JPH08249074A - 定圧制御バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は給水装置のポンプユニットに使用して
従来のポンプ停止後に使用する高圧給水の問題をなくす
と共に、弁体の動きに応じてリードスイッチを確実に作
動させ、配管系を常に定圧に制御する定圧制御弁を提供
するものである。 【構成】バルブ本体の弁口に軸方向に所定距離伸長摺動
するスライド筒を設け、主弁体にマグネットを設け、こ
の主弁体が弁口を閉止する近傍位置で前記マグネットに
接近することによって作動するリードスイッチをバルブ
本体の側壁に設け、主弁体が閉止する際にこのリードス
イッチが作動するようにしたことを特徴とする定圧制御
バルブで、従来の水が使われなくなってからもポンプが
作動して、ポンプ停止までの間に二次側配管系を高圧に
上昇させて配管系内を高圧に保持する問題をなくしたも
の。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビル設備等におけるポ
ンプ給水ユニットに使用する配管系の圧力を制御する定
圧制御バルブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、特公昭５７−３５４８３号公報に
開示された図３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の作動は、まずポンプ１０が停止状
態で、圧力タンク１６が加圧された水を保有し二次側の
配管系２４、２８が高圧状態に維持されている。この状
態から配管系の蛇口３０が開かれて水が使用されると、
圧力タンク１６内の空気圧によりタンク内の水が押し出
される。更に蛇口３０から水が使用されるとタンク内が
減圧し、配管系２４、２８の圧力は圧力スイッチ１８の
作動設定値まで低下して圧力スイッチ１８がモータ１
２、ポンプ１０を作動させる。

【０００３】ポンプ１０の起動によって吐き出された水
は吸い込み口水路４０を通り制御バルブ１４内に入る。
水の一部はピストン７２のオリフィス８０を経由してピ
ストンの下部室８４に流れる。下部室８４内の水は圧力
調整器３８によってピストン７２の下面側に加えるパイ
ロット圧力の大きさを一定に行う。ピストン７２の下面
側に加える上記のパイロット圧力が上部室９０内に生じ
ている配管系の圧力を越えると、バルブ部材３６は上方
に動いてスロットル弁７４が開き吐き出し口水路４６を
経由して配管系に水が流れる。このようにして上部室９
０と下部室８４の間の圧力差によりスロットル弁の開度
が決定されて２次側配管系内の圧力が一定に制御され
る。

【０００４】蛇口３０が閉じ水の使用が行われなくなる
と、配管系内の圧力がピストン７２にかかるパイロット
圧力よりも大きくなるまで上昇し、バルブ部材３６が下
方に動く。上部室内９０の圧力はスロットルバルブ７４
を完全に閉止するまで次第に増加し、スロットルバルブ
７４が閉止すると次に一次側の水は通口１０６を通って
逆止弁９８を押し上げ、圧力タンク１６内に流れる。圧
力タンク１６が満たされて配管系２４、２８の圧力が圧
力スイッチの遮断圧力に達すると、圧力スイッチ１８が
作動してモータ１２、ポンプ１０が停止される。続いて
逆止弁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。このように水の使
用が停止すると、圧力スイッチの遮断圧力まで二次側配
管系内の圧力は上昇する。

【０００５】また別の従来技術として図４に示す実公平
３−１９６４９号公報で開示されたフロースイッチ付逆
止弁がある。このものはいわゆるインライン型逆止弁１
の弁体１７の下部にマグネット２３を固定し、マグネッ
ト２３の下方対向位置に弁本体の横方向からリードスイ
ッチ２７を挿通配置したものであり、圧力タンク式給水
ユニットに使用される。上記と同様、水の使用量が減少
すると弁体１７がスプリング１９に押されて徐々に閉止
方向に下降し、更に水の使用量が減少し流量制御部２０
の径に応じて設定された水量及びマグネット２３とリー
ドスイッチ２７間が設定距離になると、リードスイッチ
２７が作動してこの信号によりポンプ３５が停止し、弁
体１７が弁座１２に着座して弁口１１が閉止し、二次側
からの逆流を阻止するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のうち前者の従来
技術は、ポンプから配管系に流れる二次側配管内の給水
圧力を一定に制御するものであるが、ポンプ１０の停止
は、配管系内の圧力タンク１６に水が加圧されてポンプ
停止圧力になるまで停止しない。従ってポンプ停止後の
最初に使用する蛇口からの給水圧力は、通常定圧制御さ
れている使用状態での給水圧力よりかなり高くなり、使
用者にとっては種々の問題がある。これを解決するに
は、圧力スイッチのポンプ遮断設定圧力をポンプ起動設
定圧力に近づけてデファレンシャル圧を小さくすればよ
いが、極端に小さくするとポンプが起動停止を繰り返す
チャタリング現象を起こし易い。またデファレンシャル
圧が小さいと、圧力スイッチの性能上設定圧力に変動差
があるのでスイッチが起動されなかったり、遮断が行わ
れなかったりして働かなくなる恐れがある。このため
に、水の使用水量が小になったら圧力タンク１６内に水
を保有させてポンプ起動と遮断の設定圧力差をかせいで
いる。従って前者の従来技術では、ポンプ停止後に使用
する給水圧力が通常使用する給水圧力より高圧の水が供
給される問題がある。

【０００７】また上記のうち後者の従来技術は、逆止弁
１の弁体１７が閉止したら弁体下部に固定したマグネッ
ト２３とその下部に固定したリードスイッチ２７による
信号でポンプが停止するものであるが、前者の従来技術
のように二次側配管系を定圧に制御できず、ポンプの性
能に比例して蛇口からの使用水量が少ないと給水圧力が
高く、使用水量が多くなると給水圧力が低下する問題が
あるものである。また、リードスイッチ２７は逆止弁の
流入口２を横断するように流入口の中央に設けられるの
で、流体の圧力に耐えるようなリードスイッチ封入管２
６自体の構造や流体圧に耐えられる封入管２６の保持構
造に設けなければならず、このため逆止弁１内を流れる
流体の圧力損失が大きくなり、逆止弁内での圧力損失を
考慮した高出力のポンプを使用しなければならない。

【０００８】更にマグネット２３とリードスイッチ２７
は弁体１７の動きと連動して直線的に近づいたら作動す
るように設けてあるので、磁力線によるマグネットとリ
ードスイッチ間の作動する設定距離の範囲が狭く誤作動
を起こし易い。マグネットとリードスイッチが近接し過
ぎると弁体１７がスイッチの作動設定位置より開いてい
る状態でリードスイッチが作動したり、あるいは逆に離
れ過ぎていると弁体１７が閉止しているにもかかわらず
スイッチが作動しなかったりする。またポンプの脈動お
よび配管系のウオータハンマ等によってリードスイッチ
がチャタリングを起こしポンプが起動停止を起こす問題
がある。本発明は給水装置のポンプユニットに使用して
従来のポンプ停止後に使用する高圧給水の問題をなくす
と共に、弁体の動きに応じてリードスイッチを確実に作
動させ、配管系を常に定圧に制御する定圧制御弁を提供
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、ポンプ
の吐き出し側に接続して流体の圧力を一定に制御するバ
ルブであって、吸い込み口水路と吐き出し口水路を有し
内部を一次側圧力室と二次側圧力室に区割りする弁口を
設けたバルブ本体と、バルブ本体内に収容して弁口を開
閉し吐き出し口水路の圧力を一定に制御する主弁体と、
主弁体の反対側に主弁体と連結した弁棒を介してピスト
ン室に収容した釣り合いピストンと、ピストン室内を一
定の圧力に調節する圧力調整装置とからなる定圧制御バ
ルブにおいて、前記弁口に弁口の内周又は外周で弁口か
ら所定距離伸長するスライド筒と、前記主弁体に設けた
マグネットと、前記バルブ本体の側部に設けて、主弁体
が弁口を閉止する近傍位置で前記マグネットの磁力線を
感知して作動するリードスイッチとからなり、前記スラ
イド筒が主弁体との間で隙間を形成して水を流しながら
伸縮移動することを特徴とする定圧制御バルブである。
上記においてリードスイッチが作動したらポンプが停止
するように設けることができる。

【００１０】

【作用】本発明は上記の構成であるから前記したごとく
ポンプ給水システムにおいて、ポンプから吐き出された
水は制御バルブ内に入り、水の一部はピストンのピスト
ン室に流れ、圧力調整装置によってピストンの下面側に
加える圧力の大きさを一定に調節する。給水栓が開いて
水が使われると、このパイロット圧力が主弁体に生じて
いる配管系圧力を越えるので、配管系の二次側圧力とピ
ストン室のパイロット圧力との圧力差によって二次側圧
力を所定圧に保つように主弁体が吐き出し口側に移動し
て弁口から離れ、弁口に設けたスライド筒が主弁体との
間で隙間を形成して使用流量に応じた水を二次側配管系
に流す。このとき主弁体とスライド筒との間を水が勢い
よく通過するので、スライド筒内面側の圧力よりも減圧
状態になりスライド筒が主弁体側に引き寄せられて主弁
体に追随しながら吐き出し口側に伸長移動し、最大伸長
量に達してスライド筒の伸長移動が停止する。このよう
にして主弁体とスライド筒との開度が決定されて使用流
量分の水が流れ、二次側配管系の圧力を定圧に保つ。使
用水量が更に増すと、主弁体が更にスライド筒から離
れ、二次側配管系に所定圧力の所定水量が流れる間隔を
保つ。

【００１１】水の使用が順次少なくなると、配管系内の
圧力がピストン室のピストンにかかるパイロット圧力よ
りも上昇するので、主弁体が弁口を閉止する側に移動し
て伸長状態のスライド筒に接近し、スライド筒との開度
が減少する。二次側配管系の圧力がパイロット圧力に次
第に接近すると、主弁体が更に弁口側に近づいて主弁体
とスライド筒間の開度を減少しながらスライド筒も縮
み、主弁体が弁口を閉止するまで、スライド筒との隙間
を使用流量に応じた水が二次側配管に流れる。やがて二
次側配管系の水が使用されなくなると、主弁体が弁口に
当接して弁口を完全に閉止する。この様にピストン室の
パイロット圧力と使用流量に応じた二次側圧力との圧力
差によって主弁体とスライド筒間の開度が決定されて一
次側の水を二次側配管系に流しながら二次側配管系内の
圧力を定圧に制御する。この主弁体が弁口を閉止する
際、主弁体に設けたマグネットがバルブ本体の側部に設
けたリードスイッチに接近し、マグネットの磁力線によ
ってリードスイッチが作動する。このリードスイッチの
作動信号によってポンプが停止する。

【００１２】このようにして二次側配管系内の圧力が一
定に制御されるとともにポンプの制御が行われるので、
バルブの定圧制御とほぼ同じ圧力状態でポンプが停止
し、ポンプ停止時の二次側配管内の圧力は従来のごとく
上昇せず、従来の水が使われなくなってからもポンプが
作動して、ポンプ停止までの間に二次側配管系を高圧に
上昇させて配管系内を高圧に保持する問題が生じない。
また水が使われなくなると主弁体が閉止しポンプも停止
するので、ポンプの運転時間がそれだけ少なくなり、電
力費や圧力調整水の無駄もなくなる。

【００１３】また弁口に所定量伸長するスライド筒を設
けたことによって、スライド筒が主弁体に追随して弁口
から伸長移動するため小流量域での主弁体の移動距離が
長くなると共に、弁口を閉止するときの主弁体の移動速
度が緩慢になるので、リードスイッチの作動範囲幅を確
実に横切ることができ、リードスイッチを確実に作動さ
せることができる。又マグネットとリードスイッチの接
近運動関係は、いわゆる近接した状態での平行移動によ
って行われるので、従来技術のようにマグネットとリー
ドスイッチが直線的に接近するものと比べてマグネット
の磁力線を横切り易く磁力線を受け易いので、リードス
イッチの作動がより確実に行われる。更にリードスイッ
チはバルブ本体の側部に設けてあり、従来のように流路
を横切って装着してないので、流体の圧力損失がなく、
リードスイッチの保守も容易である。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は一実施例の定圧制御バルブの全体を示
す主弁体が閉止状態と開状態の断面図で、図２は他の実
施例の要部を示す断面図である。図１において下部にポ
ンプ直上へ連結する流入口水路５１を設け、中央室５２
と左側に吐き出し口水路５３と右側にピストン室５４を
本体５０内にケース５５を装着して同軸線上に設けてあ
る。ケース５５は中央開口部５６が中央室５２と連通し
ており、左右のつば部５７、５８が本体内面と密封して
中央室５２と吐き出し口水路５３を隔離している。ケー
ス５５には主弁体５９と弁棒６０とピストン６１を連結
した制御弁体６２を装着してある。

【００１５】ピストン室５４の端部にはピストン室５４
と連通して弁６３、ダイヤフラム６４、スプリング６
５、調整ボルトナット６６、６７からなる圧力調整装置
６８を設けてあり、調整された水は穴６９からポンプの
一次側に排出される。ピストン６１には小孔８０を設け
て針金７７を通してあり、中央室５２に送られた水の一
部が小孔８０からピストン室５４へ流入し、圧力調整装
置６８でピストン室５４内の圧力を所定の圧力に維持す
る。８５はケース５５と一体の弁棒６０を支持する弁棒
受け部である。ケース５５の左端部は弁口８６となって
おり、主弁体５９と当接してシールする弁座８７が設け
てある。

【００１６】弁座８７の内周側には弁口８６の内面と摺
動するスライド筒８９を弁座８７から所定量伸長するよ
うに装着してあり、スライド筒８９の外周面に摺動伸張
量を規制するキー溝７５を設けてあり、このキー溝７５
に弁口に固着したピン７７をはめ合わせてある。スライ
ド筒８９と弁口８６との摺動部はシール状態とする必要
はなく、摺動がスムースに行われるように適宜の隙間を
設けて緩く勘合してある。尚スライド筒８９の主弁体５
９との当接面には、水が中央室５２から吐き出し口水路
側へ流れるように適宜の流通溝７８を設け、この流通溝
７８から少量の水が流れるようにしても良い。またスラ
イド筒８９は弁口８６の外周側で摺動するように設けて
も良い。

【００１７】主弁体５９には弁座８７とシールする弁シ
ート９３及び側部にリング状のマグネット９４を装着し
てある。そして主弁体５９に対応する本体５０の側部に
は本体のねじ孔にスイッチ保持プラグ９５を装着してあ
り、スイッチ保持プラグ９５の端部にリードスイッチ９
６を装着してある。このリードスイッチ９６は主弁体５
９が弁座８７に当接して閉止する近傍位置で、マグネッ
ト９４の磁力でＯＮ、ＯＦＦ作動するように配置してあ
る。９７はリードスイッチのケーブルで、ポンプの制御
部に接続される。

【００１８】図２は、本体５０’の材質を樹脂、ステン
レス鋼、銅合金等の非磁性体で設けると共に、本体５
０’の外周面にリードスイッチ９６’を設けた実施例を
示す。この場合本体５０’が非磁性体のため、主弁体５
９’に設けたマグネット９４の磁力線が本体側壁を通過
して本体外周面のリードスイッチ９６’に作用し、主弁
体５９移動によってリードスイッチ９６’が作動する。
この実施例ではリードスイッチ９６’を本体の外部に固
定してあるので、リードスイッチを調節したり取り替え
たりするメンテナンスが行い易い。

【００１９】ポンプから吐き出された水は制御バルブ内
の中央室５２に入り、主弁体５９とピストン６１に作用
すると共に、水の一部はピストン６１のピストン室５４
に流れ、圧力調整装置６８によってピストン６１の下面
側に加える圧力の大きさを一定にする。水が使われてこ
のパイロット圧力が主弁体５９に生じている吐き出し口
水路５３側の配管系圧力を越えると、二次側配管系の圧
力とピストン室５４のパイロット圧力との圧力差によっ
て二次側配管系の圧力を所定圧に保つように主弁体５９
が吐き出し口５３側に移動して弁口８６から離れ、弁口
に設けたスライド筒８９が主弁体５９との間で隙間を形
成して使用流量に応じた水が二次側配管系に流れる。こ
のときスライド筒８９は水の流速が早い主弁体５９側に
引き寄せられるので、主弁体５９に追随しながら主弁体
５９との間で上記二次側圧力を一定に保つと共に使用流
量分の水が流れる間隔を保ってキー溝７５で規制された
最大伸長量に達するまで吐き出し口５３側に伸長移動す
る。使用水量が更に増すと、主弁体５９が更に移動して
スライド筒８９から離れ、所定圧力になるように所定水
量が流れる主弁体とスライド筒間の間隔が決定される。

【００２０】水の使用が順次少なくなると、配管系内の
圧力がピストン室５４のピストン６１にかかるパイロッ
ト圧力よりも上昇するので、主弁体５９が弁口８６を閉
止する側に移動して伸長状態のスライド筒８９に接近
し、スライド筒８９との開度が減少する。二次側配管の
圧力がパイロット圧力に次第に接近すると、主弁体５９
が更に弁口８６側に近づいて主弁体５９とスライド筒８
９間の開度を減少しながらスライド筒も縮み、主弁体が
弁口を閉止するまで主弁体とスライド筒間から使用流量
に応じた水が二次側配管系に流れる。やがて二次側配管
系の水が使用されなくなると、主弁体５９が弁口の弁座
８７に当接して弁口８６を完全に閉止する。この様にし
てピストン室５４のパイロット圧力と使用流量に応じた
二次側圧力との圧力差によってスライド筒８９と主弁体
５９との開度が決定されて二次側配管系内の圧力を一定
に制御する。この主弁体５９が弁口８６を閉止する際、
主弁体５９に設けたマグネット９４がバルブ本体５０の
側部に設けたリードスイッチ９６に接近して、マグネッ
ト９４の磁力線によってリードスイッチ９６が作動す
る。このリードスイッチ９６の作動信号によってポンプ
が停止される。このようにして定圧制御とポンプの制御
が行われる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明のごとく、二次側配管系内の圧
力が一定に制御されるとともにポンプの制御が行われる
ので、バルブの定圧制御とほぼ同じ圧力状態でポンプが
停止し、ポンプ停止時の二次側配管内の圧力は従来のご
とく上昇せず、従来の水が使われなくなってからもポン
プが作動して、ポンプ停止までの間に二次側配管系を高
圧に上昇させて配管系内を高圧に保持する問題が生じな
い。また水が使われなくなると主弁体が閉止しポンプも
停止するので、ポンプの運転時間がそれだけ少なくな
り、電力費や圧力調整水の無駄もなくなる。

【００２２】また弁口に所定量伸長するスライド筒を設
けたことによって、小流量域での主弁体の移動距離が長
くなると共に、弁口を閉止するときの主弁体の移動速度
が緩慢になるので、リードスイッチの作動範囲幅を確実
に横切ることが出来、リードスイッチを確実に作動させ
ることができる。又マグネットとリードスイッチの接近
運動関係は、いわゆる近接した状態での平行移動によっ
て行われるので、従来技術のようにマグネットとリード
スイッチが直線的に接近するものと比べてマグネットの
磁力線を横切り易く磁力線を受け易いので、リードスイ
ッチの作動がより確実に行われる。このためリードスイ
ッチがＯＮ、ＯＦＦを繰り返すようなチャタリング現象
が生じない。更にリードスイッチはバルブ本体の側部に
設けてあり、従来のように流路を横切って装着してない
ので、流体の圧力損失がなくリードスイッチの保守も容
易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す主弁体が閉止状態と
開状態を示す断面図である。

【図２】 他の実施例を示す要部拡大断面図である。

【図３】 従来技術を示す定圧制御バルブを用いたポン
プ給水システムの図である。

【図４】 従来技術を示すフロースイッチ付逆止弁の断
面図である。

【符号の説明】

５０、５０’ 制御バルブ本体 ５１ 流入口水
路 ５２ 中央室 ５３ 吐き出し
口水路 ５４ ピストン室 ５５ ケース ５６ 中央開口部 ５７、５８ つ
ば部 ５９ 主弁体 ６０ 弁棒 ６１ ピストン ６２ 制御弁体 ６３ 弁 ６４ ダイヤフ
ラム ６６ 調整ボルト ６７ 調整ナッ
ト ６８ 圧力調整装置 ６９ 排出穴 ７５ キー溝 ７７ ピン ７８ 流通溝 ８５ 弁棒受け
部 ８６ 弁口 ８７ 弁座 ８９ スライド筒 ９３ 弁シート ９４ マグネット ９５ スイッチ
保持プラグ ９６、９６’ リードスイッチ ９７ ケーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 博和 神奈川県藤沢市本藤沢４−２−１株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 星野 伸郎 三重県桑名市大福２番地日立金属株式会社 桑名工場内 (72)発明者 入山 恒夫 東京都江東区東陽二丁目４番２号日立機材 株式会社内 (72)発明者 川村 達雄 東京都江東区東陽二丁目４番２号日立機材 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプの吐き出し側に接続して流体の圧
   力を一定に制御するバルブであって、吸い込み口水路と
   吐き出し口水路を有し内部を一次側圧力室と二次側圧力
   室に区割りする弁口を設けたバルブ本体と、バルブ本体
   内に収容して弁口を開閉し吐き出し口水路の圧力を一定
   に制御する主弁体と、主弁体の反対側に主弁体と連結し
   た弁棒を介してピストン室に収容した釣り合いピストン
   と、ピストン室内を一定の圧力に調節する圧力調整装置
   とからなる定圧制御バルブにおいて、 前記弁口に弁口の内周又は外周で弁口から所定距離伸長
   するスライド筒と、 前記主弁体に設けたマグネットと、 前記バルブ本体の側部に設けて、主弁体が弁口を閉止す
   る近傍位置で前記マグネットの磁力線を感知して作動す
   るリードスイッチとからなり、 前記スライド筒が主弁体との間で隙間を形成して水を流
   しながら伸縮移動することを特徴とする定圧制御バル
   ブ。
2. 【請求項２】 前記リードスイッチの作動によって前記
   ポンプの運転を停止するようにしたことを特徴とする請
   求項１記載の定圧制御バルブ。