JPH09242887A - 定流量弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 入側の流体圧力が所定値以下の間は自由な流
れが保証され、所定値を越えて上昇したときに出側の流
体流量を設定値以下に維持できるようにする。 【解決手段】 筒状の上部弁座１５に着離座する弁体９
を、ゴム等の軟質素材で作る。上部弁座１５の下端部
に、定流量用開口１６を設ける。定流量用開口１６の上
端縁１６ａを、周方向に２段の階段状とする。入側の流
体流量が設定値になると、弁体９が上部弁座１５に着座
し、入側の流体は、定流量用開口１６を通って出側に流
れる。入側の流体流量が設定値を上廻って、入側の流体
圧力が高くなると、弁体９が定流量用開口１６内に隆起
変形し、入側の流体圧力が所定値を越えて上昇すると、
定流量用開口１６の実質的な開口面積が変化する。この
ため、入側の流体圧力が所定値以上に変動しても、出側
の流体流量を設定値以下にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入側の流体圧力
（流量）が設定値を越えると出側の流体流量を常に設定
値以下に保持することができる定流量弁装置に係り、特
に水道水等の原水を供給しながら電解する連続通水式電
解水生成装置又は素の給水側の浄水器に適用するのに好
適な定流量弁装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようする課題】水道水等の原水を電解す
る連続通水式の電解水生成装置、あるいは、その給水側
に接続される浄水器などは、一般に、処理能力が予め設
定されており、それに応じた耐圧構造になっているの
で、原水の流量を限界処理能力以下に抑える必要があ
る。

【０００３】ところが、原水として水道水を用いた場合
には、蛇口の開度を一定にしておいても、圧力変動によ
り流量が変動することがあるため、限界処理能力以上の
水道水が電解水生成装置等に送水されるおそれがある。
そしてこの場合には、予め設定された性状の処理水が得
られないだけでなく、水圧上昇による水洩れや破損の問
題が生ずる。

【０００４】この問題を解決する手段として、従来から
定流量弁が用いられているが、従来の定流量弁は水圧の
高低に関係無く常に水圧に比例して流量を絞る構造にな
っているため、装置の設定耐圧以下の水圧でも流入量が
絞られてしまい。従って、水圧が低い場合には水が不足
してしまうことになる。

【０００５】本発明は、かかる現況に鑑みなされたもの
で、入側の流体圧力（流量）が設定値以下では流体は絞
られることなく自由に流れ、他方、入り側流体圧力が設
定値以上になると、出側の流体流量を常に設定値以下に
抑えることができる定流量弁装置を提供することを目的
とする。

【０００６】本発明の他の目的は、電解水生成装置で生
成される電解水の性状を常に一定に保持することができ
る定流量弁装置を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、下端部に弁開閉及び逆止用の下部弁座を有す
るとともに、上端部に流量制御用の筒状をなす上部弁座
を有する弁箱と；弁箱内に上下動可能に配置され、自重
により下部弁座に着座して弁閉するとともに、流体圧に
より上部弁座に着座して流量制御を行なう軟質素材製の
弁体と；上部弁座に着座する直前位置まで上昇してきた
弁体を下方に付勢するスプリングと；前記上部弁座の下
端面を軸方向に切欠いて設けられた定流量用開口と；を
それぞれ設け、前記定流量用開口の上端縁の形状を、周
方向に複数段の階段状になるようにしたことを特徴とす
る。

【０００８】ところで、上部弁座に着座する直前位置ま
で弁体が上昇してくると、弁体はスプリングにより下方
に付勢される。このため、設定流量（例えば５リットル
／ｍｉｎ）未満の流量の場合には、弁体上部弁座に着座
することはなく、設定流量になって初めて弁体が上部弁
座に着座する。そして、弁体が上部弁座に着座すると、
上部弁座の開口部は、定流量用開口のみとなり、以後こ
の定流量用開口のみを通って流体が下流側に流れること
になる。

【０００９】ここで、定流量用開口の開口面積が一定で
あっても、流体の圧力が変動すれば、下流側に流れる流
体流量は変動してしまい、これを設定値以下に保持する
ことは不可能である。

【００１０】そこで本発明においては、弁体を軟質素材
で形成するとともに、定流量用開口の上端縁の形状を、
周方向に複数段の階段状になるようにしている。このた
め、流体の圧力が所定値以上になると、弁体の上端面が
流体の圧力により隆起変形して定流量用開口内に盛り上
がり、盛り上がった隆起動は、定流量用開口の階段状を
なす上端縁の段部に接触してさらに盛り上がることにな
る。これにより、定流量用開口の実質的な開口面積が、
流体圧力の増大に伴い次第に縮小し、流体圧力が変動し
ても、下流側に流れる流体流量は、常に設定値以下に保
持される。

【００１１】本発明はまた、定流量用開口の上端縁の形
状を、一方向に階段状になるようにしたり、中央から両
方向に階段状となるようにしたことを特徴とする。そし
て、弁体の素材や寸法等に応じ定流量用開口の上端縁形
状を設定することにより、最適な定流量制御が可能とな
る。

【００１２】本発明はさらに、原水を電解する電解水生
成装置の入側に、定流量弁装置を設けるようにしたこと
を特徴とする。そしてこれにより、電解水生成装置に送
られる原水の流量を、限界処理能力以下に抑えることが
でき、性状の安定した電解水を得ることが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して説
明する。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る定流
量弁装置を示すもので、この定流量弁装置１は、活性炭
２とミクロフィルタ３とを内蔵する浄水器４の下端部に
取付けられており、水道水は、定流量弁装置１を介して
浄水器４に導かれ、この浄水器４で残留塩素等が除去さ
れるようになっている。

【００１４】この浄水器４で浄化された水道水は、図２
に示すように、電解水生成装置５に送られるようになっ
ており、この電解水生成装置５内での電解により電解水
が生成されるようになっている。図２の実施例の電解水
生成装置５は、陰電極と陽電極とが対向配置された電解
槽内に、両電極間を仕切る電解用隔膜を配置して陰電極
室および陽電極室を形成し、水道水等の原水をアルカリ
イオン水と酸性水に電解する有隔膜式の電解水生成装置
であるが、無隔膜の電解水生成装置にももちろん適用で
きるものである。

【００１５】前記定流量弁装置１は、図２に示すよう
に、浄水器４の下端部に着脱可能に装着される装着部材
６を備えており、この装着部材６の中央部には、浄水器
４の下端部に設けたドーム７内に配置される弁箱８が一
体に設けられている。

【００１６】この弁箱８は、図２ないし図６に示すよう
に、上下方向に延在する円筒状をなしており、この弁箱
８内には、弁体９が上下可能に配置され、弁箱８の上端
部には、弁体９から上方に伸びるガイドロッド１０を摺
動自在に支持して弁体９の上下動を案内するガイドブロ
ック１１が取付けられている。

【００１７】また、前記弁箱８の下端部には、図２ない
し図６に示すように、前記弁体９が上面側から着離座し
て流路を開閉する下部弁座１２が設けられており、この
下部弁座１２への弁体９の着座により、弁閉状態となっ
て水導入口１３側と浄水器４側とが隔離されるようにな
っている。

【００１８】また、前記弁箱８上端のガイドブロック１
１下端部には、図２ないし図６に示すように、ガイドブ
ロック１１に設けた流出路１４に内部が連通する円筒状
の上部弁座１５が設けられており、この上部弁座には、
この下端面を軸方向に切欠いて形成される定流量用開口
１６が設けられている。

【００１９】この定流量用開口１６は、図１（ａ）〜
（ｆ）に示すように、その上端縁１６ａの形状が、周方
向に例えば２段の階段状をなしていて中間部に段部１７
が形成されるようになっており、また前記弁体９は、軟
質ゴムあるいは軟質プラスチックス等の軟質素材で形成
され、上部弁座１５に着座した後であっても、水道水の
圧力上昇により、定流量用開口１６内に隆起変形し、定
流量用開口１６の実質的な開口面積を、水道水の圧力変
動に応じて調整するようになっている。そしてこれによ
り、水導入口１３側の水道水の圧力が変動しても、浄水
器４側には常に設定値以下の流量の水道水を供給できる
ようになっている。なお、これについては後に詳述す
る。

【００２０】前記ガイドロッド１０には、図３ないし図
５に示すように、上部弁座１５に着座する直前位置まで
上昇してきた弁体９を下方に押圧付勢するスプリング１
８が装着されており、このスプリング１８の付勢力によ
り、水導入口１３から送られてくる水道水の流量が設定
値（例えば５リットル／ｍｉｎ）未満の場合には、弁体
９が上部弁座１５に着座しないようになっている。

【００２１】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。水導入口１３側から水道水が送られてこない場合に
は、図３に示すように、弁体９は自重により落下して下
部弁座１２に着座し、逆止弁として水導入口１３側と浄
水器４側とを隔離している。

【００２２】この状態で、水導入口１３側から水道水が
送られてくると、その圧力により弁体９が下部弁座１２
から離座し、水導入口１３からの水道水が浄水器４に送
られる。

【００２３】水導入口１３側からの水道水の流量が次第
に増加すると、それに応じて弁体９が上昇し、やがて図
５に示すように、スプリング１８の上端部がガイドブロ
ック１１に接触することになる。このため、スプリング
１８の付勢力により弁体９は下方に押圧付勢される。し
たがって、水道水の流量が設定値未満の場合には、弁体
９は上部弁座１５に着座することはなく自由な流れを保
証し、水道水の流量が設定値になって初めて、図６に示
すように、弁体９が上部弁座１５に着座することにな
る。

【００２４】図１（ａ）、（ｂ）は、水道水の流量が設
定値になって弁体９が上部弁座１５に着座した状態を示
すもので、この状態では、上部弁座１５は定流量用開口
１６のみが開口している状態となっている。このため、
弁箱８内に流入した水道水は、この定流量用開口１６を
通って浄水器４側に送られることになる。

【００２５】何等かの理由により、水道水の流量が設定
値を上廻ってその圧力が上昇した場合には、図１（ｃ）
に示すように、その水圧によって弁体９が上部弁座１５
に強く押付けられ、定流量用開口１６に対応する部分
は、図１（ｄ）に示すように、定流量用開口１６内に隆
起変形することになる。このため、定流量用開口１６の
実質的な開口面積が縮小し、水道水の流量が設定値を上
廻った場合であっても、浄水器４側へ供給される水道水
の流量は設定値に保持される。

【００２６】ところで、定流量用開口１６に代え、例え
ば図７（ａ）に示すような三角形状の開口１９や、図７
（ｂ）に示すような円弧状の開口２０を用いた場合に
も、水道水の流量が設定値を上廻ってその圧力が上昇し
た場合には、水圧によって弁体９が上部弁座１５に強く
押付けられ、各開口１９、２０に対応する部分が、各開
口１９、２０内に隆起変形することになる。

【００２７】ところが、図７（ａ）、（ｂ）のように中
間に階段状の段部１７がない開口１９、２０では、圧力
が上昇して弁体９の隆起変形が大きくなったときに段部
１７による上からの押えがないため開口１９、２０を閉
鎖してしまい、必要な流量を保てなくなる。

【００２８】これに対して、定流量用開口１６の場合に
は、その上端縁１６ａの中央に段部１７が形成されてい
るので、図１（ｄ）に示すように、定流量用開口１６内
に隆起変形した弁体９は、まず段部１７に圧接されるこ
とになる。そして、この状態でさらに水道水の圧力が上
昇すると、図１（ｅ）、（ｆ）に示すように、段部１７
の両側の部分がさらに定流量用開口１６内で隆起変形す
ることになる。このため、水道水の圧力の上昇に応じて
定流量用開口１６の実質的な開口面積が縮小し、浄水器
４側へ供給される水道水の流量は設定値に維持される。

【００２９】しかして、弁体９を軟質素材で形成すると
ともに、定流量用開口１６の上端縁１６ａの形状が、周
方向に２段の階段状となるようにしているので、浄水器
４側に流れる水道水の流量を、常に設定値以下に抑える
ことができる。このため、電解イオン水生成装置５で生
成されるアルカリイオン水および酸性水の性状を安定さ
せることができる。

【００３０】図８は、本発明の第２の実施の形態を示す
もので、前記第１の実施の形態における定流量用開口１
６に代え、定流量用開口２６を用いるようにしたもので
ある。

【００３１】すなわち、この定流量用開口２６は、図８
に示すように、その上端縁２６ａの形状が、周方向に３
段の階段状をなしていて中間部に２つの段部２７が形成
されるようになっており、前記第１の実施の形態におけ
る定流量用開口１６よりも、より広い範囲の圧力変動に
対応できるようになっている。なお、その他の点につい
ては、前記第１の実施の形態と同一構成となっており、
作用も同一である。

【００３２】しかして、上端縁２６ａの形状が３段の階
段状をなす定流量用開口２６を用いるようにしているの
で、より広い範囲の圧力変動に対応できるとともに、弁
体９の素材の選択の幅を拡大することができる。

【００３３】図９は、本発明の第３の実施の形態を示す
もので、前記第１の実施の形態における定流量用開口１
６に代え、定流量用開口３６を用いるようにしたもので
ある。

【００３４】すなわち、この定流量用開口３６は、図９
に示すように、その上端縁３６ａの形状が、中央部から
周方向両側に３段ずつの階段状をなしていて各側の中間
部に２つずつの段部３７が形成されるようになってお
り、前記第２の実施の形態における定流量用開口２６よ
りも、さらに広い範囲の圧力変動に対応できるようにな
っている。なお、その他の点については、前記第１の実
施の形態と同一構成となっており、作用も同一である。

【００３５】しかして、上端縁３６ａの形状が、中央部
から周方向両側に階段状をなす定流量用開口３６を用い
るようにしているので、より広い範囲の圧力変動に対応
できるとともに、弁体９の素材選択の幅をより拡大する
ことができる。

【００３６】なお、前記各実施の形態においては、原水
をアルカリイオン水と酸性水とに電解する電解イオン水
生成装置５の入側に設置される定流量弁装置１を例に採
って説明したが、これ以外の定流量弁装置としても適用
できることは云うまでもない。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、弁箱と弁
体とスプリングと定流量用開口とを備え、前記定流量用
開口の上端縁の形状を、周方向に複数段の階段状になる
ようにしているので、所定圧力未満では絞り作用のない
自由な流れが保証されるとともに、所定圧力を越えると
流体の圧力上昇に応じて定流量用開口の実質的な開口面
積が調節され、これにより下流側に流れる流体流量を、
常に設定値以下に維持することができる。

【００３８】本発明はまた、定流量用開口の上端縁の形
状を、一方向に階段状となるようにしたり、あるいは中
央から両方向に階段状となるようにしているので、弁体
の素材や寸法等に応じ定流量用開口の上端縁形状を設定
することにより、最適な定流量制御を行なうことができ
る。

【００３９】本発明はさらに、原水を電解する電解水生
成装置の入側に、定流量弁装置を設置するようにしてい
るので、電解水生成装置に送られる原水の流量を、限界
処理能力以下に抑えることができ、性状の安定した電解
水を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は水道水の流量が設定値となった際の
弁体の上部弁座との関係を示す説明図、（ｂ）はその際
の弁体の隆起変形の状態を示す説明図、（ｃ）は水道水
の流量が設定値を上廻った際の弁体と上部弁座との関係
を示す説明図、（ｄ）はその際の弁体の隆起変形の状態
を示す説明図、（ｅ）は水道水の流量が設定値をさらに
上廻った際の弁体と上部弁座との関係を示す説明図、
（ｆ）はその際の弁体の隆起変形の状態を示す説明図で
ある。

【図２】 本発明の第１の実施の形態に係る定流量弁装
置を示す全体構成図である。

【図３】 弁体が下部弁座に着座している状態を示す説
明図である。

【図４】 流体が流れ始めた際の弁体の状態を示す説明
図である。

【図５】 流体の流量が増大してスプリングの上端部が
ガイドブロックに接触した状態を示す説明図である。

【図６】 流体の流量が設定値になって弁体が上部弁座
に着座した状態を示す説明図である。

【図７】 （ａ）は三角形状の開口の場合の弁体の隆起
変形の状態を示す説明図、（ｂ）は円弧状の開口の場合
の弁体の隆起変形の状態を示す説明図である。

【図８】 本発明の第２の実施の形態を示す説明図であ
る。

【図９】 本発明の第３の実施の形態を示す説明図であ
る。

【符号の簡単な説明】

１…定流量弁装置、 ２…活性炭、 ３…ミクロフィルタ、 ４…浄水器、 ５…電解イオン水生成装置、 ８…弁箱、 ９…弁体、 １０…ガイドロッド、 １１…ガイドブロック、 １２…下部弁座、 １３…水導入口、 １４…流出路、 １５…上部弁座、 １６、２６、３６…定流量用開口、 １６ａ、２６ａ、３６ａ…上端縁、 １７、２７、３７…段部、 １８…スプリング。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下端部に弁開閉及び逆止用の下部弁座を
   有するとともに、上端部に流量制御用の筒状をなす上部
   弁座を有する弁箱と；弁箱内に上下動可能に配置され、
   自重により下部弁座に着座して弁閉するとともに、流体
   圧により上部弁座に着座して流量制御を行なう軟質素材
   製の弁体と；上部弁座に着座する直前位置まで上昇して
   きた弁体を下方に付勢するスプリングと；前記上部弁座
   の下端面を軸方向に切欠いて設けられた定流量用開口
   と；を備え、前記定流量用開口は、その上端縁の形状
   が、周方向に複数段の階段状をなしていることを特徴と
   する定流量弁装置。
2. 【請求項２】 連続給水式電解水生成装置の給水側に設
   けられていることを特徴とする請求項１記載の定流量弁
   装置。