JP2009068711A

JP2009068711A - 補差圧式水流制御構造

Info

Publication number: JP2009068711A
Application number: JP2008234577A
Authority: JP
Inventors: Bunka Tai; 文華戴; Koshu Shu; 孝宗周
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2028-09-12
Also published as: TW200912166A; TWI338756B; JP4897758B2

Abstract

【課題】節水機能を達成することができる補差圧式水流制御構造の提供。
【解決手段】ナット１、本体２、支軸３、弾性部品４、ピストン５を備える。弾性部品４は支軸３上に嵌設、支軸３一端とピストン５は螺合固定後に、本体２第一端面２１の徐々に縮小する孔２３内に穿設する。ナット１により、支軸３の反対端を本体第二端面２２外側において螺固する。このようにして支軸３、弾性部品４、ピストン５は本体２内において作動する。ピストン５が様々な水圧を受け移動すると、ピストン５、弾性部品４により、支軸３を連動し、本体２内においてスライド移動させる。ピストン５スライド位置に応じて、本体２内の徐々に縮小する孔２３間隙の大きさは変化し、水量を調整可能であり、水圧平衡の状態を形成し、節水機能を達成することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は補差圧式水流制御構造に関し、特に水圧の大きさを利用し、水流の量とバランスを自動的に調整可能な補差圧式水流制御構造に関する。

公知の節水バルブ構造は図１に示すように、嵌合部品１００、調整部品２００、水波器３００、固定リング４００により組成する。
円体状の嵌合部品１００下端はフランジ１０１を延伸し、しかも嵌合部品１００中央にはネジヤマ１０２を備える設置孔１０３を穿設する。
調整部品２００中央には穿孔２０１を設置し、その上端の外径縁にはネジヤマ２０２を形成する。ネジヤマ２０２下方には、止水リング２０３を設置する凹槽２０４を設置し、下端には複数の孔部２０５を設置する。
調整部品２００の一端には水流調整用の凸部２０６を形成する。凸部２０６下には「一」の字型或いは「十」の字型槽の調整部２０７を設置する。
水波器３００の上下両端には、網状のフィルター３０１をそれぞれ設置する。
固定リング４００の外径縁にはネジヤマ４０１を形成する。

組み合わせ、使用時には、止水リング２０３を嵌設した調整部品２００を嵌合部品１００内に螺設、工具を利用し、調整部品２００下端の調整部２０７を締め、調整する。このようにして、調整部品２００下端の凸部２０６と嵌合部品１００の壁縁とは、推移流が流れる間隙を形成し、これにより水流調整の機能を達成する。
嵌合部品１００を単管蛇口５００の出水口５０１内に嵌設すると、嵌合部品１００の下端のフランジ１０１と蛇口５００の出水口５０１内の肩部分は接触定位状態を呈する。
次に、水波器３００を固定リング４００内に設置し、固定リング４００を蛇口５００の出水口５０１のネジヤマ部５０２に固定する。
水流が節水バルブを流れると、嵌合部品１００内の調整部２００に螺設する穿孔２０１を流れ、さらに調整部品２００下方の孔部２０５より噴出する。
噴出する水流は、水波器３００上のフィルター３０１を経て均一状となり流出する。

図２から４に示すように、別種の節水バルブ構造は、バルブ体１０００、ピストン２０００、弾性部品３０００、バルブ台４０００により組成する。
バルブ体１０００内部は進水端位置に対応し、狭くなった円錐状定位槽１００１を設置する。
円錐状定位槽１００１内部底端には、内階縁１００２を設置し、これによりピストン２０００を設置する。しかも円錐状定位槽１００１外壁には、プラスネジヤマ１００３を設置し、密封リング１００４と進水管５０００と、を対応させ結合、固定する。
このようにして接続後の水漏れを防止することができる。
バルブ体１０００内部は、出水端位置に対応し広くなった円形定位槽１００５を設置し、定位槽の底端には内階縁１００６を設置する。これにより、バルブ台４０００を設置することができ、しかも槽壁上には、マイナスネジヤマ１００７を設置し、密封リング１００８とシャワーヘッド６０００と、を対応させ、一体に固定する。
ピストン２０００の外径は、バルブ体１０００の狭くなった円錐状定位槽１００１の内径よりわずかに小さく、円錐状定位槽１００１底部の内階縁１００２上に設置することができる。
ピストン２０００中央には錐状バルブ栓２００１を設置し、錐状バルブ栓２００１底部には、環状外階縁２００２を設置する。
圧縮バネである弾性部品３０００は、バルブ体１０００の狭くなった円錐状定位槽１００１中に設置することができ、ピストン２０００とバルブ台４０００の間に介在し、ピストン２０００を弾力で圧迫し、復位を行わせる。
バルブ台４０００外径は、バルブ体１０００内の円形定位槽１００５と相同で、円形定位槽１００５内底部の内階縁１００６に設置される。
バルブ台４０００はピストン２０００上の錐状バルブ栓２００１位置に対応し、バルブ孔４００１を設置する。
バルブ孔４００１の孔径は、錐状バルブ栓２００１の外径よりわずかに大きい。バルブ孔４００１底部には環状外階縁４００２を設置し、水が流れる幅を一定させる。

使用時には、図３、４に示すように、水流は進水管５０００からバルブ体１０００の円錐定位槽１００１に流入し、ピストン２０００を押し、内側へと移動させる。
水圧が大きくなると、ピストン２０００が内側へと移動する移動量は大きくなり、錐状バルブ栓２００１とバルブ孔４００１との間隙は小さくなり、流れる水量は少なくなる。
反対であれば、水量は多くなる。

上記した節水バルブ構造は、一定の節水効果を備えてはいるが、やはり以下のような欠点が存在する。
1.公知の節水バルブ構造では、水圧に応じて水量と水圧のバランスを自動的に調節することはできない。そのため、水圧が増すと、水量も増加してしまい、その節水効果には限界がある。しかも水量の調節には、別に工具を使用しなければならないため、非常に不便である。
2.別種の公知の節水バルブ構造では、上記した公知の節水バルブ構造の、水量と水圧バランスを自動的に調節できないという欠点を改善してはいるが、その構成部材には調整機能がないため、全体を交換する方式でしか、運用範囲を拡大することができない。このため、節水バルブ構造の運用範囲には、限界がある。
3.別種の公知の節水バルブ構造は、構成部材が非常に多いため、昨今の原材料価格が高騰している状況において、製品の生産コストも上がっている。

本発明の主要な目的は、蛇口、シャワーヘッド、水道管の管路内に設置すると、水量と水圧バランスを自動的に調整可能なナット、本体、支軸、弾性部品、ピストンにより組成する補差圧式水流制御構造を提供することである。

本発明の次の目的は、使用範囲に応じて、ナット、支軸、弾性部品の相対圧縮行程を調整することで、水圧差を自動的に調整する水流制御構造である補差圧式水流制御構造を提供することである。

本発明のもう一つの目的は、水流と水圧のバランスを調節する部品を備えることで、公知の節水バルブ構造の複雑な構成部材に置換し、生産コストの低下を達成する水流制御構造である補差圧式水流制御構造を提供することである。

上述の目的を達成するため、補差圧式水流制御構造は、弾性部品を支軸上に嵌設、該支軸上端は本体に穿設後に、ナットにより結合、螺固され、その下端はピストンと螺固される。
このようにして弾性部品の支軸からの離脱を回避可能で、しかもナット、支軸、ピストン間は旋回回転が可能であるため、使用範囲に応じて、弾性部品の圧縮行程を調整することができる。これにより弾性を備えるピストンを対応させ、水流と水圧バランスの調節機能を兼ね備える構造を形成することができる。

請求項１の発明は、ナット、本体、支軸、弾性部品、ピストンを備え、
前記支軸は前記弾性部品に嵌設、前記支軸の一端と前記ピストンとは螺固後、前記支軸の反対端は、前記本体から入り、前記本体を貫通後、さらに前記ナットと螺固、結合し、しかも前記支軸、前記弾性部品、前記ピストンを、前記本体内に結合し、前記ピストン、前記弾性部品により、前記支軸を連動し、前記本体内において直線のスライド移動を行わせ、
前記ナットを回し、前記弾性部品の前記支軸上での圧縮行程を調整し、こうして前記ピストンスライドの位置は、前記本体との間の間隙を、縮小或いは拡張し、水量を調節することを特徴とする補差圧式水流制御構造としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の補差圧式水流制御構造において、前記本体上の第一端面には徐々に縮小する孔を設置し、前記徐々に縮小する孔が第一内階縁まで徐々に縮小する時、孔径はさらに縮小し、第二端面の魚眼孔へと貫通し、しかも前記徐々に縮小する孔と前記魚眼孔は相互に連結し、前記魚眼孔内には第二内階縁を備え、しかも前記第一内階縁上には、第二端面へと貫通する、少なくとも１個以上の出水孔を設置することを特徴とする補差圧式水流制御構造としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の補差圧式水流制御構造において、前記支軸上端位置には孔を貫通設置し、前記孔の孔壁上にはネジヤマを設置し、しかも前記支軸下端外径にはネジヤマを設置することを特徴とする補差圧式水流制御構造としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の補差圧式水流制御構造において、前記支軸上に嵌設する弾性部品の上端は、前記本体魚眼孔内の第二内階縁において押し上げ、反対側は前記ピストンに緊密に接触することを特徴とする補差圧式水流制御構造としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の補差圧式水流制御構造において、前記ピストンの片側のピストン面上には凹部を設置し、その内壁にはネジヤマを設置し、反対側のピストン面には内凹弧状面を設置することを特徴とする補差圧式水流制御構造としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の補差圧式水流制御構造において、前記支軸上に螺固するナットは、前記弾性部品の圧縮行程を制御、調整可能であることを特徴とする補差圧式水流制御構造としている。

本発明の補差圧式水流制御構造は、水圧の大きさを利用し、水流の量とバランスを自動的に調整可能である。

図５は本発明の一実施形態による補差圧式水流制御構造を示す分解立体図であり、図６は本発明の一実施形態による補差圧式水流制御構造を示す立体断面図である。
図に示すように、本発明の一実施形態による補差圧式水流制御構造は、ナット１、本体２、支軸３、弾性部品４、ピストン５により組成する。
ナット１下側はボルト１１を延伸する。
本体２の第一端面２１には徐々に縮小する孔２３を設置し、徐々に縮小する孔２３が第一内階縁２３１まで縮小すると、孔径はさらに縮小し、第二端面２２の階段状の魚眼孔２４まで貫通する。しかも徐々に縮小する孔２３と魚眼孔２４とは相互に通じる。
第一内階縁２３１はピストン５を設置可能で、魚眼孔２４内には第二内階縁２４１を備える。第二内階縁２４１は弾性部品４を設置可能で、しかも第一内階縁２３１上には、少なくとも１個以上の、第二端面２２まで貫通する出水孔２２１を設置する。
支軸３上端位置には孔３１を貫通、設置し、その孔壁上にはネジヤマ３１１を設置する。
支軸３下端位置の外径には、ネジヤマ３２を設置し、伸縮性を備える弾性部品４は支軸３に嵌設する。
孔径が徐々に縮小する孔２３孔径より小さいピストン５の、片側ピストン面上には凹部５１を設置する。その内壁にはネジヤマ５１１を設置し、反対側のピストン面には、内凹弧状面５２を設置する。内凹弧状面５２は水圧緩衝機能を備える。

組み合わせ時には、図５から７に示すように、先ず、弾性部品４を支軸３に嵌設する。
しかも支軸３下端位置外径のネジヤマ３２と、ピストン５の凹部５１内のネジヤマ５１１と、を緊密に螺固後、支軸３上端を、本体２の徐々に縮小する孔２３から入れ、階段状の魚眼孔２４を通過させ、本体２を貫通させる。
次に、ナット１の下部に延伸するボルト１１により、支軸３上端の孔３１内のネジヤマ３１１と螺固結合する。これにより、弾性部品４は支軸３に嵌設され、本体２内において直線のスライド移動を行う。
ナット１を回すと、支軸３上に嵌設する弾性部品４の圧縮行程を制御、調整可能で、本体２との間の間隙の縮小及び拡張を達成することができる。
弾性部品４上端は、本体２魚眼孔２４内の第二内階縁２４１を押し上げ、反対短はピストン５に緊密に接触する。

使用時には、順番に図８から１２に示すように、本発明の一実施形態に係る補差圧式水流制御構造を、シャワーヘッド６取水口に用いる水道に設置する時には、水流が本体２の徐々に縮小する孔２３から流入すると、水圧はピストン５を第一内階縁２３１へと押し移動させ、これにより水は第一内階縁２３１上の出水口２２１へと流入する。
さらに、出水口２２１より、水はシャワーヘッド６へと排出される。
水圧が瞬間的に大きくなると、ピストン５の第一内階縁２３１位置への移動量も瞬間的に大きくなり、同時に、ピストン５と徐々に縮小する孔２３孔壁の間隙もこれに従い縮小する。
このようにして、出水口２２１は徐々に縮小し遮蔽状となり、図９に示す瞬間的に流出する水量が減少する状態を形成する。
この時、弾性部品４が受ける、ピストン５が押す瞬間的圧力がフルロードに達すると、反発の弾性回復力を生じ始め、ピストン５を反対方向へと押し、徐々に縮小する孔２３、第一内階縁２３１から離れさせる。これにより出水口２２１は出水量を徐々に増加させる。
水圧と弾性部品４反発の弾性回復力が、自動的に平衡を達成すると、ピストン５と徐々に縮小する孔２３、第一内階縁２３１、出水口２２１との間の出水間隙は、最適なより大きい流量の出水量となる。

反対に、水圧が瞬間的に小さくなると、ピストン５が第一内階縁２３１から反対に離れる移動量も瞬間的に大きくなる。
この時、弾性部品４が瞬間的に生じる反発の弾性回復力は、水圧より大きく、ピストン５を第一内階縁２３１へと押し接近させる。
水圧と弾性部品４の反発の弾性回復力が、自動的に平衡を達成すると、ピストン５と徐々に縮小する孔２３、第一内階縁２３１、出水口２２１との間の出水間隙は、徐々に大きくなり、最適なより少ない流量の出水量となる時、水圧平衡状態を形成する。

ピストン５と徐々に縮小する孔２３孔壁の間隙が徐々に大きくなる（或いは小さくなる）時、出水口２２１を遮蔽するピストン５の片側には、内凹弧状面５２を形成する。
内凹弧状面５２は水圧緩衝機能を備え、ピストン５の面積を拡大し、水流と水圧バランスの自動調節を迅速にする機能を達成することができる。
図１０に示すように、内凹弧状面５２はシャワーヘッド６外側に設置することができ、また図１１から１２に示すように、シャワーヘッド７、水道管８にも設置することができる。
このようにして、水道内の適当な位置において、水流を自動的に調節し、水圧のバランスをとる機能を達成することができる。

一般的な建築物の屋上水槽（或いは貯水槽）は、最上階から最下層の一階まで、各階層の高さは約３メートルで、水道管内の水圧は約１キロ／平方センチメートル（すなわち、１ｋｇ／ｃｍ²）である。
大部分の水点火式ガス湯沸かし器の、点火水圧は約２．５〜３ｋｇ／ｃｍ²で、水量は約６〜１２立方メートル（或いはリットル）／毎分（すなわち、６〜１２Ｌ／ｍｉｎ）である。
その建築物が１０階建てであるなら、水圧と水量の過大による、低層における水道管の破壊を防止するために、水道管を最上階から下へと計算すると、各３階層毎に１台の減圧器を設置しなければならない。
よって、いかにして、ちょうど最適な水圧と水量に制御し、使用器具に接続し、節水状況を維持するかは、極めて重大な課題である。

図１３は本発明使用時と本発明未使用時の流量の比較記録表であり、図１４は図１３の流量比較の棒グラフと折れ線グラフである。
図１３、１４に示すように、本発明の一実施形態に係る補差圧式水流制御構造を、管径が１ｉｎｃｈ²の水道管内に設置しテストを行い記録された毎分流出水量と、本発明の一実施形態に係る補差圧式水流制御構造を設置しない水道管の毎分流出水量を比較する。
水道管内水圧が１キロ／平方センチメートル（すなわち、１ｋｇ／ｃｍ²）である時、本発明を未設置の水道管の毎分（ｍｉｎ）水量は、１０．８リットル（すなわち、１０．８Ｌ／ｍｉｎ）で、本発明を設置後の水道管の毎分（ｍｉｎ）水量は、９．３リットル（Ｌ／ｍｉｎ）である。よって、その節水料は１４％となる。
水道管内水圧が１．５キロ／平方センチメートル（１ｋｇ／ｃｍ²）である時、本発明を未設置の水道管の毎分（ｍｉｎ）水量は、１２．７リットル（Ｌ／ｍｉｎ）で、本発明を設置後の水道管の毎分（ｍｉｎ）水量は、６．７リットル（Ｌ／ｍｉｎ）である。よって、その節水料は４７％となる。
水道管内水圧が２キロ／平方センチメートル（１ｋｇ／ｃｍ²）である時、本発明を未設置の水道管の毎分（ｍｉｎ）水量は、１４．６リットル（Ｌ／ｍｉｎ）で、本発明を設置後の水道管の毎分（ｍｉｎ）水量は、７．１リットル（Ｌ／ｍｉｎ）である。よって、その節水料は５１％となる。
水道管内水圧が２．５キロ／平方センチメートル（１ｋｇ／ｃｍ²）である時、本発明を未設置の水道管の毎分（ｍｉｎ）水量は、１６．１リットル（Ｌ／ｍｉｎ）で、本発明を設置後の水道管の毎分（ｍｉｎ）水量は、８．２リットル（Ｌ／ｍｉｎ）である。よって、その節水料は４９％となる。
水道管内水圧が３キロ／平方センチメートル（１ｋｇ／ｃｍ²）である時、本発明を未設置の水道管の毎分（ｍｉｎ）水量は、１７．６リットル（Ｌ／ｍｉｎ）で、本発明を設置後の水道管の毎分（ｍｉｎ）水量は、８．６リットル（Ｌ／ｍｉｎ）である。よって、その節水料は５１％となる。
水道管内水圧が３．５キロ／平方センチメートル（１ｋｇ／ｃｍ²）である時、本発明を未設置の水道管の毎分（ｍｉｎ）水量は、１８．７リットル（Ｌ／ｍｉｎ）で、本発明を設置後の水道管の毎分（ｍｉｎ）水量は、９．３ットル（Ｌ／ｍｉｎ）である。よって、その節水料は５０％となる。
水道管内水圧が４キロ／平方センチメートル（１ｋｇ／ｃｍ²）である時、本発明を未設置の水道管の毎分（ｍｉｎ）水量は、２０．０リットル（Ｌ／ｍｉｎ）で、本発明を設置後の水道管の毎分（ｍｉｎ）水量は、９．７ットル（Ｌ／ｍｉｎ）である。よって、その節水料は５２％となる。

図１４に示す流量比較の棒グラフと折れ線グラフより明らかなように、水圧が１．５キロ／平方センチメートル（１ｋｇ／ｃｍ²）から４キロ／平方センチメートル（１ｋｇ／ｃｍ²）の通常必要な数値の範囲にある時、その節水率は４７から５２％の間に安定的に制御される。
すなわち、本発明の一実施例に係る補差圧式水流制御構造を使用することで、節水率は半分にも達し、確実に環境保護のニーズに応えることができる。

上記したように、本発明の一実施例に係る補差圧式水流制御構造は、水流調節、水圧平衡の機能を確実に備え、しかも生産コストを低下させることができ、環境保護のニーズに応えることができる。

公知の節水バルブ構造を示す分解立体図である。別種の公知の節水バルブ構造を示す分解立体図である。別種の公知の節水バルブ構造をシャワーヘッドに運用する状態を示す断面図である。別種の公知の節水バルブ構造の実施形態を示す図である。本発明の一実施形態による補差圧式水流制御構造を示す分解立体図である。本発明の一実施形態による補差圧式水流制御構造を示す立体断面図である。本発明の一実施形態による補差圧式水流制御構造において、調整弾性部品の行程図である。本発明の一実施形態による補差圧式水流制御構造の実施状態を示す図（一）である。本発明の一実施形態による補差圧式水流制御構造の実施状態を示す図（二）図である。本発明の第一最適実施形態による補差圧式水流制御構造を示す分解立体図である。本発明の第二最適実施形態による補差圧式水流制御構造を示す分解立体図である。本発明の第三最適実施形態による補差圧式水流制御構造を示す分解立体図である。本発明使用時と本発明未使用時の流量の比較記録表である。図１３の流量比較の棒グラフと折れ線グラフである。

符号の説明

１ナット１１ボルト２本体
２１第一端面２２第二端面２２１出水孔
２３徐々に縮小する孔２３１第一内階縁２４魚眼孔
２４１第二内階縁３支軸３１孔
３２ネジヤマ３１１ネジヤマ４弾性部品
５ピストン５１凹部５２内凹弧状面
５１１ネジヤマ５２内凹弧状面６シャワーヘッド
７シャワーヘッド８水道管１００嵌合部品
１０１フランジ１０２ネジヤマ１０３設置孔
２００調整部品２０１穿孔２０２ネジヤマ
２０３止水リング２０４凹槽２０５孔部
２０６凸部２０７調整部３００水波器
３０１網状のフィルター４００固定リング４０１ネジヤマ
５００蛇口５０１出水口５０２ネジヤマ部
１０００バルブ体１００１定位槽１００２内階縁
１００３プラスネジヤマ１００４密封リング１００５円形定位槽
１００６内階縁１００７マイナスネジヤマ１００８密封リング
２０００ピストン２００１錐状バルブ栓２００２環状外階縁
３０００弾性部品４０００バルブ台４００１バルブ孔
４００２環状外階縁５０００進水管６０００シャワーヘッド

Claims

ナット、本体、支軸、弾性部品、ピストンを備え、
前記支軸は前記弾性部品に嵌設、前記支軸の一端と前記ピストンとは螺固後、前記支軸の反対端は、前記本体から入り、前記本体を貫通後、さらに前記ナットと螺固、結合し、しかも前記支軸、前記弾性部品、前記ピストンを、前記本体内に結合し、前記ピストン、前記弾性部品により、前記支軸を連動し、前記本体内において直線のスライド移動を行わせ、
前記ナットを回し、前記弾性部品の前記支軸上での圧縮行程を調整し、こうして前記ピストンスライドの位置は、前記本体との間の間隙を、縮小或いは拡張し、水量を調節することを特徴とする補差圧式水流制御構造。
請求項１記載の補差圧式水流制御構造において、前記本体上の第一端面には徐々に縮小する孔を設置し、前記徐々に縮小する孔が第一内階縁まで徐々に縮小する時、孔径はさらに縮小し、第二端面の魚眼孔へと貫通し、しかも前記徐々に縮小する孔と前記魚眼孔は相互に連結し、前記魚眼孔内には第二内階縁を備え、しかも前記第一内階縁上には、第二端面へと貫通する、少なくとも１個以上の出水孔を設置することを特徴とする補差圧式水流制御構造。
請求項１記載の補差圧式水流制御構造において、前記支軸上端位置には孔を貫通設置し、前記孔の孔壁上にはネジヤマを設置し、しかも前記支軸下端外径にはネジヤマを設置することを特徴とする補差圧式水流制御構造。
請求項１記載の補差圧式水流制御構造において、前記支軸上に嵌設する弾性部品の上端は、前記本体魚眼孔内の第二内階縁において押し上げ、反対側は前記ピストンに緊密に接触することを特徴とする補差圧式水流制御構造。
請求項１記載の補差圧式水流制御構造において、前記ピストンの片側のピストン面上には凹部を設置し、その内壁にはネジヤマを設置し、反対側のピストン面には内凹弧状面を設置することを特徴とする補差圧式水流制御構造。
請求項１記載の補差圧式水流制御構造において、前記支軸上に螺固するナットは、前記弾性部品の圧縮行程を制御、調整可能であることを特徴とする補差圧式水流制御構造。