JPS59194181A - 圧力バランス式ボ−ルタツプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、水槽に水を一定の水位まで供給する圧力バ
ランス式ボールタップに関する。

第１図は従来使用されている圧力バランス式ポールタッ
プを示す。１は弁箱で、その内部下側に内部弁板２が収
められている。内部弁板２は弁軸３に取り付けられてお
り、弁軸３はリンク４、リンク５、レバー６を介してポ
ール７の動きが伝えられる。内部弁板２には内部弁パツ
キン８、内部弁パツキン押え９、内部弁ガイドｌＯが取
り付けられている。通常内部弁パツキン押え９と内部弁
ガイドｌＯとは一体構造である。、弁箱１の外部上側に
外部弁板１１が弁軸３に装着され、外部弁板１１には外
部弁パツキン１２、外部弁パツキン押え１３、外部弁ガ
イド１４が取り付けられている。内部弁パツキン８と内
部弁座１５との間のすきまと、外部弁パツキン１２と外
部弁座１６との間のすきまは同じにし、弁が閉鎖される
とき、内外２つのパツキンはそれぞれの弁座に同時に着
座して、両弁とも漏れを完全に止める。漏れを完全に止
めるため、弁軸３にはポール浮力に比べてかなり大きな
力を弁閉鎖方向に作用させる必要があるので、リンク４
、リンク５およびレバー６により、弁軸３の動きはポー
ル７の動きより非常に小さくしである。特に水槽内の水
位が低く、ホール７が大きく下って弁が全開になった状
態では、リンク４とリンク５を連結するピン１８、リン
ク５とレバー６を連結するピン１９、レバー６と弁体に
取り付けた支持棒１７を連結するピン２ｏの合工］３個
のピンが、はぼ−直線上に並ぶことになり、この状態で
はポール７が動いても弁軸３はほとんど動かなくなる。

そのため弁が全開した場合でも弁リフＩ・は比較的小さ
い。

次に従来のボールタップが弁閉鎖時に、衝撃的に閉鎖、
開弁を繰り返し、水撃を発生する理由を説明する。いま
水槽が空になってボールが十分に下がり、弁リフトが最
大になった場合、水流による内部弁に作用する押し下げ
力は、弁箱内ゲージ圧力Ｐと弁面積Ａの積ＦＡよりかな
り小さいが、一方外部弁を押し上げる力は、外部弁板１
１を出た水がそのすぐ外側にある水受け２１によって下
の方へ導かれるため、運動量の法則によってＦＡより著
しく大きい。よって差し引き弁軸には上方へ引き上げる
大きな力が作用する。したがってこの状態で水位が上昇
し、ボール７の浮力によって弁を閉鎖しようとしても、
ボールの浮力が増してからでないと、弁は閉じ始めない
。しかし水槽内の水位が上昇し、ボール浮力が増して弁
が閉鎖し始め、弁リフトが小さくなると、内部弁を押し
下げる力は急激に増加して弁箱内ゲージ圧力Ｐと弁面積
Ａの積ＦＡに近づく。一方外部弁については、流量の減
少によって外部弁から流出する水の運動量変化が少なく
なり、また弁板上の圧力は弁箱内の圧力Ｐに近づくため
、外部プ「を押し」―げる力は強檄に減少してＦＡに近
づく。したがって流体力によって弁軸３に１作用してい
た大きな」−向きの力が急激に減少して、釣合状態が近
づくため、それまでボールに作用していた大きな浮力に
よって、弁は衝撃的に一気に閉鎖される。それと同時に
水中に沈んでいたボールは水面から大きく浮き−１−る
ので、すぐ次にボールおよびレバーの自重により、ボー
ルは再び水中に沈み、内部弁および外部弁は再び開かれ
る。水位が−Ｌ昇してゴ「が再び開かなくなるまで、こ
のような衝撃的閉鎖と開弁が繰り返され、その都度水撃
による大きな圧力上昇と騒音が発生する。ボールの激し
い−１−下運動および内外両弁から断続的に落下する高
速の水は、ボールを浸している水面に大きな波を起し、
この波がボール７の上下連動を一層激しくさせるので、
これがまた水撃による圧力変動を一層大きくさせるので
ある。

本発明は、」−記事情に鑑みて、極めて簡単な方法によ
り、弁閉鎖時の水撃の発生を根本的に解消し、さらに現
在普及しつつある水撃防止ボールタップの欠点をすべて
取り除いた、理想的な圧力バランス式ポールタップを提
供するものである。以下その一実施例を図により説明す
る。

第２図は本発明の圧力バランス式ボールタップで、■は
弁箱でその内部下側に内部弁板２が収められている。内
部弁板２は弁軸３に取り付けられており、弁軸３はリン
ク４、リンク５、し八−６を介してボール７の動きが伝
えられる。内部弁板２には内部弁パツキン８、内部弁パ
ツキン押え９、内部弁ガイドｌＯが取り付けられている
。弁箱ｌの外部上側に外部弁板１１が弁軸３に装着され
、外部弁板１１には外部弁パツキン１２、外部弁パツキ
ン押え１３、外部弁ガイド１４が取り付けられている。

外部弁板１１は弁軸３に対して軸方向に調節できるよう
になっており、弁が閉鎖されるとき、内外２つの弁は同
時に閉鎖され、両弁とも漏れを完全に止めるように、弁
軸３にはボール７の浮力よりかなり大きな力が閉鎖方向
に作用す−５＝ るようになっている。

次に弁の開閉機構を詳述する。一端にボール７を取り付
けたレバー６の他端は、支持棒１７と連結させたピン２
０付近で曲げられている。図は弁が少し開いた状態であ
るが、レバー６が曲げられているので、水槽内の水位が
止水位に達し、弁が閉鎖された場合には、ピン２０とピ
ン１９を結ぶ線は水平線に対して容度α１だけ傾き、ピ
ン１９はピン２０より低い位置にある。次に水槽内の水
位が下り弁が全閉した状態ではピン２０とピン１９を結
ぶ線は水平線に対して角度α２だけ傾き、ピン１９はピ
ン２０より上にある。レバー６は、角度α１と角度α２
がほぼ等しくなるようにピン２０付近で曲げておけば、
第１図の場合に比べて、閉鎖的にポール浮力の弁軸３に
作用する力の倍率が同じ場合でも、全開時の弁リフトを
ほぼ２倍にすることができる。

次に本発明の最も重要な要素である外部弁水受けおよび
内外両弁のパツキン押えについて詳述する。これらを詳
細に示すため、第３図に第２図の　６− 弁箱および内外両弁を拡大して示す。内部弁パツキン押
え９の外径と内部弁座１５の内径（内部弁口径）との半
径方向すきま自は、内部弁パツキン押え９が内部弁座内
を容易に摺動できる範囲内で可及的に小さくし、内部弁
パツキン押え９の軸方向厚さ１．は、内外両弁の最大リ
フトの０．５倍から１．０倍程度に厚くする。一方外部
弁パッキン押え１３の外径と外部弁座１６の内径との半
径方向すきまＣ２はＣ１と同様に可及的に小さくし、そ
の厚さｔｌは内部弁パツキン押えの厚さｔｌの０．５倍
以下に薄くする。内部弁パツキン押え９の軸方向厚さｔ
ｌのうち、下側の厚さβ３の部分だけ外周をｔｌの角度
で斜めに削り取る。ｔｌの大きさは１５度から２０度程
度とする。外部弁パツキン押えも同様に軸方向厚さｔｌ
のうち、下側の厚さβ４の部分だけ外周をβ２の角度で
削り取る。β４はｔｌに近い値とする。角度β２はβ１
とほぼ等しい１５度から２０度程度とする。場合によっ
てはＣ２を十分大きくすることもできる。これは厚さｔ
ｌをＯにした事に相当する。　外部弁１１のすぐ外側に
ある外部弁水受け２１には、これと一体構造の底板２２
を設ける。

上述のような構成の外部弁水受けおよび内外両弁パツキ
ン押え並びに弁開閉機構を持つポールタップが閉鎖する
場合、水流によって弁に作用する力がとように変化する
か述べる。まず水槽内が空になり、ポール７が下った状
態では、弁軸３は押し上げられ、内部弁パツキン８と内
部弁座１５との間のすきまである弁リフトＬは最大とな
り、ｔｌよりも大きい。この状態では内部弁パツキンと
内部弁座１５の間を通った水は、パツキン押え９の下へ
流出した後軸方向に方向を変えて流出する。

一方外部弁パッキン押え１３の下面から傾斜した側面に
沿った流れは、外部弁パツキン１２と外部弁座１６の間
を通って斜め上方へ流出する。外部弁パツキン押え１３
の厚さｔｌは、内部弁パツキン押えの厚さ１．の０．５
倍以下であるので、外部弁からの流出量は内部弁からの
流出量に比べ相当大きい。

外部弁から流出した大流量高速度の水は、水受け２１に
よって下方へ導かれ、その際流出水は水受け２１を上の
方へ大きなカで押し上げる。水受け２１によって下の方
へ導かれた水は、底板２２に衝突し、その際底板を下の
方へ大きなカで押し下げる。底板２２は水受け２１と一
体構造であるので、外部弁から流出した水の運動量変化
に基づく上下方向の力は相殺されることになる。底板２
２に衝突した水は、ここで減速し、一旦上方に向きを変
えた後さらに減速してゆるやかに水槽へ落下する。した
がって外部弁からの流出水による水槽水面の波立ちは非
常に少なくなり、また水槽水面へ流入する際の騒音も極
めて小さくなる。前述のように、内部弁から流出する流
量は、外部弁の流量よりもかなり少ないので、内部弁か
ら流出する水の速度は外部弁から水槽水面に落下する水
の速度よりもかなり大きいけれども、これによる水面の
波立ちは少ない。また内部弁パツキン押え９の厚３　β
４は従来のポールタップに比べて大きいけれども、第２
図に示すように、レバー６をピン２０付近で曲げること
により、弁の最大リフトは従　９− 来のものに比べて約２倍の大きさであるため、外部弁か
らの流量は従来のポールタップに比べてかなり大きいの
で、内外両弁からの流量の合計は従来のものに比べて大
きい。

いま水槽の水位が上昇してポール７が押し」−げられ、
それに応じて内部弁パツキン９と内部弁座１５との間の
すきますなわち弁リフ）Ｌが小さくなって、内部弁パツ
キン押え９の厚さｔｌに達すると、流量は急速に減少し
始める。弁リフ）Ｌがｔｌ−１３になると、内部弁パツ
キン押え９と内部弁座１５とのすきまＣ１は零に近いの
で、ここを通過する流量は零に近くなる。弁リフトＬが
ｔｌから１．−β３になる間、内部弁パツキン押え９の
側面の傾斜角βｌは１５度〜２０度と比較的に小さいの
で、この間の流量変化は比較的ゆるやかとなるため水撃
が発生しない。仮に傾斜角βｌが大き過ぎると、リフト
Ｌがｔ、　−β３に達した時に急に流量が零になり、ま
たβ１が零で内部弁パツキン押え９が厚さ１．の円柱の
場合は、リフトＬがｔｌに達した時に流量が急に零とな
るため、いずれもそれぞれの場−１０− 合に水撃が発生する。さらにそれぞれの時点で内部弁に
作用する下向きの力が急激に増加するため、ボールを７
の浮き上りとそれに続く落下とが繰り返えされることに
なる。本発明では内部弁パツキン押え９が厚さ１．のう
ちｔ３の部分の側面が、適度の大きさの角度βｌを持っ
ているため、上述の危険は避けられる。但しより理想的
にするには、ｔ３の部分の形状を、βｌの角度の直線で
はなく、凸形の曲面にして、リフトＬがｔｌおよびｔｌ
−ｔ３になるそれぞれの時点およびｔ３の間、流量変化
を一層ゆるやかにすることができる。

さらに水槽の水面が上昇し、弁リフトが１．−１３より
小さくなると、水が内部弁を押し下げる力は弁箱内ゲー
ジ圧力Ｐと弁面積Ａの積ＰＡとなり、一方外部弁を押し
上げる力は、外部弁から流出をする上下方向の運動量変
化が水受け２１．底板２２によって打ち消されるため、
はぼＦＡに等しくなる。弁リフトＬがさらに小さくなっ
て全閉されるまでの間、外部弁からの流量はリフトＬが
ｔｌからｔｚ　−ｔ、の間にゆるやかに減少するので、
水撃は発生しない。なお外部弁底板２２は第２図および
第３図では内側に縁を設けたＬ字形をしているが、縁を
取り除いてリング状の平板とすることもできる。

以」二詳述した通り、本発明によるボールタップは、内
部弁側は内部弁パツキン押え９の外径と内部弁座１５の
内径とのすきまＣＩをほぼ零にするとともに、内部弁パ
ツキン押え９の厚さ１１を大きくすることによって、内
部弁の不安定特性を解消し、外部弁側は外部弁水受け２
１に底板２２を設けることによって、外部弁の不安定特
性を解消し、さらに弁リフトが内部弁パツキン押えおよ
び外部弁パツキン押えの厚さに達する時点の流量変化を
ゆるやかにすべく、それぞれ厚さｔ３およびｔ４の間を
角度１５度〜２０度で削り落すことにより、水撃の発生
を完全に防止することができる、しかも構造簡単で安価
に製造できる。さらにレバー６をピン２０付近で曲げて
最大リフトを従来の圧力バランス式ポールタップの約２
倍とし、全開時の流量を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の圧力バランス式ポールタップの縦断面図
、第２図はこの発明の実施例を示す圧力バランス式ポー
ルタップの縦断面図、第３図は第２図と同じくこの発明
のポールタップのうちで、弁箱部分を拡大して詳細に示
す縦断面図である。 ■・・・弁箱、２・・・内部弁板、１１・・・外部弁板
、３・・・弁軸、７・・・ポール、６・・・レバー、１
０・・・内部弁ガイド、１４・・・外部弁ガイド、１５
・・・内部弁座、１６・・・外部弁座、９・・・内部弁
パツキン押え、１３・・・外部弁パツキン押え、２２・
・・外部弁底板、２１・・・水受け。 １３− 第２図 第８図 自　　　発　　補　　正 手続補正書 １、事件の表示 昭和５８年　特許願　第６７５８９号 ２、発明の名称 圧力バランス式ボールタップ ３、補正をする者 ４、補正の対象 明細書の全文及び図面 ５、補正の内容 別紙全文訂正明細書及び図面の様に補正する。 明　　　　　細　　　　　書 ■６発明の名称 圧力バランス式ボールタップ ２、特許請求の範囲 ポールの浮力により、弁軸を共有する内部弁と外部弁の
２つの弁の開閉を行なうポールタップにおいて、外部弁
水受けに水流により外部弁水受けと反対方向の力を受け
る底板を設けたことを特徴とする、圧力バランス式ポー
ルタップ。 ３、発明の詳細な説明 この発明は、水槽に水を一定の水位まで供給する圧力バ
ランス式ポールタップに関する。 第１図は従来使用されている圧力バランス式ポールタッ
プを示す。ｌは弁箱で、その内部下側に内部弁板２、内
部弁パツキン３、内部弁パツキン押え４、内部弁ガイド
５よりなる内部弁が設けられている。通常内部弁パツキ
ン押え４と内部弁ガイド５とは一体構造である。内部弁
板２は弁軸６に取り付けられており、弁軸６はリンク７
、リンク８、レバー９を介してポール１０の動きが伝え
　１− られる。弁箱ｌの外部上側には、外部弁板１１、外部弁
パツキン１２、外部弁パツキン押え１３、外部弁ガイド
１４よりなる外部弁が設けられている。外部弁板１１は
弁軸６に装着され、外部弁板１１には外部弁パツキン１
２、外部弁パツキン押え１３、外部弁ガイド１４が取り
付けられている。内部弁パツキン４と内部弁座１５との
間のすきまと、外部弁パツキン１２と外部弁座１６との
間のすきまは同じにし、弁が閉鎖されるとき、内外２つ
のパツキンはそれぞれの弁座に同時に着座して、両弁と
も漏れを完全に止める。漏れを完全に止めるため、弁軸
６にはボール浮力に比べてかなり大きな力を弁閉鎖方向
に作用させる必要があるので、リンク７、リンク８およ
びレバー９により、弁軸６の動きはポール１０の動きよ
り非常に小さくしである。特に水槽内の水位が低く、ポ
ール１０が大きく下って弁が全開になった状態では、リ
ンク７とリンク８を連結するピン１８、リンク８とレバ
ー９を連結するピン１９、レバー９と弁箱ｌに取り付け
た支持棒１７を連結するピン２０２− の合計３個のピンが、はぼ−直線上に並ぶことになり、
この状態ではポール１０が多少動いても弁軸６はほとん
ど動かなくなる。そのため弁が全開した場合でも弁リフ
、トは比較的小さい。 次に従来のボールタップが弁閉鎖時に、衝撃的に閉鎖、
開弁を繰り返し、水撃を発生する理由を説明する。いま
水槽が空になってポール１０が十分に下がり、弁リフト
が最大になった場合、水流による内部弁に作用する押し
下げ力は、弁箱内ゲージ圧力Ｐと内部弁面積Ａ、の積Ｐ
ＡＩ　よりかなり小さいが、一方外部弁を押し上げる力
は、外部弁板１１を出た水がそのすぐ外側にあろ水受け
２１によって下の方へ導かれるため、運動量の法則によ
って（ペルトン水車の羽根形状の原理を参照）ＦＡＩ　
より著しく大きい。よって差し引き弁軸には上方へ引き
上げる大きな力が作用する。したがってこの状態で水位
が上Ａし、ポール１０の浮力によって弁を閉鎖しようと
しても、ポール１０の浮力が増してからでないと、弁は
閉じ始めない。しかし水槽内の水位が上昇し、ポール浮
力が増　３− して弁が閉鎖し始め、弁リフトが小さくなると、内部弁
を押し下げる力は急激に増加して弁箱内ゲージ圧力Ｐと
弁面積ＡＩの積ＦＡＩに近づく。一方外部升については
、流量の減少によって外部弁から流出する水の遊動量変
化が少なくなり、また外部弁板１１１の圧力は弁箱内の
圧力Ｐに近づくため、外部弁を押し上げる力は急激に減
少してＰＡ、に近づく。したがって流体力によって弁軸
６に作用していた大きな上向きの力が急激に減少するた
め、それまでポールに作用していた大きな浮力によって
、弁は衝撃的に一気に閉鎖される。そのため水中に沈ん
でいたポールは水面から大きく浮き−１−リ、次にポー
ルおよびレバーの自重により、ポールは再び水中に沈み
、内部弁および外部弁は再び開かれる。水位が上渭して
弁が再び開かなくなるまで、このような衝撃的閉鎖と開
弁が繰り返され、その都度水撃による大きな圧力上昇と
騒音が発生する。ポールの激しい上下運動および内外両
弁から断続的に落下する高速の水は、ポールを浸してい
る水面に大きな波を起し、この波がポール１０の上下運
動を一層激しくさせるので、これがまた水撃による圧力
変動を−・層大きくさせるのである。 本発明は、上記事情に鑑みて、極めて簡単な方法により
、弁閉鎖時の水撃の発生を根本的に解消し、さらに現在
普及しつつある水撃防止ポールタップの欠点をすべて取
り除いた。理想的な圧力バランス式ポールタップの提供
を目的とするものである。該目的を達成するため、この
発明はポールの浮力により、弁軸を共有する内部弁と外
部弁の２つの弁の開閉を行なうポールタップにおいて、
外部弁水受けに水流により外部弁水受けと反対方向の力
を受ける底板を設けた構成とする。以下その一実施例を
図により説明する。 第２図は本発明の圧力バランス式ポールタップの第１実
施例で、ｌは弁箱でその内部下側に内部弁板２が収めら
れている。内部弁板２は弁軸６に取り付けられており、
弁軸６はリンク７、リンク８、レバー９を介してポール
１０の動きが伝えられる。内部弁板２には内部弁パツキ
ン３、内部弁パツキン押え４、内部弁ガイド５が取り付
けられている。弁箱１の外部上側の外部弁板１１には、
外部弁を出た水流を下向に導く外部弁水受け２１及び該
外部弁水受けに導かれた水流を衝突させるための底板２
２が一体構造で設けられている。 外部弁板１１は弁軸６に装着され、外部弁板１１には外
部弁パツキン１２、外部弁パツキン押え１３、外部弁ガ
イド１４が取り付けられている。 外部弁板１１は弁軸６に対して軸方向に調節できるよう
になっており、弁が閉鎖されるとき、内外２つの弁は同
時に閉鎖され、両弁とも漏れを完全に止めるように、弁
軸６にはポール１０の浮力よりかなり大きな力が閉鎖方
向に作用するようになっている。 次に弁の開閉機構を詳述する。一端にポール１０を取り
付けたレバー９の他端は、支持棒１７と連結させたピン
２０付近で曲げられている。図は弁が少し開いた状態で
あるが、レバー９が曲げられているので、水槽内の水位
が止水位に達し、弁が閉鎖された場合には、ピン２０と
ピン１９を結　６− ぶ線は水平線に対して角度α１だけ傾き、ピン１９はピ
ン２０より低い位置にある。次に水槽内の水位が下り弁
が全開した状態ではピン２０とピン１９を結ぶ線は水平
線′に対して角度α２だけ傾き、ピン１９はピン２０よ
り上にある。レバー９は、角度α１と角度α２がほぼ等
しくなるようにビン２０付近で曲げておけば、第１図の
場合に比べて、閉鎖時にポール浮力の弁軸６に作用する
力の倍率が同じ場合でも、全開時の弁リフトをほぼ２倍
にすることができる。 上述のような構成の外部弁水受けおよび内外両弁パツキ
ン押え並びに弁開閉機構を持つポールタップが閉鎖する
場合、水流によって弁に作用する力がどように変化する
か述べる。まず水槽内が空になり、ポール１０が下った
状態では、弁軸６は押し−にげられ、外部弁から流出し
た大流量高速度の水は、水受け２１によって下方へ導か
れ、その際流出水は水受け２１を上の方へ大きな力で押
し上げる。水受け２１によって下の方へ導かれた水は、
底板２２に衝突し、その際底板２２を下の方＝　７− へ大きな力で押し下げる。底板２２は水受け２１と一体
構造であるので、外部弁から流出した水の連動量変化に
基づく」−下方向の力は相殺されることになる。底板２
２に衝突した水は、ここで減速し、一旦−に方に向きを
変えた後さらに減速してゆるやかに水槽へ落下する。し
たがって外部弁からの流出水による水槽水面の波立ちは
非常に少なくなり、また水槽水面へ流入する際の騒音も
極めて小さくなる。また底板２２の一部分を多孔板また
は金網状として、その間隙から減速した水を流出させる
こともできる。 第３図は本発明の圧力バランス式ボールタップの第２実
施例で、ｌは弁箱でその内部下側に内部弁板２が収めら
れている。内部弁板２は弁軸６に取り付けられており、
弁軸６はリンク７、リンク８、レバー９を介してポール
ＩＯの動きが伝えられる。内部弁板２には内部弁パツキ
ン３、内部弁パツキン押え４、内部弁ガイド５が取り付
けられている。弁箱１の外部上側の外部弁板１１には、
外部弁を出た水流を下向に導く外部弁水受け２１及び該
外部弁水受けに導かれた水流を衝突させるための底板２
２が一体構造で設けられている。 外部弁板１１は弁軸６に装着され、外部弁板１１には外
部弁パツキン１２、外部弁パツキン押え１３、外部弁ガ
イド１４が取り付けられている。 外部弁板１１は弁軸６に対して軸方向に調節できるよう
になっており、弁が閉鎖されるとき、内外２つの弁は同
時に閉鎖され、両弁とも漏れを完全に止めるように、弁
軸６にはポール１０の浮力よりかなり大きな力が閉鎖方
向に作用するようになっている。 弁の開閉機構については、第１実施例で詳述したものと
同じである。 次に第２実施例の最も重要な要素である外部弁水受けお
よび内外両弁のパツキン押えについて詳述する。これら
を詳細に示すため、第４図に第３図の弁箱および内外両
弁を拡大して示す。内部弁パツキン押え４の外径と内部
弁座１５の内径（内部弁口径）との半径方向すきまＣ１
は、内部弁パツキン押え４が内部弁座内を容易に摺動で
きる範囲内で可及的に小さくし、内部弁パツキン押え４
の軸方向厚さｔｌは、内外両弁の最大リフトの０．５倍
から１．０倍程度に厚くする。一方外部弁パッキン押え
１３の外径と外部弁座１６の内径との半径方向すきまＣ
ＺはＣ１と同様に可及的に小さくし、その厚さｔｌは内
部弁パツキン押えの厚さｔｌの０．５倍以下に薄くする
。内部弁パツキン押え４の軸方向厚さｔ】のうち、下側
の厚さｔ３の部分だけ外周なβ１の角度で斜めに削り取
る。βｌの大きさは１５度から２０度程度とする。外部
弁パツキン押えも同様に軸方向厚さｔｌのうち、下側の
厚さｔ４の部分だけ外周をβ２の角度で削り取る。ｔ４
はｔＺに近い値とする。角度β２はβ１とほぼ等しい１
５度から２０度程度とする。場合によってはＣ２を十分
大きくすることもできる。これは厚さｔｌをＯにした事
に相当する。 」−述のような構成の外部弁水受けおよび内外両弁パツ
キン押え並びに弁開閉機構を持つポールタップが閉鎖す
る場合、水流によって弁に作用する力がどのように変化
するか述べる。まず水槽内が−ｌ　Ｏ− 空になり、ポール１０が下った状態では、弁軸６は押し
上げられ、内部弁パツキン３と内部弁座１５との間のす
きまである弁リフトＬは最大となり、ｔｌよりも大きい
。この状態では内部弁パツキンと内部弁座１５の間を通
った水は、パツキン押え４の下へ流出した後軸方向に方
向を変えて流出する。一方外部弁パッキン押え１３のｆ
面から傾斜した側面に沿った流れは、外部弁パツキン１
２と外部弁座１６の間を通って斜め上方へ流出する。 外部弁パツキン押え１３の厚さｔｌは、内部弁パツキン
押えの厚さｔｌの０．５倍以下であるので、外部弁から
の流出量は内部弁からの流出量に比べ相当大きい。 外部弁から流出した大流量高速度の水は、水受け２１に
よって下方へ導かれ、その際疏出水は水受け２１を上の
方へ大きな力で押し上げる。水受け２１によって下の方
へ導かれた水は、底板２２に衝突し、その際底板２２を
下の方へ大きな力で押し下げる。底板２２は水受け２１
と一体構造であるので、外部弁から流出した水の運動量
変化に１１− 基づく旧下方向の力は相殺されることになる。底板２２
に衝突した水は、ここで減速し、一旦」一方に向きを変
えた後さらに減速してゆるやかに水槽へ落下する。した
がって外部弁からの流出水による水槽水面の波立ちは非
常に少なくなり、また水槽水面へ流入する際の騒音も極
めて小さくなる。 前述のように、内部弁から流出する流量は、外部弁の流
量よりもかなり少ないので、内部弁から流出する水の速
度は外部弁から水槽水面に落下する水の速度よりもかな
り大きいけれども、水面までの落差も小さいのでこれに
よる水面の波立ちは少ない。また内部弁パツキン押え４
の厚さｔｌは従来のポールタップに比べて大きいけれど
も、第２図に示すように、レバー９をビン２０付近で曲
げることにより、弁の最大リフトは従来のものに比べて
約２倍の大きさであるため、外部弁からの流量は従来の
ボールタップに比べてかなり大きいので、内外両弁から
の流量の合計は従来のものに比べて大きい。 いま水槽の水位が上昇してポール１０が押し」−げられ
、それに応じて内部弁パツキン３と内部弁座１５との間
のすきますなわち弁リフ）Ｌが小さくなって、内部弁パ
ツキン押え４の厚さｔｌに達すると、流量は急速に減少
し始める。弁リフトＬが１１−１３になると、内部弁パ
ツキン押え４と内部弁座１５とのすきまＣ１は零に近い
ので、ここを通過する流量は零に近くなる。弁リフトＬ
がｔｌから１１−　ｔ３になる間、内部弁パツキン押え
４の側面の傾斜角β１は１５度〜２０度と比較的に小さ
いので、この間の流量変化は比較的ゆるやかとなるため
水撃が発生しない。仮に傾斜角βｌが大き過ぎると、リ
フトＬが１１−１３に達した時に急に流量が零になり、
またβｌが零で内部弁パツキン押え４が厚さｔｌの円柱
の場合は、リフトＬがｔｌに達した時に流量が急に零と
なるため、いずれもそれぞれの場合に水撃が発生する。 さらにそれぞれの時点で内部弁に作用する下向きの力が
急激に増加するため、ポールをｌＯの浮き上りとそれに
続く落下とが繰り返えされることになる。本発明では内
部弁パツキン押え４が厚’Ｓ　ｔｌのうちｔ３の部分の
側面が、適度の大きさの角度βｌを持っているため、上
述の危険は避けられる。但しより理想的にするには、ｔ
３の部分の形状を、βｌの角度の直線ではなく、凸形の
曲面にして、リフトＬがｔｌおよび１．−ｔ３になるそ
れぞれの時点およびｔ３の間、流量変化を一層ゆるやか
にすることができる。 さらに水槽の水面が上昇し、弁リフトが１．−１３より
小さくなると、水が内部弁を押し下げる力は弁箱内ゲー
ジ圧力Ｐと弁面積Ａ、の積ＰＡｌとなり、一方外部弁を
押し上げる力は、外部弁から流出する水の」−下方向の
運動量変化が水受け２１、底板２２によって打ち消され
るため、はぼＰＡｌに等しくなる。弁リフトＬがさらに
小さくなって全閉されるまでの間、外部弁からの流量は
リフトＬがｔ２から１２−１４の間にゆるやかに減少す
るので、水撃は発生しない。なお外部有底板２２は第２
図および第３図では内側に縁を設けたＬ字形をしている
が、縁を取り除いてリング状の平板とすることもできる
。 以」二詳述した通り、本発明によるボールタップ−１４
− は、外部弁側は外部弁水受け２１に底板２２を設けるの
みの簡単な構造で、外部弁の不安定特性を解消すること
ができる。また、内部弁側は内部弁パツキン押え４の外
径と内部弁座１５の内径とのすきまＣＩをほぼ零にする
とともに、内部弁パツキン押え４の厚さｔｌを大きくす
ることによって、内部弁の不安定特性を解消することが
できる。ｙらに弁リフトが内部弁パツキン押えおよび外
部弁パツキン押えの厚さに達する時点の流量変化をゆる
やかにすべく、それぞれ厚さｔ３およびｔ４の間を角度
１５度〜２０度で削り落すことにより、水撃の発生を完
全に防止することができる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は従来の圧力バランス式ボールタップの縦断面図
、第２図は本発明の第１実施例を示す圧力バランス式ポ
ールタップの縦断面図、第３図は本発明の第２実施例を
示す圧力バランス式ボールタップの縦断面図、第４図は
第３図の弁箱部分を拡大して詳細に示す縦断面図である
。 １・・・弁箱、２・・・内部弁板、４・・・内部弁パツ
キン−１５− 押え、５・・・内部弁ガイド、６・・・弁軸、９・・・
レバー、１０・・・ポール、１１・・・外部弁板、１３
・・・外部弁パツキン押え、１４・・・外部弁ガイド、
１５・・・内部弁座、１６・・・外部弁座、２１・・・
外部弁水受け、２２・・・外部有底板。 １６−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポールの浮力により、弁軸を共有する内部弁と外部弁の
   ２つの弁の開閉を行なうポールタップにおいて、外部弁
   水受けに底板を設けたことを特徴とする、圧力バランス
   式ボールタップ。