JP4547648B2 - 弁装置 - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
本発明は流体を送給する管体に装着すべき流水検知装置、圧力調整弁、仕切弁或いは一斉開放弁などとして使用することができる弁装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
流体の遮断及び導通に使用される弁装置は、従来から各種の形式が提案されており、その弁装置の弁体の動きは、概ね流体の流動方向に対して直角であるのが一般的である。そのような場合、弁体の操作手段は流体の流動方向にほぼ直角に突出せしめられた回動杆或いは駆動杆などによって、手動、電動など形式で操作されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前述の回動杆或いは駆動杆などの操作手段は、主として管路の軸線から直角に突出する事になり、配管スペースの制約がある施工現場において、弁装置の空間占有率は極めて高い物にならざるを得ず、例えば管路を地下に設置する場合は、その中心線を操作手段に合わせて深く設置するか、或いは管路を曲折する事などによって弁装置をより深い位置に設置する等の工夫が必要となり、管路の埋設深度を浅くして省スペースを達成することが難しいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0004】
先ず第一に、管路に装着された弁装置の内部の弁体を管路と平行に移動させ、弁装置の外形寸法を管路の外形寸法に適合させることにより、これまでの管路から突出していた操作手段を除去する。その為に従来の略円盤状の弁体とそれによって閉鎖されていた弁座を、シリンダとピストンに置き換え、ピストンの摺動が直接に流体の遮断及び導通を司るようにする。
【0005】
更に、ピストンは中空の筒状に形成し、流体がピストンの内部を通過して送給されるようにして、弁装置全体の外形寸法を大ならしめずに流量を確保する手段を講じる。本発明における弁装置の外形寸法は、最大でも、接続される管路のフランジの直径寸法を上回らないように案出された。
【発明の実施の形態】
【0006】
図1に従って本発明弁装置を圧力調整弁として使用する場合の基本的構成を説明すると、1は内腔2を有するピストンでその一端に弁体3が固定され、弁体3に近接する開口部4がピストン1の内腔2からピストン1の外部へ向かって開口している。5はピストン1の他端に設けられた内腔2の開放端である。更にピストン1の略中央には、ピストン1の軸線に対して直角にその外周縁から突出する円周状の突出縁6が突設されており、突出縁6の先端にはその全周に渡ってシール7が施されている。
【0007】
8は前記ピストン1を部分的に収容するシリンダで、その内部空間の内壁には前記ピストン1の突出縁6先端のシール7が密接し、シリンダ8の弁体3を有する端部はシリンダの円孔10(図2参照)を貫通して突出し、シリンダ8の円孔10を有する端部の反対側は無底にされて開放端部11を形成している。ピストン1が挿入されたシリンダ8は中空円筒状の被覆筒12に液密的に収容され、被覆筒12の一方の開口はピストン1の弁体3で閉鎖される透孔13が穿設された蓋体14で閉鎖され、被覆筒12の他方の開口はシリンダ8の開放端部11を閉鎖するとともにピストン1の開放端5の液密的な摺動を許す貫通孔15が穿設された底板16によって閉鎖されている。
【0008】
シリンダ8の内部空間はピストン1の突出縁6により二つの部分に分割され、分割されたうちの突出縁6の図中左方にある第一の内部空間9aは第一の通水孔17を、また右方にある第二の内部空間9bは第二の通水孔18を備えており、それら通水孔は二つの内部空間を別々に装置外部へ開放している。被覆筒12、蓋体14、底板16は、それぞれ液密的に固定されており、シリンダ8の第一の内部空間9aには底板16とピストン1の突出縁6の間にスプリングSが張設され、ピストン1を蓋体14方向へ付勢している。底板16の貫通孔15にはそれに連続して縮径孔21が穿設されると共に、縮径孔21から底板16の外側面へ向けて、第一の通孔22が穿設されている。また底板16にはその外側面から第一の内部空間9aへ開口する第二の通孔23が、更に蓋体14の透孔13から蓋体14の外側面に向けては第三の通孔24が穿設されている。
【0009】
図中、装置の左右に鎖線で示されたA及びBは、本発明装置が設置されるべき管路の一部で、管路Aは送水元側、管路Bは送水先側を示している。加えて、図中Pは設定圧力にしたがって作動するパイロット弁を示している。更に、C1は第一の通孔22からストレーナ、逆止弁及びバルブ25を介して送水元側の水をシリンダ8の第一の内部空間9aに送給する流路、C2は前記第一の内部空間9aの水をパイロット弁Pを介して送水先側の第三の通孔24に送給する流路である。また、第一の通孔22から流路C1に取り込まれた水は分岐されて、第二の通孔18に供給され、シリンダ8の第二の内部空間9bを満たしている。
【0010】
前述のごとく、シリンダ8の内部空間はピストン1の突出縁6により二つの内部空間9a及び9bに分割されており、その一方の第一の内部空間9aにのみスプリングSが張設されているので、ピストン1は第一の内部空間9aを拡大し、第二の内部空間9bを縮小する方向に僅かに付勢される事になる。それにより、パイロット弁Pが閉鎖されて二つの内部空間9aと9bの圧力が均等に保たれている場合或いは二つの内部空間に全く水圧が加えられていない場合に、ピストン1は図中右方へ摺動させられ、その結果、ピストン1の端部の弁体3が蓋体14の透孔13を閉鎖し、送水元側の水は流動を阻止される状態となり、装置初動の際の安全が確保される。
【0011】
次に作動につき説明すると、図1の場合、左側が送水元側、右側が送水先側であり、本発明による弁装置によって送水は遮断されている状態である。今仮に、送水元側の水圧を20Kg/平方cm、送水先側の水圧を5Kg/平方cmとし、送水先側の水圧が所定の数値より下降したときにのみ弁装置が開となって送水先側への送水が行われるように定めるものとする。
【0012】
管路Aからの水の主流は、底板16の孔21、及び貫通孔15を経てピストン1の内腔2、開口部4そしてシリンダ8と被覆筒12及び蓋体14によって形成された内腔12’に到達する。蓋体14の透孔13はピストン1の弁体3によって閉鎖されている。
【0013】
管路Aからの水の副流は、底板16の第一の通孔22から流路C1を通じて底板16の第二の通孔23へ送給され、最終的にシリンダ8の第一の内部空間9aを満たす事になる。また、シリンダ8の第二の内部空間9bに対しても、流路C1から分岐された水が供給されるので、シリンダ8の第一の内部空間9aと第二の内部空間9bは同圧の水で満たされることになる。
【0014】
更に、シリンダ8の第一の内部空間9aと連続する第一の通水孔17は流路C2を通じ且つパイロット弁Pを介して蓋体14の第三の通孔24に接続され、第三の通孔24は蓋体14の透孔13に開口して、送水先側の管路Bに接続されている。この実施例の説明におけるパイロット弁Pの設定圧は5Kg/平方cmであり、管路B内の水圧がその圧力以下に降下するとパイロット弁Pが開き、第一の内部空間9a、第一の通水孔17、流路C2、パイロット弁P、流路C2、第三の通孔24と言う一連の水の流れが発生して、第一の内部空間9a内の水圧の低下が導き出される。
【0015】
図2は、図1に示されている実施例の理解を助けるための部品図で、図1からピストン1、流路C1及び流路C2を取り去った状態で示されている。図3及び図4は本発明弁装置の閉鎖状態及び開放状態のそれぞれを示す概念図であるが、図3の閉鎖状態において、管路B側の圧力が5Kg/平方cm以下に降下すると、パイロット弁Pが開きシリンダ8の第一の内部空間9a内の水を、第一の通水孔17及び流路C2を介して蓋体14の第三の通孔24から管路Bへ送り込む。
シリンダ8の第一の内部空間9aと第二の内部空間9bにはそれぞれ管路A側の20Kg/平方cmの圧力を有する水が供給され続けるが、パイロット弁Pを介して減圧され続ける第一の内部空間9a内の水圧は低下し、第二の内部空間9b内の水の圧力がピストン1の突出縁6を図中左方へ押圧移動させる。その結果、ピストン1の弁体3によって閉鎖されていた蓋体14の透孔13が開放され、管路Aから被覆筒12の内腔12’に供給されている水は管路B側に迅速に流入する。その状態における概念図の部品配置は図4に示す通りである。
【0016】
管路A側の水の流入によって管路B側の圧力が高まると、その圧力の上昇が流路C2を介してパイロット弁Pに伝えられ、その圧力が5Kg/平方cmを上回るとパイロット弁Pが閉じる。それによってシリンダ8の第一の内部空間9a内の圧力低下が止まり、第一の内部空間9a内と第二の内部空間9b内の水の圧力が均等になると、管路A側が高圧、管路B側が低圧であるので、ピストン1の受圧面が受ける送水元側の水圧によりピストン1は図中右方へ摺動して、その弁体3が蓋体14の透孔13を閉鎖して、送水先側への送水が停止される。
【0017】
このような動作を繰り返す事によって、送水先側の水圧が設定値を下回った場合に、送水元側の水を送水先側に供給し、送水先側の水圧が設定値を上回った場合に、送水元側からの水の供給を停止する操作が確保できる。また、本発明構造によると、流路C1及び流路C2を、第一の通孔22、第二の通孔23、第一の通水孔17、第二の通水孔18及び第三の通孔24にどのように接続するかによって使用者の望む各種の操作状況が得られると共に、弁装置の管路A及び管路Bに対する接続方向を選択使用する事とあわせて、圧力調整弁以外の各種の弁装置が得られることは勿論である。
【0018】
また、図示例では説明を簡単にする為に、ストレーナ、逆止弁、バルブ、パイロット弁などを装置要部とは別体に表示してあるが、これら部品を底板16或いは蓋体14内に適宜埋設して、装置を被覆筒12の外径寸法内に納めることも用意に実施できる。更に、説明においては被覆筒12、蓋体14、底板16及びシリンダ8がそれぞれ独立した部品として示されているが、必要に応じて被覆筒12とその他の部品を適宜合体させて一体の部品として設計することも任意である。
【発明の効果】
本発明によると、接続される管路の径とほぼ同等の直径の中に弁装置を完全に収容できる為、弁装置の設置に関しての従来からの諸問題を完全に解決できると共に、構造が簡単で作動が確実な弁装置を安価に提供する事ができ、弁装置の操作には管路A及び管路Bそれぞれの内部にある流体の圧力を使用するだけであるので、弁装置以外の付帯的な制御装置を最小限度に押さえる事が出来る効果があり、その点も弁装置設置の際の簡便性をより高めている効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の実施例断面図である。
【図2】本発明装置の実施例からピストンなどを除去した状態の説明的断面図である。
【図3】本発明装置の実施例の弁が閉鎖されている状態の概念図である。
【図4】本発明装置の実施例の弁が開放されている状態の概念図である。
【符号の説明】
1 ピストン
2 内腔
3 弁体
4 開口部
5 開放端
6 突出縁
7 シール
8 シリンダ
9a 第一の内部空間
9b 第二の内部空間
10 円孔
11 開放端部
12 被覆筒
12’被覆筒の内腔
13 透孔
14 蓋体
15 貫通孔
16 底板
17 第一の通水孔
18 第二の通水孔
21 縮径孔
22 第一の通孔
23 第二の通孔
24 第三の通孔
25 バルブ
A 管路
B 管路
C1 流路
C2 流路
P パイロット弁
S スプリング
Claims (1)
- 内腔を有しその一端に弁体が固定され他端に開放端を備えるとともに弁体に近接して内腔から外部への開口部を備え、その外周に円周状の突出縁が突設されたピストンと、
ピストンの開放端が侵入摺動する貫通孔およびそれに連続する縮径孔を有する底板、ピストンの弁体により開閉される透孔を有する蓋体および被覆筒により液密的に包囲され、その内部に液密的に収容した前記ピストンの突出縁によって内部空間が第一の内部空間と第二の内部空間とに分割されたシリンダとによって構成され、
第一の内部空間内において、底板と突出縁の間にスプリングが張設されるとともに、
底板には、縮径孔と外部を導通させる第一の通孔、および外部とシリンダの第一の空間を導通させる第二の通孔を、
蓋体には、透孔と外部を導通させる第三の通孔を、
シリンダには、それぞれ被覆筒を通過して第一の内部空間と外部を導通させる第一の通水孔、および第二の内部空間と外部を導通させる第二の通水孔を、穿設したことを特徴とする弁装置。
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