部３８
ａの水が水凝固室３７より早期に凍結するようにしてい
る。なお、水凝固室３７と弁室２０との間は、シリンダ
３０のネック部３０ａによって熱的に隔離されており、
弁室２０側から水凝固室３７への熱伝導を抑制してい
る。上記のように、入口室４と水凝固室３７とが給水通
路３８を介して常時連通している。そのため、水凝固室
３７内の水圧が低下すれば、給水通路３８を介して水が
自動的に補給され、水凝固室３７に常に水を充満させる
ことができる。

【００１４】上記シリンダ３０の上面には、水凝固室３
７と外部とを連通するブロー穴３９が形成され、このブ
ロー穴３９を手動で開閉可能なブロー弁４０がシリンダ
３０に取り付けられている。ブロー弁４０を開くと、水
凝固室３７の内圧が低下するため、給水通路３８を介し
て水凝固室３７に水が補給される。これに伴って、水凝
固室３７内の水もブロー穴３９を介して排出されるが、
同時に水凝固室３７の上部に溜まった空気も水と共に排
出される。特に、空気は圧縮性流体であるため、水凝固
室３７に空気が残留していると弁体３４の開弁動作を遅
らせることになるが、上記のようにブロー穴３９を水凝
固室３７の上部に形成することにより、水凝固室３７内
の残留空気を最も効率よく排出できる。

【００１５】次に、上記構造の凍結防止型洗浄弁の作動
を説明する。外気温度が零度以下に低下すると、給水通
路３８および水凝固室３７内の水の保有熱が弁体３４お
よびシリンダ３０を介して放出され、給水通路３８内お
よび水凝固室３７内の水が凝固し始める。この時、給水
通路３８の末端部３８ａは弁体３４の外部に露出した端
面に近接しているので、この部分で早期に凍結し、給水
通路３８を閉じる。そのため、水凝固室３７は密閉さ
れ、水凝固時の体積膨張によって弁体３４は開弁方向、
つまり図４の右方向に押される。これにより、弁パッキ
ン３５はバイパス穴２１ａ，２１ｂ，２１ｃが開口した
面から離れ、３個のバイパス穴２１ａ，２１ｂ，２１ｃ
は互いに連通する。そして、給水配管２の水が入口室４
および圧力室７を通り、バイパス穴２１ａ，２１ｂ，２
１ｃを通って出口室１０へと流れ、給水配管２内の水の
流通を促して給水配管２の凍結を防止するとともに、入
口室４および圧力室７内の凍結を防止する。外気温度が
上昇すると、水凝固室３７の氷が溶け、弁体３４はスプ
リング力によってバイパス穴２１ａ，２１ｂ，２１ｃを
自動的に閉じる。そのため、多量の水が無駄に排出され
ることがなく、経済的である。

【００１６】図５は本発明の第２実施例である。この実
施例は、ブロー穴５１およびブロー弁５２を弁体５０に
設けたものである。即ち、弁体５０の軸心部には給水通
路５３が形成され、この給水通路５３の開口５３ａはシ
リンダ５４の内周面に近接している。そのため、外気温
度が零度以下に低下すると、この開口５３ａの付近が早
期に凍結し、給水通路５３を閉じることができる。ま
た、ブロー穴５１は水凝固室５４の上部と外部とに連通
しており、ブロー弁５２を開くことにより水凝固室５４
内に残留した空気を水とともに排出できる。

【００１７】図６は本発明の第３実施例である。この実
施例は、給水通路６０を弁体６１ではなくシリンダ６２
の外側壁に形成し、この給水通路６０を介して弁室２０
と水凝固室６３とを連通させている。シリンダ６２の端
部上側にはブロー穴６４が形成され、このブロー穴６４
を開閉するナット状のブロー弁６５が螺着されている。
また、弁体６１には外部へ開口する有底の放熱穴６６が
形成され、この放熱穴６６の開口端部に中空の手動ネジ
６７が螺合している。手動ネジ６７の頭部とシリンダ６
２の端面との間には座金６８が配置されている。そのた
め、手動ネジ６７を弁体６１の放熱穴６６に螺入させる
と、弁体６１が図中右方へ移動し、バイパス穴２１ａ，
２１ｂ，２１ｃを手動で開くことができる。これは、バ
イパス穴を通じて連続した排水が必要となった時や、弁
体６１の動作チェックを行う際に有効である。この実施
例では、外気が弁体６１の放熱穴６６に入るので、弁体
６１の内側からも冷やされ、水凝固室６３内の水を効果
的に凝固させることが可能である。また、給水通路６０
もシリンダ６２の外側壁に形成されているので、水凝固
室６３より早期に凍結させることが可能である。そのた
め、極めて鋭敏な動作性を得ることができる。

【００１８】図７は本発明の第４実施例である。この実
施例では、弁体７０の軸心部に給水通路７１を設けると
ともに、この給水通路７１を逆止弁７２によって常時閉
鎖している。逆止弁７２を付勢するスプリング７３は弁
体７０に螺合したブロー弁７４で支持されており、この
ブロー弁７４は弁体７０に形成したブロー穴７５を開閉
自在である。ブロー弁７４を緩めると、ブロー穴７５が
開かれるとともに逆止弁７２に対するスプリング力が弱
くなる。そのため、水凝固室７６内の空気や水がブロー
穴７５から外部へ排出されるとともに、給水通路７１を
介して水凝固室７６に自動的に水が補給される。この場
合には、給水通路７１が逆止弁７２で常時閉鎖されてい
るので、水凝固室７６内の水が凝固し始めると、給水通
路７１の凍結とは関係なく即座に弁体７０が開弁方向に
動作し、鋭敏な動作性を得ることができる。また、給水
通路７１，逆止弁７２，スプリング７３，ブロー弁７４
等の構成部品が全て弁体７０に設けられ、しかもブロー
弁７４がスプリング７３のばね受け具を兼用しているの
で、小型に構成できるとともに、シリンダ７７の形状を
簡素化できる。

【００１９】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更が可能であ
ることは言うまでもない。例えば、上記説明では４つの
実施例について説明したが、これら実施例の各要素の組
み合わせを変更してもよく、一部をここに示していない
代替手段で置換してもよい。また、実施例では、弁体を
閉弁方向に付勢するためにスプリングを設けたが、スプ
リングに代えて、圧力室あるいは入口室の水圧を利用し
て閉弁するようにしもよい。さらに、第４実施例では逆
止弁７２を弁体７０に設けたが、給水通路を第３実施例
のようにシリンダに設けた場合には、逆止弁７２もシリ
ンダに設けることができる。なお、給水通路を閉鎖する
弁としては、逆止弁の他に、単なる手動開閉弁を用いて
もよい。また、上記実施例では既存の洗浄弁の構造を変
更せずに、凍結防止装置だけを取り替える例について説
明したが、洗浄弁本体の形状を変更することも可能であ
る。例えば、弁室２０に３個のバイパス穴２１ａ，２１
ｂ，２１ｃを形成したが、入口室４と通じるバイパス穴
２１ａおよび圧力室７と通じるバイパス２１ｂのうちの
一方を省略しても同様の機能を達成できる。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、弁体を水凝固時の体積膨張作用により自動的に
開弁させ、バイパス通路を介して入口室または圧力室の
水を出口室へと排出することにより、配管および洗浄弁
の凍結を防止するようにしたので、従来のような煩わし
い開閉操作を無くすことができる。また、気温が凍結温
度まで低下しない場合には排水を自動的に止めることが
できるので、水を節約できるという利点がある。また、
洗浄弁本体や主弁，副弁等の既存の主要構成部品は全く
変更することなく、従来の凍結防止弁に代えてシリンダ
や弁体を取り付けるだけで済むので、非常に低コストに
凍結防止型洗浄弁を構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の凍結防止型洗浄弁の縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線部分断面側面図である。

【図３】本発明にかかる凍結防止型洗浄弁の第１実施例
の一部断面側面図である。

【図４】図３の要部拡大図である。

【図５】本発明の第２実施例の要部断面図である。

【図６】本発明の第３実施例の要部断面図である。

【図７】本発明の第４実施例の要部断面図である。

【符号の説明】

１ 洗浄弁本体 ４ 入口室 ５ 主弁 ６ 主弁口 ７ 圧力室 １０ 出口室 １１ 副弁口 １２ 副弁 １６ 押ボタン（操作部材） ２０ 弁室 ２１ａ〜２１ｃ バイパス穴 ３０ シリンダ ３４ 弁体 ３６ スプリング ３７ 水凝固室 ３８ 給水通路 ３９ ブロー穴 ４０ ブロー弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操作部材を操作することにより副弁を開
   き、圧力室の内圧を逃がすことにより主弁が主弁口を開
   き、入口室から主弁口を経て出口室へ洗浄水を流出させ
   るとともに、圧力室の内圧の上昇により主弁が自動的に
   閉じるようにした洗浄弁において、 上記圧力室および入口室の少なくとも一方と出口室とを
   結ぶバイパス通路と、 このバイパス通路を開閉可能で、水圧またはばね力によ
   りバイパス通路を閉じる方向に付勢された弁体と、 上記弁体を摺動自在に挿通するべく、洗浄弁本体に固定
   されたシリンダと、 上記弁体の外周面とシリンダの内周面との間の環状空間
   に形成され、水凝固時の体積膨張作用により弁体を開弁
   動作させる水凝固室とを備えたことを特徴とする凍結防
   止型洗浄弁。
2. 【請求項２】請求項１に記載の凍結防止型洗浄弁におい
   て、 上記圧力室または入口室と水凝固室とを結ぶ給水通路を
   設けるとともに、上記水凝固室の上部と外部とを連通す
   るブロー穴を設け、このブロー穴を手動で開閉可能なブ
   ロー弁を設けたことを特徴とする凍結防止型洗浄弁。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の凍結防止型洗浄
   弁において、 上記弁体を手動で開閉できるようにしたことを特徴とす
   る凍結防止型洗浄弁。