JP7842664B2 - ガスガバナ - Google Patents

Description

本発明は、ガスバーナに対するガス供給路に介設するガスガバナに関する。

元来、この種のガスガバナは、流入口及び流出口と、流入口に連通する一次圧室と、流出口に連通する二次圧室と、一次圧室と二次圧室との間の弁座とを有するケーシングと、弁座とは反対側で一次圧室に面するダイヤフラムと、弁座に形成した弁口に挿通され、二次圧室側の端部に向けて外径を次第に大きくした弁体部を有するガバナバルブとを備えている。そして、弁体部からダイヤフラム側にのびるガバナバルブの軸部をダイヤフラムに連結し、一次圧室内のガス圧変動に応じダイヤフラムを介してガバナバルブを変位させて、二次圧室内のガス圧、即ち、二次ガス圧の変動を抑制するようにしている。

ところで、上記の如きガスガバナでは、外部からの衝撃等がきっかけとなってガバナバルブが振動し、この振動で弁座に弁体部が当接して音源となり、この音源の周波数と二次圧室の固有振動数とが一致することによる共振作用で、所謂ガバナ鳴りと称する騒音を生ずることがある。そこで、従来、ガバナバルブの軸部に軸方向に遊動自在に外挿される筒状錘を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このものでは、ガバナバルブの振動を筒状錘の逆位相での振動で減衰させて、ガバナ鳴りを抑制することができる。然し、このものでは、筒状錘が必要となって、部品点数の増加によるコストアップを生ずる不具合がある。

また、従来、二次圧室の周壁部を流出口を開設した部分以外の部分で外方に凹入させて、二次圧室の容積を拡大し、二次圧室の固有振動数を上記音源の周波数からずらすことにより、ガバナ鳴りを抑制するようにしたものも知られている。このものでは、部品点数が増加せず、コストダウンを図る上で有利である。

然し、このものでは、以下の不具合を生ずることが判明した。即ち、ガバナバルブの弁体部と弁座との間の間隙を通過するガスの流れが、流出口側に対し周壁部の凹入側で遅くなり、更には、周壁部の凹入空間内部で渦が発生し、この渦の影響がガバナバルブの弁体部近傍に及んで、上記間隙を通過するガスの流れが周方向で不均等になる。その結果、ガバナバルブの弁体部が傾いた状態で開閉する等、開閉動作が不規則になって、二次ガス圧が不安定になる。

特開平６－１５９６５４号公報

本発明は、以上の点に鑑み、部品点数を増加せずにガバナ鳴りを抑制でき、且つ、二次ガス圧が不安定になることも防止できるようにしたガスガバナを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、流入口及び流出口と、流入口に連通する一次圧室と、流出口に連通する二次圧室と、一次圧室と二次圧室との間の弁座とを有するケーシングと、弁座とは反対側で一次圧室に面するダイヤフラムと、弁座に開設した弁口に挿通され、二次圧室側の端部に向けて外径を次第に大きくした弁体部を有するガバナバルブとを備え、弁体部からダイヤフラム側にのびるガバナバルブの軸部をダイヤフラムに連結し、一次圧室内のガス圧変動に応じダイヤフラムを介してガバナバルブを変位させて、二次圧室内のガス圧変動を抑制するガスガバナにおいて、二次圧室に、弁座が面する二次圧室の部分である主室から隔壁によって区画された副室が設けられ、副室は連通路を介して主室に連通し、隔壁は、流出口が開設された二次圧室の周壁部分である流出口開設部分から周方向に離れた部分に位置させて、隔壁の少なくとも弁座寄りの端部の弁口からの距離及び周方向の曲率が流出口開設部分の弁座寄りの端部と同等になるように設けられることを特徴とする。

本発明によれば、二次圧室に、隔壁によって主室から区画され、連通路を介して主室に連通する副室が設けられるため、二次圧室の固有振動数が高くなって上述した音源の周波数からずれる。そのため、筒状錘の追加による部品点数の増加を生ずることなく、ガバナ鳴りを抑制することができる。また、隔壁の弁座寄りの端部の弁口からの距離及び周方向の曲率が流出口開設部分の弁座寄り端部と同等であるため、ガバナバルブの弁体部と弁座との間の間隙を通過するガスの流れが全周に亘り均等になる。その結果、ガバナバルブの弁体部が傾いた状態で開閉する等の不規則な開閉動作を生じず、二次ガス圧が不安定になることを防止できる。

尚、本発明においては、連通路を、二次圧室の弁座とは反対側の端面を閉塞する蓋体と隔壁の蓋体側の端縁との間の隙間で構成してもよく、或いは、この隙間を閉塞して、連通路を、隔壁に形成した貫通孔で構成してもよい。

また、連通路を、蓋体と隔壁の蓋体側の端縁との間の隙間で構成する場合、隔壁の蓋体側の端縁の位置は、流出口の蓋体側の端の位置よりも蓋体に近いことが望ましい。これによれば、副室内に生ずる渦の影響がガバナバルブの弁体部近傍に及ぶことを防止でき、二次ガス圧の安定化を図ることができる。

本発明の第１実施形態のガスガバナを用いて構成したガバナ付き比例弁装置の切断側面図。 図１のＩＩ―ＩＩ線で切断した断面図。 本発明の第２実施形態のガスガバナを用いて構成したガバナ付き比例弁装置の切断側面図。 図３のＩＶ―ＩＶ線で切断した断面図。

図１は、本発明の実施形態のガスガバナＡを用いて構成したガバナ付き比例弁装置を示している。ガスガバナＡは、ガスバーナに対するガス供給路に介設されるものであり、下部一側面に開口する流入口１１と、上部他側面に開口する流出口１２と、流入口１１に連通する一次圧室１３と、一次圧室１３の上方に位置し流出口１２に連通する二次圧室１４と、一次圧室１３と二次圧室１４との間の弁座１５とを有するケーシング１を備えている。弁座１５には、一次圧室１３と二次圧室１４とを接続する弁口１６が開設されている。

また、ガスガバナＡは、弁座１５とは反対側、即ち、下側で一次圧室１３に面するダイヤフラム２と、ダイヤフラム２に連結したガバナバルブ３とを備えている。更に、比例弁装置を構成するために、ガバナバルブ３を上方の開き側に押圧する電磁ソレノイド４を設けている。ダイヤフラム２の外周部分は、ケーシング１の下面に締結する押え板２１により、一次圧室１１の下面外周部に挟圧固定されている。そして、ダイヤフラム２と押え板２１との間に、大気開放される背圧室２２が画成されるようにしている。また、ダイヤフラム２の下側には、ダイヤフラム２の下面に座金２３を介して接する上端のフランジ部２４ａを有する筒状のバルブホルダ２４が設けられている。

ガバナバルブ３は、弁口１６に挿通され、二次圧室１４側の端部、即ち、上端部に向けて次第に外径を大きくした傘状の弁体部３１と、弁体部３１から下方にのびてダイヤフラム２に連結される軸部３２とを有している。軸部３２の下端部には、ダイヤフラム２の上面に接する肩面から下方に突出する小径軸部３２ａが突設されている。この小径軸部３２ａをダイヤフラム２の中心に形成した孔を通してバルブホルダ２４に嵌合固定することにより、ガバナバルブ３をダイヤフラム２に連結している。尚、ガバナバルブ３には、弁体部３１からダイヤフラム２とは反対側、即ち、上方にのびる副軸部３３も設けられている。そして、二次圧室１４の弁座１５とは反対側の端面、即ち、上端面を覆う蓋体１７に副軸部３３が当接することで、ガバナバルブ３の開き方向のストロークが規制されるようにしている。

電磁ソレノイド４は、押え板２１の下面に取付けられるヨーク４１と、ヨーク４１内のボビン４２に巻回したコイル４３と、ボビン４２の内周の筒状ガイド４４に上下方向に移動自在に挿通したプランジャ４５と、プランジャ４５を上方に付勢してプランジャ４５及びガバナバルブ３の自重をキャンセルするスプリング４６とを有している。プランジャ４５は、ガバナバルブ３の小径軸部３２ａの下端に当接し、コイル４３への通電電流値に比例した押圧力でガバナバルブ３を上方の開き側に押圧する。そして、電流値を大きくするほどガバナバルブ３が開き側に変位して、弁口１６の周面と弁体部３１との間の隙間（開度）が大きくなり、二次圧室１２内のガス圧、即ち、二次ガス圧が増加する。従って、ガスバーナへの供給ガス量が電流値に比例して変化することになる。また、一次圧室１１内のガス圧、即ち、一次ガス圧が変動すると、ダイヤフラム２を介してガバナバルブ３が変位して、ガス圧変動を吸収するように開度が変化し、二次ガス圧の変動が抑制される。そのため、一次ガス圧の変動を生じても、二次ガス圧は電流値に応じた所定圧に維持される。

ところで、外部からの衝撃等がきっかけとなってガバナバルブ３が振動し、この振動で弁座１５に弁体部３１が当接して音源となる。そして、この音源の周波数と二次圧室１４の固有振動数とが一致することによる共振作用で、所謂ガバナ鳴りと称する騒音を生ずることがある。そこで、本実施形態では、二次圧室１４に、弁座１５が面する二次圧室１４の部分である主室１４ａから隔壁１４１によって区画された副室１４ｂを設け、この副室１４ｂを連通路１４ｃを介して主室１４ａに連通させている。連通路１４ｃは、蓋体１７と隔壁１４１の蓋体１７側の端縁、即ち、上端縁との間の隙間で構成されている。

このように二次圧室１４に副室１４ｂを設ければ、二次圧室１４の固有振動数が高くなって上述した音源の周波数からずれる。そのため、上記従来例の筒状錘の追加による部品点数の増加を生ずることなく、ガバナ鳴りを抑制することができ、コストダウンを図る上で有利である。

また、図２も参照して、隔壁１４１は、流出口１２が開設された二次圧室１４の周壁部分である流出口開設部分１４２から周方向に離れた部分に位置させて、隔壁１４１の少なくとも弁座１５寄りの端部１４１ａの弁口１６からの距離及び周方向の曲率が流出口開設部分１４２の弁座１５寄りの端部１４２ａと同等になるように設けられている。尚、本実施形態では、隔壁１４１の周方向中心が流出口開設部分１４２の周方向中心から周方向に１８０°離れている。また、副室１４ｂの周方向中間に副室１４ｂを二分する仕切壁１４３を設けている。但し、この仕切壁１４３は、後述する第２実施形態の如く省略することも可能である。

このように隔壁１４１の弁座１５寄りの端部１４１ａの弁口１６からの距離及び周方向の曲率を流出口開設部分１４２の弁座１５寄りの端部１４２ａと同等にすれば、ガバナバルブ３の弁体部３１と弁座１５との間の間隙を通過するガスの流れが全周に亘り均等になる。その結果、弁体部３１が傾いた状態で開閉する等の不規則な開閉動作を生じず、二次ガス圧が不安定になることを防止できる。

ところで、蓋体１７と隔壁１４１の上端縁との間の隙間で連通路１４ｃを構成すると、副室１４ｂ内で発生する渦の影響が連通路１４ｃから主室１４ａを介して流出口１２に及ぶ。そして、隔壁１４１の上端縁の位置が低いと、連通路１４ｃから流出口１２に向かう渦の影響による乱流がガバナバルブ３の弁体部３１の近傍に達し、二次ガス圧の不安定化の要因になることがある。

そこで、本実施形態では、隔壁１４１の上端縁の位置を、流出口１２の蓋体１７側の端、即ち、上端の位置よりも蓋体１７に近い位置、即ち、上方にしている。これによれば、連通路１４ｃから流出口１２に向かう渦の影響による乱流がガバナバルブ３の弁体部３１の近傍に達することを防止でき、二次ガス圧の安定化を図ることができる。

次に、図３、図４に示す第２実施形態について説明する。第２実施形態の基本的な構造は上記第１実施形態のものと特に異ならず、第１実施形態と同様の部材、部位に上記と同一の符号を付している。第２実施形態の第１実施形態との相違点は、蓋体１７に隔壁１４１の上端縁をシール部材１７１を介して密着させて、蓋体１７と隔壁１４１の上端縁との間の隙間を閉塞し、副室１４ｂを主室１４ａに連通させる連通路１４ｃを、隔壁１４１に形成した比較的小径（例えば、直径１～２ｍｍ）の貫通孔１４１ｂで構成したことと、副室１４ｂを二分する第１実施形態の仕切壁１４３を省略したことである。第２実施形態でも、第１実施形態と同様の作用効果を得られる。

尚、貫通孔１４１ｂは、バルブケーシング１の成形後に、流出口１２を通して挿入する工具により形成される。そのため、貫通孔１４１ａの位置は、流出口１２の上端の位置よりも下方になる。然し、貫通孔１４１ｂを小径にすれば、副室１４ｂ内の渦の影響が主室１４ａ内に及ぶことはなく、渦の影響で二次ガス圧が不安定になることはない。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、流出口開設部分１４２の周方向中心と隔壁１４１の周方向中心との間の周方向角度が１８０°に設定されているが、この周方向角度を１８０°以外の角度、例えば、１５０°に設定することも可能である。また、上記実施形態では、一次圧室１３が下、二次圧室１４が上に位置するが、上下反転させて、一次圧室１３を上、二次圧室１４を下に位置させることも可能である。更に、上記実施形態は、電磁ソレノイド４を備えるガバナ付き比例弁装置を構成するガスガバナに本発明を適用したものであるが、電磁ソレノイド４を具備しない通常のガスガバナにも同様に本発明を適用できる。

Ａ…ガスガバナ、１…ケーシング、１１…流入口、１２…流出口、１３…一次圧室、１４…二次圧室、１４ａ…主室、１４ｂ…副室、１４ｃ…連通路、１４１…隔壁、１４１ａ…隔壁の弁座寄りの端部、１４１ｂ…貫通孔、１４２…流出口開設部分、１４２ａ…流出口開設部分の弁座寄りの端部、１５…弁座、１６…弁口、１７…蓋体、２…ダイヤフラム、３…ガバナバルブ、３１…弁体部、３２…軸部。

Claims (4)

1. 流入口及び流出口と、流入口に連通する一次圧室と、流出口に連通する二次圧室と、一次圧室と二次圧室との間の弁座とを有するケーシングと、弁座とは反対側で一次圧室に面するダイヤフラムと、弁座に開設した弁口に挿通され、二次圧室側の端部に向けて外径を次第に大きくした弁体部を有するガバナバルブとを備え、弁体部からダイヤフラム側にのびるガバナバルブの軸部をダイヤフラムに連結し、一次圧室内のガス圧変動に応じダイヤフラムを介してガバナバルブを変位させて、二次圧室内のガス圧変動を抑制するガスガバナにおいて、
   二次圧室に、弁座が面する二次圧室の部分である主室から隔壁によって区画された副室が設けられ、副室は連通路を介して主室に連通し、隔壁は、流出口が開設された二次圧室の周壁部分である流出口開設部分から周方向に離れた部分に位置させて、隔壁の少なくとも弁座寄りの端部の弁口からの距離及び周方向の曲率が流出口開設部分の弁座寄り端部と同等になるように設けられることを特徴とするガスガバナ。
2. 前記連通路は、前記二次圧室の前記弁座とは反対側の端面を閉塞する蓋体と前記隔壁の蓋体側の端縁との間の隙間で構成されることを特徴とする請求項１記載のガスガバナ。
3. 前記隔壁の前記蓋体側の端縁の位置は、前記流出口の前記蓋体側の端の位置よりも蓋体に近いことを特徴とする請求項２記載のガスガバナ。
4. 前記二次圧室の前記弁座とは反対側の端面を閉塞する蓋体と前記隔壁の蓋体側の端縁との間の隙間が閉塞され、前記連通路は、隔壁に形成した貫通孔で構成されることを特徴とする請求項１記載のガスガバナ。