JP2018105382A - 通水器具及び給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通水器具内部の水の凍結が生じた場合に、通水器具全体の交換が必要になることを防止でき、簡単な作業で復旧できる通水器具及び給湯装置を提供する。【解決手段】通水器具１は、流体が流入する流入口５と、流体が流出する流出口６と、流入口５と流出口６との間にある中間流路８に外部から連通するストレーナ挿入口７とを有する器具本体２と、ストレーナ挿入口７を塞ぐように器具本体２に対して着脱可能に取り付けられたストレーナ３と、を備える。中間流路６の内圧が上昇した場合にストレーナ３が破損することによって内圧が系外へ逃される。ストレーナ３が破損するときの内圧によって器具本体２が損傷しない。ストレーナ３は、器具本体２の内部の可動部品を支持していない。【選択図】図２

Description

本発明は、通水器具及び給湯装置に関する。

例えばストレーナ、弁などを有する通水器具が知られている。例えば、貯湯タンクを有する貯湯式給湯装置に対して水道管などの水源から水を供給するための給水配管が接続される部分に、通水器具が設置される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−１８８４２２号公報

例えば、貯湯式給湯装置においては、通水器具内部の水の凍結を防止するための、凍結防止ヒータのような凍結防止機能を備えていることが一般的である。当該給湯装置の電源が入っているときには、その凍結防止機能により、通水器具内部の水が凍結することが防止される。その一方で、給湯装置が長期間使用されない場合など、給湯装置の電源が切られている状態では、凍結防止機能が作動しないので、凍結により通水器具が破損する可能性がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、通水器具内部の水の凍結が生じた場合に、通水器具全体の交換が必要になることを防止でき、簡単な作業で復旧できる通水器具及び給湯装置を提供することを目的とする。

本発明に係る通水器具は、流体が流入する流入口と、流体が流出する流出口と、流入口と流出口との間にある中間流路に外部から連通する蓋体挿入口とを有する器具本体と、蓋体挿入口を塞ぐように器具本体に対して着脱可能に取り付けられた蓋体と、を備え、中間流路の内圧が上昇した場合に蓋体が破損することによって内圧が系外へ逃され、蓋体が破損するときの内圧によって器具本体が損傷せず、蓋体は、器具本体の内部の可動部品を支持していないものである。
本発明に係る給湯装置は、上記通水器具を備えるものである。

本発明によれば、通水器具内部の水の凍結が生じた場合に、通水器具全体の交換が必要になることを防止でき、簡単な作業で復旧することが可能となる。

実施の形態１による通水器具の正面図である。 図１中のII−II線での断面図である。 器具本体から取り外したストレーナの側面図である。 図２中のIV−IV線での断面図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による通水器具１の正面図である。図１に示すように、通水器具１は、器具本体２、ストレーナ３、及びハンドル４を備える。器具本体２は、流入口５及び流出口６を有する。水のような流体が流入口５から器具本体２の内部に流入する。当該流体が流出口６から器具本体２の外部へ流出する。器具本体２は、例えば、合成樹脂材料により形成されたものでもよい。

図２は、図１中のII−II線での断面図である。図２に示すように、器具本体２は、ストレーナ挿入口７を有する。器具本体２の内部に中間流路８が形成されている。中間流路８は、流入口５と流出口６との間にある。流入口５から流入した流体は中間流路８を経由して流出口６に至る。ストレーナ挿入口７は、器具本体２の外部から中間流路８に連通する。ストレーナ３は、器具本体２に対して着脱可能に取り付けられている。ストレーナ３が器具本体２に取り付けられた状態では、ストレーナ３がストレーナ挿入口７を塞ぐ。本実施の形態において、ストレーナ３は蓋体の例であり、ストレーナ挿入口７は蓋体挿入口の例である。

本実施の形態における器具本体２は、第一部材９及び第二部材１０が連結固定された構成を有する。第一部材９に流出口６及びストレーナ挿入口７が形成されている。第二部材１０に流入口５が形成されている。第二部材１０は、配管継手としての機能を有する。

本実施の形態１の通水器具１の用途は、特に限定されないが、例えば、貯湯タンクを備える貯湯式給湯装置（図示省略）の給水口に通水器具１を備え付けて使用することができる。その場合、以下のようになる。例えば水道のような水源に通じる給水配管（図示省略）からの水が流入口５へ流入する。当該給水配管を第二部材１０に対して接続可能である。流入口５から流入した水は、中間流路８を通過し、流出口６から貯湯式給湯装置の内部に流入する。

ストレーナ３は、ストレーナ挿入口７から器具本体２内に挿入される。ストレーナ挿入口７の内周に雌ねじ１１が形成されている。ストレーナ３は、器具本体２に対して固定するための固定部１２を備える。固定部１２の外周に雄ねじ１３が形成されている。ストレーナ挿入口７の雌ねじ１１に対してストレーナ３の雄ねじ１３が螺合して噛み合うことで、ストレーナ３が器具本体２に対して固定される。器具本体２の内部に形成された段差１４に対してストレーナ３の先端が接触することで、器具本体２に挿入されたストレーナ３が、定位置に保持される。

図３は、器具本体２から取り外したストレーナ３の側面図である。図３に示すように、ストレーナ３は、メッシュ部材１５を備える。メッシュ部材１５は、流体を濾過する濾過部を構成する。メッシュ部材１５は、例えば、金網により形成されてもよい。金網は、金属の線材を織り込んで網状としたものである。または、メッシュ部材１５は、例えば、パンチングメタルにより形成されてもよい。パンチングメタルは、多数の小孔が形成された金属板である。メッシュ部材１５は、筒状の形状を有する。

メッシュ部材１５の基端側に前述した固定部１２が設けられている。メッシュ部材１５の先端は、開口している。メッシュ部材１５の先端開口に沿って先端リング１６が設けられている。先端リング１６は、複数本の棒状の連結部１７を介して固定部１２に連結されている。連結部１７は、メッシュ部材１５の側壁に沿って軸方向に延びる。複数本の連結部１７は、メッシュ部材１５の周方向に沿って間隔を空けて配置されている。固定部１２の外周には、前述した雄ねじ１３のほかに溝１８が形成されている。溝１８は、固定部１２の外周の全周にわたって環状につながっている。リング状のシール部材１９が溝１８に取り付けられている。溝１８及びシール部材１９は、雄ねじ１３に対してメッシュ部材１５側に位置する。フランジ部２０は、固定部１２に隣接して形成されている。フランジ部２０は、固定部１２より大きい外径を有する。

ストレーナ３の、メッシュ部材１５及びシール部材１９以外の部分は、例えば合成樹脂材料により、一体的に形成される。その成形時に金属製のメッシュ部材１５をインサート成形することで一体化してもよい。ストレーナ３を構成する合成樹脂材料は、器具本体２を構成する合成樹脂材料と同種のものでもよいし、異種のものでもよい。ストレーナ３は、例えば上記のような方法により、安価に製造することが可能である。

ストレーナ３は、以下のようにして、器具本体２に取り付けられる。ストレーナ３のメッシュ部材１５を、先端リング１６の方からストレーナ挿入口７へ挿入する。ストレーナ挿入口７の雌ねじ１１にストレーナ３の雄ねじ１３を螺合させ、ストレーナ３を所定方向に回転させる。ストレーナ３が回転しなくなるまで締め付けると、図２に示すように、先端リング１６が器具本体２内の段差１４に接触するとともに、フランジ部２０がストレーナ挿入口７の端面に接触する。これにより、ストレーナ３は、器具本体２に対して所定の位置に保持される。この状態では、以下のようになる。シール部材１９により、固定部１２の外周とストレーナ挿入口７の内周との隙間が液密に封止される。メッシュ部材１５は、中間流路８内の所定の位置に保持される。ストレーナ３を器具本体２から取り外す際には、上記と逆の手順により、容易に取り外すことができる。

流入口５から器具本体２内に流入した流体は、中間流路８を通るときに、先端リング１６の内側を通ってメッシュ部材１５の内側に流れ込み、メッシュ部材１５の多数の孔を通ってメッシュ部材１５の側面からメッシュ部材１５の外側へ流出する。このとき、流体中のごみなどの異物がメッシュ部材１５により捕捉される。メッシュ部材１５の外側へ流出した流体は、流出口６側へ流れる。ストレーナ３を器具本体２から取り外すことで、メッシュ部材１５の内側に溜まった異物を除去することができる。

ストレーナ３は、中間流路８内の圧力を受ける受圧部２１を有する。受圧部２１は、メッシュ部材１５の基端側の開口を塞ぐ壁を構成する。受圧部２１は、内壁面及び外壁面を有する。受圧部２１の内壁面は、メッシュ部材１５の内側において中間流路８の空間に面する。受圧部２１の外壁面は、外部空間に面する。受圧部２１は、例えば合成樹脂材料により、固定部１２等と一体的に形成されている。

以下の説明では、中間流路８内の圧力を単に「内圧」と称する場合がある。通水器具１内の水が凍結して体積膨張した場合、内圧が大きく上昇することがある。本実施の形態では、凍結により内圧が上昇した場合に、ストレーナ３の受圧部２１が破損することで、内圧が系外へ逃がされる。内圧が系外すなわち流路外へ逃がされることで、内圧がそれ以上に上昇することを防止できる。受圧部２１が破損した場合、受圧部２１の壁が破れることで、中間流路８内の流体が通水器具１の外部へ漏れてもよい。中間流路８内の流体が外部へ漏れることで、内圧の上昇をより確実に防止できる。

以下の説明では、ストレーナ３の受圧部２１が破損するときの内圧を「破壊圧力」と称する。器具本体２は、内圧が破壊圧力になったときに損傷しないような強度を有している。凍結により内圧が上昇した場合に、ストレーナ３の受圧部２１が破損することで、内圧が破壊圧力を超えて上昇することが防止される。よって、凍結により内圧が上昇した場合に、器具本体２が損傷を受けることを確実に防止できる。

ストレーナ３は、器具本体２の内部の可動部品を支持する部品ではない。器具本体２の内部の可動部品とは、例えば、弁の一部を構成する部品である。このようなストレーナ３を器具本体２に対して着脱する作業は、極めて容易である。本実施の形態であれば、凍結により内圧が上昇した場合に、ストレーナ３は破損するが、器具本体２は損傷を受けないため、器具本体２を交換する必要はない。このため、破損したストレーナ３を新品に交換するという容易な作業によって復旧することが可能である。ストレーナ３は安価であるので、部品コストも少ない。これに対し、仮に、器具本体２が損傷を受けたとすると、通水器具１全体の交換が必要になるため、作業コスト及び部品コストが高くなる。

破壊圧力は、通水器具１の通常使用時の内圧より高い圧力である。通水器具１の通常使用時の内圧とは、例えば、流入口５に接続される給水配管から作用する水源の圧力である。

破壊圧力の値は、ストレーナ３の受圧部２１の肉厚Ｔによって決まる。破壊圧力が適正な値になるように、受圧部２１の肉厚Ｔを設定すればよい。ストレーナ３の受圧部２１を含む部分の合成樹脂材料が器具本体２の合成樹脂材料と同種のものである場合には、内圧を受ける部分の器具本体２の肉厚に比べて、ストレーナ３の受圧部２１の肉厚Ｔは薄くなる。

本実施の形態では、ストレーナ３の雄ねじ１３を含む固定部１２は、内圧が破壊圧力になったときに破損しないような強度を有している。よって、凍結により内圧が上昇した場合に、雄ねじ１３を含む固定部１２が破損することを確実に防止できる。仮に雄ねじ１３を含む固定部１２が破損したとすると、雄ねじ１３がストレーナ挿入口７の雌ねじ１３に固着してしまい、ストレーナ３が外れにくくなる可能性がある。これに対し、本実施の形態であれば、そのような不都合を確実に防止できる。

本実施の形態において通水器具１は、器具本体２の内部に設けられた逆止弁２２を備える。以下、逆止弁２２について説明する。逆止弁２２は、中間流路８と流出口６との間に設けられている。すなわち、逆止弁２２は、ストレーナ３の下流側に位置する。逆止弁２２は、流出口６から流入口５に向かう方向の流れを阻止する。逆止弁２２を設けることで、例えば、以下の効果が得られる。給湯装置内部の水が給水配管へ逆流することを確実に防止できる。

逆止弁２２は、弁体２３と、ガイド２４と、弁座２５と、ばね２６とを備える。弁座２５は、器具本体２の内周面から突出するように形成されている。弁体２３が弁座２５に対して着座すると、流路が閉鎖される。弁体２３は、軸部２７を有する。ガイド２４は、弁体２３の軸部２７を内部に通す円筒部と、当該円筒部から径方向外方へ放射状に突出して器具本体２の内壁に連結する複数の腕部とを有する。当該複数の腕部同士の間を流体が通過可能である。ガイド２４は、弁体２３が軸部２７の長手方向に移動可能となるように案内する。ばね２６は、弁体２３を弁座２５に着座させる方向に付勢している。

流入口５から流入した流体が流出口６へ流れるときには、中間流路８の圧力が弁体２３に作用することでばね２６が縮む。これにより、弁体２３が弁座２５から離れて流路が開通し、流体が逆止弁２２を通過して流出口６へ流れることが可能となる。図２は、弁体２３が弁座２５から離れた状態を示している。

流入口５から流体が流入していない状態では、ばね２６の付勢力により弁体２３が弁座２５に着座して流路が閉鎖される。これにより、流出口６から流入口５に向かう方向の逆流が発生することを確実に防止される。

例えば、流出口６側から凍結が広がった場合には、凍結により上昇する内圧が逆止弁２２に作用する可能性がある。本実施の形態において逆止弁２２は、内圧が、ストレーナ３の破壊圧力になったときに損傷しないような強度を有している。このため、凍結により内圧が上昇した場合に、逆止弁２２が損傷を受けることを確実に防止できる。

本実施の形態において通水器具１は、器具本体２の内部に設けられたボールバルブ２８を備える。ボールバルブ２８は、流入口５と中間流路８との間に設けられている。本実施の形態におけるボールバルブ２８は、流入口５から中間流路８への流路を閉鎖可能な閉鎖構造の例である。図４は、図２中のIV−IV線での断面図である。

図４に示すように、ボールバルブ２８は、球形に近い形状の弁体２９を備える。弁体２９は、球面に沿う表面を有する。弁体２９を回転させるためのシャフト３０の一端が連結されている。器具本体２の第一部材９に形成されたシャフト挿入孔３１からシャフト３０が挿入されている。弁体２９と反対側のシャフト３０の端部は、ハンドル４に連結されている。ボールバルブ２８の操作者がハンドル４を回すと、シャフト３０及び弁体２９がそれに伴って回転する。シャフト３０は、ブラケット３２を介して器具本体２に連結される。

弁体２９の内部には、直線状の流路３３が形成されている。弁室３４は、弁体２９の表面と器具本体２の内壁面とに囲まれる空間である。第一ポート３５は、ボールバルブ２８の入口に相当する。第一ポート３５は、流入口５に連通する。第二ポート３６は、ボールバルブ２８の出口に相当する。第二ポート３６は、ボールバルブ２８の下流側の中間流路８に連通する。第一ポート３５及び第二ポート３６を結ぶ方向と、弁体２９の流路３３の方向とが一致するときには、第一ポート３５と第二ポート３６とが流路３３を介して導通する。図２及び図４は、その導通状態を表している。これに対し、第一ポート３５及び第二ポート３６を結ぶ方向に対して、弁体２９の流路３３の方向が異なるときには、第一ポート３５と第二ポート３６との間が弁体２９により閉鎖され、流体が通過不能になる。

弁体２９と第二ポート３６との間には、シール部材である円環状のシートパッキン３７が配置されている。弁体２９の表面にシートパッキン３７が接触している。シートパッキン３７と器具本体２の内面との隙間には、Ｏリング３８が圧縮した状態で設置されている。第二ポート３６と弁室３４との間は、シートパッキン３７及びＯリング３８により、液密に封止されている。

第一ポート３５は、器具本体２の第二部材１０に形成されている。第二ポート３６は、器具本体２の第一部材９に形成されている。第一ポート３５と弁体２９との間のシール材は、省略されている。第一ポート３５には、弁体２９を支持する突起部３９が形成されている。突起部３９の先端は、円弧状をなし、弁体２９の表面に接触している。

第一部材９と第二部材１０とが接続された接続部には、シール材であるＯリング４０が設置されている。第一部材９と第二部材１０との隙間は、Ｏリング４０により、液密に封止される。弁室３４の流体が外部に漏れることがＯリング４０により防止される。

シャフト３０の外周部と、シャフト挿入孔３１の内周との隙間には、Ｏリング４１が設けられ、液密性が確保されている。シャフト３０は、ブラケット３２により押さえられ、抜け止めされている。シャフト３０の端部は、弁体２９に形成されたシャフト係合穴４２に嵌合している。これにより、弁体２９は、シャフト３０に伴って回転する。

第二部材１０に形成された突起部３９は、弁体２９が円滑に摺動して回転可能になるように、弁体２９を適正な位置に支持する。突起部３９と弁体２９との接触部は、弁体２９の回転抵抗の増加が抑制できる接触面積になっている。弁体２９は、突起部３９とシートパッキン３７との間で挟持される。突起部３９は、シャフト３０に近い位置と、シャフト３０から遠い位置とにそれぞれ設けられている。シール材が省略され、突起部３９が設けられた第一ポート３５内の流体は、器具本体２と弁体２９との間の弁室３４内に流入する。前述したように、第二ポート３６と弁室３４との間は、シートパッキン３７及びＯリング３８により、相互の漏れが防止されている。このため、第一ポート３５内の流体が弁室３４内に流入しても、ボールバルブ２８の機能に問題は無い。

本実施の形態においてボールバルブ２８は、内圧が、ストレーナ３の破壊圧力になったときに損傷しないような強度を有している。このため、凍結により内圧が上昇した場合に、ボールバルブ２８が損傷を受けることを確実に防止できる。

本実施の形態の通水器具１によれば、以下のような効果を得ることができる。通水器具１内の水の凍結で生ずる体積膨張により内圧が上昇した場合に、ストレーナ３が、他の部品に先んじて破損する。ストレーナ３は、器具本体２から容易に取り外して交換可能である。損傷していない器具本体２は替えずに、ストレーナ３のみを交換すればよいため、部品交換にかかる費用を削減することが可能である。

また、凍結時にストレーナ３が先に破損することで他の部品が保護され、逆止弁２２及びボールバルブ２８の機能が維持される。このため、逆止弁２２の機能によって、流出口６の下流側に接続される給湯装置のタンクからの逆流がなくなり、水漏れが防止できる。さらに、ボールバルブ２８を閉止することで、流入口５に接続されている水源からの流入がなくなり、水漏れを防止することが可能である。

さらに、破損したストレーナ３の交換を行う際、逆止弁２２の機能が維持されているために上記タンクからの逆流がなく、タンク内を排水する工程が不要となるので、作業性が大きく向上する。また、ボールバルブ２８の機能が維持されているために、通水器具１の上流側の給水源の元栓を止める必要がなく、給湯装置以外の水源への影響をなくすことが可能である。

以上説明した実施の形態では、凍結時に破損する蓋体が、濾過部を有するストレーナである例について説明したが、本発明における蓋体は、濾過部を有しないものでもよい。本発明における蓋体は、通水器具内部の流体を排出するための排出栓を備えるものでもよい。例えば、通水器具が接続された給湯装置のタンク内を排水するときに当該排出栓を取り外すことで、タンク内の水を外部に排出することが可能となる。

１ 通水器具、 ２ 器具本体、 ３ ストレーナ、 ４ ハンドル、 ５ 流入口、 ６ 流出口、 ７ ストレーナ挿入口、 ８ 中間流路、 １２ 固定部、 １５ メッシュ部材、 ２１ 受圧部、 ２２ 逆止弁、 ２３ 弁体、 ２５ 弁座、 ２８ ボールバルブ、 ２９ 弁体、 ３０ シャフト、 ３４ 弁室、 ３５ 第一ポート、 ３６ 第二ポート、 ３７ シートパッキン

Claims (8)

1. 流体が流入する流入口と、流体が流出する流出口と、前記流入口と前記流出口との間にある中間流路に外部から連通する蓋体挿入口とを有する器具本体と、
   前記蓋体挿入口を塞ぐように前記器具本体に対して着脱可能に取り付けられた蓋体と、
   を備え、
   前記中間流路の内圧が上昇した場合に前記蓋体が破損することによって前記内圧が系外へ逃され、
   前記蓋体が破損するときの前記内圧によって前記器具本体が損傷せず、
   前記蓋体は、前記器具本体の内部の可動部品を支持していない、
   通水器具。
2. 前記器具本体の内部の、前記中間流路と前記流出口との間に設けられ、前記流出口から前記流入口に向かう方向の流れを阻止する逆止弁を備え、
   前記蓋体が破損するときの前記内圧によって前記逆止弁が損傷しない請求項１に記載の通水器具。
3. 前記器具本体の内部の、前記中間流路と前記流入口との間に設けられ、前記流入口から前記中間流路への流路を閉鎖可能な閉鎖構造を備え、
   前記蓋体が破損するときの前記内圧によって前記閉鎖構造が損傷しない請求項１または請求項２に記載の通水器具。
4. 前記蓋体は、前記器具本体に対して固定するための固定部と、前記内圧を受ける受圧面を有する受圧部とを備え、
   前記内圧が上昇した場合に前記受圧部が破損することによって前記内圧が系外へ逃され、
   前記受圧部が破損するときの前記内圧によって前記固定部が破損しない請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の通水器具。
5. 前記器具本体は、前記蓋体挿入口の内周に形成された雌ねじを備え、
   前記蓋体の前記固定部は、前記雌ねじに噛み合う雄ねじを備える請求項４に記載の通水器具。
6. 前記蓋体は、前記中間流路を通過する流体を濾過する濾過部を備える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の通水器具。
7. 前記蓋体は、流体を排出するための排出栓を備える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の通水器具。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の通水器具を備える給湯装置。

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