JPH08137554A - 定圧制御バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は給水装置のポンプユニットに使用して
従来の最初に使用される高圧給水の問題をなくすと共
に、弁体の動きに応じてリードスイッチが確実に作動出
来るようにし、配管系を定圧に制御する定圧制御弁を提
供するものである。 【構成】弁口に弁口の内周又は外周で軸方向に所定距離
摺動するスライド筒とスライド筒を弁口側に弾発するス
プリングとを設け、主弁体の側部にマグネットを設け、
この主弁体が弁口を閉止する近傍位置で前記マグネット
に接近することによって作動するリードスイッチをバル
ブ本体の側壁に設け、主弁体が閉止する際このリードス
イッチの作動によって前記ポンプの運転を停止するよう
にしたことを特徴とする定圧制御バルブである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビル設備等におけるポ
ンプ給水ユニットに使用する配管系の圧力を制御する定
圧制御バルブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、特公昭５７−３５４８３号公報に
開示された図３のごとくの制御バルブが知られている。
この制御バルブ１４の作動は、まずポンプ１０が停止状
態で、圧力タンク１６が加圧された水を保有し二次側の
配管系２４、２８が高圧状態に維持されている。この状
態から配管系の蛇口３０が開かれて水が使用されると、
圧力タンク１６内の空気圧によりタンク内の水が押し出
される。更に蛇口３０から水が使用されるとタンク内が
減圧し、配管系２４、２８の圧力は圧力スイッチ１８の
作動設定値まで低下して圧力スイッチ１８がモータ１
２、ポンプ１０を作動させる。

【０００３】ポンプ１０の起動によって吐き出された水
は吸い込み口水路４０を通り制御バルブ１４内に入る。
水の一部はピストン７２のオリフィス８０を経由してピ
ストンの下部室８４に流れる。下部室８４内の水は圧力
調整器３８によってピストン７２の下面側に加えるパイ
ロット圧力の大きさを一定に行う。ピストン７２の下面
側に加える上記のパイロット圧力が上部室９０内に生じ
ている配管系の圧力を越えると、バルブ部材３６は上方
に動いてスロットル弁７４が開き吐き出し口水路４６を
経由して配管系に水が流れる。このようにして上部室９
０と下部室８４の間の圧力差によりスロットル弁の開度
が決定されて２次側配管系内の圧力が一定に制御され
る。

【０００４】蛇口３０が閉じ水の使用が行われなくなる
と、配管系内の圧力がピストン７２にかかるパイロット
圧力よりも大きくなるまで上昇し、バルブ部材３６が下
方に動く。上部室内９０の圧力はスロットルバルブ７４
を完全に閉止するまで次第に増加し、スロットルバルブ
７４が閉止すると次に一次側の水は通口１０６を通って
逆止弁９８を押し上げ、圧力タンク１６内に流れる。圧
力タンク１６が満たされて配管系２４、２８の圧力が圧
力スイッチの遮断圧力に達すると、圧力スイッチ１８が
作動してモータ１２、ポンプ１０が停止される。続いて
逆止弁９８は弁座１００に接触して上部室９０から中央
室８２に水が逆流するのを防止する。このように水の使
用が停止すると、圧力スイッチの遮断圧力まで二次側配
管系内の圧力は上昇する。

【０００５】また別の従来技術として、実公平３−１９
６４９号公報で開示されたフロースイッチ付逆止弁があ
る。このものはいわゆるインライン型逆止弁１の弁体１
７の下部にマグネット２３を固定し、マグネット２３の
下方対向位置に弁本体の横方向からリードスイッチ２７
を挿通配置したものであり、圧力タンク式給水ユニット
に使用される。上記と同様、水の使用量が減少すると弁
体１７がスプリング１９に押されて徐々に閉止方向に下
降し、更に水の使用量が減少し流量制御部２０の径に応
じて設定された水量及びマグネット２３とリードスイッ
チ２７間が設定距離になると、リードスイッチ２７が作
動してこの信号によりポンプが停止し、弁体１７が弁座
１２に着座して弁口１１が閉止し、二次側からの逆流を
阻止するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のうち前者の従来
技術は、ポンプから配管系に流れる二次側配管内の給水
圧力を一定に制御するものであるが、ポンプ１０の停止
は、配管系内の圧力タンク１６に水が加圧されてポンプ
停止圧力になるまで停止しない。従ってポンプ停止後の
最初に使用する蛇口からの給水圧力は、通常定圧制御さ
れている使用状態での給水圧力よりかなり高くなり、使
用者にとっては種々の問題がある。これを解決するに
は、圧力スイッチのポンプ遮断設定圧力をポンプ起動設
定圧力に近づけてデファレンシャル圧を小さくすればよ
いが、極端に小さくするとポンプが起動停止を繰り返す
チャタリング現象を起こし易い。また圧力スイッチの性
能上設定圧力に変動差があり、スイッチが起動されなか
ったり、遮断が行われなかったりして働かなくなる恐れ
がある。このために、水の使用水量が小になったら圧力
タンク１６内に水を保有させてポンプ起動と遮断の設定
圧力差をかせいでいる。従って前者の従来技術では、ポ
ンプ停止後に使用する給水圧力が通常使用する給水圧力
より高圧の水が供給される。

【０００７】また上記のうち後者の従来技術は、逆止弁
１の弁体１７が閉止したら弁体下部に固定したマグネッ
ト２３とその下部に固定したリードスイッチ２７による
信号でポンプが停止するものであるが、前者の従来技術
のように二次側配管系を定圧に制御できず、ポンプの性
能に比例して蛇口からの使用水量が少ないと給水圧力が
高く、使用水量が多くなると給水圧力が低下するもので
ある。また、リードスイッチ２７は逆止弁の流入口２を
横断するように流入口の中央に設けられるので、流体の
圧力に耐えるようなリードスイッチ封入管２６自体の構
造や流体圧に耐えられる封入管の保持構造に設けなけれ
ばならず、このため逆止弁１内を流れる流体の圧力損失
が大きくなり、逆止弁内での圧力損失を考慮した高出力
のポンプを使用しなければならない。

【０００８】更にマグネット２３とリードスイッチ２７
は弁体１７の動きと連動して直線的に近づいたら作動す
るように設けてあるので、磁力線によるマグネットとリ
ードスイッチ間の作動する設定距離の範囲が狭く誤作動
を起こし易い。マグネットとリードスイッチが近接し過
ぎると弁体１７がスイッチの作動設定位置より開いてい
る状態でリードスイッチが作動したり、あるいは逆に離
れ過ぎていると弁体１７が閉止しているにもかかわらず
スイッチが作動しなかったりする。またポンプの脈動お
よび配管系のウオータハンマ等によってリードスイッチ
がチャタリングを起こしポンプが起動停止を起こす問題
がある。本発明は給水装置のポンプユニットに使用して
従来のポンプ停止後に使用する高圧給水の問題をなくす
と共に、弁体の動きに応じてリードスイッチが確実に作
動出来るようにし、配管系を定圧に制御する定圧制御弁
を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、ポンプ
の吐き出し側に接続して流体の圧力を一定に制御するバ
ルブであって、吸い込み口水路と吐き出し口水路を有し
内部を一次側圧力室と二次側圧力室に区割りする弁口を
設けたバルブ本体と、バルブ本体内に収容して弁口を開
閉し吐き出し口水路の圧力を一定に制御する主弁体と、
主弁体の反対側に主弁体と連結した弁棒を介してピスト
ン室に収容した釣り合いピストンと、ピストン室内を一
定の圧力に調節する圧力調整装置とからなる定圧制御バ
ルブにおいて、前記弁口に弁口の内周又は外周で軸方向
に所定距離摺動するスライド筒とスライド筒を弁口側に
弾発するスプリングとを設け、前記主弁体の側部にマグ
ネットを設け、この主弁体が弁口を閉止する近傍位置で
前記マグネットに近接することによって作動するリード
スイッチをバルブ本体の側部に設け、このリードスイッ
チの作動によって前記ポンプの運転を停止するようにし
たことを特徴とする定圧制御バルブである。上記におい
て主弁体と弁口との当接部は密封シールされるが、主弁
体とスライド筒との当接部は水が流通する状態が好まし
い。

【００１０】

【作用】本発明は上記の構成であるから、前記したごと
く所定のポンプ給水システムにおいて、ポンプから吐き
出された水は制御バルブ内に入り、水の一部はピストン
のピストン室に流れ、圧力調整装置によってピストンの
下面側に加える圧力の大きさを一定にする。このパイロ
ット圧力が主弁体に生じている配管系圧力を越えると弁
口に設けたスライド筒が主弁体と共に吐き出し口側に摺
動し、更にスライド筒から主弁体が離れ、スライド筒が
スプリングによって主弁体側に伸長移動した状態で、二
次側圧力室とピストン室の間の圧力差によりスライド筒
と主弁体間の開度が決定されて二次側配管系内の圧力が
一定に制御される。

【００１１】水の使用が行われなくなると、配管系内の
圧力がピストン室のピストンにかかるパイロット圧力よ
りも大きくなるまで上昇するので、主弁体が閉止側に移
動し、伸長状態のスライド筒に接近する。二次側配管の
圧力がパイロット圧力に次第に接近して主弁体がスライ
ド筒に当接する。その後主弁体が弁口を閉止するまで、
主弁体とスライド筒間の隙間から一次側の水が二次側配
管に流出して、スライド筒がスプリングを圧縮して移動
し、やがて主弁体が弁口に当接して弁口を完全に閉止す
る。この時主弁体の側部に設けたマグネットが本体側部
に設けたリードスイッチに近接してリードスイッチが作
動し、リードスイッチの信号によってポンプが停止す
る。

【００１２】このようにして二次側配管系内の圧力が一
定に制御されるとともにポンプの制御が行われるので、
バルブの定圧制御とほぼ同じ二次側配管系の圧力状態で
ポンプが停止し、従来のポンプ停止までの間に二次側配
管系が高圧に上昇し高圧水が保持状態になる問題がな
い。またポンプの運転時間もそれだけ少なくなり、電力
や圧力調整水の無駄もなくなる。更にリードスイッチは
本体の側部に設けてあり、従来技術のように流路を横切
らないので流体の圧力損失がなく、又マグネットとリー
ドスイッチの接近運動関係はいわゆる近接した状態での
平行移動によって行われるので、従来技術のようにマグ
ネットとリードスイッチが直線的に接近するものと比べ
てリードスイッチの感知幅を横切り易く、また磁力線を
受け易いのでリードスイッチの作動がより確実に行われ
る。また弁口にスライド筒を設けたことによって、小流
量域での主弁体の移動距離が長くなると共に弁口を閉止
するときの主弁体の移動速度が緩慢になるので、リード
スイッチの作動範囲幅を確実に横切ることが出来、リー
ドスイッチを確実に作動させることができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。図１は一実施例の定圧制御バルブの全体を
示す主弁体が閉止状態と開状態の断面図で、第２図は他
の実施例の要部を示す断面図である。図１において下部
にポンプ直上へ連結する流入口水路５１を設け、中央室
５２と左側に吐き出し口水路５３と右側にピストン室５
４を本体５０内にケース５５を装着して同軸線上に設け
てある。ケース５５は中央開口部５６が中央室５２と連
通しており、左右のつば部５７、５８が本体内面と密封
して中央室５２と吐き出し口水路５３を隔離している。
ケース５５には主弁体５９と弁棒６０とピストン６１を
連結した制御弁体６２を装着してある。

【００１４】ピストン室５４の端部にはピストン室５４
と連通して弁６３、ダイヤフラム６４、スプリング６
５、調整ボルトナット６６、６７からなる圧力調整装置
６８を設けてあり、調整された水は穴６９からポンプの
一次側に排出される。ピストン６１には小孔８０を設け
てあり、中央室５２に送られた水の一部がピストン室５
４へ流入し、圧力調整装置６８でピストン室５４内の圧
力を所定の圧力に維持する。８５はケース５５と一体の
弁棒６０を支持する弁棒受け部である。ケース５５の左
端部は弁口８６となっており、主弁体５９と当接してシ
ールする弁座８７が設けてある。

【００１５】弁座８７の内周側には弁口８６の内面と摺
動するスライド筒８９を弁座８７から所定量突出するよ
うに装着してあり、このスライド筒８９はスプリング９
１で主弁体５９側へ押されている。７５はスライド筒８
９の摺動突出量を規制するキー溝で、このキー溝７５に
弁口に固着したピン７７をはめ合わせてある。スライド
筒８９と弁口８６との摺動部はシール状態とする必要が
なく、この摺動部を通って水が中央室５２から吐き出し
口水路５３側へ流れるように適宜の隙間を設けてもよ
い。またスライド筒８９の主弁体５９との当接面に水が
吐き出し口水路側へ流れるように表面に適宜の流通溝７
８を形成してもよい。尚スライド筒８９とスプリング９
１は弁口８６の外周側に装着しても良い。

【００１６】主弁体５９には弁座８７とシールする弁シ
ート９３及び側部にリング状のマグネット９４を装着し
てある。そして本体５０の側部には本体のねじ孔にスイ
ッチ保持プラグ９５を装着して、スイッチ保持プラグ９
５の端部にリードスイッチ９６を装着してある。このリ
ードスイッチ９６は主弁体５９が弁座８７に当接して閉
止する近傍位置で、マグネット９４の磁力でＯＮ、ＯＦ
Ｆ作動するように配置してある。９７はリードスイッチ
のケーブルで、ポンプの制御部に接続される。

【００１７】図２は、本体５０’の材質を樹脂、ステン
レス鋼、銅合金等の非磁性体で設けると共に、本体５
０’の外周面にリードスイッチ９６’に設けた実施例を
示す。この場合、本体５０’が非磁性体のため主弁体５
９に設けたマグネット９４の磁力線が本体側壁を通過し
て本体外周面に作用し、主弁体５９移動によって外周面
に固定したリードスイッチ９６’が作動する。この実施
例ではリードスイッチを本体の外部に固定してあるの
で、リードスイッチを調節したり取り替えたりするメン
テナンスが行い易い。

【００１８】ポンプから吐き出された水は制御バルブ内
の中央室５２に入り、主弁体５９とピストン６１に作用
すると共に、水の一部はピストン６１のピストン室５４
に流れ、圧力調整装置６８によってピストン６１の下面
側に加える圧力の大きさを一定にする。このパイロット
圧力が主弁体５９に生じている吐き出し口水路５３側の
配管系圧力を越えると弁口８６に設けたスライド筒８９
が主弁体５９に当接した状態で吐き出し口水路側に摺動
し、更にスライド筒８９から主弁体５９が離れ、スライ
ド筒８９がスプリング９１によって主弁体側にキー溝７
５による所定量伸長移動した状態で、吐き出し口水路５
３とピストン室５４の間の圧力差によりスライド筒８９
と主弁体５９間の開度が決定され、吐き出し口水路５３
側の圧力が一定に制御される。

【００１９】配管系の蛇口が閉じられ水の使用が行われ
なくなると、吐き出し口水路５３側の圧力がピストン室
５４のピストン６１にかかるパイロット圧力よりも大き
くなるまで上昇するので、主弁体５９が閉止側に移動
し、伸長状態のスライド筒８９に接近する。吐き出し口
水路５３側の圧力がピストン室のパイロット圧力に次第
に接近して主弁体５９がスライド筒８９に当接する。そ
の後主弁体５９が弁口８６を閉止するまで、スライド筒
８９の隙間溝７８等から流入口水路５１側の水が吐き出
し口水路５３側に流出し、次第にスライド筒８９がスプ
リング９１を縮め、やがて主弁体５９が弁口の弁座８７
に当接して弁口８６を完全に閉止する。この閉止する
際、主弁体５９の側部に設けたマグネット９４が本体５
０に固定したリードスイッチ９６に近接してマグネット
の磁力によりリードスイッチ９６が作動し、この信号に
よってポンプが停止する。このようにして定圧制御とポ
ンプの制御が行われる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明のごとく、吐き出し口水路の二
次側配管系内の圧力が定圧に制御されると共に主弁体の
動きによってポンプの停止が行われるので、従来技術の
ように、二次側配管系内が圧力スイッチの作動する所定
の高圧になるまでポンプが停止されず、高圧に保持され
た配管系からポンプ停止後に高圧水が出るという問題が
解消された。またポンプの運転時間もそれだけ少なくな
り、電力や圧力調整水の無駄もない。また弁口にスライ
ド筒を設けたことによって、主弁体が弁口を閉止すると
きの移動距離が長くなるとともに移動速度が緩やかにな
るのでリードスイッチが確実に作動する。更にリードス
イッチがＯＮ、ＯＦＦを繰り返すようなチャタリング現
象が生じない。また本体の側部にリードスイッチを設け
てあり、リードスイッチが流路を横切らないので流路を
妨げることもなく、リードスイッチを設けることによる
圧力損失がない。またマグネットとリードスイッチの接
近運動はいわゆる近接状態での平行移動によって行われ
るので、リードスイッチが確実に作動する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す主弁体が閉止と開状
態を示す断面図である。

【図２】 他の実施例を示す要部拡大断面図である。

【図３】 従来技術を示す定圧制御バルブを用いたポン
プ給水システム図である。

【図４】 従来技術を示すフロースイッチ付逆止弁の断
面図である。

【符号の説明】

５０５０’ 制御弁本体 ５１ 流入口水
路 ５２ 中央室 ５３ 吐き出し
口水路 ５４ ピストン室 ５５ ケース ５６ 中央開口部 ５７、５８ つ
ば部 ５９ 主弁体 ６０ 弁棒 ６１ ピストン ６２ 制御弁体 ６３ 弁 ６４ ダイヤフ
ラム ６５ スプリング ６６ 調整ボル
ト ６７ 調整ナット ６８ 圧力調整
装置 ６９ 排出穴 ７５ キー溝 ７７ ピン ７８ 流通溝 ８５ 弁棒受け部 ８６ 弁口 ８７ 弁座 ８９ スライド
筒 ９１ スプリング ９３ 弁シート ９４ マグネット ９５ スイッチ
保持プラグ ９６、９６’ リードスイッチ ９７ ケーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 博和 神奈川県藤沢市本藤沢４−２−１株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 星野 伸郎 三重県桑名市大福２番地日立金属株式会社 桑名工場内 (72)発明者 入山 恒夫 東京都江東区東陽二丁目４番２号日立機材 株式会社内 (72)発明者 川村 達雄 東京都江東区東陽二丁目４番２号日立機材 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプの吐き出し側に接続して流体の圧
   力を一定に制御するバルブであって、吸い込み口水路と
   吐き出し口水路を有し内部を一次側圧力室と二次側圧力
   室に区割りする弁口を設けたバルブ本体と、バルブ本体
   内に収容して弁口を開閉し吐き出し口水路の圧力を一定
   に制御する主弁体と、主弁体の反対側に主弁体と連結し
   た弁棒を介してピストン室に収容した釣り合いピストン
   と、ピストン室内を一定の圧力に調節する圧力調整装置
   とからなる定圧制御バルブにおいて、 前記弁口に弁口の内周又は外周で軸方向に所定距離摺動
   するスライド筒とスライド筒を弁口側に弾発するスプリ
   ングとを設け、前記主弁体の側部にマグネットを設け、
   この主弁体が弁口を閉止する近傍位置で前記マグネット
   に近接することによって作動するリードスイッチをバル
   ブ本体の側部に設け、このリードスイッチの作動によっ
   て前記ポンプの運転を停止するようにしたことを特徴と
   する定圧制御バルブ。
2. 【請求項２】 前記主弁体と弁口との当接部は密封シー
   ルするように設け、前記主弁体とスライド筒との当接部
   は水が流通することを特徴とする請求項１記載の定圧制
   御バルブ。