JPH08270603A - 給水圧の加圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】建物高層階への水道給水等、給水圧の加圧が必
要な給水につき高架水槽を用いることなく、直接加圧し
て直結給水できる給水圧加圧装置の提供を目的とする。 【構成】大径シリンダ室の左右両側に、それぞれ吸入口
と吐出口を備えた小径シリンダ室を設けると共に、シリ
ンダ内のピストンの往復動によって左右交互に拡開側で
はシリンダ室内に水を吸入し、閉縮側ではシリンダ室内
に充填されていた水を吐出する作動を行う加圧機構の圧
縮加圧力を用いて給水圧を加圧するようにし、加圧機構
の駆動源に水道本管の給水圧、或いは貯留循環水圧を用
いるようにした。 【効果】高架水槽を用いることなく高層階に直結給水で
きるので、水槽内の藻や錆の発生に悩まされることがな
く、高架水槽を設置するスペースのない建物であっても
高層階への給水が可能となり、駆動エネルギーの節約を
図ることができるといった効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水道水等の配管による
給水についての給水圧の加圧装置に関し、特に、建物高
層階への水道給水につき高架水槽を用いることなく直結
給水できるようにした給水圧の加圧装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】水道配管の本管から支管への分水は、給
水環境によって給水圧や水量の調節が必要であり、従来
の高層建築物においては、屋上に高架水槽を設置し、給
水ポンプで一旦この水槽に水を汲み上げ、そこからの落
差水圧を利用して各階の給水管に配水する方法をとって
いた。

【０００３】また、加圧作動の開始は高架水槽内の貯留
水量のレベルセンサーにより、水槽内の水が一定量以下
になると作動する間接的なもので、給水圧低下に直接対
応する方式ではなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の高架水槽設置の
方法によると、高架水槽を設置するスペースが必要とな
るばかりでなく、加圧作動がレベルセンサーによるた
め、水槽内に常に一定量の水を貯蔵して置かなければな
らないので、水の停滞や日光の透過等により水槽内に藻
や錆が発生し易く、水が汚染し不衛生になるという問題
があった。

【０００５】また、加圧作動が必要な場合、高架水槽ま
での揚水は水道本管の水圧だけでは不可能なため、別に
揚水ポンプを設置して揚水しなければ成らないという問
題もあった。

【０００６】本発明は上記の問題に対処し、高架水槽を
用いることなくピストンの往復動による圧縮シリンダー
式の加圧機構と圧力センサーにより、給水圧の加圧が必
要な都度、加圧作動が行われ、高層階に直結給水する給
水圧の加圧装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る給水圧の加圧装置は、大径のシリンダ
室の左右両側にそれぞれ吸入口と吐出口を備えた小径の
シリンダ室を設けると共に、シリンダ内のピストンの往
復動によって左右交互に拡開側ではシリンダ室内に水道
水を吸入し、閉縮側ではシリンダ室内に充填されていた
水道水を吐出する作動を行う加圧機構により、大径のシ
リンダ室の受圧面積と小径のシリンダ室の受圧面積との
差によって吐出側に生ずる圧縮加圧力を用いて給水圧を
加圧するようにしたものである。

【０００８】また、加圧機構の駆動源となる大径のシリ
ンダ室吸排口に交互に供給される加圧流体について、水
道本管からの水を送水圧もそのままに利用し、他のエネ
ルギーに頼ることなく加圧機構の作動のみによつて加圧
し、或いは大径のシリンダ室を通して貯留タンクに貯留
した本管からの水道水を、左右の小径シリンダ室吐出水
路の合流部に設置する圧力センサーからの信号によって
作動する送水ポンプによって循環駆動させ、最小限のエ
ネルギーによる加圧作動を可能にした。

【０００９】

【作用】シリンダ内の流体をピストンによって圧縮した
場合の加圧は受圧面積に加圧力を乗じたものとなるの
で、本発明における大径のシリンダ室の左右両側に小径
のシリンダ室を設けた加圧機構では、大径のシリンダ室
の断面積、即ち受圧面積にピストンの押圧力を乗じたも
のと、小径のシリンダ室の断面積、即ち受圧面積に加圧
力を乗じたものとは同一となり、受圧面積の差と加圧力
の積だけ小径のシリンダ室からの吐出圧は大径のシリン
ダ室からの吐出圧より増圧される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。１は加圧機構本体で、ピストン体２とシリンダ室
から構成されている。ピストン体２は大ピストン２０と
左右に一対の小ピストン２１ａ、２１ｂとが一体形成さ
れており、シリンダ室は大径シリンダ室３０と小径シリ
ンダ室３２ａ、３２ｂからなっている。

【００１１】左右の小ピストン２１ａ及び２１ｂには、
小径シリンダ室３２ａ、３２ｂ内の水と大径シリンダ室
３０内の水密性を保ち水圧を確保するため、それぞれＯ
リング２３が嵌着されている。又、大径シリンダ室３０
内の左右での水密性を保ち水圧を確保するため、大ピス
トン２０の中央にＯリング２２が嵌着されている。

【００１２】大径シリンダ室３０の両端にはそれぞれピ
ストンを作動させるための流体が出入するための吸排口
３１ａ及び３１ｂが設けられている。一方、小径のシリ
ンダ室３２ａ、３２ｂの左右両端にはそれぞれ吸入口３
３ａ及び３３ｂ，吐出口３４ａ，３４ｂ及びスイッチ３
５、３５が設けられている。

【００１３】なお、実施例では大径シリンダ室への流体
の吸排によるピストン作動を行っているが、流体の吸排
以外の方法、例えば、ピストンを直接作動させる機械的
な機構によることも可能である。

【００１４】先ず、図１の実施例について説明すると、
切替弁４は、前記スイッチ３５，３５から交互に送られ
る信号で切り替え作動を行う電磁ソレノイド４１によっ
て、水道本管Ｗからの給水を一方の小径シリンダ室吸入
口３３ａと大径シリンダ室の一方の吸排口３１ａに導入
すると共に大径シリンダ室他方の吸排口３１ｂを排出側
に開放する水路と、水道本管Ｗからの給水を他方の小径
シリンダ室吸入口３３ｂと大径シリンダ室の他方の吸排
口３１ｂに導入すると共に大径シリンダ室の一方の吸排
口３１ａを排出側に開放する水路に順次切り替える。

【００１５】この水路を順次に切り替える機構について
は、前記スイッチ３５，３５を小径のシリンダ室３２
ａ、３２ｂの端部に連接する小径管のような液圧伝導機
構とし、電磁ソレノイドを液圧によって切り替わる切替
えレバー（ハトポッポレバー）とすれば、電気的構成を
避けることができる。

【００１６】水道本管Ｗからの給水が大径シリンダ室の
一方の吸排口３１ａと小径シリンダ室吸入口３３ａに導
入されると、大ピストン２０が吸排口３１ａと吸入口３
３ａの両方の給水圧によって右に移動し、小ピストン２
１ａも右に移動する。

【００１７】一方、大径シリンダ室の一方の吸排口３１
ｂ側に充填されていた水は吸排口３１ｂから排出され、
小径シリンダ室３２ｂに吸入充填されていた水は、大ピ
ストン２０の受圧面積の加圧を受けた小ピストン２１ｂ
の加圧によって増圧され、吐出口３４ｂから合流水路６
に揚水される。なお、吸入口３３ｂにはチャッキバルブ
Ｖが備えられているので、増圧吐出される水が吸入口３
３ｂに逆流することはない。

【００１８】小ピストン２１ｂが右に移動してスイッチ
３５に達すると、３５から電磁ソレノイド４１ｂに信号
が送られ、切替弁４が切り替えられて閉縮されていた大
径シリンダ室の他方の吸排口３１ｂ側に水道本管Ｗから
の給水を導入する水路が開かれ、大ピストン２０が給水
圧によって左に移動し、前記と逆の経路により水圧が増
圧され、吐出口３４ａから吐出水路５を経て合流水路６
に揚水される。

【００１９】このような作動が繰り返され、合流水路６
の水圧が、水道本管Ｗからの給水圧通常1.5kg/cm² によ
る大径シリンダ室の吸排口３１への導入圧を上回ると、
加圧機構１の作動は自動的に停止される。

【００２０】更に、合流水路６の水圧が低下し、水道本
管Ｗからの給水圧による大径シリンダ室の吸排口３１へ
の導入圧を下回ると、加圧機構１の作動は自動的に開始
され、合流水路６の水圧が加圧されて給水圧は一定に維
持されるのである。

【００２１】また、大径シリンダ室の一方の吸排口３１
ａへの給水導入によって、他方の吸排口３１ｂ側から排
出される水はタンクＴに排出され、タンクＴ内から排出
ポンプｐに接続された水路により風呂、トイレ等に運ば
れる。

【００２２】なお、上記左吸入口３３ａ及び右吸入口３
３ｂから切替弁４に向かう水路には、吸排口との合流点
までの間にそれぞれチャッキバルブＶが取りつけられて
おり、本管方向には水が逆流しないようになっている。
同様に、吐出口３４ａ及び３４ｂからの水路にも、合流
点までの間にそれぞれチャッキバルブＶが取りつけられ
ており、吐出口から出た水が小径シリンダ室３２に逆流
しないようになっている。

【００２３】図２はこの発明についての他の実施例を示
したものである。この実施例では、図示のごとく切替弁
４を２箇所に設けており、又、大径シリンダ室内にはタ
ンクＴから送水ポンプＰで送水される循環水が吸排され
る構成となっている。

【００２４】大径シリンダ室３０内にはタンクＴから送
られる循環用の水が、小径シリンダ室３２内には水道の
本管から送られる水道水がそれぞれ吸排水される。

【００２５】図２の実施例では切替弁につき、水道水用
４ｓと循環水用４ｊの２つが設置され、前記スイッチ３
５から送られる信号と電磁ソレノイド４１により各シリ
ンダ室に供給する水の経路を順次に左右いずれかに切り
替えるものである。

【００２６】即ち、水道水用切替弁４ｓは本管からの水
を左右の小径シリンダ室３３ａ及び３３ｂのいずれか一
方に送るためのものであり、一方、循環水用切替弁４ｊ
はタンクＴからの水を大シリンダ３０の左右の吸排口３
１ａ及び３１ｂのいずれか一方に送り、同時に前記吸排
口３１の他方から吐出された水をタンクＴに戻して循環
させるためのものである。

【００２７】上記作用を奏するようにするため、水道の
本管が水道水用切替弁４ｓに接続され、そこから２本の
水路が左右の吸入口３３ａ及び３３ｂに接続されてい
る。又、前記タンクＴから供給用と排出用の２本の水路
が循環水用切替弁４ｊに接続され、そこから２本の水路
が左右の吸排口３１ａ及び３１ｂに接続されている。

【００２８】上記供給用水路にはポンプＰが接続されて
おり、このポンプの稼働により切替弁４ｊに循環水が運
ばれる。

【００２９】小径シリンダ室３２の各吐出口３４ａ及び
３４ｂからの水路は一旦合流して高層階３階以上の水道
の蛇口に直結して配設されており、送水ポンプＰはこの
水路上に設置された圧力センサ７によって感知された水
圧が一定以下になった場合に稼働する。

【００３０】なお、水道水の各水路にはそれぞれチャッ
キバルブＶが取りつけられており、本管方向に水が逆流
しないようになっているが、循環水の水路にはチャッキ
バルブは設けられていない。

【００３１】本管からの水道水は通常水圧1.5kg/cm² で
送られており、この水道水は切替弁４ｓによって小径シ
リンダ室３２の左右いずれかの吸入口の水路へと送られ
る。

【００３２】また、切替弁４ｓと切替弁４ｊとは同期し
ており、切替弁４ｊが循環水を大径シリンダ室の左吸排
口３１ａに送っている時は、切替弁４ｓは右の水路を閉
じ左の水路に水道水を送ることにより、左の小径シリン
ダ室３３ａに水を送る。

【００３３】そして、切替弁４ｊが循環水を大径シリン
ダ室の右吸排口３１ｂに送るように弁を切り替えると同
時に、切替弁４ｓは左の水路を閉じて右の水路に水を送
るよう切替え、右の小径のシリンダ室３２ｂに水道水を
送る。

【００３４】水道水及び循環水が左側の各シリンダ室に
供給される場合は、その圧力によりピストン全体が右へ
移動する。

【００３５】即ち、送水ポンプＰ及び水道本管の送水圧
力により大ピストン２０及び小ピストン２１ｂが右側の
循環水及び水道水をそれぞれ押圧するので、これにより
循環水は右吸排水孔３１ｂから排出され、水道水は小径
シリンダ室の吐出口から増圧吐出され上方の水路に圧力
を加える。

【００３６】このとき、小径シリンダ室３２は大径シリ
ンダ室３０より断面積が狭くなっているので、前述の実
施例と同様に高い圧力が上方の水路に対して加えられ
る。

【００３７】こうして小ピストン２１ｂが右端に達する
と、右の小径シリンダ室３２ｂの右端に設けられたスイ
ッチ３５が作動することにより信号が発せられ、切替弁
４ｊが水を大径シリンダ室の右吸排口３１ｂに送るよう
に弁を切り替えると同時に、切替弁４ｓは右の水路を開
けて左の水路を閉じ、右の小径シリンダ室３２ｂに水を
送るように作動する。

【００３８】こうして左側の各シリンダ室への水の供給
が止まり、同時に各水流が右側の各シリンダ室内に供給
されるので、その水圧によりピストン全体が逆の左方向
に移動する。

【００３９】そしてこれを交互に繰り返すことによりピ
ストン全体が往復運動をし、上方の水路に高い水圧を加
え続けることが出来る。

【００４０】尚、上述の２つの実施例では、ピストンが
右又は左端に達する瞬間に水圧がゼロになり息つき状態
となるが、加圧機構１を複数として並列或いは直列に配
置して、ピストンがシリンダの両端のいずれかに達する
時期を各々異なるものとすれば水圧がゼロになる瞬間を
なくすことができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、上
方の配管に高い水圧を発生させることが出来、これによ
り、高架水槽を用いることなく高層階に直結給水できる
ので、藻や錆の発生に悩まされることはない。

【００４２】又、高架水槽を設置するスペースのない建
物であっても高層階への給水が可能となり、駆動エネル
ギーの節約を図ることができるといった効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 加圧機構の駆動源に水道本管の給水圧を用い
た実施例の説明図

【図２】 加圧機構の駆動源に貯留循環水圧を用いた実
施例の説明図

【符号の説明】

１ 加圧機構 ２ ピストン体 ２０ 大ピストン ２１ａ 左小ピストン ２１ｂ 右小ピストン ２２ 大ピストンのＯリング ２３ 小ピストンのＯリング ３０ 大径シリンダ室 ３１ａ 左吸排口 ３１ｂ 右吸排口 ３２ａ 左小径シリンダ室 ３２ｂ 右小径シリンダ室 ３３ａ 左吸入口 ３３ｂ 右吸入口 ３４ａ 左吐出口 ３４ｂ 右吐出口 ３５ スイッチ ４ 切替え弁 ４１ 電磁ソレノイド ４ｓ 水道水用切替え弁 ４ｊ 循環水用切替え弁 ５ 吐出経路 ６ 合流水路 ７ 圧力センサー ８ ストレーナー ９ ドレーン 10 給水栓 Ｍ メーター ｐ 排水ポンプ Ｐ 送水ポンプ Ｔ 貯留タンク Ｖ チャッキバルブ Ｗ 水道本管

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】大径シリンダ室の左右両側に、それぞれ吸
   入口と吐出口を備えた小径シリンダ室を設けると共に、
   シリンダ内のピストンの往復動によって左右交互に拡開
   側ではシリンダ室内に水を吸入し、閉縮側ではシリンダ
   室内に充填されていた水を吐出する作動を行う加圧機構
   の圧縮加圧力を用いて給水圧を加圧することを特徴とす
   る給水圧の加圧装置
2. 【請求項２】大径シリンダ室にピストンをはさんで水道
   水の吸入排出を交互に行う２つの吸排口を設けると共
   に、水道本管からの給水を一方の小径シリンダ室吸入口
   と大径シリンダ室の一方の吸排口に導入すると共に大径
   シリンダ室他方の吸排口を排出側に開放する水路と、水
   道本管からの給水を他方の小径シリンダ室吸入口と大径
   シリンダ室の他方の吸排口に導入すると共に大径シリン
   ダ室の一方の吸排口を排出側に開放する水路に切り替え
   る切替弁の切り替え作動を行う電磁ソレノイドを設け、
   左右両側の小径シリンダ室の閉縮端部にそれぞれ電磁ソ
   レノイドの作動スイッチを設定したことを特徴とする
   「請求項１」記載の給水圧の加圧装置
3. 【請求項３】大径シリンダ室におけるピストン作動を、
   大径シリンダ室に設けられた左右２つの吸排口からの交
   互吸排水によって行い、その給排水経路を交互に切り替
   える切替弁の切り替え作動を行う電磁ソレノイドと、こ
   れと連動して水道本管からの給水を一方の小径シリンダ
   室吸入口と他方の小径シリンダ室吸入口に交互に切り替
   える切替弁の切り替え作動を行う電磁ソレノイドとを、
   左右両側の小径シリンダ室の閉縮端部のスイッチによっ
   て作動するように設けると共に、大径シリンダ室のピス
   トン作動のために貯水タンクからの循環給水を行う給水
   ポンプの作動を吐出側加圧水路に設けた圧力センサーに
   よって入切するように設けた「請求項１」記載の給水圧
   の加圧装置
4. 【請求項４】作動スイッチを液圧伝導機構とし、電磁ソ
   レノイドを液圧によって切り替わる切替えレバーとした
   ことを特徴とする「請求項２」又は「請求項３」記載の
   給水圧の加圧装置
5. 【請求項５】大径シリンダ室の左右両側に小径シリンダ
   室を設け、シリンダ内のピストンの往復動によって圧縮
   加圧する加圧機構を複数並列もしくは直列的に配設して
   その吐出流路を合流させ、かつ、ピストンがシリンダの
   両端のいずれかに達する時期を各々異なる時点としたこ
   とを特徴とする「請求項２」又は「請求項３」もしくは
   「請求項４」記載の給水圧の加圧装置