JPH0459644B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、管路内流体の圧力を利用し、パイ
ロツト弁によりピストン型の主弁を開閉作動さ
せ、流出口側の圧力を所定の圧力に制御する減圧
弁、特に主弁の開度がきわめて小さい微少流量状
態で、弁箱の流出口側の圧力の振動に起因するパ
イロツト弁、及びそれに伴なう主弁のハンチング
の発生を防止するのに効果的な減圧弁に関するも
のである。

従来の技術 従来公知のこの種の減圧弁として実公昭54−
10018号公報に記載されたものがある。これは第
４図に示すように構成されている。同図において
１０１は一側に流入口１０２、他側に流出口１０
３を有する弁箱で、弁箱１０１に形成された弁口
１０４の上方には弁体収納室１０５が設けられ、
弁体１０７が昇降自在に収納されている。１１１
は弁箱１０１内に立設されたニードル、１１２は
弁体１０７に穿設された小径弁口、１１４は小径
弁口１１２のまわりにこれより小径の貫通孔１１
３を有してダイヤフラム１１６により水平方向に
可動的に設けられた駒、１２３は浮上防止リン
グ、また１２４はパイロツト弁で、パイロツト弁
１２４の弁箱１２５内には受圧室１２６が形成さ
れている。受圧室１２６と弁体収納室１０５は接
続管１２７で連通され、一方、受圧室１２６と弁
箱１０１の流出口１０３側はパイロツト管１２８
で連通されている。１２９は弁体である。

この公知の減圧弁は次のように作用する。すな
わち、弁箱１０１の流入口１０２側に圧力（１次
圧）が加えられたとき、流出口１０３側の圧力
（２次圧）が低ければ、弁体１２９が開く。この
ため、流入口１０２側の圧力は駒１１４の貫通孔
１１３とニードル１１１の隙間、弁体収納室１０
５、接続管１２７、受圧室１２６、パイロツト管
１２８を経て流出口１０３側に逃げ、これにより
弁体１０７は流入口１０２側の圧力に押されて上
昇し、流入口１０２側から流出口１０３側に水を
流す。このとき、ダイヤフラム１１６及び駒１１
４は流入口１０２側の圧力を受けてわずかに浮上
するが、駒１１４の上面が浮上防止リング１２３
に押えられるため、ダイヤフラム１１６の切断や
外れなどはない。

そして、流出口１０３側の圧力が上昇し、これ
が予め設定した所定の圧力に達すると、この流出
口１０３側の圧力はパイロツト管１２８を経て受
圧室１２６に伝えられ、弁体１２９が閉じる。こ
れにより、弁体１０７の上下面に加えられる圧力
は流入口１０２側の圧力のみとなり、ピストン部
１０６の直径が大きいことにより下向きの差圧が
生じ、弁体１０７は下降して弁座１１８に当接
し、弁口１０４を閉塞する。このとき、弁体１０
７が下降することにより弁体収納室１０５の容積
が増大し、その容積変化に応じた水が貫通孔１１
３とニードル１１１の隙間から弁体収納室１０５
に流入する。この流入量は前記隙間により定めら
れ、弁体昇降の全行程にわたつて弁体１０７の下
降速度は緩やかとなつて急激な閉塞を行わない。
そのため、弁箱１０１の流出入口１０２，１０３
に接続される給水管路にウオーターハンマ現象が
発生することがなく、また、弁体１０７と弁箱弁
座１１８との当接部に摩耗が生じるのも少なくな
る。

発明が解決しようとする課題 ところで、前記構成の減圧弁においては、弁体
１０７が全閉近くに至つても貫通孔１１３とニー
ドル１１１の隙間から弁体収納室１０５側へはき
わめて少量しか流れない。一方、弁体１０７の開
度がきわめて小さい状態では、弁体１０７の底面
１０８は弁箱弁座１１８とわずかな隙間で対面し
ており（微少流量状態）、流入口１０２側の水は
そのほとんどがこの隙間を通過することによつて
流出口１０３側へ脈流的な噴流状態で流れる。そ
のため、この噴流が弁箱１０１の流出口１０３側
において衝突して、流出口１０３側の圧力は小刻
みな振動（５Hz以上）を継続する。そして、この
流出口１０３側の圧力振動はパイロツト弁１２４
の受圧室１２６に伝わるが、この圧力振動が大き
くなつて、これを感知するパイロツト弁１２４の
受圧室１２６における振幅が、パイロツト弁１２
４の弁体１２９を開放方向に付勢する図示省略し
たばねの開状態維持範囲以上になると、弁体１２
９は流出口１０３側の圧力振動に追随して全閉、
全開にわたつて振動するとともに、この振動を弁
体収納室１０５の圧力の振動に伝える。弁体収納
室１０５への圧力振動の伝達に伴つて、弁体１０
７は開放状態を保持するのが困難となつて、閉鎖
状態と開放状態に振動する。この弁体１０７の振
動は次に流入口１０２側の圧力の振動を誘起し、
給水管路の全体にわたつてハンチングを生ぜしめ
ることになり、例えば管路が破損するとか、使用
中の瞬間湯沸器の種火が消えたり、瞬間湯沸器か
ら熱湯水が間欠的に噴出して危険であるという問
題点がある。

そこで、この発明は弁体の開度がきわめて小さ
い微少流量状態において流出口側からパイロツト
弁に伝わる圧力振動の振幅を可及的に小にするこ
とを技術的課題とする。

課題を解決するための手段 前記技術的課題を達成するために講じた技術的
手段は、第１発明では、弁箱の流入口２側と弁体
収納室２３とを連通する貫通孔３６が弁体２５に
形成され、この貫通孔に弁箱１に立設したニード
ル１５はわずかな隙間をもつて挿入され、ニード
ル１５には軸方向に小径部４６と大径部４７が設
けられ、弁口１２の周縁の弁座１３に対する弁体
２５の前記開度がきわめて小さい状態においては
ニードル１５の小径部４６が貫通孔３６内に位置
し、弁体２５の前記開度が大きい状態においては
ニードル１５の大径部４７が貫通孔３６内に位置
するようになつていることであり、 第２発明では、弁箱の流入口２側と弁体収納室
２３とをバイパス管８７を介して連通する貫通孔
８４が弁箱１の上壁１ａに形成され、この貫通孔
に弁体２５に立設したニードル８０がわずかな隙
間をもつて挿入され、ニードル８０には軸方向に
小径部８２と大径部８３が設けられ、弁口１２の
周縁の弁座１３に対する弁体２５の前記開度がき
わめて小さい状態においてはニードル８０の小径
部８２が貫通孔８４内に位置し、弁体２５の前記
開度が大きい状態においてはニードル８０の大径
部８３が貫通孔８４内に位置するようになつてい
ることである。

作 用 第１、第２発明において弁体２５の開度がきわ
めて小さい微少流量状態では、ニードル１５，８
０の小径部４６，８２が貫通孔３６，８４内に位
置し、このニードル１５，８０の小径部４６，８
２と貫通孔３６，８４の隙間から弁体収納室２３
内に流入する流入口２側の水の量が多くなる。こ
れにより弁体収納室２３からパイロツト管６８、
パイロツト弁６０を経てパイロツト管７１に多く
の量の水が流れ、この流勢の増大により、パイロ
ツト管７１からパイロツト弁６０に伝わる流出口
３側の圧力振動の振幅が小さく抑制される。その
ため、パイロツト弁６０の弁体が流出口３側の圧
力振動に追随して全閉、全開にわたつて振動した
りすることがなくなる。

特有の効果 前記のように弁体の小開度時にニードルの小径
部を通過する流量で流出口側に繋がるパイロツト
管の流勢が増し、該パイロツト管を介してパイロ
ツト弁に伝わる流出口側の圧力振動の振幅が小さ
くなるため、流出口側における圧力の振動もその
結果として小さく抑制される。これに伴つて弁体
が微少流量時の小開度において閉鎖状態と開放状
態を振動してハンチングを惹起するようなことが
なくなり、作動が円滑でかつ安全性の高いものと
なる。また、微少流量の状態から弁体の開度が大
きくなつて流量が増大する状態、すなわち所定の
圧力に制御される通常の流量状態においては、パ
イロツト弁の開度を大きくする必要がないから、
パイロツト弁の弁体を開放方向に付勢するばねの
押圧力は過大にならず、したがつて全閉状態にな
るとき弁箱の流出口側の圧力上昇をきわめて小さ
く押えることができる等の利点がある。

実施例 以下、この発明の実施例を説明する。

第１図において、１は弁箱で、この弁箱１の一
側には流入口２が、他側には流出口３が形成さ
れ、これらに図示しない例えば給水管路が接続さ
れるようになつている。弁箱１内は弁箱内壁に上
下方向に所定の間隔をもつて固定した１対の横向
き仕切壁４，５によつて下方から流入室６、流出
室７、及び上部室８に仕切られている。上方の仕
切壁４には後記弁体の外径より大きい開口１０が
穿設されている。下方の仕切壁５には弁口１２が
穿設され、かつ弁口１２の周縁には弁座１３が設
けられている。また、弁口１２を臨む弁箱１の底
壁１ｂには先端が弁口１２から上部室８に突出し
たニードル１５が、該底壁に固定した取付部材１
６に螺合して立設されている。ニードル１５はナ
ツト１７を緩めて角部１８をスパナ等により回動
することにより、その突出量が調節できるように
なつている。１９，２０は環状パツキンである。
弁箱１の上部室８には上端に外向フランジを有す
るシリンダ２２が、該フランジを介して内設され
ている。シリンダ２２によつて形成される弁体収
納室２３には、上端部にピストン部２４を有する
弁体２５が開口１０を貫通して昇降自在に配設さ
れている。弁体２５は内部が中空に形成されて上
方が開口し、かつ底壁の中心には孔２６が形成さ
れている。また、弁体２５の上端面には、弁体収
納室２３の内周面に摺接する環状パツキン２７が
パツキン押え２８によつて固定されている。弁体
２５の下端面には全閉時、弁座１３に当接する弁
座３０と、ガイド取付部材３１が固定されてい
る。ガイド取付部材３１は第２図に拡大して示す
ように、中央にニードル１５が貫通するための小
径弁口３２を有し、かつ下面には弁座１３の内側
面に沿うガイド３３が設けられている。ガイド取
付部材３１の上面にはニードル１５がわずかな隙
間をもつて挿通する貫通孔３６をもつ段付リング
状の駒３７が配置されている。この駒３７の段部
にはダイヤフラム３８が嵌合され、ダイヤフラム
３８はワツシヤ３９を介してリングナツト４０に
より固定されている。ダイヤフラム３８の外周に
は環状のパツキン４１が一体に連設され、このパ
ツキン４１は中心に透孔４２を有し、駒３７を覆
うようにガイド取付部材３１の上面にボルト４３
によつて被着された浮上防止リング４４の下面の
環状溝４５に収容されている。

ニードル１５は弁体２５が全閉状態及び弁体２
５の開度がきわめて小さい流入室６から流出室７
側への微少流量状態にあるとき、駒３７の貫通孔
３６内に位置する部分が小径部４６に形成され、
同状態では貫通孔３６内に位置しない上方の部分
は、弁体２５の前記開度が大きくなつて流量が増
大する状態で貫通孔３６内に位置することになる
大径部４７に形成されており、小径部４６と大径
部４７はテーパ部４８で軸方向に連設されてい
る。前記の貫通孔３６に挿通されるニードル１５
と貫通孔３６の隙間は流入口２側の水を弁体収納
室２３に導く導水通路５０に形成されている。弁
箱１の上端に環状パツキン５１を介して固定され
た上壁１ａには貫通孔５２が穿設され、貫通孔５
２には透明の有蓋カバー筒５３が立設されてい
る。カバー筒５３内には取付片５４を介してパツ
キン押え２８に下端部が取付けられた弁体開度指
示用の指示棒５５が貫通孔５２を経て臨むように
なつている。５６は環状パツキンである。

６０はブラケツト６１を介して弁箱上壁１ａに
固定されたパイロツト弁で、このパイロツト弁６
０の弁箱６２内には隔壁６３を介して互いに連通
する弁室６４と受圧室６５が設けられている。弁
室６４の弁口６６より下方の室はパイロツト管６
８を介して弁体収納室２３に連通され、かつ上方
の室は開閉弁７０を有するパイロツト管７１を介
して流出室７に連通されている。弁室６４には、
受圧室６５内のベロフラム７３に隔壁６３を貫通
した弁棒７４を介して一体に取付けられ、該ベロ
フラム７３の作動によつて昇降して弁口６６を開
閉する弁体７５が収容されている。弁体７５は流
出口３側の圧力が所定の圧力に達してベロフラム
７３の下面に作用すると、弁口６６を閉鎖するよ
うになつている。また、ベロフラム７３の上面と
弁箱６２の間にはばね７７が介装され、弁体７５
が弁口６６を開放するように付勢している。７８
は弁箱６２の頂壁に螺設された調整ボルトで、ば
ね７７の付勢力を調節可能となつている。

次に、前記実施例の作用を説明するが、この作
用説明においては第４図で挙げた従来の減圧弁の
作用と重複する部分が多々あるので、重複する部
分は記載を省き、新規な事項に基づく作用を中心
として簡略して説明をすることとする。

流出口３側の圧力が予め設定した所定の圧力に
達すると、この流出口３側の圧力はパイロツト管
７１を経て弁室６４、受圧室６５に伝えられ、こ
れによりベロフラム７３の下面に前記圧力が作用
するため、弁体７５はばね７７の力に抗して移動
し、弁口６６を閉鎖する。そして、前記所定圧力
に達しようとするときの弁体２５が小開度で微少
流量の状態にあると、小開度の開口を通過する際
の噴流で流出口３側の圧力に振動を惹起し、この
圧力振動がパイロツト弁６０の受圧室６５及び弁
室６４に伝わるのであるが、一方でニードル１５
の小径部４６が貫通孔３６内に位置し、このニー
ドル１５の小径部４６と貫通孔３６とにより形成
される導水通路５０が大きくなつて、この導水通
路５０から弁体収納室２３内に流入する流入口側
の水の量が多くなり、これによつて弁体収納室２
３からパイロツト管６８、パイロツト弁６０を経
てパイロツト管７１に多くの水が流れ、この多
く、かつ流勢の強くなつた弁体収納室２３からの
水によつて前記圧力振動による振幅が小さく抑制
される。そのため、パイロツト弁６０の弁体７５
が流出口３側の脈流的な圧力振動に追随して全
閉、全開にわたつて振動したりすることがなくな
る。また、これに伴つて弁体２５が微少流量時の
小開度において閉鎖状態と開放状態を繰り返しハ
ンチングを惹起するようなこともなくなる。

前記微少流量の状態から弁体２５の開度が大き
くなつて流量が増大する状態になると、貫通孔３
６内にはニードル１５の大径部４７が位置し、こ
のニードル１５の大径部４７と貫通孔３６とによ
り形成される導水通路５０が小さくなる。導水通
路５０が小さくなると、弁体収納室２３内に流入
する流入口側の水の量が前記の場合より少くな
り、これによつて弁体収納室２３からパイロツト
管６８を経てパイロツト弁の弁室６４内に流れる
水の量も少量となつて、弁体収納室２３から流出
口３側までの圧力損失は微少流量時に比べて小さ
くなるので、弁体収納室２３と流出口３との差圧
が小さくなり、流出口３側の圧力が上昇する。し
たがつて全閉状態、及び微少流量状態以外の通常
の流量状態においては制御性能を損うようなこと
がない。

第３図は別の実施例を示し、この実施例におい
て前記実施例と相違する部分を説明すると、前記
ニードル１５、及びこれに付属する構成が省略さ
れ、代わりに指示棒がニードルを兼ねるようにな
つており、この指示棒兼ニードル８０の上方の外
周部がテーパ部８１を介して小径部８２に形成さ
れ、テーパ部８１より下方の外周部が大径部８３
に形成されている。そして、弁体２５が全閉状
態、及び微少流量状態にあるとき、ニードル８０
の小径部８２がカバー筒５３′の下端部に形成さ
れた貫通孔８４内に位置するようになつている。
貫通孔８４に小径部８２等を介入して挿通される
ニードル８０と貫通孔８４の隙間は流入口２側の
水を弁体収納室２３に導く導水通路８５に形成さ
れている。そのため、貫通孔８４より上方のカバ
ー筒５３′内は開閉弁８６を有するバイパス管８
７を介して流入口２側に連通されている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す縦断正面
図、第２図は同上の要部拡大断面図、第３図は別
の実施例を示す縦断正面図、第４図は従来例を示
す縦断正面図である。 １……弁箱、２……流入口、３……流出口、１
２……弁口、１３……弁座、１５……ニードル、
２２……シリンダ、２３……弁体収納室、２４…
…ピストン部、２５……弁体、３２……小径弁
口、３６……貫通孔、３７……駒、３８……ダイ
ヤフラム、４６，８２……小径部、４７，８３…
…大径部、４８，８１……テーパ部、５０，８５
……導水通路、８０……指示棒兼ニードル、８７
……バイパス管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁箱１の弁口１２を開閉する弁体２５が昇降
   自在に収納される弁体収納室２３が前記弁口の上
   方に設けられ、この弁体収納室２３に連通された
   パイロツト管６８と、前記弁箱の流出口３側に連
   通されたパイロツト管７１との接続部にパイロツ
   ト弁６０が設置され、このパイロツト弁６０は弁
   箱の流出口３側の圧力によつて作動し、この流出
   口側の圧力が所定の圧力に達すると閉鎖方向に作
   動して弁体収納室２３側からの水がパイロツト管
   ６８からパイロツト管７１に流入するのを阻止す
   るとともに、前記所定の圧力に達しないと開放方
   向に作動して弁体収納室２３側からの水がパイロ
   ツト管６８からパイロツト管７１に流入可能なよ
   うになつている減圧弁において、 前記弁箱の流入口２側と弁体収納室２３とを連
   通する貫通孔３６が弁体２５に形成され、この貫
   通孔に弁箱１に立設したニードル１５がわずかな
   隙間をもつて挿入され、ニードル１５には軸方向
   に小径部４６と大径部４７が設けられ、弁口１２
   の周縁の弁座１３に対する弁体２５の前記開度が
   きわめて小さい状態においてはニードル１５の小
   径部４６が貫通孔３６内に位置し、弁体２５の前
   記開度が大きい状態においてはニードル１５の大
   径部４７が貫通孔３６内に位置するようになつて
   いることを特徴とする減圧弁。 ２ 弁箱１の弁口１２を開閉する弁体２５が昇降
   自在に収納される弁体収納室２３が前記弁口の上
   方に設けられ、この弁体収納室２３に連通された
   パイロツト管６８と、前記弁箱の流出口３側に連
   通されたパイロツト管７１との接続部にパイロツ
   ト弁６０が設置され、このパイロツト弁６０は弁
   箱の流出口３側の圧力によつて作動し、この流出
   口側の圧力が所定の圧力に達すると閉鎖方向に作
   動して弁体収納室２３側からの水がパイロツト管
   ６８からパイロツト管７１に流入するのを阻止す
   るとともに、前記所定の圧力に達しないと開放方
   向に作動して弁体収納室２３側からの水がパイロ
   ツト管６８からパイロツト管７１に流入可能なよ
   うになつている減圧弁において、 前記弁箱の流入口２側と弁体収納室２３とをバ
   イパス管８７を介して連通する貫通孔８４が弁箱
   １の上壁１ａに形成され、この貫通孔に弁体２５
   に立設したニードル８０がわずかな隙間をもつて
   挿入され、ニードル８０には軸方向に小径部８２
   と大径部８３が設けられ、弁口１２の周縁の弁座
   １３に対する弁体２５の前記開度が極めて小さい
   状態においてはニードル８０の小径部８２が貫通
   孔８４内に位置し、弁体２５の前記開度が大きい
   状態においてはニードル８０の大径部８３が貫通
   孔８４内に位置するようになつていることを特徴
   とする減圧弁。