逆流防止弁とこれを有する逆流防止装置、給湯装置及び給湯システム
【課題】 弁体のシール部に作用する荷重を増大させずに開放通路の大口径化を図れるようにして、大気開放と逆流水排水をより確実に行える耐久性に優れた逆流防止弁を提供する。
【解決手段】 内部に弁座６２を有する弁筒体６１と、弁座６２に接離自在に当接するように弁筒体６１内に収納された弁体６３と、この弁体６３を弁筒体６１の軸心方向に移動自在に支持するダイヤフラム６４とを備え、弁筒体６１の内部でかつダイヤフラム６４の背面側に形成された背圧室７２に給水圧Ｐ１が負荷される逆流防止弁において、背圧室７２の給水圧Ｐ１によって発生する弁体６３に対する弁座６２への押し付け力を軽減する荷重軽減手段７９を設ける。
【解決手段】 内部に弁座６２を有する弁筒体６１と、弁座６２に接離自在に当接するように弁筒体６１内に収納された弁体６３と、この弁体６３を弁筒体６１の軸心方向に移動自在に支持するダイヤフラム６４とを備え、弁筒体６１の内部でかつダイヤフラム６４の背面側に形成された背圧室７２に給水圧Ｐ１が負荷される逆流防止弁において、背圧室７２の給水圧Ｐ１によって発生する弁体６３に対する弁座６２への押し付け力を軽減する荷重軽減手段７９を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯装置の温水を浴槽に通水する管路に設けられ、給湯装置に対する給水圧が低下しても浴槽の戻り水が給湯管に逆流するのを防止する逆流防止装置に好適に使用される逆流防止弁と、これを有する前記逆流防止装置、給湯装置及び給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、風呂の給湯システムは、給水管に給水された上水を給湯装置で加熱し、この加熱された湯を給湯管から風呂の浴槽に注湯するようになっている。この場合、集合住宅や給水圧が低い住宅では、ポンプで上水を汲み上げて各戸に給水するが、給水元の停電や断水のために給水側が負圧になると、その負圧で浴槽からの戻り水が吸引され、給湯装置の給湯管まで浴槽の戻り水が逆流することがある。
【０００３】
このような浴槽からの逆流を防止するために、給湯装置の給湯管と浴槽の間の管路に逆流防止装置が設けられている。
従来の逆流防止装置は、給湯管の温水を浴槽に通水する管路と、浴槽への通水のみを許容するように管路に直列に設けられた一対の逆止弁とを備えており、基本的には、この両逆止弁によって給湯管への逆止機能を確保している。
【０００４】
しかし、上記逆止弁が異物の噛み込み等によって完全に閉じていないときは、逆流防止装置の上流側の一次圧（以下、給水圧ということがある。）が負圧になったり、逆流防止弁の上流側の一次圧が下流側の二次圧（以下、通水圧ということがある。）を下回ったりすると、浴槽の戻り水がその水頭圧によって逆止弁を通過し、給湯管に逆流してくることがある。
そこで、従来の逆流防止装置では、上記管路における両逆止弁間の通水部分に、給湯管への給水圧をパイロット圧として当該通水部分に対する大気開放と逆流水排水を行う逆流防止弁が設けられている。
【０００５】
この場合、給水圧が減少すると逆流防止弁が開弁し、これによって通水部分が大気開放されるとともに、その通水部分に引き込まれた逆流水が外部に排出されるので、浴槽からの戻り水が給湯管に逆流するのが防止される（特許文献１参照）。
このように、従来の逆流防止装置では、比較的高位置の浴槽に残り湯があり、かつ、逆止弁が十分に機能してない場合に、水道の断水や停電による汲み上げポンプの停止のために給水側が負圧状態になっても、逆止弁間の通水部分に設けた逆流防止弁が開き、浴槽からの戻り水を外部に排水できるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２５４６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種の逆流防止装置では、当該装置の上流側の一次圧が負圧になることで逆流防止弁が開き、この逆流防止弁の開放通路から空気を吸い込んで負圧を破壊するようになっているので、その空気の吸い込み時に外部に排出すべき逆流水も一緒に吸い込まれる可能性がある。
このように、上記逆流防止弁は、通水部分に対する大気開放（負圧破壊）機能と逆流水排水機能という、相反する機能を担っているので、従来の逆流防止装置では、逆流防止弁による排水量が不十分になり、給湯管に逆流が生じる可能性が残されている。
【０００７】
上記不都合を解消する方策として、逆流防止弁の口径をよりも大きくして、通水部分に対する大気開放と逆流水排水を行う逆流防止弁の開放通路をできるだけ大きく取ることが考えられる。
しかし、上記開放通路を大きくすると、弁座の口径やこれを開閉する弁体及びダイヤフラムのシール径も大きくなることから、背圧室に負荷される給水圧によって弁体のシール部に作用する荷重も大きくなって当該シール部が劣化しやすくなり、逆流防止弁の耐久性が低下するという新たな課題が生じる。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑み、弁体のシール部に作用する荷重を増大させずに開放通路の大口径化を図れるようにして、大気開放と逆流水排水をより確実に行える耐久性に優れた逆流防止弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の逆流防止弁は、内部に弁座を有する弁筒体と、前記弁座に接離自在に当接するように前記弁筒体内に収納された弁体と、この弁体を前記弁筒体の軸心方向に移動自在に支持するダイヤフラムとを備え、前記弁筒体の内部でかつ前記ダイヤフラムの背面側に形成された背圧室に給水圧が負荷される逆流防止弁において、前記背圧室の給水圧によって発生する前記弁体に対する前記弁座への押し付け力を軽減する荷重軽減手段が設けられていることを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
上記逆流防止弁によれば、荷重軽減手段が、背圧室の給水圧（一次圧）によって発生する弁体に対する弁座への押し付け力を軽減するので、弁体のシール部に作用する荷重を増大させないで逆流防止弁の開放通路を大口径化することができる。
このため、大口径化された開放通路によって大気開放と逆流水排水をより確実に行えるとともに、弁体のシール部に作用する荷重が増大しないので、弁体のシール部の劣化も発生し難く、逆流防止弁の耐久性も維持することができる。
【００１１】
本発明の逆流防止弁において、前記荷重軽減手段は、具体的には、前記弁体の背面側から突設された当該弁体よりも小径の第二の弁体と、この第二の弁体を前記弁筒体の軸心方向に移動自在に支持する第二のダイヤフラムと、この第二のダイヤフラムを前記第二の弁体に固定する受圧板とから構成することができる。
この場合、前記第二の弁体を、前記背圧室の背面壁に形成された貫通孔に貫通させ、前記第二のダイヤフラムを、前記貫通孔を密閉した状態で前記背圧室の背面壁に取り付けるようにすればよい（請求項２）。
【００１２】
上記構造の荷重軽減手段によれば、弁体の背面側に第二の弁体が突設されているので、当該第二の弁体を設けた分だけ第一の弁体に対し逆向きの受圧力が生じ、ダイヤフラムの背面側に形成された背圧室に給水圧（一次圧）が負荷された場合に、その給水圧（一次圧）によって発生する弁体に対する弁座への押し付け力が軽減される。
【００１３】
また、本発明の逆流防止弁において、前記弁体の開時に前記ダイヤフラムの正面側の大気開放を行う複数の開放口を、前記弁筒体に対して上下方向に離間して独立して形成することが好ましい（請求項３）。
この場合、背面室の給水圧（一次圧）が低下して弁体が開いた場合に、より上方の開放口が主として大気開放機能を担い、より下方の開放口が主として逆流水排水機能を担うことになり、大気開放と逆流水排水がそれぞれ複数の開放口に役割分担される。このため、大気開放と逆流水排水の各機能をより確実に達成でき、逆流防止弁の信頼性を高めることができる。なお、弁筒体に設ける開放口は少なくとも二つあればよいが、三つ以上設けるものにしてもよい。
【００１４】
本発明の逆流防止装置は、給湯管の温水を浴槽に通水する管路と、前記浴槽への通水のみを許容するように前記管路に直列に設けられた一対の逆止弁と、前記管路における前記両逆止弁間の通水部分に設けられた上記逆流防止弁とを備えた逆流防止装置であって、前記逆流防止弁により前記給湯管への給水圧をパイロット圧として前記通水部分に対する大気開放と逆流水排水を行うことを特徴とする（請求項４）。
【００１５】
上記逆流防止装置によれば、管路における前逆止弁間の通水部分に対する大気開放と逆流水排水を行う逆流防止弁として、前記した本発明の逆流防止弁を採用しているので、大口径化された逆流防止弁の開放通路によって大気開放と逆流水排水をより確実に行えるとともに、弁体のシール部に作用する荷重が増大しないので、弁体のシール部の劣化も発生し難く、逆流防止弁の耐久性を維持することができる。
従って、大気開放と逆流水排水を確実に行え、かつ、耐久性に優れた逆流防止装置を得ることができる。
【００１６】
本発明の逆流防止装置において、前記通水部分は、その通水方向上流側が上方に位置する上下方向に長い縦向き管により構成されていることが好ましい（請求項５）。
この場合、管路における両逆止弁間の通水部分が、その通水方向上流側が上方に位置する上下方向に長い縦向き管よりなるので、一次側（給湯管側）の逆止弁が縦向き管の上側に位置し、かつ、二次側（浴槽側）の逆止弁が縦向き管の下側に位置することになる。
【００１７】
このため、給水圧が低下して通水部分（縦向き管）が負圧になったり二次圧よりも低圧になったりした場合に、浴槽の戻り水が縦向き管の下部に位置する二次側の逆止弁を超えて引っ張られたとしても、一次側の逆止弁が当該縦向き管の上側に位置することから、その縦向き管に侵入した逆流水が一次側の逆止弁を超えて給水管側への逆流が進行する可能性が低くなり、逆流防止機能をより向上することができる。
【００１８】
本発明の給湯装置は、上水が給水される給水管と、この給水管に給水された上水を加熱する熱交換器と、この熱交換器で加熱された温水を外部に給湯する給湯管と、この給湯管と浴槽との間に介装された上記の逆流防止装置とを備えていることを特徴とする（請求項６）。
また、本発明の給湯システムは、上記給湯装置と、前記給湯管からの温水が前記逆流防止装置を介して給湯される浴槽とを備えていることを特徴とする（請求項７）。
上記給湯装置及び給湯システムによれば、前記給湯管と前記浴槽の間に上記逆流防止装置が介装されているので、給湯管に対する給水圧（一次圧）が低下したときに、通水部分に対する大気開放と逆流水排水が、本発明の大口径化された逆流防止弁によって行われる。このため、一対の逆止弁間の通水部分に対する大気開放と逆流水排水がより確実に達成され、給水システムにおける逆流防止機能の信頼性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上の通り、本発明によれば、弁体のシール部に作用する荷重を増大させずに開放通路の大口径化を図ることができるので、大気開放と逆流水排水をより確実に行える耐久性に優れた逆流防止弁を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
図１〜図６は、本発明を採用した逆流防止装置の一例を示し、図７は、その逆流防止装置を適用した風呂の給湯システムを示している。
〔給湯システム〕
図７に示すように、本実施形態の給湯システム１は、ガス給湯器２よりなる給湯装置と、その給湯器２に給排水可能に接続された風呂の浴槽３とを備えている。
【００２１】
ガス給湯器２は、給湯室等に設置可能な筐体５と、この筐体５内に設けられた熱交換器６とを備え、筐体５には、上水道の給水口７と、燃料ガスの吸気部８と、加熱湯をキッチンの蛇口等に供給する第一給湯口９と、浴槽２への給湯を行う第二給湯口１０と、浴槽２からの戻り湯を受け入れる戻り口１１とが設けられている。
上記吸気部８は筐体５内の吸気管１２に繋がっており、この吸気管１２は、元ガス電磁弁１３とガス比例弁１４を介して熱交換器６内の燃焼管１５に接続されている。
【００２２】
前記給水口７は筐体２内の給水管１７に繋がっており、この給水管１７は、給水量センサ１８を介して熱交換器６内の給湯熱交換部１９に接続されている。給湯熱交換部１９の下流側と第一給湯口９の間は給湯管２０で繋がっており、この給湯管２０には、給湯水量調整弁２１が設けられている。
また、給湯管２０と給水管１７はバイパス管２２で繋がっており、このバイバス管２２にはバイパス水量調整弁２３が設けられている。
【００２３】
前記第二給湯口１０は風呂往き管２４に繋がっており、戻り口１１は風呂戻り管２５に繋がっている。この風呂の往き管２４と戻り管２５のうち、往き管２４は熱交換器６内の風呂熱交換部２６の出口側に繋がっており、この風呂熱交換部２６の入口側は吐出管２８に繋がっている。
この吐出管２８は、筐体５内に設けられた風呂ポンプ２９の吐出側に接続され、戻り管２５は当該風呂ポンプ２９の吸い込み側に接続されている。
【００２４】
ガス給湯器２の給湯管２０は、水量調整弁２１の下流側の部分に分岐管３０を備えており、この分岐管３０は、後述する逆流防止装置３１の入口側に接続されている。また、逆流防止装置３１の出口側には浴槽２への注湯管３２が接続され、この注湯管３２は、前記戻り管２５とともに風呂ポンプ２９の吸い込み側に通じている。
本実施形態の逆流防止装置３１は、その上流側（給湯管２０側：一次側ということがある。）から下流側（浴槽３側：二次側ということがある。）へ至る順序で、注湯水量センサ３４と、注湯電磁弁３５と、通水方向に直列に並ぶ一対の逆止弁３６，３７と、この両逆止弁３６，３７の間に配置された複数の逆流防止弁３８とを備えている。
【００２５】
上記一対の逆止弁３６，３７は、一次側の第一逆止弁３６と、二次側の第二逆止弁３６とからなり、浴槽３の戻り管２５からの戻り水が給湯管２０に逆流するのを防止する逆止機能を有する。
しかし、これらの逆止弁３６，３７が、異物の噛み込み等が原因で完全に閉じていないときは、給水管２０への給水圧（上流側の一次圧）Ｐ１が負圧になったり、逆止弁３６，３７間の通水圧（下流側の二次圧）Ｐ２よりも低くなると、浴槽３の戻り水がその水頭圧により逆止弁３６，３７を通過し、給湯管２０に逆流してくることがある。
【００２６】
そこで、本実施形態の逆流防止装置３１では、給湯管２０の温水を浴槽３に通水する管路における両逆止弁３６，３７間の通水部分に上記逆流防止弁３８が設けられ、この弁３８によって給湯管２０への逆流現象をより確実に防止するようにしている。
すなわち、この逆流防止弁３８は、給水管１７の給水圧Ｐ１をパイロット圧として、両逆止弁３６，３７間の通水部分に対する大気開放（負圧破壊）と逆流水排水を行うように作動するものであり、逆流防止弁３８の背圧側は前記給水管１７に接続され、かつ、逆流防止弁３８の出口側は大気開放された排水管３９に繋がっている。
【００２７】
このため、給水管１７の給水圧Ｐ１が低下して負圧になったり、その給水圧Ｐ１が逆止弁３６，３７間の通水部分の通水圧Ｐ２（注湯管３２の管内圧と同じ圧力）よりも低くなったりすると、逆流防止弁３８が作動して、逆止弁３６，３７間の通水部分が大気開放され、当該通水部分の負圧状態が解かれる。
また、これと同時に、戻り管２５からの逆流水が通水部分に侵入してきても、その逆流水は逆流防止弁３８の出口（後述する開放口６９）から排出管３９に排出されるようになっている。
【００２８】
上記構成の給湯システム１において、給水管１７に給水された上流水は、給水量センサ１８を通り、その一部が給湯熱交換部１９で加熱されて湯になり、他の一部がバイパス管２２を通って給湯熱交換部１９から出てきた湯と混合される。
このさい、バイパス水量調整弁２３がバイパスする水流量を制御して湯水の混合比が変わり、出湯の温度制御が行われる。所望の温度に制御された湯は、給湯水量調整弁２１により給湯水量が制御され、第一給湯口９から外部に給湯される。
【００２９】
一方、浴槽３に湯張りを行う場合には、逆流防止装置３１の注湯電磁弁３５を開くことにより、分岐管３０の湯が注湯水量センサ３４と逆止弁３６，３７を介して浴槽３へ供給される。
このさい、逆流防止装置３１の逆流防止弁３８は、パイロット圧として上水道の給水圧Ｐ１を受けて閉弁方向に付勢されている。そして、逆流防止装置３１の下流側の注湯管３２の通水圧Ｐ２は上記給水圧Ｐ１よりも低いので、これらの差圧で逆流防止弁３８は閉状態になっている。
【００３０】
他方、断水等によって給水管１７に負圧が発生すると、逆流防止弁３８が給水圧Ｐ１の低下に対応して開かれる。
これにより、一対の逆止弁３６，３７間の通水部分が大気開放され、給水管１７に生じた負圧がその通水部分で破壊されるとともに、その通水部分内の水が逆流防止弁３８の出口から排出管３９を通って外部に排出され、給湯管２０への逆流現象がより確実に防止される。
【００３１】
〔逆流防止装置及び逆流防止弁〕
次に、図１〜図６を参照しつつ、本実施形態の逆流防止装置３１の具体的構成について説明する。
図１〜図６に示すように、本実施形態の逆流防止装置３１は、前記一対の逆止弁３６，３７（図５及び図６参照）及び逆流防止弁３８を管路中に一体に組み込んだバルブユニットよりなり、給湯管２０から分岐する前記分岐管３０が接続される第一管路４１と、浴槽３側へ給湯するための前記注湯管３２が接続される第二管路４２とを備えている。
【００３２】
第一管路４１は、両端開放の水平管４３と、この水平管４３の中央部から下方に延びる縦向き管４４とを一体に備えたＴ字管よりなり、この縦向き管４４の下端部には分岐管３０との接続部４５が形成されている。
他方、第二管路４２は、第一管路４１の水平管４３の下流側端部（図５の右側端部）に接続された片側開放の水平管４６と、この水平管４６から下方に延びる縦向き管４７とを一体に備えており、この縦向き管４７の下端部には前記注湯管３２との接続部４８が形成されている。
【００３３】
第一管路４１の水平管４３と第二管路４２の水平管４６は、それらの縦向き管４４，４７の軸心方向が上下方向でかつ互いに平行状態となるように接続されている。
このため、第一管路４１の縦向き管４４に流入した温水は、この縦向き管４４を下から上に流れ、各水平管４３，４６を通って、第二管路４２の縦向き管４７を上から下に流れるようになっている。
【００３４】
図６に示すように、第一管路４１の縦向き管４４の内部には、前記注湯水量センサ３４が設けられている。
この注湯水量センサ３４は、通過する水に旋回流を与える整流器５０と、縦向き管４７の中心線回りに回転する着磁された羽根車５１と、この羽根車５１に近接して管路壁内に埋設された磁気センサ（図示せず）とからなり、羽根車５１の回転数をカウントすることで浴槽３への注湯量を計測するものである。
【００３５】
また、第一管路４１の水平管４３の上流側端部（図５の左側端部）には、前記注湯電磁弁３５が接続されている。
この注湯電磁弁３５は、水平管４３と一体形成された筒状の弁座５２と、ダイヤフラム５３によって支持された弁体５４と、この弁体５４の中央部に接続されたソレノイドのプランジャ５５と、このプランジャ５５を常時弁座５２側に付勢するコイルばね５６と含むパイロット弁よりなる。このため、プランジャ５５を磁力で開弁方向（図５の左側）に移動させて弁体５４を弁座５２から引き離すことにより、第一管路４１の縦向き管４４に至った温水が水平管４３に流入するようになっている。
【００３６】
前記一対の逆止弁３６，３７のうち、上流側に位置する第一逆止弁３６は、第一及び第二管路４１，４２の水平管４３，４６の接続部内に設けられ、下流側に位置する第二逆止弁３７は、第二管路４２の縦向き管４７の下端部内に設けられている。
このため、本実施形態の逆流防止装置３１では、第二管路４２における両逆止弁間３６，３７の通水部分が、通水方向上流側が上方に位置する、上下方向に長い当該第二管路４２の縦向き管４７により構成されている。
【００３７】
図６に示すように、第一逆止弁３６は、第一管路４１の水平管４３の接続部内に収納された筒状の弁座５７と、この弁座５７に下流側（図６の右側）から当接して通水方向に進退自在に配置された弁体５８と、この弁体５８を弁座５７側に付勢するコイルばね５９とを有する。
また、第二逆止弁３７は、上記第一逆止弁３６と同一構造のものであり、第二管路４２の縦向き管４７の下端部内に収納された筒状の弁座５７と、この弁座５７に下流側（図６の下側）から当接して通水方向に進退自在に配置された弁体５８と、この弁体５８を弁座５７側に付勢するコイルばね５９とを有する。
【００３８】
本実施形態の逆流防止装置３１では、大口径化された逆流防止弁３８が第二管路４２の縦向き管４７の中途部に接続されている。
図５に示すように、この逆流防止弁３８は、内部に弁座６２を有する弁筒体６１と、弁座６２に接離自在に当接するように弁筒体６１内に収納された第一弁体６３と、この第一弁体６３を弁筒体６１の軸心方向に移動自在に支持するメインダイヤフラム６４と、第一弁体６３の背面側に突設された第二弁体６５と、この第二弁体６５を弁筒体６１の軸心方向に移動自在に支持するサブダイヤフラム６６とを備えている。
【００３９】
上記弁筒体６１は、縦向き管４７から水平方向に一体に突設されかつその縦向き管４７よりも大径の外筒６７と、この外筒６７の開口部に接続されたケーシング６８と、このケーシング６８の外端面に接続された弁蓋体６９とからなる。
弁座６２は、弁筒体６１の外筒６７よりも短い筒状部材よりなり、この外筒６７と同軸心状となるように、縦向き管４７から水平方向に一体に突設されている。
【００４０】
外筒６７の開口部には、外周が矩形状のフランジ部７０が形成されていて、このフランジ部７０に、同じく矩形状の前記ケーシング６８及び弁蓋体６９をその順に接合してねじ止めすることにより、フランジ部７０、ケーシング６８及び弁蓋体６９の三者が三層構造に一体化されている。
第一弁体６３は、外筒６７の内周面より小径でかつ弁座６２の外周面より大径の短円柱部材よりなり、先端面（図５の左側面）の中心部に取付突起７１を一体に備えている。
【００４１】
メインダイヤフラム６４の中央部には取付孔が形成され、この取付孔に第一弁体６３の取付突起７１を抜け止め状態で挿通することにより、メインダイヤフラム６４の円板部分が第一弁体６３の先端面に取り付けられている。
また、メインダイヤフラム６４の外周縁部は、フランジ部７０とケーシング６８との間に挟持されることにより、弁筒体６１の内周面に固定されている。
【００４２】
弁筒体６１の内部空間のうち、メインダイヤフラム６４の背面側（弁座６２の反対側）のケーシング６８内の空間は、第一弁体６３を弁座６２に密着させるための背圧室７２とされ、この背圧室７２に給水管１７の給水圧Ｐ１を導入する導入口７３（図３参照）がケーシング６８に形成されている。
また、メインダイヤフラム６４の正面側（弁座６２側）にある、弁座６２の外周側の筒状の開放通路７４は、開弁時に吸気と排水が行われるスペースであって、この開放通路７４は、外筒６７に形成された上下一対の開放口７５，７５（図３及び図６参照）と連通している。これらの開放口７５，７５は、弁筒体６１の外筒６７に対して上下方向に離間して独立して形成されている。
【００４３】
そして、上記導入口７３には給水管１７から分岐するパイロット管が接続され、上下の各開放口７５，７５には排出管３９が接続されるようになっている。
図５を参照して、第二弁体６５は、第一弁体６３よりも小径の短円柱部材よりなり、第一弁体６３の背面中央部から同軸心状に突設されている。この第二弁体６５は、その外端面（図５の右側面）の中心部に取付ねじ部７６を一体に備えている。この取付ねじ部７６は、サブダイヤフラム６６とこの外面側に重なる受圧板８０の中心部を貫通している。受圧板８０の中心部は取付ねじ部７６に螺合するナット部になっており、当該受圧板８０を締め付け方向に回動することにより、サブダイヤフラム６６が第二弁体６５に一体化されている。
内部に背圧室７２を形成するケーシング６８の背面壁７７には、第二弁体６５よりも大径の貫通孔７８が形成され、この貫通孔７８に、第二弁体６５の突出端部が貫通状に挿通されている。
【００４４】
サブダイヤフラム６６の中央部には取付孔が形成され、この取付孔に第二弁体６５の取付突起７６を抜け止め状態で挿通することにより、サブダイヤフラム６６の円板部分が第二弁体６５の外端面に取り付けられている。
また、サブイヤフラム６６の外周縁部は、ケーシング６８の背面壁７７と弁蓋体６９の間に挟持させることによって当該背面壁７７に固定されており、このさい、サブダイヤフラム６６によって背面壁７７の貫通孔７８が密閉されるようになっている。
【００４５】
上記構成に係る逆流防止装置３１において、注湯電磁弁３５が通電されていない時は、そのプランジャ５５が弁体５４を弁座５２に押し付けており、当該電磁弁３５が閉弁状態にある。従って、この場合には浴槽３への給湯は遮断されている。
このさい、逆流防止弁３８の背圧室７２には給水圧Ｐ１がかかっているため、その第一弁体６３は弁座６２に当接しており、逆流防止弁３８の開放通路７４はいずれも閉塞されている。
【００４６】
従って、注湯電磁弁３５が通電されると、そのプランジャ５５が磁力で吸引されて弁体５４が開き、分岐管３０から第一管路４１を経由して第二管路４２に温水が流入し、その温水が第一及び第二逆止弁３６，３７を通って浴槽３への給湯が開始される。
一方、給水管１７の断水等によって給水圧Ｐ１が低下した場合は、第一及び第二逆止弁３６，３７が閉じ、第二管路４２の縦向き管４７に設けられている逆流防止弁３８の背圧室７２の圧力が低下し、第一弁体６３が弁座６２から離れる。
【００４７】
これにより、逆流防止弁３８の開放通路７４が開放口７５と連通して大気開放され、第一及び第二逆止弁３６，３７の間の通水部分である縦向き管４７の負圧が破壊されるとともに、その縦向き管４７内に溜まっていた水が開放口７５を通って排出管３９から排出される。
このとき、第二逆止弁３７が完全に閉塞しないという事態が発生すると、浴槽３からの戻り水が第二逆止弁３７を通過して逆流が比較的大量に発生するが、その逆流水は、主として下側の開放口７５から排出されるため、給湯管２０まで逆流することがない。
【００４８】
そして、本実施形態の逆流防止弁３８によれば、第一弁体６３の背面側に第二弁体６４が突設されているので、当該第二弁体６４を設けた分だけ第一弁体６３に対し逆向きの受圧力が生じ、メインダイヤフラム６４の背面側に形成された背圧室７２に給水圧Ｐ１が負荷された場合に、その給水圧Ｐ１によって発生する第一弁体６３に対する弁座６２への押し付け力が軽減される。
【００４９】
すなわち、第一弁体６３の背面側に突設された第二弁体６５と、これを移動自在に支持するサブダイヤフラム６６により、背圧室７２の給水圧Ｐ１によって発生する第一弁体６３に対する弁座６２への押し付け力を軽減する荷重軽減手段７９が構成されており、これにより、第一弁体６３のシール部（弁座６２に対する当接部分）に作用する荷重を増大させることなく、逆流防止弁３８の開放通路７４が大口径化されている。
このため、大口径化された開放通路７４によって大気開放と逆流水排水がより確実に行われるとともに、第一弁体６３のシール部に作用する荷重が増大しないので、第一弁体６３のシール部の劣化も発生し難く、逆流防止弁３８の耐久性が維持される。
【００５０】
また、本実施形態の逆流防止装置３１によれば、荷重軽減手段７９が、本来の第一弁体６３の背面側にこれより小径の第二弁体６５を突設し、この第二弁体６５をサブダイヤフラム６６で移動自在に支持する構造になっているので、第二弁体６５及びダイヤフラム６６を設けたことによって逆流防止弁３８の口径が必要以上に肥大化することがなく、逆流防止弁３８をコンパクトに構成できるという利点もある。
【００５１】
更に、本実施形態の逆流防止装置３１によれば、両逆止弁３６，３７間の通水部分（第二管路４２の縦向き管４７）が、その通水方向上流側が上方に位置する上下方向に長い縦向き管よりなるので、一次側（給湯管２０側）の第一逆止弁３６が縦向き管４７の上側に位置し、かつ、二次側（浴槽側）の第二逆止弁３７が当該縦向き管４７の下側に位置するようになっている。
このため、給水圧Ｐ１が低下して縦向き管４７の内部が負圧になったり二次側の通水圧Ｐ２よりも低圧になったりした場合に、浴槽３の戻り水が縦向き管４７の下部に位置する第二逆止弁３７を超えて引っ張られたとしても、第一逆止弁３６が当該縦向き管４７の上側に位置することから、その縦向き管４７に侵入した逆流水が第一逆止弁３６を超えて給水管２０側への逆流が進行する可能性が低くなる。
【００５２】
また、本実施形態の逆流防止装置３１によれば、逆流防止弁３８の開放口７５，７５が弁筒体６１に対して上下方向に離間して独立して形成されているので、給水圧Ｐ１が低下して縦向き管４７の内部が負圧になったり二次側の通水圧Ｐ２よりも低圧になったりした場合に、上方の開放口７５が主として大気開放機能を担い、下方の開放口７５主として逆流水排水機能を担うことになる。
従って、大気開放と逆流水排水とをそれぞれ上下の開放口７５，７５に役割分担させることができ、縦向き管４７に対する大気開放と逆流水排水がより確実に達成される。
【００５３】
本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、縦向き管４７に逆流防止弁３８を配置しているが、この逆流防止弁３８を水平管に接続することにしてもよい。また、その縦向き管４７は、必ずしも図示の鉛直方向でなくてもよく、所定角度で傾斜した管路で構成してもよい。
更に、上記実施形態では、逆止弁３６，３７と逆流防止弁３８を管路中に一体に組み込んだバルブユニットよりなる逆流防止装置３１を例示したが、この装置３１は、ユニット化されていない複数の管路と弁装置で分割構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の逆流防止装置の一例を示す斜視図である。
【図２】同逆流防止装置の正面図である。
【図３】同逆流防止装置の左側面図である。
【図４】同逆流防止装置の右側面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】本発明の逆流防止装置を用いた給湯システムの配管構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 給湯システム
２ ガス給湯器（給湯装置）
３ 浴槽
１７ 給水管
２０ 給湯管
３０ 分岐管
３１ 逆流防止装置
３２ 注湯管
３４ 注湯水量センサ
３５ 注湯電磁弁
３６ 第一逆止弁
３７ 第二逆止弁
３８ 逆流防止弁
３９ 排出管
４１ 第一管路
４２ 第二管路
４３ 水平管
４４ 縦向き管
４６ 水平管
４７ 縦向き管（通水部分）
６１ 弁筒体
６２ 弁座
６３ 第一弁体
６４ メインダイヤフラム
６５ 第二弁体
６６ サブダイヤフラム
７２ 背圧室
７３ 導入口
７４ 開放通路
７５ 開放口
７７ 背面壁
７８ 貫通孔
７９ 荷重軽減手段
８０ 受圧板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯装置の温水を浴槽に通水する管路に設けられ、給湯装置に対する給水圧が低下しても浴槽の戻り水が給湯管に逆流するのを防止する逆流防止装置に好適に使用される逆流防止弁と、これを有する前記逆流防止装置、給湯装置及び給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、風呂の給湯システムは、給水管に給水された上水を給湯装置で加熱し、この加熱された湯を給湯管から風呂の浴槽に注湯するようになっている。この場合、集合住宅や給水圧が低い住宅では、ポンプで上水を汲み上げて各戸に給水するが、給水元の停電や断水のために給水側が負圧になると、その負圧で浴槽からの戻り水が吸引され、給湯装置の給湯管まで浴槽の戻り水が逆流することがある。
【０００３】
このような浴槽からの逆流を防止するために、給湯装置の給湯管と浴槽の間の管路に逆流防止装置が設けられている。
従来の逆流防止装置は、給湯管の温水を浴槽に通水する管路と、浴槽への通水のみを許容するように管路に直列に設けられた一対の逆止弁とを備えており、基本的には、この両逆止弁によって給湯管への逆止機能を確保している。
【０００４】
しかし、上記逆止弁が異物の噛み込み等によって完全に閉じていないときは、逆流防止装置の上流側の一次圧（以下、給水圧ということがある。）が負圧になったり、逆流防止弁の上流側の一次圧が下流側の二次圧（以下、通水圧ということがある。）を下回ったりすると、浴槽の戻り水がその水頭圧によって逆止弁を通過し、給湯管に逆流してくることがある。
そこで、従来の逆流防止装置では、上記管路における両逆止弁間の通水部分に、給湯管への給水圧をパイロット圧として当該通水部分に対する大気開放と逆流水排水を行う逆流防止弁が設けられている。
【０００５】
この場合、給水圧が減少すると逆流防止弁が開弁し、これによって通水部分が大気開放されるとともに、その通水部分に引き込まれた逆流水が外部に排出されるので、浴槽からの戻り水が給湯管に逆流するのが防止される（特許文献１参照）。
このように、従来の逆流防止装置では、比較的高位置の浴槽に残り湯があり、かつ、逆止弁が十分に機能してない場合に、水道の断水や停電による汲み上げポンプの停止のために給水側が負圧状態になっても、逆止弁間の通水部分に設けた逆流防止弁が開き、浴槽からの戻り水を外部に排水できるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２５４６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種の逆流防止装置では、当該装置の上流側の一次圧が負圧になることで逆流防止弁が開き、この逆流防止弁の開放通路から空気を吸い込んで負圧を破壊するようになっているので、その空気の吸い込み時に外部に排出すべき逆流水も一緒に吸い込まれる可能性がある。
このように、上記逆流防止弁は、通水部分に対する大気開放（負圧破壊）機能と逆流水排水機能という、相反する機能を担っているので、従来の逆流防止装置では、逆流防止弁による排水量が不十分になり、給湯管に逆流が生じる可能性が残されている。
【０００７】
上記不都合を解消する方策として、逆流防止弁の口径をよりも大きくして、通水部分に対する大気開放と逆流水排水を行う逆流防止弁の開放通路をできるだけ大きく取ることが考えられる。
しかし、上記開放通路を大きくすると、弁座の口径やこれを開閉する弁体及びダイヤフラムのシール径も大きくなることから、背圧室に負荷される給水圧によって弁体のシール部に作用する荷重も大きくなって当該シール部が劣化しやすくなり、逆流防止弁の耐久性が低下するという新たな課題が生じる。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑み、弁体のシール部に作用する荷重を増大させずに開放通路の大口径化を図れるようにして、大気開放と逆流水排水をより確実に行える耐久性に優れた逆流防止弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の逆流防止弁は、内部に弁座を有する弁筒体と、前記弁座に接離自在に当接するように前記弁筒体内に収納された弁体と、この弁体を前記弁筒体の軸心方向に移動自在に支持するダイヤフラムとを備え、前記弁筒体の内部でかつ前記ダイヤフラムの背面側に形成された背圧室に給水圧が負荷される逆流防止弁において、前記背圧室の給水圧によって発生する前記弁体に対する前記弁座への押し付け力を軽減する荷重軽減手段が設けられていることを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
上記逆流防止弁によれば、荷重軽減手段が、背圧室の給水圧（一次圧）によって発生する弁体に対する弁座への押し付け力を軽減するので、弁体のシール部に作用する荷重を増大させないで逆流防止弁の開放通路を大口径化することができる。
このため、大口径化された開放通路によって大気開放と逆流水排水をより確実に行えるとともに、弁体のシール部に作用する荷重が増大しないので、弁体のシール部の劣化も発生し難く、逆流防止弁の耐久性も維持することができる。
【００１１】
本発明の逆流防止弁において、前記荷重軽減手段は、具体的には、前記弁体の背面側から突設された当該弁体よりも小径の第二の弁体と、この第二の弁体を前記弁筒体の軸心方向に移動自在に支持する第二のダイヤフラムと、この第二のダイヤフラムを前記第二の弁体に固定する受圧板とから構成することができる。
この場合、前記第二の弁体を、前記背圧室の背面壁に形成された貫通孔に貫通させ、前記第二のダイヤフラムを、前記貫通孔を密閉した状態で前記背圧室の背面壁に取り付けるようにすればよい（請求項２）。
【００１２】
上記構造の荷重軽減手段によれば、弁体の背面側に第二の弁体が突設されているので、当該第二の弁体を設けた分だけ第一の弁体に対し逆向きの受圧力が生じ、ダイヤフラムの背面側に形成された背圧室に給水圧（一次圧）が負荷された場合に、その給水圧（一次圧）によって発生する弁体に対する弁座への押し付け力が軽減される。
【００１３】
また、本発明の逆流防止弁において、前記弁体の開時に前記ダイヤフラムの正面側の大気開放を行う複数の開放口を、前記弁筒体に対して上下方向に離間して独立して形成することが好ましい（請求項３）。
この場合、背面室の給水圧（一次圧）が低下して弁体が開いた場合に、より上方の開放口が主として大気開放機能を担い、より下方の開放口が主として逆流水排水機能を担うことになり、大気開放と逆流水排水がそれぞれ複数の開放口に役割分担される。このため、大気開放と逆流水排水の各機能をより確実に達成でき、逆流防止弁の信頼性を高めることができる。なお、弁筒体に設ける開放口は少なくとも二つあればよいが、三つ以上設けるものにしてもよい。
【００１４】
本発明の逆流防止装置は、給湯管の温水を浴槽に通水する管路と、前記浴槽への通水のみを許容するように前記管路に直列に設けられた一対の逆止弁と、前記管路における前記両逆止弁間の通水部分に設けられた上記逆流防止弁とを備えた逆流防止装置であって、前記逆流防止弁により前記給湯管への給水圧をパイロット圧として前記通水部分に対する大気開放と逆流水排水を行うことを特徴とする（請求項４）。
【００１５】
上記逆流防止装置によれば、管路における前逆止弁間の通水部分に対する大気開放と逆流水排水を行う逆流防止弁として、前記した本発明の逆流防止弁を採用しているので、大口径化された逆流防止弁の開放通路によって大気開放と逆流水排水をより確実に行えるとともに、弁体のシール部に作用する荷重が増大しないので、弁体のシール部の劣化も発生し難く、逆流防止弁の耐久性を維持することができる。
従って、大気開放と逆流水排水を確実に行え、かつ、耐久性に優れた逆流防止装置を得ることができる。
【００１６】
本発明の逆流防止装置において、前記通水部分は、その通水方向上流側が上方に位置する上下方向に長い縦向き管により構成されていることが好ましい（請求項５）。
この場合、管路における両逆止弁間の通水部分が、その通水方向上流側が上方に位置する上下方向に長い縦向き管よりなるので、一次側（給湯管側）の逆止弁が縦向き管の上側に位置し、かつ、二次側（浴槽側）の逆止弁が縦向き管の下側に位置することになる。
【００１７】
このため、給水圧が低下して通水部分（縦向き管）が負圧になったり二次圧よりも低圧になったりした場合に、浴槽の戻り水が縦向き管の下部に位置する二次側の逆止弁を超えて引っ張られたとしても、一次側の逆止弁が当該縦向き管の上側に位置することから、その縦向き管に侵入した逆流水が一次側の逆止弁を超えて給水管側への逆流が進行する可能性が低くなり、逆流防止機能をより向上することができる。
【００１８】
本発明の給湯装置は、上水が給水される給水管と、この給水管に給水された上水を加熱する熱交換器と、この熱交換器で加熱された温水を外部に給湯する給湯管と、この給湯管と浴槽との間に介装された上記の逆流防止装置とを備えていることを特徴とする（請求項６）。
また、本発明の給湯システムは、上記給湯装置と、前記給湯管からの温水が前記逆流防止装置を介して給湯される浴槽とを備えていることを特徴とする（請求項７）。
上記給湯装置及び給湯システムによれば、前記給湯管と前記浴槽の間に上記逆流防止装置が介装されているので、給湯管に対する給水圧（一次圧）が低下したときに、通水部分に対する大気開放と逆流水排水が、本発明の大口径化された逆流防止弁によって行われる。このため、一対の逆止弁間の通水部分に対する大気開放と逆流水排水がより確実に達成され、給水システムにおける逆流防止機能の信頼性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上の通り、本発明によれば、弁体のシール部に作用する荷重を増大させずに開放通路の大口径化を図ることができるので、大気開放と逆流水排水をより確実に行える耐久性に優れた逆流防止弁を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
図１〜図６は、本発明を採用した逆流防止装置の一例を示し、図７は、その逆流防止装置を適用した風呂の給湯システムを示している。
〔給湯システム〕
図７に示すように、本実施形態の給湯システム１は、ガス給湯器２よりなる給湯装置と、その給湯器２に給排水可能に接続された風呂の浴槽３とを備えている。
【００２１】
ガス給湯器２は、給湯室等に設置可能な筐体５と、この筐体５内に設けられた熱交換器６とを備え、筐体５には、上水道の給水口７と、燃料ガスの吸気部８と、加熱湯をキッチンの蛇口等に供給する第一給湯口９と、浴槽２への給湯を行う第二給湯口１０と、浴槽２からの戻り湯を受け入れる戻り口１１とが設けられている。
上記吸気部８は筐体５内の吸気管１２に繋がっており、この吸気管１２は、元ガス電磁弁１３とガス比例弁１４を介して熱交換器６内の燃焼管１５に接続されている。
【００２２】
前記給水口７は筐体２内の給水管１７に繋がっており、この給水管１７は、給水量センサ１８を介して熱交換器６内の給湯熱交換部１９に接続されている。給湯熱交換部１９の下流側と第一給湯口９の間は給湯管２０で繋がっており、この給湯管２０には、給湯水量調整弁２１が設けられている。
また、給湯管２０と給水管１７はバイパス管２２で繋がっており、このバイバス管２２にはバイパス水量調整弁２３が設けられている。
【００２３】
前記第二給湯口１０は風呂往き管２４に繋がっており、戻り口１１は風呂戻り管２５に繋がっている。この風呂の往き管２４と戻り管２５のうち、往き管２４は熱交換器６内の風呂熱交換部２６の出口側に繋がっており、この風呂熱交換部２６の入口側は吐出管２８に繋がっている。
この吐出管２８は、筐体５内に設けられた風呂ポンプ２９の吐出側に接続され、戻り管２５は当該風呂ポンプ２９の吸い込み側に接続されている。
【００２４】
ガス給湯器２の給湯管２０は、水量調整弁２１の下流側の部分に分岐管３０を備えており、この分岐管３０は、後述する逆流防止装置３１の入口側に接続されている。また、逆流防止装置３１の出口側には浴槽２への注湯管３２が接続され、この注湯管３２は、前記戻り管２５とともに風呂ポンプ２９の吸い込み側に通じている。
本実施形態の逆流防止装置３１は、その上流側（給湯管２０側：一次側ということがある。）から下流側（浴槽３側：二次側ということがある。）へ至る順序で、注湯水量センサ３４と、注湯電磁弁３５と、通水方向に直列に並ぶ一対の逆止弁３６，３７と、この両逆止弁３６，３７の間に配置された複数の逆流防止弁３８とを備えている。
【００２５】
上記一対の逆止弁３６，３７は、一次側の第一逆止弁３６と、二次側の第二逆止弁３６とからなり、浴槽３の戻り管２５からの戻り水が給湯管２０に逆流するのを防止する逆止機能を有する。
しかし、これらの逆止弁３６，３７が、異物の噛み込み等が原因で完全に閉じていないときは、給水管２０への給水圧（上流側の一次圧）Ｐ１が負圧になったり、逆止弁３６，３７間の通水圧（下流側の二次圧）Ｐ２よりも低くなると、浴槽３の戻り水がその水頭圧により逆止弁３６，３７を通過し、給湯管２０に逆流してくることがある。
【００２６】
そこで、本実施形態の逆流防止装置３１では、給湯管２０の温水を浴槽３に通水する管路における両逆止弁３６，３７間の通水部分に上記逆流防止弁３８が設けられ、この弁３８によって給湯管２０への逆流現象をより確実に防止するようにしている。
すなわち、この逆流防止弁３８は、給水管１７の給水圧Ｐ１をパイロット圧として、両逆止弁３６，３７間の通水部分に対する大気開放（負圧破壊）と逆流水排水を行うように作動するものであり、逆流防止弁３８の背圧側は前記給水管１７に接続され、かつ、逆流防止弁３８の出口側は大気開放された排水管３９に繋がっている。
【００２７】
このため、給水管１７の給水圧Ｐ１が低下して負圧になったり、その給水圧Ｐ１が逆止弁３６，３７間の通水部分の通水圧Ｐ２（注湯管３２の管内圧と同じ圧力）よりも低くなったりすると、逆流防止弁３８が作動して、逆止弁３６，３７間の通水部分が大気開放され、当該通水部分の負圧状態が解かれる。
また、これと同時に、戻り管２５からの逆流水が通水部分に侵入してきても、その逆流水は逆流防止弁３８の出口（後述する開放口６９）から排出管３９に排出されるようになっている。
【００２８】
上記構成の給湯システム１において、給水管１７に給水された上流水は、給水量センサ１８を通り、その一部が給湯熱交換部１９で加熱されて湯になり、他の一部がバイパス管２２を通って給湯熱交換部１９から出てきた湯と混合される。
このさい、バイパス水量調整弁２３がバイパスする水流量を制御して湯水の混合比が変わり、出湯の温度制御が行われる。所望の温度に制御された湯は、給湯水量調整弁２１により給湯水量が制御され、第一給湯口９から外部に給湯される。
【００２９】
一方、浴槽３に湯張りを行う場合には、逆流防止装置３１の注湯電磁弁３５を開くことにより、分岐管３０の湯が注湯水量センサ３４と逆止弁３６，３７を介して浴槽３へ供給される。
このさい、逆流防止装置３１の逆流防止弁３８は、パイロット圧として上水道の給水圧Ｐ１を受けて閉弁方向に付勢されている。そして、逆流防止装置３１の下流側の注湯管３２の通水圧Ｐ２は上記給水圧Ｐ１よりも低いので、これらの差圧で逆流防止弁３８は閉状態になっている。
【００３０】
他方、断水等によって給水管１７に負圧が発生すると、逆流防止弁３８が給水圧Ｐ１の低下に対応して開かれる。
これにより、一対の逆止弁３６，３７間の通水部分が大気開放され、給水管１７に生じた負圧がその通水部分で破壊されるとともに、その通水部分内の水が逆流防止弁３８の出口から排出管３９を通って外部に排出され、給湯管２０への逆流現象がより確実に防止される。
【００３１】
〔逆流防止装置及び逆流防止弁〕
次に、図１〜図６を参照しつつ、本実施形態の逆流防止装置３１の具体的構成について説明する。
図１〜図６に示すように、本実施形態の逆流防止装置３１は、前記一対の逆止弁３６，３７（図５及び図６参照）及び逆流防止弁３８を管路中に一体に組み込んだバルブユニットよりなり、給湯管２０から分岐する前記分岐管３０が接続される第一管路４１と、浴槽３側へ給湯するための前記注湯管３２が接続される第二管路４２とを備えている。
【００３２】
第一管路４１は、両端開放の水平管４３と、この水平管４３の中央部から下方に延びる縦向き管４４とを一体に備えたＴ字管よりなり、この縦向き管４４の下端部には分岐管３０との接続部４５が形成されている。
他方、第二管路４２は、第一管路４１の水平管４３の下流側端部（図５の右側端部）に接続された片側開放の水平管４６と、この水平管４６から下方に延びる縦向き管４７とを一体に備えており、この縦向き管４７の下端部には前記注湯管３２との接続部４８が形成されている。
【００３３】
第一管路４１の水平管４３と第二管路４２の水平管４６は、それらの縦向き管４４，４７の軸心方向が上下方向でかつ互いに平行状態となるように接続されている。
このため、第一管路４１の縦向き管４４に流入した温水は、この縦向き管４４を下から上に流れ、各水平管４３，４６を通って、第二管路４２の縦向き管４７を上から下に流れるようになっている。
【００３４】
図６に示すように、第一管路４１の縦向き管４４の内部には、前記注湯水量センサ３４が設けられている。
この注湯水量センサ３４は、通過する水に旋回流を与える整流器５０と、縦向き管４７の中心線回りに回転する着磁された羽根車５１と、この羽根車５１に近接して管路壁内に埋設された磁気センサ（図示せず）とからなり、羽根車５１の回転数をカウントすることで浴槽３への注湯量を計測するものである。
【００３５】
また、第一管路４１の水平管４３の上流側端部（図５の左側端部）には、前記注湯電磁弁３５が接続されている。
この注湯電磁弁３５は、水平管４３と一体形成された筒状の弁座５２と、ダイヤフラム５３によって支持された弁体５４と、この弁体５４の中央部に接続されたソレノイドのプランジャ５５と、このプランジャ５５を常時弁座５２側に付勢するコイルばね５６と含むパイロット弁よりなる。このため、プランジャ５５を磁力で開弁方向（図５の左側）に移動させて弁体５４を弁座５２から引き離すことにより、第一管路４１の縦向き管４４に至った温水が水平管４３に流入するようになっている。
【００３６】
前記一対の逆止弁３６，３７のうち、上流側に位置する第一逆止弁３６は、第一及び第二管路４１，４２の水平管４３，４６の接続部内に設けられ、下流側に位置する第二逆止弁３７は、第二管路４２の縦向き管４７の下端部内に設けられている。
このため、本実施形態の逆流防止装置３１では、第二管路４２における両逆止弁間３６，３７の通水部分が、通水方向上流側が上方に位置する、上下方向に長い当該第二管路４２の縦向き管４７により構成されている。
【００３７】
図６に示すように、第一逆止弁３６は、第一管路４１の水平管４３の接続部内に収納された筒状の弁座５７と、この弁座５７に下流側（図６の右側）から当接して通水方向に進退自在に配置された弁体５８と、この弁体５８を弁座５７側に付勢するコイルばね５９とを有する。
また、第二逆止弁３７は、上記第一逆止弁３６と同一構造のものであり、第二管路４２の縦向き管４７の下端部内に収納された筒状の弁座５７と、この弁座５７に下流側（図６の下側）から当接して通水方向に進退自在に配置された弁体５８と、この弁体５８を弁座５７側に付勢するコイルばね５９とを有する。
【００３８】
本実施形態の逆流防止装置３１では、大口径化された逆流防止弁３８が第二管路４２の縦向き管４７の中途部に接続されている。
図５に示すように、この逆流防止弁３８は、内部に弁座６２を有する弁筒体６１と、弁座６２に接離自在に当接するように弁筒体６１内に収納された第一弁体６３と、この第一弁体６３を弁筒体６１の軸心方向に移動自在に支持するメインダイヤフラム６４と、第一弁体６３の背面側に突設された第二弁体６５と、この第二弁体６５を弁筒体６１の軸心方向に移動自在に支持するサブダイヤフラム６６とを備えている。
【００３９】
上記弁筒体６１は、縦向き管４７から水平方向に一体に突設されかつその縦向き管４７よりも大径の外筒６７と、この外筒６７の開口部に接続されたケーシング６８と、このケーシング６８の外端面に接続された弁蓋体６９とからなる。
弁座６２は、弁筒体６１の外筒６７よりも短い筒状部材よりなり、この外筒６７と同軸心状となるように、縦向き管４７から水平方向に一体に突設されている。
【００４０】
外筒６７の開口部には、外周が矩形状のフランジ部７０が形成されていて、このフランジ部７０に、同じく矩形状の前記ケーシング６８及び弁蓋体６９をその順に接合してねじ止めすることにより、フランジ部７０、ケーシング６８及び弁蓋体６９の三者が三層構造に一体化されている。
第一弁体６３は、外筒６７の内周面より小径でかつ弁座６２の外周面より大径の短円柱部材よりなり、先端面（図５の左側面）の中心部に取付突起７１を一体に備えている。
【００４１】
メインダイヤフラム６４の中央部には取付孔が形成され、この取付孔に第一弁体６３の取付突起７１を抜け止め状態で挿通することにより、メインダイヤフラム６４の円板部分が第一弁体６３の先端面に取り付けられている。
また、メインダイヤフラム６４の外周縁部は、フランジ部７０とケーシング６８との間に挟持されることにより、弁筒体６１の内周面に固定されている。
【００４２】
弁筒体６１の内部空間のうち、メインダイヤフラム６４の背面側（弁座６２の反対側）のケーシング６８内の空間は、第一弁体６３を弁座６２に密着させるための背圧室７２とされ、この背圧室７２に給水管１７の給水圧Ｐ１を導入する導入口７３（図３参照）がケーシング６８に形成されている。
また、メインダイヤフラム６４の正面側（弁座６２側）にある、弁座６２の外周側の筒状の開放通路７４は、開弁時に吸気と排水が行われるスペースであって、この開放通路７４は、外筒６７に形成された上下一対の開放口７５，７５（図３及び図６参照）と連通している。これらの開放口７５，７５は、弁筒体６１の外筒６７に対して上下方向に離間して独立して形成されている。
【００４３】
そして、上記導入口７３には給水管１７から分岐するパイロット管が接続され、上下の各開放口７５，７５には排出管３９が接続されるようになっている。
図５を参照して、第二弁体６５は、第一弁体６３よりも小径の短円柱部材よりなり、第一弁体６３の背面中央部から同軸心状に突設されている。この第二弁体６５は、その外端面（図５の右側面）の中心部に取付ねじ部７６を一体に備えている。この取付ねじ部７６は、サブダイヤフラム６６とこの外面側に重なる受圧板８０の中心部を貫通している。受圧板８０の中心部は取付ねじ部７６に螺合するナット部になっており、当該受圧板８０を締め付け方向に回動することにより、サブダイヤフラム６６が第二弁体６５に一体化されている。
内部に背圧室７２を形成するケーシング６８の背面壁７７には、第二弁体６５よりも大径の貫通孔７８が形成され、この貫通孔７８に、第二弁体６５の突出端部が貫通状に挿通されている。
【００４４】
サブダイヤフラム６６の中央部には取付孔が形成され、この取付孔に第二弁体６５の取付突起７６を抜け止め状態で挿通することにより、サブダイヤフラム６６の円板部分が第二弁体６５の外端面に取り付けられている。
また、サブイヤフラム６６の外周縁部は、ケーシング６８の背面壁７７と弁蓋体６９の間に挟持させることによって当該背面壁７７に固定されており、このさい、サブダイヤフラム６６によって背面壁７７の貫通孔７８が密閉されるようになっている。
【００４５】
上記構成に係る逆流防止装置３１において、注湯電磁弁３５が通電されていない時は、そのプランジャ５５が弁体５４を弁座５２に押し付けており、当該電磁弁３５が閉弁状態にある。従って、この場合には浴槽３への給湯は遮断されている。
このさい、逆流防止弁３８の背圧室７２には給水圧Ｐ１がかかっているため、その第一弁体６３は弁座６２に当接しており、逆流防止弁３８の開放通路７４はいずれも閉塞されている。
【００４６】
従って、注湯電磁弁３５が通電されると、そのプランジャ５５が磁力で吸引されて弁体５４が開き、分岐管３０から第一管路４１を経由して第二管路４２に温水が流入し、その温水が第一及び第二逆止弁３６，３７を通って浴槽３への給湯が開始される。
一方、給水管１７の断水等によって給水圧Ｐ１が低下した場合は、第一及び第二逆止弁３６，３７が閉じ、第二管路４２の縦向き管４７に設けられている逆流防止弁３８の背圧室７２の圧力が低下し、第一弁体６３が弁座６２から離れる。
【００４７】
これにより、逆流防止弁３８の開放通路７４が開放口７５と連通して大気開放され、第一及び第二逆止弁３６，３７の間の通水部分である縦向き管４７の負圧が破壊されるとともに、その縦向き管４７内に溜まっていた水が開放口７５を通って排出管３９から排出される。
このとき、第二逆止弁３７が完全に閉塞しないという事態が発生すると、浴槽３からの戻り水が第二逆止弁３７を通過して逆流が比較的大量に発生するが、その逆流水は、主として下側の開放口７５から排出されるため、給湯管２０まで逆流することがない。
【００４８】
そして、本実施形態の逆流防止弁３８によれば、第一弁体６３の背面側に第二弁体６４が突設されているので、当該第二弁体６４を設けた分だけ第一弁体６３に対し逆向きの受圧力が生じ、メインダイヤフラム６４の背面側に形成された背圧室７２に給水圧Ｐ１が負荷された場合に、その給水圧Ｐ１によって発生する第一弁体６３に対する弁座６２への押し付け力が軽減される。
【００４９】
すなわち、第一弁体６３の背面側に突設された第二弁体６５と、これを移動自在に支持するサブダイヤフラム６６により、背圧室７２の給水圧Ｐ１によって発生する第一弁体６３に対する弁座６２への押し付け力を軽減する荷重軽減手段７９が構成されており、これにより、第一弁体６３のシール部（弁座６２に対する当接部分）に作用する荷重を増大させることなく、逆流防止弁３８の開放通路７４が大口径化されている。
このため、大口径化された開放通路７４によって大気開放と逆流水排水がより確実に行われるとともに、第一弁体６３のシール部に作用する荷重が増大しないので、第一弁体６３のシール部の劣化も発生し難く、逆流防止弁３８の耐久性が維持される。
【００５０】
また、本実施形態の逆流防止装置３１によれば、荷重軽減手段７９が、本来の第一弁体６３の背面側にこれより小径の第二弁体６５を突設し、この第二弁体６５をサブダイヤフラム６６で移動自在に支持する構造になっているので、第二弁体６５及びダイヤフラム６６を設けたことによって逆流防止弁３８の口径が必要以上に肥大化することがなく、逆流防止弁３８をコンパクトに構成できるという利点もある。
【００５１】
更に、本実施形態の逆流防止装置３１によれば、両逆止弁３６，３７間の通水部分（第二管路４２の縦向き管４７）が、その通水方向上流側が上方に位置する上下方向に長い縦向き管よりなるので、一次側（給湯管２０側）の第一逆止弁３６が縦向き管４７の上側に位置し、かつ、二次側（浴槽側）の第二逆止弁３７が当該縦向き管４７の下側に位置するようになっている。
このため、給水圧Ｐ１が低下して縦向き管４７の内部が負圧になったり二次側の通水圧Ｐ２よりも低圧になったりした場合に、浴槽３の戻り水が縦向き管４７の下部に位置する第二逆止弁３７を超えて引っ張られたとしても、第一逆止弁３６が当該縦向き管４７の上側に位置することから、その縦向き管４７に侵入した逆流水が第一逆止弁３６を超えて給水管２０側への逆流が進行する可能性が低くなる。
【００５２】
また、本実施形態の逆流防止装置３１によれば、逆流防止弁３８の開放口７５，７５が弁筒体６１に対して上下方向に離間して独立して形成されているので、給水圧Ｐ１が低下して縦向き管４７の内部が負圧になったり二次側の通水圧Ｐ２よりも低圧になったりした場合に、上方の開放口７５が主として大気開放機能を担い、下方の開放口７５主として逆流水排水機能を担うことになる。
従って、大気開放と逆流水排水とをそれぞれ上下の開放口７５，７５に役割分担させることができ、縦向き管４７に対する大気開放と逆流水排水がより確実に達成される。
【００５３】
本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、縦向き管４７に逆流防止弁３８を配置しているが、この逆流防止弁３８を水平管に接続することにしてもよい。また、その縦向き管４７は、必ずしも図示の鉛直方向でなくてもよく、所定角度で傾斜した管路で構成してもよい。
更に、上記実施形態では、逆止弁３６，３７と逆流防止弁３８を管路中に一体に組み込んだバルブユニットよりなる逆流防止装置３１を例示したが、この装置３１は、ユニット化されていない複数の管路と弁装置で分割構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の逆流防止装置の一例を示す斜視図である。
【図２】同逆流防止装置の正面図である。
【図３】同逆流防止装置の左側面図である。
【図４】同逆流防止装置の右側面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】本発明の逆流防止装置を用いた給湯システムの配管構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 給湯システム
２ ガス給湯器（給湯装置）
３ 浴槽
１７ 給水管
２０ 給湯管
３０ 分岐管
３１ 逆流防止装置
３２ 注湯管
３４ 注湯水量センサ
３５ 注湯電磁弁
３６ 第一逆止弁
３７ 第二逆止弁
３８ 逆流防止弁
３９ 排出管
４１ 第一管路
４２ 第二管路
４３ 水平管
４４ 縦向き管
４６ 水平管
４７ 縦向き管（通水部分）
６１ 弁筒体
６２ 弁座
６３ 第一弁体
６４ メインダイヤフラム
６５ 第二弁体
６６ サブダイヤフラム
７２ 背圧室
７３ 導入口
７４ 開放通路
７５ 開放口
７７ 背面壁
７８ 貫通孔
７９ 荷重軽減手段
８０ 受圧板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に弁座を有する弁筒体と、前記弁座に接離自在に当接するように前記弁筒体内に収納された弁体と、この弁体を前記弁筒体の軸心方向に移動自在に支持するダイヤフラムとを備え、前記弁筒体の内部でかつ前記ダイヤフラムの背面側に形成された背圧室に給水圧が負荷される逆流防止弁において、
前記背圧室の給水圧によって発生する前記弁体に対する前記弁座への押し付け力を軽減する荷重軽減手段が設けられていることを特徴とする逆流防止弁。
【請求項２】
前記荷重軽減手段は、前記弁体の背面側から突設された当該弁体よりも小径の第二の弁体と、この第二の弁体を前記弁筒体の軸心方向に移動自在に支持する第二のダイヤフラムと、この第二のダイヤフラムを前記第二の弁体に固定する受圧板とから構成され、
前記第二の弁体は前記背圧室の背面壁に形成された貫通孔を貫通しており、前記第二のダイヤフラムは前記貫通孔を密閉した状態で前記背圧室の背面壁に取り付けられている請求項１に記載の逆流防止弁。
【請求項３】
前記弁体の開時に前記ダイヤフラムの正面側の大気開放を行う複数の開放口が、前記弁筒体に対して上下方向に離間して独立して形成されている請求項１又は２に記載の逆流防止弁。
【請求項４】
給湯管の温水を浴槽に通水する管路と、前記浴槽への通水のみを許容するように前記管路に直列に設けられた一対の逆止弁と、前記管路における前記両逆止弁間の通水部分に設けられた請求項１〜３のいずれか１項に記載の逆流防止弁とを備えた逆流防止装置であって、
前記逆流防止弁により前記給湯管への給水圧をパイロット圧として前記通水部分に対する大気開放と逆流水排水を行うことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の逆流防止弁を用いた逆流防止装置。
【請求項５】
前記通水部分は、その通水方向上流側が上方に位置する上下方向に長い縦向き管により構成されている請求項４に記載の逆流防止装置。
【請求項６】
上水が給水される給水管と、
この給水管に給水された上水を加熱する熱交換器と、
この熱交換器で加熱された温水を外部に給湯する給湯管と、
この給湯管と浴槽との間に介装された請求項４又は５に記載の逆流防止装置とを備えていることを特徴とする給湯装置。
【請求項７】
請求項６に記載の給湯装置と、
前記給湯管からの温水が前記逆流防止装置を介して給湯される前記浴槽とを備えていることを特徴とする給湯システム。
【請求項１】
内部に弁座を有する弁筒体と、前記弁座に接離自在に当接するように前記弁筒体内に収納された弁体と、この弁体を前記弁筒体の軸心方向に移動自在に支持するダイヤフラムとを備え、前記弁筒体の内部でかつ前記ダイヤフラムの背面側に形成された背圧室に給水圧が負荷される逆流防止弁において、
前記背圧室の給水圧によって発生する前記弁体に対する前記弁座への押し付け力を軽減する荷重軽減手段が設けられていることを特徴とする逆流防止弁。
【請求項２】
前記荷重軽減手段は、前記弁体の背面側から突設された当該弁体よりも小径の第二の弁体と、この第二の弁体を前記弁筒体の軸心方向に移動自在に支持する第二のダイヤフラムと、この第二のダイヤフラムを前記第二の弁体に固定する受圧板とから構成され、
前記第二の弁体は前記背圧室の背面壁に形成された貫通孔を貫通しており、前記第二のダイヤフラムは前記貫通孔を密閉した状態で前記背圧室の背面壁に取り付けられている請求項１に記載の逆流防止弁。
【請求項３】
前記弁体の開時に前記ダイヤフラムの正面側の大気開放を行う複数の開放口が、前記弁筒体に対して上下方向に離間して独立して形成されている請求項１又は２に記載の逆流防止弁。
【請求項４】
給湯管の温水を浴槽に通水する管路と、前記浴槽への通水のみを許容するように前記管路に直列に設けられた一対の逆止弁と、前記管路における前記両逆止弁間の通水部分に設けられた請求項１〜３のいずれか１項に記載の逆流防止弁とを備えた逆流防止装置であって、
前記逆流防止弁により前記給湯管への給水圧をパイロット圧として前記通水部分に対する大気開放と逆流水排水を行うことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の逆流防止弁を用いた逆流防止装置。
【請求項５】
前記通水部分は、その通水方向上流側が上方に位置する上下方向に長い縦向き管により構成されている請求項４に記載の逆流防止装置。
【請求項６】
上水が給水される給水管と、
この給水管に給水された上水を加熱する熱交換器と、
この熱交換器で加熱された温水を外部に給湯する給湯管と、
この給湯管と浴槽との間に介装された請求項４又は５に記載の逆流防止装置とを備えていることを特徴とする給湯装置。
【請求項７】
請求項６に記載の給湯装置と、
前記給湯管からの温水が前記逆流防止装置を介して給湯される前記浴槽とを備えていることを特徴とする給湯システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−５８０２１（Ｐ２００９−５８０２１Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２４７６４（Ｐ２００７−２２４７６４）
【出願日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
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