スリーブ弁装置
【課題】電気を使用できない場所や弁体の移動操作をする人がいない場所でも動作可能なスリーブ弁装置を提供する。
【解決手段】スリーブ弁装置１は、多孔スリーブ２、筒状弁体５、フロート30及び連結機構２０を具備している。多孔スリーブ２には、貯水槽50内に水を流出させるテーパ孔からなる複数の流出孔３が設けられている。弁体５は、多孔スリーブ２に内嵌されるとともにその軸方向の一方向及び他方向に移動することにより複数の流出孔３の開口度を増減させるものである。フロート３０は、貯水槽５０内の水位の変動に伴って昇降動作するものである。連結機構２０は、フロート３０の昇降動作により弁体５が多孔スリーブ２の軸方向の一方向及び他方向に移動されるようにフロート３０と弁体５とを連結している。
【解決手段】スリーブ弁装置１は、多孔スリーブ２、筒状弁体５、フロート30及び連結機構２０を具備している。多孔スリーブ２には、貯水槽50内に水を流出させるテーパ孔からなる複数の流出孔３が設けられている。弁体５は、多孔スリーブ２に内嵌されるとともにその軸方向の一方向及び他方向に移動することにより複数の流出孔３の開口度を増減させるものである。フロート３０は、貯水槽５０内の水位の変動に伴って昇降動作するものである。連結機構２０は、フロート３０の昇降動作により弁体５が多孔スリーブ２の軸方向の一方向及び他方向に移動されるようにフロート３０と弁体５とを連結している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯水槽（特に減圧水槽）に用いられるスリーブ弁装置、これを備えた貯水槽及びスリーブ弁装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
貯水槽に用いられる弁装置には様々な種類が存在している。通常は操作の簡単なバタフライ弁が用いられている。ここで、貯水槽のうち特に減圧水槽にバタフライ弁を用いた場合、弁に加わる差圧が大きく、キャビテーションによる騒音、振動、エロージョンの発生が問題となることが多い。そこで、特開２００４−３６７０５号公報（特許文献１）には、そのようなキャビテーションの発生を抑制可能なバタフライ弁が開示されている。
【０００３】
一方、一般的にキャビテーションの発生抑制を図るためには、バタフライ弁ではなく、許容キャビテーション係数がバタフライ弁よりも小さな弁装置であるスリーブ弁を用いるのが良いとされている。このようなスリーブ弁として、例えば特開昭６１−２１８８７１号公報（特許文献２）に開示されたものが公知である。このスリーブ弁では、その多孔スリーブに多数穿設されたテーパ孔からなる流出孔（小孔）の形状について改良が施されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３６７０５号公報
【特許文献２】特開昭６１−２１８８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
而して、上記のスリーブ弁では、多孔スリーブに内嵌された筒状弁体が多孔スリーブ内をその軸方向の一方向及び他方向に移動することにより、多数の流出孔の開口度を増減させるものであるが、このような弁体の移動操作は電動式又は手動式の駆動装置により行われるように構成されている。そのため、山奥等の電気を使用できない場所や、弁体の移動操作をする人がいない場所では、弁体の移動操作を行うことができないという難点があった。
【０００６】
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、電気を使用できる場所はもとより電気を使用できない場所や弁体の移動操作をする人がいない場所でも動作可能なスリーブ弁装置、これを備えた貯水槽及びスリーブ弁装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以下の手段を提供する。
【０００８】
［１］ 貯水槽内に水を流出させるテーパ孔からなる複数の流出孔が設けられた多孔スリーブと、
前記多孔スリーブに内嵌されるとともにその軸方向の一方向及び他方向に移動することにより前記複数の流出孔の開口度を増減させる筒状弁体と、
貯水槽内の水位の変動に伴って昇降動作するフロートと、
前記フロートの昇降動作により前記弁体が前記多孔スリーブの軸方向の一方向及び他方向に移動されるように前記フロートと前記弁体とを連結する連結機構と、を具備していることを特徴とするスリーブ弁装置。
【０００９】
［２］ 前記開口度を０に減少させる位置に移動してきた前記弁体の先端周縁部がシート面に突き当たることにより、前記多孔スリーブ内の水の前記流出孔への流れを閉止する環状の弁シートを更に具備しており、
前記開口度を減少させる弁体の移動方向を閉方向とするとき、
前記弁体は、前記フロートの上昇動作により閉方向に移動されるように構成されており、
前記弁体の先端周縁部が前記弁シートのシート面に突き当たった状態のもとで、貯水槽内の水位の上昇に伴って前記フロートに作用するフロートの上昇力が、前記連結機構を介して、前記弁体の先端周縁部を前記弁シートのシート面に対して密着方向に押し付ける力として前記弁体に付与されるように構成されている前項１記載のスリーブ弁装置。
【００１０】
［３］ 前記弁体の先端周縁部には、前記弁体の閉方向に対して弁体の内側へ傾斜した傾斜面が形成されており、
前記弁シートのシート面には、前記開口度を０に減少させる位置に移動してきた前記弁体の先端周縁部の傾斜面に当接する閉止部が形成されている前項２記載のスリーブ弁装置。
【００１１】
［４］ 前記連結機構は、前記弁体に一端側が接続された弁棒と、支点部で揺動自在に軸支された梃子棒とを備えるとともに、前記梃子棒の力点部に前記フロートが接続されるとともに、前記梃子棒の作用点部に前記弁棒の他端側が接続されている前項１〜３のいずれかに記載のスリーブ弁装置。
【００１２】
［５］ 前項１〜４のいずれかに記載のスリーブ弁装置を備えている貯水槽。
【００１３】
［６］ 前項１〜４のいずれかに記載のスリーブ弁装置の製造方法であって、
多孔スリーブ形成用素板にテーパ孔からなる複数の流出孔を形成した後、該素板を筒状に屈曲する工程を含むことを特徴とするスリーブ弁装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は以下の効果を奏する。
【００１５】
上記［１］のスリーブ弁装置は、テーパ孔からなる複数の流出孔が設けられた多孔スリーブと、多孔スリーブに内嵌されるとともにその軸方向の一方向及び他方向に移動することにより複数の流出孔の開口度を増減させる筒状弁体とを具備したものなので、キャビテーションの発生を大幅に抑制することができる。そのため、キャビテーションの発生に伴う騒音、振動、エロージョン等の不具合の発生を大幅に抑制することができる。
【００１６】
さらに、フロートと連結機構とを具備しているので、貯水槽内の水位の変動に伴ってフロートが昇降動作することにより弁体が自動的に移動される。そのため、電気を使用できない場所や弁体の移動操作をする人がいない場所でも動作可能である。
【００１７】
上記［２］のスリーブ弁装置によれば、弁シートは、開口度を０に減少させる位置に移動してきた弁体の先端周縁部が弁シートのシート面に突き当たることにより、多孔スリーブ内の水の流出孔への流れを閉止するものであるから、次のような効果を奏する。
【００１８】
すなわち、もし仮に、開口度を０に減少させる位置、即ち閉止位置に移動してきた弁体の先端周縁部ではなく弁体の先端側の外周面に弁シートのシート面が当接することで多孔スリーブ内の水の流出孔への流れを閉止するように、スリーブ弁装置が構成されている場合には、閉止位置の弁体が開方向へ移動するときに弁シートのシート面と弁体の先端側の外周面との間に作用する摺接摩擦力によって弁体が移動しにくくなり、弁体のスムーズな移動が阻害されるという難点がある。これに対して、上記［２］のスリーブ弁装置では、閉止位置に移動してきた弁体の先端周縁部が弁シートのシート面に突き当たることにより、多孔スリーブ内の水の流出孔への流れを閉止するものであるから、そのような難点はなく、閉止位置の弁体はスムーズに開方向へ移動することができる。
【００１９】
さらに、弁体の先端周縁部が弁シートのシート面に突き当たった状態のもとで、貯水槽内の水位の上昇に伴いフロートに作用するフロートの上昇力が、連結機構を介して、弁体の先端周縁部を弁シートのシート面に対して密着方向に押し付ける力として弁体に付与されるように構成されているから、次のような効果を奏する。
【００２０】
すなわち、このスリーブ弁装置では、貯水槽内の水位が上昇して最高水位に到達したとき、弁体の先端周縁部が弁シートのシート面に突き当たり、これにより、多孔スリーブ内の水の流出孔への流れが閉止されるが、この状態から、もし仮に多孔スリーブ内の水が弁体の先端周縁部と弁シートのシート面との間に生じた僅かな隙間から流出孔側へ漏出した場合には、貯水槽内の水位が更に上昇し、これに伴ってフロートには上昇力が作用するから、この上昇力が、連結機構を介して、弁体の先端周縁部を弁シートのシート面に対して密着方向に押し付ける力として弁体に付与されるようになる。その結果、弁体の先端周縁部と弁シートのシート面との間に生じた僅かな隙間が閉塞されることとなる。したがって、このスリーブ弁装置によれば、多孔スリーブ内の水の流出孔への流れを確実に閉止することができる。
【００２１】
上記［３］のスリーブ弁装置によれば、開口度を０に減少させる位置、即ち閉止位置に弁体が移動すると、その先端周縁部の傾斜面に弁シートのシート面の閉止部が当接する。この状態では、多孔スリーブ内の水は弁体の先端周縁部と弁シートのシート面との間の隙間から流出しようとし、この際の水圧によって閉止部が多孔スリーブの内側から外向きに押されて当該閉止部が弁体の先端周縁部の傾斜面に密着する。その結果、弁体の先端周縁部と弁シートのシート面との間の隙間が確実に閉塞される。そのため、多孔スリーブ内の水の流出孔への流れをより確実に閉止することができる。
【００２２】
上記［４］のスリーブ弁装置によれば、連結機構の梃子棒の力点部にフロートが接続されるとともに、梃子棒の作用点部に弁棒の他端側が接続されているので、弁体を小さな力で確実に移動させることができるし、更に、連結機構の構造の簡素化を図ることができ、これにより、スリーブ弁装置の製造コストを引き下げることができる。
【００２３】
上記［５］の貯水槽は、上記［１］〜［４］のいずれかに記載のスリーブ弁装置を備えているので、スリーブ弁装置の効果と同じ効果を有する。
【００２４】
上記［６］のスリーブ弁装置の製造方法は、多孔スリーブ形成用素板に複数の流出孔を形成した後、該素板を筒状に屈曲する工程を含んでいるので、次のような効果を奏する。
【００２５】
すなわち、多孔スリーブに形成される流出孔はテーパ孔からなるので、流出孔の形成は容易ではなく、そのような流出孔の形成を筒状に屈曲された素板に対して行うことは困難な作業を要する。そこで、素板を筒状に屈曲した後で流出孔を形成するのではなく、筒状に屈曲する前の状態の素板に複数の流出孔を形成し、その後、該素板を筒状に屈曲することとした。これにより、テーパ孔からなる流出孔の形成を容易に行うことができ、もって多孔スリーブを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るスリーブ弁装置の弁体が開位置に配置されたときのスリーブ弁装置の断面図である。
【図２】図２は、同スリーブ弁装置の弁体が閉位置に配置されたときのスリーブ弁装置の断面図である。
【図３】図３は、図２の同スリーブ弁装置の拡大断面図である。
【図４】図４は、図３の同スリーブ弁装置における弁体の先端周縁部と弁シートとを中心に示した拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【００２８】
図１〜４において、１は本発明の一実施形態に係るスリーブ弁装置である。６０は、水の流れ方向を示す矢印である。
【００２９】
本実施形態のスリーブ弁装置１は、貯水槽として、山間地や丘陵地に設置される減圧水槽５０においてその貯水量の調整（水位の調整）のために好適に用いられるものであり、即ち減圧水槽５０用の水位調節弁として用いられるものである。本実施形態では、貯水槽は減圧水槽５０であるとする。
【００３０】
このスリーブ弁装置１は、図１及び２に示すように、多孔スリーブ２、弁体５、弁シート１０、フロート３０、連結機構２０などを具備しており、減圧水槽５０内に水を供給する給水管２９の出口側端部に取り付けられて用いられるものである。
【００３１】
多孔スリーブ２は、下流側の弁胴として機能する円筒状のものであり、減圧水槽５０内の貯留水５１中において該多孔スリーブ２の軸が鉛直になるように配置されている。この多孔スリーブ２には、給水管２９からの水を多孔スリーブ２内から減圧水槽５０内へ流出させる多数の流出孔３が径方向に貫通して穿設されている。
【００３２】
各流出孔３は、図４に示すように、流出孔３内における水の流出方向６１において漸次径小に形成されたテーパ孔からなるものであり、これによりキャビテーションの発生を抑制しうるものとなされている。さらに、これらの流出孔３は、図１に示すように、多孔スリーブ２の外周面においてその軸方向に螺旋状に並んで配設されている。
【００３３】
この多孔スリーブ２は、該多孔スリーブ形成用素板が円筒状に屈曲された後で多数の流出孔３が形成されたものではなく、円筒状に屈曲される前の状態の素板に多数の流出孔３が形成され、その後、該素板が円筒状に屈曲されて得られたものである。すなわち、略平板状の素材にテーパ孔からなる多数の流出孔３を所定の孔あけ加工手段（例：ドリル加工）により形成し、その後、この素板を円筒状に屈曲してその端部同士を溶接により固着し、次いでフランジ加工等の所定の最終形状加工を施すことにより、多孔スリーブ２を製造したものである。
【００３４】
図３に示すように、多孔スリーブ２の上流側には、該多孔スリーブ２の内径と同寸の内径を有する円筒状の上流側弁胴９がその軸が鉛直になるように配置されている。また、多孔スリーブ２と上流側弁胴９との間には、円環状の弁体用シールベアリング部材１８が配置されている。このシールベアリング部材１８は、弁体５の外周面５ａに当接して水の漏出を防止するシール材としてのパッキン１８ａ（例：Ｕパッキン）を有している。そして、多孔スリーブ２と上流側弁胴９とがこのシールベアリング部材１８を挟んで複数の連結ボルト４０により連結一体化されている。
【００３５】
さらに、上流側弁胴９の上流側には、上側から下方向に延びた給水管２９がその軸が鉛直になるように配置されている。そして、給水管２９の出口側端部と上流側弁胴９とが複数の連結ボルト４１により連結一体化されている。
【００３６】
多孔スリーブ２の下流側端部には円板状の弁蓋４が複数の連結ボルト４２により取り付けられており、この弁蓋４によって多孔スリーブ２の下流側開口が閉塞されており、その結果、多孔スリーブ２が有底円筒状に形成されている。これにより、給水管２９からの水は、上流側弁胴９の内側及び多孔スリーブ２の内側を順次通って各流出孔３から流出されるようになっている。弁蓋４の外面には、後述する連結機構２０の梃子棒２５を軸支する支持板４ａが下方突出状に固着されている。
【００３７】
弁体５は、円筒状に形成されたものである。弁体５の外径は多孔スリーブ２の内径と略同寸に設定されており、この弁体５が多孔スリーブ２にその軸方向７０に摺動自在に内嵌されている。そして、弁体５が多孔スリーブ２内をその軸方向７０の一方向及び他方向に移動することにより、多孔スリーブ２の多数の流出孔３の開口度を増減させるものとなされている。
【００３８】
なお、開口度とは、多数の流出孔３の全開口面積に対する弁体５で閉塞されていない開口面積の占める割合であり、全開口面積の全部が弁体５で閉塞されているとき開口度は０（又は０％）であり、弁体５で全く閉塞されていないとき開口度は１（又は１００％）である。
【００３９】
本実施形態では、弁体５が多孔スリーブ２内をその軸方向７０の上流方向（即ち上方向）に移動するのに伴って開口度が漸次増加し、一方、弁体５が多孔スリーブ２内をその軸方向７０の下流方向（即ち下方向）に移動するのに伴って開口度が漸次減少するように、弁体５が多孔スリーブ２内に配置されている。
【００４０】
弁シート１０は、例えば合成ゴム製の弾性を有する円環板状のものであり、図４に示すように、多孔スリーブ２内において弁体５が開口度を０に減少させる位置に移動したときに該弁体５の先端周縁部６が弁シート１０のシート面１１に突き当たる位置に弁体５の閉方向６５に対して垂直に配置されている。さらに、この弁シート１０がその下流側から多孔スリーブ２内に配置された円環状の受け部材１６によって受けられるとともに、弁シート１０における多孔スリーブ２中心側の内周縁部が円環板状の押さえ板１５と受け部材１６との間に挟まれ、この状態で複数のボルト４３によって弁シート１０が受け部材１６に固定されている。
【００４１】
この弁シート１０は、開口度を０に減少させる位置に移動してきた弁体５の先端周縁部６が弁シート１０のシート面１１に突き当たることにより、多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れを閉止するものである。ここで、弁体５が開口度を０に減少させる位置を「閉止位置」という。
【００４２】
図１及び２に示すように、フロート３０は、減圧水槽５０内の貯留水５１の水面５２上に浮かぶとともに、その水位（即ち水面５２の位置）の上下変動に伴って昇降動作するものである。
【００４３】
連結機構２０は、フロート３０の昇降動作により弁体５が多孔スリーブ２の軸方向７０の一方向（上方向）及び他方向（下方向）に移動されるようにフロート３０と弁体５とを連結している。その構造は次のとおりである。
【００４４】
すなわち、この連結機構２０は、弁棒２１と梃子棒２５とを備えている。梃子棒２５は、その長さ方向中間部における一端部（作用点部２８）寄りの箇所を支点部２６とするものであり、この支点部２６で弁蓋４の支持板４ａに梃子棒２５の両端部が上下に揺動自在になるように軸支されている。さらに、この梃子棒２５は、その両端部のうち支点部２６からの距離が長い一端部を力点部２７とし、一方、支点部２６からの距離が短い他端部を作用点部２８とするものである。フロート３０は、鉛直に配置される接続棒３１にその長さ方向に固定位置を変更可能に取り付けられており、フロート３０から下方向に接続棒３１が延びている。そして、この接続棒３１の下端部が梃子棒２５の力点部２７に回転自在に軸着されており、これにより、フロート３０と梃子棒２５の力点部２７とが接続棒３１を介して接続されている。ここで、フロート３０が接続棒３１にその長さ方向に固定位置を調節可能に取り付けられているから、減圧水槽５０内の水位とその貯留水５１中に配置された弁体５の深さ位置との距離に応じてフロート３０の位置を適切に調節することができる。弁棒２１は、図３に示すように、真直に形成されたものであり、弁蓋４の中央部にて弁棒ガイド２２ａ及び弁棒シール２２ｂを有する円筒状シールボックス２２を介して上下方向に貫通して鉛直に配置されるとともに、その一端部（詳述すると上端部）が弁体５に固定状態に接続されている。２３は弁棒シール押さえである。図１及び２に示すように、弁棒２１の他端部（詳述すると下端部）には断面円形状の軸ピン２１ａが設けられるとともに、この軸ピン２１ａが梃子棒２５の作用点部２８に形成された長孔２８ａ内に配置されており、これにより、弁棒２１の他端部が梃子棒２５の作用点部２８に回転自在に且つ梃子棒２５の長さ方向に移動自在に接続されている。これにより、連結機構２０における弁棒２１の他端部と梃子棒２５の作用点部２８との接続構造の簡素化が図られている。なお本発明では、弁棒２１の他端部（他端側）は、リンク機構やその他の機構を介して梃子棒２５の作用点部２８に接続されることを排除するものではない。
【００４５】
ここで、説明の便宜上、多孔スリーブ２の多数の流出孔３の開口度を減少させる弁体５の移動方向を「閉方向６５」、開口度を増加させる弁体５の移動方向を「開方向６６」という。
【００４６】
本実施形態の連結機構２０では、フロート３０が下降動作すると、図１に示すように、梃子棒２５の力点部２７が接続棒３１により下方向に押されることで梃子棒２５の作用点部２８が上方向に移動し、これにより弁体５が弁棒２１により押し上げられて上方向（つまり開方向６６）に移動し、その結果、開口度が増加する。すなわち、弁体５は、連結機構２０を介することによって、フロート３０の下降動作により開方向６６に移動されるように構成されている。一方、図２に示すように、フロート３０が上昇動作すると、梃子棒２５の力点部２７が接続棒３１により上方向に引き上げられることで梃子棒２５の作用点部２８が下方向に移動し、これにより弁体５が弁棒２１により引き下げられて下方向（つまり閉方向６５）に移動し、その結果、開口度が減少する。すなわち、弁体５は、さらに、連結機構２０を介することによって、フロート３０の上昇動作により閉方向６５に移動されるように構成されている。
【００４７】
さらに、この連結機構２０においては、図２〜４に示すように、弁体５の先端周縁部６が弁シート１０のシート面１１に突き当たった状態のもとで、減圧水槽５０内の水位が上昇すると、フロート３０には浮力からなる上昇力が作用するが、この上昇力が、連結機構２０を介して、弁体５の先端周縁部６を弁シート１０のシート面１１に対して密着方向に押し付ける力として弁体５に付与されるように、フロート３０と弁体５とが連結されている。
【００４８】
さらに、図４に示すように、弁体５の先端周縁部６には、弁シート１０のシート面１１に突き当たる突き当て面として、弁体５の閉方向６５に対して弁体５の内側へ傾斜した傾斜面７が形成されている。弁シート１０の外周側面は、多孔スリーブ２の内周面２ａに当接している。さらに、弁シート１０のシート面１１の外周縁部には、開口度を０に減少させる位置、即ち閉止位置に移動してきた弁体５の先端周縁部６の傾斜面７に当接する閉止部１３が形成されている。この閉止部１３は、弁体５の先端周縁部６側（即ち弁体５の開方向６６）に断面円弧状に膨出して形成されている。
【００４９】
本実施形態のスリーブ弁装置１は次のように動作する。
【００５０】
すなわち、図１では、減圧水槽５０内の貯留水５１の水位（水面５２の位置）が低水位であり、そのため貯留水５１の水面５２上に浮かんだフロート３０も低位置に配置されている。このとき、弁体５は多孔スリーブ２の多数の流出孔３よりも上側に配置されており、つまり多数の流出孔３は弁体５で全く閉塞されておらず、開口度は１（１００％）である。そのため、給水管２９内の水は多孔スリーブ２の内側から多孔スリーブ２の流出孔３を通って減圧水槽５０内へ流出する。これにより、減圧水槽５０内の水位が上昇する。
【００５１】
水位の上昇に伴ってフロート３０も上昇動作する。このフロート３０の上昇動作が連結機構２０を介して弁体５に伝達されて該弁体５が閉方向６５に移動する。この弁体５の閉方向６５への移動に伴い開口度は漸次減少していく。そして、図２〜４に示すように、弁体５の先端周縁部６の突き当て面としての傾斜面７が弁シート１０のシート面１１の閉止部１３に突き当たると、多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れが閉止され、開口度が０（０％）になる。このときの減圧水槽５０内の水位が、このスリーブ弁装置１による減圧水槽５０における最高水位となる。
【００５２】
この状態から減圧水槽５０内の貯留水５１が減少してその水位が最高水位よりも低くなると、フロート３０が下降動作する。このフロート３０の下降動作が連結機構２０を介して弁体５に伝達されて該弁体５が開方向６６に移動し、弁体５による閉止状態が解除されて多孔スリーブ２内の水が多孔スリーブ２の内側から弁体５の先端周縁部６と弁シート１０のシート面１１との間及び流出孔３を順次通って減圧水槽５０内へ排出される。これにより、減圧水槽５０内の貯留水５１の水位が上昇することとなる。
【００５３】
本実施形態のスリーブ弁装置１は次のような利点を有している。
【００５４】
すなわち、このスリーブ弁装置１の多孔スリーブ２には多数の流出孔３が穿設されているので、多孔スリーブ２内の水が多数の流出孔３で分散されて流出するすとともに、各流出孔３がテーパ孔からなるので、バタフライ弁よりもキャビテーションの発生を大幅に抑制することができる。そのため、キャビテーションの発生に伴う騒音、振動、エロージョン等の不具合の発生を大幅に抑制することができる。
【００５５】
さらに、このスリーブ弁装置１では、フロート３０の昇降動作により弁体５が多孔スリーブ２の軸方向７０の一方向及び他方向に移動されるようにフロート３０と弁体５とを連結する連結機構２０を具備しているので、減圧水槽５０内の水位の変動に伴ってフロート３０が昇降動作することにより弁体５が自動的に移動されて、水位が所定の高さ位置（最高水位）に自動調整される。そのため、電気を使用できない場所や弁体５の移動操作をする人がいない場所でも動作可能である。
【００５６】
さらに、弁シート１０は、開口度を０に減少させる位置に移動してきた弁体５の先端周縁部６が弁シート１０のシート面１１に突き当たることにより、多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れを閉止するものであるから、次のような利点がある。
【００５７】
すなわち、もし仮に、開口度を０に減少させる位置、即ち閉止位置に移動してきた弁体５の先端周縁部６ではなく弁体５の先端側の外周面５ａに、図示していないが弁シートのシート面が当接することにより、多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れを閉止するようにスリーブ弁装置が構成されている場合には、閉止位置の弁体５が開方向６６へ移動するときに弁シートのシート面と弁体５の先端側の外周面５ａとの間に作用する摺接摩擦力によって弁体５が移動しにくくなり、弁体５のスムーズな移動が阻害されるという難点がある。これに対して、本実施形態のスリーブ弁装置１では、閉止位置に移動してきた弁体５の先端周縁部６が弁シート１０のシート面１１に突き当たることにより、多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れを閉止するものであるから、そのような難点はなく、閉止位置の弁体５はスムーズに開方向６６へ移動することができる。
【００５８】
さらに、弁体５の先端周縁部６が弁シート１０のシート面１１に突き当たった状態のもとで、減圧水槽５０内の水位の上昇に伴いフロート３０に作用するフロート３０の上昇力が、連結機構２０を介して、弁体５の先端周縁部６を弁シート１０のシート面１１に対して密着方向に押し付ける力として弁体５に付与されるように構成されているから、次のような利点がある。
【００５９】
すなわち、このスリーブ弁装置１では、減圧水槽５０内の貯留水５１の水位が上昇して最高水位に到達したとき、図２〜４に示すように、弁体５の先端周縁部６が弁シート１０のシート面１１に突き当たり、これにより、多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れが閉止されるが、この状態から、もし仮に多孔スリーブ２内の水が弁体５の先端周縁部６と弁シート１０のシート面１１との間に生じた僅かな隙間から流出孔３側へ漏出した場合には、減圧水槽５０内の水位が更に上昇し、これに伴ってフロート３０には上昇力が作用するから、この上昇力が、連結機構２０を介して、弁体５の先端周縁部６を弁シート１０のシート面１１に対して密着方向に押し付ける力として弁体５に付与されるようになる。その結果、弁体５の先端周縁部６と弁シート１０のシート面１１との間に生じた僅かな隙間が閉塞される。したがって、このスリーブ弁装置１によれば、多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れを確実に閉止することができる。
【００６０】
さらに、図４に示すように、弁体５の先端周縁部６には、弁体５の閉方向６５に対して弁体５の内向きに傾斜した傾斜面７が形成されており、弁シート１０のシート面１１には、開口度を０に減少させる位置に移動してきた弁体５の先端周縁部６の傾斜面７に当接する閉止部１３が形成されているから、次のような利点がある。
【００６１】
すなわち、同図に示すように、開口度を０に減少させる位置、即ち閉止位置に弁体５が移動すると、その先端周縁部６の傾斜面７に弁シート１０のシート面１１の閉止部１３が当接する。この状態では、多孔スリーブ２内の水は弁体５の先端周縁部６と弁シート１０のシート面１１との間の隙間から流出しようとし、この際の水圧によって閉止部１３が多孔スリーブ２の内側から外向きに押されて当該閉止部１３が弁体５の先端周縁部６の傾斜面７に密着する。その結果、弁体５の先端周縁部６と弁シート１０のシート面１１との間の隙間が確実に閉塞される。そのため、多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れをより確実に閉止することができる。
【００６２】
しかも、本実施形態では、閉止部１３が弁体５の先端周縁部６側に膨出しているので、閉止位置に移動してきた弁体５の先端周縁部６の傾斜面７に閉止部１３が確実に当接するようになっているし、更には、多孔スリーブ２内の水による外向きの水圧を閉止部１３が確実に受けうるようになっている。そのため、この水圧によって閉止部１３が外向きに確実に押されて当該閉止部１３が弁体５の先端周縁部６の傾斜面７に確実に密着するものとなる。その結果、弁体５の先端周縁部６と弁シート１０のシート面１１との間の隙間が更に一層確実に閉塞され、もって多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れを更に一層確実に閉止することができる。
【００６３】
さらに、図１及び２に示すように、連結機構２０の梃子棒２５の力点部２７にフロート３０が接続棒３１を介して接続されるとともに、梃子棒２５の作用点部２８に弁棒２１の他端部が接続されているので、弁体５を小さな力で確実に移動させることができるし、更に、連結機構２０の構造の簡素化を図ることができ、これにより、スリーブ弁装置１の製造コストを引き下げることができる。
【００６４】
さらに、このスリーブ弁装置１では、多孔スリーブ形成用素板に多数の流出孔３を形成した後、該素板を円筒状に屈曲して多孔スリーブ２が製造されているので、次のような利点がある。
【００６５】
すなわち、多孔スリーブ２に形成される流出孔３はテーパ孔からなるので、流出孔３の形成は容易ではなく、そのような流出孔３の形成を円筒状に屈曲された素板に対して行うことは困難な作業を要する。そこで、円筒状に屈曲する前の状態の素板にテーパ孔からなる多数の流出孔３を形成し、その後、該素板を円筒状に屈曲することとした。これにより、テーパ孔からなる流出孔３の形成を容易に行うことができ、もって多孔スリーブ２を容易に製造することができる。
【００６６】
なお、多孔スリーブ２は、上記実施形態で示した工程で製造されるのが特に望ましいが、本発明では、必ずしも多孔スリーブ２はそのような工程で製造される必要はなく、その他に例えば、素板を円筒状に屈曲した後で該素板にテーパ孔からなる多数の流出孔３を形成するという工程で多孔スリーブ２を製造することを排除するものではない。
【００６７】
以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々に変更可能である。
【００６８】
また、スリーブ弁装置１の多孔スリーブ２は、上記実施形態では、その軸が鉛直になるように配置されているが、本発明では、その他に例えば、その軸が水平になるように配置されても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、貯水槽（特に減圧水槽）に用いられるスリーブ弁装置、これを備えた貯水槽及びスリーブ弁装置の製造方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１：スリーブ弁装置
２：多孔スリーブ
３：流出孔
５：弁体
６：弁体の先端周縁部
７：突き当て面
１０：弁シート
１１：弁シートのシート面
１３：閉止部
２０：連結機構
２１：弁棒
２５：梃子棒
２６：支点部
２７：力点部
２８：作用点部
２９：給水管
３０：フロート
５０：減圧水槽（貯水槽）
６５：閉方向
６６：開方向
７０：多孔スリーブの軸方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯水槽（特に減圧水槽）に用いられるスリーブ弁装置、これを備えた貯水槽及びスリーブ弁装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
貯水槽に用いられる弁装置には様々な種類が存在している。通常は操作の簡単なバタフライ弁が用いられている。ここで、貯水槽のうち特に減圧水槽にバタフライ弁を用いた場合、弁に加わる差圧が大きく、キャビテーションによる騒音、振動、エロージョンの発生が問題となることが多い。そこで、特開２００４−３６７０５号公報（特許文献１）には、そのようなキャビテーションの発生を抑制可能なバタフライ弁が開示されている。
【０００３】
一方、一般的にキャビテーションの発生抑制を図るためには、バタフライ弁ではなく、許容キャビテーション係数がバタフライ弁よりも小さな弁装置であるスリーブ弁を用いるのが良いとされている。このようなスリーブ弁として、例えば特開昭６１−２１８８７１号公報（特許文献２）に開示されたものが公知である。このスリーブ弁では、その多孔スリーブに多数穿設されたテーパ孔からなる流出孔（小孔）の形状について改良が施されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３６７０５号公報
【特許文献２】特開昭６１−２１８８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
而して、上記のスリーブ弁では、多孔スリーブに内嵌された筒状弁体が多孔スリーブ内をその軸方向の一方向及び他方向に移動することにより、多数の流出孔の開口度を増減させるものであるが、このような弁体の移動操作は電動式又は手動式の駆動装置により行われるように構成されている。そのため、山奥等の電気を使用できない場所や、弁体の移動操作をする人がいない場所では、弁体の移動操作を行うことができないという難点があった。
【０００６】
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、電気を使用できる場所はもとより電気を使用できない場所や弁体の移動操作をする人がいない場所でも動作可能なスリーブ弁装置、これを備えた貯水槽及びスリーブ弁装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以下の手段を提供する。
【０００８】
［１］ 貯水槽内に水を流出させるテーパ孔からなる複数の流出孔が設けられた多孔スリーブと、
前記多孔スリーブに内嵌されるとともにその軸方向の一方向及び他方向に移動することにより前記複数の流出孔の開口度を増減させる筒状弁体と、
貯水槽内の水位の変動に伴って昇降動作するフロートと、
前記フロートの昇降動作により前記弁体が前記多孔スリーブの軸方向の一方向及び他方向に移動されるように前記フロートと前記弁体とを連結する連結機構と、を具備していることを特徴とするスリーブ弁装置。
【０００９】
［２］ 前記開口度を０に減少させる位置に移動してきた前記弁体の先端周縁部がシート面に突き当たることにより、前記多孔スリーブ内の水の前記流出孔への流れを閉止する環状の弁シートを更に具備しており、
前記開口度を減少させる弁体の移動方向を閉方向とするとき、
前記弁体は、前記フロートの上昇動作により閉方向に移動されるように構成されており、
前記弁体の先端周縁部が前記弁シートのシート面に突き当たった状態のもとで、貯水槽内の水位の上昇に伴って前記フロートに作用するフロートの上昇力が、前記連結機構を介して、前記弁体の先端周縁部を前記弁シートのシート面に対して密着方向に押し付ける力として前記弁体に付与されるように構成されている前項１記載のスリーブ弁装置。
【００１０】
［３］ 前記弁体の先端周縁部には、前記弁体の閉方向に対して弁体の内側へ傾斜した傾斜面が形成されており、
前記弁シートのシート面には、前記開口度を０に減少させる位置に移動してきた前記弁体の先端周縁部の傾斜面に当接する閉止部が形成されている前項２記載のスリーブ弁装置。
【００１１】
［４］ 前記連結機構は、前記弁体に一端側が接続された弁棒と、支点部で揺動自在に軸支された梃子棒とを備えるとともに、前記梃子棒の力点部に前記フロートが接続されるとともに、前記梃子棒の作用点部に前記弁棒の他端側が接続されている前項１〜３のいずれかに記載のスリーブ弁装置。
【００１２】
［５］ 前項１〜４のいずれかに記載のスリーブ弁装置を備えている貯水槽。
【００１３】
［６］ 前項１〜４のいずれかに記載のスリーブ弁装置の製造方法であって、
多孔スリーブ形成用素板にテーパ孔からなる複数の流出孔を形成した後、該素板を筒状に屈曲する工程を含むことを特徴とするスリーブ弁装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は以下の効果を奏する。
【００１５】
上記［１］のスリーブ弁装置は、テーパ孔からなる複数の流出孔が設けられた多孔スリーブと、多孔スリーブに内嵌されるとともにその軸方向の一方向及び他方向に移動することにより複数の流出孔の開口度を増減させる筒状弁体とを具備したものなので、キャビテーションの発生を大幅に抑制することができる。そのため、キャビテーションの発生に伴う騒音、振動、エロージョン等の不具合の発生を大幅に抑制することができる。
【００１６】
さらに、フロートと連結機構とを具備しているので、貯水槽内の水位の変動に伴ってフロートが昇降動作することにより弁体が自動的に移動される。そのため、電気を使用できない場所や弁体の移動操作をする人がいない場所でも動作可能である。
【００１７】
上記［２］のスリーブ弁装置によれば、弁シートは、開口度を０に減少させる位置に移動してきた弁体の先端周縁部が弁シートのシート面に突き当たることにより、多孔スリーブ内の水の流出孔への流れを閉止するものであるから、次のような効果を奏する。
【００１８】
すなわち、もし仮に、開口度を０に減少させる位置、即ち閉止位置に移動してきた弁体の先端周縁部ではなく弁体の先端側の外周面に弁シートのシート面が当接することで多孔スリーブ内の水の流出孔への流れを閉止するように、スリーブ弁装置が構成されている場合には、閉止位置の弁体が開方向へ移動するときに弁シートのシート面と弁体の先端側の外周面との間に作用する摺接摩擦力によって弁体が移動しにくくなり、弁体のスムーズな移動が阻害されるという難点がある。これに対して、上記［２］のスリーブ弁装置では、閉止位置に移動してきた弁体の先端周縁部が弁シートのシート面に突き当たることにより、多孔スリーブ内の水の流出孔への流れを閉止するものであるから、そのような難点はなく、閉止位置の弁体はスムーズに開方向へ移動することができる。
【００１９】
さらに、弁体の先端周縁部が弁シートのシート面に突き当たった状態のもとで、貯水槽内の水位の上昇に伴いフロートに作用するフロートの上昇力が、連結機構を介して、弁体の先端周縁部を弁シートのシート面に対して密着方向に押し付ける力として弁体に付与されるように構成されているから、次のような効果を奏する。
【００２０】
すなわち、このスリーブ弁装置では、貯水槽内の水位が上昇して最高水位に到達したとき、弁体の先端周縁部が弁シートのシート面に突き当たり、これにより、多孔スリーブ内の水の流出孔への流れが閉止されるが、この状態から、もし仮に多孔スリーブ内の水が弁体の先端周縁部と弁シートのシート面との間に生じた僅かな隙間から流出孔側へ漏出した場合には、貯水槽内の水位が更に上昇し、これに伴ってフロートには上昇力が作用するから、この上昇力が、連結機構を介して、弁体の先端周縁部を弁シートのシート面に対して密着方向に押し付ける力として弁体に付与されるようになる。その結果、弁体の先端周縁部と弁シートのシート面との間に生じた僅かな隙間が閉塞されることとなる。したがって、このスリーブ弁装置によれば、多孔スリーブ内の水の流出孔への流れを確実に閉止することができる。
【００２１】
上記［３］のスリーブ弁装置によれば、開口度を０に減少させる位置、即ち閉止位置に弁体が移動すると、その先端周縁部の傾斜面に弁シートのシート面の閉止部が当接する。この状態では、多孔スリーブ内の水は弁体の先端周縁部と弁シートのシート面との間の隙間から流出しようとし、この際の水圧によって閉止部が多孔スリーブの内側から外向きに押されて当該閉止部が弁体の先端周縁部の傾斜面に密着する。その結果、弁体の先端周縁部と弁シートのシート面との間の隙間が確実に閉塞される。そのため、多孔スリーブ内の水の流出孔への流れをより確実に閉止することができる。
【００２２】
上記［４］のスリーブ弁装置によれば、連結機構の梃子棒の力点部にフロートが接続されるとともに、梃子棒の作用点部に弁棒の他端側が接続されているので、弁体を小さな力で確実に移動させることができるし、更に、連結機構の構造の簡素化を図ることができ、これにより、スリーブ弁装置の製造コストを引き下げることができる。
【００２３】
上記［５］の貯水槽は、上記［１］〜［４］のいずれかに記載のスリーブ弁装置を備えているので、スリーブ弁装置の効果と同じ効果を有する。
【００２４】
上記［６］のスリーブ弁装置の製造方法は、多孔スリーブ形成用素板に複数の流出孔を形成した後、該素板を筒状に屈曲する工程を含んでいるので、次のような効果を奏する。
【００２５】
すなわち、多孔スリーブに形成される流出孔はテーパ孔からなるので、流出孔の形成は容易ではなく、そのような流出孔の形成を筒状に屈曲された素板に対して行うことは困難な作業を要する。そこで、素板を筒状に屈曲した後で流出孔を形成するのではなく、筒状に屈曲する前の状態の素板に複数の流出孔を形成し、その後、該素板を筒状に屈曲することとした。これにより、テーパ孔からなる流出孔の形成を容易に行うことができ、もって多孔スリーブを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るスリーブ弁装置の弁体が開位置に配置されたときのスリーブ弁装置の断面図である。
【図２】図２は、同スリーブ弁装置の弁体が閉位置に配置されたときのスリーブ弁装置の断面図である。
【図３】図３は、図２の同スリーブ弁装置の拡大断面図である。
【図４】図４は、図３の同スリーブ弁装置における弁体の先端周縁部と弁シートとを中心に示した拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【００２８】
図１〜４において、１は本発明の一実施形態に係るスリーブ弁装置である。６０は、水の流れ方向を示す矢印である。
【００２９】
本実施形態のスリーブ弁装置１は、貯水槽として、山間地や丘陵地に設置される減圧水槽５０においてその貯水量の調整（水位の調整）のために好適に用いられるものであり、即ち減圧水槽５０用の水位調節弁として用いられるものである。本実施形態では、貯水槽は減圧水槽５０であるとする。
【００３０】
このスリーブ弁装置１は、図１及び２に示すように、多孔スリーブ２、弁体５、弁シート１０、フロート３０、連結機構２０などを具備しており、減圧水槽５０内に水を供給する給水管２９の出口側端部に取り付けられて用いられるものである。
【００３１】
多孔スリーブ２は、下流側の弁胴として機能する円筒状のものであり、減圧水槽５０内の貯留水５１中において該多孔スリーブ２の軸が鉛直になるように配置されている。この多孔スリーブ２には、給水管２９からの水を多孔スリーブ２内から減圧水槽５０内へ流出させる多数の流出孔３が径方向に貫通して穿設されている。
【００３２】
各流出孔３は、図４に示すように、流出孔３内における水の流出方向６１において漸次径小に形成されたテーパ孔からなるものであり、これによりキャビテーションの発生を抑制しうるものとなされている。さらに、これらの流出孔３は、図１に示すように、多孔スリーブ２の外周面においてその軸方向に螺旋状に並んで配設されている。
【００３３】
この多孔スリーブ２は、該多孔スリーブ形成用素板が円筒状に屈曲された後で多数の流出孔３が形成されたものではなく、円筒状に屈曲される前の状態の素板に多数の流出孔３が形成され、その後、該素板が円筒状に屈曲されて得られたものである。すなわち、略平板状の素材にテーパ孔からなる多数の流出孔３を所定の孔あけ加工手段（例：ドリル加工）により形成し、その後、この素板を円筒状に屈曲してその端部同士を溶接により固着し、次いでフランジ加工等の所定の最終形状加工を施すことにより、多孔スリーブ２を製造したものである。
【００３４】
図３に示すように、多孔スリーブ２の上流側には、該多孔スリーブ２の内径と同寸の内径を有する円筒状の上流側弁胴９がその軸が鉛直になるように配置されている。また、多孔スリーブ２と上流側弁胴９との間には、円環状の弁体用シールベアリング部材１８が配置されている。このシールベアリング部材１８は、弁体５の外周面５ａに当接して水の漏出を防止するシール材としてのパッキン１８ａ（例：Ｕパッキン）を有している。そして、多孔スリーブ２と上流側弁胴９とがこのシールベアリング部材１８を挟んで複数の連結ボルト４０により連結一体化されている。
【００３５】
さらに、上流側弁胴９の上流側には、上側から下方向に延びた給水管２９がその軸が鉛直になるように配置されている。そして、給水管２９の出口側端部と上流側弁胴９とが複数の連結ボルト４１により連結一体化されている。
【００３６】
多孔スリーブ２の下流側端部には円板状の弁蓋４が複数の連結ボルト４２により取り付けられており、この弁蓋４によって多孔スリーブ２の下流側開口が閉塞されており、その結果、多孔スリーブ２が有底円筒状に形成されている。これにより、給水管２９からの水は、上流側弁胴９の内側及び多孔スリーブ２の内側を順次通って各流出孔３から流出されるようになっている。弁蓋４の外面には、後述する連結機構２０の梃子棒２５を軸支する支持板４ａが下方突出状に固着されている。
【００３７】
弁体５は、円筒状に形成されたものである。弁体５の外径は多孔スリーブ２の内径と略同寸に設定されており、この弁体５が多孔スリーブ２にその軸方向７０に摺動自在に内嵌されている。そして、弁体５が多孔スリーブ２内をその軸方向７０の一方向及び他方向に移動することにより、多孔スリーブ２の多数の流出孔３の開口度を増減させるものとなされている。
【００３８】
なお、開口度とは、多数の流出孔３の全開口面積に対する弁体５で閉塞されていない開口面積の占める割合であり、全開口面積の全部が弁体５で閉塞されているとき開口度は０（又は０％）であり、弁体５で全く閉塞されていないとき開口度は１（又は１００％）である。
【００３９】
本実施形態では、弁体５が多孔スリーブ２内をその軸方向７０の上流方向（即ち上方向）に移動するのに伴って開口度が漸次増加し、一方、弁体５が多孔スリーブ２内をその軸方向７０の下流方向（即ち下方向）に移動するのに伴って開口度が漸次減少するように、弁体５が多孔スリーブ２内に配置されている。
【００４０】
弁シート１０は、例えば合成ゴム製の弾性を有する円環板状のものであり、図４に示すように、多孔スリーブ２内において弁体５が開口度を０に減少させる位置に移動したときに該弁体５の先端周縁部６が弁シート１０のシート面１１に突き当たる位置に弁体５の閉方向６５に対して垂直に配置されている。さらに、この弁シート１０がその下流側から多孔スリーブ２内に配置された円環状の受け部材１６によって受けられるとともに、弁シート１０における多孔スリーブ２中心側の内周縁部が円環板状の押さえ板１５と受け部材１６との間に挟まれ、この状態で複数のボルト４３によって弁シート１０が受け部材１６に固定されている。
【００４１】
この弁シート１０は、開口度を０に減少させる位置に移動してきた弁体５の先端周縁部６が弁シート１０のシート面１１に突き当たることにより、多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れを閉止するものである。ここで、弁体５が開口度を０に減少させる位置を「閉止位置」という。
【００４２】
図１及び２に示すように、フロート３０は、減圧水槽５０内の貯留水５１の水面５２上に浮かぶとともに、その水位（即ち水面５２の位置）の上下変動に伴って昇降動作するものである。
【００４３】
連結機構２０は、フロート３０の昇降動作により弁体５が多孔スリーブ２の軸方向７０の一方向（上方向）及び他方向（下方向）に移動されるようにフロート３０と弁体５とを連結している。その構造は次のとおりである。
【００４４】
すなわち、この連結機構２０は、弁棒２１と梃子棒２５とを備えている。梃子棒２５は、その長さ方向中間部における一端部（作用点部２８）寄りの箇所を支点部２６とするものであり、この支点部２６で弁蓋４の支持板４ａに梃子棒２５の両端部が上下に揺動自在になるように軸支されている。さらに、この梃子棒２５は、その両端部のうち支点部２６からの距離が長い一端部を力点部２７とし、一方、支点部２６からの距離が短い他端部を作用点部２８とするものである。フロート３０は、鉛直に配置される接続棒３１にその長さ方向に固定位置を変更可能に取り付けられており、フロート３０から下方向に接続棒３１が延びている。そして、この接続棒３１の下端部が梃子棒２５の力点部２７に回転自在に軸着されており、これにより、フロート３０と梃子棒２５の力点部２７とが接続棒３１を介して接続されている。ここで、フロート３０が接続棒３１にその長さ方向に固定位置を調節可能に取り付けられているから、減圧水槽５０内の水位とその貯留水５１中に配置された弁体５の深さ位置との距離に応じてフロート３０の位置を適切に調節することができる。弁棒２１は、図３に示すように、真直に形成されたものであり、弁蓋４の中央部にて弁棒ガイド２２ａ及び弁棒シール２２ｂを有する円筒状シールボックス２２を介して上下方向に貫通して鉛直に配置されるとともに、その一端部（詳述すると上端部）が弁体５に固定状態に接続されている。２３は弁棒シール押さえである。図１及び２に示すように、弁棒２１の他端部（詳述すると下端部）には断面円形状の軸ピン２１ａが設けられるとともに、この軸ピン２１ａが梃子棒２５の作用点部２８に形成された長孔２８ａ内に配置されており、これにより、弁棒２１の他端部が梃子棒２５の作用点部２８に回転自在に且つ梃子棒２５の長さ方向に移動自在に接続されている。これにより、連結機構２０における弁棒２１の他端部と梃子棒２５の作用点部２８との接続構造の簡素化が図られている。なお本発明では、弁棒２１の他端部（他端側）は、リンク機構やその他の機構を介して梃子棒２５の作用点部２８に接続されることを排除するものではない。
【００４５】
ここで、説明の便宜上、多孔スリーブ２の多数の流出孔３の開口度を減少させる弁体５の移動方向を「閉方向６５」、開口度を増加させる弁体５の移動方向を「開方向６６」という。
【００４６】
本実施形態の連結機構２０では、フロート３０が下降動作すると、図１に示すように、梃子棒２５の力点部２７が接続棒３１により下方向に押されることで梃子棒２５の作用点部２８が上方向に移動し、これにより弁体５が弁棒２１により押し上げられて上方向（つまり開方向６６）に移動し、その結果、開口度が増加する。すなわち、弁体５は、連結機構２０を介することによって、フロート３０の下降動作により開方向６６に移動されるように構成されている。一方、図２に示すように、フロート３０が上昇動作すると、梃子棒２５の力点部２７が接続棒３１により上方向に引き上げられることで梃子棒２５の作用点部２８が下方向に移動し、これにより弁体５が弁棒２１により引き下げられて下方向（つまり閉方向６５）に移動し、その結果、開口度が減少する。すなわち、弁体５は、さらに、連結機構２０を介することによって、フロート３０の上昇動作により閉方向６５に移動されるように構成されている。
【００４７】
さらに、この連結機構２０においては、図２〜４に示すように、弁体５の先端周縁部６が弁シート１０のシート面１１に突き当たった状態のもとで、減圧水槽５０内の水位が上昇すると、フロート３０には浮力からなる上昇力が作用するが、この上昇力が、連結機構２０を介して、弁体５の先端周縁部６を弁シート１０のシート面１１に対して密着方向に押し付ける力として弁体５に付与されるように、フロート３０と弁体５とが連結されている。
【００４８】
さらに、図４に示すように、弁体５の先端周縁部６には、弁シート１０のシート面１１に突き当たる突き当て面として、弁体５の閉方向６５に対して弁体５の内側へ傾斜した傾斜面７が形成されている。弁シート１０の外周側面は、多孔スリーブ２の内周面２ａに当接している。さらに、弁シート１０のシート面１１の外周縁部には、開口度を０に減少させる位置、即ち閉止位置に移動してきた弁体５の先端周縁部６の傾斜面７に当接する閉止部１３が形成されている。この閉止部１３は、弁体５の先端周縁部６側（即ち弁体５の開方向６６）に断面円弧状に膨出して形成されている。
【００４９】
本実施形態のスリーブ弁装置１は次のように動作する。
【００５０】
すなわち、図１では、減圧水槽５０内の貯留水５１の水位（水面５２の位置）が低水位であり、そのため貯留水５１の水面５２上に浮かんだフロート３０も低位置に配置されている。このとき、弁体５は多孔スリーブ２の多数の流出孔３よりも上側に配置されており、つまり多数の流出孔３は弁体５で全く閉塞されておらず、開口度は１（１００％）である。そのため、給水管２９内の水は多孔スリーブ２の内側から多孔スリーブ２の流出孔３を通って減圧水槽５０内へ流出する。これにより、減圧水槽５０内の水位が上昇する。
【００５１】
水位の上昇に伴ってフロート３０も上昇動作する。このフロート３０の上昇動作が連結機構２０を介して弁体５に伝達されて該弁体５が閉方向６５に移動する。この弁体５の閉方向６５への移動に伴い開口度は漸次減少していく。そして、図２〜４に示すように、弁体５の先端周縁部６の突き当て面としての傾斜面７が弁シート１０のシート面１１の閉止部１３に突き当たると、多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れが閉止され、開口度が０（０％）になる。このときの減圧水槽５０内の水位が、このスリーブ弁装置１による減圧水槽５０における最高水位となる。
【００５２】
この状態から減圧水槽５０内の貯留水５１が減少してその水位が最高水位よりも低くなると、フロート３０が下降動作する。このフロート３０の下降動作が連結機構２０を介して弁体５に伝達されて該弁体５が開方向６６に移動し、弁体５による閉止状態が解除されて多孔スリーブ２内の水が多孔スリーブ２の内側から弁体５の先端周縁部６と弁シート１０のシート面１１との間及び流出孔３を順次通って減圧水槽５０内へ排出される。これにより、減圧水槽５０内の貯留水５１の水位が上昇することとなる。
【００５３】
本実施形態のスリーブ弁装置１は次のような利点を有している。
【００５４】
すなわち、このスリーブ弁装置１の多孔スリーブ２には多数の流出孔３が穿設されているので、多孔スリーブ２内の水が多数の流出孔３で分散されて流出するすとともに、各流出孔３がテーパ孔からなるので、バタフライ弁よりもキャビテーションの発生を大幅に抑制することができる。そのため、キャビテーションの発生に伴う騒音、振動、エロージョン等の不具合の発生を大幅に抑制することができる。
【００５５】
さらに、このスリーブ弁装置１では、フロート３０の昇降動作により弁体５が多孔スリーブ２の軸方向７０の一方向及び他方向に移動されるようにフロート３０と弁体５とを連結する連結機構２０を具備しているので、減圧水槽５０内の水位の変動に伴ってフロート３０が昇降動作することにより弁体５が自動的に移動されて、水位が所定の高さ位置（最高水位）に自動調整される。そのため、電気を使用できない場所や弁体５の移動操作をする人がいない場所でも動作可能である。
【００５６】
さらに、弁シート１０は、開口度を０に減少させる位置に移動してきた弁体５の先端周縁部６が弁シート１０のシート面１１に突き当たることにより、多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れを閉止するものであるから、次のような利点がある。
【００５７】
すなわち、もし仮に、開口度を０に減少させる位置、即ち閉止位置に移動してきた弁体５の先端周縁部６ではなく弁体５の先端側の外周面５ａに、図示していないが弁シートのシート面が当接することにより、多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れを閉止するようにスリーブ弁装置が構成されている場合には、閉止位置の弁体５が開方向６６へ移動するときに弁シートのシート面と弁体５の先端側の外周面５ａとの間に作用する摺接摩擦力によって弁体５が移動しにくくなり、弁体５のスムーズな移動が阻害されるという難点がある。これに対して、本実施形態のスリーブ弁装置１では、閉止位置に移動してきた弁体５の先端周縁部６が弁シート１０のシート面１１に突き当たることにより、多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れを閉止するものであるから、そのような難点はなく、閉止位置の弁体５はスムーズに開方向６６へ移動することができる。
【００５８】
さらに、弁体５の先端周縁部６が弁シート１０のシート面１１に突き当たった状態のもとで、減圧水槽５０内の水位の上昇に伴いフロート３０に作用するフロート３０の上昇力が、連結機構２０を介して、弁体５の先端周縁部６を弁シート１０のシート面１１に対して密着方向に押し付ける力として弁体５に付与されるように構成されているから、次のような利点がある。
【００５９】
すなわち、このスリーブ弁装置１では、減圧水槽５０内の貯留水５１の水位が上昇して最高水位に到達したとき、図２〜４に示すように、弁体５の先端周縁部６が弁シート１０のシート面１１に突き当たり、これにより、多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れが閉止されるが、この状態から、もし仮に多孔スリーブ２内の水が弁体５の先端周縁部６と弁シート１０のシート面１１との間に生じた僅かな隙間から流出孔３側へ漏出した場合には、減圧水槽５０内の水位が更に上昇し、これに伴ってフロート３０には上昇力が作用するから、この上昇力が、連結機構２０を介して、弁体５の先端周縁部６を弁シート１０のシート面１１に対して密着方向に押し付ける力として弁体５に付与されるようになる。その結果、弁体５の先端周縁部６と弁シート１０のシート面１１との間に生じた僅かな隙間が閉塞される。したがって、このスリーブ弁装置１によれば、多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れを確実に閉止することができる。
【００６０】
さらに、図４に示すように、弁体５の先端周縁部６には、弁体５の閉方向６５に対して弁体５の内向きに傾斜した傾斜面７が形成されており、弁シート１０のシート面１１には、開口度を０に減少させる位置に移動してきた弁体５の先端周縁部６の傾斜面７に当接する閉止部１３が形成されているから、次のような利点がある。
【００６１】
すなわち、同図に示すように、開口度を０に減少させる位置、即ち閉止位置に弁体５が移動すると、その先端周縁部６の傾斜面７に弁シート１０のシート面１１の閉止部１３が当接する。この状態では、多孔スリーブ２内の水は弁体５の先端周縁部６と弁シート１０のシート面１１との間の隙間から流出しようとし、この際の水圧によって閉止部１３が多孔スリーブ２の内側から外向きに押されて当該閉止部１３が弁体５の先端周縁部６の傾斜面７に密着する。その結果、弁体５の先端周縁部６と弁シート１０のシート面１１との間の隙間が確実に閉塞される。そのため、多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れをより確実に閉止することができる。
【００６２】
しかも、本実施形態では、閉止部１３が弁体５の先端周縁部６側に膨出しているので、閉止位置に移動してきた弁体５の先端周縁部６の傾斜面７に閉止部１３が確実に当接するようになっているし、更には、多孔スリーブ２内の水による外向きの水圧を閉止部１３が確実に受けうるようになっている。そのため、この水圧によって閉止部１３が外向きに確実に押されて当該閉止部１３が弁体５の先端周縁部６の傾斜面７に確実に密着するものとなる。その結果、弁体５の先端周縁部６と弁シート１０のシート面１１との間の隙間が更に一層確実に閉塞され、もって多孔スリーブ２内の水の流出孔３への流れを更に一層確実に閉止することができる。
【００６３】
さらに、図１及び２に示すように、連結機構２０の梃子棒２５の力点部２７にフロート３０が接続棒３１を介して接続されるとともに、梃子棒２５の作用点部２８に弁棒２１の他端部が接続されているので、弁体５を小さな力で確実に移動させることができるし、更に、連結機構２０の構造の簡素化を図ることができ、これにより、スリーブ弁装置１の製造コストを引き下げることができる。
【００６４】
さらに、このスリーブ弁装置１では、多孔スリーブ形成用素板に多数の流出孔３を形成した後、該素板を円筒状に屈曲して多孔スリーブ２が製造されているので、次のような利点がある。
【００６５】
すなわち、多孔スリーブ２に形成される流出孔３はテーパ孔からなるので、流出孔３の形成は容易ではなく、そのような流出孔３の形成を円筒状に屈曲された素板に対して行うことは困難な作業を要する。そこで、円筒状に屈曲する前の状態の素板にテーパ孔からなる多数の流出孔３を形成し、その後、該素板を円筒状に屈曲することとした。これにより、テーパ孔からなる流出孔３の形成を容易に行うことができ、もって多孔スリーブ２を容易に製造することができる。
【００６６】
なお、多孔スリーブ２は、上記実施形態で示した工程で製造されるのが特に望ましいが、本発明では、必ずしも多孔スリーブ２はそのような工程で製造される必要はなく、その他に例えば、素板を円筒状に屈曲した後で該素板にテーパ孔からなる多数の流出孔３を形成するという工程で多孔スリーブ２を製造することを排除するものではない。
【００６７】
以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々に変更可能である。
【００６８】
また、スリーブ弁装置１の多孔スリーブ２は、上記実施形態では、その軸が鉛直になるように配置されているが、本発明では、その他に例えば、その軸が水平になるように配置されても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、貯水槽（特に減圧水槽）に用いられるスリーブ弁装置、これを備えた貯水槽及びスリーブ弁装置の製造方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１：スリーブ弁装置
２：多孔スリーブ
３：流出孔
５：弁体
６：弁体の先端周縁部
７：突き当て面
１０：弁シート
１１：弁シートのシート面
１３：閉止部
２０：連結機構
２１：弁棒
２５：梃子棒
２６：支点部
２７：力点部
２８：作用点部
２９：給水管
３０：フロート
５０：減圧水槽（貯水槽）
６５：閉方向
６６：開方向
７０：多孔スリーブの軸方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水槽内に水を流出させるテーパ孔からなる複数の流出孔が設けられた多孔スリーブと、
前記多孔スリーブに内嵌されるとともにその軸方向の一方向及び他方向に移動することにより前記複数の流出孔の開口度を増減させる筒状弁体と、
貯水槽内の水位の変動に伴って昇降動作するフロートと、
前記フロートの昇降動作により前記弁体が前記多孔スリーブの軸方向の一方向及び他方向に移動されるように前記フロートと前記弁体とを連結する連結機構と、を具備していることを特徴とするスリーブ弁装置。
【請求項２】
前記開口度を０に減少させる位置に移動してきた前記弁体の先端周縁部がシート面に突き当たることにより、前記多孔スリーブ内の水の前記流出孔への流れを閉止する環状の弁シートを更に具備しており、
前記開口度を減少させる弁体の移動方向を閉方向とするとき、
前記弁体は、前記フロートの上昇動作により閉方向に移動されるように構成されており、
前記弁体の先端周縁部が前記弁シートのシート面に突き当たった状態のもとで、貯水槽内の水位の上昇に伴って前記フロートに作用するフロートの上昇力が、前記連結機構を介して、前記弁体の先端周縁部を前記弁シートのシート面に対して密着方向に押し付ける力として前記弁体に付与されるように構成されている請求項１記載のスリーブ弁装置。
【請求項３】
前記弁体の先端周縁部には、前記弁体の閉方向に対して弁体の内側へ傾斜した傾斜面が形成されており、
前記弁シートのシート面には、前記開口度を０に減少させる位置に移動してきた前記弁体の先端周縁部の傾斜面に当接する閉止部が形成されている請求項２記載のスリーブ弁装置。
【請求項４】
前記連結機構は、前記弁体に一端側が接続された弁棒と、支点部で揺動自在に軸支された梃子棒とを備えるとともに、前記梃子棒の力点部に前記フロートが接続されるとともに、前記梃子棒の作用点部に前記弁棒の他端側が接続されている請求項１〜３のいずれかに記載のスリーブ弁装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のスリーブ弁装置を備えている貯水槽。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載のスリーブ弁装置の製造方法であって、
多孔スリーブ形成用素板にテーパ孔からなる複数の流出孔を形成した後、該素板を筒状に屈曲する工程を含むことを特徴とするスリーブ弁装置の製造方法。
【請求項１】
貯水槽内に水を流出させるテーパ孔からなる複数の流出孔が設けられた多孔スリーブと、
前記多孔スリーブに内嵌されるとともにその軸方向の一方向及び他方向に移動することにより前記複数の流出孔の開口度を増減させる筒状弁体と、
貯水槽内の水位の変動に伴って昇降動作するフロートと、
前記フロートの昇降動作により前記弁体が前記多孔スリーブの軸方向の一方向及び他方向に移動されるように前記フロートと前記弁体とを連結する連結機構と、を具備していることを特徴とするスリーブ弁装置。
【請求項２】
前記開口度を０に減少させる位置に移動してきた前記弁体の先端周縁部がシート面に突き当たることにより、前記多孔スリーブ内の水の前記流出孔への流れを閉止する環状の弁シートを更に具備しており、
前記開口度を減少させる弁体の移動方向を閉方向とするとき、
前記弁体は、前記フロートの上昇動作により閉方向に移動されるように構成されており、
前記弁体の先端周縁部が前記弁シートのシート面に突き当たった状態のもとで、貯水槽内の水位の上昇に伴って前記フロートに作用するフロートの上昇力が、前記連結機構を介して、前記弁体の先端周縁部を前記弁シートのシート面に対して密着方向に押し付ける力として前記弁体に付与されるように構成されている請求項１記載のスリーブ弁装置。
【請求項３】
前記弁体の先端周縁部には、前記弁体の閉方向に対して弁体の内側へ傾斜した傾斜面が形成されており、
前記弁シートのシート面には、前記開口度を０に減少させる位置に移動してきた前記弁体の先端周縁部の傾斜面に当接する閉止部が形成されている請求項２記載のスリーブ弁装置。
【請求項４】
前記連結機構は、前記弁体に一端側が接続された弁棒と、支点部で揺動自在に軸支された梃子棒とを備えるとともに、前記梃子棒の力点部に前記フロートが接続されるとともに、前記梃子棒の作用点部に前記弁棒の他端側が接続されている請求項１〜３のいずれかに記載のスリーブ弁装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のスリーブ弁装置を備えている貯水槽。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載のスリーブ弁装置の製造方法であって、
多孔スリーブ形成用素板にテーパ孔からなる複数の流出孔を形成した後、該素板を筒状に屈曲する工程を含むことを特徴とするスリーブ弁装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１７２６８４（Ｐ２０１２−１７２６８４Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３１７４９（Ｐ２０１１−３１７４９）
【出願日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【出願人】（５９３０３１９８６）株式会社大和鉄工所 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【出願人】（５９３０３１９８６）株式会社大和鉄工所 (3)
【Ｆターム（参考）】
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