JP3551562B2 - Fountain equipment - Google Patents

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JP3551562B2 JP18228795A JP18228795A JP3551562B2 JP 3551562 B2 JP3551562 B2 JP 3551562B2 JP 18228795 A JP18228795 A JP 18228795A JP 18228795 A JP18228795 A JP 18228795A JP 3551562 B2 JP3551562 B2 JP 3551562B2
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、弁の開度を変化させることにより噴水ノズルへの流量を調整して、噴水の高さを変化させることができるようにした噴水装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の噴水装置は、図9に示すように、ポンプ1の吐出口と入口ヘッダー管2との間を第1供給管3により接続し、この入口ヘッダー管2と噴水ノズル4との間を第2供給管5により接続し、第2供給管5の途中に第1電磁弁6を設けて該第1電磁弁6の上流側から分岐した分岐管7を出口ヘッダー管8に接続し、この分岐管7の途中には第2電磁弁9を設け、出口ヘッダー管8に接続した戻り管10を受水槽11に接続する。そして、噴水ノズル4から水を噴出する場合には、第2電磁弁9を閉じて出口ヘッダー管8への通水を停止した状態で第1電磁弁6を開放し、入口ヘッダー管2から送出された水を噴出ノズル4に供給して噴出させる。一方、噴出を停止する場合には、第1電磁弁6を閉じて噴水ノズル4への通水を停止し、第2電磁弁9を開放して入口ヘッダー管2から送出された水を分岐管7を介して出口ヘッダー管8へ逃して受水槽11に戻す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
電磁弁6,9は、開状態または閉状態に切り替わるだけであって、流量を調整することができない。また、ポンプ1の吐出圧は一定に保たれる。したがって、入口ヘッダー管2から送出される水量Q0 と、第1電磁弁6を通って噴水ノズル4から噴出される水量Q1 と、第2電磁弁9を通って出口ヘッダー管8に戻される水量Q2 とは同じ量である(Q0 =Q1 =Q2 )。
このため、従来の噴水装置は、噴水ノズル4から噴出する水の高さは一定であり、この一定高さに水が出るか、或は止まるかの2つの態様で変化するだけであり、噴水の演出に多様な変化を付けることが困難であり、例えば音楽や照明の変化に同調させて噴水の高さを複雑に変えたりすることは極めて困難であった。
また、電磁弁により水の流れを停止するので、配管系統にウォーターハンマーの現象が生じ易く、配管の接続部分が疲労するなどの問題もあった。
さらに、多数の噴水ノズルを設けて電磁弁の開閉により制御すると、噴水の高さがバラバラになり、調整が難しかった。
また、ポンプをインバーター制御することによりポンプ吐出量を調整可能にした噴水装置が提案されているが、噴水の停止には電磁弁を使用するので、噴水の高さを変化させるにも緩慢な変化であり、速いテンポの音楽に同調させるなど良好な応答性が要求される変化はできなかった。したがって、この噴水装置も十分か演出効果を期待できなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記に鑑み提案されたもので、ポンプの吐出側流路を三方弁の入口に接続し、該三方弁の第1出口を噴水ノズルへの流路に、第2出口を戻り流路側にそれぞれ接続した噴水装置であって、
上記三方弁は、
外周面に、入口と第1出口と第2出口を開設して、内部には、入口に連通した入口側開口と第1出口に連通した第1出口側開口と第2出口に連通した第2出口側開口を内周面に開設した分岐空部を形成したハウジングと、
該ハウジングの分岐空部に回動可能に嵌合され、上記入口側開口を第1領域と第2領域に区画する区画部を外周に形成し、該区画部により区画された第1領域を上記第1出口側開口に連通し、且つ区画部に隣接した流入部分から流出部分に向けて次第に上下寸法が拡大するように形成された第1連通空部、および第2領域を第2出口側開口に連通し、且つ区画部に隣接した流入部分から流出部分に向けて次第に上下寸法が拡大するように形成された第2連通空部を区画部の両側に形成した弁本体と、上記弁本体を回動させる電気的駆動源とからなり、上記弁本体の回動角度により、上記第1領域の面積の増減を制御し、噴水高さを変化させることを特徴とする。
【0005】
そして三方弁の弁本体を回動させる電気的駆動源は、電気的に回動角度制御可能なサーボモータはステッピングモータがあることが好ましい。
【0006】
【作用】
ポンプから圧送された水が三方弁の入口から流入すると、弁本体の回動角度に応じて区画部が入口側開口を第1領域と第2領域とに区画しているので、流入した水は第1領域と第2領域の面積の大きさに応じて分水される。そして、第1領域に分水された水は第1連通空部を通って第1出口から送出され、噴水ノズルから噴出される。一方、第2領域に分水された水は第2連通空部を通って第2出口から戻り流路に戻される。
弁本体を電気的に回転角度を制御可能な駆動源で回動すると、入口側開口を区画する区画部の位置が変化するので、第1領域と第2領域の面積がアナログ的に変化する。しかも、この面積変化は、弁本体の回動角度に比例する。したがって、弁本体の回動角度を調整すると、第1領域に分流される水の量が調整される。このため、噴水ノズルから噴水の高さが弁本体の回動角度に応じて変化する。
【0007】
電気的駆動源としてサーボモータ又はステッピングモータによって弁本体を回動すると、この弁本体の回動角度を電気的に制御することができるので、第1領域の面積の増減を自由に制御することができる。したがって、噴水ノズルから噴出される噴水の高さを電気的に自由に制御することができる。
【0008】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
図1は本発明にかかる噴水装置の第1実施例における流路を示す配管図であり、ポンプ20の吐出側の配管21を入口ヘッダー管22の入口に、吸引側の配管23を受水槽24にそれぞれ接続し、入口ヘッダー管22の出口に接続した供給管25を三方弁26の入口27に接続し、該三方弁26の第1出口28を噴水ノズル29に、第2出口30を配管31を介して出口ヘッダー管32の入口に接続し、出口ヘッダー管32の出口に接続した戻り管33を受水槽24に接続してある。なお、ポンプ20は、定圧、定吐出量タイプである。
【0009】
三方弁26は、図2から図6に示すように、略T字状のハウジング34と該ハウジング34内に回動可能に設けた弁本体35とが主要な部材である。なお、水漏れを防止するシーリングは必要に応じて所定部分に施してある。
【0010】
ハウジング34は、外周面(T字の脚先端に相当する位置)に入口27を開口するとともに、第1出口28と第2出口30を対向する位置(T字の両腕先端に相当する位置)に開口し、内部には円筒形の分岐空部36を形成し、該分岐空部36の内周面に、上記入口27に連通した入口側開口37、第1出口28に連通した第1出口側開口38、第2出口30に連通した第2出口側開口39をそれぞれ周方向に並べて開口し、この分岐空部36内に弁本体35を回動可能に嵌合してから蓋部材40を被せて分岐空部36の上面開口部を閉じてある。そして、蓋部材40の軸孔から外部に突出した弁本体35の軸41に、弁本体35の回動角度を電気的に制御可能に回動する電気的駆動源42としてサーボモータ又はステッピングモータを接続する。
【0011】
弁本体35は、図5に示すように、円柱体の外周面を軸方向に一部だけ残して当該部分を区画部43とし、この区画部43を挟む円柱体の外周面を切り欠くようにして第1連通空部44と第2連通空部45を形成してある。
【0012】
区画部43は、弁本体35をハウジング34の分岐空部36内に嵌合すると入口側開口37に対向し、当該入口側開口37を第1領域46と第2領域47とに区画する部分である。
【0013】
第1連通空部44は、区画部43が入口側開口37を区画している状態で第1領域46と第1出口側開口38との間を連通する空部であり、区画部43に隣接する流入部分から約150度の範囲にわたって扇形に連続しており、また、流入部分から流出部分に向けて次第に上下寸法が拡大するように形成されている。
【0014】
第2連通空部45は、第1連通空部44と左右は異なるが同様の構成および寸法であって、区画部43が入口側開口37を区画している状態で第2領域47と第2出口側開口39との間を連通する空部であり、区画部43に隣接する流入部分から約150度の範囲にわたって扇形に連続しており、流入部分から流出部分に向けて次第に上下寸法が拡大するように形成されている。
【0015】
上記した構成から成る三方弁26の回動角度を電気的に制御可能なサーボモータ又はステッピングモータで回動させ、弁本体35の区画部43が入口側開口37の中央に位置すると、図3および図4に示すように、入口側開口37部が左右対称の長方形なので、この区画部43が入口側開口37部を同じ面積の第1領域46と第2領域47とに等分する。したがって、入口27から流入した水は、区画部43によって第1領域46と第2領域47とに同じ量ずつ分流される。このため、三方弁26に供給される水量Q0 は、第1出口28から流出する水量Q1 と第2出口30から流出する水量Q2 とに等分される(Q0 =Q1 +Q2 、Q1 =Q2 )。
【0016】
弁本体35を図4の状態から、サーボモータ又はステッピングモータで反時計方向に回動して区画部43の位置を変化させると、入口側開口37が左右対称なので、図6(a)に示すように第1領域46の面積が増加した分だけ第2領域47の面積が減少し、また、第1領域46の面積が減少した分だけ第2領域47の面積が増加する。しかも、各領域の面積の増減は、図7に示すように、従来の三方弁よりも弁本体35の回動角度(開度)にほぼ一次比例する。
【0017】
そして、弁本体35をサーボモータ又はステッピングモータで区画部43が入口側開口37の左右開口側縁に重なるまで反時計方向に十分に回動すると、例えば図6(b)に示すように、区画部43を入口側開口37の一方の開口側縁に重なるまで弁本体35を回動すると、第2領域47の面積が零となり、第1領域46の面積が最大となる。したがって、この状態では、入口27から流入した水はすべて第1出口28から流出し、第2出口30からは流出しない(Q0 =Q1 、Q2 =0)。
【0018】
このため、入口27ヘッダー管22から送出される水量のすべてが噴水ノズル29から噴出することとなり、噴水の高さが最高になる。
【0019】
この最高噴水状態から、サーボモータ又はステッピングモータで弁本体35を時計方向に回動して区画部43を移動すると、図6(a)に示すように、第1領域46の面積が弁本体35の回動角度に比例して減少し、第2領域47の面積が第1領域46の面積減少分だけ増加する。したがって、第1出口28から流出する水量が弁本体35の回動角度に比例して減少し、第2出口30から流出する水量が弁本体35の回動角度に比例して増加する。このため、噴水ノズル29から噴出する水の量は弁本体35の回動角度に比例して減少し、噴水の高さも弁本体35の回動角度にほぼ比例して低下する。そして、区画部43が入口側開口37の中央に位置するまで弁本体35をサーボモータ又はステッピングモータで回動すると(図4)、前記したように、入口27から流入する水の半分が第1出口28から流出し、残りの半分が第2出口30から流出することになるので、噴水ノズル29から噴出される水量が最高噴水状態の半分まで減少し、噴水の高さもほぼ半分になる。
なお、第2出口30から流出した水は、配管31を通って一旦出口ヘッダー管32に流入し、その後は戻り管33を通って受水槽24に戻される。
【0020】
そして、弁本体35をサーボモータ又はステッピングモータで更に時計方向に回動して区画部43が入口側開口37の他方の開口側縁に重なるまで回動すると(図6c)、第1領域46の面積が零となり、第2領域47の面積が最大となる。したがって、この状態では入口27から流入した水はすべて第2出口30から流出し、第1出口28からは流出しない(Q0 =Q2 、Q1 =0)。
このため、噴水ノズル29からの噴水が停止され、入口27ヘッダー管22から送出される水量のすべてが出口ヘッダー管32を介して受水槽24に戻される。即ち、噴水の高さが零になる。
【0021】
この様に、上記した噴水装置は、三方弁26の弁本体35を、回動角度を電気的に制御可能なサーボモータ又はステッピングモータで回動することにより噴水の高さを最高から零までの間で自由に変化させることができ、しかも弁本体35の回動角度にほぼ比例して噴水の高さを変えることができる。したがって、弁本体35を回動する電気的駆動源42にサーボモータ、ステッピングモータなどを使用すると、噴水の高さを自由に制御することができる。そして、サーボモータ、ステッピングモータで弁本体35を回動すると、弁本体35が回動した分だけ第1出口28から流出する水量が変化するので、弁本体35を回動してから実際に噴水の高さが変化するまでの所要時間が短く、応答性(レスポンス)が良好である。さらには、第1出口28から流出する水量を零にして噴水を停止する場合にも、第1出口28から流出する水量の減少に応じて第2出口30から流出する水量を増加して、水の流れを急激に停止する必要がないので、ウォーターハンマー現象が殆ど発生しない。
なお、サーボモータやステッピングモータの出力軸と弁本体35の軸41との間には、必要に応じて減速機48を適宜介在させることが、弁本体35の回動角度を高い精度で制御する上からも望ましい。
【0022】
図8に示す噴水装置の第2実施例は、複数の噴水ノズル29a,29b,29c,29d,29eを設けたものであり、ポンプ20の吐出側の配管21を入口ヘッダー管22の入口に、吸引側の配管23を受水槽24にそれぞれ接続し、入口ヘッダー管22には複数の供給管25a,25b,25c,25d,25eの一端を接続し、各供給管25a,25b,25c,25d,25eの他端を三方弁26a,26b,26c,26d,26eの入口に接続する。なお、本実施例では、三方弁26の第1出口28に噴水ノズル29を取り付けて三方弁26と噴水ノズル29を一体化してある。また、各三方弁26の第2出口に一端を接続した配管31a,31b,31c,31d,31eの他端を出口ヘッダー管32に接続し、出口ヘッダー管32の出口に接続した戻り管33を受水槽24に接続してある。そして、各三方弁26に取り付けた電気的駆動源としての回動角度を電気的に制御可能なサーボモータ又はステッピングモータ42a,42b,42c,42d,42eをコンピュータなどから構成された電気的制御装置49に配線50a,50b,50c,50d,50eを介してそれぞれ電気的に接続する。
【0023】
電気的制御装置49は、コンピュータなどから構成されており、予め記憶したプログラムに基づいて、各サーボモータ又はステッピングモータ42a,42b,42c,42d,42eに信号を送って各三方弁26a,26b,26c,26d,26eの弁本体35の回動角度(開度)を個別に制御するものであり、これにより各三方弁26の第1出口と第2出口との分水割合を制御する。
【0024】
したがって、プログラムの内容により、各噴水ノズル29a,29b,29c,29d,29eからの噴水高さを電気的制御装置49によって各サーボモータ又はステッピングモータ42a・・・・42eを自由に制御することができる。例えば、図8に示すように、左端と右端の第1,第5三方弁26a,26eを全開にして噴水高さを最高に制御し、隣りの第2,第4三方弁26b,26dの開度を第1,第5三方弁26a,26eよりも少し小さく設定して噴水高さを約8割に制御し、中央の第3三方弁26cの回動を更に小さく設定して噴水高さを約6割に制御すると、噴水の高さが全体として円弧になるように制御することができる。そして、各三方弁26a,26b,26c,26d,26eの開度を時間の経過と共に変化するようにプログラムすると、各噴水ノズル29a,29b,29c,29d,29eから噴出する噴水の高さを時間と共に様々な態様で変化させることができる。したがって、音楽に同調させたり、或は照明の変化に合わせて噴水高さを変化させることもできる。このため、プログラム次第で多種、多様のウォーターショーも可能である。
【0025】
なお、本実施例においては、入口ヘッダー管22と出口ヘッダー管32に圧力計を有する圧力検出器51a,51bを設けて両ヘッダー管22,32の圧力を圧力制御装置52により監視して、圧力変動が大きい時は戻り管33の途中に設けた電動弁53を作動して圧力調整を行なうように構成してある。したがって、各噴水ノズル29a,29b,29c,29d,29eから噴出する噴水の高さを、予め設定した通りの高さに制御することができる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、噴水ノズルへの水流を三方弁により制御し、この三方弁を、回動角度を電気的に制御可能なサーボモータ又はステッピングモータで回動し、弁本体に形成した区画部の位置によって噴水ノズルへの水量を入口側開口の区画面積を連続的に変化させることによってアナログ的に調整することができ、しかも弁本体の回動角度に比例して噴水ノズルへの水量を調整することができる。
したがって、噴水ノズルから噴出する噴水の高さを三方弁の弁本体の回動位置をサーボモータ又はステッピングモータで調整することにより自由に調整することができる。
また、サーボモータ又はステッピングモータによる弁本体の回動位置によって噴水ノズルへの水量を変化させるので、弁本体の回動から実際に噴出される噴水の高さが変化するまでの所要時間を従来よりも短縮することができ、応答性(レスポンス)を向上することができる。したがって、噴水の高さを短時間で変化させることが可能である。
さらに、サーボモータやステッピングモータで弁本体を回動して噴水ノズルへの水量を変化させたり、或は噴水ノズルへの水流を停止する場合であっても、弁本体の回動によって区画部による分水割合を変化させて噴水ノズルへの水流の断面積を絞ったり緩めたりする構成なのでウォータハンマー現象が発生し難い。したがって、水流の変化に伴う衝撃を減少することができ、配管の接続部の疲労が軽減されるし、不快な騒音の発生も抑制することができる。
【0027】
そして、三方弁の弁本体を回動角度を制御可能なサーボモータ又はステッピングモータで回動して弁本体の角度を電気的に制御するように構成してあるので、噴水ノズルから噴出される噴水の高さを電気的に自由に調整することができる。
したがって、音楽や照明に同調させて噴水の高さを調整することも容易であり、多種、多様な演出効果を簡単な構成で容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる噴水装置の基本的な配管図である。
【図2】三方弁の斜視図である。
【図3】三方弁のIII−III断面図である。
【図4】三方弁の水平方向の斜視図である。
【図5】弁本体の斜視図である。
【図6】(a)は第1出口からの流量を第2出口からの流量よりも増大させた状態における三方弁の水平方向の断面図、(b)は入口から流入する水をすべて第1出口から流出して第2出口からの流出量を零にした状態における三方弁の水平方向の断面図、(c)は入口から流入する水をすべて第2出口から流出して第1出口からの流出量を零にした状態における三方弁の水平方向の断面図である。
【図7】三方弁の弁の開度と噴水ノズル吐出量との関係を示すグラフである。
【図8】複数の噴水ノズルを設けた本発明の第2実施例の配管図である。
【図9】従来の噴水装置の配管図である。
【符号の説明】
20 ポンプ
21 ポンプの吐出口と入口ヘッダー管との間の配管
22 入口ヘッダー管
23 ポンプの吸入口と受水槽との間の配管
24 受水槽
25 供給管
26 三方弁
27 三方弁の入口
28 三方弁の第1出口
29 噴水ノズル
30 三方弁の第2出口
31 第2出口と出口ヘッダー管との間の配管
32 出口ヘッダー管
33 戻り管
34 三方弁のハウジング
35 三方弁の弁本体
36 分岐空部
37 分岐空部の入口側開口
38 分岐空部の第1出口側開口
39 分岐空部の第2出口側開口
40 蓋部材
41 弁本体の軸
42 電気的駆動源(サーボモータ、ステッピングモータ)
43 弁本体の区画部
44 第1連通空部
45 第2連通空部
46 区画部により区画した入口側開口の第1領域
47 区画部により区画した入口側開口の第2領域
49 コンピュータを含む電気的制御装置
51 圧力検出器
52 圧力制御装置
53 電磁弁
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a fountain device that can change the height of a fountain by adjusting a flow rate to a fountain nozzle by changing an opening degree of a valve.
[0002]
[Prior art]
In the conventional fountain device, as shown in FIG. 9, a discharge port of a pump 1 and an inlet header pipe 2 are connected by a first supply pipe 3, and a connection between the inlet header pipe 2 and a fountain nozzle 4 is formed by a first supply pipe 3. The second supply pipe 5 is connected, a first solenoid valve 6 is provided in the middle of the second supply pipe 5, and a branch pipe 7 branched from the upstream side of the first solenoid valve 6 is connected to an outlet header pipe 8. A second solenoid valve 9 is provided in the middle of the pipe 7, and a return pipe 10 connected to the outlet header pipe 8 is connected to the water receiving tank 11. When water is ejected from the fountain nozzle 4, the first solenoid valve 6 is opened with the second solenoid valve 9 closed and water flow to the outlet header tube 8 is stopped, and the water is sent from the inlet header tube 2. The discharged water is supplied to the ejection nozzle 4 and ejected. On the other hand, when the jetting is stopped, the first solenoid valve 6 is closed to stop the water flow to the fountain nozzle 4, the second solenoid valve 9 is opened, and the water sent from the inlet header pipe 2 is branched. It escapes to the outlet header pipe 8 via 7 and returns to the water receiving tank 11.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The solenoid valves 6 and 9 only switch between the open state and the closed state, and cannot adjust the flow rate. Further, the discharge pressure of the pump 1 is kept constant. Therefore, the amount of water Q0 sent out from the inlet header tube 2, the amount of water Q1 ejected from the fountain nozzle 4 through the first solenoid valve 6, and the amount of water Q2 returned to the outlet header tube 8 through the second solenoid valve 9. Is the same amount (Q0 = Q1 = Q2).
For this reason, in the conventional fountain device, the height of the water spouting from the fountain nozzle 4 is constant, and the water only changes in two modes, that is, whether the water flows out or stops at this constant height. It is difficult to make various changes in the production of the fountain, for example, it is extremely difficult to change the height of the fountain intricately in synchronization with changes in music and lighting.
In addition, since the flow of water is stopped by the solenoid valve, there is a problem that a water hammer phenomenon easily occurs in the piping system, and a connection portion of the piping becomes fatigued.
Furthermore, if a large number of fountain nozzles are provided and controlled by opening and closing the solenoid valve, the height of the fountain will vary, making adjustment difficult.
In addition, a fountain device has been proposed in which the pump discharge amount can be adjusted by controlling the pump with an inverter, but since the fountain is stopped using an electromagnetic valve, the fountain height changes slowly even when the fountain height is changed. It was not possible to make a change that required good responsiveness, such as tuning to music with a fast tempo. Therefore, this fountain device was not enough or could produce the effect.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been proposed in view of the above, and connects a discharge-side flow path of a pump to an inlet of a three-way valve, a first outlet of the three-way valve to a flow path to a fountain nozzle, and a second outlet to return a flow path side. Fountain devices respectively connected to
The three-way valve is
An inlet, a first outlet, and a second outlet are opened on the outer peripheral surface, and an inlet-side opening communicating with the inlet, a first outlet-side opening communicating with the first outlet, and a second outlet communicating with the second outlet are provided inside. A housing that forms a branch space with an outlet opening on the inner peripheral surface,
A partition portion rotatably fitted in the branch space of the housing and partitioning the entrance side opening into a first region and a second region is formed on the outer periphery, and the first region partitioned by the partition portion is and communicating with the first outlet opening, and first communicating hollow portions gradually vertical size toward the outlet portion from the inlet portion adjacent to the compartment portion is formed so as to expand, and the second region second outlet opening a valve body formed on both sides of the partition portion and the second communicating hollow portion which is formed so as to gradually expand vertical dimension to communication, and toward the outlet portion from the inlet portion adjacent the partition portion, the valve body It consists of a an electrical drive source for rotating, by the rotation angle of the valve body to control the increase or decrease of the area of the first region, and wherein the Rukoto changing the fountain height.
[0005]
The electric driving source for rotating the valve body of the three-way valve is electrically rotational angle controllable servomotor Suteppingumotagaa Rukoto are preferred.
[0006]
[Action]
When the water pumped from the pump flows in from the inlet of the three-way valve, the partitioning portion partitions the inlet side opening into the first region and the second region according to the rotation angle of the valve body. Water is divided according to the size of the area of the first region and the second region. Then, the water divided into the first area is sent out from the first outlet through the first communication air space, and is jetted from the fountain nozzle. On the other hand, the water separated into the second region passes through the second communication space and returns from the second outlet to the return flow path.
When the valve body is rotated by a drive source that can electrically control the rotation angle, the position of the partition that partitions the inlet opening changes, so that the areas of the first region and the second region change in an analog manner. Moreover, this change in area is proportional to the rotation angle of the valve body. Therefore, when the rotation angle of the valve body is adjusted, the amount of water diverted to the first region is adjusted. For this reason, the height of the fountain from the fountain nozzle changes according to the rotation angle of the valve body.
[0007]
When the valve body is rotated by a servo motor or a stepping motor as an electric drive source , the rotation angle of the valve body can be electrically controlled, so that the increase and decrease of the area of the first region can be freely controlled. it can. Therefore, the height of the fountain spouted from the fountain nozzle can be controlled electrically freely.
[0008]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a piping diagram showing a flow path in a fountain device according to a first embodiment of the present invention. A pipe 21 on a discharge side of a pump 20 is provided at an inlet of an inlet header pipe 22, and a pipe 23 on a suction side is provided in a water receiving tank 24. The supply pipe 25 connected to the outlet of the inlet header pipe 22 is connected to the inlet 27 of the three-way valve 26, the first outlet 28 of the three-way valve 26 is connected to the fountain nozzle 29, and the second outlet 30 is connected to the pipe 31. And a return pipe 33 connected to the outlet of the outlet header pipe 32 is connected to the water receiving tank 24. In addition, the pump 20 is a constant pressure and constant discharge amount type.
[0009]
As shown in FIGS. 2 to 6, the three-way valve 26 is mainly composed of a substantially T-shaped housing 34 and a valve main body 35 rotatably provided in the housing 34. In addition, sealing for preventing water leakage is applied to predetermined portions as necessary.
[0010]
The housing 34 has an inlet 27 opened on the outer peripheral surface (a position corresponding to the tip of a T-shaped leg) and a position facing the first outlet 28 and the second outlet 30 (a position corresponding to the ends of the arms of the T-shaped). And a cylindrical branch space 36 is formed therein. An inner opening of the branch space 36 has an inlet-side opening 37 communicating with the inlet 27 and a first outlet communicating with the first outlet 28. The side opening 38 and the second outlet side opening 39 communicating with the second outlet 30 are respectively arranged and opened in the circumferential direction, and the valve body 35 is rotatably fitted in the branch space 36 before the lid member 40 is connected. The upper opening of the branch space 36 is closed by covering. A servo motor or a stepping motor is used as an electric drive source 42 for rotating the valve body 35 so as to be electrically controllable on the shaft 41 of the valve body 35 protruding outside from the shaft hole of the lid member 40. Connecting.
[0011]
As shown in FIG. 5, the valve body 35 is configured such that the outer peripheral surface of the cylindrical body is partially left in the axial direction, and that portion is defined as a partition 43, and the outer peripheral surface of the cylindrical body sandwiching the partition 43 is cut off. Thus, a first communication space 44 and a second communication space 45 are formed.
[0012]
When the valve body 35 is fitted into the branch space 36 of the housing 34, the partitioning portion 43 faces the inlet-side opening 37, and partitions the inlet-side opening 37 into a first region 46 and a second region 47. is there.
[0013]
The first communication space 44 is a space communicating between the first region 46 and the first outlet opening 38 in a state where the partition 43 partitions the inlet opening 37, and is adjacent to the partition 43. It is formed so as to be continuous in a fan shape over a range of about 150 degrees from the flowing inflow portion, and the vertical dimension gradually increases from the inflow portion to the outflow portion.
[0014]
The second communication space 45 has the same configuration and the same size as the first communication space 44, although the left and right are different from each other, and the second communication space 45 has the second region 47 and the second region 47 in the state where the partition 43 partitions the entrance-side opening 37. It is a space communicating with the outlet side opening 39, is continuous in a fan shape over a range of about 150 degrees from the inflow portion adjacent to the partition portion 43, and the vertical dimension gradually increases from the inflow portion to the outflow portion It is formed so that.
[0015]
When the rotation angle of the three-way valve 26 having the above-described configuration is rotated by a servomotor or a stepping motor that can be electrically controlled, and the partitioning portion 43 of the valve body 35 is positioned at the center of the inlet-side opening 37, FIG. As shown in FIG. 4, since the entrance-side opening 37 is a symmetrical rectangle, the partition 43 equally divides the entrance-side opening 37 into a first region 46 and a second region 47 having the same area. Therefore, the water that has flowed in from the inlet 27 is divided into the first area 46 and the second area 47 by the partition 43 by the same amount. Therefore, the water amount Q0 supplied to the three-way valve 26 is equally divided into the water amount Q1 flowing out of the first outlet 28 and the water amount Q2 flowing out of the second outlet 30 (Q0 = Q1 + Q2, Q1 = Q2).
[0016]
When the position of the partition 43 is changed by rotating the valve main body 35 counterclockwise from the state of FIG. 4 by a servo motor or a stepping motor , the inlet opening 37 is symmetrical, so that it is shown in FIG. As described above, the area of the second region 47 is reduced by the increase in the area of the first region 46, and the area of the second region 47 is increased by the decrease of the area of the first region 46. In addition, as shown in FIG. 7, the increase and decrease of the area of each region is almost linearly proportional to the rotation angle (opening) of the valve body 35 as compared with the conventional three-way valve.
[0017]
When the valve body 35 is sufficiently rotated counterclockwise by a servo motor or a stepping motor until the partitioning portion 43 overlaps the left and right opening side edges of the inlet side opening 37, for example, as shown in FIG. When the valve body 35 is rotated until the portion 43 overlaps one opening side edge of the inlet-side opening 37, the area of the second region 47 becomes zero, and the area of the first region 46 becomes maximum. Therefore, in this state, all the water flowing from the inlet 27 flows out of the first outlet 28 and does not flow out of the second outlet 30 (Q0 = Q1, Q2 = 0).
[0018]
Therefore, all of the amount of water sent out from the inlet 27 header pipe 22 is ejected from the fountain nozzle 29, and the height of the fountain is maximized.
[0019]
From this maximum fountain state , when the valve body 35 is rotated clockwise by the servo motor or the stepping motor to move the partition 43, the area of the first region 46 is reduced as shown in FIG. , The area of the second region 47 increases by the reduced area of the first region 46. Therefore, the amount of water flowing out of the first outlet 28 decreases in proportion to the rotation angle of the valve body 35, and the amount of water flowing out of the second outlet 30 increases in proportion to the rotation angle of the valve body 35. For this reason, the amount of water spouted from the fountain nozzle 29 decreases in proportion to the rotation angle of the valve body 35, and the height of the fountain also decreases substantially in proportion to the rotation angle of the valve body 35. Then, when the valve body 35 is rotated by the servo motor or the stepping motor until the partitioning portion 43 is positioned at the center of the inlet side opening 37 (FIG. 4), as described above, half of the water flowing from the inlet 27 becomes the first. Since the water flows out from the outlet 28 and the other half flows out from the second outlet 30, the amount of water jetted from the fountain nozzle 29 is reduced to half of the maximum fountain state, and the height of the fountain is also almost halved.
The water that has flowed out of the second outlet 30 once flows into the outlet header pipe 32 through the pipe 31, and then returns to the water receiving tank 24 through the return pipe 33.
[0020]
Then, when the valve body 35 is further rotated clockwise by a servomotor or a stepping motor until the partition 43 overlaps the other opening side edge of the inlet side opening 37 (FIG. 6C), the first region 46 The area becomes zero, and the area of the second region 47 becomes maximum. Therefore, in this state, all the water flowing from the inlet 27 flows out of the second outlet 30 and does not flow out of the first outlet 28 (Q0 = Q2, Q1 = 0).
For this reason, the fountain from the fountain nozzle 29 is stopped, and the entire amount of water sent out from the inlet 27 header pipe 22 is returned to the water receiving tank 24 via the outlet header pipe 32. That is, the height of the fountain becomes zero.
[0021]
As described above, the fountain device described above raises the height of the fountain from the highest level to zero by rotating the valve body 35 of the three-way valve 26 with the servo motor or the stepping motor whose rotation angle can be electrically controlled . The height of the fountain can be changed almost in proportion to the rotation angle of the valve body 35. Therefore, when a servo motor, a stepping motor, or the like is used as the electric drive source 42 that rotates the valve body 35, the height of the fountain can be freely controlled. When the valve body 35 is rotated by a servo motor or a stepping motor, the amount of water flowing out of the first outlet 28 changes by the amount of the rotation of the valve body 35. The time required until the height changes is short, and the responsiveness (response) is good. Further, even when the fountain is stopped by setting the amount of water flowing out of the first outlet 28 to zero, the amount of water flowing out of the second outlet 30 is increased in accordance with the decrease in the amount of water flowing out of the first outlet 28. It is not necessary to stop the flow of water rapidly, so that the water hammer phenomenon hardly occurs.
It is to be noted that a speed reducer 48 may be appropriately interposed between the output shaft of the servomotor or the stepping motor and the shaft 41 of the valve body 35 as necessary, so that the rotation angle of the valve body 35 is controlled with high accuracy. Desirable from above.
[0022]
The second embodiment of the fountain device shown in FIG. 8 is provided with a plurality of fountain nozzles 29a, 29b, 29c, 29d, and 29e, and the pipe 21 on the discharge side of the pump 20 is provided at the inlet of the inlet header pipe 22. The suction side pipe 23 is connected to the water receiving tank 24, and one end of each of a plurality of supply pipes 25a, 25b, 25c, 25d, 25e is connected to the inlet header pipe 22, and each supply pipe 25a, 25b, 25c, 25d, The other end of 25e is connected to the inlets of three-way valves 26a, 26b, 26c, 26d, 26e. In this embodiment, the fountain nozzle 29 is attached to the first outlet 28 of the three-way valve 26, and the three-way valve 26 and the fountain nozzle 29 are integrated. Further, the other ends of the pipes 31a, 31b, 31c, 31d, 31e each having one end connected to the second outlet of each three-way valve 26 are connected to the outlet header pipe 32, and the return pipe 33 connected to the outlet of the outlet header pipe 32 is connected. It is connected to the water receiving tank 24. An electric control device comprising a servo motor or a stepping motor 42a, 42b, 42c, 42d, 42e as an electric drive source attached to each three-way valve 26, which can electrically control the rotation angle, is constituted by a computer or the like. 49 are electrically connected to each other via wires 50a, 50b, 50c, 50d, and 50e.
[0023]
The electric control device 49 is constituted by a computer or the like, and sends a signal to each servo motor or stepping motor 42a, 42b, 42c, 42d, 42e based on a program stored in advance to send a signal to each three-way valve 26a, 26b, The turning angles (openings) of the valve bodies 35 of 26c, 26d, and 26e are individually controlled, thereby controlling the water distribution ratio between the first outlet and the second outlet of each three-way valve 26.
[0024]
Therefore, the height of the fountain from each of the fountain nozzles 29a, 29b, 29c, 29d, and 29e can be freely controlled by the electric control device 49 for each servo motor or stepping motor 42a. it can. For example, as shown in FIG. 8, the first and fifth three-way valves 26a and 26e at the left end and the right end are fully opened to control the fountain height to the maximum, and the adjacent second and fourth three-way valves 26b and 26d are opened. The degree is set slightly smaller than the first and fifth three-way valves 26a and 26e, the fountain height is controlled to about 80%, and the rotation of the central third three-way valve 26c is set further smaller to reduce the fountain height. By controlling to about 60%, it is possible to control so that the height of the fountain becomes an arc as a whole. When the degree of opening of each of the three-way valves 26a, 26b, 26c, 26d, and 26e is programmed to change with the passage of time, the height of the fountain spouting from each of the fountain nozzles 29a, 29b, 29c, 29d, and 29e is measured. And can be varied in various ways. Therefore, the fountain height can be changed in synchronization with music or in accordance with a change in illumination. For this reason, various and various water shows are possible depending on the program.
[0025]
In this embodiment, the inlet header pipe 22 and the outlet header pipe 32 are provided with pressure detectors 51a and 51b having pressure gauges, and the pressure of both header pipes 22 and 32 is monitored by the pressure control device 52. When the fluctuation is large, the electric valve 53 provided in the middle of the return pipe 33 is operated to adjust the pressure. Therefore, the height of the fountain spouting from each of the fountain nozzles 29a, 29b, 29c, 29d, 29e can be controlled to a preset height.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the water flow to the fountain nozzle is controlled by a three-way valve , and the three-way valve is rotated by a servo motor or a stepping motor whose rotation angle can be electrically controlled , and the valve body is The amount of water to the fountain nozzle can be adjusted in an analog manner by continuously changing the area of the section of the opening on the inlet side, and the fountain nozzle is proportional to the rotation angle of the valve body. The amount of water to the can be adjusted.
Therefore, the height of the fountain spouting from the fountain nozzle can be freely adjusted by adjusting the rotational position of the valve body of the three-way valve with the servo motor or the stepping motor .
In addition, since the amount of water to the fountain nozzle is changed according to the rotation position of the valve body by the servo motor or the stepping motor, the time required from the rotation of the valve body to the change of the height of the fountain actually ejected is longer than before. Can be shortened, and responsiveness (response) can be improved. Therefore, it is possible to change the height of the fountain in a short time.
Further, even when the valve body is rotated by a servo motor or a stepping motor to change the amount of water to the fountain nozzle, or when the water flow to the fountain nozzle is stopped, the rotation of the valve body causes the partitioning unit to rotate. Since the cross-sectional area of the water flow to the fountain nozzle is reduced or loosened by changing the water distribution ratio, the water hammer phenomenon hardly occurs. Therefore, it is possible to reduce the impact caused by the change of the water flow, to reduce the fatigue of the connecting portion of the pipe, and to suppress the generation of unpleasant noise.
[0027]
Since the valve body of the three-way valve is rotated by a servomotor or a stepping motor capable of controlling the rotation angle to electrically control the angle of the valve body , the fountain jetted from the fountain nozzle Can be electrically adjusted freely.
Therefore, it is easy to adjust the height of the fountain in synchronization with music and lighting, and it is possible to easily realize various and various effects with a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a basic piping diagram of a fountain device according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a three-way valve.
FIG. 3 is a sectional view of the three-way valve taken along a line III-III.
FIG. 4 is a horizontal perspective view of a three-way valve.
FIG. 5 is a perspective view of a valve body.
FIG. 6 (a) is a horizontal sectional view of a three-way valve in a state where a flow rate from a first outlet is set to be larger than a flow rate from a second outlet, and FIG. FIG. 4C is a horizontal cross-sectional view of the three-way valve in a state in which the amount of water flowing out of the outlet is reduced to zero from the second outlet. It is a horizontal sectional view of the three-way valve in the state where the outflow amount was set to zero.
FIG. 7 is a graph showing a relationship between the opening degree of a three-way valve and the discharge amount of a fountain nozzle.
FIG. 8 is a piping diagram of a second embodiment of the present invention provided with a plurality of fountain nozzles.
FIG. 9 is a piping diagram of a conventional fountain device.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 20 pump 21 pipe between discharge port of pump and inlet header pipe 22 inlet header pipe 23 pipe between suction port of pump and water receiving tank 24 water receiving tank 25 supply pipe 26 three-way valve 27 three-way valve inlet 28 three-way valve First outlet 29 Fountain nozzle 30 Second outlet 31 of three-way valve 31 Piping between second outlet and outlet header pipe 32 Outlet header pipe 33 Return pipe 34 Three-way valve housing 35 Three-way valve valve body 36 Branch empty space 37 Inlet opening 38 of the branch space First outlet opening 39 of the branch space Second outlet opening 40 of the branch space Lid 41 Shaft 42 of the valve body Electrical drive source (servo motor, stepping motor)
43 Partitioning part 44 of valve body 44 First communicating empty part 45 Second communicating empty part 46 First area 47 of inlet-side opening partitioned by partitioning part Second area of inlet-side opening partitioned by partitioning part 49 Electrical including computer Control device 51 Pressure detector 52 Pressure control device 53 Solenoid valve

Claims (2)

ポンプの吐出側流路を三方弁の入口に接続し、該三方弁の第1出口を噴水ノズルへの流路に、第2出口を戻り流路側にそれぞれ接続した噴水装置であって、
上記三方弁は、
外周面に、入口と第1出口と第2出口を開設して、内部には、入口に連通した入口側開口と第1出口に連通した第1出口側開口と第2出口に連通した第2出口側開口を内周面に開設した分岐空部を形成したハウジングと、
該ハウジングの分岐空部に回動可能に嵌合され、上記入口側開口を第1領域と第2領域に区画する区画部を外周に形成し、該区画部により区画された第1領域を上記第1出口側開口に連通し、且つ区画部に隣接した流入部分から流出部分に向けて次第に上下寸法が拡大するように形成された第1連通空部、および第2領域を第2出口側開口に連通し、且つ区画部に隣接した流入部分から流出部分に向けて次第に上下寸法が拡大するように形成された第2連通空部を区画部の両側に形成した弁本体と、
上記弁本体を回動させる電気的駆動源と
からなり、上記弁本体の回動角度により、上記第1領域の面積の増減を制御し、噴水高さを変化させることを特徴とする噴水装置。
A fountain device in which a discharge-side flow path of a pump is connected to an inlet of a three-way valve, a first outlet of the three-way valve is connected to a flow path to a fountain nozzle, and a second outlet is connected to a return flow path side,
The three-way valve is
An inlet, a first outlet, and a second outlet are opened on the outer peripheral surface, and an inlet-side opening communicating with the inlet, a first outlet-side opening communicating with the first outlet, and a second outlet communicating with the second outlet are provided inside. A housing that forms a branch space with an outlet opening on the inner peripheral surface,
A partition portion rotatably fitted in the branch space of the housing and partitioning the entrance side opening into a first region and a second region is formed on the outer periphery, and the first region partitioned by the partition portion is A first communication opening formed in communication with the first outlet opening and having a vertical dimension gradually increasing from an inflow portion to an outflow portion adjacent to the partition portion; and a second outlet opening formed in the second region. And a valve body formed on both sides of the partition with a second communication cavity formed so that the vertical dimension gradually increases from an inflow portion adjacent to the partition toward an outflow portion, and
A fountain device comprising an electric drive source for rotating the valve main body, wherein the fountain height is changed by controlling an increase or decrease in the area of the first region by a rotation angle of the valve main body.
請求項1に記載の噴水装置において、上記の電気的駆動源がサーボモータ又はステッピングモータであることを特徴とする噴水装置。2. The fountain device according to claim 1, wherein the electric drive source is a servo motor or a stepping motor.
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