JPH02245908A - パイロット弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はパイロット弁に係り、特に圧力制御弁の設定圧
力を変更するよう構成したパイロット弁に関する。

従来の技術 一般に都市ガスの消費量は時間及び季節等によりて異な
り、例えば１日の間でもガス消費量の多い時及びガス消
ｖＲ量の少ない時がある。このため、従来よりガス給送
配管途中にはガスの需要形態に対応すべく供給されるガ
スの供給圧力（２次圧力）を制御する圧力ｔｉ制御装置
が設けられていた。上記圧力制御装置の圧力制御弁はダ
イヤフラムの変位により弁部を駆動するアクチュエータ
部を有しており、アクチュエータ部には２次圧力とパイ
ロット弁からの作動圧力とが供給され、圧力制御弁の弁
開度は両正力の差により制御される。このように圧力制
御弁を作動させるパイロット弁では、供給された一時圧
力の噴出口を開閉する弁体を有するダイヤフラム及びダ
イヤフラムを押圧する圧力設定バネ等よりなる作動圧力
１１ＪＩ！Ｉ機構を有し、バネの押圧力を調整すること
により圧力＄１３１１１弁の設定圧力を調整するように
なっている。

この種の従来の圧力制御装置としては、例えば本出願人
が先に出願した実開昭６２−１２１６０８号がある。こ
の先願の装置では１個の圧力制御弁に対して高圧設定用
パイロット弁と低圧設定用パイロツト弁とを並列に設け
、さらに両パイロット弁を切換えるための三方電磁弁が
一次側の配管と両パイロット弁との間及び両パイロット
弁とアクチュエータ部との間に夫々設ける構成とされて
おり、ガス消費量に応じて三方電磁弁を切換えガス消費
量が多いときは高圧設定用パイロット弁からの作動圧力
が圧力制御弁のアクチュエータ部に供給され、ガス消費
量が少ないときは低圧設定用パイロット弁からの作動圧
力がアクチュエータ部に供給される。

発明が解決しようとするｉ題 しかるに、上記構成では２個のパイロット弁と２個の三
方電磁弁を必要とするため、部品点数が多く、構成が複
雑化しており、組付及び配管の接続にかなりの手間を要
し、組付作業能率を高めることが難しいといった課題が
ある。又、上記従来の場合、構成部品が多いため、装置
全体が大型化してしまい、より広い設置スペースを確保
しなければならず、特に２次圧力を複数段階に変更する
必要のない地域ではもっと簡便な手段でコンパクトな構
成である方が有利であるといった課題もある。

ソコで、本発明は上記ＷＩｉ題を解決したパイロット弁
を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、２次圧力を制御する圧力制御弁のアクチュエ
ータ部に作動圧力を供給し、２次圧力が設定圧力となる
よう作動圧力を制御する作動圧力ｌｒ！御機構を有する
パイロット弁において、作動圧力制ｔｌＩＩｌＮ構に連
動するよう設けられたバネ部材と、バネ部材の押圧力を
変化させて作動圧カ制御１機構による設定圧力を変更さ
せる圧力変更手段とを具備してなる。

作用 圧力変更手段により圧力υ制御弁の設定圧力を変更し、
この設定圧力に応じて作動圧力制御［Ｉｖｓ構よりアク
チュエータ部に供給される作動圧力を制御して圧力８１
１１１弁の２次圧力を設定圧力にシフトする。

実施例 第１図に本発明になるパイロット弁の一実施例が適用さ
れた圧力制御′ｌＡ置を示す。

第１図中、例えば都市ガス等の流体を給送する給送配管
１ａ、１ｂの途中には下流側に供給されるガス供給圧力
（以下、２次圧力という）を！ＩＪＩＢする圧力制御弁
２が配設されている。３は圧力制御弁２のアクチュエー
タ部で、供給される作動圧力に応じて圧力制御弁２を作
動させてその弁開度を設定する。４はパイロット弁で、
圧力１１Ｊ’ｌ［ｌ弁２の２送圧力Ｐ２を設定し、この
設定圧力に応じてアクチュエータ部３に供給される作動
圧力ＰＬを’Ｍ＠する。

アクチュエータ部３はダイヤフラム３ａに画成されたバ
ランス圧力室３ｂと作動圧力室３Ｃとを有する。バラン
ス圧力室３ｂにはダイヤフラム３ａを押圧するバネ３ｄ
が収納され、且つ配管１ｂより分岐した分岐配管５を介
して２送圧力Ｐ２が導入されている。又、作動圧力室３
Ｃにはパイロット弁４によりｔＩＩｌ１２１ｉされた作
動圧力ＰＬが配管６を介して供給されている。従って、
圧力制御弁２はアクチュエータ部３のバランス圧力室３
ｂの圧力及びバネ３ｄの押圧力の合力と、作動圧力室３
Ｃの圧力との差に応じた弁開度に可変され、２送圧力Ｐ
２を所定の設定圧力に保つ。

ここで、第２図を参照してパイロット弁４の構成につき
説明する。

第２図中、パイロット弁４は作動圧力制ｔ１１１機構４
Ａを有し、内部が一対のダイヤフラム７．８により３つ
の上、中、’Ｆｖ４ａ、４ｂ、４ｃに画成されている。

中室４ｂにはボート４ｂ＋を介して配管１ａより分岐し
た分岐配管９と接続されたノズル孔１０が１Ｑｉ）られ
ており、このノズル孔１゜は上方に向けて開口する。一
対のダイヤフラム７゜８は夫々ヨーク１１の辷下端に結
合し、ヨーク１１を介して一体的に上下動する。

１２は弁体で、ヨーク１１に設けられ、ノズル孔１０に
対向する位置に支持される。そのため、分岐配管９から
の圧力ＰｓＧＪ弁体１２により絞られたノズル孔１０よ
り中室４ｂ内に供給され、弁体１２の絞り具合に応じた
圧力に制御される。この中室４ｂ内の圧力は作動圧力Ｐ
Ｌとしてボート４ｂ２より配管６を介してアクチュエー
タ部３の作動圧力室３Ｃ内に供給される。

下室４Ｃには第１の圧力設定用バネ１３が設けられてお
り、このバネ１３は下側のダイヤフラム８と調整ネジ１
４に当接するバネ受け１５との間で圧縮されている。

従って、調整ネジ１４を回わすことによりバネ１３の押
圧力が調整され、これにより圧力ＩＩＪＩＩＩ弁２の２
次圧力が設定され、これに伴って前記中室４ｂ内の作動
圧力ＰＬが制御される。

尚、作動圧力制ｔｏ＋機構４Ａは上記ダイヤフラム７．
８．ノズル孔１０．弁体１２．バネ１３．ｌｉ整ネジ１
４よりなる。

上室４ａには上側のダイヤフラム７を下方に押圧し、作
動圧力制御Ｉ機構４Ａに連動するように設けられた第２
の圧力設定用バネ１６が介在する。

そして上室４ａのボート４ａ＋には分岐配管５が接続さ
れ、配管５からの検出圧力としての２次圧カＰ２が上室
４ａ内に導入される。

又、上室４ａの壁４ｄより上部には外部からの設定圧力
を変更する制御圧力Ｐ３が供給される圧力室４ｅが形成
されている。この圧力室４ｅは設定圧力変更用のダイヤ
フラム１７により上側ダイヤフラム１９と下側ダイヤフ
ラム室２０とに画成されている。ダイヤフラム１７の下
面には［７１部４１１８が固着されている。この摺動部
材１８は、ダイヤフラム１７に固定された大径部１８ａ
と、壁４ｄの貫通孔４ｄ＋を貫通する小径部１８ｂと、
上室４ａ内に位置しバネ１６上端に当接する鍔部１８ｃ
とよりなる。

尚、上記ダイヤフラム１７２Ｍ動部材１８．空気源２２
．電磁弁２３等より圧力変更手段２７が構成されている
。

通常、摺動部材１８は第２図に示すようにバネ１６の押
圧力により鍔部１８ｃが壁４ｄに当接する位置に上動し
ている。又、上側ダイヤフラム室１９に連通するボート
４ｅ＋　は第１図に示す空気配管２１に接続されており
、空気配管２１は空気タンク又はコンプレッサ等よりな
る空気源２２に接続されている。

空気配管２１の途中には電磁弁２３が配設されている。

この電磁弁２３は大気開放状態となって上側ダイヤフラ
ム室１９内を大気圧とするか、あるいは制御装置２４か
ら制御信号により励磁されて切換わり空気源２２からの
圧力（ＩＩＩ　ＩＩＩ圧力Ｐ３１を上側ダイヤフラム室
１９に供給する。又、下側ダイヤフラム室２０はボート
４ｅｚと連通し常に大気圧Ｐｏとされている。尚、壁４
ｄのｎ通孔４ｄ＋内はＯリング２５が設けられ、圧力室
４ｅと上室４ａとの間はこの０リング２５により遮断さ
れている。

従って、作動圧力ＰＬは後述するように上室４ａ内の２
次圧力Ｐ２とバネ１６の押圧力との合力と、バネ１３の
押圧力とがバランスする位置に変位するダイヤフラム７
．８．弁体１２により制御される。

ここで、上記構成になるパイロット弁４の動作について
説明する。

■設定圧力を高くする場合 まず電磁弁２３を切換えて上側ダイヤフラム室１９に空
気源２２からの圧力Ｐ３を供給する。これにより、ダイ
ヤフラム１７及び摺動部材１８はバネ１６の押圧力に抗
して下動し、第３図に示す如く摺動部材１８の大径部１
８ａが壁４ｄに当接する位置に至りバネ１６を長さ２分
圧縮してバネ１６のバネ力を＾める。この状態で調整ネ
ジ１４を回わしてバネ１３のバネ力を調整し、上室４ａ
内の圧力Ｐ２が所定圧力となるように設定する。

この状態でのバネ１３の設定バネ荷重Ｗは、次式１式％ 但し、Ａ２はダイヤフラムの有効面積、Ｗ３はバネ１６
のバネ荷重である。

この第３図に示す状態で、電磁弁２３を復帰させてダイ
ヤフラム室１つを大気圧に減圧すると、バネ１６は第２
図に示すうよに伸長しダイヤフラム１７及び摺動部材１
日を１動させる。そのため、バネ１６のバネ荷重は荷重
ΔＷ３　　（−艮ＩｌＸバネ定数）分小さくなる。即ち
、上記０時は次式■の如くとなる。

Ｐ２　’　＋　（（Ｗｓ−ΔＷ３　）／Ａ２　）＝Ｗ／
Ａｚ・・・■ 但し、Ｐ２’＞Ｐ２ 従って、式■より２大圧力Ｐ２’　はΔＷ３／Ａ２だけ
上昇することになる。よって、所定の２大圧力Ｐ２を保
持する際はυ制御装置２４からの制御信号により電磁弁
２３が励磁され、ダイヤフラム室１９に空気［２２から
の圧力Ｐ３が供給される。そのため、第３図に示す如く
、ＩＩ動部材１８がダイヤフラム１７とともに下動して
、バネ１６のバネ力が高められる。

従って、例えば下流側のガス消費量が増加した特等２次
圧力Ｐ２より高い圧力Ｐ２’を設定する場合は電磁弁２
３を消磁してダイヤフラム室１９内を大気圧に減圧し、
？！！！動部材１８を上動させてバネ１６のバネ力を小
さくする。これにより、作動圧力ＰＬが上昇し、圧力制
御弁２は弁開度が大となって次圧力Ｐ２をＰ２’　に高
める。このように、パイロット弁４においては、通常ダ
イヤフラム室１９の圧力を空気源２２からの圧力Ｐ３か
ら大気圧に切換えることにより設定圧力がＰ２からＰ２
’　に変更される。これに伴い作動圧力ＰＬが制御され
て圧力制御弁２は、２次圧力がＰ２からＰ２’になるよ
う弁開度を制御して２次圧力をＰ２’　にする。即ち、
パイロット弁４では１個のパイロット弁を用いて設定圧
力をシフトするため、その構成は大幅に簡略化され、し
かも部品点数が少なくなるため小型化、省スペース化が
図られている。よって、設置現場での取付作業も容易と
なり、メンテナンスの面でも有利である。

又、−次圧力Ｐ１が低下した場合でも上記の如くパイロ
ット弁４の設定圧力を高くすることにより、２大圧力Ｐ
２が低下しないようにでき、下流側の供給圧力を安定に
保つことができる。又、上記の如くパイロット弁４では
ダイヤフラム室１９へ供給される空気信号により直接設
定圧力を変更できるので、圧力制御弁２の動特性を保持
したまま設定ずれ（オフセット）を防止することができ
る。

■設定圧力を低くする場合 第２図において、ダイヤフラム室１９を大気圧としたま
まｍ製ネジ１４を回わし、上室４ａ内の設定圧力が所定
の２大圧力Ｐ２となるように設定する。従って、パイロ
ット弁４は２大圧力Ｐ２が設定圧力となるように作動圧
力ＰＬを制御する。

パイロット弁４からの作動圧力ＰＬを供給された？クチ
ユニータ部３は圧力制御弁２の弁開度を制御して２大圧
力Ｐ２を設定圧力にする。

又、例えば下流側のガス消費量が減少する時間帯になる
と、ｉｌｌ罪装置２４から電磁弁２３に制御信号が供給
され、電磁弁２３が切換ねる。そのため、空気源２２か
らの圧力Ｐ３がダイヤフラム室１９に導入される。その
結果、ダイヤフラム１７゜摺動部材１８が下動し、パイ
ロット弁４の圧力バランスは前述の式■より式■の状態
に切換ねるため、２大圧力Ｐ２はΔＷ３／Ａ２だけ降下
する。

よって、設定圧力はＰ２からＰ２　　　（＜Ｐ２　）に
シフトされ、ノズル孔１０より噴出する圧力Ｐｓが絞ら
れバイ０ツト弁４から出力される作動圧力ＰＬは低くな
る。従って圧力制御弁２は低下した作動圧力ＰＬに応じ
て弁開度を絞り２大圧力Ｐ２をＰ２“に制御する。

尚、本発明の変形例として、圧力変更手段２７を第１図
中破線で示す配管２６により２次圧力をダイヤフラム室
１９に供給することにより設定圧力をシフトする構成と
することも考えられる。この場合、２大圧力Ｐ２の変動
によりパイロット弁４の設定圧力を自動的に変更できる
ため、外部の空気源２２、電磁弁２３等が不要になり更
に構成が簡略化される。

又、圧力制御手段としては上記圧力供給手段に限らず、
例えば第２の圧力設定バネ１６のバネ力を変化させる調
整ネジ、カム、あるいはソレノイド等の手段を用いても
良い。

発明の効果 上述の如く、本発明になるパイロット弁は、１個のパイ
ロット弁で設定圧力を変更することができるので部品点
数を減らして構成を極めて簡略化することができ、しか
も設置スペースが小さくて済むので設置作業が容易に行
なえる。しかも、下流側の流量増加時に圧力室への圧力
供給を切換えることにより設定圧力を高めて２次圧力の
低下を防止でき、又、１次圧力低下時においても設定圧
力を上昇させて２次圧力低下を抑制することができる。

さらに設定圧力を直接変更できるので応答性良く２次圧
力を変更することができ、圧力制御弁の設定ｒれ（オフ
セット）を動特性を損なわずに防止することができる等
の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるパイロット弁の一実施例が適用さ
れた圧力制御）装置の概略構成図、第２図は本発明のパ
イロット弁の縦断面図、第３図は設定圧力を変更すると
きの動作を説明するための縦断面図である。 ２・・・圧力制御弁、３・・・アクチ１エータ、４・・
・パイロット弁、４Ａ・・・作動圧力制ｖＡ機構、７，
８・・・ダイヤフラム、１０・・・ノズル孔、１２・・
・弁体、１３・・・第１の圧力設定用バネ、１４・・・
調製ネジ、１６・・・第２の圧力設定用バネ、１７・・
・ダイヤフラム、１８・・・摺動部材、１９・・・上側
ダイヤフラム、２１・・・空気配管、２２・・・空気源
、２３・・・電磁弁、２７・・・圧力変更手段。 特許出願人　ト　キ　コ　株式会社 代　理　人　弁理士　伊　東　忠　心 間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２次圧力を制御する圧力制御弁のアクチュエータ部に作
   動圧力を供給し、前記２次圧力が設定圧力となるよう作
   動圧力を制御する作動圧力制御機構を有するパイロット
   弁において、 前記作動圧力制御機構に連動するよう設けられたバネ部
   材と、前記バネ部材の押圧力を変化させて前記圧力制御
   機構による設定圧力を変更させる圧力変更手段とを具備
   してなることを特徴とするパイロット弁。