JP2997226B2 - パイロット弁 - 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、主に上水道設備
において、水圧作動式の水位調整弁、圧力調整弁、緊急
遮断弁等の動作を制御する圧力感知式パイロット弁に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】水圧作動式の水位調整弁、圧力調整弁、
緊急遮断弁等の主弁として、図９に示すようなものが使
用されている。この主弁は、弁箱５０内の隔壁５１に弁
座５２を形成し、その上方に操作ポート５３を有するシ
リンダ５４を設け、シリンダ５４内に上下動に伴い弁座
５２に接離する弁体５５を挿入し、この弁体５５の中央
部に連通孔５６を設け、連通孔５６に弁箱５０の下方か
ら立ち上がるニードル５７の先端部を挿入した構成とさ
れている。

【０００３】この主弁では、操作ポート５３にパイプ５
８を介してパイロット弁５９を接続し、このパイロット
弁５９によりパイプ５８からの圧力流体の流出量を制御
することにより、シリンダ５４内の圧力を変化させ、弁
体５５を上下させて開閉動作を行う。なお、弁体５５の
下降に伴い、ニードル５７により連通孔５６の開口面積
が２次関数的に小さくなるので、弁体５５の下降速度は
閉止位置付近において緩慢になり、ウォーターハンマー
による事故が防止される。

【０００４】上記のような主弁を、水槽内の水の長期滞
留を防止する２点水位調整弁として使用する際には、主
弁の開閉水位に差を設けるため、図１０に示すようなヒ
ステリシス機能を有するパイロット装置が構成される。
この装置は、重錘６０を移動自在に密封した一対の梃子
６１、６２を揺動可能に上下に配置し、上位梃子６１を
パイロット弁５９に連結すると共に、下位梃子６２の先
端にロッド６３を介してフロート６４を摺動自在に垂下
支持し、上下限水位（ＨＷＬ及びＬＷＬ）において重錘
６０の移動に伴い下位梃子６２及び上位梃子６１を順次
揺動させて、パイロット弁５９を開閉するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなパイロット装置は、パイロット弁の他に梃子やフ
ロートを設置する必要があり、この設置工事に非常に手
間がかかるという問題があった。

【０００６】そこで、この発明は、ヒステリシス機能を
備えた圧力感知式のパイロット弁を提供することを課題
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明に係るパイロット弁は、シリンダ内に下面
に受圧して上下動するピストンを下方に付勢して挿入
し、このピストンから下方に延びる弁棒に、その上下動
に伴い弁座に接離する弁体を設けると共に、弁棒をピス
トンに対し所定範囲内で上下方向にスライド可能とした
のである。

【０００８】このパイロット弁では、圧力低下に伴いピ
ストンが下降しても、弁棒は所定圧力までピストンに追
随せず、開閉動作は行われない。そして、所定圧力に達
すると、弁棒とピストンとが係合し、ピストンの上下動
に伴い弁体が弁座に接離して開閉される。

【０００９】また、ピストンの下方への付勢力及び弁棒
のピストンに対するスライド量を調整可能とすると、開
閉圧をそれぞれ変化させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。なお、このパイロット弁
は、図９に示すような主弁の制御に使用されるものであ
る。

【００１１】図１乃至図６は、第１の実施形態を示す。
このパイロット弁では、図示のように、基体１の上部に
シリンダケース２が取り付けられ、これらにより形成さ
れたシリンダ３内には上下方向にスライドするピストン
４が挿入されている。ピストン４の上方にはコイルばね
５が設けられ、このコイルばね５はシリンダケース２の
上部にねじ込まれた外筒６により包囲されている。外筒
６の上部にはキャップ７が被せられ、キャップ７にねじ
込まれた調節ねじ８の先端がコイルばね５の上面に載置
されたばね押え９に当接してコイルばね５を圧縮し、ピ
ストン４は下方に付勢されている。この付勢力は調節ね
じ８のねじ込み量に応じて変化する。

【００１２】ピストン４とシリンダケース２との間には
ベロフラム（藤倉ゴム（株）商品名）などのダイヤフラ
ム１０が設けられ、ダイヤフラム１０の下側は、ピスト
ン４の下端及びシリンダ３の内壁で囲まれた受圧室１１
となっている。受圧室１１の下方には連通孔１２を介し
て弁室１３が設けられ、連通孔１２の弁室１３側周縁部
は弁座１４となっている。弁室１３には流入ポート１５
が、受圧室１１には受圧ポート１６がそれぞれ連通して
いる。

【００１３】連通孔１２には弁体１７を有する弁棒１８
が貫通しており、弁体１７は弁棒１８の上下動に伴い弁
座１４に接離する。弁棒１８の上端部はピストン４に形
成された上下方向のスライド孔１９に下方から挿入さ
れ、その挿入部にはナット２０がねじ込まれている。ス
ライド孔１９の下端開口縁にはナット２０が係合可能な
フランジ２１が形成され、スライド孔１９の上部には調
節ねじ２２がねじ込まれている。この構成により、弁棒
１８は、上端が調節ねじ２２に当接する位置と、ナット
２０がフランジ２１に係合する位置との間でピストン４
に対して上下方向にスライド可能となっている。

【００１４】上記のようなパイロット弁を、図６に示す
ように、水槽Ｓの２点水位調整に使用するには、流入ポ
ート１５をパイプ５８を介して主弁の操作ポート５３
に、受圧ポート１６を主弁の２次側にそれぞれ接続す
る。

【００１５】このような２点水位調整弁において、い
ま、水槽Ｓの水位がＨＷＬよりも低い初期通水時には、
図１に示すように、２次圧Ｈ₂ （水槽Ｓの水圧）が低
く、コイルばね５による下向きの力が勝って、ピストン
４は下がっている。この状態では、弁体１７が弁座１４
から離れ、１次圧Ｈ₁ （主弁のシリンダ内圧）により、
１次側（流入ポート１５）から弁室１３、連通孔１２及
び受圧室１１を介して２次側（受圧ポート１６）に水が
流れ、主弁が開いて水槽Ｓに給水される。

【００１６】そして、水位の上昇に伴い、２次圧Ｈ₂ が
大きくなり、図２に示すように、ピストン４がコイルば
ね５の付勢力に抗して上昇し、フランジ２１にナット２
０が係合して弁棒１８が引き上げられ、水位がＨＷＬに
達すると、図３に示すように、弁体１７が弁座１４に密
着し、１次側と２次側とが遮断され、主弁が閉じて水槽
Ｓへの給水は停止される。

【００１７】その後、水槽Ｓ内の水が使われて水位が下
がると、図４に示すように、２次圧Ｈ₂ が低下してピス
トン４が下降するが、弁棒１８は所定圧力までピストン
４に追随せず、弁体１７と連通孔１２との断面積の差に
起因する押上力により、弁体１７の弁座１４への密着状
態が維持され、水槽Ｓへの給水は行われない。

【００１８】引き続き水位が低下し、図５に示すよう
に、水位がＬＷＬに達すると、ピストン４の下降に伴い
弁棒１８の上端が調節ねじ２２に当接し、弁棒１８は押
し下げられて弁体１７が弁座１４から離れ、１次側から
２次側へ水が流れ、主弁が開いて水槽Ｓへの給水が再開
される。

【００１９】なお、調節ねじ８を操作してピストン４の
下方への付勢力を調整すると、これに釣り合う２次圧Ｈ
₂ が変化するので、ＨＷＬを任意のレベルに設定するこ
とができる。

【００２０】また、調節ねじ２２を操作して弁棒１８の
ピストン４に対するスライド量を調整すると、ＨＷＬと
ＬＷＬとの差を変化させることができ、ＬＷＬも任意の
レベルに設定することができる。なお、調節ねじ２２を
完全に締め付けて弁棒１８をピストン４に固定すると、
水位は１点に調整される。

【００２１】次に、図７乃び図８に基づいて第２の実施
形態を説明する。ここで、上記第１実施形態との対応部
分には同一の符号を付する。このパイロット弁は、図７
に示すように、受圧室１１と弁室１３とは隔壁２３によ
り仕切られ、流入ポート１５は弁室１３の下面に開口
し、その周縁が弁座１４となっている。また、弁室１３
の側壁には流出ポート２４が設けられている。

【００２２】このパイロット弁を圧力調整用にしようす
る場合には、例えば、図８に示すように、流入ポート１
５を主弁の操作ポート５３に、受圧ポート１６を主弁の
１次側に、流出ポート２４を主弁の２次側にそれぞれ接
続する。

【００２３】このように構成した圧力調整弁では、一次
側圧力が設定値以上に増大した場合に、ピストン４及び
弁棒１８が上昇し、弁体１７が弁座１４から離れて主弁
を開き、設定圧力を保持する。

【００２４】そして、一次側圧力が低下すると、ピスト
ン４は下降するが、弁棒１８は所定圧力までピストン４
に追随せず、弁体１７が弁座１４から離れた状態が維持
されるので、ハンチングが起こらない。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、この発明に係るパイロッ
ト弁は、受圧して上下するピストンに弁体を有する弁棒
を所定範囲内で上下方向にスライド可能に遊嵌し、前記
弁体が弁棒の上下動に伴い弁座に接離するようにしたの
で、開閉圧が異なるヒステリシス機能が得られ、主弁に
直結する簡単な設置作業で２点水位の調整を行うことが
できる。

【００２６】また、ピストンの下方への付勢力及び弁棒
のピストンに対するスライド量を調整可能とすると、開
閉圧をそれぞれ変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るパイロット弁の第１実施形態の
流入状態を示す断面図

【図２】同上のＨＷＬへの移行状態を示す断面図

【図３】同上のＨＷＬ状態を示す断面図

【図４】同上のＬＷＬへの移行状態を示す断面図

【図５】同上のＬＷＬでの流入再開状態を示す断面図

【図６】同上のパイロット弁の接続状態を示す断面図

【図７】この発明に係るパイロット弁の第２実施形態の
開放状態を示す断面図

【図８】同上のパイロット弁の接続状態を示す断面図

【図９】主弁の閉止状態を示す断面図

【図１０】従来のパイロット装置を示す概略図

【符号の説明】

３ シリンダ ４ ピストン １４ 弁座 １７ 弁体 １８ 弁棒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 11/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内に下面に受圧して上下動する
   ピストンを下方に付勢して挿入し、このピストンから下
   方に延びる弁棒に、その上下動に伴い弁座に接離する弁
   体を設けると共に、弁棒をピストンに対し所定範囲内で
   上下方向にスライド可能としたパイロット弁。
2. 【請求項２】 前記ピストンの下方への付勢力を調整可
   能とした請求項１に記載のパイロット弁。
3. 【請求項３】 前記弁棒のピストンに対するスライド量
   を調整可能とした請求項１又は２に記載のパイロット
   弁。