JP4547648B2 - 弁装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

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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