JPH0225135Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ 考案の目的 イ−１ 産業上の利用分野 この考案は切換弁を持つ副管付流量計の改良に
関する。

イ−２ 従来技術 切換弁を持つ副管付流量計は、親メータと直列
に切換弁を設けると共に、副管に子メータを設
け、小流量時には副管に流体を流して子メータで
計量し、一定以上の流量では切換弁の主弁を開い
て親メータに流体を流して親メータで計量するも
ので、計量範囲が広くとれる。

切換弁を持つ副管付流量計の従来のものは、切
換弁の主弁を閉鎖するためのスプリングを有し、
主弁の閉鎖時はその受圧面積を小さくすることで
比較的弱いスプリングで確実に閉鎖し、主弁が開
き始めると同時に受圧面積を増大させて急速に開
放する機構を持つていた。

イ−３ 本考案が解決しようとする問題点 前記従来技術では、主弁開放時に主弁の受圧面
積が大きくなつているため、流量が減少して水圧
に抗して主弁を閉じるときの切換流量が、流量が
増大して主弁が開くときの切換流量よりもかなり
小さい流量とならざるを得ず、流量が増大すると
きと減少するときの切換流量の差（いわゆるヒス
テリシス）が大きいという問題点があつた。

又、主弁が開くにつれてスプリングの力が強く
なるため、切換時にスプリングに抗して主弁を十
分大きく開くための水圧が得られなくて、流量の
切換直後や流量漸減時の切換直前において親メー
タへの分流量が小さくなるという問題点があつ
た。

ロ 考案の構成 ロ−１ 問題点を解決するための手段 前記問題点を解決するために、この考案は、切
換弁の主弁を閉鎖するスプリングと、主弁と係合
する主バルブシート及び副バルブシートと、主弁
に明けた等圧孔と、主弁の外周張出部を囲む主バ
ルブシート覆管部とを設け、この覆管部の内面と
張出部外周との隙間の通路断面積が、張出部外周
が覆管部の下流端に至るまでの間、主弁の開度増
大につれて次第に小さくなるよう覆管部の内面形
状を定めたことを特徴とする。

ロ−２ 作用 流量が小さい間は、主弁がスプリングの力で閉
じていて、流体は副管の子メータに流れる、流量
が次第に増大すると子メータの圧力損失による差
圧がスプリングに抗して主弁を開くように付勢す
るが、等圧孔と、主及び副バルブシートの存在に
より、主弁にかゝる受圧面積が小さく、差圧によ
り主弁を開く力はそれ程大きくない。

又、このとき主弁の外周張出部と主バルブシー
ト覆管部との隙間である通路断面積もそれ程小さ
くないため、この面からも主弁を開く力は小さ
い。

そして、流量がさらに増大するにつれて主弁が
開き始めると前記通路断面積が小さくなつて、主
弁を開く力が急増し、わずかの流量増加で主弁が
開く。主弁がその外周張出部が覆管部の下流端を
離れてさらに大きく開くと、主弁は主バルブシー
トとの間の通路が拡大されるだけでなく、副バル
ブシートとの間の通路も拡大され、主弁を開く力
もより増大し、主弁は全開となり、切換弁により
損失水頭は小さく維持される。

流量が大きい状態から次第に減少すると、主弁
はスプリングの力で次第に閉じ、主弁張出部が覆
管部の下流端で一時休止する。これまでは主弁開
度は比較的大きく、親メータに十分な流量が流れ
る。さらに流量が小さくなり、前記流量増大時の
切換流量よりわずかに小さくなると、主弁がさら
に閉じ、覆管部との隙間が増大するため急速に主
弁が閉じ切換を完了する。前記一時休止時に水流
により主弁に作用する力は、主バルブシートと副
バルブシート等圧孔の作用により、比較的小さい
ため、流量減少時の切換流量は流量増大時のそれ
と比較して大きな差がなく、それだけヒステリシ
スが小さいことになる。

ロ−３ 実施例 第１図において、１は親メータ、３は親メータ
１の下流に配置された切換弁で、両者は接続金具
２で連結されている。４は切換弁の前部ケース、
５は後部ケースで、両者はそれぞれのつば６と７
が複数のボルト８とナツト９により締結されてい
る。１０はケース４と５の間にはさみ込んだＯリ
ングである。１１は主バルブシートで、当接面圧
１２とＯリング１３を介して前部ケース４と後部
ケース５に保持されている。この主バルブシート
１１はほゞ円筒形の部分１１ａとその下流側につ
ながる主バルブシート覆管部１１ｂと４個のフオ
ーク１１ｃと、軸支持部１１ｄとが一体に形成さ
れ、軸支持部１１ｄには軸１４が嵌められナツト
１５で固定されている。１６は子メータを設けた
副管からの流体が流入する側路流入口、１１ｅは
主バルブシート覆管部１１ｂに明けた通路であ
る。１７は主弁で、流れの上流側に向つてとがつ
ているかさ形部１７ａと、このかさ形部の外周に
延びる外周張出部１７ｂと、円筒部１７ｃとが一
体に形成され、円筒部１７ｃはその内径が小径部
１７ｄと大径部１７ｅとの２段階に形成されてい
る。１７ｆはかさ形部１７ａに明けた等圧孔であ
る。１８は軸１４にナツト１９で固定した副バル
ブシートでほゞ有底円筒形をしていて、その最大
外径が前記主弁１７ｃの小径部１７ｄよりわずか
に小さく定めてある。

２０と２１は主弁１７に嵌めたＯリング、２２
は主弁１７と副バルブシート１８の間に挿入した
圧縮スプリングで、主弁１７のかさ形部に嵌めた
Ｏリング２０を主バルブシート１１に押しつける
とともに、主弁の円筒部１７ｃに嵌めたＯリング
２１を前記副バルブシート１８の外周部１８ａに
押しつけている。この外周部は、円筒形からわず
かに変形していて、Ｏリング２１と係合するため
に、図示のように断面が円弧状になつていて、左
方にいく程外径が大きくなつている。

図示されていない子メータを設けた副管を経
て、側路流入口１６から前部ケース４と主バルブ
シート１１との間に流入した流体は、通路１１ｅ
を通り、さらに主弁の外周張出部１７ｂと主バル
ブシート覆管部１１ｂとの間の隙間を通つて下流
に流れる。この流量が次第に大きくなると、子メ
ータによる圧損が大きくなり、この圧力が主弁に
作用する。しかし、図示のように主弁１７が閉じ
ているときは、Ｏリング２０，２１がそれぞれ主
バルブシート１１と副バルブシート１８に密着し
て、しかも等圧孔１７ｆが主弁１７の上流と円筒
部１７ｃの内側の圧力を均等にしているため、子
メータの差圧が主弁１７に有効に作用する受圧面
積は、Ｏリング２０と２１の直径の差で決められ
る受圧面積となり、かさ形部１７ａの面積の何分
の１かの小さい面積である。この小さい受圧面積
にかゝる差圧による力がスプリング２２の力を越
えると、主バルブ１７が下流（図の右）方向にわ
ずかに移動し、主弁１７が開き始める。すると、
親メータ１を通過して主路２３から切換弁２に流
入する水流は二つに分かれ、一方は等圧孔１７ｆ
を通過してさらに副バルブシート１８の大径部と
主弁１７の小径部１７ｄとの間を通つて流れる。
もう一方は側路流入口１６からの水流と合流して
主弁の外周張出部１７ｂと主バルブシート覆管部
１１ｂとの隙間を通つて流れる。

主弁１７が開くことで通路１１ｅを流れる水量
は少なくなるため、主路２３を通る水が主弁１７
を開こうとする力は減少傾向になる。しかし、主
弁１７が開くと、主弁の外周張出部１７ｂと主バ
ルブシート覆管部１１ｂとの隙間が次第に小さく
なるために主弁にかかる差圧が次第に大きくな
り、スプリング２２に抗して急速に主弁１７が右
方に移動し、外周張出部１７ｂが主バルブシート
覆管部１１ｂの右端を離れるまで主弁が開く。

等圧孔１７ｆの流路断面積と、主弁の小径部１
７ｄと副バルブシート１８の大径部との隙間の流
路面積はほゞ同じに定めてあるので、主弁の小径
部１７ｄの直径より内側の部分には、水流による
力は殆どかからない。このことは、主弁を急速に
開放する点に関して不利のようであるが、主弁１
７の開閉時のヒステリシス小さくし、主弁１７が
開いたときの親メータへの分流比を大きくし、流
量が漸減する場合の切換弁の作動を円滑かつ急速
に行ない、大流量時に主弁１７を全開位置迄開い
て損失水頭を小さく保つという働きを主バルブシ
ート覆管部１１ｂと協同して行なう。主弁１７が
開いた状態では主弁１７と主バルブシート１１と
の間は十分広く開くので、親メータに流れる流量
が子メータに流れる流量に比較して大きくなり、
親メータを精度の良い条件で使うことができる。

第２図に示す状態からさらに主弁１７が開く
と、主弁１７の円筒部１７ｃは、その内径の大径
部１７ｅが副バルブシート１８の左端大径部と対
向し、両者間の隙間の流路断面積は等圧孔１７ｆ
の流路断面積よりもかなり大きくなる。

そのため水流による力はほゞ全部が主弁１７に
かかる。従つて流量がさらに増大すれば主弁１７
はスプリング２２に抗して容易に全開になり、切
換弁による損失水頭は小さく保持される。

このときの主弁１７の状態を第３図に示す。

流量が大きい状態から次第に減少すると、主弁
１７が第３図の状態から次第に左方に移動して閉
じていき、主弁の外周張出部１７ｂが主バルブシ
ート覆管部１１ｂの右端（下流端）に対向した位
置で一時休止する。これは主バルブシート覆管部
１１ｂの内径が、下流（右方）にいく程小さくな
るテーパ部１１b′を形成しているためである。さ
らに流量が小さくなると、流量が漸増したときに
主弁１７の外周張出部１７ｂが主バルブシート覆
管部１１ｂのテーパ部１１b′に対向しながら開き
始めた流量よりわずかに小さい流量になつて、さ
らに主弁１７が閉じ始める。この閉じ始める直前
までは、主弁１７の開度は大きく保たれ、親メー
タには（親メータの精度を発揮するに）十分な流
量が流れる。

主弁の外周張出部１７ｂが主バルブシート覆管
部１１ｂに接近又は対向しているとき、主バルブ
円筒部１７ｃはその小径部１７ｄが副バルブシー
ト１８の左端最大径部と対向していて、両者の隙
間は小さいため、水流により主弁１７にかゝる力
は比較的小さくなつている。そのために主弁１７
が開き始める流量と、閉じ切る流量との差、即ち
ヒステリシスは小さく、このことが、親メータの
精度、子メータの耐久性という点で有効である。

主弁１７の外周張出部１７ｂが主バルブシート
覆管部１１ｂの右端位置からさらに閉じ始める
と、両者間の隙間の通路断面積につれて大きくな
るので、水流によりかゝる力は加速度的に小さく
なり、主弁１７は急速かつ円滑に閉止する。

ハ 考案の効果 流量が漸増するときと漸減するときに主弁が開
閉する流量の差（ヒステリシス）を小さくでき、
主弁が開いた状態での親メータへの分流比を大き
くでき、流量漸減時の主弁の切換を急速かつ円滑
に行なうことが可能であり、大流量時に主弁を全
開位置迄安全に開いて損失水頭を小さく保持でき
る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の実施例で第１図は縦断面図、
第２図は主弁が少し開いた状態の要部縦断面図で
拡大図示してある。第３図は主弁が完全に開いた
状態の要部縦断面図である。 １……親メータ、３……切換弁、１１……主バ
ルブシート、１１ｂ……主バルブシート覆管部、
１７……主弁、１７ｂ……外周張出部、１７b′…
…外周張出部の内面を形成するテーパ部、１７ｆ
……等圧孔、１８……副バルブシート、２２……
スプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 切換弁の主弁を閉鎖するスプリングと、主弁と
   係合する主バルブシート及び副バルブシートと、
   主弁に明けた等圧孔と、主弁の外周張出部を囲む
   主バルブシート覆管部とを設け、この覆管部の内
   面と張出部外周との隙間の通路断面積が、張出部
   外周が覆管部の下流端に至るまでの間、主弁の開
   度増大につれて次第に小さくなるよう覆管部の内
   面形状を定めたことを特徴とする切換弁を持つ副
   管付流量計。