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【発明の名称】 ヘッダ−配管における凍結防止装置
【発明者】 【氏名】加藤 成弘

【氏名】八幡 一宏

【氏名】小泉 紀生

【氏名】成田 卓
【要約】 【課題】ランニングコストがかからず、操作が簡単な、水抜き方式によるヘッダ−配管の凍結防止装置を提供する。

【解決手段】水抜栓の操作で下流側配管内の水抜きが完全に行えるよう、水抜栓の下流側に水平方向あるいは上向き方向にヘッダ−１，２を設置し、その各分岐口３，４と可撓管７，８の間に、排水時、水の流れが空気に変わったとき、その空気がヘッダ−内に入り込んでサイホン作用を途切れさせないための空気遮断弁５，６を、基本的には分岐口の数だけ取り付けたものであり、上記空気遮断弁は、排水時、水が流れている間は浮いており、空気が入り込んだ時に下降して弁座に当接する浮き弁を備えているものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】下流側配管内の水を外部に排出して凍結を防止するための水抜栓の下流側に、ヘッダ−を水平方向あるいは上向き方向に設置し、上記ヘッダ−の各分岐口と可撓管の間に、流入口、流出口間の弁座と、その下流側上方部に一定の高さでもうけられる浮き弁室と、排水時、空気が入り込むことにより下降して上記弁座に当接する浮き弁とを備えた空気遮断弁を、基本的には分岐口の数だけ取り付け、水抜栓を操作してサイホン作用により水抜きを行う、ヘッダ−配管における凍結防止装置。
【請求項２】上記空気遮断弁は、再通水時に、浮き弁室の空気を逃がすべく、浮き弁室上方部から流出口に至る通路を形成してなる請求項１記載のヘッダ−配管における凍結防止装置。
【請求項３】上記空気遮断弁は、各分岐口の排水が全て終了したとき、浮き弁が弁座から離脱するように、弁座を横方向にもうけ、さらに、浮き弁が弁座に当接したとき、完全に封水しないよう、小さな逃がし路をもうけてなる請求項１記載のヘッダ−配管における凍結防止装置。
【請求項４】上記空気遮断弁は、浮き弁室の下方に、浮き弁の落下を防止すべく、排水時に上昇し、空気流入時に下降する可動弁を位置させてなる請求項１記載のヘッダ−配管における凍結防止装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、寒冷地で施工されるヘッダ−配管の凍結防止装置に関し、特に、ランニングコストがかからず、操作が簡単な水抜き方式による凍結防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、管の腐食防止、施工性および配管更新の容易さ、工事費の削減、室内配管スペ−スの有効利用等の観点から、室内の水、湯回りにヘッダ−配管が普及するようになってきた。
【０００３】これは、あらかじめ床下スラブコンクリ−ト内等にガイドとなる樹脂製さや管を敷設しておき、給湯器やパイプシャフト水回りの周辺など、施工、維持管理の容易な場所に設置したヘッダ−から、途中で分岐することなく、各部屋の給水栓へ架橋ポリエチレン、ポリブテンの様な樹脂管を給水管、給湯管（以下、可撓管と総称する）として配管するシステムであり、配管途中に分岐のための継手を使用しないので漏水の発生が少なくなる、同時使用した場合の給水、給湯量の変化が少ない等の利点もあり、今後も一層の普及が予想される配管システムである。
【０００４】しかし、床下に設置され、しかも樹脂管なので、自由に配管できる反面、どうしても撓み部分ができ、交差配管もあり、従来の金属管のように水抜きを考えた勾配を設けた配管が困難となる。そのため、寒冷地においては、従来のように、土中に埋設される不凍給水栓やパイプシャフト、ピット等に埋設しないで設置される水抜き用バルブ（以下、水抜栓と総称する）を使用し、落差で配管内の水を地中あるいは排水管等の外部に排出して配管を空にし、凍結を防止する方法は困難であり、特に、床上に下向きに設置したヘッダ−から床下に配管していく方法では水抜きは不可能となる。
【０００５】さらに、従来のように、水抜栓の下流側配管から分岐するのではなく、ヘッダ−から分岐するため、水抜栓を操作して、落差とサイホン作用により水抜きしようとしても、排水が同時に始まった場合、ヘッダ−から給水栓までの水平距離が最短の配管内の水抜きが先ず終了し、ヘッダ−内に空気が入り込んでサイホン作用が途切れ、一様な水抜きのための勾配をもうけることが困難なので、他の分岐口からの水平配管内に一部水が充満したまま凍結し、再通水が不可能になるという現象が発生する。
【０００６】そのため、例えば、実開平３−１０３３６３号公報のように、さや管と可撓管の連通空間内に、ヒ−タ−等で加熱した温風を流通するようにしたり、特開平１１−１６６２５１号公報のように、止水した後、コンプレッサ等を使用して、ヘッダ−から圧縮空気を送り込んで、可撓管内の水を一本ずつ、給水栓から排出する方法も提案されているが、ランニングコストが高く付く、装置が大がかりになる、操作が大変等の理由から現実には実施されておらず、ランニングコストがかからず、簡単な装置、操作で凍結を防止できる方法が望まれていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そのため、本発明においては、水抜栓を使用し、水抜栓を操作するだけで、サイホン作用を利用して自然排水を行うか、あるいは、水抜栓にポンプ等の吸引装置を接続し、排水口から強制排水するかして、ヘッダ−を含む、配管内の水抜きを完全に行う凍結防止装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そのため本発明においては、水抜栓の操作で下流側配管内の水抜きが完全に行えるよう、水抜栓の下流側に水平方向あるいは上向き方向にヘッダ−を設置し、その各分岐口と可撓管の間に、排水時、水の流れが空気に変わったとき、その空気がヘッダ−内に入り込んでサイホン作用を途切れさせないための空気遮断弁を、基本的には分岐口の数だけ取り付けたものであり、上記空気遮断弁は、排水時、水が流れている間は浮いており、空気が入り込んだときに下降して弁座に当接する浮き弁を備えているものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図６に本発明の装置概略図を示すが、１および２は床下スラブコンクリ−ト内にほぼ水平方向あるいは上向き方向に設置される水用および湯用のヘッダ−であり、それぞれ複数個の分岐口３、４に空気遮断弁５、６を介して可撓管７、８を接続し、可撓管７、８をさや管９、１０で覆う。給湯器１１の下方に吸気弁１２、１３を取り付け、ヘッダ−１、２の上流側に、水抜栓１４、１５が配管により接続される。なお、給湯器１１に水抜き装置が付属している場合は、吸気弁１２、１３は必ずしももうける必要はなく、また、末端に蛇口が付いている配管は、蛇口を開いて水抜きしても良い。
【００１０】水用のヘッダ−１に接続される水抜栓１４は、本管からの水を通止水するとともに、ヘッダ−側の水を抜く、一種の三方弁となっており、水抜栓１５は、湯用のヘッダ−２側の湯を抜くだけの二方弁となっているが、両者を一緒にした湯水抜栓を用いても良く、操作が１回で済み、操作順序を間違えることがなく、便利となる。なお、各分岐口３、４と空気遮断弁５、６間に、止水のためのバルブを取り付けることもある。
【００１１】図１およびそのＡ−Ａ断面図を示す図２に本発明の空気遮断弁５、６の１実施例を示すが、弁箱１６左端に流入口１７、右端に流出口１８を、中間部に流出口１８向きの弁座１９をそれぞれ同一軸心上にもうける。
【００１２】弁座１９の下流側に４５゜の斜壁２０を両側にもうけ、さらにその下流側に、ピン２１に支持された、幅が斜壁２０の間よりやや狭い、スイング型の可動弁２２を、それ以上流出口１８側に移動しないよう垂下している。
【００１３】斜壁２０の上方部に、一定の高さの浮き弁室２３を形成し、比重が１より小さい樹脂で形成された球状の浮き弁２４を収容し、プラグ２５で密封する。浮き弁室２３の上方部を浮き弁２４より小径にして、空気逃がし室を２６を形成し、両者間を、一部に切り欠き部２７をもうけた座面２８とする。さらに、空気逃がし室２６から可動弁２２、流出口１８間に開口する通路２９を形成する。弁座１９の下端部に小孔を穿設して、わずかな水または空気の逃がし路３０としているが、切り欠き部２７のようにすることもできるし、弁座１９を切削せず、鋳肌のままにするなどして、完全密封させないようにしている。
【００１４】図は通水状態を示しており、流入口１７からの水は斜壁２０と可動弁２２の間隙を通って流出口１８から可撓管７、８へと流れている。この状態から、冬、水を抜きたいときは、水用の水抜栓１４、その後で湯用の水抜栓１５を操作して水抜き状態にすると、吸気弁１２、１３と水抜栓１４、１５の排水口（図面省略）間の落差により、吸気弁１２、１３から吸気しながら可撓管７、８内の水は、空気遮断弁５、６、ヘッダ−１、２を通って、地中あるいは排水管に一斉に排水し始める。
【００１５】そのとき可動弁２２は水の流れにより、ピン２１を軸として浮き弁２４方向に回転上昇するため、それだけ浮き弁室２３内の水を巻き込みにくくしており、もし、浮き弁２４が水の流れに巻き込まれて下降してきたとしても、可動弁２２に当接して、それ以上下降することはないので、弁座１９を閉塞して排水を妨げるようなことはない。つまり、通常であれば、浮き弁室２３は排水の水の巻き込みの影響を受けないだけの高さが必要なところ、より低くできるという利点がある。
【００１６】全可撓管７、８の立ち上がり部の排水が終わった後で水平部の排水が始まるが、ヘッダ−１、２までの水平距離が一番短い可撓管の排水が先ず終わり、吸気弁１２、１３からの空気がヘッダ−１、２内に入り込むと、サイホン作用が途切れ、他の管の水平部分の水が、管内に一部充満したまま残ってしまい、凍結すれば再通水不能という事故につながる。
【００１７】しかし本発明においては、空気遮断弁５、６に空気が侵入してきた場合、上方の浮き弁２４が浮力を失って下降し、それとともに、可動弁２２も水と空気の粘性の違いもあり、浮き弁２４の重量を支えるだけの支持力がないため下動し、浮き弁２４は斜壁２０を転がって弁座１９に当接し、大部分の空気を遮断する。しかし、一部の空気は逃がし路３０を通って、ヘッダ−１、２内に入り込むが、サイホン作用を途切れさすだけの量は入らないので問題はない。
【００１８】そのようにして、水平部分の短い可撓管から順次排水が終了し、最後に一番長い可撓管の排水が終了して、水抜栓の立上管内の排水も終了した時点で浮き弁２３に働く吸引力がなくなるため、浮き弁２４は自重で落下し、弁座１９が開放されるので、再通水が妨げられることはない。なお、設置時、ヘッダ−１、２に水平より若干上向きの角度を有せしめておけば、水抜きがより完全に行われ、排水の途中で浮き弁２４が自重で落下し、サイホン作用を途切れさす恐れも少なくなるため、有利となる。
【００１９】土中に埋設される水抜栓は、排水口部分に、地中の汚水が弁内に入り込まないように逆止弁をもうけているため、逃がし路３０がなく、浮き弁２４が完全に弁座を閉塞している場合は、立上管の排水が完全には行えない、あるいは、負圧により、浮き弁２４が弁座１９から離脱できず、やはり再通水が不能になるという恐れが生じる。
【００２０】分岐口３、４の内、一番長い、あるいはそれよりやや短い程度の水平距離を有する可撓管を接続する部分には、本発明の空気遮断弁を取り付ける必要はないとも言えるし、その場合には逃がし路３０も必要なくなるが、実際、配管する場合には、その選定、位置決めも困難な場合が多く、基本的には全分岐口に空気遮断弁５を設けるのが望ましい。
【００２１】水抜栓１５を閉じ、その後で水抜栓１４を開にして水を再通水したときは、斜壁２０に沿って浮き弁２４は転がり、途中で止まることなく、浮き弁室２３を上昇するが、同時に、浮き弁室２３内の空気も通路２９を通って流出口１８側に排出されるため、蛇口を止めたときにも、浮き弁２４は図１の状態を保持している。
【００２２】図３に本発明の空気遮断弁５、６の他の実施例を示すが、図１のスイング型の可動弁の代わりに、弁座１９の下側に、弁座１９側に傾斜させて、比重が１前後の樹脂製の円柱形あるいは上端を閉じた円筒形の可動弁２２を収容し、先端の傾斜面３１を図１の斜壁２０に代えるようにしたものであり、浮き弁２４および可動弁２２は下端のプラグ２５から挿入するようにしている。
【００２３】図は通水状態を示しており、流入口１７からの水は、矢印のごとく、数カ所もうけたガイド壁３２の間隙と浮き弁室下側流路３３を通り、流出口１８へと流れている。
【００２４】この状態から水抜きをしたときは、水流により可動弁２２は点線の位置まで上昇し、図１の実施例と同様に、浮き弁２４が水流に巻き込まれて、弁座１９に当接することはない。
【００２５】弁箱１６内に空気が侵入してきたときは、可動弁２２は自重で落下し、同時に浮き弁２４も落下して弁座１９に当接する。
【００２６】可動弁２２の比重が１より小さいときは、蛇口を閉じたとき、図の点線状態まで可動弁２２は上昇しているが、それは一向に構わない。
【００２７】図４に示す実施例においては、図１の斜壁２０および可動弁２２をもうけず、浮き弁２４をできるだけ弁座１９から遠ざけつつ、しかもあまり高くならないように、浮き弁室２３を流出口１８側に傾斜させ、かつ、通路２９を通水時の主流路としたものである。
【００２８】そのため、排水時、水流に浮き弁２４が巻き込まれて弁座１９に当接することのない位置まで浮き弁２４を待避させる必要があるが、例えば、発泡させた比重の非常に小さい樹脂を使用するなどして、その待避距離をできるだけ短くすることもできる。
【００２９】排水終了後、浮き弁２４は弁座１９から離脱し、点線の状態に位置しているが、再通水時には、浮き弁室下側流路３３よりも通路２９が主流路になるため、浮き弁２４はスム−ズに図の位置へと移動する。
【００３０】図５の実施例は、浮き弁２４としてピン３４を中心に回転するスイング弁を採用したものであり、斜壁２０が必要なくなり、図４のものと同様、浮き弁２４はできるだけ浮力の大きい材質で形成し、浮き弁室２３の高さを制限するようにしている。
【００３１】図のように弁座１９を傾斜させてもうけており、排水が終了すると浮き弁２４は自重で図の点線位置に垂下し、弁座１９を開放する。図４のものと異なり、通路２９は主流路とはならない。
【００３２】以上、本発明の凍結防止装置を空気遮断弁を中心に説明してきたが、基本的にはヘッダ−と水抜栓の排水口（ホ−スが接続される場合はその下端）までの落差を利用してサイホン作用で、水抜きをするようにしているため、ヘッダ−内に大量の空気が入り込んでサイホン作用を途切れさすことのないよう、空気遮断弁は必須の構成要件となる。
【００３３】交差配管の場合も、さや管程度の高低差であれば、可撓管内には、凍結して管を閉塞するほどの水は残らないが、高低差が大きい時とか、ヘッダ−と水抜栓の排水口の高低差があまりとれない、あるいは排水口からの排水の負荷が大きい等で排水が悪いときは、排水口にポンプ等の吸引装置を接続して強制排水することが場合によっては必要となり、通常の排水ポンプを例にとって説明すれば、そのときは、電動式の水抜栓を使用し、空気を巻き込まないよう、水抜栓を排水状態にした後で排水ポンプを一定時間作動させる、シ−ケンス制御にしておけば、一回のスイッチ操作で全ての水抜き作業が終了し、便利である。
【００３４】
【発明の効果】上述したように本発明においては、ヘッダ−の分岐口と可撓管の間に空気遮断弁をもうけ、ヘッダ−上流側に設置する水抜栓を操作することにより、確実に可撓管、ヘッダ−内の水抜きができ、ランニングコストがかからず、操作の容易なヘッダ−配管の凍結防止装置を提供できるものである。
【出願人】 【識別番号】０００１４３００８
【氏名又は名称】株式会社光合金製作所
【識別番号】０００２４１９４６
【氏名又は名称】積水化学北海道株式会社
【出願日】 平成１２年２月３日（２０００．２．３）
【代理人】
【公開番号】 特開２００１−２１４４７２（Ｐ２００１−２１４４７２Ａ）
【公開日】 平成１３年８月７日（２００１．８．７）
【出願番号】 特願２０００−３２６０７（Ｐ２０００−３２６０７）