JP2001166834A - 管路の出口側圧力の制御機構 - Google Patents

管路の出口側圧力の制御機構

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JP2001166834A
JP2001166834A JP34584399A JP34584399A JP2001166834A JP 2001166834 A JP2001166834 A JP 2001166834A JP 34584399 A JP34584399 A JP 34584399A JP 34584399 A JP34584399 A JP 34584399A JP 2001166834 A JP2001166834 A JP 2001166834A
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pressure
closed
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control valve
pipeline
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Suefumi Nakahigashi
寿恵文 中東
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Itoh Kouki Corp
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Itoh Kouki Corp
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
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    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/04Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/06Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule
    • G05D16/063Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane
    • G05D16/0675Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting on the obturator through a lever
    • G05D16/0683Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting on the obturator through a lever using a spring-loaded membrane
    • GPHYSICS
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    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/14Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流量が増えて入口側圧力が高くなっても、出
口側圧力を一定に制御できる流量域を拡大することにあ
る。 【解決手段】 管路100のガバナ10の圧力制御室3
への導入孔8aから出口に至る途中の位置18aと前記
圧力制御室3との間に導管18を設け、その導管18の
途中に放出弁機構20を設ける。放出弁機構20は、前
記導管18の途中に設けた流量制御弁11と連動するダ
イヤグラム12で圧力制御室13と閉室14に仕切ら
れ、その圧力制御室13に流量制御弁11を通過した導
管18内の流体を導き、閉室14に圧縮コイルバネ15
を内設して、そのバネ圧と圧力制御室13内の流体圧と
の平衡によって前記流量制御弁11の開閉を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、都市ガ
ス、LPガス等を供給する分野のように、流体を一定の
圧力範囲で供給することが求められる場合の、管路の出
口側圧力の制御機構の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】上記制御機構は、図3に示すように、管
路100の途中に設けられた流量制御弁1の位置にガバ
ナ10が設けられている。図中、符号100aは管路1
00の入口側、100bは出口側である。
【0003】前記ガバナ10はダイヤフラム2で仕切ら
れた二つの閉室3、4を有し、その一方が圧力制御室3
であり、他方の室4には、前記ダイヤフラム2を圧力制
御室3側に押圧する形で圧縮コイルバネ5が内設されて
いる。
【0004】前記流量制御弁1は長手の弁棒1bの部分
でガバナ10の摺動穴に挿嵌されて摺動自在になってお
り、その弁棒1bの下端に弁体1aが設けられており、
上端1cが前記圧力制御室3内に到り、圧力制御室3内
に設けられたレバー6の一端に揺動自在に取り付けられ
ている。このレバー6は、圧力制御室3内の固定支軸7
の回りに回動可能となっており、その他端は、前記ダイ
ヤフラム2の中心に揺動自在に連結されている。このよ
うな構成により、ダイヤフラム2の左右の移動と前記流
量制御弁1の昇降(開閉)動作が連動する。
【0005】他方、管路100の前記制御弁1の下流側
には前記圧力制御室3に至る分岐路8の導入孔8aが位
置しており、管路100内の流体はこの導入孔8aから
分岐路8を経て前記圧力制御室3内に到っており、その
導入孔8aにおける流体圧が圧力制御室3に導かれてい
る。
【0006】このような構成において、先ず、管路10
0に流入した流体は、前記制御弁1を通過する過程で減
圧されるが、その圧力が前記導入孔8aから分岐路8を
経て前記圧力制御室3内に導かれてダイヤフラム2を押
圧する。このダイヤフラム2を押圧する力は、隣の閉室
4に内設された前記圧縮コイルバネ5のバネ圧と拮抗
し、このことにより、前記制御弁1の開閉が制御され
る。
【0007】例えば、流量が増加すると制御弁1が大き
く開くので、前記レバー6が前記固定支軸7の回りに時
計方向に回転してダイヤフラム2が図の右向きに移動す
るが、そのことにより前記コイルバネ5が伸びるので、
そのバネ圧が減少し、この減少したバネ圧と前記圧力制
御室3の流体圧とが平衡するので、管路100の出口側
100bの圧力は、図4の出口側圧力−流量曲線、
に示すように、入口側100aの圧力が低い時にも高い
時にも共に流体流量の増加に伴って低下傾向となってい
る。
【0008】従って、流体流量が増加しても出口側10
0bの圧力を一定にするには、出口側100bの圧力を
上昇傾向にする必要があるが、この出口側100bの圧
力を上昇傾向にするため、この例では、前記構成に加え
て、管路100の前記圧力導入孔8aの位置に狭管部9
を設けている。
【0009】この狭管部9を設けることにより、流量が
増加しても、出口側100bは狭管部9に比べて流路の
内径が広いので、流速が相対的に遅くなり、ベルヌーイ
の定理により、その減少した運動エネルギの分だけ出口
側100bの圧力が上昇する。このようにして出口側1
00bの圧力を上昇傾向にできるので、その圧力を一定
に保つことができる。この狭管部9を設けることは公知
の技術であって、既に多くの商品化がなされている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法は入口側100aの圧力が低い場合には、図4の
の曲線から図5の’の曲線への変化のように、出口側
100bの圧力を一定に制御できる流量の範囲を図4の
αから図5のα’へ拡大させることができるが、入口側
100aの圧力が高くなってくると、その場合の出口側
圧力−流量曲線は図5の’のようになって、出口側圧
力がその上限を越えてしまい、制御できる流量の範囲が
図4のβから図5のβ’へと小さくなってしまうという
欠点を有している。
【0011】そこで、この発明の課題は、入口側の圧力
を高くしても、出口側の圧力を一定範囲に制御できる流
量の範囲を従来より拡大することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、上記図3に示したような構成におい
て、出口側の圧力が一定以上になると、その出口側の圧
力上昇を前記圧力制御室(一の閉室)に伝えるような第
2の流量制御機構を設けたのである。
【0013】この構成においては、出口側の圧力上昇が
前記圧力制御室に伝わると、その時の圧力制御室が制御
する力の大きさは、前記狭管部から導入される圧力と、
それより大きいその第2の流量制御機構から導入される
圧力の間の大きさとなるので、前記圧力制御室の圧力が
上昇し、この圧力上昇によって前記流量制御弁の開き具
合が小さくなるので、出口側への流入量が減少して出口
側の圧力上昇が制御される。
【0014】従って、この構成において、入口側を高圧
力にした場合の出口側圧力−流量線図は後出の図2の
”の曲線のようになり、制御可能な最大流量が’の
曲線の場合のβ’からβ”へと大きくなる。
【0015】その第2の流量制御機構として、上記一の
閉室への導入孔から出口に至る途中の位置と前記一の閉
室とを繋ぐ導管を設け、その導管の途中に第2の流量制
御弁を設けるとともに第2の閉空間を併設し、その第2
の閉空間を前記第2の流量制御弁と連動する第2の隔壁
で二分して、その第2の閉空間の一の閉室に前記出口に
至る途中の流体を導き、第2の閉空間の他の閉室に前記
第2の隔壁を介してその流体圧に対抗する付勢手段を内
設し、前記第2の隔壁を介して前記第2の閉空間の一の
閉室内の流体圧と前記第2の閉空間の他の閉室の付勢手
段の付勢力とが平衡することによって前記第2の流量制
御弁の開閉を制御するようになっている構成とすること
ができる。
【0016】そのようにすれば、この第2の流量制御機
構は放出弁機構であって、管路の出口側の圧力が上昇す
れば、その流体圧を上記一の閉室に自動的に導くことが
できる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して、この発明の
実施の形態を説明するが、従来と同じものについては同
一の符号を付して説明を省略する。図1に示すこの実施
形態の制御機構は、管路100に設けた流量制御弁1の
位置に前記従来例と同じガバナ10を設けているのと、
そのガバナ10の圧力制御室3への導入孔8aの手前に
狭管部9を設けている構成は従来例と同じであるが、特
徴的なのは、管路100の、前記ガバナ10の圧力制御
室3への導入孔8aより下流側(出口寄り)の位置18
aと、前記ガバナ10の圧力制御室3との間に両者を接
続する導管18を設け、その導管18の途中に制御弁1
1を有した放出弁機構20を設けていることである。
【0018】この放出弁機構20はダイヤフラム12で
上下に仕切られた二つの閉室13、14を有し、図の下
側が圧力制御室13で、この部分で前記導管18に固定
されている。この圧力制御室13は室の下面に導管18
内に通ずる細孔13aを有しており、この細孔13aを
通じて導管18内の流体の圧力が圧力制御室13内に導
かれている。
【0019】また、前記ダイヤフラム12の下面の中心
部には制御弁11が垂設されており、その軸部(弁棒)
11bが前記圧力制御室13の下面に設けられた穴に挿
嵌されている。その弁棒11bの下端に弁体11aが設
けられており、それが前記導管18の途中に設けられた
弁座18bを塞いでいる。後述するように、この制御弁
11は、通常、下向きの力を受けて弁体11aがこの弁
座18bを塞いでいるが、導管18内に導かれている流
体の圧力が増加して、それが前記細孔13aから導かれ
てダイヤフラム12を押し上げると、それに連動して弁
体11aが押し上げられて開くようになっている。
【0020】そのダイヤフラム12で仕切られた前記上
側の閉室14の内部には、前述したように、ダイヤフラ
ム12を常に下向きに付勢する圧縮コイルバネ15が内
設されており、このコイルバネ15のバネ圧と下側の圧
力制御室13に流入した流体の圧力がダイヤフラム12
を介して平衡して、前記制御弁11の開閉が制御され
る。
【0021】このような構成により、管路100の出口
側100bの圧力が上昇して前記導管18内の流体圧が
増すと、前記したように、その圧力で放出弁機構20の
ダイヤフラム12が押し上げられて、制御弁11が開
く。従って、導管18内の流体がガバナ10の圧力制御
室3に流入して、その流体圧がガバナ10の圧力制御室
3に伝わるようになる。
【0022】その状態でのガバナ10の圧力制御室3が
制御する圧力の大きさは、前記狭管部9から導入される
圧力と、それより大きい前記放出弁機構20を経て導管
18から導入される圧力の間の大きさとなるので、ガバ
ナ10の圧力制御室3の圧力が上昇して、この圧力上昇
によってガバナ10のダイヤフラム2が図の左側に移動
する。
【0023】従って、制御弁1が下向きに押圧されてそ
の開き具合が小さくなり、出口側100bへの流入量が
減少して出口側100bの圧力上昇が制御される。
【0024】このことにより、入口側が高圧になって
も、出口側圧力−流量線図は図2の”の曲線のように
なり、制御可能な最大流量が’の曲線の場合のβ’か
らβ”へと大きくなっている。
【0025】こうして、この実施形態の制御機構を用い
ると、従来に比べて流入量を多くしても、すなわち、入
口側の圧力が大きくなっても、出口側圧力の上昇傾向を
押さえることができて、出口側100bの圧力を一定範
囲に制御することのできる流量の範囲を拡大することが
できる。
【0026】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明は、上
記のように構成したので、管路の入口側の圧力の高低に
かかわらず、出口圧力を一定範囲に制御することのでき
る流量の範囲を従来より拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態の制御機構の断面図
【図2】実施形態による出口側圧力と流量の関係を示す
グラフ
【図3】従来例の制御機構の断面図
【図4】従来例による出口側圧力と流量の関係を示すグ
ラフ
【図5】同上
【符号の説明】
1、11 制御弁 2、12 ダイヤフラム 3、13 圧力制御室 4 14 閉室 5、15 圧縮コイルバネ 6 レバー 7 固定支軸 8 分岐路 8a、18a 導入孔 9 狭管部 10 ガバナ 11a 弁体 13a 細孔 18 導管 18b 弁座 20 放出弁機構 100 管路 100a 入口側 100b 出口側

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 管路に併設した閉空間が管路の流量制御
    弁と連動する隔壁で二分されており、その一の閉室に前
    記流量制御弁を通過した管路内の流体が導かれており、
    他の閉室にはその一の閉室に導かれた流体圧に対抗する
    付勢手段が内設されており、前記隔壁を介して前記一の
    閉室内の流体圧と前記付勢手段の付勢力とが平衡するこ
    とによって前記流量制御弁の開閉を制御するようになっ
    ている管路の出口側圧力の制御機構であって、 その管路の、前記流量制御弁から前記一の閉室への導入
    孔に至る途中に狭管部を設けて、出口側の流体圧を上昇
    傾向に導くようにしたものにおいて、 前記出口側の圧力が一定以上になると、その出口側の圧
    力上昇を前記一の閉室に伝えるような第2の流量制御機
    構を設けたことを特徴とする管路の出口側圧力の制御機
    構。
  2. 【請求項2】 上記第2の流量制御機構として、上記一
    の閉室への導入孔から出口に至る途中の位置と前記一の
    閉室とを繋ぐ導管を設け、その導管の途中に第2の流量
    制御弁を設けるとともに第2の閉空間を併設し、その第
    2の閉空間を前記第2の流量制御弁と連動する第2の隔
    壁で二分して、その第2の閉空間の一の閉室に前記出口
    に至る途中の流体を導き、第2の閉空間の他の閉室に前
    記第2の隔壁を介してその流体圧に対抗する付勢手段を
    内設し、前記第2の隔壁を介して前記第2の閉空間の一
    の閉室内の流体圧と前記第2の閉空間の他の閉室の付勢
    手段の付勢力とが平衡することによって前記第2の流量
    制御弁の開閉を制御するようになっていることを特徴と
    する請求項1に記載の管路の出口側圧力の制御機構。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2423348A (en) * 2003-03-03 2006-08-23 Tokai Corp Pressure regulator
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