JPH0736135B2 - 給水装置用減圧弁 - Google Patents

給水装置用減圧弁

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JPH0736135B2
JPH0736135B2 JP29268490A JP29268490A JPH0736135B2 JP H0736135 B2 JPH0736135 B2 JP H0736135B2 JP 29268490 A JP29268490 A JP 29268490A JP 29268490 A JP29268490 A JP 29268490A JP H0736135 B2 JPH0736135 B2 JP H0736135B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、1次圧力が多少変動しても、2次圧力がこれ
によって変動することなく良好なる流量特性を維持でき
るようにした給水装置用減圧弁に関するものである。
〔従来の技術〕
従来かかる減圧弁は、スプリングにて弾圧調整されたダ
イヤフラムにより2次側の圧力を感知し、該ダイヤフラ
ムの変位に連動するバルブにより弁口の開閉度を調整せ
しめて2次側の圧力を一定値に維持せしめるようになっ
ていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながらこのような2次側の圧力変動によってバル
ブを開閉せしめる方式の給水装置用減圧弁においては、
第5図に示すように、給水流量の増加に伴って1次側圧
力P1(ポンプの圧力)が低下すると、2次側圧力P2′も
順次低下するという欠点を有していた。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、減圧弁
の1次側圧力が多少変動しても、2次側圧力を一定のま
まで保持できる給水装置用減圧弁を提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記問題点を解決するため本発明は、本体Aが第1の開
口部1と第2の開口部2と第3の開口部3を有し、前記
第1の開口部1にポンプ吐出液が流入し前記第2の開口
部2より該液が流出するとともに、前記第3の開口部3
には蓋4を設け、該蓋4の上にシリンダ5を設け、さら
に調圧弁6を具備する構成であって、前記シリンダ5の
内部には釣合ピストン11を配設し、前記第1の開口部1
には弁座部7を設け、該弁座部7を塞ぐようにスロット
ルバルブ8を取り付けるとともに該スロットルバルブ8
の下部に第1の開口部1の内周面を上下方向に摺動する
ガイド9を設け、一端がスロットルバルブ8に固定され
他端が前記蓋4を貫通して前記釣合ピストン11に固定さ
れる弁棒10を具備し、該弁棒10には前記第1の開口部1
に流入するポンプ吐出液圧が前記シリンダ5と釣合ピス
トン11上面に囲まれた1次圧力室20に通じる貫通穴12が
設けられ、さらに前記第1の開口部1と第2の開口部2
間を連通するオリフィス15を設け、また前記蓋4には前
記釣合ピストン11下面と前記シリンダ5と前記蓋4に囲
まれた調圧室21と第2の開口部2間を連通する絞りオリ
フィス16を設け、前記調圧室21は前記調圧弁6に連通せ
しめて給水装置用減圧弁を構成した。
また本発明は、前記スロットルバルブ8の有効径を、前
記釣合ピストン11の径よりも大きくして構成した。
〔作用〕
上記の如く本発明によれば、スロットルバルブ8の第1
の開口部1側の面に加えられる1次圧力は貫通穴12を介
して釣合ピストン11の上面にも加えられる。一方釣合ピ
ストン11の下面には調圧弁6によって設定された所定の
設定圧力が加えられ、さらにスロットルバルブ8の第2
の開口部2側の面にはスロットルバルブ8と弁座部7の
隙間によって絞られた2次圧力が加えられる。従って第
2の開口部2側の2次圧力が前記調圧弁6によって設定
された設定圧力と同一となるようにスロットルバルブ8
と弁座部7の間の隙間は絞られる。
ここで(釣合ピストン11の径)/(スロットルバルブ8
の有効径)を例えば0.95〜0.97に設定すると、2次圧力
は、(調圧弁6にて設定された圧力の95%〜97%)+
(1次圧力の約3〜5%)となる。従って1次圧力の変
動による2次圧力への影響は殆どなくなる。
またスロットルバルブ8の有効径を釣合ピストン11の径
よりも大きくしたので、1次圧力によってスロットルバ
ルブ8の第1の開口部1側の面に加えられる力の方が、
釣合ピストン11の上面に加えられる力よりも大きくな
る。従って給水ポンプ始動時のように第2の開口部2と
調圧室21内にまだ圧力が無い場合、或いは第2の開口部
2の2次圧力が調圧弁6による設定圧力以下となって該
2次圧力と調圧室21内の圧力がほぼ同等となった場合で
も、スロットルバルブはスムーズに全開となり、効率よ
く第2の開口部2の2次圧力を昇圧できる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
第1図は本発明にかかる給水装置用減圧弁の1実施例を
示す断面図である。
同図に示すようにこの給水装置用減圧弁は、3方向にそ
れぞれ第1の開口部1と第2の開口部2と第3の開口部
3とを具備する本体Aと、第3の開口部3を覆う蓋4
と、該蓋4上に取り付けられるシリンダ5と、一端に前
記シリンダ5内を摺動する釣合ピストン11を固定し他端
に第1の開口部1を開閉するスロットルバルブ8を固定
した弁棒10と、前記釣合ピストン11と蓋4の間の空間で
構成する調圧室21の水圧を一定にする調圧弁6とを具備
して構成されている。
以下各構成部品について説明する。
本体Aの第1の開口部1には、前記スロットルバルブ8
が当接する弁座部7が設けられている。
また蓋4には、その略中央部に穴18が形成され、その穴
18の内周には前記弁棒10を摺動自在に挿通させる円筒状
の摺動材17が固定されている。また該蓋4には調圧室21
と第2の開口部2間を挿通する絞りオリフィス16が設け
られている。さらにこの蓋4には挿通穴19が形成され、
その先端には調圧弁6が固定され、調圧室21と調圧弁6
の1次圧力穴間を連通している。
一方弁棒10には、その中央部を長手方向に貫通する貫通
穴12が形成され、第1の開口部1の圧力水が前記シリン
ダ5と釣合ピストン11上面で囲まれた1次圧力室20に通
じている。
またスロットルバルブ8は前記弁座部7に当接・離脱し
て、第1の開口部1と第2の開口部2間を開閉する。こ
のスロットルバルブ8には第1の開口部1の内壁を上下
方向に摺動するガイド9が固定されている。また第1の
開口部1と第2の開口部2間にはオリフィス15が形成さ
れている。
ここで前記スロットルバルブ8の有効径DS(これは第1
の開口部1の径と略同一)は、前記釣合ピストン11の径
DP(これはシリンダ5の径と略同一)よりも若干大きく
なるように(即ちDS>DP)構成されている。
次にこの給水装置用減圧弁の動作を第1図を用いて説明
する。
ここで弁棒10には、スロットルバルブ8の下面を上方向
に押し上げる力とその上面を下方向に押し下げる力、及
び釣合ピストン11の第1面13を押し下げる力とその第2
面14を押し上げる力が加わるので、以下各々について説
明する。
まず第1の開口部1には給水ポンプ(図示せず)の吐出
圧力(1次圧力)が加わり、これによってスロットルバ
ルブ8下面には上方向に押し上げる力が作用する。
一方このときこの1次圧力は、弁棒10の貫通穴12を通し
て1次圧力室20に供給され、これによって釣合ピストン
11の第1面13を下方向に押し下げる力が作用する。
ここでこれらの力のバランスは、スロットルバルブ8の
有効径DSと釣合ピストン11の径DPとの比で決まり、釣合
ピストン11の径DPがスロットルバルブ8の有効径DSより
も若干小なので、給水ポンプの吐出圧力(1次圧力)に
よる力は、弁棒10を上方向に移動させるように働く。
一方、スロットルバルブ8の上面に加わる圧力は、スロ
ットルバルブ8が弁座部7から持ち上げられたときの隙
間から供給される絞られた圧力(2次圧力)であり、こ
の圧力による力は下向きである。
また調圧室21の圧力は、スロットルバルブ8により絞ら
れた2次圧力が、蓋4に設けた絞りオリフィス16を通し
て加わるが、この圧力は調圧弁6によって調圧されてい
る。即ち調圧室21の圧力は、調圧弁6によって調圧され
た所望の設定圧力となっており、この力が釣合ピストン
11の第2面14に加わる。
弁棒10を上下に押圧する力は以上のとおりである。
ここでまずバランス状態、即ち運転状態で1次圧力と2
次圧力と調圧室21内の設定圧力のバランスがとれて弁棒
10が所定位置に停止している状態の場合について説明す
る。
この場合、 PP:ポンプ吐出圧力(1次圧力) P2:第2の開口部2側圧力(2次圧力) P1:調圧室21圧力 DP:釣合ピストン11の径 DS:スロットルバルブ8の有効径 とすると、 DS×(PP−P2)=DP×(PP−P1)となる。従って2次圧
力P2は、 P2=P1×(DP/DS) +PP×(1−DP/DS) ……式(1) となる。
ここで(DP/DS)を0.95〜0.97とすると、(1−DP/DS)
は0.05〜0.03となる。
つまり第2の開口部2の2次圧力P2は、 (調圧弁6にて設定された調圧室21の圧力の95〜97%)
+(1次圧力PPの約3〜5%)となり、1次圧力PPの2
次圧力P2への影響は殆どなくなる。
即ち1次圧力PPが変動しても2次圧力P2はこれに影響さ
れることはなく、一定の圧力に維持される。
次に上記の状態から2次圧力が調圧室21内の設定圧力よ
りも大きくなった場合は、釣合ピストン11の第2面14を
押し上げる力よりもスロットルバルブ8の上面を押し下
げる力の方が大きくなる。従って弁棒10は下方向に移動
してスロットルバルブ8と弁座部7間の隙間を絞り、2
次圧力を小さくする。そして両者が釣り合った状態で弁
棒10は停止してバランス状態となり、2次圧力P2は上記
数式(1)で表わされる値となる。即ち調圧弁6で設定
された設定圧力とほぼ同等の圧力に維持される。
一方2次圧力が調圧室21内の設定圧力よりも小さくなっ
た場合は、調圧室21内の圧力も絞りオリフィス16を介し
て2次圧力とともに低下し、両者はほぼ同一の圧力とな
る。従ってこの状態のときは2次圧力がスロットルバル
ブ8を押し下げる力と調圧室21内の圧力が釣合ピストン
11を押し下げる力は同等となってしまう。従ってこのよ
うな場合は2次圧力と調圧室21内の圧力の差によっては
弁棒10を最適な位置に動かすことはできない。
しかしながら上述のように、スロットルバルブ8の有効
径DSは釣合ピストン11の径DPよりも若干大きいので、こ
れらに作用する1次圧力によって、全体としては上方向
に向かう力が働き、弁棒10は上方向に移動し、スロット
ルバルブ8は全開状態とされる。この結果2次圧力はバ
ルブ抵抗が少ない状態で効率良く高められることとな
る。
ところで給水ポンプ始動時のように、第2の開口部2の
圧力がまだ上昇されていない場合(即ち調圧室21内の圧
力もまだ上昇されていない場合)にも、上記と同様の1
次圧力の作用により、弁棒10は上方向に移動しスロット
ルバルブ8は全開状態となる。従ってこの場合も2次圧
力及び調圧室21内の圧力は効率良く上昇される。
次に第2図は上記実施例にかかる給水装置用減圧弁の減
圧弁特性を示す図である。
同図に点線で示す2次圧力P2は、給水流量の増加に伴っ
て実線で示す1次圧力PPが徐々に低下しても、所定の給
水流量となるまでは一定のままとなる。
ここでこの2次圧力P2は、上記式(1)からも分かるよ
うに、1点鎖線で示す調圧室21内の設定圧力P1に(DP/D
S)を掛けた2点鎖線の直線に、1次圧力PPに(1−DP/
DS)を掛けた値(微少量)を加えた直線となる。
即ち本発明によれば、2次圧力は1次圧力の変動に左右
されることはなく、該2次圧力が調圧弁6で設定された
設定圧力とほぼ同一となるように、スロットルバルブ8
と弁座部7間の絞り量が調整されるのである。
なお第2の開口部2の出口が塞がれた場合は、2次圧力
は上昇するので弁棒10は下方向に移動してスロットルバ
ルブ8は弁座部7を塞ぐ。そしてこの場合は1次圧力は
オリフィス15を通して第2の開口部2の塞がれた室を1
次圧力と同一なるまで徐々に加圧する。
次にこの給水装置用減圧弁を給水ポンプと組み合わせて
運転する方法を第3図を用いて説明する。
同図に示すように受水槽E内の水は、吸込配管P−1を
通して給水ポンプPに入り、該給水ポンプPによって昇
圧された後、本発明にかかる給水装置用減圧弁Bにて所
定の圧力に減圧され、逆止弁Cを通り、給水配管F−1
につながれている蛇口F1,F2,F3より消費される。
第4図は蛇口1個、2個、3個の場合の使用水量(J1,J
2,J3)と給水ポンプPの吐出圧力PP(1次圧力)と給水
装置用減圧弁Bの2次圧力P2の関係を示す図である。
同図に示すように本発明によれば、使用水量がJ1,J2,J3
のいずれの場合にも2次圧力は一定となる。
ここで蛇口F1〜F3を全て閉とすると、給水装置用減圧弁
Bの2次圧力P2は第3図に示す圧力タンクDに水を蓄圧
しながら、第4図に示す給水ポンプPの締切圧力PSまで
上昇しようとするが、その途中で2次圧力P2がOFFの線
まで達すると、第3図に示す圧力スイッチGが作動して
制御盤Hに信号を送り、モータMを停止させる。
次に蛇口F1〜F3が再度使用されると、まず圧力タンクD
に蓄圧された水が使用され、2次圧力P2が第4図に示す
ONの線に達すると圧力スイッチGが作動して制御盤Hに
信号を送り、モータMを始動させるのである。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、本発明に係る給水装置用減
圧弁によれば、以下のような優れた効果を有する。
たとえ1次圧力が変動してもこれによって2次圧力が
影響されることはなく一定の圧力に維持できる。
スロットルバルブの有効径を釣合ピストンの径よりも
若干大きくしたので、給水ポンプ始動時のように第2の
開口部にまだ圧力が無い場合でも、スロットルバルブは
スムーズに全開となる。また第2の開口部の圧力が調圧
弁の設定値以下となった場合もスロットルバルブはスム
ーズに全開となり、効率よく第2の開口部の2次圧力を
昇圧できる。
また第3の開口部を設けたので、弁棒全体(スロット
ルバルブと釣合ピストンを含む)と調圧弁と蓋とシリン
ダを一緒に、他の配管を外すことなく容易に引き抜くこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる給水装置用減圧弁の1実施例を
示す断面図、第2図は上記実施例にかかる給水装置用減
圧弁の減圧弁特性を示す図、第3図はこの給水装置用減
圧弁を給水ポンプと組み合わせて運転する方法を示す
図、第4図は使用水量(J1,J2,J3)と給水ポンプPの吐
出圧力PP(1次圧力)と給水装置用減圧弁Bの2次圧力
P2の関係を示す図、第5図は従来の減圧弁の減圧弁特性
を示す図である。 図中、A……本体、1……第1の開口部、2……第2の
開口部、3……第3の開口部、4……蓋、5……シリン
ダ、6……調圧弁、7……弁座部、8……スロットルバ
ルブ、9……ガイド、10……弁棒、11……釣合ピスト
ン、12……貫通穴、15……オリフィス、16……絞りオリ
フィス、20……1次圧力室、21……調圧室、である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】本体が第1の開口部と第2の開口部と第3
    の開口部を有し、前記第1の開口部にポンプ吐出液が流
    入し前記第2の開口部より該液が流出するとともに、前
    記第3の開口部には蓋を設け、該蓋の上にシリンダを設
    け、さらに調圧弁を具備する構成であって、 前記シリンダの内部には釣合ピストンを配設し、前記第
    1の開口部には弁座部を設け、該弁座部を塞ぐようにス
    ロットルバルブを取り付けるとともに該スロットルバル
    ブの下部に第1の開口部の内周面を上下方向に摺動する
    ガイドを設け、 一端がスロットルバルブに固定され他端が前記蓋を貫通
    して前記釣合ピストンに固定される弁棒を具備し、 該弁棒には前記第1の開口部に流入するポンプ吐出液圧
    が前記シリンダと釣合ピストン上面に囲まれた1次圧力
    室に通じる貫通穴が設けられ、 さらに前記第1の開口部と第2の開口部間を連通するオ
    リフィスを設け、また前記蓋には前記釣り合いピストン
    下面と前記シリンダと前記蓋に囲まれた調圧室と第2の
    開口部間を連通する絞りオリフィスを設け、前記調圧室
    は前記調圧弁に連通していることを特徴とする給水装置
    用減圧弁。
  2. 【請求項2】前記スロットルバルブの有効径を、前記釣
    合ピストンの径よりも大きくしたことを特徴とする請求
    項(1)記載の給水装置用減圧弁。
JP29268490A 1990-10-30 1990-10-30 給水装置用減圧弁 Expired - Lifetime JPH0736135B2 (ja)

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