JPS6329908Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は給水系に用いられる圧力タンクの自動
空気補給装置に関する。

〔従来の技術〕

給水系用圧力タンクにおいては給水を加圧する
ための圧縮空気が内蔵されているが、この空気は
水に溶け込んだ状態で外部に流出されるため、減
少分に見合う量の空気を適時に補給する必要があ
る。この空気の補給をポンプの運転と関連して自
動的に行なうために従来から各種の手段が提案な
いし実用されている。しかしながら、これらの従
来手段においてはゴミ等による弁類の動作不良、
空気吸入に起因するポンプの揚水不能事故、空気
舗給量の過大または不足などの不具合や、弁動作
時におけるウオーターハンマ等を生じ易く、かつ
これらの欠点を除去しようとすれば装置の複雑化
やコストの上昇が不可避であつた。

このようなことから、本出願人は渦流形流体素
子式空気補給器を用いた空気補給装置を提案した
（特開昭55−1538755号公報）。

このものは渦流形流体素子式空気補給器を、ポ
ンプの吸入側と圧力タンクとの間に設置し、ポン
プの起動時に渦流室の中央部へ外気を吸入してお
き、ポンプの停止時に上記吸入した空気を圧力タ
ンク内に送り込むようになつている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記公報に記載された空気補給
装置では、渦流形流体素子式空気補給器を、ポン
プの吸入側と圧力タンクの間に設置してあるの
で、空気補給効率が低い不具合がある。すなわち
このものは、ポンプの起動時に、このポンプの下
流側と圧力タンク内の圧力との差圧にもとづき空
気補給器の渦流室に外気を導入するものであるた
め、このポンプ起動時は圧力タンク内の圧力が低
下しているときであるから、上記差圧が小さく、
このため渦巻室へ導入する空気量が少くなつてし
まう。またこの渦巻室に吸入した空気はポンプの
停止時に圧力タンクへ圧送するようになつている
が、ポンプ停止時の圧力タンク内の圧力は高くな
つているため、空気の押し込み量が少くなつてし
まう欠点があつた。

本考案は上記事情のもとになされたもので、空
気補給効率の高い圧力タンクの自動空気補給装置
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、渦流形流体素子式空気補給器の下部
室を、ポンプの上流側でしかしながら吐出逆止弁
より下流側に接続するとともに、渦巻室の流入孔
を圧力タンクに接続したことを特徴とする。

〔作用〕

本考案によると、ポンプの停止時に外気を吸入
し、ポンプの起動時にこの吸入空気を圧力タンク
に圧送するようになるので、１回の発停における
空気補給量を充分大きく設定することができる。

〔実施例〕

以下、本考案の図示の一実施例について説明す
る。第１図において受水層１は吸込仕切弁２を有
する吸込管３を介してポンプ４の吸込側に接続さ
れている。ポンプ４の吐出側は吐出逆止弁５およ
び吐出仕切弁６を有する吐出管７を介して圧力タ
ンク８に接続されている。圧力タンク８内の水は
タンク内の圧縮空気に押されて給水管９を介して
給水される。なお、圧力タンク８には図示省略し
た圧力スイツチまたはレベルスイツチ等が設けら
れ、タンク内の圧力等に対応してポンプ４を発停
制御し得るように構成されている。

自動空気補給装置１０は、第２図および第３図
に示すように、下端部がポンプ４の吐出側、すな
わちポンプ４と吐出逆止弁５との間における吐出
管７に接続された補給部１１と、この補給部１１
の上端部と上記圧力タンク８との間に接続された
渦流形流体素子１２と、この流体素子１２に接続
された逆止形吸気弁１３とを備えている。なお、
上記補給部１１と流体素子１２とは図示のように
一体的に設ける代りにこれら両者を適宜の導管を
介して接続するようにしてもよい。

上記補給部１１は筒状本体１４と、この本体１
４の上下両端部にそれぞれ液密に取着された上蓋
１５および下蓋１６を備えている。補給部１１
は、本体１４に上下方向に変位自在に内装された
ピストン１７と、このピストン１７と下蓋１６と
の間に介設されピストン１７を上向きに付勢する
圧縮コイルばね１８とを備えている。本体１４の
内壁とピストン１７の外周壁との間には狭い間隙
が設けられている。本体１４の内部はピストン１
７によつて上部室１９と下部室２０とに区割され
ている。下部室２０は駆動管２１を介してポンプ
４と吐出逆止弁５の間の吐出管７に連通されてい
る。上部室１９は、上蓋１５に設けられた連通孔
２２を介して漏斗状部２３と連通されている。上
蓋１５には、漏斗状部２３内に位置してスプリツ
タ２４が設けられている。スプリツタ２４は、下
側に位置する円垂台状部およびこれより上方に延
在する棒状部とを一体に備えている。

上記流体素子１２は断面ほぼ円形状の渦流室２
５と、この渦流室２５の周壁に開口する接線方向
の流入孔２６と、渦流室２５の下側壁ほぼ中央部
に開口する軸方向の流出孔２７と、この流出孔２
７と対向位置して上側壁に開口する軸方向吸気孔
２８とを備えている。流入孔２６は補給管２９を
介して圧力タンク８と連通されている。なおこの
補給管２９は圧力タンク８のポンプ停止最低水位
L₀近傍に開口している。流出孔２７は上記漏斗
状部２３の小径側に開口している。また、吸気孔
２８は上記吸気弁１３を介して外気と連通されて
いる。

つぎに、上述のように構成された装置の動作に
ついて説明する。ポンプ４が運転状態にある場合
は、水は水槽１から吸込仕切弁２、吸込管３、ポ
ンプ４、吐出管７、吐出逆止弁５、吐出仕切弁６
等を介して圧力タンク８内に圧入される。この場
合、吐出逆止弁５の上流側と下流側とにおける水
圧差は小さいから、圧力タンク８、渦流室２５を
通じて補給部１１の上部室１９に作用する圧力
と、吐出逆止弁５の上流側圧力が作用する下部室
２０の内圧差も小さい。したがつて、ピストン１
７は圧縮コイルばね１８の復元力により上側位置
に上昇している（図は中間位置における状態を示
す）。

この状態においてポンプが停止すると吐出逆止
弁５の上流側は水槽１における水位に相当する低
い圧力となり、下流側は圧力タンク８の内圧に等
しい高圧力となる。すなわち、ポンプ４が停止す
るのは圧力タンク８の内圧が高くなつた場合であ
るから上部室１９の方が下部室２０より高圧とな
り、ピストン１７は圧縮コイルばね１８の復元力
に抗して下降させられる。したがつて上部室１９
の内容積が増大するから、圧力タンク８内の流体
は補給管２９、流体素子１２、漏斗状部２３等を
経て上部室１９に流入し、下部室２０内の水はポ
ンプ４を経て水槽１の方に逆流する。

この場合、圧力タンク８内の空気が不足してい
れば水位はポンプ停止最低水位L₀より上方に位
置しているから、流体素子１２に流入する流体は
全部（又は大部分）が水であり、渦流室２５では
流入孔２６から接線方向の高速水流が流入するこ
とにより渦流が発生し、よつて渦流室２５内は中
心部ほど強い負圧となる。この結果、吸気弁１３
を介して渦流室２５内に外気が吸入され、空気と
水の混合流が流出孔２７、漏斗状部２３、連通孔
２２を経て上部室１９に流入される。この際、上
記混合流はスプリツタ２４の棒状部の外周に沿つ
て流動されるので渦流が安定化される。また、ス
プリツタ２４の円垂台状部の外囲部においては空
気が気泡として水の渦流に効率よく載せられて上
部室１９の周壁方向に追いやられる。したがつ
て、上部室１９においては空気芯が下流方向に成
長するようなことがなく、いわゆるエアロツク現
象などのような水の流動阻害を生じないので、水
の連続的かつ円滑な流動が可能となり、流体素子
１２のポンプ機能が良好な状態に維持される。

なお、圧力タンク８における空気が適量であれ
ば水位はポンプ停止最低水位L₀にあり、過剰で
あればこの水位L₀より下方に低下しているから、
上述のようにピストン１７が下降した場合に圧力
タンク８から流体１２に流入する流体素子１２に
流入する流体はその全部または大部分が空気とな
る。このとき渦流室２５内に生ずる渦流のエネル
ギーが小さく、したがつて渦流室２５内における
圧力降下は小さいから上述のような吸気作用はお
こなわれない。ポンプ４が停止中でピストン１７
が下限位置に達する頃から上部室１９の内圧低下
が解消され、流体素子１２を通過する水量が減少
し中心部における圧力低下も減ずるので、吸気弁
１３からの空気吸入は停止する。渦流室２５およ
び上部室１９においては、水および空気が慣性に
よりしばらくの間は旋回運動を続けているがやが
て停止し、上部室内の空気は流出孔２７を経て渦
流室２５に移動する。そして、ポンプ４が停止中
は上述の状態が維持される。

尚、この場合ピストン１７下端と下蓋１６と
て、駆動管２１側と上部室１９とは液密状態にあ
る。

ポンプ４が再び起動されると、逆止弁５の上流
側および下流側における圧力がほぼ相等しくなる
から、圧縮コイルばね１８の復元力によりピスト
ン１７が上昇され、上部室１９より上方に滞留し
ている空気が流体素子１２、給気管２９等を経て
圧力タンク８に圧送される。この場合、流体素子
１２においては流出孔２７、渦流室２５、流入孔
２６の順に流動し渦流を生ずることがないので流
動抵抗が小さく、比較的短時間に空気の補給が行
なわれる。

なお、空気の補給量はピストン１８のストロー
クに関連する補給部１１の内容積や、流体素子１
２の流入孔２６および補給部１１の下部室２０入
口（駆動管２１との接続端）の差圧力等を適宜に
調節しておくことにより、所望の値に設定するこ
とができる。

なお、本考案は上記実施例のみに限定されるも
のではなく、たとえば上記ピストン１８に代えて
適宜のベロフラム等を用いるようにしてもよく、
このような場合には必要に応じ適宜のストツパ等
を併設するようにしてもよい。さらに、第４図に
例示するように駆動管２１に三方弁３０を設ける
ようにしてもよく、このように構成すれば、必要
に応じポンプ４の停止中に随時空気を補給するこ
とが可能となる。その他、本考案の要旨とすると
ころの範囲内で種々の変更ないし応用が可能であ
る。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、ポンプの
停止時に外気を吸入し、起動時に圧力タンクに圧
送するようにしたから空気補給効率が向上する。
すなわち、ポンプ停止時は圧力タンク内の圧力が
比較的高い状態となつており、この高い圧力によ
つてピストン１８を押し下げるため上部室１９内
の容積が急増して外気を大量に吸入する。そして
ポンプの起動時には圧力タンク内の圧力が低下し
ているときであるため、比較的低い圧力のタンク
内へ上記吸入した外気を圧送し易くなり、よつて
１回の空気の補給量を増大することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す系統図、第２
図は図例に置ける要部の概略断面図、第３図は第
２図の−線に沿う断面図、第４図は本考案の
他の一実施例を示す系統図である。 ４……ポンプ、５……逆止弁、７……吐出管、
８……圧力タンク、９……給水管、１０……空気
補給装置、１１……補給部、１２……流体素子、
１３……吸気弁、１７……ピストン、１８……圧
縮コイルばね、１９……上部室、２０……下部
室、２５……渦流室、２６……流入孔、２７……
流出孔、２８……吸気孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 筒状本体と、この本体内に上下方向へ変位自在
   に収容されこの本体内を上部室と下部室に区画す
   る可動隔壁と、この隔壁を上向きに押圧付勢する
   ばねと、周壁に接線方向に向かつて開口された流
   入孔を有する渦巻室と、この渦巻室の中央部に開
   口され上記上部室に接続された軸方向の流出孔
   と、上記渦巻室の中央部に開口された吸気孔と、
   この吸気孔に接続され外部から外気を吸入する吸
   気弁とを具備してなる渦流形流体素子式空気補給
   器を、ポンプに吐出逆止弁を介して接続された圧
   力タンクを有する給水系に設置した自動空気補給
   装置において、上記下部室を上記ポンプの下流側
   で上記吐出逆止弁よりも上流側に接続するととも
   に、上記流入孔を圧力タンクに接続したことを特
   徴とする圧力タンクの自動空気補給装置。