JP3790778B2 - 自動調整弁装置 - Google Patents

Description

技術分野
この発明は、流体輸送管路に設置する自動絞り調整流路を備えた自動調整弁装置に関するものであり、より詳しくは、特公平８−６８３７号「自動調整リフト弁装置」（以下「原発明」と呼称する）の改良に係わる。即ち、送水・配水等に便利な圧力調整弁装置として、管理上の手が掛からず、止水時の水密性に苦慮することなく、容易に大型化や高圧化も実施でき、又、パイロット弁装置部から例えばニードル弁やコック類等のような固定絞り調節流路を総て排除し、各弁部の目詰まり時には各弁体が自動的に開いて自掃流動を行う機能を持ち、更には、圧力調整弁としての機能のみならず、下流側への供給流量が所定量を超えないように、自動的に流量制限を行う機能をも併せ持つ、画期的な弁装置を得ようとするものである。そして又、液面制御機能も緊急遮断機能も簡便に付与できる、便利な自動調整弁装置をも得ようとするものである。
なお、本明細書中、「水」の語は流体を総称的に代表するものとする。
背景技術
従来からの一般的な圧力又は流量制御用の自動調整弁装置としては、その管路系内の流体圧力を検知し、例えば、ニードル弁等の固定的な絞り調節流路で流量を絞りながら作用させたパイロット弁装置によって、主弁駆動用のピストンを作動させる構造のものが広く用いられて来た。しかし、それら従来からの一般的な自動調整弁装置においては、主弁駆動用のピストンのシール部分の耐久性や加工精度に困難を生じることがあり、又、急激な流動変化による圧力脈動の影響を防止する目的で、主弁を緩徐に駆動させるために、主弁上流側の圧力の流体を主弁駆動用のピストンに導入する連通路の途中に、ニードル弁等の固定絞り流路を必要とし、この固定した精細な流路に砂粒・塵埃等の目詰まりを起こしやすい、等の問題があった。
これらの問題点を解決して、ニードル弁等の固定絞り流路を持たないパイロット弁装置により、目詰まりが無く、又、主弁装置のシールも簡易なもので足りて、常に主弁下流側の圧力又は流量を所定値に維持することのできる、明快な仕組みの自動調整弁装置を提案したのが、原発明の特公平８−６８３７号「自動調整リフト弁装置」である。
その構成は該公告公報明細書の通りであり、その要旨は、
（１）自動定圧弁を構成する場合には、第９図に例示したように、主弁箱１内に装置された主弁が、一体的に形成された主弁体５と主弁駆動部材６とを備え、その主弁駆動部材６は主弁箱１内の室ｃの円筒状内壁部８に対し滑動自在に嵌装されると共に、主弁体５は主弁開口部ｂの上流側に構成されたこと、及び、主弁下流側の流体の圧力変化に対応して、それが所定値より高くなればパイロット弁が閉まる方向に働いて主弁を閉作動するパイロットＡ弁装置と、それが所定値より低くなればパイロット弁が閉まる方向に働いて主弁を開作動するパイロットＢ弁装置とが、主弁駆動部材６と主弁箱蓋２の間に形成される主弁駆動圧力室ｅに連通する通路ｍを介して装着され、そして、その両パイロット弁装置が、入口流路ａと出口流路ｄとの間に直列的に連通されたことによって、主弁駆動圧力室ｅが主弁駆動の作動圧力室として機能するものである。
（２）自動定流量弁を構成する場合には、第１０図に例示したように、前記両パイロット弁装置により駆動される主弁装置の出入り流路の適所に、可変オリフィス１６が介装され、その上流側と下流側の圧力が、夫々連通路を介して、前記両パイロット弁装置の２次圧力室ｋとばね室ｊとに連通されたことによって、自動定流量弁装置として機能するものである。
この原発明は、定圧弁、定流量弁の夫々として見れば、よくその目的を達し、簡明かつ高性能の調整弁として活用されているものであるが、しかしながら、現実の使用条件に照らすと依然として課題を残している。それは、現実の使用に際しては、通常使用時には定圧弁として機能させる一方、下流側の使用流量が過多となった時には流量を制限する定流量弁として機能させたいという要請がしばしばあることであり、その場合、この原発明による自動調整弁装置のみでは対応できない。何故なら、該装置が定圧弁である場合には、下流側の使用流量が過多となって下流側に圧力降下を生じたときに、その圧力降下を補償するという定圧弁本来の機能によって、流量を増加させる方向に主弁が作動して定流量性を損ない、逆に該装置が定流量弁である場合には、下流側の使用流量を絞ったときに、その流量減少を補償するという定流量弁本来の機能によって、下流側圧力を増加させる方向に主弁が作動して定圧性を損なうからである。
この定圧弁としての機能と定流量弁としての機能を、簡明な構成で両立させることは困難と見られており、従来は、定圧弁と定流量弁を二連で配設したり、あるいは、下流側の使用流量に応じて定圧弁と定流量弁の機能を切り替えるための高価なセンサーや切り替え装置を備えたりするのが通常であった。
この発明は、上述のような原発明における残された課題を解決して、主弁装置の締切り時の漏水も無く、ニードル弁等の固定絞り流路を持たないために目詰まり事故が無く、又、各弁部に自掃作動の機能があって保守管理に手がかからない等の、原発明の利点は全て生かしつつ、定圧弁と定流量弁の両機能を矛盾なく両立させる便利な自動調整弁装置を得ることを目的とする。そして更に、液面制御機能も緊急遮断機能も簡便に付与できる、便利な自動調整弁装置を得ることをも目的とするものである。
発明の開示
上記の目的を達成するために、この発明の自動調整弁装置は、
主弁装置が、それを流過する流体の圧力変化により作動するパイロット弁装置に連係して、駆動される自動調整弁装置において、
主弁装置は、主弁箱の内部に一体的に組み込まれた主弁体と該主弁体より大きい受圧面積を持つ主弁駆動部材とを備え、主弁体は主弁座の上流側に位置して、主弁座との間に絞り流路を形成し、主弁駆動部材は主弁箱の円筒状内壁部に対して滑動自在に嵌装されて、該内壁部との間に主弁駆動圧力室を形成し、そして、該主弁装置を流過する流路中にはオリフィスが付設され、
パイロット弁装置は、
前記主弁装置の下流側圧力と所定圧力手段との対向作用力のバランスによって作動し、主弁下流側圧力が所定値より高くなれば閉鎖し、低くなれば開通するパイロットＡ弁装置と、
前記主弁装置の下流側圧力と所定圧力手段との対向作用力のバランスによって作動し、主弁下流側圧力が所定値より高くなれば開通し、低くなれば閉鎖するパイロットＢ弁装置と、
前記オリフィスの前後差圧と所定圧力手段との対向作用力のバランスによって作動し、該オリフィスの前後差圧が所定値より高くなれば閉鎖し、低くなれば開通するパイロットＣ弁装置とからなり、
前記パイロットＡ弁装置と前記パイロットＢ弁装置とが、中間に前記主弁駆動圧力室を介して、前記主弁装置の上流側流路と下流側流路との間に連通路によって直列的に連通されると共に、該パイロットＡ弁装置を挟む連通路部位に前記パイロットＣ弁装置が直列的に介設されたことを特徴とする。
前記パイロットＡ弁装置と前記パイロットＢ弁装置の両弁体は、一本の弁軸上に設けられて、前記主弁装置の下流側圧力と一個の所定圧力手段との対向作用力のバランスによって、両弁体が連動して作動する構成であってもよい。
又、前記オリフィスは可変オリフィスであってもよい。
又、前記パイロットＡ弁装置を挟む連通路部位に、該連通路を開閉する弁手段が更に介設されてもよい。
そして、その弁手段は、例えば下流側の液面レベルの上下に伴って開閉するものであってもよいし、異常発生を検出する異常検出手段による異常検出時に閉鎖するものであってもよい。
又、前記所定圧力手段は、伸縮自在かつ所定の伸び限度に達すると上筒部と下筒部が係止し合って伸び止まる構造の二重筒状ケースに、圧縮した弾性部材を収納して構成されたものであってもよい。
上記の構成によって、この発明の自動調整弁装置は次の通りの作用効果を生じる。
まず、通水時には、主弁装置の下流側の使用流量の多寡などにより変化する下流側圧力を受けて、その下流側圧力が所定値より高くなれば閉鎖するパイロットＡ弁装置と、下流側圧力が所定値より高くなれば開通するパイロットＢ弁装置とが連係作動を行い、主弁駆動圧力室の内圧力を適宜に増減して、主弁体の開度を調整しながら所定の下流側圧力を維持する。
この定圧弁として作動している状態下で、下流側の使用流量が所定量を超えない範囲であれば、パイロットＣ弁装置は開通状態であり、パイロットＡ弁装置及びＢ弁装置の作動による定圧弁としての機能に干渉しない。
一方、もし下流側の使用流量が過多となって所定量を超えそうな状態となった時には、それに伴う付設オリフィスの前後差圧の拡大によって、パイロットＣ弁装置は閉鎖方向に作動し、定圧弁としての作動に優先して干渉して、主弁体に閉鎖方向への作動を行わせ、通過流量を所定量に維持する。
下流側の使用が終わり、端末管路の締切り操作に入った場合は、それに伴う下流側圧力の上昇により、パイロットＡ弁装置は閉鎖し、Ｂ弁装置は開通し、それによって主弁体を閉鎖させて、下流側圧力を所定値に維持する。この時、端末管路の締切り操作に伴う流量の減少によって、付設オリフィスの前後差圧は減少しているので、パイロットＣ弁装置は開通状態に復帰しており、定圧弁としての作動には干渉しない。
なお、この発明の構成により、主弁駆動部材のシール部は、粗雑な水密性のままにしておいても、下流側圧力の異常昇圧は発生しない。又、主弁装置、パイロットＡ弁装置、Ｂ弁装置、Ｃ弁装置のいずれも、砂粒・塵埃等による目詰まりの発生に際しては、その目詰まりによって生ずる圧力の変化によって、該弁が自動的に開弁作動を行い、自掃流動によって目詰まりを排除するという機能をも備えている。
又、パイロット弁装置の流路中に、フロート弁を介在させて液面制御機能を付加したり、異常検出手段による異常検出時に閉弁する弁手段を介在させて緊急遮断機能を付加することも簡便に行える。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の第１実施例を示す全体的縦断面図である。
第２図は、この発明の第２実施例を示す全体的縦断面図である。
第３図は、この発明の第３実施例を示す全体的縦断面図である。
第４図は、この発明の第４実施例を示す全体的縦断面図である。
第５図は、この発明の第５実施例を示す全体的縦断面図である。
第６図は、この発明の第６実施例を示す全体的縦断面図である。
第７図は、この発明の第７実施例を示す全体的縦断面図である。
第８図は、この発明の第８実施例を示す全体的縦断面図である。
第９図は、従来技術による自動定圧弁装置の一例を示す全体的縦断面図である。
第１０図は、従来技術による自動定流量弁装置の一例を示す全体的縦断面図である。
発明を実施するための最良の形態
この発明の詳細を、第１実施例を示した第１図に基づいて説明する。
なお、以下便宜上の用語として、パイロットＡ弁装置は「Ａ弁装置」、その弁体は「Ａ弁体」、パイロットＢ弁装置は「Ｂ弁装置」、その弁体は「Ｂ弁体」、パイロットＣ弁装置は「Ｃ弁装置」、その弁体は「Ｃ弁体」、主弁上流側圧力は「１次圧力」、主弁下流側圧力は「２次圧力」と呼称する。
まず、第１図中の主弁装置の図においては、１は入口流路ａと出口流路ｄ２を備えた主弁箱を示し、２は主弁箱蓋を示す。４は主弁箱１中の隔壁３に設けた主弁座である。主弁箱１の中には、主弁座４に対して上流側に設けた主弁体５と、主弁箱１の円筒状内壁部８に対してシール部１２を介して滑動自在に嵌装された主弁駆動部材６と、両部材５；６を一体的に組み合わせる主弁軸７とを備えている。この主弁軸７は、本図においては弁脚部材１３に対面する主弁座４と軸受１４とによって進退自在に保持されている。そして、主弁駆動部材６と円筒状内壁部８及び主弁箱蓋２に包まれて袋室状の主弁駆動圧力室ｅが形成されており、その内圧力の増減により主弁体５が開閉駆動される。主弁体５と主弁駆動部材６との受圧面積の関係は、主弁駆動部材６の方を大きめに設定する。なお、主弁閉鎖時においても、主弁体５のシール部材５ｓとＡ弁装置のＡ弁体２４のシール部材２４ｓとが、厳密な水密性の機能を受け持つので、主弁駆動部材６のシール部１２は逸流阻止程度の粗雑な水密性で充分である。
この主弁装置を流過する流路中にはオリフィス１６が設けられており、本実施例においてはハンドル１７の回動操作によって流量調節可能な可変オリフィスとなっている。
一方、２次圧力の変化に対応して、２次圧力が所定値より高くなればパイロット弁が閉鎖し、低くなれば開通するＡ弁装置と、２次圧力が所定値より高くなればパイロット弁が開通し、低くなれば閉鎖するＢ弁装置とが、主弁駆動圧力室ｅに連通する通路ｍを介して装着され、Ａ弁装置及びＢ弁装置が、通路ｐ；ｑ２を介して、入口流路ａ；出口流路ｄ２の間に直列的に連通されることによって、主弁駆動圧力室ｅが主弁駆動の作動圧力室として機能する構造に構成されている。
更に、主弁装置の流路内に付設されたオリフィス１６の前後差圧が所定値より高くなればパイロット弁が閉鎖し、低くなれば開通するＣ弁装置が装着され、前記Ａ弁装置の直後の連通路部位に該Ｃ弁装置が直列的に割り込む位置に配管されている。
そのＡ弁装置の図においては、２１はＡ弁室ｇ、中間室ｈ、２次圧力室ｋを形成する弁箱を示し、２２は弁箱蓋を示す。２３は受圧板、２６はシール部材、２５はＡ弁体２４を受圧板２３と一体的に組み合わせる弁軸を示す。又、弁箱蓋２２のばね室ｊには所定圧力手段としてのばね２７が納めてある。なお、Ａ弁体２４については、閉鎖時の厳密な水密性を示すため、シール部材２４ｓが図示されている。
Ｂ弁装置の図においては、３１はＢ弁室ｉ、中間室ｈ、２次圧力室ｋを形成する弁箱を示し、３２は弁箱蓋を示す。３３は受圧板、３６はシール部材、３５はＢ弁体３４を受圧板３３と一体的に組み合わせる弁軸を示す。又、弁箱蓋３２のばね室ｊには所定圧力手段としてのばね３７が納めてある。そして、Ｂ弁体３４については、閉鎖時の厳密な水密性は必要なく、幾分洩れ気味であってもよいことが示されている。（勿論、Ｂ弁体３４にも厳密な水密性を付加して何ら差し支えない。）
Ｃ弁装置の図においては、４１はＣ弁室ｎ、オリフィス前面圧力室ｕを形成する弁箱を示し、４２は弁箱蓋を示す。４３は受圧板、４６はシール部材、４５はＣ弁体４４を受圧板４３と一体的に組み合わせる弁軸を示す。又、弁箱蓋４２のばね室ｊには所定圧力手段としてのばね４７が納められると共に、このばね室ｊ自体がオリフィス後面圧力室ｗを形成している。そして、Ｃ弁体４４については、閉鎖時の厳密な水密性は必要なく、幾分洩れ気味であってもよいことが示されている。（勿論、Ｃ弁体４４にも厳密な水密性を付加して何ら差し支えない。）
Ｂ弁装置のＢ弁室ｉは、連通路ｐにより入口流路ａの１次圧力に連通され、Ａ弁装置とＢ弁装置の中間室ｈは、共に連通路ｍにより主弁駆動圧力室ｅに連通されている。又、Ａ弁装置のＡ弁室ｇは、連通路ｑ２によりＣ弁装置のＣ弁室ｎ経由で出口流路ｄ２の２次圧力に連通されている。そして、Ａ弁装置とＢ弁装置の２次圧力室ｋは、共に連通路ｑ２により出口流路ｄ２の２次圧力に連通され、Ｃ弁装置のオリフィス前面圧力室ｕとオリフィス後面圧力室ｗは、夫々連通路ｑ１；ｑ２によりオリフィス１６の前面（入口側）の流路ｄ１と後面（出口側）の流路ｄ２に連通されている。
この発明の作用の態様を、第１実施例を示した第１図に基づいて説明する。
第１図のものを流体輸送管路に介装して通水すると、出口流路ｄ２は未だ所定の圧力に到達せず、Ｂ弁装置のばね３７の力が２次圧力室ｋの２次圧力に勝っているので、Ｂ弁装置のＢ弁体３４は閉鎖の状態であり、入口流路ａからの１次圧力流水は連通路ｐ→Ｂ弁室ｉ→中間室ｈ→連通路ｍを経て主弁装置の主弁駆動圧力室ｅに流れ込むことはできず、主弁装置の主流路を通過しようとする流体が、主弁体５より大きい受圧面積を持つ主弁駆動部材６を、その面積差に伴う圧力の差をもって、主弁体５の全閉鎖の状態から全開の方向に徐々に推し開く。そして、流体は流路ａ→ｂ→ｄ１→ｄ２を経て流動を始める。従って、この発明に係る主弁装置の構造は、送水ポンプ等の性急な直入起動においても、２次圧力の異常昇圧が発生しないという優れた作動特性を発揮する。
次いで、２次圧力が所定値に達した後は、下流側の使用流量の多寡などにより変化する２次圧力を受けて、Ａ弁装置、Ｂ弁装置の各弁体２４；３４が応動し、主弁駆動圧力室ｅの内圧力を適宜に増減して、主弁体５の開度を調整しながら所定の２次圧力を維持する。
この定圧弁として作動している状態下で、下流側の使用流量が所定量を超えない範囲であれば、Ｃ弁装置のばね４７の力がオリフィス１６前後の差圧力に勝っているので、Ｃ弁装置のＣ弁体４４は全開の状態であり、Ａ弁装置、Ｂ弁装置の作動による連通路ｑ２への流れに影響を及ぼすことはない。即ち、定圧弁としての機能に干渉しない。
一方、もし下流側の使用流量が過多となって所定量を超えそうな状態となった時には、それにつれてオリフィス１６の前後の差圧は拡大上昇し、Ｃ弁装置の受圧板４３にかかる該差圧力はばね４７の力に打ち勝って、それを押し返す。そして、Ｃ弁体４４は閉鎖方向に作動して連通路ｑ２への流路を絞り（即ち定圧弁としての作動に優先して干渉し）、主弁装置の主弁駆動圧力室ｅの内圧力は１次圧力に向かって昇圧し、主弁体５はその前後面に作用する推力の差によって閉鎖方向への作動を行い、主弁開口部ｂは絞られ、通過流量を所定量に維持する。
なお、Ａ弁装置及びＢ弁装置のばね２７；３７の力を調整ねじによりワンタッチで調整するだけで、２次圧力を所期の値に設定でき、又、オリフィス１６をハンドル１７等にて絞り操作するだけで、流量を所期の定流量値に設定できる。
下流側の使用が終わり、端末管路の締切り操作に入った場合は、それにつれて２次圧力は上昇して、Ａ弁装置及びＢ弁装置の受圧板２３；３３にかかる２次圧力はばね２７；３７の力に打ち勝って、それを押し返す。そして、Ａ弁体２４は閉鎖し、Ｂ弁体３４は全開し、主弁装置の主弁駆動圧力室ｅの内圧力は１次圧力に向かって昇圧し、主弁体５はその前後面に作用する推力の差によって閉鎖作動を行い、主弁開口部ｂは締め切られて流動は停止し、２次圧力は所定値を維持する。
この時、端末管路の締切り操作に伴う流量の減少によってオリフィス１６前後の差圧は減少しているので、Ｃ弁装置のばね４７の力がオリフィス１６前後の差圧力に勝って、Ｃ弁装置のＣ弁体４４は全開の状態に復帰している。（即ち定圧弁としての作動には干渉しなくなっている）
主弁装置が締切りを完了した時点では、この発明の構成により、厳密に水密性の機能を果たすべき部分は、主弁体５のシール部材５ｓとＡ弁体２４のシール部材２４ｓとであり、両者は、共に従来技術によって容易に水密性を達成できる部材である。一方、より精密製作の困難な主弁駆動部材６のシール部１２の方は、粗雑な水密性のままにしておいても、下流側への液漏れの原因とはならず、２次圧力の異常昇圧は発生しない。
又、この発明の構成により、パイロットＡ弁装置、Ｂ弁装置、Ｃ弁装置のいずれにもニードル弁等の固定絞り調節流路がないので、砂粒・塵埃等による目詰まりは発生しにくく、更に、万一、主弁装置、パイロットＡ弁装置、Ｂ弁装置、Ｃ弁装置のいずれかに目詰まりが発生したとしても、その目詰まりによって生ずる流体圧力等の変化によって、該弁が自動的に開弁作動を行い、自掃流動によって目詰まりを排除するという優れた機能を備えている。従って、細目のストレーナー等が不要であり、保守管理も容易である。
次に、第２図（第２実施例）〜第８図（第８実施例）について説明する。なお、各図において共通の役割を果たす部材には共通の図面符号を付してある。
第２図の第２実施例は、第１実施例のもののパイロット弁装置の構造について、Ａ弁装置とＢ弁装置を合体してＡ・Ｂ弁装置とし、Ａ弁体２４及びＢ弁体３４を一本の弁軸２５上に揃えて設け、シリンダー・ピストン様式の作動による開閉機構とし、一個の所定圧力手段（ばね２７）に対して一体的に連動させ、しかもＡ弁体２４とＢ弁体３４とが互いに相手の作動を妨げない構造に構成したものである。２次圧力が均衡安定している時は、Ａ弁体２４、Ｂ弁体３４共に、ほぼ閉鎖の状態で安定する。Ａ弁装置とＢ弁装置を合体してＡ・Ｂ弁装置としたのに伴って、夫々の連通路配管も第１実施例のものとは若干異なっているが、その他の構成及び作用効果は第１実施例のものと同様であるので、詳述は省略する。
第３図の第３実施例は、第２実施例のもののＡ・Ｂ弁装置に更にＣ弁装置を合体して、Ａ・Ｂ・Ｃ連合パイロット弁装置としたものである。但し、Ａ弁体２４及びＢ弁体３４の弁軸２５とＣ弁体４４の弁軸４５とは、相互に独立した運動ができる構造に構成してある。Ａ・Ｂ・Ｃ連合パイロット弁装置に合体したのに伴って、夫々の連通路配管も第２実施例のものとは若干異なっているが、その他の構成及び作用効果は第２実施例のものと同様であるので、詳述は省略する。
なお、この第３図においては、Ｃ弁装置の所定圧力手段即ちばね４７の力を、調整ねじで調整可能としたものを例示した。オリフィス１６をハンドル１７等にて絞り操作して流量を所期の定流量値に設定できるのに加えて、ばね４７を調整ねじによりワンタッチで調整することにより、定流量値を微調整することができる。
第４図の第４実施例は、オリフィス１６を、第３実施例のものとは逆に主弁上流側の流路ａ１；ａ２の間に配置したものである。それに伴って、ｐ１；ｐ２などに連通路配管も第３実施例のものとは若干異なっているが、その他の構成及び作用効果は第３実施例のものと同様であるので、詳述は省略する。
第５図の第５実施例は、主弁駆動部材６を、第４実施例のものとは逆に主弁座４の下流側に設けたものであり、それに伴って、該部材６の作動方向が逆向きになり、Ａ弁装置；Ｂ弁装置の入口流路ａ２；出口流路ｄへの夫々の連通路配管も第４実施例のものとは逆になる等、各要素の配設位置と作動方向が異なっているが、その他の構成及び作用効果は第４実施例のものと同様であるので、詳述は省略する。
第６図の第６実施例は、第４実施例のもののパイロット弁装置の構造について、Ａ弁体２４とＢ弁体３４とを中間室ｈの中に同居させたものである。それに伴って、夫々の連通路配管も第４実施例のものとは若干異なっているが、その他の構成及び作用効果は第４実施例のものと同様である。なお、本図には、パイロット弁装置の所定圧力手段（ばね２７）が、伸縮自在かつ所定の伸び限度に達すると上筒部と下筒部がその係止部２８ａ；２８ｂにおいて係止し合って伸び止まる構造の二重筒状ケース２８に、弾性部材を収納して構成されたものである場合の構造詳細も例示されている。
第７図の第７実施例は、第４実施例のもののパイロットＣ弁装置から主弁下流側への連通路配管について、それを出口流路ｄの２次圧力に直接連通させる代わりに、下流側液面近傍に設けたフロート弁５１に連通させたものである。このフロート弁５１は、液面が所定レベル以下のときには開通して連通路の流体をそのまま放流し、液面が上昇して所定レベルに達すると閉鎖する一般的なものが例示されている。その他の構成及び作用効果は第４実施例のものと同様である。
なお、このようにパイロット弁装置から主弁下流側への連通路配管を、出口流路ｄの代わりに下流側液面の近傍のフロート弁５１に連絡させた場合は、定圧・定流量弁として作動しつつ、流量が液面レベルの変化に従ってリニアー特性的に増減するので、入口流路の圧力が高くても、その吐き出し流動は極めて穏当であり、又、過大配水が起こらない等の利点がある。そして、液面が所定レベル迄上昇したときには、該フロート弁５１の閉鎖により主弁駆動圧力室ｅの内圧力が昇圧し、主弁体５を自動的に閉鎖させ、そして、主弁体５のシール部材５ｓとフロート弁５１のシール部材（図示は省略した）が水密性を保つ。
このフロート弁の形式については、所謂ボールタップ形式のものをはじめ公知の各種の形式のものが適用可能であり、又、フロートの代わりに液面レベルセンサーによって作動する弁手段を用いてもよいことは言うまでもない。なお、これらの弁手段の連通路への介設方法については、本実施例のような被測定液面に向けて放流開閉させるように介設する他にも、パイロットＣ弁装置と直列に割り込むように介設するなど、現地の仕様に合わせて適宜に選択してよいことは勿論である。
第８図の第８実施例は、第４実施例のもののオリフィス１６を、組換え可能な固定オリフィスに変更し、定流量値の設定をばね４７の調整によって行わせたものである。
更にこの第８実施例においては、第４実施例のもののパイロットＣ弁装置から主弁下流側への連通路配管について、それを出口流路ｄの２次圧力に直接連通させる代わりに、環境の異常の発生を検出する異常検出手段５２による異常検出時に閉弁する弁手段５３を直列に介設することにより、本発明の装置に、地震、火災、管路の異常圧力上昇などの緊急時に自動的に管路を遮断する緊急遮断弁としての機能を付加できることも例示した。その弁手段５３の働きは、第７実施例におけるフロート弁５１の場合と同じく、パイロットＣ弁装置と直列の位置で連通路を開閉することによって主弁装置を自動的に開閉させるものである。その弁手段５３と異常検出手段５２との連係方式は、各種センサーの電気信号によって駆動させる方式や、機械的に該検出手段に連結させる方式など各種のものが公知であるので、詳説は省略する。その他の構成及び作用効果は第４実施例のものと同様である。
次に、各実施例に共通の技術事項について説明する。
パイロット弁装置の構造については、第２図〜第８図のいずれの実施例においても、Ａ弁体２４とＢ弁体３４を一本の弁軸２５上に揃えて設けて、一個の所定圧力手段（ばね２７）に対して一体的に連動させ、パイロット弁装置内で１次圧力と２次圧力の混合を行い、その合成圧力を主弁駆動圧力室ｅに送り込んで流況変化に速やかに対応させるという、合理的かつ経済的な構成となっており、しかも、第１図のものと同様にＡ弁体２４とＢ弁体３４が互いに相手の作動を妨げないよう、シリンダー・ピストン様式の弁開閉機構が適用されている。又、Ａ弁体２４とＢ弁体３４は、作動的に、一方が開き一方が閉鎖するという状態のみならず、両弁体共にほぼ閉鎖する状態も生み出し得る位置間隔に配設され、２次圧力が均衡安定しているときは、両弁体共にほぼ閉鎖の状態で安定する仕組みとなっており、このため、弁体が振動する所謂「チャタリング」や「ハンチング」が効果的に抑えられている。更に、第６図においては、Ａ弁体２４とＢ弁体３４とを中間室ｈの中に同居させたものを例示した。その他にも、パイロット弁装置の各室ｇ；ｈ；ｉ；ｊ；ｋ；ｎ；ｕ；ｗの配置位置関係及び組み合わせ、それに伴う連通路の配管等、この発明の意図する範囲において設計変更可能であり、この発明を上記の各実施例に限定するものではない。
なお、第１図には、パイロット受圧板３３に作用する僅かな圧力不均衡をも解消したい場合の、圧力バランス装置３９が例示されている。
パイロット弁装置の所定圧力手段については、第１図〜第８図においてはばね２７；３７；４７を用いた実施例を示した。なお、２８；３８；４８は、ばねを収容する二重筒状ケースを例示したものであり、特にその詳しい構造を第６図に例示した。その構成は、伸縮自在かつ所定の伸び限度に達すると上筒と下筒が係止し合って伸び止まる構造の二重筒状ケース２８にばね２７を収納したものであり、二重筒状ケース２８は、図中では上筒の下端にある外向きの爪と下筒の上端にある内向きの爪が係止し合う直前、即ち伸び止まる直前の状態となっており、従って、ばね２７がその付勢力をパイロット受圧板２３に及ぼしている。この二重筒状ケースは、所定値まで伸びるとそれ自身が伸び止まる構造となっているので、その中にばねを十分圧縮して力を溜めた状態で収納でき、それをモジュール部品として簡便に持ち歩き、弁装置の組立てやメンテナンスに使用することができる上、ばねを常に十分圧縮してばね力の変化の少ない範囲で使用できるので該弁装置を正確に作動させることが可能となる。勿論、厳しくない仕様条件下では、このばねを収容する二重筒状ケースを省略して単純なばねを介設することでよい。
所定圧力手段としては、これら各実施例のようなばね等の弾性部材を用いる方法の他にも、例えば、力の一定した重鍾にリンクしたり、更に倍力機構を付加したり、気圧、液圧装置等の適用が容易にできることは勿論である。
又、受圧板２３；３３；４３のシール手段については、各実施例のようなダイヤフラム式のシール部材２６；３６；４６を用いる方法の他にも、ベローズ式としたり、受圧板の滑動面にＯリング等を適用して水密性を保持させてもよい。
主弁装置の構造については、各実施例においては、主弁体５にリフト弁形式を適用しているが、この発明の趣旨の範囲内で、その他の形式の開閉弁（例えば、バタフライ弁、ゲート弁、ボール弁など）を適用してもよく、又、主弁体５と主弁駆動部材６とは、一体部材に形成しても差し支えないことは勿論である。又、第５図に例示した主弁ばね１１は、最初の通水時の主弁体５の作動の安定上は望ましいものであるが、以後の作動には特に関係がないので、省略することもできる。なお、各実施例においては、主弁装置の構造を簡明にするために、ａ→ｂ→ｄの主弁流路部と主弁駆動圧力室ｅの両方を主弁箱１内にコンパクトに収めたものを図示したが、その他にも、この主弁流路部と主弁駆動圧力室ｅを、２つに分割した主弁箱の夫々に収め、この２つの弁箱を貫通させた主弁軸の両端に主弁体５と主弁駆動部材６を固着する構造にしても差し支えない。
仕様条件によっては、作動中の不意な流動変化による圧力脈動の影響（チャタリングやハンチング）を防止するために、パイロット弁装置や主弁装置を緩徐に作動させることが必要となる場合もあるが、その対処方法の一例として、第１図〜第８図には、主弁開口部ｂの形状を流量変化をスムーズにする鋸歯状の流路としたり、主弁装置に緩衝用シリンダー部材９とピストン部材１０とからなる緩衝装置を設けた例が示されている。その他、図示は省略するが、２次圧力室ｋへの２次圧力連通路の途中に絞り弁を設けたり、パイロット弁装置に緩衝装置を設ける等の方法もあることは勿論である。それらの対処方法は、いずれか１つを単独で採用しても、いくつかを組み合わせて採用してもよいし、それが必要とされない仕様条件下においては省略してもよい。
オリフィス１６については、一般的な開閉弁（例えば、バタフライ弁、ゲート弁、ボール弁、リフト弁等）も適用できる。又、このオリフィス１６には、締切り水密性能は必須ではないので、その弁座に対するシールは省略可能である。そして、その操作については、ハンドル１７による手動操作の他にも、各種アクチュエーターによって駆動することも、更にその駆動手順を自動化すること等も勿論可能である。
又、第１図〜第３図においてはオリフィス１６を主弁の下流側に配置した例、第４図〜第８図においてはオリフィス１６を主弁の上流側に配置した例が示されているが、このオリフィス１６の設置位置は基本的には主弁の上流側、下流側のどちらでもよい。下流側に設置した方が、Ｃ弁装置に負荷される圧力が比較的低く設計しやすいという点では望ましく、一方、上流側に設置した方が、Ｃ弁装置の作動が主弁体５の作動に伴う圧力脈動の影響をより受けにくいという点では望ましい。
なお、第３図〜第８図の実施例のように、Ｃ弁装置の所定圧力手段（ばね４７）に調整部を設けた場合は、この所定圧力の調整が即ち流量設定を意味するものであるから、オリフィス１６の絞り操作による流量調節に限る必要はない。即ち、この場合は、Ｃ弁装置の所定圧力手段の調整部のみで流量設定を行って、オリフィス１６は第８図に例示したように固定オリフィスとしてもよく、特に開閉弁方式のオリフィスを装着した場合の乱流による前後差圧の検知誤差の発生を極力抑えたい場合などに有効である。そして固定オリフィスの場合に、その前後の圧力検出口周辺に溝加工を施してその前後の圧力差が乱流の影響を受けるのを回避することもできるが、この方法は従来より周知であるので詳説は省略する。
各実施例にわたり、主弁装置及びパイロット弁装置の水密性を要する箇所に装着されるシール部材については、現地の仕様に合わせて適宜にＯリング、オイルシール、ダイヤフラム、ベローズを適用してよく、又、直接接触により良好な水密性を保持できる場合は、該シール部材を省略してもよい。又、主弁装置（主弁及びオリフィス）やパイロット弁装置の各弁体あるいは対応する弁座に、キャビテーション防止等の目的で櫛歯状突起や整流格子等を形成してもよい。なお、設備の安全管理を期して、第６図に例示したように主弁装置の下流側の適所に安全弁１８を装着してもよい。
その他、この発明における弁装置を構成する各部材にわたり、従来技術の援用は何ら妨げるものではなく、又、この発明の趣旨の範囲内で種々設計変更可能であり、この発明を前記の各実施例に限定するものではない。
産業上の利用可能性
この発明に係る自動調整弁装置は、パイロット弁装置部にニードル弁等の固定絞り流路がなく、弁装置の各弁体が適宜に開弁して自掃作動を行うので、砂粒・塵埃による目詰まり事故も無く、止水時の水密性も完璧で、送水時も止水時も２次圧力の異常昇圧を起こさずに作動する圧力調整機能を備えた、メンテナンス・フリーな弁装置であるのみならず、下流への流体供給量を自動的に所定量に制限できるので極めて便利である。又、液面制御機能も緊急遮断機能も簡便に付与できる。更に、パイロット弁装置の構造が簡潔で、２次圧力や流量の設定がワンタッチで簡単に行なえ、設計・製作・運転・保守管理に苦慮すべき部分もなく、信頼性と経済性の高い弁装置を得ることができて、その実施効果は極めて大きい。

Claims (7)

1. 主弁装置が、それを流過する流体の圧力変化により作動するパイロット弁装置に連係して、駆動される自動調整弁装置において、
   主弁装置は、主弁箱の内部に一体的に組み込まれた主弁体と該
   主弁体より大きい受圧面積を持つ主弁駆動部材とを備え、主弁体は主弁座の上流側に位置して、主弁座との間に絞り流路を形成し、主弁駆動部材は主弁箱の円筒状内壁部に対して滑動自在に嵌装されて、該内壁部との間に主弁駆動圧力室を形成し、そして、該主弁装置を流過する流路中にはオリフィスが付設され、
   パイロット弁装置は、
   前記主弁装置の下流側圧力と所定圧力手段との対向作用力のバランスによって作動し、主弁下流側圧力が所定値より高くなれば閉鎖し、低くなれば開通するパイロットＡ弁装置と、
   前記主弁装置の下流側圧力と所定圧力手段との対向作用力のバランスによって作動し、主弁下流側圧力が所定値より高くなれば開通し、低くなれば閉鎖するパイロットＢ弁装置と、
   前記オリフィスの前後差圧と所定圧力手段との対向作用力のバランスによって作動し、該オリフィスの前後差圧が所定値より高くなれば閉鎖し、低くなれば開通するパイロットＣ弁装置とからなり、
   前記パイロットＡ弁装置と前記パイロットＢ弁装置とが、中間に前記主弁駆動圧力室を介して、前記主弁装置の上流側流路と下流側流路との間に連通路によって直列的に連通されると共に、該パイロットＡ弁装置を挟む連通路部位に前記パイロットＣ弁装置が直列的に介設されたことを特徴とする、自動調整弁装置。
2. 前記パイロットＡ弁装置と前記パイロットＢ弁装置の両弁体が一本の弁軸上に設けられ、前記主弁装置の下流側圧力と一個の所定圧力手段との対向作用力のバランスによって、両弁体が連動して作動することを特徴とする、請求の範囲第１項記載の自動調整弁装置。
3. 前記オリフィスが可変オリフィスであることを特徴とする、請求の範囲第１項又は第２項に記載の自動調整弁装置。
4. 前記パイロットＡ弁装置を挟む連通路部位に、該連通路を開閉する弁手段が更に介設されたことを特徴とする、請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の自動調整弁装置。
5. 前記弁手段が、下流側の液面レベルの上下に伴って開閉するものであることを特徴とする、請求の範囲第４項記載の自動調整弁装置。
6. 前記弁手段が、異常発生を検出する異常検出手段による異常検出時に閉鎖するものであることを特徴とする、請求の範囲第４項記載の自動調整弁装置。
7. 前記所定圧力手段が、伸縮自在かつ所定の伸び限度に達すると上筒部と下筒部が係止し合って伸び止まる構造の二重筒状ケースに、圧縮した弾性部材を収納して構成されたものであることを特徴とする、請求の範囲第１項〜第６項のいずれかに記載の自動調整弁装置。

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