JPH0585041B2 - - 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
で接続し、上方空間と下方空間を連通するオリフ
イス２０ｃを開ける。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。

＜発明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
を介して伝わり、パイロツト弁２６が開弁する
時、その圧力低下程度以上に開弁し、そして閉弁
方向に戻ることを繰り返して振動状態を呈し、略
これに従つてピストン２０の上方空間のピストン
室２０ａに急激な圧力変動を生じ、このピストン
２０の動きが下部で当接された主弁１８に同時に
伝え、主弁１８も振動状態を呈するというパイロ
ツト弁２６の振動が一つの原因と考えられる。主
弁１８が開閉する為に二次側圧力が脈動し、その
振動が再び二次圧検出通路３４を介してダイヤフ
ラムの下面に作用してパイロツト弁２６を開閉さ
せる。こ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２０の軸部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、本発明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＞ 上記課題を解決する為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、ピストンにその上方空間
であるピストン室と下方空間である二次側圧力域
とを連通する通路を開口し、その通路途上の二次
側圧力域側に弁座を形成し、その弁座に当接する
ように弁体を付勢ばねで付勢して配置したもので
ある。

＜作用＞ チヤタリングが発生していない正常な運転時に
は、ピストン室の圧力は安定しており、僅かな圧
力変動巾で緩かに変化するだけである。その時ピ
ストン室の圧力よりピストンを上下に連通する通
路に設けた弁体の閉弁力の方が大きい為に、ピス
トン室の流体は二次側圧力域へ流出することなし
に通常の作動をする。

しかし、チヤタングが発生すれば前述したよう
にパイロツト弁の急開閉弁によりピストン室の圧
力が著しく変動する。瞬間的に高くなつた圧力は
付勢ばねの付勢力に打勝つて弁体を開弁させ、ピ
ストン室の流体を二次側圧力域へ逃がす。このこ
とによりピストン室の瞬間的に上昇した圧力は吸
収されピストンは急動作せず円滑に降下する。そ
の結果主弁も急開せず、少し遅れてゆつくりと開
く。即ち、パイロツト弁の急開弁に対してピスト
ンの応答を遅らせることにより、二次圧を急上昇
させず、ダイヤフラム、パイロツト弁等へ安定し
たフイードバツク圧力が伝わりチヤタリングは起
こらなくなる。

＜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。

第２図では詳細に図示して説明しなかつたが、
ピストン２０の側面に環状溝を設け、フツ素樹脂
製のピストンリング２５ａ，ｂを配置し、内側か
ら付勢ばね２９ａ，ｂで外側へ張らせてシリンダ
ー２２内に摺動自在に収容する。そしてピストン
２０の上方空間と下方空間を連通するオリフイス
２０ｃを開ける。

ピストン２０の上方空間であるピストン室２０
ａと下方空間である二次側圧力域１６を連通する
通路７０をピストンの中心軸に開口し、その通路
７０のピストン室側にピストン弁口７２を有する
弁座部材７４をガスケツト７６により両者の気密
を保持してねじ結合する。弁座部材７４は筒状で
あり、その内側から前記ピストン弁口７２を閉弁
するようにピストン弁体７８を配置し、その後部
から付勢ばね８０で付勢する。

作用は以下の通りである。ピストン２０とシリ
ンダー２２との間は摺動性と気密性を高める為
に、フツ素樹脂製のピストンリング２５ａ，ｂを
配置し、内側から付勢ばね２９ａ，ｂで外側へ張
らせている。そしてピストン室２０ａの圧力（流
体）をオリフイス２０ｃから一定量逃がすことに
よりピストンの上下の圧力バランスを保つてい
る。

チヤタリングが発生していない安定した作動時
は、二次側圧力及びピストン２０が緩やかな周期
で変動するために、ピストン２０はゆつくりと変
位する。この時ピストン室２０ａの圧力は安定し
ているので、その圧力は付勢ばね８０がピストン
弁体７８をピストン弁口７２に押し付ける力より
小さい。従つて、ピストン弁口７２は開弁せずに
ピストン室２０ａの流体はオリフイス２０ｃから
一定量流出するだけである。

しかし、チヤタリングが発生すれば前述したよ
うにピストン室２０ａの圧力が著しく変動する。
瞬間的に高くなつた圧力は、付勢ばね８０の付勢
力に打勝つてピストン弁体７８を開弁させ、ピス
トン室２０ａの流体を二次側圧力域１６へ逃が
す。このことによりピストン室２０ａの瞬間的に
上昇した圧力は吸収され、ピストン２０は急動作
せず円滑に降下する。即ち、ピストン２０の応答
を遅らせることにより二次圧を急上昇させずチヤ
タリングを防止することができる。

ここで、付勢ばね８０のばね定数はチヤタリン
グ発生時にピストン室２０ａの圧力を実測すれば
簡単に求めることができる。

＜発明の効果＞ 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図は本発明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、２０：
ピストン、２６：パイロツト弁、２８：ダイヤフ
ラム、７０：通路、７２：ピストン弁口、７４：
弁座部材、７８：ピストン弁体、８０：付勢ば
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、ピストンにその上方空間であ
   るピストン室と下方空間である二次側圧力域とを
   連通する通路を開口し、その通路途上の二次側圧
   力域側に弁座を形成し、その弁座を開閉する弁体
   を付勢ばねで付勢して配置したことを特徴とする
   減圧弁。