JP2002023856A - 液体用減圧弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 弁のシール機構を確実にするとともに、摺動
部を除去し、動作不良のない液体用減圧弁を提供する。 【解決手段】 出力側の二次圧を調整するための減圧作
動部αと、減圧調整部βを備える液体用減圧弁１であっ
て、減圧調整部αは、調圧ネジ部と、これに連結する調
圧バネ１４と、ピストン１６を有し、調圧バネ１４を介
してピストン１６への押圧力が変化するようになってお
り、減圧作動部αは、ダイヤフラム２１と、一次圧側入
口に連通する弁体室と、弁体室と二次側出口を連通する
連通室と、連通室への通路の開閉を掌る弁機構体を備
え、弁機構体は、弁体７３と、上部軸７１と、下部軸７
５とを有し、上部軸７１の上端は、リテーナ２３の中央
凹部に当接係合しており、下部軸７５の下端は、凹部に
遊嵌されており、弁体７３の下方には、弁体付勢バネ９
０が配置されてなるように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力調整の対象と
なる流体を液体とし、入力された一次圧を二次圧として
出力する際に出力側の二次圧を調整・制御するための液
体用減圧弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】入力された一次圧を二次圧として出力す
る際に出力側の二次圧を調整・制御するための装置とし
て減圧弁がある。このような減圧弁に関してその種類を
圧力調整の対象となる流体の種類により大別すれば、流
体を気体とするもの、あるいは液体とするものの２つに
大きく区分され、使用される流体の特性に応じて各々の
装置の設計仕様は異なっているのが通常である。

【０００３】圧力調整の対象となる流体を液体とした場
合における従来の液体用減圧弁１００の一例が図２に示
される。図２に示される減圧弁１００の構造はいたって
一般的なものであり、その構造は以下の作用をなすよう
に構成されている。すなわち、まず調圧ネジ部１０１を
回転させることにより、当該調圧ネジ部の押圧棒が押込
まれ、バネ座１０２が下方に移動して、調圧バネ１０３
を圧縮する（調圧バネ１０３の下方端と当接しているの
はピストン１３０）。

【０００４】このように圧縮された調圧バネ１０３の力
によって、ダイヤフラム１０４とリテーナ１０５が下方
に移動する。弁機構体を構成する弁体１０６もまた、弁
体１０６の上部に延出する上部軸１１１を介して、リテ
ーナ１０５に押され、弁体付勢バネ１０７の抗力に反し
て、下方に移動する。これにより、弁体１０６は「開」
の状態になる。

【０００５】これにより、一次側入口１０８から入った
液体は、弁体１０６を通過して通路１０９を通り二次側
出口１１０へ至る。弁体１０６の軸方向上部に固定され
延出する上部軸１１１は、中心軸からのブレがなくかつ
摺動できるように軸受け１１２に固定されているので、
弁座１１３との同芯性が確保される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の液体用減圧弁１００の構造においては、弁体
１０６の弁としての密封性は保たれるものの、上部軸１
１１と軸受１１２との隙間を、極めて小さくしなければ
ならないので（これをしないと弁座１１３との同芯性が
維持できなくなり弁体１０６の弁としての密封性が保た
れないおそれが生じる）、液体の成分が固着して弁の動
作不良を引き起こすという欠点があった。これは、圧力
調整の対象を液体とする場合の特有の問題点である。

【０００７】このような実状のもとに本発明は創案され
たものであって、その目的は、弁の実質的な同芯性を確
保してシール機構を確実にするとともに、寸法精度の厳
しい摺動部を除去し、液体の成分の固着に起因する弁の
動作不良のない液体用減圧弁を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、入力された一次側液体の一次圧を、二
次側液体の二次圧として出力する際に出力側の二次圧を
調整するための減圧作動部と、出力側の二次圧を設定す
るための減圧調整部を備える液体用減圧弁であって、前
記減圧調整部は、調圧ネジ部と、この調圧ネジ部に実質
的に連結する調圧バネと、この調圧バネによって付勢さ
れるピストンを有し、前記調圧ネジ部の軸方向への進退
移動に伴い、前記調圧バネを介して前記ピストンへの押
圧力が変化するようになっており、前記減圧作動部は、
前記ピストンを下から支えるように配置された圧力バラ
ンス調整のためのダイヤフラムと、このダイヤフラムを
前記ピストンに固定するためのリテーナと、減圧対象と
なる流体が入る一次圧側入口と、減圧された流体が出る
二次側出口と、前記一次圧側入口に連通する弁体室と、
この弁体室と二次側出口を連通する連通室と、実質的に
前記弁体室の中に収納され連通室への通路の開閉を掌る
弁機構体を備え、前記弁機構体は、弁体と、弁体の軸方
向上部に固定され延出する上部軸と、弁体の軸方向下部
に固定され延出する下部軸とを有し、前記上部軸の上端
は、前記リテーナの中央凹部に実質的に当接係合してお
り、前記下部軸の下端は、下部蓋の内側に形成された凹
部に所定の間隙を空けて遊嵌されており、前記弁体の下
方には、弁体を下方から上方に付勢するように作用する
弁体付勢バネが配置されてなるように構成される。

【０００９】また、本発明において、前記下部蓋の内側
に形成された凹部と、この凹部に遊嵌される下部軸との
間隙は、液体の成分が固着することなく、かつ前記弁体
が径方向に移動した時、弁座から外れてシール作用を損
なわない大きさとされる。

【００１０】また、本発明において、前記ダイヤフラム
により、前記調圧ネジ部に実質的に連結する調圧バネ、
ピストンが収納される室と、前記連通室とが分離されて
いるように構成される。

【００１１】また、本発明において、前記減圧対象とな
る液体は、わずかな隙間に固着し易い化学物質を含有し
てなるように構成される。

【００１２】また、本発明の好ましい態様として、前記
減圧対象となる液体は、人工透析用の生理食塩水であ
る。

【００１３】また、本発明の好ましい態様として、前記
減圧対象となる液体は、水道水または工業用薬品であ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。

【００１５】本発明の液体用減圧弁１の実施の形態の一
例が図１に示される。図１に示されるように、本発明の
液体用減圧弁１は、入力された一次側液体の一次圧（図
面下方の左側から入る）を、二次側液体の二次圧として
出力する（図面下方の右側から出る）際に出力側の二次
圧を調整するための減圧作動部αと、出力側の二次圧を
設定するための減圧調整部βを備えている（本発明では
本願発明の構成を分かりやすく説明するために便宜上、
減圧作動部αと減圧調整部βとに大別している）。

【００１６】前記減圧調整部βは、調圧ネジ部１０と、
この調圧ネジ部１０にバネ座１２を介して実質的に連結
する調圧バネ１４と、この調圧バネ１４によって付勢さ
れるピストン１６を有している。そして、前記棒状の調
圧ネジ部１０を回動・調節することにより調圧ネジ部１
０は軸方向への進退移動を行うことができるようになっ
ている（図面の上下運動）。そして、この動きに伴い、
前記調圧バネ１４を介して前記ピストン１６への押圧力
が変化するようになっている。

【００１７】このような減圧調整部βと一体化される減
圧作動部αは、前記ピストン１６を下から支えるように
配置された圧力バランス調整のためのダイヤフラム２１
と、このダイヤフラム２１を前記ピストン１６に固定す
るためのリテーナ２３と、減圧対象となる流体が入る一
次圧側入口４１と、減圧された流体が出る二次側出口４
５と、前記一次圧側入口４１に連通する弁体室５０と、
この弁体室５０と二次側出口４５を連通する連通室６０
（連通室６０は、実質的に二次圧側と同じ）と、実質的
に前記弁体室５０の中に収納され連通室６０への通路の
開閉を掌る弁機構体７０を備えている。

【００１８】本発明においては、図示のごとく前記ダイ
ヤフラム２１によって、前記調圧ネジ部１０と実質的に
連結される調圧バネ１４およびピストン１６が収納され
る室５と、弁体室５０と二次側出口４５を連通する連通
室６０とが互いに分離されているように構成されてい
る。

【００１９】本発明における減圧作動部αにおける前記
弁機構体７０は、弁体７３と、弁体７３の軸方向上部に
固定され延出する上部軸７１と、弁体の軸方向下部に固
定され延出する下部軸７５とを有している。さらに弁体
７３は、弁本体７３ａとこの周囲に被着されたシールゴ
ム７３ｂを備え、シールゴム７３ｂは弁座３に接触シー
ル可能なようにリング状の突起部７３ｂ´が形成されて
いる。

【００２０】本発明における弁機構体７０において、前
記上部軸７１の上端７１ａは、前記リテーナ２３の中央
凹部２３ａに実質的に当接係合しており、この一方で、
前記下部軸７５の下端近傍７５ａは、下部蓋８０の内側
に形成された凹部８１に所定の挿入間隙を空けて遊嵌さ
れている。

【００２１】下部蓋８０の内側に形成された凹部８１
と、この凹部８１に遊嵌される下部軸７５との挿入間隙
は、調圧対象の液体の成分が固着することなく、かつ弁
体７３が径方向（図面の左右方向）に移動した時、弁座
３から外れてシール作用を損なわない大きさとされる。
つまり、上記のリング状の突起部７３ｂ´が、弁座３の
内側有効エリアを規制する穴部６５内にずり落ちないよ
うに配慮して設計される。このような隙間は、設計仕様
上、例えば、下部軸７５の長さや径の大きさ、リング状
の突起部７３ｂ´の大きさ、穴部６５の大きさに影響さ
れるので、個々の仕様に応じて上記の確実なシール作用
が発現できかつ、液体の成分の固着が生じないように適
宜設定すればよい。具体的な挿入隙間の数値例を挙げれ
ば、０．３〜１．０ｍｍの範囲が好適例として挙げられ
る。

【００２２】前記弁体７３の下方には、弁体７３を下方
から上方に付勢するように作用する弁体付勢バネ９０が
配置されている。この弁体付勢バネ９０もまた、弁体７
３の圧力バランスをとりながら弁シールを実現させる上
で特に重要である。

【００２３】本発明において、減圧作用の対象となる液
体は、摺動部のようなわずかな隙間に析出して固着し易
い化学物質、例えば、Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｃｌ等を
イオン等の形で含有してなる液体である。より具体的に
は、人工透析用の生理食塩水や、水道水や、各種の工業
用薬品等が挙げられる。

【００２４】次いで、本発明の液体用減圧弁１の動作に
ついて説明する。

【００２５】まず、ノブ等を介して調圧ネジ部１０を回
動させ、調圧バネ１４を圧縮して押し込むと、調圧バネ
１４の力で、ピストン１６、ダイヤフラム２１、リテー
ナ２３を介して、弁機構体７０が押し下げられ（リテー
ナと上部軸７１が接触）、弁体付勢バネ９０の力に打ち
勝って弁が開き、より多量の一次側の高圧液体が二次側
に流れ込む。この際、二次側の液体がダイヤフラム２１
にかかり上向きの力を発生させる。

【００２６】そして、二次圧が高くなり、上向きの力が
大きくなるとピストン１６を介して調圧バネ１４を圧縮
するために弁機構体７０は徐々に上に移動してゆき、ダ
イヤフラム２１の上向きの力と調圧バネ１４の反力が釣
り合ったところで止まる。弁の一定の隙間を通して一定
量の液体が二次側に流れて行くので二次圧は所望のより
高い設定値に保たれる。

【００２７】また、二次側で液体が消費されると、二次
圧が低くなるためダイヤフラム２１の上向きの力が弱く
なり、調圧バネ１４の力により弁機構体７０が押し下げ
られていく。すると、弁の開いた状態が大きくなり、よ
り多くの液体を流すことができ、二次圧は増加して元の
設定値に戻る。

【００２８】ここで、二次側の回路が行き止まりになっ
ていると、二次圧が増加してくるためにダイヤフラム２
１の上向きの力が、調圧バネ１４の反力より大きくな
り、最終的には弁を閉じてしまい液体は流れなくなり二
次圧は元の設定値に保たれる。

【００２９】上記の一連の圧力調整の際、下部軸７５の
下端近傍７５ａは、下部蓋８０の内側に形成された凹部
８１の内部で所定の挿入間隙を維持しながら上下に動
く。この際、所定の挿入間隙を有して遊嵌状態であるの
で、液体の成分の固着に起因する弁の動作不良は発生し
ない。また、弁体７３による確実なシールが行なわれる
ように上記の挿入間隙は設定されているので、シール不
良のトラブル発生もない。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、入力された一次側液体の一次
圧を、二次側液体の二次圧として出力する際に出力側の
二次圧を調整するための減圧作動部と、出力側の二次圧
を設定するための減圧調整部を備える液体用減圧弁であ
って、前記減圧調整部は、調圧ネジ部と、この調圧ネジ
部に実質的に連結する調圧バネと、この調圧バネによっ
て付勢されるピストンを有し、前記調圧ネジ部の軸方向
への進退移動に伴い、前記調圧バネを介して前記ピスト
ンへの押圧力が変化するようになっており、前記減圧作
動部は、前記ピストンを下から支えるように配置された
圧力バランス調整のためのダイヤフラムと、このダイヤ
フラムを前記ピストンに固定するためのリテーナと、減
圧対象となる流体が入る一次圧側入口と、減圧された流
体が出る二次側出口と、前記一次圧側入口に連通する弁
体室と、この弁体室と二次側出口を連通する連通室と、
実質的に前記弁体室の中に収納され連通室への通路の開
閉を掌る弁機構体を備え、前記弁機構体は、弁体と、弁
体の軸方向上部に固定され延出する上部軸と、弁体の軸
方向下部に固定され延出する下部軸とを有し、前記上部
軸の上端は、前記リテーナの中央凹部に実質的に当接係
合しており、前記下部軸の下端は、下部蓋の内側に形成
された凹部に所定の間隙を空けて遊嵌されており、前記
弁体の下方には、弁体を下方から上方に付勢するように
作用する弁体付勢バネが配置されてなるように構成され
ているので、弁の実質的な同芯性を確保してシール機構
を確実にするとともに、寸法精度の厳しい摺動部を除去
し、液体の成分の固着に起因する弁の動作不良をなくす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液体用減圧弁の一例を示す断面図であ
る。

【図２】従来の液体用減圧弁の一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…液体用減圧弁 １０…調圧ネジ １４…調圧バネ １６…ピストン ２１…ダイヤフラム ２３…リテーナ ４１…一次側入口 ４５…二次側出口 ５０…連通室 ７０…弁機構体 ７１…上部軸 ７３…弁体 ７５…下部軸 α…減圧作動部 β…減圧調整部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H056 AA01 BB22 CA07 CB03 CD01 GG04 GG16 3H059 AA03 BB06 CA12 CA13 CB12 CD04 CD12 CE05 EE07 FF01 FF19 5H316 AA07 AA13 BB07 DD18 DD20 EE02 EE10 EE12 GG01 JJ01 KK02 KK08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された一次側液体の一次圧を、二次
   側液体の二次圧として出力する際に出力側の二次圧を調
   整するための減圧作動部と、出力側の二次圧を設定する
   ための減圧調整部を備える液体用減圧弁であって、 前記減圧調整部は、調圧ネジ部と、この調圧ネジ部に実
   質的に連結する調圧バネと、この調圧バネによって付勢
   されるピストンを有し、前記調圧ネジ部の軸方向への進
   退移動に伴い、前記調圧バネを介して前記ピストンへの
   押圧力が変化するようになっており、 前記減圧作動部は、前記ピストンを下から支えるように
   配置された圧力バランス調整のためのダイヤフラムと、
   このダイヤフラムを前記ピストンに固定するためのリテ
   ーナと、減圧対象となる流体が入る一次圧側入口と、減
   圧された流体が出る二次側出口と、前記一次圧側入口に
   連通する弁体室と、この弁体室と二次側出口を連通する
   連通室と、実質的に前記弁体室の中に収納され連通室へ
   の通路の開閉を掌る弁機構体を備え、 前記弁機構体は、弁体と、弁体の軸方向上部に固定され
   延出する上部軸と、弁体の軸方向下部に固定され延出す
   る下部軸とを有し、前記上部軸の上端は、前記リテーナ
   の中央凹部に実質的に当接係合しており、前記下部軸の
   下端は、下部蓋の内側に形成された凹部に所定の間隙を
   空けて遊嵌されており、前記弁体の下方には、弁体を下
   方から上方に付勢するように作用する弁体付勢バネが配
   置されてなることを特徴とする液体用減圧弁。
2. 【請求項２】 前記下部蓋の内側に形成された凹部と、
   この凹部に遊嵌される下部軸との間隙は、液体の成分が
   固着することなく、かつ前記弁体が径方向に移動した
   時、弁座から外れてシール作用を損なわない大きさとさ
   れる請求項１に記載の液体用減圧弁。
3. 【請求項３】 前記ダイヤフラムにより、前記調圧ネジ
   部に実質的に連結する調圧バネ、ピストンが収納される
   室と、前記連通室とが分離されている請求項１または請
   求項２に記載の液体用減圧弁。
4. 【請求項４】 前記減圧対象となる液体は、わずかな隙
   間に固着し易い化学物質を含有してなる請求項１ないし
   請求項３のいずれかに記載の液体用減圧弁。
5. 【請求項５】 前記減圧対象となる液体は、人工透析用
   の生理食塩水である請求項４に記載の液体用減圧弁。
6. 【請求項６】 前記減圧対象となる液体は、水道水また
   は工業用薬品である請求項４に記載の液体用減圧弁。