JP2652470B2 - 調節弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は管路における各種流体の
流れを閉止したり制御するための調節弁に関し、特に調
節弁を操作するための操作力が小さくて済み且つ弁漏れ
の少ない調節弁に関する。調節弁は各種流体の流れを制
御するためのものであるが、特に流体圧力が高圧の場
合、弁部材の一次側と二次側に作用する圧力差が大きく
なり、その圧力差に抗して弁部材を操作するには非常に
大きな操作力を必要とする。

【０００２】

【従来の技術】従来は例えば特公平２−１８４７０号公
報に示されている様な所謂ケ―ジ弁が用いられていた。
これは、弁室内に円筒状の周壁と弁プラグからなるケ―
ジを配置し、周壁に流体を通過するための窓と複数の弁
座を設け、弁プラグに弁座に対応した着座部を設けると
共に、弁プラグの上下を連通する貫通孔を設けたもの
で、弁プラグを上下に摺動して流体通過窓の開口面積を
変化させ流れを制御するものである。上下の操作方向に
作用する圧力差は、弁プラグの貫通孔により弁プラグの
上下にほぼ均等に作用することとなり相殺され、弁プラ
グにはほとんど作用しなくなり、小さな操作力でもって
弁を開閉制御することができるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものでは、
弁閉止時において弁漏れを完全に無くすことができない
問題があった。これは、円筒状の周壁の上部と下部にそ
れぞれ弁座を形成し、一体の弁プラグに設けた複数の着
座部で上下２つの弁座を同時にシ―ルしなければなら
ず、確実にシ―ルするためには極めて高度な加工精度を
必要とし事実上困難なものであるためである。

【０００４】また高圧の流体が通過し、特に弁開度が小
さい場合は、弁座と着座部が絞られて高速の流体が流下
することにより、エロ―ジョン損傷を生じ、短期間で両
者の気密性が低下して、さらに弁漏れを促進してしまう
問題もあった。

【０００５】従って本発明の技術的課題は、高圧の流体
を制御する場合であっても、弁部を操作する操作力が小
さくて済み、且つ高度な加工精度を必要とせず長期に渡
って弁漏れの生じない調節弁を得ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を解決
するために講じた本発明の技術的手段は、弁ケ―シング
で入口と弁室と出口を形成し、弁室に入口と出口を区画
する弁部材と弁座部材を対向して配置し、弁部材で弁座
部材の周囲に第一の圧力室を形成すると共に、弁部材の
一端と弁ケ―シングで上記第一の圧力室と対向する第二
の圧力室を形成して、弁部材の他端を弁部材を操作する
ための操作端としたものである。

【０００７】

【作用】上記の技術的手段の作用は下記の通りである。
互いに対向する第一と第二の圧力室を形成したことによ
り、弁部材に作用する一次側と二次側の圧力差は相殺さ
れ、操作端から小さな操作力でもって弁部材を操作する
ことができる。また弁座部材の周囲に、弁部材で形成し
た第一の圧力室により、弁部材が微少開弁した場合で
も、弁部材と弁座部材の間の微少な通路を流下する流体
量は少なく、従って高速で流下することがなく両者にエ
ロ―ジョン損傷を生ぜしめることも無い。

【０００８】

【実施例】上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説
明する（図１参照）。弁ケ―シング１で入口２と弁室３
と出口４を形成する。弁室３内で弁ケ―シング１に設け
た取り付けネジに弁座部材５をネジ結合する。弁座部材
５は、略円柱状で、中央部に弁部材６の着座する着座部
７を設け、着座部７の上方に弁部材６と協働して第一の
圧力室８を設ける。弁部材６は略円錐状で、円錐部分の
一部に着座部７と接合するシ―ル面９を設け、円錐部分
の上部にピストン部１０を形成する。ピストン部１０に
は第一の圧力室８内の圧力を適度に維持するためのラビ
リンス１１を設ける。弁部材６には操作用の操作棒１２
を取り付けると共に、円錐部分の下端を延長し、その先
端部に下部ピストン１３を取り付ける。下部ピストン１
３の外周には摺動パッキング１５を取り付ける。下部ピ
ストン１３の外径は弁部材６のシ―ル面９とほぼ同径に
形成する。下部ピストン１３の外周に、弁ケ―シング１
に取り付けたシリンダ１６を配置する。シリンダ１６内
の上部室１７は連通孔１８により出口４と連通し、下部
室１９は弁部材６を貫通する貫通孔２０により入口２と
連通する。下部ピストン１３とシリンダ１６と上部室１
７と下部室１９とで第二の圧力室２１を形成する。

【０００９】弁部材６が閉弁時（図１に示す状態）、入
口２から流入してきた流体は一部がラビリンス１１を通
り第一の圧力室８に至ると共に一部が貫通孔２０を通り
下部ピストン１３の下部室１９に至る。従って、弁部材
６にかかる入口２側と出口４側の圧力差に基く閉弁方向
の荷重は、下部ピストン１３の上方向の荷重と相殺され
て小さいものとなる。

【００１０】弁部材６を操作棒１２により少量開弁した
場合、ピストン部１０の下端はまだ弁座部材５の円柱状
部内にあり、第一の圧力室８に流入する流体量はラビリ
ンス１１を通過してくる量だけの少量であり、着座部７
とシ―ル面９の間を流下する流体の速度は遅いものとな
る。従って、着座部７とシ―ル面９がエロ―ジョン損傷
を受けることは無い。またこの少量開弁時においても、
ピストン部１０あるいは弁部材６にかかる閉弁方向荷重
は、下部ピストン１３の上方向の荷重と相殺され小さい
ものとなっている。

【００１１】弁部材６をさらに上方へ操作すると、ピス
トン部１０は弁座部材５から完全に離れ、入口２の流体
が多量に流下するが、この場合弁部材６のシ―ル面９と
弁座部材５の着座部７との間の距離も大きく開弁してい
るために流路が絞られることはなく、高速流によるエロ
―ジョン損傷を生じることが無い。

【００１２】本実施例においては、弁部材６に対して入
口流が閉弁方向に作用する例を示したが、逆の場合でも
同様の作用効果を生じる。即ち、入口を図１における４
として出口を２とした場合、入口流は弁部材６に対して
開弁方向に作用するが、下部ピストン１３により下方向
の荷重が作用するために相殺されることとなる。この場
合、貫通孔２０の一端を出口２側と直接連通するのでは
なく、第一の圧力室８内と連通しても良い。この様に流
体圧力による荷重が弁部材６のどのような位置において
も相殺されることは、特に操作棒１２を電動のモ―タや
空気圧のアクチュエ―タ等で操作する場合に、弁開度に
かかわらず一定の操作力で操作することができることと
なり、モ―タやアクチュエ―タの小型化や操作制御の簡
略化あるいは弁そのものの長寿命化に効果がある。

【００１３】

【発明の効果】本発明は下記の特有の効果を生じる。上
記のように本発明によれば、一次側と二次側の圧力差を
第一と第二の圧力室で相殺することにより、弁部材に高
差圧が作用することがなく、従って小さな操作力でもっ
て弁部材を操作することができる。

【００１４】また、弁部材が微少開弁した場合、第一の
圧力室により流下する流体量は少なく、弁部材と弁座部
材の間を高速流体が流下することがなく、エロ―ジョン
損傷を生じることもない。従って、弁と弁座の間のシ―
ル性を初期の高い状態のまま長期に渡って維持すること
ができ、弁漏れを生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の調節弁の実施例の要部断面図である。

【符号の説明】

１ 弁ケ―シング ２ 入口 ４ 出口 ５ 弁座部材 ６ 弁部材 ７ 着座部 ８ 第一の圧力室 １０ ピストン部 １２ 操作棒 １３ 下部ピストン ２０ 貫通孔 ２１ 第二の圧力室

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁ケ―シングで入口と弁室と出口を形成
   し、弁室に入口と出口を区画する弁部材と弁座部材を対
   向して配置し、弁部材で弁座部材の周囲に第一の圧力室
   を形成すると共に、弁部材の一端と弁ケ―シングで上記
   第一の圧力室と対向する第二の圧力室を形成して、弁部
   材の他端を弁部材を操作するための操作端とした調節
   弁。