凍結防止装置

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【発明の名称】	凍結防止装置
【発明者】	【氏名】池田浩二【氏名】山田晃【氏名】石田尚樹
【要約】	【課題】配管内の水が凍結温度になると、自動的に水抜き及び止水を可能にし、且つ構造が簡便で安価に製造できる凍結防止装置を提供するものである。【解決手段】本体１，１ａ内部に形成した隔壁１１，１１ａで水が通過する通水路を１次室４，４ａと２次室８，８ａ、該２次室８，８ａと連通し排水口１０，１０ａを備えた排水室９，９ａに区画し、前記隔壁１１，１１ａは１次室４，４ａと２次室８，８ａの間に止水用の第１弁口１２，１２ａ、及び２次室８，８ａと排水室９，９ａの間に水抜き用の第２弁口１３，１３ａを形成し、前記１次室４，４ａから２次室８，８ａ及び排水室９，９ａにかけてシャフト１４を上下摺動自在に装着し、該シャフト１４は各弁口１２，１３，１２ａ，１３ａを開閉する弁体１７，２３を有し、端部に形成したピストン１５と本体１内壁の間に、温度変化により体積が膨張又は収縮する物質７を充填した充填室６を形成し、前記シャフト１４は充填室６内の物質７の体積膨張又は体積収縮により上下に摺動し、止水及び水抜きを可能にした。

【特許請求の範囲】
【請求項１】本体内部に形成した隔壁で水が通過する通水路を１次室と２次室、該２次室と連通し排水口を備えた排水室に区画し、前記隔壁は１次室と２次室の間に止水用の第１弁口、及び２次室と排水室の間に水抜き用の第２弁口を形成し、前記１次室から２次室及び排水室にかけてシャフトを上下摺動自在に装着し、該シャフトは各弁口を開閉する弁体を有し、端部に形成したピストンと本体内壁の間に、温度変化により体積が膨張又は収縮する物質を充填した充填室を形成し、前記シャフトは充填室内の物質の体積膨張又は体積収縮により上下に摺動し、止水及び水抜きを可能にしたことを特徴とする凍結防止装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冬季において、水栓器具及び水栓器具へ接続する配管内の水が凍結するのを未然に防止する凍結防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、冬季になると寒冷地では夜間に温度が低下して水栓器具及び配管内の水が凍結し破裂する恐れがあるので、水を使用しない夜間には配管内の水抜きを行なっている。図７は従来の凍結防止装置である。この凍結防止装置の本体３０は、給水源に連通する１次室３１と配管を介して水栓器具に連通する２次室３２の間に両室３１，３２を仕切る隔壁３３が形成され、該隔壁３３に穿設された弁口３４をハンドル３６の操作で開閉する止水栓３５を装着し、前記２次室３２には配管内の水を外部へ排水することのできる排水路３７を形成し、配管内の水が凍結する恐れのある場合は、まず給水源と１次室３１の間に取り付けられている不凍栓の手動操作で止水を行い、次にハンドル３６の手動操作で弁口３４を閉鎖して１次室３１から２次室３２への通水を遮断し、本体３０の下部に装着し、排水路３７を開閉することのできるプラグ３８を手動で操作すれば、配管内の水抜きが可能で凍結を防止できるものである。
【０００３】上記のものにあっては、配管内の水抜き及び止水操作はいずれも手動で行なわなければならず、特に水抜き個所が多い場合には操作が面倒であるので、凍結する恐れがあってもそのまま放置してしまうことがあった。
【０００４】また別の実施例として、配管内の水が所定の温度に達すると自動的に水抜きを行なうものに図８のものがある。この図８について簡単に説明すると、水抜装置の本体４０は、通水路４１の下方に外部と連通する排水口４２を形成し、本体４０内には排水口４２を開閉する主軸４３及び該主軸４３を動作させる感温部４４が内蔵されており、通常は通水路４１内に流入する水によりワックスサーモ等の感温部４４が膨張し、主軸４３は該主軸４３を開方向に付勢しているバネ４５に抗して排水口４２を塞いでいるので水は排水されないが、水温が低下して凍結温度に達すると感温部４４は収縮し、主軸４３はバネ４５により排水口４２から後退して排水口４２を開放し、排水を開始して凍結を防止するものである。
【０００５】上記のものにあっては、低温時の自動での水抜きは可能であるが、止水を同時に自動で行なうことはできず、別途手動で止水栓の操作を行なう必要があり操作性の改善が望まれていた。
【０００６】さらに別の実施例として、自動的に水抜きを行なうものにセンサー式のものがあるが、購入するには経済的な負担が大きく、また、施工にも施工業者のスキルや取付時間がかかるという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようとする課題は、配管内の水が凍結温度になると、自動的に水抜き及び止水を可能にし、且つ構造が簡便で安価に製造できる凍結防止装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、本体内部に形成した隔壁で水が通過する通水路を１次室と２次室、該２次室と連通し排水口を備えた排水室に区画し、前記隔壁は１次室と２次室の間に止水用の第１弁口、及び２次室と排水室の間に水抜き用の第２弁口を形成し、前記１次室から２次室及び排水室にかけてシャフトを上下摺動自在に装着し、該シャフトは各弁口を開閉する弁体を有し、端部に形成したピストンと本体内壁の間に、温度変化により体積が膨張又は収縮する物質を充填した充填室を形成し、前記シャフトは充填室内の物質の体積膨張又は体積収縮により上下に摺動し、止水及び水抜きを可能にしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。本発明の凍結防止装置は図１に示すように、本体１は左右両端に開口した流入口２と流出口３の間に水が通過する通水路を形成し、該通水路を流入口２から給水源に連通する１次室４、流出口３から配管を介して水栓器具に連通する２次室８、及び排水室９に夫々仕切るために形成した隔壁１１は、１次室４と２次室８を連通する第１弁口１２、及び２次室８と排水室９を連通する第２弁口１３を上下に間隔をあけて形成し、前記排水室９は底面に穿設した排水口１０により外部と連通している。
【００１０】前記１次室４には、第１弁口１２の上部に向けて縦長円筒状の作用室５が形成され、該作用室５と第１弁口１２及び第２弁口１３は縦方向に同一軸線上に位置し、作用室５から第１弁口１２と第２弁口１３の間の２次室８、及び排水室９にかけて上下方向にシャフト１４を収容している。
【００１１】前記シャフト１４は上下方向に摺動自在で、一方には後述する充填室６を仕切る環状のピストン１５を一体に形成し、シャフト１４の上下中間部には作用室５から第１弁口１２に向かい合わせた第１弁体１７を外嵌し、該第１弁体１７はシャフト１４に一体に形成した前記第１弁口１２より小径の第１鍔部１８と該第１鍔部１８よりやや大径の第２鍔部１９の間に配置され、第１弁体１７は第２鍔部１９との間に配置した第１スプリング２０の弾性力により第１鍔部１８に当接する方向に押圧されている。
【００１２】シャフト１４は前記排水室９まで延設され、前記第２弁口１３より小径の第３鍔部２１と前記第２鍔部１９と同一外径の第４鍔部２２が一体に形成されており、第３鍔部２１と第４鍔部２２との間に排水室９から第２弁口１３に向かい合わせた第２弁体２３を外嵌し、該第２弁体２３は第４鍔部２２との間に配置した第２スプリング２４の弾性力により、第３鍔部２１に当接する方向に押圧されている。
【００１３】前記充填室６には温度が低下すると体積が急激に膨張し、上昇すると体積が急激に収縮する性質を備えた例えば水等の物質７を、前記ピストン１５に装着したパッキン１６で密封しており、前記充填室６のみを室外に露出させる等して外気との熱伝導性を良くし、外気温が通常の温度の場合は図１に示すように、ピストン１５に作用する１次室４からの圧力水と充填室６に収容された物質７の圧力が均衡して、第１弁体１７は第１弁口１２を開放した通水状態であり、第２弁体２３は下方から第２スプリング２４の弾性力により押圧されて第２弁口１３を閉鎖しているので、水は２次室８から排水室９へは供給されない。
【００１４】この状態から外気温が低下すると、充填室６に密封されている物質７の体積が凍結によって急激に膨張し、まず図２に示すようにピストン１５を下方に押圧するので、ピストン１５と共にシャフト１４は下方へ移動し、第１スプリング２０に押圧されている第１弁体１７は第１弁口１２を閉鎖して１次室４から２次室８への水の供給が停止する。なお、この時、第２弁体２３は第２スプリング２４により上方へ押圧されているので、第２弁口１３を閉鎖したままである。
【００１５】次に、図３に示すようにピストン１５と共にシャフト１４はさらに下方へ移動し、第３鍔部２１が第２弁口１３を挿通して下方へ移動するので、第２弁体２３は第２弁口１３から離れ、２次室８の水は排水室９及び排水口１０から外部へ排出される。また、温度が上昇すると上記と逆の反応が起こり、図１に示すように通水状態に戻るものである。なお、本発明に用いられる物質は、温度変化により体積が変化する性質をもつ液体又は気体であれば、特に限定されるものではない。
【００１６】図４乃至図６は本発明の別の実施例であり、充填室には前記実施例と逆の反応を示す物質、即ち、温度が低下すると体積が急激に収縮し、上昇すると体積が急激に膨張する性質を備えた例えば窒素等の物質を用いたものである。本実施例の本体１ａは流入口２ａを２次室８ａの下部に開口し、１次室４ａと２次室８ａは隔壁１１ａに形成した第１弁口１２ａにより連通し、排水口１０ａを備えた排水室９ａは２次室８ａの上部に形成され、隔壁１１ａに形成した第２弁口１３ａにより２次室８ａと連通している。なお、前記実施例と構造が同じものについては同じ符号を用い詳細な説明は省略する。
【００１７】本実施例では前記実施例と同様に外気温が低下すると、充填室６に密封されている物質７の体積が収縮し、１次室４ａからの圧力水で図５に示すようにシャフト１４をピストン１５と共に上方に押圧するので、第１スプリング２０により押圧されている第１弁体１７は第１弁口１２ａを閉鎖して１次室４ａから２次室８ａへの水の供給が停止する。なお、この時、第２弁体２３は第２スプリング２４により上方へ押圧されているので、第２弁口１３は閉鎖したままである。
【００１８】さらに外気温が低下すると、図６に示すように充填室６の物質７の体積の収縮が進み、ピストン１５と共にシャフト１４はさらに上方へ移動し、第３鍔部２１が第２弁口１３ａを挿通して上方へ移動するので、第２弁体２３は第２弁口１３ａから離れ、２次室８ａの水は排水室９ａ及び排水口１０ａから外部へ排出される。また、前記実施例と同様に、温度が上昇すると上記と逆の反応が起こり、図４に示すように通水状態に戻るものである。
【００１９】このように本発明では、温度の低下により充填室の物質が体積膨張又は体積収縮し、ピストンと共にシャフトが移動して第１弁体が第１弁口を閉鎖して止水を行い、第２弁体が第２弁口を開放して２次室の水を排水孔から外部へ排出することができ、止水と排水を自動的且つ同時に行うことを可能にしたものである。また、外気温が上昇すると逆の反応が起こるので、水の供給状態に自動復帰するものである。
【００２０】
【発明の効果】本発明では、本体内部に形成した隔壁で水が通過する通水路を１次室と２次室、該２次室と連通し排水口を備えた排水室に区画し、前記隔壁は１次室と２次室の間に止水用の第１弁口、及び２次室と排水室の間に水抜き用の第２弁口を形成し、前記１次室から２次室及び排水室にかけてシャフトを上下摺動自在に装着し、該シャフトは各弁口を開閉する弁体を有し、端部に形成したピストンと本体内壁の間に、温度変化により体積が膨張又は収縮する物質を充填した充填室を形成し、前記シャフトは充填室内の物質の体積膨張又は体積収縮により上下に摺動し、止水及び水抜きを可能にしたので、温度の低下により充填室の物質の体積が変化することを利用し、ピストンと共にシャフトが移動して第１弁体が第１弁口を閉鎖して止水を行い、第２弁体が第２弁口を開放して２次室の水を排水孔から外部へ排出することができ、冬季の夜間のように温度が低下しても止水，排水を自動的且つ同時に行うことができ、凍結による水栓金具等の住宅機器及び配管の破裂，破損を確実に防止することができる。
【００２１】また、温度の上昇により逆の反応が起こり水の供給状態に自動復帰するので、手動による弁の開閉操作が必要なく手間がかからない。さらに、装置の構造が簡便であるので安価且つ容易に製造することができ、配管等への取付作業も簡単に行うことができる。

【出願人】	【識別番号】０００１４１４５１【氏名又は名称】株式会社喜多村合金製作所
【出願日】	平成１２年５月３０日（２０００．５．３０）
【代理人】
【公開番号】	特開２００１－３３６１８１（Ｐ２００１－３３６１８１Ａ）
【公開日】	平成１３年１２月７日（２００１．１２．７）
【出願番号】	特願２０００－１６１２４２（Ｐ２０００－１６１２４２）