JP2503920Y2 - 定流量弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は定量供給が必要とされる上水、工業用水、農
業用水、石油または化学薬液などの流体輸送配管に使用
される定流量弁の改良に関するものである。

〔従来の技術〕 本出願人は、定流量制御を目的とした自動調整弁とし
て、定流量制御機能、制御流量値の任意設定機能および
止水弁としての開閉機能を同時に備えた定流量弁を考案
し先に出願した。該出願は、実開昭62-96173号公報に
「定流量弁」として開示されている。

前記実開昭62-96173号公報に開示されている「定流量
弁」は、第２図に示すように、ストップ弁型本体５に下
流側から上流側に向かって縮径された形状を有する開口
部６を設け、該開口部６とピストン弁12の下端に取り付
けられた弁体とによってオリフィス21を形成し、その前
後に発生する圧力差を該ピストン弁12内部およびバネ座
19に設けられた圧力導入口から、シリンダー11内にピス
トンによって形成されている１次圧室24および２次圧室
25へと各々導通することによって増幅し、該ピストン弁
12を該圧力差に応じて作動させオリフィス21を拡大・縮
小させることによって流量を一定に制御するとともに、
該シリンダー11を開口部軸線方向に進退動可能に配設す
ることで、前記弁体12の開口部６に対する初期作動位置
を変化させ、制御流量値の任意設定を可能にしている。
また、前記シリンダー11下端面にシール部11aが設けら
れているため、該シール部11aを弁座部８に押圧させる
ことで完全に流体を閉止させることができる。以上のよ
うにこの定流量弁は、従来になかった「定流量制御」、
「制御流量値の任意設定」および「止水弁」の３つの機
能を同時に併せもつものである。更に、流体の滞留しが
ちなシリンダー11内部も、前記ピストン弁12が摺動自在
に嵌合されているため、ピストン弁内部に圧力導入口か
ら１次圧室24に流入した流体は、ピストン摺動部からリ
ークして２次圧室25、出口流路３へと流れて行くので、
いわゆる「死水」が発生しない構造となっている。その
ため半導体製造分野を始めとする化学工業分野で利用価
値が大なるものである。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、この形式のものはゴミの非常に多いラ
インに使用すると前記リークのためにピストンの摺動部
にゴミ等の異物が咬み込み、定流量制御作動に支障をき
たす場合があるし、また配管系の振動や脈動によって、
スプリングの共振やハンチングなどを発生する場合があ
ることがわかった。

本考案は、以上のような問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は「定流量制御」、「制御流量値の任意設
定」、および「止水弁」の３つの機能を維持しながら、
ゴミ等の異物による該作動不良の生じない、かつ、ハン
チングやスプリングの共振を防止した、構造が簡単でコ
ンパクトな定流量弁を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するための本考案の構成をその実施例
に対応する第１図を参照して説明する。

本考案の定流量弁は、内部に設けられた隔壁１により
流路がわん曲された入口流路２と、出口流路３と、さら
に入口流路２の軸線に対してある角度をもって配された
軸線を持ち、かつ、入口流路２と出口流路３との間に位
置する中空室４とを有するストップ弁型本体５、該弁本
体５内に設けられ入口流路２と中空室４とを連通し、か
つ、その内周面が下流側から上流側に向かって縮径され
た形状を有する開口部６、弁本体５に装着された蓋体
９、該蓋体９に支持され開口部６の軸線にほぼ一致する
軸線を有し、該軸線方向に進退動可能なスピンドル10、
該スピンドル10の下端部に一体的に設けられ、開口部６
に連通するよう中空室４内に進退動可能に装着され、か
つ、その下端シール面11aが開口部６の弁座部８に当接
可能なシリンダー11、該シリンダー11内に摺動自在に嵌
合され、その内部に開口部６と連通する貫通口15を有
し、かつ、開口部６とほぼ同一軸線上に位置し開口部６
との間にオリフィス21を形成することができるよう配設
された弁体12、及び該弁体12を開口部６から離間させる
よう付勢し、かつ、流体圧力の変動に応じる伸縮作用の
実質的開始時期が相互に異なるよう弁体12と前記シリン
ダー11との間に配設されたバネ定数の異なる第１のスプ
リング17および第２のスプリング18を具備してなる定流
量弁であって、弁体12に設けられた貫通口15の流入口15
aおよび流出口部15bの少なくとも一方にストレーナー16
を装着したことを特徴とするものである。

〔作用〕

上記構成の本考案の定流量弁の作用を第１図を参照し
て説明する。

第１図において、流体を流通させると、入口流路２か
ら開口部６に達した流体は、オリフィス21を通過して中
空室４、出口流路３へと流出するが、その一部は弁体12
の貫通口15からストレーナー16を経てシリンダー11内上
部の１次圧室まで達した後、シリンダー11内周面と弁体
12との摺動部からリークして弁体12とシリンダ11との間
の２次圧室に至り、この２次圧室から中空室４、出口流
路３へと流出する。この際、流体が少々のゴミや異物等
を含んでいても、それらはストレーナー16によってくい
止められ前記弁体摺動部へと至ることはないので、弁体
12の移動によってその摺動部にゴミ・異物等を咬み込
み、作動不良をおこすことがない。また、流体がストレ
ーナー16を通過する際に発生する流体抵抗によって、弁
体12はその作動の時、作動速度にほぼ比例した抵抗を受
けるので、ストレーナー16はいわゆるダンパーの作用を
し、配管系の種々の要因から発生するハンチングや第1,
第２のスプリング17および18の共振が防止され弁は安定
した制御を行うことができる。

つぎに、オリフィス21の上流側と下流側に圧力差が発
生すると、この圧力差にほぼ等しい圧力差が１次圧室と
２次圧室に生じるので、弁体12は圧力差の大小の変化に
伴いその作用をうけて、第１のスプリング17または第１
のスプリング17および第２のスプリング18を付勢しなが
ら開口部６方向へ、あるいは第１のスプリング17または
第１のスプリング17および第２のスプリング18の弾性反
発力によって付勢されながら開口部６から離間される方
向へと作動する。この弁体12の作動に伴って、開口部６
で形成されているオリフィス21は拡大・縮小されること
になるので、流体は配管圧力の変動に拘らず一定に自動
制御される。

次に、スピンドル10およびシリンダー11を開口部６方
向へ移動させ固定すると、それに従って弁体12も移動す
る。開口部６は上流側へ向かって縮径されているからオ
リフィス21は縮小されることになる。従って制御流量は
小となる。

逆にスピンドル10およびシリンダー11を開口部６から
離間させる方向へ移動させ固定すると、オリフィス21は
相対的に拡大されるので制御流量は大となる。

このように、スピンドル10およびシリンダー11の移動
は、制御流量値を大小任意に変化させるよう作用する。

さらに、スピンドル10およびシリンダー11を開口部６
方向へ移動させ、ついにはシリンダー11の下端シール面
11aが開口部６の弁座部８に当接し、押圧されるように
すると、中空室４と出口流路３との間が完全閉塞される
ので、流体の流れは止められ、弁は完全な閉止状態とな
る。

〔実施例〕

本考案の実施例を第１図を参照して説明する。この実
施例は、入口流路２の軸線に対し中空室４の軸線が下流
側に傾斜しているＹ型の定流量弁である。

第１図において、５は弁本体であって、内部に設けら
れた隔壁１により、流路がわん曲された入口流路２と出
口流路３およびこの入口流路２と出口流路３との間に位
置する中空室４を有している。

７は縮流管であって、その上部外周面にシール用の弁
座部８が設けてあり、その内部には下流側から上流側へ
向かって縮径されたなめらかな曲面形状の開口部６を有
し、この開口部６が入口流路２と中空室４を連通するよ
う、中空室４底部に位置する弁本体５の隔壁１及び内壁
に螺合接着されている。

９は蓋体であり、その中央部に開口部9aを有するシリ
ンダー状で、その下端部を弁本体５の中空室４上端部に
螺合して締めつけることにより、弁本体５に固定されて
いる。蓋体９の開口部9aには、スピンドル10およびスピ
ンドル10に螺合されているスリーブ22が保持されてい
る。11はシリンダーであって、スピンドル10の下端に一
体的に設けられており、前記中空室４内に進退動自在に
装着されている。12は弁体であり、上端部にピストン状
鍔部13を有し、下端部に円錐台状の突起部14が接着固着
して設けられ、その内部に、開口部６と１次圧室24とを
連通する貫通口15を有し、かつ、その流出口15bにはリ
ング状フレームの下端に60メッシュの網を接着したスト
レーナー16が着脱自在に装着されており、シリンダー11
内を摺動自在に移動できるよう、かつ、その突起部14が
前記開口部６と必要に応じてオリフィス21を形成できる
よう配設されている。17,18は各々第１および第２スプ
リングであって、バネ定数は第１スプリング＜第２スプ
リングとなるよう、また自由長は第１スプリング＞第２
スプリングとなるように設定してある。第１スプリング
17は、その内部に前記弁体12を、第２スプリング18は、
その内部に第１スプリング17を各々可及的に接しないよ
う挿入してあり、かつ、第１スプリング17の上端は弁体
12の鍔部13に、その下端は後記バネ座19に当接するよ
う、また第２スプリング18はフリーの状態で、シリンダ
ー11内に装着されている。第１のスプリング17および第
２のスプリング18は、前記弁体12の作動に伴う実質的な
作用の開始時期が相互に時間差をもつように配設されて
おり、前記圧力差およびその変動が小なる時には第１の
スプリング17、前記圧力差およびその変動が大なる時に
は主に第２のスプリング18が作用するようにし、このよ
うな作用を効果的にするためにバネ定数は上記のように
第１スプリング＜第２スプリング、自由長は第１スプリ
ング＞第２スプリングとする。19は、内部に開口部を有
するバネ座であって、該開口部に前記弁体12が摺動自在
に嵌合され、かつ、シリンダー11内に流体の出入が可能
なように複数の圧力導入口19aを有しており、シリンダ
ー11内に勘合され、ストップリング20によって止められ
ている。23はハンドルであって、スリーブ22を介してス
ピンドル10と係合している。

上記の構成からなる本実施例の作動は以下の通りであ
る。

第１図において、流体を通過させると、入口流路２か
ら開口部６に達した流体はオリフィス21を通過して中空
室４、出口流路３へと流出するが、その一部は弁体12の
貫通口15から流入しストレーナー16を経てシリンダー11
の頂壁と弁体12の鍔部13との間の１次圧室24へと達した
後、シリンダー11内周面と弁体12の鍔部13との間隙すな
わち弁体摺動部からリークして、シリンダー11の内壁と
弁体12との間の環状の２次圧室25に至り、バネ座19に設
けられた圧力導入口19aを通って中空室４、出口流路３
へと流出する。この際流体に少々のゴミ・異物等が混入
していたとしても、それらはストレーナー16によって止
められ流体のみが通過するので、前記摺動部へはゴミ・
異物等の咬み込みがなく、弁体12の作動は極めて円滑に
安定して行われる。また、ゴミ・異物が過剰に詰まった
場合でも、前記ストレーナー16は、着脱自在に弁体12に
装着されているから、洗浄を極めて容易に行なえる。

したがって、このストレーナー16は、長期間何回でも
くりかえし使用できるのである。また流体がストレーナ
ー16を通過する際に発生する流体抵抗によって、弁体12
はその作動の時、作動速度にほぼ比例した抵抗を受け
る。したがって、ストレーナー16はいわゆるダンパーと
しての作用をするので、配管系の種々の要因から発生す
るハンチングや第１及び第２のスプリング17,18の共振
が防止され弁は安定した制御を行うことができる。この
ようなストレーナー16の作用を効果的にするためには、
前記摺動部のクリアランスに応じてストレーナー16の目
を可及的に小とすることが必要である。次にオリフィス
21の上流側と下流側との間に圧力差が発生すると、前記
１次圧室24は、オリフィス21の上流側の圧力の影響を直
接受け、また前記２次圧室25はオリフィス21の下流側の
圧力の影響を直接受けるので、これら上流側と下流側と
の圧力差にほぼ等しい圧力差が、前記１次圧室24と２次
圧室25に生じる。そのため弁体12は配管圧力の変動に応
じた該圧力差の大小の変化の作用により第１のスプリン
グ17、または、第1,第２のスプリング17,18を付勢しな
がら、あるいは逆の作用により第１のスプリング17、ま
たは、第1,第２のスプリング17,18から付勢されながら
開口部６方向あるいはその逆方向へと作動し、前記オリ
フィス21を拡大・縮小する。それに従って、流体の流量
は配管圧力の変動に拘らず一定に自動制御される。

次にハンドル23を閉方向に回してスピンドル10、シリ
ンダー11を開口部６方向へ移動させると、オリフィス21
は縮小され流量設定値は小となる。逆に、ハンドル23を
開方向に回すと、逆の作用により流量設定値は大とな
る。

さらに、ハンドル23を閉方向に回しつづけシリンダー
11のシール面11aが前記弁座部８に当接し、押圧するよ
うになると入口流路２と中空室４との間は完全に閉塞さ
れるので、流体の流れは止められ弁は閉止状態となる。

第１図に示された構造を有する口径80^Aの定流量弁18
台を使用して、新規に設けられた配管に設置し通水テス
トを行ったところ、従来品であれば配管時のゴミ・異物
により、通水時の作動不良が20〜30％発生したのに対
し、本考案品では作動不良は０になった。しかも、これ
以後１年間ゴミによるトラブルや、また、ハンチングや
スプリングの共振に伴う制御トラブルも発生せず安定し
た運転ができた。

〔考案の効果〕

本考案は以上説明したような構成および作用を有する
ものであるから、次のような効果を奏する。

ゴミ・異物等を含むラインでも、長期に亙って安定し
た制御が可能である。とくに、新設ラインの通水時にト
ラブルは完全に解決できる。

ストレーナーは着脱自在に装着させておけば、ゴミ・
異物等が過剰につまった場合でも容易に洗浄が可能であ
り、くり返し使用できるし、また、ストレーナーが殆ど
閉塞した状態になっても、ストレーナーを僅かでも液が
通過する限り定流量制御の精度に大きな影響はない。

ストレーナーがダンパーの作用をするので、ハンチン
グやスプリングの共振が防止され、安定した制御を行う
ことができる。

「定流量制御機能」、「流量値の任意設定機能」、及
び「止水機能」を同時に具備している。

流体が弁内をくまなく流れるので、「死水」が発生し
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す縦断面図、第２図は従
来の定流量弁の縦断面図である。 １……隔壁、２……入口流路、３……出口流路、４……
中空室、５……弁本体、６……開口部、７……縮流管、
８……弁座部、９……蓋体、11……シリンダー、12……
弁体、15……貫通口、16……ストレーナー、17……第１
スプリング、18……第２スプリング、19……バネ座、21
……オリフィス、21……１次圧室、25……２次圧室。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に設けられた隔壁により流路がわん曲
   された入口流路と出口流路を有し、さらに、該入口流路
   の軸線に対してある角度をもって配された軸線をもち、
   かつ、前記両流路の間に位置する中空室を有するストッ
   プ弁型本体、前記弁本体内に設けられ前記入口流路と前
   記中空室とを連通し、かつ、その内周面が下流側から上
   流側に縮径された形状を有する開口部、前記弁本体に装
   着された蓋体、該蓋体に支持され前記開口部の軸線にほ
   ぼ一致する軸線を有し該軸線方向に進退動可能なスピン
   ドル、該スピンドルの下端に一体的に設けられ、前記開
   口部に連通するよう前記中空室内に進退動可能に装着さ
   れ、かつ、その下端シール面が前記開口部の弁座部に当
   接可能なシリンダー、該シリンダー内に摺動自在に嵌合
   され、その内部に前記開口部と連通する貫通口を有し、
   かつ、前記開口部とほぼ同一軸線上に配置し該開口部と
   の間にオリフィスを形成することができるよう配設され
   た弁体、及び該弁体を前記開口部から離間させるよう付
   勢し、かつ、流体圧力の変動に応じる伸縮作用の実質的
   開始時期が相互に時間差をもって行われるよう該弁体と
   前記シリンダーとの間に配設されたバネ定数の異なる複
   数のスプリングを具備してなる定流量弁において、該弁
   体貫通口の流入口部および流出口部の少なくとも一方に
   ストレーナーを装着したことを特徴とする定流量弁。