JPH0710148Y2 - ボールタップ - 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ップに
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って形成されてお
り、その貯湯槽内の貯湯量を一定に保つ働きをボールタ
ップが給水用として受け持っている。通常のボールタッ
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。

また、実開昭60−106077号公報に示すように、浮子玉と
倍力機構とを連結する連結棒にニッケル、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ップ
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課題が
ある。

まず、前者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、ノズルを本体上下２箇所に
もっているため、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
ことなどの課題がある。

また、後者のボールタップは、２方向性の形状記憶合金
で連結棒を形成し、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るようにしたもので、具体的
には第３図に示すように構成されている。

即ち、第３図において、101は浮子玉、102は連結棒、10
3は本体、104は出口水、105は倍力機構、106は貯湯槽内
壁面であり、上記連結棒102を形状記憶合金で形成した
ものである。

したがって、このボールタップは、所定温度以下の通常
使用状態であると、浮子玉101は、液面αの位置で止水
状態を保ち、連結棒102の中心線は、イの位置にある。
貯湯槽内の湯を使用すると、液面αは下降し、連結棒10
2の中心線はハの位置となり、開弁給水し、液面αにな
るまで出水口104から注水する。この液面αの位置で、
所定温度を越えると、連結棒102は、図示Ｘ点から曲っ
て、浮子玉101を付加している連結棒102の中心線はロの
位置となって液面βとなるまで、出口水104から注水す
る。このときの開弁給水状態の浮子玉101の位置、即
ち、連結棒102の中心線は、ニとなる。所定温度への下
降は注水による冷却作用によって行われる。

このように、このボールタップでは、所定温度以上にな
ると連結棒102が上方に向けて浮子玉101を液面上に引き
あげる形に曲って、浮子玉重量による下方向動作で開
弁、給水するので、槽内温度が低いときは低水位で、高
いときは高水位で給水を停止しうる利点はあるが、この
ボールタップは、上記の様に連結棒102全体が形状記憶
合金で形成されているため、連結棒の長さ、屈曲変形す
る箇所、液面に対する変形方向及び変形度などの組合せ
を十分に考慮する必要があり、煩雑であるばかりでな
く、連結棒の回動方向を液面と直交する面内においてそ
の方向で所定の屈曲変形及び変形度を得ることは以外と
手間がかかり止水位の変更を正確にかつ効率よく行うこ
とが難しいこと、強度面も考慮する必要があること、場
合によっては所定の止水位の変更が得られるように新た
な連結棒に取替える必要もあり例えば屋根上の作業とし
て以外と手間がかかることなどの問題があり、また連結
棒全体を形状記憶合金としているためコスト的に不利に
なるという問題もある。

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、構造が簡単かつコンパクトで、止水位の調整
を正確にかつ効率よく行うことのできるボールタップを
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、貯湯槽内の上部に
設けられ、回動自在に枢支された浮子玉支持部材と、こ
れにリンク部材を介して結合され前記支持部材に追従し
て回動する弁体支持部材とからなる倍力機構を備え、該
倍力機構により浮子玉の浮力を拡大して弁体をノズルの
弁座に押し付け止水する貯湯槽給水用ボールタップにお
いて、前記リンク部材を上部、下部に分割し、該上下部
材間に、前記貯湯槽内の温度が所定以上で伸長し、所定
温度以下で収縮する形状記憶合金で形成されたコイルバ
ネと、該コイルばねが収縮する方向に付勢されるバイア
スばねからなる伸縮部材を介装し、該伸縮部材の伸縮に
よりリンク部材の長さを変化させて止水位を調整可能と
した構成としたものである。

〔作用〕

このような構成とすれば、貯湯槽の止水位の調整を、リ
ンク部材の長さを変化させるだけで容易に行うことが可
能となる。したがって、構造が簡単かつコンパクトとな
ると共に、連結棒の回動もほぼ液面と直交する面内で行
われ、止水位の調整を正確にかつ効率よく行うことが可
能となる。

また、リンク部材の長さの変化を、槽内温度を感知しそ
の温度変化に対応して伸縮する部材で行うことにより、
槽内温度に対応して止水位を正確にかつ効率よく調整で
きると共に、リンク部材に伸縮手段を設けるだけでよい
ためコスト的にも有利となる。

〔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図は本考案の実施例に係るボールタップ
の低温時及び高温時の差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は倍力機
構、４は連結棒、５は浮子玉、Ｔは貯湯槽である。

前記本体１には、給水管６の下流側の弁座6aに前記弁体
２に取付けられた弁シート2aが対向している。

前記倍力機構３は、浮子玉支持部材７、リンク部材８、
弁体支持部材９から構成されている。

浮子玉支持部材７は、本体１上部に軸ａにより枢支さ
れ、連結棒４を介して浮子玉５を支持している。また、
弁体支持部材９は、本体１下部に軸ｂにより枢支され、
弁体２を支持している。さらに、リンク部材８は、浮子
玉支持部材７の中間部と弁体支持部材９の自由端とをリ
ンク結合している。

前記リンク部材８は上部と下部に２分され、その上部側
に環状部材8aが固定されると共に、その環状部材8aの穴
に嵌挿される径小部分を上部に有す可動部材8bがリンク
部材８の下部側に固定され、該可動部材8bの上端にはス
トッパ8cが設けられている。また、環状部材8aと可動部
材8bには、形状記憶合金製コイルばね10及びバイアスば
ね11が夫々その両端を両部材8a,8bに固定され同心状に
配置されている。

前記コイルばね10は、２方向性の形状記憶合金からな
り、高温で伸長し、低温で収縮する伸縮性を有する。ま
た、バイアスばね11は、低温への移行時に可動部材8bの
上昇に寄与する。

なお、前記貯湯槽Ｔ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、貯湯槽Ｔに給水するときは、給水温度が低いため、
第１図に示すように、リンク部材８の寸法は短かく、低
い水位で給水が停止する。

昼間、集熱が続けられ槽内温度が設定温度に到達する
と、第２図に示すように、形状記憶合金製コイルばね10
が伸張し、リンク部材８の寸法を長くする。このため浮
子玉５の浮力と給水圧力のバランスがくずれ、弁が開い
て給水する。そしてリンク部材８の寸法変化に相当する
水位まで液面が上昇した後、給水が停止する。

この様に形状記憶合金製コイルばね10の作用でリンク部
材８の寸法を変化させることにより止水位を変化させ、
貯湯量を増減させるもので、その変化量はリンク部材８
の寸法変化に比例する。

本実施例によれば、貯湯槽Ｔの止水位の調整を、リンク
部材８の長さを変化させるだけで容易に行うことができ
るので、構造が簡単かつコンパクトとなると共に、連結
棒４の回動もほぼ液面と直交する面内で行われるため、
止水位の調整を正確にかつ効率よく行うことができる。

また、リンク部材８の長さの変化を、形状記憶合金製コ
イルばね10の作用で行うようにしたので、槽内温度に対
応して止水位を正確にかつ効率よく調整できると共に、
リンク部材８の一部に形状記憶合金製コイルばね10を組
込むことで所期の目的が達成できるためコスト的にも有
利となる。

〔考案の効果〕

以上説明したことから明らかなように、本考案は以下の
効果を奏するものである。

貯湯槽の止水位の調整を、リンク部材の長さを変化させ
るだけで容易に行うことができる。したがって、構造が
簡単かつコンパクトとなると共に、連結棒の回動もほぼ
液面と直交する面内で行われるため、止水位の調整を正
確にかつ効率よく行うことができる。

また、リンク部材の長さの変化を、上部、下部に分割
し、該上下部材間に、前記貯湯槽内の温度が所定以上で
伸長し、所定温度以下で収縮する形状記憶合金で形成さ
れたコイルバネと、該コイルばねが収縮する方向に付勢
されるバイアスばねとからなる伸縮部材を介装し、該伸
縮部材の伸縮で行うことにより、槽内温度に対応して止
水位を正確にかつ効率よく調整できると共に、リンク自
身は通常の材料で形成され、形状記憶合金のような高価
な材料はほんの一部に使用するだけでよいからコスト的
にも有利となる

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の実施例に係るボールタップ
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図は従来例の側面図である。 １……本体、２……弁体、３……倍力機構、４……連結
棒、５……浮子玉、６……給水管、７……浮子玉支持部
材、８……リンク部材、９……弁体支持部材、10……形
状記憶合金製コイルばね。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小濱 照一 愛知県小牧市大宇大草2036番地 兼工業株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−175887（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−127980（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−132249（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−128065（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−106077（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−98566（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭51−54416（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】貯湯槽内の上部に設けられ、回動自在に枢
   支された浮子玉支持部材と、これにリンク部材を介して
   結合され前記支持部材に追従して回動する弁体支持部材
   とからなる倍力機構を備え、該倍力機構により浮子玉の
   浮力を拡大して弁体をノズルの弁座に押し付け止水する
   貯湯槽給水用ボールタップにおいて、前記リンク部材を
   上部、下部に分割し、該上下部材間に、前記貯湯槽内の
   温度が所定以上で伸長し、所定以下で収縮する形状記憶
   合金で形成されたコイルばねと、該コイルばねが収縮す
   る方向に付勢されるバイアスばねからなる伸縮部を介装
   し、該伸縮部材の伸縮によりリンク部材の長さを変化さ
   せて止水位を調整可能としたボールタップ。