JP5639732B1 - ボールタップ - Google Patents

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Abstract

【課題】内蔵ストレーナを用いることなく、上水、中水に拘らず給水中に混在する異物を吐水と共に残らず全て排出する。【解決手段】ボールタップ１において、弁体３は、これの閉弁時に弁座７に密着可能な触突部９を設けた弁部10と、該弁部10の周縁に下方連続すると共に、二次側流路５を活塞状に摺動自在な平面視円環状の鍔部11とから成り、該鍔部11の上面は左右半周の夫々が弓形に下方湾曲形成された左右対称形状にして、且つその上面左右の下限部位の夫々は、弁体３の全開時に二次側流路５の左右に拡開形成された吐水口８の下端縁と同一高さ位置、又は前記下端縁より若干上方に配置する様に設定する。【選択図】図４

Description

本発明は、給水中に混在する異物の排出機能を有するボールタップに関する。
特許文献１には、水位の変化に応動するフロートの揺動により梃子式の倍力機構を介して弁体が弁口を開閉する方式であって、フロートの浮力と給水圧力とのバランスによって受水槽内の水位を制御する様にした従来より見受けられる極一般的なボールタップが開示されている。
このボールタップには、弁口の一次側にストレーナを内蔵しており、該ストレーナによって給水中に含まれる鉄粉、砂、スケール、ゴミ等の異物が弁口の二次側へ侵入するのを阻止し、弁口の二次側周囲に設けた弁座と、該弁座に着離自在に設けた弁体との間に前記異物が噛み込まれるのを防止している。
そして、ストレーナは使用により異物が付着滞積するため、目詰まりしてボールタップの作動不良が生じない様に定期的に清掃する必要があった。
特許第２９１３０８５号公報
ところで、マンションや家屋等の建築物の屋上に降った雨水を貯水し、トイレの洗浄や洗車等の雑用水（中水）として利用する雨水貯留システムにおいて、雨水を直接貯水する雨水貯留槽でその内部の雨水の貯水量を管理制御するために上記構成のボールタップを使用すると、雨水中に当然含まれる木の葉などの異物は、上水中で混在する上記異物とは異なり大きく、その混入率も高いため、ストレーナの網目の大部分を塞ぐ頻度も高く、ストレーナの清掃を頻繁にせねば、通水不良となりかねず、ボールタップの作動不良を招来するといった課題を有している。
そこで、本発明では、内蔵ストレーナを用いることなく、上水、中水に拘らず給水中に混在する鉄粉、砂、スケールやこれらより比較的大きなゴミ等の異物を吐水と共に残らず全て排出することにより、常に良好な作動が可能なボールタップを提供することを目的としている。
上記課題に鑑み、本発明のボールタップは、受水槽内の水位に応じて上下揺動する梃子杆に連繋した弁体を、弁箱内に垂設した二次側流路と同一軸線上に開設した弁口の二次側開口部端面に設けた弁座に着離自在に設けることにより、受水槽の水位を予め設定された水位に維持する様に成したものであり、弁体は、これの閉弁時に弁座に密着可能な触突部を設けた弁部と、該弁部の周縁に下方連続すると共に、二次側流路を活塞状に摺動自在な平面視円環状の鍔部とから成り、該鍔部の上面は左右半周の夫々が弓形に下方湾曲形成された左右対称形状にして、且つその上面左右の下限部位の夫々は、弁体の全開時に二次側流路の左右に拡開形成された吐水口の下端縁と同一高さ位置、又は前記下端縁より若干上方に配置する様に設定したことを特徴とする。
又、弁口は、これの一次側開口部から二次側へ向かうに従い徐々に縮径して成る漏斗状に形成され、弁体の弁部は、二次側へ向かうに従い徐々に拡径して成る直円錐状に形成されると共に、弁部の一円周上に触突部を設けたことを特徴とする。
更に、弁口の二次側開口部周囲に外気に連通した通気路を設け、開弁時に弁口を通過する水流により該水流中に空気を混入可能と成したことを特徴とする。
又、弁箱が、軸線が水平な一次側流路と軸線が垂直な二次側流路が直交したアングル形に形成されたものにあっては、弁口の一次側開口部の周縁において一次側流路中の内角部対応箇所に堰堤を設けたことを特徴とする。
要するに本発明に係るボールタップは、上記構成よりなるので、弁体の開弁時に弁口を通過する水流は、弁部の周縁に下方連続する鍔部へ導かれるが、該鍔部は二次側流路を活塞状に摺動自在な平面視円環状に形成されているため、弁体全体で水流を受承して弁体よりも二次側への流下を阻み、更に鍔部上面の左右半周の夫々が弓形に下方湾曲形成された左右対称形状であるため、鍔部上面はその前後の上限部位の夫々から左右の下限部位へ向かって傾斜し、この傾斜に沿って前記の如く弁体で下流への流動が阻まれた水流を左右へ二股に残らず分流させられ、この分流中の夫々に小石や葉っぱなどの比較的大きな異物が混在していても、弁体の全開時における鍔部上面の下限部位を吐水口の下端縁と同一高さ位置、又は前記下端縁より若干上方に配置設定していることから、前記下限部位へ水流と共に流下した異物はそこへ留まる障害はなく、開弁中つねに弁体上流の左右に配置される吐水口から残らず全て外部へ排出除去でき、その後の閉弁方向への弁体移動中においても、鍔部と二次側流路との隙間に細かい異物が介入して弁体の二次側流路中の摺動を阻害することもなく、当然に弁体と弁座間の異物の噛み込みも阻止でき、常に弁体の開閉弁動作を良好と成すことができる。
よって、本発明によれば、雨水を濾過せず直接に貯水する水槽の水位制御にも適用可能なボールタップを提供できる。
弁口は、これの一次側開口部から二次側へ向かうに従い徐々に縮径して成る漏斗状に形成され、弁体の弁部は、二次側へ向かうに従い徐々に拡径して成る直円錐状に形成されると共に、弁部の一円周上に触突部を設けたので、弁口内周面や弁体表面が二次側へ向かって下り傾斜しているため、弁口内周面や弁体表面に異物が付着して留まることなく滑落させ易くし、弁体の開弁時には、異物を水流と共に弁体鍔部の下限部位へと流下させ、吐水口から外部へ残らず全て排出できる一連の水路を構成でき、弁体と弁座間の異物の噛み込みを防止でき、常に良好な作動が可能なボールタップを提供できる。
弁口の二次側開口部周囲に外気に連通した通気路を設け、開弁時に弁口を通過する水流により該水流中に空気を混入可能と成したので、弁口から二次側へ流下する水流にその周囲の通気路から供給される空気を巻き込ませて混合させ、これにより前記水流を泡沫水として流下し、該泡沫水中に混合された気泡が弁体表面に付着しようとする異物を剥離でき、これにより確実に異物を水流と共に吐水口から外部へ排出でき、弁体と弁座間の異物の噛み込みを防止できる。
また、弁口を上記の様に漏斗状に形成すれば、水流の勢いをより増大させられ、その水流付近の気圧を大きく低下させ、通気路からの空気を水流に勢い良く巻き込ませられ、より一層空気との混合が促進された泡沫水を流下させられるので、弁体表面に付着しようとする異物の剥離作用をより一層促進できる。
弁箱は、軸線が水平な一次側流路と軸線が垂直な二次側流路が直交したアングル形に形成され、弁口の一次側開口部の周縁において一次側流路中の内角部対応箇所には堰堤を設けたので、該堰堤により、一次側の供給水が少量の場合などにその中に含まれる砂などの微細な異物が弁体の閉弁中に弁体表面に降下しない様に堰き止めることができ、弁体の開閉弁によって微細な異物が弁体と弁座との間の噛み込まれるのを防止できる等その実用的効果甚だ大である。
本発明に係るボールタップの閉弁状態を示す側面図である。 同上ボールタップの全開状態を示す側面図である。 図１の中央縦断面図である。 図２の中央縦断面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 弁体の斜視図である。 弁体の正面図である。 弁体の側面図である。 シートリングの斜視図である。 同上底面図である。 図１１のＣ−Ｃ断面図である。
以下本発明の実施の一形態例を図面に基づいて説明する。
本発明に係るボールタップ１は、主にマンションや家屋等の建築物の屋上に降った雨水を貯水し、トイレの洗浄や洗車等の雑用水（中水）として利用する雨水貯留システムにおいて、雨水を濾過することなく直接貯水する受水槽（図示せず）でその内部の雨水の貯水量を管理制御するために使用される。
尚、当然ながら、本発明に係るボールタップ１は、マンション等で上水を貯水管理する受水槽にも使用可能であり、よって上水又は中水用の受水槽内に設置可能である。
このボールタップ１は、受水槽内の水位に応じて上下揺動する梃子杆２に連繋した弁体３を、弁箱４内に鉛直に垂設した二次側流路５と同一軸線上（同心円状）に開設した弁口６の二次側開口部6b端面に設けた弁座７に着離自在に設けることにより、受水槽の水位を予め設定された水位に維持する様に成したものであって、上水、中水に拘らず給水中に混在する鉄粉、砂、スケールやこれらより比較的大きなゴミ等の異物の排出機能を設けたことを特徴としている。
したがって、このボールタップ１には、従前のボールタップの弁箱内において、弁口の一次側に配置されていた内蔵ストレーナは装備していない。
本発明において最も特徴的な構成は、弁箱４において二次側流路５の左右に所定高さを以て円周方向に沿って拡開形成した側面視略矩形状の吐水口８へ開弁中の弁体３が水流を振り分け、該水流と共に異物を吐水口８より排出することにある。
弁体３は、二次側へ向かうに従い徐々に拡径して成る直円錐状に形成されると共に、その表面の一円周上に弁体３の閉弁時に弁座７に密着可能な合成ゴム製の触突部９を設けた弁部10と、該弁部10下端の大径部の周縁に下方連続すると共に、二次側流路５を活塞状に摺動自在な平面視円環状の鍔部11とから構成している。
鍔部11の上面は左右半周の夫々が弓形に下方湾曲形成された左右対称形状にして、且つその上面左右の下限部位11ｂの夫々は、弁体３の全開時に吐水口８の下端縁8aと同一高さ位置、又は図示例の様に前記下端縁より若干上方に配置する様に設定している。
また、鍔部11上面の前後の上限部位11ａは、図８にも示す様に、弓形に上方湾曲形成されており、鍔部11上面は、前後の上限部位11ａの夫々から左右の下限部位11ｂへ向かって傾斜した波状の起伏を有する様に構成されている。
弁体３（鍔部11）下部の十字方向には、二次側流路５の壁面を外側縁が摺動する４枚の案内羽根12を垂設している。
弁箱４は、図示しない給水管に接続される入口13に通じ、且つ軸線が水平な一次側流路14と軸線が垂直な二次側流路５が直交したアングル形に形成され、弁箱４内の二次側流路５中において、一次側流路14との境界となる落ち口4aには、上記弁口６を有するシートリング15の下方を挿嵌固定している。
シートリング15は、その一次側開口部6aから二次側へ向かうに従い徐々に縮径した漏斗状に形成されると共に、その最小口径部に下方連続して触突部９が安定的に着離可能な浅い筒口を設けて成る弁口６の形成リング（以下、弁口リング15ａと称する。）と、該弁口リング15ａの下方（図12では上下が逆）外周を所定間隔を設けて囲繞する外枠リング15ｂと、該外枠リング15ｂと弁口リング15ａとの間に、これらの間に有する環状間隙Ｓを保持するために放射方向に多数架設した間隔保持板15ｃとから主に構成される。
又、弁口リング15ａ（弁口６）において、外枠リング15ｂ上端より上方に所定の環状空隙S1を介して設けた一次側開口部6aの周縁16は、所定肉厚を以て母線が鉛直な所定高さの円周面を有している。
そして、弁口リング15ａの一次側開口部6aの周縁16の下部より下方を落ち口4aに挿嵌し、該落ち口4aより一次側開口部6aの周縁16を上方突出させる。
これにより、弁口６の一次側開口部6aの周縁16において一次側流路14中の内角部対応箇所14ａを落ち口4aより上方突出した（図５において平面視劣弧状の）堰堤16ａと成している。
尚、弁口６の一次側開口部6aの周縁16において堰堤16ａを除く他の（図５において平面視優弧状）部分は落ち口4aを構成する１次側流路14の内壁に外嵌一体化されている。
また、シートリング15において落ち口4a内壁で囲繞された環状空隙S1に対応した弁箱４外壁には、その円周方向で等間隔置きに複数（図示例では３箇所）の螺子穴を貫設し、該螺子穴に軸線上に貫通路17ａを設けた通気用螺子17をその先端が環状空隙S1内方へ突入するまで螺着している。
そして、貫通路17ａによって外気に連通した環状間隙Ｓ及び環状空隙S1は、弁口６の二次側開口部6a周囲に設けられた通気路18と成り、弁体３の開弁時に弁口６を通過する水流により該水流中に空気を混入可能と成している。
また、弁箱４の上方開口部には、二次側流路５と同一軸線上で円筒状のシリンダ19を水密状に挿嵌連結し、該シリンダ19の上端開口部には外部と連通可能な通気口20を設けた蓋体21を被冠している。
弁箱４内において、二次側流路５中には一次側圧力を開弁方向に受けて弁座７に着離自在な弁体３を摺動自在に設け、シリンダ19内には一次側圧力を閉弁方向に受けるピストン22を摺動自在に挿嵌し、該ピストン22と弁体３を弁軸23で連結している。
弁体３の軸線下部には、フロート24に連繋すると共に、二次側流路５の下端開口部5a上方で弁箱４（二次側流路５）を前後（一直径方向）に貫通する梃子杆２を挿通保持する弁棒25を垂設している。
梃子杆２は、その基端を弁箱４後部に縦長に開設した後方スリット26に挿通すると共に、該後方スリット26を介して左右に突設した突片27間に枢着し、先端方を弁箱４前部に縦長に開設した前方スリット28に挿通している。
一方、弁箱４の前部上方には、先端にフロート24を取付けたフロートレバー29の基端を枢着し、該フロートレバー29の基端側下部と梃子杆２の先端部とを長さ調節自在なリンク30で枢着連結している。
上記の様に構成されたボールタップ１にあっては、上水又は中水用の受水槽内の貯留水の水位に応じてフロート24が昇降することにより、上下揺動する梃子杆２に連動して弁体３が弁箱４内に設けた弁口６が開閉弁し、これにより受水槽の水位を設定水位に維持する。
そして、受水槽内の貯留水が設定水位よりも下回った低水位になると、フロート24が水位と共に降下して梃子杆24を下方へ揺動させ、該梃子杆24に連繋する弁体３は弁座７より離脱して弁口６を開放する様に開弁し、該弁口６を通じて水が受水槽内へ供給される。
そして、弁口６内周面が二次側へ向かって下り傾斜すると共に、弁体３表面が二次側へ向かって下り傾斜していることによって、弁体３表面や弁口６内周面に異物が付着して留まらせることなく滑落させ易くし、弁体３の開弁時に、弁口６を通過する水流は、その中に混在する異物と共に弁体３の弁部10から下方（二次側）の鍔部11へと流下させられる。
鍔部11は、二次側流路５を活塞状に摺動自在な平面視円環状に形成されているため、弁体３全体で水流を受承して弁体３よりも二次側への水流の流下を阻み、更に鍔部11上面が、前後の上限部位11ａの夫々から左右の下限部位11ｂへ向かって傾斜した波状の起伏を有していることで、この傾斜に沿って前記の如く弁体３で下流への流動が阻まれた水流が左右へ二股に残らず分流し、左右に配置された吐水口８へと流下する。
この分流の夫々に、小石や葉っぱなどの比較的大きな異物が混在していても、弁体３の全開時における鍔部11上面の下限部位11ｂを吐水口８の下端縁8aと同一高さ位置、又は前記下端縁8aより若干上方に配置設定されていることから、下限部位11ｂへ水流と共に流下した異物はそこへ留まる障害はなく、開弁中つねに弁体３上流の左右に配置される吐水口８から残らず全て外部へ排出除去でき、その後の閉弁方向への弁体３移動中においても、鍔部11と二次側流路５との隙間に細かい異物が介入して弁体の二次側流路５中の摺動を阻害することもない。
この様に異物を水流と共に弁体３の鍔部11の下限部位11ａへと流下させ、二次側流路５中であって開弁中の弁体３の上流に開設された左右の吐水口８から外部へ残らず全て排出できる一連の水路を構成できるから、弁体３と弁座７間の異物の噛み込みを防止できる。
また、弁口６の二次側開口部6b周囲に外気に連通した通気路18を設けているので、開弁時に弁口６を通過する水流により、弁口６周囲の気圧を低下させ、水流はその周囲の通気路18から供給される空気を巻き込んで泡沫水として流下させられる。
このとき、水流は弁口６の漏斗形状によって下流へ進むほど流れが小さくなる縮小流れのため、その水流の勢いをより増大させられ、その水流付近の気圧を大きく低下させられ、通気路18からの空気を水流に勢い良く巻き込ませられ、より一層空気との混合が促進された泡沫水を流下させられる。
そして、この泡沫水中に混合促進された気泡が弁体３表面に付着しようとする異物を剥離し、確実に異物を水流と共に吐水口８から外部へ排出し、弁体３と弁座７間の異物の噛み込みを防止する。
尚、弁口６の一次側開口部6aの周縁16において一次側流路14中の内角部対応箇所14ａに設けた堰堤16ａは、弁体３の開度が小さく、一次側の供給水が少量の場合などにその中に含まれる砂などの微細な異物が弁体３の閉弁中に弁体３表面に降下しない様に堰き止めることができ、弁体３の開閉弁による微細な異物の弁体３と弁座７との間の噛み込みを防止する。
１ ボールタップ
２ 梃子杆
３ 弁体
４ 弁箱
５ 二次側流路
６ 弁口
6a 一次側開口部
７ 弁座
８ 吐水口
8a 下端縁
９ 触突部
10 弁部
11 鍔部
11ｂ 下限部位
14 一次側流路
14ａ 内角部対応箇所
16ａ 堰堤
18 通気路

Claims (4)

  1. 受水槽内の水位に応じて上下揺動する梃子杆に連繋した弁体を、弁箱内に垂設した二次側流路と同一軸線上に開設した弁口の二次側開口部端面に設けた弁座に着離自在に設けることにより、受水槽の水位を予め設定された水位に維持する様に成したボールタップにおいて、弁体は、これの閉弁時に弁座に密着可能な触突部を設けた弁部と、該弁部の周縁に下方連続すると共に、二次側流路を活塞状に摺動自在な平面視円環状の鍔部とから成り、該鍔部の上面は左右半周の夫々が弓形に下方湾曲形成された左右対称形状にして、且つその上面左右の下限部位の夫々は、弁体の全開時に二次側流路の左右に拡開形成された吐水口の下端縁と同一高さ位置、又は前記下端縁より若干上方に配置する様に設定したことを特徴とするボールタップ。
  2. 弁口は、これの一次側開口部から二次側へ向かうに従い徐々に縮径して成る漏斗状に形成され、弁体の弁部は、二次側へ向かうに従い徐々に拡径して成る直円錐状に形成されると共に、弁部の一円周上に触突部を設けたことを特徴とする請求項１記載のボールタップ。
  3. 弁口の二次側開口部周囲に外気に連通した通気路を設け、開弁時に弁口を通過する水流により該水流中に空気を混入可能と成したことを特徴とする請求項１又は２記載のボールタップ。
  4. 弁箱は、軸線が水平な一次側流路と軸線が垂直な二次側流路が直交したアングル形に形成され、弁口の一次側開口部の周縁において一次側流路中の内角部対応箇所には堰堤を設けたことを特徴とする請求項１、２又は３記載のボールタップ。
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