JPH063271B2 - 二段切換式液位調整弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、二次側下流に設けられた液槽の液位を高低２
段に調整する二段切換式液位調整弁に関する。

〔従来の技術〕

従来、上水道などの送水圧力を、下流側の使用量に応じ
て自動的に高低二段に切換える圧力制御弁が知られてい
る（特公昭５６−２７８９３号公報、同５９−２９８８
７号公報，実開昭６１−５５７１１号公報参照）。これ
らは、１次側の圧力と二次側の圧力との差圧を利用して
主弁体の開度を調整するもので、一次側の流体を圧力室
に導入するとともに、該圧力室を二次側に連通させ、こ
れに高低２段の圧力に設定されたパイロット弁と、主弁
体の開度に応じて開閉する切換弁とを組合わせて、使用
量の変化、即ち二次側の圧力の変化に応じて主弁体の開
度を高低２段に調整していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、二次側、即ち弁の下流側に液槽を有する
設備では、二次側の圧力が液槽の液位による圧力となる
ため、圧力変化が小さく、そのままでは対応することが
できなかった。また液槽内を常時一定の液位に保つ液位
調整弁では、液槽からの導出量が少ない場合に液槽内で
の流体の滞留時間が長くなり、流体が変質するなどのお
それがあった。

そこで本発明は、弁の二次側に設けられた液槽の液位を
流体の導出量に応じて高低２段に調整できる二段切換式
液位調整弁を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち、本発明は、主弁の弁口を開閉する主弁体と、主弁
の一次側の流体が導入される圧力室とを備え、該圧力室
の流体をパイロット配管により所定量導出して圧力室の
圧力を変化させることにより、前記主弁体の開度を変化
させて主弁の流量を調整し、該主弁の下流に設けられた
液槽の液位を、該液槽からの導出量に応じて高低２段に
調整する二段切換式液位調整弁であって、前記液槽内の
低液位と高液位の所定位置に、液位の変化により開閉す
る低液位側パイロット弁と高液位側パイロット弁をそれ
ぞれ配設し、前記圧力室と低液位側パイロット弁とを低
液位側パイロット配管で接続するとともに、圧力室と高
液位側パイロット弁とを、前記主体弁の開度に応じて開
弁する切換弁を設けた高液位側パイロット配管で接続し
たことを特徴とする。

〔作用〕

以上のように構成することにより、液槽からの導出量、
即ち下流側での流体の使用量が少ない場合には液槽内の
液位を低く、また導出量が多い場合には液位を高く切換
えることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

上水道の給水管路等に設けられた液槽１の上流側に配置
される二段切換式液位調整弁２は、主弁３と、該主弁３
の開閉を制御する制御部分とからなるもので、主弁３
は、弁箱４の内部が隔壁５により一次側弁室６と二次側
弁室７とに区画形成されており、該隔壁５に一次側弁室
６と二次側弁室７とを連通する弁口８が設けられ、該弁
口８に主弁体９が垂直方向に摺動可能に嵌挿されてい
る。

さらに弁箱４の上部には、上記主弁俟９を開閉させるた
めの圧力室１０を画成するダイヤフラム１１が設けられ
ており、該ダイヤフラム１１を、主弁体９とダイヤフラ
ム押え１２とで挟持している。また前記ダイヤフラム押
え１２の上面中央には、切換弁１３の弁体１４を開くた
めの弁軸１５が植設されている。この弁軸１５は、弁箱
４上部に設けられた弁軸受け１６により上下方向に移動
可能に保持されるもので、下方を小径とした円錐状に形
成されており、弁軸受け１６の下部との間に僅かな間隙
が形成されている。

上記切換弁１３は、弁箱１７の内部に上下に移動可能で
流体の通孔１８ａを有する案内筒１８が嵌挿されてお
り、該案内筒１８の下端部に設けられた弁体１４により
上部弁室１９と下部弁室２０とに画成されている。弁体
１４は、前記主弁体９が開いて弁軸１５が上昇すること
により、弁軸１５の上端で押し上げられて開弁し、上部
弁室１９と下部弁室２０を連通させるもので、閉弁は、
弁体１４の重量及び上部弁室１９に導入される流体の圧
力により行われる。また上記案内筒１８を調節棒２１に
より上下させることで弁軸１５と弁体１４との距離を調
整することができ、主弁体９の開度と切換弁１３の弁体
１４が開くタイミングを調節することができる。

一方前記液槽１は、一側に主弁３の二次側弁室７と連通
する導入口２２が設けられ、他側に流体の使用設備に連
通する導出口２３が設けられている。また液槽１内の所
定の位置には、低液位と高液位の所定位置に低液位側パ
イロット弁２４と高液位側パイロット弁２５がそれぞれ
設けられている。

この両パイロット弁２４，２５には、第２図に示すよう
なニードル弁型のボールタップが用いられている。即
ち、両パイロット弁２４，２５は、弁座２６に離接する
弁体２７の先端部を円錐状に形成するとともに、該弁体
２７の弁軸２８を弁軸受け２９に螺合させ、浮子３０の
上下動を弁軸２８の回転に変換して弁軸２８を進退さ
せ、開閉するように形成されている。これにより、弁体
２７先端部の円錐面の角度あるいは弁軸２８と弁軸受け
２９の間にねじ部のリードを適宜に設定することで、浮
子３０の上下動、即ち液位の変化に応じた弁開度を得る
ことができる。さらに浮子３０の細かな上下動が弁体２
７に直接作用しないため、ハンチング等を起すことがな
く、安定した作動を行うことができる。

そして前記主弁３の一次側弁室６と圧力室１０は、間に
ストレーナ３１を配したバイパス管３２及び前記弁箱４
上部の弁軸受け１６と弁軸１５の間の間隙を介して連通
しており、圧力室１０と低液位側パイロット弁２４と
は、低液位側パイロット配管３３で接続されている。ま
た、圧力室１０と高液位側パイロット弁２５とは、前記
切換弁１３を介して高液位側パイロット配管３４で接続
されている。尚、本実施例では、圧力室１０からの配管
３５を途中で分岐して一方を低液位側パイロット配管３
３、他方を高液位側パイロット配管３４としているが、
それぞれ独立して圧力室１０と連通させてもよい。

これにより、一次側の流体は、主弁体９を介して一次側
弁室６から二次側弁室７を通って液槽１に流入するとと
もに、その一部が、一次側弁室６→バイパス管３２→弁
軸受け１６→圧力室１０と流れ、圧力室１０から、圧力
室１０→低液位側パイロット配管３３→低液位側パイロ
ット弁２４と流れる低液位側の流れと、圧力室１０→切
換弁１３の上部弁室１９→下部弁室２０→高液位側パイ
ロット配管３４→高液位側パイロット弁２５と流れる高
液位側の流れとなる。

次に、このように構成された二段切換式液位調整弁２の
作動状態を説明する。

まず液槽１内が空の場合、低液位側パイロット弁２４及
び高液位側パイロット弁２５の浮子３０は、それぞれ最
も下がった位置に回動しており、両者共、開弁状態とな
っている。

また主弁体９は、自重により弁口８を閉塞した状態とな
っている。この時一次側の上流の弁（図示せず）を開放
して流体を流すと、流体は、一次側弁室６に流入すると
ともにバイパス管３２から圧力室１０に流入する。この
圧力室１０に流入した流体は、低液位側パイロット配管
３３から低液位側パイロット弁２４に流れ、液槽１内に
流下する。この流れにより圧力室１０内の圧力が一次側
弁室６より低下し、両室６，１０の間に差圧が生じ、一
次側弁室６内の流体がダイヤフラム１１を押し上げて主
弁体９を上昇させ、弁口８を開いて流体を二次側弁室７
から液槽１に送出する。

また主弁体９の上昇により、切換弁１３の弁体１４が弁
軸１５により押し上げられ、切換弁１３も開弁し、圧力
室１０の流体が、切換弁１３を経て高液位側パイロット
配管３４から高液位側パイロット弁２５に流れ、液槽１
内に流下する。

液槽１内の液位がＬ１からＬ２，Ｌ３に上昇すると低液
位側パイロット弁２４の浮子３０が上昇して弁体２７を
回動させ、低液位側パイロット弁２４の弁口２６を閉じ
る。しかし切換弁１３が開弁していることと、高液位側
パイロット弁２５が開弁していることにより、圧力室１
０内の流体の流出が続き、主弁体９の開弁状態が維持さ
れ、液槽１への流体の送出を継続する。

液槽１内の液位がさらに上昇し、液槽１内が高液位状態
Ｈ３となると高液位側パイロット弁２５が閉じ、圧力室
１０内の流体の流出が停止するため、圧力室１０内の圧
力が上昇して圧力室１０側からダイヤフラム１１を押圧
し、主弁体９を押し下げて弁口８を閉じる。

この主弁体９の閉弁は、両室６，１０に面するダイヤフ
ラム１１の面積差、主弁体９の自重、流体の圧力等によ
り行われる。また主弁体９の弁軸１５と切換弁１３の弁
体１４との距離によっては、高液位側パイロット弁２５
からの流出量と圧力室１０の圧力とのバランスにより、
主弁体９が下降し、切換弁１３の弁体１４が閉弁するこ
とで高液位側パイロット配管３４からの流れが止まり、
主弁体９の閉じ作動を行うこともある。

このように高液位Ｈ３とされた液槽１内の流体が下流の
設備で使用されて液槽１から導出され、液位がＨ２，Ｈ
１と低下すると、まず高液位側パイロット弁２５が開弁
するが、切換弁１３が閉じているため圧力室１０の流体
は流出せず、主弁体９も作動しない。液位がさらにＬ３
以下に低下し、低液位側パイロット弁２４が開弁する
と、その開度に応じて圧力室１０内の流体が低液位側パ
イロット配管３３を経て流出するために、圧力室１０の
圧力が低下して主弁体９が上昇し、流体の送給を開始す
る。この時、使用量が僅かで液位の低下速度が小さけれ
ば低液位側パイロット弁２４の開度が小さいまま、即ち
圧力室１０からの流体の流出が少なく、主弁体９の開度
が小さい状態で液槽１の流入量と流出量がバランスし、
液槽１内をＬ３乃至Ｌ２の範囲の低液位状態に維持す
る。

このように低液位でバランスした状態で下流側の使用量
が増大して、液槽１内の液位がＬ１に低下すると、低液
位側パイロット弁２４の開度が大きくなり、圧力室１０
からの流体の流出量が増し、主弁体９が大きく開くた
め、弁軸１５が切換弁１３の弁体１４を押し上げて切換
弁１３を開弁する。

これにより高液位側パイロット弁２５からの流体の流出
が開始され、圧力室１０内の圧力が大きく低下するた
め、主弁体９がさらに開き、全開状態となって流体の送
給を行う。そして液槽１内の液位がＬ３以上に高まり、
低液位側パイロット弁２４が閉じても高液位側パイロッ
ト弁２５からの流体の流出により、主弁体９の開弁状態
が維持される。

液位がさらにＨ１以上に上昇して高液位側パイロット弁
２５を閉じ始めると、圧力室１０からの流体の流出量が
減少するため、圧力室１０内の圧力が高まり主弁体９を
閉じ方向に移動させる。これにより、流体の送給量が液
槽１からの導出量に見合う量となり、液槽内の液位がＨ
１乃至Ｈ２の間でバランスして高液位を維持する。

この状態で使用量が減少すると液槽１内の液位がＨ３に
上昇し、高液位側パイロット弁２５が閉じ、圧力室１０
内の圧力を挙げて主弁体９を閉じる。そして液位が低液
位側パイロット弁２４を開くＬ３の位置まで低下する
と、前述のごとく、Ｌ２〜Ｌ３の低液位でのバランスが
とられ、また使用量が増大するとＨ１〜Ｈ２の高液位で
のバランス状態となる。

また前述のごとく両パイロット弁２４，２５にニードル
弁型のボールタップを用いることにより上記バランス状
態をより確実に保つことが可能となる。即ち、液位の変
化により上下動する浮子３０の動きを弁体２７の回転運
動に変換し、適当なねじリードで進退させて開閉させる
ので、パイロット弁２４，２５から流出する流体の量
を、液槽１内の液位の変位に応じて連続的に確実に制御
することができる。これにより、圧力室１０内の圧力を
連続的に変化させることができるので、液槽１内の液位
に対して最適な主弁体９の開度が得られ、下流側での使
用量に応じた最適な開度でバランスをとることができ
る。

さらに低液位のおいて、低液位側パイロット弁２４から
の流体の流出量を確実に制御できるので、主弁体９の上
昇による切換弁１３の開弁を必要時に確実に行うことが
でき、ハンチングなどにより誤作動を防止できる。

このように構成された二段切換式液位調整弁を、下流に
水槽を有する上水道設備に用いることにより、余裕のあ
る給水、あるいは水質の悪化が塩素の抜けを防止でき
る。

例えば、昼間等の水の使用量の多い時には、水槽内を高
液位でバランスさせることで、余裕のある給水を行うこ
とができ、また夜間等、水の使用量の少ない場合には、
低液位でバランスさせることにより、水槽内の水の滞留
時間を短縮でき、水質の悪化等を防止できる。また低液
位でバランスした状態で、下流側の消化活動等により水
の使用量が急激に増大した場合には、自動的に高液位に
切換わるので、供給不足となることもない。従って、良
質な水を安定して供給することが可能となる。

尚、主弁体の開閉は、ダイヤフラムによらずピストン型
式にても行うことができ、各配管等も弁の設置場所等に
より適宜決定されるものである。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、弁の下流に設けられた液
槽内の高低それぞれに、液槽内の液位により開閉するパ
イロット弁を設けて主弁の開度を制御し、液槽内を高低
２段の液位に調整するから、液槽からの導出量に応じて
液槽内の液位を自動的に調整できる。従って、導出量の
多い時には液位を高くして安定した供給を行うことがで
き、また導出量の少ない時には液位を下げることで、液
槽内での流体の滞留時間を短縮し、流体の変質等を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す二段切換式液位調整
弁の系統図、第２図はパイロット弁の一実施例を示す断
面平面図である。 １…液槽、２…二段切換式液位調整弁、３…主弁、４…
弁箱、６…一次側弁室、７…二次側弁室、８…弁口、９
…主弁体、１０…圧力室、１１…ダイヤフラム、１２…
ダイヤフラム押え、１３…切換弁、１４…弁体、１５…
弁軸、１６…弁軸受け、２４…低液位側パイロット弁、
２５…高液位側パイロット弁、３２…バイパス管、３３
…低液位側パイロット配管、３４…高液位側パイロット
配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭49−26127（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−149925（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−147575（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭49−76316（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−59432（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭61−27631（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主弁の弁口を開閉する主弁体と、主弁の一
   次側の流体が導入される圧力室とを備え、該圧力室の流
   体をパイロット配管により所定量導出して圧力室の圧力
   を変化させることにより、前記主弁体の開度を変化させ
   て主弁の流量を調整し、該主弁の下流に設けられた液槽
   の液位を、該液槽からの導出量に応じて高低２段に調整
   する二段切換式液位調整弁であって、前記液槽内の低液
   位と高液位の所定位置に、液位の変化により開閉する低
   液位側パイロット弁と高液位側パイロット弁をそれぞれ
   配設し、前記圧力室と低液位側パイロット弁とを低液位
   側パイロット配管で接続するとともに、圧力室と高液位
   側パイロット弁とを、前記主弁体の開度に応じて開弁す
   る切換弁を設けた高液位側パイロット配管で接続したこ
   とを特徴とする二段切換式液位調整弁。