JPS6234955B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポンプの流体制御装置に関し、特に圧
力タンクへの流入量を制御可能にする流体制御装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来のポンプの吐出側の送水経路に圧力タンク
を接続した流体制御装置は、圧力タンク内の圧力
を圧力スイツチで検知してポンプを開閉するよう
になつている。この圧力タンクは送水経路に単に
連通されており、且つ、前記圧力スイツチは圧力
タンク内の圧力が高くなつたときにポンプを運転
し、低くなつたときに停止するようになつてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かかる流体制御装置は、運転周期を適正にする
ためには接続される圧力タンクの容積を大きなも
のとする必要があつた。即ち、圧力タンクの容積
を小さなものとすれば、圧力タンク内の圧力はポ
ンプの吐出圧にほぼ一致して上昇するため、圧力
スイツチが頻繁に開閉することになり、ポンプ寿
命が短くなるという問題点があつた。

圧力タンクの容積を大きなものとすれば、圧力
タンクの価格が高くなり、且つ、流体制御装置の
設置スペースが大きくなる等の問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、通常の給水性能を確保しつつ、かか
る問題点を解決するためになされたもので、ポン
プ４の吐出側の送水経路１０に圧力タンク６を接
続し、圧力の変動によつて前記ポンプ４を開閉す
るスイツチ２６を設けてなる流体制御装置におい
て、前記圧力タンク６を前記送水経路１０に圧力
タンク弁２１を介して接続し、前記（圧力タン
ク）弁２１の閉じた状態を側路して前記送水経路
１０と前記圧力タンク６とを連通する縮流路２０
を設け、且つ、前記圧力タンク弁２１および縮流
路２０より上流側に前記圧力タンク弁２１の開閉
を制御する抵抗弁体１１を設け、前記圧力タンク
弁２１が開いたときに前記スイツチ２６を開き、
且つ前記圧力タンク弁２１が閉じたときに前記ス
イツチ２６が閉じるように配置したことを特徴と
する流体制御装置としたものである。

〔作用〕

かかる流体制御装置によれば、スイツチ２６が
閉じてポンプ４の運転をするときには、圧力タン
ク弁２１が閉じ、この状態にて縮流路２０を通し
て圧力タンク６に蓄水するので、圧力タンク６側
の圧力上昇のポンプ４が送水経路１０側の圧力上
昇より遅れることになる。これによつて、圧力タ
ンク６を小さくしても通常の運転周期を得ること
ができる。又、圧力タンク弁２１が開いたときに
スイツチ２６が開いてポンプ４が停止し、この状
態にて圧力タンク６から給水するので、圧力タン
ク弁２１および縮流路２０にほとんど影響される
ことなく通常の給水を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第８図を参
照して説明する。

第１図は本発明の流体制御装置を備えたポンプ
システム図である。水源２より逆止弁３を介して
ポンプ４により蛇口５へ送水する。この送水経路
中のポンプ４の吐出側に制御スイツチ１が設けら
れている。この制御スイツチ１は蛇口５における
使用水量が設定水量Ｑ_OFFを下回つたときにポン
プ４を停止させ、ポンプ４の停止中に制御スイツ
チ１での水圧が設定圧力Ｐ_ONよりも下がつたとき
に、ポンプ４が始動するようになつている。圧力
タンク６はポンプ４の始動停止の頻度をその蓄水
容積で緩慢にさせる目的を有し、制御スイツチ１
に接続されている。

第２図は、制御スイツチ１の縦断面である。弁
ケース７にはポンプ側接続口８と蛇口側接続口９
を有する。通水路１０が形成されており、この通
水路１０はポンプ４の吐出側の通水経路の一部を
構成する。この通水路１０の中間部には低抗弁体
１１が配設されている。この抵抗弁体１１は、ば
ね１２により通水路１０に形成された弁座１３に
押圧される如く付勢されており、またこのように
弁が閉じたときにも前記抵抗弁体１１に形成され
た切欠溝１４によつて若干の水の漏れを生ずるよ
うになつている。この抵抗弁体１１の通水路１０
における抵抗ΔＰとポンプ４の吐出量Ｑとの関係
は第３図に示す特性曲線で表わされる。すなわ
ち、水量Ｑが少量であるときは抵抗弁体１１は弁
座１３に押しつけられ、切欠溝１４の抵抗によつ
て第３図の曲線のａ部分に示すような抵抗特性を
示す。また、水量Ｑが大きくなりばね１２が水の
動圧に抗しきれなくなると抵抗弁体１１が開き、
第３図の曲線のｂ部分に示すようにばね１２の弾
力につりあつた抵抗特性を示す。前記弁ケース７
の上部には第１ダイヤフラム１５を介してスイツ
チケース１６が、さらにその上部には第２ダイヤ
フラム１７を介してカバー１８がネジ１９によつ
て弁ケース７に一体に固設されている。第１ダイ
ヤフラム１５の弁ケース７側には圧力タンク弁２
１が取付けられている。第１ダイヤフラム１５と
弁ケース７とで圧力室２２が形成されている。こ
の圧力室２２は、通水路１０の抵抗弁体１１の後
流側に連通され圧力タンク弁２１によつて開閉さ
れるようになつている。圧力タンク弁２１に切欠
溝２０が形成されており、圧力タンク弁２１が閉
じたときでもこの切欠溝２０を介して連通してい
る。この切欠溝２０は縮流路を構成する。

この第１ダイヤフラム１５に圧力タンク弁２１
を取付けるねじ２３によつて、他側にロツド２４
が取付けられている。圧力タンク弁２１とロツド
２４はダイヤフラム１５とともに上下する。前記
スイツチケース１６にはケース内に一部突出する
固定接片２５ａとこれに対応する可動接片２５ｂ
とを有するスイツチ２６が固設されており、前記
ロツド２４が下がると可動接片２５ｂが固定接片
２５ａに押しつけられて通電可能となるようにな
つている。ロツド２４上部に固設されたねじ部２
７にはばね座２８が調整可能に配設されており、
第２ダイオフラム１７に押されて動くデイスク２
９との間にばね３０に挾持している。第２ダイヤ
フラム１７とカバー１８との間には連通路３１を
介して通水路１０の抵抗弁体１１の上流側と連通
する抵抗弁前圧室３２が形成されている。また、
圧力室２２は圧力タンク接続口３３を介して第１
図に示される圧力タンク６に連通されている。

第４図はポンプ吐出量Ｑと吐出圧力Ｐとの関係
を示したポンプ特性線図である。制御スイツチ１
のスイツチ２６が開く流量Ｑ_OFFと閉じる圧力Ｐ_O
Ｎは、第４図の中で示されるそれぞれＱ_OFF，Ｐ_ON
の位置にセツトされており、ΔＰは第３図で示す
抵抗弁体１１の抵抗圧力差がある。

次にかかる流体制御装置の動作を第５〜８図を
参照して説明する。なおＷは水流を示す。

第５図はポンプ４に電源が投入される前の状態
を示す。抵抗弁体１１は閉じ、第１，第２ダイヤ
フラム１５，１７には圧力が加わらないので、デ
イスク２９、弁２１はそれぞればね３０によつて
上，下へ押されている。このときスイツチ２６は
閉じており、電源を投入することによりポンプ４
は始動する。なお第１ダイヤフラム１５の受圧面
積は第２ダイヤフラム１７よりも若干大きくなつ
ており、圧力室２２と抵抗弁室３２が同一圧力な
らば、第１ダイヤフラム１５の受圧力の方が大き
くなる。

第６図はポンプ４が始動して吐出圧力Ｐが充分
高くなり、かつ吐出流量がＱ_OFFよりも大きいと
きの状態を示す。第１，第２ダイヤフラム１５，
１７には圧力が加えられてバネ３０が圧縮される
が、抵抗弁体１１によつて生ずる抵抗分だけ圧力
室２２よりも抵抗弁前圧室３２の内部圧力の方が
大きくなり、その結果第２ダイヤフラム１７の受
圧力が第１ダイヤフラム１５の受圧力よりも大き
くなり、デイスク２９、圧力タンク弁２１は共に
押し下げられている。従つて、スイツチ２６は閉
じたままでありポンプ４は運転を続ける。このと
き、通水路１０と圧力室２２とは圧力タンク弁２
１に形成されている切欠溝２０のみを通じて連通
しており、このためポンプ４の吐出圧Ｐが上昇す
るとき圧力タンク６へ流入する水量が切欠溝２０
が制限され少なくなるので、圧力室２２内の圧力
上昇が遅らされ、ポンプ４の始動停止の頻度をそ
の駆動時間を長くすることにより緩慢にすること
ができる。

第６図の状態から引き続いて蛇口５が絞られ、
水量ＱがＱ_OFFよりも少なくなつた状態を第７図
に示す。第３図の特性曲線のａ部分で示されるご
とく水量がＱ_OFFよりも少なくなるとΔＰが急速
に小さくなるので、第２ダイヤフラム１７の受圧
力よりも第１ダイヤフラム１５の受圧力の方が大
きくなり、この結果デイスク２９、圧力タンク弁
２１は上方へ引き上げられ、スイツチ２６は開い
てポンプ４は停止する。

こののち圧力タンク６内に蓄積された水は除々
に蛇口５から放出され、除々に圧力が低下するが
この状態を第８図に示す。第１，第２ダイヤフラ
ム１５，１７の受圧力が低下するためデイスク２
９とロツド２４はばね３０により引き離される
が、第１ダイヤフラム１５の受圧力が第２ダイヤ
フラム１７の受圧力よりも大きいので、デイスク
２９は上方へ押しつけられたままの状態になり、
スイツチ２６もまだ開いている。さらにばね３０
の弾力と第１ダイヤフラム１５の受圧力とが平衝
する圧力Ｐ_ONまで圧力が下がると、第５図の状態
に戻りポンプ４は再び始動する。

ポンプ４が始動停止を繰り返しながら自動運転
を行うときの運転周期Ｔ_Cは、運転している間の
時間Ｔ_ONと停止している時間Ｔ_OFFと和により与
えられ、次式のごとく表わされる。

Ｔ_C＝Ｔ_OC＋Ｔ_OFF 運転している時間Ｔ_ONは、圧力タンク６にポン
プ４により加圧された水が流れ込み、圧力タンク
６内の圧力が上昇している間の時間である。停止
している時間Ｔ_OFFは、圧力タンク６から蛇口５
へ水が放出されている時間である。運転している
時間Ｔ_ONの間は圧力タンク弁２１の切欠溝２０に
より圧力タンク６へ流れ込む流量を制限してお
り、このため運転している時間Ｔ_ONを長くするこ
とができ、運転周期Ｔ_Cを長くすることができ
る。このようにして圧力タンク６の大きさを小さ
くすることができる。従つて圧力タンクを安価に
でき、かつ設置面積を小さくしてポンプシステム
全体をコンパクトにすることができる。また圧力
タンク弁２１はポンプ４の停止時間Ｔ_OFFの間は
開いており、圧力タンク６からの放出水を制限す
ることがないので、この時の蛇口５の圧力低下や
給水量の減少を起すことがなく、適正な自動運転
ができる。さらにまた、圧力タンク弁２１が閉じ
て、切欠溝２０を介して水が流入している間は、
切欠溝２０が抵抗として働くため、圧力室２２内
の圧力がポンプ側接続口８内や蛇口側接続口９内
のポンプ４により圧力よりも低く保たれるため、
第１ダイヤフラム１５を安定してスイツチ２６の
閉の位置に保つことができ、スイツチ機構として
の動作を安定に保つ効果がある。

本実施例では圧力タンク６への流量制限を圧力
タンク弁２１に設けられた切欠溝２０によつて行
うようにしてあるが、圧力タンク弁２１が閉じた
ときに縮流効果を呈するような穴や他の手段によ
つても同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、圧力タンク６の容積を小さく
してもポンプ４の運転周期を適正にすることがで
き、これによつて圧力タンクを安価なものにする
ことができると共に、流体制御装置の設置スペー
スを小さくでき、しかも、通常の給水性能を確保
することができる流体制御装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流体制御装置を備えたポンプ
システム図、第２図は同流体制装置の縮断面図、
第３図は同流体制御装置の抵抗弁体の抵抗特性
図、第４図は同流体制御装置におけるポンプの設
定圧力流量説明図、第５図，第６図，第７図，第
８図は同流体制御装置の動作説明概略図である。 １…制御スイツチ、４…ポンプ、５…蛇口、６
…圧力タンク、１０…通水路（送水経路）、１１
…抵抗弁体、１４…切欠溝、１５，１７…第１，
第２ダイヤフラム、２０…切欠溝（縮流路）、２
１…圧力タンク弁、２６…スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポンプ４の吐出側の送水経路１０に圧力タン
   ク６を接続し、圧力の変動によつて前記ポンプ４
   を開閉するスイツチ２６を設けてなる流体制御装
   置において、前記圧力タンク６を前記送水経路１
   ０に圧力タンク弁２１を介して接続し、前記圧力
   タンク弁２１の閉じた状態を側路して前記送水経
   路１０と前記圧力タンク６とを連通する縮流路２
   ０を設け、且つ、前記圧力タンク弁２１および縮
   流路２０より上流側に前記圧力タンク弁２１の開
   閉を制御する抵抗弁体１１を設け、前記圧力タン
   ク弁２１が開いたときに前記スイツチ２６を開
   き、且つ、前記圧力タンク弁２１が閉じたときに
   前記スイツチ２６が閉じるように配置したことを
   特徴とする流体制御装置。