JP2758927B2 - 弁装置 - Google Patents

弁装置

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JP2758927B2 JP1127557A JP12755789A JP2758927B2 JP 2758927 B2 JP2758927 B2 JP 2758927B2 JP 1127557 A JP1127557 A JP 1127557A JP 12755789 A JP12755789 A JP 12755789A JP 2758927 B2 JP2758927 B2 JP 2758927B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は弁装置、さらに詳細には、たとえば自動給水
装置に組み込んで使用される弁装置の定圧供給機構に関
する。
〔従来の技術〕
ポンプの給水特性は、水栓から供給される水量が多く
なるにつれてその圧力が低下する。
また、水栓が複数設けられている場合、各水栓が必要
水量に応じて開閉されるたびに、前記各水栓の圧力は変
化し、流出する水量も変化する。
この問題を解決すべく、従来から、ポンプ吐出側に定
圧弁を備えて水栓側水圧を一定に保ち、流量変動に対し
て水栓側圧力を一定に保つ工夫がなされている。特に、
大水量を流すような定圧弁は、第7図に示すごとく、弁
箱2の中央にピストン室21を設け、さらにこのピストン
室21内とポンプ27(第8図)の吸込側とを連通管22で接
続した負圧室23と、負圧室23の大気側にダイヤフラム10
を介しカバー24とを設けて、カバー24のなかに押しバネ
12を備える構成が実際に採用されている。つまり、押し
バネ12の押力とポンプ負圧力、および弁体5に加わる流
体力とのバランスによってピストン25を摺動させ、これ
にしたがって弁体5の開放面積を変化させることがおこ
なわれている。そして、第8図に示すように、共通ベー
ス26上にポンプ27を2機備え、交互もしくは並列運転し
て受水槽28から水栓29に水を供給する給水ラインにあっ
ては、ポンプ27と合流管30との間にそれぞれ2個の弁装
置100を付設するのが一般的であった。
しかしながら、前記した従来技術にあっては、ポンプ
27を複数機備えてこれを交互もしくは並列運転する場
合、ポンプ27と同数の弁装置100が必要となり、設備費
がかさむばかりでなく、その据付工事にも多くの手間ひ
まを必要とする。
また、前記した従来技術にあっては、弁体5の開放面
積を変化させるのにポンプ27の吸込側と接続する必要が
あり、弁装置100の構造が複雑となることは否めなかっ
た。
これに加えて、給水設備の長期使用に際し、弁装置10
0のピストン25が摩耗すると、前記弁装置100内の水がポ
ンプ27の吸込側に逆流し、当該ポンプ27の吸込圧と吐出
圧とのバランスがくずれて大きな異常振動をおこすなど
の不具合を生じる。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の第1の目的は、ポンプを複数機備えてこれを
交互もしくは並列運転する場合に用いて特に好適な弁装
置、すなわちポンプを複数機備えた場合、そのポンプの
数に関係なく、合流管の下流側に1個据え付けて、設備
費の低減化と据付工事の簡単化とをはかり、経済的であ
り、しかも高性能、すなわち、流体を最大に供給する場
合の抵抗が大幅に軽減されるばかりでなく、流体の流量
変化に影響されることなく、一定の圧力で所定の流量を
供給することができ、また弁体の開放面積を変化させる
のにポンプ吸込側と接続する必要がなく、構造が簡単
で、さらに弁体の摩耗が少なく、弁装置の長期使用に際
し、弁体が摩耗しても、弁装置内の流体がポンプ吸込側
に逆流して異常振動を起こすことがなく、加えて弁箱へ
の弁体の装着を容易におこなうことのできる、改良され
た弁装置を提供することにある。
本発明の第2の目的は、前記第1の目的に加えて、さ
らに、弁体上下動ストローク時の動きを規制して、その
偏りをなくすことにより、摩耗による弁体の損傷を少な
くして当該弁体を安定的に動作せしめることのできる弁
装置を提供することにある。
本発明の第3の目的は、前記第1または第2の目的に
加えて、さらに、通水路を通過する流体に乱流を生じる
ことなく、弁箱全体としての流体振動の低減化をはかる
ことのできる弁装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
前記第1の目的は、流体入口およおび出口を有し、流
体通過量が少量時には、弁体の開放面積を小さくし、多
量通過時には、弁体の開放面積を大きくして、流体の流
量変化に対し、弁体の下流側圧力である二次側圧力を一
定に保つ弁装置であって、前記弁体および弁体支持用弁
座とを複座構成とし、かつ前記弁体の弁摺動方向のスト
ロークを、複座構成とした弁体のうち、その一方の弁摺
動ガイドを兼ねた弁体と、弁箱の壁部に孔を設けて嵌入
した弁案内ガイドとの2点支持とし、さらに前記弁箱壁
部と一定空間を存してダイヤフラムを取り付け、当該ダ
イヤフラムの背部に押しバネを装着するとともに、前記
ダイヤフラムと弁体とを一体に接続する一方、前記弁箱
壁部に、弁箱内を通過する流体の流量が減少するにした
がい、ダイヤフラムに加わる押力を増加させる導圧孔を
設け、さらに前記弁体を収納するために弁箱の下壁に設
けた孔の外径を以下のφD,φdu,φdB,φdGよりも大径と
して、複座構成とした上弁座および下弁座の内径φD
と、上弁体の外径φduと、下弁体の外径φdBと、弁箱上
壁に孔を設けて嵌入した弁案内ガイドの外径φdGとを、
φdB>φD>φdu>φdGとすることによって達成され
る。
前記第2の目的は、前記第1の構成に加えて、さら
に、弁摺動ガイドを兼ねた弁体は、当該弁体の板面に、
その弁体外径と同一径のリブを有する構成とすることに
よって達成される。
前記第3の目的は、前記第1または第2の構成に加え
て、さらに、反ダイヤフラム側弁箱下壁の孔に取り付け
た密閉蓋と、前記反ダイヤフラム側弁箱下壁の水路側当
接面とを同一平面とすることによって達成される。
〔作用〕
以上の構成において、弁装置は、後述の実施例に示す
ごとく、ポンプの数に関係なく、ポンプの下流側に1台
据え付けられるものであり、弁装置内を流体が流れてい
る状況下において、流体が少量通過時から多量通過時に
至る過程をみれば、流体が少量通過時には、弁体の開放
面積を小さくし、多量通過時には、弁体の開放面積を大
きくして、流体の流量変動に対し、弁対の下流側圧力で
ある二次側圧力を一定に保つものであって、弁体および
弁座の組合せを複座構成としたことから、複座構成とし
た分、単座構成に比べて弁体の開放面積を大きくし、流
体を最大に供給する場合の抵抗が大幅に軽減されるばか
りでなく、弁箱壁部には、弁箱内を通過する流体の流量
が減少するにしたがってダイヤフラムに加わる押力を増
加させる導圧孔を設けたことにより、流体の吐出流量の
みで弁体の開放面積を自動的に調整することができ、こ
れにより、流体の流量変化に影響されることなく、一定
の圧力で所定の流量を供給することができ、加えて、前
記記載から明らかなように、流体の流量調整は、当該流
体の吐出流量のみで可能であり、弁体の開放面積を変化
させるのにポンプの吸込側と接続する必要がなく、その
分、構造が簡単となる。また、弁摺動ガイドを兼ねた弁
体と、弁箱上壁に設けた弁案内ガイドとの2点支持によ
り、弁体上下動ストローク時の動きを規制して、その偏
りをなくすことにより、摩耗による弁体の損傷を少なく
して当該弁体を安定的に動作せしめるとともに、弁装置
の長期使用に際し、弁体が摩耗しても、弁装置内の流体
がポンプ吸込側に逆流して異常振動を起こすことがな
い。さらに、弁体を収納するために弁箱の下壁に設けた
孔の外径をφD,φdu,φdB,φdGよりも大径として、複座
構成とした上弁座および下弁座の内径φDと、上弁体の
外径φduと、下弁体の外径φdBと、弁箱上壁に孔を設け
て嵌入した弁案内ガイドの外径φdGとを、φdB>φD>
φdu>φdGとしたことにより、弁箱内への弁体の装着
は、弁箱の下壁に設けた底孔を介して、弁箱の下方から
容易におこなうことができる。
また、前記に加えて、弁摺動ガイドを兼ねた弁体は、
当該弁体の板面に、その弁体外径と同一径のリブを有す
ることにより、前記弁体は、そのリブをガイドとして摺
動するため、先の弁体上下動ストローク時の動作規制を
より実効あるものとすることができる。
またさらに、前記に加えて、反ダイヤフラム側弁箱下
壁の孔に取り付けた密閉蓋と、前記反ダイヤフラム側弁
箱下壁の水路側当接面とを同一平面として、流体通過障
害物をなくすことにより、通水路を通過する流体に乱流
を生じることなく、弁箱全体としての流体振動の低減化
をはかることができる。
〔実施例〕
以下、本発明を、第1図〜第5図の一実施例にもとづ
いて説明すると、第1図は弁体5が開放状態にある弁装
置100の全体構成を示す縦断面図、第2図は弁体5が閉
鎖状態にある弁装置100の全体構成を示す縦断面図、第
3図は第1図および第2図に符号2で示す弁箱の外観斜
視図、第4図は同じく第1図および第2図に符号5で示
す弁体と付属部品の外観斜視図、第5図は第1図および
第2図に符号100で総称する弁装置を組み込んだポンプ
給水ラインの全体系統説明図であり、第1図〜第5図に
おいて、第7図および第8図に示す従来例と同一符号は
同一部分を示す。
また、第6図は定圧弁有りと無しの場合のポンプ流量
−圧力特性線図である。
弁装置100の全体構成を示す第1図および第2図にお
いて、弁ベース1上に固着された第3図に示すごとき外
観形状を有する弁箱2内には、弁座3を構成する上弁座
3aと下弁座3bとが同一内径φDで形成されている。そし
て、前記各弁座3aおよび3bに対し、弁棒4を有する弁体
5は、外形φduを有するスリーブ形状の上弁体5aと、外
径φdBの下弁体5bとで構成されている。上弁体5aの上部
には、第4図に明示するリブ6が、等間隔で、4個所
に、上弁体5aの外径φduと同一径で設けられているもの
で、上弁座3aと上弁体5aのスリーブ面およびリブ6を弁
摺動時の案内ガイドとしている。また、もう一方の弁摺
動ガイドとして、弁箱上壁2aの中央部に穿設した孔内に
は、前記上弁体5aの外径φduより小さい径の弁案内ガイ
ド7が、外径φdGで嵌入しており、前記2個所、すなわ
ち弁箱2aの中央部に穿設した孔と案内ガイド部7間、さ
らには上弁体5aのスリーブ面およびリブ6と上弁座3a間
をガイドとして弁体5が摺動し、弁体上下動ストローク
時の動きを規制して、その偏りをなくすことにより、摩
耗による弁体5の損傷を少なくして当該弁体5を安定的
に動作せしめるとともに、弁装置の長期使用に際し、弁
体5が摩耗しても、弁装置内の流体がポンプ吸込側に逆
流して異常振動を起こすことがない。なお、本発明にお
いては、後述する孔15、すなわち弁体5を収納するため
に弁箱2の下壁2bに設けた孔15の外径を先のφD,φdu,
φdB、さらには弁案内ガイド7の外径φdGよりも大径と
して、上弁座3aおよび下弁座3bの内径φDと、上弁体5a
の外径φduと、下弁体5bの外径φdBと、弁案内ガイド7
の外径φdGとを、φdB>φD>φdu>φdG>の寸法関係
としてあるため、弁箱2内への弁体5の装着は、後述の
ごとく、弁箱5の下壁2bに設けた底孔15を介して、弁箱
2の下方から容易におこなうことができる。
弁箱上壁2aの上部には、ダイヤフラム受け8とダイヤ
フラム押え9とにはさまれた状態で、弁棒4に固着され
たダイヤフラム10が設けられており、また弁箱上壁2aの
一部には、後述する第5図の水栓29からの供給水量が減
少するにしたがい、ダイヤフラム10に加わる押力を増加
させる導圧孔11が設けられてる。ダイヤフラム10の上部
には押しバネ12が設けられており、また前記ダイヤフラ
ム受け8〜押しバネ12を覆い、かつ押しバネ12の押力調
整ねじ13を螺着するカバー14が、ダイヤフラム10を介し
て弁箱2に水密に固着されている。
一方、弁箱2の下壁2bには、弁体5を収納するための
孔15が設けられており、この孔15を介して弁箱1の下方
から弁体5を装着後、密閉蓋16が、弁箱2にOリング17
を介して固着され、弁箱2内の下部通水路18を形成して
いるもので、弁箱2の反ダイヤフラム側下壁2bと密閉蓋
16との水路側当接面を同一平面として、流体通過障害物
をなくすことにより、通水路18を通過する流体に乱流を
生じることなく、弁箱2全体としての流体振動の低減化
をはかる工夫がなされている。
図中、19は弁箱2の流体入口および出口に対しパッキ
ング20を介して固着されたフランジで、フランジ19に
は、第5図に示す合流管30が接続されている。
しかして、以上のように構成された弁装置100は、第
5図に示すように、ポンプ27の吐出側に接続された合流
管30の途中に設置され、ポンプ27の吐出水量が多い時に
は、押しバネ12によって弁体5に付加される動圧力が、
ダイヤフラム10が受ける流体からの押力より大きくな
り、第1図に示すように、弁体5は下方に摺動して最大
の開放面積を得る。また、第5図に示す水栓29からの供
給水量が減少するにしたがい、弁箱上壁2aの一部に設け
た導圧孔11を介してダイヤフラム10に加わる押力が大き
くなり、弁棒4,ダイヤフラム受け8,ダイヤフラム押え9
を介してダイヤフラム5に固着されている弁体5が、押
しバネ12に抗して上昇し、弁体5の開放面積が小さくな
り、或る点(第6図のa点)に至ると、第2図に示すよ
うに、上弁体5aおよび下弁体5bが完全に閉鎖してポンプ
27の停止圧に達する。
〔発明の効果〕
以上のように弁装置は、ポンプの数に関係なく、ポン
プの下流側に1台据え付けられるものであり、弁装置内
を流体が流れている状況下において、流体が少量通過時
から多量通過時に至る過程をみれば、流体が少量通過時
には、弁体の開放面積を小さくし、多量通過時には、弁
体の開放面積を大きくして、流体の流量変動に対し、弁
体の下流側圧力である二次側圧力を一定に保つものであ
って、弁体および弁座の組合せを複座構成としたことか
ら、複座構成とした分、単座構成に比べて弁体の開放面
積を大きくし、流体を最大に供給する場合の抵抗が大幅
に軽減されるばかりでなく、弁箱壁部には、弁箱内を通
過する流体の流量が減少するにしたがってダイヤフラム
に加わる押力を増加させる導圧孔を設けたことにより、
流体の吐出流量のみで弁体の開放面積を自動的に調整す
ることができ、これにより、流体の流量変化に影響され
ることなく、一定の圧力で所定の流量を供給することが
でき、加えて、前記記載から明らかなように、流体の流
量調整は、当該流体の吐出流量のみで可能であり、弁体
の開放面積を変化させるのにポンプの吸込側と接続する
必要がなく、その分、構造が簡単となる。また、弁摺動
ガイドを兼ねた弁体と、弁箱上壁に設けた弁案内ガイド
との2点支持により、弁体上下動ストローク時の動きを
規制して、その偏りをなくすことにより、摩耗による弁
体の損傷を少なくして当該弁体を安定的に動作せしめる
とともに、弁装置の長期使用に際し、弁体が摩耗して
も、弁装置内の流体がポンプ吸込側に逆流して異常振動
を起こすことがない。さらに、弁体を収納するために弁
箱の下壁に設けた孔の外径をφD,φdu,φdB,φdGよりも
大径として、複座構成とした上弁座および下弁座の内径
φDと、上弁体の外径φduと、下弁体の外径φdBと、弁
箱上壁に孔を設けて嵌入した弁案内ガイドの外径φdG
を、φdB>φD>φdu>φdGとしたことにより、弁箱内
への弁体の装着は、弁箱の下壁に設けた底孔を介して、
弁箱の下方から容易におこなうことができる。
また、前記に加えて、弁摺動ガイドを兼ねた弁体は、
当該弁体の板面に、その弁体外径と同一径のリブを有す
ることにより、前記弁体は、そのリブをガイドとして摺
動するため、先の弁体上下動ストローク時の動作規制を
より実効あるものとすることができる。
またさらに、前記に加えて、反ダイヤフラム側弁箱下
壁の孔に取り付けた密閉蓋と、前記反ダイヤフラム側弁
箱下壁の水路側当接面とを同一平面として、流体通過障
害物をなくすことにより、通水路を通過する流体に乱流
を生じることなく、弁箱全体としての流体振動の低減化
をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図は本発明に係る弁装置の一実施例を示
し、第1図は弁体5が開放状態にある場合の全体構成を
示す縦断面図、第2図は弁体5が閉鎖状態にある場合の
全体構成を示す縦断面図、第3図は第1図および第2図
に符号2で示す弁箱の外観斜視図、第4図は同じく第1
図および第2図に符号5で示す弁体と付属部品の外観斜
視図、第5図は第1図および第2図に符号100で総称す
る弁装置を組み込んだポンプ給水ラインの全体系統説明
図、第6図は定圧弁有りと無しの場合のポンプ流量−圧
力特性線図、第7図は従来形弁装置100の全体構成を示
す縦断面図、第8図は第7図に示す従来形弁装置100を
組み込んだポンプ給水ラインの全体系統説明図である。 100……弁装置、2……弁箱、2a……弁箱上壁、2b……
弁箱下壁、3……弁座(3a……上弁座、3b……下弁
座)、4……弁棒、5……弁体(5a……上弁体、5b……
下弁体)、6……リブ、7……弁案内ガイド、10……ダ
イヤフラム、11……導圧孔、12……押しバネ、16……密
閉蓋、18……下部通水路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 剣持 数明 神奈川県茅ケ崎市南湖1丁目10番26号 株式会社東京暖冷器製作所茅ケ崎工場内 (56)参考文献 特開 昭52−62728(JP,A) 実開 昭52−137325(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05D 16/06

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流体入口およおび出口を有し、流体通過量
    が少量時には、弁体の開放面積を小さくし、多量通過時
    には、弁体の開放面積を大きくして、流体の流量変化に
    対し、弁体の下流側圧力である二次側圧力を一定に保つ
    弁装置であって、 前記弁体および弁体支持用弁座とを複座構成とし、かつ
    前記弁体の弁摺動方向のストロークを、複座構成とした
    弁体のうち、その一方の弁摺動ガイドを兼ねた弁体と、
    弁箱の壁部に孔を設けて嵌入した弁案内ガイドとの2点
    支持とし、さらに前記弁箱壁部と一定空間を存してダイ
    ヤフラムを取り付け、当該ダイヤフラムの背部に押しバ
    ネを装着するとともに、前記ダイヤフラムと弁体とを一
    体に接続する一方、前記弁箱壁部に、弁箱内を通過する
    流体の流量が減少するにしたがい、ダイヤフラムに加わ
    る押力を増加させる導圧孔を設け、さらに前記弁体を収
    納するために弁箱の下壁に設けた孔の外径を以下のφD,
    φdu,φdB,φdGよりも大径として、複座構成とした上弁
    座および下弁座の内径φDと、上弁体の外径φduと、下
    弁体の外径φdBと、弁箱上壁に孔を設けて嵌入した弁案
    内ガイドの外径φdGとを、φdB>φD>φdu>φdGとし
    たことを特徴とする弁装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、弁摺動ガイドを兼ねた
    弁体は、当該弁体の板面に、その弁体外径と同一径のリ
    ブを有する弁装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2において、反ダイヤフラ
    ム側弁箱下壁の孔に取り付けた密閉蓋と、前記反ダイヤ
    フラム側弁箱下壁の水路側当接面とを同一平面とした弁
    装置。
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