(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水圧力を開弁方向に受ける弁体と、閉弁方向に受けるピストンを弁棒で連結した弁機構を有し、この弁機構を水位に連動するフロートに連繋し、弁体が弁口を開閉するボールタップにおいて、ピストンの受圧面積を弁体の受圧面積より大きくすると共に、閉弁時にピストンとそのシリンダ部はシール部材により完全シール状態となり、且つ所定量開弁した時に、前記完全シール状態が解除される様に設定し、またシリンダ部の上方にガイド筒部を連通して設け、ガイド筒部の開口した上部にキャップ体を装着し、このキャップ体の天井壁に連通孔を形成し、この連通孔周囲の天井壁に当接すると共に、かかる個所をメカニカルシールする排水弁体をガイド筒部内に上下動自在に設け、この排水弁体はスプリングで天井壁側へ付勢されると共に、前記完全シール状態が解除される開弁位置より弁体が更に開弁方向へ移動する際にピストンと連動して連通孔より離隔する様に設定したことを特徴とする水位差動式ボールタップ。
【請求項２】
弁口より下流で連通する出口近傍の本体外壁に透孔を形成し、この透孔と連通孔をパイプ体で接続したことを特徴とする請求項１記載の水位差動式ボールタップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水位差動式ボールタップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種受水槽に設けられ、水位を所定水位に維持するボールタップにおいて、急閉弁によるウォーターハンマーの発生を防止したものとしては、特開平３ー２４９４９２号公報の水位差動式ボールタップが知られている。
【０００３】
この水位差動式ボールタップにおけるウォーターハンマー防止手段は、弁口を開閉する吐水弁と弁桿で連結されるピストンを備えると共に、ピストンの上部のシリンダー室に外部と連通する排出弁口が設けられ、排出弁口には、これを常時外部へ微量リークが生じる程度に閉弁させるべく調整バネで弾圧調整された調整弁が設けられている。
【０００４】
そして、この構造によって、閉弁間際になるとシリンダー室内の圧力が上がる結果、ピストンと連結する吐水弁の動きが抑制されると共に、この圧力を調整弁による微量リークによって徐々に減圧させ、吐水弁の動きを緩やかにして急閉弁を解消している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、長期間にわたって使用すると、調整弁や排出弁口の周囲の座面等に、水アカ、異物等が付着するため、調整弁によるシリンダー室内の圧力を緩やかに減圧できなくなり、急閉弁によるウォーターハンマーが発生する恐れがあり、定期的な分解清浄作業を必要とする課題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来技術に基づく、水アカ、異物等の付着による作動不良等の課題に鑑み、弁体と連結するピストンの上方に設ける連通孔と、この連通孔をメカニカルシールで閉弁する排水弁体を備えさせ、この排水弁体を連通孔より離脱させ、かかる個所に、吐水する一部の水を流動させて付着した水アカ、異物等を除去して洗浄させることを要旨とする水位差動式ボールタップである。
【０００７】
そして、技術手段としては、ボールタップは、給水圧力を開弁方向に受ける弁体と、閉弁方向に受けるピストンを弁棒で連結した弁機構を有し、この弁機構を水位に連動するフロートに連繋し、弁体が弁口を開閉する様に構成している。
【０００８】
上記ボールタップにおいては、ピストンの受圧面積を弁体の受圧面積より大きくすると共に、閉弁時にピストンとそのシリンダ部はシール部材により完全シール状態となり、且つ所定量開弁した時に、前記完全シール状態が解除される様に設定し、またシリンダ部の上方にガイド筒部を連通して設け、ガイド筒部の開口した上部にキャップ体を装着し、このキャップ体の天井壁に連通孔を形成し、この連通孔周囲の天井壁に当接すると共に、かかる個所をメカニカルシールする排水弁体をガイド筒部内に上下動自在に設け、この排水弁体はスプリングで天井壁側へ付勢されると共に、前記完全シール状態が解除される開弁位置より弁体が更に開弁方向へ移動する際にピストンと連動して連通孔より離隔する様に設定する。
【０００９】
また、弁口より下流で連通する出口近傍の本体外壁に透孔を形成し、この透孔と連通孔をパイプ体で接続している。
【００１０】
【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説明する。
１は本発明に係る水位差動式ボールタップであり、水位差動式ボールタップ１は入口２、出口３を備える本体４に、弁機構５、フロート機構６、弁緩衝機構７を設けている。
【００１１】
本体４は横Ｔ字管状の弁ボディ８からなり、弁ボディ８の上方の開口側を取付口９、下方の開口側を出口３、側方の開口側を入口２となし、出口３内の上方に隔壁10を形成し、隔壁10の中央に弁口11を形成すると共に、弁口11の周縁に下方へ突出する弁座12を形成している。
【００１２】
13は弁緩衝機構７を構成するシリンダ筒体であり、シリンダ筒体13は上下貫通形成され、その内部下端に形成した拡径開口部14より上方に、この開口径より小径で、弁口11の孔径より大径に形成したシリンダ部15を設け、シリンダ部15と拡径開口部14はテーパ面状の誘導面16で接続され、またシリンダ部15の上方に、シリンダ部15の孔径より小径に形成したガイド筒部17を設けている。
【００１３】
そして、シリンダ筒体13は、弁ボディ８の取付口９に水密状に装着されると共に、シリンダ筒体13におけるガイド筒部17の開口した上部に、天井壁18ａを平坦状に形成した金属製のキャップ体18を水密状に装着し、ガイド筒部17内を圧力室Ｐとなしている。
【００１４】
19は弁座12に接離自在となして弁口11を開閉する弁体であり、弁体19は本体４内の出口３側に上下動自在な案内羽根20を配設すると共に、案内羽根20の上端部に弾性部材からなる弁パッキン21を装着しており、弁体19の下端部に貫通孔22を有するテコ案内部材23を設け、弁体19とテコ案内部材23を弁棒24の下部で一体となす様に連結している。
【００１５】
また、弁棒24上部にピストン25が設けられ、ピストン25の受圧面積は弁体19の受圧面積より大きくなる様に形成され、またピストン25にリング状のエラストマー等の弾性体からなるシール部材26を装着して弁機構５と成している。
【００１６】
また、弁棒24に連結するピストン25は、弁体19の弁パッキン21が弁座12に当接して弁口11を閉塞する閉弁状態から、弁座12と弁パッキン21の間のクリアランスＸが所定量以下となる閉塞直前の開口（開弁）状態までの間、シール部材26によって完全シール状態となる位置、即ちシリンダ部15内、またはシリンダ部15近傍の誘導面16内に位置する様に設定し、一方、上記開口度を超えて全開状態となるまでの間は、シール部材26によってシールされない位置、即ち誘導面16内に位置する様に設定している。
【００１７】
27は弁緩衝機構７を構成する排水弁体であり、排水弁体27は金属によって形成し、排水弁体27の上端面27ａを平坦状に形成し、かかる排水弁体27をガイド筒部17内に上下動自在に設け、且つ排水弁体27外周とガイド筒部17内周との間に流路を設けている。
【００１８】
また、ピストン25の上部に、ガイド筒部17内で上下動自在となす様に遊嵌状に挿入される中空状のガイド筒体28を連結し、このガイド筒体28の上端28ａの中央に挿入孔29を形成しており、なべ小ねじ等の連結棒材30の下端に挿入孔29より大径に形成された大径頭部30ａをガイド筒体28内に入れると共に、上端側を挿入孔29から挿通させて上方へ突出させ、排水弁体27の下端に連結させている。
【００１９】
また、排水弁体27とガイド筒体28間にスプリング31を圧入状態で設け、スプリング31の弾発力で排水弁体27の上端面27ａを、キャップ体18の天井壁18ａに当接させる様にし、外部と連通する様に天井壁18ａの中央に形成する連通孔18ｂ周囲の座面（天井壁18ａに同じ）に当接させて微量リークが生じる程度のメタルシール機能を与えている。
【００２０】
また、連結棒材30の長さについては、弁体19が下動し、これに連動するピストン25のシール部材26による完全シールが解除される状態と成った時点で、連結棒材30の大径頭部30ａがガイド筒体28の上端28ａに当接係合して排水弁体27を下動させて連通孔18ｂより離隔する長さに設定している（図３参照）。
【００２１】
また、弁体19が弁座12より離れ、弁口11を若干開口させた状態において、かかる開口個所より吐水する水の流れ方向、即ち弁口11より下流の出口３近傍の弁ボディ８における外壁に、外部と連通する透孔32を形成し、この透孔32と連通孔18ｂをパイプ体33で連通接続している。
【００２２】
34はテコ35の一端に固定したフロートであり、テコ35の他端は支持ピン36によって弁ボディ８の入口２の反対側の外壁に枢支されると共に、テコ35の途中位置にリンク37、38の一端を枢支し、その他端を弁ボディ８の入口２下方の外壁に支持ピン39で枢支している。
【００２３】
上記リンク38は、弁ボディ８において案内羽根20の下方部に対応する支持ピン39の対向する外壁に切欠形成した切欠開口部40、及びテコ案内部材23の貫通孔22内を通してテコ案内部材23を支持している。
【００２４】
これによって、水位変動に応じて上下動するフロート34の動きをテコ35、リンク37、38から成る一連の増幅機能を備えたフロート機構６により、テコ案内部材23を介して弁体19を上下動させることによって弁口11を自動開閉している。
【００２５】
なお、テコ案内部材23の貫通孔22の下端部とリンク38との間に、フロート34が止水位置である最上位に位置する時、若干のクリアランスを設けており、また図中、41はストレーナ、42、42ａ…はＯリングである。
【００２６】
次に本発明に係る水位差動式ボールタップの作用について説明する。図３は低水位時における弁口11の全開状態を示しており、かかる状態では、弁体19と連結するピストン25がシリンダ部15の下方に位置して、ピストン25の周囲がガイド筒部17内の圧力室Ｐに連通すると共に、排水弁体27は連結棒材30の大径頭部30ａがガイド筒体28の上端28ａに当接係合してピストン25と共に下降連動し、排水弁体27の上端面27ａがキャップ体18の天井壁18ａから離れ、排水弁体27の周囲、連通孔18ｂ、パイプ体33、透孔32を通って出口３と連通するバイパス流路から水が流れる。
【００２７】
給水の続行により水位が上昇するとフロート34が上昇し、弁体19、ピストン25が上昇連動し、ピストン25がシリンダ部15、若しくはシリンダ部15近傍の誘導面16に変位して弁体19と弁座12とのクリアランスＸが所定量以下となる開弁状態まで変位する。
【００２８】
かかる開弁状態としては、ピストン25のシール部材26でシリンダ部15が完全シールされると共に、スプリング31の弾発力によって排水弁体27の上端面27ａがキャップ体18の天井壁18ａに弾圧当接して連通孔18ｂがメカニカルシールされ、シリンダ部15の上方側のガイド筒部17内の圧力室Ｐが密閉されるため、ピストン25の受圧面積と弁体19の受圧面積の差によってピストン25に作用する上昇力が打ち消されて、当該水位において弁体19は上昇せずに維持される。
【００２９】
そして、ガイド筒部17の水は、上記排水弁体27とキャップ体18間のシール状態がわずかなリークが生じるメカニカルシールであるため、さらに水位が上昇してフロート34の浮力が増加しても、この増加に伴う上昇力は、上記メカニカルシールからのリークによるガイド筒部17内の圧力減少分しか作用せず、これによって前記リーク量に対応して弁体19は緩やかに変位して弁座12に当接し、弁口11を閉弁する。
【００３０】
次に、図４は満水位時における弁口11の全閉状態を示しており、貯水の使用によって水位が低下し、フロート34が下降しようとするが、かかる状態にあっては、ピストン25はシール部材26で完全シールされているため、ピストン25に作用する上動力によって弁体19は閉弁状態を維持する。
【００３１】
更に、水位が低下し、フロート34が下降してピストン25に作用する水圧による上動力以上の力がピストン25に作用すると、弁体19が下降し、弁体19と弁座12との間が離れて水が流れ出し、この弁口11から出口３へ流れる水の一部は、上記とは逆に透孔32、パイプ体33、連通孔18ｂに流入し、排水弁体27を押し下げようと作用し、この押し下げ力がスプリング31を介してピストン25に伝達され、ピストン25は、この力とフロート34の自重の和によって下降する。
【００３２】
その後、ピストン25がシール部材26でシールされない誘導面16より下方に変位することにより、ピストン25に作用していた上動力は解除されてフロート34の自重で弁口11は開口する。
【００３３】
【発明の効果】
要するに本発明は、上記のように構成したので、満水時からの水位低下によるフロート34の下降を、ピストン25の受圧面積と弁体19の受圧面積の差で、ピストン25に作用する力によって規制し、ピストン25と連結する弁体19の下動を規制して閉弁状態を維持することにより、閉弁止水時から開弁吐水時への弁体19の変位に一定の水位差を与えることができ、水面波動による弁口11の開閉が防止でき、また閉弁間際では、排水弁体27によるメカニカルシール個所からの圧力減少分の上動力が弁体19に作用するだけであるため、弁体19は緩やかに変位して弁口11を閉弁することにより、ウォーターハンマーが防止できる。
【００３４】
また、弁口11の開弁量が一定以上になり、排水弁体27が連通孔18ｂより離隔すると、入口２から供給される水は、出口３から吐水される流れだけでなく、ピストン25の周囲、排水弁体27の周囲、排水弁体27とキャップ体18の天井壁18ａ間にも流動して連通孔18ｂより排水されるため、この流れによってメカニカルシール個所に付着する水アカ、異物等を強制的に除去でき、これによって常に安定したメカニカルシール状態が維持でき、ウォーターハンマーを発生しない様にした閉弁性が損なわれない利点を有する。
【００３５】
また、一定の水位以下になると、フロート34の増大した見掛け自重で急速に全開状態まで開弁でき、これによって開弁吐水状態を明確にするため、受水槽の水位調整を容易にでき、更に吐水開始時に出口３側へ流動する一部の水がパイプ体33を経て弁体19を開弁方向へ下動させるための力を付与できるため、上記開弁吐水時をさらに明確にする等その実用的効果甚だ大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るボールタップを示す断面図である。
【図２】同上ボールタップの平面図である。
【図３】ボールタップの全開状態を示す断面図である。
【図４】ボールタップの全閉状態を示す断面図である。
【図５】ボールタップの若干開弁状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１        ボールタップ
３        出口
４        本体
５        弁機構
11        弁口
15        シリンダ部
17        ガイド筒部
18        キャップ体
18ａ      天井壁
18ｂ      連通孔
19        弁体
24        弁棒
25        ピストン
26        シール部材
27        排水弁体
31        スプリング
32        透孔
33        パイプ体
34        フロート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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