JPH0642169B2 - 液体用減圧弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水道管等の液体の流路に設けられ、二次側の
圧力を所定値以内に保つための液体用減圧弁の改良に関
する。

〔従来の技術〕

従来、この種の液体用減圧弁としては第５図に例示する
ように、二次側の圧力をダイヤフラム〔イ〕で受けて、
これをスプリング〔ロ〕で押圧し、均衡がとれた点で二
次側圧力を決定するというものであるが、バルブ〔ハ〕
にかかる一次側圧力の影響を打ち消し、二次側圧力だけ
を印加するためには、平行ピストン〔ニ〕等を設ける必
要があった。

〔発明が解決しようとする課題〕 上記構成において、一次側圧力を正確に打ち消すために
は、バルブ〔ハ〕に印加される圧力と平衡ピストン
〔ニ〕に印加される圧力とを同一にする必要があり、ま
た、このように条件が限定されてしまうと構造上の自由
度が少なく、設計面においても製作面においても多くの
不都合が見られたものである。

このような構造では、液体の流量が比較的小さい場合に
はまだしも、流量が大きくなった場合には二次側圧力が
不安定になり易いという構造的課題があった。すなわ
ち、この種の液体用減圧弁では、バルブ閉成時（第５図
の状態）においてバルブ〔ハ〕が受ける圧力と、平衡ピ
ストン〔ニ〕が受ける圧力とがバランスするよう設定さ
れるから、バルブ〔ハ〕が開くと、バルブ閉成時にはシ
ートに当接して液圧が作用していなかったバルブ上面部
分までが一次側から流入する液体にさらされて、バルブ
〔ハ〕が受ける圧力と、平衡ピストン〔ニ〕が受ける圧
力とのバランスが崩れ、そのためにスプリングを含めた
系全体の制御状態が不安定になってバルブ〔ハ〕の動き
が安定せず、二次側圧力が不安定になるものであり、こ
の傾向は流量が大きくなれば顕著になる。また、流量が
大きくなれば流れが乱流になることから、バルブ〔ハ〕
の上面で受ける液圧や、ダイヤフラム〔イ〕で受ける液
圧が変動し、このことによってもバルブ〔ハ〕の動きが
安定せず、二次側圧力が不安定になる。しかも、液体が
一次側から二次側に流れるときに、流れがバルブに当た
るから、抵抗が大きくなり、また流れが乱れやすい。

一方、実公昭６１−２５９８６号公報には、外周に環境
溝を有するピストン部と、このピストン部において上記
環状溝の上端側外周を摺動自在に密嵌するシリンダ部
と、このシリンダ部の外径方向に穿孔された常時上記溝
に対して連通状態にあるエア流入孔と、上記シリンダ部
を間に挟み上記エア流入孔と同軸状に穿孔されたエア流
出孔と、上記シリンダ部の下方側に該シリンダ部内と連
続して形成されるとともに常時上記エア流出孔に対して
連通状態にあるエアチャンバと、前記溝の下端部位に嵌
装され前記ピストン部が前記溝内に作用するエア圧によ
ってシリンダ部の上端部位に到達した際に該シリンダ部
の下端縁に形成されている環状傾斜面に当接し上記エア
チャンバと前記構内との間に閉塞する感情のシール部材
と、前記ピストン部の環状溝に形成されたエア流入孔側
とエア流出孔側を連通する小孔と、上記小孔に介在配置
されエア流出孔よりエア流入孔側への流通のみを許容す
る一方向バルブと、前記シリンダ部の上方側に螺合配装
され前記ピストン部を常時下方へ弾発付勢するバネ部材
の押圧力を調整する圧力調整部とを備えて成る空気圧式
打撃工具等における圧力調整器が開示されている。

この公報記載の圧力調整器は、圧縮エアを対象とするも
のであるが、仮に液体を流通させた場合にも、ピストン
部及び環状シール部材によって一次側と二次側との圧力
バランスが制御できるようにも考えられる。そうだとす
れば、平衡ピストンがないため、構造上の自由度があ
り、またダイヤフラムがないから、その分だけ第５図の
従来例に比べてバルブの動きが安定し、二次側圧力が不
安定になる可能性が少ないといえる。

しかしながら、同公報の第５ページ第１９〜２０行目に
記載されるように、環状シール部材がピストン部の直径
よりも大径に設定され、この環状シール部材がシート面
に当接する構造なので、第５図の従来例と全く同様に、
流量が大きくなったときには、二次側圧力が不安定にな
り易いという課題がある。すなわち、環状シール部材が
開くと、その閉成時にはシートに当接して液圧が作用し
ていなかった上面部分までが一次側から流入する液体に
さらされて、環状シール部材が受ける圧力が変動し、系
の制御状態が不安定になってピストン部の動きが安定せ
ず、二次側圧力が不安定になるものであり、この傾向は
流量が大きくなれば顕著になる。また、流量が大きくな
れば、流れが乱流になることから、環状シール部材の上
面で受ける液圧が変動し、ピストン部の動きが安定せ
ず、二次側圧力が不安定になる。しかも、液体が一次側
から二次側に流れるときに、流れがピストン部及び環状
シール部材に当たるから、抵抗が大きくなり、また流れ
が乱れやすい。

本発明はこれら従来の課題を解決するもので、バルブ及
び平衡ピストンという一次側圧力を打ち消すための従来
技術のように別個の手段を必要とせず、可動部として中
空状弁体と受圧部材を用いることによって、殆ど一次側
圧力の影響を受けることがなくて、二次側圧力を安定に
制御できる液体用減圧弁を提供しようとするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明の解決手段は、弁函
内に、弁体移動方向に対して交叉する方向から液体が流
入するように流路が形成された液体用減圧弁を対象とす
る。そして、流路に摺動可能に嵌挿され且つ上流側外周
に着座面が形成された筒形の中空状弁体と、この中空状
弁体の着座面に対向して弁函に嵌着された案内筒に摺動
可能に嵌挿し、中空状弁体と同一の外径を有し且つ中空
状弁体に連結体を介して一体に連成された受圧部材と、
受圧部材を流路に向かって付勢するよう弁函に設けられ
たバネとを備、上記案内筒の入口周縁に少なくとも上記
中空状弁体の着座面の外周を衝止可能な弁座が形成され
ていて、中空状弁体の着座面と案内筒の弁座とにより、
上記側を一次側に、下流側を二次側に仕切るという構成
である。

また、中空状弁体の内部に二次側から一次側への液体の
逆流を防止するために逆止弁を内設する構成も用いた。

〔作 用〕

請求項１及び請求項２の構成は、ダイヤフラムを備え
ず、しかもバルブ及び平衡ピストンを使用しないので、
構造上の自由度が大きいい。

中空状弁体の着座面の案内筒の弁座は流路を一次側と二
次側に仕切る。この場合、閉栓時には、中空状弁体の着
座面は、その上流側外周が弁座の外周からはみ出ないの
で、中空状弁体は、その可動方向に一次側圧力の影響を
受けない。また、開栓時においても、中空状弁体に作用
する液圧がバランスするから、その可動方向に一次側圧
力の影響を受けない。従って、二次側圧力は、流量の多
少にかかわらず、受圧部材を介してバネとのバランスで
制御されるから、一次側圧力の影響を受けず、安定であ
る。しかも、従来例では、液体が一次側から二次側に流
れるときに、流れがバルブに当たって乱れやすいが、請
求項１及び請求項２の構成では、流れを邪魔するものが
なく、中空状弁体の中をスムーズに流下するので、抵抗
が少なく、また二次側圧力が安定する。そして、流れが
乱流になっても、ダイヤフラムを使用していないこと、
中空状弁体がその可動方向に乱流の影響が受け難いこ
と、などから流量が大きくなっても二次側圧力が安定す
る。

更に、請求項２のように、逆止弁を内設する構成におい
ては、温度変化等によって二次側が昇圧した場合でも逆
流が防止される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に従ってさらに詳述する
と、第１図中、１は当該減圧弁の一次側、２は同二次
側、３は図示上方部から液体が流入する構成とした中空
状弁体、４は中空状弁体３の上流側外周に形成された着
座面、５は案内筒７の下周縁に設けられ、上記着座面４
を衝止する弁座、６は案内筒７の内面をシールリング６
ａを介して上下に摺動自在な受圧部材で、開栓時に液圧
を受ける受圧面６′・６″を有すると共に、この液圧に
対向する方向に所定の減圧値に相応する弾力のバネ８を
弾装・付勢させたものであり、連結部３′を介して中空
状弁体３と一体に構成されている。また中空状弁体３の
外周は、受圧部材６に嵌着されるシールリング６ａの有
効外径と同一、換言すれば案内筒７の内径と同径したも
のであり、着座時において中空状弁体３の着座面４が弁
座５の外方に突出することなく弁座面内で密に衝止され
るようにすることが肝要である。

尚、図中９，９′，９″は中空状弁体３および受圧部材
６の外周面を密に填塞するシールリングで、閉栓時にお
いても一次側から二次側への液体の流通を防止するよう
にしている。

次に本発明に係る減圧弁の作動を説明すると、先ず開栓
時において、一次側１からの液体は中空状弁体３の着座
面４と弁座５との間隙から中空状弁体３の内部を通過し
て二次側へ流入する。この場合、中空状弁体３に対して
印加される圧力は、図示において上向きの圧力受け面１
０ａ，１０ａと下向きの圧力受け面１０ｂとが略同面積
であるので、矢印のように両者にかかる液圧は互いに打
ち消し合い、可動方向への影響は専ら受圧面６′にかゝ
る流体圧に限られることになる。

上述したように、開栓時における受圧面６′に作用する
二次側圧力とバネ８の付勢力とが均衡する位置で受圧部
材６が安定し、開栓状態が保たれ、バネ８によって設定
された液圧を二次側にそのまゝ供給することができるの
である。しかし、何らかの原因によって二次側圧力が設
定値より上昇した場合には、バネ８圧との均衡が破れ、
受圧部材６を押し上げることになるから、この受圧部材
６と一体に構成された中空状弁体３も持ち上げられて最
終的には着座面４が弁座５に当接し、且つ中空状弁体３
及びシールリング９，９′，９″によって一次側と二次
側の流体の流通が完全に遮断される。これによって二次
側圧力が設定値以上に上昇することを規制することがで
きるのである。従って、その後、二次側圧力が低下して
バネ８の反発力より低くなった時点で、受圧部材６が押
下げられ、弁座５から着座面４が開離して一次側・二次
側と再び連通し、二次側圧力を所定値に維持するのであ
る。

従って、上記実施例においては、従来例に比較すれば、
ダイヤフラムを備えず、しかもバルブ及び平衡ピストン
を使用しないので、構造上の自由度が大きい。

また、閉栓時には、中空状弁体３の着座面４は、その上
流側外周が弁座５の外周からはみ出ないので、巾空状弁
体３は、その可動方向に一次側圧力の影響を受けない。
また、開栓時においても、中空状弁体３に作用する液圧
がバランスするから、その可動方向に一次側圧力の影響
を受けない。従って、二次側圧力は、流量の多少にかか
わらず、受圧部材６を介してバネとのバランスで制御さ
れるから、一次側圧力の影響を受けず、安定である。

しかも、従来例では、液体が一次側から二次側に流れる
ときに、流れがバルブに当たって乱れやすいが、上記実
施例では、流れを邪魔するものがなく、中空状弁体３の
中をスムーズに流下するので、抵抗が少なく、また二次
側圧力が安定する。そして、流れが乱流になっても、ダ
イヤフラムを使用していないこと、中空状弁体３がその
可動方向に乱流の影響が受け難いこと、などから流量が
大きくなっても二次側圧力が安定する。

尚、中空状弁体３と受圧部材６とは一体的に成型しても
よいが、実際には両部材を個別に製作し、ビス等で連結
する手段を採ることが多い。

また、着座面４と弁座５の構成は本実施例ではテーパー
面としたが、閉栓時に一次側流体圧の影響を受けない着
座態様であればよく、例えば第２図に示すように平面同
士が着座するようにすることも可能であるし、第３図に
示すように側面同士が密に接触して着座する構造にする
ことも自由である。

尚、第４図に例示したように、中空状弁体３の中空部１
１に二次側から一次側への逆流を防止するための逆止弁
１２を内設することによって、二次側の温度上昇やウォ
ーターハンマー現象、更には一次側の断水等による液体
の逆流をも確実に防止することができるのである。

〔発明の効果〕

本発明は上述のような構成としたので、従来技術のよう
に平衡ピストンを必要とせず、構造を簡素化できて設計
及び製作が容易になると共に、全体の高さも抑えること
ができる。

又、バルブ及び平衡ピストンによって一次側圧力を打ち
消すのではなく、中空状弁体自体が可動方向への圧力の
影響を受けることがないので、殆ど一次側圧力の影響を
受けることがなくて、流量の多少にかかわらず、二次側
圧力を安定に制御できる。しかも、液体が中空状弁体を
スムーズに流下するので、二次側圧力が安定し、流れが
乱流になっても、ダイヤフラムを使用していないこと、
中空状弁体がその可動方向に乱流の影響が受け難いこ
と、などから流量が大きくなっても二次側圧力が安定す
る。

さらに、逆止弁を設けることによってウオーターハンマ
ーの発生や二次側から一次側への逆流も防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図、第３
図は弁座面と弁座との位置関係を示す要部断面図、第４
図は逆止弁を組み込んだところを示す断面図、第５図は
従来の液体用減圧弁を示す断面図である。 尚、図中１……一次側、２……二次側、３……中空状弁
体、３′……連結部、４……着座面、５……弁座、６…
…受圧部材、７……案内筒、８……バネ、９，９′，
９″……シールリング。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁函内に、弁体移動方向に対して交叉する
   方向から液体が流入するように流路が形成された液体用
   減圧弁であって、流路に摺動可能に嵌挿され、且つ上流
   側外周に着座面が形成された筒形の中空状弁体と、この
   中空状弁体の着座面に対向して弁函に嵌着された案内筒
   内を、上記中空状弁体と同一の外径を有するシールリン
   グを介して摺動可能であり、連結部によって中空状弁体
   と一体に連成されてなる受圧部材と、受圧部材を流路に
   向かって付勢するように弁函上部に設けられたバネを備
   える一方、上記案内筒の入口周縁に上記中空状弁体の着
   座面が衝止可能な弁座を形成したことを特徴とする液体
   用減圧弁。
2. 【請求項２】中空状弁体の内部に、二次側から一次側へ
   の逆流を防止する逆止弁を設けた請求項１記載の液体用
   減圧弁。