JP2948762B2 - チャタリング防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば水道管に
介設した逆止弁に付設のダッシュポットに付設するチャ
タリング防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水道管などにおいて、送水中に、停電等
の不測の事故によりポンプが急停止すると、ポンプ出口
側の圧力が急低下し、管中の水は徐々に吸入側に向かっ
て逆流を始める。この逆流を防止してポンプなどの損傷
を防止するため、ポンプの出口側には逆止弁が介設され
ている。

【０００３】この逆止弁Ｖの一例を、図１乃至図３を参
照して説明すると、弁箱１内に、副弁座２ａを有する弁
体２を軸３を介して揺動自在に設けたものであり、ポン
プが正常に運転されて、図２矢印のごとく水が流れてい
る状態では、その流れによって、同図鎖線のごとく弁体
２及び副弁体２ａが揺動して開放し、ポンプが急停止し
て流れが停まると、弁体２が自重により先に弁座５に当
接し、その後、副弁体２ａが弁座５ａに当接して閉弁す
る。大型弁では、図示鎖線のごとく、副弁体２ａに閉弁
用カウンターウエイト４を設ける場合がある。この閉弁
時、副弁体２ａが副弁座５ａに急激に当接すると、いわ
ゆるウォーターハンマー現象が生じる。このウォーター
ハンマー現象は、管、弁Ｖ、その他の装置の損傷を招く
恐れがある。

【０００４】このため、近年、そのウォーターハンマー
現象を防止すべく、逆止弁Ｖにダッシュポットを取付け
るようになっている。そのダッシュポットＤの一例とし
て、特公昭６４−４０７０号公報に記載され、図８、９
に示すものがある。このダッシュポットＤはシリンダ４
０内にピストン４１を設け、このピストン４１を軸３に
リンク４２を介して連結し、弁体１の揺動に従ってピス
トン４１を動かし、このピストン４１の動きによって、
シリンダ４０内に充填したオイル（油）を管４３を介し
てピストン４１の両側に交互に移動させるものであり、
そのオイル移動時の抵抗によって副弁体２ａが副弁座５
ａに急激に当接するのを緩らげる。図中、４４は流通抵
抗を調整するニードル弁である。

【０００５】このダッシュポットＤの作用において、上
記流通抵抗が大きいと弁体２が弁座５にスムースに当接
せずに時間がかかり、いわゆるチャタリングが生じる。
一方、流通抵抗が小さいと、十分な緩閉作用を行い得な
い。

【０００６】このため、上記公告公報には、上記チャタ
リングを防止する技術が示されている。この技術は、図
８、９に示すように、ダッシュポットＤのシリンダ４０
外面にチャタリング防止装置Ａを設けたものであり、こ
の装置Ａは、ケーシング４５内にピストン４６を設け、
副弁体２ａが副弁座５ａに当接する手前において、ダッ
シュポットＤのピストン４１によって装置Ａのピストン
４６を同図鎖線のごとく押し下げて、ピストン４６内の
孔４７とケーシング４５の孔４８を連通させ、その孔４
７、４８を介してシリンダ４０内のオイルを管４９を介
してシリンダ４０内上部に流し、ダッシュポットＤの緩
閉作用を弛めて、副弁体２ａを副弁座５ａにスムースに
当接させる。図中、５０はピストン４６を復帰させるば
ねである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記公告公報記載のチ
ャタリング装置Ａは、ダッシュポットＤのシリンダ４０
の下部外面に取付けている。このため、寸法的に大とな
り、据え付け時には、その部分の余分なスペースが必要
となる。また、外部に露出するため、調整、点検などの
いわゆるメンテナンスも度々に必要であり、それゆえ、
そのメンテナンスが容易な方向に取り付ける必要があ
る。さらに、外部に取付けてあるため、オイル漏れを起
こさないように、特にシールには配慮する必要がある。
また、シリンダ４０上部へオイルを送り返す管４９が必
要であり、その配管におけるオイルの外部漏れを防ぐ必
要があるうえに、当然に、その配管スペースを必要と
し、全体のスペースも大となる。

【０００８】この発明は、外形寸法が大とならず、オイ
ルの外部漏れなどの危険性が無いものとすることを課題
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、弁箱内に弁体を軸を介し揺動自在に
設けて、その弁体の揺動により弁体を弁座に接離して弁
開閉を行う前述の逆止弁において、前記弁箱外面に取付
けられるダッシュポットのシリンダ内のピストンに、前
記弁体が弁座に当接する手前で開放して前記ピストン両
側を連通させるチャタリング防止弁を設けた構成とした
のである（請求項１）。

【００１０】このようにすれば、逆止弁の弁体が弁座に
当接する手前からは、チャタリング防止弁の開放によ
り、ダッシュポットの緩閉作用が弛められ、弁体は弁座
にスムースに当接して、チャタリングが生じることがな
い。また、ダッシュポットのシリンダ内にチャタリング
防止弁があるため、故障しにくく、オイル漏れを危惧す
る必要もなく、さらに、ダッシュポット自体の大きさも
何ら変わることがない。

【００１１】上記チャタリング防止弁は、上記ピストン
に、そのピストンが上記逆止弁の弁閉止に向かう側に突
出するプランジャーを出没自在に設け、さらに、ピスト
ンには、前記プランジャーを突出方向に付勢するばねを
設けるとともに、ピストンの両側面に前記プランジャー
の摺動面を介して連通する孔を形成し、常時、プランジ
ャーは、前記ばねによって突出して前記孔を遮断し、上
記弁体が弁座に当接する手前で、上記シリンダの前壁に
当接し、それ以上のピストンの移動によってばねに抗し
てピストン内に押し込まれて前記孔を開放するものであ
る構成とし得る（請求項２）。

【００１２】このようにすれば、ダッシュポットのピス
トンによってチャタリング防止弁が操作され、ピストン
自身で自己の動きを制御して、チャタリングを防止す
る。

【００１３】上記両発明において、上記ピストン内に上
記ばねの収納スペースを形成し、この収納スペースを、
上記プランジャーに形成した孔により、そのプランジャ
ーが突出するピストン側面側と連通した構成とし得る
（請求項３）。

【００１４】このようにすれば、プランジャーの軸方向
の両端にオイルが等圧に印加することとなり、プランジ
ャーが上記前壁との当接以外に妄りに動くことがなくな
る。

【００１５】また、上記チャタリング防止弁は、上記ピ
ストンとは別体で、前記ピストンのその両側面に貫通す
る孔にねじ込まれるケーシングに、上記プランジャー、
ばね、連通孔、収納スペースを設けた構成とし得る（請
求項４）。

【００１６】このようにすれば、既存のダッシュポット
のピストンに貫通孔を形成し、その孔に当該チャタリン
グ防止弁をねじ込めば、既存のダッシュポットにおいて
も、チャタリング防止作用をなし得るものとなる。

【００１７】

【発明の実施の形態】まず、逆止弁Ｖについて、図１乃
至図３に基づいて説明すると、前述のように、弁箱１内
に、弁体２が軸３を介して揺動自在に設けられ、この弁
体２に副弁座５ａが形成されており、その副弁座５ａに
軸３に揺動自在の副弁体２ａが接離する。この副弁座５
ａに後述のダッシュポットＤの連結ロッド２０の下端が
連結されている。このため、ポンプが正常に動いて、図
２矢印のごとく水が流れれば、その流れによって、弁体
２と副弁体２ａは、連結ロッド２０を押し上げて、同図
鎖線のごとく共に上昇する。流れがあるかぎり、この状
態が維持される。

【００１８】この状態において、ポンプが急停止して流
れが停まると、弁体２は、自重及びカウンターウエイト
４により下方に揺動して弁座５に当接する。一方、副弁
体２ａは、ダッシュポットＤによる制動力が働くため、
徐々に下方に揺動し、副弁座５ａに当接する。この動作
によって、弁座５は２段階に徐々に閉じられ、ウォータ
ーハンマーが防止される。副弁体２ａ、副弁座５ａの数
は任意であり、又、それらを全て設けずに、連結ロッド
２０を弁体２に連結することもできる。図中、６は逆止
弁Ｖの前後を接続するバイパス弁６ａ付のバイパス管で
ある。

【００１９】ダッシュポットＤは、図１乃至図３に示す
ように弁箱１の上面にスタンド２１をボルト止めし、そ
のスタンド２１の上にシリンダ２２を設けたものであ
る。図４にその詳細を示し、そのスタンド２１を通り上
記連結ロッド２０がフランジカップリング２３ａ、軸受
２３ｂを介してシリンダ２２内に至っている。シリンダ
２２は、前蓋（壁）２２ａ、中筒２２ｂ、有底筒２２ｃ
の三部品からなり、それらをボルト止めしてスタンド２
１に設けられており、オイルがほぼ満タンに充填されて
いる。

【００２０】シリンダ２２内に入った連結ロッド２０に
はピストン２４が設けられており、連結ロッド２０の昇
降、すなわち副弁体２ａの揺動に従って、ピストン２４
がシリンダ２２内を移動する。ピストン２４によって区
画されたシリンダ２２内の上下室は、ゴムホース２５に
よって連通されており、ピストン２４の移動につれ、こ
のホース２５を通して、シリンダ２２の上下室のオイル
が相互に出入りする。このオイルの流通抵抗をアングル
型ニードル弁２６の開放度の調整によって調節する。シ
リンダ２２の中筒２２ｂ上部内面には下方に向って徐々
に浅くなる角溝２７がその周囲適宜な間隔に形成されて
おり、後述の副弁体２ａの閉じ始め時、この溝２７を介
してもオイルが下室から上室に通り抜けて、副弁体２ａ
の閉止時の初期動作をスムースにする。

【００２１】上記ピストン２４には逆止弁２８及びチャ
タリング防止弁３０が設けられている。逆止弁２８は、
貫通孔２９内にボール２８ａ及びばね２８ｂを入れ、ば
ね押え２８ｃをねじ込んだものであり、ピストン２４が
上昇する際、オイル圧によってボール２８ａを下動して
貫通孔２９を開放し、その貫通孔２９を介して上室のオ
イルを下室に導びき、ゴムホース２５によるオイルの移
動を助けて、弁体２、副弁体２ａの上方への揺動を円滑
にする。

【００２２】チャタリング防止弁３０は、その詳細図を
図５、６に示し、円柱状のケーシング３１に２段径の貫
通孔３２を形成し、その孔３２にプランジャー３３を摺
動自在に挿入し、ばね３４によってそのプランジャー３
３を下方に付勢し、ばね３４はばね押え３５で抜け止め
したものである。

【００２３】ケーシング３１及びプランジャー３３には
透孔３６ａ、３６ｂが形成されており、プランジャー３
３がばね３４に押されて下降している際（図５）、その
両孔３６ａ、３６ｂはプランジャー３３の摺動部３３ａ
で遮断され、プランジャー３３がばね３４に抗して上昇
すると（図６）、摺動部３３ａが孔３６ａの開口から離
れ、両孔３６ａ、３６ｂが連通し、この孔３６ａ、３６
ｂを介してピストン２４の両側、すなわちシリンダ２２
の上下室が連通する。

【００２４】この実施形態は以上の構成であり、ポンプ
が正常に動いて、図２矢印のごとく水が流れると、その
流れによって、弁体２と副弁体２ａは連結ロッド２０を
介してピストン２４を押し上げながら、同図鎖線のごと
く共に上昇する。このとき、逆止弁２８は開放しオイル
を通過させて、その動作を助ける。

【００２５】一方、チャタリング防止弁３０は、孔３６
ｂを介してばね３４のある貫通孔３２（ばね室３４ａ）
に入り、プランジャー３３の上下端面のオイル圧が同じ
となり、すなわち等圧となり、プランジャー３３は妄り
には動かない。ポンプが正常に働いて、流れがあるかぎ
り、この状態が維持される。

【００２６】つぎに、何らかの事情によりポンプが停止
すると、まず、弁体２は自重及びカウンターウエイト４
によって下方に揺動し、副弁座５ａが開いている状態で
弁座５に当接して、ウォーターハンマーを防止する。一
方、副弁体２ａは連結ロッド２０によってダッシュポッ
トＤのピストン２４に連結されているため、そのピスト
ン２４の下降に基づく、シリンダ２２内のオイルの流
れ、すなわち、下室から上室へのホース２５及び角溝２
７を介してのオイル置換に基づく抵抗力に制御されなが
ら、徐々に下方に揺動する。

【００２７】すなわち、ダッシュポットＤのピストン２
４の位置が最上部より降下しはじめ、ピストン２４は下
方へ移動する。このとき、ピストン２４の下方側にある
オイルは、ニードル弁２６を通ってピストン２４上部へ
戻るものと、角溝２７を通ってピストン２４上部へ戻る
ものとの２ルートがあり、この２ルートの合計のオイル
量がピストン２４の下降速度となる。ここでニードル弁
２６から戻る量は（圧力同じなら）一定であるが、角溝
２７の深さは副弁体２ａが全閉位置に近付くほど浅くな
るから、角溝２７から戻る量はだんだんと少なくなり、
降下速度は始めは早いがだんだん遅くなるいわゆる緩閉
となる。さらに降下して、角溝２７がなくなると、角溝
２７からの戻りがなく、ニードル弁２６のみとなるか
ら、さらにゆっくりとした一定速度となる。このため、
角溝２７の大きさや長さは、使用条件などにより決定す
る。ニードル弁２６の開度も使用条件に合わして調整す
る。

【００２８】そして、副弁体２ａが副弁座５ａの手前、
例えば全閉５度手前（垂直に対し、副弁体２ａが５度の
傾斜状態）になると、プランジャー３３がシリンダ２２
の前蓋２２ａに当接し、さらにピストン２４の下降によ
って、図６に示すように、プランジャー３３がピストン
２４に対し上昇して孔３６ａ、３６ｂが連通し、この孔
３６ａ、３６ｂを介してオイルが図示鎖線矢印のごとく
シリンダ２２の下室から上室に流れ出る。すなわち、オ
イルはダッシュポットＤ本来の緩閉作用の流出とこのチ
ャタリング防止弁３０の流出の両方を行うこととなる。
このため、ピストン２４はスムースに下降し、副弁体２
ａは副弁座５ａにスムースに当接して、逆止弁Ｖが閉じ
る。すなわち、チャタリング現象が生じることなく、閉
弁する。

【００２９】再び、ポンプが働いて、流れが生じれば、
前述の作用により、その流れによって、弁体２、２ａは
上方に押されて図２鎖線の状態となる。このとき、ピス
トン２４も連結ロッド２０を介して共に上昇し、その動
作につれて、プランジャー３３は前蓋２２ａから離れ
て、図５の状態となる。この開弁時、弁体２及び副弁体
２ａは、一般的には、流勢で軽く開くことが求められ、
ニードル弁２６と角溝２７からのオイルの戻り量は閉止
時とは逆にだんだんと増えるようになり、さらに、これ
とは別に、逆止弁２８が開放してピストン２４上部への
オイルの戻りを助長する。この逆止弁２８からの戻り量
は比較的大きいので、弁体２、２ａは軽くはやく開くこ
とになり、その要求を満たす。

【００３０】図７には、チャタリング防止弁３０の別の
実施形態を示し、この実施形態は、ケーシング３１をな
くし、ピストン２４内にばね３４、プランジャー３３等
を組み込んだものであり、プランジャー３３はプレート
３７によって抜け止めされる。また、貫通孔３６はピス
トン２４の孔３６ａとプレート３７の孔３６ｂ’で形成
され、ばね室３４ａ内へは前述のプランジャー３３の孔
３６ｂを介してオイルが送り込まれる。

【００３１】したがって、図７に示すように、弁体２、
２ａの開放時（上方への揺動時）、ばね３４によってプ
ランジャー３３は押し下げられて、その頭部３３ａで３
６ａ、３６ｂ’は遮断されている。そして、副弁体２ａ
が閉じる時（下方への揺動時）、副弁体２ａが副弁座５
ａに当接する手前において、前記実施形態と同様に、ピ
ストン２４の下降にしたがい、プランジャー３３がシリ
ンダ２２の前蓋２２ａに当接してピストン２４に対し鎖
線のごとく上動し、孔３６ａと３６ｂ’が連通して、シ
リンダ２２の下室から上室へオイルが送られ、チャタリ
ングが防止される。

【００３２】なお、実施形態ではピストン２４のオイル
流通路（孔３６ａ）を２ヵ所としたが、閉止速度を早く
する場合は３ヵ所以上としてもよいし、流通路の内径を
大きくしてもよい。逆に遅くする場合は、１ヵ所とした
り内径を小さくすればよい。また、チャタリング防止弁
３０の作動開度（プランジャー３３が当接する位置）を
変更する場合は、ケーシング３１のねじこみ位置を変更
するとか、またプランジャー３３を突出長さの異なるも
のと入れ替えて対応する。

【００３３】この実施形態のチャタリング防止弁３０
は、図４等に示すダッシュポットＤのピストン２４のみ
ならず、図８で示したダッシュポットＤのピストン４１
等にも採用でき、また、逆止弁Ｖも図示以外のものも採
用し得ることは言うまでもない。

【００３４】

【発明の効果】この発明は以上のように構成し、ダッシ
ュポットのシリンダ内にチャタリング防止弁を設けたの
で、ダッシュポットの外形寸法も大きくならず、チャタ
リング防止弁の付設に基づく、オイルの外部漏れなどの
恐れもない。

【００３５】また、チャタリング防止弁をピストンとは
別体のものとすれば、既存のダッシュポットのピストン
にそのチャタリング防止弁を取付けるだけで、チャタリ
ング防止効果を得ることができる。

【００３６】さらに、チャタリング防止弁のプランジャ
ーの両端にオイルを等圧に印加するようにすれば、プラ
ンジャーが妄りに動かず、動作が安定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ダッシュポット付き逆止弁の一例の分解斜視図

【図２】同逆止弁の要部切断正面図

【図３】同逆止弁の要部切断右側面図

【図４】ダッシュポットの一実施形態の断面図

【図５】図４の要部拡大断面図

【図６】同実施形態の作用説明用要部拡大断面図

【図７】チャタリング防止弁の他の実施形態の要部拡大
断面図

【図８】従来のダッシュポットの断面図

【図９】図８の要部拡大断面図

【符号の説明】

Ａ チャタリング防止装置 Ｄ ダッシュポット Ｖ 逆止弁 １ 逆止弁の弁箱 ２ 逆止弁の弁体 ２ａ 逆止弁の副弁体 ３ 弁体の揺動軸 ４ カウンターウエイト ５ 逆止弁の弁座 ５ａ 逆止弁の副弁座 ２０ 連結ロッド ２２ シリンダ ２２ａ シリンダ前壁（前蓋） ２４ ピストン ２５ ゴムホース ３０ チャタリング防止弁 ３１ ケーシング ３２ 貫通孔 ３３ プランジャー ３４ ばね ３４ａ ばね収納スペース ３６ａ、３６ｂ、３６ｂ’ 孔

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁箱１内に弁体２、２ａを軸３を介し揺
   動自在に設けて、その弁体の揺動により弁体を弁座５、
   ５ａに接離して弁開閉を行う逆止弁において、 上記弁箱１外面に取付けられるダッシュポットＤのシリ
   ンダ２２内のピストン２４に、前記弁体が弁座に当接す
   る手前で開放して前記ピストン２４両側を連通させるチ
   ャタリング防止弁３０を設けたことを特徴とするチャタ
   リング防止装置。
2. 【請求項２】 上記チャタリング防止弁３０が、上記ピ
   ストン２４に、そのピストン２４が上記逆止弁Ｖの弁閉
   止に向かう側に突出するプランジャー３３を出没自在に
   設け、さらに、ピストン２４には、前記プランジャー３
   ３を突出方向に付勢するばね３４を設けるとともに、ピ
   ストン２４の両側面に前記プランジャー３３の摺動面を
   介して連通する孔３６ａ、３６ｂを形成し、常時、プラ
   ンジャー３３は、前記ばね３４によって突出して前記孔
   ３６ａ、３６ｂを遮断し、上記弁体が弁座に当接する手
   前で、上記シリンダ２２の前壁２２ａに当接し、それ以
   上のピストン２４の移動によってばね３４に抗してピス
   トン２４内に押し込まれて前記孔３６ａ、３６ｂを開放
   するものである構成としたことを特徴とする請求項１記
   載のチャタリング防止装置。
3. 【請求項３】 上記ピストン２４内に上記ばね３４の収
   納スペース３４ａを形成し、この収納スペース３４ａ
   を、上記プランジャー３３に形成した孔３６ｂにより、
   そのプランジャー３３が突出するピストン２４側面側に
   連通したことを特徴とする請求項２記載のチャタリング
   防止装置。
4. 【請求項４】 上記チャタリング防止弁３０が、上記ピ
   ストン２４とは別体で、前記ピストン２４のその両側面
   に貫通する孔にねじ込まれるケーシング３１に、上記プ
   ランジャー３３、ばね３４、連通孔３６ａ、３６ｂ、収
   納スペース３４ａを設けたものであることを特徴とする
   請求項２又は３記載のチャタリング防止装置。