JP2002294790A - 自動定量排水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 公衆トイレの水洗、動物の飼育舎の糞尿の水
洗、水路等の沈殿防止その他に用いられて、一定量の水
を自動的に排出する自動定量排水装置に於て、電源等の
動力源や人為的な操作が不要でそれでいて一定量の水を
自動的に排出できる様にする。 【解決手段】 水槽２、給水管３、排水管４、第一弁座
５、大径管６、第二弁座７、弁体８、オーバーフロー管
９、フロート手段１０とで構成し、とりわけ水槽２の底
部に排水管４と同心状に設けられた大径管６と、水槽２
内に設けられて所定の水位Ｈになった時には排水管４と
大径管６との間に水を流入させるオーバーフロー管９
と、所定の水位Ｈになるまでは弁体８をその水深圧Ｐに
依り第一弁座５と第二弁座７に当座させると共に所定の
水位Ｈになると弁体８を浮動させて第一弁座５と第二弁
座７から離座させるフロート手段１０とを備えたものに
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、例えば公衆トイレ
の水洗、動物の飼育舎の糞尿の水洗、水路等の沈殿防止
その他に用いられて、一定量の水を自動的に排出する自
動定量排水装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の自動定量排水装置として
は、例えば電気的に水面を検知して排水管に設けた電動
弁を開く事に依り一定量の水を自動的に排出するものが
考えられる。ところが、この様なものは、構造が比較的
簡単であるものの、電源等の動力源が必要であるという
難点がある。

【０００３】又、定量排水装置としては、例えばハンド
ル操作に依り一定量の水を排出するフラッシュバルブを
用いたものや、水を貯溜するタンクと水が所定水位にな
れば給水を停止させるボールタップとハンドル操作に依
りタンク内の水を排出するフロートバルブとを備えた水
洗トイレのロータンク装置が知られている。ところが、
この様なものは、人力にてハンドル操作する事に依り排
水するものであったので、一定量の水を自動的に排出す
る事ができなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】要するに、従来の何れ
も、電源等の動力源が必要であったり、人為的な操作が
必要であった。本発明は、叙上の問題点に鑑み、これを
解消する為に創案されたもので、その課題とする処は、
電源等の動力源や人為的な操作が不要でそれでいて一定
量の水を自動的に排出できる様にした自動定量排水装置
を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の自動定量排水装
置は、基本的には、水を貯溜する水槽と、水槽の上部に
設けられて水を供給する給水管と、水槽の底部に設けら
れて水を排出する排水管と、排水管の上端に形成された
第一弁座と、水槽の底部に排水管と略同心状に設けられ
た大径管と、大径管の上端に形成された第二弁座と、第
一弁座と第二弁座に当離座する弁体と、水槽内に設けら
れて所定の水位になった時には排水管と大径管との間に
水を流入させるオーバーフロー管と、所定の水位になる
までは弁体をその水深圧に依り第一弁座と第二弁座に当
座させると共に所定の水位になると弁体を浮動させて第
一弁座と第二弁座から離座させるフロート手段と、から
構成した事に特徴が存する。

【０００６】給水管からの水が供給されない給水開始前
は、弁体とフロート手段の自重に依り弁体が第一弁座と
第二弁座に当座されて所謂閉弁される。給水管から水が
供給されると、水槽に水が貯溜されて行く。水槽内の水
が所定の水位（水深）に達しない場合は、フロート手段
に依り弁体が浮動されようとするが、水深圧に依り弁体
が第一弁座と第二弁座に当座された閉弁状態が保たれ
る。水槽内の水が所定の水位に達すると、オーバーフロ
ー管から水が流入して大径管と排水管との間に到達し、
弁体には上向きの水深圧も作用される。この為、弁体
は、フロート手段に依り浮動されて第一弁座と第二弁座
から離座されて所謂開弁される。弁体が第一弁座と第二
弁座から離座されると、水槽内の水が排水管から排出さ
れて水位が低下して行く。水位が低下すると、フロート
手段に依り弁体が降下されて弁体が第一弁座と第二弁座
に当座され、所謂閉弁されて排水管からの水の排出が停
止される。その後は、上述の事が繰り返して行なわれ、
一定量の水が一定時間毎に自動的に排出される。

【０００７】第二弁座は、第一弁座より若干上方に位置
するのが好ましい。この様にすれば、弁体を第二弁座に
当座させた後に第二弁座と第一弁座の両方に当座させる
事ができ、その間にオーバーフロー管内の水を排水管か
ら排出できる。その結果、オーバーフロー管内の水に依
る圧力分だけ減じて弁体を当座させる事ができる。

【０００８】フロート手段は、弁体に設けられて上方に
延びるガイド棒と、ガイド棒の下位に昇降可能に設けら
れた小フロートと、ガイド棒の上位に昇降可能に設けら
れて小フロートより浮力が大きい大フロートと、ガイド
棒に設けられて小フロートの上動を規制する第一ストッ
パと、水槽に設けられてガイド棒を昇降可能に支持する
と共に小フロートの上動と大フロートの下動を規制する
第二ストッパと、ガイド棒に設けられて大フロートの上
動を規制する第三ストッパとを備えているのが好まし
い。この様にすれば、水位の低下に呼応して弁体を的確
に下降させる事ができ、水槽容量に対する排水量が大き
くなって効率的なものにする事ができる。

【０００９】

【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。図１は、本発明の自動定量排水
装置を示す縦断面図。図２乃至図７は、自動定量排水装
置の作用を説明する為の縦断面図。図８は、水圧及び浮
力と水深との関係を示すグラフである。

【００１０】自動定量排水装置１は、水槽２、給水管
３、排水管４、第一弁座５、大径管６、第二弁座７、弁
体８、オーバーフロー管９、フロート手段１０とからそ
の主要部が構成されている。

【００１１】水槽２は、水を貯溜するもので、この例で
は、側壁１１と底壁１２とを備えて上方が開放した角箱
状を呈している。

【００１２】給水管３は、水槽２の上部に設けられて水
を供給するもので、この例では、エルボ状を呈し、水槽
２の側壁１１の上部に貫通して設けられている。給水管
３には、図略しているが、流量調整弁等の給水弁を介し
て水道管等の給水源が接続される。

【００１３】排水管４は、水槽２の底部１２に設けられ
て水を排出するもので、この例では、内径φＢの円管状
を呈し、水槽２の底壁１２の中央部に貫通して設けられ
ている。排水管４には、図略しているが、洗浄箇所等ま
で延びるホースや配管等が接続される。

【００１４】第一弁座５は、排水管４の上端に形成され
たものである。

【００１５】大径管６は、水槽２の底部１２に排水管４
と略同心状に設けられたもので、この例では、内径φＡ
の円管状を呈し、水槽２の底壁１２の中央部に排水管４
と同心状に立設されて所謂二重管を為す様にしてある。

【００１６】第二弁座７は、大径管６の上端に形成され
たもので、この例では、第一弁座５より若干上方に位置
すべく形成され、これらの間には、段差Ｓが形成されて
いる。

【００１７】弁体８は、第一弁座５と第二弁座７に当離
座するもので、この例では、円板状を呈し、剛性材料で
作製された弁本体１３と、これの下面に付設されて第一
弁座５と第二弁座７に当合し得る弾性材料で作製された
弁座体１４とを備えている。

【００１８】オーバーフロー管９は、水槽２内に設けら
れて所定の水位（水深）Ｈになった時には排水管４と大
径管６との間に水を流入させるもので、この例では、エ
ルボ状を呈し、下端開口１５が排水管４と大径管６との
間の空間に連通すべく大径管６に固定されていると共
に、上端開口１６が所定の水位Ｈの位置で上方に開放し
ている。

【００１９】フロート手段１０は、所定の水位になるま
では弁体８をその水深圧（水圧）Ｐに依り第一弁座５と
第二弁座７に当座させると共に所定の水位Ｈになると弁
体８を浮動させて第一弁座５と第二弁座７から離座させ
るもので、この例では、弁体８に設けられて上方に延び
るガイド棒１７と、ガイド棒１７の下位に昇降可能に設
けられた小フロート１８と、ガイド棒１７の上位に昇降
可能に設けられて小フロート１８より浮力が大きい大フ
ロート１９と、ガイド棒１７に設けられて小フロート１
８の上動を規制する第一ストッパ２０と、水槽２に設け
られたガイド棒１７を昇降可能に支持すると共に小フロ
ート１８の上動と大フロート１９の下動を規制する第二
ストッパ２１と、ガイド棒１７に設けられて大フロート
１９の上動を規制する第三ストッパ２２とを備えてい
る。

【００２０】ガイド棒１７は、剛性材料で作製されて居
り、弁体８の弁本体１３の上部に立設されている。小フ
ロート１８は、浮力Ｆ１を発生させるもので、浮力材料
で作製されて中心に貫孔２３を備えた円柱状を呈し、貫
孔２３にガイド棒１７が昇降可能に挿通されている。大
フロート１９は、浮力Ｆを発生させるもので、小フロー
ト１８と同様の浮力材料で作製されて中心に貫通孔２４
を備えた円柱状を呈し、貫通孔２４にガイド棒１７が昇
降可能に挿通され、小フロート１８の略５倍の容積（浮
力）を有するものにしてある。

【００２１】第一ストッパ２０は、Ｃ型リング状を呈
し、ガイド棒１７の下寄りに形成した溝（図示せず）に
嵌合される事に依り取り付けられ、弁体８と小フロート
１８との間に所定の間隔を形成して弁体１８の上面に水
深圧Ｐを作用させる為のものである。第二ストッパ２１
は、中心に透孔２５を備えた円板状を呈し、小フロート
１８の上方に位置して水槽２の底壁１２に立設された適
数の支柱（図１乃至図７では一つだけ表描している）２
６に依り支持され、ガイド棒１７を大略的に昇降可能に
案内すると共に、小フロート１８が浮かんだ時には弁体
８と第一弁座５及び第二弁座７との間に所定の間隔を形
成し、水位Ｈの低下時には大フロート１９を担持する役
目を果たす。透孔２５は、第一ストッパ２０を挿通する
大きさを備えている。支柱２６は、小フロート１８の外
側に位置してこれを昇降可能に案内する役目も果たす。
第三ストッパ２２は、円板状を呈し、ガイド棒１７の上
端に固定されている。

【００２２】フロート手段１０のガイド棒１７と小フロ
ート１８と第一ストッパ２０と第三ストッパ２２の見か
け比重は、水より大きくしてあり、水に浮かばない様に
してある。弁体８とフロート手段１０のガイド棒１７と
小フロート１８と第一ストッパ２０と第三ストッパ２２
の見かけ比重は、水より小さくしてあり、水に浮く様に
してある。これらの自重は、Ｗ１である。オーバーフロ
ー管９の上端開口１６の位置は、Ｐ≧Ｆとなる水位Ｈの
時に水が流入する様に設定されている。第一ストッパ２
０の位置は、Ｐ＞Ｆ１−Ｗ１となる様に設定されてい
る。

【００２３】次に、この様な構成に基づいてその作用を
述解する。給水管３からの水が供給されない給水開始前
は、弁体８とフロート手段１０のガイド棒１７と第一ス
トッパ２０と第三ストッパ２２の自重Ｗ１に依り小フロ
ート１８が弁体８の上に当合されると共に、弁体８の弁
座体１４が第一弁座５と第二弁座７に当座されて所謂閉
弁されている。この時、フロート手段１０の大フロート
１９は、その自重に依り第二ストッパ２１上に鎮座して
いる。給水管３から水が供給されると、水槽２に水が貯
溜され、フロート手段１０の小フロート１８がその浮力
Ｆ１に依り浮かぶと共に、弁体８の上面には、水位Ｈと
共に増加する水圧（水深圧）Ｐが作用されてこれに依り
弁体８と第一弁座５及び第二弁座７とが当座状態が保た
れている（図２参照）。そして、小フロート１８は、第
一ストッパ２０に当合するまで上昇される（図３参
照）。その後、小フロート１８は、その上面にも水圧Ｐ
が作用するので、第一ストッパ２０から下に離れて位置
される（図４参照）。

【００２４】水位Ｈが更に上昇すると、大フロート１９
が浮かんで第三ストッパ２２に当合する事に依り弁体８
に上向きの引き上げ力Ｆを与える（図４参照）。所定の
水位Ｈに達すると、オーバーフロー管９の上端開口１６
から水が流入して排水管４と大径管６の間に達し、弁体
８の下面にも水圧Ｐが加わる（図５参照）。この為、弁
体８は、上面で受けている水圧Ｐが急激に低下して、Ｐ
＜Ｆとなり、引上げる力（図８参照）が発生して第一弁
座５と第二弁座７から離座されて所謂開弁される。そう
すると、水槽２内の水は、弁体８と第一弁座５及び第二
弁座７との間から排水管４を経て排出されて行く（図６
参照）。

【００２５】排水に伴なって水位Ｈが低下すると、大フ
ロート１９が降下して第二ストッパ２１に当って鎮座さ
れると共に、小フロート１８が浮かんだ状態に保たれて
弁体８が第一弁座５と第二弁座７から離座された開弁状
態に保たれる（図７参照）。弁体８が第二弁座７に接触
すると、水深圧Ｐに依り弁体８の弁座体１４が第二弁座
７と第一弁座５に押し付けられ、所謂閉弁される。この
為、排水が停止される（図２参照）。この時、弁体８
は、弾性変形可能な弁座体１４を備えていると共に、第
二弁座７は、第一弁座５より若干上方に位置しているの
で、弁体８を第二弁座７に当座させた後に第二弁座７と
第一弁座５の両方に当座させる事ができ、その間にオー
バーフロー管９内の水を排水管４から排出できる。その
結果、オーバーフロー管９内の水に依る圧力分だけ減じ
て弁体８を当座させる事ができる。その後は、上述の事
が繰り返して行なわれ、一定量の水が一定時間毎に自動
的に排出される。給水弁を調節して給水管３からの水の
量を加減すると、貯溜時間及び排水時間を変える事がで
きる。

【００２６】尚、第二弁座７は、先の例では、第一弁座
５より若干上方に位置する様にしたが、これに限らず、
例えば第一弁座５と面一でも良い。フロート手段１０
は、先の例では、小フロート１８と大フロート１９とい
う二つのフロートを用いたが、これに限らず、例えば一
つや三つ以上のフロートを用いても良い。フロート手段
１０は、先の例では、ガイド棒１７と小フロート１８と
大フロート１９と第一ストッパ２０と第二ストッパ２１
と第三ストッパ２２で構成したが、これに限らず、適宜
の構造にしても良い。

【００２７】

【発明の効果】以上、既述した如く、本発明に依れば、
次の様な優れた効果を奏する事ができる。 （１） 水槽、給水管、排水管、第一弁座、大径管、第
二弁座、弁体、オーバーフロー管、フロート手段とで構
成し、とりわけ水槽の底部に排水管と同心状に設けられ
た大径管と、水槽内に設けられて所定の水位になった時
には排水管と大径管との間に水を流入させるオーバーフ
ロー管と、所定の水位になるまでは弁体をその水深圧に
依り第一弁座と第二弁座に当座させると共に所定の水位
になると弁体を浮動させて第一弁座と第二弁座から離座
させるフロート手段とを備えたものにしたので、電源等
の動力源や人為的な操作が不要でそれでいて一定量の水
を自動的に排出する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動定量排水装置を示す縦断面図。

【図２】自動定量排水装置の作用を説明する為の縦断面
図。

【図３】図２と同様図。

【図４】図２と同様図。

【図５】図２と同様図。

【図６】図２と同様図。

【図７】図２と同様図。

【図８】水圧及び浮力と水深との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１…自動定量排水装置、２…水槽、３…給水管、４…排
水管、５…第一弁座、６…大径管、７…第二弁座、８…
弁体、９…オーバーフロー管、１０…フロート手段、１
１…側壁、１２…底壁、１３…弁本体、１４…弁座体、
１５…下端開口、１６…上端開口、１７…ガイド棒、１
８…小フロート、１９…大フロート、２０…第一ストッ
パ、２１…第二ストッパ、２２…第三ストッパ、２３…
貫孔、２４…貫通孔、２５…透孔、２６…支柱、φＡ，
φＢ…内径、Ｆ，Ｆ１…浮力、Ｈ…水位（水深）、Ｐ…
水圧（水深圧）、Ｓ…段差、Ｗ１…自重。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水を貯溜する水槽と、水槽の上部に設け
   られて水を供給する給水管と、水槽の底部に設けられて
   水を排出する排水管と、排水管の上端に形成された第一
   弁座と、水槽の底部に排水管と略同心状に設けられた大
   径管と、大径管の上端に形成された第二弁座と、第一弁
   座と第二弁座に当離座する弁体と、水槽内に設けられて
   所定の水位になった時には排水管と大径管との間に水を
   流入させるオーバーフロー管と、所定の水位になるまで
   は弁体をその水深圧に依り第一弁座と第二弁座に当座さ
   せると共に所定の水位になると弁体を浮動させて第一弁
   座と第二弁座から離座させるフロート手段と、から構成
   した事を特徴とする自動定量排水装置。
2. 【請求項２】 第二弁座は、第一弁座より若干上方に位
   置する請求項１に記載の自動定量排水装置。
3. 【請求項３】 フロート手段は、弁体に設けられて上方
   に延びるガイド棒と、ガイド棒の下位に昇降可能に設け
   られた小フロートと、ガイド棒の上位に昇降可能に設け
   られて小フロートより浮力が大きい大フロートと、ガイ
   ド棒に設けられて小フロートの上動を規制する第一スト
   ッパと、水槽に設けられてガイド棒を昇降可能に支持す
   ると共に小フロートの上動と大フロートの下動を規制す
   る第二ストッパと、ガイド棒に設けられて大フロートの
   上動を規制する第三ストッパとを備えている請求項１に
   記載の自動定量排水装置。