JPH0449696Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は蒸気や圧縮空気等の配管系に取り付け
て、二次側の流体圧力を一定の設定圧力に保つ減
圧弁に関する。

〈従来の技術〉 従来の減圧弁は第２図に示す通りであり、減圧
弁部１と気水分離器部２と排水弁部３とから成
る。本体１０で入口１２、弁口１４、出口１６を
形成する。入口は一次側の高圧流体源に出口は二
次側低圧域に接続する。主弁１８を弁口１４の入
口側端に主弁ばね１９で弾性的に付勢して配置す
る。

ピストン２０をシリンダ２２内に摺動自在に配
置し、ピストン棒２０ｂを弁口１４を通して主弁
１８の中央突起部１８ａに当接せしめる。ピスト
ン２０の下面とピストン棒２０ｂとをほぼ半球面
で接続する。入口１２とピストン２０の上方空
間、即ちピストン室２０ａを連通する一次圧通路
２４にパイロツト弁２６を配置する。ダイヤフラ
ム２８をその外周縁をフランジ３０，３２の間に
挟んで取り付ける。ダイヤフラム２８の下方空間
は二次圧検出通路３４を通して出口１６に連通す
る。パイロツト弁２６の弁棒３６の頭部端面はダ
イヤフラム２８の中央下面に当接する。また、パ
イロツト弁２６はパイロツトばね２７で閉弁方向
に付勢されている。

ダイヤフラム２８の上面にばね座３８を介し
て、圧力設定用のコイルばね４０を当接せしめ
る。調節ねじ４４をスプリングケース６６にねじ
結合して取り付ける。

調節ねじ４４を左右に回すと、圧力設定ばね４
０のダイヤフラム２８を押し下げる弾性力が変
る。この圧力設定ばね４０の弾性力を基準値とし
て、ダイヤフラム２８はその下面に作用する二次
側圧力に応じて湾曲し、弁棒３６を変位せしめて
パイロツト弁２６を開閉せしめる。この結果、一
次側流体圧力がピストン室２０ａに導入され、ピ
ストン２０が駆動されて主弁１８が変位せしめら
れ、入口１２の流体が弁口１４を通つて出口１６
に流れる。これは二次側の流体圧力が低下すると
弁口１４が開き、上昇すると閉じる様に自動的に
作動する。

弁口１４の下方に円筒形状の隔壁部材４６を取
り付け、これを囲む本体１０との間に環状空間４
８を形成し、その上部はコーン形状のスクリーン
５０を通して入口１２に連通し、下部は排水弁室
５２の上部に連通する。また、排水弁室５２の上
部は隔壁部材４６の中央開口を通して弁口１４に
連通する。環状空間４８には傾斜壁から成る旋回
羽根５４を配置する。

従つて、入口１２の流体は、弁口１４が開いて
環状空間４８を通過するときに、旋回羽根５４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本体内壁に当たつて排水弁
室５２に流下し、軽い気体は中央部を旋回して、
隔壁部材４６の中央開口から弁口１４に向い、そ
こを通過して出口１６に流れ去る。

排水弁室５２の底部には、排水口５６に通じる
排水弁口５８を形成する。フロートカバー６２で
覆つて、球形の弁フロート６０を変位自在に収容
する。フロートカバー６２の上部には通気孔６４
を開ける。

従つて、弁フロート６０は排水弁室５２の水位
と共に浮上降下して排水弁口５８を開閉し、排水
弁室５２に溜る水を自動的に排除する。

〈考案が解決しようとする課題〉 前述した構成の従来の減圧弁を含め現存する全
ての減圧弁に於て、どうしても解消できない現象
として、著しい振動と騒音を発生するチヤタリン
グ現象がある。これは適性流量での圧力設定時に
は正常な作動をしていても、二次側の負荷が少な
くなつて流量が減少した場合に発生したり、又は
一次圧に対して設定圧（二次圧）が小さい時、つ
まり減圧比が大きい時にも発生する。

その減圧比は例えば、一次側圧力10Kg／cm²を二
次側圧力２Kg／cm²程度以下に減圧する場合であ
り、主弁１８及びピストン２０等の可動部が振動
してチヤタリング現象を起こす。これは二次側圧
力が低下してその圧力変化が二次圧検出通路３４
を介してパイロツト弁２６を開弁させる時、主弁
１８は微開した程度にも拘らず、一次側と二次側
の圧力差が大きいために一次側の流体が二次側で
体積膨脹を起こし、二次側圧力を瞬時にして上昇
させてしまう。そしてその圧力が再び二次側圧力
検出通路３４を介してパイロツト弁２６を急閉弁
させてしまう。そうすればピストン室２０ａの流
体が急断され、ピストン２０及び主弁１８も急閉
弁する。主弁１８が急閉弁すれば二次側圧力も急
低下してダイヤフラム２８は圧力設定ばね４４に
押されてパイロツト弁２６を急開弁する。以上の
過程が加速度的に行なわれて大きな振動状態を呈
する。

また、振動は主弁１８の急激な開弁によつて二
次側へ向かう蒸気の噴流がピストン２０の下面に
作用してピストン２０を急激に押し上げてその上
壁に衝突し、このピストン２０の上昇に主弁１８
が追従できず、再びピストン２０が下降してきた
時に衝突するからであると考えられる。再接触は
衝撃的であり、この様な主弁１８とピストン２０
の作動はピストン棒２０ｂの破損や、主弁１８の
弁座の損傷等を生じる問題がある。これらの部材
の損傷により、二次側圧力が設定不能になつた
り、減圧弁としての寿命が短くなる。

従つて、本考案の技術的課題はチヤタリング現
象を起こさない減圧弁を提供することである。

〈課題を解決するための技術的手段〉 上述したようにチヤタリングは弁座と弁体が微
開状態を維持する時に発生しやすいという現象を
考慮して、上記課題を解決する為に講じた本考案
の技術的手段は、一次側に接続される入口と二次
側に接続される出口との間に主弁を設け、二次側
圧力が設定圧力よりも低下したことを受圧応動部
が検出してパイロツト弁を開弁させることにより
一次側圧力をピストン室に導入しピストンの前進
により二次側圧力を設定圧力とするように主弁を
開弁させる構成の減圧弁に於て、ピストンとシリ
ンダーの摺動面はラビリンスシール形状とし、シ
リンダーの内周面を下方に細くなる円錐面に形成
したものである。

〈作用〉 ラビリンス構造はピストンとシリンダーの間に
僅かな隙間と、それに続く拡大室とを繰返して設
けられたものであり、その僅かな隙間を通過する
流体の圧力を速度に変えて損失を発生させ、ピス
トンの上方空間と下方空間との差圧を保持するも
のである。

従つて、主弁からの流量を多くしようとしてピ
ストンが大きく降下して主弁を開弁させる時、ピ
ストンの外周面とシリンダー内周面の隙間は微小
である為にそのラビリンス効果は大きく、ピスト
ンはパイロツト弁からの流体圧力を顕著に受けて
主弁にその力を伝達して大きく押し下げる。

次に、流量が少なかつたり又は、減圧比が大き
いというような主弁が微開状態を維持する時はピ
ストンはシリンダー内の上位置で摺動動作する。
この時ピストン外周面とシリンダー内周面の隙間
は大きいのでその隙間をを通過する流量も多くな
り、つまりラビリンス効果は小さくなり、ピスト
ンはパイロツト弁からの瞬間的な流体圧力を受け
ても主弁に瞬間的に伝達するとができなくなり、
その結果チヤタリングは解消される。

〈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。（第１図参照） 本実施例は従来の減圧弁のピストン部を改良し
たもので、第２図に対応する部位には同じ参照番
号を付して、減圧弁としての詳細な説明は省略す
る。

ピストン２０ａの側面に環状の溝２５ａ，ｂ，
ｃを形成し、シリンダー内に僅かな隙間を有して
摺動自在に配置する。シリンダー２２ａの内周面
は下方に細くなるようにθ度の傾斜を有する円錐
面に形成し、ピストン２０ａが上昇するに連れて
その側面とシリンダー２２ａの内周面の距離が大
きくなるようにする。従つて主弁１８が閉弁した
状態（第１図の状態）でピストン２０ａは最上位
置にあり、ピストン２０ａの外周面とシリンダー
２２ａの内周面の隙間は最も大きくなる。

作用は以下の通りである。主弁１８の大きな開
弁を必要とする時はピストン２０ａも下位位置に
あつて主弁１８を大きく押し下げる。この時ピス
トン２０ａとシリンダー２２ａの内周面の隙間は
微小故にラビリンス効果も大きく、ピストン２０
ａはパイロツト弁２６からの流体圧力を顕著に受
けて主弁１８にその力を伝達して大きく押し下
る。

しかし、上述したようにチヤタリングが発生し
やすい弁座と弁体１８の開度が微開を維持する時
はピストン２０ａは上昇してシリンダー２２ａの
上位置にあるために、ピストン２０ａの外周面と
シリンダー２２ａ内周面との距離が大きくなり、
ラビリンス効果も小さくなる。その為にパイロツ
ト弁２６が急開してピストン２０ａを急降下させ
ようとしても、その隙間から流体が逃げてしま
い、ピストン２０ａはその力を主弁１８に瞬間的
に伝達するとができない。その結果主弁１８も急
開閉しない為に安定した作動になりチヤタリング
は解消される。

〈考案の効果〉 以上のように本願によればチヤタリングが解消
されるので、振動は無くなり各部材は損傷するこ
となく、減圧弁は安定した状態で設定圧力を維持
し続けることができる。

また、チヤタリングが解消されることにより従
来設定できなかつた低圧域の圧力設定が可能とな
り、減圧弁としての使用範囲が広くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例のピストン部断面図、
第２図は従来の減圧弁の断面図である。 １０……本体、１２……入口、１６……出口、
１８……主弁、２０，２０ａ……ピストン、２
２，２２ａ……シリンダー、２５ａ，ｂ，ｃ……
環状溝、２６……パイロツト弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一次側に接続される入口と二次側に接続される
   出口との間に主弁を設け、二次側圧力が設定圧力
   よりも低下したことを受圧応動部が検出してパイ
   ロツト弁を開弁させることにより一次側圧力をピ
   ストン室に導入しピストンの前進により二次側圧
   力を設定圧力とするように主弁を開弁させる構成
   の減圧弁に於て、ピストンとシリンダーの摺動面
   はラビリンスシール形状とし、シリンダーの内周
   面を下方に細くなる円錐面に形成したことをこと
   を特徴とする減圧弁のシリンダー構造。