JPH0541316Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は太陽熱温水器などに使用するボールタ
ツプに関する。

〔従来の技術〕

一般に太陽熱温水器は、一定の集熱面積をもつ
集熱器と、一定の貯湯量をもつ貯湯槽によつて形
成されており、その貯湯槽内の貯湯量を一定に保
つ働きをボールタツプが給水用として受け持つて
いる。通常のボールタツプは槽内温度にかかわら
ず止水位は一定である。

近時、槽内温度に応じて止水位を変更できるよ
うにしたものが提案されている。

例えば、実開昭60−106077号公報に示すよう
に、浮子玉と開閉弁用リンク機構群とを連結する
連結軸にニツケル、チタン合金等の形状記憶合金
を使用した太陽熱温水器用ボールタツプが提案さ
れている。

また、実開昭59−128065号公報に示すように、
サーモエレメント付開閉弁を浮子式開閉弁に直列
に付設した太陽熱利用温水器の給水装置が提案さ
れている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記提案の従来例には次のよう
な問題点がある。

まず、前者のボールタツプは、二方向の形状記
憶合金で連結棒の一部を形成し、該連結棒が槽内
温度により曲ることを利用して止水位を変更、す
なわち槽内温度が低いとき低水位で、高いとき高
水位で給水を停止しうるようにしたものである
が、必要とされる形状記憶合金の強度と変形度を
得ること、及び耐久性とコストの点が現状の問題
として残されている。

また、後者の太陽熱利用温水器の給水装置は、
サーモエレメント付開閉弁を浮子式開閉弁に直列
に付設した構成となつており、サーモエレメント
付開閉弁は所定温度以上で開作動、所定温度以下
で閉作動するようにしたもので、具体例として
は、第８図に示すように、貯湯槽１３１に市水を
供給する給水管１３２の先端部に、サーモエレメ
ント付開閉弁１３３と浮子式開閉弁１３４とを直
列に内装した弁機構１３５を取付けたものであ
る。

弁機構１３５は、給水管１３２と貯湯槽１３１
とを結ぶ流通路１３６の一部を絞つて通水孔１３
７を設け、その上面にサーモ弁１３８を設けてい
る。サーモ弁１３８からはロツド１３９を上方へ
突設し、ロツド１３９の上端にフランジ１４０を
取付け、このフランジ１４０を環状のサーモエレ
メント１４１で支え、上面をスプリング１４２で
押圧している。

したつがて、貯湯槽１３１内の雰囲気温度が低
いときはサーモエレメント１４１が収縮し、スプ
リング１４２の弾発力でサーモ弁１３８が下がつ
て通水孔１３７を閉じ、雰囲気温度が上がるとサ
ーモエレメント１４１が膨張し、スプリング１４
２を圧して伸長するため、サーモ弁１３８も上が
つて通水孔１３７を開く。

サーモエレメント１４１とスプリング１４２を
収容するケース１４３には貯湯槽１３１内の雰囲
気温度感知用の透孔１４４をあけてある。

一方、通水孔１３７の下面には浮子弁１４５を
設け、この浮子弁１４５を貯湯槽１３１内に臨ま
せた浮子玉１４６にリンク機構１４７によつて連
結しており、給水管１３２からの給水によつて、
貯湯槽１３１内の水位が最高位に達すると、浮子
玉１４６が浮上し、浮子弁１４５が上がつて、通
水孔１３７を閉じるようになつている。

したがつて、この給水装置では、給水開始時に
は浮子弁１４５が下がつているため、槽内の雰囲
気温度が所定温度になつていれば、サーモ弁１３
８も開いてそのまま給水される。しかし、所定温
度に達していないときは、温度上昇をまつて給水
が始まる。そして、槽内の雰囲気温度の変化に対
応して給水と停止を繰り返す。

日照量が多くてサーモ弁１３８が度々開けば、
貯湯槽１３１内の水位は上がり、満水水位になつ
て浮子式開閉弁１３４の浮子弁１４５が浮上して
通水孔１３７を閉じる。

日照量が少なければ、温度上昇も低く、サーモ
弁１３８が度々開かないため、満水水位に達する
ことなしに日没となるが、水温は所定温度になつ
ている。

このように、この太陽熱利用温水器の給水装置
は、従来の浮子式開閉弁に加えてサーモエレメン
ト付開閉弁を直列に付設して、貯湯槽内の水位が
低く、かつ雰囲気温度が所定温度以上のときにの
み、給水されるようにしたことにより、日照量が
十分なときは、槽内の水量は満水でかつ所定温度
にまで昇温し、日照量が少なくて温度上昇が不十
分なときは、水量は満水とならず、水温だけが所
定温度にまで達するため、常に温湯をうることが
できる利点はあるが、この給水装置は、上記の様
にノズルを本体上下２箇所にもつているため、加
工がむつかしくコスト高となること、構造が複雑
となること、サーモエレメント付開閉弁が作動す
るだけの温度にならなければ水が供給されないた
め、雨天日や曇天日は水量が定まらず使用勝手が
悪いことなどの問題がある。

本考案はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、構造が簡単で、冬期や曇天日な
ど日照量の少ない日でも到達温度を効率よく高め
ることのできるボールタツプをコスト的にも有利
に提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本考案は、貯湯槽に
配置され、浮子玉の浮力を倍力機構により拡大し
て弁体をノズルの弁座に押し付け止水するボール
タツプにおいて、前記ノズルが本体内で摺動可能
であつてノズルの摺動に伴つて弁座位置が変化す
ることと、前記ノズルの摺動位置を制御する手段
が設けられ、該手段は槽内温度を感知する感温部
材と該感温部材の温度変化に対応して変位する変
位部材とを備えていることと、前記感温部材と貯
湯槽側壁の距離は、前記ノズルと貯湯槽側壁の距
離以上であることと、を特徴とする。

〔作用〕

このような構成とすれば、貯湯槽の止水位の調
整を、ボールタツプ本体内でのノズルの弁座の位
置を変化させるだけで容易に行うことが可能とな
る。したがつて、前述した従来例のようにノズル
を本体上下２箇所に設ける必要もなく、構造が簡
単で、加工が容易となり、コストの低減も図られ
る。

また、ノズルの弁座の位置の制御が、槽内温度
を感知する感温部材と、その温度変化に対応して
変位する変位部材とを備えた手段で行われるの
で、槽内温度変化に対応して止水位を容易に調整
することが可能となる。したがつて、冬期や曇天
日など日照量の少ない日は貯湯槽は若干少ないも
のの、効率よく温度を高めることが可能となる。
また、夏期や晴天日などの日照量の多い日は貯湯
量が増加して温度を必要以上に上昇させないため
効率がよく、給湯量も大きくとることが可能とな
る。さらに、感温部材が貯湯槽側壁から離れた位
置に設けられるので、外気温度や給水管の温度の
影響が避けられる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図及び第２図は本考案の第１実施例に係る
ボールタツプの低温時及び高温時の作動状態を
夫々示す一部縦断側面図である。

これらの図において、１は本体、２は弁体、３
はリンク機構、４は連結棒、５は浮子玉、６は貯
湯槽である。

前記本体１には、給水管７の先端部にノズル８
が摺動自在に嵌挿され、そのノズル８の弁座８ａ
は前記弁体２に取付けられた弁シート２ａと対向
している。

本体１の上部には、ケース９が貯湯槽側壁に垂
直に横設され、該ケース９には感温部材であるサ
ーモエレメント１０、変位部材である摺動部材１
１、スプリング１２が嵌入されている。サーモエ
レメント１０は、貯湯槽側壁に対してケース９の
遠い側に設けられている。また、該ケース９は、
ノズル８の上端部８ｂと対向する部分が開口して
おり、ノズル上端部８ｂと前記摺動部材１１との
間にローラ１３が配置されている。該ローラ１３
は、ノズル上端部８ｂと接触し、またその上端部
８ｂから外れるように転動可能である。

前記サーモエレメント１０内にはサーモワツク
スがあり、これが貯湯槽６内の雰囲気温度の昇降
により膨脹・収縮し、この変化によりロツド１４
が進退する。

このように本実施例のボールタツプは、内蔵す
るロツド１４が設定温度で伸びる機能を持つサー
モエレメント１０と、ロツド１４に押されてノズ
ル８の上端部８ｂに接触しているローラ１３がノ
ズル上端部８ｂより外れる機構を持ちかつ、サー
モエレメント１０が収縮したときロツド１４を押
し戻すスプリング１２からなるノズルの摺動位置
を制御する手段を本体１上部に備え、かつ、サー
モエレメント１０を貯湯槽側壁からノズル８より
も遠い位置に設けたもので、弁シート２ａを取付
けた弁体２がリンクなどの倍力機構を経て浮子玉
５に至る構造は従来のものと同じである。

なお、前記貯湯槽６には、その下部に設けられ
た図示しない出湯管と入湯管が集熱器に接続して
いる。

次に、本実施例の作動を説明する。

朝、給水するときは給水温度が低いため、槽内
温度も低下し、サーモエレメント１０のロツド１
４は、第１図に示すように後退して左端にあり、
ローラ１３がノズル上端部８ｂを押え込んだ位置
で止水位が決まる。

次いで、集熱が進められ、槽内温度が設定温度
以上になると、内蔵するサーモワツクスの膨脹で
サーモエレメント１０のロツド１４が突出し、こ
のロツド１４に押されてノズル上端部８ｂよりロ
ーラ１３が外れる。このとき、浮力玉５の浮力と
給水圧力×ノズル面積のバランスがくずれ、ノズ
ル８を上に押し上げつつ給水が続けられ、ノズル
８がストツパ３０に当つて上昇を停止したのち前
記バランスが成立し、給水は停止する（第２図参
照）。なお、この場合、ノズル８にスプリングを
取り付け、ローラ１３が外れた時点でノズル８を
強制的に上に引き上げてもよい。

このように、サーモエレメント１０の作用でノ
ズル８を上に移動することにより止水位を上昇さ
せ、貯湯量を増加するもので、その増加量はノズ
ル８の上昇寸法に比例する。

また、夕方や夜間に貯湯水を使い切れば槽内温
度が低下し、サーモエレメント１０のサーモワツ
クスが収縮し、ローラ１３がスプリング１２に押
されてサーモエレメント１０のロツド１４ととも
に初期の位置に戻る。

本実施例によれば、貯湯槽６の止水位の調整
を、ボールタツプ本体１内でのノズル８の弁座８
ａの位置を変化させるだけで容易に行うことがで
きるので、構造が簡単で、加工が容易となり、コ
スト的にも有利となる。また、槽内温度により止
水位を２段階に変化することができるので、冬期
や曇天日など日射量の少ない日は貯湯量は若干少
ないものの、効率よく温度を高めることができ、
また夏期や晴天日など日射量の多い日は貯湯量が
増加して温度を必要以上に上昇させないため効率
がよく、給湯量も大きくとることができる。

また、サーモエレメント１０が、貯湯槽側壁か
ら離れた位置に設けられているので、外気温の影
響を受けにくく、かつ、給水管７とも離れている
ので、給水管中の冷水の影響も少ない。さらに、
サーモエレメントが、本体１とも離れているの
で、本体とサーモエレメントが水滴で接続され
て、本体温度の影響を受けることもない。外部の
影響を受けないのでサーモエレメントは槽内温度
のみを感知して作動し、季節により貯湯温度が変
ることがない。

尚、本実施例においては、ケース９が貯湯槽側
壁に対してほぼ垂直に設けられているが、必ずし
も垂直でなくても、第７図に示すように、感温部
材１０が貯湯槽側壁６に対し、ノズル８よりも遠
い側の範囲Ａの中にあるように、ケース９を貯湯
槽側壁に対して斜めにあるいは平行に配置しても
よい。そのようにケース９を配置することによ
り、与えられたノズル８の位置に対し、感温部材
１０に対する貯湯槽側壁からの外気温の影響が低
減される。

なお、前記実施例では、ローラ１３が接触する
ノズル８の上端部８ｂをほぼ平坦面としている
が、第３図に示すように、ローラ１３が接触する
ノズル８の上端を斜めにカツトして下降斜面Ｓを
設けかつ温度−伸び特性がリニアなサーモエレメ
ントを用いれば、サーモエレメントのロツドのリ
ニアな伸びによりノズル８の移動量がリニアにな
るため、第４図に示すように、槽内温度ｔの上昇
によつてリニアに貯湯槽容量Ｖを変化させること
ができる。換言すれば、槽内温度により止水位を
無段階に変化させることができる。

第５図及び第６図は本考案の第２実施例に係る
ボールタツプの本体部分の低温時及び高温時の作
動状態を夫々示す縦断側面図である。

本実施例は感温部材として第１実施例のサーモ
エレメントに代えて形状記憶合金製スプリング２
１を用いたもので、図示のように、本体１の上部
に横設されたケース９内に、ノズル８の上端部８
ｂと接触する変位部材であるローラ１３Ａをはさ
んで圧縮スプリング１２Ａと形状記憶合金製スプ
リング２１が配置されている。形状記憶合金製ス
プリングは、貯湯槽６の側壁に対し、ノズル８よ
りも遠い側に設けられていて、貯湯槽側壁を介し
て外気温の影響が加わわるのを防いでいる。

作動において、低温時には、第５図に示すよう
に、形状記憶合金製スプリング２１は縮んでい
て、ローラ１３Ａがノズル上端部８ｂを押え込ん
だ位置となり、ノズル８の弁座８ａの位置が下方
に下がる。一方、高温時には、第６図に示すよう
に、形状記憶合金製スプリング２１が伸び、ノズ
ル上端部８ｂよりローラ１３Ａが外れ、ノズル８
が上昇してその弁座８ａの位置が上方に引き上げ
られる。

このように本実施例によれば、槽内温度により
ノズル８の弁座８ａの位置を変化させることがで
きるとともに、外気温の影響を排除することがで
き、前記第１実施例の場合と同様の効果を得るこ
とができる。

前記各実施例では、ノズルの摺動手段としてサ
ーモエレメント、形状記憶合金製スプリングを用
いているが、該手段はこれに限定されるものでは
なくこのほかサーモベローズやバイメタル等を用
いることもできる。また、ケース９は、いずれの
場合も貯湯槽側壁に垂直に設置されているが、必
ずしも垂直でなくともよく、例えば壁面に平行に
設けられてもよい。

〔考案の効果〕

本考案によれば、貯湯槽の止水位の調整を、ボ
ールタツプ本体内でのノズルの弁座の位置を変化
させるだけで容易に行うことができる。したがつ
て、前述した従来例のようにノズルを本体上下２
箇所に設ける必要もなく、構造が簡単で、加工が
容易となり、コスト的にも有利となる。また、ノ
ズルの弁座の位置の変化を、槽内温度を感知しそ
の温度変化に対応して変位する部材で行うことに
より、槽内温度変化に対応して止水位を容易に調
整することができる。したがつて、冬期や曇天日
など日照量の少ない日は貯湯量は若干少ないもの
の、効率よく温度を高めることができる。また、
夏期や晴天日など日射量の多い日は貯湯槽が増加
して温度を必要以上に上昇させないため効率がよ
く、また、外気温に影響されないので、止水位を
変化させる温度を、常に一定にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の第１実施例に係る
ボールタツプの低温時及び高温時の作動状態を
夫々示す一部縦断側面図、第３図はノズルの他の
例を説明する側面図、第４図はそのノズルを用い
たときの貯湯槽容量と槽内温度の関係を示す線
図、第５図及び第６図は本考案の第２実施例に係
るボールタツプの本体部分の低温時及び高温時の
作動状態を夫々示す縦断側面図、第７図は本発明
の感温部材の取付位置例を示す平面図であり、第
８図は従来例の一部縦断側面図である。 ２……弁体、３……リンク機構、５……浮子
玉、６……貯湯槽、８……ノズル、８ａ……弁
座、１０……感温部材（サーモエレメント）、１
１……変位部材（摺動部材）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 貯湯槽に配置され、浮子玉の浮力を倍力機構に
   より拡大して弁体をノズルの弁座に押し付け止水
   するボールタツプにおいて、前記ノズルが本体内
   で摺動可能であつて、該ノズルの摺動に伴つて弁
   座位置が変化することと、前記ノズルの摺動位置
   を制御する手段が設けられ、該手段は槽内温度を
   感知する感温部材と該感温部材の温度変化に対応
   して変位する変位部材とを備えていることと、前
   記感温部材と貯湯槽側壁の距離は、前記ノズルと
   貯湯槽側壁の距離以上であることとを特徴とする
   ボールタツプ。