JPH0450604B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は蒸気や圧縮空気等の配管に取り付け
て、二次側の圧力を所定の設定圧力に保つ減圧弁
に関し、特に主弁体を閉弁するように作動せしめ
るコイル上主弁ばねの構造に関する。

従来の技術 従来の減圧弁を第３図を参照して説明する。

ここに図示した減圧弁は、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、主弁口１４、出口１６を形成する。入口
１２は一次側の高圧流体源に出口１６は二次側低
圧域に接続する。主弁口１４は弁差部材１５で形
成する。

主弁体１８を主弁口１４の入口１２側に配置
し、コイル状主弁ばね１９で主弁口１４側に弾性
的に付勢する。

ピストン２０をシリンダ２２内に摺動自在に配
置し、ピストン棒を主弁口１４を通して主弁体１
８の中央突起棒に当接せしめる。ピストン２０の
下面とピストン棒とをほぼ半球面で接続する。入
口１２とピストン２０の上部空間、即ちピストン
室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。ダイヤフラ
ム２８の上面にばね座３８を介して、圧力設定ば
ね４０を当接せしめる。調節ねじ４４を本体１０
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に導入され、ピストン
２０が駆動され、主弁体１８が変位せしめられ、
入口１２の流体が主弁口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主
弁口１４が開き、上昇すると閉じる様に自動的に
作動する。

主弁口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
４８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主弁口１
４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、主弁口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の中央開口から主弁口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。

発明が解決しようとする課題 減圧弁の性能特性を表すのに第２図に示すよう
な流量と二次側圧力の変化量（設定圧力と二次側
圧力の偏差）の関係を見る試験がある。これは流
量が変化した時の設定圧力の追従性を見るもの
で、理想的には第２図のＡの様なラインが最適で
あるが、実際にはラインＢの様に流量が最大付近
にくると二次側圧力が設定圧力よりも上昇する現
象が生じる。これは主弁体が全開に近付くと流体
の流れによる閉弁方向の力が減少し、主弁体を押
し下げる力が勝つて必要以上に開弁してしまうた
めである。この現象は一次側圧力と設定圧力の差
が小さいほど顕著である。

従つて、本発明の技術的課題は、主弁体が全開
に近付いたときに、二次側圧力を設定圧力に保て
るようにすることである。

課題を解決する為の手段 上記の課題を解決するために講じた本発明の技
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設けた主弁口を開閉する
主弁体を主弁口の入口側に配置し、主弁体を閉弁
方向に付勢するコイル状主弁ばねを設け、二次側
圧力が設定圧力よりも低下すると主弁体が開弁し
て入口側の高圧流体を出口側に補給することによ
り圧力の回復を図り、設定圧力に等しくなると主
弁体が閉弁して高圧流体の補給を中断するものに
おいて、コイル状主弁ばねを同軸的に配置したコ
イル径の異なる複数個のばねから構成し、全体と
してのばね定数が変化するように、複数個のばね
の一つを主弁体の可動範囲の全域で圧縮状態に形
成し、他のばねを主弁体が全開に近付いたときに
圧縮状態になるように形成したものである。

作 用 上記の技術的手段の作用は下記の通りである。

主弁体は、全開に近付くまでは一つのコイル状
主弁ばねの弾性力と流体の流れによる閉弁方向の
力に抗して主弁口を開弁し、二次側圧力を設定圧
力に保持する。全開に近付くと主弁体には流体の
流れによる開弁方向の力が減少するが、他のコイ
ル状主弁ばねの弾性力が閉弁方向の力として作用
するので、必要以上に開弁することがない。従つ
て、主弁体が全開に近付いたときも、二次側圧力
を設定圧力に保つことができる。

発明の効果 本発明は下記の特有の効果を生じる。

ばね定数の大きなコイル状主弁ばねを用いれ
ば、二次側圧力の上昇を防止できるが、閉弁方向
の力が強くなるので定格流量が減少してしまう。
本発明によれば、定格流量を多く保ちながら、且
つ二次側圧力設定圧力に保つことができる。

実施例 上記の技術的手段の具体例を説明する（第１図
参照）。

尚、第３図に対応する構成要素には、第３図と
同じ参照番号を付して説明する。

円盤状の主弁体７０の主弁軸７２を軸受７４内
に摺動自在に挿入せしめ、主弁体７０の下部との
軸受７４の間に第１のコイル状主弁ばね７６と第
２のコイル状主弁ばね７８を配置する。第１のコ
イル状主弁ばね７６は常時圧縮状態で主弁体７０
を主弁座１５に付勢する様にする。第２のコイル
状主弁ばね７８の上端と主弁体７０の下端とは主
弁体７０が閉弁時に隙間Ｘを有して配置されてお
り初期は自由状態である。この隙間Ｘは主弁体７
０のリフトＹの約70％とし、又、第２のコイル状
主弁ばね７８のばね定数は第１のコイル状主弁ば
ねの約70％とするのが最適であると実験により確
認できた。

作用は以下の通りである。

流量が定格流量付近になるまでは、第１のコイ
ル状主弁ばね７８が主弁体７０に対応して設定圧
力を維持する。流量が定格流量付近になると、主
弁体７０の下端と第２のコイル状主弁ばね７８の
上端が当接し、それまで非圧縮状態にあつた第２
のコイル状主弁ばね７８が圧縮状態になり、第１
のコイル状主弁ばね７６の反力と加算されて主弁
体７０を主弁口側１４へ付勢する。その結果、主
弁体７０は流体の流れの影響による閉弁力が減少
しても、必要以上に開弁しすぎることなく所定の
開度を保ち、二次側圧力を設定圧力に保持するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の要部拡大断面図、第
２図は減圧弁の流量特性図、第３図は従来の減圧
弁の断面図である。 １２：入口、１４：主弁口、１６：出口、２
０：ピストン、２２：シリンダー、２６：パイロ
ツト弁、２８：ダイヤフラム、７０：主弁体、７
６：第１のコイル状主弁ばね、７８：第２のコイ
ル状主弁ばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一次側に接続される入口と二次側に接続され
   る出口との間に設けた主弁口を開閉する主弁体を
   主弁口の入口側に配置し、主弁体を開弁方向に付
   勢するコイル状主弁ばねを設け、二次側圧力が設
   定圧力よりも低下すると主弁体が開弁して入口側
   の高圧流体を出口側に補給することにより圧力の
   回復を図り、設定圧力に等しくなると主弁体が閉
   弁して高圧流体の補給を中断するのにおいて、コ
   イル状主弁ばねを同軸的に配置したコイル径の異
   なる複数個のばねから構成し、全体としてのばね
   定数が変化するように、複数個のはねの一つを主
   弁体の可動範囲の全域で圧縮状態に形成し、他の
   ばねを主弁体が全開に近付いたときに圧縮状態に
   なるように形成した減圧弁の主弁ばね構造。