JP2004310289A - 圧力調整ガバナー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流体流路の一次側と二次側の間に設けられ、二次側流体圧力をダイヤフラム室11に導入し、このダイヤフラム室11に作用する二次側流体圧力の変動に追従してバルブ2の弁孔6に対する弁体7での開度を調整し、二次側の流体圧力を一定の範囲に保つようにした直動式圧力調整ガバナーにおいて、上記バルブ2のバルブ本体4内に設けた仕切り壁5の下流側に、弁体7を囲む筒状のブースター25が設けてある。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガス流路の一次側と二次側の間に設けられ、二次側ガス圧力を所定の範囲に保つようにするための圧力調整ガバナーに関する。
【0002】
【従来の技術】
ガスの供給を行うガス流路においては、このガス流路の途中に二次側ガス圧力を駆動源とする圧力調整ガバナーを設け、需要による二次側ガス圧力の変動に追従してバルブの開度を調整し、二次側ガス圧力を一定の範囲に保つことが行われている。
【0003】
従来の直動式圧力調整ガバナー1は、図3に示すように、管路の一次側と二次側の間に接続するバルブ2の上部にダイヤフラム機構3を設け、上記バルブ2が、バルブ本体4と、このバルブ本体4内を上流側と下流側に仕切るよう設けた仕切り壁5と、この仕切り壁5に設けた弁孔6と、上記弁孔6に対して下流側に位置し、上記ダイヤフラム装置3と連動することによって弁孔6を開閉する弁体7とを有し、弁孔6の開弁で一次側ガスが二次側に流出することになる。
【0004】
また、ダイヤフラム機構3は、上記バルブ2上に取り付けたケース8内を、張設したダイヤフラム9で上位の大気室10と下位のダイヤフラム室11に区切り、上記ダイヤフラム9とバルブ2の弁体7をスピンドル軸12で連動し、オリフィス13で外気と導通する大気室10に、ダイヤフラム9を介して弁体7に開弁方向の弾性を付与する圧力調整スプリング14を設けた構造を有し、ダイヤフラム室11はオリフィス15に接続した調整管を介して管路の二次側と接続されている。
【0005】
このような圧力調整ガバナー1は、ダイヤフラム9に作用する二次圧とスプリング14の力が釣り合っているとき、バルブ2の弁体7が一定の開度で停止し、一定量のガスが弁孔6から二次側に流出している。
この状態から、ガスの需要が増大すると、二次側の圧力が低下するため、ダイヤフラム室11の圧力も低下し、スプリング14の力が打ち勝つことで弁体7は開方向に移動し、弁孔6の開き量が増えることで二次側が所定の圧力になるまでガス量は増大する。
【0006】
逆に、ガスの需要量が減少すると、二次側の圧力が上昇するため、ダイヤフラム室11の圧力も増大し、スプリング14に打ち勝って弁体7は閉方向に移動し、弁孔6が絞られることで、二次側が所定の圧力になるようガス量が減少する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記圧力調整ガバナー1におけるバルブ7は、図4に示すように、仕切り壁5に設けた弁孔6をスピンドル軸12が貫通し、このスピンドル軸12の下端に取り付けた弁体7が、弁孔6の直下においてこの弁孔6を開閉するようになっており、弁体7が下降した開弁時に、一次側のガスは弁孔6を通って二次側に流出することになるが、この弁孔6から二次側に流出するガス流の圧力は、弁体7を開弁位置に移動させるために寄与している。
【0008】
即ち、上記弁体7による弁孔6の開弁時において、弁孔6を通って二次側に流出するガス流は、弁体7の上面に作用することで、弁体7を開位置に押し下げる力となるが、従来は弁体7の周囲が全くの開放された空間になっているので、図4に矢印で示すように、弁孔6を通って二次側に流出するガス流の一部は、弁体7の周囲の空間へ直接流出することになり、弁体7を開位置に押し下げる力として有効に働いていない。
【0009】
このため、二次側圧力の低下に見合う弁体7の開弁位置への移動が緩慢となり、二次側圧力の低下に伴う弁体7の開弁位置への応答性が悪いという問題がある。
【0010】
また、一次側のガス圧が高圧の場合、弁体7の開弁と共にガス流の流出量がどうしても多くなり、このため、二次側圧力が基準圧力よりも高くなるという問題もある。
【0011】
そこで、この発明の課題は、弁孔を通って二次側に流出するガス流が、弁体を開位置に押し下げる力として有効に作用するようにし、二次側圧力の低下に伴う弁体の開弁位置への応答性に優れ、二次側圧力の調整が精度よく行える圧力調整ガバナーを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するため、この発明は、流体流路の一次側と二次側の間に設けられ、二次側流体圧力をダイヤフラム室に導入し、このダイヤフラム室に作用する二次側流体圧力の変動に追従してバルブの開度を調整し、二次側の流体圧力を一定の範囲に保つようにした圧力調整ガバナーにおいて、上記バルブが、バルブ本体内を上流側と下流側に仕切る仕切り壁と、この仕切り壁に設けた弁孔と、上記弁孔に対して下流側に位置し、上記ダイヤフラムと連動することによって弁孔を開閉する弁体とを有し、このバルブの上記仕切り壁の下流側に、弁体を囲む筒状のブースターが設けられている構成を採用したものである。
【0013】
上記ブースターは、弁体と同軸心の配置となる筒体の下部に、内周側へ向けて突出する屈曲壁が設けられている構造とすることができる。
【0014】
ここで、ブースターは、円板状となる弁体の外径よりも少し大径の円筒状に形成され、弁体と同軸心となるよう仕切り壁に固定することにより、開弁時に弁体の外周にガスの流動空間を形成するようになっている。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図示例と共に説明する。なお、図3で示した従来の圧力調整ガバナーと同一部分には、同一符号を付して説明する。
【0016】
図1のように、圧力調整ガバナー1aは、管路の一次側と二次側の間に接続するバルブ2の上部にダイヤフラム機構3を設け、上記バルブ2が、バルブ本体4と、このバルブ本体4内を上流側と下流側に仕切る仕切り壁5と、この仕切り壁5に設けた弁孔6と、上記弁孔6に対して下流側に位置し、上記ダイヤフラム機構3と連動することによって弁孔6を開閉する弁体7とを有し、弁孔6の開弁で一次側ガスが二次側に流出することになる。
【0017】
また、ダイヤフラム機構3は、上記バルブ3上に取り付けたケース8内を、張設したダイヤフラム9で上位の大気室10と下位のダイヤフラム室11に区切り、上記ダイヤフラム9とバルブ2の弁体7をスピンドル軸12で連動し、オリフィス13で外気と導通する上記大気室10に、ダイヤフラム9を介して弁体7に開弁方向の弾性を付与する圧力調整スプリング14を設けた構造となり、ダイヤフラム室11がオリフィス15に接続した調整管を介して管路の二次側と接続されている。
【0018】
上記バルブ2とダイヤフラム機構3の間に、スピンドル軸12と固定したバランスダイヤフラム21を有する調圧室22が設けられ、スピンドル軸12には、上端が調圧室22と連通し、下端が弁体7の上部の位置でバルブ本体4内の上流側と連通する連通路23が形成され、バルブ本体4内の上流側ガス圧がバランスダイヤフラム21に対して弁体7の閉弁方向に作用するようになっている。
【0019】
また、バルブ本体4内の上流側には、スピンドル軸12と同軸心の配置となる筒状のフィルター24が内蔵されている。
【0020】
上記圧力調整ガバナー1におけるバルブ2は、図2に示すように、仕切り壁5に設けた円形の弁孔6をスピンドル軸12が貫通し、このスピンドル軸12の下端に取り付けた円形の弁体7が、スピンドル軸12の上下動で、弁孔6の直下においてこの弁孔6を開閉するようになっており、バルブ本体4内で上記仕切り壁5の下部には、弁体7を囲む円筒状のブースター25が設けられている。
【0021】
このブースター25は、円板状となる弁体7の外径よりも少し大径の円筒状に形成され、弁体7と同軸心となるよう仕切り壁5に上端を固定することにより、開弁時に弁体7の外周にガスの流動空間を形成するようになっている。
【0022】
図2(A)に示すブースター25は、ストレートな円筒状に形成し、一次側のガス圧力が低い場合に用いる例を示し、また、図2(B)は、下部に内周側へ向けて突出する屈曲壁26を設け、ガス流の流出に屈曲壁26で抵抗を与えることで、弁体7の押し下げを抑制するようにしたものであり、一次側のガス圧力が高い場合に用いるのに好ましい例を示している。
【0023】
この発明の圧力調整ガバナー1aは、上記のような構成であり、バルブ2をガス管路の一次側と二次側の間に接続し、ダイヤフラム機構3の二次圧室11が調整管で管路の二次側と接続される。
【0024】
この状態で、ダイヤフラム9に作用する二次圧とスプリング14の力が釣り合っているとき、バルブ2の弁体7が一定の開度で停止し、一定量のガスが弁孔6から二次側に流出し、また、ガスの需要が増大すると、二次側の圧力が低下するため、ダイヤフラム室11の圧力も低下し、スプリング14の力が打ち勝つことで弁体7は開方向に移動し、弁孔6の開き量が増えることで管路の二次側が所定の圧力になるまでガス量は増大する。
【0025】
逆に、ガスの需要量が減少すると、二次側の圧力が上昇するため、ダイヤフラム室11の圧力も増大し、スプリング14に打ち勝って弁体7は閉方向に移動し、弁孔6が絞られることで、管路の二次側が所定の圧力になるようガス流量が減少する。
【0026】
上記弁体7が下降した開弁時において、一次側のガスは弁孔6を通って二次側に流出することになるが、この弁孔6から二次側に流出するガス流の圧力は、弁体7を開弁位置に移動させるために作用するが、図2のように、弁体7の周囲にブースター25が設けてあるので、同図に矢印で示すように、弁孔6を通って二次側に流出するガス流は、弁体7の周囲からバルブ本体4の空間へ流出するのを制限され、下方へ向けて流れた後、弁体7の周囲とブースター25の間を流れることになるため、このガス流の圧力は弁体7の上面に確実に作用し、弁体7を開位置に押し下げる力として有効に働くことになり、二次側圧力の低下に見合う弁体7の開弁位置への移動が速やかに行われることになる。
【0027】
図5は、ブースターのない従来の圧力調整ガバナー1と、ブースターを設けたこの発明の圧力調整ガバナー1aを用い、弁孔6の開弁による流量と二次側圧力の関係を測定した結果を示している。ここで、測定条件は、流量が100m3N/hのとき二次側圧力が2.30kPaであることを基準値とし、この基準値に対して流量の変動で二次側圧力がどのように変化するかを測定した。
【0028】
上記測定は、一次側圧力が0.3MPaである高圧の場合と、0.05MPaの低圧の場合の二種類で行い、この発明の圧力調整ガバナー1aは、高圧の場合は図2(B)に示した下部に屈曲壁26が設けられているブースター25付きのものを、また、低圧の場合は図2(A)に示したストレートのブースター25付きのものを用いた。
【0029】
この測定結果から判るように、一次側圧力が高圧の場合、従来の圧力調整ガバナー1は、二次側圧力が基準値よりも上昇したのに対し、この発明の圧力調整ガバナー1aは、二次側圧力が基準値に近い値で推移した。
【0030】
また、一次側圧力が低圧の場合、従来の圧力調整ガバナー1は、基準値に対して流量の増大と共に二次側圧力の低下量が大きいのに対し、この発明の圧力調整ガバナー1aは、二次側圧力の低下量が少なくなり、基準値に近い値に近づいた。
【0031】
このことは、ブースター25を設けることにより、弁孔6の開弁時における開位置への応答性に優れたものになると共に、一次側圧力が高圧の場合は、屈曲壁26によってガス流に弁体7を下から押し上げる作用が生じることにより、二次側圧力の上昇を抑えることができるからである。
【0032】
また、一次側圧力が低圧の場合は、弁体7に当接するガス流の圧力で弁体7を確実に開弁位置に移動させ、二次側へのガス流量を確保することができるからである。
【0033】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、圧力調整ガバナーにおいて、バルブ本体内の仕切り壁の下流側に弁体を囲む筒状のブースターを設けたので、弁孔から二次側に流出する流体の圧力を弁体に対して開弁方向に有効に作用させることができ、一次側圧力が高圧の場合の流出の抑制と、一次側圧力が低圧の場合の弁体の所定開弁位置への速やかな移動とにより、流量が変動しても二次側圧力を基準値圧力に近付けることができ、二次側圧力の調整精度を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る圧力調整ガバナーの縦断正面図
【図2】(A)はブースターの第1の例を示す拡大した縦断正面図、(B)は同第2の例を示す拡大した縦断正面図
【図3】従来の圧力調整ガバナーの縦断正面図
【図4】従来の圧力調整ガバナーにおける弁孔と弁体の拡大した縦断正面図
【図5】この発明に係る圧力調整ガバナーと従来の圧力調整ガバナーの二次圧調整特性の測定結果を示す説明図
【符号の説明】
1 圧力調整ガバナー
1a 圧力調整ガバナー
2 バルブ
3 ダイヤフラム機構
4 バルブ本体
5 仕切り壁
6 弁孔
7 弁体
8 ケース
9 ダイヤフラム
10 大気室
11 ダイヤフラム室
12 スピンドル軸
13 オリフィス
14 圧力調整スプリング
15 オリフィス
21 バランスダイヤフラム
22 調圧室
23 連通路
24 フィルター
25 ブースター
26 屈曲壁
Claims (2)
- 流体流路の一次側と二次側の間に設けられ、二次側流体圧力をダイヤフラム室に導入し、このダイヤフラム室に作用する二次側流体圧力の変動に追従してバルブの開度を調整し、二次側の流体圧力を一定の範囲に保つようにした圧力調整ガバナーにおいて、上記バルブが、バルブ本体内を上流側と下流側に仕切る仕切り壁と、この仕切り壁に設けた弁孔と、上記弁孔に対して下流側に位置し、上記ダイヤフラムと連動することによって弁孔を開閉する弁体とを有し、このバルブの上記仕切り壁の下流側に、弁体を囲む筒状のブースターが設けられていることを特徴とする圧力調整ガバナー。
- 上記ブースターが、弁体と同軸心の配置となる筒体の下部に、内周側へ向けて突出する屈曲壁が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の圧力調整ガバナー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003100545A JP2004310289A (ja) | 2003-04-03 | 2003-04-03 | 圧力調整ガバナー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003100545A JP2004310289A (ja) | 2003-04-03 | 2003-04-03 | 圧力調整ガバナー |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004310289A true JP2004310289A (ja) | 2004-11-04 |
Family
ID=33464648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003100545A Pending JP2004310289A (ja) | 2003-04-03 | 2003-04-03 | 圧力調整ガバナー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004310289A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012527683A (ja) * | 2009-05-19 | 2012-11-08 | コバル カンパニー,リミテッド | 減圧弁 |
JP2013232217A (ja) * | 2007-04-20 | 2013-11-14 | Fisher Controls Internatl Llc | ガスレギュレータの調節可能な弁体機構 |
-
2003
- 2003-04-03 JP JP2003100545A patent/JP2004310289A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013232217A (ja) * | 2007-04-20 | 2013-11-14 | Fisher Controls Internatl Llc | ガスレギュレータの調節可能な弁体機構 |
JP2012527683A (ja) * | 2009-05-19 | 2012-11-08 | コバル カンパニー,リミテッド | 減圧弁 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A02 | Decision of refusal |
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