JPH0449694Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、ビル給水設備等における配管系の給
水圧制御装置に用いる水圧制御バルブに関するも
のである。

［従来の技術］ 例えば、圧力タンクを用いたポンプ自動運転に
よる給水装置では、通常その吐出圧力はポンプ吐
出水量によつて変化するが、給水負荷の変動があ
ると圧力変動を共なうため湯沸し器の不調や、シ
ヤワーの水温変化等が生じる。これを防止するも
のとして、可変速ポンプによる吐出圧力一定の給
水装置が普及してきた。

しかし、前記可変速ポンプによる給水装置は一
般的に設備費が高く又ポンプ制御機器等の保守管
理が困難でランニングコストも高い。

そこで、最近小中規模の建物を対象とした給水
装置において、圧力変動の少ない経済的でコンパ
クトな給水圧力制御装置が望まれており、この要
求に応じるものとして特公昭57−35483に開示さ
れた第３図のごとくの制御バルブが知られてい
る。

この制御バルブ１４は、ハウジング３４、摺動
可能なバルブ部材３６および背圧調整器３８から
なつている。吸込口水路４０はポンプ１０の吐出
口に接続している。一方の吐出口水路４２は圧力
タンク１６に接続し、別の吐出口水路４６は配管
２８を通つて建物の配管系に接続している。ハウ
ジング３４の下部には背圧調整器３８が連結され
ている。バルブ部材３６は下端部につりあいピス
トン７２と上端部にスロツトルバルブ７４をそな
えた中央軸７０を有している。つりあいピストン
７２は円周方向のシール部材７６を有し、このピ
ストン７２とハウジング３４の内側面７８との間
の密閉を行なう。上記つりあいピストン７２を貫
通してオリフイス８０を設け、ハウジング３４内
の中央室８２と下部室８４との間における流体の
連通を可能にしている。スロツトルバルブ７４の
外面側は中央室８２と上部室９０の間の流体の流
れを絞るような形状をしており、バルブ部材３６
が上方に動くにつれて流量が増加する。バルブ部
材３６が最下位にあるときは中央室８２と上部室
９０間の流体の流れは妨げられる。さらにバルブ
部材３６の上部には逆止弁９８を有している。上
部室９０内の圧力が中央室８２内の圧力よりも大
きいと逆止弁９８は弁座１００に押しつけられ流
体の流れは閉止する。

この制御バルブの作動は、水の使用量が多いと
配管２４，２８の圧力は圧力スイツチ１８の作動
設定値まで低下し圧力スイツチ１８がモータ１
２、ポンプ１０を作動しポンプ１０から吐出され
た流体が吸込口水路４０を通つて制御バルブ１４
に入る。流体の一部はオリフイス８０を経由して
下部室８４に流れる。下部室８４内はピストン７
２の下面側に流体圧力を生じ圧力調整器３８によ
つてピストン７２の下面側にかかる圧力の大きさ
を一定に調整する。つりあいピストン７２の下面
側にかかる上記のパイロツト圧力より上部室９０
内に生じている配管系圧力が低下するとバルブ部
材３６は上方に動きスロツトル弁７４は開かれ
る。この様にして上部室９０と下部室８４の間の
圧力差によりスロツトル弁の開度は決定される。

供給蛇口３０が閉じられると、配管系内の圧力
はつりあいピストン７２にかかるパイロツト圧力
よりも大きくなるまで上昇しこの時点でバルブ部
材３６は下方に動く。上部室９０内の圧力はスロ
ツトルバルブ７４を完全に閉塞するところまで次
第に増加し、流体は逆止弁９８を押上げ上部室９
０から圧力タンク１６内へ流れる。圧力タンク１
６が満されると配管系の圧力は圧力スイツチ１８
の遮断レベルに達してモータ１２およびポンプ１
０を止める。続いて逆止め弁９８は弁座１００に
接触して上部室９０から中央室８２に水が逆流す
るのを防止する。以上のごとく作動して配管系内
の圧力は一定に制御されるものである。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記のごとく、この種の定圧制御バルブはポン
プの吐出側直上に設置して配管系へ流れる配管内
の給水圧力を一定に制御するものであるが、ポン
プの容量等の関係から２台並列に設置して、常時
は１台のポンプが運転され給水栓側の使用水量が
大になつたら次のポンプも運転する様に設置され
る場合がある。この様な並列運転において２台の
ポンプ運転時から給水栓側の吐出量が減少すると
１台のポンプが運転を停止するが、この様な並列
運転時の台ポンプ停止時や、１台のポンプ運転時
でも停電によりポンプが急停止される場合があ
り、運転が停止した側のポンプ直上にある定圧制
御バルブがポンプ停止と同時に閉止せず、時間を
おいて定圧制御バルブのスロツトル弁が閉止され
るという問題があつた。ポンプ停止後直ちに定圧
制御バルブが閉止されないと、吸い込み運転の給
水ポンプ装置の場合受水タンク側に設けられたフ
ート弁に定圧制御バルブの吐出口水路側の水圧が
加わり、この水圧によつてフート弁が破損する問
題が生じる。

この原因は定圧制御バルブスロツトル弁の吸込
口水路側４０と吐出口水路４２，４６側の圧力は
ポンプ停止直後では均衡しているためスロツトル
弁の開度を調整するピストン室の調整圧力がピス
トン７２のオリフイス８０を通つて中央室８２へ
流れるのに時間を要し、又ピストン７２とハウジ
ング３４の内側面７８との摩擦抵抗等もあつてス
ロツトル弁が直ちに下がらないためである。

［考案が解決するための手段］ 本考案の要旨は、ポンプ吐出側に接続して流体
の圧力を定圧に制御するバルブであつて、吸込口
水路と吐出口水路を設けたバルブ本体と、該バル
ブ本体内に摺動可能に収容されて吐出口水路の圧
力を一定に制御するスロツトルバルブおよび該ス
ロツトルバルブの反対側に弁棒を介して弁棒軸に
摺動可能で且つ弁棒の端部で摺動部が密封して係
合するつりあいピストンを設け前記スロツトルバ
ルブとつりあいピストンの中間部分に吸込口水路
よりの流体を供給する様配置した制御弁体と、前
記つりあいピストンの端面側ピストン室に吸込口
水路よりの流体が流入する様にしこのピストン室
内の圧力水の一部をバルブ本体の外部へ排出しな
がら一定の圧力に調整する圧力調整装置とを設
け、前記ピストン室内の圧力を調整することによ
り吐出口水路側の圧力が所定の調整圧力を下回つ
た際に流入口水路側から吐出口水路側に流体が流
れる様前記つりあいピストンがスロツトルバルブ
の開度を大とし、吐出口水路側の圧力が所定の調
整圧力を上回つた際に吐出口水路側に流体が流れ
るのを少なくする様前記つりあいピストンが弁棒
を介してスロツトルバルブの開度を小さくするこ
とを特徴とする定圧制御バルブである。

［作用］ 本考案は、上記のごとくスロツトルバルブと一
体の弁棒につりあいピストンが摺動可能に設けて
あり、弁棒の端部ではつりあいピストンとの摺動
部を密封状態で係止している。このため給水栓側
の水の使用量が多くポンプが作動している時は、
吸込口水路の圧力はスロツトルバルブの下面とピ
ストンの上面に圧力が作用しピストンと弁棒の摺
動部も密封状態で弁棒の端部に係止されており、
吐出口水路側の圧力とピストン室内の調整圧力と
の関係でスロツトルバルブの開度が決定され吐出
口水路側に一定圧力の水が供給される。

そして前記した問題点の項で述べたごとく、並
列運転時に一台のポンプが停止したり、又停電等
によりポンプが急停止されると吸込口水路側の圧
力は吐出水路側の圧力よりも減少するのでスロツ
トルバルブは閉止側に力が働き、この時つりあい
ピストンが直ちに下がらなくとも、スロツトルバ
ルブと連結してある弁棒が下向きに押されること
によつて、つりあいピストンの摺動部のシールが
解除されるので摺動部の隙間からピストン端面側
のピストン室の圧力は吸込口水路側へ急速に流れ
て減少し、又ピストンと摺動部との抵抗も解除さ
れるのでスロツトル弁は直ちに下降して閉止す
る。このためポンプの停止と同時にスロツトル弁
が閉止されて吐出口水路４２，４６側から吸込口
水路４０側へ加わる逆圧の問題は防止される。

［実施例］ 次に本考案による実施例を図を用いて説明す
る。

第１図は、本実施例の縦断面図、第２図は第１
図実施例の定圧制御バルブを用いた定圧制御回路
を示したものである。本考案に係る定圧制御バル
ブは、フランジ３を有する流入口水路１、フラン
ジ３ａを有する吐出口水路２、中央室７、ピスト
ン室６をともに同軸線上に有する本体４、および
スロツトル弁１０、ピストン１４、弁棒１３から
なる制御弁体５、そして弁１７、ダイアフラム２
６、スプリング１９、調整ナツト２０、調整ネジ
２１から成る圧力調整部３０、さらに制御弁体５
の摺動量を規制するストツパー９により構成され
ている。本体４の下端と上端に設けられた前記フ
ランジ３，３ａはポンプの吐出側フランジおよび
給水配管等の２次側へボルトにより接続される。

４ａは弁座部であり、制御弁体５のスロツトル
弁１０がここにセツトされ上方にスライドするよ
うになつている。

制御弁体５は、弁棒１３の一端に円周上がスリ
ツト形状のガイドバー部１０ｂをもつたスロツト
ル弁１０、柔軟性の材質からなる弁シート１１お
よび上部弁体１２が固定され、もう一方の端には
ピストン１４が弁棒１３の外周に摺動可能に連通
され、ピストン１４の下面側には摺動部の隙間を
密封するパツキン５１を介してフランジ５２で弁
棒１３と係止されている。従つてピストン１４は
弁棒１３の上部へ摺動可能であるが弁棒１３の端
部では弁棒１３と係合している。

スロツトル弁上部弁体１２の外径は、スロツト
ル弁座部４ａの内径に対し、約1.5倍と従来の制
御バルブと比べ比較的大径とし、さらに前記弁体
１２の外径はバルブ本体４の吐出口水路２の拡径
部２ａの内径の約65％とし、流体が弁体１２の外
周部を通過する際、十分な揚力を受けるようにし
ている。

またスロツトル弁１０、弁シート１１、上部弁
体１２には、中央室７と吐出口水路２に通ずる少
なくとも１個の小穴１０ａがあけられ、弁体１２
の上部には流体が吐出口水路２側から中央室７側
へ前記小穴１０ａを通して流れるのを防止するよ
う逆止パツキン６１、逆止パツキンハウジング６
２、逆止弁スプリング６３、逆止弁スプリング受
け６４よりなる逆止弁６０が組みつけられ、ナツ
ト１５によりスロツトル弁１０、弁シート１１、
上部弁体１２、と合せて締付固定され、さらに割
りピン２３よりナツトがゆるんで外れるのを防止
している。

制御弁体５は、ピストン１４がピストン室６の
スライド部分６ａに係合し、又スロツトル弁１０
が弁座部４ａに係合して上下にスライド可能に支
持される。

又、ピストン１４には流入口水路１とピストン
室６に通ずるオリフイス１４ａがあけられてい
る。１４ｂはオリフイス１４ａに挿入してある針
金である。さらにピストン１４の円周上に設けら
れた溝部に、Ｏリング１６ａおよび前記Ｏリング
の外周を囲むストツパーリングが取付けられ、ピ
ストン１４とスライド部分６ａ間を摺動可能にシ
ールしている。バルブ本体４上部の吐出口水路２
内に設けられたストツパー９は、複数個のリブ９
ｂを有する円輪状でネジ部９ａを有し、本体内に
ねじ込まれる。又ストツパー９を通過する流体通
過断面積は、弁座部４ａの内径断面積より大きく
形成してある。さらにストツパー９を取外すこと
により、制御弁体５は本体４から容易に取外すこ
とができる。

圧力調整部３０は、弁１７を中央に固定取付け
たダイアフラム２６と調整ナツト２０の間でスプ
リング１９がセツトされ、圧力調整部３０のハウ
ジング２２内に収められ、ハウジング２２より外
部に一端を出している調整ねじ２１をまわし、調
整ナツト２０の移動によりスプリング１９の力を
調整する。

ハウジング２２は、本体４に設けられた圧力調
整部取付座８にダイアフラム２６を介してボルト
２７により固定される。圧力調整部取付座８の側
部には、ネジ部を有する流体排出口１８を有して
いる。

流体は、ピストン室６から通水路２４を通つて
ダイアフラム２６に流体圧を加え、スプリング１
９により調整された圧力となるよう弁座４ｂと弁
１７の開度が自動的に調整されながら吐水路２５
を通り、流体排出口１８へ排出される。流入口水
路１と吐出口水路２は同一軸栓上に設けてあるの
で配管が容易に行える。

第２図は、本考案に係る定圧制御バルブを用い
た給水装置例を系統的に示したものである。４は
定圧制御バルブ、４０は受水そう、４１は吸込
管、４２はポンプ、４５は各水栓５０への給水
管、４９は圧力タンクであり、４６は圧力タンク
４９の接続管である。又、４７はポンプ４２を
ON，OFFさせる圧力スイツチであり、４８は圧
力計である。さらに定圧制御バルブ４の圧力調整
部３０からポンプ４２のサクシヨン側へホース４
３により配管されている。このため圧力調整部３
０二次側の圧力はほぼ一定圧で、しかも圧力調整
部３０に一次側圧力と二次側圧力との圧力差を十
分取れることから、定圧制御バルブの流入口水路
１側の圧力とほぼ同程度の吐出口水路２側の圧力
になるまで圧力制御が可能である。

次に作動について、第１図乃至第２図を用いて
説明する。まず第２図において、水栓５０が全て
閉じられ水の使用がない時はポンプ４２は停止
し、定圧制御バルブ４内の逆止弁６０が閉となつ
ており、圧力タンク４９には適当な水が保有さ
れ、給水配管系４５は圧力タンクにより加圧され
ている。この時制御弁体５も閉じている。

水栓５０が使用されるとまず最初に圧力タンク
４９より水が給水され、管内の圧力が低下して調
整された圧力より0.2〜0.5低い圧力スイツチ４７
の作動設定値まで低下すると、圧力スイツチ４７
によりポンプ４２が起動する。

ポンプ４２が起動すると、その直後はスロツト
ル弁１０の下面とピストン１４の上面にポンプの
吐出圧力を受け、ピストン１４は弁棒の端部に摺
動部が密封されて係止する。そして流入口水路１
より送られて来た水がピストン１４のオリフイス
１４ａを通つてピストン１４の下面に背圧を生
じ、これが吐出口水路２側の圧力よりも高くなる
ので制御弁体５が上部へ移動し、スロツトル弁１
０を通つて水が給水配管４５へ供給される。ポン
プの運転時は、定圧制御バルブ４に入つた水はス
ロツトル弁１０を通つて給水されるとともにピス
トン室６のオリフイス１４ａからピストン室６内
通水路２４を通りダイアフラム２６にあたりスプ
リング１９の力以上に達すると、弁１７が押し開
かれて、水は流体排出口１８よりホース４３を通
つてポンプサクシヨン側へ戻されながら、ピスト
ン１４の下面側にほぼ一定に調整され圧力を生じ
させる。

このときスロツトル弁上部弁体１２と弁座４ａ
の開度が大きくなるに従い、流入口水路側の水は
吐出口水路側へ流れるので弁体１２の下面に受け
る圧力は弁体が閉じている時の圧力よりも減少す
るが、これを流れる水により弁体１２を押し上げ
る揚力でおぎない吐出口水路２側の圧力とピスト
ン室６側の圧力差による力の関係によつて、制御
弁体５は、本体４内のある位置でバランスし、弁
体１２と弁座４ａの開度が決まる。

吐出口水路２側の圧力が小さいときは弁体１２
の開度が大となり、吐出口水路２側の圧力が大き
い状態では開度が小となり、定圧制御バルブの吐
出口水路２側圧力をほぼ一定にする。

次に水栓５０が閉じられ水の使用が停止する
と、吐出口水路内の圧力がピストン室の調整圧力
より上昇するので制御弁体５は下向きに力が働き
下降してスロツトル弁が止じられる。ポンプは運
転を継続しているので、水はスロツトル弁１０の
小穴１０ａを通つて逆止弁６０の逆止パツキン６
１を押し上げ、吐出口水路２側へ流れ、圧力タン
ク４９内へ送水される。

その後、給水配管系４５の圧力がポンプ停止圧
力に達すると圧力スイツチ４７によりポンプ４２
は停止し、定圧制御バルブの逆止弁６０は閉止
し、元の状態に戻る。通常はこの様にして配管系
の圧力が一定に制御される。

一方ポンプの並列運転時に１台のポンプが停止
された時、又あるいは１台のポンプで使用されて
いても停電等によつてポンプが急停止された場
合、制御バルブの流入口水路１側の圧力が吐出口
水路２側の圧力よりも減少する。しかしピストン
室６内の調整圧力が解放されない限り直ちに減少
しないがポンプ運転中にスロツトル弁を通過して
いた水の流れによるスロツトル弁に対する揚力が
なくなるので、スロツトル弁１０が下向きに力が
働き弁棒１３を押下げる。このとき弁棒１３とピ
ストン１４の摺動部の隙間をシールしているパツ
キン５１のシールが解除されて弁棒が下降すると
きに排除すべきピストン室６内の調整圧力水はピ
ストン１４の摺動部の隙間から流入口水路１側へ
流れる。このためピストン室６の圧力は急速に減
少して弁棒１３と一体のスロツトル弁１０が急速
に下降しスロツトル弁１０が弁座４ａを閉止す
る。このあとピストン１４は弁棒１３の下降と関
係なく下降する。このためポンプが急停止された
とき吐出口水路２側の圧力水が流入口水路１側へ
流れる従来の問題が解消される。

［効果］ 上記のごとく本考案の定圧制御バルブは、並列
運転時に１台のポンプが停止された時とか停電時
にポンプが急停止された時でも、ポンプの停止に
追随してスロツトル弁が急閉止するので配管内の
水がポンプ側へ逆流し、吸い込み運転の吸水ポン
プ装置に設けてあるフート弁が破損する等従来の
問題が解消されて、定圧制御が行なえるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に示す定圧制御バルブ
の縦断面図、第２図は本考案による定圧制御バル
ブを用いた給水装置の概略系統図、第３図は従来
の定圧制御バルブと給水装置の概略系統図であ
る。 ４……定圧制御バルブ本体、５……制御弁体、
１０……スロツトル弁、１２……弁体、１３……
弁棒、１４……ピストン、１４ａ……オリフイ
ス、１７……弁、１９……スプリング、２１……
調整ネジ、３０……圧力調整部、４２……ポン
プ、４３……ホース、４９……圧力タンク、５１
……パツキン、５２……フランジ、６０……逆止
弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ポンプ吐出側に接続して流体の圧力を定圧に制
   御するバルブであつて、吸込口水路と吐出口水路
   を設けたバルブ本体と、該バルブ本体内に摺動可
   能に収容されて吐出口水路の圧力を一定に制御す
   るスロツトルバルブおよび該スロツトルバルブの
   反対側に弁棒を介して弁棒軸に摺動可能で且つ弁
   棒の端部で摺動部が密封して係合するつりあいピ
   ストンを設け前記スロツトルバルブとつりあいピ
   ストンの中間部分に吸込口水路よりの流体を供給
   する様配置した制御弁体と、前記つりあいピスト
   ンの端面側ピストン室に吸込口水路よりの流体が
   流入する様にしこのピストン室内の圧力水の一部
   をバルブ本体の外部へ排出しながら一定の圧力に
   調整する圧力調整装置とを設け、前記ピストン室
   内の圧力を調整することにより吐出口水路側の圧
   力が所定の調整圧力を下回つた際に流入口水路側
   から吐出口水路側に流体が流れる様前記つりあい
   ピストンがスロツトルバルブの開度を大とし、吐
   出口水路側の圧力が所定の調整圧力を上回つた際
   に吐出口水路側に流体が流れるのを少なくする様
   前記つりあいピストンが弁棒を介してスロツトル
   バルブの開度を小さくすることを特徴とする定圧
   制御バルブ。