JP4979349B2 - 空気作動式調節弁装置 - Google Patents

Description

本発明は発電所、工場等の各種施設において管体内を移送される流体の流量、圧力を調整するために使用される空気作動式調節弁装置の改良に関するものである。

発電所、工場等のように各種機械、電気設備を備えた施設においては、各種設備内において空気、ガス等の気体、水、油等の液体を管体を用いて移送している。管体内を流動する流体の流量、圧力を調整するために管体の途中には調節弁装置が配置される。

図５（ａ）は従来例に係る空気作動式調節弁装置の構成を示す外観図であり、（ｂ）はその縦断面図である。
この空気作動式調節弁装置は、弁箱１０１、及び弁箱１０１内に形成された流体の流入通路１０２及び流出通路１０３を備えた弁装置１００と、弁箱１０１内に進退自在に配置されて各通路間を開閉する弁体１０７、弁体１０７と一体化されて他端部を弁箱１０１外部に突出させた棒体１０８から成る弁棒１０６と、棒体１０８の他端部と一体化されたダイヤフラム１０９、ダイヤフラムによって内部を気密化された圧力室１１０及び大気に開放された非気密室１１１を有した金属製ハウジング１１２、及び非気密室１１１内に配置されてダイヤフラムを一定の圧力にて圧力室１１０側へ付勢する弾性部材１１３を備えたダイヤフラムユニット１０５と、を備えている。そして、圧力室１１０内の内圧の変化によるダイヤフラム１０９の変形によって弁棒１０６を上下方向へ進退させることによって弁体１０７によって両通路１０２、１０３間を開閉するように構成されている。また、圧力室１１０内には図示しないコンプレッサ等の圧力調整手段から空気を供給してその内圧を変化させることによってダイヤフラムを変形させるように構成されている。

この実施形態に係る調節弁装置は、圧力室１１０の上側に非気密室１１１を配置しているため、ハウジング１１２の上面に非気密室１１１を大気に開放するための通気孔１１４を備えている。通気孔１１４内に雨水が浸入してハウジング内を発錆、汚損することを防止するために従来例えば通気孔１１４から突出した筒体１１５に対して通気孔を塞がないようにキャップ１１６を被せるようにしている。
しかし、この調節弁装置が屋外に雨さらしの状態で設置される場合には、この程度の雨水浸入防止対策では不十分であり、暴風雨、豪雨にさらされた場合には多量の雨水が通気孔内に浸入してハウジング内壁を錆びさせたり、異物（汚れ物質、昆虫）がハウジング内に入り込んで汚損させる。特に、豪雨時にはハウジング上面で跳ねた雨水が筒体１１５とキャップ１１６との間から入り込みやすい状況になることが判明した。

また、非通気室１１１が圧力室１１０の下側に配置されたタイプの調節弁装置にあっては、ハウジング下面に単なる貫通孔としての通気孔を形成しているだけであるが、この場合にも豪雨や暴風雨に遭遇した場合には通気孔内に雨水が浸入し易くなる。
このように通気孔の形成位置に関係なく、通気孔から浸入した雨水がハウジング内部を発錆させたり、汚損するため、調節弁装置の耐久性が著しく低下するという問題があった。このため、頻繁にメンテナンスを行う必要が生じ、メンテナンスコストを増大させている。

当初、通気孔を中心とした金属部分への発錆の原因として、空気中の水分がハウジング内に結露を起こし、この水分によって錆が発生する疑念ももたれたが、通気孔から離隔した箇所にある金属部分には湿気によって錆が発生した形跡がなかったため、上記の錆は通気孔から浸入した雨水によるものと断定することができる。
ダイヤフラム式の空気作動式調節弁装置に関する従来例としては、特許文献１乃至３に開示されたものがあるが、何れも非気密室に設けた通気孔からの雨水の浸入による発錆や汚損、昆虫の営巣、侵入による汚損に対する対策については言及していない。
特開平０８−０１６２５３号公報 特開平０９−２２２９２５号公報 特開２００３−２４１８４０公報

以上のように従来の空気作動式調節弁装置にあっては、ハウジングに設けた通気孔からの雨水や昆虫の侵入防止対策が十分でなかったために、ハウジング内に雨水、塵埃が浸入することによる発錆、汚損や、昆虫が営巣、浸入することによる汚損を有効に防止することができず、装置の耐久性を著しく低下させたり、メンテナンスコストを増大させる原因となっていた。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、空気作動式調節弁装置を構成する金属製ハウジングに設けた通気孔から雨水、塵埃、昆虫等が侵入して発錆、汚損を起こすことを有効に防止することができる空気作動式調節弁装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、弁箱、及び該弁箱内に形成された流体の流入通路及び流出通路を備えた弁装置と、前記弁箱内に進退自在に配置されて前記各通路間を開閉する弁体、及び該弁体と一体化されて他端部を前記弁箱外部に突出させた棒体から成る弁棒と、前記弁棒を構成する棒体の他端部と一体化されたダイヤフラム、及び該ダイヤフラムによって内部を気密化された圧力室及び大気に開放された非気密室を有したハウジングを備えたダイヤフラムユニットと、前記圧力室内の内圧の変化による前記ダイヤフラムの変形によって前記弁棒を進退させる空気作動式調節弁装置において、前記非気密室を構成するハウジング外壁に設けた通気孔に対して、先端部にテーパー状に拡開するロート部を備えた通気管体を接続したことを特徴とする。
平坦なハウジング外面に設けた通気孔の通気性を確保しつつこれをカバーするキャップを取り付けただけの場合には、雨水や塵埃や昆虫がハウジング内部に侵入して発錆、汚損等を起こすことが多々あった。本発明では、通気孔から延びて雨水が入りにくい位置に先端部が開口する通気管を取り付けることにより、仮に豪雨や暴風雨であっても、先端開口からの雨水の浸入を防止できる。
また、テーパー状に先端部を拡開させることにより、雨水の浸入をより容易に阻止することができる。

請求項２の発明は、弁箱、及び該弁箱内に形成された流体の流入通路及び流出通路と、を備えた弁装置と、前記弁箱内に進退自在に配置されて前記各通路間を開閉する弁体、及び該弁体と一体化されて他端部を前記弁箱外部に突出させた棒体から成る弁棒と、前記弁棒を構成する棒体の他端部と一体化されたダイヤフラム、及び該ダイヤフラムによって内部を気密化された圧力室及び大気に開放された非気密室を有したハウジング、を備えたダイヤフラムユニットと、前記圧力室内の内圧の変化による前記ダイヤフラムの変形によって前記弁棒を進退させる空気作動式調節弁装置において、前記非気密室を構成するハウジング外壁に設けた通気孔に対して、内壁に雨水の浸入を阻止する襞を突設した通気管体を接続したことを特徴とする。
襞を設けることにより浸入した雨水を襞部でトラップすることができる。
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記通気管体の先端開口部は、前記ハウジング外壁と対面しない位置に開口していることを特徴とする。
ハウジング外面から跳ね返ってきた雨水が先端開口部から浸入することが多いからである。
請求項４の発明は、請求項１、２又は３において、前記通気管体の先端開口部に、異物混入防止用のフィルターを備えたことを特徴とする。
昆虫や塵埃の侵入を防止するためには物理的に侵入を阻止するためのフィルターが必要である。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか一項において、前記非気密室が前記圧力室の上方に位置する場合に、前記通気管体は、前記非気密室上面に設けた前記通気孔から上方へ延びる基端部と、該基端部から水平、又は下向きに傾斜して延びる中間部と、該中間部から下方へ屈曲した先端部と、を有することを特徴とする。
通気管体の形状はさほど複雑にせずとも逆Ｕ字形とすることにより十分に雨水浸入防止効果を発揮できる。

請求項６の発明は、請求項１乃至４の何れか一項において、前記非気密室が前記圧力室の下方に位置する場合に、前記通気管体は、前記非気密室下面に設けた前記通気孔から下方へ延びる基端部と、該基端部から水平、又は下向きに傾斜して延びる中間部と、該中間部から下方へ屈曲した先端部と、を有することを特徴とする。
通気管体の形状はさほど複雑にせずともクランク状、或いは略Ｌ字形とすることにより十分に雨水浸入防止効果を発揮できる。

以上のように本発明によれば、空気作動式調節弁装置の非気密室を構成するハウジング外壁に設けた通気孔に対して、雨水浸入防止用の通気管体を接続したので、通気孔から雨水、塵埃、昆虫等が侵入して発錆、汚損を起こすことを有効に防止することができる。

以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実地形態に係る空気作動式調節弁装置の外観構成図、及び内部構成図である。
この空気作動式調節弁装置１（以下、調節弁装置１という）は、弁装置２と、弁棒１０と、ダイヤフラムユニット２０と、通気管体３０と、を有して構成されている。
弁装置２は、弁箱３と、弁箱３内に形成された流体の流入通路４及び流出通路５と、を備えている。
弁棒１０は、弁箱３内に進退自在に配置されて各通路４、５間を開閉する弁体１１と、弁体１１と一体化されて上方へ延び、その他端部を弁箱外部に突出させた棒体１２と、から成る。

ダイヤフラムユニット２０は、棒体１２の他端部と一体化された弾性材料から成るダイヤフラム２１と、ダイヤフラム２１によって内部を気密化された圧力室２２及び大気に開放された非気密室２３を有した金属製ハウジング２４と、非気密室２３内に配置されてダイヤフラム２１を一定の圧力にて圧力室２２側へ付勢する弾性部材２５と、を備えている。即ち、ダイヤフラム２１はハウジング２４内を上下の室２２、２３に仕切るようにハウジング内部に差し渡して配置されている。
そして、圧力室２２内の内圧の変化によるダイヤフラム２１の上下方向への弾性変形によって弁棒１０を上下動作させることによって弁体１１によって両通路４、５間の連通流路を開閉するように構成されている。また、圧力室２２内には外部に配置された図示しないコンプレッサ等の圧力調整手段から空気を供給してその内圧を変化させることによってダイヤフラムを変形させるように構成されている。

この実施形態に係る調節弁装置１は、圧力室２２の上側に非気密室２３を配置しているため、ハウジング２４の上面に非気密室２３を大気に開放するための通気孔２６を備えている。通気孔２６内に雨水が浸入してハウジング内を発錆、汚損することを防止するために、本発明においては通気孔２６に対して雨水浸入防止用の通気管体３０を接続している。
通気管体３０は、通気孔２６から上方に突出してから横方向へ延びることによりその先端開口部から通気孔２６までの距離を延長して、先端開口から浸入した雨水が通気孔まで到達しないように機能する。
特に、通気管体３０の先端開口部がハウジング上面、その他のハウジング外面と対面していると、ハウジング外面で跳ね返った雨水が入り込み易くなるため、ハウジング外面と通気管体の先端開口部とは対面しないように配置するのが好ましい。

通気管体３０は、ハウジング２４の上面に通気孔２６が形成されている場合には、通気孔２６に直結された基端部３０ａを一旦上方に突出させてから、基端部３０ａの上端から中間部３０ｂを水平方向（或いは、斜め下方向）へ延長し、更に中間部３０ｂから下方へ向けて先端部３０ｃを屈曲（湾曲を含む）させる。先端部３０ｃの開口部は下向きとなるようにすると共に、ハウジングの上面外周縁よりも外側に位置させることにより（先端部開口部とハウジング上面とが対面しないように配置させることにより）ハウジング上面から跳ね返ってきた雨水が開口部内に入り込むことを阻止することができる。
本発明の通気管体３０は先端開口部が下向きになっていると共に、中間部３０ｂが長尺であり、且つ水平方向であるか、或いは外径方向へ向けて下向き傾斜しているため、先端開口部から入り込んだ雨水が長い経路を経て通気孔２６に達することは困難となる。

更に、先端部３０ｃをテーパー状に拡開したロート部とすることにより、先端部の外面に沿って流下する雨水が先端開口部から内部に入りにくくなる。なお、先端部は必ずしもロート状に拡開させる必要はない。
なお、通気孔２６の形成位置は図示のようにハウジング上面中央部である必要はなく、通気孔２６をハウジング上面の端縁寄りに形成した場合にはそこから外径方向へ延びる通気管体３０の全長を短くすることができる。

通気管体３０の基端部と通気孔２６との接続部には、ねじ込み、圧入等による着脱自在な構成を採用することにより、メンテナンスを容易にすることができる。
通気管体３０は金属管であってもよいし、錆びにくく十分な強度を有した樹脂材料であってもよい。従って例えば単なる放水用のホースを通気孔に接着等によって固定してもよい。
本発明の通気管体３０は、通気孔を有した既存の調節弁装置１に対しても後付けすることができるため、ハウジング構造を設計し直す必要がなく、低コストにて防水構造を構築することができる。

次に、図２は通気管体の先端部の他の構成例を示す断面図であり、テーパー状の先端部３０ｃの先端開口部には異物混入防止用のフィルター３５が配置されている。このフィルター３５は空気の流出入を許容する一方で、塵埃、昆虫等の異物が浸入したり営巣することを阻止する機能を有している。
更に、通気管体３０の内壁に外方向（先端開口部方向）へ向けて傾斜した襞部３６を形成することにより、万が一管体内に浸入してきた雨水が内部へ進行することを阻止することができる。

次に、図３（ａ）及び（ｂ）は通気管体をハウジングの底部に取り付けた構成例を示す外観図、及び縦断面図であり、非気密室２３が圧力室２２の下側に配置されている場合には、ハウジングの底部に設けた通気孔から外径方向へ向けて通気管体３０を突出させる。
即ち、この実施形態に係る通気管体３０は、非気密室下面に設けた通気孔２６から下方へ延びる基端部３０ａと、基端部３０ａから水平、又は下向きに傾斜して延びる中間部３０ｂと、中間部３０ｂから下方へ屈曲した先端部３０ｃと、を有している。
この実施形態に係る通気管体３０は先端開口部が下向きになっていると共に、中間部３０ｂが長尺であり、且つ水平方向であるか、或いは外径方向へ向けて下向き傾斜しているため、先端開口部から入り込んだ雨水が長い経路を経て通気孔２６に達することは困難となる。
なお、図１に示した先端部３０ｃをテーパー状に拡開したロート部とする点、図２に示した異物混入防止用のフィルターを設ける点、及び雨水浸入防止用の襞を設ける点等は、本実施形態にも流用可能である。

次に、図４（ａ）及び（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る調節弁装置の要部構成図である。
図４（ａ）（ｂ）に係る調節弁装置１は、通気管体３０の先端開口部を大気と連通させずに、先端開口部に袋体４０を取り付けた構成が特徴的である。
図４（ａ）の袋体４０はゴム、樹脂等からなる風船状の袋体であり、圧力室内の内圧の変化に伴って膨張収縮することによりダイヤフラム２１の変形を許容する。袋体４０は通気管体内部を外気と遮断するため、雨水の浸入、塵埃や昆虫の侵入を阻止することができる。
図４（ｂ）の袋体４０は蛇腹状の袋体であり、図４（ａ）の袋体と同様に防水機能を果たしつつダイヤフラム２１を円滑に変形させる。
袋体４０が伸縮膨張する際の抵抗は、できるかぎり小さくなるように構成する。
このように図４の実施形態によれば、通気管体先端開口を袋体により塞ぐようにしたので、通気管体を短尺化、小型化することができる。

以上のように本発明によれば、空気作動式調節弁装置１の非気密室２３を構成するハウジング外壁に設けた通気孔２６に対して、雨水浸入防止用の通気管体３０を接続したので、通気孔から雨水、塵埃、昆虫等が侵入して発錆、汚損を起こすことを有効に防止することができる。

（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実地形態に係る空気作動式調節弁装置の外観構成図、及び内部構成図である。 通気管体の先端部の他の構成例を示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は通気管体をハウジングの底部に取り付けた構成例を示す外観図、及び縦断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る調節弁装置の要部構成図である。 （ａ）は従来例に係る空気作動式調節弁装置の構成を示す外観図、（ｂ）はその縦断面図である。

符号の説明

１…空気作動式調節弁装置、２…弁装置、３…弁箱、４…流入通路、５…流出通路、１０…弁棒、１１…弁体、１２…棒体、２０…ダイヤフラムユニット、２１…ダイヤフラム、２２…圧力室、２３…非気密室、２４…ハウジング、２５…弾性部材、２６…通気孔、３０…通気管体、３０ａ…基端部、３０ｂ…中間部、３０ｃ…先端部、３５…フィルター、３６…襞部、４０…袋体。

Claims (6)

1. 弁箱、及び該弁箱内に形成された流体の流入通路及び流出通路と、を備えた弁装置と、
   前記弁箱内に進退自在に配置されて前記各通路間を開閉する弁体、及び該弁体と一体化されて他端部を前記弁箱外部に突出させた棒体から成る弁棒と、
   前記弁棒を構成する棒体の他端部と一体化されたダイヤフラム、及び該ダイヤフラムによって内部を気密化された圧力室及び大気に開放された非気密室を有したハウジング、を備えたダイヤフラムユニットと、
   前記圧力室内の内圧の変化による前記ダイヤフラムの変形によって前記弁棒を進退させる空気作動式調節弁装置において、
   前記非気密室を構成するハウジング外壁に設けた通気孔に対して、先端部にテーパー状に拡開するロート部を備えた通気管体を接続したことを特徴とする空気作動式調節弁装置。
2. 弁箱、及び該弁箱内に形成された流体の流入通路及び流出通路と、を備えた弁装置と、
   前記弁箱内に進退自在に配置されて前記各通路間を開閉する弁体、及び該弁体と一体化されて他端部を前記弁箱外部に突出させた棒体から成る弁棒と、
   前記弁棒を構成する棒体の他端部と一体化されたダイヤフラム、及び該ダイヤフラムによって内部を気密化された圧力室及び大気に開放された非気密室を有したハウジング、を備えたダイヤフラムユニットと、
   前記圧力室内の内圧の変化による前記ダイヤフラムの変形によって前記弁棒を進退させる空気作動式調節弁装置において、
   前記非気密室を構成するハウジング外壁に設けた通気孔に対して、内壁に雨水の浸入を阻止する襞を突設した通気管体を接続したことを特徴とする空気作動式調節弁装置。
3. 前記通気管体の先端開口部は、前記ハウジング外壁と対面しない位置に開口していることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気作動式調節弁装置。
4. 前記通気管体の先端開口部に、異物混入防止用のフィルターを備えたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の空気作動式調節弁装置。
5. 前記非気密室が前記圧力室の上方に位置する場合に、前記通気管体は、前記非気密室上面に設けた前記通気孔から上方へ延びる基端部と、該基端部から水平、又は下向きに傾斜して延びる中間部と、該中間部から下方へ屈曲した先端部と、を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の空気作動式調節弁装置。
6. 前記非気密室が前記圧力室の下方に位置する場合に、前記通気管体は、前記非気密室下面に設けた前記通気孔から下方へ延びる基端部と、該基端部から水平、又は下向きに傾斜して延びる中間部と、該中間部から下方へ屈曲した先端部と、を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の空気作動式調節弁装置。

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