JP2860606B2 - 自力式圧力調整弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば地域冷暖房シス
テムのように特定供給源から多数需要者に熱エネルギー
を配給する配管系等に設けられる自力式圧力調整弁装置
に係り、特に流体の圧力調整と同時に流量を制限するた
めの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】地域冷暖房システムにおいては、一般に
個別需要者の利用態様が様々で、熱媒体の需要流量も不
規則に変動する。したがって、供給源における一元的制
御のみでは流量変化に対応することが困難で、通常は各
需要者ごとに熱媒体の圧力を所望レベルに自動調整する
手段および需要流量が契約値（以下、許容値という）を
超過しないように自動的に制限する手段が必要とされて
いる。

【０００３】そのため、従来は図５に示すように、個別
配管ａごとに圧力調整弁ｂと流量制限弁ｃ（オリフィス
弁ｄおよび差圧弁ｅを一組として構成される）とを併設
することが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来例
によると、圧力調整弁ｂの他に二種類の弁ｄ，ｅを一組
とした流量制限弁ｃを要するため、装置全体が大形化し
て広い設置スペースを必要とする。しかも、流量制限弁
ｃについては、需要流量が許容値を超過しないように需
要者ごとに流量を設定しなくてはならず、その分、調整
作業が煩雑になって、コスト的な面でも不利な構成とな
る。

【０００５】本発明は上述のような問題点を解決するた
めになされたもので、流体の圧力調整および流量制限の
両機能を備えながら、構造が簡単かつ小型で低コストで
あり、しかも、制限流量の設定を精度良く容易に行なう
ことができ、特に地域冷暖房システムに好適する自力式
圧力調整弁装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る自力式圧力調整弁装置は、流体が流れ
る配管と；この配管に設置され、上記流体の圧力に応じ
て弁体を開閉駆動する駆動部を有する圧力調整弁と；上
記配管を流れる流体流量を計測するとともに、この計測
結果に応じた信号を出力する計量器と；上記圧力調整弁
の上流側と上記駆動部とを連通させる制御通路と；この
制御通路を開閉する常閉形の流量調整手段と、この流量
調整手段を開閉駆動することにより上記駆動部に供給さ
れる流体の圧力を調整する駆動手段と、上記計量器から
の信号に応じて上記駆動手段を制御する制御手段と、を
含む流量制限機構と；を備えていることを特徴とするも
のである。

【０００７】

【作用】このような構成において、計量器で計測される
流体の流量が許容値以下の場合、計量器からの信号が制
御手段に入力されても、この信号のレベルが小さいため
に、駆動手段は動作せず、流量調整手段は制御通路を閉
じたままの状態を保つ。そのため、圧力調整弁の弁体
は、配管を流れる流体の圧力に応じて開閉駆動されるこ
とになり、通常の圧力調整（減圧）作用が行われる。

【０００８】計量器で計測される流体の流量が許容値を
超過すると、計量器から制御手段に入力される信号のレ
ベルが増大するので、制御手段は信号のレベルに応じて
駆動手段を制御し、流量調整手段が開方向に駆動され
る。このため、圧力調整弁の上流側の高圧な流体圧力が
制御通路を介して駆動部に導かれ、弁体が閉じ方向に強
制的に駆動される。このため、圧力調整弁の下流側に導
かれる流体の流量が減少し、この流量が上記許容値とな
るように制限される。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例を図１ないし図３を参
照して説明する。図１において、自力式圧力調整弁装置
は、弁本体１、駆動部２および流量制限機構３を一体的
に備えている。弁本体１の弁箱４は、１次流路５および
２次流路６を有し、これら両通路５，６の間に設けられ
た弁孔７の開度を制御する弁体８は、弁軸９を介して上
記駆動部２と連結されている。

【００１０】駆動部２は、弁箱４と連結されたケース１
０を備えている。このケース１０には、密閉された第１
室１１および外気と連通する第２室１２が形成されてお
り、これら両室１１，１２はダイヤフラム１３によって
仕切られている。ダイヤフラム１３の周縁部はケース１
０に支持されており、このダイヤフラム１３の中央部に
弁軸９が連結されている。ケース１０の第１室１１は、
下流側制御通路１５を介して弁本体１の２次通路６と連
通されている。

【００１１】また、弁軸９の先端部は、ケース１０を貫
通しており、この弁軸９の先端部とケース１０との間に
は、弁体８を開方向に付勢するばね１４が介在されてい
る。そのため、後述するように、弁本体１および駆動部
２は、相互に連携して圧力調整作用をなし得るので、こ
れら両者は圧力調整弁を構成していることになる。

【００１２】上記流量制限機構３は、駆動部２の第１室
１１と弁本体１の１次流路５とを互いに連通させる上流
側制御流路１６と、この上流側制御流路１６に設けられ
た流量調整手段としての常閉形の絞り弁１７と、流体の
流量に関連する信号が入力される制御部１８と、この制
御部１８と連携して絞り弁１７を開閉制御する駆動手段
としての電動機１９とを備えている。

【００１３】上記実施例を地域冷暖房システムに適用す
る場合には、図２に示すように、流体としての熱媒体が
流通される個別配管２０に弁本体１が接続され、この弁
本体１の上流側に圧力計２１、開閉弁２２およびストレ
ーナ２３が夫々接続されるとともに、弁本体１の下流側
に開閉弁２２、圧力計２１および計量器２４が夫々接続
される。また、個別配管２０には、弁本体１を迂回する
バイパス管２５が接続されている。バイパス管２５は、
弁本体１の上流側および下流側における上記圧力計２１
および開閉弁２２の間から夫々分岐されており、このバ
イパス管２５の途中には、開閉弁２２が設けられてい
る。

【００１４】上記計量器２４は、個別配管２０を流れる
熱媒体の流量を計測するためのもので、この流量に応じ
た大きさの信号を出力するようになっている。そして、
この信号は、流量制限機構３の制御部１８に入力される
構成となっている。

【００１５】次に、上記実施例の動作を弁本体１が個別
配管２０に接続された場合について説明する。図３に経
過時間（Ｔ）と需要流量（Ｑ）との関係を例示するよう
に、個別配管２０を流れる熱媒体の需要流量が許容値Ｑ
0 以下の場合（領域I ）には、計量器２４からの信号が
制御部１８に入力されても、この信号のレベルが小さい
ために制御部１８は電動機１９を動作させる制御をせ
ず、絞り弁１７は閉じられたままとなる。そのため、上
流側制御流路１６は閉塞されており、駆動部２の第１室
１１と弁本体１の１次流路５との連通が遮断されてい
る。

【００１６】したがって、駆動部２の第１室１１には下
流側制御通路１５を介して弁本体１の下流側圧力が導か
れ、ダイヤフラム１３を閉方向に付勢する。この閉方向
の付勢力とばね１４による開方向の付勢力とが弁軸９を
介してバランスするように弁体８の開度が自動調整され
ることにより、個別配管２０における弁本体１よりも下
流側圧力は、予め設定された所望レベルに維持されてい
る。すなわち、個別配管２０を流れる熱媒体の圧力に応
じて弁体８の開度を自動調整することにより、通常の圧
力調整作用（減圧）が行われる。

【００１７】この状態において個別配管２０を流れる熱
媒体の流量が増大し、需要流量が許容値Ｑ0 を超過する
と、計量器２４から制御部１８に入力される信号のレベ
ルが増大する。このため、制御部１８からの制御により
電動機１９が動作し、絞り弁１７が熱媒体の流量に応じ
て開かれる。

【００１８】したがって、駆動部２の第１室１１に上流
側制御通路１６を介して弁本体１の上流側圧力が導か
れ、ダイヤフラム１３を閉方向に付勢する。この閉方向
の付勢力は、ばね１４による開方向の付勢力に抗して弁
体８を閉方向に強制的に移動させ、これにより弁本体１
の下流側での熱媒体の流量が許容値Ｑ0 （またはその近
傍）まで減少される（領域III ）。すなわち、駆動部２
および流量制限機構３とが互いに連携することにより、
弁本体１による流量制限作用が行われる。

【００１９】そして、熱媒体の需要流量が許容値Ｑ0
（またはその近傍）よりさらに低下すれば（領域IV）、
計量器２４から制御部１８に入力される信号に応じて絞
り弁１７が閉じられ、圧力調整弁の動作態様が流量制限
領域から圧力調整領域に移行される。

【００２０】このような構成によれば、弁本体１の駆動
部２に、計量器２４からの信号によって動作される絞り
弁１７を介して弁本体１の上流側の高い流体圧力を導入
することにより、弁体８を弁本体１の下流側の流体流量
に応じて強制的に動作させるようにしたので、単一の自
力式圧力調整弁で個別配管２０を流れる流体（熱媒体）
の圧力調整および流量制限の両作用を行なうことができ
る。

【００２１】そのため、１次通路５と第１室１１とを結
ぶ上流側制御通路１６に、制御部１８によって制御され
る電動式の絞り弁１７を設置すれば良く、配管ａ上に直
列接続された三つの弁ｂ，ｄ，ｅを要する従来に比べて
構造が簡単かつ小型化される。したがって、個別配管２
０上の所要スペースが少なくて済むとともに、コストの
低減が可能となり、かつまた圧力損失もより小さくな
る。

【００２２】さらに、絞り弁１７は、計量器２４からの
信号に基づいて動作されるので、計量器２４で計測され
た流量と許容流量とが同期化されることになり、初期調
整が容易となるとともに、流量制御の信頼性が向上する
といった利点がある。

【００２３】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、例えば駆動部２に代えて、図４に示す
ようなピストン式駆動部４０やパイロット弁４１を有す
るその他の適宜駆動手段を設けるようにしても良い。そ
の他、本発明の要旨とするところの範囲内で種々の変更
ないし応用が可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、単一の圧
力調整弁で配管を流れる流体の圧力調整および流量制限
の両作用を行なうことができ、直列接続された複数の弁
を要する従来に比べて構造が簡単かつ小型化される。し
たがって、配管上の所要スペースが少なくて済むととも
に、コストの低減が可能となり、かつまた圧力損失もよ
り小さく抑えることができる。

【００２５】さらに、計量器で計測された流体流量と許
容すべき流体流量とが同期化され、その分、初期調整が
容易となるとともに、流量制御の信頼性が向上するとい
った利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る自力式圧力調整弁装置
の断面図。

【図２】自力式圧力調整弁装置を地域冷暖房システムに
適用した場合を示す系統図。

【図３】流体（熱媒体）の流量変化を示す特性図。

【図４】本発明の変形例を示す概略構成図。

【図５】従来の地域冷暖房システムを示す系統図。

【符号の説明】

１…圧力調整弁（弁本体） ２…駆動部 ３…流量制限機構 ８…弁体 １６…制御通路（上流側制御通路） １７…流量制御手段（絞り弁） １８…制御手段（制御部） １９…駆動手段（電動機） ２４…計量器

フロントページの続き (72)発明者 国沢 道明 宮城県仙台市青葉区堤町一丁目12番１号 株式会社本山製作所内 (72)発明者 清水 直剛 宮城県仙台市青葉区堤町一丁目12番１号 株式会社本山製作所内 (56)参考文献 特開 昭55−28163（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−9821（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−41942（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05D 16/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体が流れる配管と； この配管に設置され、上記流体の圧力に応じて弁体を開
   閉駆動する駆動部を有する圧力調整弁と； 上記配管を流れる流体流量を計測するとともに、この計
   測結果に応じた信号を出力する計量器と； 上記圧力調整弁の上流側と上記駆動部とを連通させる制
   御通路と； この制御通路を開閉する常閉形の流量調整手段と、この
   流量調整手段を開閉駆動することにより上記駆動部に供
   給される流体の圧力を調整する駆動手段と、上記計量器
   からの信号に応じて上記駆動手段を制御する制御手段
   と、を含む流量制限機構と；を備えていることを特徴と
   する自力式圧力調整弁装置。