JPH05264140A - 送液装置及びこの装置に使用する切換弁 - Google Patents

送液装置及びこの装置に使用する切換弁

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JPH05264140A
JPH05264140A JP9348692A JP9348692A JPH05264140A JP H05264140 A JPH05264140 A JP H05264140A JP 9348692 A JP9348692 A JP 9348692A JP 9348692 A JP9348692 A JP 9348692A JP H05264140 A JPH05264140 A JP H05264140A
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JP
Japan
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pump
valve
liquid
redundant
normal
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Withdrawn
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JP9348692A
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English (en)
Inventor
Makoto Tateishi
誠 立石
Hisashi Goto
久 後藤
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Fuji Electric Co Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】複数台の通常ポンプに対して1台の冗長ポンプ
を備えた送液装置において、電磁弁を用いることなく配
管構成ができるようにする。 【構成】複数系統の液体循環経路2(21〜24)ごと
に運転される通常ポンプP(P1〜P4)に対して1台
の冗長ポンプPXが共通に設けられたシステムにおい
て、通常ポンプP及び冗長ポンプPXの吐出し側に切換
弁V(V1〜V4)を挿入し、この切換弁Vは液圧の作
用により通常ポンプPの運転中は冗長ポンプPXからの
送液の有無に関わらずA−C間の管路を開き、通常ポン
プPが停止し冗長ポンプPXから送液されるとB−C間
の管路を開くように構成する。これにより、電磁弁を用
いることなく故障系統の管路を自力で冗長ポンプPX側
に切り換えることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、常時運転されるポン
プの故障に備えて待機する冗長ポンプを備えた送液装置
に関し、特に水などの冷却媒体を循環させて発熱する複
数基の機器を同時に冷却する際の送液に適した装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】電算機などの高度の信頼性が要求される
熱負荷を冷却する設備においては、冷却媒体を循環させ
るポンプは常時運転されるもの(以下、通常ポンプとい
う)の他に、このポンプの故障時に直ちに代替して運転
される待機用のポンプ(以下、冗長ポンプという)が設
置される。その場合、冷却媒体の循環経路が複数系統並
列に構成され、これらの循環経路ごとに専用のポンプが
運転されるシステムでは、各通常ポンプごとに冗長ポン
プを設置するとポンプの台数が多数となり、スペース及
びコストの面で負担が大きくなる。
【0003】そこで、特開平1−123973号公報に
は、複数系統の上記循環経路に対して1台の冗長ポンプ
を共通に設け、この冗長ポンプを通常ポンプが異常を生
じた循環経路に対してのみ適用するようにした装置が記
載されている。すなわち、この装置は複数台の通常ポン
プに1台の冗長ポンプを電磁弁を介して共通に並列接続
し、いずれかの通常ポンプが故障した場合には該当する
循環経路の電磁弁のみを開いて冗長ポンプを運転するよ
うにしたものである。また、各通常ポンプの吐出し側に
は逆止弁をそれぞれ挿入し、運転を停止した通常ポンプ
を通して冗長ポンプからの冷却媒体が逆流しないように
している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公開公報
に記載された装置は各循環経路ごとに冗長ポンプの前後
に電磁弁を設けているため、次のような問題がある。 (1) 配管が複雑である。 (2) 所望の流量が得られないとき電磁弁の故障かポンプ
の故障か分からない。 (3) 電磁弁の切換え制御が複雑である。 (4) 電磁弁が場所を取り装置寸法が大きくなる。 (5) コストが高い。 この発明は、電磁弁の設置に伴う上記問題を解消し、構
成が簡単で動作の確実な送液装置及びこの装置に使用す
る切換弁を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の送液装置は、通常ポンプ及び冗長ポンプ
の吐出し側に液圧により弁体が移動してこれらのポンプ
の管路を交互に開閉する切換弁を備え、前記弁体は前記
通常ポンプの運転中は前記冗長ポンプの管路を閉鎖し、
前記通常ポンプの停止中に前記冗長ポンプが運転される
とその管路を開放するものとする。
【0006】上記切換弁は、両端で通常ポンプからの液
体の入口と冗長ポンプからの液体の入口とにそれぞれ連
通するとともに2つの前記入口の間で液体の出口に連通
する弁室に、両端面を受圧面としかつ通常ポンプ側の方
が冗長ポンプ側よりも受圧面積の大きい弁体が摺動自在
に収納され、前記弁体が前記弁室の一方の側に移動する
ことにより他方の側の前記入口と前記出口とを連通させ
るものとすることができる。その場合、上記弁体に通常
ポンプ側から冗長ポンプ側に向かって付勢するばねを装
着すれば両端面の受圧面積に特に差を設けなくてもよ
い。
【0007】また、上記切換弁は、両端で通常ポンプか
らの液体の入口と冗長ポンプからの液体の入口とにそれ
ぞれ連通するとともに2つの前記入口の間で液体の出口
に連通する弁室に、前記通常ポンプの液圧を受けるダイ
ヤフラムに保持されかつ通常ポンプ側から冗長ポンプ側
に向かってばね付勢された弁体が移動自在に収納され、
前記弁体が前記弁室の一方の側に移動することにより他
方の側の前記入口と前記出口とを連通させるものとする
こともできる。
【0008】
【作用】通常ポンプ及び冗長ポンプの吐出し側に弁体が
これらのポンプの液圧を同時に受ける切換弁を挿入し、
かつ弁体に対する液圧の作用を冗長ポンプよりも通常ポ
ンプの方が勝るように構成して、通常ポンプの運転中は
冗長ポンプの運転の有無にかかわらず通常ポンプの管路
を開き、通常ポンプの停止中に冗長ポンプが運転された
ときのみその管路を開くように切り換えさせる。このよ
うな切り換えは液圧により自力で行われるため、複雑な
電気的制御は不要となる。
【0009】上記切換弁は通常ポンプ及び冗長ポンプに
それぞれ接続する2つの液体の入口とこれらに共通の液
体の出口との間を液圧による弁体の移動によって交互に
連通させることにより構成可能であり、その際、弁体の
受圧面積に差を設けたり弁体を一方に付勢するばねを設
けたりすることにより、弁体に対する液圧の作用を冗長
ポンプよりも通常ポンプの方が勝るようにすることがで
きる。
【0010】
【実施例】以下、図1〜図6に基づいてこの発明の実施
例を説明する。まず、図1はこの発明の送液装置を適用
した、例えば電算機の水冷式冷却装置の配管系統図で、
4つの熱負荷1(11〜14)ごとに液体(冷却水)の
循環経路2(21〜24)が独立に形成されている。こ
れらの循環経路2において、共通のタンク3からポンプ
P(P1〜P4)により送り出された液体は熱交換器5
(51〜54)で冷却された後、熱負荷1に供給され
る。熱負荷1を冷却した液体は再びタンク3に戻る。な
お、SW(SW1〜SW4)は各循環経路2を通過する
液体の流量を検知する流量スイッチ、Sはタンク3内の
液体の異常高温を検知する水温センサ、またF(F1,
F2)は熱交換器5を空冷するファンである。
【0011】ここで、4台のポンプPは常時運転される
通常ポンプであり、これらの通常ポンプPに対して共通
に1台の冗長ポンプPXが設置されている。冗長ポンプ
PXは常時は運転待機状態にあり、通常ポンプPのいず
れかに異常が生じた際にこれに代わって運転される。冗
長ポンプPXは図示の通り、循環経路2ごとに通常ポン
プPと並列に配管されているが、通常ポンプP及び冗長
ポンプPXの吐出し側と熱交換器5との間には切換弁V
(V1〜V4)が挿入されている。この切換弁Vの機能
について次に説明する。
【0012】通常ポンプPから吐き出された液体は入口
Aから切換弁Vに入り、また冗長ポンプPXから吐き出
された液体は入口Bから切換弁Vに入る。切換弁Vに入
ったこれらの液体は切換弁Vの出口Cから出て熱交換器
5に入る。ところが、各切換弁Vは後述するように、通
常ポンプPが運転されている間は冗長ポンプPXの運転
の有無に関係なく入口Aと出口Cとの間(以下、単にA
−C間という)が連通して入口Bと出口Cとの間(以
下、単にB−C間という)は切れ、B−C間は通常ポン
プPの停止中に冗長ポンプPXが運転されたときのみ連
通するようになっている。
【0013】いま定常運転中に、例えば通常ポンプP2
に異常が生じ、流量スイッチSW2がこの異常を循環液
量の減少によって検知したとすると、通常ポンプP2は
停止され、これに代わって冗長ポンプPXが起動され
る。すると、切換弁V2は図示しない弁体が移動してA
−C間が切れ、B−C間が連通して冗長ポンプPXから
送り出された液体は熱交換器52を経て熱負荷12に供
給され、再びタンク3に戻るように循環する。一方、切
換弁V1、V3及びV4にも冗長ポンプPXから液体が
送られるが、通常ポンプP1、P3及びP4が運転中で
あるためB−C間は切れたままで、冗長ポンプPXから
の液体は循環経路21、23及び24には進入しない。
【0014】図2は切換弁Vの構成を示す縦断面図。図
3はその III−III 線に沿う断面図である。図におい
て、T字状の本体6内には、図示しないねじ山を介して
ねじ込まれたスリーブ7と壁6aとの間に弁室8が形成
され、この弁室8に上下端で直径の異なる弁体9が摺動
自在に収納されている。弁室8は両端で通常ポンプPか
らの液体の入口A及び冗長ポンプPXからの液体の入口
Bに通じ、またこれらの入口A,Bの間で液体の出口C
に通じている。
【0015】弁体9の大径部の外周4面は図3に示すよ
うに平面状に削除され、弁室8の壁面との間に通路10
が形成されている。弁体9はテーパ面9a及び9bでス
リーブ7及び壁6aに形成された弁座11及び12にそ
れぞれ接触し、これらの間をシールするようにしてい
る。シール効果が高まるように、本体6とスリーブ7と
の間にはOリング13が挿入され、テーパ面9a及び9
bにはOリング14及び15がそれぞれ装着されてい
る。
【0016】このような切換弁Vにおいて、通常ポンプ
Pからの液体が入口Aに入ると、弁体9は受圧面16が
受ける液圧及び自重により下方向に移動し、弁座11と
テーパ面9aとの間を開き、弁座12とテーパ面9bと
の間を閉じる。これにより、入口Aと出口Cとの間が連
通し、液体は入口Aから通路10を通って出口Cに流れ
る。通常ポンプPが故障し、冗長ポンプPXが運転され
てその液体が入口Bに入ると、弁体9は受圧面17に作
用する液圧により上方向に持ち上げられ、弁座11とテ
ーパ面9aとの間を閉じ、弁座12とテーパ面9bとの
間を開く。これにより、入口Bと出口Cとの間が連通
し、液体は入口Bから弁室8を経て出口Cに流れる。
【0017】健全な循環経路2において、通常ポンプP
の運転中に入口Bに冗長ポンプPXからの液体が同時に
入ると、弁体9は両方の受圧面16,17から液圧を受
けるが、受圧面16は受圧面17よりも面積が大きいた
め下向きの力が勝ち、弁体9は弁座12に押圧されたま
まとなって、液体は引き続きA−C間を流れる。すなわ
ち、いずれかの通常ポンプPが停止して冗長ポンプPX
が起動すると、通常ポンプPが故障した循環経路2の切
換弁Vは管路が通常ポンプPから冗長ポンプPXに切り
換わるが、通常ポンプPが運転中の健全な循環経路2で
は冗長ポンプPXの影響を受けず、通常ポンプPからの
送液が維持される。
【0018】図4は切換弁Vの別の実施例の縦断面図、
図5はそのV−V線に沿う断面図である。この実施例に
おいては本体6はほぼ左右対象に構成され、その両端か
らスリーブ7及び18がそれぞれねじ込まれて弁室8が
形成されている。弁室8は両端で通常ポンプPからの液
体の入口A及び冗長ポンプPXからの液体の入口Bに連
通し、またこれらの入口A,Bの間で液体の出口Cに連
通している。
【0019】弁室8には両端が等径で中央部がそれより
も小径の弁体9が摺動自在に収納されている。弁体9の
両端の大径部の外周4面は図5に示すように平面状に削
除され、弁室8の壁面との間に通路10が形成されてい
る。弁体9はテーパ面9a及び9bでスリーブ7及び1
8に形成された弁座11及び12にそれぞれ接触し、こ
れらの間をシールするようにしている。本体6とスリー
ブ7及び18との間にはOリング13及び19がそれぞ
れ挿入され、テーパ面9a及び9bにはOリング14及
び15がそれぞれ装着されている。
【0020】図4の実施例の上記構成は図2の実施例と
実質的に同じであるが、大きく相違しているのは図4の
実施例では弁体9の受圧面16及び17の面積が等し
く、その代わりにスリーブ7と弁体9との間に図示の通
り圧縮コイルばね20が挿入され、弁体9は通常ポンプ
側から冗長ポンプ側に向かって常時ばね付勢されている
点である。
【0021】このような切換弁Vにおいて、通常ポンプ
Pからの液体が入口Aに入ると、弁体9は受圧面16が
受ける液圧及びばね20の力により図示の通り右方向に
移動し、液体は入口Aから通路10を通って出口Cに流
れる。通常ポンプPが故障し、冗長ポンプPXが運転さ
れてその液体が入口Bに入ると、弁体9は受圧面17に
作用する液圧によりばね20の力に抗して左方向に押さ
れ、液体は入口Bから通路10を通って出口Cに流れ
る。また、通常ポンプPの運転中に入口Bに冗長ポンプ
PXからの液体が同時に入ると、弁体9は両方の受圧面
16,17から液圧による等しい力を受けるが、ばね2
0の力の分だけ右向きの力が勝ち、弁体9は弁座12に
押圧されたままとなって液体は引き続きA−C間を流れ
る。
【0022】図6は切換弁Vの更に別の実施例の縦断面
図である。図において、本体6とその下部にOリング2
1を介してねじ込まれた下部蓋22とからなる弁箱内に
弁室8が形成され、この弁室8は両端で通常ポンプPか
らの液体の入口A及び冗長ポンプPXからの液体の入口
Bに連通し、またこれらの入口A,Bの間で液体の出口
Cに連通している。弁室8に弁体9が収納され、弁体9
は上端部でダイヤフラム23に保持されている。また、
ダイヤフラム23はその周縁が本体6とこれに装着され
たカバー24との間に挟み付けられている。
【0023】弁体9は弁棒25とその両端にディスク押
え27を介してナット26により締め付けられたシール
ディスク28及び29とからなり、弁体9の保持はナッ
ト26によりシールディスク28と一緒に弁棒25に締
め付けられたダイヤフラム受け30がダイヤフラム23
の上面に当接することにより行われている。ダイヤフラ
ム受け30の上面のばね受け31とカバー24の頭部に
ねじ込まれた調整ねじ32との間には圧縮コイルばね3
3が挿入され、弁体9は下方向にばね付勢されている。
そのため、ダイヤフラム23が液圧を受けない状態で
は、上部のシールディスク28は弁座11に接触し、下
部のシールディスク29は弁座12から離れている。ば
ね33の力は調整ねじ32によって調整可能である。
【0024】このような切換弁Vにおいて、通常ポンプ
Pからの液体が入口Aに入ると、弁体9はダイヤフラム
23が受ける液圧によりばね33の力に抗して上方向に
押し上げられ、シールディスク28は弁座11から離
れ、シールディスク29は弁座12に接触する。その結
果、液体は入口Aから弁室8を経て出口Cに流れる。通
常ポンプPが停止すると、弁体9はばね33の力により
図示状態に復帰し、次いで冗長ポンプPXが運転される
と、液体は入口Bから弁室8を経て出口Cに流れる。ま
た、通常ポンプPの運転中はシールディスク29と弁座
12との間が閉じているため、入口Bに冗長ポンプPX
からの液体が同時に入っても液体は引き続きA−C間を
流れる。
【0025】
【発明の効果】以上述べた通り、この発明によれば、通
常ポンプと冗長ポンプとの吐出し側に切換弁を挿入し、
通常ポンプが停止し冗長ポンプが起動したときには自力
で管路を切り換えさせるように構成したことにより、送
液経路ごとに冗長ポンプの前後に電磁弁を必要とし、ま
た通常ポンプの吐出し側に逆止弁を必要とした従来構成
に比べて配管構成や電気制御が簡単となり、動作信頼性
が高くなるとともにコストが安くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す配管系統図である。
【図2】図1における切換弁の構成を示す縦断面図であ
る。
【図3】図2の III−III 線に沿う断面図である。
【図4】図1における切換弁の別の構成を示す縦断面図
である。
【図5】図4のV−V線に沿う断面図である。
【図6】図1における切換弁の更に別の構成を示す縦断
面図である。
【符号の説明】
1 熱負荷 2 循環経路 3 タンク 5 熱交換器 8 弁室 9 弁体 16 受圧面 17 受圧面 20 ばね 23 ダイヤフラム 33 ばね A 通常ポンプからの液体の入口 B 冗長ポンプからの液体の入口 C 液体の出口 P 通常ポンプ PX 冗長ポンプ V 切換弁

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】常時運転される通常ポンプと、この通常ポ
    ンプが故障すると運転される冗長ポンプとを有する送液
    装置において、 通常ポンプ及び冗長ポンプの吐出し側に液圧により弁体
    が移動してこれらのポンプの管路を交互に開閉する切換
    弁を備え、前記弁体は前記通常ポンプの運転中は前記冗
    長ポンプの管路を閉鎖し、前記通常ポンプの停止中に前
    記冗長ポンプが運転されるとその管路を開放することを
    特徴とする送液装置。
  2. 【請求項2】両端で通常ポンプからの液体の入口と冗長
    ポンプからの液体の入口とにそれぞれ連通するとともに
    2つの前記入口の間で液体の出口に連通する弁室に、両
    端面を受圧面としかつ通常ポンプ側の方が冗長ポンプ側
    よりも受圧面積の大きい弁体が摺動自在に収納され、前
    記弁体が前記弁室の一方の側に移動することにより他方
    の側の前記入口と前記出口とを連通させることを特徴と
    する請求項1記載の装置に使用する切換弁。
  3. 【請求項3】両端で通常ポンプからの液体の入口と冗長
    ポンプからの液体の入口とにそれぞれ連通するとともに
    2つの前記入口の間で液体の出口に連通する弁室に、両
    端面を受圧面としかつ通常ポンプ側から冗長ポンプ側に
    向かってばね付勢された弁体が摺動自在に収納され、前
    記弁体が前記弁室の一方の側に移動することにより他方
    の側の前記入口と前記出口とを連通させることを特徴と
    する請求項1記載の装置に使用する切換弁。
  4. 【請求項4】両端で通常ポンプからの液体の入口と冗長
    ポンプからの液体の入口とにそれぞれ連通するとともに
    2つの前記入口の間で液体の出口に連通する弁室に、前
    記通常ポンプの液圧を受けるダイヤフラムに保持されか
    つ通常ポンプ側から冗長ポンプ側に向かってばね付勢さ
    れた弁体が移動自在に収納され、前記弁体が前記弁室の
    一方の側に移動することにより他方の側の前記入口と前
    記出口とを連通させることを特徴とする請求項1記載の
    装置に使用する切換弁。
JP9348692A 1992-03-19 1992-03-19 送液装置及びこの装置に使用する切換弁 Withdrawn JPH05264140A (ja)

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