曲管ユニット
【課題】可動部材の可動部に加わる負荷を低減することが可能な曲管ユニットを提供すること。
【解決手段】その中途部で曲折する圧送された水の流路を形成する曲管ユニット１において、直線の水の流れを形成するとともに、中途部で曲折する流路を形成する曲管２と、曲管２の内部であって、且つ、中途部の一次側に設けられ、圧送された水により可動する可動部３２を有する可動部材４と、を備え、可動部３２の可動範囲は、中途部の一次側に位置する構成とした。
【解決手段】その中途部で曲折する圧送された水の流路を形成する曲管ユニット１において、直線の水の流れを形成するとともに、中途部で曲折する流路を形成する曲管２と、曲管２の内部であって、且つ、中途部の一次側に設けられ、圧送された水により可動する可動部３２を有する可動部材４と、を備え、可動部３２の可動範囲は、中途部の一次側に位置する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水の流れにより可動する可動部材が曲管に一体に設けられた曲管ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルやマンション等の建造物に用いられる給水装置は、給水ポンプの運転を制御するために、給水ポンプの二次側にパドル式の流量センサが設けられている。また、このような給水装置は、一端供給した水が逆流することを防止するために、給水ポンプの二次側にチェック弁が設けられている。
【０００３】
このような給水装置は、設置スペースを減少させる要望があることから、給水ポンプに接続された配管の取り回しに曲管を用いる技術や、配管にパドル式流量センサ（例えば、特許文献１参照）及びチェック弁等の可動部を有する可動部材を一体に設ける技術が知られている。
【０００４】
しかし、誤作動の防止等の理由から、パドル式流量センサは、そのパドルが重力方向に対して直行する方向（水平方向）に配置され、チェック弁は、水平方向又は重力方向に沿って上方に開となるように配置する必要があり、設置箇所が限定されてしまう。このため、曲管ユニットとして、曲管の曲部にパドル式流量センサとチェック弁を設置する技術が知られている。このような曲管ユニット１００を、以下、図２を用いて説明する。
【０００５】
図２に示すように、曲管ユニット１００は、重力方向に向って両端が開口するとともに、その側面の一部が開口する曲管１０２に、パドル式流量センサ１０３と一方の端部を開閉するチェック弁１０４が設けられる。曲管１０２は、その他方の端部（図２中、上方に位置する端部）は閉塞される。
【０００６】
これにより、曲管１０２は、一方の端部の開口部から側面に設けられた開口部に向ってその曲部が略９０°に曲折する流路を形成する。ここで、曲管１０２の曲部の角度は、曲管１０２の一方の端部及び他方の端部に沿った軸心を基準とし、この軸心の他方の端部側から曲管の軸心間の角度である。
【０００７】
パドル式流量センサ１０３は、水の流れ方向（重力方向）に対して直行する水平方向に配設されたパドル１２４を有し、このパドル１２４が二点鎖線で示すように、水の流れＦを受けて回動する。この回動を信号とし、信号線Ｓを介して、給水装置５０の制御部５３に送信可能に形成されている。
【０００８】
チェック弁１０４は、曲管１０２の他方の端部の開口部に設けられ、当該開口部から側面の開口部に向って流れる水の流れＦにおいて開状態となり、その逆の水の流れ（逆流）により閉状態となる。このようなチェック弁１０４は、支持部１３３に沿って開口する弁体１３２の移動により、開閉を行う。
【０００９】
このような曲管ユニット１００は、給水装置５０の給水ポンプ５１から供給された水の流れにより、チェック弁１０４が開状態となり、且つ、パドル１２４が回動し流量を検出することとなる。また、曲管ユニット１００は、側面の開口部から二次側へ水を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−０９７９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した曲管ユニットでは、以下の問題があった。すなわち、上述した曲管ユニット１００では、曲管１０２内の水の流れＦは、図２に示すように、直進ではなく、曲部に沿って一方の端部の開口部から側面の開口部へと移動する略９０°に曲折する流れとなる。このため、曲部に設けられたパドル式流量センサ１０３のパドル１２４及びチェック弁１０４の弁体１３２には、水の流れＦに沿って、重力方向の直線的な負荷だけでなく水平方向の負荷も加わる。
【００１２】
このため、パドル１２４及び弁体１３２には過大な負荷が印加することとなる。また、このような問題は、パドル１２４や弁体１３２だけでなく、曲管に一体に設ける可動部材の可動部であれば同様に過大な負荷が印加することとなる。
【００１３】
このため、パドル１２４及び弁体１３２の負荷による寿命の低下を防止するために、負荷に耐えられるものを用いるか、若しくは、一方の端部の開口部から曲部までの長い曲管を用いて、パドル１２４及び弁体１３２の負荷を低減する必要があった。なお、前者の場合、パドル式流量センサ１０３及びチェック弁１０４の強度を向上させるために、その形状が大きくなる、という問題がある。また、後者の場合、パドル１２４及び弁体１３１に加わる負荷を低減できるが、曲管１０２の大型化となる、という問題もある。
【００１４】
そこで、本発明は、可動部材の可動部に加わる負荷を低減することが可能な曲管ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決し目的を達成するために、次のように構成された曲管ユニットが提供される。
【００１６】
本発明の一態様として、その中途部で曲折する圧送された水の流路を形成する曲管ユニットにおいて、直線の水の流れを形成するとともに、前記中途部で曲折する流路を形成する曲管と、前記曲管の内部であって、且つ、前記中途部の一次側に設けられ、前記圧送された水により可動する可動部を有する可動部材と、を備え、前記可動部の可動範囲は、前記中途部の一次側に位置することを特徴とする曲管ユニットが提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、水の流れにより可動部材の可動部に加わる負荷を低減することが可能な曲管ユニットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る曲管ユニットの構成を一部断面で模式的に示す説明図。
【図２】従来の曲管ユニットの構成を一部断面で模式的に示す説明図を拡大して示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態に係る曲管ユニット１を、図１を用いて説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る給水装置５０の二次側に用いられる曲管ユニット１の構成を一部断面で模式的に示す説明図である。なお、図１中、Ｓは信号線を示している。
【００２０】
図１に示すように、曲管ユニット１は、給水装置５０の二次側、具体的には、給水ポンプ５１の吐出側に接続される。なお、給水装置５０は、水道管等の供給源６０に接続された給水ポンプ５１と、この給水ポンプ５１を駆動するモータ５２と、モータ５２の駆動を制御する制御部５３とを備えている。
【００２１】
曲管ユニット１は、図１に示すように、その軸心線Ｃ１が重力方向に沿うように配置される。曲管ユニット１は、曲管２と、パドル式流量センサ３と、チェック弁４と、を備えている。
【００２２】
曲管２は、ストレート管２ａの中途部で曲折し分岐する分岐管２ｂが一体に形成された配管である。曲管２は、ストレート管２ａの中途部が曲折することで、水の流路が当該中途部で曲折する曲部を有することとなる。
【００２３】
曲管２は、これらストレート管２ａ及び分岐管２ｂが、後述する所定の角度Ｒにより曲折するように接続されることで、曲管２が形成されている。また、曲管２は、ストレート管２ａ及び分岐管２ｂが組み合わさった３方向に分岐する管である。しかし、曲管２は、後述するように、ストレート管２ａの一端側が閉塞されるため、ストレート管２ａ及び分岐管２ｂの合流する部位（曲部）において、ストレート管２ａに、水の流れ方向に対して分岐管２ｂが所定の角度Ｒで曲折して形成される実質的な曲管である。
【００２４】
分岐管２ｂは、バルジ加工等によりストレート管２ａの側面に形成された管であり、後述するガイド１３ｃ及びリブ２１等により、実質的にストレート管２ａに対して所定の角度Ｒで曲折する流路を形成する。
【００２５】
曲管２は、ストレート管２ａの両端側に設けられた同一の軸心線Ｃ１上に位置して開口する一対の第１、第２開口部１１、１２と分岐管２ｂの端部に設けられ、軸心線Ｃ１に対して傾斜して設けられた第３開口部１３と、を備えている。また、曲管２は、ストレート管２ａの一部に、パドル式流量センサ３を固定可能な固定部１４を有する。
【００２６】
このような曲管２は、軸心線Ｃ１が重力方向に沿って配置されるとともに、第１開口部１１が第２開口部１２よりも低位置となるように配置される。即ち、曲管２は、重力方向に沿って第１開口部１１が下方に第２開口部１２が上方に位置するように配置される。
【００２７】
第１開口部１１は、曲管２の一次側に設けられ、給水ポンプ５１に接続される。第１開口部１１は、給水ポンプ５１に接続された配管と接続可能なフランジ部１６が形成されている。また、第１開口部１１は、その内部にチェック弁４を配置可能に形成されている。
【００２８】
第２開口部１２は、閉塞部材１７により閉塞される。具体的には、第２開口部１２は、その周囲に、閉塞部材１７をボルト等で固定可能なフランジ部１８が形成されている。なお、この第２開口部１２は、閉塞部材１７により常時閉塞されており、メンテナンス時等において、チェック弁４の着脱時に、開放される。
【００２９】
第３開口部１３は、その周囲にフランジ部１９が形成されている。第３開口部１３は、第１、第２開口部１１，１２を通る軸心線Ｃ１と交差するその軸心線Ｃ２が、軸心線Ｃ１に対して、軸心線Ｃ１の第２開口部１２側から所定の角度Ｒで傾斜するように形成されている。ここで、所定の角度Ｒは、９０°以上、できれば鈍角で形成されている。所定の角度Ｒは、例えば１１０°〜１２０°程度である。
【００３０】
なお、第３開口部１３の軸心線Ｃ２とは、曲管２のストレート管２ａの内面に設けられた分岐管２ｂへと分岐する開口１３ａと第３開口部１３の端部に位置する開口１３ｂとの中心を結ぶ軸心線である。即ち、分岐管２ｂの流路である開口１３ａ、１３ｂ間の略中心を示す。
【００３１】
開口１３ａは、その下端にガイド１３ｃを具備する。開口１３ａは、このガイド１３ｃの上端が後述するチェック弁４の可動範囲と面位置又はそれよりも上方（二次側）に位置するようにストレート管２ａの内面に開口する。即ち、水の流れが、少なくとも、チェック弁４の可動範囲の間は直線の流れとなるようにガイド１３ｃを有する開口１３ａが設けられていればよい。
【００３２】
また、第３開口部１３は、軸心線Ｃ２の周囲に連続する円筒状の流路であって、整流を行う整流板２１を有する。この整流板２１は、例えば、ガイド１３ｃと開口１３ｂとを連続するリブ２１である。
【００３３】
このような曲管２は、第１開口部１１から軸心線Ｃ１に沿って直線する流路と、開口１３ａから軸心線Ｃ１に対して所定の角度Ｒを有して曲折し、軸心線Ｃ２に沿って直進する流路との組合せにより、図２に示すように略所定の角度Ｒで鋭角を成すように曲折する流路を形成する。
【００３４】
固定部１４は、ストレート管２ａの一部が突出し、パドル式流量センサ３の一部を曲管２内に挿入可能に固定する開口部１４ａを形成する。この固定部１４は、固定したパドル式流量センサ３の少なくとも曲管２内に位置する部位が、ガイド１３ｃで一部が閉塞された開口１３ａよりも一次側に位置するように曲管２の側面に設けられる。
【００３５】
パドル式流量センサ３は、固定部１４に固定される可動部材である。パドル式流量センサ３は、固定部１４に固定される本体部２３と、本体部２３に設けられ、水の流れに沿って回動する可動部であるパドル２４と、を備えている。本体部２３は、パドル２４の回動により流量を計測可能、且つ、計測した流量情報を制御部に信号線Ｓを介して送付可能に形成されている。
【００３６】
パドル２４は、水の流れがない場合に、例えば本体部２３の一部に干渉することで、重力方向（軸心線Ｃ１）に対して直交する位置、即ち略水平方向に保持される。また、パドル２４は、図１の二点鎖線で示すように、水の流れにより回動した際に、その先端が開口１３ａと略同一の位置まで回動する。
【００３７】
チェック弁４は、第１開口部１１内に設けられ、給水ポンプ５１からの水の流路を形成するとともに、この水の流れの逆流を塞き止める可動部材である。具体的には、チェック弁４は、弁座３１と、弁体（可動部）３２と、支持部材３３と、付勢部材３４と、を備えている。
【００３８】
弁座３１は、その内部に流路を形成する孔部３１ａを有する。弁座３１は、第１開口部１１の内面に液密に設けられる。即ち、弁座３１は、その外面と第１開口部１１の内面との間が密閉され、水が流れないように形成されている。
【００３９】
弁体３２は、弁座３１と離接可能に形成されている。弁体３２は、弁座３１に当接することで、孔部３１ａを閉塞する。また、弁体３２は、支持部材３３に挿通される案内軸３２ａを備えている。弁体３２は、この案内軸３２ａに案内されて軸心線Ｃ１に沿って移動する。弁体３２は、給水ポンプ５１により圧送された水の流れ及び付勢部材３４の付勢により可動する。
【００４０】
支持部材３３は、弁体３２を支持するとともに、その移動を規制し、且つ、案内可能に形成されている。具体的には、支持部材３３は、弁体３２が水の流れに沿って移動する際に、弁体３２が軸心線Ｃ１に沿って移動するように案内軸３２ａを案内する。また、支持部材３３は、弁体３２が所定の距離移動後、弁体３２と接触することで、弁体３２を係止させ、その移動を規制する。
【００４１】
付勢部材３４は、例えばコイルバネ等であって、水の流れがない場合に、弁体４２を弁座３１へ付勢するように、弁体３２と支持部材３３との間に配置される。なお、付勢部材３４は、水の流れがない場合に、弁体３２を付勢して孔部３１ａを閉塞可能であって、且つ、給水ポンプ５１から給水された際に、低い水圧で弁体３２を移動可能な付勢力（バネ力）であればよい。
【００４２】
このように構成された曲管ユニット１は、給水ポンプ５１からの給水流量を検出するとともに、二次側に流すための流路を形成し、且つ、水の逆流を防止可能となる。以下、図１を用いて水の流れ及び曲管ユニット１の機能を具体的に説明する。なお、図１において、水の流れを矢印Ｆにより示すとともに、曲管ユニット１内の水の流れによる動作を一部二点鎖線で示す。
【００４３】
先ず、給水装置５０のモータ５２が停止時においては、曲管ユニット１内には水の流れがない。このため、チェック弁４は、付勢部材３４により弁体３２が弁座３１に当接し、所謂閉状態となり、水の流れ及び逆流を防止する。
【００４４】
また、パドル式流量センサ３は、パドル２４が水平方向に保持され、水の流れがない旨の情報が制御部５３に信号線Ｓを介して送信される。なお、給水装置５０（制御部５３）に電源が供給されていない場合には、パドル式流量センサ３の情報は送信されない。
【００４５】
次に、モータ５２が駆動され、給水ポンプ５１により水が圧送されると、第１開口部１１から水が流入し、この水の流れＦにより、弁体３２が付勢部材３４に抗って開状態となる。具体的には、弁体３２は、支持部材３３により案内されて軸心線Ｃ１に沿って上方に所定距離移動する。なお、弁体３２の移動を図１中において案内軸３２ａのみ二点鎖線で示すように、弁体３２は、案内軸３２ａが開口１３ａの下端又は同一高さとなる位置まで移動する。これにより、弁座３１の孔部３１ａが曲管２内部と連通し、水の流路を形成する。
【００４６】
チェック弁４が開状態となることで、給水ポンプ５１から圧送された水は、水の流れＦに示すように、第１開口部１１から孔部３１ａ、ストレート管２ａ及び分岐管２ｂを介して第３開口部１３から曲管２の二次側へと流れる。このとき、水の流れＦにより、パドル２４が二点鎖線で示すように開口１３ａと略同一の高さ位置まで回動することで、パドル式流量センサ３は流量を計測する。パドル式流量センサ３は、この計測した流量の情報を、信号線Ｓを介して制御部５３に送信する。なお、この受信した流量情報から、制御部５３は、モータ５２の駆動を制御する。
【００４７】
また、このような水の流れＦは、第１開口部１１から流入した水が軸心線Ｃ１に沿って流れ、開口１３ａにおいて水の流れが曲折し、軸心線Ｃ２に沿って流れ、第３開口部１３から吐出されることとなる。即ち、水の流れＦは、開口１３ａまでは軸心線Ｃ１に沿った略直線的な流れとなる。
【００４８】
このように構成された曲管ユニット１によれば、開口１３ａの下端をパドル式流量センサ３及びチェック弁４の可動範囲と同一又はそれよりも高い位置（二次側）に配置するために、開口１３ａの下端にガイド１３ｃを設ける。これにより、パドル２４は、開口１３ａの下端（ガイド１３ｃの上端）と略同一位置までのみ回動し、弁体３２は、図１に２点鎖線で示すように、案内軸３２ａが開口１３ａの下端となる位置までのみ移動する。
【００４９】
パドル２４及び弁体３２は、直線的な水の流れにより軸心線Ｃ１に沿った方向に移動することとなり、安定したパドル２４の回動及び弁体３２の移動が行われる。換言すると、パドル２４及び弁体３２は、予定する直線的な流れが加わるだけであり、流れ方向が軸心線Ｃ１に沿った方向と異なる方向による負荷が加わることがない。
【００５０】
このため、パドル２４及び弁体３２に加わる負荷を低減し、破損等を防止し、パドル式流量センサ３及びチェック弁４の寿命を向上させることが可能となる。また、パドル式流量センサ３及びチェック弁４の必要な強度を低減させることが可能となり、結果、パドル式流量センサ３及びチェック弁４の小型化が可能となる。これにより、曲管ユニット１の信頼性の向上及び小型化が可能となる。
【００５１】
また、流路を形成するストレート管２ａ及び分岐管２ｂは、軸心線Ｃ１に対して、軸心線Ｃ１の第２開口部１２側から９０°以上で軸心線Ｃ２が傾斜するように構成することで、第３開口部１３が第１開口部１１に近接することとなる。
【００５２】
換言すると、第３開口部１３は、開口１３ａよりも低位置となる。このため、開口１３ａが第１開口部１１と距離が必要となっても、第３開口部１３は、極力低位置とすることが可能となる。これにより、第１開口部１１及び第３開口部１３の距離を短くすることができ、結果、曲管の長さを極力短くすることができる。このため、曲管ユニット１の大型化を防止することが可能となる。
【００５３】
さらに、第３開口部１３内に、リブ２１を設ける構成としたため、曲折した分岐管２ｂ内の流れを整流することが可能となる。
【００５４】
上述したように本実施の形態に係る曲管ユニット１によれば、開口１３ａにガイド１３ｃを設け、可動部材であるパドル式流量センサ３及びチェック弁４の可動範囲以上の高さで曲折する流路を形成する曲管２を用いることで、パドル２４及び弁体３２に加わる負荷を低減することが可能となる。これにより、曲管ユニット１の長寿命化が可能となり、高い信頼性を得ることができる。
【００５５】
また、流路を形成する曲部の角度を９０°以上とすることで、第１開口部１１及び第３開口部１３の距離を短くし、且つ、パドル式流量センサ３及びチェック弁４の負荷を低減させることで、曲管ユニット１を小型とすることが可能となる。さらに、整流板としてリブ２１を設けることで、流路の曲部の整流が可能となり、損失を低減することが可能となる。
【００５６】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、チェック弁４の可動範囲内にその一部が位置する開口１３ａの下方の一部（下端）をガイド１３ｃを設けて閉塞し、このガイド１３ｃにより、開口１３ａが実質的にチェック弁４の可動範囲と面位置又は上方とする構成をしたが、これに限定されない。例えば、水の流路が曲折する中途部に位置する開口１３ａは、ストレート管２ａの、少なくともチェック弁４の弁体３２の可動範囲以上の高さ位置に設ける構成とし、ガイド１３ｃを有さない構成としてもよい。
【００５７】
また、例えば、上述した曲管ユニット１では、曲管２の曲部の所定の角度Ｒを９０°以上としたが、これに限定されない。少なくとも、上述した曲管ユニット１では、開口１３ａの位置をチェック弁４の可動範囲以上の高さ位置となるようにストレート管２ａに設ければ、例えば、曲部の所定の角度Ｒを９０°以下としても良い。これにより、第１開口部１１及び第３開口部１３間の距離は長くなり、曲管ユニット１の小型化とすることはできないが、開口１３ａの位置は、チェック弁４の可動範囲以上の高さであるため、パドル式流量センサ３及びチェック弁４の負荷を低減することはできる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１…曲管ユニット、２…曲管、２ａ…ストレート管、２ｂ…分岐管、３…パドル式流量センサ、４…チェック弁、１１…第１開口部、１２…第２開口部、１３…第３開口部、１３ａ、１３ｂ…開口、１４…固定部、１４ａ…開口部、１６…フランジ部、１７…閉塞部材、１８…フランジ部、１９…フランジ部、２１…リブ、２３…本体部、２４…パドル、３１…弁座、３１ａ…孔部、３２…弁体、３２ａ…案内軸、３３…支持部材、３４…付勢部材、４２…弁体、５０…給水装置、５１…給水ポンプ、５２…モータ、５３…制御部、６０…供給源、Ｃ１、Ｃ２…軸心線、Ｆ…水の流れ、Ｓ…信号線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水の流れにより可動する可動部材が曲管に一体に設けられた曲管ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルやマンション等の建造物に用いられる給水装置は、給水ポンプの運転を制御するために、給水ポンプの二次側にパドル式の流量センサが設けられている。また、このような給水装置は、一端供給した水が逆流することを防止するために、給水ポンプの二次側にチェック弁が設けられている。
【０００３】
このような給水装置は、設置スペースを減少させる要望があることから、給水ポンプに接続された配管の取り回しに曲管を用いる技術や、配管にパドル式流量センサ（例えば、特許文献１参照）及びチェック弁等の可動部を有する可動部材を一体に設ける技術が知られている。
【０００４】
しかし、誤作動の防止等の理由から、パドル式流量センサは、そのパドルが重力方向に対して直行する方向（水平方向）に配置され、チェック弁は、水平方向又は重力方向に沿って上方に開となるように配置する必要があり、設置箇所が限定されてしまう。このため、曲管ユニットとして、曲管の曲部にパドル式流量センサとチェック弁を設置する技術が知られている。このような曲管ユニット１００を、以下、図２を用いて説明する。
【０００５】
図２に示すように、曲管ユニット１００は、重力方向に向って両端が開口するとともに、その側面の一部が開口する曲管１０２に、パドル式流量センサ１０３と一方の端部を開閉するチェック弁１０４が設けられる。曲管１０２は、その他方の端部（図２中、上方に位置する端部）は閉塞される。
【０００６】
これにより、曲管１０２は、一方の端部の開口部から側面に設けられた開口部に向ってその曲部が略９０°に曲折する流路を形成する。ここで、曲管１０２の曲部の角度は、曲管１０２の一方の端部及び他方の端部に沿った軸心を基準とし、この軸心の他方の端部側から曲管の軸心間の角度である。
【０００７】
パドル式流量センサ１０３は、水の流れ方向（重力方向）に対して直行する水平方向に配設されたパドル１２４を有し、このパドル１２４が二点鎖線で示すように、水の流れＦを受けて回動する。この回動を信号とし、信号線Ｓを介して、給水装置５０の制御部５３に送信可能に形成されている。
【０００８】
チェック弁１０４は、曲管１０２の他方の端部の開口部に設けられ、当該開口部から側面の開口部に向って流れる水の流れＦにおいて開状態となり、その逆の水の流れ（逆流）により閉状態となる。このようなチェック弁１０４は、支持部１３３に沿って開口する弁体１３２の移動により、開閉を行う。
【０００９】
このような曲管ユニット１００は、給水装置５０の給水ポンプ５１から供給された水の流れにより、チェック弁１０４が開状態となり、且つ、パドル１２４が回動し流量を検出することとなる。また、曲管ユニット１００は、側面の開口部から二次側へ水を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−０９７９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した曲管ユニットでは、以下の問題があった。すなわち、上述した曲管ユニット１００では、曲管１０２内の水の流れＦは、図２に示すように、直進ではなく、曲部に沿って一方の端部の開口部から側面の開口部へと移動する略９０°に曲折する流れとなる。このため、曲部に設けられたパドル式流量センサ１０３のパドル１２４及びチェック弁１０４の弁体１３２には、水の流れＦに沿って、重力方向の直線的な負荷だけでなく水平方向の負荷も加わる。
【００１２】
このため、パドル１２４及び弁体１３２には過大な負荷が印加することとなる。また、このような問題は、パドル１２４や弁体１３２だけでなく、曲管に一体に設ける可動部材の可動部であれば同様に過大な負荷が印加することとなる。
【００１３】
このため、パドル１２４及び弁体１３２の負荷による寿命の低下を防止するために、負荷に耐えられるものを用いるか、若しくは、一方の端部の開口部から曲部までの長い曲管を用いて、パドル１２４及び弁体１３２の負荷を低減する必要があった。なお、前者の場合、パドル式流量センサ１０３及びチェック弁１０４の強度を向上させるために、その形状が大きくなる、という問題がある。また、後者の場合、パドル１２４及び弁体１３１に加わる負荷を低減できるが、曲管１０２の大型化となる、という問題もある。
【００１４】
そこで、本発明は、可動部材の可動部に加わる負荷を低減することが可能な曲管ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決し目的を達成するために、次のように構成された曲管ユニットが提供される。
【００１６】
本発明の一態様として、その中途部で曲折する圧送された水の流路を形成する曲管ユニットにおいて、直線の水の流れを形成するとともに、前記中途部で曲折する流路を形成する曲管と、前記曲管の内部であって、且つ、前記中途部の一次側に設けられ、前記圧送された水により可動する可動部を有する可動部材と、を備え、前記可動部の可動範囲は、前記中途部の一次側に位置することを特徴とする曲管ユニットが提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、水の流れにより可動部材の可動部に加わる負荷を低減することが可能な曲管ユニットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る曲管ユニットの構成を一部断面で模式的に示す説明図。
【図２】従来の曲管ユニットの構成を一部断面で模式的に示す説明図を拡大して示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態に係る曲管ユニット１を、図１を用いて説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る給水装置５０の二次側に用いられる曲管ユニット１の構成を一部断面で模式的に示す説明図である。なお、図１中、Ｓは信号線を示している。
【００２０】
図１に示すように、曲管ユニット１は、給水装置５０の二次側、具体的には、給水ポンプ５１の吐出側に接続される。なお、給水装置５０は、水道管等の供給源６０に接続された給水ポンプ５１と、この給水ポンプ５１を駆動するモータ５２と、モータ５２の駆動を制御する制御部５３とを備えている。
【００２１】
曲管ユニット１は、図１に示すように、その軸心線Ｃ１が重力方向に沿うように配置される。曲管ユニット１は、曲管２と、パドル式流量センサ３と、チェック弁４と、を備えている。
【００２２】
曲管２は、ストレート管２ａの中途部で曲折し分岐する分岐管２ｂが一体に形成された配管である。曲管２は、ストレート管２ａの中途部が曲折することで、水の流路が当該中途部で曲折する曲部を有することとなる。
【００２３】
曲管２は、これらストレート管２ａ及び分岐管２ｂが、後述する所定の角度Ｒにより曲折するように接続されることで、曲管２が形成されている。また、曲管２は、ストレート管２ａ及び分岐管２ｂが組み合わさった３方向に分岐する管である。しかし、曲管２は、後述するように、ストレート管２ａの一端側が閉塞されるため、ストレート管２ａ及び分岐管２ｂの合流する部位（曲部）において、ストレート管２ａに、水の流れ方向に対して分岐管２ｂが所定の角度Ｒで曲折して形成される実質的な曲管である。
【００２４】
分岐管２ｂは、バルジ加工等によりストレート管２ａの側面に形成された管であり、後述するガイド１３ｃ及びリブ２１等により、実質的にストレート管２ａに対して所定の角度Ｒで曲折する流路を形成する。
【００２５】
曲管２は、ストレート管２ａの両端側に設けられた同一の軸心線Ｃ１上に位置して開口する一対の第１、第２開口部１１、１２と分岐管２ｂの端部に設けられ、軸心線Ｃ１に対して傾斜して設けられた第３開口部１３と、を備えている。また、曲管２は、ストレート管２ａの一部に、パドル式流量センサ３を固定可能な固定部１４を有する。
【００２６】
このような曲管２は、軸心線Ｃ１が重力方向に沿って配置されるとともに、第１開口部１１が第２開口部１２よりも低位置となるように配置される。即ち、曲管２は、重力方向に沿って第１開口部１１が下方に第２開口部１２が上方に位置するように配置される。
【００２７】
第１開口部１１は、曲管２の一次側に設けられ、給水ポンプ５１に接続される。第１開口部１１は、給水ポンプ５１に接続された配管と接続可能なフランジ部１６が形成されている。また、第１開口部１１は、その内部にチェック弁４を配置可能に形成されている。
【００２８】
第２開口部１２は、閉塞部材１７により閉塞される。具体的には、第２開口部１２は、その周囲に、閉塞部材１７をボルト等で固定可能なフランジ部１８が形成されている。なお、この第２開口部１２は、閉塞部材１７により常時閉塞されており、メンテナンス時等において、チェック弁４の着脱時に、開放される。
【００２９】
第３開口部１３は、その周囲にフランジ部１９が形成されている。第３開口部１３は、第１、第２開口部１１，１２を通る軸心線Ｃ１と交差するその軸心線Ｃ２が、軸心線Ｃ１に対して、軸心線Ｃ１の第２開口部１２側から所定の角度Ｒで傾斜するように形成されている。ここで、所定の角度Ｒは、９０°以上、できれば鈍角で形成されている。所定の角度Ｒは、例えば１１０°〜１２０°程度である。
【００３０】
なお、第３開口部１３の軸心線Ｃ２とは、曲管２のストレート管２ａの内面に設けられた分岐管２ｂへと分岐する開口１３ａと第３開口部１３の端部に位置する開口１３ｂとの中心を結ぶ軸心線である。即ち、分岐管２ｂの流路である開口１３ａ、１３ｂ間の略中心を示す。
【００３１】
開口１３ａは、その下端にガイド１３ｃを具備する。開口１３ａは、このガイド１３ｃの上端が後述するチェック弁４の可動範囲と面位置又はそれよりも上方（二次側）に位置するようにストレート管２ａの内面に開口する。即ち、水の流れが、少なくとも、チェック弁４の可動範囲の間は直線の流れとなるようにガイド１３ｃを有する開口１３ａが設けられていればよい。
【００３２】
また、第３開口部１３は、軸心線Ｃ２の周囲に連続する円筒状の流路であって、整流を行う整流板２１を有する。この整流板２１は、例えば、ガイド１３ｃと開口１３ｂとを連続するリブ２１である。
【００３３】
このような曲管２は、第１開口部１１から軸心線Ｃ１に沿って直線する流路と、開口１３ａから軸心線Ｃ１に対して所定の角度Ｒを有して曲折し、軸心線Ｃ２に沿って直進する流路との組合せにより、図２に示すように略所定の角度Ｒで鋭角を成すように曲折する流路を形成する。
【００３４】
固定部１４は、ストレート管２ａの一部が突出し、パドル式流量センサ３の一部を曲管２内に挿入可能に固定する開口部１４ａを形成する。この固定部１４は、固定したパドル式流量センサ３の少なくとも曲管２内に位置する部位が、ガイド１３ｃで一部が閉塞された開口１３ａよりも一次側に位置するように曲管２の側面に設けられる。
【００３５】
パドル式流量センサ３は、固定部１４に固定される可動部材である。パドル式流量センサ３は、固定部１４に固定される本体部２３と、本体部２３に設けられ、水の流れに沿って回動する可動部であるパドル２４と、を備えている。本体部２３は、パドル２４の回動により流量を計測可能、且つ、計測した流量情報を制御部に信号線Ｓを介して送付可能に形成されている。
【００３６】
パドル２４は、水の流れがない場合に、例えば本体部２３の一部に干渉することで、重力方向（軸心線Ｃ１）に対して直交する位置、即ち略水平方向に保持される。また、パドル２４は、図１の二点鎖線で示すように、水の流れにより回動した際に、その先端が開口１３ａと略同一の位置まで回動する。
【００３７】
チェック弁４は、第１開口部１１内に設けられ、給水ポンプ５１からの水の流路を形成するとともに、この水の流れの逆流を塞き止める可動部材である。具体的には、チェック弁４は、弁座３１と、弁体（可動部）３２と、支持部材３３と、付勢部材３４と、を備えている。
【００３８】
弁座３１は、その内部に流路を形成する孔部３１ａを有する。弁座３１は、第１開口部１１の内面に液密に設けられる。即ち、弁座３１は、その外面と第１開口部１１の内面との間が密閉され、水が流れないように形成されている。
【００３９】
弁体３２は、弁座３１と離接可能に形成されている。弁体３２は、弁座３１に当接することで、孔部３１ａを閉塞する。また、弁体３２は、支持部材３３に挿通される案内軸３２ａを備えている。弁体３２は、この案内軸３２ａに案内されて軸心線Ｃ１に沿って移動する。弁体３２は、給水ポンプ５１により圧送された水の流れ及び付勢部材３４の付勢により可動する。
【００４０】
支持部材３３は、弁体３２を支持するとともに、その移動を規制し、且つ、案内可能に形成されている。具体的には、支持部材３３は、弁体３２が水の流れに沿って移動する際に、弁体３２が軸心線Ｃ１に沿って移動するように案内軸３２ａを案内する。また、支持部材３３は、弁体３２が所定の距離移動後、弁体３２と接触することで、弁体３２を係止させ、その移動を規制する。
【００４１】
付勢部材３４は、例えばコイルバネ等であって、水の流れがない場合に、弁体４２を弁座３１へ付勢するように、弁体３２と支持部材３３との間に配置される。なお、付勢部材３４は、水の流れがない場合に、弁体３２を付勢して孔部３１ａを閉塞可能であって、且つ、給水ポンプ５１から給水された際に、低い水圧で弁体３２を移動可能な付勢力（バネ力）であればよい。
【００４２】
このように構成された曲管ユニット１は、給水ポンプ５１からの給水流量を検出するとともに、二次側に流すための流路を形成し、且つ、水の逆流を防止可能となる。以下、図１を用いて水の流れ及び曲管ユニット１の機能を具体的に説明する。なお、図１において、水の流れを矢印Ｆにより示すとともに、曲管ユニット１内の水の流れによる動作を一部二点鎖線で示す。
【００４３】
先ず、給水装置５０のモータ５２が停止時においては、曲管ユニット１内には水の流れがない。このため、チェック弁４は、付勢部材３４により弁体３２が弁座３１に当接し、所謂閉状態となり、水の流れ及び逆流を防止する。
【００４４】
また、パドル式流量センサ３は、パドル２４が水平方向に保持され、水の流れがない旨の情報が制御部５３に信号線Ｓを介して送信される。なお、給水装置５０（制御部５３）に電源が供給されていない場合には、パドル式流量センサ３の情報は送信されない。
【００４５】
次に、モータ５２が駆動され、給水ポンプ５１により水が圧送されると、第１開口部１１から水が流入し、この水の流れＦにより、弁体３２が付勢部材３４に抗って開状態となる。具体的には、弁体３２は、支持部材３３により案内されて軸心線Ｃ１に沿って上方に所定距離移動する。なお、弁体３２の移動を図１中において案内軸３２ａのみ二点鎖線で示すように、弁体３２は、案内軸３２ａが開口１３ａの下端又は同一高さとなる位置まで移動する。これにより、弁座３１の孔部３１ａが曲管２内部と連通し、水の流路を形成する。
【００４６】
チェック弁４が開状態となることで、給水ポンプ５１から圧送された水は、水の流れＦに示すように、第１開口部１１から孔部３１ａ、ストレート管２ａ及び分岐管２ｂを介して第３開口部１３から曲管２の二次側へと流れる。このとき、水の流れＦにより、パドル２４が二点鎖線で示すように開口１３ａと略同一の高さ位置まで回動することで、パドル式流量センサ３は流量を計測する。パドル式流量センサ３は、この計測した流量の情報を、信号線Ｓを介して制御部５３に送信する。なお、この受信した流量情報から、制御部５３は、モータ５２の駆動を制御する。
【００４７】
また、このような水の流れＦは、第１開口部１１から流入した水が軸心線Ｃ１に沿って流れ、開口１３ａにおいて水の流れが曲折し、軸心線Ｃ２に沿って流れ、第３開口部１３から吐出されることとなる。即ち、水の流れＦは、開口１３ａまでは軸心線Ｃ１に沿った略直線的な流れとなる。
【００４８】
このように構成された曲管ユニット１によれば、開口１３ａの下端をパドル式流量センサ３及びチェック弁４の可動範囲と同一又はそれよりも高い位置（二次側）に配置するために、開口１３ａの下端にガイド１３ｃを設ける。これにより、パドル２４は、開口１３ａの下端（ガイド１３ｃの上端）と略同一位置までのみ回動し、弁体３２は、図１に２点鎖線で示すように、案内軸３２ａが開口１３ａの下端となる位置までのみ移動する。
【００４９】
パドル２４及び弁体３２は、直線的な水の流れにより軸心線Ｃ１に沿った方向に移動することとなり、安定したパドル２４の回動及び弁体３２の移動が行われる。換言すると、パドル２４及び弁体３２は、予定する直線的な流れが加わるだけであり、流れ方向が軸心線Ｃ１に沿った方向と異なる方向による負荷が加わることがない。
【００５０】
このため、パドル２４及び弁体３２に加わる負荷を低減し、破損等を防止し、パドル式流量センサ３及びチェック弁４の寿命を向上させることが可能となる。また、パドル式流量センサ３及びチェック弁４の必要な強度を低減させることが可能となり、結果、パドル式流量センサ３及びチェック弁４の小型化が可能となる。これにより、曲管ユニット１の信頼性の向上及び小型化が可能となる。
【００５１】
また、流路を形成するストレート管２ａ及び分岐管２ｂは、軸心線Ｃ１に対して、軸心線Ｃ１の第２開口部１２側から９０°以上で軸心線Ｃ２が傾斜するように構成することで、第３開口部１３が第１開口部１１に近接することとなる。
【００５２】
換言すると、第３開口部１３は、開口１３ａよりも低位置となる。このため、開口１３ａが第１開口部１１と距離が必要となっても、第３開口部１３は、極力低位置とすることが可能となる。これにより、第１開口部１１及び第３開口部１３の距離を短くすることができ、結果、曲管の長さを極力短くすることができる。このため、曲管ユニット１の大型化を防止することが可能となる。
【００５３】
さらに、第３開口部１３内に、リブ２１を設ける構成としたため、曲折した分岐管２ｂ内の流れを整流することが可能となる。
【００５４】
上述したように本実施の形態に係る曲管ユニット１によれば、開口１３ａにガイド１３ｃを設け、可動部材であるパドル式流量センサ３及びチェック弁４の可動範囲以上の高さで曲折する流路を形成する曲管２を用いることで、パドル２４及び弁体３２に加わる負荷を低減することが可能となる。これにより、曲管ユニット１の長寿命化が可能となり、高い信頼性を得ることができる。
【００５５】
また、流路を形成する曲部の角度を９０°以上とすることで、第１開口部１１及び第３開口部１３の距離を短くし、且つ、パドル式流量センサ３及びチェック弁４の負荷を低減させることで、曲管ユニット１を小型とすることが可能となる。さらに、整流板としてリブ２１を設けることで、流路の曲部の整流が可能となり、損失を低減することが可能となる。
【００５６】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、チェック弁４の可動範囲内にその一部が位置する開口１３ａの下方の一部（下端）をガイド１３ｃを設けて閉塞し、このガイド１３ｃにより、開口１３ａが実質的にチェック弁４の可動範囲と面位置又は上方とする構成をしたが、これに限定されない。例えば、水の流路が曲折する中途部に位置する開口１３ａは、ストレート管２ａの、少なくともチェック弁４の弁体３２の可動範囲以上の高さ位置に設ける構成とし、ガイド１３ｃを有さない構成としてもよい。
【００５７】
また、例えば、上述した曲管ユニット１では、曲管２の曲部の所定の角度Ｒを９０°以上としたが、これに限定されない。少なくとも、上述した曲管ユニット１では、開口１３ａの位置をチェック弁４の可動範囲以上の高さ位置となるようにストレート管２ａに設ければ、例えば、曲部の所定の角度Ｒを９０°以下としても良い。これにより、第１開口部１１及び第３開口部１３間の距離は長くなり、曲管ユニット１の小型化とすることはできないが、開口１３ａの位置は、チェック弁４の可動範囲以上の高さであるため、パドル式流量センサ３及びチェック弁４の負荷を低減することはできる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１…曲管ユニット、２…曲管、２ａ…ストレート管、２ｂ…分岐管、３…パドル式流量センサ、４…チェック弁、１１…第１開口部、１２…第２開口部、１３…第３開口部、１３ａ、１３ｂ…開口、１４…固定部、１４ａ…開口部、１６…フランジ部、１７…閉塞部材、１８…フランジ部、１９…フランジ部、２１…リブ、２３…本体部、２４…パドル、３１…弁座、３１ａ…孔部、３２…弁体、３２ａ…案内軸、３３…支持部材、３４…付勢部材、４２…弁体、５０…給水装置、５１…給水ポンプ、５２…モータ、５３…制御部、６０…供給源、Ｃ１、Ｃ２…軸心線、Ｆ…水の流れ、Ｓ…信号線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その中途部で曲折する圧送された水の流路を形成する曲管ユニットにおいて、
直線の水の流れを形成するとともに、前記中途部で曲折する流路を形成する曲管と、
前記曲管の内部であって、且つ、前記中途部の一次側に設けられ、前記圧送された水により可動する可動部を有する可動部材と、を備え、
前記可動部の可動範囲は、前記中途部の一次側に位置することを特徴とする曲管ユニット。
【請求項２】
前記可動部材は、
前記曲管、且つ、前記中途部の一次側に設けられ、前記曲管に固定され、流路を形成する孔部を有する弁座と、前記弁座に当接し、前記孔部を閉塞可能、且つ、前記圧送された水により前記弁座から離間する弁体と、前記弁座に向って前記弁体を付勢する付勢部材と、前記弁体を支持し、且つ、前記弁体の可動範囲を規制する支持部材と、を具備し、前記弁体の可動範囲が前記曲管の前記中途部の端部と同一又は前記中途部の端部よりも一次側に配置されるチェック弁と、
前記曲管、且つ、前記中途部の一次側に設けられ、前記圧送された水により回動するパドルを有し、前記パドルが前記中途部の端部と同一又は前記中途部の端部よりも一次側に配置される、前記パドルの回動により前記圧送された水の流量を検出するパドル式流量センサと、の少なくとも一方である
ことを特徴とする請求項１に記載の曲管ユニット。
【請求項３】
前記曲管は、
同一軸心線上に２つの開口部を有するストレート管と、
前記ストレート管の側面に設けられ、前記曲折する流路を形成する分岐管と、
前記ストレート管の一方の開口部を閉塞する閉塞部材と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の曲管ユニット。
【請求項４】
前記分岐管は、
前記ストレート管の前記２つの開口部の中心と通る軸心線と、前記ストレート管と前記分岐管との分岐の開口と前記分岐部の開口部とを通る軸心線との角度が、前記軸心線の、前記分岐の開口から前記閉塞する開口部から９０度以上で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の曲管ユニット。
【請求項５】
前記分岐管は、前記ストレート管が重力方向に沿って配置されることを特徴とする請求項４に記載の曲管ユニット。
【請求項６】
前記曲管の前記中途部には、流れを整流する整流板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の曲管ユニット。
【請求項１】
その中途部で曲折する圧送された水の流路を形成する曲管ユニットにおいて、
直線の水の流れを形成するとともに、前記中途部で曲折する流路を形成する曲管と、
前記曲管の内部であって、且つ、前記中途部の一次側に設けられ、前記圧送された水により可動する可動部を有する可動部材と、を備え、
前記可動部の可動範囲は、前記中途部の一次側に位置することを特徴とする曲管ユニット。
【請求項２】
前記可動部材は、
前記曲管、且つ、前記中途部の一次側に設けられ、前記曲管に固定され、流路を形成する孔部を有する弁座と、前記弁座に当接し、前記孔部を閉塞可能、且つ、前記圧送された水により前記弁座から離間する弁体と、前記弁座に向って前記弁体を付勢する付勢部材と、前記弁体を支持し、且つ、前記弁体の可動範囲を規制する支持部材と、を具備し、前記弁体の可動範囲が前記曲管の前記中途部の端部と同一又は前記中途部の端部よりも一次側に配置されるチェック弁と、
前記曲管、且つ、前記中途部の一次側に設けられ、前記圧送された水により回動するパドルを有し、前記パドルが前記中途部の端部と同一又は前記中途部の端部よりも一次側に配置される、前記パドルの回動により前記圧送された水の流量を検出するパドル式流量センサと、の少なくとも一方である
ことを特徴とする請求項１に記載の曲管ユニット。
【請求項３】
前記曲管は、
同一軸心線上に２つの開口部を有するストレート管と、
前記ストレート管の側面に設けられ、前記曲折する流路を形成する分岐管と、
前記ストレート管の一方の開口部を閉塞する閉塞部材と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の曲管ユニット。
【請求項４】
前記分岐管は、
前記ストレート管の前記２つの開口部の中心と通る軸心線と、前記ストレート管と前記分岐管との分岐の開口と前記分岐部の開口部とを通る軸心線との角度が、前記軸心線の、前記分岐の開口から前記閉塞する開口部から９０度以上で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の曲管ユニット。
【請求項５】
前記分岐管は、前記ストレート管が重力方向に沿って配置されることを特徴とする請求項４に記載の曲管ユニット。
【請求項６】
前記曲管の前記中途部には、流れを整流する整流板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の曲管ユニット。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−５２３５４（Ｐ２０１２−５２３５４Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９６００５（Ｐ２０１０−１９６００５）
【出願日】平成２２年９月１日（２０１０．９．１）
【出願人】（０００１４８２０９）株式会社川本製作所 (161)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１日（２０１０．９．１）
【出願人】（０００１４８２０９）株式会社川本製作所 (161)
【Ｆターム（参考）】
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