JP2001165347A - 浮玉式切換弁およびその切換弁をそなえた雨水利用槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給電を必要とせずに弁単独で水位に応じて自
動的に流れを切換えることができる切換弁、およびこの
切換弁をそなえた雨水利用槽を提供する。 【解決手段】 ３つのポートＡ，Ｂ，Ｃをそなえたバル
ブ本体２と、バルブ本体２内に往復移動自在に収容され
一方の移動端位置においてポートＡ，Ｃ間の第１連絡路
５を開放するとともにポートＢ，Ｃ間の第２連絡路６を
遮断し、他方の移動端位置において第１連絡路５を遮断
するとともに第２連絡路６を開放する弁体１０と、バル
ブ本体２に揺動自在に支持され弁体１０に係合して該弁
体を往復駆動するレバー１５と、レバー１５の先端部に
取付けた浮玉１７とを具備し、浮玉１７上昇時にレバー
１５を介して弁体１０を前記一方の移動端側に、浮玉１
７下降時に弁体１０を前記他方の移動端側に、移動させ
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は浮玉に作用する浮
力により流れを切換える浮玉式切換弁およびその切換弁
をそなえた雨水槽に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、水資源の有効利用のために、雨水
を水洗便所用や散水用などに用いることがおこなわれる
ようになった。このためには一般に集水した雨水を雨水
槽に貯留しておき、使用時には電動ポンプで使用箇所に
供給する方法が採用されているが、降雨のない時期や降
雨量の少ない場合などは雨水槽内の水量が減少しあるい
はなくなり、水の使用ができないだけでなく、電動ポン
プの損傷をひきおこすことになる。

【０００３】そこで雨水槽内の水量が減少したときに、
上水道からの上水の使用に切換えることが考えられ、こ
のための装置として、雨水槽内の水位を検出して自動的
に雨水と上水の使用切換えをおこなう雨水槽が、特開平
１０ー１５９１３６号公報により提案されている。

【０００４】ところがこの装置においては、雨水槽内の
水位低下を水位センサーによって検出し、この水位低下
検出信号を受けた制御部の出力信号により、電動式の三
方弁より成る給水切り換え弁の切り換えをおこなって副
水槽内の上水の使用に切換え、また雨水槽内の水位上昇
時にも同様な制御系統により雨水の使用に切換えるもの
であるため、水位センサーと給水切り換え弁と制御部と
いう多部品を必要とし且つ電気配線も必要であるので、
給水切り換え弁が電動式であることとあいまって、製造
コストがかさみ、またこれらの電気部品は常時給電状態
としておく必要があるので、省エネルギ上好ましくな
く、電気系統による故障が生じるおそれも大きいなど、
実用上種々の問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記従来の
問題点にかんがみてなされたものであり、給電を必要と
せずに弁単独で水位（水以外の液体の場合も含む）に応
じて自動的に流れを切換えることができる切換弁を提供
すること、およびこの切換弁をそなえ給電を必要とせず
に簡潔な構成の装置により雨水と上水の切換えをおこな
って円滑な水の使用を継続でき、低コストで維持費も安
価ですむ雨水利用槽を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の浮玉式切
換弁は、３つのポートＡ，Ｂ，Ｃをそなえたバルブ本体
と、前記バルブ本体内に往復移動自在に収容され一方の
移動端位置において前記ポートＡ，Ｃ間の第１連絡路を
開放するとともに前記ポートＢ，Ｃ間の第２連絡路を遮
断し、他方の移動端位置において前記第１連絡路を遮断
するとともに前記第２連絡路を開放する弁体と、前記バ
ルブ本体に揺動自在に支持され前記弁体に係合して該弁
体を往復駆動するレバーと、前記レバーの先端部に取付
けた浮玉とを具備し、前記浮玉上昇時に前記レバーを介
して前記弁体を前記一方の移動端側に移動させ、前記浮
玉下降時に前記レバーを介して前記弁体を前記他方の移
動端側に移動させるようにしたことを特徴とする。

【０００７】また請求項３記載の浮玉式切換弁は、４つ
のポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄをそなえたバルブ本体と、前記
バルブ本体内に往復移動自在に収容され一方の移動端位
置において前記ポートＡ，Ｃ間の第１連絡路を開放する
とともに前記ポートＢ，Ｄ間の第２連絡路を遮断し、他
方の移動端位置において前記第１連絡路を遮断するとと
もに前記第２連絡路を開放する弁体と、前記バルブ本体
に揺動自在に支持され前記弁体に係合して該弁体を往復
駆動するレバーと、前記レバーの先端部に取付けた浮玉
とを具備し、前記浮玉上昇時に前記レバーを介して前記
弁体を前記一方の移動端側に移動させ、前記浮玉下降時
に前記レバーを介して前記弁体を前記他方の移動端側に
移動させるようにしたことを特徴とする。

【０００８】この発明において浮玉の上昇および下降と
は、切換弁の使用状態における浮玉の上昇および下降を
指すものとする。

【０００９】この発明において、切換弁の弁体およびバ
ルブ本体は種々の構造のものとすることができるが、請
求項２および４記載の発明のように、前記弁体が前記バ
ルブ本体内に摺動自在に収容された丸棒体から成り、前
記バルブ本体に前記弁体の両端部が接離する弁座が形成
され、前記両端部と前記弁座の一方に、弾性材製のシー
ル材が付設されている構成とすれば、弁体およびバルブ
本体の加工が容易であり、さらに弾性材製のシール材に
より弁体と弁座間がシールされて漏れを確実に防止でき
るので、特に好ましい。上記弾性材としては、ゴムや軟
質プラスチック材を用いることができる。

【００１０】請求項５記載の雨水利用槽は、雨水流入口
をそなえた雨水槽と、この雨水槽に付設され上水道管に
より供給される上水を所定水位に保持しつつ貯留する水
道水槽と、給水用のポンプと、前記雨水槽内に設けられ
た請求項１または２記載の浮玉式切換弁とを備え、前記
雨水槽の下部に開口する吸水管を前記浮玉式切換弁の前
記ポートＡに、前記水道水槽の下部に連通する給水管を
前記ポートＢに、それぞれ接続するとともに、前記ポン
プの吸込口に接続した吸込管を前記ポートＣに接続した
ことを特徴とする。

【００１１】また請求項６記載の雨水利用槽は、雨水流
入口をそなえた雨水槽と、この雨水槽に付設され上水道
管により供給される上水を所定水位に保持しつつ貯留す
る水道水槽と、給水用のポンプと、前記雨水槽内に設け
られた請求項３または４記載の浮玉式切換弁とを備え、
前記雨水槽の下部に開口する吸水管を前記浮玉式切換弁
の前記ポートＡ，Ｃのいずれか一方に、前記水道水槽の
下部に連通する給水管を前記ポートＢ，Ｄのいずれか一
方に、それぞれ接続するとともに、残りの他のポートを
前記ポンプの吸込口に接続した吸込管に接続したことを
特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図１〜図３により、この発明
の実施の形態の一例を説明する。図１および図２は３ポ
ート弁である浮玉式切換弁１を示し、２はポートＡ，
Ｂ，Ｃをそなえたバルブ本体で、ボディ２ａにポート
Ａ，Ｂをそなえたバルブシート金具２ｂ，２ｃをねじ込
んで成り、これらバルブシート金具２ｂ，２ｃの内側端
部には弁座３ａ，３ｂが形成してある。４はバルブ本体
２（詳しくはボディ２ａ）内に設けた上下方向に延びる
弁穴で、バルブ本体２内にはこの弁穴４の各端部を経由
して、ポートＡ，Ｃ間を連絡する第１連絡路５と、ポー
トＢ，Ｃ間を連絡する第２連絡路６が形成されている。
７および８は、これら連絡路加工後の開口部を閉鎖する
プラグである。

【００１３】１０は弁穴４内に上下方向に摺動自在に嵌
込まれた丸棒体から成る弁体で、その両端部には円板状
の弾性体製（この例ではゴム製としたが、軟質プラスチ
ック製としてもよい）のシール材１１ａ，１１ｂが接着
されており、弁体１０が図１に示す下降端位置まで移動
するとシール材１１ａが弁座３ａに当接して第１連絡路
５が遮断されるとともに第２連絡路６が開放され、弁体
１０が上昇端位置まで移動するとシール材１１ｂが弁座
３ｂに当接して第２連絡路６を遮断するとともに第１連
絡路５を開放するように、弁体１０の長さおよび各連絡
路の弁穴４に対する開口部５ａ，６ａの位置が設定され
ている。１２は弁体１０に装着されたシール用のＯリン
グである。

【００１４】１５はバルブ本体２に支軸１６により揺動
自在に支持されたレバーで、二股部１５ａと棒部１５ｂ
を一体に連結して成り、棒部１５ｂの先端には浮玉１７
を取付けてあり、また二股部１５ａの中間部には、バル
ブ本体２の側壁部に設けた長穴１８を貫通して弁体１０
に取付けたピン１９が係合し、レバー１５の揺動により
弁体１０が上下駆動されるようになっている。

【００１５】次に図３は上記の浮玉式切換弁１をそなえ
た雨水利用槽２１を示し、２２は雨水流入口２３をそな
えた雨水槽、２４はこの雨水水槽２２に（この例では頂
板部上に）付設された水道水槽であり、この水道水槽２
４に接続された上水道管２５の先端部にはボールタップ
２６が設けられ、この水道水槽２４内の上水を所定水位
ｈ_１〜ｈ_２に保持するようになっている。２７は雨水槽
２２上に取付けた給水用の電動式のポンプであり、２８
はその吸込口、２９は吐出口である。３０は雨水濾通用
のフィルタ、３１は雨水のオーバーフロー管である。

【００１６】雨水槽２２内には前記の浮玉式切換弁１が
ポートＡを下側にして配設され、雨水槽２２の下部（詳
しくは後述の雨水槽の最低水位Ｈ_２よりも下側位置）に
開口する吸水管３３がポートＡに、また水道水槽２４の
下部（詳しくは前記水位ｈ_２よりも下側位置）に連通す
る給水管３４をポートＢに接続するとともに、ポンプ２
７の吸込口２８に接続した吸込管３５を、ポートＣに接
続してある。

【００１７】上記構成の雨水利用槽２１を使用するに
は、図示しない雨樋から直接、あるいは中間集水槽など
を経て雨水を供給する雨水管３７を、雨水流入口２３に
接続し、ポンプ２７の吐出口２９には洗車用、散水用あ
るいは初期消火用のホースや、水洗便所などの使用箇所
に至る配管などの配水管３６を接続し、手動操作により
あるいは自動的にポンプ２７を運転して、配水管３６か
ら使用側に給水する。

【００１８】このとき雨水槽２２内に雨水が充分貯留さ
れ雨水の水位が浮玉式切換弁１よりも充分上方位置にあ
る場合は、浮玉１７は浮力により上方へ駆動されて鎖線
１７Ａで示す上側位置にあり、弁体１０は上端位置にあ
って第１連絡路５を開放するとともに第２連絡路６を遮
断しているので、雨水槽２２内の雨水が吸水管３３，ポ
ートＡ，Ｃ，吸込管３５を経てポンプ２７により吸水さ
れ、配水管３６により使用側に供給される。

【００１９】雨水の使用あるいは降雨量の不足などによ
り雨水槽２２の雨水の水位が下り、浮玉１７が降下して
図中に実線で示す下側位置（弁体１０が下降端位置に達
する位置）に達する水位Ｈ_２以下になると、弁体１０は
第１連絡路５を遮断するとともに第２連絡路６を開放す
るので、吸水管３３による吸水はおこなわれず、水道水
槽２４からの上水が給水管３４，ポートＢ，Ｃを経てポ
ンプ２７により吸水され、使用側に供給されるので、雨
水量が減少しても円滑に給水をおこなえる。なおこの吸
水により水道水槽２４内の水位がｈ_２以下に低下する
と、ボールタップ２６により上水道管２５から上水が補
充されるので、上記吸水は支障なくおこなえる。

【００２０】またその後の降雨などにより雨水槽２２内
の水位が上昇すると、浮玉１７は上昇して弁体１０を上
向きに駆動し、弁体１０が上昇端位置に達する水位Ｈ_１
まで浮玉１７が上昇すると、吸水はポートＡ側に切換え
られ雨水のみが吸水されることになる。なお詳しくは、
水位Ｈ_１〜Ｈ_２の間においては両ポートＡ，Ｂから並行
して吸水がおこなわれ、これは水位減少中においても同
様である。

【００２１】以上のように、浮玉式切換弁１において、
水位の変動に応じて浮玉１７が昇降してレバー１５を介
して弁体１０を駆動し、ポートＣに対するポートＡ，Ｂ
の切換えをおこなって雨水と水道水の供給の切換えをお
こない、この切換えは別個の電気的な水位センサや制御
部を必要とせず弁単独で自動的におこなわれるので、雨
水利用槽２１は上記切換えのための給電も必要とせず簡
潔な構成の装置で円滑な水の供給を継続できるのであ
る。また浮玉式切換弁１は３ポート弁形式のものである
ため、三方弁として使用するときの外部配管は後述の他
の例（４ポート弁形式）のものよりも簡単で済み、配管
を容易におこなえる。

【００２２】次に図４〜図６はこの発明の実施の形態の
他の例を示し、図中、図１〜図３と同一または相当部分
には同一符号を付して、それらの部分の詳しい説明は省
略する。

【００２３】すなわち、前記の浮玉式切換弁１は、３ポ
ート弁であったが、図４および図５に示すようにこの例
の浮玉式切換弁４１は４ポート弁であり、バルブ本体４
２は４つのポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄをそなえ、バルブ本体
４２内には、ポートＡ，Ｃ間を連絡する第１連絡路４５
と、ポートＢ，Ｄ間を連絡する第２連絡路４６が形成さ
れている。

【００２４】バルブ本体４２に設けた水平方向に延びる
弁穴４内には、前記の例と同じ弁体１０が摺動自在に嵌
込まれ、この弁体駆動用のレバー１５は、正面形状がＬ
字状を呈し、バルブ本体４２に基部を固設したブラケッ
ト４８の先端部に、レバー１５の中間部（この例ではＬ
字状屈曲部）が支軸４９により揺動自在に支持されてい
る点が前記の例と異なるが、二股部１５ａと棒部１５ｂ
とから成り、弁体１０とレバー１５（この例では二股部
１５ａの先端部）との係合構造および浮玉１７の取付は
前記の例と同じである。

【００２５】そしてこの例では、浮玉１７の下降時に弁
体１０は図４において左端位置に駆動されてポートＡ，
Ｃ間の第１連絡路４５を遮断するとともにポートＢ，Ｄ
間の第２連絡路４６を開放し、浮玉１７の上昇時には弁
体１０は図４において右端位置に駆動されて第１連絡路
４５を開放するとともに、第２連絡路４６を遮断するよ
うになっている。

【００２６】また図６は上記の浮玉式切換弁４１をそな
えた雨水利用槽５１を示し、浮玉式切換弁４１はポート
Ａ，Ｂを横向きにして配設され、ポートＣおよびＤを、
ポンプ２７に至る吸込管３５に接続（並列接続）した点
のみが異なり、ポートＡ，Ｂの配管は前記の例と同じで
ある。

【００２７】この例の雨水利用槽５１の使用法も、前記
の例の雨水利用槽２１と同じであり、雨水槽２２の雨水
の水位の変動により浮玉１７が昇降すると弁体１０が左
右に駆動される点、および雨水量減少時のポンプ２７へ
の水道水の供給はポートＤから、雨水量増加時の雨水の
ポンプ２７への供給はポートＣから、それぞれ別個にお
こなわれる点（前記の例では共通のポートＣからおこな
われた）が、前記の例とは異なるが、浮玉１７の昇降に
より前記の例と同様にして弁体１０が駆動されて第１連
絡路４５と第２連絡路４６の開放，遮断による雨水と水
道水の供給の切換えがおこなわれ、この切換えは別個の
電気的な水位センサや制御部を必要とせず、弁単独で自
動的におこなわれ、雨水量の変動に対しても円滑な水の
供給を継続できるのである。

【００２８】なおこの例においては、ポートＣに吸水管
３３を、ポートＡに吸込管３５をそれぞれ接続しても、
またポートＤに給水管３４を、ポートＢに吸込管３５を
それぞれ接続しても、上記と同じ切換作用が得られる。

【００２９】この発明は上記各例に限定されるものでは
なく、たとえば弁体１０に付設したシール材１１ａ，１
１ｂは、弁座３ａ，３ｂ側に付設してもよく、また図１
においても図４と同様にレバー１５の二股部１５ａの先
端部を弁体１０に係合させ二股部１５ａの中間部をバル
ブ本体２に揺動自在に軸支したり（この場合は弁体は上
記と反対方向に移動する）、レバーと弁体との間に別の
リンクを介在させてもよく、さらに弁体１０をスプール
形，ボール形，ディスク形などの形式のものとして、そ
れに対応した連絡路をバブル本体に設けるなど、浮玉式
切換弁および雨水利用槽の具体的構成は、上記以外のも
のとしてもよい。またこの発明の浮玉式切換弁は、たと
えばポンプ２７のかわりに開閉弁を用いて雨水あるいは
上水を水位差（自重）により使用側に切換供給する高所
配置形の雨水利用槽用の切換弁として、あるいは液面の
変動に応じて１種類の液体を異なる使用側（供給先）に
切換供給する切換弁や、２種類の液体を各液体に対応す
る異なる使用側（供給先）に交互供給する切換弁（請求
項３）として、あるいはさらに液体ではなく気体流路切
換用の弁としてなど、上記雨水利用槽以外の各種用途に
も使用できるものである。

【００３０】またこの発明の雨水利用槽においては、雨
水供給口に雨水と共に風呂排水などの雑排水を流入させ
て使用することもでき、この雨水と雑排水の混合体も、
この発明における雨水に包含されるものとする。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１および３記
載の発明によれば、水位（水以外の液体の液面位置を含
む）の変動に応じた浮玉の昇降によりレバーを介して弁
体を駆動し、各ポート間の流れの切換えをおこなうよう
にしたので、別個の電気的な水位センサや制御部を必要
とせず、またこれらの機器および切換弁自体への給電は
不要であって、弁単独で水位に応じて自動的に流れを切
換えることができる経済的で故障の少ない３ポート式
（請求項１）および４ポート式（請求項３）の切換弁が
得られる。

【００３２】また上記の効果に加えて、請求項２および
請求項４記載の発明によれば、弁体およびバルブ本体の
加工が容易であり、さらに弾性材製のシール材により弁
体と弁座間がシールされて漏れを確実に防止できる。

【００３３】また請求項５および６記載の発明によれ
ば、雨水槽内の雨水の水位を検出する水位センサや制御
部、およびこれらの機器ならびに切換弁への給電を必要
とせず、簡潔な構成の装置により雨水と上水の切換えを
おこなって円滑な水の使用を継続でき、低コストで維持
費も安価ですむ雨水利用槽が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の一例を示す浮玉式切換
弁の縦断面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【図３】図１の浮玉式切換弁をそなえた雨水利用槽の一
例を示す縦断面図である。

【図４】この発明の実施の形態の他の例を示す浮玉式切
換弁の縦断面図である。

【図５】図４のＹ−Ｙ線断面図である。

【図６】図４の浮玉式切換弁をそなえた雨水利用槽の一
例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…浮玉式切換弁、２…バルブ本体、３ａ…弁座、３ｂ
…弁座、４…弁穴、５…第１連絡路、６…第２連絡路、
１０…弁体、１１ａ…シール材、１１ｂ…シール材、１
５…レバー、１６…支軸、１７…浮玉、１９…ピン、２
１…雨水利用槽、２２…雨水槽、２３…雨水流入口、２
４…水道水槽、２５…上水道管、２６…ボールタップ、
２７…ポンプ、２８…吸込口、３３…吸水管、３４…給
水管、３５…吸込管、４１…浮玉式切換弁、４２…バル
ブ本体、４５…第１連絡路、４６…第２連絡路、４８…
ブラケット、４９…支軸、５１…雨水利用槽。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３つのポートＡ，Ｂ，Ｃをそなえたバル
   ブ本体と、前記バルブ本体内に往復移動自在に収容され
   一方の移動端位置において前記ポートＡ，Ｃ間の第１連
   絡路を開放するとともに前記ポートＢ，Ｃ間の第２連絡
   路を遮断し、他方の移動端位置において前記第１連絡路
   を遮断するとともに前記第２連絡路を開放する弁体と、
   前記バルブ本体に揺動自在に支持され前記弁体に係合し
   て該弁体を往復駆動するレバーと、前記レバーの先端部
   に取付けた浮玉とを具備し、前記浮玉上昇時に前記レバ
   ーを介して前記弁体を前記一方の移動端側に移動させ、
   前記浮玉下降時に前記レバーを介して前記弁体を前記他
   方の移動端側に移動させるようにしたことを特徴とする
   浮玉式切換弁。
2. 【請求項２】 前記弁体が前記バルブ本体内に摺動自在
   に収容された丸棒体から成り、前記バルブ本体に前記弁
   体の両端部が接離する弁座が形成され、前記両端部と前
   記弁座の一方に、弾性材製のシール材が付設されている
   請求項１記載の浮玉式切換弁。
3. 【請求項３】 ４つのポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄをそなえた
   バルブ本体と、前記バルブ本体内に往復移動自在に収容
   され一方の移動端位置において前記ポートＡ，Ｃ間の第
   １連絡路を開放するとともに前記ポートＢ，Ｄ間の第２
   連絡路を遮断し、他方の移動端位置において前記第１連
   絡路を遮断するとともに前記第２連絡路を開放する弁体
   と、前記バルブ本体に揺動自在に支持され前記弁体に係
   合して該弁体を往復駆動するレバーと、前記レバーの先
   端部に取付けた浮玉とを具備し、前記浮玉上昇時に前記
   レバーを介して前記弁体を前記一方の移動端側に移動さ
   せ、前記浮玉下降時に前記レバーを介して前記弁体を前
   記他方の移動端側に移動させるようにしたことを特徴と
   する浮玉式切換弁。
4. 【請求項４】 前記弁体が前記バルブ本体内に摺動自在
   に収容された丸棒体から成り、前記バルブ本体に前記弁
   体の両端部が接離する弁座が形成され、前記両端部と前
   記弁座の一方に、弾性材製のシール材が付設されている
   請求項３記載の浮玉式切換弁。
5. 【請求項５】 雨水流入口をそなえた雨水槽と、この雨
   水槽に付設され上水道管により供給される上水を所定水
   位に保持しつつ貯留する水道水槽と、給水用のポンプ
   と、前記雨水槽内に設けられた請求項１または２記載の
   浮玉式切換弁とを備え、前記雨水槽の下部に開口する吸
   水管を前記浮玉式切換弁の前記ポートＡに、前記水道水
   槽の下部に連通する給水管を前記ポートＢに、それぞれ
   接続するとともに、前記ポンプの吸込口に接続した吸込
   管を前記ポートＣに接続したことを特徴とする雨水利用
   槽。
6. 【請求項６】 雨水流入口をそなえた雨水槽と、この雨
   水槽に付設され上水道管により供給される上水を所定水
   位に保持しつつ貯留する水道水槽と、給水用のポンプ
   と、前記雨水槽内に設けられた請求項３または４記載の
   浮玉式切換弁とを備え、前記雨水槽の下部に開口する吸
   水管を前記浮玉式切換弁の前記ポートＡ，Ｃのいずれか
   一方に、前記水道水槽の下部に連通する給水管を前記ポ
   ートＢ，Ｄのいずれか一方に、それぞれ接続するととも
   に、残りの他のポートを前記ポンプの吸込口に接続した
   吸込管に接続したことを特徴とする雨水利用槽。