JP2692848B2 - 流量制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流量制御弁に関するものであり，更に詳しく
は風呂釜或いは給湯器等における定流量供給システムに
使用する流量制御弁に関するものである。

〔従来の技術〕

流体を供給するに際しその流量を一定の範囲に制御す
るために種々の流量制御弁が使用されておりその代表的
なものとしてはガバナと称される加減圧弁を使用したも
のがある。

処で，従来の流量制御弁は使用されていたガバナ本体
１の一般的な構造は第２図に示すとおりであり，ガバナ
本体１の外方部にその先端部が流体流入口２に嵌入され
ている，通常ニードルと称される弁体４と，又ガバナ本
体内部には流出孔31を有する通常受圧板と称されるフロ
ート14をそれぞれ個別に設けると共に弁体４はスプリン
グ受け19と弁体４との間に設けたスプリング18により制
御され又，該フロート14はフロート14とワックスサーモ
15（ワックスタイプサーモメーター）に連結されたスプ
リング受け20との間に設けたスプリング17により制御さ
れるようにしたものである。

係る構造のものに於いては２個のスプリングが直列的
に配列されており，且つフロートと弁体とはそれぞれが
流量に対して受ける力と逆向きのスプリングの強さとが
バランスをとって流量を調節するように別々のスプリン
グにより制御されるものである為,2個のスプリングの強
さにバラツキがある場合には制御する流量のバラツキも
大きくなる。

更に該従来の流量制御弁にあっては，流量の変化でフ
ロートが感動しスプリングとのバランスにより弁体を変
位させ流入量をコントロールするもので有るが，流体流
入部の圧力，即ち１次側圧力が弁体を押すことになる
為，調節が不安定となり，又１次側圧力が非常に大きく
なると弁体調圧流路30の外径に加わる力が大きくなる為
弁体が押され流路が閉ざされてしまうと云う欠点があ
り，更には流量調節時に弁体が１次側圧力を受ける為調
節流路を小さくしなければならず最大流量が大きくとれ
ないと云う欠点が見られた。

更に係る従来の流量制御弁に有っては，受圧板部であ
るフロート14は代表的には黄銅で作られおりこれをガバ
ナ本体１内部で一般的にはスライドされて使用しており
又，流体をシールする為にＵ字型バネ22を併用する事か
らヒステリシスが大きく且つ受圧板の加工が複雑となる
上，コストも高価になると云う欠点が見られた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は上記した従来技術の欠点を改良し小型
で軽量であり，しかも安価である流量制御弁を提供する
ものであり，又流量調整が容易で且つ正確に流量制御が
行える簡易な構造のガバナ本体からなる流量制御弁を提
供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成する為に以下の基本的構成
を有する流量制御弁を採用したものである。

即ち，ガバナ本体１において，流体流入口２の二次側
に設けられたダイアフラム又はベローフラム３と流体流
入口２にその先端部分が嵌入されており且つ該ダイアフ
ラム又はベローフラム３（以下ダイアフラム等と云う）
と一体化せしめられている流体流の流入量を制御する弁
体４とから構成されている流量制御弁である。

次に本発明の流量制御弁に使用されるガバナ本体につ
いて図面を参照しながらその具体例を詳細に説明する。

本発明者等はかかるガバナ本体の従来の欠点を改良す
るため，種々検討した結果，従来のガバナ本体の欠点が
その構造そのものが複雑であること，フロートと弁体と
が別々に変位する構造であってしかもフロートと弁体と
が異なるスプリングによってそれぞれ制御されているこ
と等に起因している事実が判明し，かかる構造を簡素す
る必要があることを知得し，その構造について検討し本
発明に到ったものである。

第１図は円筒状配管３内に固設された本発明の流量制
御弁を示すものであり，同図に示す様に，本発明におけ
るガバナ本体の１具体例によれば，ガバナ本体は，ガバ
ナ本体１の外方部で流体が流入してくる一次圧側から流
体流入口２にその先端部が嵌入せしめられている弁体４
と該ガバナ本体１の内部にあって該流体流入口２の二次
圧側に設けたダイアフラム等３とから構成されているも
のであり，且つ該弁体４と該ダイアフラム等３とは適宜
の手段により一体化されているものである。該弁体４の
構造は特に限定されるものでは無いが，該弁体４の先端
部のニードル部分と該流体流入口２との間で流体の流量
が調整出来るものであれば如何なるタイプのものであっ
てもよい。

一方，本発明に於けるダイアフラム等３に於けるダイ
アフラムは金属膜，ゴム膜，フィルム，コーティング処
理された布帛類等のエラスティック性能を有する素材に
より構成されることが望ましい。

又，その種類や，大きさ或いは形状等は使用する弁体
の構造や使用する用途に応じて適宜選択し得るものであ
る。

又，本発明に使用されるベローフラムはこの分野で一
般的に使用されているものであれば如何なるものであっ
ても良い。

該ダイアフラム３にはその略中央部に流体の流出孔５
が設けられおり又該ダイアフラムの周囲は適宜の固着手
段によってガバナ本体１の内面に固定せしめられてい
る。係る構成により該流体流入口２と該ダイアフラム等
３との間に二次圧室が形成されるのである。

更に，該ダイアフラム等３には該弁体４のニードルの
先端部を結合するための適宜の支持体６が設けている。
係る支持体６の構造も特に限定されるもので無いが第１
図における具体例にあっては該支持体６にロッド７が設
けられており，これに該弁体４のニードル部先端に設け
た孔部が係合し両者は揺動自在に一体的に結合せしめら
れる。

尚，本発明に於ける該一体化手段に於いて該支持体６
と該弁体４のニードル部先端との結合位置が調節しうる
様に構成することが好ましい。

次に本発明に於いては，ガバナ本体１の外方部に外弁
体４を被覆する弁体調圧室26を設ける事が好ましい。

即ち，本発明においては，第１図で明らかな様にガバ
ナ本体１の外方部において，該弁体４を被覆する，側面
部に流体流入孔を有している弁体カバー28を取りつけ弁
体調圧室26を形成する事が好ましい。係る弁体カバー28
を形成する材質は特に制限されるものではなくその形状
と共に必要に応じ適宜に選択することが出来る。係る弁
体調圧室26を設ける事により従来弁体の直接加わってい
た１次側の水圧が微小断面積の弁体調圧流路30で減圧さ
れるため安定した流体の制御が出来るのである。

更に本発明にあっては，該弁体に調圧孔27を設けるこ
とも出来る。

かかる構成は流体の圧力を更に減少させうるので流量
の調節をより正確に行う為には望ましいことである。

従って，本発明の実施例では，第１図に示すように，
ガバナ本体１において従来弁体４とスプリング受け19と
の間に設けられていたスプリング18を廃止すると共にフ
ロート14と同一の機能を有するダイアフラム等３と弁体
４とを一体化せしめたものであって，係る構造にしたこ
とにより両者は一体で可動することが出来るので，構造
が極めて簡単となるばかりか，スプリング17と流量によ
る力とのバランスのみにより制御をおこなうものである
ので，複数のスプリングを使用する事によるバラツキが
回避しうるのである。

更に，係る構造の於ては弁体４に求心力が存在する為
微細な変動の調整を行う事も出来るのである。

又本発明に於ては従来技術に於けるフロートの様な摺
動しうる可動部が存在せず，従ってヒテリシスによる流
体圧の変動の発生を防止する事が出来るのである。更に
本発明にあっては，摺動しうる可動部が存在しない為，
ゴミ等による詰まりに起因する故障が無く又，流体の漏
れが無い為安定した弁特性が得られるのである。

更に，本発明に於いては，ダイアフラムと弁体とを一
体化せしたものであることから第２図に示す従来のガバ
ナ本体に於いて使用されたスプリング18を省略出来る事
から，ガバナ本体自身の構造が簡略化され且つその全長
が短くなるのでコストが低減出来るのみならず流量制御
弁全体のサイズを軽量化し小型化することが出来る。

又スプリングの使用が一元化されるので流量の調節に
おけるバラツキも小さくしうる。更に後述する様に調整
手段９により，スプリング17の荷重を変え，設定流量を
調節することにより，一定となる流量も変える事が出来
るので，該流量制御弁の適用範囲も拡大される。

又，本発明において，弁体に弁体カバーを設ける事に
より前記したように弁体に加わる１次側の水圧が微小断
面積の弁体調圧流路30で減圧されるばかりでなく，更に
流入した流体も弁体の調圧孔27を通って該ダイアフラム
等により形成された調圧室に流出する為弁体が受ける圧
力は極微小なものとなり，従ってダイアフラムは流体の
圧力とは無関係に流量のみの力の受ける為極めて安定し
た流体制御が可能となるのである。

尚，本発明においては流体の温度変化に応答してその
流量を所定の値に調整設定するようにする為にサーモス
タット15を使用する構造のものにあっては，第１図に示
すように該ダイアフラム等とスプリング受け20との間に
設けられた流量調整用スプリング17に加えて更に該スプ
リング受け20とガバナ本体１若しくはダイアフラム等と
の間に別のスプリング17′を設けることもできる。

係るスプリング17′の機能は代表的にはワックスサー
モ15（ワックスタイプサーモメーター）と称されるもの
を含む一般的なサーモスタット15自体が熱により膨張し
伸長した場合にこれを元の位置に戻す為にワックスサー
モに対伸長方向と反対の向きの力を付与するものであっ
て，より正確な流体制御を実行するに有効に作用する。
従って該スプリング17′の機能はフロート14の制御の為
のスプリング17とはその機能を異にするものである。一
般的には該スプリング17は比較的反発係数の小さいもの
で有ることが好ましく又，該スプリング17′は比較的反
発係数の高いものを使用する事が望ましい。

本発明にあっては，第１図に示すように，サーモスタ
ット15の伸縮桿８を，従来に於てはガバナ本体の中に設
けていたのに対し，これを該ガバナ本体の外方部で流体
の流出方向に位置せしめたものであって，係る構造とす
る事によりガバナ本体内部の空間を有効に利用し得ると
共に該空間を極力小さくする事が出来るのである。更に
本発明に於ては該伸縮桿８にネジ等からなる調節手段９
を設けることができるので，これによってサーモスタッ
ト15の位置を適宜に調整することが出来る。この事は流
体の温度に応じて流量を精密に制御する事を可能とする
ものである。

次に本発明に係る流量制御弁の作用について述べるな
らば，まず初期状態にあっては，スプリング17に依りダ
イアフラム３は押され，ダイアフラムに結合されている
弁体部は開の状態となっている。配管２の入口より流体
が流れてくると，流体はダイアフラムの中心部にあるオ
リフィス即ち流体流出孔５より流出される。

流量が増すとダイアフラムはその圧力により押されダ
イアフラムに結合されている弁体部は閉じる方向に移動
する。それにより，弁体部の開口面積が減少する為，流
量は低くなり再び弁体部は開く方向に移動することによ
り流体とスプリング17とがバランスを取り一定流量を保
つ様に作動する。

又，調節ネジによりスプリング17の荷重を変え設定流
量を調節する事が出来ると共に温度変化を念頭においた
設定流量の調節を行う事も出来るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる流量制御弁の１具体例を示す断
面図である。 第２図は従来の流量制御弁の構造の例を示す断面図であ
る。 １……ガバナ本体,2……流体流入口， ３……円筒状配管,4……弁体， ５……流体流出孔,6……支持体， ７……ロッド,8……伸縮桿， ９……調節手段,14……ダイアフラム， 15……サーモスタット， 17,17′……スプリング， 19,20……スプリング受け， 22……Ｕ字型バネ， 26……弁体調圧室， 27……調圧孔， 28……弁体カバー， 30……弁体調圧流路,31……流出孔。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガバナ本体において、流体流入口の二次側
   に設けられたダイアフラム又はベローフラムと、流体流
   入口にその先端部分が嵌入されており且つ該ダイアフラ
   ム又はベローフラムと一体化せしめられている流体流の
   流入量を制御する弁体とから構成され 該ダイアフラムの略中央部に流体の流出孔が設けられて
   いる事を特徴とする流量制御弁。
2. 【請求項２】ガバナ本体において、流体流入口の二次側
   に設けられたダイアフラム又はベローフラムと、流体流
   入口にその先端部分が嵌入されており且つ該ダイアフラ
   ム又はベローフラムと一体化せしめられている流体流の
   流入量を制御する弁体とから構成され 該ダイアフラム又はベローフラムと該弁体とは揺動自在
   に結合せしめられている事を特徴とする流量制御弁。
3. 【請求項３】該ダイアフラム又はベローフラムと該ガバ
   ナ本体内部に別に設けられているサーモスタットと連結
   されたスプリング受けとの間に該弁体制御用のスプリン
   グが配置せしめている事を特徴とする請求項１または２
   記載の流量制御弁。
4. 【請求項４】該ダイアフラム又はベローフラムと該ガバ
   ナ本体内部に別に設けられているサーモスタットと連結
   されたスプリング受けとの間に該弁体制御用のスプリン
   グを、又該スプリング受けとガバナ本体の一部との間に
   該サーモスタットの伸縮調整用スプリングとを別個にそ
   れぞれ独立に配置せしめた事を特徴とする請求項１また
   は２記載の流量制御弁。
5. 【請求項５】該サーモスタットの伸縮桿を該ガバナ本体
   の外方部で流体の流出方向に位置せしめた事を特徴とす
   る請求項４記載の流量制御弁。
6. 【請求項６】該サーモスタットの伸縮桿の先端に調節手
   段を設けた事を特徴とする請求項５記載の流量制御弁。