JPH0717598A - 自動給水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気エネルギーに頼らずに一定時間に一定水
量を給水対象に給水する自動給水装置を提供すること。 【構成】 上部タンク（１ａ）中に上部フロート（２
ａ）があり、当上部フロート（２ａ）と主コック（３
ａ）下部の下部コック軸（３ｃ）を介して連動する下部
フロート（２ｂ）が下部タンク（１ｂ）中にあり、当下
部タンク（１ｂ）の下に配水器（１ｃ）があるのを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一定時に一定量の水を
自然力を活用することによって、給水対象に給水する自
動給水装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動給水装置は電気タイマー、水
位または水圧スイッチ、ソレノイド等により、その制御
の全部または一部を電気エネルギーに頼るものであっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のものにおいて
は、電源を電灯線からとる場合、停電の時に作動せず、
またコードの疲労や漏電の心配もあり、コードが生活上
の邪魔になった。電力も消費する。電池を使用する場合
も交換や充電が煩わしく費用もかかった。本発明はこの
ような欠点を除くためになされた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上部タンク（１ａ）の底
面に図４に示ような下部に主流出口（７ａ）をもつコッ
ク受（４）を設け、その直下に主落水口（７ｂ）を開け
る。前記コック受（４）に、上部に抵抗部（３ｅ）更に
上方に上部コック軸（３ｂ）があり、また下方に下部コ
ック軸（３ｃ）をもつ主コック（３ａ）を挿入する。

【０００５】上部コック軸（３ｂ）に当コック軸に添っ
てスライドしかつ固定のできるフロートストッパー（３
ｄ）（図２）を取り付ける。前記上部コック軸（３ｂ）
を下部フロートガイド（２ｄ）と上部フロートガイド
（２ｃ）の中央穴に通して、上部フロート（２ａ）を上
部コック軸（３ｂ）に差し込む。上部タンク（１ａ）の
天井に注水口（７ｈ）を設ける。

【０００６】下部タンク（１ｂ）の上部に流出口（７
ｅ）とエア抜き口（７ｃ）を設ける。そのすぐ下には図
５に示すような弓形落水口（６）のある落水圧受け
（５）を設ける。下部フロート（２ｂを主落水口（７ｂ
（図３）から下に出ている下部コック（３ｃ）に取り付
ける。下部タンク（１ｂ）の底面に残水落し口（７ｄ）
を開ける。

【０００７】配水器（１ｃ）の上部に流入口（７ｆ）を
設け、下部タンク（１ｂ）の流出口（７ｅ）とホースＡ
（８ａ）を介して接ぐ。また下部には配水調整コック
（３ｇ）のある配水口（７ｇ）を設け当配水口にホース
Ｂ（８ｂ）を取り付ける。本発明は以上のような構成か
らなる自動給水装置である。 註 本書類において下部タンク（１ｂ）とは上部タンク
（１ａ）の下部底面と残水落し口（７ｂ）のある下部タ
ンク底面との中間部を指し、同様に配水器（１ｃ）とは
下部タンク（１ｂ）の下部底面と配水器（１ｃ）の底面
との中間部を指すもとする。

【０００８】

【作用】注水口（７ｈ）（図２）より注水された水は上
部タンク（１ａ）に溜り水位が上昇を始める。それと共
に上部フロート（２ａ）は浮上しフロートストッパー
（３ｄ）に達する。なお水位が上がると前記上部フロー
ト（２ａ）は水没しつつ浮力を増し、最後にフロート・
コック系を持ち上げる。（本書類においてフロート・コ
ック系とは上部フロート（２ａ）と下部フロート（２
ｂ）及びその各付属部分、並びに主コック（３ａ）とそ
の付属部分・部品の全体を指すものとする。）

【０００９】同時に主流出口（７ａ）は図４のように開
き、水はそこを通って主落水口（７ｂ）より落ち、落水
圧受け（５）に当って四散し、弓形落水口（６）から下
部タンク（１ｂ）に落ちる。水の一部は残水落し口（７
ｄ）より配水器（１ｃ）に逃げるが、上部からの落水の
方が多量のため、下部タンク（１ｂ）を満し、持ち上げ
られた下部フロート（２ｂ）を水没させ、溢水となって
流出口（７ｅ）からホースＡ（８ａ）を伝わって流入口
（７ｆ）より配水器（１ｃ）に入る。更に配水口（７
ｇ）からホースＢ（８ｂ）を伝わり給水対象へと送水さ
れる。

【００１０】上部タンク（１ａ）に水がある限り下部タ
ンク（１ｂ）は満水状態を保ち、下部フロート（２ｂ）
の浮力は維持され、主コック（３ａ）を持ち上げ続け落
水も続く。上部タンク（１ａ）の水がなくなると流出口
（７ｅ）からの溢出は止み、残水落し口（７ｄ）からの
逃げ水だけとなる。水が逃げると共に下部タンク（１
ｂ）の水位が下がり、それにつれて下部フロート（２
ｂ）も下降する。下部タンク（１ｂ）の水がなくなると
主コック（３ａ）は主流出口（７ａ）と主落水口（７
ｂ）を閉ざし、再び上部タンク（１ａ）の貯水が始ま
る。

【００１１】

【実施例】本発明の給水対象の大小によりその規模は様
々であるが、以下比較的小規模のものを例にとり本発明
の実施例について説明する。図１１のように、上部タン
ク（１ｆ）として内径９５ｍｍ、深さ８０ｍｍの市販の
プラスチック製砂糖壺を用いた。キャップ（１０ｂ）中
央部に上部コック軸（３ｊ）を通す小穴を開け、周辺寄
りに注水口（７ｍ）を付けた。コック受け（４ｂ）は内
径７ｍｍ、長さ３３ｍｍのプラスチック管を用い、主流
出口（７ｉ）として当プラスチック管の下から９ｍｍの
ところを底辺とする、縦５ｍｍ、横６ｍｍの長方形孔を
開けた。容器底面中央にドリルで穴を開け、主流出口
（７ｉ）の底辺が容器底面と同水準になるようにして、
前記コック受け（４ｂ）をドリル穴に差し込み接着剤で
接着した。主コック（３ｉ）は木を使い、円形に仕上げ
た後に耐水策としてパラフィンを塗った。上部フロート
（２ｆ）は直径４８ｍｍのプラスチック製ドリンクヨー
グルト容器を底から４０ｍｍの高さで横断し、その開口
部を清酒ワンカップのプラスチックの蓋を適当に裁断し
たものを接着剤で接着して作った。上部コック軸を通す
穴は上記のようにして作ったフロートの上下中央部を穿
孔し、そこに適当に切ったプラスチック製ストローを通
し、接着剤で接着して作った。上部コック軸（３ｊ）と
下部コック軸（３ｋ）は直径１．５ｍｍのプラスチック
棒を長短それぞれ、主コック（３ｉ）の上下に接着剤を
接着したものである。フロートストッパー（３ｌ）は４
０ｍｍに切ったゴム紐を上部コック軸にかたく結んだ。

【００１２】下部タンク（１ｇ）は内径４３ｍｍ、蓋と
容器の合計の高さ９０ｍｍの果物用小形フォークの空に
なったものを使った。蓋の中央に下部コック軸（３ｋ）
を通す穴を開け、それを上部タンク（１ｆ）の下面に接
着剤で接着し、容器本体をこの蓋の原形のように差し込
んだ。当下部タンク（１ｇ）の上部に直径５ｍｍの一対
の流出口（７ｋ）とエア抜き口（図には書かれていない
が流出口（７ｋ）と同水準でこちら向き）を開け、それ
ぞれに外径５ｍｍのビニルホースを接着剤で取り付け
た。落水圧受け（５ｂ）は図１２のように円形のプラス
チックの薄板を四ヶ所で帯状プラスチック小片で、下部
タンク（１ｇ）壁に接着剤をもって接着したものであ
る。直径３ｍｍ、長さ２３ｍｍのプラスチック棒を下部
コック軸（３ｋ）の下端に接着しコックストッパー（２
ｋ）とした。当コックストッパー（２ｋ）の下端に直径
３５ｍｍのピンポン球を接着し下部フロート（２ｇ）と
した。残水落し口（７ｎ）は直径１．５ｍｍのドリル孔
である。

【００１３】配水器（１ｈ）は内径３６ｍｍ、深１６ｍ
ｍのプラスチック容器を下部タンク（１ｇ）下面に接着
剤で接着したものである。当配水器（１ｈ）の上部に流
入口（７ｌ）を開け、そこに下部タンク（１ｇ）の流出
口（７ｋ）に取り付けたビニル製のホースＡ（８ｅ）の
末端を差し込み接着した。（流入口（７ｌ）は左右対に
開けた。）また同じ配水器の下部に前後一対の配水口を
開けた。（図には書かれていないが一対の配水口を結ぶ
線は、一対の流入口（７ｌ）を結ぶ線と配水器（１ｈ）
の中央で直角に交る。）当配水口に内径３ｍｍ、外径４
ｍｍのビニルホースを差し込み接着した。本発明の実施
例による構成は以上のようである。

【００１４】次に本発明を実施・使用するにあたって留
意すべき諸点と実験の経過等について述べる。注水調整
コック（３ｆ）と注水調整タンク（１ｅ）について、こ
れらの装置は本発明の本体ではないが本発明が水時計の
原理によっているため、本発明にとって不可分のもので
ある。注水調整コック（３ｆ）は一定時間に一定水量を
上部タンク（１ａ）に送水するための装置である。図
７、図８に示すように上下の円管部（１３）が雄ネジと
接する所を長方形孔（１２）にして、雄ネジの先端と当
長方形孔（１２）が作る隙き間で送水量を調整する。調
整の目安に雄ネジのまわしノブ（１１）の表面を図９の
ように数文字盤にするとよい。注水調整タンク（１ｅ）
は水槽（１ｄ）の水位変化による水圧変化の影響が注水
調整コック（３ｆ）に及ぶのを防ぐための装置で、石油
ストーブのカートリッジタンクとその原理は同じであ
る。

【００１５】フロートストッパー（３ｄ）について（図
２） フロートストッパー（３ｄ）は図２に示すよう
に上部コック軸（３ｂ）に取り付けられており、当上部
コック軸に添ってスライドし、かつ一定位置に固定でき
るようにしてある。その機能は給水対象が必要とする水
量の水位において、上部フロート（２ａ）の浮力を受け
止め主コック（３ａ）を持ち上げることにある。

【００１６】上部フロート（２ａ）について 上部タ
ンク（１ａ）内の水位が上がると上部フロート（２ａ）
は浮上しフロートストッパー（３ｄ）に達する。この段
階の上部フロート（２ａ）の浮力は自重に等しい。その
後水位が増しても上部フロート（２ａ）はフロートスト
ッパー（３ｄ）に抑えられて浮上できず水没部を増し、
その分浮力は増加する。浮力が全フロート・コック系
（３頁０００８項注記）重力に匹敵するまでになって
も、なお上部フロート（２ａ）はフロートストッパー
（３ｄ）をつき上げない。一層水位が増し、主コック
（３ａ）の上部の抵抗部（３ｅ）と下部フロートガイド
（２ｄ）にかかる水の抵抗、主コック（３ａ）とコック
受け（４）との間の摩擦力等にうち克ってはじめて、上
部フロート（２ａ）はフロートストッパーをつき上げ、
主流出口（７ａ）が開く。

【００１７】図１１の実施例による実験では上部フロー
ト（２ｆ）が約２８ｍｍ水没したとき主コック（３ｉ）
をつき上げた。このときの浮力を仮に限界浮力と称する
と、限界浮力−フロート・コック系重量相当浮力 この
差に匹敵する水位差の水量が、初期に下部タンク（１
ｂ）を満す水の量である。このことは本発明の核心であ
る。下部フロート（２ｂ）に浮力が生じる前に、主コッ
ク（３ａ）が下りて主流出口（７ａ）を塞いでは、本発
明が給水装置として機能しないからである。

【００１８】なお上部フロート（２ａ）が円筒形である
ため、上部タンク（１ａ）の水位が下がっても浮力の減
少は比較的少なくてすみ、落水初期において当上部フロ
ート（２ａ）はフロート・コック系を支える。また上部
タンク水面々積＞下部タンク水面々積であることも有利
な条件である。例えば上部タンクと下部タンクの水位は
１５ｍｍ上がる。

【００１９】図１１の実施例の下部タンク（１ｇ）は製
作の都合上、規定よりも２０ｍｍ深く、上部タンク（１
ｆ）の水位が下り主コック（３ｉ）が主流出口（７ｉ）
を塞ぐ前に、下部フロート（２ｇ）に浮力を生じさせる
という条件に不利であったが、実験の結果は予期以上に
良好で、上部タンク（１ｆ）の全貯水が払い出されるま
で主流出口（７ｉ）の開口は維持された。

【００２０】給水対象の必要水量が少ないときは、上部
タンク（１ａ）の水位が低い段階で上部フロート（２
ａ）が働らかねばならない。上部タンク（１ａ）が空の
とき図２に示すように上部フロート（２ａ）はできるだ
け低い位置にあることが望ましい。上部フロート（２
ａ）が円筒形である理由の一つもこのことによる。

【００２１】主落水口（７ｂ）と主コック（３ａ）下端
のテーパー状閉塞について 下部タンク（１ｂ）の水
がなくなると主コック（３ａ）は下がり、主流出口（７
ａ）と主落水口（７ｂ）を塞ぐ。このとき主コック（３
ａ）の下端と主落水口（７ｂ）がテーパー状に閉ること
は、そこにフロート・コック系の全重量がかかって密着
し、漏水を防ぐので望ましい。上部フロート（２ａ）の
下部フロートガイド（２ｄ）が主コック（３ａ）上部の
抵抗部（３ｅ）に腰掛け状に乗るようにしたのも上記の
ことを考慮してである。

【００２２】落水圧受け（５）について 主落水口（７
ｂ）からの落水が直接下部フロート（２ｂ）に当り、当
フロートの浮力を減じさせぬためのものである。同時に
小規模装置にあってはコックストッパー（２ｅ）を受け
止め、主コック（３ａ）が必要以上に上部に出るのを抑
える実質上のコックストッパーでもある。図５のように
落水圧受け（５）の周囲に弓形落水口（６）を開け落水
をすみやかに下部タンク（１ｂ）に送るようにする。

【００２３】大きな規模の装置の場合、コックストッパ
ーを落水圧受けで受けると上部フロートの浮力の衝撃で
破損を来す。よって図１０のように上部タンクの上に上
部緩衝スプリング（１４）、下部緩衝スプリング（１
５）を取り付けた装置を設ける。こうすれば落水圧受け
の破損を防ぐだけでなく、組立てや清掃に利便を来す。

【００２４】下部フロート（２ｂ）について 下部フ
ロート（２ｂ）は基本的には自重と主コック（３ａ）及
びその付属部分・部品の重量を支えればよいので、上部
フロート（２ａ）に比して小さくて済み、よって下部タ
ンク（１ｂ）を小型にすることができる。このことは、
上下タンクの水面々積の比が、本発明に有利になる条件
である。

【００２５】残水落し口（７ｄ）について その主た
る機能は、上部タンク（１ａ）の水が全部払い出されて
下部タンク（１ｂ）の溢水が止んだ後、当残水落し口
（７ｄ）からの逃げ水が下部タンク（１ｂ）の水位を下
げ、それと共に下部フロート（２ｂ）が下降し、主コッ
ク（３ａ）は主流出口（７ａ）と主落水口（７ｂ）を閉
ざす、このことにある。

【００２６】配水器（１ｃ）とその周辺について 当
器の機能は流出口（７ｅ）からの溢水と残水落し口（７
ｄ）からの逃げ水をすべて受け入れ、上部タンク（１
ａ）の貯水を無駄なく給水対象に送水することにある。
配水口（７ｇ）に設けた配水調整コック（３ｇ）は給水
対象に合理的に配水するためのものである。例えば植木
鉢が三つの場合、一方を全開し他方を半開にして配水バ
ランスをとる等である。

【００２７】嵌合Ｂ（９ｂ）部と嵌合Ｃ（９ｃ）部でネ
ジ嵌合し、コックストッパー（２ｅ）部で下部フロート
（２ｂ）を下部コック軸にネジ止めするようにすれば、
使用者が本装置の組み立てを楽しむことができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば停電、コードの疲労、漏
電、感電の心配はない。またコードが生活空間の邪魔な
存在となることもなく、電力も消費しない。電池の交換
充電の煩らわしさはなく、そのための費用もいらない。
原理・構造も比較的に単純で廉価で製造できる。ちなみ
に図１１の実施例の装置を作るにあたって、材料費にか
けた費用は酒や果物フォークなど内容物まで含めても８
００円とはかからなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の斜視図である。注水ホース（８ｃ）よ
り上は重要関連装置として参考記載。

【図２】本発明の縦断面図である。中間部は省略。

【図３】本発明の縦断面図である。図２とは直交。上部
は省略。

【図４】本発明のコック受け（４）部分の斜視図であ
る。主流出口（７ａ）は全開。

【図５】本発明の落水圧受け（５）附近を平面から見た
部分関係図である。

【図６】本発明の上部フロート（２ａ）部を平面から見
た部分関係図である。

【図７】注水調整コック（３ｆ）部の縦断面図である。

【図８】注水調整コック（３ｆ）の横断面図である。

【図９】まわしノブ（１１）の表面である。

【図１０】本発明の大きい装置の場合のコックストッパ
ー部分の縦断面図である。

【図１１】本発明の実施例の縦断面図である。

【図１２】本発明の実施例の落水圧受け（５ｂ）附近を
平面から見た部分関係図である。

【符号の説明】

１ タンク並びにその類似部分 １ａ 上部タンク １ｂ 下部タンク １ｃ 配水器 １ｄ 水槽 １ｅ 注水調整タンク １ｆ 上部タンク １ｇ 下部タンク １ｈ 配水器 ２ フロート並びにその附属部分 ２ａ 上部フロート ２ｂ 下部フロート ２ｃ 上部フロートガイド ２ｄ 下部フロート
ガイド ２ｅ コックストッパー ２ｆ 下部フロート ２ｇ 下部フロート ２ｈ コックストッ
パー ３ コック類並びにその附属部分・部品 ３ａ 主コック ３ｂ 上部コック軸 ３ｃ 下部コック軸 ３ｄ フロートスト
ッパー ３ｅ 抵抗部 ３ｆ 注水調整コッ
ク ３ｇ 配水調整コック ３ｈ 水槽コック ３ｉ 主コック ３ｊ 上部コック軸 ３ｋ 下部コック軸 ３ｌ フロートスト
ッパー ４ コック受け ４ｂ コック受け ５ 落水圧受け ５ｂ コック受け ６ 弓形落水口 ６ｂ 弓形落水口 ７ 水または空気の流出・流入口 ７ａ 主流出口 ７ｂ 主落水口 ７ｃ エア抜き口 ７ｄ 残水落し口 ７ｅ 流出口 ７ｆ 流入口 ７ｇ 排水口 ７ｈ 注水口 ７ｉ 主流出口 ７ｊ 主落水口 ７ｋ 流出口 ７ｌ 流入口 ７ｍ 注水口 ７ｎ 残水落し口 ８ ホース類 ８ａ ホースＡ ８ｂ ホースＢ ８ｃ 注水ホース ８ｄ エア抜きホー
ス ８ｅ ホースＡ ９ 嵌合部 ９ａ 混合Ａ ９ｂ 嵌合Ｂ ９ｃ 混合Ｃ １０ キャップ １０ｂ キャップ １１ まわしノブ １２ 長方形孔 １３ 円管部 １４ａ 上部緩衝スプリング １４ｂ 下部緩衝
スプリング １５ 帯状プラスチック片

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部タンク（１ａ）に上部フロート（２
   ａ）を納め、下部タンク（１ｂ）に前記上部フロート
   （２ａ）と主コック（３ａ）を介して運動する下部フロ
   ート（２ｂ）を納めた自動給水装置。
2. 【請求項２】（イ）上部タンク（１ａ）の底面に主流出
   口（７ａ）をもつコック受（４）と主落水口（７ｂ）を
   設け、前記コック受（４）に主コック（３ａ）を挿入
   し、当主コック（３ａ）上方にある上部コック軸（３
   ｂ）に上部フロート（２ａ）を差し込む。 （ロ）下部タンク（１ｂ）の上部に流出口（７ｅ）と落
   水圧受け（５）を設け、主コック（３ａ）の下方にある
   下部コック軸（３ｃ）に下部フロート（２ｂ）を取り付
   け、前記下部タンク（１ｂ）の底面に残水落し口（７
   ｄ）を開ける。 （ハ）配水器（１ｃ）の上部に流入口（７ｆ）を、下部
   に配水口（７ｇ）を設ける。 以上の構成によりなる自動給水装置。