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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】成田 卓

【氏名】長島 洋一
【要約】 【課題】水抜栓の下流側配管にヘッダ−を接続し、上記ヘッダ−を排水バルブの入水口に接続し、上記排水バルブの排水口を、水と空気をともに吸引できる電動吸引装置を接続し、水抜き時には、上記入水口と排水口を連通させて電動吸引装置を一定時間作動させ、配管内の水を強制排水させるようにしたものである。

【解決手段】
【特許請求の範囲】
【請求項１】水抜栓の下流側配管にヘッダ−を接続し、上記ヘッダ−を排水バルブの入水口に接続し、上記排水バルブの排水口を、モ−タ−部と、モ−タ−部に連結される回転羽根部と、回転羽根部を収容し、吸引口、排出口を有するケ−シング部とからなり、水と空気をともに吸引できる電動吸引装置に接続したことを特徴とするヘッダ−配管の凍結防止装置。
【請求項２】水抜栓の下流側配管にヘッダ−を接続し、上記ヘッダ−を排水バルブの弁箱にもうける入水口に接続し、上記排水バルブの排水口を、水と空気をともに吸引できる電動吸引装置に接続し、上記入水口には、その先端部が内壁より内部に突出し、入水口内にもうけられた弁座に当接してヘッダ−からの水を遮断する止水体を挿入し、弁箱には内壁内に上記止水体と直角方向に押圧桿を収容し、水抜き時には、水抜栓で止水した後、電動吸引装置を作動させるとともに、上記押圧桿の作動により、適宜な時間経過後に１個ずつ入水口を排水口と連通させるようにしたことを特徴とするヘッダ−配管の凍結防止装置。
【請求項３】上記排水バルブを水抜栓の上部にもうけたことを特徴とする、請求項２記載のヘッダ−配管の凍結防止装置。
【請求項４】ヘッダ−の入口に、常時は開で、電動吸引装置が作動したとき弁座を閉塞する逆止弁をもうけたことを特徴とする、請求項２記載のヘッダ−配管の凍結防止装置。
【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、水抜きを考慮して配管が制約される恐れの少ない、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】本発明は、以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、水抜栓（特にモ−タ−駆動の電動式にすると操作が簡便になるため、以下、それを対象に説明する）を操作スイッチの投入により閉作動させるとともに、電動吸引装置を一定時間作動させ、強制排水方式により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にある。
【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、水抜栓の下流側配管にヘッダ−を接続し、上記ヘッダ−を排水バルブの入水口に接続し、上記排水バルブの排水口を、モ−タ−部と、モ−タ−部に連結される回転羽根部と、回転羽根部を収容し、吸引口、排出口を有するケ−シング部とからなり、水と空気をともに吸引できる電動吸引装置に接続してなるものであり、水抜き時には、上記入水口と排水口を連通させて電動吸引装置を一定時間作動させ、配管内の水を強制排水させるようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に本発明の装置概略図をブロック線図で示すが、１は水抜栓であり、一例としてその下流側配管２を介して水用ヘッダ−３、４に接続される。水用ヘッダ−３、４はその入口に、常態においては開栓状態の逆止弁５、６をもうけている。７は給湯器であり、下流側配管２を介して湯用のヘッダ−８に接続される。９は５、６と同様な逆止弁、１０は吸気弁であるが、逆止弁９は代わりに吸気弁を使用しても良い。なお、逆止弁５、６はヘッダ−の入口に一体に形成するのが、最もコストの低減になるが、継手を介して、あるいは下流側配管２の適宜な場所にもうけることもできる。
【００１０】各ヘッダ−３、４、８からは、必要数の可撓管１１、１１’、１１”が台所、風呂場等に配管されている。ヘッダ−３、４、８は３個の入水口１２、１２’、１２”を介して排水バルブ１３に接続され、排水バルブ１３は、排水口１４を介して電動吸引装置１５の吸引口１６に接続される。電動吸引装置１５は、モ−タ−部１７と、内部にモ−タ−部１７に連結される回転羽根部（図面省略）を収容するケ−シング１８とからなり、ケ−シング１８に上記吸引口１６と、排出口１９を有しており、排出口１９からの水は排水パイプ２０に排出される。
【００１１】図２に本発明の排水バルブ１３の１実施例を示す縦断面図、図３にそのＡ−Ａ断面図を示すが、弁箱２１には、側方に３個の入水口１２、１２’、１２”と、排水口１４をもうけ、それぞれの入水口１２、１２’、１２”には、止水体ケ−ス２２、２２’、２２”を装着し、内部に、ばね２３、２３’、２３”に押圧されてＯリングの弁座２４、２４’、２４”に密着する止水体２５、２５’、２５”を収容し、先端部２６、２６’、２６”を内壁２７より内部に突出させている。
【００１２】内壁２７内に止水体２５、２５’、２５”と直角方向に収容される押圧桿２８は、下方に、止水体２５、２５’２５”の先端部２６、２６’、２６”に接触しない程度の細径部２９をもうけ、細径部２９の、先端部２６、２６’、２６”に対応する位置の一部を、内壁２７よりやや小径になる程度まで突出させた突起部３０を形成する。
【００１３】弁箱２１の上端には、接続金具３１を介して駆動ボックス３２が接続され、内部に収納された駆動モ−タ−および減速ギア（図面省略）を介して押圧桿２８は、駆動モ−タ−とコ−ド３３によりに接続されている制御ボックスのスイッチ（図面省略）の投入により、９０゜ずつ３６０゜回転するようになっている。
【００１４】図は水抜栓１が閉栓で、電動駆動装置１５が作動しており、止水体２５’が、押圧桿２８の突起部３０に先端部２６’が押圧されて弁座２４’から離脱している状態を示しており、ヘッダ−４および可撓管１１’の水は排水口１４からケ−シング１８内に吸引され、排出口１９から排水パイプ２０へと排出されている。
【００１５】このとき下流側配管２で接続されたヘッダ−３、給湯器７下流側配管内の湯水も吸引しようとするが、ヘッダ−３および可撓管１１内の水は、強い負圧により逆止弁５、９が作動して管路を遮断し、それぞれ吸引されることはない。
【００１６】このことは、家庭用電源使用に際しての上限消費電力から、吸引能力にも自ずと限界あるので、給水箇所が多く、多数の可撓管を使用する場合に特に有効となるが、可撓管の数が吸引能力限界範囲内で使用する場合でも、ヘッダ−を分割して個々に吸引すれば、それだけ吸引能力が強くなり、配管の自由度が増すという利点はある。
【００１７】制御ボックス内にもうけたタイマ−の働きで、可撓管１１’内の水の吸引が終了するに充分な一定時間経過後、駆動モ−タ−により押圧桿２８は時計回りに回転を始め、突起部３０が止水体２５’の先端部２６’から外れた時点で、止水体２５’は弁座２４’に密着してヘッダ−４からの吸引を終了し、９０゜回転して今度は止水体２５”を開放し、ヘッダ−８、可撓管１１”内の湯水を吸引し始める。この時は、吸気弁１０の働きにより、給湯器上流側配管内の水を吸引することはない。
【００１８】同様に、一定時間経過後、押圧桿２９は９０゜回転し、ヘッダ−８を閉じ、ヘッダ−３を開いて可撓管１１内の水を吸引する。この時は逆止弁６、９により可撓管１１’、１１”から空気を吸引することはない。
【００１９】最後に９０゜回転して突起部３０が排水口１４に向いたとき、３６０゜回転したことになり、押圧桿２８の回転は終了し、電動吸引装置１８の作動も停止する。そのときには全ての逆止弁５、６、９は開放状態になり、残留水滴が凍結して、流路を閉塞し、再通水時に水が出ないということはない。
【００２０】水抜栓１として、地中に埋設される不凍給水栓を使用するときは、上記過程が修了するまで水抜栓１を止水状態で停止させておき、その後で排水状態にすれば、地中に埋設された逆止弁の故障により、汚水を吸引する恐れもなく、便利であるが、必ずしも必須の構成要件ではなく、例えば、地中に埋設される逆止弁を省略し、下流側配管２に至るまでの水も電動吸引装置１８で吸引するようにすることもできる。
【００２１】必ずしも電動吸引装置を排水の最初から作動させ続けないで、初めは排出口１９から自然排水させ、一定時間経過後に管内の残り水だけ電動吸引装置を作動させて吸引し、それを順次繰り返すようにしてもよい。
【００２２】その場合は、時計回りで２７０゜順次回転させて自然排水させ、その後、反時計回りに１８０゜順次回転させて強制排水をし、電動吸引装置を止めてから更に９０゜反時計回りに回転させて、突起部３０が排水口１４に向いた通常状態に復帰させることもできる。
【００２３】図４に本発明の排水バルブの他の実施例を示すが、押圧桿２８は回転式でなく、上下動するようになっており、全周に亘ってもうけた突起部３０が、段違いに配置された止水弁２５、２５’、２５”の突起部２６、２６’、２６”を順次押し開いていくようにしたものであり、排水口１４を下向きにもうけている。突起部３０が全周に亘っており、排水面積が小さくなるため、別の排水通路３４を押圧桿２８内部にもうけるようにしている。
【００２４】図２、３でヘッダ−が４個の場合は、図４のように排水口１４は下端にもうけられ、逆に、ヘッダ−が水用１個、湯用１個の場合は入水口は２個で済むことになり、その場合は、図２乃至図４の排水バルブ１３を、水抜栓１の上部に位置させてもうけ易くなり、駆動ボックス３２が１個で済むので、コスト低減をはかれる。なお、このときは、逆止弁５、６は必要なくなる。
【００２５】水抜栓のその１実施例を図５に示すが、３５は水抜栓１の弁本体であり、土中凍結深度以下に埋設される。側壁に流入口３６、流出口３７、地下排水口３８をもうけ、内部に、３個のシリンダ３９、４０、４１を形成する。図示しないが、地下排水口３８には地中の汚水が弁本体３５内に入り込まないよう、逆止弁を取り付けている。ピストン４２は、上記シリンダ３９、４０、４１をそれぞれ摺動する３個の環状パッキン４３、４４、４５を装着し、ロッド４６を介して上方に延長される。
【００２６】弁本体３５は、パイプ４７により上方に延長され、パイプ４７の上端に排水バルブ１３の弁箱２１が接続される。ロッド４６の上端には押圧桿２８が接続され、押圧桿２９の下端部に、上部シリンダ４８を摺動する環状パッキン４９を装着する。
【００２７】図は通水状態を示しており、止水体２５と、その直角方向の止水体２５’により、排水口１４への通路は遮断されている。排水時には、駆動ボックス３２内の駆動モ−タ−により押圧桿２８とともにピストン４２も上昇し、先ず環状パッキン４４がシリンダ４０に密着して流入口３６からの圧力水を遮断し、その後で押圧桿２８の突起部３０が止水体２５を押し開いた状態で一旦上昇を停止し、図１の電動吸引装置１５で排水口１４から吸引を開始する。そのときには、環状パッキン４９は上部シリンダ４８に密着しており、環状パッキン４３はシリンダ３９から離脱していないので、地下排水口３８を介して地中の汚水を吸引する恐れはない。
【００２８】一定時間経過後に押圧桿２８は更に上昇し、止水体２５が閉じ、止水体２５’が開いて、次のヘッダ−の排水が始まる。この間、電動吸引装置１５は連続運転させても、タイマ−で間欠運転させても良いが，間欠運転させるときは、電動吸引装置１５が作動を停止すると同時に、押圧桿２８が上昇を開始し、上昇停止状態で一定時間自然排水させ、その後で運転開始させるようにするのが最も経済的ではある。この時にも環状パッキン４９、４３はシリンダに密着したままになっている。
【００２９】排水終了後、電動吸引装置１５は作動を停止し、同時に、押圧桿２８は更に上昇して止水体２５’は閉塞され、環状パッキン４３がシリンダ３９から離脱し、流出口３７側配管内の水は地下排水口３８から地中に排出される。なお、流出口３７を地中にもうける代わりに、上部シリンダ４８下方にもうける、いわゆる地上配管タイプにすることもでき、立上管を省略できるという利点がある。その排水バルブ部分の１実施例を図６に示す。
【００３０】本実施例においては、流出口３７を水用ヘッダ−の入水口と兼用させ、上部シリンダを４８、５０と２個もうけたことを特徴としており、通水状態においては環状パッキン４９はシリンダ４８に密着しており、排水時には、流入口からの圧力水を遮断した後で、環状パッキン４９はシリンダ４８から上方に離脱し、排水口１４と流出口３７は連通する。
【００３１】一定時間経過後押圧桿２８は上昇し、環状パッキン４９が上部シリンダ５０に密着した状態で停止し、流出口３７を閉塞するとともに、突起部３０が止水体２５”を押し開いて、湯側ヘッダ−８からの湯を排出する。電動吸引装置が停止した後で、押圧桿２８は更に上昇し、環状パッキン４９が上部シリンダ５０から離脱し、止水体２５”が閉塞された状態で、弁本体のピストンが排水状態になり、パイプ４７内の水は地下排水口から排出される。
【００３２】図２、３のように回転式の弁を適用するときは、押圧桿２８は回転のみで、ロッド４６を介して押圧桿２８に螺合されるピストン４２を上下動させるようにすれば良く、例えば図３において、止水体２５’を省略し、押圧桿２８の突起部３０が排水口１４を向いている通水状態から、時計回りに回転を始め、止水体２５”を押圧する前に、水抜栓１は止水状態になり、そのまま止水状態を維持し、止水体２５を押圧終了後、排水状態になるように、水抜栓１のピストン４２と弁本体３５の位置関係を設定しておけばよい。再び通水状態にするときは、今度は、途中で止めることなく、反時計回りに押圧桿２８を回転させればよいことになる。
【００３３】本発明においては、電動吸引装置１５として、市販の水中ポンプのように、回転羽根部に空気が噛んだときに水の吸引が行われなくなるようなものではなく、電気掃除機のように空気も水も同時に吸い込み、しかも、モ−タ−部１７に水が接触しないようモ−タ−部１７とケ−シング１８とを密封し、回転羽根部側方にもうけた排出口１９から直ちに排出するものを使用しているため、排水が安全、確実に行われ、吸い込んだ水を溜めておくタンクをもうける必要がないので、それだけ場所をとらず、設置が容易になるという利点がある。
【００３４】しかし、タンクを用いた場合は、タンクと電動吸引装置を分離することが可能なので、特別な電動吸引装置を設置しておかなくとも、家の人が家庭用の電気掃除機で吸引することも可能となり、また、タンク内に、風呂の水を洗濯機に吸引する時使用するような水中ポンプをあらかじめ設置しておけば、タンク内に溜まった水を吸い上げて排出することもでき、排水パイプ２０を省略できるという利点もある。
【００３５】いずれにしても、電動吸引装置に一定の吸い込み能力があり、配管の本数がある一定範囲内であれば、交差配管のように上がり下がり部分が生じても、考えられる通常の床転がし配管程度では、可撓管内が閉塞されるような水残りは生ぜず、従って、凍結により、再通水が不可能になるという事故も生じない。
【００３６】
【発明の効果】上述したように本発明においては、複数個のヘッダ−を排水バルブの入水口にに接続し、排水バルブの排水口を、水と空気をともに吸引できる電動吸引装置に接続したものであり、水抜きを考慮した配管の制約が少なく、それだけ配管の自由度が増し、ランニングコストがかからず、操作が簡単となり、上記排水バルブは、複数個の入水口を１個ずつ開閉するようにしており、例えば、ヘッダ−の数だけ電磁弁を使用するようなことをしなくても、各ヘッダ−毎、個別に配管内の水の吸引ができるため、多数の可撓管を使用する場合にあっても、安いコストで対応が可能なヘッダ−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４月５日（２０００．４．５）
【代理人】
【公開番号】 特開２００１−２８８７８７（Ｐ２００１−２８８７８７Ａ）
【公開日】 平成１３年１０月１９日（２００１．１０．１９）
【出願番号】 特願２０００−１０３０８１（Ｐ２０００−１０３０８１）