流量制御装置
【課題】低コストで信頼性が高くメンテナンスも容易な、流量制御装置を提供する。
【解決手段】液体供給装置１０は、水を貯留する貯留槽１２、および貯留槽１２に取り付けられる流量制御装置１４を備える。流量制御装置１４は、貯留槽１２の水中に配置されるパイプ２０、パイプ２０の入口２０ａ側の端部に接続されるキャップ２２、キャップ２２に対して揺動可能に設けられる取り付け部材２４、取り付け部材２４に取り付けられる２つの浮き２６、およびパイプ２０を矢印Ｄ方向に揺動可能に支持する支持部材４４を含む。浮き２６の昇降によって、パイプ２０は、水面に対する傾きが変化するように軸Ｓを中心として矢印Ｄ方向に揺動する。パイプ２０が揺動しても、水面から入口２０ａまでの深さは略一定に保たれ、貯留槽１２からの水の流量を略一定に保つことができる。
【解決手段】液体供給装置１０は、水を貯留する貯留槽１２、および貯留槽１２に取り付けられる流量制御装置１４を備える。流量制御装置１４は、貯留槽１２の水中に配置されるパイプ２０、パイプ２０の入口２０ａ側の端部に接続されるキャップ２２、キャップ２２に対して揺動可能に設けられる取り付け部材２４、取り付け部材２４に取り付けられる２つの浮き２６、およびパイプ２０を矢印Ｄ方向に揺動可能に支持する支持部材４４を含む。浮き２６の昇降によって、パイプ２０は、水面に対する傾きが変化するように軸Ｓを中心として矢印Ｄ方向に揺動する。パイプ２０が揺動しても、水面から入口２０ａまでの深さは略一定に保たれ、貯留槽１２からの水の流量を略一定に保つことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は流量制御装置に関し、より特定的には、貯留槽から一定の流量で液体を流出させるための流量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、たとえば特許文献１に開示されているように、貯留槽の液体を一定の流量で供給する液体供給装置には、浮きと可撓性を有する螺旋状のパイプとを含む流量制御装置を用いることが知られている。このような流量制御装置では、貯留槽の液体中に配置されるパイプの上端部が貯留槽の液面に浮かぶ浮きに接続され、当該パイプの下端部が貯留槽の流出口に接続されている。貯留槽の液体は、浮き近傍に設けられるパイプの入口からパイプの流路に流入した後に流下して貯留槽から流出する。貯留槽の液位は貯留槽の液体の増減に伴って変化するが、パイプの上端部に浮きが接続されていることによって液面からパイプの入口までの深さが略一定に保たれる。これによって、流路の液体に与えられる圧力を略一定に保つことができ、貯留槽からの液体の流量を略一定に保つことができる。
【特許文献１】特開２０００−２４６０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、可撓性を有する螺旋状のパイプは製造が難しく、特許文献１の装置では、このようなパイプを用いることによってコストが高くなるという問題があった。また、螺旋状のパイプは流路に異物が詰まりやすく、安定して液体を流出させることができなくなるおそれがあり、信頼性が低下するという問題があった。さらに、螺旋状のパイプは流路の清掃等が難しく、メンテナンスに手間がかかるという問題があった。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、低コストで信頼性が高くメンテナンスも容易な、流量制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の流量制御装置は、貯留槽から一定の流量で液体を流出させるための流量制御装置であって、前記貯留槽の前記液体が入口から出口へと流れる流路を有する棒状の第１パイプ、前記第１パイプの前記入口側の端部に設けられる浮き、および前記第１パイプの前記出口側の端部に設けられ前記第１パイプを揺動可能に支持する支持手段を備える。
【０００６】
請求項２に記載の流量制御装置は、請求項１に記載の流量制御装置において、前記第１パイプの軸方向に直交しかつ水平方向に延びる所定軸を中心として前記浮きを揺動可能に配置する配置手段をさらに含むことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の流量制御装置は、請求項２に記載の流量制御装置において、前記配置手段には、前記所定軸までの距離がそれぞれ等しくなるように複数の前記浮きが設けられることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の流量制御装置は、請求項２または３に記載の流量制御装置において、前記配置手段の前記所定軸は、前記第１パイプの上側かつ前記入口よりも前記出口とは反対側に設けられることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の流量制御装置は、請求項１から４のいずれかに記載の流量制御装置において、前記入口の一部を塞ぐ調整部材をさらに含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の流量制御装置は、請求項１から５のいずれかに記載の流量制御装置において、前記第１パイプに接続され前記流路を前記液体外の空間に連通させる第２パイプをさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の流量制御装置では、貯留槽の液面に浮かぶ浮きの昇降に伴って液面に対するその傾きが変化するように棒状の第１パイプが揺動する。これによって、貯留槽の液位（液面の高さ）が変化しても貯留槽の液面から第１パイプの入口までの深さを略一定に保つことができる。ひいては、液位が変化しても、流路の液体に与えられる圧力を略一定にでき、貯留槽からの液体の流量を略一定に保つことができる。このように簡単な形状の可撓性を有しない第１パイプを揺動させることによって、螺旋状等の複雑な形状の可撓性を有するパイプを用いる必要がなくなり、コストを抑えることができる。また、棒状の第１パイプでは流路に異物が詰まりにくいので、複雑な形状のパイプを用いる場合に比べて、長期間に亘って安定して液体を流出させることができ、信頼性を向上できる。さらに、棒状の第１パイプでは流路の清掃が容易であり、複雑な形状のパイプを用いる場合に比べてメンテナンスを容易にできる。
【００１２】
請求項２に記載の流量制御装置では、第１パイプの軸方向に直交しかつ水平方向に延びる所定軸を中心として浮きを揺動可能に配置することによって、第１パイプの揺動角度にかかわらず液面に対する浮きの傾き（姿勢）を一定に保つことができる。したがって、第１パイプの揺動に伴う液面から第１パイプの入口までの深さの変化を抑えることができ、より確かに液体の流量を一定に保つことができる。
【００１３】
請求項３に記載の流量制御装置では、所定軸までの距離がそれぞれ等しくなるように複数の浮きが設けられることによって、貯留槽の液面が波打った場合であっても各浮きの傾きを抑えることができる。したがって、液体中で第１パイプを安定して配置でき、液体を略一定の流量で安定して流出させることができる。
【００１４】
第１パイプの揺動に伴って第１パイプの入口の中心と所定軸の中心との深さの差はサインカーブを描くように変化する。請求項４に記載の流量制御装置では、第１パイプの入口の中心と所定軸の中心とを結ぶ直線と水平線とがなす角度が６０°〜９０°程度の範囲で変化するように、所定軸が第１パイプの上側かつ入口よりも出口とは反対側に設けられる。これによって、入口の中心と所定軸の中心との深さの差の変化を抑えることができる。ひいては、液面から第１パイプの入口までの深さの変化をより一層抑えることができる。また、このように所定軸が設けられることによって、第１パイプの入口よりも出口側に所定軸を設ける場合に比べて液位の変化に伴う第１パイプの揺動角度の変化を小さくできる。これによっても、液面から第１パイプの入口までの深さの変化を抑えることができる。したがって、より一層確かに液体の流量を一定に保つことができる。
【００１５】
請求項５に記載の流量制御装置では、調整部材によって第１パイプの入口の一部を塞ぐことで、第１パイプの流路に液体が流入しにくくなり、貯留槽からの液体の流量が調整（削減）される。このような調整部材を第１パイプの入口を塞ぐ部分の大きさが異なるものに交換することによって、貯留槽からの液体の流量を簡単に変更できる。
【００１６】
請求項６に記載の流量制御装置では、第２パイプによって第１パイプの流路が貯留槽の液体外の空間に連通されることによって、流路を一定の気圧に保つことができる。これによって、たとえばメンテナンスのために貯留槽からの液体の流出を一旦止めて再開する場合に、第１パイプへの液体の流入および第１パイプからの液体の流出を円滑にできる。ひいては、貯留槽から円滑に液体を流出させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、低コストで信頼性が高くメンテナンスも容易な流量制御装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
ここでは、この発明の流量制御装置が適用される液体供給装置１０について説明する。
図１〜図３を参照して、液体供給装置１０は、液体として水を貯留する貯留槽１２、および貯留槽１２に取り付けられる流量制御装置１４を含む。
【００１９】
貯留槽１２は、上端開口の中空略直方体状に形成され、たとえば、図示しないろ過装置によってろ過された川、池、井戸等の水源からの水を貯留する。貯留槽１２の上端部には、貯留槽１２内に異物が入ることを防止するために蓋１６が被せられる。蓋１６の上面には、貯留槽１２内の空間と外部との間で空気を流通させるためのパイプ１８が設けられる。これによって、蓋１６が被せられた貯留槽１２内で水位（水面の高さ）が変化しても貯留槽１２内の空間を大気圧に保つことができる。流量制御装置１４は、このような貯留槽１２に取り付けられる。なお、図２には、蓋１６が取り外された状態が示されている。また、図２には図１に破線で示す状態の流量制御装置１４が示され、図３には図１に一点鎖線で示す状態の流量制御装置１４が示されている。
【００２０】
この発明の一実施形態の流量制御装置１４は、貯留槽１２の水中に配置されるパイプ２０、パイプ２０に接続されるキャップ２２、キャップ２２に設けられる取り付け部材２４、貯留槽１２の水面に浮かべられる複数（ここでは２つ）の浮き２６、およびパイプ２０の側面に接続されるパイプ２８を含む。
【００２１】
図４〜図６を参照して、パイプ２０は、矢印Ａ方向に直線状に延びる両端開口かつ断面円形の棒状（円筒状）に形成される。図４に示すように、パイプ２０は、一方端の入口２０ａから他方端の出口２０ｂへと矢印Ａ方向に直線状に延びる流路２０ｃを有する。このようなパイプ２０は、たとえばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の合成樹脂や銅等の金属からなり可撓性を有しない。殺菌作用を有する銅等の重金属からなるパイプ２０を用いることによって、貯留槽１２の水や流路２０ｃの水を殺菌できる。したがって、殺菌作用を有する銅等からなるパイプ２０は、液体供給装置１０が浄水システムの一部を構成する場合に好適に用いられる。
【００２２】
図７をも参照して、キャップ２２は、たとえばＰＶＣ等の合成樹脂からなり、直方体状に形成される。キャップ２２には、矢印Ａ方向（パイプ２０の軸方向）に延びる貫通孔３０が設けられる。また、キャップ２２の上面には、矢印Ａ方向に延びる溝３２が設けられる。なお、図７には、パイプ２０、キャップ２２、取り付け部材２４、調整部材３４（後述）およびボルト３６（後述）のみが示されており、パイプ２０、キャップ２２、調整部材３４およびボルト３６のみが断面で示されている。
【００２３】
貫通孔３０は、大径部３０ａと大径部３０ａよりも径が小さい小径部３０ｂとによって構成される。これによって、貫通孔３０には段部３０ｃが設けられる。貫通孔３０の大径部３０ａには、パイプ２０の入口２０ａ側の端部（一方端部）が嵌入される。貫通孔３０において、パイプ２０と段部３０ｃとの間には調整部材３４が配置される。
【００２４】
調整部材３４は、たとえばＰＶＣ等の合成樹脂からなり、パイプ２０の入口２０ａよりも小さい貫通孔３４ａを中央に有する円板状に形成される（図６および図７参照）。調整部材３４は、パイプ２０と段部３０ｃとによって挟まれかつその外周面が大径部３０ａの内周面に隙間なく接することで位置決めされる。このように調整部材３４が設けられることによって、パイプ２０の入口２０ａが調整部材３４の貫通孔３４ａ以外の部分によって塞がれる。つまり、パイプ２０の入口２０ａの一部が調整部材３４によって塞がれる。このような調整部材３４は、キャップ２２をパイプ２０から取り外して貫通孔３０から取り出すことができ、貫通孔３４ａの大きさが異なる別の調整部材３４に交換できる。
【００２５】
また、キャップ２２にはボルト３６が取り付けられる。図４〜図６に示すように、ボルト３６の軸部３６ａは、パイプ２０の上側かつ入口２０ａよりも出口２０ｂとは反対側に設けられ、矢印Ａ方向に直交しかつ溝３２を介して水平方向（図６に矢印Ｂで示す方向）に延びる。図７に示すように、入口２０ａの中心をＰ１、軸部３６ａの中心をＰ２、中心Ｐ１とＰ２とを結ぶ直線をＬ、直線Ｌと水平線とが小径部３０ｂ側になす角度をθとすると、軸部３６ａは、パイプ２０と貯留槽１２の水面とが平行な状態（図１に破線で示す状態：以下、初期状態という）において角度θが６０°程度になるように設けられる。
【００２６】
取り付け部材２４は、キャップ２２の溝３２に配置される挿通部材３８、および挿通部材３８に連結される取り付け板４０を含む。挿通部材３８および取り付け板４０はそれぞれ、たとえばＰＶＣ等の合成樹脂からなる。挿通部材３８の下端部にはボルト３６の軸部３６ａが挿通され、挿通部材３８の上端部は取り付け板４０の下面中央に連結される。このような取り付け部材２４は、ボルト３６の軸部３６ａを中心としてキャップ２２に対して矢印Ｃ方向に揺動可能である。
【００２７】
図４および図５に示すように、２つの浮き２６はそれぞれ、たとえばＰＥ（ポリエチレン）等の合成樹脂や銅等の金属からなり、略中空球状に形成される。２つの浮き２６は、一方から軸部３６ａまでの距離と他方から軸部３６ａまでの距離とが等しくなるように取り付け板４０の上面に取り付けられる。これによって、２つの浮き２６はそれぞれ、キャップ２２に対して軸部３６ａを中心として矢印Ｃ方向に揺動可能に配置される。なお、２つの浮き２６は、パイプ２０の流路２０ｃが水で充満された状態でもパイプ２８の入口２８ａ（後述）が水面上に位置する浮力を有するサイズで構成される。
【００２８】
また、図４〜図６に示すように、取り付け板４０の上面中央には、たとえばＰＶＣ等の合成樹脂や銅等の金属からなるＬ字状の支持板４２が取り付けられる。支持板４２の上端部には円筒状に丸められた挿通部４２ａが設けられ、挿通部４２ａにはパイプ２８の入口２８ａ（図６参照）側の端部が挿通される。これによって、パイプ２８の入口２８ａ側の端部が浮き２６の上側に配置され、入口２８ａを貯留槽１２の水面よりも上側に配置できる。また、パイプ２８の出口２８ｂ側の端部は、パイプ２０の側面に設けられる貫通孔２０ｄに嵌入される。これによって、パイプ２０の流路２０ｃが貯留槽１２内の空間に連通される。パイプ２８は、可撓性を有するシリコンホースである。
【００２９】
図８をも参照して、パイプ２０の出口２０ｂ側の端部（他方端部）には、パイプ２０を揺動可能に支持する支持部材４４が設けられる。支持部材４４は、パイプ２０に接続されるキャップ４６、キャップ４６に接続されるパイプ４８、パイプ４８に接続されるパイプ５０、およびパイプ５０に取り付けられるナット５２を含む。
【００３０】
図８に示すように、キャップ４６は、たとえばＰＶＣ等の合成樹脂からなり、直方体状に形成される。キャップ４６には、矢印Ａ方向に延びる嵌入孔５４、および矢印Ｂ方向に延びて嵌入孔５４に繋がる貫通孔５６が設けられる。嵌入孔５４にはパイプ２０の出口２０ｂ側の端部が嵌入され、貫通孔５６にはパイプ４８が挿入される。
【００３１】
パイプ４８は、たとえばＰＶＣ等の合成樹脂からなり、矢印Ｂ方向に延びる両端開口の円筒状に形成される。パイプ４８は、一方端部から中央部にかけて貫通孔５６に挿入される。パイプ４８の外径は貫通孔５６の内径よりもわずかに小さく、キャップ４６とパイプ４８とは軸Ｓ（二点鎖線で示す）を中心として一方に対して他方を回動させることができる。ひいては、パイプ４８に対して軸Ｓを中心としてキャップ４６およびパイプ２０を矢印Ｄ方向（図４および図５参照）に揺動させることができる。パイプ４８には、貫通孔５６内に配置される部分において外周面に溝５８が設けられる。溝５８にはパイプ４８の周方向に複数（ここでは４つ）の貫通孔６０が設けられる。なお、溝５８には等間隔に４つの貫通孔６０が設けられ、図８には４つの貫通孔６０のうち３つが示されている。
【００３２】
また、パイプ４８の他方端部は、パイプ５０に嵌入され、パイプ５０に固定される。パイプ４８には、キャップ４６とパイプ５０との間において他の部分よりも外径を大きくすることによって鍔部６２が設けられる。鍔部６２とキャップ４６との間には、貫通孔５６からの水漏れを防止するとともにキャップ４６ひいてはパイプ２０を円滑に揺動させるためのＯリング６４が配置される。また、パイプ４８の一方端部にはキャップ４６の貫通孔５６を覆うように蓋６６が嵌入され、蓋６６とキャップ４６との間にもＯリング６４が配置される。
【００３３】
パイプ５０は、たとえばＰＥ等の合成樹脂からなり、矢印Ｂ方向に延びる両端開口の円筒状に形成される。パイプ５０は、貯留槽１２の側面に設けられる貫通孔１２ａを嵌通する。パイプ５０には、貯留槽１２内に配置される部分において他の部分よりも外径を大きくすることによって鍔部６８が設けられる。また、パイプ５０には、貯留槽１２外に配置される部分において外周面に図示しないねじ山が設けられる。ナット５２は、当該ねじ山に嵌合させることによってパイプ５０に取り付けられる。ナット５２を締めてナット５２と鍔部６８とによって貯留槽１２の壁を挟むことでパイプ５０ひいては流量制御装置１４が貯留槽１２に取り付けられる。
【００３４】
この実施形態では、パイプ２０が第１パイプに相当し、パイプ２８が第２パイプに相当し、ボルト３６の軸部３６ａが所定軸に相当し、支持部材４４が支持手段に相当する。配置手段は、キャップ２２および取り付け部材２４によって構成される。
【００３５】
このような液体供給装置１０では、調整部材３４の貫通孔３４ａを介して入口２０ａからパイプ２０の流路２０ｃに貯留槽１２の水が流入する。流路２０ｃに流入した水は、水面から入口２０ａまでの深さに応じた水圧を受けて流路２０ｃを出口２０ｂへと流れ、キャップ４６の貫通孔５６に流入する。貫通孔５６に流入した水は、複数の貫通孔６０を介してパイプ４８およびパイプ５０に順に流入し、パイプ５０から外部に流出される。
【００３６】
調整部材３４を設けることによって、流路２０ｃに水が流入しにくくなり、貯留槽１２からの水の流量が調整（削減）される。上述のように調整部材３４に交換することによって貯留槽１２からの水の流量を変更できる。なお、『貯留槽１２からの水の流量』とは、所定時間あたりに貯留槽１２から流出する水の量をいう。
【００３７】
図１に破線および一点鎖線で示すように、水位の変化に伴う浮き２６の昇降によって、水面に対するその傾きが変化するように軸Ｓを中心としてパイプ２０が矢印Ｄ方向に揺動する。このようにパイプ２０が揺動しても、２つの浮き２６はそれぞれ軸部３６ａを中心としてキャップ２２に対して矢印Ｃ方向に揺動可能であるので（図４および図５参照）、水面に対する２つの浮き２６の傾き（姿勢）が一定に保たれる。
【００３８】
また、初期状態の角度θが６０°程度に設定されることによって（図７参照）、パイプ２０の揺動に伴う水面から入口２０ａまでの深さの変化を抑えることができる。図７および図９を参照して、その理由を以下に説明する。
【００３９】
図７を参照して、入口２０ａの中心Ｐ１と軸部３６ａの中心Ｐ２との深さの差Ｈは、直線Ｌの長さ×ｓｉｎθで求められる。このことから、深さの差Ｈは、パイプ２０の揺動に伴う角度θの変化によってサインカーブを描くように変化することがわかる。
【００４０】
液体供給装置１０においてパイプ２０が揺動する範囲は、初期状態から矢印Ｄ方向反時計回りに最大でも３０°程度である。したがって、初期状態の角度θを６０°程度に設定することによって、角度θは６０°〜９０°程度の範囲で変化する。この場合の角度θの変化に対する深さの差Ｈの変化態様を図９（ａ）に示す。
【００４１】
図９（ａ）では、初期状態の角度θおよび深さの差Ｈがθ１およびＨ１で示され、初期状態からパイプ２０が１５°揺動した状態の角度θおよび深さの差Ｈがθ２およびＨ２で示され、初期状態からパイプ２０が３０°揺動した状態の角度θおよび深さの差Ｈがθ３およびＨ３で示されている。図９（ａ）から、初期状態の角度θを６０°程度に設定し、角度θを６０°〜９０°程度の範囲で変化させることによって、サインカーブの特徴から深さの差Ｈの変化が小さくなることがわかる。
【００４２】
これに対して、直線Ｌの長さおよび初期状態の深さの差Ｈが流量制御装置１４と等しくなるように、パイプ２０の上側かつ入口２０ａよりも出口２０ｂ側に軸部３６ａを設けた場合（図７に二点鎖線で示す）の深さの差Ｈの変化態様を図９（ｂ）に示す。
【００４３】
図９（ｂ）では、軸部３６ａの中心がＰ３で示され、初期状態の角度θおよび深さの差Ｈがθ４およびＨ４で示され、初期状態からパイプ２０が１５°揺動した状態の角度θおよび深さの差Ｈがθ５およびＨ５で示され、初期状態からパイプ２０が３０°揺動した状態の角度θおよび深さの差Ｈがθ６およびＨ６で示されている。図９（ａ）と（ｂ）とを比較して、図９（ｂ）では、角度θが１２０°〜１５０°程度の範囲で変化し、図９（ａ）に比べて深さの差Ｈの変化が大きくなることがわかる。また、パイプ２０の揺動角度が同じであっても中心Ｐ３の位置が中心Ｐ２の位置よりも浅いことから、図９（ｂ）では、同じ揺動角度であっても図９（ａ）よりも水位が低いことがわかる。このことから、図９（ｂ）では、貯留槽１２の水位の変化幅が同じであれば図９（ａ）に比べてパイプ２０の揺動角度が大きくなり、より一層、深さの差Ｈの変化が大きくなることがわかる。
【００４４】
これらのことから、流量制御装置１４では、軸部３６ａをパイプ２０の上側かつ入口２０ａよりも出口２０ｂとは反対側に設けて角度θを６０°〜９０°程度の範囲で変化させることで、パイプ２０が揺動しても水面から入口２０ａまでの深さを略一定に保てることがわかる。このように水面から入口２０ａまでの深さを略一定に保つことができるので、流路２０ｃの水に与えられる水圧を略一定に保つことができ、貯留槽１２からの水の流量を略一定に保つことができる。
【００４５】
なお、キャップ２２において所定軸をパイプ２０の下側に設けることも考えられるが、取り付け部材の挿通部材が大きくなることや挿通部材の形状が複雑になるために所定軸をパイプ２０の下側に設けることは現実的ではない。
【００４６】
このような液体供給装置１０の流量制御装置１４によれば、簡単な形状の可撓性を有しないパイプ２０を揺動させることによって、複雑な形状の可撓性を有するパイプを用いる必要がなくなり、コストを抑えることができる。また、棒状のパイプ２０では流路２０ｃに異物が詰まりにくいので、長期間に亘って安定して水を流出させることができ、信頼性を向上できる。さらに、棒状のパイプ２０では流路２０ｃの清掃が容易であり、メンテナンスを容易にできる。
【００４７】
浮き２６をキャップ２２に対して矢印Ｃ方向に揺動可能に配置することによって、パイプ２０の揺動角度にかかわらず水面に対する浮き２６の傾きを一定に保つことができる。したがって、パイプ２０の揺動に伴う水面から入口２０ａまでの深さの変化を抑えることができ、より確かに貯留槽１２からの水の流量を一定に保つことができる。
【００４８】
軸部３６ａまでの距離がそれぞれ等しくなるように２つの浮き２６が取り付け部材２４に取り付けられることによって、貯留槽１２の水面が波打った場合であっても各浮き２６の傾きを抑えることができる。したがって、水中でパイプ２０を安定して配置でき、貯留槽１２から水を略一定の流量で安定して流出させることができる。
【００４９】
角度θをサインカーブの変化が小さくなる６０°〜９０°程度の範囲に保つように軸部３６ａをパイプ２０の上側かつ入口２０ａよりも出口２０ｂとは反対側に設けることによって、入口２０ａの中心Ｐ１と軸部３６ａの中心Ｐ２との深さの差Ｈの変化を抑えることができる。ひいては、水面から入口２０ａまでの深さの変化をより一層抑えることができる。また、軸部３６ａが入口２０ａよりも出口２０ｂとは反対側に設けられることによって、水位の変化に伴うパイプ２０の揺動角度の変化を小さくできる。これによっても水面から入口２０ａまでの深さの変化を抑えることができる。したがって、より一層確かに貯留槽１２からの水の流量を一定に保つことができる。
【００５０】
調整部材３４を貫通孔３４ａの大きさが異なるものに交換するのみで貯留槽１２からの水の流量を簡単に変更できる。
【００５１】
パイプ２８によってパイプ２０の流路２０ｃが貯留槽１２の液体外の空間に連通されることによって、流路２０ｃを一定の気圧に保つことができる。これによって、たとえばメンテナンスのためにバルブ等を用いて貯留槽１２からの水の流出を一旦止めて再開する場合に、パイプ２０への水の流入およびパイプ２０からの水の流出を円滑にできる。ひいては、貯留槽１２から円滑に水を流出させることができる。
【００５２】
ついで、液体供給装置１０における貯留槽１２からの水の流量の推移を図１０のグラフに示す。図１０には、内径が２．５ｃｍのパイプ２０を用い、初期状態（図１に破線で示す状態）の水面から入口２０ａまでの深さを１０ｃｍに設定した場合の推移が示されている。図１０のグラフにおいて、Ｆ１は貫通孔３４ａの直径が５ｍｍの調整部材３４を用いた場合の推移であり、Ｆ２は貫通孔３４ａの直径が８ｍｍの調整部材３４を用いた場合の推移であり、Ｆ３は貫通孔３４ａの直径が１０ｍｍの調整部材３４を用いた場合の推移である。Ｆ１〜Ｆ３から、水位が変化しても貫通孔３４ａの大きさにかかわらず貯留槽１２からの水の流量を略一定に保てることがわかる。
【００５３】
なお、上述の実施形態では、２つの浮き２６を用いる場合について説明したが、浮き２６は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。１つの浮き２６を用いる場合は、たとえば、１つの浮き２６を挿通部材３８の上端部に直接取り付けるようにすればよい。３つ以上の浮き２６を用いる場合は、たとえば、その下面中央に挿通部材３８が取り付けられた円板状の取り付け板を用い、３つ以上の浮き２６を当該取り付け板の外周縁に等間隔に取り付ければよい。
【００５４】
また、上述の実施形態では、キャップ２２に対して揺動可能に設けられる取り付け部材２４に浮き２６を取り付ける場合について説明したが、この発明はこれに限定されない。パイプ２０の端部に浮き２６を直接取り付けるようにしてもよい。
【００５５】
さらに、上述の実施形態では、直線状に延びる棒状のパイプ２０を用いる場合について説明したがこの発明はこれに限定されず、棒状の第１パイプは若干曲がっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明の一実施形態の流量制御装置が適用される液体供給装置を示す正面図解図である。
【図２】蓋を取り外した状態の液体供給装置を示す平面図解図である。
【図３】図１の液体供給装置のＸ−Ｘ断面図である。
【図４】この発明の一実施形態の流量制御装置を示す正面図解図である。
【図５】図４の流量制御装置の背面図解図である。
【図６】図４の流量制御装置の側面図解図である。
【図７】パイプの入口側の端部とキャップとの接続部分を示す断面図である。
【図８】図４の流量制御装置のＹ−Ｙ断面図である。
【図９】パイプの入口の中心とボルトの軸部の中心との深さの差の変化態様を説明するための図解図である。
【図１０】流量の推移を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 液体供給装置
１２ 貯留槽
１４ 流量制御装置
１８，２０，２８，４８，５０ パイプ
２０ａ，２８ａ 入口
２０ｂ，２８ｂ 出口
２０ｃ 流路
１２ａ，２０ｄ，３０，３４ａ，５６，６０ 貫通孔
２２，４６ キャップ
２４ 取り付け部材
２６ 浮き
３４ 調整部材
３６ ボルト
３６ａ 軸部
４４ 支持部材
５２ ナット
【技術分野】
【０００１】
この発明は流量制御装置に関し、より特定的には、貯留槽から一定の流量で液体を流出させるための流量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、たとえば特許文献１に開示されているように、貯留槽の液体を一定の流量で供給する液体供給装置には、浮きと可撓性を有する螺旋状のパイプとを含む流量制御装置を用いることが知られている。このような流量制御装置では、貯留槽の液体中に配置されるパイプの上端部が貯留槽の液面に浮かぶ浮きに接続され、当該パイプの下端部が貯留槽の流出口に接続されている。貯留槽の液体は、浮き近傍に設けられるパイプの入口からパイプの流路に流入した後に流下して貯留槽から流出する。貯留槽の液位は貯留槽の液体の増減に伴って変化するが、パイプの上端部に浮きが接続されていることによって液面からパイプの入口までの深さが略一定に保たれる。これによって、流路の液体に与えられる圧力を略一定に保つことができ、貯留槽からの液体の流量を略一定に保つことができる。
【特許文献１】特開２０００−２４６０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、可撓性を有する螺旋状のパイプは製造が難しく、特許文献１の装置では、このようなパイプを用いることによってコストが高くなるという問題があった。また、螺旋状のパイプは流路に異物が詰まりやすく、安定して液体を流出させることができなくなるおそれがあり、信頼性が低下するという問題があった。さらに、螺旋状のパイプは流路の清掃等が難しく、メンテナンスに手間がかかるという問題があった。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、低コストで信頼性が高くメンテナンスも容易な、流量制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の流量制御装置は、貯留槽から一定の流量で液体を流出させるための流量制御装置であって、前記貯留槽の前記液体が入口から出口へと流れる流路を有する棒状の第１パイプ、前記第１パイプの前記入口側の端部に設けられる浮き、および前記第１パイプの前記出口側の端部に設けられ前記第１パイプを揺動可能に支持する支持手段を備える。
【０００６】
請求項２に記載の流量制御装置は、請求項１に記載の流量制御装置において、前記第１パイプの軸方向に直交しかつ水平方向に延びる所定軸を中心として前記浮きを揺動可能に配置する配置手段をさらに含むことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の流量制御装置は、請求項２に記載の流量制御装置において、前記配置手段には、前記所定軸までの距離がそれぞれ等しくなるように複数の前記浮きが設けられることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の流量制御装置は、請求項２または３に記載の流量制御装置において、前記配置手段の前記所定軸は、前記第１パイプの上側かつ前記入口よりも前記出口とは反対側に設けられることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の流量制御装置は、請求項１から４のいずれかに記載の流量制御装置において、前記入口の一部を塞ぐ調整部材をさらに含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の流量制御装置は、請求項１から５のいずれかに記載の流量制御装置において、前記第１パイプに接続され前記流路を前記液体外の空間に連通させる第２パイプをさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の流量制御装置では、貯留槽の液面に浮かぶ浮きの昇降に伴って液面に対するその傾きが変化するように棒状の第１パイプが揺動する。これによって、貯留槽の液位（液面の高さ）が変化しても貯留槽の液面から第１パイプの入口までの深さを略一定に保つことができる。ひいては、液位が変化しても、流路の液体に与えられる圧力を略一定にでき、貯留槽からの液体の流量を略一定に保つことができる。このように簡単な形状の可撓性を有しない第１パイプを揺動させることによって、螺旋状等の複雑な形状の可撓性を有するパイプを用いる必要がなくなり、コストを抑えることができる。また、棒状の第１パイプでは流路に異物が詰まりにくいので、複雑な形状のパイプを用いる場合に比べて、長期間に亘って安定して液体を流出させることができ、信頼性を向上できる。さらに、棒状の第１パイプでは流路の清掃が容易であり、複雑な形状のパイプを用いる場合に比べてメンテナンスを容易にできる。
【００１２】
請求項２に記載の流量制御装置では、第１パイプの軸方向に直交しかつ水平方向に延びる所定軸を中心として浮きを揺動可能に配置することによって、第１パイプの揺動角度にかかわらず液面に対する浮きの傾き（姿勢）を一定に保つことができる。したがって、第１パイプの揺動に伴う液面から第１パイプの入口までの深さの変化を抑えることができ、より確かに液体の流量を一定に保つことができる。
【００１３】
請求項３に記載の流量制御装置では、所定軸までの距離がそれぞれ等しくなるように複数の浮きが設けられることによって、貯留槽の液面が波打った場合であっても各浮きの傾きを抑えることができる。したがって、液体中で第１パイプを安定して配置でき、液体を略一定の流量で安定して流出させることができる。
【００１４】
第１パイプの揺動に伴って第１パイプの入口の中心と所定軸の中心との深さの差はサインカーブを描くように変化する。請求項４に記載の流量制御装置では、第１パイプの入口の中心と所定軸の中心とを結ぶ直線と水平線とがなす角度が６０°〜９０°程度の範囲で変化するように、所定軸が第１パイプの上側かつ入口よりも出口とは反対側に設けられる。これによって、入口の中心と所定軸の中心との深さの差の変化を抑えることができる。ひいては、液面から第１パイプの入口までの深さの変化をより一層抑えることができる。また、このように所定軸が設けられることによって、第１パイプの入口よりも出口側に所定軸を設ける場合に比べて液位の変化に伴う第１パイプの揺動角度の変化を小さくできる。これによっても、液面から第１パイプの入口までの深さの変化を抑えることができる。したがって、より一層確かに液体の流量を一定に保つことができる。
【００１５】
請求項５に記載の流量制御装置では、調整部材によって第１パイプの入口の一部を塞ぐことで、第１パイプの流路に液体が流入しにくくなり、貯留槽からの液体の流量が調整（削減）される。このような調整部材を第１パイプの入口を塞ぐ部分の大きさが異なるものに交換することによって、貯留槽からの液体の流量を簡単に変更できる。
【００１６】
請求項６に記載の流量制御装置では、第２パイプによって第１パイプの流路が貯留槽の液体外の空間に連通されることによって、流路を一定の気圧に保つことができる。これによって、たとえばメンテナンスのために貯留槽からの液体の流出を一旦止めて再開する場合に、第１パイプへの液体の流入および第１パイプからの液体の流出を円滑にできる。ひいては、貯留槽から円滑に液体を流出させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、低コストで信頼性が高くメンテナンスも容易な流量制御装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
ここでは、この発明の流量制御装置が適用される液体供給装置１０について説明する。
図１〜図３を参照して、液体供給装置１０は、液体として水を貯留する貯留槽１２、および貯留槽１２に取り付けられる流量制御装置１４を含む。
【００１９】
貯留槽１２は、上端開口の中空略直方体状に形成され、たとえば、図示しないろ過装置によってろ過された川、池、井戸等の水源からの水を貯留する。貯留槽１２の上端部には、貯留槽１２内に異物が入ることを防止するために蓋１６が被せられる。蓋１６の上面には、貯留槽１２内の空間と外部との間で空気を流通させるためのパイプ１８が設けられる。これによって、蓋１６が被せられた貯留槽１２内で水位（水面の高さ）が変化しても貯留槽１２内の空間を大気圧に保つことができる。流量制御装置１４は、このような貯留槽１２に取り付けられる。なお、図２には、蓋１６が取り外された状態が示されている。また、図２には図１に破線で示す状態の流量制御装置１４が示され、図３には図１に一点鎖線で示す状態の流量制御装置１４が示されている。
【００２０】
この発明の一実施形態の流量制御装置１４は、貯留槽１２の水中に配置されるパイプ２０、パイプ２０に接続されるキャップ２２、キャップ２２に設けられる取り付け部材２４、貯留槽１２の水面に浮かべられる複数（ここでは２つ）の浮き２６、およびパイプ２０の側面に接続されるパイプ２８を含む。
【００２１】
図４〜図６を参照して、パイプ２０は、矢印Ａ方向に直線状に延びる両端開口かつ断面円形の棒状（円筒状）に形成される。図４に示すように、パイプ２０は、一方端の入口２０ａから他方端の出口２０ｂへと矢印Ａ方向に直線状に延びる流路２０ｃを有する。このようなパイプ２０は、たとえばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の合成樹脂や銅等の金属からなり可撓性を有しない。殺菌作用を有する銅等の重金属からなるパイプ２０を用いることによって、貯留槽１２の水や流路２０ｃの水を殺菌できる。したがって、殺菌作用を有する銅等からなるパイプ２０は、液体供給装置１０が浄水システムの一部を構成する場合に好適に用いられる。
【００２２】
図７をも参照して、キャップ２２は、たとえばＰＶＣ等の合成樹脂からなり、直方体状に形成される。キャップ２２には、矢印Ａ方向（パイプ２０の軸方向）に延びる貫通孔３０が設けられる。また、キャップ２２の上面には、矢印Ａ方向に延びる溝３２が設けられる。なお、図７には、パイプ２０、キャップ２２、取り付け部材２４、調整部材３４（後述）およびボルト３６（後述）のみが示されており、パイプ２０、キャップ２２、調整部材３４およびボルト３６のみが断面で示されている。
【００２３】
貫通孔３０は、大径部３０ａと大径部３０ａよりも径が小さい小径部３０ｂとによって構成される。これによって、貫通孔３０には段部３０ｃが設けられる。貫通孔３０の大径部３０ａには、パイプ２０の入口２０ａ側の端部（一方端部）が嵌入される。貫通孔３０において、パイプ２０と段部３０ｃとの間には調整部材３４が配置される。
【００２４】
調整部材３４は、たとえばＰＶＣ等の合成樹脂からなり、パイプ２０の入口２０ａよりも小さい貫通孔３４ａを中央に有する円板状に形成される（図６および図７参照）。調整部材３４は、パイプ２０と段部３０ｃとによって挟まれかつその外周面が大径部３０ａの内周面に隙間なく接することで位置決めされる。このように調整部材３４が設けられることによって、パイプ２０の入口２０ａが調整部材３４の貫通孔３４ａ以外の部分によって塞がれる。つまり、パイプ２０の入口２０ａの一部が調整部材３４によって塞がれる。このような調整部材３４は、キャップ２２をパイプ２０から取り外して貫通孔３０から取り出すことができ、貫通孔３４ａの大きさが異なる別の調整部材３４に交換できる。
【００２５】
また、キャップ２２にはボルト３６が取り付けられる。図４〜図６に示すように、ボルト３６の軸部３６ａは、パイプ２０の上側かつ入口２０ａよりも出口２０ｂとは反対側に設けられ、矢印Ａ方向に直交しかつ溝３２を介して水平方向（図６に矢印Ｂで示す方向）に延びる。図７に示すように、入口２０ａの中心をＰ１、軸部３６ａの中心をＰ２、中心Ｐ１とＰ２とを結ぶ直線をＬ、直線Ｌと水平線とが小径部３０ｂ側になす角度をθとすると、軸部３６ａは、パイプ２０と貯留槽１２の水面とが平行な状態（図１に破線で示す状態：以下、初期状態という）において角度θが６０°程度になるように設けられる。
【００２６】
取り付け部材２４は、キャップ２２の溝３２に配置される挿通部材３８、および挿通部材３８に連結される取り付け板４０を含む。挿通部材３８および取り付け板４０はそれぞれ、たとえばＰＶＣ等の合成樹脂からなる。挿通部材３８の下端部にはボルト３６の軸部３６ａが挿通され、挿通部材３８の上端部は取り付け板４０の下面中央に連結される。このような取り付け部材２４は、ボルト３６の軸部３６ａを中心としてキャップ２２に対して矢印Ｃ方向に揺動可能である。
【００２７】
図４および図５に示すように、２つの浮き２６はそれぞれ、たとえばＰＥ（ポリエチレン）等の合成樹脂や銅等の金属からなり、略中空球状に形成される。２つの浮き２６は、一方から軸部３６ａまでの距離と他方から軸部３６ａまでの距離とが等しくなるように取り付け板４０の上面に取り付けられる。これによって、２つの浮き２６はそれぞれ、キャップ２２に対して軸部３６ａを中心として矢印Ｃ方向に揺動可能に配置される。なお、２つの浮き２６は、パイプ２０の流路２０ｃが水で充満された状態でもパイプ２８の入口２８ａ（後述）が水面上に位置する浮力を有するサイズで構成される。
【００２８】
また、図４〜図６に示すように、取り付け板４０の上面中央には、たとえばＰＶＣ等の合成樹脂や銅等の金属からなるＬ字状の支持板４２が取り付けられる。支持板４２の上端部には円筒状に丸められた挿通部４２ａが設けられ、挿通部４２ａにはパイプ２８の入口２８ａ（図６参照）側の端部が挿通される。これによって、パイプ２８の入口２８ａ側の端部が浮き２６の上側に配置され、入口２８ａを貯留槽１２の水面よりも上側に配置できる。また、パイプ２８の出口２８ｂ側の端部は、パイプ２０の側面に設けられる貫通孔２０ｄに嵌入される。これによって、パイプ２０の流路２０ｃが貯留槽１２内の空間に連通される。パイプ２８は、可撓性を有するシリコンホースである。
【００２９】
図８をも参照して、パイプ２０の出口２０ｂ側の端部（他方端部）には、パイプ２０を揺動可能に支持する支持部材４４が設けられる。支持部材４４は、パイプ２０に接続されるキャップ４６、キャップ４６に接続されるパイプ４８、パイプ４８に接続されるパイプ５０、およびパイプ５０に取り付けられるナット５２を含む。
【００３０】
図８に示すように、キャップ４６は、たとえばＰＶＣ等の合成樹脂からなり、直方体状に形成される。キャップ４６には、矢印Ａ方向に延びる嵌入孔５４、および矢印Ｂ方向に延びて嵌入孔５４に繋がる貫通孔５６が設けられる。嵌入孔５４にはパイプ２０の出口２０ｂ側の端部が嵌入され、貫通孔５６にはパイプ４８が挿入される。
【００３１】
パイプ４８は、たとえばＰＶＣ等の合成樹脂からなり、矢印Ｂ方向に延びる両端開口の円筒状に形成される。パイプ４８は、一方端部から中央部にかけて貫通孔５６に挿入される。パイプ４８の外径は貫通孔５６の内径よりもわずかに小さく、キャップ４６とパイプ４８とは軸Ｓ（二点鎖線で示す）を中心として一方に対して他方を回動させることができる。ひいては、パイプ４８に対して軸Ｓを中心としてキャップ４６およびパイプ２０を矢印Ｄ方向（図４および図５参照）に揺動させることができる。パイプ４８には、貫通孔５６内に配置される部分において外周面に溝５８が設けられる。溝５８にはパイプ４８の周方向に複数（ここでは４つ）の貫通孔６０が設けられる。なお、溝５８には等間隔に４つの貫通孔６０が設けられ、図８には４つの貫通孔６０のうち３つが示されている。
【００３２】
また、パイプ４８の他方端部は、パイプ５０に嵌入され、パイプ５０に固定される。パイプ４８には、キャップ４６とパイプ５０との間において他の部分よりも外径を大きくすることによって鍔部６２が設けられる。鍔部６２とキャップ４６との間には、貫通孔５６からの水漏れを防止するとともにキャップ４６ひいてはパイプ２０を円滑に揺動させるためのＯリング６４が配置される。また、パイプ４８の一方端部にはキャップ４６の貫通孔５６を覆うように蓋６６が嵌入され、蓋６６とキャップ４６との間にもＯリング６４が配置される。
【００３３】
パイプ５０は、たとえばＰＥ等の合成樹脂からなり、矢印Ｂ方向に延びる両端開口の円筒状に形成される。パイプ５０は、貯留槽１２の側面に設けられる貫通孔１２ａを嵌通する。パイプ５０には、貯留槽１２内に配置される部分において他の部分よりも外径を大きくすることによって鍔部６８が設けられる。また、パイプ５０には、貯留槽１２外に配置される部分において外周面に図示しないねじ山が設けられる。ナット５２は、当該ねじ山に嵌合させることによってパイプ５０に取り付けられる。ナット５２を締めてナット５２と鍔部６８とによって貯留槽１２の壁を挟むことでパイプ５０ひいては流量制御装置１４が貯留槽１２に取り付けられる。
【００３４】
この実施形態では、パイプ２０が第１パイプに相当し、パイプ２８が第２パイプに相当し、ボルト３６の軸部３６ａが所定軸に相当し、支持部材４４が支持手段に相当する。配置手段は、キャップ２２および取り付け部材２４によって構成される。
【００３５】
このような液体供給装置１０では、調整部材３４の貫通孔３４ａを介して入口２０ａからパイプ２０の流路２０ｃに貯留槽１２の水が流入する。流路２０ｃに流入した水は、水面から入口２０ａまでの深さに応じた水圧を受けて流路２０ｃを出口２０ｂへと流れ、キャップ４６の貫通孔５６に流入する。貫通孔５６に流入した水は、複数の貫通孔６０を介してパイプ４８およびパイプ５０に順に流入し、パイプ５０から外部に流出される。
【００３６】
調整部材３４を設けることによって、流路２０ｃに水が流入しにくくなり、貯留槽１２からの水の流量が調整（削減）される。上述のように調整部材３４に交換することによって貯留槽１２からの水の流量を変更できる。なお、『貯留槽１２からの水の流量』とは、所定時間あたりに貯留槽１２から流出する水の量をいう。
【００３７】
図１に破線および一点鎖線で示すように、水位の変化に伴う浮き２６の昇降によって、水面に対するその傾きが変化するように軸Ｓを中心としてパイプ２０が矢印Ｄ方向に揺動する。このようにパイプ２０が揺動しても、２つの浮き２６はそれぞれ軸部３６ａを中心としてキャップ２２に対して矢印Ｃ方向に揺動可能であるので（図４および図５参照）、水面に対する２つの浮き２６の傾き（姿勢）が一定に保たれる。
【００３８】
また、初期状態の角度θが６０°程度に設定されることによって（図７参照）、パイプ２０の揺動に伴う水面から入口２０ａまでの深さの変化を抑えることができる。図７および図９を参照して、その理由を以下に説明する。
【００３９】
図７を参照して、入口２０ａの中心Ｐ１と軸部３６ａの中心Ｐ２との深さの差Ｈは、直線Ｌの長さ×ｓｉｎθで求められる。このことから、深さの差Ｈは、パイプ２０の揺動に伴う角度θの変化によってサインカーブを描くように変化することがわかる。
【００４０】
液体供給装置１０においてパイプ２０が揺動する範囲は、初期状態から矢印Ｄ方向反時計回りに最大でも３０°程度である。したがって、初期状態の角度θを６０°程度に設定することによって、角度θは６０°〜９０°程度の範囲で変化する。この場合の角度θの変化に対する深さの差Ｈの変化態様を図９（ａ）に示す。
【００４１】
図９（ａ）では、初期状態の角度θおよび深さの差Ｈがθ１およびＨ１で示され、初期状態からパイプ２０が１５°揺動した状態の角度θおよび深さの差Ｈがθ２およびＨ２で示され、初期状態からパイプ２０が３０°揺動した状態の角度θおよび深さの差Ｈがθ３およびＨ３で示されている。図９（ａ）から、初期状態の角度θを６０°程度に設定し、角度θを６０°〜９０°程度の範囲で変化させることによって、サインカーブの特徴から深さの差Ｈの変化が小さくなることがわかる。
【００４２】
これに対して、直線Ｌの長さおよび初期状態の深さの差Ｈが流量制御装置１４と等しくなるように、パイプ２０の上側かつ入口２０ａよりも出口２０ｂ側に軸部３６ａを設けた場合（図７に二点鎖線で示す）の深さの差Ｈの変化態様を図９（ｂ）に示す。
【００４３】
図９（ｂ）では、軸部３６ａの中心がＰ３で示され、初期状態の角度θおよび深さの差Ｈがθ４およびＨ４で示され、初期状態からパイプ２０が１５°揺動した状態の角度θおよび深さの差Ｈがθ５およびＨ５で示され、初期状態からパイプ２０が３０°揺動した状態の角度θおよび深さの差Ｈがθ６およびＨ６で示されている。図９（ａ）と（ｂ）とを比較して、図９（ｂ）では、角度θが１２０°〜１５０°程度の範囲で変化し、図９（ａ）に比べて深さの差Ｈの変化が大きくなることがわかる。また、パイプ２０の揺動角度が同じであっても中心Ｐ３の位置が中心Ｐ２の位置よりも浅いことから、図９（ｂ）では、同じ揺動角度であっても図９（ａ）よりも水位が低いことがわかる。このことから、図９（ｂ）では、貯留槽１２の水位の変化幅が同じであれば図９（ａ）に比べてパイプ２０の揺動角度が大きくなり、より一層、深さの差Ｈの変化が大きくなることがわかる。
【００４４】
これらのことから、流量制御装置１４では、軸部３６ａをパイプ２０の上側かつ入口２０ａよりも出口２０ｂとは反対側に設けて角度θを６０°〜９０°程度の範囲で変化させることで、パイプ２０が揺動しても水面から入口２０ａまでの深さを略一定に保てることがわかる。このように水面から入口２０ａまでの深さを略一定に保つことができるので、流路２０ｃの水に与えられる水圧を略一定に保つことができ、貯留槽１２からの水の流量を略一定に保つことができる。
【００４５】
なお、キャップ２２において所定軸をパイプ２０の下側に設けることも考えられるが、取り付け部材の挿通部材が大きくなることや挿通部材の形状が複雑になるために所定軸をパイプ２０の下側に設けることは現実的ではない。
【００４６】
このような液体供給装置１０の流量制御装置１４によれば、簡単な形状の可撓性を有しないパイプ２０を揺動させることによって、複雑な形状の可撓性を有するパイプを用いる必要がなくなり、コストを抑えることができる。また、棒状のパイプ２０では流路２０ｃに異物が詰まりにくいので、長期間に亘って安定して水を流出させることができ、信頼性を向上できる。さらに、棒状のパイプ２０では流路２０ｃの清掃が容易であり、メンテナンスを容易にできる。
【００４７】
浮き２６をキャップ２２に対して矢印Ｃ方向に揺動可能に配置することによって、パイプ２０の揺動角度にかかわらず水面に対する浮き２６の傾きを一定に保つことができる。したがって、パイプ２０の揺動に伴う水面から入口２０ａまでの深さの変化を抑えることができ、より確かに貯留槽１２からの水の流量を一定に保つことができる。
【００４８】
軸部３６ａまでの距離がそれぞれ等しくなるように２つの浮き２６が取り付け部材２４に取り付けられることによって、貯留槽１２の水面が波打った場合であっても各浮き２６の傾きを抑えることができる。したがって、水中でパイプ２０を安定して配置でき、貯留槽１２から水を略一定の流量で安定して流出させることができる。
【００４９】
角度θをサインカーブの変化が小さくなる６０°〜９０°程度の範囲に保つように軸部３６ａをパイプ２０の上側かつ入口２０ａよりも出口２０ｂとは反対側に設けることによって、入口２０ａの中心Ｐ１と軸部３６ａの中心Ｐ２との深さの差Ｈの変化を抑えることができる。ひいては、水面から入口２０ａまでの深さの変化をより一層抑えることができる。また、軸部３６ａが入口２０ａよりも出口２０ｂとは反対側に設けられることによって、水位の変化に伴うパイプ２０の揺動角度の変化を小さくできる。これによっても水面から入口２０ａまでの深さの変化を抑えることができる。したがって、より一層確かに貯留槽１２からの水の流量を一定に保つことができる。
【００５０】
調整部材３４を貫通孔３４ａの大きさが異なるものに交換するのみで貯留槽１２からの水の流量を簡単に変更できる。
【００５１】
パイプ２８によってパイプ２０の流路２０ｃが貯留槽１２の液体外の空間に連通されることによって、流路２０ｃを一定の気圧に保つことができる。これによって、たとえばメンテナンスのためにバルブ等を用いて貯留槽１２からの水の流出を一旦止めて再開する場合に、パイプ２０への水の流入およびパイプ２０からの水の流出を円滑にできる。ひいては、貯留槽１２から円滑に水を流出させることができる。
【００５２】
ついで、液体供給装置１０における貯留槽１２からの水の流量の推移を図１０のグラフに示す。図１０には、内径が２．５ｃｍのパイプ２０を用い、初期状態（図１に破線で示す状態）の水面から入口２０ａまでの深さを１０ｃｍに設定した場合の推移が示されている。図１０のグラフにおいて、Ｆ１は貫通孔３４ａの直径が５ｍｍの調整部材３４を用いた場合の推移であり、Ｆ２は貫通孔３４ａの直径が８ｍｍの調整部材３４を用いた場合の推移であり、Ｆ３は貫通孔３４ａの直径が１０ｍｍの調整部材３４を用いた場合の推移である。Ｆ１〜Ｆ３から、水位が変化しても貫通孔３４ａの大きさにかかわらず貯留槽１２からの水の流量を略一定に保てることがわかる。
【００５３】
なお、上述の実施形態では、２つの浮き２６を用いる場合について説明したが、浮き２６は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。１つの浮き２６を用いる場合は、たとえば、１つの浮き２６を挿通部材３８の上端部に直接取り付けるようにすればよい。３つ以上の浮き２６を用いる場合は、たとえば、その下面中央に挿通部材３８が取り付けられた円板状の取り付け板を用い、３つ以上の浮き２６を当該取り付け板の外周縁に等間隔に取り付ければよい。
【００５４】
また、上述の実施形態では、キャップ２２に対して揺動可能に設けられる取り付け部材２４に浮き２６を取り付ける場合について説明したが、この発明はこれに限定されない。パイプ２０の端部に浮き２６を直接取り付けるようにしてもよい。
【００５５】
さらに、上述の実施形態では、直線状に延びる棒状のパイプ２０を用いる場合について説明したがこの発明はこれに限定されず、棒状の第１パイプは若干曲がっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明の一実施形態の流量制御装置が適用される液体供給装置を示す正面図解図である。
【図２】蓋を取り外した状態の液体供給装置を示す平面図解図である。
【図３】図１の液体供給装置のＸ−Ｘ断面図である。
【図４】この発明の一実施形態の流量制御装置を示す正面図解図である。
【図５】図４の流量制御装置の背面図解図である。
【図６】図４の流量制御装置の側面図解図である。
【図７】パイプの入口側の端部とキャップとの接続部分を示す断面図である。
【図８】図４の流量制御装置のＹ−Ｙ断面図である。
【図９】パイプの入口の中心とボルトの軸部の中心との深さの差の変化態様を説明するための図解図である。
【図１０】流量の推移を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 液体供給装置
１２ 貯留槽
１４ 流量制御装置
１８，２０，２８，４８，５０ パイプ
２０ａ，２８ａ 入口
２０ｂ，２８ｂ 出口
２０ｃ 流路
１２ａ，２０ｄ，３０，３４ａ，５６，６０ 貫通孔
２２，４６ キャップ
２４ 取り付け部材
２６ 浮き
３４ 調整部材
３６ ボルト
３６ａ 軸部
４４ 支持部材
５２ ナット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯留槽から一定の流量で液体を流出させるための流量制御装置であって、
前記貯留槽の前記液体が入口から出口へと流れる流路を有する棒状の第１パイプ、
前記第１パイプの前記入口側の端部に設けられる浮き、および
前記第１パイプの前記出口側の端部に設けられ前記第１パイプを揺動可能に支持する支持手段を備える、流量制御装置。
【請求項２】
前記第１パイプの軸方向に直交しかつ水平方向に延びる所定軸を中心として前記浮きを揺動可能に配置する配置手段をさらに含む、請求項１に記載の流量制御装置。
【請求項３】
前記配置手段には、前記所定軸までの距離がそれぞれ等しくなるように複数の前記浮きが設けられる、請求項２に記載の流量制御装置。
【請求項４】
前記配置手段の前記所定軸は、前記第１パイプの上側かつ前記入口よりも前記出口とは反対側に設けられる、請求項２または３に記載の流量制御装置。
【請求項５】
前記入口の一部を塞ぐ調整部材をさらに含む、請求項１から４のいずれかに記載の流量制御装置。
【請求項６】
前記第１パイプに接続され前記流路を前記液体外の空間に連通させる第２パイプをさらに含む、請求項１から５のいずれかに記載の流量制御装置。
【請求項１】
貯留槽から一定の流量で液体を流出させるための流量制御装置であって、
前記貯留槽の前記液体が入口から出口へと流れる流路を有する棒状の第１パイプ、
前記第１パイプの前記入口側の端部に設けられる浮き、および
前記第１パイプの前記出口側の端部に設けられ前記第１パイプを揺動可能に支持する支持手段を備える、流量制御装置。
【請求項２】
前記第１パイプの軸方向に直交しかつ水平方向に延びる所定軸を中心として前記浮きを揺動可能に配置する配置手段をさらに含む、請求項１に記載の流量制御装置。
【請求項３】
前記配置手段には、前記所定軸までの距離がそれぞれ等しくなるように複数の前記浮きが設けられる、請求項２に記載の流量制御装置。
【請求項４】
前記配置手段の前記所定軸は、前記第１パイプの上側かつ前記入口よりも前記出口とは反対側に設けられる、請求項２または３に記載の流量制御装置。
【請求項５】
前記入口の一部を塞ぐ調整部材をさらに含む、請求項１から４のいずれかに記載の流量制御装置。
【請求項６】
前記第１パイプに接続され前記流路を前記液体外の空間に連通させる第２パイプをさらに含む、請求項１から５のいずれかに記載の流量制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−３０１２９６（Ｐ２００９−３０１２９６Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５４６５８（Ｐ２００８−１５４６５８）
【出願日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
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