(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽内に立ち上げた給水管の先端に装着された円筒状の弁箱と、該弁箱の上端で水槽内の最高水位より上方に配置された弁座と、該弁座に対して上下方向に移動して開閉する弁体と、前記水槽内の水位の変動に伴って昇降することにより前記弁体を上下動させるフロートとを備えた水位調整弁において、
前記弁箱の内周に、前記フロートが下降して前記水槽内の水位が最低レベル以下にあるときに前記弁体と離間した全開状態となり、前記水槽内の水位が上昇すると前記弁体が下方に移動し、前記弁体の下面に当接して着座する弁座を設けるとともに、
前記弁座と前記弁体との当接部に、開弁時に比べて少流量の水が流通可能な通水部を設けたことを特徴とする水位調整弁。
【請求項２】
前記弁座は、環状に形成されたシール材と、該シール材の内周側又は外周側に上下動可能に配置された流量制御部材との二重構造で形成され、
該流量制御部材は、閉弁方向に移動する弁体に対して、前記シール材より先に当接し、当接後の弁体の閉弁方向への移動に伴って移動又は変形して前記シール材と弁体とを密接可能になるように設けられ、
前記通水部が前記流量制御部材の前記弁体との当接部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の水位調整弁。
【請求項３】
水槽内に立ち上げた給水管の先端に装着された円筒状の弁箱と、該弁箱の上端で水槽内の最高水位より上方に配置された弁座と、該弁座に対して上下方向に移動して開閉する弁体と、前記水槽内の水位の変動に伴って昇降することにより前記弁体を上下動させるフロートとを備えた水位調整弁において、
前記弁座は、環状に形成されたシール材と、該シール材の内周側又は外周側に上下動可能に配置された流量制御部材との二重構造で形成され、
該流量制御部材は、閉弁方向に移動する弁体に対して、前記シール材より先に当接し、当接後の弁体の閉弁方向への移動に伴って移動又は変形して前記シール材と弁体とを密接可能になるように設けられるとともに、
前記流量制御部材の弁体との当接部に、開弁時に比べて少流量の水が流通可能な通水部を設けたことを特徴とする水位調整弁。
【請求項４】
前記弁箱の内周に金属又は合成樹脂で形成した管状の前記流量制御部材を軸方向に移動可能に配置し、前記流量制御部材の外周面で前記シール材の内周面を保持するとともに、前記流量制御部材の下部に該流量制御部材の上端を前記シール材より上方に突出させる弾性部材を設けたことを特徴とする請求項２又は３記載の水位調整弁。
【請求項５】
前記弁箱の上方及び周囲を覆い、下端が開口した防音カバーを設け、該防音カバーの上面中央部に前記弁体の弁棒を上下動可能に挿通する弁棒挿通孔と、前記フロートと前記弁棒とを連結する連結部材を支持する支持部材とを有する弁体保持部材を設けるとともに、該防音カバーの内側上部空間とカバー外部の水槽内部空間とを連通させる通気部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の水位調整弁。
【請求項６】
前記フロートは、下部に小径通水孔を備えた筒状ケース部材の内部に昇降可能に収容されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の水位調整弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水槽内の水位と連動して昇降するフロートの昇降により、給水管に接続した弁を自動的に開閉させて水位を一定範囲内に調整する水位調整弁に係り、詳しくは、高圧水を減圧しながら弁を開閉し、水位を調整することのできる水位調整弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水槽の水位の変動に伴って昇降するフロートで弁を開閉することによって水槽内の水位を一定に保つようにした水位調整弁が広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような水位調整弁として、筒状弁箱内に筒状弁体を摺動可能に設け、フロートの昇降で筒状弁体を移動させることにより開閉するとともに、パイロット弁で液通路を開閉することで水撃の発生を抑制させるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００６−３２９３８５号公報
【特許文献２】特開平９−２９２０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述の特許文献１のような水位調整弁を、高圧水を減圧して貯留する水槽に用いると、閉弁時に大きな水撃（ウオーターハンマー）が発生して高圧給水管や水位調整弁が損傷する虞があった。また、特許文献２の水位調整弁では、液通路やパイロット弁を設けることによって水撃の発生を抑制するようにしているが、構造が複雑になりコストが嵩むとともに作動不良を起こす虞があった。
【０００４】
そこで本発明は、簡単な構造で水圧を減圧しながら弁の開閉を行うことができ、水撃の発生を防止し、耐久性に優れた水位調整弁を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の水位調整弁は、水槽内に立ち上げた給水管の先端に装着された円筒状の弁箱と、該弁箱の上端で水槽内の最高水位より上方に配置された弁座と、該弁座に対して上下方向に移動して開閉する弁体と、前記水槽内の水位の変動に伴って昇降することにより前記弁体を上下動させるフロートとを備えた水位調整弁において、前記弁箱の内周に、前記フロートが下降して前記水槽内の水位が最低レベル以下にあるときに前記弁体と離間した全開状態となり、前記水槽内の水位が上昇すると前記弁体が下方に移動し、前記弁体の下面に当接して着座する弁座を設けるとともに、前記弁座と前記弁体との当接部に、開弁時に比べて少流量（小流量）の水が流通可能な通水部を設けたことを特徴としている。また、前記弁座は、環状に形成されたシール材と、該シール材の内周側又は外周側に上下動可能に配置された流量制御部材との二重構造で形成され、該流量制御部材は、閉弁方向に移動する弁体に対して、前記シール材より先に当接し、当接後の弁体の閉弁方向への移動に伴って移動又は変形して前記シール材と弁体とを密接可能になるように設けられ、前記通水部が前記流量制御部材の前記弁体との当接部に設けられている。
【０００６】
さらに、本発明の水位調整弁は、水槽内に立ち上げた給水管の先端に装着された円筒状の弁箱と、該弁箱の上端で水槽内の最高水位より上方に配置された弁座と、該弁座に対して上下方向に移動して開閉する弁体と、前記水槽内の水位の変動に伴って昇降することにより前記弁体を上下動させるフロートとを備えた水位調整弁において、前記弁座は、環状に形成されたシール材と、該シール材の内周側又は外周側に上下動可能に配置された流量制御部材との二重構造で形成され、該流量制御部材は、閉弁方向に移動する弁体に対して、前記シール材より先に当接し、当接後の弁体の閉弁方向への移動に伴って移動又は変形して前記シール材と弁体とを密接可能になるように設けられるとともに、前記流量制御部材の弁体との当接部に、開弁時に比べて少流量の水が流通可能な通水部を設けたことを特徴としている。また、前記弁箱の内周に金属又は合成樹脂で形成した管状の前記流量制御部材を軸方向に移動可能に配置し、前記流量制御部材の外周面で前記シール材の内周面を保持するとともに、前記流量制御部材の下部に該流量制御部材の上端を前記シール材より上方に突出させる弾性部材を設けている。
【０００７】
また、前記弁箱の上方及び周囲を覆い、下端が開口した防音カバーを設け、該防音カバーの上面中央部に前記弁体の弁棒を上下動可能に挿通する弁棒挿通孔と、前記フロートと前記弁棒とを連結する連結部材を支持する支持部材とを有する弁体保持部材を設けるとともに、該防音カバーの内側上部空間とカバー外部の水槽内部空間とを連通させる通気部を設けたこと、さらに、前記フロートを、下部に小径通水孔を備えた筒状ケース部材の内部に昇降可能に収容したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の水位調整弁によれば、水槽内の水位の上昇によりフロートが上昇して弁体が閉弁方向の下方に向かって移動すると、弁座から上方に突出している流量制御部材の上端に当接した後、流量制御部材を押し下げて弁座に密接して閉弁状態となる。このとき、流量制御部材の弁体との当接部に設けた通水部から水が少流量で流出した状態になっているため、閉弁時の流量変化を緩やかにすることができ、水撃の発生を防止できる。
【０００９】
また、前記弁箱の上方及び周囲を防音カバーで覆うことによって流水音を小さくできるとともに、槽内への気泡の拡散緩和と、飛沫の飛散防止とを図ることができる。さらに、小径通水孔を備えた筒状ケース部材の内部にフロートを収容することにより、流入水によって液面が波立つことがあっても、フロートを安定した状態で昇降させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明の一形態例を示す水位調整弁の説明図、図２は水位調整弁の弁部を示す要部断面図、図３は水位調整弁のフロート部を示す断面図、図４は弁体が流量制御部材に着座した状態を示す要部断面図、図５は弁体がシール材に着座した状態を示す要部断面図、図６は流量制御部材の一部切欠き斜視図である。
【００１１】
本形態例の水位調整弁１０は、高圧水を受水して水圧を低めるための減圧水槽１１に用いられるもので、高圧水を減圧水槽１１内に導入する高圧給水管１２と、該高圧給水管１２の先端部に取り付けられた弁箱１３と、該弁箱１３の上部に設けられた弁座１４と、減圧水槽１１内の水位の変動に伴って昇降するフロート１５と、該フロート１５にリンク機構１６を介して連結された弁体１７とを備えている。また、弁箱１３の上部には、該弁箱１３の上方と周囲とを覆う防音カバー１８が取り付けられている。
【００１２】
減圧水槽１１は、コンクリートや鋼、合成樹脂等で密閉構造に形成されたもので、一側面から槽内に前記高圧給水管１２が挿入されるとともに、他側面に流出管１９、上部にオーバーフロー管２０、下部に排泥管２１がそれぞれ接続され、上面には空気管１１ａが設けられている。
【００１３】
高圧給水管１２は、エルボ１２ａを介して先端側が立ち上げられており、上端に弁箱装着用の大径フランジ部１２ｂが形成され、該大径フランジ部１２ｂの上部に前記高圧給水管１２と前記弁箱１３とを連結する連結部材２２が接続される。連結部材２２は、前記大径フランジ部１２ｂの上部に連結される上部フランジ部２２ａと、該上部フランジ部２２ａの中央から上部に突出する連結管２２ｂとを備えており、上部フランジ部２２ａの上面には、前記防音カバー１８を取り付ける取付軸２３が立設されている。連結管２２ｂの外周部上方には、前記弁箱１３を装着する雄ねじ部２２ｃが設けられている。
【００１４】
弁箱１３は、連結管２２ｂと同軸の円筒状に形成され、内周には、前記連結管２２ｂの雄ねじ部２２ｃに螺着される大径雌ねじ孔１３ａと、中径孔１３ｂと小径孔１３ｃとが下端部から上方へ連続して形成され、上面には弁座部１３ｄが設けられるとともに、上部外周側にはフランジ部１３ｅが周設されている。大径雌ねじ孔１３ａには、外周に雄ねじ２４ａを有する押えリング２４が螺着され、この押えリング２４により、弾性部材であるＯリング２５を介して管状の流量制御部材２６が弁箱１３内に保持される。
【００１５】
弁座１４は、環状ゴムで形成されたシール材２７と、該シール材２７の内周側に上下動可能に配置された前記流量制御部材２６との二重構造で形成され、減圧水槽１１内の最高水位より上方（オーバーフロー管２０よりも上方）に配置されている。流量制御部材２６は、外径が前記弁箱１３の小径孔１３ｃよりも僅かに小径の金属製管状部材であって、下端部には、小径孔１３ｃよりも大径で中径孔１３ｂよりも小径に形成された鍔部２６ａが周設されている。鍔部２６ａの下面と前記押えリング２４の上面とには、内周側が近接し、外周側が離反する状態の円錐部２６ｂ，２４ｂが対向して設けられており、この円錐部２６ｂ，２４ｂ間に前記Ｏリング２５が設けられ、Ｏリング２５の弾性によって流量制御部材２６が上方に押圧されている。水位調整弁１０の開弁時には、Ｏリング２５からの押圧力によって鍔部２６ａの上面が中径孔１３ｂと小径孔１３ｃとの間の段部に当接した状態になり、この状態で流量制御部材２６の上端がシール材２７の上端より上方に僅かに突出するように形成されている。また、前記弁体１７の下面に当接する流量制御部材２６上端の弁体当接部には、内外に連通する切欠きからなる通水部２６ｃが等間隔で複数形成されており、流量制御部材２６と弁体１７とが当接したときに、前記通水部２６ｃにより、開弁時に比べて少流量の水が流通可能な状態になるように形成されている。シール材２７は、外周側が前記弁箱１３のフランジ部１３ｅにボルト２８，２８で固着される装着リング２９によって前記弁座部１３ｄに取り付けられ、シール材２７の内周面は、流量制御部材２６の上部外周面に摺接した状態で保持されている。
【００１６】
防音カバー１８は、前記取付軸２３の上端に取り付けられる支持部材１８ａと、該支持部材１８ａの外周に取り付けられたカバー体１８ｂとで形成されており、カバー体１８ｂは、球面状に形成された天板部１８ｃと、筒状の胴部１８ｄと、下方が小径となる絞り部１８ｅとを有している。絞り部１８ｅの下端は、減圧水槽１１内の最低水位より下方に位置しており、通常の使用状態では、カバー体１８ｂの下端が常時水中に没するように形成されている。また、天板部１８ｃには、該天板部１８ｃにパイプを貫通させて防音カバー１８の内側上部空間とカバー外部の水槽内部空間とを連通させる通気部１８ｆが設けられている。前記支持部材１８ａの中央には、前記弁体１７の中央から上方に突出した弁棒３０を上下動可能に保持する弁棒挿通孔１８ｇと、弁体１７とフロート１５とを連結する前記リンク機構１６のレバー杆３１を揺動可能に保持するブラケット３２とが設けられている。この防音カバーの１８の胴部１８ｄの形状は、弁開口から噴射される高圧水が小さな角度で胴部内面に当ることにより消音効果を得るものであるが、カバー体１８ｂの内面あるいは外面に遮音材１８ｈを貼着して消音効果をより向上させることもできる。
【００１７】
フロート１５は、上下方向に軸線を有する有底円筒状のケース部材３３の内部に昇降可能に収容されている。ケース部材３３は、上端開口が前記オーバーフロー管２０と略同一の高さ乃至僅かに上方に位置しており、底面には、ケース部材３３の内外を連通させる小径通水孔３３ａが設けられている。フロート１５の上面中心部には、前記レバー杆３１の一端に連結される支持ロッド３４が突設され、減圧水槽１１内の水位の変動に伴うフロート１５の昇降により、支持ロッド３４を介してレバー杆３１が前記ブラケット３２の部分を中心として揺動し、レバー杆３１の他端に連結した弁棒３０を介して弁体１７が開閉方向に移動する。
【００１８】
弁体１７は、前記シール材２７よりも大径の円盤状に形成され、下面がシール材２７に密接して止水する下降限と、上面が前記支持部材１８ａ下面に当接して全開状態となる上昇限との間を、フロート１５の昇降に伴って上下動する。全開時の弁体１７下面と弁座１４上面との距離は、高圧給水管１２から供給される高圧水の圧力に応じて設定される。
【００１９】
上述のように形成された水位調整弁１０は、減圧水槽１１内の水位が最低レベルＬ．Ｗ．Ｌ以下にあるときには、フロート１５が下限まで下降し、図２に示されるように、弁体１７が支持部材１８ａの下面に当接し、シール材２７及び流量制御部材２６から離れた全開状態となり、高圧給水管１２から水位調整弁１０を通って減圧水槽１１内に流入する高圧水は、弁体１７下面と弁座１４上面との間を通って周方向に拡がった状態でカバー体１８ｂの内面に沿って流れ、絞り部１８ｅの下端で水槽内の水へ流入する状態となる。このとき、減圧水槽１１内に流入する高圧水が高速で水位調整弁１０を通過して大きな噴出音が発生するが、防音カバー１８によって噴出音が外部に漏れることを低減することができ、絞り部１８ｅの下端を最低レベルＬ．Ｗ．Ｌより下方に位置させることにより、噴出した高圧水が減圧水槽１１内の液面に着水する際の着水音も低減することができる。また、通気部１８ｆによって防音カバー１８の内外が連通し、空気管１１ａを介して防音カバー１８内が大気圧となっているため、高圧水の減圧を効果的に行うことができる。さらに、通気部１８ｆを、弁開口に対して取付部２３の裏側に位置させていることにより、弁開口から噴射される水が直接当たらないとともに、パイプを貫通させて通気部１８ｆを形成していることより、弁箱１３から防音カバー１８の内面に沿って流れる水が通気部１８ｆを閉塞したり、通気部１８ｆから噴出したりすることを防止できる。
【００２０】
減圧水槽１１内の水位が上昇すると、これに伴ってフロート１５が上昇することにより弁体１７が次第に閉弁方向に向かって移動し、水位が最高レベルＨ．Ｗ．Ｌの近くまで上昇すると、図４に示されるように、弁体１７の下面が流量制御部材２６の上端に当接した状態となる。このとき、流量制御部材２６の弁体１７との当接部には、適当な断面積の通水部２６ｃが設けられていることから、この通水部２６ｃを通って開弁時に比べて少流量の水が弁箱１３内から流出する状態になる。そして、水位が最高レベルＨ．Ｗ．Ｌに上昇すると、フロート１５の浮力によって弁体１７を強い力で下方に押圧することから、弁体１７は、Ｏリング２５を圧縮変形させながら流量制御部材２６を弁箱１３内に押し下げ、最終的に弁体１７の下面がシール材２７に着座して閉弁し、完全に止水した状態となる。
【００２１】
したがって、開弁状態から閉弁状態になるときに、流量制御部材２６の通水部２６ｃから少流量の水が流出した状態になっているため、閉弁時の流量変化を緩やかにすることができ、水撃の発生を確実に防止できる。
【００２２】
完全に止水した全閉状態から、減圧水槽１１内の水位が下降してフロート１５が下降すると、弁体１７が高圧水の圧力により押し上げられて弁座１４から離れ、高圧給水管１２からの高圧水が減圧されて減圧水槽１１内に流入する開弁状態となる。このとき、流量制御部材２６は、弁体１７の上昇に伴い、Ｏリング２５の弾性復元力によっても押し上げられ、流量制御部材２６の上端がシール材２７の上端より上方に僅かに突出する元の位置に復帰する。
【００２３】
また、Ｏリング２５によって流量制御部材２６と弁箱１３との間がシールされた状態になっているため、流量制御部材２６と小径孔１３ｃとの間に異物が侵入することを防止でき、流量制御部材２６の摺動性を長期にわたって安定した状態に維持できる。さらに、フロート１５を、小径通水孔３３ａを設けたケース部材３３内に上下動可能に収容したことにより、水面の波立ちの影響を受けることなく、安定した状態で昇降させることができる。また、小径通水孔３３ａによって、減圧水槽１１内の急激な水位変動速度に対し、フロート１５の上下動の速度を緩やかにすることができ、水撃の発生をより効果的に防止することができる。さらに、水位調整弁１０の開弁時には、Ｏリング２５からの押圧力によって流量制御部材２６の上端がシール材２７の上端より上方に僅かに突出するように形成されていることから、流量制御部材２６でシール材２７を保護することができ、高圧水の流れによってシール材２７が傷むことを防止し、シール材２７の耐久性の向上を図ることができる。
【００２４】
尚、本発明は上述の形態例に限るものではなく、シール材の外周側に流量制御部材を配置することもでき、流量制御部材の上端をシール材より上方に突出させる弾性部材を流量制御部材が兼ねることもできる。また、本発明の水位調整弁は、高圧水を受水して水圧を低めるための減圧水槽に用いる水位調整弁として最適であるが、一般の受水槽に用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一形態例を示す水位調整弁の説明図である。
【図２】水位調整弁の弁部を示す要部断面図である。
【図３】水位調整弁のフロート部を示す断面図である。
【図４】開弁状態の水位調整弁を示す要部断面図である。
【図５】閉弁状態の水位調整弁を示す要部断面図である。
【図６】流量制御部材の一部断面斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０…水位調整弁、１１…減圧水槽、１１ａ…空気管、１２…高圧給水管、１２ａ…エルボ、１２ｂ…大径フランジ部、１３…弁箱、１３ａ…大径雌ねじ孔、１３ｂ…中径孔、１３ｃ…小径孔、１３ｄ…弁座部、１３ｅ…フランジ部、１４…弁座、１５…フロート、１６…リンク機構、１７…弁体、１８…防音カバー、１８ａ…支持部材、１８ｂ…カバー体、１８ｃ…天板部、１８ｄ…胴部、１８ｅ…絞り部、１８ｆ…通気部、１８ｇ…弁棒挿通孔、１８ｈ…遮音材、１９…流出管、２０…オーバーフロー管、２１…排泥管、２２…連結部材、２２ａ…上部フランジ部、２２ｂ…連結管、２２ｃ…雄ねじ部、２３…取付軸、２４…押えリング、２４ａ…雄ねじ、２４ｂ…円錐部、２５…Ｏリング、２６…流量制御部材、２６ａ…鍔部、２６ｂ…円錐部、２６ｃ…通水部、２７…シール材、２７ａ…通孔、２８…ボルト、２９…装着リング、３０…弁棒、３１…レバー杆、３２…ブラケット、３３…ケース部材、３３ａ…小径通水孔、３４…支持ロッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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