JP2015103013A - 整圧装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】比較的簡易な構成を採用しながらも、複雑な制御を行う必要がなく、操作性の高い圧力制御装置を提供する。【解決手段】圧力設定部100は、圧力設定バネ94に加えるバネ荷重を軸心方向での移動により調整自在な軸部70と、作動部43を突出位置と引退位置とに位置変更する位置変更機構40と、作動部43の引退位置と突出位置との間の位置変更に伴って軸部70の軸心方向に沿って圧縮されると共に当該圧縮に伴って軸部70を軸心方向で付勢する付勢手段50と、付勢手段50の付勢力による軸部70の軸心方向での移動速度を減衰するダンパ機構80とを備える。【選択図】図2
Description
本発明は、流体流路の二次側圧力を設定圧力に調整する圧力制御弁と、その圧力制御弁の前記設定圧力を変更設定する圧力設定部とを備えた圧力制御装置に関する。
上記のような圧力制御装置は、都市ガスを各需要家に供給するガス導管等の流体流路に設けられて、二次側圧力を所望の設定圧力に調整するものである。そして、例えば、ガス導管を通して各需要家に都市ガスを供給する場合、負荷が変動しても各需要家に供給される都市ガスの圧力が所望の範囲内になるように、負荷に応じて設定圧力を変更設定することが求められている(例えば、特許文献1、2を参照)。
そこで、特許文献3に開示の技術にあっては、圧力制御装置の圧力設定部は、モータからなる駆動部の回転駆動力を駆動ギアを介して圧力調整ネジに伝達し、その駆動部の回転駆動力により圧力調整ネジを回転駆動させて圧力設定バネに加えるバネ荷重を調整して圧力制御弁の設定圧力を自動的に変更設定自在に構成されている。制御基板等から成る制御部が駆動部の作動を制御することで、圧力制御弁の設定圧力を負荷に応じた目標設定圧力に変更設定することができる。
そこで、特許文献3に開示の技術にあっては、圧力制御装置の圧力設定部は、モータからなる駆動部の回転駆動力を駆動ギアを介して圧力調整ネジに伝達し、その駆動部の回転駆動力により圧力調整ネジを回転駆動させて圧力設定バネに加えるバネ荷重を調整して圧力制御弁の設定圧力を自動的に変更設定自在に構成されている。制御基板等から成る制御部が駆動部の作動を制御することで、圧力制御弁の設定圧力を負荷に応じた目標設定圧力に変更設定することができる。
また、工事やメンテナンス時等に、圧力制御弁の設定圧力を手動操作により変更設定する必要があるため、上述の如く、駆動部の回転駆動力を圧力調整ネジに伝達して圧力制御弁の設定圧力を自動的に変更設定するだけでなく、作業者の手動操作により圧力制御弁の設定圧力を変更設定できることが求められている。
そこで、上述の特許文献3に開示の技術にあっては、圧力設定部は、圧力調整ネジ側の伝達ギアと駆動部側の駆動ギアとが噛み合い、駆動部の回転駆動力を圧力調整ネジに伝達する伝達状態と、伝達ギアと駆動ギアとの噛み合いを解除して駆動部の回転駆動力の圧力調整ネジへの伝達を遮断する遮断状態とに切替自在なクラッチ機構を備えている。これにより、圧力制御弁の設定圧力を手動操作により変更設定するときは、クラッチ機構を遮断状態に切り換え、圧力調整ネジを作業者等の手動操作により回転操作することで、圧力設定バネに加えるバネ荷重を調整して圧力制御弁の設定圧力を変更設定自在としている。そして、上述の如く、圧力制御弁の設定圧力を自動的に変更設定するときには、クラッチ機構を伝達状態に切り換える。
そこで、上述の特許文献3に開示の技術にあっては、圧力設定部は、圧力調整ネジ側の伝達ギアと駆動部側の駆動ギアとが噛み合い、駆動部の回転駆動力を圧力調整ネジに伝達する伝達状態と、伝達ギアと駆動ギアとの噛み合いを解除して駆動部の回転駆動力の圧力調整ネジへの伝達を遮断する遮断状態とに切替自在なクラッチ機構を備えている。これにより、圧力制御弁の設定圧力を手動操作により変更設定するときは、クラッチ機構を遮断状態に切り換え、圧力調整ネジを作業者等の手動操作により回転操作することで、圧力設定バネに加えるバネ荷重を調整して圧力制御弁の設定圧力を変更設定自在としている。そして、上述の如く、圧力制御弁の設定圧力を自動的に変更設定するときには、クラッチ機構を伝達状態に切り換える。
上記特許文献1に開示の技術にあっては、圧力制御弁の設定圧力を自動的に変更設定するために、モータからなる駆動部、当該駆動部の回転駆動力を圧力調整ネジに伝達する駆動ギア、駆動ギアと圧力調整ネジの伝達ギアとの噛み合いを解除するクラッチ機構、及び駆動部の作動を制御する制御基板等から成る制御部等を備える必要があり、構造が比較的複雑になるという問題があった。
また、駆動部の制御部による制御に関しては、圧力設定バネに加えるバネ荷重を比較的緩慢な速度で緩やかに変更すべく、駆動部(モータ)の回転速度の設定を詳細に行う必要があった。
更に、圧力制御弁の設定圧力を手動操作により変更設定するときには、クラッチ機構を備える必要があり構造が複雑になると共に、作業者は当該クラッチ機構を操作した後に設定圧力の手動操作を行う必要があったため、操作性の観点から改善の余地があった。
また、駆動部の制御部による制御に関しては、圧力設定バネに加えるバネ荷重を比較的緩慢な速度で緩やかに変更すべく、駆動部(モータ)の回転速度の設定を詳細に行う必要があった。
更に、圧力制御弁の設定圧力を手動操作により変更設定するときには、クラッチ機構を備える必要があり構造が複雑になると共に、作業者は当該クラッチ機構を操作した後に設定圧力の手動操作を行う必要があったため、操作性の観点から改善の余地があった。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡易な構成を採用しながらも、複雑な制御を行う必要がなく、操作性の高い圧力制御装置を提供する点にある。
上記目的を達成するための本発明の圧力制御装置は、
流体流路の二次側圧力を設定圧力に調整する圧力制御弁と、前記圧力制御弁の前記設定圧力を変更設定する圧力設定部とが設けられ、前記圧力設定部は、バネ荷重の調整により前記設定圧力を変更設定自在な圧力設定バネを備えている圧力制御装置であって、
その特徴構成は、前記圧力設定部は、前記圧力設定バネに加えるバネ荷重を軸心方向での移動により調整自在な軸部と、作動部を突出位置と引退位置とに位置変更する位置変更機構と、前記作動部の前記引退位置と前記突出位置との間における位置変更に伴って前記軸部の軸心方向に沿って圧縮されると共に当該圧縮に伴って前記軸部を軸心方向で付勢する付勢手段と、前記付勢手段の付勢力による前記軸部の前記軸心方向での移動速度を減衰するダンパ機構とを備える点にある。
流体流路の二次側圧力を設定圧力に調整する圧力制御弁と、前記圧力制御弁の前記設定圧力を変更設定する圧力設定部とが設けられ、前記圧力設定部は、バネ荷重の調整により前記設定圧力を変更設定自在な圧力設定バネを備えている圧力制御装置であって、
その特徴構成は、前記圧力設定部は、前記圧力設定バネに加えるバネ荷重を軸心方向での移動により調整自在な軸部と、作動部を突出位置と引退位置とに位置変更する位置変更機構と、前記作動部の前記引退位置と前記突出位置との間における位置変更に伴って前記軸部の軸心方向に沿って圧縮されると共に当該圧縮に伴って前記軸部を軸心方向で付勢する付勢手段と、前記付勢手段の付勢力による前記軸部の前記軸心方向での移動速度を減衰するダンパ機構とを備える点にある。
上記特徴構成によれば、設定圧力を変更する場合には、位置変更機構の作動部を突出位置と引退位置との間で位置変更させることで、当該位置変更が、付勢手段の軸部の軸心方向の一方側への圧縮にて吸収された後、当該圧縮に伴う付勢手段の付勢力により軸部が軸心方向の一方側へ付勢され、ダンパ機構が付勢手段の付勢力による軸部の軸心方向での移動速度を減衰することで、軸部の軸心方向での一方側への移動を、比較的緩やかな速度で確実に実現することができる。これにより、設定圧力を設定する圧力設定バネのバネ荷重を、特別な制御を行うことなく、比較的緩やか(例えば、数十秒〜数分程度の時間をかけて)に調整するように設定することができ、設定圧力の変更に伴う二次側圧力の急激な変動を防止できる。
結果、比較的簡易な構成を採用しながらも、複雑な制御を行う必要のない圧力制御装置を実現できる。
結果、比較的簡易な構成を採用しながらも、複雑な制御を行う必要のない圧力制御装置を実現できる。
本発明の圧力制御装置の更なる特徴構成は、
前記位置変更機構は、ソレノイド駆動機構を備えると共に、前記作動部は前記ソレノイド駆動機構のON−OFF作動により前記突出位置と前記引退位置とに切り換え可能に構成されている点にある。
前記位置変更機構は、ソレノイド駆動機構を備えると共に、前記作動部は前記ソレノイド駆動機構のON−OFF作動により前記突出位置と前記引退位置とに切り換え可能に構成されている点にある。
ソレノイド式の駆動機構からなる位置変更機構では、通常、ソレノイドに電流を通電する通電状態と電流を通電しない非通電状態との間で作動部を突出位置と引退位置との間で切り換えるものであり、モータ機構を制御部にて制御する構成に比べ制御が容易な反面、作動部を突出位置と引退位置との間の位置変更が急激に起こり変更操作に衝撃を伴いやすいという問題があった。
しかしながら、上記特徴構成にあっては、位置変更機構としてソレノイド駆動機構を備える構成にあっても、作動部の突出位置と引退位置との間での移動を、一旦、付勢手段に吸収させた後、ダンパ機構によりさらに緩やかに伝達することで、衝撃を吸収し、作動部を突出位置と引退位置との間の中間位置に長時間留める必要がなくなる。これにより、位置変更機構としてソレノイド駆動機構を備え、比較的容易な制御を行いながらも、軸部の軸心方向での移動速度を比較的緩やかに保つことができ、設定圧力が急激に変更されることを防止できる。
しかしながら、上記特徴構成にあっては、位置変更機構としてソレノイド駆動機構を備える構成にあっても、作動部の突出位置と引退位置との間での移動を、一旦、付勢手段に吸収させた後、ダンパ機構によりさらに緩やかに伝達することで、衝撃を吸収し、作動部を突出位置と引退位置との間の中間位置に長時間留める必要がなくなる。これにより、位置変更機構としてソレノイド駆動機構を備え、比較的容易な制御を行いながらも、軸部の軸心方向での移動速度を比較的緩やかに保つことができ、設定圧力が急激に変更されることを防止できる。
本発明の圧力制御装置の更なる特徴構成は、
前記位置変更機構は、一端が揺動支点に連結され他端が前記作動部に連結される揺動部材を有し、当該揺動部材に設けられた貫通孔に前記軸部を位置させると共に前記付勢手段の一端を押圧する状態で構成され、
前記作動部の前記突出位置と前記引退位置との間における移動に伴う前記揺動部材の揺動により前記付勢手段への押圧量を調整自在に構成されている点にある。
前記位置変更機構は、一端が揺動支点に連結され他端が前記作動部に連結される揺動部材を有し、当該揺動部材に設けられた貫通孔に前記軸部を位置させると共に前記付勢手段の一端を押圧する状態で構成され、
前記作動部の前記突出位置と前記引退位置との間における移動に伴う前記揺動部材の揺動により前記付勢手段への押圧量を調整自在に構成されている点にある。
上記特徴構成によれば、位置変更機構の作動部の突出位置と引退位置との位置変更の軸部への伝達を簡易なテコ構造で実現できる。さらに、この構成では、揺動部材を介して実行されるから、位置変更機構の作動部を、軸部に直接連結する必要がなくなる。これにより、軸部の端部に位置変更機構を位置させなくても良くなるから、例えば、軸部の操作部位を、軸部の端部に設けることができ、外部からの操作性を向上できる。
更に、揺動部材のアーム長の変更などにより、支点・力点・作用点を容易に変更できるため、ストローク量や押しつけ力に関する設計自由度を高めることができる。
更に、揺動部材のアーム長の変更などにより、支点・力点・作用点を容易に変更できるため、ストローク量や押しつけ力に関する設計自由度を高めることができる。
本発明の圧力制御装置の更なる特徴構成は、
前記軸部は、軸心回りの回転操作により、前記圧力設定バネに加えるバネ荷重を調整自在な圧力調整ネジと、前記圧力調整ネジを外部から回転操作する操作部位とを備え、
前記操作部位への回転操作は、前記位置変更機構の前記作動部が前記突出位置に位置する場合と前記引退位置に位置する場合との双方で、実行可能に構成されている点にある。
前記軸部は、軸心回りの回転操作により、前記圧力設定バネに加えるバネ荷重を調整自在な圧力調整ネジと、前記圧力調整ネジを外部から回転操作する操作部位とを備え、
前記操作部位への回転操作は、前記位置変更機構の前記作動部が前記突出位置に位置する場合と前記引退位置に位置する場合との双方で、実行可能に構成されている点にある。
特許文献3に開示の技術のように、従来の電動モータとギア機構とにより設定圧力の切り換えを行う構成にあっては、設定圧力を手動で変更する場合には、ギア機構と軸部の圧力調整ネジとを噛み合わせる係合状態と噛み合いを解除する係合解除状態とを切り替えるクラッチ機構を備え、当該クラッチ機構を係合解除状態にする必要があった。
これに対し、上記特徴構成では、クラッチ機構等を設けることのない簡易な構成であっても、操作部位を設けておくことで、軸部の操作部位への回転操作を実行でき、設定圧力の手動調整を行える。更に、上記特徴構成にあっては、位置変更機構の作動部が突出位置に位置する場合と引退位置に位置する場合との双方で、軸部の操作部位の回転操作を実行可能に構成されているから、操作者はクラッチ操作等を行うことなく、単に操作部位を回転操作するだけで、設定圧力を変更することができ、操作性を向上できる。
これに対し、上記特徴構成では、クラッチ機構等を設けることのない簡易な構成であっても、操作部位を設けておくことで、軸部の操作部位への回転操作を実行でき、設定圧力の手動調整を行える。更に、上記特徴構成にあっては、位置変更機構の作動部が突出位置に位置する場合と引退位置に位置する場合との双方で、軸部の操作部位の回転操作を実行可能に構成されているから、操作者はクラッチ操作等を行うことなく、単に操作部位を回転操作するだけで、設定圧力を変更することができ、操作性を向上できる。
本発明の圧力制御装置の更なる特徴構成は、
前記ダンパ機構は、作動流体が充填される第1ダンパ室及び第2ダンパ室を内部に形成する筐体と、前記筐体内で前記第1ダンパ室と前記第2ダンパ室とを区画すると共に前記軸部の軸心回りの回転を許容する状態で前記軸部の軸心方向での移動に伴って当該軸心方向で移動する隔壁とを備え、
前記隔壁には前記第1ダンパ室と前記第2ダンパ室とを連通する絞り部が設けられている点にある。
前記ダンパ機構は、作動流体が充填される第1ダンパ室及び第2ダンパ室を内部に形成する筐体と、前記筐体内で前記第1ダンパ室と前記第2ダンパ室とを区画すると共に前記軸部の軸心回りの回転を許容する状態で前記軸部の軸心方向での移動に伴って当該軸心方向で移動する隔壁とを備え、
前記隔壁には前記第1ダンパ室と前記第2ダンパ室とを連通する絞り部が設けられている点にある。
上記特徴構成によれば、軸部を、第1ダンパ室と第2ダンパ室とを区画する隔壁と枢支等することで、隔壁が、軸部の軸心回りの回転を許容する状態で軸部の軸心方向での移動に伴って軸心方向で移動するから、軸部の軸心方向に沿う移動を、緩やかにする機能を発揮しながらも、使用者による軸部の軸心回りでの回転操作を許容することができる。
本発明の圧力制御装置の更なる特徴構成は、
前記絞り部とは別に、前記第1ダンパ室と前記第2ダンパ室とを連通接続するバイパス流路を備えると共に、当該バイパス流路を通流する作動流体の流量を調整可能な流量調整弁とを備える点にある。
前記絞り部とは別に、前記第1ダンパ室と前記第2ダンパ室とを連通接続するバイパス流路を備えると共に、当該バイパス流路を通流する作動流体の流量を調整可能な流量調整弁とを備える点にある。
上記特徴構成によれば、軸部に対し、付勢手段による付勢速度を減衰させた状態で伝達するダンパ機構に関し、ダンパ機構の第1ダンパ室と第2ダンパ室とを連通する絞り部とは別に、第1ダンパ室と第2ダンパ室とを連通接続するパイパス流路を備えると共に、当該バイパス流路を通流する作動流体の流量を調整可能な流量調整弁を備えているから、当該流量調整弁の開度を調整することにより、ダンパ機構による減衰速度を微調整することができる。
本発明の圧力制御装置の更なる特徴構成は、
前記軸部の軸心方向での移動量を規制する移動量規制手段が設けられている点にある。
前記軸部の軸心方向での移動量を規制する移動量規制手段が設けられている点にある。
上記特徴構成によれば、軸部の軸心方向での移動量を規制する移動量規制手段が設けられているから、例えば、手動操作により軸部の移動操作を行っている状態で、本発明の位置変更機構等の操作によっても移動操作を実行する場合等にも、軸部を必要以上に移動させ、ダイヤフラムに過負荷をかけてしまうことを防止できる。
本発明に係る圧力制御装置200の実施形態を図面に基づいて説明する。
当該圧力制御装置200は、図1に示すように、流体流路L0の二次側圧力を設定圧力に調整する圧力制御弁10と、その圧力制御弁10の設定圧力を変更設定する圧力設定部100とを備えて構成されている。そして、圧力制御装置200には、流体流路L0の二次側圧力が設定圧力になるように圧力制御弁10に駆動圧を供給するパイロット弁30が設けられ、圧力設定部100は、このパイロット弁30を調整することにより圧力制御弁10の設定圧力を変更設定するように構成されている。
当該圧力制御装置200は、図1に示すように、流体流路L0の二次側圧力を設定圧力に調整する圧力制御弁10と、その圧力制御弁10の設定圧力を変更設定する圧力設定部100とを備えて構成されている。そして、圧力制御装置200には、流体流路L0の二次側圧力が設定圧力になるように圧力制御弁10に駆動圧を供給するパイロット弁30が設けられ、圧力設定部100は、このパイロット弁30を調整することにより圧力制御弁10の設定圧力を変更設定するように構成されている。
ここで、図示は省略するが、例えば、流体流路L0の圧力制御弁10よりも下流側を複数の分岐路に分岐してそれら複数の分岐路の夫々を各需要家に接続することにより、複数の需要家に天然ガス等の流体を供給するように構成されている。そして、圧力制御弁10によりそれよりも下流側の二次側圧力を上流側の一次側圧力よりも低圧の設定圧力に調整するように構成されている。
圧力制御弁10は、ダイヤフラムプレート14に沿って設けられる第1ダイヤフラム13を備えており、その内部空間が第1ダイヤフラム13にて第1室H1と第2室H2とに区画されている。そして、圧力制御弁10は、流体流路L0に設けられる第1開口部18を開閉する第1弁体17を備えており、この第1弁体17は連結棒16にて第1ダイヤフラム13と連結され第1ダイヤフラム13と連動して動く形態で、開閉される構成となっている。また、第1室H1には、第1ダイヤフラム13を第1弁体17の閉弁方向側に付勢する第1付勢バネG1が配設されている。
パイロット弁30は、第2ダイヤフラム34と第3ダイヤフラム35とを備えており、第2ダイヤフラム34及び第3ダイヤフラム35にて、その内部空間が第3室H3と第4室H4と第5室H5とに区画されている。第3室H3は、第1二次側圧力導入路L2により流体流路L0の二次側(圧力制御弁10よりも下流側)に連通接続されていると共に、第2二次側圧力導入路L3により圧力制御弁10の第1室H1に連通接続されている。第4室H4は、一次側圧力導入路L1により流体流路L0の一次側(圧力制御弁10よりも上流側)に連通接続されているとともに、駆動圧導入路L4により圧力制御弁10の第2室H2に連通接続されている。また、図示は省略するが、第2ダイヤフラム34と第3ダイヤフラム35とは連結部等により連結されており、一体的に上下に変位自在に構成されている。そして、第5室H5には、第2付勢バネG2が配設されており、当該第2付勢バネG2が第3ダイヤフラム35を第4室H4側に付勢することで、第2ダイヤフラム34が第3室H3側に付勢されている。
一次側圧力導入路L1の先端部には、第2弁体36が設けられており、この第2弁体36は第2ダイヤフラム34により開閉される構成となっている。つまり、第2ダイヤフラム34が第3室H3側に変位することにより第2弁体36が開弁して、一次側圧力導入路L1を通して流体流路L0の一次側の流体が第4室H4に導入される。一方、第2ダイヤフラム34が第4室H4側に変位することにより第2弁体36が閉弁側に移動して、第4室H4への一次側の流体の導入量が減少される。
二次側圧力を設定圧力に調整するときの動作について説明する。
流体流路L0の二次側圧力が設定圧力よりも低下すると、第1二次側圧力導入路L2にて流体流路L0の二次側に連通接続されたパイロット弁30の第3室H3の圧力が低下し、第2付勢バネG2の付勢力により第2ダイヤフラムD2が第3室H3側へ変位する。これにより、パイロット弁30の第2弁体36が開き側に動作され、一次側圧力導入路L1を通して第4室H4に流体流路L0の一次側圧力が導入されて、第4室H4の圧力が上昇する。そして、その圧力上昇した第4室H4の圧力が駆動圧導入路L4を通して圧力制御弁10の第2室H2に駆動圧として供給されて、第2室H2の圧力も上昇し、第1室H1と第2室H2との圧力差により第1ダイヤフラム13が第1室H1側に変位する。よって、圧力制御弁10の第1弁体17が開き側に動作され、流体流路L0の二次側圧力を上昇させて二次側圧力を設定圧力に調整する。
流体流路L0の二次側圧力が設定圧力よりも低下すると、第1二次側圧力導入路L2にて流体流路L0の二次側に連通接続されたパイロット弁30の第3室H3の圧力が低下し、第2付勢バネG2の付勢力により第2ダイヤフラムD2が第3室H3側へ変位する。これにより、パイロット弁30の第2弁体36が開き側に動作され、一次側圧力導入路L1を通して第4室H4に流体流路L0の一次側圧力が導入されて、第4室H4の圧力が上昇する。そして、その圧力上昇した第4室H4の圧力が駆動圧導入路L4を通して圧力制御弁10の第2室H2に駆動圧として供給されて、第2室H2の圧力も上昇し、第1室H1と第2室H2との圧力差により第1ダイヤフラム13が第1室H1側に変位する。よって、圧力制御弁10の第1弁体17が開き側に動作され、流体流路L0の二次側圧力を上昇させて二次側圧力を設定圧力に調整する。
一方、二次側圧力が設定圧力よりも上昇すると、パイロット弁30の第3室H3の圧力が上昇し、第2付勢バネG2の付勢力に抗して第2ダイヤフラム34が第4室H4側へ変位する。これにより、パイロット弁30の第2弁体36が閉じ側へ動作され、第4室H4への流体供給がなくなる。これにより、第2室H2の流体は、絞り37、第2二次側圧力導入路L3、第3室H3、第1二次側圧力導入路L2を介して、流体流路L0の二次側へ排出され、第2室H2の圧力は低下し、第1室H1と第2室H2との圧力差により第1ダイヤフラム13が第2室H2側に変位する。よって、圧力制御弁10の第1弁体17が閉じ側に動作され、流体流路L0の二次側圧力を低下させて二次側圧力を設定圧力に調整する。
圧力制御弁10の設定圧力は、常時一定の圧力にするのではなく、圧力設定部100を備えることで、負荷等に応じて変更する目標設定圧力に設定圧力を調整している。例えば、流体流路L0では、多くの需要が見込まれる時間帯には負荷が大きくなるので、圧力設定部100は、設定圧力を高圧の目標設定圧力に調整し、それ以外の時間帯には負荷が小さくなるので、設定圧力を低圧の目標設定圧力に調整している。
これまで説明したように、パイロット弁30において第2付勢バネG2の付勢力と第1二次側圧力導入路L2を通して供給される二次側圧力との大小関係に応じた駆動圧が、パイロット弁30から圧力制御弁10に供給されて、圧力制御弁10により二次側圧力が設定圧力に調整されている。そこで、圧力設定部100は、圧力制御弁10の設定圧力を変更設定するのであるが、第2付勢バネG2が圧力制御弁10の設定圧力を設定する圧力設定バネ94として構成されており、当該圧力設定バネ94(第2付勢バネG2)のバネ荷重を調整することで、圧力制御弁10の設定圧力を変更自在に構成されている。
圧力設定部100は、図1、2に示すように、上述の圧力設定バネ94に加え、当該圧力設定バネに加えるバネ荷重を軸心方向(図1、2で矢印Xに沿う方向)での移動により調整自在な軸部70と、作動部43を突出位置(図2で実線で示すソレノイド駆動機構41から離間した位置)と引退位置(図2で二点鎖線で示すソレノイド駆動機構41への近接位置)とに位置変更する位置変更機構40と、作動部43の突出位置から引退位置への位置変更に伴って、軸部70を軸心方向で圧力設定バネ94を圧縮する側(図1、2で矢印Xの矢示側)へ付勢する付勢手段50と、付勢手段50の付勢力による軸部70の軸心方向での移動速度を減衰するダンパ機構80等を備えて構成されている。
尚、上記軸部70は、軸心方向に沿う移動だけでなく、軸心回りでの回転操作も実行可能に構成されており、当該軸心回りの回転操作により、圧力設定バネ94に加えるバネ荷重を調整自在な圧力調整ネジ74と、圧力調整ネジ74を外部から回転操作する操作部位71とが設けられている。
尚、上記軸部70は、軸心方向に沿う移動だけでなく、軸心回りでの回転操作も実行可能に構成されており、当該軸心回りの回転操作により、圧力設定バネ94に加えるバネ荷重を調整自在な圧力調整ネジ74と、圧力調整ネジ74を外部から回転操作する操作部位71とが設けられている。
図1、2に示すように、圧力設定部100の圧力設定バネ94は、パイロット弁30の第5室H5に配設されており、その上端部が第3ダイヤフラム35に当接され、その下端部がバネ受け部93に当接されている。
当該バネ受け部93は、円盤形状を有しその略中央部位に、内周面に沿って雌螺子部が形成された第1開口部93aを有すると共に、円盤形状の中央から外れた位置に、第2開口部93bを備えている。そして、第1開口部93aの雌螺子部が、軸部70の圧力調整ネジ74に螺合すると共に、第2開口部93bに、圧力調整ネジ74の回転に伴ってバネ受け部93が供回りすることを防止する供回り防止軸92aが挿入されている。
当該供回り防止軸92aは、その一端に形成された雄螺子部が、パイロット弁30の筐体95を貫通する状態で、ダンパ機構80の筐体88に形成される開口部に螺合接続されている。
バネ受け部93は、供回り防止軸92aで回転規制されているから、軸部70を回転駆動することで、軸部70の軸心方向に沿って移動する。
尚、パイロット弁30の筐体95と、ダンパ機構80の筐体88とは、供回り防止軸92aの雄螺子部に第5室H5側から閉め込まれるナット92に締結されると共に、複数のボルト91aがパイロット弁30の筐体95を貫通する状態でダンパ機構80の筐体88に締結される形態で、連結される。
尚、本発明にあっては、パイロット弁30の筐体95、ダンパ機構80の筐体88、支持部89にて支持されるソレノイド駆動機構41が、固定側となる。
当該バネ受け部93は、円盤形状を有しその略中央部位に、内周面に沿って雌螺子部が形成された第1開口部93aを有すると共に、円盤形状の中央から外れた位置に、第2開口部93bを備えている。そして、第1開口部93aの雌螺子部が、軸部70の圧力調整ネジ74に螺合すると共に、第2開口部93bに、圧力調整ネジ74の回転に伴ってバネ受け部93が供回りすることを防止する供回り防止軸92aが挿入されている。
当該供回り防止軸92aは、その一端に形成された雄螺子部が、パイロット弁30の筐体95を貫通する状態で、ダンパ機構80の筐体88に形成される開口部に螺合接続されている。
バネ受け部93は、供回り防止軸92aで回転規制されているから、軸部70を回転駆動することで、軸部70の軸心方向に沿って移動する。
尚、パイロット弁30の筐体95と、ダンパ機構80の筐体88とは、供回り防止軸92aの雄螺子部に第5室H5側から閉め込まれるナット92に締結されると共に、複数のボルト91aがパイロット弁30の筐体95を貫通する状態でダンパ機構80の筐体88に締結される形態で、連結される。
尚、本発明にあっては、パイロット弁30の筐体95、ダンパ機構80の筐体88、支持部89にて支持されるソレノイド駆動機構41が、固定側となる。
〔位置変更機構〕
位置変更機構40は、ダンパ機構80の筐体88に連結される支持部89に支持されるソレノイド駆動機構41と、そのソレノイド(図示せず)に電流を通電する通電状態(ON作動)と通電しない非通電状態(OFF作動)とで、引退位置と突出位置との間で切り換わる作動部43と、一端が揺動支点Paに連結され他端が作動部43に連結される揺動部材44とから構成されている。
更に、揺動部材44は、その一端と他端との間に形成される貫通孔45に軸部70の螺子部72を位置させた状態で、揺動自在に配設されており、当該揺動に伴って、付勢手段50としての第3付勢バネ51の一端が当接する第1当接部材52を、軸部70の軸心方向(図2で矢印Xに沿う方向)に沿って押圧自在に構成されている。
位置変更機構40は、ダンパ機構80の筐体88に連結される支持部89に支持されるソレノイド駆動機構41と、そのソレノイド(図示せず)に電流を通電する通電状態(ON作動)と通電しない非通電状態(OFF作動)とで、引退位置と突出位置との間で切り換わる作動部43と、一端が揺動支点Paに連結され他端が作動部43に連結される揺動部材44とから構成されている。
更に、揺動部材44は、その一端と他端との間に形成される貫通孔45に軸部70の螺子部72を位置させた状態で、揺動自在に配設されており、当該揺動に伴って、付勢手段50としての第3付勢バネ51の一端が当接する第1当接部材52を、軸部70の軸心方向(図2で矢印Xに沿う方向)に沿って押圧自在に構成されている。
〔付勢手段〕
付勢手段50は、軸部70の軸心方向で伸縮自在に配設される第3付勢バネ51と、当該第3付勢バネ51の一端に当接すると共に揺動部材44によって押圧される第1当接部材52と、第3付勢バネ51の他端に当接すると共に軸部70の軸心回りに形成される螺子部72に軸心方向で固定される第2当接部材52cとから構成されている。尚、当該第2当接部材52cは、軸部70の軸心方向で、軸部70の螺子部72に螺合する第1ナット52aと第2ナット52bとにより挟持される形態で、軸部70に固定されている。
尚、当該第2当接部材52cの軸部70の軸心方向での位置は、第1ナット52aと第2ナット52bとを回転操作することで、調整可能に構成されており、これにより第3付勢バネ51の付勢力を調整することができる。当該調整により、第3付勢バネ51が圧縮されたときに発生する付勢力は、ソレノイド機構41の作動部43が突出位置から引退位置へ移動する力よりも小さく、圧力設定バネG2(94)の付勢力よりも大きく設定される。
付勢手段50は、軸部70の軸心方向で伸縮自在に配設される第3付勢バネ51と、当該第3付勢バネ51の一端に当接すると共に揺動部材44によって押圧される第1当接部材52と、第3付勢バネ51の他端に当接すると共に軸部70の軸心回りに形成される螺子部72に軸心方向で固定される第2当接部材52cとから構成されている。尚、当該第2当接部材52cは、軸部70の軸心方向で、軸部70の螺子部72に螺合する第1ナット52aと第2ナット52bとにより挟持される形態で、軸部70に固定されている。
尚、当該第2当接部材52cの軸部70の軸心方向での位置は、第1ナット52aと第2ナット52bとを回転操作することで、調整可能に構成されており、これにより第3付勢バネ51の付勢力を調整することができる。当該調整により、第3付勢バネ51が圧縮されたときに発生する付勢力は、ソレノイド機構41の作動部43が突出位置から引退位置へ移動する力よりも小さく、圧力設定バネG2(94)の付勢力よりも大きく設定される。
〔ダンパ機構〕
ダンパ機構80は、オイル等の粘性が高い作動流体が充填される第1ダンパ室H6と第2ダンパ室H7を内部に形成する筐体88と、当該筐体88内で第1ダンパ室H6と第2ダンパ室H7とを区画すると共に軸部70の筒状部位73を軸心方向での移動に伴って移動する隔壁81とを備えている。
筐体88と軸部70の筒状部位73との間、隔壁81と軸部70の筒状部位73との間、筐体88の内壁と隔壁81との間は、第1ダンパ室H6と第2ダンパ室H7の内部の作動流体が、外部に漏洩することを防止すべく、シール部材により気密性が保たれている。
隔壁81には、固定部材83a、83bにより軸部70の筒状部位73に固定されると共に、第1ダンパ室H6と第2ダンパ室H7とを連通する少なくとも二つの絞り部86、87が設けられている。
一の絞り部87は、第2ダンパ室H7側から第1ダンパ室H6側へ付勢バネ87cに付勢され絞り端部87aを閉止するボール弁87bを備えており、付勢バネ87cの付勢力は、第1ダンパ室H6側から第2ダンパ室H7側への作動流体の圧力が一定以上となった場合に開弁するように構成されている。この場合、第1ダンパ室H6の作動流体は流路抵抗を伴う形態で第2ダンパ室H7へ流動する。
他の絞り部86は、第1ダンパ室H6側から第2ダンパ室H7側へ付勢バネ86cに付勢され絞り端部86aを閉止するボール弁86bを備えており、付勢バネ86cの付勢力は、第2ダンパ室H7側から第1ダンパ室H6側への作動流体の圧力が一定以上となった場合に開弁するように構成されている。この場合、第2ダンパ室H7の作動流体は流路抵抗を伴う形態で第1ダンパ室H6へ流動する。
隔壁81は、付勢バネ84により第2ダンパ室H7側から第1ダンパ室H6側へ付勢されている。自然状態(軸部70が付勢手段50の第3付勢バネ51の付勢力が働いていない状態)にあっては、隔壁81は、付勢バネ84の付勢力により、第1ダンパ室H6の側へ位置している。
ここで、ダンパ機構80の筐体88は、支持部89によりソレノイド駆動機構41に連結している。これにより、軸部70がソレノイド駆動機構41のON−OFF作動に伴って軸心方向で移動する場合、ダンパ機構80の筐体88は、ソレノイド駆動機構41に対し、位置決めされた状態が維持されるから、ダンパ機構の隔壁81が、軸部70の軸心方向に沿って緩やかに移動する。
尚、ダンパ機構80の筐体88の外側には、第1ダンパ室H6と第2ダンパ室H7とを連通接続するバイパス流路L5が設けられており、当該バイパス流路L5を通流する作動流体の流量を調整可能な流量調整弁82が設けられており、当該流量調整弁82の開度を調整することにより、ダンパ機構80による軸部70の移動速度の減衰量を微調整可能となっている。
ダンパ機構80は、オイル等の粘性が高い作動流体が充填される第1ダンパ室H6と第2ダンパ室H7を内部に形成する筐体88と、当該筐体88内で第1ダンパ室H6と第2ダンパ室H7とを区画すると共に軸部70の筒状部位73を軸心方向での移動に伴って移動する隔壁81とを備えている。
筐体88と軸部70の筒状部位73との間、隔壁81と軸部70の筒状部位73との間、筐体88の内壁と隔壁81との間は、第1ダンパ室H6と第2ダンパ室H7の内部の作動流体が、外部に漏洩することを防止すべく、シール部材により気密性が保たれている。
隔壁81には、固定部材83a、83bにより軸部70の筒状部位73に固定されると共に、第1ダンパ室H6と第2ダンパ室H7とを連通する少なくとも二つの絞り部86、87が設けられている。
一の絞り部87は、第2ダンパ室H7側から第1ダンパ室H6側へ付勢バネ87cに付勢され絞り端部87aを閉止するボール弁87bを備えており、付勢バネ87cの付勢力は、第1ダンパ室H6側から第2ダンパ室H7側への作動流体の圧力が一定以上となった場合に開弁するように構成されている。この場合、第1ダンパ室H6の作動流体は流路抵抗を伴う形態で第2ダンパ室H7へ流動する。
他の絞り部86は、第1ダンパ室H6側から第2ダンパ室H7側へ付勢バネ86cに付勢され絞り端部86aを閉止するボール弁86bを備えており、付勢バネ86cの付勢力は、第2ダンパ室H7側から第1ダンパ室H6側への作動流体の圧力が一定以上となった場合に開弁するように構成されている。この場合、第2ダンパ室H7の作動流体は流路抵抗を伴う形態で第1ダンパ室H6へ流動する。
隔壁81は、付勢バネ84により第2ダンパ室H7側から第1ダンパ室H6側へ付勢されている。自然状態(軸部70が付勢手段50の第3付勢バネ51の付勢力が働いていない状態)にあっては、隔壁81は、付勢バネ84の付勢力により、第1ダンパ室H6の側へ位置している。
ここで、ダンパ機構80の筐体88は、支持部89によりソレノイド駆動機構41に連結している。これにより、軸部70がソレノイド駆動機構41のON−OFF作動に伴って軸心方向で移動する場合、ダンパ機構80の筐体88は、ソレノイド駆動機構41に対し、位置決めされた状態が維持されるから、ダンパ機構の隔壁81が、軸部70の軸心方向に沿って緩やかに移動する。
尚、ダンパ機構80の筐体88の外側には、第1ダンパ室H6と第2ダンパ室H7とを連通接続するバイパス流路L5が設けられており、当該バイパス流路L5を通流する作動流体の流量を調整可能な流量調整弁82が設けられており、当該流量調整弁82の開度を調整することにより、ダンパ機構80による軸部70の移動速度の減衰量を微調整可能となっている。
以上の構成により、設定圧力を変更すべく圧力設定バネ94のバネ荷重を調整する場合(例えば、バネ荷重を増加させる場合)、位置変更機構40の作動部43を突出位置から引退位置へ位置変更し、当該位置変更に伴う揺動部材44の揺動を、付勢手段50の第3付勢バネ51の軸部70の軸心方向に沿う圧縮にて吸収した後、当該圧縮に伴う第3付勢バネ51の付勢力により軸部70が軸心方向の一方側へ付勢し、ダンパ機構80が第3付勢バネ51の付勢力による軸部70の軸心方向での移動速度を減衰することで、軸部70の軸心方向での一方側への移動を、比較的緩やかにする形態で、バネ荷重を緩やかに変更できる。
〔移動規制手段〕
軸部70の螺子部72には、付勢手段50とダンパ機構80との間において、当該螺子部72に螺合する一対のナット62a、62bに挟持される状態で回り止めされた板状部材61が設けられると共に、ダンパ機構80の筐体88から当該板状部材61側へ向けて延設される棒状当接部材63とが設けられている。軸部70の軸心方向での移動量は、板状部材61が棒状当接部材63に当接する形態で規制される。
軸部70の螺子部72には、付勢手段50とダンパ機構80との間において、当該螺子部72に螺合する一対のナット62a、62bに挟持される状態で回り止めされた板状部材61が設けられると共に、ダンパ機構80の筐体88から当該板状部材61側へ向けて延設される棒状当接部材63とが設けられている。軸部70の軸心方向での移動量は、板状部材61が棒状当接部材63に当接する形態で規制される。
尚、本発明の圧力制御装置100にあっては、位置変更機構40の作動部43が突出位置に位置する場合と引退位置に位置する場合との双方で、軸部70の操作部位71を回転操作可能に構成されている。当該回転操作により、軸部70の圧力調整ネジ74に螺合する雌螺子部を有するバネ受け部93を、軸心方向で移動させ、圧力調整ネジ74のバネ荷重を変更できる。
〔別実施形態〕
(1)上記実施形態においては、位置変更機構は、ソレノイド式の電磁弁から構成する例を示したが、例えば、入力される電気エネルギーを用いて作動部の直線上での位置を切り換え可能なアクチュエータ等の構成も、採用することができる。
(1)上記実施形態においては、位置変更機構は、ソレノイド式の電磁弁から構成する例を示したが、例えば、入力される電気エネルギーを用いて作動部の直線上での位置を切り換え可能なアクチュエータ等の構成も、採用することができる。
(2)上記実施形態では、作動部43の突出位置から引退位置への移動に伴って付勢手段50が圧縮されて軸部70への付勢力が発生する構成を示したが、別に作動部43の引退位置から突出位置への移動に伴って付勢手段50が圧縮されて軸部70への付勢力が発生する構成を採用しても構わない。
本発明の圧力制御装置は、比較的簡易な構成を採用しながらも、複雑な制御を行う必要がなく、操作性の高い圧力制御装置として、有効に利用可能である。
10 :圧力制御弁
30 :パイロット弁
40 :位置変更機構
41 :ソレノイド駆動機構
43 :作動部
44 :揺動部材
45 :貫通孔
50 :付勢手段
70 :軸部
74 :圧力調整ネジ
80 :ダンパ機構
81 :隔壁
82 :流量調整弁
86、87:絞り部
88 :筐体
G2、94:圧力設定バネ
100 :圧力設定部
200 :圧力制御装置
L5 :バイパス流路
Pa :揺動支点
30 :パイロット弁
40 :位置変更機構
41 :ソレノイド駆動機構
43 :作動部
44 :揺動部材
45 :貫通孔
50 :付勢手段
70 :軸部
74 :圧力調整ネジ
80 :ダンパ機構
81 :隔壁
82 :流量調整弁
86、87:絞り部
88 :筐体
G2、94:圧力設定バネ
100 :圧力設定部
200 :圧力制御装置
L5 :バイパス流路
Pa :揺動支点
Claims (7)
- 流体流路の二次側圧力を設定圧力に調整する圧力制御弁と、前記圧力制御弁の前記設定圧力を変更設定する圧力設定部とが設けられ、前記圧力設定部は、バネ荷重の調整により前記設定圧力を変更設定自在な圧力設定バネを備えている圧力制御装置であって、
前記圧力設定部は、前記圧力設定バネに加えるバネ荷重を軸心方向での移動により調整自在な軸部と、作動部を突出位置と引退位置とに位置変更する位置変更機構と、前記作動部の前記引退位置と前記突出位置との間における位置変更に伴って前記軸部の軸心方向に沿って圧縮されると共に当該圧縮に伴って前記軸部を軸心方向で付勢する付勢手段と、前記付勢手段の付勢力による前記軸部の前記軸心方向での移動速度を減衰するダンパ機構とを備える圧力制御装置。 - 前記位置変更機構は、ソレノイド駆動機構を備えると共に、前記作動部は前記ソレノイド駆動機構のON−OFF作動により前記突出位置と前記引退位置とに切り換え可能に構成されている請求項1に記載の圧力制御装置。
- 前記位置変更機構は、一端が揺動支点に連結され他端が前記作動部に連結される揺動部材を有し、当該揺動部材に設けられた貫通孔に前記軸部を位置させると共に前記付勢手段の一端を押圧する状態で構成され、
前記作動部の前記突出位置と前記引退位置との間における移動に伴う前記揺動部材の揺動により前記付勢手段への押圧量を調整自在に構成されている請求項1又は2に記載の圧力制御装置。 - 前記軸部は、軸心回りの回転操作により、前記圧力設定バネに加えるバネ荷重を調整自在な圧力調整ネジと、前記圧力調整ネジを外部から回転操作する操作部位とを備え、
前記操作部位への回転操作は、前記位置変更機構の前記作動部が前記突出位置に位置する場合と前記引退位置に位置する場合との双方で、実行可能に構成されている請求項1〜3の何れか一項に記載の圧力制御装置。 - 前記ダンパ機構は、作動流体が充填される第1ダンパ室及び第2ダンパ室を内部に形成する筐体と、前記筐体内で前記第1ダンパ室と前記第2ダンパ室とを区画すると共に前記軸部の軸心回りの回転を許容する状態で前記軸部の軸心方向での移動に伴って当該軸心方向で移動する隔壁とを備え、
前記隔壁には前記第1ダンパ室と前記第2ダンパ室とを連通する絞り部が設けられている請求項1〜4の何れか一項に記載の圧力制御装置。 - 前記絞り部とは別に、前記第1ダンパ室と前記第2ダンパ室とを連通接続するバイパス流路を備えると共に、当該バイパス流路を通流する作動流体の流量を調整可能な流量調整弁とを備える請求項5に記載の圧力制御装置。
- 前記軸部の軸心方向での移動量を規制する移動量規制手段が設けられている請求項1〜6の何れか一項に記載の圧力制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013243037A JP2015103013A (ja) | 2013-11-25 | 2013-11-25 | 整圧装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2013243037A JP2015103013A (ja) | 2013-11-25 | 2013-11-25 | 整圧装置 |
Publications (1)
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JP2013243037A Pending JP2015103013A (ja) | 2013-11-25 | 2013-11-25 | 整圧装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015103013A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017182747A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 大阪瓦斯株式会社 | 整圧装置 |
JP2021018749A (ja) * | 2019-07-23 | 2021-02-15 | 大阪瓦斯株式会社 | 周波数応答解析方法 |
JP2021018748A (ja) * | 2019-07-23 | 2021-02-15 | 大阪瓦斯株式会社 | パイロットガバナ、及びそれを備えた逆作動型整圧装置 |
-
2013
- 2013-11-25 JP JP2013243037A patent/JP2015103013A/ja active Pending
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JP7300919B2 (ja) | 2019-07-23 | 2023-06-30 | 大阪瓦斯株式会社 | 周波数応答解析方法 |
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