JPH0424160Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は圧力タンク式給水装置の空気補給機構
の制御装置に関するものである。

［従来技術］ 第１図に圧力タンク式給水装置の構造図を示
す。１はポンプ、２はポンプ１の始動、停止を指
令する圧力スイツチ３を備える圧力タンク、４は
空気槽、５は逆止め弁、６は仕切弁、７，８は自
動開閉弁、９は給水管、１０は空気取り入れ弁、
１１は空気補給管、１２は逆止め弁、１３は圧力
タンク２内の最低水位LWLを規定するための排
気弁である。

さて、従来から提案されている空気補給機構は
次の通りに制御されている。これを第１図を参照
して説明する。ポンプ１が停止すると、自動開閉
弁８が閉り、自動開閉弁７が開き、圧力タンク２
からの逆流水は逆止め弁１２によりしや断され、
空気槽４内の水は自動開閉弁７より排水される。
このとき空気取り入れ弁１０が開き、大気を空気
槽４内に導く。次に、ポンプ１が始動すると自動
開閉弁７が閉り、自動開閉弁８が開き、圧力タン
ク２内の水が給水管９、自動開閉弁８、の順に空
気槽４内へ流入する。このとき、空気取り入れ弁
１０は閉り、空気槽４内の空気は流入した水によ
り空気補給管１１、逆止め弁１２を経由して圧力
タンク２内へ補給される。ポンプの始動、停止の
都度空気が補給されていく。

［考案が解決しようとする問題点］ さて、この方式に依ると、圧力タンク２への空
気の補給は、ポンプ１の始動、停止のたびに圧力
タンク２の内圧と落差を利用して行なつているた
めに補給するのに時間がかかる。また、空気槽４
内の水を排水し空気を導くのにも時間がかかる。
ところで、ポンプ１の始動頻度は圧力タンク２の
定常空気量のもとで、使用水量をポンプ１の停止
圧力に対応する水量としたとき、十分に低くなる
ように圧力タンク２の容量を決めている。しか
し、このような給水装置を新興住宅地の上水道に
利用する場合、計画最大水量に対して初期使用時
に入居者が少ないなどにより、ポンプ１の給水量
よりも、実際の使用水量が相当少ない場合があ
る。このため、ポンプ１の運転時間が空気を空気
槽４より圧力タンク２へ補給するのに必要な時間
よりも短いと、空気が圧力タンク２へ補給され
ず、また圧力タンク２内の空気が送水中に混入す
るなどして次第に減少していくため、ポンプ１の
始動頻度がさらに激しくなり、ポンプの寿命を著
しく低下させ損傷させる。また、始動、停止が頻
繁に繰り返えされることにより騒音の原因とな
る。加えて、電源側に悪影響を与える。さらに、
ポンプ１が長期間連続運転を行なう場合も空気が
圧力タンクへ補給されず、同様の問題が生じる。
あるいは、タイマーなどによりポンプ１のON−
OFF運転に無関係に、一定時間毎に電磁弁を開
閉させて、空気補給をしていくことも行なわれて
いるが、この場合には半永久的に繰り返えされる
ため、圧力タンク１の水位が一定水位に達した後
も、空気槽４内の排水を無駄に捨去ることにな
る。これを回避するために圧力タンク２内の水位
を検出して空気補給動作を制御することも行なわ
れている。（特開昭51−81005号）しかし、この場
合には圧力タンク２に、この圧力タンク２内の水
位を検出する水位検出機構を設けなければならず
制御装置が高価となつてしまう。また、圧力タン
ク２内の水位を検出して空気補給動作を制御する
ものでは需要水量が減少して水位が上昇し水位検
出機構が空気過小水位を検出するとポンプが停止
中であつても空気補給動作が繰り返される。この
ため、圧力タンク２内の水は空気槽４を介して外
部へ無駄に排水される。したがつて、ポンプの始
動頻度が増加すると共に不経済となる不都合があ
つた。

本考案は、圧力タンクへの空気の補給を確実に
行なうことができる空気補給機構の制御装置を提
供するものである。

［問題点を解決するための手段］ すなわち本考案は、ポンプの吐出口に接続され
た圧力タンクと、空気取り入れ弁を備え前記圧力
タンクの近傍に配設された空気槽と、この空気槽
と前記圧力タンクとの間にこれらを接続するよう
に介在する第１の自動開閉弁と、前記空気槽に接
続されて前記空気槽を大気に開放するよう設けら
れた第２の自動開閉弁と、前記空気槽と前記圧力
タンクとの間にこれらを接続するように介在する
逆止め弁より成る圧力タンク式給水装置の空気補
給機構を備え、前記第１の自動開閉弁を制御する
注水制御回路および前記第２の自動開閉弁を制御
する排水制御回路により前記第１の自動開閉弁と
前記第２の自動開閉弁が互いに逆動作するように
上記空気補給機構を制御する圧力タンク式給水装
置の空気補給機構の制御装置において、前記空気
槽は前記圧力タンクの最低水位より下側に配置さ
れ、前記第１の自動開閉弁は前記圧力タンクの底
部から前記空気槽の下方に至る給水管に接続さ
れ、前記第２の自動開閉弁は前記空気槽の下方に
接続され、前記逆止め弁は前記空気槽の頂部から
前記圧力タンクの最低水位より下側の部分に至る
空気補給管に接続されるよう構成されると共に、
前記注水制御回路に設けられてポンプの始動と共
に動作し前記第１の自動開閉弁を開いて空気槽内
の空気が圧力タンクへ補給される時間を設定する
第１のタイマーと、前記排水制御回路に設けられ
て第１の自動開閉弁が閉じた後に動作し前記第２
の自動開閉弁を開き空気槽内の水が排水される時
間を設定する第２のタイマーと、この第２のタイ
マーの動作中に前記第１のタイマーの作動を抑制
する繰り返し制御回路を備えて成ることを特徴と
するものである。

［作用］ 空気槽は圧力タンクの最低水位より下側に配置
され、この空気槽から圧力タンクに至る配管類も
すべて圧力タンクの最低水位より下側に配置され
るとともに、第１のタイマーにより空気補給時間
が保持され、第２のタイマーにより空気槽内の排
水時間が保持されるので、タンク内の水位にかか
わらずほぼ空気槽の容積分の一定量の空気を確実
に圧力タンクに補給することができる。

［実施例］ 以下、第１図、第２図、第３図を使用して実施
例を詳細に説明する。第２図は圧力タンク式給水
装置の空気補給機構の制御装置の制御回路（操作
回路のみ）を示すシーケンス図、第３図はポンプ
と自動開閉弁との関係を示すタイムチヤートであ
り、グラフが上に凸の場合は自動開閉弁AV１，
AV２が開、下に凸の場合は閉の状態をそれぞれ
示すものである。

さて、第２図において、Ａはポンプ１の始動同
時に動作し空気槽４内の空気が圧力タンク２へ補
給される時間以上に第１の自動開閉弁８が開路状
態を保持するよう第１の自動開閉弁８を制御する
注水制御回路であり、AV１は自動開閉弁８のコ
イル、Ｔ１はコイルと並列に接続したタイマー、
Ｒ１はリレーでありタイマーＴ１の限時接点Ｔ１
ｂを直列に接続した上でコイルAV１と並列に接
続している。これらコイルAV１、タイマーＴ
１、リレーＲ１の並列回路は後で説明するリレー
Ｒ２の接点Ｒ２ｂ、運転開閉器Ｍの接点Maを介
して操作電源母線Ｒ，Ｓ間に接続される。また、
接点Maと並列にリレーＲ１の接点Ｒ１ａが接続
される。次に、Ｂは第１の自動開閉弁８が閉じた
後、これに、同期して動作し空気槽４内の水が排
水される時間以上に第２の自動弁７が開路状態を
保持するよう第２の自動開閉弁７を制御する排水
制御回路であり、AV２は自動開閉弁７のコイ
ル、Ｔ２はこのコイルと並列に接続したタイマ
ー、Ｒ２はリレーでありタイマーＴ２の限時接点
Ｔ２ｂを直列に接続した上でコイルAV２と並列
に接続している。これらコイルAV２、タイマー
Ｔ２、リレーＲ２の並列回路はリレーＲ２の接点
Ｒ２ａを介して操作電源母線Ｒ，Ｓ間に接続され
る。また、接点Ｒ２ａと並列にリレーＲ１の接点
Ｒ１ｂが接続される。

Ｃは排水制御回路Ｂの動作完了時にポンプ１が
停止中であれば注水制御回路Ａの新たな動作を中
止する補給停止制御回路であり、排水制御回路Ｂ
中のリレーＲ２と、注水制御回路Ａ中に組み込ん
だリレーＲ２の接点Ｒ２ｂおよび運転開閉器Ｍの
接点Maより構成される。

最後に、PSは圧力スイツチ３の接点であり、
この接点PSと直列にポンプ１の運動開閉器Ｍが
接続される。

次にこのように構成したものの動作について説
明する。ポンプ１は圧力スイツチ３により、圧力
タンク２の下限圧力で始動し、上限圧力で停止す
る。また、給水はポンプ１より逆止め弁５、仕切
弁６、圧力タンク２を介して末端の需要側に送水
される。さて、このような状態における圧力タン
ク１への空気補給動作の詳細について説明する。
今、便宜上、使用水量が少なく圧力タンク２内の
圧力が上限圧力に達し、圧力スイツチ３の接点
PSが開きポンプ１は停止しているものとする。
この状態で排水制御回路ＢのリレーＲ２、タイマ
ーＴ２、コイルAV２が付勢しているので自動開
閉弁７は開いており、空気槽４内の水の排水操作
が行なわれる。また、接点Ｒ２ａを自己保持す
る。この排水操作中は補給停止制御回路Ｃの働き
により注水制御回路Ａ中の接点Ｒ２ｂが開いてい
るため、例えポンプ１が始動、停止をパルス的に
繰り返したとしても、第３図のタイムチヤートに
示すように注水制御回路Ａは頻繁には作動しな
い。したがつて、圧力タンク２内の圧力水は逆止
め弁１２によりしや断され、空気槽４内の水は自
動開閉弁７より排水される。このとき、空気取り
入れ弁１０が開き、空気槽４内へ大気を導く。排
水制御回路ＢのタイマーＴ２の設定時間が経過す
ると、その接点Ｔ２ｂが開き、リレーＲ２の付勢
が解け、これの接点Ｒ２ａが開く。従つて、補給
停止制御回路Ｃを構成するリレーＲ２の接点Ｒ２
ｂが閉じることから、注水制御回路Ａは動作可能
となる。

つぎに、使用水量が増加し圧力タンク１内の圧
力が下限設定圧力に達すると圧力スイツチ３の接
点PSが閉じ、ポンプ１の運転開閉器Ｍが付勢し、
ポンプ１が始動する。すると、運転開閉器Ｍの付
勢によりその接点Maが閉じ、注水制御回路Ａの
リレーＲ１、タイマーＴ１、コイルAV１、が付
勢し自動開閉弁８が開き、空気槽４への注入操作
が開始される。また、接点Ｒ１ａを自己保持す
る。さらに、リレーＲ１の接点Ｒ１ｂが開くこと
から排水制御回路Ｂの動作が止められコイルAV
２の付勢が解かれ自動開閉弁７が閉じ、同時にこ
れらのタイマーＴ２がリセツトされる。したがつ
て、注水制御回路Ａの接点Ｒ１ａが自己保持され
ることから、この注水操作中は例えばポンプ１が
始動、停止をパルス的に繰り返したとしても、第
３図のタイムチヤートに示すように注水制御回路
Ａと注水制御回路Ｂは頻繁には、その動作状態を
変えない。この自動開閉弁８が開く注水操作によ
り、圧力タンク２内の水が空気槽４内へ流入し、
これにより空気取り入れ弁１０が閉り、空気槽４
内の空気は流入水と一緒に空気補給管１１、逆止
め弁１２を通つて圧力タンク２内へ送り込まれ
る。注水制御回路ＡのタイマーＴ１の設定時間が
経過すると、その接点Ｔ１ｂが開き、リレーＲ１
の付勢が解け、これの接点Ｒ１ａが開く。これと
同時に、排水制御回路Ｂ中のリレーＲ１の接点Ｒ
１ｂが閉じることから、排水制御回路Ｂのリレー
Ｒ２、タイマーＴ２、コイルAV２が付勢され、
再び排水操作が行なわれる。これにより補給停止
制御回路Ｃを通じてリレーＲ２の接点Ｒ２ｂが開
かれ、注水制御回路Ａは待機状態となる。これに
より、注水制御回路ＡコイルAV１の付勢が解か
れ、自動開閉弁８は閉じる。

さらに説明すると、リレーＲ１の接点Ｒ１ｂが
閉じることにより、排水制御回路ＢはリレーＴ２
の設定時間が過ぎるまで自動開閉弁７を開いて排
水操作を続ける。そして、タイマーＴ２の設定時
間が過した後は、補給停止制御回路Ｃの働きによ
りリレーＲ２の接点Ｒ２ｂが閉じられるが、ポン
プ１が停止中であれば運転開閉器Ｍの接点Maが
開いているので注水制御回路Ａの新たな動作は停
止する。そして、ポンプ１の運転再開と同時に、
注水制御回路Ａの注水操作が開始される。なお、
ポンプ１が運転中であれば運転開閉器Ｍの接点
Maが閉じているので直ちに注水制御回路Ａは動
作を再開する。以上のように、ポンプの運転時間
や停止時間が短くとも、タイマーＴ１により空気
補給時間を保持し、タイマーＴ２により空気槽内
の排水時間を保持するので圧力タンクへ空気が確
実に補給されていく。なおタイマーＴ１の設定時
間は空気槽内の空気が圧力タンクへ補給されるの
に必要な時間以上に設定し、タイマーＴ２は空気
槽内の水が排水されるのに必要な時間以上に設定
している。これにより空気槽内には空気槽の容積
と等しい容積の空気を導き入れることができ、ま
た、空気槽は最低水位より下側であるため圧力タ
ンク内の水位にかかわらずこの空気をタンク内の
水で置換でき、一定量の空気を圧力タンクに補給
できる。ポンプが長期間連続運転する場合も、第
３図タイムチヤートに示す通り、前述の動作に従
つてＴ１＋Ｔ２のサイクルで空気が確実に圧力タ
ンクへ補給される。

前記の実施例において、空気補給機構の制御装
置をリレーシーケンスで構成した実施例について
説明したが、本考案は、この他にも適当な電子回
路によつて構成することができるものである。

［考案の効果］ 本考案によれば、圧力タンクへの空気の補給を
確実に行なうことができる圧力タンク式給水装置
の空気補給機構の制御装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧力タンク式給水装置を説明するため
の構造図、第２図は本考案の一つの実施例の空気
補給機構の制御装置を説明するためのシーケンス
図、第３図は横軸に経過時間ｔ、縦軸に各構成部
品と対応する記号を付けた第１図、第２図に示す
実施例の動作を説明するためのタイムチヤート図
である。 １……ポンプ、２……圧力タンク、４……空気
槽、７……第２の自動開閉弁、８……第１の自動
開閉弁、１０……空気取り入れ弁、１２……逆止
め弁、Ａ……注水制御回路、Ｂ……排水制御回
路、Ｃ……補給停止制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ポンプの吐出口に接続された圧力タンクと、空
   気取り入れ弁を備え前記圧力タンクの近傍に配設
   された空気槽と、この空気槽と前記圧力タンクと
   の間にこれらを接続するように介在する第１の自
   動開閉弁と、前記空気槽に接続されて前記空気槽
   を大気に開放するよう設けられた第２の自動開閉
   弁と、前記空気槽と前記圧力タンクとの間にこれ
   らを接続するように介在する逆止め弁より成る圧
   力タンク式給水装置の空気補給機構を備え、前記
   第１の自動開閉弁を制御する注水制御回路および
   前記第２の自動開閉弁を制御する排水制御回路に
   より前記第１の自動開閉弁と前記第２の自動開閉
   弁が互いに逆動作するように上記空気補給機構を
   制御する圧力タンク式給水装置の空気補給機構の
   制御装置において、前記空気槽は前記圧力タンク
   の最低水位より下側に配置され、前記第１の自動
   開閉弁は前記圧力タンクの底部から前記空気槽の
   下方に至る給水管に接続され、前記第２の自動開
   閉弁は前記空気槽の下方に接続され、前記逆止め
   弁は前記空気槽の頂部から前記圧力タンクの最低
   水位より下側の部分に至る空気補給管に接続され
   るよう構成されると共に、前記注水制御回路に設
   けられてポンプの始動と共に動作し前記第１の自
   動開閉弁を開いて空気槽内の空気が圧力タンクへ
   補給される時間を設定する第１のタイマーと、前
   記排水制御回路に設けられて第１の自動開閉弁が
   閉じた後に動作し前記第２の自動開閉弁を開き空
   気槽内の水が排水される時間を設定する第２のタ
   イマーと、この第２のタイマーの動作中に前記第
   １のタイマーの作動を抑制する繰り返し制御回路
   を備えて成ることを特徴とする圧力タンク式給水
   装置の空気補給機構の制御装置。