JPH04134971U - ガバナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 二次側圧力の変動に対して弁体の応答性が良
いガバナーを提供する。 【構成】 流体通路の一次圧力側２と二次圧力側３の間
に設けたポート５を二次圧力側３で開閉する弁体１０
と、圧力室７を二次圧力側３と連通したダイヤフラム９
をスピンドル軸１１を介して連動し、二次圧力側３の圧
力変動によって弁体１０がポート５の開度を制御する。
一次圧力側２と区切った圧力室２４にスピンドル軸１１
と連動したバランスダイヤフラム２５を組込み、圧力室
２４に連なるブーストパイプ２７の先端をポート部分の
一次圧力側２に臨ませ、弁体１０とバランスダイヤフラ
ム２５に作用する一次圧力を釣り合わせ、開弁時に弁体
１０に作用する閉弁方向の力を減衰させることにより、
二次側圧力を上昇させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、流体の一次圧力側から二次圧力側への流れを制御するガバナー、 更に詳くは、二次圧力側の流量変化に対して圧力変動の発生がないガバナーに関 する。

【０００２】

【従来の技術】

ガス等の供給路に組込み、二次側圧力の変動で流量を自動的に制御する直動式 単弁ガバナーの基本的な構造を図６に基づいて説明する。

【０００３】 図６において、弁箱１内を一次圧力側２と二次圧力側３とに仕切る隔壁４にポ ート５を設け、弁箱１の上部に配置したダイヤフラム装置６の圧力室７を調整管 ８で二次圧力側３と接続し、ダイヤフラム９とポート５の二次圧力側に位置する 弁体１０とをスピンドル軸１１で連動し、ダイヤフラム９の背圧室１２内にばね １３と必要に応じてウエイト１４が組込まれている。

【０００４】 二次圧力側３の圧力がダイヤフラム９の圧力室７内に導入されているため、ダ イヤフラム９に作用するガス圧力とばね１３の力が釣り合っているとすれば、弁 体１０は一定の開度で停止し、一定量のガスがポート５から二次圧力側３へ流れ る。

【０００５】 この状態からガスの需要が増大すると二次圧力側３の圧力が低下するため、ダ イヤフラム９に作用する上向きの力が減少し、ばね１３の力が打ち勝ち、弁体１ ０は開方向に動き、二次圧力側３が所定の圧力になるまでガス量は増大する。

【０００６】 逆にガスの需要が減少すると二次圧力側３の圧力は上昇するため、ダイヤフラ ム９に作用する上向きの力が増大し、ばね１３の力に打ち勝って弁体１０は閉方 向に動き、所定の圧力までガス量は減少する。

【０００７】 ところで、上記のような直動式の単弁ガバナーにおいては、図４のグラフに一 点鎖線で示すように、流量が変化しても二次圧力が常に一定となる理想的な二次 圧力線（Ａ）が得られるようにしなければならない。

【０００８】 しかしながら、直動式のガバナーは、ばね１３やダイヤフラム９、弁箱１の形 状及び一次圧力の影響により、流量増大時に二次圧力が理想とする二次圧力線（ Ａ）よりも大きく下回る傾向にある。

【０００９】 即ち、図４に示すように、二次圧力は、ばね１３の影響を受けた場合（Ｂ）、 更にダイヤフラム９の影響を受けた場合（Ｃ）、これらに弁箱１の形状が影響し た場合（Ｄ）と順次圧力が低下することになる。

【００１０】 従来、上記のような直動式の単弁構造を有するガバナーにあった問題点を解決 するため、弁体に対して一次側圧力を開弁と閉弁の両方向に作用させ、二次流量 の変動に対して安定性を良くさせようとするガバナーが、例えば実開昭５７−１ ４０４１２号公報によって提案されている。

【００１１】 この従来のガバナーは、図７に示すように、図６に示した直動式単弁構造のガ バナーにおいて、一次圧力側２とダイヤフラム装置６の圧力室７の間をバランス ダイヤフラム３１で仕切り、このダイヤフラム３１とこれを軸方向に貫通するス ピンドル軸１１を結合している。

【００１２】 上記のような従来のガバナーにおいては、一次側圧力が弁体１０に対して開弁 方向に作用し、バランスダイヤフラム３１に対しては閉弁方向に作用し、このよ うに一次流量を弁体１０とバランスダイヤフラム３１の逆方向に作用させること によって釣り合いを取り、二次流量の変動による弁体１０の安定性を良くしてい る。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このようなガバナーにおいては、弁体１０によるポート５の開閉度 合によって流体の二次側への流出条件も変り、このことは弁体１０に作用する開 弁方向の圧力も変動することになるが、上記した従来のガバナーのように、弁体 １０と連動するバランスダイヤフラム３１を直接一次圧力側２に臨ませた構造で は、ダイヤフラム３１に対して一次側圧力が直接作用し、弁体１０の閉弁方向に 作用する圧力が一定化し、弁体１０を開弁させる方向の圧力変化に追従できない ため、二次流量の変動による二次側圧力の変動量を少なくさせることができない という問題がある。

【００１４】 そこでこの考案は、上記のような問題点を解決するため、二次側流量の変化に 対して二次圧力の低下がなく、二次側圧力の変動による弁体の応答性が良いガバ ナーを提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

上記のような目的を達成するため、この考案は、流体通路の一次圧力側と二次 圧力側の間に設けたポートを二次圧力側で開閉する弁体と、圧力室を二次圧力側 と連通したダイヤフラムを、二次圧力側の圧力変動によって弁体がポートの開度 を制御するようにスピンドル軸を介して運動したガバナーにおいて、前記スピン ドル軸の途中に、スピンドル軸が軸方向に貫通すると共に一次圧力側と区切った 中空室を設け、この中空室内にスピンドル軸と連動したバランスダイヤフラムを 組込み、前記中空室の圧力室側に連なるブーストパイプの先端をポート部分の一 次圧力側に臨ませた構成を採用したものである。

【００１６】

【作用】

弁体に作用する一次圧力をブーストパイプでバランスダイヤフラムに作用させ 、弁体とバランスダイヤフラムに作用する一次圧力を釣り合わせると共に、開弁 時にバランスダイヤフラムに作用する圧力をブーストパイプで二次圧力側にブー ストさせ、弁体に作用する閉弁方向の力を減衰させることにより二次側圧力を上 昇させる。

【００１７】

【実施例】

以下、この考案の実施例を添付図面の図１乃至図５に基づいて説明する。なお 、図６に示した直動式の単弁ガバナーと同一部分については同一符号を付すこと によって説明に代える。

【００１８】 図１に示した直動式の単弁ガバナーにおいて、スピンドル軸１１の途中にバラ ンスダイヤフラム装置２１を設け、弁体１０に作用する開弁方向の一次圧力をこ のダイヤフラム装置２１に供給し、一次圧力を弁体１０の閉弁方向に作用させる ことにより、弁体１０に作用する開弁方向と閉弁方向の圧力を釣り合うようにし ている。

【００１９】 上記バランスダイヤフラム装置２１は図２と図３に示すように、一次圧力側２ と区切った中空室を設け、この中空室を貫通するスピンドル軸１１に大径部２２ を設け、中空室内を上位の背圧室２３と下位の圧力室２４に区切るバランスダイ ヤフラム２５の一部を大径部２２の底面から側面に重ねてスピンドル軸１１と連 動し、バランスダイヤフラム２５におけるコンポリューション部２６を少なくし ている。

【００２０】 上記バランスダイヤフラム２５の圧力室２４における流体作用面積とポート５ の面積が同一に形成され、前記コンポリューション部２６は少ないため、図２の 閉弁時と図３の開弁時におけるバランスダイヤフラム２５の流体作用面積に変化 が生じないようになっている。

【００２１】 前記バランスダイヤフラム装置２１の圧力室２４に上端が連通するよう設けた ブーストパイプ２７の下端開口が一次圧力側２のポート５内に臨み、図２のよう に、閉弁位置にある弁体１０の上部に僅かな隙間を保っている。

【００２２】 下位の圧力室２４内にはブーストパイプ２７を通って一次圧力が流入し、上位 の背圧室２３にはダイヤフラム９の圧力室７から二次圧力が流入し、閉弁時にお いて、弁体１０とバランスダイヤフラム２５に作用する一次圧力が釣り合ってい る。

【００２３】 上記の閉弁状態で二次圧力側３の圧力が低下すると、ダイヤフラム９の圧力室 ７の圧力も下り、ばね１３の押圧力でスピンドル軸１１と共に弁体１０が開弁方 向に移動し、図３のようにポート５が開き、一次側流体がポート５を通って二次 側に流出する。

【００２４】 弁体１０が開いてポート５の流速が増大すると、ブーストパイプ２７の先端に 吸引作用が生じ、バランスダイヤフラム２５の圧力室２４内の圧力流体が吸引さ れることになる。

【００２５】 従って、それまで閉弁方向に作用していたバランスダイヤフラム２５の圧力室 ２４の流体はブーストパイプ２７で二次側にブーストされ、閉弁方向の力が減衰 するため、弁体１０の開弁量が増大し、二次側圧力を速やかに上昇させることに なる。

【００２６】 また、二次側圧力が所定圧力に上昇するとダイヤフラム９によって弁体１０が 引上げられ、バランスダイヤフラム２５の圧力室２４内に一次側圧力が流入し、 バランスダイヤフラム２５と弁体１０に同圧が作用した状態で閉弁状態になる。

【００２７】 図５は流量と二次圧力の関係を実験した結果を示しており、図６に示した直動 式の単弁ガバナーにおいて、ダイヤフラムにばねのみを使用したガバナーＸは流 量の増大と共に二次圧力が低下し、また、ウエイトを併用したガバナーＹは圧力 の低下カーブはゆるやかではあるが同様に低下する。

【００２８】 これに対し、この考案のガバナーは同図実線で示すように、流量に対して二次 圧力が略均一になる。

【００２９】 なお、図示省略したが、ポート５を形成するシートリングと弁体１０の接合を 常時一定に保つよう、スピンドル軸１１に対する弁体１０の取付けは、球体構造 により弁体１０がローリングし得るようになっている。

【００３０】

【考案の効果】

以上のようにこの考案によると、二次側圧力で作動するダイヤフラムと弁体を 連結するスピンドル軸の途中に一次圧力側と区切った中空室を設け、この中空室 内にスピンドル軸と連動したバランスダイヤフラムを設け、このバランスダイヤ フラムの圧力室に連通するブーストパイプの先端をポート部分の一次圧力側に臨 ませたので、閉弁時に弁体の開弁方向に作用する一次側圧力と弁体の閉弁方向に 作用するバランスダイヤフラムの一次側圧力が釣り合うと共に、開弁時にはブー ストパイプでバランスダイヤフラムの一次圧力を二次側にブーストさせて閉弁方 向の力を減衰させることができ、従って弁体の開弁動作は二次圧力の変動に対し て応答性が良くなり、流量が増大しても二次圧力を一定の範囲に維持することが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案のガバナーを示す縦断面図

【図２】同上の閉弁時の状態を示す要部の拡大断面図

【図３】同じく開弁時の状態を示す拡大断面図

【図４】従来のガバナーにおける流量と二次圧力の関係
を示すグラフ

【図５】この考案のガバナーと従来のガバナーの流量と
二次圧力の関係を示すグラフ

【図６】直動式単弁ガバナーの基本構造を示す縦断面図

【図７】同上のガバナーにバランスダイヤフラムを組込
んだ従来のガバナーを示す縦断面図

【符号の説明】

１ 弁箱 ２ 一次圧力側 ３ 二次圧力側 ５ ポート ６ ダイヤフラム装置 ９ ダイヤフラム １０ 弁体 １１ スピンドル軸 １３ ばね ２１ バランスダイヤフラム装置 ２３ 背圧室 ２４ 圧力室 ２５ バランスダイヤフラム ２７ ブーストパイプ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１） 流体通路の一次圧力側と二次圧力側の間に設け
   たポートを二次圧力側で開閉する弁体と、圧力室を二次
   圧力側と連通したダイヤフラムを、二次圧力側の圧力変
   動によって弁体がポートの開度を制御するようにスピン
   ドル軸を介して運動したガバナーにおいて、前記スピン
   ドル軸の途中に、スピンドル軸が軸方向に貫通すると共
   に一次圧力側と区切った中空室を設け、この中空室内に
   スピンドル軸と連動したバランスダイヤフラムを組込
   み、前記中空室の圧力室側に連なるブーストパイプの先
   端をポート部分の一次圧力側に臨ませたガバナー。
2. （２） バランスダイヤフラムの流体作用面積とポート
   の面積が同一面積に形成されている実用新案登録請求の
   範囲第１項に記載のガバナー。