JP4615116B2

JP4615116B2 - 減圧構造を備えた減圧弁

Info

Publication number: JP4615116B2
Application number: JP2000352709A
Authority: JP
Inventors: 二朗若松; 章中太
Original assignee: Maezawa Industries Inc
Current assignee: Maezawa Industries Inc
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2000-11-20
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2020-11-20
Also published as: JP2002156052A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オリフィス径が容易に変更できかつフラッシングが効果的に行える減圧構造を備えた減圧弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の減圧弁の一例を図５に示す。同図に示す減圧弁は、配管経路中に接続される弁箱１と、該弁箱１内の流路を開閉する弁体２と、該弁体２を上下動させる弁棒３と、弁箱１の上部を閉じるパッキン箱４とを備えた概略構成となっている。なお、同図の符号Ｕ及びＤは、減圧弁の上流側に接続される上流側配管と、減圧弁の下流側に接続される下流側配管とをそれぞれ示している。
弁箱１内には、上流側配管Ｕ及び下流側配管Ｄと同じ呼び径（内径ｄ１）を有する流路が形成されている。そして、この流路内壁面に弁体２の周縁が密接することで、弁体２の周縁を通過する流れが阻止されるようになっている。
また、弁体２には、所定寸法を有するオリフィス２ａが一体に形成されており、弁体２を下げて弁箱１内の流路を仕切った場合には、このオリフィス２ａを介してのみ、流体が弁体２を通過できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記説明の従来の減圧弁は、以下に説明する問題を有していた。
すなわち、オリフィス２ａが弁体２に一体に形成されている関係上、オリフィス穴径変更の必要が生じた場合には、弁体２そのものを変更しなければならず、容易にオリフィスの穴径を変更することができないという問題である。
また、弁体２の上流側面下部には、流体中に含まれている塵芥Ｊ等が溜まりやすいので、これを取り除くためには、弁体２を上昇させて塵芥Ｊ等を下流側配管Ｄに向かって押し流す（フラッシング）ことがなされるが、弁箱２内の流速が十分に稼げない場合には、効果的にフラッシングできずに塵芥Ｊ等が弁箱２内に残留する恐れがある。
【０００４】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、オリフィス径を容易に変更できると共に、フラッシングを効果的に行うことのできる減圧構造を備えた減圧弁の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。すなわち、請求項１に記載の減圧構造を備えた減圧弁は、弁体にオリフィスを備えた減圧弁であって、前記弁体を、水平方向に設けられた流路に対して垂直方向で且つ鉛直方向にスライド可能とし、前記オリフィスが前記弁体に対して交換可能とされ、少なくとも前記減圧弁の上流側には、該上流側に接続される配管の流路径に比較して、流路径が前記弁体の位置に向かって小さく絞り込まれた絞り部が設けられている減圧構造が備えられ、前記オリフィスは前記弁体の中心よりも鉛直方向上側に配置されていることを特徴とする。
上記請求項１に記載の減圧弁によれば、異なる穴径を有するオリフィスを複数用意し、これらの中から最適な穴径のオリフィスを選択して弁体に取り付けることで、弁体を丸ごと交換せずともオリフィス径を容易に変更することができる。
【０００６】
しかも、弁体に向かって流れ着く流体中に含まれる気泡は、鉛直方向上側に配置されたオリフィスに向かい、ついにはオリフィスを通って弁体の下流側に流出していく。
【０００７】
しかも、弁体を上げてフラッシングする際に、少なくとも弁体上流側から弁体位置にかけての流速を上げることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の減圧弁及びこれを備えた減圧構造の一実施形態を、図面を参照しながら以下に説明するが、本発明がこれにのみ限定解釈されるものでないことは、もちろんである。なお、図１は、本発明の減圧弁及びこれを備えた減圧構造の一実施形態を示す図であって、要部縦断面図である。また、図２は、同減圧弁の要部を示す図であって、図１のＡ部拡大図である。また、図３は、同減圧弁の弁体及びオリフィスの変形例を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。また、図４は、同減圧弁の絞り部の変形例を示す概略図である。
【０００９】
図１に示すように、本実施形態の減圧構造に備えられている減圧弁１０は、配管経路中に接続される弁箱１１と、該弁箱１１内の流路を開閉する弁体１２と、該弁体１２を上下動させる弁棒１３と、弁箱１１の上部を閉じるパッキン箱（図示せず。従来の技術で説明したパッキン箱４と同じ。）とを備えており、弁箱１１内の流路１１ａに対して垂直方向（紙面上下方向）に弁体１２をスライド移動させることで、流路１１ａを開口または遮断する構造となっている。なお、同図の符号Ｕ及びＤは、減圧弁の上流側に接続される上流側配管と、減圧弁の下流側に接続される下流側配管とをそれぞれ示している。そして、減圧弁１０を通過する流水Ｗの流れは、上流側配管Ｕから減圧弁１０に流れ込み、そして、減圧弁１０を経てから下流側配管Ｄに流れ出る。
【００１０】
図２に示すように、弁体１２には、該弁体１２に対して交換可能なオリフィス１４が取り付けられている。このオリフィス１４は、円筒形状の着脱部１４ａと、該着脱部１４ａの一端側に一体に形成されたオリフィス部１４ｂと、該オリフィス部１４ｂの中央位置に、その板厚方向に貫通形成されたオリフィス孔１４ｃとを備えた構成となっている。
着脱部１４ａは、その外周部に雄ねじ１４ｄが形成されており、弁体１２に形成された雌ねじ孔１２ａに螺着されるようになっている。そして、着脱部１４ａの内径は、オリフィス孔１４ｃの孔径よりも大きくされている。
【００１１】
オリフィス部１４ｂは、例えば六角板形状や四角板形状を有する板部であり、図示されない工具を用いてオリフィス１４を弁体１２に対して締め付け固定する際に、前記工具を係止させるための係止部であるとともに、弁体１２に対する抜け止めの役目を兼ねたものとなっている。なお、このオリフィス部１４ｂの形状としては、六角板形状や四角板形状に限らず、例えば円盤形状にして、工具を係止させるための凹部や凸部を形成したものを採用しても良い。また、弁体１２へのオリフィス１４の取り付け方向としては、このオリフィス部１４ｂが弁体１２の上流側側面に当接する向きに取り付けた方が、オリフィス１４に加わる水圧を、弁体１２の上流側側面に対するオリフィス部１４ｂの押し付け力にすることができることや、オリフィス部１４ｂは雌ねじ１２ａ内を通り抜けできないことなどから、オリフィス１４の脱落防止に効果的である。
オリフィス孔１４ｃは、所定の内径寸法を有する小孔であり、弁箱１１内の流路１１ａの流れ方向にその軸心が略並行をなすように、オリフィス１４が弁体１２に対して固定されるようになっている。
【００１２】
図１に示すように、オリフィス１４は、弁体１２の中心よりも鉛直方向上側（紙面上側）に配置されている。このような配置にすることで、弁体１２に向かって上流側から流れてくる流水Ｗ中に含まれる気泡が、鉛直方向上側に配置されたオリフィス１４に向かい、ついにはオリフィス１４を通って弁体１２の下流側に流出させることができる。これにより、空気抜きを効果的に行えるようになっている。
【００１３】
弁箱１１は、図１に示すように、弁体１２が収納される弁体収納部１１Ａと、該弁体収納部１１Ａの上流側に一体に形成された絞り部１１Ｂと、下流側に一体に形成された拡大部１１Ｃとを備えた概略構成となっている。
絞り部１１Ｂは、減圧弁１０の上流側に接続される前記上流側配管Ｕの流路径ｄ２に比較して、流路径を弁体１２に向かって小さく絞り込んだ部分であり、上流側配管Ｕと同じ内径寸法ｄ２を有するストレートな流路形状の入口流路１１Ｂ１と、該入口流路１１Ｂ１に連続し、かつ流路が円錐台状に細く絞り込まれる円錐台型流路１１Ｂ２と、該円錐台型流路１１Ｂ２に連続し、かつ弁体収納部１１Ａと同じ内径寸法ｄ３を有するストレートな流路形状の出口流路１１Ｂ３とが形成されている。
【００１４】
拡大部１１Ｃは、絞り部１１Ｂと同一形状を有しており、弁体収納部１１Ａと同じ内径寸法ｄ３を有するストレートな流路形状の入口流路１１Ｃ１と、該入口流路１１Ｃ１に連続し、かつ流路が下流側配管Ｄに向かって円錐台状に拡大された円錐台型流路１１Ｃ２と、該円錐台型流路１１Ｃ２に連続し、かつ下流側配管Ｄと同じ内径寸法ｄ４を有するストレートな流路形状の出口流路１１Ｃ３とが形成されている。
そして、本実施形態では、上流側配管Ｕの内径ｄ２と下流側配管Ｄの内径ｄ４とは同一寸法であるので、絞り部１１Ｂの入口流路１１Ｂ１と拡大部１１Ｃの出口流路１１Ｃ３とは、同じ内径寸法を有している。
【００１５】
なお、弁体１２と弁箱１１の弁体収納部１１Ａとの間の接合箇所には、図示されないシール部材（弁座）がそれぞれ備えられており、図１のように弁体１２を完全に閉じた場合には、弁体１２周縁の周囲を通って通過しようとする流水Ｗの流れを阻止できるようになっている。
【００１６】
以上説明の構成を有する本実施形態の減圧構造によれば、通常使用時には、上流側配管Ｕから下流側配管Ｄに向かう流水Ｗは、減圧弁１０のオリフィス１４のオリフィス孔１４ｃを通ることで弁体１２を通過する。この時、オリフィス孔１４ｃの孔径によって通水量が一定に制限されるので、減圧弁１０の下流側の流水Ｗの水圧が、所定の水圧まで減圧される。
また、流れの条件が変わったり、減圧の条件が変わった場合には、オリフィス孔１４ｃの孔径の変更が必要となる場合があるが、そのような場合には、予め、異なる孔径を有するオリフィス１４を複数個用意し、これらの中から最適な孔径のオリフィス１４を選択して弁体１２に取り付けることで、弁体１２を丸ごと交換せずともオリフィス径を容易に変更することができる。
【００１７】
また、使用とともに、流水Ｗ中に含まれる塵芥等が弁体１２の下部に溜まるが、この塵芥等は、弁体１２を上昇させることで自動的にフラッシングされ、下流側配管Ｄに向かって流れ出ていく。すなわち、弁体１２を全閉状態から上昇させると、弁箱１１内の流路１１ａが開かれ、弁箱１１内の下部に溜まっている前記塵芥等が、弁箱１１内を流れる流水Ｗの水圧によって押し流されていく。この時、上述のように弁箱１１には絞り部１１Ｂが形成されているため、上流側配管Ｕから流れてくる流水Ｗは、この絞り部１１Ｂを通過する際に流路断面積が小さく狭められてその流速を増す。すると、前記塵芥等の位置での流水Ｗのレイノルズ数が高まって流れが乱流となるので、前記塵芥等を効果的に攪拌して押し流す。
【００１８】
以上説明の本実施形態の減圧弁１０によれば、従来では弁体に一体化されていたオリフィスを交換可能な構造にしたことで、弁体１２を丸ごと交換せずとも、オリフィス１４の交換だけでオリフィス径を容易に変更することが可能となる。また、減圧弁１０の製造にあたっては、弁体１２そのものを共通化し、オリフィス１４の部分だけを複数種類用意するように製造することができるので、弁体１２の製造ラインを共通化することができ、減圧弁１０そのものの製造コストを下げることも可能となる。
また、オリフィス１４の代わりに栓を弁体に取り付けた場合には、この減圧弁１０を仕切弁として利用することも可能となる。
【００１９】
また、本実施形態の減圧弁１０によれば、オリフィス１４の位置を、弁体１２の中心よりも鉛直方向上側に配置させたことで、弁体１２の下流側への空気抜けを良くすることが可能となっている。
【００２０】
また、本実施形態の減圧弁１０を備えた減圧構造によれば、減圧弁１０の上流側に、該上流側に接続される上流側配管Ｕの流路径ｄ２に比較して、流路径が弁体１２の位置に向かって内径ｄ３まで小さく絞り込まれた絞り部１１Ｂを設けたことで、弁体１２を上げてフラッシングをする際に、少なくとも弁体上流側から弁体位置にかけての流速を上げることができるので、塵芥等が溜まりやすい弁体位置の流速が高まってこの弁体位置でのレイノルズ数を上げることができる。これにより、弁体位置の流れが乱流となるのでフラッシングを効果的に行うことが可能となる。
【００２１】
なお、本実施形態では、弁体１２に雌ねじ孔１２ａを形成し、これにオリフィス１４の雄ねじ１４ｄを螺着させるものとしたが、これに限らず、例えば図３（ａ），（ｂ）のオリフィス板２０を取り付けるなど、その他の構成も採用可能である。
すなわち、同図に示すオリフィス板２０は、弁体１２の略全面を覆う面積を有する円盤であり、弁体１２に対して中心位置を合わせた状態で、ボルト２１によって着脱可能に固定されるようになっている。そして、このオリフィス板２０には、その板厚方向に、前記オリフィス孔１４ｃに相当するオリフィス孔２０ｃが貫通形成されている。このオリフィス孔２０ｃの形成位置としては、空気抜けを良くするために、弁体１２の中心（オリフィス板２０の中心）よりも鉛直方向上側とするのが好ましい。
【００２２】
一方、弁体１２には、前記雌ねじ１２ａの代わりに貫通穴１２ｘが形成されている。この貫通穴１２ｘとしては、オリフィス孔２０ｃを通過する流水Ｗの流れを邪魔しなければ良いので、図示のように比較的大きな穴径よりも小さな穴径も勿論採用可能である。ただし、その寸法設計にあたっては、より大きな穴径のオリフィス板と交換する場合も考えられるので、ある程度大きめに設計しておくのが好ましい。また、弁体１２へのオリフィス板２０の取り付け方向としては、このオリフィス板２０が弁体１２の上流側側面に当接する向きに取り付けた方が、オリフィス板２０に加わる水圧を、弁体１２の上流側側面に対してオリフィス板２０を押し付ける力にすることができることや、オリフィス板２０は貫通穴１２ｘ内を通り抜けできないことなどから、オリフィス板２０の脱落防止に効果的である。
【００２３】
また、上記実施形態では、絞り部１１Ｂが、ストレートな入口流路１１Ｂ１と、円錐台状に細く絞り込まれた円錐台型流路１１Ｂ２と、ストレートな出口流路１１Ｂ３との三段式の絞り込み流路形状としたが、これに限らず、図４に示す二段式の絞り込み流路形状、もしくは流線形型の絞り込み流路形状としても良い。同様に、拡大部１１Ｃも、図４に示す二段式の絞り込み流路形状、もしくは流線形型の絞り込み流路形状としても良い。
また、本実施形態の減圧構造は、流水Ｗを減圧させるものとしたが、これに限らず、その他の流体の減圧構造に適用して良いことは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の減圧弁によれば、従来では弁体に一体化されていたオリフィスを交換可能な構造にしたことで、弁体を丸ごと交換せずとも、オリフィス径を容易に変更することが可能となる。また、減圧弁の製造にあたっては、弁体そのものを共通化し、オリフィス部分だけを複数種類用意するように製造することができるので、弁体の製造ラインを共通化することができ、減圧弁そのものの製造コストを下げることも可能となる。
また、オリフィスの代わりに栓を弁体に取り付けた場合には、この減圧弁を仕切弁として利用することも可能となる。
【００２５】
しかも、オリフィスの位置を、弁体の中心よりも鉛直方向上側に配置させることで、弁体の下流側への空気抜けを良くすることが可能となる。
【００２６】
また、減圧弁の上流側に、該上流側に接続される配管の流路径に比較して、流路径が弁体の位置に向かって小さく絞り込まれた絞り部を設けることで、弁体を上げてフラッシングをする際に、少なくとも弁体上流側から弁体位置にかけての流速を上げることができるので、塵芥等が溜まりやすい弁体位置の流速が高まってこの弁体位置でのレイノルズ数を上げることができる。これにより、弁体位置の流れが乱流となるのでフラッシングを効果的に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の減圧弁及びこれを備えた減圧構造の一実施形態を示す図であって、要部縦断面図である。
【図２】同減圧弁の要部を示す図であって、図１のＡ部拡大図である。
【図３】同減圧弁の弁体及びオリフィスの変形例を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】同減圧弁の絞り部の変形例を示す概略図である。
【図５】従来の減圧弁を備えた従来の減圧構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０・・・減圧弁
１１Ｂ・・・絞り部
１２・・・弁体
１４，２０・・・オリフィス，オリフィス板（オリフィス）
Ｕ・・・上流側配管（上流側に接続される配管）

Claims

弁体にオリフィスを備えた減圧弁であって、
前記弁体を、水平方向に設けられた流路に対して垂直方向で且つ鉛直方向にスライド可能とし、前記オリフィスが前記弁体に対して交換可能とされ、
少なくとも前記減圧弁の上流側には、該上流側に接続される配管の流路径に比較して、流路径が前記弁体の位置に向かって小さく絞り込まれた絞り部が設けられている減圧構造が備えられ、
前記オリフィスは前記弁体の中心よりも鉛直方向上側に配置されていることを特徴とする減圧構造を備えた減圧弁。