JP2000088133A - 水位差動式ボールタップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １次側圧力を設定値に維持する。 【解決手段】 水位差動式ボールタップの１次側に圧力
逃し弁２を設け、１次側圧力が設定値より増大した時に
圧力調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水位差動式ボール
タップに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のボールタップとしては、
吐水弁とピストンを弁棒で連結し、給水圧力（１次側圧
力）を開弁方向に受ける吐水弁より閉弁方向に受けるピ
ストンの受圧面積を大きくしたものがある。このボール
タップでは、１次側圧力にて吐水弁に作用する開弁力よ
りもピストンへ作用する閉弁力が大きいことにより、受
水槽での閉弁水位における吐水弁の閉止状態を維持し、
受水槽の水位が開弁水位に達した時に、吐水弁にフロー
トの重量が作用することにより、前記閉弁力よりも開弁
力が増すことで弁口を開口し吐水する様に成し、微量の
水位変化にもフロートが揺動連動して弁口が無用に反復
開閉される等の不都合を解消している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ボールタッ
プを接続している１次側に、何らかの理由（例えば水道
メーターの交換のために止水栓で給水管の通水を制止し
た時に、止水栓に具備された逆流防止機能）によって、
ウォーターハンマーが生ずることがある。これによっ
て、１次側圧力が通常の設定値より増大するため、吐水
弁にフロートの重量が作用しても、上記の様に開弁せ
ず、受水槽の水位を所定水位に維持できないといった課
題を有していた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題に鑑
み、水位差動式ボールタップの１次側に圧力逃し弁を設
け、１次側圧力が設定値より増大した時に圧力調整す
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。１は水位差動式ボールタップの本体
であり、該本体１は圧力逃し弁２を本体１の１次側、即
ち本体１の給水口３に一体的に設けるか、給水口３近傍
に設けている。圧力逃し弁２は、筒状のケーシング４内
部に１次側との連通口５と、これより大径な圧力調整室
６とを大径段部７を介して連続形成している。大径段部
７には連通口５を開閉する弁体８を接離自在に設け、該
弁体８と、圧力調整室６上部に螺挿した調節ねじ９との
間に調節ばね10を圧縮介装し、弁体８を閉弁方向に付勢
している。又、調節ねじ９には、圧力調整室６と外部を
連通する排水口11を設け、調節ねじ９で調節ばね10によ
る弁体８の付勢力を調整して、一次側が設定圧力以上に
なった時に弁体８が連通口５を開口する様に設定してい
る。

【０００６】本体１は、給水口３と吐水口12の流路が直
角なアングル形の弁箱13を設け、該弁箱13内において、
１次側流路14及び２次側流路15の境界に隔壁16を形成
し、該隔壁16の中央に弁口17を形成すると共に、弁口17
の周縁に弁座18を２次側流路15側へ突設している。

【０００７】又、弁箱13の上方開口部19には、円筒状の
シリンダ20を水密状に挿着し、該シリンダ20の上部に蓋
体21を水密状に被冠している。弁箱13内において、２次
側流路15では１次側圧力を開弁方向に受ける円盤状の吐
水弁22を弁座18に接離自在に設け、吐水弁22の下部周縁
に２次側流路15の壁面を摺動する案内羽根23を外方突設
している。又、シリンダ20内に１次側圧力を閉弁方向に
受ける略円柱状のピストン24を配し、該ピストン24の受
圧面積を吐水弁22のそれより大きく設けている。そし
て、吐水弁22とピストン24を弁棒25で連結し弁機構と成
している。

【０００８】又、ピストン24は、その周囲に形成した凹
溝にＵパッキン等のシール部材26を装着し、該シール部
材26の下方にリップ26ａを外方突出している。シール部
材26は、吐水弁22の閉弁中にシール機能し、開弁中にシ
ール機能を解除する様に設定している。即ち、シリンダ
20において、吐水弁22が閉弁直前から閉弁する迄の間に
ピストン24が移動する部位は、シール部材26のリップ26
ａがシリンダ20を摺動する口径を有し、又シリンダ20に
おいて、吐水弁22が開弁初期（閉弁直前に同じ）から全
開する迄の間にピストン24が移動する部位は、シール部
材26のリップ26ａがシリンダ20に接触しない口径を有し
ている。

【０００９】又、シリンダ20において、ピストン24の背
面側に圧力室27を設け、該圧力室27は、上記シール機能
時にシール部材26で１次側流路14と水密状に遮断され、
又シール解除時に圧力室27と１次側流路14とが連通する
様に成している。又、圧力室27には、上記シール機能時
に圧力の微少漏れを許容する圧力排出機構部28を設けて
いる。

【００１０】圧力排出機構部28は、圧力室27の天井（蓋
体21）に外部に通ずる排出口29を穿設し、該排出口29を
開閉する排出弁30と、該排出弁30を連接棒31を介してピ
ストン24上部で連繋した弁ガイド部32と、排出弁30をピ
ストン24背面側より閉弁方向に付勢するスプリング33と
から成る。排出弁30は、圧力室27より若干小径な円盤状
に形成して成り、閉止状態で圧力室27の天井との微少な
隙間を設けて排出口29をシールする様に成している。弁
ガイド部32は、圧力室27より若干小径な略中空筒状に形
成して成り、その下端部をピストン24上部に固定してい
る。そして、圧力室27において、排出弁30と弁ガイド部
32の周囲に流路34を設けている。連接棒31は、その上端
部を排出弁30に固定し、その下方を弁ガイド部32の上部
中央の挿通孔35に挿入すると共に、下端部に挿通孔35よ
り大径に設けた抜止め部36を弁ガイド部32の中空部37に
配し、弁ガイド部32より伸縮自在に設けている。スプリ
ング33は、排出弁30と弁ガイド部32の間に介装して成
り、連接棒31によって弁ガイド部32に支持された排出弁
30を閉弁する様に押圧している。

【００１１】又、圧力室27と１次側流路14とが連通する
開弁中において、少なくとも吐水弁22の全開状態には、
ピストン24の移動によって排出口29を開口する様に連接
棒31の長さを設定している。又、圧力室27の排出口29と
２次側流路15に設けた貫通孔38とをバイパス流路39で連
結している。尚、吐水弁22と貫通孔38は、本来弁箱13の
側方に設けているが、これらを図示するために、その部
分を図面上では弁箱13の前方に設けている。

【００１２】40は、吐水弁22の下部中央に垂設した梃子
案内部材であり、該梃子案内部材40は、その前後方向に
横穴41を貫設し、該横穴41に操作杆42を挿通保持してい
る。又、操作杆42は、その基端部を弁箱13の後方下部に
枢着すると共に、先端方を弁箱13の前方下部に開設した
開口部43に挿通している。一方、弁箱13の前方上部に
は、梃子杆44の基端部を枢着し、該梃子杆44の基端側下
部と操作杆42の先端部とをリンク45で枢着連結し、又梃
子杆44の先端部にフロート46を設けている。又、上記横
穴41内の下面は、フロート46の上限位置において、操作
杆42と所定の間隙Ｓを設けている。又、図中、47はスト
レーナ、48、48ａ…はＯリングである。

【００１３】次に本発明に係る水位差動式ボールタップ
の作用について説明する。図２は満水位時における閉弁
状態を示す。この状態にあっては、ピストン24のシール
部材26でシリンダ20がシールされているため、吐水弁22
とピストン24に１次側圧力が作用しており、ピストン24
は吐水弁22よりも受圧面積が大きいため、１次側圧力に
て吐水弁22に作用する開弁力よりもピストン24へ作用す
る閉弁力が大きく、吐水弁22は閉止状態を維持してい
る。

【００１４】ここで、１次側流路14にウォーターハンマ
ーを生じ、１次側圧力が設定値より増大した場合、この
増大した圧力を圧力逃し弁２によって外部へ排出し、１
次側圧力を設定値に調整維持している。

【００１５】又、水位が低下した場合、フロート46の降
下によって、梃子杆44、リンク45を介して操作杆42が下
方へ揺動する。若干の水位差、即ち、横穴41の間隙Ｓ内
での操作杆42の移動分では、吐水弁22下部の梃子案内部
材40に何らの荷重が作用していないので開弁しない。そ
して、開弁水位に達すると、梃子案内部材40の下面にフ
ロート46の重量（開弁水位での浮力分を除く）が作用
し、これが吐水弁22に作用している上記開弁力に加わっ
てピストン24に作用している上記閉弁力より大きくな
り、図３に示す様に、吐水弁22は開弁し吐水する。

【００１６】開弁中において、シリンダ20に対するシー
ル部材26のシールが解除されると、１次側流路14と圧力
室27は連通し、１次側圧力によるピストン24への閉弁力
は完全に解除され、一気に図４に示す全開状態となる。
全開直前又は全開状態では、開弁方向へのピストン24の
移動によって排出弁30は、圧力室27の天井から離脱して
排出口29を開口し、圧力流体が圧力室27からバイパス流
路39を経て２次側流路15へ排出される。

【００１７】次いで、吐水による水位上昇でフロート46
が浮上することにより、吐水弁22は閉弁を開始する。そ
して、図３に示す様に、閉弁直前位置でシール部材26が
シリンダ20をシールすると、圧力室27は略密封される。
この時には、既に排出弁30は閉止状態にあるが、圧力室
27の天井との間に設けた微少な隙間から圧力室27内の圧
力流体が２次側流路15へ微少漏洩するため、圧力室27の
圧力は、吐水弁22の閉弁方向の変位量に応じて少しずつ
減少し、吐水弁22は緩やかに閉弁方向へ変位し閉弁に至
る。

【００１８】

【発明の効果】要するに本発明は、１次側圧力を開弁方
向に受ける吐水弁22と、閉弁方向に受けるピストン24を
弁棒25で連結すると共に、吐水弁22よりピストン24の受
圧面積を大きくした弁機構を本体１に設け、該弁機構を
水位に連動するフロート46に連繋したので、１次側圧力
にてピストン24に作用する閉弁力を吐水弁22に作用する
開弁力より大きくして、閉弁水位時における吐水弁22の
閉止状態を維持し、又開弁水位時にフロート46の重量を
弁機構に作用させることで上記閉弁力より開弁力を増大
させて、閉弁作動時と開弁作動時の水位との間に一定の
作動水位差を具有し、水位変位による無機用な弁口17の
開閉作動を無くすことができる。更に、本体１の１次側
に圧力調整手段２を設けたことにより、一次側圧力がウ
ォーターハンマーの発生で設定値より増大することを圧
力調整手段２で防止し、従来の開弁不良を解消し、本体
１を正常に作動させることができ、受水槽の水位を所定
水位に維持できる。

【００１９】又、圧力調整手段２を本体１に一体的に設
けたので、本体１の取付け作業の効率化を図ることがで
きる。

【００２０】又、ピストン24とそのシリンダ20の間に設
けたシール部材26は、吐水弁22の開弁中にシール機能を
解除することで、ピストン24に作用する上記閉弁力を解
除し、急速全開させることが出来ると共に、圧力室27と
１次側流路14とが連通することにより、圧力流体を圧力
室27へ流入させることが出来る。そして、吐水弁22の閉
弁中にシール部材26がシール機能することにより、１次
側圧力による閉弁力を作用させることが出来るが、圧力
室27内では上記圧力流体が封入されると共に、圧力排出
機構部28によって、圧力を微少漏洩するので、閉弁方向
へのピストン24の変位に応じ、閉弁動作を緩やかに変位
させられ、急速閉弁によるウォーターハンマーを防止で
きる。

【００２１】又、圧力排出機構部28は、排出弁30をピス
トン24背面側より閉弁方向に付勢する手段により、排出
弁30の安定的な閉止状態を維持させて、微少な隙間を設
けて排出口29をシールしている排出弁30による圧力の微
少漏洩のスピードを安定させることができる。又、圧力
室27と１次側流路14との連通時において、少なくとも吐
水弁22の全開状態で排出口29を開口する手段によって、
開弁中又は全開時には、排出口29が開口することで、ピ
ストン24、排出口29、排出弁30等に付着した水垢、異物
を圧力流体と共に圧力室27より外部へ強制的に排出させ
られ、水垢等の付着による作動不良、特に排出口29の目
詰まりを解消し、排出弁30による圧力の微少漏洩を維持
させることができる。

【００２２】又、圧力室27から流出する圧力流体を２次
側流路15へ排出する様に成したので、圧力室27内の水垢
等を排出口29内部に止まらせることなく、外部へ完全に
流出させることが出来る等その実用的効果甚だ大であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】水位差動式ボールタップを示す断面図である。

【図２】ボールタップ本体の全閉状態を示す断面図であ
る。

【図３】ボールタップ本体の開弁初期又は閉弁直前の状
態を示す断面図である。

【図４】ボールタップ本体の全開状態を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 本体 ２ 圧力逃し弁 14 １次側流路 15 ２次側流路 20 シリンダ 22 吐水弁 24 ピストン 25 弁棒 26 シール部材 27 圧力室 28 圧力排出機構部 29 排出口 30 排出弁 31 連接棒 32 弁ガイド部 33 スプリング 46 フロート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H059 AA05 BB05 BB14 CA05 CD05 EE01 FF02 3H066 AA01 BA05 BA18 EA01 EA08 3H068 AA01 BB22 BB32 BB43 BB53 BB73 BB81 EE16 EE20 FF20 GG02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次側圧力を開弁方向に受ける吐水弁
   と、閉弁方向に受けるピストンを弁棒で連結すると共
   に、吐水弁よりピストンの受圧面積を大きくした弁機構
   を本体に設け、該弁機構を水位に連動するフロートに連
   繋し、本体の１次側に圧力調整手段を設けたことを特徴
   とする水位差動式ボールタップ。
2. 【請求項２】 圧力調整手段を本体に一体的に設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載の水位差動式ボールタッ
   プ。
3. 【請求項３】 ピストンとそのシリンダの間にシール部
   材を設け、該シール部材は、吐水弁の閉弁中にシール機
   能し、開弁中にシール機能を解除し、又シリンダにおい
   て、ピストンの背面側に圧力室を設け、該圧力室は、シ
   ール機能時に圧力の微少漏れを許容する圧力排出機構部
   を設け、又シール解除時に圧力室と１次側流路とが連通
   する様に成したことを特徴とする請求項１又は２記載の
   水位差動式ボールタップ。
4. 【請求項４】 圧力排出機構部は、圧力室に設けた排出
   口と、閉止状態で微少な隙間を設けて排出口をシールす
   る排出弁と、該排出弁をピストン背面側より閉弁方向に
   付勢する手段と、圧力室と１次側流路との連通時におい
   て、少なくとも吐水弁の全開状態で排出口を開口する手
   段とから成ることを特徴とする請求項３記載の水位差動
   式ボールタップ。
5. 【請求項５】 圧力室から流出する圧力流体を２次側流
   路へ排出する様に成したことを特徴とする請求項３又は
   ４記載の水位差動式ボールタップ。