JP3542638B2 - 複合圧力調整弁 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、配管のシステム途中に設置される圧力調整弁に関し、更に詳しくは、加圧、降圧、放出の各機能を複合化した複合圧力調整弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図8は、液ガスを用いる工場の配管の一例である。液ガス61は断熱構造を有するタンク62に収納され、そのタンク62の内部に挿入された液ガス使用配管63を通じて工場内に液ガス61を取出すようにしている。
【0003】
液ガス61を取出すと、タンク62内の上部空間の圧力が低下するので、これを補充してタンク62の内部を一定圧力に保持しなければならない。このため、タンク62の下部からタンク62の上部にわたり加圧配管64を設け、その加圧配管64の途中に蒸発器65及び加圧調整弁66を設置している。これにより、タンク62内の圧力が低下すると、その内部の液ガス61を取出し、蒸発器65で気化させ、そのガスを加圧調整弁66を経てタンク62の上部に送り、内部を加圧して一定の圧力に保持する。
【0004】
また、液ガス61を使用しないときには、外部からの熱の浸入によりタンク62の内部圧力がわずかづつ上昇するので、これを防止するために前記の加圧調整弁66の後方から前記の液ガス使用配管63に至る降圧配管67を設け、その途中に降圧調整弁68を設置している。これにより、タンク62の内部圧力が上昇すると、ガスを降圧調整弁68を経て液ガス使用配管63にガスを放出し、タンク62の内部圧力を降圧させる。
【0005】
更に、蒸発器65の前後の部分(矢印Eの範囲)の加圧配管64に液封が生じて異常昇圧が起こることを防止するために、範囲E内の加圧配管64に放出配管69を接続し、その放出配管に安全弁70を設置し、これにより異常昇圧時のガスを放出する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来は配管システム内の圧力の加圧、降圧、放出の各機能を発揮するための加圧調整弁66、降圧調整弁68及び安全弁70を個別に設けていたので、システムがコスト高になる問題があった。
【0007】
そこで、この発明はこれらの諸機能を複合化することにより、1台の圧力調整弁によりこれらの諸機能を発揮させることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は、弁箱1に入側通路2と出側通路3及び上記両通路2、3の間の隔壁4を設け、上記隔壁4に設けた弁取付孔5に弁装置6を取付け、上記入側通路2を構成する弁箱1の一部に上記弁装置6と対向した入側開口7を設け、その入側開口7に、ベローズ8の上端のフランジ9を介して排出口11を有する排出側蓋部材12を取付け、上記出側通路3を構成する弁箱1の一部に上記弁装置6と対向した出側開口13を設け、その出側開口13に、ダイヤフラム14を介して圧力調整側蓋部材15を取付け、上記弁装置6を、上記弁取付孔5に固定された環状の固定弁座16と、その固定弁座16内部にスライド自在に挿入された第1弁体17と、その第1弁体17の弁棒18と、上記ベローズ8の下端に取付けられた環状の第2弁体19及びその第2弁体19と第1弁体17との間に介在された環状の可動弁座21とにより構成し、上記可動弁座21の中心孔22、第2弁体19の中心孔23及びベローズ8の内部通路24を前記排出側蓋部材12の排出口11と連通せしせめて排出通路25を構成し、上記第1弁体17を可動弁座21の中心孔22の下端面に密着させると共に、該可動弁座21の下面外周縁を前記固定弁座16上に密着させ、上記ダイヤフラム14に気密を保持して貫通一体化せしめた上記弁棒18を圧力調整ばね26の上部ばね受け27に連結した構成としたものである。
【0009】
なお、上記の可動弁座21の上下両面に、上下対称形の同心円状の3本のリブ28a、28b、28cを形成し、下面の内周側リブ28aと外周側リブ28cをそれぞれ第1弁体17と固定弁座16に密着せしめ、上面の中間リブ28bを第2弁体19に密着せしめた構成とすることもできる。
【0010】
【作用】
(加圧作用)
タンク31(図7参照)の内部圧力が低下すると、出側通路3の圧力が低下するので、ダイヤフラム14が圧力調整ばね26のばね力で押上げられ、同時に弁棒18が上昇するので、第1弁体17が可動弁座21を押上げる。これにより可動弁座21が固定弁座16から離れ、入側通路2と出側通路3とが通じた開弁状態となりタンク31の内部が加圧される。
【0011】
(降圧作用)
タンク31の内部圧力が上昇すると、出側通路3の圧力が上昇するので、その圧力により圧力調整ばね26が圧縮され、ダイヤフラム14が押下げられる。これにより弁棒18が下降するので、第1弁体17が可動弁座21から離れ、出側通路3と排出通路25とが通じた開弁状態となり、タンク31の内部が降圧される。
【0012】
(放出作用)
蒸発器32の前後部分の配管33に液封によって異常昇圧が生じると、入側通路2の圧力が上昇するので、第2弁体19がベローズ8と共に押上げられ、可動弁座21から離れる。これにより、入側通路2と排出通路25とが通じた開弁状態となり、液封されたガスが放出される。
【0013】
【実施例】
図1及び図2に示した実施例の複合圧力調整弁は、弁箱1の左右に入側通路2及びこれと同一軸心状態の出側通路3を有する。また、両方の通路2、3の間に隔壁4が設けられ、その隔壁4の水平部分に上下方向の弁取付孔5が設けられる。
【0014】
また、上記弁取付孔5の上方の入側通路2を構成する弁箱1の一部に入側開口7が設けられ、また該弁取付孔5の下方の出側通路3を構成する弁箱1の一部に出側開口13が設けられている。
【0015】
上記の入側開口7には排出側蓋部材12が気密に取付けられる。その取付け部分に筒状ベローズ8の上端に形成したフランジ9の周縁が介在される。また、上記の出側開口13には、圧力調整側蓋部材15が気密に取付けられる。その取付け部分にダイヤフラム14の周縁が介在される。上記の圧力調整弁側蓋部材15の下端面に圧力調整ボルト41をねじ込み、その上端で下部ばね受け42を支持する。
【0016】
上記圧力調整側蓋部材15の内部に圧力調整ばね26が収納され、その下端が上記の下部ばね受け42により受けられ、その上端が上部ばね受け27により受けられる。上部ばね受け27は、前記のダイヤフラム14の下面に沿って配置され、そのダイヤフラム14を気密を保持して貫通した弁棒18が上部ばね受け27も貫通し、該弁棒18に設けられたツバ43とナット44との間で、ダイヤフラム14と上部バネ受け27とを締め付ける。
【0017】
弁装置6は、図2に示すように、前記の弁取付孔5にねじ結合された環状の固定弁座16、その内側に上下動自在に挿入された第1弁体17、その第1弁体17に嵌合一体化された前述の弁棒18、上記ベローズ8の下端に取付けられた環状の第2弁体19及び第2弁体19の下面と第1弁体17の上面との間に介在された環状の可動弁座21とにより構成される。
【0018】
上記の第2弁体19の内周面の段と排出側蓋部材12の内周面の段の間にバイアスばね45が介在され、これにより第2弁体19及び可動弁座21の姿勢を安定よく装着するようにしている。
【0019】
上記の可動弁座21の中心孔22、第2弁体19の中心孔23及びベローズ8の内部通路24は、排出側蓋部材12の排出口11と連通し、排出通路25を構成する。
【0020】
上記の固定弁座16は、弁取付孔5の内周面にねじ結合され、またその下端に設けたツバ46を弁取付孔5の下端周縁に係合させることによりねじ込みの際の位置決めを行うようになっている。このツバ46の下面に径方向の溝47が4本形成される(図3参照)。この溝47はねじ込みの際の工具の係止溝となると共に、ガスの通路ともなる。
【0021】
第1弁体17は、図3に示すように全体として四角柱をなし、四つのコーナ部分が円弧面をなすように形成され、その円弧面で前記の固定弁座16の内周面を上下方向に摺動する。固定弁座16の内周面と、第1弁体17の平面との間の間隙が、前記の溝47と共にガスの通路を構成する(図4矢印参照)。また、径方向の溝51が形成され、弁棒18の頭部がこれに嵌合される(図3参照)。
【0022】
また、上記第1弁体17の上面に一段高いシール面48が形成される。
前記の可動弁座21はPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等の滑り性の良い合成樹脂で形成され、その上下両面にそれぞれ同心円状の3本のリブ28a、28b、28cが形成され、その下面の外周側リブ28cが固定弁座16と密着し、これにより入側通路2と出側通路3とが閉弁状態となる。
【0023】
また、内周側リブ28aが第1弁体17のシール面48と密着し、これにより出側通路3と排出通路25とが閉弁状態となる。
【0024】
また上面の中間リブ28bと第2弁体19が接触し、これにより入側通路2と排出通路25との間が閉弁状態となる。
【0025】
上記の可動弁座21は上下対称形状であるので、使用が長期に及び各リブ28a、28b、28cの摩耗が生じると、その上下を反転させることにより、未使用の状態のリブ28a、28b、28cを新たに使用することができる。
【0026】
その他、弁箱1の入側通路2の先端、出側通路3の先端及び排出側蓋部材12の先端にそれぞれスリーブ49がユニオンナット50により取付けられる。
【0027】
実施例の複合圧力調整弁は以上のごときものであり、次にその作用を説明する。
【0028】
図7はタンク配管図であり、上記の複合圧力調整弁30の入側通路2をA、出側通路3をB、排出通路25をCで示し、かつ前記のダイヤフラム14による圧力検知手段をDで示す。
【0029】
タンク31の底部に接続された配管33は蒸発器32を経てAの入側通路2に接続される。また、タンク31の上部に接続された配管34はBの出側通路3に接続される。更に、タンク31の上部からその内部に挿入された液ガス取出し配管36が設けられ、その配管36のタンク上部位置の配管35がCの排出通路25に接続される。
【0030】
いま、液ガス37の使用によりタンク31の内部圧力が低下すると、Bの出側通路3の圧力が低下するので、圧力調整ばね26によりダイヤフラム14が押され(図4参照)、弁棒18と共に第1弁体17が押上げられる。これにより、可動弁座21が固定弁座16から離れ、Aの入側通路2とBの出側通路3とが開弁状態となる。
【0031】
これにより、蒸発器32で気化された液ガスは配管34を経てタンク31の上部に送り込まれ、圧力の減少分を補充する。圧力が回復すると、ダイヤフラム14が元の状態に戻り、入側通路2と出側通路3の間は再び閉弁状態となる。
【0032】
次に、液ガス37を使用していない状態で、外部から熱が浸入してタンク31の内部圧力が上昇すると、Bの出側通路3の圧力が上昇するので、ダイヤフラム14を押下げる。そうすると、弁棒18と共に第1弁体17が下がるので、第1弁体17が可動弁座21から離れ(図5参照)、出側通路3と排出通路25との間が開弁状態となる。
【0033】
これにより、タンク31内の圧力が配管35、36を経て排出され、タンク31の内部が降圧される。
【0034】
更に、蒸発器32の前後の配管33の部分(図7の範囲E参照)に、液封が生じ、その内部圧力が異常に上昇した場合は、Aの入側通路2の圧力により第2弁体19がベローズ8及びバイアスばね45を圧縮して上昇し、可動弁座21から離れる。これにより、入側通路2と排出通路25とが開弁状態となり、前記の液封圧力を配管35、36を通じて放出する。
【0035】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると加圧機能、降圧機能及び放出機能を1台の圧力調整弁により行うことができるので、3種類の弁を用いた従来に比べ配管システムのコストを低減することができる。
【0036】
また、可動弁座の上下両面に上下対称の3本の同心円状のリブを設けると、該可動弁座を上下反転して使用できるので、その耐用寿命を伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の断面図
【図2】同上の一部拡大断面図
【図3】同上の一部分解斜視図
【図4】同上の加圧時の一部断面図
【図5】同上の降圧時の一部断面図
【図6】同上の放出時の一部断面図
【図7】同上の使用状態の配管図
【図8】従来例の配管図
【符号の説明】
1 弁箱
2 入側通路
3 出側通路
4 隔壁
5 弁取付孔
6 弁装置
7 入側開口
8 ベローズ
9 フランジ
11 排出口
12 排出側蓋部材
13 出側開口
14 ダイヤフラム
15 圧力調整側蓋部材
16 固定弁座
17 第1弁体
18 弁棒
19 第2弁体
21 可動弁座
22、23 中心孔
24 内部通路
25 排出通路
26 圧力調整ばね
27 上部ばね受け
28a 内周側リブ
28b 中間リブ
28c 外周側リブ
30 複合圧力調整弁
31 タンク
32 蒸発器
33、34、35 配管
36 液ガス取出配管
37 液ガス
41 圧力調整ボルト
42 下部ばね受け
43 ツバ
44 ナット
45 バイアスばね
46 ツバ
47 溝
48 シール面
49 スリーブ
50 ユニオンナット

Claims (2)

  1. 弁箱1に入側通路2と出側通路3及び上記両通路2、3の間の隔壁4を設け、上記隔壁4に設けた弁取付孔5に弁装置6を取付け、上記入側通路2を構成する弁箱1の一部に上記弁装置6と対向した入側開口7を設け、その入側開口7に、ベローズ8の上端のフランジ9を介して排出口11を有する排出側蓋部材12を取付け、上記出側通路3を構成する弁箱1の一部に上記弁装置6と対向した出側開口13を設け、その出側開口13に、ダイヤフラム14を介して圧力調整側蓋部材15を取付け、上記弁装置6を、上記弁取付孔5に固定された環状の固定弁座16と、その固定弁座16内部にスライド自在に挿入された第1弁体17と、その第1弁体17の弁棒18と、上記ベローズ8の下端に取付けられた環状の第2弁体19及びその第2弁体19と第1弁体17との間に介在された環状の可動弁座21とにより構成し、上記可動弁座21の中心孔22、第2弁体19の中心孔23及びベローズ8の内部通路24を前記排出側蓋部材12の排出口11と連通せしせめて排出通路25を構成し、上記第1弁体17を可動弁座21の中心孔22の下端面に密着させると共に、該可動弁座21の下面外周縁を前記固定弁座16上に密着させ、上記ダイヤフラム14に気密を保持して貫通一体化せしめた上記弁棒18を圧力調整ばね26の上部ばね受け27に連結してなる複合圧力調整弁。
  2. 上記可動弁座21の上下両面に、上下対称形の同心円状の3本のリブ28a、28b、28cを形成し、下面の内周側リブ28aと外周側リブ28cをそれぞれ第1弁体17と固定弁座16に密着せしめ、上面の中間リブ28bを第2弁体19に密着せしめた請求項1に記載の複合圧力調整弁。
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