JPS62143111A - 水圧ブ−スタ系統 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポンプ給水系統、特に井戸水の給水系統に関し
、更に詳述すれば、かかる系統を対象とする制御弁を提
案するものである。

ポンプにより供給される水を用いる給水系統は既知であ
る。かかる給水系統は、高い建造物や、不適切な又は旧
式化した公共給水系統を有する地域にある小さな建物に
おける所要の水圧を維持するためのブースタ系統と、地
下水源から水を吸上げて使用に適当な圧力で配水系統に
供給する井戸水系統とを含むのが普通である。

一般的な既知のポンプ給水系統は、電動機により駆動さ
れるポンプを給水源、例えば井戸または公共水道に接続
し、さらに圧力作動スイッチによりポンプを建造物内に
おける水圧に応じてオン・オフ切換え作動させる構成と
して、いる。かかる構成は、ブースタ系統の基本的な必
要条件を満足するものであるが、蛇口の開放により系内
の圧力がポンプを起動させる程度に低下するため、電動
機およびポンプの頻繁なオン・オフサイクリングを伴い
がちである。ポンプの過度のサイクリングを防止するた
め、所定量の加圧水を蓄積するアキュムレータを設け、
少量の水をポンプを起動せずに供給可能とすることがで
きる。また、水圧ブースタ系統をさらに改善すべく水圧
制御装置を設け、この制御装置により給水をほぼ一定の
圧力下で行なうと共にポンプの作動時の吐出圧を制限し
て十分な給水需要のある間は圧力スイッチの開放を防止
することが提案されている。この水圧制御装置には遅延
機能をもたせ、給水需要の消失時に圧力の生成速度を制
限してポンプのスイッチオフ作動を遅延させることがで
きる。

水圧ブースタ系統にアキュムレータタンクを設け、蛇口
の開放時に少量の加圧水を、ポンプおよび電動機の起動
を必要とすることなく供給する構成については、米国特
許第３．７３９．８１０号、第３、７８２．８５８号、
第３．８１４．５４３号、第３．８６５．５１２号、第
３．８７１．７９２号、第３．８７６、３３６号および
第３．９２２゜１１１号に関連技術が開示されている。

既知のブースタ系統においては、一般にダイヤフラム作
動弁を用いて系内圧力を調整し、かつ、アキュムレータ
タンクの再充填を制御している。

ブースタ系統において、ダイヤフラムと関連させてパイ
ロット圧を用いることによって弁の位置制御を行なうこ
と、並びにばね又は空気圧等の付勢手段を併用すること
は、いずれも既知である。

上述のごとき制御弁におけるダイヤフラムは、破損また
は周縁部における不十分なシール性能に起因して作動不
良を生じやすい欠点を有している。

さらに、ダイヤフラムと付勢手段とを併用するブースタ
系統においては、付勢手段によって弁体に対しその摩擦
力に打勝つに十分な力を作用させて弁を確実に閉鎖可能
とする必要がある。その結果、弁の開放に必要とされる
力が増大し、これに伴なって制御弁における圧力降下も
増大する。

パイロット圧を用いて弁の位置制御を行なう既知のブー
スタ系統は、通常は付加的なチェック弁によってアキュ
ムレータからポンプに向う逆流を阻止する必要がある。

その結果、系統全体の構成が複雑となり、保守手入れの
作業量が増大するのみならず誤作動の可能性も高まるこ
とになる。なお、井戸用のポンプ給水系統においては一
般にチェック弁が井戸の底部におけるポンプに近接して
配置されている。

米国特許第４．１６５．９５１号には、配水系統におけ
る圧力をバランスピストン弁によって制御する制御装置
を具える水圧ブースタ系統が開示されている。この既知
の水圧ブースタ系統においては、ポンプからの流れがス
ロットル弁によって制御され、このスロットル弁は系統
圧力と、バランスピストンに作用する一定圧力との間の
差圧によって作動させている。ポンプに向けての逆流は
、スロットル弁の内部に配置されている流量調整／チェ
ック弁によって防止する。上記米国特許に係る水圧ブー
スタ系統の問題点は、所定量の流体を吐出してバランス
ピストンに作用する圧力を調整する必要があることであ
る。かかる吐出流はドレンに放出するか又はポンプの吸
込側に戻す。上記米国特許の第１図は、本願の第１図と
同様であり、流体をポンプの吸込側に戻す構成を示して
いる。背圧調整器によって調整されるバランスピストン
７２内のオリフィス８０を通過する流れは、ポンプ１０
の吸込側に向けて吐出される。これは、ブースタポンプ
の場合には圧力制御装置をポンプに近接して配置しうる
ために好都合である。しかし、深井戸ポンプの場合には
圧力制御装置が地表面レベルに配置され、ポンプが地下
１５０〜２００ｍ前後の井戸の底部に配置されることが
あるため、現実的な解決策ではない。

背圧調整器からの流れをポンプの吸込側に戻す理由は、
前記米国特許の第１図に示す構成においては、室８４内
の水圧が流路４６内の圧力調整器の吐出側圧力に近い値
を有し、圧力調整器における圧力降下によって背圧調整
器の出口側圧力が流路４６内における圧力よりも低くな
るからである。すなわち、背圧調整器がより高い圧力で
流体を吐出するものではないので、流体はポンプの低圧
吸込側またはドレンに向けて吐出しなければならないこ
とになる。

本発明に関連する公知技術を記載した特許文献には、下
記のものが含まれている。

米国特許 第４．４７１．９０７号、第４．１６５．９５１号、第
２．７６１．３８９号、第３．．１４１．４７５号、第
１．６５６．１３２号、第３．３０４．０４８号、第２
．４５４．９２９号、第３．６９４．１０５号、第３．
７９９．１９９号、第２．３６０．８１６号、第２．７
１２．３２２号、第２．７３２．８１０号、第４．００
４．６１０号、第２．８２９．６７０号、第２．９１１
．０１０号、第３．３８５．２１６号、第３．７５６．
５５８号、第３．８７３．０６３号、第２．１２７．１
７２号、第２．２１９．０７０号、第３．９０２．５２
２号、第２．５６３．８８９号、第２．９７５．８０３
号、第３．３９９．６９６号、第３．６１３．７１６号
、第３．６６９．１４３号および第３．７０３．９１１
　号。

フランス特許 第Ｌ　４７９．４２６号、第２．３８２．６３６号、第
９０４．６５２号、第２．０９２．２７０号、第８５７
．５４０号、第２．１７５．３９１号および第８６８．
２６３号。

西ドイツ 公開第２．４００．６３６号、公告第１．１４６．００
７号、公告第１．２９３．０３４号および特許第９３７
．８６６号。

本発明の目的は、前述した従来技術における各種の問題
点を解消しうる制御弁を有するポンプ給水系統を提案す
ることにある。

本発明の他の目的は、高流量時であっても低い圧力損失
下で水圧を調整することのできる制御弁を有するポンプ
給水系統を提案することにある。

本発明の池の目的は、外部かる入込んだ異物等による大
きな摩１察抵抗に打勝って作動させつる制御弁を有する
ポンプ給水系統を提案することにある。

本発明の他の目的は、水をポンプの吸込側またはドレン
に向けて再循環させる必要のない制御弁を有するポンプ
給水系統を提案することにある。

本発明の他の目的は、給水需要の消失時にもポンプの作
動を継続させる遅延機能を有するポンプ給水系統を提案
することにある。

本発明の他の目的は、構成がコンパクトで安価な制御弁
を有するポンプ給水系統を提案することにある。

本発明の一実施例の目的は、直接的な付勢手段としてば
ねを用いる必要のない制御弁を有するポンプ給水系統を
提案することにある。

本発明の他の目的は、直接的な付勢手段としてダイヤフ
ラムを用いる必要のない制御弁を有するポンプ給水系統
を提案することにある。

本発明の第１実施例によるポンプ給水系統は、給水源ｊ
ご接続された電動開駆動ポンプと、アキュムレータタン
クと、系内の水圧に応動してポンプの駆動用電動機のオ
ン・オフ制御を行なう圧力スイッチと、アキュムレータ
タンクおよびポンプの間に接続された制御弁と、蛇口等
の排水弁とを具えるものである。

第１実施例の制御弁は、系内における水圧を制御すると
共に給水需要の消失後におけるアキュムレータタンクの
再充填を制御する。この制御弁を、既知のブースタ系統
におけるダイヤフラム弁とは異なり、バランスピストン
として構成し、その入口をアキュムレータタンクに接続
されたポンプの吐出口と配水系統とに接続する。ポンプ
からの入口を摺動可能な弁体におけるスロットル弁とバ
ランスピストンとの間に配置してポンプの吐出圧に由来
する力を相互に打消し合うことによって弁体の変化を阻
止する。付勢用のばねをスロットル弁の頂部と係合させ
て弁ケーシング内部の室内に配置し、その室を入口およ
び出口と連通させる。バランスピストンにオリフィスを
貫通させて設け、このオリフィス：ごよりピストンを通
過した水を室内に導入してピストンに作用する背圧を生
じさせ、その背圧によりスロットル弁を開放してポンプ
と給水系統の残部とを連通させる。その背圧の大きさは
小型の背圧調整器によって決定し、かつほぼ一定のレベ
ルに維持する。この調整器は制御弁の一部を構成するも
のである必要はなく、ハウジングから離れた位置に配置
することができる。

スロットル弁には、これを閉じようとする方向に系統圧
力が作用する。背圧調整器を通過する流れに起因する問
題点は、スロットル弁を閉鎖位置に向けて付勢するばね
によって解消することができる。すなわち、弁体の変位
はもっばらばねの付勢力および系統圧力の組合わせと、
比較的一定の背圧との差によって制御されることになる
。

スロットル弁に流量調整／チェック弁を内蔵させて、系
統圧力によりスロットル弁を閉じた後に少量の水の流れ
を、背圧調整器からの流れに加えて系統中に導入する構
成とすることができる。この場合、蛇口における給水需
要の消滅後にもポンプおよびその駆動電動機の作動を継
続させることによりアキュムレータタンクの再充填を行
なうことが可能となる。アキュムレータタンクの内圧が
所定値に達すると、圧力スイッチがポンプの駆動電動機
を停止させ、流量調整／チェック弁が給水系統からポン
プに向けての逆流を阻止する。本発明は、チェック弁を
井戸の底部でポンプ側に配置した給水系統にも適用しう
るものであるため、かかる場合には流量調整／チェック
弁を制御弁の一部として設ける必要はない。

付勢用のばねを設けることにより摺動可能な弁体に作用
する力を平衡させるためにはバランスピストンの下側室
内の圧力がスロ７）ル弁の上側流路（室）内の圧力より
も大であることが必要とされる。背圧調整器における圧
力降下が十分に低ければバランスピストンのオリフィス
を通過した流体を圧力制御装置の吐出側における室内に
流入させることができる。これにより流体をポンプの吐
出側に戻す必要がなくなる。ただし、その反面において
圧力ｉ［帆装置における圧力Ｒ下が少なくとも付勢用ば
ねの有効圧力、すなわちばね力をスロットル弁の受圧面
積で除した値と同等のものであることが必要となる。付
勢用のばねによる付加的な圧力降下は、米国特許第４．
１６５．９５１号に開示されている圧力制御装置におけ
る圧力降下と対比して大きく設定することができる。

本発明の第２実施例によるポンプ給水系統は、給水源に
接続されたポンプから配管系に供給される水の流量を調
整する手段が、ポンプの吐出側に接続された入口流路と
、配管系に接続された第１の出口とを有するハウジング
を具えるものである。

ハウジング内には、付勢手段をもたない弁体を自由摺動
可能に配置する。弁体にスロットル弁と、スロットル弁
に接続されたバランスピストンとを設ける。背圧調整器
を設けてバランスピストンにおけるスロットル弁とは反
対側の受圧面に作用する圧力を調整可能とする。背圧調
整器は、バランスピストンの前記受圧面側とハウジング
の第２の出口との間に接続する。本実施例における主要
な構成要素は流量調整器およびベンチュリである。

流量調整器は、ポンプの吐出口およびハウシングの入口
流路の間に接続された入口と、出口とを有する。ベンチ
ュリは入口と、スロートと、出口とを有する。ベンチュ
リの入口は流量調Ｗ　器の出口に接続する。ベンチュリ
の出口は、ハウジングの第１の出口に接続された配管系
に接続する。ベンチュリにおける最小圧力領域は、一般
的にはベンチュリの入口とスロートとの間にあり、これ
をハウジングの第２の出口に接続する。ベンチュリのス
ロートをハウジングの第２の出口に接続することもでき
る。また、中央流路を有する変形可能なディスクをベン
チュリの長手方向軸線に対してほぼ直交させてベンチュ
リの口に配置しても良い。

かかる配置によって得られる吸引作用により、最小圧力
点が変形可能なディスクとベンチュリのスロートとの間
に生じる。そして、ハウジング内の出口に対する接続部
はベンチュリの口におけるかかる最小圧力点に配置され
るものである。

流量調整器により制御弁を迂回する流体の流量を、スロ
ットル弁の閉鎖時にアキュムレータにほぼ一定流呈の流
体が再充填されろようｉ二制御ずろっすなわち、ポンプ
を停止させる際の遅延時間をほぼ一定に維持することが
できる。

第２実施例における圧力制ｆ＆ｌＩ装置は、従来技術に
おける低い圧力降下の利点を有すると同時に、ポンプの
吸込側に対する流体の還流を不要とするものである。

第２実施例における圧力制御弁は、流体を背圧調整器か
らポンプの吸込側に戻す必要がなく、また付勢用のばね
による付加的な圧力降下を伴なわない。その結果、かか
る圧力制御弁をポンプ、特に浸漬形の深井戸ポンプ等か
ら離れた位置に配置することが可能となる。

流量調整器とベンチュリとは、単一のノ＼ウジング内に
収めるのが有利である。この場合には、流量調整器に中
央流路を有する変形可能なディスクを設けるのが好適で
ある。そのディスクは、中央流路がベンチュリ内におけ
る流れの中心とほぼ一致するように配置する。ディスク
は、さらに、ベンチュリの入口として機能するようにベ
ンチュリのスロート：こ近接させて配置する。

本発明による水圧ブースタ系統は、給水源に接続された
電動機駆動ポンプと、チェック弁と、アキュムレータタ
ンクと、系内の水圧に応動してポンプの駆動用電動機の
オン・オフ制御を行なう圧力スイッチと、アキュムレー
タタンクおよびポンプの間に接続された制御弁と、蛇口
等の排水弁とを具えるものである。上記制御弁により系
内における水圧を制御すると共に給水需要の消失後にお
けるアキュムレータタンクの再充填を制御する。

この制御弁を、既知のブースタ系統におけるダイヤプラ
ム弁とは異なり、バランスピストンとして構成し、その
入口をポンプに、また出口をアキュムレータタンクおよ
び配管系にそれぞれ接続する。

ポンプからの入口を摺動可能な弁体におけるスロットル
弁とバランスピストンとの間に配置してポンプの吐出圧
に由来する力を相互に打消し合うことによって弁体の変
位を阻止する。

バランスピストンの背後に作用する圧力の大きさは、弁
のハウジングに接続されたパイロット背圧調整器によっ
て決定し、かつ、はぼ一定のレベルに保持するものであ
る。

スロットル弁には、これを閉じようとする方向に系統圧
力が作用する。したがって弁体の変位は、もっばら系統
圧力と比較的一定の背圧との差圧によって制御され、ダ
イヤフラムやばね等の付勢子役は必要とはされない。

スロットル弁に流量調整器を内蔵させて、系統圧力によ
りスロットル弁を閉じた後に少里の水の流れを、背圧調
整器からの流れに加えて系統中に導入する構成とするこ
とができる。この場合、蛇口における給水需要の消失後
にもポンプおよびその駆動電動機の作動を継続させるこ
とによりアキュムレータタンクの再充填を行なうことが
可能となる。

アキュムレータタンクの内圧が所定値に達すると、圧力
スイッチがポンプの駆動電動機を停止させ、チェック弁
が系統からポンプに向けての逆流を阻止する。

以下、本発明を図面について説明する。

本発明は米国特許第４．１６５．９５１号に係る制御弁
を改良したものであるので、先ずその既知の制御弁につ
いて説明する。第１図は上記米国特許に記載されている
水圧ブースタ系統を示し、この水圧ブースタ系統は水ポ
ンプ１０、その水ポンプを駆動する電動機１２、制御弁
組立体１４、アキュムレータタンク１６および圧力作動
スイッチ１８を具えている。

ポンプ１０は、用途に応じた適宜形式のものく例えば浅
井戸ポンプ）とし、その吸込側は導管２０を介して水源
、例えば井戸または屯営給水系統などに接続する。ポン
プ１０の吐出側は導管２２を介して制御弁組立体１４に
接続する。制御弁組立体１４に流路を貫通させて設け、
その流路４６の一側を導管２４゜２６を介して圧力スイ
ッチ１８に接続し、流路の他側を導管２０および蛇口３
０で示す建造物の給水分配系統に接続する。第１図は例
示としての線図にすぎず、蛇口の数は適宜に設定するこ
とができる。

アキュムレータ１６および圧力スイッチ１８は市販され
ている標準形式のものを用いることができる。

例えば、アキュムレータ１６は本出願人の製造販売＋：
　係るｉ品名ｒＷＥＬＬ−Ｘ−ＴＲＯＬ　ｊ　ｌＮＸ−
２０２形のものとし、また圧力スイッチは前記ポンプに
内蔵されたものとすることができる。

電動機１２は給電ケーブル３２により圧力スイッチ１８
を介して電源に接続する。圧力ブースタ系統の配置いか
んによっては電動機１２の代りに内燃機関その他の動力
源によってポンプ１［１を駆動する構成としても良い。

制御弁組立体１４は、第２図に詳細を示すとおり、ハウ
ジング３４、摺動可能な弁体３６および背圧調整器３８
を具えている。ハウジング３４に入口流路４０を形成し
、この流路は通常のねじ継手および導管２２を介してポ
ンプ１０の吐出側と接続する。アキュムレータタンク１
６との接続に供する同様な流路４２を設ける。この流路
４２に対して同軸的に別の流路４６を形成し、その流路
により制御弁組立体１４を蛇口３０に接続する。この流
路は第２図の紙面に対して直角に延在させるものであり
、第１図において線図的に示されている。ハウジング３
４には、圧力ゲージおよび吸込側導管２０との接続にそ
れぞれ供するねじ付き流路４８．５０も形成する。アク
セスプラグ５２をハウジング３４の頂部にねじ結合して
、弁体３６を容易に着脱可能とする。アクセスプラグ５
２に環状スカート５４を垂設し、このスカートをハウジ
ング３４内まで延在させて弁体３６の上昇変位を制限す
る。アクセスプラグ５２内に流路５６を設けて圧力スイ
ッチ１８をライン圧力源と接続する構成とすることがで
きる。

ハウジング３４の下部には背圧調整器３８を接続する。

調整器３８は第２図に示すごとくハウジング３４に直結
することができ、また導管接続による分離配置としても
良い。なお、調整器３８は標準的な市販品とすることが
できる。一般に背圧調整器３８は、ハウジング３４に対
してねじ結合させうるハウジング５８と、ハウジング５
８の開放端を封鎖するダイヤフラム６０と、ハウジング
５８にねじ結合したねじ６２と、ねじ６２およびダイヤ
フラム６０の間に延在して、ダイヤフラム６０に取付け
たシール部材６Ｂをハウジング３４の底部に対して押付
けることによって流路６８を遮断するばね６４とを具え
ている。この流路６８は、図示のとおり、前述の流路５
０と連通ずるものである。

弁体３６に中央シャフト７０を設け、その下端にバラン
スピストン７２を、また上端にはスロットル弁７４をそ
れぞれ配置する。バランスピストン７２の外周にシール
部材７６を設け、その外周面とハウジング３４の内周面
７８との間を封鎖する。バランスピストン′１２にオリ
フィス８０を貫通させて設け、このオリフィスによって
ハウジング３４内の中央室８２と下側室８４とを連通さ
せる。オリフィス８０の断面積は約０．６５〜３．２５
ｍｍ’　とする二下側室８４は、導管８６により背圧調
整器３０とも連通させる。

スロットル弁７４には、その内周方向に相互に離間して
配置されて長手方向に向けて延在する複数の弁案内部材
８８を設ける。これらの案内部材８８により弁体３６の
昇降変位の間に弁体を、その長手方向中心線がハウジン
グ３４の中心線と一致する位置関係に保持する。スロッ
トル弁７４は、中央室８２と上側室９０との間の流体の
流れを絞る外形形状に形成する。すなわち、例えば第２
図に示すごと（中心線に対して外面のなす角度、７．＜
漸増する切頭円錐形状、または第３図に示すごとき切頭
放物面形状とすることができる。いずれの場合にも中央
室８２と上側室９０との間の流体の流量は、弁体３６の
上昇に伴なって増加する構成とする。

弁体３６が第２図に示すようにその最下側位置にあると
きには、中央室８２と上側室９０との間の流体の連通が
弁体３６に取付けられたシール部材９２によって通常は
阻止され、そのシール部材はこの場合にはハウジング３
４の円筒状をなす内側突部９６の頂面によって限定され
る弁座９４に対して当接させるものである。

弁体３６の上側部分は流量調整／チェック弁９８を具え
ている。この弁９８は、中央室８２と上側室９０との間
の圧力差に応じて下側の弁座１００と上側の弁座１０２
との間で自由変位可能とする。上側室９０内の圧力が中
央室８２内の圧力よりも大であるときには、流量調整／
チェック弁９８が押上げられて弁座１０２と係合する。

弁座１０２には少なくとも１つの、そして好適には複数
の半径方向溝２０４を、流路１０４の開口部から弁座１
０２の外周まで延在させて設けることにより、チェック
弁９８と弁座１０２との係合時であっても流体の通過を
許容する構成とする。２本の溝２０４を形成する場合に
は、溝の巾を約２〜５ｍｍ、深さを約１〜２叩とするこ
とにより、約１．９〜３，８　　β／ｍｉｎの流量で流
体をポンプから弁１４を経て供給することが可能となる
。流量調整／チェック弁９８はジュロメータ硬度が４０
〜７０の弾性材料により構成する。流体は中央室８２か
ら流路１０６、チェック弁９８の周囲および半径方向溝
２０４を経て流路１０４内に流入する。この位置におい
てチェック弁９８を経て流体の流れを許容する理由につ
いては後述する。

チェック弁９８が弁座１００と係合すると、チェック弁
を経て流体が上側室９０および中央室８２の間で流れる
のが阻止される。

スクリーン１０ｇをスロットル弁７４とバランスピスト
ン７２との間に配置して弁体３６内の各種の流路をほこ
り等の異物による閉塞から保護する。

米国特許第４．１６５．９５１号に係る既知の水圧ブー
スタ系統および制御弁の作動につき、第４〜６図を参照
して説明する。

初期条件として蛇口３０が閉鎖状態にあり、電動機１２
およびポンプがオフ状態にあり、アキュムレータ１６は
その全容積が充填されており、弁体３６およびチェック
弁９８がそれぞれ第４図に示す位置にあるものと仮定す
る。蛇口３０を開くと当初は配管系内およびアキュムレ
ータ１６内の水が蛇口から排出される。給水の要求量が
大であれば導管２４．２６゜２８内の圧力が圧力スイッ
チ１８の設定圧力まで１氏下する。この時点で圧力スイ
ッチ１８が閉成されて電動＠１２およびポンプ１０を起
動させる。ポンプ１０の吐出水は流路４０を経て制御弁
組立体１４に流入する。

バランスピストン７２およびスロットル弁７４は等しい
直径とされている。バランスピストン７２およびスロッ
トル弁７４に作用する力は、大きさが等しく、相互に逆
向きに作用するものである。したがって、流路４０内に
流入する流体の圧力は弁体３６をいずれ・ノ）フ′；を
力にも変位させない。

ノラニスピストン７２の下側に作用するパイロット圧が
上側室９０内の系統圧力を超えると、”’ｉ’　ｆ５１
１６が上向きに変位し、シール部材９２をその弁座から
離間させる。中央室８２内の圧力が系統圧力を超えると
、第５図に示すとおり流量調整／チェック弁９８も上向
きに変位する。中央室８２と上側室９０との間を通過す
る流体は、前述したとおりスロットル弁７４によって絞
られる。弁座９４に対するスロットル弁７４の位置、お
よび当該位置に対応する絞りの程度は、上側室９０およ
び下側室８４の間の圧力差によって決定する。

流体はオリフィス８０を経て下側室８４および流路８６
内に流入する。しかし、シール部材６６が流路６８を閉
塞しているため、流体のそれ以上の流れは阻止される。

したがって、バランスピストン７２の下側に流体圧力が
生じる。その流体圧力が所定レベルに達すると、ダイヤ
フラム６０に対して流体圧力によって及ぼされる推力が
ばね６４のばね力に打勝つ。したがってシール部材６６
が流路６８を開放し、流体が流路６８を経てポンプの吸
込側導管２０まて流れるのを許容する。すなわち、背圧
ＡＩ！　’１１器３８は、バランスピストン７４の下側
に１′「用する圧力のレベルを制御するものである。そ
の圧力レベルは、ねじ６２を回動させて手動調整するこ
とができ、層形的には圧力スイッチ１８のカプトインお
よびカットアウト圧力の中間の値に設定する。すなわち
圧力スイッチの設定値がゲージ圧で約２．１〜３．５ｋ
ｇ／ｃｍ２である場合には、調整器の設定値は同じくゲ
ージ圧で約２．８　ｋｇ／ｃｍ２　とする。

弁体３６は、蛇口３０が開放している間は系統に対する
流体の流れを継続的に制御する。蛇口３０を閉じると、
配管系内の圧力が上昇してバランスピストン７２に作用
するパイロット圧を超える。その時点で弁体３６は下向
きに変位を開始する。配管系およびアキュムレータ内部
の圧力上昇速度は、スロットル弁７４が弁座９４に接近
し、上側室９０に至る流体の流れに及ぼされる絞り作用
が増大するに伴って減少する。これにより電動機１２お
よびポンプ１０をより長い時間にわたって作動させ、電
動機１２およびポンプ１０の不所望のオン・オフサイク
リングを防止することができる。

」二側室９０および配管系内の圧力は、スロットル弁７
４が第６図に示すとおり完全に閉鎖するまで除々に増加
する。その時点では中央室８２内の圧力が上側室９０内
の圧力よりも大であり、したがって流量調整／チェック
弁を前述したごとく流体の流れを許容する上側位置に保
持する。チェック弁９８を経て上側室９０内に流入する
流体は、アキュムレータ１６の再充填に供される。流量
調整／チェック弁９８の弾性により、ポンプの吐出圧力
と系統圧力との差圧のいかんに拘わりなく、アキュムレ
ータ１６の充填時間をほぼ一定に保持することが可能と
なる。すなわち差圧が大であればチェック弁９８が前述
の半径方向溝２０４内に変形する程度が大となるので、
差圧が大であることに起因する流量の増大を防止するこ
とができる。

アキュムレータ１６が再充填されると配管系内の圧力が
圧力スイッチのカプトオフレベルとなり、電動機１２お
よびポンプ１０を停止させる。そして、チェック弁９８
が弁座１００に接触して上側室９０から中央室８２に至
る逆流を阻止する。すなわち、水圧ブースタ系Ｎ；Ｃ：
よ第４図に示す初期状態：ごｉ産婦し、新たな作動サイ
クルを開始させうる状態となる。

第７ａ図および第７ｂ図は本発明の第１実施例による制
御弁２１６を示しており、前述した既知の制御弁におけ
る構成要素に対応するものを同一の参照数字をもって表
わしている。

この第１実施例は、背圧調整器を通過する流体の流量を
適宜に調整する目的でばね２０６によりスロットル弁を
閉鎖位置に向けて負荷するものである。すなわち、ばね
２０６を設けることによって室８４内の圧力を流路４６
内における圧力よりも大として摺動可能な弁体３６に作
用する力を平衡させるのである。背圧調整器における圧
力降下が十分に低い場合には、バランスピストン７２の
オリフィス８０を通過する流体を背圧調整器５０に供給
し、かつ、室９０からの流出に供する導管２４または２
８内に流入させることができる。かかる構成により、ポ
ンプの吸込側に流体を戻す必要がなくなる。ただし圧力
調整装置における圧力降下を少なくともばね２０６の有
効圧力、すなわちばね力をス０．７　）ル弁の受圧面積
で除した値と同等の大きさに設定しなければならない。

ばね２０６による付加的な圧力降下は、米国特許第４．
１６５．９５１号に記載されている水圧制御装置におけ
る圧力降下と対比して相当大きく設定することができる
。

第８ａ図〜第１０ｂ図は本発明の第２実施例による制御
弁２１４を示しており、前述の制御弁における構成要素
と対応するものを同一の参照数字をもって表わしている
。

本発明の第２実施例の好適な具体例として第８ａ図およ
び第８ｂ図に線図的に示すポンプ系統は、米国特許第４
．１６５．９５１号に記載された形式（１４）の制御弁
２１４を具え、そのｕ制御弁を導管１１０によりポンプ
１０（図示せず）に接続すると共に吐出管１２０を介し
て配水半没（図示せず：例えば蛇口３０）に接続したも
のである。なお圧力ゲージ１８２をアクセスプラグ５２
のねじ付き流路５６に取付ける。吐出系統には水タンク
としてのアキュムレータ６および圧力作動スイッチ１８
を設けてポンプ１０を制御可能とする。圧力制御弁２１
４の背圧調整器（ＢＰＲ）　３８に出口５０を設け、出
口導管１２２をベンチュを月３０のスロート部１２２に
接続する。ベンチ１１月３０の高圧側入口２２４を圧力
制御弁２１４の入口導管１１０に付し分岐導管１４０、
圧力調整器１５０および分岐導管２２８を介して接続す
る。ベンチュリ１３０の出口２２６は導管１６０を介し
て圧力制御弁２１４の出口１２０　にｌ続する。バラン
スピストン７２内にはオリフィス８０を配置する。

上述の構成によれば、圧力が以下のごとく制御される。

すなわち、圧力調整弁２１４にはポンプ１０から例えば
約４．２　ｋｇ／ｃｍ２のゲージ圧の加圧水が供給され
る。この加圧水の圧力は圧力ゲージ１９８で検出可能と
する。背圧調整器３８は、室８４内を圧力ゲージ１９４
で検出することのできる所定圧力、例えば約３．５　ｋ
ｇ／ｃｍ２のゲージ圧に保持するように調整する。この
場合、圧力ゲージ２０２で検出することのできる流路４
６内の圧力もゲージ圧で約３．５　ｋｇ／ｃｍ２であれ
ば摺動可能な弁体３６を平衡させることができる。ベン
チュリ１３０をその入口２２４においてゲージ圧線４−
２　ｋｇ／ｃｍ２（圧力ゲージ１９８）の圧力源に接♀
、°トし、その出口２２６において同じくゲージ圧線３
．５　ｋｇ／ｃｍ”（圧力ゲージ２０２）の圧力源に接
続しているため、流量調整器１５０およびベンチュリ１
３０を経て図示の方向に流れを生じさせることができる
。本例では流量調整器１５０が、導管１４０を介して導
管ｌｌＯから供給される流体の流量を約１５，２β／ｍ
ｉｎに制御し、ベンチュリ１３０のノズル入口２２４に
おける圧力をゲージ圧で約３．８　ｋｇ／ｃｍ”まで降
下させる。導管２２８から約１５、２４！　／ｍｉｎの
流量およびゲージ圧線３．８　ｋｇ／ｃｍ２の圧力で流
体が供給されるベンチュリ１３０は、導管１２２を介し
てゲージ圧線３．２　ｋｇ／ｃｍ２の流体を約３；３　
Ｅ　／＋ｒ＋ｉｎの流量で吸込み、約３．５　ｋｇ／ｃ
＋ｎ２のゲージ圧力で導管１６０を介して導管１２２内
に吐出させる。すなわち本例では背圧調整器３８（第８
ｂ図参照）が約３．８　β／＋ｙ＋ｉｎの流量時にゲー
ジ圧で約ＯＪ　ｋｇ／ｃｍ”の圧力降下で作動すると共
に室８４内をゲージ圧線３．５　ｋｇ／ｃｍ”に維持し
、流体を圧力制御弁２１４の低圧側導管１２０内に吐出
するものである。

摺動可能な弁体３６の上側部分には米国特許第４゜１６
５、９５１号に記載され、かつ第１図〜第６図に示され
ている流中制御手段（例えば１０６等）を配設すること
もできる。本発明においては背圧調整器３８およびベン
チュリ１３０を通過する流れが流量調整／チェック弁を
通過する流れに付加される。

深井戸用とする場合には、ポンプの上流側にいわゆるフ
ット弁（図示せず〉が通常は設けられているので、配水
系の導管１２０からの逆流を阻止するチェック弁を設け
る必要は一般的にはない。かかるチェック弁が導管１２
０から導管１１０への逆流を阻止するために必要とされ
る場合には、そのチェック弁を導管１２０．１６０の合
流位置よりも下流側で導管１２０　もしくは導管１６０
に配置し、または導管１１０．１４０の合流位置よりも
上流側で導管１１０に配置することができる。

本発明の第２実施例の最も好ましい具体例につき、第９
ａ図および第９ｂ図を参照して説明すれば次のとおりで
ある。本例では流量調整器およびベンチュリ２３２を単
一のハウジング２００内に組込む。

ハウジング２００内で入口室２１０を肩部２３０によっ
てベンチュリの入口部２２０から分離する。肩部２３０
によりエラストマ材料よりなるディスク２４０を支持す
る。このディスクは、当業者において周知の「ドール」
形式の流量調整器として作動するものである。ドール流
量調整器は変形可能である。

ドール流量調整器２４０のオリフィス２３４はベンチュ
リ２３６のノズルとして機能し、ベンチュリ２３６のス
ロート２５０に向けられるジェットを生じさせるもので
ある。ドール流量調整器２４０をジェットポンプまたは
吸引手段として作動させる。導管１２２によりベンチュ
リ２３６の入口室２２０を背圧調整器３８の出口５０に
接続する。ドール流量調整器に代えて、差圧の増加に応
じてオリフィスを絞る別の流量調整器を用いても良い。

本発明の第２実施例のさらに別の具体例として第１０ａ
図および第１０ｂ図に示すものにおいては、供給導管１
１０と流量調整器１５０またはドール調整器に至る導管
１４０との合流部について変更を加える。すなわち、圧
力制御弁２１４の入口流路４０に閉鎮端部１７６と、導
管＋１０内のσ：ｉ体の流れと対向する向きに形成され
たオリフィス１８０　とを有する短管１７０を取付ける
。ポンプの吐出圧の低下により制御弁の入口圧力が低下
する場合に導管１１０を通過する流体の流量が大である
ときに、上述の構成によれば流入流体の動圧成分を回復
し、これを導管１４０内の静圧に変換してベンチュリに
対する高い供給圧力を確保することが可能となる。

上述した本発明の第２実施例によれば、米国特許第４．
１６５．９５１号に記載されている既知の圧力制御弁を
、背圧調整器からポンプの吸込側に流体を戻す必要なし
に、そしてばねによる付加的な圧力降下を生じさせるこ
となく作動させることが可能となる。

したがって、かかる圧力制御弁を浸漬形の深井戸ポンプ
等から離れた位置に配置することが可能となる利点が（
尋られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は既知の水圧ブースタ系統を示す路線図、第２図
は第１図における既知の制御弁の断面図、第３図は第２
図：てお：ｆろ既知のスロットル弁の変形例を示す拡大
断面図、 第４図〜第６図は第２図における既知の制御弁の異なる
作動位置を示す断面図、 第７ａ図および第７ｈ図はそれぞれ本発明による制御弁
の第１実施例の要部を示す断面図、第８ａ図は本発明に
よる水圧ブースタ系統の第２実施例を示す路線図、 第８ｂ図は第８ａ図の水圧ブースタ系統に含まれる本発
明の制御弁の第２実施例の要部を示す断面図、第９ａ図
は本発明による水圧ブースタ系統の第２実施例にベンチ
ュリ装置および流量調整器を組合わせた変形例を示す路
線図、 第９ｂ図は第９ａ図の水圧ブースタ系統に含まれる本発
明の制御弁を示す第８ｂ図と同様な断面図、第１０ａ図
は供給管と流量調整器に至る導管との間の接続部の第２
実施例の変形例を示す断面図、第１０ｂ図は第１０ａ図
の接続部と組合わせて用いる本発明の制御弁の実施例を
示す第８ｂ図と同様な断面図である。 １０・・・ポンプ　　　　　１２・・・電動機１４・・
・制御弁組立体　　１６・・・アキュムレータ１８・・
・圧力作動スイッチ ３０・・・蛇口　　　　　　３４・・・ハウジング３６
・・・弁体　　　　　　３８・・・背圧調整器５８・・
・ハウジング　　　６０・・・ダイヤフラム６４・・・
ばね ７２・・・バランスピストン ７４・・・スロットル弁８０・・・オリフィス９８・・
・流量調整／チェック弁 １３０・・・ベンチュリ１５０・・・流量調整器１７０
・・・短管　　　　　１８０・・・オリフィス２１４・
・・制御弁 ２３２、２３６・・・ベンチユリ ２４０・・・ディスク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、給水源に接続されたポンプを有する配管系内の水圧
   制御を行なうための水圧ブースタ系統において、配管系
   内の流量制御を行なう制御装置が： （ａ）ポンプの吐出側に接続された入口流路と、配管系
   に接続された出口流路とを有するハウジング； （ｂ）該ハウジング内に摺動可能に配置され、スロット
   ル弁と、スロットル弁に接続されたバランスピストンと
   を有し、バランスピストンにその一側から他側に向けて
   の水の通過を許容するオリフィスが形成されている弁体
   ；（ｃ）スロットル弁をその閉鎖位置に向けて付勢する
   付勢手段；並びに （ｄ）バランスピストンの前記他側に作用する圧力を制
   御すべく、バランスピストンの前記他側とポンプの吸込
   側との間に接続された圧力制御手段； を具えることを特徴とする水圧ブースタ系統。 ２、特許請求の範囲第１項記載の水圧ブースタ系統にお
   いて、前記付勢手段がばねよりなり、前記ハウジングが
   入口室および出口室を有し、前記ばねがハウジングの入
   口および出口の間で出口室内に配置されると共にスロッ
   トル弁と作動接触状態に保持され、さらに、流量調整／
   チェック弁がスロットル弁を迂回するバイパス流路内に
   配置されて、スロットル弁の閉鎖時にホップが作動状態
   にあるときは前記配管系に対する流入流量を減少させる
   ことを特徴とする水圧ブースタ系統。 ３、（ａ）入口流路と出口流路とを有するハウジング； （ｂ）該ハウジング内に摺動可能に配置され、一端にス
   ロットル弁が、また他端にはバランスピストンがそれぞ
   れ形成された中央シャフトを有し、スロットル弁および
   バランスピストンが、これらの間に前記入口流路が位置
   するように配置された弁体； （ｃ）スロットル弁をその閉鎖位置に向けて付勢する付
   勢手段；並びに （ｄ）バランスピストンに作用する圧力を調整して前記
   弁体の変位量を、その調整された圧力と前記出口流路に
   おける圧力との差圧に応じて制御する制御手段； を具える弁を含むことを特徴とする水圧ブースタ系統。 ４、特許請求の範囲第３項記載の水圧ブースタ系統にお
   いて、前記スロットル弁の外形形状が切頭放物面形状で
   あり、該スロットル弁が、弁座との間隔に対して反比例
   的に給水を絞ることを特徴とする水圧ブースタ系統。 ５、給水源に接続されたポンプを有する配管系内の水圧
   制御を行なうための水圧ブースタ系統であって、配管系
   内の流量制御を行なう制御装置が： （ａ）ポンプの吐出側に接続された入口流路と、配管系
   に接続された第１の出口とを有するハウジング； （ｂ）該ハウジング内に、付勢手段によらずに自由摺動
   可能に配置され、スロットル弁と、スロットル弁に接続
   されたバランスピストンとを有する弁体；並びに （ｃ）バランスピストンにおけるスロットル弁とは対向
   しない側にある受圧面に作用する圧力を調整すべく、当
   該受圧面と前記ハウジングの第２の出口との間に介挿さ
   れた圧力調整手段； を具えるものにおいて、 （ｉ）ポンプの吐出側およびハウジングの 入口流路の間の接続部に接続された入口と、出口とを有
   する流量調整手段；並びに （ｉｉ）入口と、スロートと、出口とを有し、該入口が
   前記流量調整手段の出口に接続され、該出口がハウジン
   グの第１の出口に接続された前記配管系に接続され、最
   底圧力点がハウジングの第２の出口に接続されたベンチ
   ュリ手段； をさらに含むことを特徴とする水圧ブースタ系統。 ６、特許請求の範囲第５項記載の水圧ブースタ系統にお
   いて、中央流路を有する変形可能なディスクがベンチュ
   リ手段の入口に同手段の長手方向中心軸線に対して直角
   に配置され、ハウジングの前記第２の出口に対する接続
   部が前記変形可能なディスクと、ベンチュリ手段のスロ
   ートとの間に配置されていることを特徴とする水圧ブー
   スタ系統。 ７、特許請求の範囲の範囲第６項記載の水圧ブースタ系
   統において、スロットル弁の直径がバランスピストンの
   直径と等しく設定されて、ハウジングに流入する水が弁
   体に及ぼす力に起因する弁体の変位を阻止することを特
   徴とする水圧ブースタ系統。 ８、特許請求の範囲第６項記載の水圧ブースタ系統にお
   いて、スロットル弁を迂回するバイパス流路内に配置さ
   れた流量調整手段を含み、該手段によりスロットル弁の
   閉鎖時にポンプが作動状態にあるときは前記配管系に対
   する流入流量を減少させ、また、ポンプの停止時には前
   記バイパス流路を通過する前記配管系からの逆流を阻止
   することを特徴とする水圧ブースタ系統。 ９、（ａ）入口流路と、出口流路とを有するハウジング
   ； （ｂ）該ハウジング内に、付勢手段によらずに自由摺動
   可能に配置され、一端にスロットル弁が、また他端には
   バランスピストンがそれぞれ形成された中央シャフトを
   有し、スロットル弁およびバランスピストンが、これら
   の間に前記入口流路が位置するように配置された弁体； （ｃ）バランスピストンに作用する圧力を調整して前記
   弁体の変位量を、その調整された圧力と前記出口流路に
   おける圧力との差圧に応じて制御する制御手段； （ｄ）スロットル弁内に配置され、スロットル弁の閉鎖
   時に前記入口流路および出口流路の間の流体流を制御し
   、入口側圧力が出口側圧力より大であるときに流体の流
   れを許容し、出口側圧力が入口側圧力より大であるとき
   には流体の流れを阻止する流量調整手段；並びに （ｅ）入口流路内における流れ方向の上流側に向けられ
   た開口を有する圧力検出手段； を具える弁を含むことを特徴とする水圧ブースタ系統。 １０、特許請求の範囲第９項記載の水圧ブースタ系統に
   おいて、前記圧力検出手段が入口流路内に突出する管を
   具え、その管の内端が閉鎖端であり、外端が開放端であ
   り、前記開口が管のハウジングとは対向しない側面に形
   成されていることを特徴とする水圧ブースタ系統。