JPH063280B2 - 水路における送水装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、主水路から支水路に水を送水する場
合に使用される送水装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、主水路から送水管路により遠隔地の支水路にポン
プにて送水を行う場合、送水管路中に介設されたポンプ
を始動および停止させるためのフロートスイッチ（水面
とともに変位するフロートが設定レベルに達するとオン
またはオフする接点を有するスイッチ）を前記支水路内
に設け、このフロートスイッチによってポンプ駆動モー
タを制御し、送水制御を行うようにしているが、この方
式では、ポンプモータとフロートスイッチとの間の電気
配線が非常に長くなる。

また、支水路に開口した送水管路の出口に、実公昭５８
−１４２９９号公報に示されるような放水量調整弁（一
種のフロートバルブ）を設け、この弁をフロートによっ
て開閉制御して、支水路の水面レベルを一定に保つよう
にしたものがある。この場合、放水量調整弁が閉じる
と、送水管路内の水圧が上昇するので、その水圧の変化
の送水管路に設けた圧力スイッチで検知して、送水管路
中に設けられているポンプを停止する。

このような放水量調整弁を用いる場合は、その放水量調
整弁の急激な開閉により水撃が発生しやすく、この水撃
発生が管路破損を誘発したり、管路末端での管路抵抗の
ばらつきによる送水量のアンバランスを起こし、不都合
である。

前記水撃現象が発生する原因としては、送水管路の出口
にある前記放水量調整弁を急に閉鎖し、管路内の運動
（流れ）を阻止することにより、弁部の圧力が上昇し
て、その持っていた運動エネルギが水および管の弾性エ
ネルギに変わる。しかし管路内の他の部分は今までの方
向に流れている。このとき圧力上昇を生じた部分がすぐ
隣の部分の運動（流れ）を阻止するための大きな圧力波
となって、管路内をある周期をもって、順次伝わってい
くことが原因である。

この水撃現象が生ずると、管路が破裂するおそれがあ
る。

この水撃作用の発生を回避するには、放水量調整弁の閉
鎖時間を長くするか、または、弁が急に閉じても管路内
の流速が急に０とならないように、管路に逃がしを設け
て、管路内の流速をゆっくり下げるかすればよい。

前記放水量調整弁の閉鎖時間を長くすることは、この弁
の作動特性上において限度があり、また安定した送水を
行うための解決とはならない。

また、いったん閉じた前記放水量調整弁が放水を再開し
たとき、従来は、ポンプが始動して水が送水管路を通
り、放水量調整弁にて規定量に達するまで、相当な時間
を費やしていた。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来は、ポンプ制御用フロートスイッチを
設ける場合は、そのフロートスイッチに要する配線の無
駄があり、また、放水量調整弁を設ける場合は、水撃現
象の発生による管破損等の問題があり、この水撃現象を
防止するために放水量調整弁の閉鎖時間を長くすること
は技術的な限界があり、さらに、ポンプによる送水を再
開したとき水が末端まで行きわたるまで時間がかかる問
題がある。

本発明は、このような種々の問題点を解決するために、
放水量調整弁が閉じた後の送水管路の流速をゆっくり下
げることで水撃の発生を防止できる点に着目し、送水管
路から引出した分岐主管路に対して、圧力タンクと、逆
止弁と、流速調整弁を有するバイパス管路とを有機的に
組合せて設けることで、以上の不具合に対し、確実に半
永久的にかつ低コストで対処することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、一方の水路11から送水管路12を経て他方の水
路13内に設けられた放水量調整弁14に水を供給する水路
における送水装置において、前記送水管路12の途中部か
ら分岐主管路31が引出され、この分岐主管路31の先端に
圧力タンク32が接続され、前記分岐主管路31中に、送水
管路12から圧力タンク32に向って流れる水によって閉じ
られる逆止弁33が介設され、この逆止弁33に対して前記
分岐主管路31にバイパス管路34が設けられ、このバイパ
ス管路34中に流速調整弁35が設けられたものである。

（作用） 本発明は、放水量調整弁14が閉じたとき、送水管路12内
の流水は、前記分岐主管路31から管路34を通って圧力タ
ンク32の内部に逃げ込むが、そのとき、バイパス管路34
および流速調整弁35の流体抵抗により急激なタンク内へ
の流れ込みは防止されるので、送水管路12内の流速はゆ
っくり下がる。これにより、水撃の発生が防止される。

一方、前記放水量調整弁14が開かれると、圧力タンク32
の内部に蓄圧された水が、タンク内圧によって、送水管
路12に加圧供給され、ポンプ24による本格的送水までの
時間的な遅れが補われる。

（実施例） 以下、本発明を図面に示される実施例を参照して詳細に
説明する。

第１図に示されるように、一方の水路としての主水路11
から送水管路12を経て他方の水路としての放水路13内に
設けられた放水量調整弁14に水を供給する送水装置があ
る。

前記送水管路12の給水圧源側には、ストレーナ21、逆止
弁22、弁23、送水ポンプ24、逆止弁25および弁26が順次
設けられ、水は、この順番の方向に流通可能である。

また、前記送水管路12の途中部から分岐主管路31が引出
され、この分岐主管路31の先端に圧力タンク32が接続さ
れている。この圧力タンク32は、サージタンクとしての
機能と、アキュムレータとしての機能と、圧力検出容器
としての機能とを合せ持っている。前記分岐主管路31中
に、送水管路12から圧力タンク32に向って流れる水によ
って閉じされる逆止弁33が介設され、この逆止弁33に対
して前記分岐主管路31にバイパス管路34が設けられ、こ
のバイパス管路34中に流速調整弁（可変絞り弁）35が設
けられている。分岐主管路31は太い管で構成され、管路
抵抗が小さいのに対して、バイパス管路34は細い管で構
成され、このバイパス管路自体が固定絞り抵抗の役目を
する。

前記分岐主管路31が前記圧力タンク32に接続される部分
には、タンク内圧力を表示する圧力計36と、タンク内圧
によって作動する圧力スイッチ37とが設けられている。
この圧力スイッチ37は、タンク内圧が一定の設定圧まで
上昇するとオフとなって、送水ポンプ駆動用電動機を停
止させ、ポンプ24による送水を停止し、またタンク内圧
が一定の設定圧まで下降するとオンとなって、送水ポン
プ駆動用電動機を作動させ、ポンプ24による送水を開始
する。

圧力タンク32の上部には空気が封じ込められており、タ
ンク内水面38が上昇するにしたがって、この内部空気が
圧縮され、タンク内水圧も高まる。また、タンク32の底
部にはドレン用の弁39が設けられている。

次に、前記放水量調整弁14について説明すると、第１図
に示されるように、放水路13の上部に支持部材41を介し
て軸案内部42が設けられ、この軸案内部42に垂直軸43が
上下動自在に嵌合され、この垂直軸43の上部および下部
の一定の部分に高水位用のフロート係合部44および低水
位用のフロート係合部45がそれぞれ一体的に設けられ、
その上下の係合部44，45の間で上下動自在のフロート46
が前記垂直軸43に嵌合されている。

第２図に示されるように、前記垂直軸43と放水量調整弁
14の弁本体51との間にはリンク機構52が設けられ、この
リンク機構52によって前記垂直軸43が垂直状態のまま上
下動される。前記リンク機構52の一部を構成する上側レ
バー53は、中央部をほぼ定位置で回動自在に軸支され、
そのレバー53の先端部に上下動枠54の上部が軸支されて
いる。この上下動枠54の下部には操作軸55が接続され、
この操作軸55の上部には副弁体56および係止部57が一体
に嵌着されている。

この放水量調整弁14は、実公昭５９−３１９７８号公報
にも示されているように、前記弁本体51の内部に上部の
弁本保持部61と下部の主弁座62とが水流用開口部63を介
して一体的に設けられ、そして前記弁本保持部61の内部
に主弁体64が上下動自在に嵌合されている。この主弁体
64等は円筒状に形成されている。主弁体64の内部には軸
案内部65が一体的に設けられ、この軸案内部65に前記操
作軸55が僅かな範囲で上下動自在に嵌合されている。軸
案内部65の上部には前記副弁体56によって開閉される副
弁座66が設けられ、この副弁座66およびその下側の水抜
き孔67を通して主弁体64の上側に溜っている水が主弁体
間にあたって前記主弁座62の下側排水口68に排出され
る。この排水口68は放水路13の内部に開放されており、
前記送水管路12に接続された管接続部69は、水流入用開
口部63および弁座62の開口を経てこの排水口68に連通す
る。

そうして、第１図にて、放水路13内の水面71が下降する
と前記フロート46も下降し、このフロート46が一定の低
水位72まで下降すると、フロート46が係止部45に当り、
垂直軸43を押下げる。この動きは前記レバー53によって
反転され、上下動枠54および操作軸55が上昇する。この
動きによって、先ず副弁体56が開き、それまで前記弁本
保持部61と主弁体64との間の遊嵌間隙を上昇して主弁体
64の上側空間に充満していた水が、前記水抜き孔67等を
経て排水口68に水抜きされる。したがって主弁体64の上
側にはこの主弁体64の上昇を妨げるものがないので、前
記操作軸55とともに上昇する係止部57によって主弁体64
が押上げられ、前記主弁座62が開く。管接続部69まで供
給されている水は、この主弁座62の開口を経て前記排水
口68より放水路13に流出する。これにより、放水路13内
の水位は上昇復帰する。

また、放水路13の水面71の水位が上昇するとフロート46
も上昇し、そして、このフロート46が一定の高水位73ま
で上昇すると、このフロート46が前記上側のフロート係
合部44に当接して、前記垂直軸43を押上げる。この動き
は前記レバー53によって反転され、前記上下動枠54が下
降するとともに操作軸55が下降する。その結果、前記副
弁体56が前記副弁座66を閉じるとともに下方に押下げ、
これにより主弁体64が下降して主弁座62を閉じ、放水路
13内への放水が停止される。

次に、第１図に示された送水回路の作用を説明する。

常用送水時は、水は、ストレーナ21から逆止弁22を経て
吸込まれ、送水ポンプ24で圧力上昇され、逆止弁25を通
り、放水量調整弁14により放水路13内に放水される。同
時に、流速調整弁35より圧力タンク32に送水されるの
で、圧力タンク32の内圧は、送水ポンプ24の吐出圧と等
しくなっている。

そして、放水量調整弁14が放水制御（水面制御）を行な
い、放水路13内の水面71が上昇して前記高水位73を超え
ると、前記のように放水量調整弁14の副弁体56および主
弁体64が急速閉鎖し、送水管路12内の圧力が上昇する
が、この圧力上昇にともなって、送水管路12内の流水
は、分岐主管路31からバイパス管路34の流速調整弁35を
通り、圧力タンク32内に逃がされる。これによりポンプ
24から圧送される水の圧力および流量の急激な変化がさ
けられ、逆止弁25がゆっくり閉じられることもあって、
送水管路12内の水撃作用が回避される。

前記圧力タンク32の内圧上昇時間は、前記流速調整弁35
によってコントロールされ、そのタンク内圧が一定の設
定値まで上昇すると、それを圧力スイッチ37が検知して
送水ポンプ24を停止させる。したがって、放水量調整弁
14が閉じられてから送水ポンプ24が停止するまでの時間
差を前記流速調整弁35によって自由に選択できる。仮
に、この流速調整弁35を装備していない場合は、送水ポ
ンプ24の始動停止のハンチングによりポンプモータが損
傷するおそれがあり、さらに圧力タンク32を大容量のも
のにする必要があるが、それらはこの流速調整弁35にて
解決される。

また、前記放水量調整弁14が放水を開始すると、送水管
路12内の水圧が低下するので、前記圧力タンク32に蓄圧
された高圧水（例えば、ポンプ吐出圧＋約２kg／cm²）
が、直ちに管路抵抗の少ない分岐主管路31の逆止弁33を
押し開き、送水管路12を通って放水量調整弁14に供給さ
れ、続いて、圧力スイッチ37がタンク内圧の低下を検知
して送水ポンプ24を始動する。このため、迅速かつ連続
的に放水が行われる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、送水管路の途中部から分岐主管路が引
出され、この分岐主管路の先端に圧力タンクが接続さ
れ、前記分岐主管路中に、送水管路から圧力タンクに向
って流れる水によって閉じられる逆止弁が介設され、こ
の逆止弁に対して前記分岐主管路にバイパス管路が設け
られ、このバイパス管路中に流速調整弁が設けられたか
ら、放水量調整弁が急閉したときに、前記流速調整弁を
有するバイパス管路を経て送水管路内の急激な圧力上昇
を徐々に圧力タンクで吸収し、放水量調整弁が閉じた後
の送水管路の流速をゆっくり下げることで、送水管路内
の水撃作用を回避でき、管路の破損を防止できる。また
前記分岐主管路に逆止弁が設けられているので、この逆
止弁を通して、圧力タンク内に蓄圧された水を送水管路
内に直ちに供給でき、迅速に放水を再開できる。また、
送水管路から引出した分岐主管路に対して、圧力タンク
と、逆止弁と、流速調整弁を有するバイパス管路とを有
機的に組合せて設けることで、放水量調整弁が設けられ
た水路にフロートスイッチのような故障しやすい電気的
スイッチを設ける必要がなく、長い配線も必要ないこと
から、前記水撃回避および迅速放水に対して確実に耐久
的にかつ低コストで対処できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の水路における送水装置の流体回路図、
第２図はその放水量調整弁の断面図である。 11‥一方の水路としての主水路、12‥送水管路、13‥他
方の水路としての放水路、14‥放水量調整弁、24‥送水
ポンプ、31‥分岐主管路、32‥圧力タンク、33‥逆止
弁、34‥バイパス管路、35‥流速調整弁。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方の水路から送水管路を経て他方の水路
   内に設けられた放水量調整弁に水を供給する水路におけ
   る送水装置において、前記送水管路の途中部から分岐主
   管路が引出され、この分岐主管路の先端に圧力タンクが
   接続され、前記分岐主管路中に、送水管路から圧力タン
   クに向って流れる水によって閉じられる逆止弁が介設さ
   れ、この逆止弁に対して前記分岐主管路にバイパス管路
   が設けられ、このバイパス管路中に流速調整弁が設けら
   れたことを特徴とする水路における送水装置。
2. 【請求項２】低いレベルにある一方の水路から、高いレ
   ベルにある他方の水路内に設けられた放水量調整弁に、
   圧力タンク内の内圧を検知する圧力スイッチによって制
   御される送水ポンプの働きで水を供給することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の水路における送水装
   置。
3. 【請求項３】放水量調整弁は、円筒状の主弁体によって
   開閉されるものであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の水路における送水装置。