JPH0436406B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は減圧弁、即ち、通過する流体そのもの
のエネルギーにより弁体の開度を変化させ、一次
側圧力から所定の二次側圧力に減圧する自動調整
弁に関する。

減圧弁としては、二次側圧力の検出部そのもの
が直接、弁体を作動させる操作部となる形式の直
動形と、直動形減圧弁をパイロツト部として、主
弁体操作部の圧力を調整することにより、主弁体
を作動させる形式のパイロツト作動形がある。本
発明は弁体と操作部との連結部の構造に関し、直
動形減圧弁にもパイロツト作動形減圧弁にも適用
できる。

本発明は減圧弁のオフセツト特性と定格流量特
性の改善に係わる。空気調和・衛生工学会規格、
HASS 106−1978では、用語を次ぎの様に定義し
ている。

最小調整可能流量：安定な流れの状態を維持する
ことができる減圧弁の最小流量 設定圧力：最小調整可能流量における二次側圧力 オフセツト：一次側圧力を一定に保持した状態
で、流量を最小調整可能流量から減圧弁の定格
流量まで漸次増加させた場合、変化する二次側
圧力と設定圧力との差 定格流量：一次側圧力を一定とする場合、所定の
オフセツト内において保証し得る最大流量 減圧弁は、上記の意味において、オフセツトが
小さくて、定格流量が大きいものが優れている。

従来の技術 本出願人は第２図に示すパイロツト作動形減圧
弁を開発した。これは蒸気用減圧弁で、減圧弁部
１０１と気水分離器部１０２と排水弁部１０３と
から成る。

弁ケーシング１１０で入口１１２、弁口１１
４、出口１１６を形成する。入口は一次側の高圧
流体域に出口は二次側低圧域に接続する。弁口１
１４は弁座部材で形成する。

主弁体１１８を弁口１１４の入口側端の弁座に
コイルばねを弾性的に付勢して配置する。

ピストン１２０をシリンダ１２２内に摺動自在
に配置し、ピストン棒を弁口１１４を通して主弁
体１１８に当接せしめる。入口１１２とピストン
１２０の上部空間、即ちピストン室を連通する一
次圧通路１２４にパイロツト弁１２６を配置す
る。

ダイヤフラム１２８をその外周縁をフランジ１
３０，１３２の間に挟んで取り付ける。ダイヤフ
ラム１２８の下方空間は二次圧通路１３４を通し
て出口１１６に連通する。

パイロツト弁１２６の弁棒１３６の頭部端面は
ダイヤフラム１２８の中央下面に当接する。

ダイヤフラム１２８の上面にばね座１３８を介
して、圧力設定用のコイルばね１４０を当接せし
める。調節ねじ１４４を弁ケーシング１１０にね
じ結合して取り付ける。

調節ねじ１４４を左右に回すと、圧力設定ばね
１４０のダイヤフラム１２８を押し下げる弾性力
が変る。この圧力設定ばね１４０の弾性力を基準
値として、ダイヤフラム１２８はその下面に作用
する二次側圧力に応じて湾曲し、弁棒１３６を変
位せしめてパイロツト弁１２８を開閉せしめる。
この結果、一次側流体圧力がピストン室に導入さ
れ、ピストン１２０が駆動され、主弁体１１８が
変位せしめられ、入口１１２の流体が弁口１１４
を通つて出口１１６に流れる。これは二次側の流
体圧力が低下すると弁口１１４を開き、上昇する
と閉じる様に自動的に作動する。

弁口１１４の下方に円筒形状の隔壁部材１４６
を取り付け、これを囲む弁ケーシング１１０との
間に環状空間１４８を形成し、その上部はコーン
形状のスクリーン１５０を通して入口１１２に連
通し、下部は排水弁室１５２の上部に連通する。
また、排水弁室１５２の上部は隔壁部材１４６の
中央開口を通して弁口１１４に連通する。環状空
間１４８には傾斜壁から成る旋回羽根１５４を配
置する。

従つて、入口１１２の流体は、弁口１１４が開
いて環状空間１４８を通過するときに、旋回羽根
１５４で方向を曲げられて旋回せしめられる。液
体は外側に振り出されて周囲の弁ケーシング内壁
に当たつて排水弁室１５２に流下し、軽い気体は
中央部を旋回して、隔壁部材１４６の中央開口か
ら弁口１１４に向い、そこを通過して出口１１６
に流れ去る。

排水弁室１５２の底部には、排水口１５６に通
じる排水弁口１５８を形成する。フロートカバー
１６２で覆つて、球形の弁フロート１６０を変位
自在に収容する。フロートカバー１６２の上部に
は通気孔１６４を開ける。

従つて、弁フロート１６０は排水弁室１５２の
水位と共に浮上降下して排水弁口１５８を開閉
し、排水弁室１５２に溜る水を自動的に排除す
る。

本発明が解決しようとする問題点 上記減圧弁の流量特性は、オフセツトが比較的
大きく、定格流量が比較的小さくて、従来の減圧
弁と大差ない。

この流量特性の限界の原因は、ピストンが下方
に変位して主弁体を押し下げるときに、弁口から
の噴出流体を受けて、押し上げられ、かつ振動せ
しめられることによると推定される。

従つて、流量特性を改善するには、ピストン即
ち操作部と弁体との連結部の構造を改善すること
である。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために講じた本発明の
技術的手段は、弁ケーシングで入口と弁口と出口
を形成し、弁口に対向して弁体を配置し、該弁体
が操作部と協働して弁口を開閉せしめるようにし
たものにおいて、操作部の可動壁と可動壁の変位
を弁体に伝える操作棒とほぼ半球面で接続し、操
作棒の可動壁側をほぼ半球面の接続壁面に向かつ
て先細りのテーパー状に形成して、接続壁面との
接合端部を最も細くしたものである。

可動壁は、直動形減圧弁ではダイヤフラムそれ
自体であり、パイロツト作動形減圧弁ではピスト
ンの端壁である。

可動壁と操作棒の接続部は、半球面が最も好ま
しいが、多少半球を越えた球面でも、多少半球に
満たない球面でも、後部に円柱が続く半球面でも
良い。

断面楕円の曲面等の、円錐面よりも外側に脹れ
出した曲面であれば、下記の作用効果が得られる
ので、ほぼ半球面とはこれらの曲面をも含むもの
である。

作 用 上記の技術的手段の作用を説明する。

弁口から噴出した流体は操作部の可動壁に向か
つて直進する。その途中でほぼ半球の接続面に当
たり、その表面に沿つて流れる。ほぼ半球の接続
面としたことにより、その表面を流れる流体速度
は、接続面が従来例のような平面状の場合と比較
して、大きくなり、従つて平面状の場合よりも静
圧が低下する。流体速度と静圧の関係は、ベルヌ
ーイの定理より周知なように、流体速度が大きく
なれば静圧は小さくなり、流体速度が小さくなれ
ば静圧が大きくなる関係がある。

接続面をほぼ半球面として、平面状の場合より
も静圧が低下した分だけ、可動壁上面との圧力差
が大きくなり、可動壁及び操作棒は下方に、すな
わち、弁口側に引き寄せられる。従つてこの分だ
け弁体が弁口から引き離され、弁口開度が大きく
なる。

また、接続半球面は弁口から噴出流に対して自
ら中心に位置する。即ち、半球面が噴出流の中心
軸上にあるときは全周囲の流速が同じであるが、
側方に偏位すると流速が周上で不均一となり、半
球面を中心軸上に押し戻す様に静圧が分布する。
従つて、操作部の可動壁と操作棒が振動を受けた
り、傾斜せしめられたりせずに、噴出流の中心軸
に沿つて滑かに変位するので、二次側圧力の変動
が小さく、オフセツトも小さい。

しかも、操作棒の可動壁側を先細りテーパに形
成して、接続壁面のほぼ半球面積を有効に拡大し
たために、また、弁口からの噴出流が操作棒から
離反せずに周囲壁に沿つて接続壁面に集中するた
めに、上記作用が充分に発揮される。

発明の効果 本発明は下記の特有の効果を生じる。

操作部の可動壁と操作棒が弁口側に滑かに、大
きく変位するので、オフセツトが小さく、かつ定
格流量が大きくなる。

操作部の可動壁と操作棒が振動や傾斜力を受け
にくいので、二次側圧力の変動が小さい。また、
ピストンとシリンダーや、弁体と弁座などの摺接
部の摩耗が少なく、初期の良好な作動が長期間維
持される。

しかも、接続壁面のほぼ半球面積が広いので、
また、弁口からの噴出流が接続壁面に集中するの
で、上記効果が充分に発揮される。

実施例 上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明
する。

実施例（第１図参照） 本実施例は可動壁と操作棒との間の接続面を半
球面に形成したものである。第１図は主弁部分の
みを示すもので、第２図の主弁部分に対応し、対
応する部材には同一の参照番号を付す。

ピストン１２０の周壁に溝を形成してピストン
リング１２，１３を嵌め込み、下端壁１６にオリ
フイス１１を開ける。下端壁１６の下面は平面に
形成する。ピストン棒１４の下端面は弁棒１５の
上端面に当接する。

可動壁を成すピストン１２０の下端壁１６の下
面と、操作棒を成すピストン棒１４は半球面１０
で接続する。半球面１０と下端壁１６の下面と、
半球面１０とピストン棒１４との接続部は、極め
て小さな半径のＲ面で、あるいはＲ面加工せずに
接続する。

ピストン棒１４の上部、即ちピストン１２０側
は、半球１０に向かつて先細りのテーパーに形成
する。

代表的部位の寸法を例示すると、ピストン１２
０の外径は47mm、ピストン棒１４の下部の外径は
７mm、弁口１１４の内径は20mm、幅は16mm、ピス
トン棒１４と弁棒１５が当接した状態で下端壁１
６の下面から弁体１１８の弁面までの距離は50
mm、接続球面１０の半径は14mmである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の減圧弁の主弁部の断
面図、第２図は従来の減圧弁の断面図である。 １０：接続半球面、１４：ピストン棒、１１
４：弁口、１１８：弁体、１２０：ピストン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弁ケーシングで入口と弁口と出口を形成し、
   弁口に対向して弁体を配置し、該弁体が操作部と
   協働して弁口を開閉せしめるようにしたものにお
   いて、操作部の可動壁と可動壁の変位を弁体に伝
   える操作棒とをほぼ半球面で接続し、操作棒の可
   動壁側をほぼ半球面の接続壁面に向かつて先細り
   のテーパー状に形成して、接続壁面との接合端部
   を最も細くしたことを特徴とする減圧弁。