JPS63502689A - 流量規制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 流体制限弁 本発明は流体供給系統内の１つ以上の出口オリフィス附近に挿入される制限弁を 用いて流体の流れを制御する機構に関し、出口オリフィスにおける流体の吐出量 を制御するようにしたものである。

従来、機構の出口における水流の変動に関し水の供給系統内にはいくつかの問題 があった。この問題は今迄小形の家庭の水の制限機構及び出口の配列が直列で一 つの出口が水源の近くあってそれに続く出口が水源からかなり遠くにおる大形の 機構内で更に生じる事が判った。圧力勾配は通常直列の形状では出口に沿って表 われる。

この圧力の不ぞろいの現象は、高い位置の貯蔵タンクが重力で水を供給するよう な水源に対して出口の配列が垂直に離間する場合でも或は出口が水源から水平に 離間している場合でも共通である。

変動圧力の問題は説明上無視しているが、分配／ぐイブラインの寸法、水とパイ プ壁との間の摩擦作用等で発生する。

第１に、水が重力或は本管の圧力のような機械的に発生する圧力で圧力源から放 出され、その水が圧力源に対し直列或は並列の何れの場合でも多くの出口に供給 されると、供給系統の末端における出口では、総ての或はいくつかの出口が操作 していると、水は下流の出口に達する前に上流の出口で逃げようとするから相当 圧力減少がある。各出口における圧力変動は、出口が連結されている吐出ライン の長さを超えて生ずる。

同様の現象は、出口が供給源に水平に配置されても又垂直に配置されても生ずる 。

本管が地上の相当な高さにあると、かなりの減少が生ずる。この事は一般家庭で も、出口が各フロワーに配置されている時は高層の建物でも生ずる。低いフロワ ーの出口の水は上方のフロワーの流体の出口の水を奪い、不均一な圧力分配を生 ずる。

特にシャワーにおいては、成る範囲迄従来のシャワーの散水口の制限効果によっ て前記の問題は解決さ有する場合は、通常冷水供給とお湯の供給との間に圧力の 変化がある。これは例えば冷水の供給が本管圧でお湯の供給が重力による供給で ある時に生ずる。お湯の供給が本管圧である場にその本管圧力が減少すると同様 の状態が生ずる。

これによって最高圧のライン内のを圧が混合立上シ管内で増加する。

流れがシャワーヘッドで制御されて、高圧が続くとシャワーヘッドからの混合流 を制御する事全困難にする。お湯の圧力が低下すると、冷水の圧力はお湯の内に 逆流させる。お湯の圧力が大きくなると逆の状態が生ずる。

水の系統内の弁コックの開閉が系統内の他の出口において圧力変動音生ずると、 水の系統内において他の問題が生ずる。家庭の水の系統内においては、この現象 は人間がシャワーを使用している時に、家庭内の他の場所における同一の系統機 構の他の弁コックを使用した結果温度と圧力のいづれかが減少する場合に著しい 。

本発明は、機構内の各オリアイスにおいて比較的一定の吐出圧を得る為に、流量 制御機構に制限弁を組み込む事によってこれ等の問題点を除去しようとするもの である。

本発明の利点は、水の系統内の出口近くに制限弁を設けて水とエネルギーの相当 な節約をする事である。

概略の形においては、本発明はパイプの系統内の出口オリフィスに流体の流れを 制御する機構を設けたもので、この機構は、各出口オリフィスを有する各分配パ イプ系統に設けられ比流体供給源と、この流体供給源とオリアイスとの間の前記 系統内の・母イブに設けられ九制御弁と、この制御弁の各々に挿入され、流体の 流れと前記オリフィスを通る流体の吐出圧を制御して、前記制御弁が全開の時、 所定の最大の吐出圧であるが、利用し得る最大の流体供給圧以下の圧力に、各オ リアイスで維持する制限弁とよりなる。

水の系統内の出口オリフィスにおいて、流体の流れを制御する手段は、前記系統 の制御弁内に挿入された制限弁を有し、各オリフィス内で騒音の少ない圧力を維 持する形状を有する。

系統内光の制限弁の挿入は、各オリフィスにおける圧力分配を等しくし、且供給 源に対し直列に制限作用のない出口が設けられる時に通常化ずる圧力変動を殆ど 完全に除去する。

オリフィスの吐出圧は、系統内の各オリフィスに制限弁全挿入する事により所定 の最大圧力を超えないようになって居り、一方の吐出オリフィスで最大圧力に達 すると、このオリフィスと直列の他方のオリフィスは、供給圧が通常最大の流体 供給源に対して系統内に接近して設けられているのに拘らず、所定の最大圧を超 えない。

制限弁は系統内の制御弁コック内、特にこのコック内の弁座内に挿入されるのが 好ましい。

他の形においては、本発明は流体供給ラインの制御弁内に挿入されて、供給ライ ン内の出口において流体の流れを制限する制限弁を有し、この制限弁は少くとも １つの貫通する孔全有する第１の格子らな要素と。

この要素に連結された第２の要素とよシなシ、制限弁が流体供給ラインに挿入さ れた時、制限弁の形状は吐出量が所定の最大値を超えないように出口オリフィス で流体の吐出量を制御するようになっている。

別の形においては、本発明は弁コックの座の部分に取りつけられる流体の流れを 制限する弁を有し、この弁は互いに連結される第１の部分と第２の部分とを有し 、第１の部分は弁コック内の座と係合するシール手段を有する格子らな環状板に 固定されたステムを有し、環状板は略垂直に突出する略環状の突出部を有し。

前記第２の部分は前記環状の突出部に取９つけられた弁体であって、この弁体は 弁コックの流体の通路内に取りつけられる柱状の突出部を有し、前記弁コックが 回わされて流体の通路が形成されると、制限弁を流れる流体の通路内で制限弁を 移行し、弁体の柱部は弁体を通過する流体の流れを制御して、流体のを圧が減少 するよりに流体の流れを制限する。

本発明の好ましい実施例においては、制限弁は真鍮或はプラスチック材料で作ら れ、制限弁の第１の部分は従来のジャンパー弁で形成される。この従来の弁は、 弁体をジャンパー弁の環状の突出部に固定しても良い。ジャンパー弁と弁体とは 制限弁の２つの部分よりなり、一体に形成されるのが好ましい。然し乍ら、２つ の部分は必要に応じて互いに分離し得るように連結しでも良い。

弁体は、従来の弁コックの流体の通路内に取シつけられるように配置された略環 状の柱状の突出部である事が好ましい。この場合、流体の通路は弁コック内の変 形した産肉に位置する。

他の実施例においては、本発明は流体供給ラインの流体の通路を制限し、制御す る弁機構を有し、この弁機構は弁座とシール係合するスピンドルと、前記弁座の 通路内に挿入される制限弁とよりなり、この制限弁が前記弁座内に挿入されると 、制限弁は所定の最大値を超えないように前記流体供給ライン内の出口オリフィ スにおいて流体の吐出量を制御するようになっている。

弁機構は従来の弁コック即ちタッグに取りつけられるのが好ましい。

第１図は本発明による制限装置の好ましい実施例を示し、第２図は弁コックの産 肉に挿入され几第１図による制限弁の断面図を示し、第３図は弁コックの弁座と ねじ係合する別の形状の制限弁全示し、第４図は弁コックにねじ係合した弁コッ クの座に挿入され几第２図の制限弁を示し、第５ａ＋ｂ及び０図は組み込んだ座 を有する本発明の別の制限弁を示し、第６図は弁コック座のオリフィス内に使用 された第５図の制限弁て、傾斜した柱部を有する制限弁体全示し、第８図はかい 傾斜柱部を有する制限弁の他の実施例を示し、第９ａ＋ｂ及び０図は種々の実施 例のジャンツヤ−弁に取り外し得るように連結された制限弁体の別の形状を示し 、第１０図は単一のシャワー系統内に制限弁を設置する事による試験結果全グラ フで示している。

第１図には、好ましい実施例による制限弁１を示し、この制限弁は流体の流れの 系統内に位置する弁コック内に挿入されている。

制限弁１は環状のディスク２とこのディスク２に取りつけられる直径的に小さい 鼠頭円錐部３とよりなる。環状のディスク２は理想的には４つの孔４を有し。

合孔は同一直径をなしている。又、孔４Ｆｉ制限弁４の中心軸から等間隔に配置 されている。第１図はその形状を十分に理解する為に種々の角度から見比制限弁 を示している。

第１図に示したような制限弁の形状が作用的に効果がある事が実地試験で示され た。

第２図は弁コックの座５に挿入された第１図の制限弁を示している。制限弁ｌの 環状のディスク２は弁座５のベースの環状の凹所と係合している。使用時には、 座５は流体の出口のオリフィス附近の・母イブ内に設けられた従来の弁コック内 にある。

座５はねじ８によって従来のタッグ或は同様の弁装置（図示しない）に取りつけ られる。

使用時には、供給管からの流体は、制限弁１内の孔４全経て通路７に沿って軸方 向に流れる。制限弁１により流体の流れを抑制し、制限弁の上流側の供給圧力に も拘らず、その下流側の圧力は所定の最大値を超えないように制限される。この 効果は、系統内の別の出口の数に関係なく各出口で繰り返えされる。各出口にお ける圧力は、出口近くに挿入される制限弁の形により同一である。その圧力は又 必要に応じて異なった出口における弁の形状を変える事によって変化し得る。

第３図は他の実施例の制限弁を示し、環状のディスク２は第４図に示すような弁 座１０にねじ係合するようにねじ９を設けている。第４図の実施例においては弁 座ＩＯは従来の弁コック４６にねじ係合している。

操作時には、この制限弁は、弁座１０のねじベースにねじ込まれる。流体は制限 弁の環状のディスク２内の孔ｚ１ｔｌ−経て流れ、次で通路１４ｆ経て円錐部１ ３と弁座ｌＯの内壁との間を通過する。孔１１は流体の流れを制限し、その結果 制限弁の下流側の圧力を減少する。

所定の流量で孔１１と流体の通路１５の部分との間で圧力の減少がある。

通路１５においては、流体の速度は減少する。

第５図に、第１の部分と第２の部分とを有する好ましい実施例の制限弁１９を示 す。第１の部分は従来のジャンパー弁２０と同様であり、第２の部分は本質的に 弁体２１である。

従来設計のジャンパー弁は図示しない弁コックスピンドルとの軸方向の通路内に 適合する細長いステム２２を有する。ステム２２は環状のディスク２３に固定さ れている。ディスク２３は平らな環状の下面２４を有し、この下面は環状の突出 部２５と同じである。

突出部２５はディスク２３の面に固定されている。面２６から離間して環状のシ ールワッシャー２７がｈる。

シールワッシャー２７はその中心部に円形のオリフィスを有し、そこから突出部 ２５が突出している。

ワッシャー２７は、突出部２５とワッシャ２７の内周円との間の密接により与え られる摩擦によってその位置に保持される。スピンドルの軸方向の通路に案内さ れるステム２２によシ、ワッシャー２７は図示しない弁コックの座に正しく合致 する。弁コックが閉じると、ジャンパー弁上の圧縮力はワッシャー２７全デイス ク２３と座２９との間に押圧し、弁コックを介する流体の通路を閉止する。

この実施例による本発明は弁が代表的な弁コック内の流体供給オリフィスをシー ルする限りジャンパー弁２０の操作を変えない。

一実施例による本発明は、ジャソノ９−弁と弁体とを一つのユニットに組み込ん であり、ジャンパー弁はワッシャ２７によシ流体の供給ｔ−遮断し、又弁体２１ は流体の流れを制限し、弁コックの出口における水の供給圧力を制御する。

弁体２１は突出部２５によシジャンノｆ−弁ｚｏと連結している。

突出部２５から軸方向に延長し、且突出部に連結されて細長い環状の柱部３０（ 第６図）があり、この柱部は座２９のオリフィス２８内に嵌合している。

必要な場合には、現存の弁コックは柱部５Ｏｖｃ−受ける第８図に示すような交 換用の座をねじ係合するように変形された座を有し得る。

柱部３０はその壁３１．３２と弁座２９の各内壁３３．３４とを密着するような 直径を有する。

壁３１．３３及び３２．３４間の間隙は水が制限弁の上流の源泉から制限弁の目 的の下流え流れる時水の速度を減少するように設計される。

限弁体を受けるように変える必要がある。第１に、弁コック内の現存する孔は任 意の手段でねじっけされて制限弁座２９全ねじ係合させる。

座２９は通路２８を有する円筒状の本体３５ｔ−有する。この本体３５の上部に は環状のフランジ３６が設ケラれている。フランジ３６と本体３５で肩部３７が 形成され、その肩部は弁コック（図示しない）の現存する座の面と係合する。

スロット３８は締めつけ工具を受けて座２９を所定位置にねじ込む為のものであ る。

座２９がねじ込まれると、“０”リング３９により座と弁体との間をシールする 。

制限弁はそれから座２９のオリフィス２８内に挿入される。

第６図は座に組み込まれた制限弁を示す。

柱部３０はオリフィス２８内にかたく密着する。

柱部３０はオリフィス内の容積を占有するからオリフィスの断面積の減少の為オ リフィスを通る流体の流れの速度をきびしく制限する。流体は壁３１．３３と３ ２．３４の間を通るのみである。

流れの制限全維持する為に、少くとも壁３１と３２のある部分は通路２８内の壁 ３３と３４に対応する。若し、柱部２１が通路２８から軸方向に離間すると、制 限効果は減少する。

第７図は本発明の他の実施例で、弁体２１の柱部３０が中心軸方向に内方に傾斜 している。

第８図は本発明の又他の実施例で、柱部は短かくなっている。

この実施例においては、ジャンノ４−弁は内方の傾斜部４１を有する短かい環状 の柱部４０ｔ−設けた制限弁体を示している。

傾斜部４Ｉは細長いステム４２で終っている。この制限弁は弁座４４内の補足オ リアイス内に嵌合する。

この実施例の弁座４４は、従来の弁コック機構内の在来の座（図示しない）にね じ部分４６によって取９つけられる。

傾斜部４１は座面を提供する対応面４５に当接する。

試験の結果、制限弁体の種々の形状によシ異なった性能特性を有する事が判った 。

実験では制限弁体は第１図と第５図に示すものが最適な形状であった。

１つのユニット内に制限弁を設ける代シに弁は制限弁体をねじ係合するのに適し たジャン・や−弁を有する分離し得る２つの部分よりなる。

第９ａｓｂ及びＣはジャン／ｆ−弁の突出部２５とねじ係合するのに適した３つ の別の弁体を示す。便宜上、流体の流れ全制限する必要がない時は、弁体はジャ ンパー弁から取シ外し得る。

本発明の制限弁は、十分に試験され、数個の器具全直列にして流れを制限し、従 来の流体混合用具内の望ましくないを圧をなくしている。

水供給機構内の弁コックを通る流体の吐出量が必要な流量を超えると、数個の器 具が使用されても又使用されなくても特に使用のピーク中に機構内で明確な圧力 低下がある。

第１０図は１つの出口を有するシャワーの混合機構内に制限弁全実験的に挿入し た試験結果全グラフで示している。

グラフは流量の増加に伴うを圧の大巾な減少を示す。

グラフから判るように、本発明の制限弁を設置すると、さもなければ立上り管内 に生ずるかも知れない混合機立上シ管内のを圧を完全に除去する。

制限弁の別の利点は設定され几最大容量の混合水を出口を経て流し得る事である 。流量は、流れが最大容量以下全必要とする時、制御される。

例えば、シャワーの出口に設けられるような制限弁は、流体の供給部に最も近い 制御弁コックが全開になる時流れを調整し得ない。

グラフの部分Ａはクヤワーヘッドによる制限効果を示す。

部分Ｂは本発明による弁コック内に制限弁を設置する事により大きく減少したを 圧全示す。

弁は多数のシャワー用具において試験され、その結果各混合用具内のを圧が減少 する。

又一連のシャワー内の圧力勾配は極めて減少している事を示す。

弁がお湯の弁コック内に設けられている時は、一定のお湯の流れが得られ、その 結果相当のエネルギー費の節約となる。これは弁コックを通る冷水の種々の流れ によって平衡する。

かくして、成る用途においては、弁はお湯の使用時にガバナーを設け、試験がな されて、その結果相当なエネルギー費の節約が出来た。

一連の制限弁が水の系統内に設置されると、水の温度及び特別な時間に機構を使 用する人間の数のような変動要素が考慮された後、少くとも２２係の水の節約と 少くとも２８チのエネルギーの節約が記録された。

種々の出口に近く設けられた制限弁を有する流体制御機構においては、各出口が 種々のオリフィスに供給されるライン内の分配圧以下の最大圧及び流量に制限さ れる時、流体とエネルギーの節約がなされた。

従りて、他の栓が開いた時、各出口において比較的一定の圧力と温度とが維持さ れる。更に、栓即ち弁コックにおけるを圧は、混合器具における流体の容積の制 御の為、除去される。

性能特性が、系統内に設置された制限弁の特別な形状によって変化する事が判っ た。

６異なった直径の３つの異なった制限弁を用いる事により、次の結果が得られ友 。

１　６００　３Ｌ／Ｍ　５３０ ２　６００　４．２５　Ｌ／Ｍ　４２０３　６００　６．５　Ｌ／Ｍ　１８０ ｈ０．４ Ｆλつ、５ をルーｋＰら。

国際調査報告 ＩＩｓ　４２７６９０６　ＪＰ５４０６９８３０＃２］４９１／１

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. （１）パイプ内の出口オリフイスで流体の流れを制御する機構であって、この機 構は各出口オリフイスを有する各分配パイプに対する流体供給源と、流体供給源 とオリフイスとの間の各パイプ内に設けられた制御弁と、この制御弁内に挿入さ れ、流体の流れと前記オリフイスを通る流体の吐出圧力とを制御し、各オリフイ スにおいて所定の最大の吐出圧力であるが、制御弁が全開した時利用し得る最大 の流体供給圧力以下の圧力に維持する制限弁とよりなる流体の流れを制御する機 構。
2. （２）前記所定の最大吐出圧力は前記各オリフイスにおいて殆んど同一である請 求の範囲第１項記載の流体の流れを制御する機構。
3. （３）前記各制御弁は、制御弁が閉止した時シール座とシール係合するようシー ル手段を押圧する少くとも内部を動き得るスピンドルを有する請求の範囲第１項 或は第２項記載の流体の流れを制御する機構。
4. （４）前記制限弁は前記制御弁のシール座に位置する請求の範囲第３項記載の流 体の流れを制御する機構。
5. （５）パイプは主の供給ラインと、この供給ラインから分岐して出口オリフイス 内に夫々終る直列若しくは並列の形で配置された複数の分岐ラインとよりなり、 各制御弁は前記出口オリフイスの上流であるが主の供給ラインの下流に位置する 請求の範囲第４項記載の流体の流れを制御する機構。
6. （６）少くとも第２の主の供給ラインは又分岐ラインを有し、前記第２の即ち別 の主の供給ラインは略前記第１の供給ラインと並列である請求の範囲第５項記載 の流体の流れを御制する機構。
7. （７）前記制限弁は、貫通する少なくとも１つの孔を有する略環状のディスクと 、この環状のディスクに連結された円錐部とよりなる請求の範囲第１項乃至第５ 項の何れか１項記載の流体の流れを制御する機構。
8. （８）前記制限弁の環状のディスクは少くとも貫通した４つの孔を有して流体の 通過を容易にし、各孔は所定の最大値に流体の流れを調整するように形成されて いる請求の範囲第７項記載の流体の流れを制御する機構。
9. （９）前記円錐部の中心軸と前記ディスクの中心軸とは円錐部がディスクに連結 される時合致する請求の範囲第８項記載の流体の流れを制御する機構。
10. （１０）前記円錐部の最大の直径は、前記環状のディスクの直径よりも小さく、 前記円錐部はその周囲に水を通過し得るようになっている請求の範囲第９項記載 の流体の流れを制御する機構。
11. （１１）流体の供給ライン中の制御弁内に挿入されて流体の供給ラインの出口に おいて流体の流れを制限する制限弁を有し、この制限弁は少くとも１つの貫通孔 を有する第１の略平らな要素と、この要素に連結された第２の要素とよりなり、 制限弁が流体供給ラインに挿入された時、制限弁の形状は吐出量が所定の最大値 を超えないように出口オリフイスで流体の吐出量を制御する流体の流れを制御す る機構。
12. （１２）前記第１の要素は少なくとも４つの貫通孔を有し、この孔を通る流体の 通過を容易にした環状のディスクである請求の範囲第１１項記載の流体の流れを 制御する機構。
13. （１３）前記第２の要素は略円錐でこの円錐部の中心軸と前記ディスクの中心軸 とは円錐部がディスクに連結される時合致する請求の範囲第１２項記載の流体の 流れを制御する機構。
14. （１４）前記円錐部の最大直径は前記環状のディスクの直径よりも小さく、円錐 部はその周縁に沿って流体を通過させるようになっている請求の範囲第１３項記 載の流体の流れを制御する機構。
15. （１５）前記円錐要素は円錐状の凹所を有する請求の範囲第１４項記載の流体の 流れを制御する機構。
16. （１６）制限弁は前記制御弁のスピンドルと弁座に取りつけられる請求の範囲第 １５項記載の流体の流れを制御する機構。
17. （１７）前記環状のディスクは周縁を有し、前記制御弁内に設けられた弁座の通 路に取りつけ得る請求の範囲第１６項記載の流体の流れを制御する機構。
18. （１８）弁は前記弁座にねじでとりつけられる請求の範囲第１７項記載の流体の 流れを制御する機構。
19. （１９）流体供給ラインの流体の通路を制限し、制御する弁機構を有し、この弁 機構は弁座とシール係合するスピンドルと、前記弁座の通路内に挿入される制限 弁とよりなり、この制限弁が前記弁座内に挿入されると、制限弁は所定の最大値 を超えないように前記流体供給ライン内の出口オリフイスにおいて流体の吐出量 を制御する流体の流れを制御する機構。
20. （２０）弁機構は栓内に取りつけられる請求の範囲第１９項記載の流体の流れを 制御する機構。
21. （２１）前記制限弁は少なくとも１つの貫通孔を有する略環状のディスクとこの ディスクに連結された円錐部とよりなる請求の範囲第２０項記載の流体の流れを 制御する機構。
22. （２２）前述の記載及び図面に示すパイプ系統内において流体の流れを制御する 機構。
23. （２３）前述の記載及び図面に示す流体供給ライン内に挿入された制限弁を有す る流体の流れを制御する機構。
24. （２４）前述の記載及び図面に示す流体の通路を制限する弁機構を有する流体の 流れを制御する機構。