JP2020002560A - 定水位弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定水位弁装置内に作用する水圧が高圧になることを防止し、開閉弁の開閉動作が安定する定水位弁装置を提供する。【解決手段】定水位弁装置１０は、パイロット管と接続される導入口１１と、パイロット管から導入口１１を通じて送られてくる水を排出する吐水口１２と、排出口１２を開閉する開閉弁３０と、貯水槽内の水位の変動に伴って開閉弁３０を開状態／閉状態に駆動する駆動部１５と、開閉弁３０と導入口１１との間に設置され、パイロット管内の水が貯留される貯留部と、を具備する本体１０Ａを有しており、本体１０Ａに、貯留部内の水圧が一定値を超えたときに、その圧力を逃す逃し弁８０を設けたことを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、オフィスビルやマンションなどに設置される受水槽、高置水槽等の貯水槽内の水位を制御するのに用いられる定水位弁装置に関する。

図１に示すように、一般的に貯水槽１には、水道管２０１に接続された給水弁（日水協では定水位弁と公称しているが、以下では給水弁と称する）１００を介して水が供給され、貯水槽内に貯留された水は、揚水管１２０を介して揚水ポンプへ送られて所定の消費箇所に供給されるようになっている。この場合、貯水槽１内に貯留された水は、消費されるにしたがって水位が低下することから、一定量の水が貯留されるように、水の消費に伴って給水弁１００を開放して貯水槽１内に水を供給するとともに、予め設定された水位Ｐになったときに給水弁１００を閉鎖して水位を制御することが行われている。

水位の制御については、定水位弁装置（ボールタップと称することもある）を用いることが知られている。定水位弁装置は、図１の符号１０で示されるように、貯水槽１内に設置された状態でパイロット管１１０を介して給水弁１００に接続されており、給水弁１００からパイロット管１１０を通じて送られてくる水を貯水槽１内に吐水する吐水管（吐水口）１２と、吐水管１２を開閉する開閉弁３０と、開閉弁３０を駆動する駆動体（駆動部）１５とを備えている（本発明の実施形態を示した図２及び図３参照）。この駆動体１５は、リンク機構２０を介して、定水位弁装置の内部に設けられている開閉弁３０に接続されると共に、その先端には、貯水槽１内で浮遊するフロート４０が連結されている。

前記フロート４０は、貯水槽内の水が消費によって減ることで下降し、給水されると上昇する。前記定水位弁装置１０は、フロート４０が一定量下降すると、駆動体１５及びリンク機構２０を介して開閉弁３０が開くように作動し、吐水管１２を開放する。すると、パイロット管１１０内に貯留されていた水は、吐水管１２から貯水槽１内に放出され、これによりパイロット管１１０内の圧力が低下することで給水弁１００が開放され、流入管１１２を介して貯水槽１内に水が供給される。その後、水の供給に伴って貯水槽１内の水が上昇するとフロート４０も上昇し、一定の水位（給水停止水位Ｐ）に達すると駆動体１５及びリンク機構２０を介して開閉弁３０を閉塞させる。この開閉弁の閉塞によって、パイロット管１１０内に水が満たされた高圧状態となり、これにより給水弁１００が閉塞して貯水槽１内への水の供給が停止される。

上記した定水位弁装置に用いられている駆動体１５としては、特許文献１に開示されているように、レバー１６の先端に鎖などの連結部材を設置して、フロート４０を締結する方式が知られている（図１〜図３参照）。或いは、特許文献２に開示されているように、リンク機構２０に回動シャフトを連結し、回動シャフトの先端にフロート４０を締結する方式も知られている。

図２及び図３に示す定水位弁装置では、貯水槽の水が一定値以上の状態では、内部に設けられている開閉弁３０の弁体３０Ａが弁座３１に当て付いて吐水管１２への連通状態を遮断する閉塞状態となっている。そして、貯水槽内の水が消費されてフロート４０がある程度下降して所定の水位にくると、フロート４０の重量によってリンク機構２０を介して接続されている駆動体１５が下がり、弁体３０Ａを装着したスピンドル３２が付勢部材（付勢バネ）３３の付勢力に抗して弁体の開方向に移動する（図２の矢印Ｄ１方向）。これにより、弁座３１から弁体３０Ａが離間し、パイロット管１１０（シリンダ空間Ｓ）と吐水管１２とを連通させる開放状態（開放位置）となる。そして、貯水槽内に給水されて所定の水位に達すると、フロート４０の重量が軽減され、付勢部材３３の付勢力によって弁体３０Ａが弁座３１に当て付いて吐水管１２への連通状態を遮断する（パイロット管内の水圧が上昇して、給水弁１００を閉塞し、給水が停止される）。

また、上記した貯水槽１には、オーバーフロー管１３０が設置されている。このオーバーフロー管１３０は、貯水槽１の水がある一定量（予め定められた越流面）を超えると、その水を外部に流出させるために配設するものであり、排出管１３１を貯水槽１の壁面に挿通させ、その端部を上向きに屈曲してホッパー１３２を設置して構成される。ホッパー１３２の開口縁の位置が越流面となっており、水がこの越流面を超えると、その水はホッパー１３２から排出管１３１を介して外部に排出される。

特許第６０１４７３７号 特許第６０１４７３６号

最近、水道局では、給水装置の多様化に伴う給水用具などの管理不良を起因とする水道水の水質汚染事故を未然に防止するため、給水装置に対する逆流防止対策を強化する事業を行なっている。具体的には、水道管２０１には、止水弁（仕切弁）２１０に隣接して水道メータ２０２が設置されるが、その水道メータ２０２の両サイドに設けられている締め付けナット２０２ａを利用して、チャッキ弁（逆止弁）を装着することが行われている。

ところが、水道メータにチャッキ弁を設けると、定水位弁装置１０が開いた状態から閉じたとき（貯水槽内の水位が所定位置に達する）、圧力上昇が生じ易く、その圧力上昇がパイロット管１１０内、及び、定水位弁装置１０のシリンダ空間Ｓ内に作用するようになる。すなわち、チャッキ弁が無い従来の給水システムでは、水道管に逃げ道があるため、圧力が逃げることができ、圧力上昇が少なく済んでいたところ、チャッキ弁が設置されることで、圧力の逃げ場がなくなってしまい、定水位弁装置内のシリンダ空間Ｓ内は高圧状態になってしまう。特に、気温の上昇が生じた際、外部に露出した状態にあるパイロット管１１０内の温度が高くなってシリンダ空間Ｓ内は高圧になってしまう。

通常、ピストン３５と弁体３０Ａとの間のシリンダ空間Ｓ内の水圧については、ピストン３５に及ぼす力（水圧×ピストン３５の受圧面積）を、弁体３０Ａに及ぼす力（水圧×弁体３０Ａの受圧面積）よりも大きくするように、弁体３０Ａの受圧面積とピストン３５の受圧面積との面積比を設定して、ピストン３５と弁体３０Ａとの間のシリンダ空間Ｓ内の水圧が弁体３０Ａを閉塞する方向で作用するようにしている（圧力バランスをとっている）。これは、水位の減少により、レバー１６が下がって、フロート側の荷重がピストン３５に及ぼす力を上回ったときに、リンク機構２０を介してスピンドル３２をＤ１方向に移動させるためである。

上記した定水位弁装置は、シリンダ空間Ｓ内の水圧に関し、所定の圧力を基準に作動圧を決めて製造している。これは、日本の水道圧は、水道施設設計指針によると、水道局の浄水場（配水池）から、水圧７．４ＭＰａにて一般家庭に送られており、一般家庭での下限圧力は０．１ＭＰａを確保するようになっているが、高低の差があるところは０．３〜０．４ＭＰａ程度のところも存在する。このため、定水位弁装置のような給水器具に関しては、最高圧力０．７５ＭＰａを基準に作動圧を決めて製造されている（実際には、ある程度の余裕を見て、カタログ等では１．０ＭＰａ以下と表示しており、それ以上の圧力では使用できないと規定している）。

定水位弁装置のシリンダ空間Ｓ内の水圧が、チャッキ弁を設置したことで１．０ＭＰａを超えて高くなると、フロート４０が給水開始位置に下降してもスピンドル３２はＤ１方向に移動できなくなり、開閉弁が開かなくなるという問題が生じる。これを解消するには、レバー１６を長くしたり、フロート４０を重くする等の調整が必要となってしまい、作業が面倒になる。

本発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、定水位弁装置内に作用する水圧が高圧になることを防止し、開閉弁の開閉動作が安定する定水位弁装置を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明は、パイロット管を介して給水弁に接続されており、前記給水弁からパイロット管を通じて送られてくる水を貯水槽内に吐水／停止することで前記パイロット管の内圧を切り換えて前記給水弁を開放／閉塞させる定水位弁装置において、前記パイロット管と接続される導入口と、前記パイロット管から前記導入口を通じて送られてくる水を排出する吐水口と、前記吐水口を開閉する開閉弁と、前記貯水槽内の水位の変動に伴って前記開閉弁を開状態／閉状態に駆動する駆動部と、前記開閉弁と導入口との間に設置され、前記パイロット管内の水が貯留される貯留部と、を具備する本体を有しており、前記本体に、前記貯留部内の水圧が一定値を超えたときに、その圧力を逃す逃し弁を設けたことを特徴とする。

上記した構成の定水位弁装置によれば、水道管の水道メータの部分にチャッキ弁を設置したことによってパイロット管内の水圧、したがって、パイロット管に接続される定水位弁装置の本体内の貯留部の水圧が高くなったとしても、本体に設けられた逃し弁によって、水圧が必要以上に高くなることはない。このため、逃し弁が無い状況では、パイロット管内の水圧の上昇によって開閉弁が開放できない状況が生じていたが、上記した逃し弁を設置したことで、内部の水圧上昇を生じさせないことから、開閉弁の開閉動作を安定化することが可能となる。

なお、上記した定水位弁装置の開閉弁は、貯水槽内に浮遊するフロート、及び、フロートが連結されるリンク機構等を具備した機械的な構造によって駆動される構成であっても良いし、貯水槽内の水位をセンサによって検知し、このセンサからの信号に基づいて、電気的な構造によって駆動される構成であっても良い。

本発明によれば、定水位弁装置内に作用する水圧が高圧になることを防止し、開閉弁の開閉動作が安定する定水位弁装置が得られる。

本発明に係る定水位弁装置が設置可能な貯水槽の全体構成を示す概略図。 定水位弁装置の第１の実施形態を示しており、内部構成を示す図（開閉弁が閉じた状態を示す図）。 図２に示す定水位弁装置に駆動部（フロート等）を接続した状態を示す図。 図２に示す定水位弁装置において、開閉弁が開いた状態を示す図。 定水位弁装置の第２の実施形態を示しており、内部構成を示す図（開閉弁が閉じた状態を示す図）。

図１から図４は、本発明に係る定水位弁装置の第１の実施形態を示す図である。この実施形態における定水位弁装置は、従来と同様、図１に示す貯水槽内に設置される。

本実施形態の定水位弁装置１０の本体１０Ａは、給水弁１００からのパイロット管１１０が接続される円筒状の接続管（導入口）１１と、接続管１１を介して流入してくる水を吐水するように垂直方向に延出した円筒状の吐水管（吐水口）１２とを備えている。接続管１１と吐水管１２との間の内部空間には、例えば水平方向で往復動（前後動）する開閉弁３０が配設されており、開閉弁３０の弁体３０Ａは、本体１０Ａの内部に形成されたフランジ（弁座）３１に対して当て付くようになっている。

この場合、開閉弁３０は、図２の矢印Ｄ２方向へ移動することでフランジ３１に当て付いて接続管１１と吐水管１２との連通状態を遮断する閉塞状態（閉塞位置；フランジ３１と開閉弁３０の弁体３０Ａとの間には、パッキン３０Ｂが配設されている）となり、また、図２の矢印Ｄ１方向へ移動することでフランジ３１から離間して接続管１１と吐水管１２とを連通させる開放状態（開放位置）となる。そして、この開閉弁３０の移動は、一端に開閉弁３０を支持し、他端にピストン３５を支持したスピンドル３２を、シリンダ３６内に嵌挿することによって案内されるようになっている。なお、前記ピストン３５の外面とシリンダ３６の内面との間（摺動面）にはＯリング３２ａが介挿されており、本体１０Ａの前端部には、本体１０Ａの内部空間を閉じるキャップ１０Ｂが取着されている。

上記した構成において、前記パイロット管から接続管１１を通じて送られてくる水は、シリンダ３６の外周面に形成される流路としての溝状の凹部（本実施形態では、シリンダ３６の周方向に等しい角度間隔を隔てて４つ設けられる）を通じてピストン３５と開閉弁３０との間のシリンダ空間Ｓ内に流入するようになっている。したがって、パイロット管１１０内の水圧は、そのままシリンダ空間Ｓに作用することとなり、接続管１１の部分からシリンダ空間Ｓに至る領域は、パイロット管内の水が貯留される貯留部となる。

また、定水位弁装置１０の本体１０Ａは、開閉弁３０をその閉塞方向（閉塞位置）へ向けて常時付勢する付勢手段を備えている。具体的に、本実施形態において、この付勢手段は、キャップ１０Ｂの内面と開閉弁３０の前端面との間に介挿される圧縮バネ３３によって構成されている。

また、本実施形態では、ピストン３５と開閉弁３０との間のシリンダ空間Ｓ内の水圧がピストン３５に及ぼす力（水圧×ピストン３５の受圧面積）を開閉弁３０に及ぼす力（水圧×開閉弁３０の受圧面積）よりも大きくするように開閉弁３０の受圧面積とピストン３５の受圧面積との面積比を設定して、ピストン３５と開閉弁３０との間のシリンダ空間Ｓ内の水圧が開閉弁３０を閉塞する方向で作用するようにしている。

上記した開閉弁３０は、駆動体１５によって閉塞位置と開放位置との間で前後方向（Ｄ１，Ｄ２方向）に駆動されるようになっている。この場合、駆動体１５は、開閉弁３０に接続されて開閉弁３０の閉塞位置と開放位置との間で変位するリンク機構２０と、リンク機構２０に連結される支持部（本実施形態では長尺なレバー１６）から水中へ向けて垂下するガイド部材（ガイドワイヤ）７０と、貯水槽１内の水に浮いた状態でガイド部材７０に移動可能に保持されてガイド部材７０に沿って浮動自在なフロート４０とを備えている。

リンク機構２０は、相互に回動可能に支持される複数の第１〜第４のアーム部材２１，２４，２６，２８を備えており、第４のアーム部材２８がレバー１６（駆動体１５側）に連結され、第２のアーム部材２４が開閉弁３０側（詳細には、開閉弁３０を支持するピストン３５から延びるスピンドル３２）に接続されている。

前記第１のアーム部材２１は、本体１０Ａの上端面に固定された一対の対向する支持プレートから成るブラケット２９に回動可能に支持されている。具体的には、第１のアーム部材２１は、その後端がブラケット２９の一対の支持プレート間に位置されて略Ｔ形状（または略Ｙ形状）のビス２２（以下、全てのビスが同じ形状を有するものとする）により回動可能に支持される。また、第２のアーム部材２４は、その一端（図２及び図３では上端）が第１のアーム部材２１の前端に回動可能に支持される。具体的には、第２のアーム部材２４は、第１のアーム部材２１の前端で二股状に分かれる支持部２１ａに挟持されてビス２３により回動可能に支持されている。

前記第２のアーム部材２４の中間部は、キャップ１０Ｂを貫通して外側に延びるスピンドル３２の前端に回動可能に支持される。具体的には、第２のアーム部材２４は、互いに接合される一対の支持プレート２４ａによって形成されており、これらの支持プレート２４ａが互いに離間して第２のアーム部材２４の中間部に形成する開口内にスピンドル３２の前端が挿通されることにより、この挿通されたスピンドル３２に対してビス２５により第２のアーム部材２４が回動可能に支持されている。

また、第２のアーム部材２４の他端（図２及び図３では下端）は、第３のアーム部材２６の前端に回動可能に支持される。具体的には、第３のアーム部材２６は、一対の対向する支持プレート２６ａから成り、第２のアーム部材２４の他端がこれらの支持プレート２６ａ間に挟まれた状態でビス２７により第３のアーム部材２６に回動可能に支持される。また、第３のアーム部材２６の後端は、その支持プレート２６ａ間に挟まれるように位置される第４のアーム部材２８の前端にビス５１により回動可能に支持される。更に、第４のアーム部材２８の中間部は、吐水管１２から延びる断面コの字型のブラケット５３に対してビス５２により回動可能に支持される。すなわち、開閉弁３０は、上記したように構成されるリンク機構２０を介して駆動体１５に接続されており、このリンク機構２０を介して後述するフロート４０の浮動動作によって前後方向（矢印Ｄ１，Ｄ２）に駆動されるようになっている。

前記リンク機構２０に接続される駆動体１５は、リンク機構２０の第４のアーム部材２８に連結されるレバー１６の先端に締結され、貯水槽の水中へ向けて垂下する前述したガイド部材７０と、ガイド部材７０を挿通させて配設される前記フロート４０と、ガイド部材７０の上下にそれぞれ配設される一対のストッパ７１，７２と、ガイド部材７０の下端に取り付けられる錘７９と、を備えている。

前記ガイド部材７０は、その一端（上端）７０ａがリング状に折り返されてレバー１６の先端部に装着され、その他端（下端）７０ｂには、錘７９が結束固定される。ガイド部材７０は、例えば、表面は合成樹脂で内部にグラスファイバの糸を内蔵することで構成可能であり、第１重量Ｇ１を具備する。この第１重量Ｇ１は、ガイド部材７０自体の重量（ストッパ７１，７２等の重量も含む）と、ガイド部材７０の下端に取り付けられる錘７９の重量とによって規定される。このため、ガイド部材７０は、所定の耐荷重（例えば約４０Ｋｇ）があるように形成されている。

前記ガイド部材７０の上下にそれぞれ設けられる上側ストッパ７２および下側ストッパ７１は、ガイド部材７０に装着される調整部材７１ａ，７２ａによって位置が調整可能となっており、フロート４０が自由に浮動できる浮動範囲を上下方向で規定するようになっている。この場合、上側ストッパ７２は、貯水槽１の給水停止位置に対応する位置でガイド部材７０に取り付けられており、下側ストッパ７１は、貯水槽１の給水開始位置に対応する位置でガイド部材７０に取り付けられている。なお、これらのストッパ７１，７２の取り付け位置については、貯水槽１の構造、および、残留塩素の調整等に応じて任意に設定できる。

上記したフロート４０は、第２重量Ｇ２を具備しており、上側ストッパ７２と下側ストッパ７１との間で上下動自在（浮動自在）に位置される。具体的には、フロート４０は、中空の球状に形成されており、その中心を通って貫通する貫通孔にガイド部材７０が通されることにより、上側ストッパ７２と下側ストッパ７１との間で移動可能に保持される。そして、フロート４０内には、例えば砂や錘から成る加重体が設けられている。この加重体の重量は、フロート４０の自重と共に、第２重量Ｇ２を規定しており、フロート４０の浮力よりも小さくなるように設定されている。

以上のような構成の定水位弁装置１０は、フロート４０が給水停止位置から下降して下側ストッパ７１に当接したとき開閉弁３０が閉塞状態から開放するように、第１重量Ｇ１と第２重量Ｇ２との和に基づく下向き荷重Ｇが圧縮バネ３３の付勢力（弁閉塞荷重）よりも大きく設定されている。また、フロート４０が給水開始位置から上昇して上側ストッパ７２に当接するまで開閉弁３０が開放状態を維持するように、第１重量Ｇ１のみに基づく下向き荷重は、圧縮バネ３３の付勢力よりも大きく設定されている。この場合、フロート４０が給水開始位置から上昇して上側ストッパ７２に当接すると、フロート４０の浮力によって下向きの荷重Ｇが軽減され（浮力が大きければゼロになる）、開閉弁３０は圧縮バネ３３の付勢力によって閉塞位置に移動する（給水停止位置）。なお、上記した構成では、ピストン３５の受圧面積は、弁体３０Ａの受圧面積よりも大きく設定されると共に、圧縮バネ３３の付勢力よりも錘７９の荷重が大きく設定されており、錘７９の荷重が作用しただけでは、弁体３０Ａが開かないように、受圧面積の関係によってバランスをとっている。

また、前記本体１０Ａには、パイロット管１１０内の水圧が上昇した際、その圧力を逃がす逃し弁８０が設けられている。逃し弁８０は、接続管１１の下側から垂直下方に突出形成される円筒状の筒体８１の内部に設置される。
具体的には、本体１０Ａに、前記接続管１１の空洞部に連通する連通孔８３を形成すると共に、筒体８１の内部に付勢部材（圧縮バネ）８５を配設し、この付勢部材８５に弁体８６を配設することで構成される。

前記弁体８６は、本体１０Ａに形成され、弁体８６よりも小径な弁座１０ａに対して前記付勢部材８５の付勢力によって当て付けられている。また、前記筒体８１の側面には、孔８１ａが形成されており、この孔８１ａは、前記弁体８６が弁座１０ａに対して付勢部材８５の付勢力によって当て付けられている状態では閉塞され、接続管１１の内部（貯留部）の圧力が一定値を超えたときに、弁体８６が付勢力に抗して下降すると開口するようになっている。

本実施形態の逃し弁８０は、貯留部内の水圧が１ＭＰａよりも高くなったときに、弁体８６が付勢部材８５の付勢力に抗して下降し、孔８１ａを介して貯留部内の水を貯水槽１内に放出するように設定されている。すなわち、定水位弁装置の本体１０Ａに上記した逃し弁８０を設置することで、パイロット管１１０（シリンダ空間Ｓ）内の圧力は、１ＭＰａよりも高くならないように制御されている。

次に、上記したように構成される定水位弁装置１０の作用について説明する。
圧縮バネ３３の付勢力によって開閉弁３０が閉塞された状態で、貯水槽１内に貯留された水が所定の消費箇所に供給されていくと、貯水層１内の水位が下がり、それと共にフロート４０もガイド部材７０に沿って下がり続ける。そして、フロート４０がガイド部材７０の下側ストッパ７１に当接すると、フロート４０の第２重量Ｇ２が下側ストッパ７１に作用し、それにより、リンク機構２０にはレバー１６を介してガイド部材７０の第１重量Ｇ１とフロート４０の第２重量Ｇ２との和に基づく下向き荷重Ｇが作用するようになる。この下向き荷重Ｇは、前述したように、圧縮バネ３３の付勢力よりも大きいことから、リンク機構２０が作動されて開閉弁３０が開放する（図４参照）。

すなわち、スピンドル３２が圧縮バネ３３の付勢力に抗して矢印Ｄ１方向に移動して、開閉弁３０がフランジ３１から離間される開放状態になる。そして、この動きは、リンク機構２０の第４のアーム２８が吐水管１２の側壁に当接することで停止される（第４のアーム２８が吐水管１２の側壁に当接して、開閉弁３０の開放動作が規制される）。この位置（図４の位置）が給水開始位置となる。この給水開始位置では、パイロット管１１０内の水が吐水管１２から排出されることで、その内部の圧力が下がり、これにより、給水弁１００が開放され、貯水槽１内には、流入管１１２を介して水が供給されるようになる。

そして、水の供給に伴って貯水槽１内の水位が上昇すると、それに伴ってフロート４０もガイド部材７０に沿って上昇し、その結果、フロート４０が下側ストッパ７１から離れる。このようにフロート４０が下側ストッパ７１から離れると、フロート４０の第２重量Ｇ２が下側ストッパ７１に作用しなくなるが、開閉弁３０の開放状態を維持するために、第１重量Ｇ１のみに基づく下向き荷重は圧縮バネ３３の付勢力よりも大きく設定されており、この段階で開閉弁３０は付勢力によって閉塞することはない。

その後引き続いて貯水槽１内の水位が上昇し続け、フロート４０がガイド部材７０に沿って上昇し、その結果、フロート４０が上側ストッパ７２に当接すると、水から受けるフロート４０の浮力が上側ストッパ７２（したがってガイド部材７０の第１重量Ｇ１）に作用する。このとき、第１重量Ｇ１が浮力によって軽減され、それに伴う下向き荷重は、前述したように圧縮バネ３３の付勢力に伴う付勢荷重を下回るようになる（本実施形態では、そのような力関係となるようにフロート４０の体積、第１重量Ｇ１、及び、圧縮バネの付勢力が設定される）。そのため、リンク機構２０が作動されて開閉弁３０が圧縮バネ３３の付勢力によって閉塞する。この位置は、貯水槽の給水停止位置となっており、この給水停止位置では、パイロット管１１０内の圧力が上がって給水弁１００が閉じられ、貯水槽１内への水の供給が停止される。

上述したように、水道管２０１に接続される水道メータ２０２にチャッキ弁を配設したことにより、パイロット管１１０内の水圧が上昇し、定水位弁装置内のシリンダ空間Ｓ内も高圧状態になることがある。通常、定水位弁装置では、ピストン３５と弁体３０Ａとの間のシリンダ空間Ｓ内の水圧については、弁体３０Ａの受圧面積とピストン３５の受圧面積との面積比を所定の値に設定して圧力バランスをとっており、本実施形態のような貯水槽を用いて水を供給するシステムでは、余裕をみて１．０ＭＰａ以下で正常に作動するように設計されている。しかしながら、逆止弁を設置したことで、シリンダ空間Ｓ内が高圧になることがあり、このような高圧状態になってしまうと、貯水槽内の水が減ってフロート４０が下降しても、開閉弁の弁体３０Ａが開かなくなる（貯水槽内への給水が行われない）という不都合が生じる。

上記したように、本体１０Ａに逃し弁８０を設置したことにより、水道メータ２０２にチャッキ弁を配設しても、パイロット管１１０内の水圧、すなわちシリンダ空間Ｓ内の水圧が一定値を超えることがなくなり、開閉弁３０の開閉動作が安定するようになる。特に、気温が上昇して露出状態にあるパイロット管１１０内の温度が高くなっても、シリンダ空間Ｓ内が高圧になることはなく、開閉弁３０の動作は安定する。

本発明は、定水位弁装置内の水圧が一定値よりも高くなった際、その圧力を逃がすための逃し弁が配設されていれば良く、それ以外の構成については、限定されることはない。このため、駆動体１５やリンク機構２０の構成、開閉弁３０の構成については適宜変形することが可能であり、例えば、駆動体１５に関しては、特許文献２に開示されているように、リンク機構２０に回動シャフトを連結し、回動シャフトの先端にフロート４０を締結する方式であっても良い。更に、逃し弁の配設位置や、圧力を逃がすための構造についても適宜変形することが可能である。

また、上記した実施形態の定水位弁装置の開閉弁は、貯水槽内に浮遊するフロート、及び、フロートが連結されるリンク機構等を具備した機械的な構造によって駆動する構成としたが、貯水槽内の水位をセンサによって検知し、このセンサからの信号に基づいて、電気的な構造によって駆動される構成であっても良い。

図５は、開閉弁を電磁式に構成した定水位弁装置の第２の実施形態を示す図である。本実施形態の電磁式の定水位弁装置３００は、上記した実施形態の定水位弁装置１０の安全弁として、パイロット管１１０内に設置することが可能である。

具体的には、定水位弁装置３００の本体３００Ａには、パイロット管１１０と接続される導入口３０５と、パイロット管１１０から導入口３０５を通じて送られてくる水を排出する吐水口３０７が設けられており、本体３００Ａ内を通過する水は吐水口３０７から排出されるようになっている。本体３００Ａ内には、導入口３０５と吐水口３０７との間に開閉弁３３０が設置されている。この開閉弁３３０は、貯水槽内に設置された水位検知用のセンサからの信号をトリガーにして励磁されるコイル３３１と、コイル３３１が励磁された際に駆動するプランジャ３３２とを備えた駆動部（固定コア）３１５によって駆動される。

すなわち、開閉弁３３０の弁体３３０Ａは、固定コア３１５に対してバネ付勢された配設されるプランジャ３３２の下端に設置されており、前記コイルが励磁されていないときは、プランジャ３３２内に設置された押圧バネ３３２Ａの付勢力によって円柱状の台座３３５の上端面に当て付けられており、導入口３０５内の水が吐水口３０７に移動しないように閉塞状態となっている。この場合、導入口３０５内の空間Ｓ１は、パイロット管１１０内の水圧が作用する貯留部を構成している。

前記台座３３５には、前記コイル３３１の励磁によってプランジャ３３２が押圧バネ３３２Ａの付勢力に抗して引き上げられて台座３３５から離間した際、貯留部内の水を吐水口３０７に案内するオリフィス３３６が形成されている。すなわち、開閉弁３３０は、電磁作用によって開閉できるように構成されており、貯水槽内の水が減ったことがセンサによって検知されると、コイル３３１の励磁によってプランジャ３３２が台座３３５から離間し、貯留部（空間Ｓ１）内の水は、オリフィス３３６を介して吐水口３０７に案内される。

前記本体３００Ａの導入口３０５の下側には、上述した実施形態と同様な構成の逃し弁８０が設けられている。
逃し弁８０は、本体３００Ａに、導入口３０５内の空間Ｓ１内に連通する連通孔８３を形成すると共に、内部に付勢部材（圧縮バネ）８５を配設した筒体８１を形成し、この付勢部材８５に弁体８６を配設することで構成される。

前記弁体８６は、本体３００Ａに形成された連通孔８３よりも大径に形成されており、連通孔８３の周囲に付勢部材８５の付勢力によって当て付けられている。また、前記筒体８１の側面には、孔８１ａが形成されており、この孔８１ａは、前記弁体８６が連通孔８３の周囲に対して付勢部材８５の付勢力によって当て付けられている状態では閉塞され、貯留部（空間Ｓ１）の圧力が一定値を超えたときに、弁体８６が付勢力に抗して下降すると開口するようになっている。

本実施形態においても、逃し弁８０は、貯留部内の水圧が１ＭＰａよりも高くなったときに、弁体８６が付勢部材８５の付勢力に抗して下降し、孔８１ａを介して貯留部内の水を吐水口３０７に放出するように設定されている。すなわち、定水位弁装置の本体３００Ａに上記した逃し弁８０を設置することで、パイロット管１１０（空間Ｓ１）内の圧力は、１ＭＰａよりも高くならないように制御されている。

このように、本発明に係る定水位弁装置の開閉弁は、図５に例示するような電磁式によって開閉される構成にも適用することが可能である。そして、本実施形態の定水位弁装置においても、開閉弁の構成や設置態様等、適宜変形することが可能であり、このような定水位弁装置３００は、貯水槽内に設置することも可能である。

１ 貯水槽
１０，３００ 定水位弁装置
１０Ａ 本体
１１ 接続管（導入口）
１２ 吐水管（吐水口）
１５ 駆動体（駆動部）
２０ リンク機構
３０，３３０ 開閉弁
４０ フロート
８０ 逃し弁
１００ 給水弁
１１０ パイロット管

Claims (5)

1. パイロット管を介して給水弁に接続されており、前記給水弁からパイロット管を通じて送られてくる水を貯水槽内に吐水／停止することで前記パイロット管の内圧を切り換えて前記給水弁を開放／閉塞させる定水位弁装置において、
   前記パイロット管と接続される導入口と、前記パイロット管から前記導入口を通じて送られてくる水を排出する吐水口と、前記吐水口を開閉する開閉弁と、前記貯水槽内の水位の変動に伴って前記開閉弁を開状態／閉状態に駆動する駆動部と、前記開閉弁と導入口との間に設置され、前記パイロット管内の水が貯留される貯留部と、を具備する本体を有しており、
   前記本体に、前記貯留部内の水圧が一定値を超えたときに、その圧力を逃す逃し弁を設けたことを特徴とする定水位弁装置。
2. 前記駆動部は、貯水槽内の水位の変位と共に上下動するフロートと、前記フロートの上下動を開閉弁の開閉駆動に変換するリンク機構と、を備えており、
   前記開閉弁は、弁座に当て付く弁体を一端側に設けると共に、ピストンを他端側に設けたスピンドルを収容していることを特徴とする請求項１に記載の定水位弁装置。
3. 前記逃し弁は、前記貯留部内の水圧が１ＭＰａよりも高くなったときに、前記貯留部内の水を前記貯水槽内に放出することを特徴とする請求項２に記載の定水位弁装置。
4. 前記駆動部は、貯水槽内に設置された水位検知用のセンサからの信号をトリガーにして励磁されるコイルと、コイルが励磁された際に駆動するプランジャと、を備えており、
   前記開閉弁は、前記プランジャが当て付いて前記貯留部を閉塞すると共に、前記コイルの励磁によってプランジャが離間することで前記貯留部内の水を前記吐水口に案内するオリフィスを有することを特徴とする請求項１に記載の定水位弁装置。
5. 前記逃し弁は、前記貯留部内の水圧が１ＭＰａよりも高くなったときに、前記貯留部内の水を前記吐水口側に放出することを特徴とする請求項４に記載の定水位弁装置。