JPH0412280Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、受水槽や貯水池等に給水し、その
水位を一定範囲に保つ自動給水弁に関する。

従来の技術 従来、この種の自動給水弁としては一般に次の
３種類のものゝいずれかゞ用いられている。

フロートの浮力を直接利用したボールタツプ
弁。

小形のボールタツプ弁をパイロツト弁とし
て、これにより主弁を開閉させる定水位弁。

電動減速機により開閉する電動仕切弁形定水
位弁。

しかしながら、のボールタツプ弁による場合
は、フロートの浮力を機械的動作に変換するため
に長大な構造となり、かつ閉止時の水撃作用によ
り大きな音および振動が発生し、さらには、水面
波動により開閉する等の問題があつた。

また、の定水位弁では、フロート式パイロツ
ト弁の閉止による水圧で主弁を閉止するようにな
つているため、摩耗部が多く、その摩耗部からの
漏水により動作不良が起こり、また、急激な弁の
開閉による水撃防止のための微調整装置等を必要
として、構造が複雑となり、製作費も高くつく問
題があつた。

さらに、の電動仕切弁形定水位弁では、電気
的制御手段を必要とするので、特に高価格となる
問題があつた。

また、上記のような欠点を改善するための給水
制御弁として、特公昭47−49338号公報、同48−
20054号公報、実公昭48−5308号公報に示される
ようなダイヤフラム式給水弁が既に提案されてい
る。この給水弁は、水槽の水位の上昇によつて気
圧カツプから発生する気圧でパイロツト弁を作動
させ、ダイヤフラム主弁の背後にリークする少量
の水流を制御することにより、流入側と吐出側の
圧力差を利用して自動的に主弁の開閉を行うよう
になされたものである。

この従来提案に係る給水弁の構造は第４図に示
すようなものである。

即ち、同図において、入口２０と出口２１とを
有するケーシング２２にダイヤフラム弁体２３を
設け、入口側からの水圧で該弁体２３を押し開い
て吐出側へ放出せしめる一方、弁体２３に設けた
小孔２４から背圧室２５に少量の水をリークさ
せ、背圧室２５の出口２６に設けたパイロツト弁
２７を水槽２８の水位の上昇によつて所要気圧を
発生する気圧カツプ２９からの気圧で制御するも
のとしている。そして、弁体２３の開弁状態時に
おいては、ばね３０及びリーク排水圧でパイロツ
ト弁２７を押し開き、かつリーク排水をパイロツ
ト弁室３２を経て排水孔３３から出口２１側に排
出することにより、開弁状態を自己保持せしめる
と共に、水槽２８の水位の上昇により気圧カツプ
２９に所定気圧が発生すると、これによつてパイ
ロツト弁２７に背圧を負荷して該弁を押し下げ、
出口２６を閉鎖し、弁体２４からのリーク排水で
背圧室２５を入口２０側圧力に上昇させ、弁体２
３に閉止作動を生じさせるものとしている。

考案が解決しようとする課題 従来の上記給水弁は、水撃作用の減少、電気的
制御装置の不要、弁の開閉水位差の設定が可能、
等の利点が予想されるものゝ、次のような欠点が
あり、そのために未だほとんど実用化に至つてい
ないのが実情である。

(a) 通水作動中においてパイロツト弁２７の開弁
状態を確実かつ安定に保持するために別途その
押上げばね３０の装備を必須とし、このために
パイロツト弁２７を閉止するのに上記ばね３０
に対抗する空気圧力を必要とする。しかもパイ
ロツト弁２７は閉止方向に移動するに従つて上
記ばね３０の圧縮反力が増大するのに加えて、
入口２０側の圧力の変動、更には気圧カツプ２
０からの気圧も、水面波動等によつて多少変動
すること等が相俟つて、パイロツト弁２２の閉
止作動が極めて不安定なものとなる。たとえば
パイロツト弁２７が閉じられて主弁体２３が閉
止したときを考えると、動水圧から静水圧に変
ることによる急激な流入側水圧の上昇により、
パイロツト弁２７が再び開かれて弁体２３の閉
止圧力を減じ、不本意な通水が再開されるとい
うように、弁体２３及びパイロツト弁２７とも
にそれらの作動が極めて不安定な状態を発生す
る。

(b) このために、従来提案では、別途リーク排水
を充満させるベロー３１を装備して弁体２７の
押し上げ水圧に対抗せしめるものとしたり、ま
た特公昭48−20054号に見られるようにパイロ
ツト弁に背圧用ピストンを別途装備し、あるい
は背圧室を形成して上記対抗力を得るというよ
うなことが示されているが、到底信頼性の高い
解決策にはならないのはもとより、上記ベロー
等の装備は構造を複雑化し、信頼性、耐久性の
劣化原因となるものであり、加えて製作上の困
難性も増大してコスト面での不利も大きいもの
となる。

(c) 更には、主弁にダイヤフラム形弁が採用され
ているところから、大径で給水弁の小型化が阻
まれるのみならず、製作も困難であり、かつ損
傷、破損のおそれも大きく、耐久性に劣る。

この考案は上記のような問題点の更なる改善を
はかつて、パイロツト弁、主弁の開閉作動、特に
閉止作動を安定かつ信頼性の高いものにすること
ができると共に、従来のようなばねやベロー等の
作動付属部品の使用を排除して簡素な構造を実現
でき、製作も容易で、小形化、耐久性向上を図る
ことができる、高い実用可能性を備えた自己保持
フラツシユ弁形の自動給水弁を提供することを目
的とする。

課題を解決するための手段 この考案は、主弁にピストン形弁を採用し、か
つ主弁の背後へのリーク排水が流入するパイロツ
ト弁室に所定の排水圧を付与する圧力調整器を付
設し、パイロツト弁の閉止力に充分な余裕をもた
せて確実な閉止作動を保持せしめうるものとした
ことを主な改善事項とするものである。

即ち、この考案は、周壁に水平状に入口管２を
有し、下面側に上記入口管２と直交する態様にお
いて垂直状に出口管３を有する弁箱１内に、該弁
箱１内に臨む上記出口管３の上端の弁座４上にあ
つて入口管２からの圧力水によつて押上げられ開
弁状態を保持しうるピストン型の主弁５が設けら
れ、この主弁５の背後に該主弁に穿設された通水
孔６及び絞り孔７を通じて入口管２からの圧力水
を流入させて前記主弁５に閉止圧力を付与する背
圧室８が設けられ、更にこの背圧室８に１つの出
口９を形成して該出口９を開閉するパイロツト弁
１０が設けられ、このパイロツト弁１０を水槽Ｐ
の水位の上昇により閉止駆動するための空気圧を
発生する空気圧発生器１１が前記パイロツト弁１
０の背圧室１２に連通接続されると共に、パイロ
ツト弁１０の弁室１４に、前記出口９から流入さ
れる水を継続的に排出しながら水頭Ｈによつてパ
イロツト弁室１４内に所定の圧力を付与する圧力
調整器１５が設けられ、しかも該圧力調整器１５
またはパイロツト弁室１４周壁に、前記圧力調整
器１５の作用を阻害しない範囲で弁室１４内の水
を大気中にリーク排水し、パイロツト弁１０の閉
止作動後その弁室１４内を経時的に大気圧に降下
させる微小排水孔１６が設けられてなることを特
徴とする自動給水弁を要旨とする。

作 用 水槽Ｐの低水位時においては、パイロツト弁１
０の背圧室１２には、空気圧発生器１１による高
い気圧は作用せず、同背圧室１２は大気圧状態に
ある。その一方、パイロツト弁室１４は、次のよ
うな強力な圧力作用状態にある。即ち、入口管２
側からの水が、主弁５の通水孔６及び絞り孔７を
通じて主弁背圧室８に流入し、出口９からパイロ
ツト弁室１４に入り、大気中に排出されながら、
圧力調整器１５による水頭によつてパイロツト弁
室１４に強力な圧力が作用している状態にある。
従つて、このような状態のもと、パイロツト弁１
０は、その弁室１４の、水頭による強力な圧力作
用により、背圧室１２の大気圧を大巾に上回つ
て、出口９から離間した出口９開放状態に保持さ
れている。

この出口開放状態において、主弁５は、その背
圧室８の圧力と入口管２側の圧力との差圧の作用
により、弁座４から押し上げられた状態に保持さ
れ、給水弁は開弁状態に保持され、出口管３側へ
の吐水遂行状態に保持される。

その後、吐水継続に伴つて水槽Ｐの水位が上昇
し、空気圧発生器１１により発生された気圧がパ
イロツト弁１０の背圧室１２に作用するようにな
り、その気圧がパイロツト弁室１４の内圧に打ち
勝つ状態に至つた時、パイロツト弁１０が出口９
に当接されて該出口９は閉止される。

この出口閉止動作によつて、パイロツト弁１０
は、それから短期間のうちに強力な閉止圧力作用
を受けるようになり、それによつて強力な出口閉
止状態が得られることになる。即ち、出口９の上
記閉止動作によつて、圧力調整器１５からの排水
が止められ、パイロツト弁室１４内の水は、微小
排水孔１６を通じて大気中に速やかに排出され、
その結果、該パイロツト弁室１４の圧力は、比較
的短時間のうちに大気圧にまで降下する。これに
より、パイロツト弁背圧室１２の圧力とパイロツ
ト弁室１４の圧力との間に非常に大きな圧力差が
発生し、その結果、パイロツト弁１０は、短時間
のうちに余裕ある強力な閉止圧力作用でもつて出
口９を閉止するようになり、その状態を維持する
こととなる。

また、出口９の上記閉止動作によつて、主弁５
は、その背圧室８の圧力が入口管２側の流入水圧
に等しくなることにより、出口管３側の水圧との
差圧及び主弁の自重によつて、弁座４上に密接
し、給水弁は閉弁する。

この閉弁作動時において、入口管２側の圧力が
一時的に急激に高まり、出口９に作用する水圧も
増大することになる。しかし、パイロツト弁１０
には上記のような余裕ある強力な出口閉止圧力が
作用していることにより、パイロツト弁１０がそ
の水圧の作用で不本意に出口９から離間してしま
うというようなことは起こらず、安定した出口９
閉止状態を保持する。従つてまた、給水弁の閉弁
作動時に不本意に主弁５が弁座４から離間してし
まうというようなことも起こらず、給水弁は安定
した閉弁状態を保持する。

その後、水位低下により、パイロツト弁１０の
背圧室１２の圧力が低下し、この圧力が、主弁背
圧室８から出口９に作用する圧力を下回つた時、
パイロツト弁１０は出口９から離間し、出口９を
開放する。

この出口開放により、主弁背圧室８の水が出口
９を通じてパイロツト弁室１４に入り、大気中に
排出されながら、圧力調整器１５による水頭によ
つて該パイロツト弁室１４に強力な圧力が発生さ
れる。パイロツト弁１０は、その強力な圧力作用
により、その背圧室１２の大気圧を大巾に上回つ
て、上記したように、出口９から離間した出口開
放状態に安定保持されるようになる。

実施例 以下、この考案の実施例を第１図ないし第３図
に基いて説明する。

弁箱１は略円筒形に形成されたものであり、そ
の下部周壁に水平状に入口管２を有し、下面側に
垂直状に出口管３を有して該出口管３の上部が弁
箱１の内方に突入してその上端に弁座４を形成し
ている。主弁５はピストン形のもので、弁座４上
において弁箱１内に昇降自在に納められている。
主弁５にはその上側にリーク排水を導きうるよう
に縦向きの通水孔６と、それより更に径小とした
縦向きの絞り孔７とが形成されている。

主弁５の上側には背圧室８が形成され、その上
壁に縦向きの出口９が形成されている。更にこの
出口９が臨んだ上壁の上側には、パイロツト弁室
１４が形成され、該弁室１４に上記出口９を開閉
するダイヤフラム形のパイロツト弁１０が設けら
れている。そしてこのパイロツト弁１０の上側の
背圧室１２は、水槽Ｐに設けられた空気圧発生器
１１に連結管１３を介して連通接続されている。
空気圧発生器１１は、下面を開放し、上壁に上記
連結管１３を連結した円筒形のもので、水槽内の
水位の上昇に伴つて内部の空気圧が水置換によつ
て増大されるものである。

また、パイロツト弁室１４にはその周壁に連通
して圧力調整器１５が設けられている。この圧力
調整器１５は、上端を開放した所定長さの垂直筒
体からなるものであり、下端部周壁の連通孔１７
から流入する水が上端開口から溢流することによ
り、水頭Ｈによつてパイロツト弁室１４に水頭Ｈ
に相当する所定圧力を付与するものである。更に
また、圧力調整器１５にはその下端に微小排水孔
６が設けられている。この排水孔６は、水頭Ｈの
形成を阻害しない範囲でパイロツト弁室１４内の
水を大気中に常時リーク排水するものであり、従
つて、出口９から弁室１４内に流入する単位時間
当りの水量より相対的に少ない量の水を流出せし
めるものとして形成されている。この微小排水孔
１６は、パイロツト弁室１４の周壁に形成するも
のとしても良い。

上記実施例に示した給水弁の作用は、前記作用
の項において説明したとおりであるが、これを更
に補つて説明すると次のとおりである。

第１図には水槽Ｐ内が低水位Ｗ１であり、主弁
５を開いた給水時の状態が示されている。この状
態時において、通水孔６及び絞り孔７を通じて主
弁８上の背圧室８に流入するリーク排水は、出口
９から圧力調整器１５に流入し、主としてその上
端の開口から大気中に溢流排出される。従つて、
パイロツト弁室１４には、常時圧力調整器１５の
水頭Ｈによる所定の圧力が与えられ、パイロツト
弁１０の自重等に対抗してそれの閉止作動を強力
に防止する。

上記の状態から第２図に示すように水槽Ｐの水
位が上り、所定の高水位Ｗ２に達すると、空気圧
発生器１１内に置換水の水頭Ｈにより空気圧が発
生し、これが連結管１３を介してパイロツト弁１
０の背圧室１２に導入される。而して、この空気
圧が前記圧力調整器１５によつて付与されている
パイロツト弁室１４内の圧力に打ち勝つに至ると
パイロツト弁１０が出口９を閉鎖すると共に、背
圧室８の圧力増加、即ち背圧室が流入側水圧と等
しくなることによつて主弁５を弁座４上に押し付
けこれを閉止する。このとき、パイロツト弁１０
の閉止により弁室１４への新たなリーク排水の供
給が止まる。故に圧力調整器１５の上端からの溢
流排水は停止するが、微小排水孔１６からは以降
も継続して排水されるため、経時的に出納Ｈは低
下し、やがてパイロツト弁室１４は大気圧に等し
いものとなる。このためパイロツト弁１０には、
前記の閉止空気圧のみが一方的に作用し、出口９
からの水圧の増大、変動に耐えてなお充分に余裕
のある強力な閉止力を保持する。

即ち、主弁５の閉止により、それまでの動水圧
から静水圧に変り、通水孔６、絞り孔７を通じて
出口９に作用する水圧も一時急激に増大するが、
パイロツト弁１０はそれに充分対抗して確実な閉
止状態を保持する。

第２図の閉弁状態から再び水槽Ｐ内の水位が下
がり、第１図の低水位Ｗ１またはその近くに至る
と、パイロツト弁１０の背圧室１２がほゞ大気圧
になるため、パイロツト弁１０は出口９からの水
圧に押し上げられて出口９を開き、前記の開弁状
態に復帰する。

こゝに重要なことは、閉止状態時におけるパイ
ロツト弁１０は、出口８からの静水圧による作用
以外には全く開弁駆動力が作用していないことに
より、背圧室１２内の気圧が充分に下降しほとん
ど大気圧になるまで閉弁状態を確実に保持し、主
弁５を含めて弁の開閉作動が不安定になることが
ないということである。

考案の効果 この考案は上述の次第により、列挙すれば次の
効果を奏する。

主弁５の開閉作動が、空気圧で制御されるパ
イロツト弁１０による背圧室８の圧力制御によ
つてゆつくりと行われるので、急激なウオータ
ーハンマー現象を生じない。従つて配管系にウ
オーターハンマーによる有害な影響を及ぼすこ
とがない。

弁の開閉水位に、所要の充分な水位差を確保
でき、弁の開閉作動回数を減少してその耐久性
を増大しうる。

開弁時閉弁時のいずれも弁の作動状態を極め
て安定したものとなしうる。

即ち、開弁時においては、圧力調整器１５に
よるパイロツト弁室１４への所定圧力の付与に
より、パイロツト弁１０の開弁状態を確実に保
持し得て、空気圧発生器１１からの空気圧の多
少の変動等によつても徒らにパイロツト弁１０
が閉止作動傾向を示すことがない。従つて、水
槽Ｐの水面波動等による影響を受けることがな
い。

また、主弁５の閉止作動時において、パイロ
ツト弁室１４の圧力が微小排水孔１６からの排
水によつて速やかに低下され、大気圧に至つて
パイロツト弁１０に対する開弁駆動力を完全に
失うものとなされているから、パイロツト弁１
０が閉じてから以降、空気圧による閉止力のみ
がむしろ漸増傾向を示して該パイロツト弁１０
の閉止状態を強力確実に保つ。従つて、主弁５
が閉止されたのち、入口管２側の水圧が大きく
変動することがあつても、徒らにパイロツト弁
１０が作動することがなく、ひいては主弁５の
確実な閉止状態を安定保持して漏水や、弁の微
小動きの繰返しによる作動不良等を起すことが
ない。

主弁５がピストン形のものであることによ
り、ダイヤフラム式弁を用いる場合に較べ弁箱
１の大きさを小さいものに形成でき、給水弁の
小型化をはかりうるとゝもに、主弁５及びパイ
ロツト弁１０のいずれもそれらの弁座部分を含
めて製作の簡易なものとすることができ、かつ
ばねやベロー等の作動付属部品を要することな
く構造の顕著な簡素化をはかりうることによ
り、故障のおそれの減少、作動の確実性の向
上、耐久性の増大、製作コストの低減をはかり
うる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の開弁時の状態を
示す縦断面図、第２図は閉弁時の状態を示す同じ
く縦断面図、第３図は同実施例の平面図、第４図
は従来提案に係る公知の給水弁の一例を示す縦断
面図である。 １……弁箱、２……入口管、３……出口管、４
……弁座、５……主弁、６……通水孔、７……絞
り孔、８……背圧室、９……出口、１０……パイ
ロツト弁、１１……空気圧発生器、１２……背圧
室、１３……連結管、１４……パイロツト弁室、
１５……圧力調整器、１６……微小排水孔、Ｈ…
…水頭、Ｐ……水槽、Ｗ１……低水位、Ｗ２……
高水位。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 周壁に水平状に入口管２を有し、下面側に上記
   入口管２と直交する態様において垂直状に出口管
   ３を有する弁箱１内に、該弁箱１内に臨む上記出
   口管３の上端の弁座４上にあつて入口管２からの
   圧力水によつて押上げられ開弁状態を保持しうる
   ピストン型の主弁５が設けられ、この主弁５の背
   後に該主弁に穿設された通水孔６及び絞り孔７を
   通じて入口管２からの圧力水を流入させて前記主
   弁５に閉止圧力を付与する背圧室８が設けられ、
   更にこの背圧室８に１つの出口９を形成して該出
   口９を開閉するパイロツト弁１０が設けられ、こ
   のパイロツト弁１０を水槽Ｐの水位の上昇により
   閉止駆動するための空気圧を発生する空気圧発生
   器１１が前記パイロツト弁１０の背圧室１２に連
   通接続されると共に、パイロツト弁１０の弁室１
   ４に、前記出口９から流入される水を継続的に排
   出しながら水頭Ｈによつてパイロツト弁室１４内
   に所定の圧力を付与する圧力調整器１５が設けら
   れ、しかも該圧力調整器１５またはパイロツト弁
   室１４周壁に、前記圧力調整器１５の作用を阻害
   しない範囲で弁室１４内の水を大気中にリーク排
   水し、パイロツト弁１０の閉止作動後その弁室１
   ４内を経時的に大気圧に降下させる微小排水孔１
   ６が設けられてなることを特徴とする自動給水
   弁。