JP2015197726A - Pressure governing device - Google Patents
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本発明は、弁開口部を介して互いに連通する一次側通路と二次側通路を有し、かつ、当該二次側通路に連通するダイヤフラム室を形成するダイヤフラム機構を内装する装置本体と、前記ダイヤフラム機構に連設されて前記装置本体に摺動自在に保持される弁軸と、当該弁軸に連設されて前記弁開口部の開度を制御する弁体とを備え、当該弁体が、前記ダイヤフラム室の圧力変動に伴って前記弁開口部の開度を制御するように構成され、前記弁体に対して前記一次側通路から作用する一次側圧力と前記二次側通路から作用する二次側圧力との差圧をキャンセルするため、前記一次側通路に連通する一次側バランス室と前記二次側通路に連通する二次側バランス室とを備え、少なくとも前記一次側バランス室に隣接するバランスダイヤフラムが、前記弁軸に連設されている整圧装置に関する。 The present invention includes a device main body having a primary side passage and a secondary side passage communicating with each other via a valve opening, and having a diaphragm mechanism that forms a diaphragm chamber communicating with the secondary side passage, A valve shaft that is connected to the diaphragm mechanism and is slidably held by the apparatus body; and a valve body that is connected to the valve shaft and controls the opening of the valve opening. The opening of the valve opening is controlled in accordance with the pressure fluctuation of the diaphragm chamber, and acts on the valve body from the primary side pressure and the secondary side passage. In order to cancel the differential pressure from the secondary side pressure, a primary side balance chamber communicating with the primary side passage and a secondary side balance chamber communicating with the secondary side passage are provided, and at least adjacent to the primary side balance chamber The balance diaphragm that It relates Sei圧 device being continuously to serial valve shaft.
このような整圧装置は、通常、弁開口部を介して互いに連通する一次側通路と二次側通路、ダイヤフラム室を形成するダイヤフラム機構、ダイヤフラム機構に連設される弁軸、および、弁軸に連設される弁体などを備え、二次側通路に連通するダイヤフラム室の圧力変動に伴って、弁体が、ダイヤフラム機構と弁軸を介して作動して弁開口部の開度を制御することにより、二次側通路内の圧力(二次側圧力)を所定の設定圧に整圧できるように構成されている。
このような整圧装置の特性は、例えば、本願の図2の図表に示されるような、横軸を流量(Q)とし、縦軸を二次側圧力(P2)とする特性線で表現され、整圧装置の理想的な整圧特性は、流量(Q)の変化にかかわらず、二次側通路における二次側圧力(P2)が一定の圧力に整圧されるものである。
Such a pressure regulator generally includes a primary side passage and a secondary side passage communicating with each other via a valve opening, a diaphragm mechanism forming a diaphragm chamber, a valve shaft connected to the diaphragm mechanism, and a valve shaft The valve body operates via the diaphragm mechanism and the valve shaft to control the opening of the valve opening as the pressure in the diaphragm chamber communicates with the secondary passage. By doing so, the pressure in the secondary side passage (secondary side pressure) can be regulated to a predetermined set pressure.
The characteristics of such a pressure regulating device are expressed by a characteristic line having a horizontal axis as a flow rate (Q) and a vertical axis as a secondary pressure (P2) as shown in the chart of FIG. The ideal pressure regulating characteristic of the pressure regulating device is that the secondary pressure (P2) in the secondary passage is regulated to a constant pressure regardless of the change in the flow rate (Q).
しかしながら、ダイヤフラム機構を備えた整圧装置においても、その整圧装置が使用される使用条件、例えば、流量範囲、整圧範囲によっては、図2の図表中「A」の破線で示すように、大流量側において、二次側圧力(P2)が過度に低下する場合があり、整圧装置を必ずしも現場の状況に適した状態で使用することができないという問題があった。
すなわち、図2の図表中「A」の破線で示すように、小流量域においては、二次側圧力(P2)は、若干低下した後に上昇に転ずるが、大流量域においては、二次側圧力(P2)が極端に低下することになり、この状態となる一因としては、弁体下部に、いわゆる、一次側圧力に近い高圧領域が形成され、弁開口部の開度不足が発生するためと考えられる。
However, even in a pressure regulator equipped with a diaphragm mechanism, depending on the use conditions in which the pressure regulator is used, for example, the flow rate range and the pressure regulation range, as shown by the broken line “A” in the diagram of FIG. On the large flow rate side, the secondary side pressure (P2) may decrease excessively, and there is a problem that the pressure regulator cannot always be used in a state suitable for the on-site situation.
That is, as shown by the broken line “A” in the chart of FIG. 2, in the small flow rate region, the secondary pressure (P2) starts to rise after being slightly lowered, but in the large flow rate region, the secondary side pressure The pressure (P2) is extremely reduced, and one of the reasons for this state is that a so-called high pressure region close to the primary pressure is formed at the lower part of the valve body, resulting in insufficient opening of the valve opening. This is probably because of this.
そこで、弁体に作用する一次側圧力と二次側圧力との差圧をキャンセルするため、一次側通路に連通する一次側バランス室(例えば、本願の図1の「14」参照)と二次側通路に連通する二次側バランス室(同「15」参照)とを形成するバランスダイヤフラム(同「13」参照)を設け、当該バランスダイヤフラムが、一次側バランス室と二次側バランス室に隣接する状態で、一次側通路とダイヤフラム室との間に配設され、当該バランスダイヤフラムを弁軸に連設した構成の整圧装置が提案されるに至った(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to cancel the differential pressure between the primary side pressure and the secondary side pressure acting on the valve body, the primary side balance chamber (for example, refer to “14” in FIG. 1 of the present application) and the secondary communicating with the primary side passage. A balance diaphragm (see "13") is formed to form a secondary balance chamber (see "15") communicating with the side passage, and the balance diaphragm is adjacent to the primary balance chamber and the secondary balance chamber In this state, a pressure regulating device is proposed which is disposed between the primary passage and the diaphragm chamber and has a configuration in which the balance diaphragm is connected to the valve shaft (see, for example, Patent Document 1).
この整圧装置によれば、一次側通路からの多量の流体が二次側通路の弁体の下部へ流入し、弁体下部の圧力が高くなっても、その高圧の流体が二次側バランス室の圧力を上昇させて弁体を開き方向に作動させるので、図2の図表中「B」の一点鎖線で示すように、流体の量(Q)の増加に伴って、弁開口部を通流する流体の量も確保することができ、二次側圧力(P2)の極端な低下を防止することができる。 According to this pressure regulator, even if a large amount of fluid from the primary passage flows into the lower portion of the valve body in the secondary passage and the pressure in the lower portion of the valve body increases, the high pressure fluid is balanced on the secondary side. Since the valve body is actuated in the opening direction by increasing the pressure in the chamber, the valve opening passes through the valve opening as the amount of fluid (Q) increases as indicated by the dashed line “B” in the chart of FIG. The amount of fluid flowing can be secured, and an extreme decrease in the secondary pressure (P2) can be prevented.
しかしながら、上記特許文献に記載の整圧装置では、例えば、図2の図表中「B」の一点鎖線で示すような性能特性に固定されるため、実際に使用する際、その使用する流量域に最適な性能特性を備えた整圧装置を得ることが困難となる。 However, in the pressure regulating device described in the above-mentioned patent document, for example, the performance characteristics are fixed as indicated by the alternate long and short dash line of “B” in the chart of FIG. It would be difficult to obtain a pressure regulator with optimal performance characteristics.
本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、汎用性を備え、かつ、実際に使用する流量域に適した性能特性を得ることのできる整圧装置を提供することにある。 The present invention pays attention to such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a pressure regulator that has versatility and can obtain performance characteristics suitable for a flow rate range that is actually used. There is.
上記目的を達成するための本発明による整圧装置は、弁開口部を介して互いに連通する一次側通路と二次側通路を有し、かつ、当該二次側通路に連通するダイヤフラム室を形成するダイヤフラム機構を内装する装置本体と、前記ダイヤフラム機構に連設されて前記装置本体に摺動自在に保持される弁軸と、当該弁軸に連設されて前記弁開口部の開度を制御する弁体とを備え、当該弁体が、前記ダイヤフラム室の圧力変動に伴って前記弁開口部の開度を制御するように構成され、前記弁体に対して前記一次側通路から作用する一次側圧力と前記二次側通路から作用する二次側圧力との差圧をキャンセルするため、前記一次側通路に連通する一次側バランス室と前記二次側通路に連通する二次側バランス室とを備え、少なくとも前記一次側バランス室に隣接するバランスダイヤフラムが、前記弁軸に連設されている整圧装置であって、
その特徴構成は、前記二次側通路と前記二次側バランス室とを連通する連通路に当該連通路を通流する流体の通流量を調節するバルブが設けられ、前記二次側バランス室と前記ダイヤフラム室とが絞り孔により連通されている点にある。
To achieve the above object, a pressure regulator according to the present invention has a primary side passage and a secondary side passage communicating with each other through a valve opening, and forms a diaphragm chamber communicating with the secondary side passage. A device body having a diaphragm mechanism therein, a valve shaft connected to the diaphragm mechanism and slidably held by the device body, and an opening degree of the valve opening portion connected to the valve shaft. A valve body that is configured to control the opening of the valve opening in accordance with pressure fluctuations in the diaphragm chamber, and that acts on the valve body from the primary passage. A primary balance chamber communicating with the primary passage and a secondary balance chamber communicating with the secondary passage in order to cancel the differential pressure between the side pressure and the secondary pressure acting from the secondary passage; Comprising at least the primary side balun Balance diaphragm adjacent chambers, a Sei圧 device which is continuously provided on the valve shaft,
The characteristic configuration is that a valve for adjusting a flow rate of a fluid flowing through the communication path is provided in a communication path communicating the secondary side path and the secondary side balance chamber, and the secondary side balance chamber and The diaphragm chamber is in communication with the diaphragm hole.
上記特徴構成によれば、二次側通路と二次側バランス室とを連通する連通路に通流量を調節するバルブが設けられ、二次側バランス室とダイヤフラム室とが絞り孔により連通されているので、連通路に設けられたバルブおよび絞り孔によって連通路を通流する流体の通流量を調節する(具体的には、一種の絞りとして働かせる)ことにより、整圧装置の性能特性を自由に設定することが可能となる。
すなわち、図2の図表を参照して、例えば、バルブを全閉または全閉近くにまで閉じると、「A」の破線で示す性能特性を有し、バルブを全開にすると、「B」の一点鎖線で示す性能特性を有する整圧装置であれば、バルブを調節することにより、例えば、「C」の実線で示すように、「A」と「B」の間で性能特性を自由に設定することができる。
したがって、流量域の異なる各種流体の整圧に対応可能な汎用性を備えるとともに、実際の実施に際しては、使用する流量域に適した性能特性に設定して、所望通りの整圧効果を得ることができる。
According to the above characteristic configuration, the valve for adjusting the flow rate is provided in the communication path that connects the secondary side passage and the secondary side balance chamber, and the secondary side balance chamber and the diaphragm chamber are communicated by the throttle hole. Therefore, the performance characteristics of the pressure regulator can be freely adjusted by adjusting the flow rate of the fluid that flows through the communication path using the valves and throttle holes provided in the communication path (specifically, it functions as a kind of throttle). It becomes possible to set to.
That is, referring to the chart of FIG. 2, for example, when the valve is fully closed or close to the fully closed state, it has a performance characteristic indicated by a broken line “A”. If the pressure regulating device has the performance characteristic indicated by the chain line, the performance characteristic is freely set between “A” and “B” by adjusting the valve, for example, as indicated by the solid line “C”. be able to.
Therefore, it has versatility that can cope with pressure regulation of various fluids with different flow rate ranges, and in actual implementation, set performance characteristics suitable for the flow rate range to be used to obtain the desired pressure regulation effect. Can do.
本発明による整圧装置の更なる特徴構成は、前記弁体が、前記二次側通路側から前記弁開口部の開度を制御し、前記バランスダイヤフラムが、前記一次側バランス室と前記二次側バランス室に隣接する状態で、前記一次側通路と前記ダイヤフラム室との間に配設され、前記連通路の前記二次側通路への連通端部が、前記弁体の下方に開口している点にある。 The pressure regulating device according to the present invention is further characterized in that the valve body controls the opening of the valve opening from the secondary passage side, and the balance diaphragm includes the primary balance chamber and the secondary side. In a state adjacent to the side balance chamber, it is disposed between the primary side passage and the diaphragm chamber, and a communicating end portion of the communication passage to the secondary side passage opens below the valve body. There is in point.
上記特徴構成によれば、弁体が、二次側通路側から弁開口部の開度を制御し、バランスダイヤフラムが、一次側バランス室と二次側バランス室に隣接する状態で、一次側通路とダイヤフラム室との間に配設されているので、バランスダイヤフラム、一次側バランス室、二次側バランス室などを合理的に配置して、整圧装置自体を簡素化することができる。
そして、連通路の二次側通路への連通端部が、弁体の下方に開口しているので、例えば、弁が大きく開いて一次側通路からの流体が弁体の下部へ流入し、弁体下部の圧力が高くなった場合、二次側バランス室の圧力を迅速に上昇させて弁体を開き方向に作動させることになり、状況に応じた適切で迅速な弁開口部の開度制御が可能となる。
According to the above characteristic configuration, the valve body controls the opening degree of the valve opening from the secondary side passage side, and the balance diaphragm is adjacent to the primary side balance chamber and the secondary side balance chamber. Therefore, the pressure regulating device itself can be simplified by rationally arranging the balance diaphragm, the primary balance chamber, the secondary balance chamber, and the like.
And since the communicating end part of the communicating path to the secondary side passage opens below the valve body, for example, the valve opens widely and the fluid from the primary side passage flows into the lower part of the valve body, When the pressure in the lower part of the body becomes high, the pressure in the secondary balance chamber is quickly increased to operate the valve body in the opening direction, and appropriate and quick opening control of the valve opening according to the situation Is possible.
本発明による整圧装置の更なる特徴構成は、前記連通路が、前記装置本体の外側に配設された管部材により形成され、前記バルブが、当該管部材に設けられている点にある。 A further characteristic configuration of the pressure regulating device according to the present invention is that the communication path is formed by a tube member disposed outside the device body, and the valve is provided in the tube member.
上記特徴構成によれば、連通路を通流する流体の通流量を調節するバルブが、装置本体の外側に位置することになり、装置本体の外側から容易、迅速に、その整圧装置の性能特性を自由に設定することができる。 According to the above characteristic configuration, the valve for adjusting the flow rate of the fluid flowing through the communication path is located outside the apparatus main body, and the performance of the pressure regulator is easily and quickly from the outside of the apparatus main body. Characteristics can be set freely.
本発明による整圧装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の整圧装置は、例えば、都市ガス用の導管に装着されて、上流側の高圧ガスを減圧して下流側に供給するためのもので、図1に示すように、装置本体1が、上流側の導管(図示せず)に接続される一次側通路2と、下流側の導管(図示せず)に接続される二次側通路3を有し、一次側通路2と二次側通路3が、弁開口部としての円形の弁ポート4を介して互いに連通されている。
装置本体1には、ダイヤフラム機構5が、一次側通路2の上方に位置する状態で内装され、下方に位置するダイヤフラム室としての下室6と上方に位置する上室7とを区画形成している。
An embodiment of a pressure regulator according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The pressure regulator of the present invention is, for example, attached to a city gas conduit, and is used to depressurize high-pressure gas on the upstream side and supply it to the downstream side. As shown in FIG. A
The apparatus main body 1 is provided with a
ダイヤフラム室としての下室6は、管路8を介して二次側通路3に連通され、上室7は、大気開口部9によって大気圧に維持され、当該上室7には、ダイヤフラム機構5を下方に押し下げるための圧縮スプリング10が内装されている。
ダイヤフラム機構5には、弁軸11が連設され、当該弁軸11が、その軸心に沿って上下方向に摺動自在に、下室6の底壁6aを貫通する状態で装置本体1に保持され、弁軸11の下端には、弁ポート4の開度をその下方から、言い換えると、二次側通路3側から制御する円形の弁体12が設けられ、当該弁体12が、下室6の圧力変動に伴って、ダイヤフラム機構5および弁軸11を介して上下に摺動して弁ポート4の開度を制御するように構成されている。
A
A
下室6の底壁6aの下方には、バランスダイヤフラムとしてのベロフラム13が配設され、下方に位置する一次側バランス室14と上方に位置する二次側バランス室15とを区画形成している。つまり、ベロフラム13が、一次側バランス室14と二次側バランス室15とに隣接する状態で設けられ、一次側バランス室14は一次側通路2に連通され、二次側バランス室15は、連通路としてのバイパス管16を介して二次側通路3に連通されている。
バランスダイヤフラムとしてのベロフラム13は、弁軸11に連設され、弁体12に対して一次側通路2から作用する一次側圧力と二次側通路3から作用する二次側圧力との差圧をキャンセルするように構成されている。
Below the
A
二次側通路3と二次側バランス室15とを連通する連通路としてのバイパス管16は、装置本体1の外側に配設された各種の管部材、例えば、金属製の管部材、あるいは、可撓性を有する合成樹脂製の管部材などにより形成され、当該バイパス管16の二次側通路3への連通端部が弁体12の中心下方に開口するように配置されている。
バイパス管16を形成する管部材において、装置本体1の外側に配設された部位には、バイパス管16を通流するガスの通流量を調節するバルブ17が設けられ、二次側バランス室15とダイヤフラム室としての下室6を区画する底壁6aには、二次側バランス室15と下室6とを連通する絞り孔としてのブリード孔18が設けられている。
The
In the pipe member that forms the
つぎに、この整圧装置の作動および性能特性について説明する。
例えば、弁体12が弁ポート4を閉じた閉弁状態で、二次側通路3の二次側圧力が低下すると、下室6の圧力も低下し、弁軸11が下方へ摺動し、弁体12も下方へ移動して開弁され、一次側通路2のガスが、弁ポート4を通って二次側通路3に流入する。
弁体12が更に下方へ移動して弁が大きく開き、多量のガスが二次側通路3の弁体12の下部へ流入し、弁体12の下部の圧力が高くなると、その高圧のガスがバイパス管16を介して二次側バランス室15の圧力を上昇させ、弁体12を下方(開き方向)へ移動させるように作用する。
その結果、図2の図表中「B」で示すように、ガスの量(Q)が増加しても、二次側圧力(P2)が極端に低下することはなく、逆に、上昇するような性能特性を示す。
Next, the operation and performance characteristics of the pressure regulator will be described.
For example, when the secondary pressure in the
When the
As a result, as indicated by “B” in the chart of FIG. 2, even if the amount of gas (Q) increases, the secondary pressure (P2) does not decrease extremely, but conversely increases. Performance characteristics.
そして、本発明の整圧装置では、バイパス管16にバルブ17が設けられ、当該バルブ17によって、バイパス管16を通流するガスの通流量を調節することができるので、バルブ17の調節により性能特性を自由に設定変更することができる。
すなわち、バルブ17を全閉にすると、バイパス管16が設けられていない構成のものと同じ結果となり、図2の図表中「A」の破線で示す性能特性になる。バルブ17を全開にすると、「B」の一点鎖線で示す性能特性になり、バルブ17を全閉と全開の間に設定すると、「A」と「B」の間の性能特性、例えば、「C」の実線で示す性能特性となり、実際に使用する流量域に最適な性能特性に設定することができる。
In the pressure regulator of the present invention, the
That is, when the
〔別実施形態〕
(1)別実施形態を図3に基づいて説明するが、先の実施形態で説明した構成部品または同じ作用を有する構成部品については、同じ符号を付すことで説明を省略し、主として先の実施形態と異なる構成について説明する。
先の実施形態では、二次側バランス室15をバランスダイヤフラムとしてのベロフラム13の上方に隣接して設けた例を示したが、図3に示すように、弁体12の下方に二次側バランス室15を設け、二次側通路3の下流側、つまり、弁が大きく開いて出側管内の流速が速くなった場合、ベンチュリ効果により圧力が低くなる部位(図3の「4a」で示す部位)と二次側バランス室15とを各種の管部材からなる連通路としてのバイパス管16で連通し、そのバイパス管16にバルブ17を設けることもできる。
その場合、弁体12の下方に筒体12aを設け、当該筒体12aが二次側バランス室15に対して摺動するように構成し、ベロフラム13の上方は、ダイヤフラム室としての下室6の一部として構成する。そして、二次側バランス室15と下室6を管路19で連通し、その管路19内に絞り孔としてのブリード孔18を設けるのである。
[Another embodiment]
(1) Although another embodiment will be described with reference to FIG. 3, the components described in the previous embodiment or the components having the same action are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. A configuration different from the form will be described.
In the previous embodiment, an example in which the
In that case, a
この別実施形態の整圧装置によれば、バルブ17を全閉近くにまで閉じると、図4の図表中「A」の破線で示す性能特性になり、バルブ17を全開にすると、「B」の一点鎖線で示す性能特性になる。
そして、バルブ17を全閉と全開の間に設定することにより、「A」と「B」の間の性能特性、例えば、「C」の実線で示す性能特性となり、先の実施形態の場合と同様、実際に使用する流量域に最適な性能特性に設定することができる。
According to the pressure regulating device of this other embodiment, when the
Then, by setting the
(2)これまでの実施形態では、連通路としてのバイパス管16が、装置本体1の外側に配設された管部材により形成された例を示したが、連通路16を装置本体1に内装して実施することもできる。
例えば、図1に示した実施形態において、弁軸11の中心に弁軸11に沿って延びる連通路16を形成し、当該連通路16の上方開口端が二次側バランス室15に連通し、下方開口端が弁体12に設けた開口を介して二次側通路3に連通するように構成することもでき、その場合、バルブ17も装置本体1に内装することになる。
(2) In the above embodiments, the example in which the
For example, in the embodiment shown in FIG. 1, a
(3)これまでの実施形態では、都市ガス用の導管に装着される整圧装置を例示したが、本発明の整圧装置は、特に都市ガス用に制限されるものではなく、都市ガス以外の各種のガス用として、更には、上水を含む各種の液体用としても適用可能である。 (3) In the embodiments described so far, the pressure regulator attached to the city gas conduit has been exemplified. However, the pressure regulator of the present invention is not particularly limited to city gas, and other than city gas. It can be applied to various gases, and also to various liquids including clean water.
1 装置本体
2 一次側通路
3 二次側通路
4 弁開口部
5 ダイヤフラム機構
6 ダイヤフラム室
11 弁軸
12 弁体
13 バランスダイヤフラム
14 一次側バランス室
15 二次側バランス室
16 連通路
17 バルブ
18 絞り孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus
Claims (3)
前記二次側通路と前記二次側バランス室とを連通する連通路に当該連通路を通流する流体の通流量を調節するバルブが設けられ、前記二次側バランス室と前記ダイヤフラム室とが絞り孔により連通されている整圧装置。 A device main body having a primary side passage and a secondary side passage communicating with each other through the valve opening, and having a diaphragm mechanism forming a diaphragm chamber communicating with the secondary side passage, and communicating with the diaphragm mechanism A valve shaft that is slidably held by the device main body, and a valve body that is connected to the valve shaft and controls the opening of the valve opening, the valve body including the diaphragm chamber. The primary side pressure acting on the valve body from the primary side passage and the secondary side pressure acting from the secondary side passage are configured to control the opening of the valve opening in accordance with pressure fluctuations In order to cancel the differential pressure between the primary side passage and the primary side balance chamber, the secondary side balance chamber communicated with the secondary side passage, and at least a balance diaphragm adjacent to the primary side balance chamber The valve stem A Sei圧 device is set,
A valve that adjusts the flow rate of the fluid flowing through the communication passage is provided in the communication passage that connects the secondary passage and the secondary balance chamber, and the secondary balance chamber and the diaphragm chamber are connected to each other. A pressure regulator connected by a throttle hole.
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